JP2001211644A - 電源装置とそれを用いた電子機器 - Google Patents

電源装置とそれを用いた電子機器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源装置の小型、軽量化を目的とする。 【解決手段】 直流電源1と、この直流電源1の出力側
に一次側巻線2pが接続されたトランス2と、このトラ
ンス2の一次側巻線2pに接続されたスイッチング素子
3と、このスイッチング素子3を制御するフォワード制
御部4と、トランス2の二次側巻線と第1の出力端子9
間の整流素子5、チョークコイル7、スイッチング素子
19、平滑回路8と、整流素子5とチョークコイル7間
とアース間に接続した整流素子6と、前記チョークコイ
ル7とスイッチング素子19間と出力端子24間のスイ
ッチング素子21、平滑回路22とを備え、平滑回路8
とフォワード制御部4を接続し、チョークコイル7とト
ランス2の二次側巻線25間に分割制御回路23の入力
側を接続し、この分割制御回路23は平滑回路22から
の電圧に応じてスイッチング素子21を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種OA機器など
の電子機器に用いられる電源装置およびそれを用いた電
子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種電源装置の構成は、図12
に示す構成となっていた。すなわち、図12に示す如く
直流電源1にはトランス2の一次巻線2pが接続されて
いる。この一次巻線2pにはスイッチング素子3とその
制御用のフォワード制御部4が接続されている。なおこ
のフォワード制御部4はフォワード制御回路4aと電圧
比較部4bとを有している。前記トランス2の二次巻線
2sには整流素子5、チョークコイル7、平滑回路8を
介して、出力端子9が接続されている。整流素子5とチ
ョークコイル7の交点とアース間には整流素子6が接続
され、フォワード型電源装置を構成する。例えば、この
出力端子9からは24Vが得られるようになっている。
【0003】上記フォワード型電源装置から別の出力を
得るには、上記チョークコイル7と平滑回路8の間から
チョークコイル10とコンデンサ11の平滑手段を介し
てチョッパー型電源装置12を接続して出力端子17か
ら例えば5V出力を得る。このチョッパー型電源装置は
スイッチング素子13、整流素子14、チョークコイル
15、平滑回路16、チョッパー制御回路18で構成さ
れ、出力端子17が接続されている。
【0004】すなわち、従来のものは、上記フォワード
型電源装置のチョークコイル7と平滑回路8の交点から
チョークコイル10とコンデンサ11の平滑回路を通し
てチョッパー型電源装置12に電力を供給し、スイッチ
ング素子13によって電流をチョッパーし、チョークコ
イル15に流れる電流を制御し、電圧変換を行い出力端
子17から5Vで数A以上の電力を得るようになってい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の電
源装置において問題になるのは、電圧を変換するための
チョークコイル15と、平滑回路のチョークコイル10
とコンデンサ11を必要としていたことである。すなわ
ち、チョッパー型電源装置12は直流電圧を効率良く電
圧電流変換するために、スイッチング素子13はチョッ
パー制御回路18によってスイッチング素子時間を制御
されチョークコイル15に流す電流を変え、その結果と
して出力端子17に電圧変換された出力を得る方式であ
り、チョークコイル15が必要であった。また、スイッ
チング素子13のスイッチ周期がフォワード型電源と同
期しないため、出力端子9にリップル電圧が発生する。
それを防止するためにチョークコイル10とコンデンサ
11も必要であった。これらのチョークコイル10,1
5は必要な特性を得るためにはかなり大きなものがい
る。これが大きくなることは、電源装置が大きく、重く
なり、ひいては、それを用いる電子機器が大型化し、か
つ軽量化を困難としていた。
【0006】そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなさ
れたもので、電源装置の小型化、軽量化を図ることを目
的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そしてこの目的を達成す
るために本発明は、直流電源と、この直流電源の出力側
に一次側巻線が接続されたトランスと、このトランスの
一次側巻線に接続された第1のスイッチング素子と、こ
の第1のスイッチング素子を制御する制御回路と、前記
トランスの二次側巻線と第1の出力端子間に、この二次
側巻線側から順次接続された第1の整流素子、チョーク
コイル、第2のスイッチング素子、第1の平滑回路と、
前記第1の整流素子とチョークコイル間とアース間に接
