JP2003061349A - 電源のダミー回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は電源装置の電圧変動を抑制するとと
もに損失の増大を抑制可能な電源のダミー回路を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 正極性の直流電圧が出力される第１の出
力端子２２と負極性の直流電圧が出力される第２の出力
端子２４とを備える電源に接続される電源のダミー回路
であって、少なくとも１つの疑似負荷２６を第１の出力
端子２２と第２の出力端子２４との間に接続したことを
特徴とする。単一極性の電源に接続する場合には、逆極
性の電圧を生成する回路を設ける。疑似負荷に能動素子
を用い、疑似負荷のインピーダンスを出力電圧に応じて
変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源のダミー回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電源の出力には抵抗器などで構
成されるダミー回路が接続される。このダミー回路は、
電源内部に設けられる平滑コンデンサの放電用、並びに
出力電圧の安定化のために利用される。すなわち、負荷
に流れる電流が非常に小さいときには、平滑コンデンサ
に蓄積された電荷を放電するためにダミー回路に電流を
流す必要がある。また、負荷電流が小さいときには負荷
電流の変化に伴って電源の出力電圧が変動する傾向があ
るので、ダミー回路を用いて常に電源の出力にある程度
大きい電流を流す必要がある。

【０００３】従来より、ダミー回路としては抵抗器が用
いられ、図８に示すように電源装置の出力端子に抵抗器
が接続される。従って、負荷が接続されていない場合で
あっても、電源装置からダミー回路の抵抗器に電流が常
時流れる。

【０００４】ダミー回路を接続しない場合には、電源の
出力電圧は例えば図９に示すような変化を示す。すなわ
ち、負荷の変化に伴って出力電流が小さくなると出力電
圧に大きな変動が生じる。特に、出力電圧が低い場合に
その変動が顕著になる。そこで、ダミー回路を用いて図
９に点線で示すレベルのダミー電流を常に流しておけ
ば、負荷が変動しても出力電圧の変動を抑制することが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のダミー回路を用
いる場合、ダミー回路の抵抗器に流れるダミー電流及び
それが消費するダミー電力は、電源装置の出力電圧の変
化に伴って図１０のように変化する。すなわち、電源装
置の出力電圧が大きくなるとダミー回路が消費するダミ
ー電力は急激に増大する。しかし、ダミー回路が消費す
る電力は無駄になるので、ダミー電力が大きくなると電
源装置の損失が増大し電力効率の低下につながる。

【０００６】本発明は、電源装置の電圧変動を抑制する
とともに損失の増大を抑制可能な電源のダミー回路を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１は、正極性の直
流電圧が出力される第１の出力端子と、負極性の直流電
圧が出力される第２の出力端子とを備える電源に接続さ
れる電源のダミー回路であって、少なくとも１つの疑似
負荷を、前記第１の出力端子と前記第２の出力端子との
間に接続したことを特徴とする。

【０００８】請求項１においては、正極性及び負極性の
直流電圧を同時に出力する複数の出力端子を備える電源
に本発明を適用する場合を想定している。請求項１の発
明では、正極性の直流電圧が出力される第１の出力端子
と、負極性の直流電圧が出力される第２の出力端子との
間に疑似負荷が接続される。疑似負荷としては、例えば
抵抗器が用いられる。

【０００９】従来のダミー回路の場合には、電源の各々
の出力端子に１つずつ抵抗器が接続されるので、電源の
出力電圧がそのままダミー回路の抵抗器に印加される。
従って、図１０に示すように出力電圧とダミー電流とが
比例する。請求項１においては、第１の出力端子に現れ
る第１の電圧と第２の出力端子に現れる第２の電圧とが
加算されて疑似負荷に印加される。従って、例えば第２
の電圧が一定である場合を想定すると、図１０の出力電
圧に相当する第１の電圧が０になった場合であっても第
２の電圧に対応するダミー電流が疑似負荷に流れる。す
なわち、図１０とは異なる特性が得られる。

