JP2576113Y2 - 直流電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、安定化された正，負電
源等の２電源を形成し、その出力をコントロール信号に
よりオン，オフする直流電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、映像機器，音響機器等の種々の電
気，電子機器においては、その直流電源装置からの給電
を手動のスイッチ操作でなく、外部或いは内部のコント
ロール信号により制御するものがある。そして、この給
電制御が適用される２電源出力構成の直流電源装置は、
従来、定電圧回路ＩＣを用いてほぼ図３に示すように構
成される。

【０００３】同図は基準電位をアース電位として±５Ｖ
の２電源を形成する場合の構成を示し、電源トランス１
の２次側出力はブリッジ接続のダイオードＤ１〜Ｄ４に
より整流された後、２次巻線の一端１ａとタップ１ｔと
の間及びタップ１ｔと他端１ｂとの間に設けられた２個
のコンデンサＣ１，Ｃ２により平滑される。

【０００４】そして、この平滑により正，負の電源（入
力電源）が形成され、この正，負の入力電源が２個の定
電圧回路ＩＣ２，３によりそれぞれ＋５，−５Ｖに定電
圧化されて安定化された±５Ｖの電源（出力電源）が形
成され、この両出力電源がフィルタ用のコンデンサＣ
３，Ｃ４を介して給電路に直列挿入されたパワートラン
ジスタＱ１，Ｑ２に送られる。

【０００５】この両トランジスタＱ１，Ｑ２はベース回
路にドライバ用のトランジスタＱ３，Ｑ４が設けられ、
コントロール端子４に供給されたコントロール信号の２
値変化によりトランジスタＱ３，Ｑ４を介してトランジ
スタＱ１，Ｑ２がスイッチングし、出力電源の出力（供
給）がオン，オフする。

【０００６】すなわち、コントロール信号がローレベル
になる出力オン時は、この信号が抵抗Ｒ５を介してトラ
ンジスタＱ３のベースに供給され、このトランジスタＱ
３がカットオフ状態になり、バイアス用の抵抗Ｒ１を介
した正電圧がトランジスタＱ１のベースに印加されてこ
のトランジスタＱ１はオンする。

【０００７】また、トランジスタＱ１のエミッタ出力と
ＩＣ３の出力とを抵抗Ｒ３，Ｒ４により分圧した電圧が
トランジスタＱ４のベースに供給され、このとき、抵抗
Ｒ３，Ｒ４はＲ３＜Ｒ４になるように例えばＲ３＝６８
ＫΩ，Ｒ４＝１００ＫΩに設定される。この設定に基づ
きトランジスタＱ４が逆バイアスされてオフし、バイア
ス用の抵抗Ｒ２を介した負電圧がトランジスタＱ２のベ
ースに印加されてこのトランジスタＱ２もオンする。

【０００８】一方、コントロール信号がハイレベルにな
る出力オフ時は、トランジスタＱ３がオンしてトランジ
スタＱ１のベースがタップ１ｔに接続されたアース端子
５のレベル（アース電位）に低下し、トランジスタＱ１
はオフする。さらに、抵抗Ｒ４を介したＩＣ３の出力電
圧によりトランジスタＱ４がオンし、トランジスタＱ２
もベースがアース端子５のレベルに上昇してオフする。

【０００９】そして、出力オン時はトランジスタＱ１，
Ｑ２を介したＩＣ２，３の出力がコンデンサＣ５，Ｃ６
により平滑されて正，負の出力端子６ｐ，６ｎに送ら
れ、両出力端子６ｐ，６ｎとアース端子５との間に安定
化された±５Ｖの正，負電源が生じ、この両電源により
電気，電子機器が給電駆動される。

【００１０】また、出力オフ時はトランジスタＱ１，Ｑ
２のオフにより、出力端子６ｐ，６ｎとアース端子５と
の間の正，負電源が消失し、前記の給電駆動が停止す
る。

【００１１】なお、ＩＣ２，３は一般的な定電圧回路Ｉ
Ｃにより形成され、それぞれ定電圧発生部の基準電圧と
出力電圧との差に応じたオペアンプの出力によりパワー
トランジスタ構成の電力増幅部を制御して出力電圧を定
電圧に保持する。また、安全性及び回路保護等の面か
ら、この種電源装置は、ＩＣ２，３にサーマルシャット
ダウン方式の短給保護回路や過電流保護回路を設けた
り、ヒューズを設けたりして形成される。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】前記図３の従来の電源
装置の場合、安定化した２電源を形成するために複雑，
高価な２個の定電圧回路ＩＣ２，３を使用し、しかも、
コントロール信号による出力のオン，オフに容量の大き
なパワートランジスタＱ１，Ｑ２及びそれらのドライバ
用のトランジスタＱ３，Ｑ２等を要し、部品数が多く、
複雑，高価で大型化する問題点がある。本考案は、部品
数を少なくし、簡素安価で小型な構成にすることを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本考案の直流電源装置においては、安定化された
２電源それぞれを出力する非反転アンプ接続，反転アン
プ接続の２個のパワーオペアンプと、コントロール信号
の２値変化によりスイッチングし両パワーオペアンプの
出力設定用の基準入力をオン，オフする出力制御スイッ
チとを備える。

