JP2600103Y2 - 電源回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、電源回路に関し、特に
入力電圧の変動に対してソフトスタートにおける出力電
圧の立上がり時間を一定にした電源回路に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、入力電源から直流電圧を入力し、
この電圧のレベルを任意のレベルに変換して出力する電
源回路が知られている。この一構成例を図２に示す。図
において、１はチョッパ回路、２は平滑回路、３は電圧
検出回路、４は三角波発生回路、５はチョッパ駆動制御
回路、６はソフトスタート回路である。

【０００３】チョッパ回路１は、周知のトランジスタを
用いた回路であり、ベース・エミッタ間に抵抗器１１が
接続されたＰＮＰ型のトランジスタ１２によって構成さ
れ、そのエミッタは入力端子ＩＮに接続されている。

【０００４】平滑回路２は、ダイオード２１、チョーク
コイル２２及びコンデンサ２３によって構成されるフリ
ーホイール型の平滑回路であり、その入力はトランジス
タ１２のコレクタに接続され、出力は出力端子ＯＵＴに
接続されている。

【０００５】電圧検出回路３は、出力端子ＯＵＴと接地
間に直列接続された抵抗器３１，３２及びコンデンサ３
３から構成され、出力端子ＯＵＴに出力される電圧Ｖou
tを抵抗器３１，３２によって分圧した電圧Ｖ１を出力
する。また、コンデンサ３３は出力端子ＯＵＴ側の抵抗
器３１に並列に接続され、起動時における出力電圧の安
定化を速めるためのスピードアップコンデンサの機能を
果たしている。

【０００６】三角波発生回路４は、所定レベルの三角波
電圧Ｖtrを発生する周知の回路であり、三角波電圧Ｖtr
はチョッパ駆動制御回路５に入力される。

【０００７】チョッパ駆動制御回路５は、減算器５１、
比較器５２、ＮＰＮ型のトランジスタ５３及び抵抗器５
４から構成されている。減算器５１の非反転入力端子に
は電圧検出回路３から出力される電圧Ｖ１が入力される
と共に、反転入力端子には出力対象となる電圧Ｖoutに
対応した所定のしきい値電圧Ｖrf1が入力され、これら
の電圧Ｖ１，Ｖrf1の差の電圧Ｖ２を出力する。ここ
で、しきい値電圧Ｖrf1は図示せぬ定電圧発生回路によ
って生成されると共に、減算器５１及び比較器５２を駆
動する電圧も前記定電圧発生回路によって生成されてい
る。

【０００８】また、比較器５２は３入力型のもので、１
つの非反転入力端子と２つの反転入力端子を備え、非反
転入力端子には三角波電圧Ｖtrが入力され、２つの反転
入力端子にはそれぞれ電圧Ｖ２と後述するソフトスター
ト回路６の出力電圧Ｖ３が入力されている。また、比較
器５２は２つの反転入力端子に入力される電圧Ｖ２，Ｖ
３のうちの低い方の電圧と非反転入力端子に入力される
三角波電圧Ｖtrとを比較し、この結果に基づいてハイレ
ベル或いはローレベルの電圧Ｖ４を出力する。トランジ
スタ５３のベースには電圧Ｖ４が印加されると共に、そ
のエミッタは接地され、コレクタは抵抗器５４を介して
トランジスタ１２のベースに接続されている。

【０００９】ソフトスタート回路６は、定電流発生回路
６１、比較器６２、抵抗器６３，６４及びコンデンサ６
５から構成されている。定電流発生回路６１は、比較器
６２の出力電圧Ｖ５がハイレベルのときにのみ所定の定
電流Ｉを出力する。比較器６２は減算器５１の出力電圧
Ｖ２を所定のしきい値電圧Ｖrf2 とを比較し、電圧Ｖ２
がしきい値電圧Ｖrf2 よりも低くなったときにローレベ
ルの電圧Ｖ５を出力する。抵抗器６３，６４は直列接続
されると共に、その一端は接地され、他端には所定の定
電圧Ｖ６が印加されている。また、接地側の抵抗器６４
にはコンデンサ６５が並列接続され、その接続点は定電
流発生回路６１の出力端子及び比較器５２の一方の非反
転入力端子に接続されている。

【００１０】前述の構成よりなる電源回路によれば、定
常状態においては、電圧検出回路３によって出力された
電圧Ｖ１としきい値電圧Ｖrf1 との差の電圧Ｖ２（＝Ｖ
rf1−Ｖ１）と三角波電圧Ｖtrとが比較され、この比較
結果に基づいて電圧Ｖ４のハイレベルとローレベルのデ
ィューティが決定され、トランジスタ５３のオン・オフ
状態、しいてはチョッパ回路１のトランジスタ１２のオ
ン・オフ状態が制御される。これにより、出力端子ＯＵ
Ｔには、しきい値電圧Ｖrf1 等によって予め設定されて
いる定電圧Ｖoutが出力される。

