JPS6328261A - 直流電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はインバータ回路と整流・平滑回路とを組み合
わせて直流出力を得る直流電源装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

第２図は従来の直流電源装置の構成図であり。

第２図においてｆｌ＋は直流電力を供給する１次電源。

（２）はトランス（５）にパルス電力を供給するための
エネルギバンク、（３１は負荷０１）への出力電圧を一
定にするためにパルス幅制御信号を出力するためのパル
ス幅制御回路、（４）はパルス幅利（財）回路（３）の
出力信号を電力増幅する駆動回路、（６１は駆動回路（
４１の出力信号により、トランス（５）に流れる電流の
オン・オフを行うトランジスタ、（７）は負荷重）への
出力電圧を検出して出力電圧値の情報をパルス幅制圓回
路（３１に出力する電圧検出回路、（８）及び（９１は
トランス（５）の出力を整流するためのダイオード、ロ
ーはダイオード（８１及び＋９１の出力を平滑する平滑
回路。

ａｌｔ）ランスｆＦｉｌの１次巻線の残留磁気エネルギ
の帰環用ダイオードである。

第２図の構成において、パルス幅利闘回路（３）は一定
周期のパルス信壮を出力する。パルス信壮は駆動回路（
４）で電力増幅されトランジスタ（６１を駆動する。ト
ランジスタ（６１がオンするとトランス（Ｆｉｌの１次
巻線にパルス電流が流れ、２次巻線には７１ｙ川が誘起
される。この誘起？ＴｆｌＥはダイオード（８１及び（
９）で整流され、平滑回路曲で平滑されて直流電力とし
て負荷０口に供給される。

ｆ＋荷Ｑ１１への供給電子を安定１こするために、電圧
検出回路（７１は負荷Ｑ１１の電圧を検出し、パルス幅
制御回路（３）の出力パルス信Ｉ十のパルス幅を制■１
する。

負荷ｏｎへの出力？ｔｔＵｒ、をＶ。とするとＶ。はで
表わされる。にでＶｌは１次電源（１１の出力型ＥＥＩ
Ｉ、Ｎハ）ランス（５１の巻数比、Ｔｏはトランジスタ
（６）のオン・オフ周期、ＴＯＮはトランジスタ（６）
がオンしている時間、ＶＬはダイオ−トイ８１．平滑回
路ＯＩなどでの電圧降下分である。

第（１）式において、負荷０１１の変化によるＶＬの大
きさの変化、あるいは１次電源（１）の出力電圧■１の
大きさの変化などがあってもＴ。Ｎを制御することによ
り出力電圧■。は一定値に制御可能であることがわかる
。

次にダイオード（８）及び（９）に加わる電圧について
述べる。

トランス（５）の２次巻線に誘起される電圧■２は。

■２；Ｖ１・Ｎ　　　　　　　　　・・・・・・＋２１
で表わされる。ダイオード（９）に加わる電圧、すなわ
ち、トランジスタ（６１がオンしたときに加わる逆電圧
ＶＲ２は。

Ｖ、？２＝　Ｖ、２−ＶＦ、　＝　Ｖ、　−Ｎ−ＶＦｌ
・−−−−−（３’＋となる。ここでＶｌｌはダイオー
ド（８）の順方向電圧降下を表わす。

同様に、ダイオード１８＋に加わる電圧、すなわちトラ
ンジスタ（６１がオフしたときに加わる逆電圧ＶＲＩ　
は・ ＶＲｌ　＝ｖ２　　ＶＦ２　　　　　　　　・＝−（４
１となる。ここでＶＦ２　はダイオード（９１の順方向
型ＥＥｔ１Ｍ−Ｆ、　　ｖ２’はトランジスタ（１；１
のオフ時にトランス（５１の２次巻線に誘起する？ｂ：
　ｆＥであり通常Ｖ２−Ｖ２　　である。

第（Ｘ１式、第１４）式においては、ダイオ−１”１８
１．１９１にＩＪ（１わる逆電圧は１次電源０１の出力
型［ＥＶ、にほぼ比例することを示し１人力１ｔ［Ｅｖ
、の最大１１目こおいても１分な信頼性を得ることがで
きる逆耐電圧を持ったダイオードをｆ、ｉｉ、える必要
がある。

例えば、１次電源（１１の出力型ＦＥＶ、は定常状態で
の変動の他にサージ電圧の発生があり１本装置のごとき
直流電源装置においても、定常状態の電圧値の２〜３倍
のサージ′ＦＬ王が印加された場合でも装置は破壊され
てはならないなどの規定がある場合がある。

このために定常動作時加わる逆電圧の２〜３倍に耐える
ダイオードを侃１えた（構成となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の直流電源装置は以上のように構成されているので
、ダイオード＋８１．　（９１の順方向電圧ｖ２．。

