JP2559682Y2

JP2559682Y2 - 多出力スイッチングレギュレータ

Info

Publication number: JP2559682Y2
Application number: JP1990108885U
Authority: JP
Inventors: 正仁吉田; 浩一植木
Original assignee: 富士電機株式会社
Priority date: 1990-10-17
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1998-01-19
Anticipated expiration: 2005-10-17
Also published as: JPH0464988U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は複数の出力コイルを有し、この出力コイルか
らそれぞれ絶縁された直流電圧を取出して、この出力電
圧をそれぞれ異なる負荷に給電する多出力スイッチング
レギュレータに関する。

〔従来の技術〕

スイッチングレギュレータは変圧器の一次電流をオン
・オフし、この断続電流のオン時間を変化させ電源電圧
の変動にかかわらず変圧器の出力コイルに発生する電圧
を安定化するとともに出力コイルに接続された整流回路
と平滑回路を介して直流電圧に変換し、この直流出力電
圧を負荷に給電する。このとき出力端子の電圧の高低を
電圧検出回路で検出して、この検出電圧でさらに前記断
続電流のオン時間を制御し、この出力電圧を負荷の変動
に対して安定化している。しかし、出力電圧を安定化し
得るのは１つの出力端子間の電圧のみであるから、複数
の出力コイルからそれぞれ出力電圧を発生する多出力ス
イッチングレギュレータの場合、他の出力電圧はそれぞ
れの負荷の変動に対して応ずることができない。このた
め負荷に激しい変動のある出力端子や特に出力電圧を安
定化したい出力端子にはさらに定電圧回路を接続してそ
の出力電圧の安定化を図っている。

このような直流出力端子にチョッパ形の定電圧回路を
接続したフォワード方式の多出力スイッチングレギュレ
ータの従来例を第３図に示す。ここで変圧器１は一次コ
イル1a,制御コイル1bおよび２つの出力コイル1c,1dを有
し、一次コイル1aは主トランジスタ２と直列に接続さ
れ、この主トランジスタ２のベースは制御回路４に接続
されて始動抵抗５と制御コイル1bの出力により、主トラ
ンジスタ２をオン・オフして一次コイル1aの断続電流の
デュティサイクルにより各出力コイル1c,1dに発生する
電圧を所定値に保つ。また出力コイル1cの電圧はその一
端に接続されたダイオード６で整流され、リアクタ７と
コンデンサ８で平滑化されてこの出力端子9,10の両端の
電圧が図示しない第１の負荷に給電される。出力端子9,
10の両端の電圧はさらに電圧検出回路11で検出され、こ
の検出出力が変圧器12を介して制御回路４に印加され出
力端子9,10の電圧V₀₁を負荷の大小にかかわらず所定値
に保つ。13は出力コイル1cの他端とダイオード６のカソ
ードの間に接続されたフライホィールダイオードであ
る。出力コイル1dの電圧はその一端に接続されたダイオ
ード14で整流され、リアクタ15とコンデンサ16で平滑化
される。37は出力コイル1dの他端とダイオード14のカソ
ードの間に接続されたフライホィールダイオードであ
る。このコンデンサ16の両端に出力端子17,18を有する
チョッパ形定電圧回路19が接続されている。このチョッ
パ形定電圧回路19は、トランジスタ20のエミッタがコン
デンサ16の＋端に接続され、コレクタがリアクタ21を介
して出力端子17に接続されている。トランジスタ20のベ
ースは抵抗22とトランジスタ23のコレクタ・エミッタを
介してコンデンサ16の一端すなわち出力端子18に接続さ
れている。このトランジスタ23のベースは、トランジス
タ20のエミッタとコンデンサ16の一端の間に接続された
抵抗24とトランジスタ25のコレクタ・エミッタの直列回
路の抵抗24とコレクタの接続点に接続されている。そし
てトランジスタ25のベースは抵抗26とツェナダイオード
27を介して出力端子17に接続されている。またトランジ
スタ20のコレクタと出力端子18の間にはフライホィール
ダイオード28が接続され、両出力端子17,18の間には平
滑コンデンサ29が接続され、リアクタ21とコンデンサ29
で平滑回路を構成している。

