JP2513484Y2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は並列運転を行うことの可
能なスイッチング電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にこの種の電源装置においては、マ
スター・スレーブ端子やカレントバランス端子等の並列
運転用端子を備え、主電源と従電源によるマスター・ス
レーブ動作を行わせたり、電源の出力電流の分担を監視
するためのカレントバランス機能等を付加することによ
り複数の電源装置を同時に制御して並列運転を行わせる
ことが可能である。図３はマスター・スレーブ機能を有
するスイッチング電源の回路図を示し、直流入力電圧Ｖ
ｉは一次側と二次側とを絶縁するトランス１の一次巻線
に印加され、この一次巻線にはＦＥＴからなるスイッチ
ング素子２が直列に接続されてインバータを形成してい
る。トランス１の二次巻線に誘起された電圧は整流平滑
回路３により整流平滑されて負荷４に一定の直流出力電
圧Ｖｏを供給する。また、電源装置は直流出力電圧Ｖｏ
に基づきスイッチング素子２を制御するための帰還回路
を備えており、この帰還回路は前記直流出力電圧Ｖｏを
抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とにより分圧した検出電圧を演算増
幅器５の非反転入力端子に印加し、この反転入力端子に
印加される基準電圧と比較する。演算増幅器５はこの比
較信号をコントロールＩＣ６に印加することにより、コ
ントロールＩＣ６は前記比較信号に応じた導通幅を有す
るパルスに変換し、スイッチング素子２をオン、オフ制
御して基準電圧に基づく直流出力電圧Ｖｏを安定して得
るようにしている。また、電源装置は例えば直流入力電
圧Ｖｉを入力する制御用電源７を備えており、この制御
用電源７の出力（例えば＋１５Ｖ）を基準電圧発生回路
８及びコントロールＩＣ６の電源として供給し、基準電
圧発生回路８から例えば＋５Ｖの基準電圧ＶREF を出力
するようにしている。

【０００３】複数台の電源による並列運転を行うための
マスター・スレーブ回路９には、基準電圧発生回路８か
らの出力である基準電圧ＶREF が入力優先回路10を介し
て供給されるスレーブ端子11と、基準電圧ＶREF を出力
優先回路12を介して供給するマスター端子13と、電源装
置の各信号のグランドたる接地端子14とがそれぞれ接続
されている。入力優先回路10は基準電圧ＶREF を演算増
幅器15の非反転入力端子に印加し、出力端子を電流制限
用の抵抗Ｒ３を介してスレーブ端子11に接続するととも
に、抵抗Ｒ３とスレーブ端子11との接続点を演算増幅器
15の反転入力端子に接続する。一方、出力優先回路12は
基準電圧ＶREF を演算増幅器16の非反転入力端子に印加
し、出力端子を電流制限用の抵抗Ｒ４を介してマスター
端子13に接続するとともに、抵抗Ｒ４とマスター端子13
との接続点を演算増幅器16の反転入力端子に接続してお
り、抵抗Ｒ３は抵抗Ｒ４よりも大きな抵抗値に設定して
いる。また、前記帰還回路の演算増幅器５の反転入力端
子には、スレーブ端子11に供給される基準電圧ＶREF を
抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６により分圧して供給して電源装置
の制御回路17を構成するものである。

【０００４】このような電源装置を並列運転するには、
図４に示すようにその内の一台をマスター電源Ａ、他の
電源をスレーブ電源Ｂとして、マスター電源Ａのマスタ
ー端子13とスレーブ電源Ｂのスレーブ端子11とを接続す
るとともに、マスター電源Ａとスレーブ電源Ｂの接地端
子14どうしを接続することにより、マスター電源Ａの制
御回路17からマスター端子13を介して供給された基準電
圧ＶREF に基づき、この基準電圧ＶREF のバランスが取
られた状態でスレーブ電源Ｂを並列運転するものであ
る。つまり、マスター・スレーブ回路９において入力優
先回路10の抵抗Ｒ３は出力優先回路12の抵抗Ｒ４に比べ
十分大きな抵抗値に設定されているため、マスター電源
Ａの基準電圧ＶREF によってマスター端子13からスレー
ブ端子11側に電流が流れ込んで基準電圧のバランスが取
られるものである。また、単独運転の場合にはスレーブ
端子11は開放状態となるため、基準電圧発生回路８から
の基準電圧ＶREF が入力優先回路10を介して抵抗Ｒ５，
Ｒ６により分圧され、この分圧された電圧が演算増幅器
５に印加されて、電源装置に内蔵する基準電圧発生回路
８の基準電圧ＶREF に基づく制御回路17の制御が行われ
る。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、マスター電源Ａ及びスレーブ電源Ｂを同時に制御す
るためのマスター端子13及びスレーブ端子11により電源
Ａ，Ｂ相互間における並列運転が行われる。このため、
マスター端子13とスレーブ端子11とを接続する信号ライ
ンにノイズが侵入すると、このノイズが演算増幅器５に
印加される基準電圧に重畳されて直流出力電圧Ｖｏが不
安定になったりリップルが発生し、またカレントバラン
ス機能を有する電源装置を並列運転させた場合には、こ
のノイズによって各電源間における出力電流の分担が一
致しなくなり、カレントバランスがとれないという問題
を有していた。