続した第2の整流素子と、前記チョークコイルと第2の
スイッチング素子間と第2の出力端子間に、チョークコ
イル側から順次接続された第3のスイッチング素子、第
2の平滑回路とを備え、前記第1の平滑回路と制御回路
と接続し、前記チョークコイルと前記トランスの二次側
巻線間に分割制御回路の入力側を接続し、この分割制御
回路は前記第2の平滑回路からの電圧に応じて前記第3
のスイッチング素子の制御部を制御する構成としたもの
である。
【0008】その結果、電圧を変換するためのチョーク
コイルと、平滑回路のチョークコイルとコンデンサを削
減することが可能となる。
【0009】これにより、本発明の電源装置は小型化、
軽量化ができ、ひいては、それを用いる電子機器は小型
化され、かつ軽量化にも貢献できるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、直流電源と、この直流電源の出力側に一次側巻線が
接続されたトランスと、このトランスの一次側巻線に接
続された第1のスイッチング素子と、この第1のスイッ
チング素子を制御する制御回路と、前記トランスの二次
側巻線と第1の出力端子間に、この二次側巻線側から順
次接続された第1の整流素子、チョークコイル、第2の
スイッチング素子、第1の平滑回路と、前記第1の整流
素子とチョークコイル間とアース間に接続した第2の整
流素子と、前記チョークコイルと第2のスイッチング素
子間と第2の出力端子間に、チョークコイル側から順次
接続された第3のスイッチング素子、第2の平滑回路と
を備え、前記第1の平滑回路と制御回路を接続し、前記
チョークコイルと前記トランスの二次側巻線間に分割制
御回路の入力側を接続し、この分割制御回路は前記第2
の平滑回路からの電圧に応じて前記第3のスイッチング
素子の制御部を制御する構成とした電源装置であって、
特に前記トランスの二次側巻線に順次接続された第1の
整流素子からチョークコイルを流れた電流の一部を、第
2のスイッチング素子を用いて、第2の平滑回路を経て
第2の出力端子からも出力を取り出すことが可能とな
り、その結果、従来の電圧を変換するためのチョークコ
イルと、平滑回路のチョークコイルとコンデンサが不要
となる。これにより、電源装置は小型化、軽量化が可能
となる。ひいては、それを用いる電子機器は小型化さ
れ、かつ軽量化にも貢献できるものである。
【0011】次に、本発明の請求項2に記載の発明は、
前記分割制御回路の入力側にタイミング検出回路とその
出力に充放電回路が接続され、この充放電回路に前記第
2の平滑回路の電圧を検出する検出回路の出力を接続
し、この充放電回路出力とアース間にコンデンサを接続
し、この充放電回路出力に波形整形回路、この波形整形
回路の出力にドライブ回路を接続し、そのドライブ回路
の出力は第3のスイッチング素子の制御部に接続した請
求項1記載の電源装置で、特に前記トランスの二次側巻
線に順次接続された第1の整流素子からチョークコイル
を流れた電流を第1の平滑回路と第2の平滑回路に交互
に同期を取って流し込むことにより、安定した出力を第
1の出力端子と第2の出力端子から取り出すことが可能
となる。
【0012】次に、本発明の請求項3に記載の発明は、
前記タイミング検出回路が、上記第1のスイッチング素
子が導通している時間よりも短い時間幅のタイミングパ
ルスを発生させる回路を含む請求項2に記載の電源装置
で、前記タイミングパルスを用いコンデンサの放電を行
うことにより、上記第3のスイッチング素子を精度良く
制御し、第1の出力端子から微少電流を取り出した時、
第2の出力端子から大きな出力電流を安定して取り出す
事が可能となる。
【0013】次に、本発明の請求項4に記載の発明は、
前記タイミング検出回路が、上記第1のスイッチング素
子が導通している時間よりも短い時間幅のタイミングパ
ルスを発生させ、更に遅延手段を含む請求項2または3
に記載の電源装置で、前記の遅延させた短い時間幅のタ
イミングパルスを用いてコンデンサの放電を行うことに
より、上記第3のスイッチング素子を精度良く制御し、
第1の出力端子は無負荷の状態であっても、第2の出力
端子から大電流出力を安定して得る事が可能となる。
【0014】次に、本発明の請求項5に記載の発明は、
上記分割制御回路の中に分割制御回路の電源用に平滑回
路を含むものであって、第1の出力電圧と第2の出力電
圧の差が小さい場合、上記分割制御回路の電源を第1の
出力電圧を使用して上記第3のスイッチング素子をドラ
イブすることが困難である。そこで、上記第1の整流素
子に印加される入力電圧またはこの出力電圧が高い電圧
であることを利用してこの電圧を平滑し、上記分割制御
回路の電圧とするものである。
【0015】次に、本発明の請求項6に記載の発明は、
上記第2のスイッチング素子は整流素子とスイッチング
素子の並列回路からなりそのスイッチング素子は分割制
御回路で制御することで、上記第2のスイッチング素子