【００１０】図９に示すように、出力電圧を安定化する
ためには出力電圧が低くなるに従って大きなダミー電流
が必要になる。従って、出力電圧の可変範囲の下限値Ｖ
Ｌにおいて規定以上のダミー電流を流す必要がある。下
限値ＶＬで規定のダミー電流ＩＬを流すように疑似負荷
のインピーダンスを定める場合、出力電圧の変化に対す
るダミー電流の変化は図５の特性Ｘ１で表される。ま
た、従来のダミー回路の特性はＸ２で表される。

【００１１】図５に示すように、特性Ｘ１は特性Ｘ２よ
りも傾きが大きく、出力電圧の上昇に対するダミー電流
の変化が小さい。従って、請求項１のダミー回路におけ
るダミー電流の最大値ＩＨ１は、従来の最大値ＩＨ２よ
りも十分に小さくなり、ダミー回路における損失も大幅
に低減される。請求項２は、トランスを有し、前記トラ
ンスの１つの二次側巻線から供給される交流電力に基づ
いて単一極性の直流電圧を生成する直流電圧生成回路を
備える電源に接続される電源のダミー回路であって、前
記二次側巻線から供給される交流電力に基づいて、前記
直流電圧生成回路が出力する直流電圧とは逆極性の直流
電圧を生成する逆極性電圧生成手段と、前記直流電圧生
成回路の出力端子と前記逆極性電圧生成手段の出力端子
との間に接続された少なくとも１つの疑似負荷とを設け
たことを特徴とする。

【００１２】請求項２においては、単一極性の直流電圧
を出力する電源装置に本発明を適用する場合を想定して
いる。逆極性電圧生成手段は、前記直流電圧生成回路が
出力する直流電圧とは逆極性の直流電圧を生成する。疑
似負荷は、前記直流電圧生成回路の出力端子と前記逆極
性電圧生成手段の出力端子との間に接続される。従っ
て、前記直流電圧生成回路の出力端子に現れる第１の電
圧と前記逆極性電圧生成手段の出力端子に現れる第２の
電圧とを加算した電圧が疑似負荷に印加される。このた
め、請求項１の発明と同様に、出力電圧と疑似負荷に流
れるダミー電流との関係は図５に示す特性Ｘ１で表され
る。

【００１３】請求項３は、電源の出力に接続される電源
のダミー回路であって、前記電源の出力端子に接続され
る疑似負荷のインピーダンスを前記電源の出力電圧の違
いに対応して自動的に変更する疑似負荷制御手段を設け
たことを特徴とする。請求項３においては、疑似負荷制
御手段が疑似負荷のインピーダンスを電源の出力電圧の
違いに対応して自動的に変更する。

【００１４】図９に示すように、電源の出力電圧を安定
化するためには出力電圧が低くなるに従って大きなダミ
ー電流が必要になる。従って、出力電圧の可変範囲の下
限値ＶＬにおいて規定以上のダミー電流ＩＬを流す必要
がある。しかし、出力電圧が大きいときに必要とされる
ダミー電流はＩＬより小さくてもかまわない。そこで、
電源の出力電圧の違いに対応して疑似負荷のインピーダ
ンスを変更すれば、例えば図６に示すような特性を得る
ことができる。従って、出力電圧が大きい場合のダミー
電力の増大を抑制できる。

【００１５】請求項４は、請求項３記載の電源のダミー
回路において、前記疑似負荷の少なくとも一部分として
能動素子を設けたことを特徴とする。請求項４において
は、能動素子を用いて疑似負荷を構成するので、出力電
圧の変化に伴って疑似負荷のインピーダンスを連続的に
変更することが可能になる。また、インピーダンスの切
替のためにスイッチなどを設ける必要がない。能動素子
としてはトランジスタなどを用いればよい。

【００１６】請求項５は、請求項３記載の電源のダミー
回路において、前記出力電圧のレベル変化にほぼ反比例
して変化する制御電圧を生成する制御電圧生成手段を更
に設けたことを特徴とする。請求項５においては、制御
電圧生成手段が出力電圧の変化に反比例する制御電圧を
出力するので、この制御電圧を用いて前記疑似負荷のイ
ンピーダンスを制御することにより、出力電圧の変化に
反比例するようにダミー電流の大きさを変化させること
が可能になる。

