JP2731849B2 - 電源回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、リツプル成分を除去した電源回路に係り、
特に、負荷電流の小さい領域で有効にリツプル成分を除
去し、かつ、安価な電源回路に関する。

［従来の技術］ 一般的な電源回路、たとえば、オーデイオ機器などに
おける正負直流電圧を出力する全波整流型電源回路は、
第５図に示すような構成を有する。

電源トランス１は１次側巻線2a、２次側巻線2bを具備
し、この２次側巻線2bの正側端子3aと中間端子3c、負側
端子3bと中間端子3cとの間に正側整流平滑回路4a、負側
整流平滑回路4bをそれぞれ接続して、これらの出力端子
を正側出力端子5a、負側出力端子5bとし、上記中間端子
3cを設置端子5cとするとともに、上記正側出力端子5a、
負側出力端子5bと接地端子5cとの間に第１、第２の負荷
6a、6bをそれぞれ接続した構成を有する。

そして、上記正側整流平滑回路4a、負側整流平滑回路
4bは、電源トランス１の２次側交流出力を整流する整流
用ダイオードＤと、この整流用ダイオードＤによつて整
流された整流出力を充電して平滑する平滑用コンデンサ
Ｃとから構成される。

以上の構成において、平滑用コンデンサＣへの充電は
交流電源周波数ｆ（商用交流電源の場合、50Hzまたは60
Hz）の２倍の周波数で断続的に行われるため、第６図に
示すように、整流平滑出力にリツプル成分が生じる。

従来、このようなリツプル成分を除去する方法とし
て、第７図に示すように、上記正側整流平滑回路4a、負
側整流平滑回路4bの出力側に正側リツプルフイルタ回路
7a、負側リツプルフイルタ回路7bをそれぞれ接続した構
成のものや、あるいは、定電圧回路を接続した構成のも
のが公知である。

［発明が解決しようとする課題］ これらのリツプルフィルタ回路7a、7b、定電圧回路
は、いずれもリツプルフイルタ用トランジスタ、あるい
は、定電圧用出力トランジスタを通して直流電圧を負荷
に供給している。

したがつて、このような電源回路において、その負荷
が大きく、大電流の供給が要求される場合、たとえば、
オーデイオ用パワーアンプなどにおいては、前者のリツ
プルフイルタ用トランジスタ、後者の定電圧用出力トラ
ンジスタとして、大出力時においても熱破壊しないだけ
のコレクタ損失を有する大電力用トランジスタが使用さ
れ、かつ、この大電力用トランジスタの温度が上昇しな
いように大きな放熱器が使用されている。

このため、電源回路として非常に高価になり、民生用
としては余り実用的ではない。

以上のような理由により、民生用電気、電子機器、上
記オーデイオ用パワーアンプなどにおいては、第５図に
示す電源回路を用いるのが一般的である。

［課題を解決するための手段］ 本発明をその代表的な実施例を示す第１図〜第４図を
参照して説明する。

第１の発明（第１図）は、 ２次側巻線（2b）に高電圧を出力する第１の端子（7
a）と低電圧を出力する第２の端子（8a）とを有する電
源トランス（１）と、 上記第１の端子（7a）の交流出力を整流平滑する第１
の整流平滑回路（9a）と、 上記第２の端子（8a）の交流出力を整流平滑する第２
の整流平滑回路（12a）と、 上記第１の整流平滑回路（9a）の直流出力のリツプル
成分を除去するリップルフイルタ回路（10a）と、 当該リップルフイルタ回路（10a）の出力電流を制限
する電流リミツタ回路（11a）とからなり、 当該電流リミツタ回路（11a）の出力と上記第２の整
流平滑回路（9a）の出力とを負荷（6a）に供給するよう
にした、 ことを特徴とする。