をダイオードからMOSFETに変更し、素子で消費す
る電力を低減し、放熱板を不要にすることができるもの
である。
【0016】次に、本発明の請求項7に記載の発明は、
請求項1記載の電源装置の前記チョークコイルと第2の
スイッチング素子間に接続した第4のスイッチング素
子、第3の平滑回路、第3の出力端子を設け、前記チョ
ークコイルと前記トランスの二次側巻線間に分割制御回
路の入力側を接続し、この分割制御回路出力は前記第3
の平滑回路からの電圧に応じて前記第4のスイッチング
素子の制御部を制御するもので、特に前記トランスの二
次側巻線に順次接続された第1の整流素子からチョーク
コイルを流れた電流を第1の平滑回路と第2の平滑回路
と第3の平滑回路に順次同期を取って流し込むことによ
り、安定した出力を第1の出力端子、第2の出力端子、
第3の出力端子から取り出すことが可能となる。
【0017】その結果、従来の電圧を変換するためのチ
ョークコイルと、平滑回路のチョークコイルとコンデン
サがさらに不要となり、この多出力電源装置は更に小型
化、軽量化が可能となる。ひいては、それを用いる電子
機器もより小型化され、かつ軽量化にも貢献できるもの
である。
【0018】次に請求項8に記載の発明は、直流電源
と、この直流電源の出力側に一次側巻線が接続されたト
ランスと、このトランスの一次側巻線に接続された第1
のスイッチング素子と、この第1のスイッチング素子を
制御する制御回路と、前記トランスの二次側巻線と第1
の出力端子間に、この二次側巻線側から順次接続された
第1の整流素子、チョークコイル、第2のスイッチング
素子、第1の平滑回路と第2の出力端子間に、チョーク
コイル側から順次接続された第3のスイッチング素子、
第2の平滑回路とを備え、前記第2の平滑回路からの電
圧に応じて前記第3のスイッチング素子の制御部を制御
する分割制御回路を有する電源装置であって、第2の出
力端子からの出力電流が大きくない場合、分割制御回路
のタイミング検出回路がなくても性能を得ることがで
き、これにより電源装置は更に小型で、低コストが可能
となる。
【0019】次に、本発明の請求項9に記載の発明は請
求項1から8のいずれか一つの電源装置を使用した電子
機器であり、この多出力電源装置は小型化、軽量化が可
能となり、それを用いる電子機器もより小型化され、か
つ軽量化にも貢献できるものである。
【0020】以下本発明の実施の形態を添付図面を用い
て説明する。なお、説明にあたっては従来技術と同一部
分は同一番号を付して説明する。
【0021】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1の電源装置の構成図を示すものであり、図2はその
動作波形を示すものである。
【0022】まず、図1において、直流電源1にはトラ
ンス2の一次巻線2pが接続されている。この一次巻線
2pにはスイッチング素子3およびフォワード制御部4
が接続されている。前記トランス2の二次巻線2sには
整流素子5、チョークコイル7、平滑回路8を介して、
出力端子9が接続されている。また整流素子5とチョー
クコイル6の交点とアース間には整流素子6が接続さ
れ、フォワード型電源装置を構成するのは従来例と同様
である。
【0023】ここで、本実施の形態ではチョークコイル
7と平滑回路8の間にスイッチング素子19を備え、チ
ョークコイル7とスイッチング素子19間に接続線20
を介してスイッチング素子21、平滑回路22、出力端
子24を備えている。また、平滑回路22からの電圧に
応じてスイッチング素子21(以下MOSFET21と
する)の制御部(ゲート)を制御する分割制御回路23
を有する。
【0024】具体的な動作を図1および図2を用いて説
明する。スイッチング素子3がオンの時、直流電源1か
らトランス2の一次巻線2pを介して電流が流れ、同時
にトランス2の二次巻線2sから整流素子5を介してチ
ョークコイル7に巻線数に反比例した電流が流れ、その
交点に発生する電圧は(図2の(A))の如くt1期間
に電圧が発生する。(図2の(C))はチョークコイル
7に流れる電流を示し、t1期間に流れた電流はt3期
間には続いて整流素子6がフライホイルダイオードとし
て電流が流れる。
【0025】ここで、MOSFET21のゲートに分割
制御回路23で発生させたゲート駆動電圧(図2の
(B))を印加すると(図2の(B))のt2期間の電
圧でMOSFET21が導通し、その電流波形は(図2
の(F))となり、平滑回路22で直流電圧(図2の
(G))となり、出力端子24から負荷に接続される。
【0026】また、スイッチング素子19は逆流防止で
あり、チョークコイル7に流れた電流からt3が抜き取
られた(図2の(D))の電流が流れ、平滑回路8によ
って直流電圧(図2の(E))となり出力端子9から負
荷に接続される。ここで、出力端子24から負荷電流を