【００１７】請求項６は、請求項５記載の電源のダミー
回路において、前記制御電圧生成手段として演算増幅器
及び一定の電圧を生成する定電圧発生回路を設け、前記
演算増幅器の一方の入力に前記出力電圧を印加し、前記
演算増幅器の他方の入力に前記定電圧発生回路の出力電
圧を印加することを特徴とする。請求項６においては、
出力電圧の変化に対して線形に変化し、出力電圧の増大
に伴って減少し、出力電圧の減少に伴って増大する制御
電圧を生成することができる。この制御電圧を用いて前
記疑似負荷のインピーダンスを制御することにより、出
力電圧の変化に対応してダミー電流の大きさを変化させ
ることが可能になる。

【００１８】請求項７は、請求項１記載の電源のダミー
回路において、前記第１の出力端子に現れる出力電圧の
違いに対応して前記疑似負荷のインピーダンスを自動的
に変更する疑似負荷制御手段を更に設けたことを特徴と
する。請求項７においては、請求項３と同様に電源の出
力電圧の違いに対応して疑似負荷のインピーダンスを変
更するので、出力電圧が大きい場合のダミー電力の増大
を抑制できる。

【００１９】請求項８は、請求項２記載の電源のダミー
回路において、前記直流電圧生成回路の出力端子に現れ
る出力電圧の違いに対応して前記疑似負荷のインピーダ
ンスを自動的に変更する疑似負荷制御手段を更に設けた
ことを特徴とする。

【００２０】請求項８においては、請求項３と同様に電
源の出力電圧の違いに対応して疑似負荷のインピーダン
スを変更するので、出力電圧が大きい場合のダミー電力
の増大を抑制できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の１
つの実施の形態について、図１を参照しながら説明す
る。この形態は、請求項１に対応する。図１は、この形
態の電源のダミー回路を含む電源の出力回路の構成を示
す電気回路図である。

【００２２】この形態では、請求項１の疑似負荷，第１
の出力端子及び第２の出力端子は、それぞれ疑似負荷２
６，出力端子２２及び２４に対応する。図１に示す電源
の出力回路は、正極性の直流電圧を生成する回路と、負
極性の直流電圧を生成する回路とを備えている。すなわ
ち、トランス１０の二次側巻線１２に現れる交流電圧
は、整流回路４１で整流され、平滑回路４２で平滑され
て正極性の直流電圧として出力端子２２に出力される。

【００２３】また、トランス３１の二次側巻線３３に現
れる交流電圧は、整流回路４３で整流され、平滑回路４
４で平滑されて負極性の直流電圧として出力端子２４に
現れる。出力端子２２の電圧Ｖ＋はアースである出力端
子２３に対して正極性になり、出力端子２４の電圧Ｖ−
は出力端子２３に対して負極性になる。

【００２４】トランス１０の一次側巻線１１にスイッチ
ング回路を介して電力を供給し、スイッチングデューテ
ィを制御することにより、出力端子２２の電圧Ｖ＋を図
９に示す出力電圧と同様に変更することができる。

【００２５】出力端子２４の電圧Ｖ−についても同様に
変更できるが、この例では電圧Ｖ−をあるレベルに固定
して使用することを想定している。ダミー電流を流さな
い場合には、図９の例と同様に、出力端子２２から図示
しない負荷に流れる出力電流が小さくなると、電流の変
動に伴って出力端子２２の電圧Ｖ−が大きく変動する。

【００２６】そこで、ダミー電流を流すために疑似負荷
２６が設けてある。図１の例では、疑似負荷２６の両端
は正極性の出力端子２２及び負極性の出力端子２４に接
続してある。従って、疑似負荷２６の端子間には（Ｖ
＋）の電位差と（Ｖ−）の電位差とを加算した電圧が印
加される。この例では、疑似負荷２６としてインピーダ
ンスが固定の抵抗器を用いることを想定している。従っ
て、疑似負荷２６に流れるダミー電流の大きさはそれに
印加される電圧に比例して図５に示すように変化する。