このチョッパ形定電圧回路19の動作を説明すると、電
源３が投入され、コンデンサ16の電圧が上昇すると抵抗
24を介してトランジスタ23にベース電流が流れ、トラン
ジスタ23がオンするからトランジスタ20がオンし、リア
クタ21を介してコンデンサ29が充電され、この出力電圧
V₀₂で端子17,18から負荷に給電される。この負荷が変動
し、出力電圧V₀₂が上昇するとツェナダイオード27が点
弧してトランジスタ25をオンするから、トランジスタ23
はオフし、トランジスタ20がオフして、出力端子17,18
の両端の電圧V₀₂はコンデンサ29の放電により次第に低
下する。ここでツェナダイオード27が消弧するからトラ
ンジスタ25はオフし、トランジスタ23がオンしてトラン
ジスタ20をオンし、コンデンサ29を充電する。この動作
を繰返して出力端子17,18の出力電圧が所定値に保たれ
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来のチョッパ形定電圧回路を備えたスイッチングレ
ギュレータでは変圧器１の出力コイル1dにダイオード14
が接続され、さらにフライホィールダイオード17、リア
クタ15およびコンデンサ16が接続されているが定電圧回
路にもそれぞれフライホィールダイオード28、リアクタ
21およびコンデンサ29からなる平滑回路が必要であり、
部品数が多くて大形になり、コストが高く、かつ内部損
失が大きいという欠点があった。また、定電圧回路のス
イッチング周波数と主トランジスタのスイッチング周波
数が接近している場合は互いに干渉して騒音を発生し易
いという欠点があった。

本考案の目的は部品数を減らし、安価で騒音の発生の
おそれのないチョッパ形定電圧回路を有する多出力スイ
ッチングレギュレータを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するため本考案は、主トランジスタ
により断続した電流が供給される一次コイルと複数の二
次コイルを有する変圧器と、前記二次コイルのうちの第
一の二次コイルの交流出力を整流、平滑化した主直流電
圧に応じて前記主トランジスタによる断続電流のオン時
間を制御して前記主直流電圧を一定にする制御回路と、
前記二次コイルの他の二次コイルの出力端に接続される
チョッパ形定電圧回路とを備えた多出力スイッチングレ
ギュレータにおいて、前記チョッパ形定電圧回路を前記
他の二次コイルの出力端の整流回路と平滑回路の間に接
続するとともに、前記チョッパ形定電圧回路を、前記整
流回路にエミッタが接続されたスイッチングトランジス
タのベース電流をオンオフする第１のトランジスタと、
設定した出力電圧に達したらツェナーダイオードと抵抗
を介してベースに電流が供給されることにより前記第１
のトランジスタのベース電流をオンオフする第２のトラ
ンジスタとから構成し、かつ前記スイッチングトランジ
スタのエミッタを抵抗を介して前記第１のトランジスタ
のベースに接続し、前記チョッパ形定電圧回路のスイッ
チングトランジスタの断続時間を制御して直流電圧を一
定にするようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

チョッパ形定電圧回路は、出力電圧を所定値に保つた
めに負荷電流を流す通電回路をオン・オフする。したが
ってフライホィールダイオードや脈動の少ない出力電圧
を得るための平滑回路が必要である。しかし従来の回路
では出力コイルに既にフライホィールダイオードや平滑
回路が接続されているからこれを省き、出力コイルに接
続された整流回路にチョッパ形定電圧回路を接続して、
従来のものとほぼ同様な作用により、定電圧回路を動作
させて出力端子に安定した所定の出力電圧を送出する。

〔実施例〕

第１図および第２図に本考案による多出力スイッチン
グレギュレータの一実施例を示し、第３図と同一のもの
には同図と同一の符号を付している。第１図において、
変圧器１の一次コイル1a,制御コイル1bおよび出力コイ
ル1cに接続された部材は従来のものと同一であり、この
スイッチングレギュレータとしての動作も従来のものと
同様であるからこの説明は省略する。このスイッチング
レギュレータが従来のものと異なる点は変圧器１の出力
コイル1dの一端に接続されたダイオード14のカソードと
出力コイル1dの他端との間に従来のものと全く同じチョ
ッパ形定電圧回路19が接続されていることであり、第３
図のリアクタ15とコンデンサ16からなる平滑回路とフラ
イホィールダイオード17が省かれている。定電圧回路19
の内部接続は従来のものと全く同様であるからこの構成
の説明は省略する。