取り出すと、平滑回路22の電圧が低下するが分割制御
回路23でこの電圧低下を検出してMOSFET21を
駆動するゲート駆動電圧(図2の(B))のt2期間を
左矢印の方向に長くする。その結果、MOSFET21
の電流導通時間が長くなり、平滑回路22への充電が増
加し、電圧がアップし、規定の電圧に制御できる。
【0027】さらに、t2期間が長くなった分、スイッ
チング素子19に流れる電流は少なくなり、平滑回路8
の電圧が低下するが、フォワード制御部4の電圧比較器
4bにて検出しフォワード制御回路4aからスイッチン
グ素子3のオン時間を長くし、トランス2から二次巻線
2sへの電流を増加させ、安定した出力制御を行うこと
が可能となる。ここで、MOSFET21を駆動するゲ
ート駆動電圧(図2の(B))のt2期間は整流素子5
の出力電圧の立ち上がりで終了するよう分割制御回路2
3で発生させる。
【0028】又、図1において、スイッチング素子3が
導通している時間(図2の(A))のt1期間を検出す
るタイミング検出回路27への入力は、トランス2の二
次巻線2s端に接続しても同様の動作となる。
【0029】次に、図1において、特に分割制御部23
の構成を説明する。分割制御回路23への入力線26は
フォワード型電源装置の二次側整流素子5に接続され、
タイミング検出回路27に入力する。その出力に充放電
回路28を接続するとともに、平滑回路22の電圧を接
続線34により検出回路32の一方に入力し、他方を基
準電圧33に接続し、その差を検出回路32の出力から
前記充放電回路28に入力する。充放電回路28の出力
とアース間にコンデンサ29を接続し、この充放電回路
28の出力に波形整形回路30、この出力にドライブ回
路31を接続し、そのドライブ回路31の出力線35は
MOSFET21のゲートに接続した。
【0030】具体的な動作を図1および図3に示し説明
する。なお図3のC,Dは図2のC,Dと同じものであ
る。
【0031】図1のトランス2の二次巻線2sから整流
素子5を介してチョークコイル7に巻線数に反比例した
電流が流れ、その交点に発生する電圧は(図3の(A)
これは図2の(A)と同一)の如くt1期間に数10V
の電圧が発生する。この電圧を入力線26により取り込
んだタイミング検出回路27で(図3の(H))の如く
図3の(A)でのt1期間の電圧と相似形の波形を発生
する。
【0032】このパルスを使い充放電回路28に接続し
たコンデンサ29を放電させる(図3の(I)の右下が
り)。
【0033】一方、平滑回路22の電圧(Vout)は
接続線34により検出回路32で基準電圧33と比較
し、そのVoutが基準電圧より低い時、検出回路32
の出力が高くなる。この電圧に応じて、充放電回路28
でコンデンサ29を充電する(図3の(I)のt4期
間)。コンデンサ29の電圧が一定値以上になると波形
整形回路30の出力が反転し、この出力にドライブ回路
31を接続し、そのドライブ回路31(図3の(B))
の接続線35はMOSFET21のゲートに接続した。
【0034】ここで、Voutが低い程、検出回路32
の出力は高くなり、充放電回路28からコンデンサ29
への充電電流が大きくなり、(図3の(I)の右下が
り)、t4期間が短くなる。そして、波形整形回路30
からドライブ回路31の出力は図3の(B)のt5期間
が長くなる。その出力で駆動されるMOSFET21は
電流の導通時間が長くなり(図3の(F))、平滑回路
22の充電量が増し、出力電圧が上昇し、規定電圧(例
えば5V)に保たれる。
【0035】ここで、図3の右半分の破線波形は出力端
子9の負荷が軽い場合を示す。すなわち、出力端子9の
負荷が軽いのでトランス2の二次巻線2sから整流素子
5を介してチョークコイル7に印加される電圧は(図3
の(A)右)の破線の如くt6期間が短い。この電圧か
らタイミング検出回路27で(図3の(H)右破線)充
放電回路28に接続したコンデンサ29を放電させる
(図3の(I)右実線の右下がりと重なる)。ここで、
出力端子9の出力電流が小さいので充放電回路28でコ
ンデンサ29をすぐ充電する必要がある(図3の(I)
右のt4L期間)。そしてドライブ回路31の出力線3
5(図3の(B)右破線)のt5LはMOSFET21
のゲートを駆動する。その結果、MOSFET21の導
通時間は長くなるが、電流量は少ない(図3の(F)右
破線)。その結果、出力端子24の電圧が下がるので、
(図3の(B)右破線)のt5L期間を更に延ばそうと
するがコンデンサ29の放電時間がt6期間で決まって
しまうため、制御の限界があり出力端子9の負荷が軽い
場合出力端子24から大きな出力は取り出せない。
【0036】(実施の形態2)図4は、本発明の実施の
形態2の電源装置の電気回路図を表す。
【0037】上記改良点の対策をするのが本発明の請求
項3に記載の分割制御回路23aのタイミングパルス回
路27aであり、図4と図5にて機能と動作を説明す
る。