第２の発明（第４図）は、 ２次側巻線（2b）に高電圧を出力する第１の端子（7
a）と低電圧を出力する第２の端子（8a）とを有する電
源トランス（１）と、 上記第１の端子（7a）の交流出力を整流平滑する第１
の整流平滑回路（9a）と、 上記第２の端子（8a）の交流出力を整流平滑する第２
の整流平滑回路（12a）と、 上記第１の整流平滑回路（9a）と電流リミツタ回路
（11a）との間に接続された制御トランジスタ（15a）
と、 当該制御トランジスタ（15a）の出力電流を制限する
電流リミツタ回路（11a）とからなり、 当該電流リミツタ回路（11a）の出力電圧と基準電圧
とを比較し、その比較出力によつて上記制御トランジス
タ（15a）を制御し、 上記電流リミツタ回路（11a）の出力と上記第２の整
流平滑回路（12a）の出力とを負荷（6a）に供給するよ
うにした、 ことを特徴とする。

［作用］ 第１の発明（第１図）： 負荷電流が小さく、電流リミツタ回路11aが動作しな
い領域では、低電圧側出力電圧（第２の整流平滑回路12
aの出力電圧）より高電圧側出力電圧（電流リミツタ回
路11aの出力電圧）の方が高く、上記第２の整流平滑回
路12aの整流用ダイオードはカツトオフの状態にある。

この領域では、高電圧側の第１の整流平滑回路9aの整
流出力のリツプル成分がリップルフィルタ回路10aによ
つて除去され、電流リミツタ回路11aを通して負荷に供
給される。

負荷電流の増大に伴なつて高電圧側出力電圧は徐々に
低下し、負荷電流が所定の電流制限値を越えて大きくな
ると、電流リミツタ回路11aが動作し、高電圧側出力電
圧は低電圧側出力電圧より小さくなる。そうすると、第
２の整流平滑回路12aの整流用ダイオードはオンの状態
になる。

この領域では、低電圧側の第２の整流平滑回路12aの
整流出力が負荷に供給される。

すなわち、負荷電流が所定の電流制限値より小さい領
域では、リツプル成分を除去した高電圧側出力電圧を負
荷に供給し、負荷電流が所定の値より大きい領域では、
低電圧側出力電圧を負荷に供給する。

たとえば、本発明の電源回路をオーデイオ用パワーア
ンプに適用した場合、次のように作用する。オーデイオ
信号、特に音楽信号は、微少レベルの信号から大レベル
の信号までその振幅が刻々と変化しており、負荷電流は
音楽信号の振幅に応じて変化するが、大振幅の音楽信号
が連続することはほとんどなく、その範囲はごく小さい
範囲である。したがつて、上記電流リミツタ回路11aの
電流制限値を適当に選べば、音楽信号の大部分の範囲で
リップルフイルタ回路10aを動作させて、リツプル成分
を除去することができる。

第２の発明（第４図）： 第１の発明において、高電圧側出力電圧と基準電圧と
を比較し、この比較出力により制御トランジスタ15aを
制御して、その出力を電流リミツタ回路11aに供給する
ので、高電圧側の出力インピーダンスが小さくなり、負
荷電流の変動による直流出力電圧の変動が小さくなる。

［実施例］ 本発明の代表的な実施例を第１図〜第４図において説
明する。図中、第５図の従来例と同等部分には同一符号
を付し、その説明は省略する。

以下の実施例は正負直流電圧を出力する全波整流型電
源回路である。

第１の実施例（第１図および第２図）： １は電源トランス、2aは１次側巻線、2bは２次線巻
線、3cは中間端子である。

7aは電源トランス１の２次側巻線2bに設けられ、高電
圧を出力する第１の正側端子、7bは電源トランス１の２
次側巻線2bに設けられ、高電圧を出力する第１の負側端
子、8aは電源トランス１の２次側巻線2bに設けられ、低
電圧を出力する第２の正側端子、8bは電源トランス１の
２次側巻線2bに設けられ、低電圧を出力する第２の負側
端子である。

以下、簡単なために、正側について説明する。

上記第１の正側端子7aと中間端子3cとの間に第１の正
側整流平滑回路9aを接続して、電源トランス１の高電圧
交流出力を整流平滑する。

上記第１の正側整流平滑回路9aは整流用ダイオードＤ
と、この整流用ダイオードＤによつて整流された整流出
力を充電して平滑する平滑用コンデンサＣとから構成さ
れる公知の回路である。

