JP2815092B2 - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JP2815092B2 JP2815092B2 JP32770288A JP32770288A JP2815092B2 JP 2815092 B2 JP2815092 B2 JP 2815092B2 JP 32770288 A JP32770288 A JP 32770288A JP 32770288 A JP32770288 A JP 32770288A JP 2815092 B2 JP2815092 B2 JP 2815092B2
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- power supply
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- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は出力電流が小さい領域で出力電圧の上昇を
伴う直流電源と、その直流電源の出力電圧を安定化する
安定化回路と、上記直流電源及び上記安定化回路間に挿
入された出力電圧上昇防止回路とを具備する電源装置に
関する。
伴う直流電源と、その直流電源の出力電圧を安定化する
安定化回路と、上記直流電源及び上記安定化回路間に挿
入された出力電圧上昇防止回路とを具備する電源装置に
関する。
「従来の技術」 第10図は従来の電源装置の１構成例であって、直流電
源の出力端子3,4はシリーズドロッパ形、DC−DCコンバ
ータ形、チョッパ形等の安定化回路２、入力端子5,6に
接続され、安定化回路２は出力端子7,8を有する。第11
図は直流電源１の出力電流に対する出力電圧の関係を示
す図である。出力電圧は出力電流が小さい領域で急上昇
する特性を有している。第10図の回路構成では、出力電
流が小さい領域まで安定化するためには、安定化回路２
は広い制御範囲を有する特性が要求される。そのため、
安定化回路２には高耐圧のトランジスタが必要となり、
高耐圧の素子がなく実現できない場合もある。
源の出力端子3,4はシリーズドロッパ形、DC−DCコンバ
ータ形、チョッパ形等の安定化回路２、入力端子5,6に
接続され、安定化回路２は出力端子7,8を有する。第11
図は直流電源１の出力電流に対する出力電圧の関係を示
す図である。出力電圧は出力電流が小さい領域で急上昇
する特性を有している。第10図の回路構成では、出力電
流が小さい領域まで安定化するためには、安定化回路２
は広い制御範囲を有する特性が要求される。そのため、
安定化回路２には高耐圧のトランジスタが必要となり、
高耐圧の素子がなく実現できない場合もある。
第12図は従来の出力電圧上昇防止回路を含む電源装置
の構成例であって、出力端子3,4と入力端子5,6との間に
ダミー抵抗９がシャントに接続される。この回路構成で
は、抵抗９に電流を流しているために、出力電流が小さ
い領域での直流電源の出力電圧の急上昇を抑えることが
できる。第13図は第12図の回路構成としたときの安定化
回路２の出力電流と安定化回路２の入力端子5,6の電圧
の関係を示す図である。第14図は安定化回路２の出力電
流と出力端子7,8の電圧の関係を示す図である。第14図
に示すように、安定化回路２の出力電圧を抑制すること
ができるが、抵抗９に常時電流を流しているために抵抗
９において常に損失が生じているため、効率を向上させ
ることができなかった。
の構成例であって、出力端子3,4と入力端子5,6との間に
ダミー抵抗９がシャントに接続される。この回路構成で
は、抵抗９に電流を流しているために、出力電流が小さ
い領域での直流電源の出力電圧の急上昇を抑えることが
できる。第13図は第12図の回路構成としたときの安定化
回路２の出力電流と安定化回路２の入力端子5,6の電圧
の関係を示す図である。第14図は安定化回路２の出力電
流と出力端子7,8の電圧の関係を示す図である。第14図
に示すように、安定化回路２の出力電圧を抑制すること
ができるが、抵抗９に常時電流を流しているために抵抗
９において常に損失が生じているため、効率を向上させ
ることができなかった。
この発明の目的は直流電源の出力電圧が急上昇する出
力電流の小さい領域以外における損失を増加させること
なく、安定化回路の入力電圧の変動量を少なくする電源
装置を提供することにある。
力電流の小さい領域以外における損失を増加させること
なく、安定化回路の入力電圧の変動量を少なくする電源
装置を提供することにある。
「課題を解決するための手段」 この発明によれば直流電源と安定化回路との間に挿入
される出力電圧上昇防止回路は、直流電源と安定化回路
との間において直列に電圧降下回路が挿入され、その電
圧降下回路と並列にスイッチが接続され、電圧降下回路
と直列に電流検出回路が接続され、電流検出回路は検出
電流が所定値以下で上記スイッチをオフとするようにス