【００２７】図９に示すように、出力電圧を安定化する
ためには出力電圧が低くなるに従って大きなダミー電流
が必要になる。従って、出力電圧の可変範囲の下限値Ｖ
Ｌにおいて規定以上のダミー電流を流す必要がある。下
限値ＶＬで規定のダミー電流ＩＬを流すように疑似負荷
２６のインピーダンスを定める場合、出力電圧の変化に
対するダミー電流の変化は図５の特性Ｘ１で表される。
また、従来のダミー回路の特性はＸ２で表される。

【００２８】図５に示すように、特性Ｘ１は特性Ｘ２よ
りも傾きが大きく、出力電圧の上昇に対するダミー電流
の変化が小さい。従って、図１のダミー回路におけるダ
ミー電流の最大値ＩＨ１は従来の最大値ＩＨ２よりも十
分に小さくなり、ダミー回路における損失は大幅に低減
される。 （第２の実施の形態）本発明のもう１つの実施の形態に
ついて、図２を参照しながら説明する。この形態は、請
求項２に対応する。図２は、この形態の電源のダミー回
路を含む電源の出力回路の構成を示す電気回路図であ
る。

【００２９】この形態は、第１の実施の形態の変形例で
ある。図２において、図１と対応する要素は同一の符号
を付けて示してある。構成及び動作が同一の部分につい
ては、以下の説明を省略する。この形態では、請求項２
の直流電圧生成回路，逆極性電圧生成手段及び疑似負荷
は、それぞれ整流回路４１，負電圧生成回路２７及び疑
似負荷２６に対応する。

【００３０】この形態では、図２に示すように、単一の
極性の直流電圧を出力する電源に対して本発明を適用す
る場合を想定している。すなわち、トランス１０の二次
側巻線１２に現れる交流電圧は、整流回路４１で整流さ
れ、平滑回路４２で平滑されて正極性の直流電圧として
出力端子２２に出力される。そこで、疑似負荷２６の一
端に印加される負極性の電圧Ｖ−を生成するために、負
電圧生成回路２７が設けてある。負電圧生成回路２７は
ダイオード２８及びコンデンサ２９で構成されている。

【００３１】また、整流回路４１のダイオード１４と負
電圧生成回路２７のダイオード２８とは、互いに逆極性
で二次側巻線１２の一端に共通に接続されている。従っ
て、図１の場合と同様に、疑似負荷２６には出力端子２
２の電圧Ｖ＋と負電圧生成回路２７が出力する電圧Ｖ−
との電位差に対応する電圧が印加され、疑似負荷２６に
流れるダミー電流は図５に示す特性Ｘ１のように変化す
る。

【００３２】（第３の実施の形態）本発明のもう１つの
実施の形態について、図３を参照しながら説明する。こ
の形態は、請求項３〜請求項５に対応する。図３はこの
形態の電源のダミー回路の構成を示す電気回路図であ
る。この形態では、請求項３の疑似負荷及び疑似負荷制
御手段は、それぞれ疑似負荷５１及び演算増幅器５５に
対応する。また、請求項４の能動素子はトランジスタ５
２に対応する。請求項５の制御電圧生成手段は演算回路
５６に対応する。

【００３３】例えば、図３に示すダミー回路を図１に示
す電源の疑似負荷２６の代わりに接続する場合には、図
３の端子５０ａ及び５０ｂは、それぞれ図１の出力端子
２２及び２３に接続される。図３に示すダミー回路は、
疑似負荷５１，演算増幅器５５及び演算回路５６を備え
ている。また、疑似負荷５１はトランジスタ５２抵抗器
５３及び５４で構成されている。

【００３４】疑似負荷５１におけるトランジスタ５２の
インピーダンスは、演算増幅器５５のプラス側の入力に
印加される制御電圧Ｖｙの大きさに応じて決定される。
演算回路５６は、入力の逆数のレベルを演算して出力す
る回路である。演算回路５６の入力には、端子５０ａの
電圧Ｖｏ、すなわち電源の出力電圧が印加される。すな
わち、演算回路５６の入力電圧をＶinで表すと、演算回
路５６の出力に現れる制御電圧Ｖｙは（Ｋ／Ｖin）にな
る（Ｋは定数）。