上記第１の正側整流平滑回路9aの出力にこの整流平滑
回路の直流出力のリツプル成分を除去する正側リップル
フイルタ回路10aを接続する。

この正側リップルフイルタ回路10aの出力にこのフイ
ルタ回路の出力電流を制限する正側電流リミツタ回路11
aを接続する。

一方、上記第２の正側端子8aと中間端子3cと中間端子
3cとの間に第２の正側整流平滑回路12aを接続して、電
源トランス１の低電圧交流出力を整流平滑する。

上記第２の正側整流平滑回路12aは正側整流用ダイオ
ードDaと、これらの整流用ダイオードによつて整流され
た整流出力を充電して平滑する正側平滑用コンデンサCa
とから構成される公知の回路である。

そして、この第２の正側整流平滑回路12aの出力と正
側電流リミツタ回路11aの出力とを正側出力端子5aに接
続し、この正側出力端子5aを第１の負荷6aに接続する。

同様に、負側において、第１の負側端子7b、第１の負
側整流平滑回路9b、負側リップルフイルタ回路10b、負
側電流リミツタ回路11bおよび第２の負側整流平滑回路1
2bは正側のそれらとそれぞれ対称的に構成され、上記第
２の負側整流平滑回路12bの出力と負側電流リミツタ回
路11bの出力とは同様に負側出力端子5bに接続し、この
負側出力端子5bは第２の負荷6bに接続される。

そして、たとえば、本実施例の電源回路をオーデイオ
用パワーアンプに適用する場合、上記正側、負側電流リ
ミツタ回路11a、11bの電流制限値を適当に選んで、オー
デイオ信号、特に音楽信号の大部分の範囲で正側、負側
リップルフイルタ回路10a、10bを動作させるようにす
る。すなわち、オーデイオ信号、特に音楽信号は、微少
レベルの信号から大レベルの信号までその振幅が刻々と
変化しており、負荷電流は音楽信号の振幅に応じて変化
するが、大振幅の音楽信号が連続することはほとんどな
く、その範囲はごく小さい範囲である。したがつて、上
記のように正側、負側電流リミツタ回路11a、11bの電流
制限値を適当に選ぶことにより、オーデイオ信号、特に
音楽信号の大部分の範囲で正側、負側リップフイルタ回
路10a、10bを動作させて、リツプル成分を除去すること
ができる。

第２の実施例（第３図および第４図）： 第１の実施例において、正側、負側電流リミツタ回路
11a、11bの直流抵抗Ｒなどのために、電源回路の出力イ
ンピーダンスを余り下げることはできなかつた。第３図
は、周波数に対する出力インピーダンスの特性を示す図
で、オーデイオ周波領域では正側、負側電流リミツタ回
路11a、11bの直流抵抗Ｒによつてほとんど決まつてしま
う。

そのため、負荷電流の変動したとき、それに応じて出
力電圧が変動する。

本実施例は、このような点に鑑み、第１の実施例をさ
らに改良したもので、以下、第４図において説明する。
図中、第１図の第１の実施例と同等部分には同一符号を
付し、その説明は省略する。

第１の正側整流平滑回路9aの出力を正側制御トランジ
スタ15aを介して正側電流リミツタ回路11aに接続する。

13aは正側フローテイング基準電圧回路で、このフロ
ーテイング基準電圧回路13aの基準電圧と上記正側電流
リミツタ回路11aの出力電圧とを公知の正側誤差増幅回
路14aによつて比較し、その比較出力によつて上記正側
制御トランジスタ15aを制御する。

本実施例によれば、正側誤差増幅回路14a、その比較
出力によつて上記正側制御トランジスタ15aを制御する
ようにしたから、電源回路の出力インピーダンスが下が
る。