イッチを制御するものである。
される出力電圧上昇防止回路は、直流電源と安定化回路
との間において直列に電圧降下回路が挿入され、その電
圧降下回路と並列にスイッチが接続され、電圧降下回路
と直列に電流検出回路が接続され、電流検出回路は検出
電流が所定値以下で上記スイッチをオフとするようにス
イッチを制御するものである。
「実施例」 第１図はこの発明の実施例を示す。電流検出回路10が
出力端子３に接続され、その電流検出回路10と入力端子
５との間に定電圧特性を有する電圧降下回路11が接続さ
れ、電圧降下回路11と並列にこの回路11を短絡させるた
めのスイッチ12が接続される。電流検出回路10、電圧降
下回路11及びスイッチ12で出力電圧上昇防止回路17が構
成される。
出力端子３に接続され、その電流検出回路10と入力端子
５との間に定電圧特性を有する電圧降下回路11が接続さ
れ、電圧降下回路11と並列にこの回路11を短絡させるた
めのスイッチ12が接続される。電流検出回路10、電圧降
下回路11及びスイッチ12で出力電圧上昇防止回路17が構
成される。
電流検出回路10を流れる電流が小さいときは電圧降下
回路11で安定化回路２の入力電圧を安定化回路２の制御
可能電圧まで低下させ、出力電圧を安定化する。電流検
出回路10を流れる電流が大きく、直流電源１の出力電圧
が安定化回路２の制御範囲のときは電圧降下回路11をス
イッチ12で短絡し、安定化回路２で出力電圧を安定化す
る。なお、電流検出回路10は電圧降下回路11の出力側、
すなわち端子５の位置においても同様な作用をする。
回路11で安定化回路２の入力電圧を安定化回路２の制御
可能電圧まで低下させ、出力電圧を安定化する。電流検
出回路10を流れる電流が大きく、直流電源１の出力電圧
が安定化回路２の制御範囲のときは電圧降下回路11をス
イッチ12で短絡し、安定化回路２で出力電圧を安定化す
る。なお、電流検出回路10は電圧降下回路11の出力側、
すなわち端子５の位置においても同様な作用をする。
第２図は第１図の実施例であって、電流検出回路10と
して電流検出用抵抗13が用いられ、電圧降下回路11とし
てツェナーダイオード14が用いられ、抵抗13に一定以上
の電流が流れたともにツェナーダイオード14を短絡させ
るスイッチ12としてトランジスタ15が用いられる。つま
りトランジスタ15のコレクタ、エミッタがツェナーダイ
オード14の両端に接続される。トランジスタ15をオンオ
フさせるためのトランジスタ16が設けられる。トランジ
スタ16のエミッタは出力端子３に接続され、ベースは抵
抗13及びツェナーダイオード14の接続点に接続され、コ
レクタはトランジスタ15のベースに接続される。
して電流検出用抵抗13が用いられ、電圧降下回路11とし
てツェナーダイオード14が用いられ、抵抗13に一定以上
の電流が流れたともにツェナーダイオード14を短絡させ
るスイッチ12としてトランジスタ15が用いられる。つま
りトランジスタ15のコレクタ、エミッタがツェナーダイ
オード14の両端に接続される。トランジスタ15をオンオ
フさせるためのトランジスタ16が設けられる。トランジ
スタ16のエミッタは出力端子３に接続され、ベースは抵
抗13及びツェナーダイオード14の接続点に接続され、コ
レクタはトランジスタ15のベースに接続される。
まず、抵抗13の電流が小さく抵抗13の電圧降下がオラ
ンジスタ16のベース・エミッタ電圧よりも低いときはト
ランジスタ16はオンせずコレクタ電流すなわちトランジ
スタ15のベース電流が流れないので、トランジスタ15は
オフしている。そこで、安定化回路２の入力端子5,6に
は直流電源１の出力電圧からツェナーダイオード14の動
作電圧を引いた電圧が印加され、その電圧は安定化回路
２の制御可能電圧内であることから出力端子7,8の電圧
は安定化される。抵抗13の電流が増加すると、抵抗13の
電圧降下はトランジスタ16のベース・エミッタ電圧より
大きくなるので、トランジスタ16のベース電流が流れ、
トランジスタ16のコレクタにはトランジスタ16のベース
電流のhfe倍の電流が流れるとともに、トランジスタ15
のベースにはトランジスタ16のコレクタ電流が流れる。
その結果、トランジスタ15はオンし、ツェナーダイオー
ド14を短絡する。一方、抵抗13の電流が減少すると、抵
抗13における電圧がトランジスタ16のベース・エミッタ
電圧より低くなり、トランジスタ15のベース電流が減少
し、トランジスタ15はオフする。
ンジスタ16のベース・エミッタ電圧よりも低いときはト
ランジスタ16はオンせずコレクタ電流すなわちトランジ
スタ15のベース電流が流れないので、トランジスタ15は
オフしている。そこで、安定化回路２の入力端子5,6に
は直流電源１の出力電圧からツェナーダイオード14の動
作電圧を引いた電圧が印加され、その電圧は安定化回路
２の制御可能電圧内であることから出力端子7,8の電圧
は安定化される。抵抗13の電流が増加すると、抵抗13の