このチョッパ形定電圧回路19の動作を第２図に示すタ
イムチャートを参照しながら説明する。第２図におい
て、トランジスタ20のエミッタ電圧を電圧V₁、コレクタ
電圧を電圧V₂、出力端子17,18の電圧を電圧V₃、トラン
ジスタ25のコレクタ電圧を電圧V₄とし、トランジスタ２
は一定デュティサイクルでオン・オフしているものとす
れば、出力コイル1dに誘起する電圧をダイオード14で整
流した電圧すなわちトランジスタ20のエミッタ電圧V₁は
方形波電圧である。始動時電源３が投入されたときは出
力端子17,18には電圧が出力しておらずトランジスタ25
はオフしている。電圧V₁が立ち上がると同時に電圧V₄が
立ち上り、トランジスタ23のベース・エミッタにベース
電流が流れ、トランジスタ23がオンして、トランジスタ
20がオンし、電圧V₂も同時に立ち上がる。トランジスタ
20がオンするとリアクタ21を介してコンデンサ29が充電
され、この電圧すなわち端子17,18の電圧V₃が上昇す
る。こうして出力端子17,18の電圧V₃がツェナダイオー
ド27の設定電圧Vzを超えると、ツェナダイオード27は点
弧し、トランジスタ25がオンするからトランジスタ23が
オフし、トランジスタ20がオフする。このため電圧V₂、
電圧V₄は立ち下る。したがって電圧Ｖは次第に低下し、
やがてツェナダイオード27の設定電圧Vz以下になると、
ツェナダイオード27は消弧するからトランジスタ25はオ
フし両トランジスタ23,20がオンし、次の電圧Ｖの立ち
上がりで電圧V₂，電圧V₃が立ち上がりコンデンサ29が充
電される。このときコンデンサ29には前に充電された電
荷が残っているから早く充電され、ツェナダイオード27
の設定電圧Vzを越える。したがってトランジスタ25がオ
ンし、両トランジスタ23,20がオフする時間は早く、電
圧V₂，電圧V₄は電圧V₁より早く立ち下る。以後この動作
を続け、電圧V₃すなわち出力電圧V₃は所定値に保たれ
る。さらに負荷が変動するとそれに伴って変動する出力
電圧V₃はツェナダイオード27の点弧と消弧により検出さ
れ、トランジスタ20がオン・オフされて所定値に保たれ
る。なお、各部方形波電圧の立ち上がりは主トランジス
タ２のオンと同期しているから共振による騒音は発生し
ない。

〔考案の効果〕

本考案によれば定電圧回路を出力コイルの一端に接続
されたダイオードのカソードとコイルの他端との間に接
続したからフライホィールダイオード、リアクタおよび
平滑コンデンサを節約でき、部品数、コスト、内部損失
を減らし、スイッチングレギュレータを小形にできると
いう効果がある。また主トランジスタのオンとチョッパ
のスイッチング動作が同期しているからスイッチング周
波数の干渉による騒音が防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案による多出力スイッチング
レギュレータの一実施例を示し、第１図は結線図、第２
図はチョッパ形定電圧回路の動作を示すタイムチャー
ト、第３図は従来の多出力スイッチングレギュレータの
一例を示す結線図である。 1:変圧器、1a:一次コイル、1b:制御コイル、1c,1d:出力
コイル、4:制御回路、5:始動抵抗、14:ダイオード、19:
チョッパ形定電圧回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−257458（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−209470（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−68491（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】主トランジスタにより断続した電流が供給
される一次コイルと複数の二次コイルを有する変圧器
と、前記二次コイルのうちの第一の二次コイルの交流出
力を整流、平滑化した主直流電圧に応じて前記主トラン
ジスタによる断続電流のオン時間を制御して前記主直流
電圧を一定にする制御回路と、前記二次コイルの他の二
次コイルの出力端に接続されるチョッパ形定電圧回路と
を備えた多出力スイッチングレギュレータにおいて、前
記チョッパ形定電圧回路を前記他の二次コイルの出力端
の整流回路と平滑回路の間に接続するとともに、前記チ
ョッパ形定電圧回路を、前記整流回路にエミッタが接続
されたスイッチングトランジスタのベース電流をオンオ
フする第１のトランジスタと、設定した出力電圧に達し
たらツェナーダイオードと抵抗を介してベースに電流が
供給されることにより前記第１のトランジスタのベース
電流をオンオフする第２のトランジスタとから構成し、
かつ前記スイッチングトランジスタのエミッタを抵抗を
介して前記第１のトランジスタのベースに接続し、前記
チョッパ形定電圧回路のスイッチングトランジスタの断
続時間を制御して直流電圧を一定にするようにしたこと
を特徴とする多出力スイッチングレギュレータ。