そのため、負荷電流の変動に対して、出力電圧の変動
が低減される。

［発明の効果］ 第１の発明： 負荷電流が所定の電流制限値より小さい領域では、高
電圧側出力電圧を負荷に供給し、負荷電流が所定の値よ
り大きい領域では、低電圧側出力電圧を負荷に供給でき
るので、負荷電流が所定の電流制限値より小さい領域で
は、出力電圧のリツプル成分を有効に除去することがで
きる。

また、本発明の電源回路をオーデイオ用パワーアンプ
に適用した場合、オーデイオ信号、特に音楽信号の大部
分の範囲でリツプル成分を有効に除去することができ
る。

第２の発明： 第１の発明のリツプル除去効果に加えて、電源回路の
出力インピーダンスが小さくなり、負荷電流の変動によ
る直流出力電圧の変動が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の発明の電源回路の代表的な実施
例の構成を示す図、第２図は同、負荷電流に対する出力
電圧特性を示す図、第３図は同、周波数に対する出力イ
ンピーダンスの特性を示す図、第４図は本発明の第２の
発明の電源回路の代表的な実施例の構成を示す図、第５
図は従来の電源回路の構成を示す図、第６図は同、説明
図、第７図は同、他の電源回路の構成を示す図である。 １……電源トランス、2a……１次側巻線、 2b……２次側巻線、3c……中間端子3c、 5a……正側出力端子、5b……負側出力端子、 6a……第１の負荷、6b……第２の負荷、 7a……第１の正側端子、7b……第１の負側端子、8a……
第２の正側端子、8b……第２の負側端子、9a……第１の
正側整流平滑回路、 9b……第１の負側整流平滑回路、10a……正側リップル
フイルタ回路、10b……負側リツプルフイルタ回路、11a
……正側電流リミツタ回路、11b……負側電流リミツタ
回路、12a……第２の正側整流平滑回路、12b……第２の
負側整流平滑回路、13a……正側フローテイング基準電
圧回路、13b……負側フローテイング基準電圧回路、14a
……正側誤差増幅回路、 14b……負側誤差増幅回路、15a……正側制御トランジス
タ、15b……負側制御トランジスタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−171164（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−9619（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−100994（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−113487（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−166487（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−53947（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭54−38841（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭47−31167（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次側巻線（2b）に高電圧を出力する第１
   の端子（7a）と低電圧を出力する第２の端子（8a）とを
   有する電源トランス（１）と、上記第１の端子（7a）の
   交流出力を整流平滑する第１の整流平滑回路（9a）と、
   上記第２の端子（8a）の交流出力を整流平滑する第２の
   整流平滑回路（12a）と、上記第１の整流平滑回路（9
   a）の直流出力のリツプル成分を除去するリップルフイ
   ルタ回路（10a）と、当該リップルフイルタ回路（10a）
   の出力電流を制限する電流リミツタ回路（11a）とから
   なり、当該電流リミツタ回路（11a）の出力と上記第２
   の整流平滑回路（9a）の出力とを負荷（6a）に供給する
   ようにしたことを特徴とする電源回路。
2. 【請求項２】２次側巻線（2b）に高電圧を出力する第１
   の端子（7a）と低電圧を出力する第２の端子（8a）とを
   有する電源トランス（１）と、上記第１の端子（7a）の
   交流出力を整流平滑する第１の整流平滑回路（9a）と、
   上記第２の端子（8a）の交流出力を整流平滑する第２の
   整流平滑回路（12a）と、上記第１の整流平滑回路（9
   a）と電流リミツタ回路（11a）との間に接続された制御
   トランジスタ（15a）と、当該制御トランジスタ（15a）
   の出力電流を制限する電流リミツタ回路（11a）とから
   なり、当該電流リミツタ回路（11a）の出力電圧と基準
   電圧とを比較し、その比較出力によつて上記制御トラン
   ジスタ（15a）を制御し、上記電流リミツタ回路（11a）
   の出力と上記第２の整流平滑回路（12a）の出力とを負
   荷（6a）に供給するようにしたことを特徴とする電源回
   路。