【００１４】

【作用】前記のように構成された本考案の直流電源装置
の場合、定電圧回路ＩＣの代わりにパワーオペアンプが
用いられ、このオペアンプは少なくとも定電圧回路ＩＣ
の定電圧発生部がなく、定電圧回路ＩＣより簡素，安価
である。そして、非反転アンプ接続のパワーオペアンプ
と反転アンプ接続のパワーアンプとにより、出力設定用
の基準入力に基づく安定化された２電源が形成される。

【００１５】さらに、コントロール信号により入力制御
用スイッチがスイッチングして基準入力の両パワーオペ
アンプへの供給がオン，オフし、このオン，オフにより
両パワーオペアンプの出力がオン，オフして２電源の出
力がオン，オフし、従来のようにパワートランジスタ等
を用いることなく２電源の出力のオン，オフが行える。

【００１６】

【実施例】１実施例について、図１及び図２を参照して
説明する。図１において、図３と同一符号は同一もしく
は相当するものを示し、７，８は図３のＩＣ２，３の代
わりに設けられた２個のパワーオペアンプであり、正，
負の入力電源の直列合成電源がそれぞれ供給され、オペ
アンプ７はボルテージフォロワ接続されて非反転アンプ
接続に形成され、オペアンプ８はオペアンプ７の出力を
出力設定用の基準入力Ｖｒ’とする反転アンプ接続に形
成されている。

【００１７】９はオペアンプ７の非反転入力端子（＋）
に出力設定用の定電圧の基準入力Ｖｒを供給する基準入
力発生部、Ｑ５は出力制御スイッチを形成するトランジ
スタであり、ベースが抵抗Ｒ６を介してコントロール端
子４に接続されている。Ｒ７，Ｒ８はオペアンプ７の定
数設定用の抵抗、Ｒ９，Ｒ１０はオペアンプ８の定数設
定用の抵抗である。

【００１８】そして、オペアンプ７，８は少なくとも図
３のＩＣ２，３から定電圧発生部を省いて形成され、Ｉ
Ｃ２，３より簡素かつ安価である。また、図３と同様の
±５Ｖの出力電源を発生する場合、基準入力発生部９は
＋５Ｖの基準入力Ｖｒを形成する。

【００１９】さらに、コントロール端子４に供給される
コントロール信号の２値レベル変化により、トランジス
タＱ５は出力オン時にオフして出力オフ時にオンする。
そして、出力オン時はトランジスタＱ５のオフにより、
基準入力Ｖｒがオペアンプ７の非反転入力端子（＋）に
供給され、このとき、オペアンプはボルテージフォロワ
接続に基づき、基準入力Ｖｒを利得１で増幅して＋５Ｖ
の安定化された正の電源を形成する。

【００２０】さらに、このオペアンプ７の＋５Ｖの出力
電圧がオペアンプ８の反転入力端子（−）に出力設定用
の基準入力Ｖｒ’として供給され、このとき、抵抗Ｒ
９，Ｒ１０の抵抗値が等しく設定されているため、オペ
アンプ８は基準入力Ｖｒ’を利得１で反転増幅して−５
Ｖの安定化された負の電源を形成する。

【００２１】そして、オペアンプ７，８の±５Ｖの電源
がコンデンサＣ５，Ｃ６を介して出力端子６ｐ，６ｎに
供給され、図３の場合と同様の安定化された±５Ｖの電
源が得られ、この電源により電気，電子機器が給電駆動
される。

【００２２】つぎに、出力オフ時はトランジスタＱ５の
オンにより、オペアンプ７に基準入力Ｖｒが供給されな
くなり、オペアンプ７の出力が消失して零になる。ま
た、この消失によりオペアンプ８にも基準入力Ｖｒ′が
供給されなくなり、オペアンプ８の出力も消失して零に
なる。

【００２３】そのため、±５Ｖの電源がオフして電気，
電子機器の給電駆動が停止する。ところで、オペアンプ
７，８の出力電圧の安定性は基準入力Ｖｒに依存する。

【００２４】そして、一般に基準入力発生部９からみた
オペアンプ７の入力インピーダンスは高く、オペアンプ
７の入力電流が、通常、μＡ単位と微少であるため、基
準入力発生部９を、従来のＩＣ２，３の定電圧発生部の
ような高精度の定電圧電源でなく、例えば図２に示すツ
ェナダイオード構成の簡易な定電圧電源に形成しても、
この電源の負荷変動がなく、基準入力Ｖｒの変動が極め
て少なく、オペアンプ７，８の出力電圧は安定に定電圧
状態に保たれる。

