JP2723055B2 - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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JP2723055B2
JP2723055B2 JP6257090A JP25709094A JP2723055B2 JP 2723055 B2 JP2723055 B2 JP 2723055B2 JP 6257090 A JP6257090 A JP 6257090A JP 25709094 A JP25709094 A JP 25709094A JP 2723055 B2 JP2723055 B2 JP 2723055B2
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resistor
capacitor
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秀岳 中村
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1213Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for DC-DC converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電源回路に係り、とく
に負荷の変動に対して生じる電圧変動を有効に抑制し安
定した直流電圧を出力し得る電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図3乃至図4に従来例を示す。この図3
に示す従来例は、一般的なフォワードタイプのスイッチ
ング電源回路である。この図3において、MOS形の電
界効果トランジスタ(MOS−FET)53は、発振回
路部54による方形波によってオン(ON)/オフ(O
FF)を繰り返す。このMOS−FET53のオン/オ
フ動作により、直流電源51からはトランス52の1次
側に断続的にI1 が供給され、トランス52の変圧比に
応じた電圧が2次側に出力される。
【0003】MOS−FET53がオンの時には、トラ
ンス52の2次側には「トランス52→ダイオード61
→コイル62→負荷100→トランス52」というルー
トで電流が流れる。また、MOS−FET53がオフの
時には、「コイル62→負荷100→ダイオード64→
コイル62」というルートで電流が流れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電源回
路においては、例えば定格負荷電流を12[A]とし、
この12[A]が定常的に流れていた場合に、負荷電流
を急に0[A](負荷100の瞬時解放と同等)にする
と、コイル62に流れていた電流I0 は継続して流れ続
けようとする。このため、負荷100の両端の電位は図
4に示すように瞬間的に上昇する(サージ電圧の発
生)。これは負荷に負担がかかることとなり、負荷が異
常動作するという事態が生じる。
【0005】一方、この場合、予めコンデンサ63が充
分大きな容量を備えていると、この電流を吸収し、この
瞬時電圧上昇を抑えることができる。
【0006】この場合、充分なコンデンサ容量を得よう
とすると、コンデンサの種類によって以下の問題が生じ
る。
【0007】即ち、コンデンサ63がフィルムコンデ
ンサの場合、充分な容量を得るためには形状がかなり大
きくなるため、実装上不都合なものとなっている。ま
た、コンデンサ63がアルミ電解コンデンサの場合
は、単位体積当たりの容量は大きくとれるが、寿命が短
いことから、信頼性が低いものとなっている。このた
め、昨今にあっては、コンデンサ63はセラミックコ
ンデンサが多く使用されている。
【0008】しかしながら、このセラミックコンデンサ
の場合、とくに高容量では高価となるため装置全体では
生産原価が高騰するという不都合があった。
【0009】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに高価なセラミックコンデンサを使用す
ることなく、負荷の急激な変動に対しても出力電圧の変
動を有効に抑制することができる電源回路を提供するこ
とを、その目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明では、一次側に直
流電源とスイッチング素子とを備え、二次側には,負荷
に直列接続されるダイオードおよびコイルを有し且つ当
該負荷に並列接続されるコンデンサを備えている。
【0011】更に、負荷と並列に電流バイパス回路部を
装備すると共に、この電流バイパス回路部は、抵抗器と
コンデンサとの第一の直列回路と、トランジスタと抵抗
器との第二の直列回路とがそれぞれ前記負荷に並列接続
され、前記トランジスタのベースが前記第一の直列回路
の抵抗器のコンデンサ側の一端に接続され、前記トラン
ジスタのエミッタが前記第一の直列回路の抵抗器の他端
に接続され、前記トランジスタのコレクタが前記第二の
直列回路の抵抗器の一端に接続されてなることにより、
前記負荷に印加される電圧が瞬時に上昇した場合に前記
トランジスタが導通して前記第二の直列回路の抵抗器に
電流を流す異常時導通機能を備えている。これによって
前述した目的を達成しようとするものである。
【0012】
【作 用】まず、装置全体を稼働状態に設定すると、M
OS−FET3がオン/オフを繰り返す。直流電源1か
らは、MOS−FET3のオン/オフにより、トランス
2の1次側に断続的にI1 が供給され、トランス2の変
圧比に応じた電圧が2次側に出力される。
【0013】MOS−FET3のオン時には、トランス
2の2次側には「トランス2→ダイオード11→コイル
12→負荷100→トランス2」というルートで電流が
流れる。また、MOS−FET3のオフ時には、「コイ
ル12→負荷100→ダイオード14→コイル12」と
いうルートで電流が流れる。
【0014】ここで、例えば定格負荷12[A]とし、
この12[A]が定常的に流れていた場合、負荷100
を急に0[A]にすると(負荷100の瞬時解放と同
等)、コイル12に流れていた電流I0 は継続して流れ
続けようとするため、負荷100の両端の電位差は瞬間
的に上昇しようとする。
【0015】この場合、直ちに電流バイパス回路部20
の異常時導通機能が作用して負荷100に入力する異常
電流を負側に導通し、これによって、負荷100に対す