【０００６】こうしたノイズの除去を行うためには、各
信号ラインにインダクタ及びコンデンサ、あるいは抵抗
及びコンデンサによるフィルターを挿入接続することが
考えられる。しかし、インダクタ及びコンデンサによる
フィルターはノイズに対する減衰効果は大きいものの、
インダクタを用いるために電源装置に大きなスペースが
必要となり、また抵抗及びコンデンサによるフィルター
はインダクタ及びコンデンサによるフィルターに比べて
少ないスペースで電源装置内に組み込むことが可能であ
るが、ノイズに対する減衰効果は小さくなる。さらに、
いずれのフィルターにおいても、５０Ｈｚ商用周波数等
の低周波ノイズを除去する場合、さらに大きなインダク
タ及びコンデンサが必要となり電源装置の低コスト化及
び小形化の妨げとなっていた。

【０００７】そこで本考案は、装置を大形化することな
く並列運転時において各電源の並列運転用端子間の信号
ラインに侵入するノイズを、より広い周波数にわたって
除去することが可能なスイッチング電源装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は直流出力電圧を
安定に供給するための制御回路に、複数の電源を同時に
制御するための並列運転用端子を備えたスイッチング電
源装置において、抵抗及びコンデンサからなる２組のフ
ィルターを演算増幅器に接続してなるアクティブフィル
ター回路を前記並列運転用端子と前記制御回路との間に
挿入接続して、並列運転時に発生するノイズを前記アク
ティブフィルター回路により減衰するように構成したも
のである。

【０００９】

【作用】上記構成によって、並列運転時に各電源間の並
列運転用端子間の信号ラインにノイズが侵入すると、こ
のノイズは並列運転用端子に接続されたアクティブフィ
ルター回路において２組の抵抗及びコンデンサを接続し
た演算増幅器により減衰除去される。

【００１０】

【実施例】以下、本考案の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。図１は本考案の一実施例を示すスイッチン
グ電源の回路図であり、図３と同一部分には同一符号を
付し同一箇所の説明を省略する。

【００１１】図１において、制御回路17のマスタ−・ス
レーブ回路９とスレーブ端子11及び接地端子14との間に
はノイズを除去するためのアクティブフィルター回路18
が挿入接続されている。アクティブフィルター回路18は
２段のアクティブフィルター18Ａ，18Ｂを有し、スレー
ブ端子11と演算増幅器19の非反転入力端子との間に直列
接続された抵抗20，21を接続し、この演算増幅器19の非
反転入力端子と接地端子14との間にコンデンサ22を接続
し、抵抗20，21の接続点と演算増幅器19の出力端子との
間にコンデンサ23を接続し、演算増幅器19の出力端子と
反転入力端子とを接続して、抵抗20、コンデンサ23及び
抵抗21、コンデンサ22からなる２組のフィルターを演算
増幅器19に接続して１段目のアクティブフィルター18Ａ
を構成する。２段目のアクティブフィルター18Ｂは１段
目と同様に、演算増幅器19の出力端子と演算増幅器24の
非反転入力端子との間に直列接続された抵抗25，26を接
続し、この演算増幅器24の非反転入力端子と接地端子14
との間にコンデンサ27を接続し、抵抗25，26の接続点と
演算増幅器24の出力端子との間にコンデンサ28を接続
し、演算増幅器24の出力端子と反転入力端子とを接続し
て、抵抗25、コンデンサ28及び抵抗26、コンデンサ27か
らなる２組のフィルターを演算増幅器24に接続して構成
される。アクティブフィルター回路18は図２に示すよう
に、並列運転時においてマスター電源Ａとスレーブ電源
Ｂとを図４と同様に接続した場合、スレーブ端子11側と
制御回路17との間に挿入接続される。