【0038】すなわち、図4のスイッチング素子3が導
通している時間(図5の(A))のt6期間を検出する
タイミングパルス回路27aは、この入力信号線26の
立ち上がり電圧を微分して波形整形するか、または積分
した信号とで時間差を作り、短い時間幅のタイミングパ
ルス(図5の(H))のt7期間を発生させる回路を含
む。このタイミングパルス回路27aの出力を用いコン
デンサ29の放電を行うことにより、短時間で放電から
充電に移行する事が可能となる(図5の(I)のt8期
間)。これは、スイッチング素子3が導通している時間
t6内に完了し、ドライブ回路31出力(図5の
(B))の接続線35はMOSFET21を、スイッチ
ング素子3が導通している時間(図5の(A))のt6
期間内に導通開始させる(図5の(F))。その結果、
チョークコイル7の電流が増加している期間にMOSF
ET21が導通し、電流の傾斜が緩いため、この電流
(図5の(F))は次のスイッチング素子3が導通して
いる時間(図5の(F)のb点)まで続き、スイッチン
グ素子3の電流もトランス2を介して連続して流れ、出
力端子9の負荷が軽い場合でも出力端子24から大きな
出力電流が取り出せる。なお図5の(C)はチョークコ
イルの電流、(D)はスイッチング素子19電流を示し
ている。
【0039】(実施の形態3)さらに、前記改良点の対
策方法として、図6の本発明の請求項4に記載の分割制
御回路23bのタイミングパルスディレー回路27bで
あり、図6と図7にてその機能と動作を説明する。
【0040】すなわち、図6において、スイッチング素
子3が導通している時間(図7の(A))のt6期間を
検出するタイミングパルスディレー回路27bは、図4
のタイミングパルス回路27aの短い時間幅のタイミン
グパルス(図5の(H))のt7期間を発生させる回路
にこのタイミングパルスをΔt10時間ディレー(遅
延)(図7の(G))させる回路を含む。このタイミン
グパルスディレー回路27bの出力を用いコンデンサ2
9の放電を行うと、スイッチング素子3が導通している
時間(図7の(A))のt6期間の途中からコンデンサ
29の放電が開始され、その後すぐ充電に移行する事が
可能となる(図7の(H))。すると、ドライブ回路3
1(図7の(B))の接続線35は次にスイッチング素
子3が導通するt6期間の前半Δt10時間までMOS
FET21を導通させることができる。(図7の
(F))。その結果、チョークコイル7の電流(図7の
(C))が整流素子6を介して流れているフライホイル
期間に引き続きスイッチング素子3からトランス2を介
して電力が供給されるΔt10時間にMOSFET21
が導通し、出力端子24に電流を供給するために、出力
端子9の負荷が軽く、スイッチング素子19に流れる電
流(図7の(D))が少ない場合でも等価的に出力端子
9の負荷があるようにフォワード制御部4が動作し、出
力端子24から大きな出力電流が取り出せる。
【0041】(実施の形態4)図8は、本発明の実施の
形態4の電源装置の電気回路図を表す。ここで、分割制
御回路23cの内部電源用に平滑回路36を含むもので
ある。
【0042】トランス2の二次巻線2sの出力電圧は通
常、数10Vの正のピーク電圧と負の電圧があり、整流
素子5の出力電圧(図7の(A))を接続線26で整流
平滑回路36に入力する。この出力からは数10Vの直
流電圧が得られる。得られた電圧を分割制御回路23c
内の各回路に供給し、スイッチング素子21を容易にか
つ安価にドライブすることが可能となる。
【0043】次に、図8において、チョークコイル7と
平滑回路8の間に設けた逆流防止の素子として、スイッ
チング素子19を構成する整流素子にスイッチング素子
37を並列接続し、そのスイッチング素子37は分割制
御回路23cのドライブ回路31aにより制御する。こ
れにより、出力端子9に接続した負荷電流が大きい時、
ダイオードよりなるスイッチング素子19だけではこの
素子で消費する電力が大きいのを、MOSFETやトラ
ンジスタ等のスイッチング素子37を並列接続すること
で消費電力を低減し、放熱板も不要となる。また、スイ
ッチング素子37の駆動信号は、ドライブ回路31aが
スイッチング素子21を駆動する信号と同一か逆極性で
良く、容易に発生することが可能である。
【0044】(実施の形態5)図9は、本発明の実施の
形態5の電源装置の電気回路図を示し、分割制御回路2
3dとスイッチング素子40、スイッチング素子41、
平滑回路42および出力端子44を並列に加えたもので
あり、3種類の電源出力を得ることが可能となる。
【0045】ここで、チョークコイル7とスイッチング
素子19間に接続したスイッチング素子40は逆流防止
であり、出力電圧の高さは出力端子9が最も高く、次に
出力端子44で、出力端子24が最も低い条件は必要で
ある。但し、各出力の電位差は例えば、0.1Vでも可
能である。