【００１１】また、起動時においては、図３に示すよう
に、出力端子ＯＵＴの電圧は０Ｖであるため、減算器５
１の出力電圧Ｖ２は三角波電圧Ｖtrの最大値以上となる
がソフトスタート回路６の出力電圧Ｖ３は三角波電圧Ｖ
trの最小値よりも低く設定されているので、出力端子Ｏ
ＵＴに設定値を越える過剰な電圧が出力されることがな
い。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の電源回路においては、入力電圧の変動に伴い、
ソフトスタートに要する時間（出力電圧Ｖoutが設定値
に安定するまでの時間）が変化するので、電源供給対象
の負荷としてＣＰＵ回路或いはロジック回路等を接続し
た場合、これらの誤動作を招くことがあった。

【００１３】即ち、ソフトスタートにおけるチョッパ回
路のオンオフの切り替えは、常に一定に行われるので、
入力電圧が低いときには、図４の(a)に示すように、単
位時間当たりにチョッパ回路を介して出力側に伝達され
るエネルギー量が小さくなり、出力電圧が設定電圧に安
定するまでの時間ｔが長くなる。これに対し、入力電圧
が高いときには、図４の(b)に示すように、単位時間当
たりにチョッパ回路を介して出力側に伝達されるエネル
ギー量が大きくなり、出力電圧が設定電圧に安定するま
での時間ｔが短くなる。

【００１４】本考案の目的は上記の問題点に鑑み、入力
電圧に依存せず常に一定のソフトスタート時間を得られ
る電源回路を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本考案は上記の目的を達
成するために、出力端子と接地端子との間に直列接続さ
れた少なくとも２個の抵抗器からなり、前記抵抗器によ
って出力電圧を分圧した帰還電圧を帰還電圧出力端子に
出力する出力電圧検出回路と、チョッパ回路と、出力対
象電圧に対応した所定の基準電圧を生成する基準電圧生
成回路と、前記基準電圧と前記帰還電圧の差を誤差電圧
として出力する減算回路と、前記誤差電圧に基づいて、
前記チョッパ回路のオン・オフ状態を制御するチョッパ
駆動制御回路とを備え、入力端子に印加された直流電圧
を所定値の直流電圧に変換して前記出力端子に出力する
電源回路において、前記出力端子と帰還電圧出力端子と
の間に接続されたコンデンサと、起動直後所定時間の
間、前記帰還電圧出力端子に所定の電圧を印加する充電
回路とを設けた電源回路を提案する。

【００１６】

【作用】本考案によれば、起動直後の所定時間の間、例
えばほぼ瞬時に充電回路によって帰還電圧出力端子に所
定の電圧が印加され、前記帰還電圧出力端子と出力端子
との間に接続されたコンデンサが充電される。ここで、
前記コンデンサは前記出力端子に出力される電圧と同極
性の電圧によって充電される。これにより、起動後所定
時間の間、帰還電圧は前記コンデンサの端子間電圧とな
る。また、前記帰還電圧に基づいてチョッパ駆動制御回
路によりチョッパ回路のオン・オフ状態が制御され、チ
ョッパ回路を介して入力側から出力側へ通電される電流
が断続される。これにより、前記チョッパ回路を介して
入力側から出力側へ伝達されるエネルギー量が制御さ
れ、該エネルギー量に対応した電圧が出力端子に出力さ
れる。前記充電回路による前記コンデンサへの充電が終
了すると、前記コンデンサは放電を開始するが、前記出
力端子に電圧が出力されると、該電圧及び前記コンデン
サの充電電圧により、前記帰還電圧出力端子と接地間に
接続された電圧検出回路の一方の抵抗器に通電され、該
通電電流に対応した帰還電圧が前記帰還電圧出力端子か
ら出力される。該帰還電圧は徐々に減少し、前記コンデ
ンサの放電並びに前記コンデンサの逆極性の充電が完了
した時点でほぼ一定となり、出力電圧が設定電圧に安定
する。ここで、前記コンデンサの充放電時間は、前記コ
ンデンサの静電容量と前記抵抗器の抵抗値によって決定
される。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づいて本考案の一実施例を説
明する。図１は一実施例を示す構成図である。図におい
て、前述した従来例と同一構成部分は同一符号をもって
表しその説明を省略する。また、従来例と本実施例との
相違点は、従来例におけるソフトスタート回路６を除去
すると共に、起動時に電圧検出回路３のコンデンサ３３
を充電する充電回路７を設けたことにある。