【００３５】従って、電源の出力電圧が増大すると、逆
に制御電圧Ｖｙのレベルが低下し、トランジスタ５２の
インピーダンスが増大するので、疑似負荷５１に流れる
ダミー電流は減少する。反対に、電源の出力電圧が低下
すると、制御電圧Ｖｙのレベルが増大し、トランジスタ
５２のインピーダンスが減少するので、疑似負荷５１に
流れるダミー電流が増大する。

【００３６】すなわち、疑似負荷５１に流れるダミー電
流は図６に示すような特性に従って変化する。図６に示
すように、出力電圧が低いときには十分に大きいダミー
電流が流れるが、出力電圧の増大に伴ってダミー電流が
減少するので、ダミー電力の増大を抑制できる。 （第４の実施の形態）本発明のもう１つの実施の形態に
ついて、図４を参照しながら説明する。この形態は、請
求項６に対応する。図４はこの形態の電源のダミー回路
の構成を示す電気回路図である。

【００３７】この形態は、第３の実施の形態の変形例で
ある。図４において、図３と対応する要素は同一の符号
を付けて示してある。構成及び動作が同一の部分につい
ては、以下の説明を省略する。この形態では、請求項６
の演算増幅器及び定電圧発生回路は、それぞれ演算増幅
器６５及びツェナーダイオード６２に対応する。

【００３８】例えば、図４に示すダミー回路を図１に示
す電源の疑似負荷２６の代わりに接続する場合には、図
４の端子５０ａ及び５０ｂは、それぞれ図１の出力端子
２２及び２３に接続される。図４に示すダミー回路は、
疑似負荷５１，演算増幅器５５，ツェナーダイオード６
２，演算増幅器６５，抵抗器６１，６３及び６４を備え
ている。また、疑似負荷５１はトランジスタ５２抵抗器
５３及び５４で構成されている。

【００３９】疑似負荷５１におけるトランジスタ５２の
インピーダンスは、演算増幅器５５のプラス側の入力に
印加される制御電圧Ｖｙの大きさに応じて決定される。
演算増幅器６５は差動増幅回路を構成している。この差
動増幅回路のプラス側の入力には、ツェナーダイオード
６２が生成する一定の直流電圧Ｖrefが印加される。ま
た、前記差動増幅回路のマイナス側の入力には、端子５
０ａの電圧Ｖｏ、すなわち電源の出力電圧が印加され
る。

【００４０】演算回路５６の出力に現れる制御電圧Ｖｙ
は、出力電圧Ｖｏに応じて図７に特性のように変化す
る。従って、電源の出力電圧が増大すると、逆に制御電
圧Ｖｙのレベルが低下し、トランジスタ５２のインピー
ダンスが増大するので、疑似負荷５１に流れるダミー電
流は減少する。

【００４１】反対に、電源の出力電圧が低下すると、制
御電圧Ｖｙのレベルが増大し、トランジスタ５２のイン
ピーダンスが減少するので、疑似負荷５１に流れるダミ
ー電流が増大する。すなわち、疑似負荷５１に流れるダ
ミー電流は図６の点線で示すような特性に従って変化す
る。図６の点線で示すように、出力電圧が低いときには
十分に大きいダミー電流が流れるが、出力電圧の増大に
伴ってダミー電流が減少するので、ダミー電力の増大を
抑制できる。

【００４２】なお、図３及び図４に示すダミー回路の疑
似負荷５１は、図１及び図２に示す疑似負荷２６の代わ
りに、正極性の電圧が現れる出力端子２２及び負極性の
電圧が現れる出力端子２４に接続して使用することもで
きる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、電源の出力電圧が高い
ときのダミー電流を従来に比べて抑制することができ
る。従って、ダミー電力の増大を抑制でき、電源の効率
を改善するのに効果的である。また、疑似負荷の小型化
が可能であり疑似負荷の冷却に必要であった空間を不要
にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の電源のダミー回路を含む電
源の出力回路の構成を示す電気回路図である。