【0046】次に、上記の動作であるが、チョークコイ
ル7に流れた電流は出力電圧が高い方から時間的に順番
に電流分割される。すなわち、スイッチング素子19に
流れた後、スイッチング素子40とスイッチング素子4
1に流れ、最後にスイッチング素子21に流れる制御が
分割制御回路23cおよび分割制御回路23dで自動的
に行われる。
【0047】上記と同様に分割制御回路23dとスイッ
チング素子40、スイッチング素子41、平滑回路42
および出力端子44を多数並列接続すれば、複数の出力
を出力する多出力電源装置が可能となる。
【0048】(実施の形態6)図10は、本発明の実施
の形態6の電源装置の電気回路図を表す。
【0049】図10の構成は図1に記載の電源装置から
分割制御回路23内のタイミング検出回路27を解除し
たものである。
【0050】図10の動作を特に、分割制御部23eに
ついて説明する。コンデンサ29を放電する前記タイミ
ング検出回路27の代わりに、検出回路32の入力電圧
である平滑回路22の電圧が基準電圧33より高くなる
と検出回路32の出力が下がりコンデンサ29を放電す
る。逆に、平滑回路22の電圧が基準電圧33より低く
なると検出回路32の出力が上がりコンデンサ29を充
電する。そのコンデンサ29の電圧を波形整形回路30
からドライブ回路31の出力はMOSFET21を駆動
し、平滑回路22を充電し、出力電圧を制御する動作は
前記の実施の形態と同じである。
【0051】(実施の形態7)図11は、本発明の実施
の形態6の電源装置の電気回路図を表す。
【0052】図11において本発明の構成は、直流電源
1をトランス52の一次側巻線52pのセンタータップ
に接続し、この一次巻線52pの両端にそれぞれスイッ
チング素子3とスイッチング素子51を接続し、これら
を交互に制御するフォワード制御回路50を設けた。ま
たトランス52の二次側巻線52sのセンタータップを
アースに接続し、二次側巻線52sの両端にそれぞれ接
続された整流素子5と整流素子6の出力にチョークコイ
ル7、スイッチング素子19、平滑回路8、出力端子9
を接続した。さらに、チョークコイル7とスイッチング
素子19間に接続したスイッチング素子21、平滑回路
22、出力端子24を備えている。整流素子5,6の出
力に分割制御回路23の入力側を接続した。
【0053】基本的な動作は、実施の形態1〜6と略同
じであるが電力を供給するトランス52の一次側のスイ
ッチング素子3,51が交互にスイッチング素子を行う
ため、大電力の出力を取り出すことが容易となる。その
結果、従来の電圧を変換するためのチョークコイルと、
平滑回路のチョークコイルとコンデンサが更に不要とな
り、この多出力電源装置は更に小型化、軽量化が可能と
なる。ひいては、それを用いる電子機器もより小型化さ
れ、かつ軽量化にも貢献できるものである。
【0054】
【発明の効果】以上のように本発明は、直流電源と、こ
の直流電源の出力側に一次側巻線が接続されたトランス
と、このトランスの一次側巻線に接続された第1のスイ
ッチング素子と、この第1のスイッチング素子を制御す
る制御回路と、前記トランスの二次側巻線と第1の出力
端子間に、この二次側巻線側から順次接続された第1の
整流素子、チョークコイル、第2のスイッチング素子、
第1の平滑回路と、前記第1の整流素子とチョークコイ
ル間とアース間に接続した第2の整流素子と、前記チョ
ークコイルと第2のスイッチング素子間と第2の出力端
子間に、チョークコイル側から順次接続された第3のス
イッチング素子、第2の平滑回路とを備え、前記第1の
平滑回路と制御回路と接続し、前記チョークコイルと前
記トランスの二次側巻線間に分割制御回路の入力側を接
続し、この分割制御回路は前記第2の平滑回路からの電
圧に応じて前記第3のスイッチング素子の制御部を制御
する構成としたものであるので、電圧を変換するための
チョークコイルと、平滑回路のチョークコイルとコンデ
ンサを削減することが可能となる。
【0055】これにより、本発明の電源装置は小型化、
軽量化ができ、それを用いる電子機器も小型化され、か
つ軽量化にも貢献でき産業的価値の大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の電源装置の電気回路図
【図2】同動作説明図
【図3】同動作説明図
【図4】本発明の実施の形態2の電源装置の電気回路図
【図5】同動作説明図
【図6】本発明の実施の形態3の電源装置の電気回路図
【図7】同動作説明図
【図8】本発明の実施の形態4の電源装置の電気回路図
【図9】本発明の実施の形態5の電源装置の電気回路図
【図10】本発明の実施の形態6の電源装置の電気回路
【図11】本発明の実施の形態7の電源装置の電気回路
【図12】従来の電源装置の電気回路図
【符号の説明】