【００１２】次に上記構成につきその作用を説明する。

【００１３】並列運転時においては、マスター電源Ａの
基準電圧ＶREF によって、このマスター電源Ａのマスタ
ー端子13からスレーブ電源Ｂのスレーブ端子11側に電流
が流れ込み、マスター電源Ａ及びスレーブ電源Ｂはいず
れもマスター電源Ａの基準電圧ＶREF に基づいて演算増
幅器５で検出電圧と比較し、この比較信号によってコン
トロールＩＣ６にてスイッチング素子２のオン，オフ制
御が行われる。このとき、電源Ａ，Ｂを同時に制御する
マスター電源Ａのマスター端子13とスレーブ電源Ｂのス
レーブ端子11間に外来ノイズが侵入した場合、制御回路
17の入力側であるスレーブ電源Ｂのスレーブ端子11にこ
のノイズ信号が印加される。アクティブフィルター回路
18は、まず１段目のアクティブフィルター18Ａにおいて
抵抗21及びコンデンサ22により構成された所定の周波数
信号をカットするフィルターにより演算増幅器19の非反
転入力端子に印加するノイズ成分を減衰する。次に、演
算増幅器19の出力信号はコンデンサ23及び抵抗20からな
るフィルターを通してこの演算増幅器19を帰還するた
め、さらにノイズ成分が減衰されて２段目のアクティブ
フィルター18Ｂの演算増幅器24に印加される。そして、
この演算増幅器24に印加される信号は１段目と同様に、
抵抗26，コンデンサ27及び抵抗25，コンデンサ28からな
る２組のフィルターによって、ノイズ成分が取り除かれ
た状態でアクティブフィルター回路18から制御回路17の
マスター・スレーブ回路９に供給される。

【００１４】このように本実施例においては、アクティ
ブフィルター回路18が抵抗とコンデンサからなる２組の
フィルターに演算増幅器を組合わせているため、従来の
インダクタ及びコンデンサ、あるいは抵抗及びコンデン
サによるフィルター回路に比べて大きな減衰効果が得ら
れる。また、コンデンサ22，23，27，28はいずれもフィ
ルムコンデンサなどの形状の小さなものでよく、電源装
置の小形化及び低コスト化を図ることが可能となる。さ
らに、各フィルターのカットオフ周波数を決めるＣＲの
定数は簡単に変更することができるため、５０Ｈｚ商用
周波数等の低周波ノイズを含め幅広い不確定周波数領域
のノイズに対して減衰効果を得ることができる。

【００１５】なお本考案は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本考案の要旨の範囲内において種々の変形実
施が可能である。例えば、実施例においては減衰率を高
めるために２段のアクティブフィルター回路を接続した
ものを示したが、アクティブフィルターを１段にして構
成してもよい。また、並列運転用端子はマスター・スレ
ーブ端子に限らず、並列運転用の種々の端子に適用でき
る。

【００１６】

【考案の効果】本考案は直流出力電圧を安定に供給する
ための制御回路に、複数の電源を同時に制御するための
並列運転用端子を備えたスイッチング電源装置におい
て、抵抗及びコンデンサからなる２組のフィルターを演
算増幅器に接続してなるアクティブフィルター回路を前
記並列運転用端子と前記制御回路との間に挿入接続し
て、並列運転時に発生するノイズを前記アクティブフィ
ルター回路により減衰するように構成したことにより、
装置を大形化することなく並列運転時において各電源の
並列運転用端子間の信号ラインに侵入するノイズを、よ
り広い周波数にわたって除去することが可能なスイッチ
ング電源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す回路構成図である。

【図２】本考案の一実施例を示す電源装置を並列運転さ
せた場合の回路図である。

【図３】従来例を示す回路構成図である。

【図４】従来例を示す電源装置を並列運転させた場合の
回路図である。

【符号の説明】

２ ＦＥＴ（スイッチング素子） 11 スレーブ端子（並列運転用端子） 13 マスター端子（並列運転用端子） 17 制御回路 18 アクティブフィルター回路 19，24 演算増幅器 20，21，25，26 抵抗 22，23，27，28 コンデンサ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流出力電圧を安定に供給するための制
   御回路に、複数の電源を同時に制御するための並列運転
   用端子を備えたスイッチング電源装置において、抵抗及
   びコンデンサからなる２組のフィルターを演算増幅器に
   接続してなるアクティブフィルター回路を前記並列運転
   用端子と前記制御回路との間に挿入接続して、並列運転
   時に発生するノイズを前記アクティブフィルター回路に
   より減衰するように構成したことを特徴とするスイッチ
   ング電源装置。