る急峻電圧の印加が抑制される。
【0016】また、定常状態においては、トランジスタ
21のベースとエミッタとの間には電位差がないため、
トランジスタ21はオフし、この電流バイパス回路部2
0に電流は流れない。電流バイパス回路部20を構成す
る部品は、通常の安価な部品を用いることができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図2に基
づいて説明する。
【0018】図1において、電源回路は、トランス2を
介して負荷100に所定の電力を供給するように構成さ
れている。
【0019】このトランス2の一次側には、直流電源1
と,スイッチング素子としてのMOS形の電界効果トラ
ンジスタ(MOS−FET)3とが装備されている。こ
のMOS−FET3は、発振回路部4の動作によってオ
ン/オフ動作し得るようになっている。また、直流電源
1にはコンデンサ1Aが並列接続されている。
【0020】また、トランス2の二次側には、負荷10
0に直列接続されるダイオード11およびコイル12を
有し且つ当該負荷100に並列接続されるコンデンサ1
3を備えている。符号14は,コイル12とコンデンサ
13の直列回路に並列接続されたダイオードを示す。
【0021】更に、負荷100と並列に電流バイパス回
路部20が装備されている。この電流バイパス回路部2
0は、負荷100に印加される電圧が瞬時に上昇した場
合に作動する異常時導通機能を備えている。
【0022】この電流バイパス回路部20は、PNPト
ランジスタ21と、このPNPトランジスタ21の動作
点を特定するコンデンサ22とを備えて構成されてい
る。
【0023】即ち、この電流バイパス回路部20は、P
NPトランジスタ21と抵抗器21Aの直列回路と、他
の抵抗器22Aとコンデンサ22の直列回路とを備え、
このコンデンサ22の充電側に前述したPNPトランジ
スタ21のベースが接続された構成となっている。
【0024】次に、上記実施例の動作を説明する。
【0025】まず、MOS−FET3は、発振回路部4
による方形波によりオン/オフを繰り返す。直流電源1
からは、MOS−FET3のオン/オフにより、トラン
ス2の1次側に断続的にI1 が供給され、トランス2の
変圧比に応じた電圧が2次側に出力される。
【0026】MOS−FET3のオン時には、トランス
2の2次側には「トランス2→ダイオード11→コイル
12→負荷100→トランス2」というルートで電流が
流れる。また、MOS−FET3のオフ時には、「コイ
ル12→負荷100→ダイオード14→コイル12」と
いうルートで電流が流れる。
【0027】電流バイパス回路部20においては、定常
状態ではコンデンサ22は、抵抗器22Aを通して負荷
100の両端の電位と同等の電圧まで充電されている。
【0028】ここで、例えば定格負荷12[A]とし、
この12[A]が定常的に流れていた場合、負荷100
を急に0[A]にすると(負荷100の瞬時解放と同
等)、コイル12に流れていた電流I0 は継続して流れ
続けようとするため、負荷100の両端の電位差は図4
に示すように瞬間的に上昇しようとする。
【0029】このため、トランジスタ21のエミッタ−
ベース間に瞬間的に電位差が生じ、ベース電流ib が流
れる。このベース電流ib によりトランジスタ21はオ
ンし、コレクタ電流ic が流れる。
【0030】このようにして、継続的に流れようとする
電流I0 をトランジスタ21にコレクタ電流ic として
流すことにより、図2に示すように瞬時電圧上昇を抑え
ることができる。ここで、抵抗器21Aはコレクタ電流
c を制限する制限抵抗である。
【0031】また、定常状態においては、トランジスタ
21のベースとエミッタとの間には電位差がないため、
トランジスタ21はオフし、この電流バイパス回路部2
0に電流は流れない。電流バイパス回路部20を構成す
る部品は、通常の安価な部品を用いることができる。
【0032】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、電流バイパス回路部の作用によ
り、瞬時電圧の上昇に対して直ちに導通作動することか
ら、高価なセラミックコンデンサを用いることなく瞬時
電圧の上昇を有効に抑制することができ、電流バイパス
回路部を通常の回路素子で構成し得ることから比較的安
価に得ることができ、従って回路全体の信頼性向上を図
り得るという従来にない優れた電源回路を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1における瞬時電圧の上昇例を示す説明図で
ある。
【図3】従来例を示す回路図である。
【図4】図3の従来例における瞬時電圧の上昇例を示す
説明図である。
【符号の説明】
1 直流電源 2 トランス 3 スイッチング素子としてのMOS−FET 4 発振回路 11,14 ダイオード 12 コイル 13,22 コンデンサ 20 電流バイパス回路部 21 スイッチングトランジスタとしてのPNPトラン
ジスタ 21A,22A 抵抗器 100 負荷

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次側に直流電源とスイッチング素子と
    を備え、二次側には,負荷に直列接続されるダイオード
    およびコイルを有し且つ当該負荷に並列接続されるコン
    デンサを備え、前記負荷の変動に対して生じる電圧変動
    を有効に抑制し安定した直流電圧を出力し得るようにし
    電源回路において、 前記負荷と並列に電流バイパス回路部を装備すると共
    に、 この電流バイパス回路部は、 抵抗器とコンデンサとの第一の直列回路と、トランジス
    タと抵抗器との第二の直列回路とがそれぞれ前記負荷に
    並列接続され、前記トランジスタのベースが前記第一の
    直列回路の抵抗器のコンデンサ側の一端に接続され、前
    記トランジスタのエミッタが前記第一の直列回路の抵抗
    器の他端に接続され、前記トランジスタのコレクタが前
    記第二の直列回路の抵抗器の一端に接続されてなること
    により 、 前記負荷に印加される電圧が瞬時に上昇した場合に前記
    トランジスタが導通して前記第二の直列回路の抵抗器に
    電流を流す異常時導通機能を備えていることを特徴とし
    た電源回路。
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