1 直流電源 2,52 トランス 3,13,51 スイッチング素子 4,50 フォワード制御部 5,6,14 整流素子 7,10,15 チョークコイル 8,16,22,42 平滑回路 9,17,24,44 出力端子 11 コンデンサ 12 チョッパー型電源装置 18 チョッパー制御回路 19,40 スイッチング素子 20,26,34 接続線 21,41 スイッチング素子 23 分割制御回路 27 タイミング検出回路 28 充放電回路 29 コンデンサ 30 波形整形回路 31 ドライブ回路 32 検出回路 33 基準電圧

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源と、この直流電源の出力側に一
    次側巻線が接続されたトランスと、このトランスの一次
    側巻線に接続された第1のスイッチング素子と、この第
    1のスイッチング素子を制御する制御回路と、前記トラ
    ンスの二次側巻線と第1の出力端子間に、この二次側巻
    線側から順次接続された第1の整流素子、チョークコイ
    ル、第2のスイッチング素子、第1の平滑回路と、前記
    第1の整流素子とチョークコイル間とアース間に接続し
    た第2の整流素子と、前記チョークコイルと第2のスイ
    ッチング素子間と第2の出力端子間に、チョークコイル
    側から順次接続された第3のスイッチング素子、第2の
    平滑回路とを備え、前記第1の平滑回路と制御回路を接
    続し、前記チョークコイルと前記トランスの二次側巻線
    間に分割制御回路の入力側を接続し、この分割制御回路
    は前記第2の平滑回路からの電圧に応じて前記第3のス
    イッチング素子の制御部を制御する構成とした電源装
    置。
  2. 【請求項2】 分割制御回路は、入力側にタイミング検
    出回路、その出力に充放電回路が接続され、この充放電
    回路に前記第2の平滑回路の電圧を検出する検出回路の
    出力を接続し、この充放電回路の出力とアース間にコン
    デンサを接続し、この充放電回路の出力に波形整形回
    路、この波形整形回路の出力にドライブ回路を接続し、
    そのドライブ回路の出力は第3のスイッチング素子の制
    御部に接続されている構成としたことを特徴とする請求
    項1記載の電源装置。
  3. 【請求項3】 タイミング検出回路は、上記第1のスイ
    ッチング素子が導通している時間よりも短い時間幅のタ
    イミングパルスを発生させる回路を含む請求項2に記載
    の電源装置。
  4. 【請求項4】 タイミング検出回路は遅延手段を含む請
    求項2または3に記載の電源装置。
  5. 【請求項5】 分割制御回路の中に分割制御回路の電源
    用に平滑回路を含む請求項1〜4のいずれか一つに記載
    の電源装置。
  6. 【請求項6】 第2のスイッチング素子は整流素子とス
    イッチング素子の並列回路からなりそのスイッチング素
    子は分割制御回路で制御する回路を含む請求項1〜5の
    いずれか一つに記載の電源装置。
  7. 【請求項7】 チョークコイルと第2のスイッチング素
    子間に、第4のスイッチング素子、第3の平滑回路、第
    3の出力端子を接続し、前記チョークコイルと前記トラ
    ンスの二次側巻線間に第2の分割制御回路の入力側を接
    続し、この第2の分割制御回路の出力は前記第3の平滑
    回路からの電圧に応じて前記第4のスイッチング素子の
    制御部を制御する構成とした請求項1に記載の電源装
    置。
  8. 【請求項8】 直流電源と、この直流電源の出力側に一
    次側巻線が接続されたトランスと、このトランスの一次
    側巻線に接続された第1のスイッチング素子と、この第
    1のスイッチング素子を制御する制御回路と、前記トラ
    ンスの二次側巻線と第1の出力端子間に、この二次側巻
    線側から順次接続された第1の整流素子、チョークコイ
    ル、第2のスイッチング素子、第1の平滑回路と第2の
    出力端子間に、チョークコイル側から順次接続された第
    3のスイッチング素子、第2の平滑回路とを備え、前記
    第2の平滑回路からの電圧に応じて前記第3のスイッチ
    ング素子の制御部を制御する分割制御回路を有する電源
    装置。
  9. 【請求項9】 請求項1から8のいずれか一つの電源装
    置を使用した電子機器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017169426A (ja) * 2016-03-18 2017-09-21 日立マクセル株式会社 非接触電力伝送装置及び非接触電力伝送方法
CN111193400A (zh) * 2018-11-14 2020-05-22 矢崎总业株式会社 电源装置