ＶＦ２が大きくなり順方向の電力損失が大きくなる。

また、５Ｖ出力などの低電圧出力の直流電源装置では、
整流用ダイオードとして高速のショットキーバリアダイ
オードを使用可能であるが、上記に述べたごとくサージ
電圧対策のために、低い逆耐電圧特性を有するショット
キーバリアダイオードは使用できないため、逆回復時間
の大きなダイオードを使用せざるを得なくなり電圧電流
変化時の電力損失が増加するなどの問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で人力されるサージ電圧が本装置の整流用ダイオードに
印加するのを防止し、ダイオードの信頼性を向上させる
と共に、ダイオードでの電力損失を低減した直流電源装
置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る直流電源装置は１次電源（１）の出力端
に設けた磁気増幅回路と、１次電源（１）の出力電圧の
大きさを検出する人力電圧検出回路と、この入力端子検
出回路の出力信号を電力増幅し、上記磁気増幅回路を駆
動する電力増幅回路とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては直流電源装置の入力電源の出力端に
、磁気増幅回路を設け、１次電源（１）からのサージ電
圧が加わった場合、磁気増幅回路でサージ分の電圧保持
を行い、トランス（５；などに加わるサージによる電圧
増加分を＋ｊＪ能な限り小さくする。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、（り
〜ａ３は上記従来装置と同一または相当するものであり
０は、入力端子検出回路、０４１は電力増幅回路、　０
５１は磁気増幅回路である。

」二記のように構成された直流電源装置では、１次電源
ｉ１１の出力電圧Ｖ、としてサージ電圧のような所定値
を越えた電圧が人力された場合、磁気増幅回路０９のイ
ンピーダンスを大きくして、エネルギバンク（２１に伝
送するサージ電圧による電圧増加分を極力低減しようと
するものである。

通常動作時は１次電源ｉｌ＋よりＩ、なる一定電流が流
れ、磁気増幅回路（ＩＳの磁性体は１次電源（１）より
の電流■１の流れの方向に励起され、磁束は飽和状態に
ある。この状態では磁気増幅回路０９の２次巻線の自己
インダクタンスは小さく、１次電源ｆ１１の出力型［Ｔ
Ｅ　Ｖ、が増加した場合などは、そのままの大きさでエ
ネルギバンク（２１に人力される。しかしながら、サー
ジ電圧により１次電源（１１の出力電圧■１が増加した
とき、入力端子検出回路０３１はその増加電工を検出し
、電力増幅回路（１４１を動作させて磁気増幅回路（＋
５１の１次巻線に急速に大きな電圧を印加する。この印
加する電圧の方向は、電流■■により発生した磁束の方
向と反対の方向の磁束を発生させるために、磁気増幅回
路θＳの磁性体は急速に非飽和状態となり９反対方向へ
の磁束の増加がより深く進行する。このために磁気増幅
回路０５１の２次巻線の自己インダクタンスが急速に増
加し、１次電源（１１から見たインピーダンスが大きく
なる。このために磁気増幅回路α９の２次巻線での電圧
降下が大きくなり、エネルギバンク（２）に人力する電
圧が低減される。

このことにより、１次電源（１）の出力電圧Ｖ、として
サージ電圧が発生する場合でも、トランス（５１などに
人力される電圧の増加はほとんどす（、整流用ダイオー
ド（８）及び＋９１は、定常動作時の逆電圧に対して耐
え得るような定格のものの選択で良く。

定常動作時のダイオード＋８１．１９１の電力損失を大
幅に低減できる。

なお、上記実施例では、トランジスタ（６）を１個使用
する一石フオワード型の直流ｉｔ源装置について述べた
が、トランジスタ２個使用するプッシュプル型の直流電
源装置においても同様の効果が期待出来る。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、磁気増幅回路αりを設
はサージ電圧のような大きな人力電子時には、磁気増幅
回路０りのインピーダンスを大きくして、磁気増幅回路
０５での電圧降下を大きくしてエネルギバンク＋２１側
に伝送されるサージ電圧による電圧の増加分を少なくす
る。このために、使用する整流用ダイオード＋８１．　
＋９１の逆耐電圧を小さくすることができ、ダイオード
＋８１．　＋９１での電力損失を小さくできる効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す直流電源装置の構成
図、第２図は従来の直流電源装置の一実施例を示す構成
図である。 図において、（１）は１次電源、（２）はエネルギバン
ク、＋３１はパルス幅増幅回路、（４）は駆動回路、（
５）はトランス、（６）はトランジスタ、（７１は電圧
検出回路。 （８）及び（９）はダイオード、０１は平滑回路、ａｌ
ｌはｆ′Ｉ荷。 圓はダイオード、　＋１３１は入力端子検出回路、θ４
１は電力増幅回路、０９は磁気増幅回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パルス信号のパルス幅を変化して負荷への供給電圧の制
   御を行うパルス幅制御回路と、前記パルス幅制御回路の
   出力信号を電力増幅する駆動回路と、前記駆動回路の出
   力信号によりスイッチング動作を行うトランジスタと、
   １次巻線の一端が前記トランジスタのコレクタに接続さ
   れ、少なくとも１つの２次巻線を有するトランスと、前
   記トランスの１次巻線の他の一端に接続されたエネルギ
   バンクと、前記エネルギバンクにエネルギを供給する一
   次電源と、前記トランスの２次巻線の出力を整流する複
   数のダイオードと、前記ダイオードの出力を平滑する平
   滑回路と、前記平滑回路の出力端の電圧を検出する電圧
   検出回路と、前記１次電源の出力電圧を検出する入力電
   圧検出回路と、前記入力電圧検出回路の出力信号を電力
   増幅する電力増幅回路と、前記１次巻線が電力増幅器に
   接続され、２次巻線の１端が前記１次電源に接続され、
   ２次巻線の他の１端が前記エネルギバンクに接続された
   磁気増幅回路とを備えたことを特徴とする直流電源装置
   。