【図２】第２の実施の形態の電源のダミー回路を含む電
源の出力回路の構成を示す電気回路図である。

【図３】第３の実施の形態の電源のダミー回路の構成を
示す電気回路図である。

【図４】第４の実施の形態の電源のダミー回路の構成を
示す電気回路図である。

【図５】電源の出力電圧とダミー電流との関係を示すグ
ラフである。

【図６】電源の出力電圧とダミー電流との関係を示すグ
ラフである。

【図７】電源の出力電圧Ｖｏと制御電圧Ｖｙとの関係を
示すグラフである。

【図８】従来のダミー回路を示すブロック図である。

【図９】電源の出力電圧と出力電流との関係を示すグラ
フである。

【図１０】電源の出力電圧とダミー電流及びダミー電力
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０，３１ トランス １１，３２ 一次側巻線 １２，３３ 二次側巻線 １４，１５，１８，１９ ダイオード １６，２０ チョークコイル １７，２１ コンデンサ ２２，２３，２４ 出力端子 ２６ 疑似負荷 ２７ 負電圧生成回路 ２８ ダイオード ２９ コンデンサ ４１，４３ 整流回路 ４２，４４ 平滑回路 ５０ａ，５０ｂ 端子 ５１ 疑似負荷 ５２ トランジスタ ５３，５４，６１，６３ 抵抗器 ５５，６５ 演算増幅器 ５６ 演算回路 ６２ ツェナーダイオード

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極性の直流電圧が出力される第１の出
   力端子と、負極性の直流電圧が出力される第２の出力端
   子とを備える電源に接続される電源のダミー回路であっ
   て、 少なくとも１つの疑似負荷を、前記第１の出力端子と前
   記第２の出力端子との間に接続したことを特徴とする電
   源のダミー回路。
2. 【請求項２】 トランスを有し、前記トランスの１つの
   二次側巻線から供給される交流電力に基づいて単一極性
   の直流電圧を生成する直流電圧生成回路を備える電源に
   接続される電源のダミー回路であって、 前記二次側巻線から供給される交流電力に基づいて、前
   記直流電圧生成回路が出力する直流電圧とは逆極性の直
   流電圧を生成する逆極性電圧生成手段と、 前記直流電圧生成回路の出力端子と前記逆極性電圧生成
   手段の出力端子との間に接続された少なくとも１つの疑
   似負荷とを設けたことを特徴とする電源のダミー回路。
3. 【請求項３】 電源の出力に接続される電源のダミー回
   路であって、 前記電源の出力端子に接続される疑似負荷のインピーダ
   ンスを前記電源の出力電圧の違いに対応して自動的に変
   更する疑似負荷制御手段を設けたことを特徴とする電源
   のダミー回路。
4. 【請求項４】 請求項３記載の電源のダミー回路におい
   て、 前記疑似負荷の少なくとも一部分として能動素子を設け
   たことを特徴とする電源のダミー回路。
5. 【請求項５】 請求項３記載の電源のダミー回路におい
   て、 前記出力電圧のレベル変化にほぼ反比例して変化する制
   御電圧を生成する制御電圧生成手段を更に設けたことを
   特徴とする電源のダミー回路。
6. 【請求項６】 請求項５記載の電源のダミー回路におい
   て、 前記制御電圧生成手段として演算増幅器及び一定の電圧
   を生成する定電圧発生回路を設け、 前記演算増幅器の一方の入力に前記出力電圧を印加し、
   前記演算増幅器の他方の入力に前記定電圧発生回路の出
   力電圧を印加することを特徴とする電源のダミー回路。
7. 【請求項７】 請求項１記載の電源のダミー回路におい
   て、 前記第１の出力端子に現れる出力電圧の違いに対応して
   前記疑似負荷のインピーダンスを自動的に変更する疑似
   負荷制御手段を更に設けたことを特徴とする電源のダミ
   ー回路。
8. 【請求項８】 請求項２記載の電源のダミー回路におい
   て、 前記直流電圧生成回路の出力端子に現れる出力電圧の違
   いに対応して前記疑似負荷のインピーダンスを自動的に
   変更する疑似負荷制御手段を更に設けたことを特徴とす
   る電源のダミー回路。