JP2020198720A (ja) * 2019-06-04 2020-12-10 矢崎総業株式会社 電源装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100470593B1 (ko) * 2002-09-18 2005-03-10 삼성전자주식회사 키오프기능을 갖는 전자기기의 전원 제어장치
JP2011228274A (ja) * 2010-03-30 2011-11-10 Yamatake Corp リレー駆動回路
EP2456058A1 (en) * 2010-11-23 2012-05-23 Nxp B.V. A controller for an additional converter
JP5788616B1 (ja) 2015-02-04 2015-10-07 株式会社京三製作所 高周波電源装置、及びデュアルカソード用電源
JP6399019B2 (ja) * 2016-03-04 2018-10-03 トヨタ自動車株式会社 ゲート電圧制御装置
KR20200136180A (ko) * 2019-05-27 2020-12-07 현대자동차주식회사 다중 출력 직류 컨버터 및 그 제어 방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56139075A (en) * 1980-03-31 1981-10-30 Kosuke Harada High accuracy multioutput forward dc/dc converter
JPS59110376A (ja) * 1982-12-13 1984-06-26 Hitachi Ltd スイツチングレギユレ−タ
US4847742A (en) * 1987-02-12 1989-07-11 Hitachi Video Engineering, Inc. Multi-channel inverter circuit
JPH0623934B2 (ja) 1988-07-13 1994-03-30 株式会社コガネイ 流体圧力の制御装置およびそれを用いた圧力制御方法
JPH0226382U (ja) * 1988-08-04 1990-02-21
US5619403A (en) * 1992-07-24 1997-04-08 Canon Kabushiki Kaisha Multi-output power supply apparatus
JPH06139075A (ja) * 1992-10-29 1994-05-20 Hitachi Ltd プログラムの命令配列方式およびコンパイラ
JP3287086B2 (ja) * 1993-12-17 2002-05-27 株式会社ニプロン スイッチングレギュレータ
US5640315A (en) * 1994-03-18 1997-06-17 Nippon Steel Corporation Switching regulator
US5617015A (en) * 1995-06-07 1997-04-01 Linear Technology Corporation Multiple output regulator with time sequencing
JPH09131051A (ja) * 1995-10-31 1997-05-16 Sony Corp 力率改善コンバータ回路
US5751139A (en) * 1997-03-11 1998-05-12 Unitrode Corporation Multiplexing power converter

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017169426A (ja) * 2016-03-18 2017-09-21 日立マクセル株式会社 非接触電力伝送装置及び非接触電力伝送方法
CN111193400A (zh) * 2018-11-14 2020-05-22 矢崎总业株式会社 电源装置
JP2020080625A (ja) * 2018-11-14 2020-05-28 矢崎総業株式会社 電源装置
US10897209B2 (en) 2018-11-14 2021-01-19 Yazaki Corporation Power supply device with a controller that controls a first switching element and a second switching element
CN111193400B (zh) * 2018-11-14 2023-08-22 矢崎总业株式会社 电源装置
JP2020198720A (ja) * 2019-06-04 2020-12-10 矢崎総業株式会社 電源装置
JP7051246B2 (ja) 2019-06-04 2022-04-11 矢崎総業株式会社 電源装置

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