【００２５】なお、図２において、ツェナダイオードＤ
５，抵抗Ｒ１１，コンデンサＣ７は基準電圧Ｖｒを発生
する定電圧回路を形成し、抵抗Ｒ１２，コンデンサＣ８
はノイズ，リップル成分を除去するローパスフィルタを
形成する。このフィルタはオペアンプ７の入力電圧の立
上り時定数に応じて設定することができる。また、抵抗
Ｒ１２，コンデンサＣ８と異なる構成のローパスフィル
タを用いてもよい。

【００２６】そして、基準入力Ｖｒが微少電流であるた
め、出力をオン，オフするトランジスタＱ５は小信号用
の小容量のものでよく、しかも、オペアンプ７の出力電
圧をオペアンプ８の基準入力Ｖｒ’としているため、出
力のオン，オフに１個のトランジスタＱ５を設ければよ
く、従来のトランジスタＱ１〜Ｑ４を用いた構成より部
品点数が少なくなるとともに簡素かつ小型になる。

【００２７】なお、オペアンプ７の出力をオペアンプ８
の基準入力Ｖｒ’とするのは、オペアンプ７の出力イン
ピーダンスが低く、安定性が高く設計が容易で、しか
も、オペアンプ７の出力がノイズに強い利点を有し、オ
ペアンプ８の入力電源として理想的だからである。

【００２８】ところで、安全性及び回路保護等の面から
は、少なくともオペアンプ７に電流制限方式，サーマル
シャットダウン方式の短給保護回路等を内臓したものを
用いて出力短絡に対処することが望ましい。そして、前
記実施例では±５Ｖの２電源を形成する場合について説
明したが、基準入力Ｖｒ及び抵抗Ｒ７〜Ｒ１０の設定に
より、種々の大きさの２電源を形成できるのは勿論であ
り、オペアンプ７の出力＋Ｖ，オペアンプ８の出力−Ｖ
の一般式はつぎの［数１］の式で示される。

【００２９】［数１］ ＋Ｖ＝Ｖｒ×（Ｒ７＋Ｒ８）／Ｒ８ −Ｖ＝＋Ｖ×Ｒ１０／Ｒ９

【００３０】また、パワーオペアンプ７，８はそれぞれ
オペアンプ構成のドライバＩＣとアンプＩＣとにより形
成してもよく、この場合はヒューズ等を設けて出力短給
に対処すればよい。さらに、前記実施例では基準入力発
生部９を設けて基準入力Ｖｒを形成したが、この電源装
置が設けられる電気，電子機器に定電圧電源回路等があ
るときは、それらの定電圧出力を抵抗を介してオペアン
プ７に基準入力Ｖｒとして供給してもよく、この場合は
構成が一層簡素化する。

【００３１】また、前記実施例では出力制御スイッチを
トランジスタＱ５により形成したが、コントロール信号
によりスイッチングするリレースイッチ等の機械的スイ
ッチにより形成してもよい。

【００３２】さらに、前記実施例ではタップ１ｔをアー
ス端子５を介してアースし、正，負の電源を形成した
が、例えば２次巻線の他端１ｂ又は一端１ａをアース
し、タップ１ｔの電位を基準電位とする正又は負の２電
源を形成することもできる。そして、オペアンプ７，８
に供給される入力電源の形成回路等が実施例と異なって
いてもよいのは勿論である。

【００３３】

【考案の効果】本考案は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載する効果を奏する。従来の複
雑，高価な２個の定電圧回路ＩＣの代わりにこのＩＣよ
り簡素，安価な非反転アンプ接続，反転アンプ接続の２
個のパワーオペアンプ７，８が用いられ、しかも、従来
の定電圧回路ＩＣ毎のパワートランジスタ等の代わりに
出力制御用スイッチ（トランジスタＱ５）を使用し、コ
ントロール信号に基づくこのスイッチのスイッチングに
より出力設定用の基準入力Ｖｒ，Ｖｒ’のオペアンプ
７，８への供給をオン，オフしてオペアンプ７，８の安
定化された２電源の出力をオン，オフしたため、従来よ
り部品数が少なく簡素かつ安価で小型な構成により、安
定化された２電源を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の直流電源装置の１実施例の結線図であ
る。

【図２】図１の一部の詳細な結線図である。

【図３】従来例の結線図である。

【符号の説明】

４ コントロール端子 ７，８ パワーオペアンプ Ｑ５ 出力制御スイッチとしてのトランジスタ Ｖｒ，Ｖｒ’ 基準入力

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準電位に対して極性が異なる安定化さ
   れた２電源を形成し、供給されたコントロール信号の２
   値変化により前記２電源の出力をオン，オフする直流電
   源装置において、 前記２電源それぞれを出力する非反転アンプ接続，反転
   アンプ接続の２個のパワーオペアンプと、 前記コントロール信号の２値変化によりスイッチングし
   前記両アンプの出力設定用の基準入力をオン，オフする
   出力制御スイッチとを備えた直流電源装置。