【００１８】充電回路７は、ＮＰＮ型のトランジスタ７
１、抵抗器７２及びコンデンサ７３から構成され、トラ
ンジスタ７１のベースは抵抗器７２を介して接地される
と共にコンデンサ７３を介してそのコレクタに接続され
ている。また、トランジスタ７１のコレクタには定電圧
Ｖrf3 が印加され、エミッタは出力電圧検出回路３の抵
抗器３１と抵抗器３２の接続点に接続されている。また
ここでは、定電圧Ｖrf3 は、チョッパ駆動制御回路５の
減算器５１に入力されているしきい値電圧Ｖrf1 のほぼ
２倍の値に設定され、出力電圧検出回路３の接地側の抵
抗器３２の抵抗値は負荷８の抵抗値に比べて十分大きな
値に設定されている。

【００１９】次に、前述の構成よりなる本実施例の動作
を図５に基づいて説明する。入力端子に直流電圧Ｖinが
印加されると共に出力端子に負荷８が接続され、本電源
回路が起動されると、減算器５１にしきい値電圧Ｖrf1
が、またトランジスタ７１に定電圧Ｖrf3がそれぞれ印
加される。これにより、充電回路７のコンデンサ７３の
充電が完了するまでの間にトランジスタ７１がオン状態
となり、トランジスタ７１を介して出力電圧検出回路３
のコンデンサ３３に電流Ｉ１が流れ、コンデンサ３３が
瞬時に充電される。このとき、コンデンサ３３の端子間
電圧はほぼ定電圧Ｖrf3となると共に、出力端子ＯＵＴ
側が負極に充電され、減算器５１に入力される電圧Ｖ１
は電圧Ｖrf3となり、減算器５１の出力電圧Ｖ２は０Ｖ
で、チョッパ回路１は停止状態にある。

【００２０】コンデンサ３３の充電が終了し、トランジ
スタ７１がオフ状態になると、コンデンサ３３から抵抗
器３２に電流Ｉ２が流れ、コンデンサ３３の放電が開始
する。これにより、減算器５１への入力電圧Ｖ１の値が
徐々に減少し、これに対応してチョッパ回路１のオン状
態の時間が増加され、出力電圧Ｖoutが増加していく。
この際、出力電圧Ｖoutの立ち上がりにより抵抗器３１
を介して電流Ｉ３が流れ、コンデンサ３３の放電を抑制
するので、電圧Ｖ１はほぼ直線状に減少する。また、出
力電圧Ｖoutの値が設定値に至るまでの時間ｔは、定電
圧Ｖrf3、コンデンサ３３の静電容量及び抵抗器３２の
抵抗値によって決まるので、入力電圧Ｖinが変化しても
時間ｔが変わることがない。従って、負荷８としてＣＰ
Ｕ回路或いはロジック回路を接続した場合においても、
これらが誤動作することは無い。

【００２１】また、出力電圧Ｖoutの値を変更するとき
は、抵抗器３１，３２の抵抗値及びコンデンサ３３の静
電容量の値を帰れば、時間ｔを任意に設定することがで
きる。

【００２２】尚、本実施例の構成は一例でありこれに限
定されることはない。

【００２３】

【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、出
力電圧が設定値に安定するまでの時間、即ちソフトスタ
ートに要する時間は、出力電圧検出回路の抵抗器及びコ
ンデンサの値によって決定されるので、入力電圧が変動
しても常に一定のソフトスタート時間を得ることがで
き、該電源回路の負荷としてＣＰＵ回路或いはロジック
回路を接続した場合においても、これらが誤動作するこ
とが無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成図

【図２】従来例を示す構成図

【図３】従来例の動作を説明する波形図

【図４】従来例の問題点を説明する波形図

【図５】本考案の一実施例の動作を説明する波形図

【符号の説明】

１…チョッパ回路、１１…抵抗器、１２…トランジス
タ、２…平滑回路、２１…ダイオード、２２…チョーク
コイル、２３…コンデンサ、３…出力電圧検出回路、３
１，３２…抵抗器、３３…コンデンサ、４…三角波発生
回路、５…チョッパ駆動制御回路、５１…減算器、５２
…比較器、５３…トランジスタ、５４…抵抗器、７…充
電回路、７１…トランジスタ、７２…抵抗器、７３…コ
ンデンサ、８…負荷。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力端子と接地端子との間に直列接続さ
   れた少なくとも２個の抵抗器からなり、前記抵抗器によ
   って出力電圧を分圧した帰還電圧を帰還電圧出力端子に
   出力する出力電圧検出回路と、チョッパ回路と、出力対
   象電圧に対応した所定の基準電圧を生成する基準電圧生
   成回路と、前記基準電圧と前記帰還電圧の差を誤差電圧
   として出力する減算回路と、前記誤差電圧に基づいて、
   前記チョッパ回路のオン・オフ状態を制御するチョッパ
   駆動制御回路とを備え、入力端子に印加された直流電圧
   を所定値の直流電圧に変換して前記出力端子に出力する
   電源回路において、 前記出力端子と帰還電圧出力端子との間に接続されたコ
   ンデンサと、 起動直後所定時間の間、前記帰還電圧出力端子に所定の
   電圧を印加する充電回路とを設けた、 ことを特徴とする電源回路。