電圧降下はトランジスタ16のベース・エミッタ電圧より
大きくなるので、トランジスタ16のベース電流が流れ、
トランジスタ16のコレクタにはトランジスタ16のベース
電流のhfe倍の電流が流れるとともに、トランジスタ15
のベースにはトランジスタ16のコレクタ電流が流れる。
その結果、トランジスタ15はオンし、ツェナーダイオー
ド14を短絡する。一方、抵抗13の電流が減少すると、抵
抗13における電圧がトランジスタ16のベース・エミッタ
電圧より低くなり、トランジスタ15のベース電流が減少
し、トランジスタ15はオフする。
第3,4図は第２図の動作を説明するための安定化回路
２の入力端子5,6および出力端子7,8の電圧と電流の関係
を示す図であって、電流が小さい領域では、安定化回路
２の入力端子5,6には直流電源１の出力電圧からツェナ
ーダイオード14の動作電圧を引いた電圧が印加され、ト
ランジスタ15がオンする出力電流範囲では安定化回路２
の入力端子5,6には直流電源１の出力電圧がそのまま印
加される。
２の入力端子5,6および出力端子7,8の電圧と電流の関係
を示す図であって、電流が小さい領域では、安定化回路
２の入力端子5,6には直流電源１の出力電圧からツェナ
ーダイオード14の動作電圧を引いた電圧が印加され、ト
ランジスタ15がオンする出力電流範囲では安定化回路２
の入力端子5,6には直流電源１の出力電圧がそのまま印
加される。
この結果から明らかなように、安定化回路２の出力電
流が一定以上流れると、安定化回路２の入力電圧を降下
させていた素子を短絡させるように動作するので、電流
がある一定以上流れる領域での電圧降下をさせる素子で
の損失をなくすことができる。
流が一定以上流れると、安定化回路２の入力電圧を降下
させていた素子を短絡させるように動作するので、電流
がある一定以上流れる領域での電圧降下をさせる素子で
の損失をなくすことができる。
例えば、直流電源の出力電圧を5000Vで急上昇レベル
を0.1〜5mAで1000Vとし、安定化回路２の制御可能電圧
範囲を500Vとすると、第12図の構成では出力電圧を一定
にするためにはダミー抵抗９は25MΩが必要でその損失
は約1Wになる。しかし、この発明装置では抵抗13の損失
および他の回路損失は数10mW以下で、従来に比べ約1/10
0以下に減少することができる。
を0.1〜5mAで1000Vとし、安定化回路２の制御可能電圧
範囲を500Vとすると、第12図の構成では出力電圧を一定
にするためにはダミー抵抗９は25MΩが必要でその損失
は約1Wになる。しかし、この発明装置では抵抗13の損失
および他の回路損失は数10mW以下で、従来に比べ約1/10
0以下に減少することができる。
第５図は第２図に示したこの発明の出力電圧上昇防止
回路17,17′を多段に直列接続して構成した電源装置で
ある。第6,7図は第５図の動作を説明するための安定化
回路２の入力端子5,6および出力端子7,8の電圧と電流の
関係を示す図であって、このように出力電圧上昇防止回
路を多段化することにより、電圧上昇の防止を多段で行
うことができ、安定化回路２の入力電圧をより狭い電圧
範囲にすることができ、出力電流の広い範囲で端子7,8
の電圧の安定化が可能である。この発明の出力上昇防止
回路を縦続接続するばかりでなく、第８図，第９図に示
すように従来の出力上昇防止回路18と組み合わせても同
様な効果が得られる。
回路17,17′を多段に直列接続して構成した電源装置で
ある。第6,7図は第５図の動作を説明するための安定化
回路２の入力端子5,6および出力端子7,8の電圧と電流の
関係を示す図であって、このように出力電圧上昇防止回
路を多段化することにより、電圧上昇の防止を多段で行
うことができ、安定化回路２の入力電圧をより狭い電圧
範囲にすることができ、出力電流の広い範囲で端子7,8
の電圧の安定化が可能である。この発明の出力上昇防止
回路を縦続接続するばかりでなく、第８図，第９図に示
すように従来の出力上昇防止回路18と組み合わせても同
様な効果が得られる。
なお、電圧降下回路11はツェナーダイオードと同様な
定電圧特性を有するシリーズレギュレータ、スイッチン
グレギュレータ、DC−DCコンバータ等で置き換えること
ができる。また、短絡スイッチ12はFET、サイリスタ、G
TO（ゲートターンオフサイリスタ）等の半導体スイッ
チ、およびリレー、電磁スイッチ、NFB（ノーヒューズ
ブレーカ）等の機械的スイッチでも可能である。また、
抵抗をスイッチ16のエミッタに直列に接続することによ
り、スイッチ16の動作電圧をエミッタ・ベース電圧にあ
まり関係なく設定することができるようになることから
温度特性を改善することができる。
定電圧特性を有するシリーズレギュレータ、スイッチン
グレギュレータ、DC−DCコンバータ等で置き換えること
ができる。また、短絡スイッチ12はFET、サイリスタ、G
TO（ゲートターンオフサイリスタ）等の半導体スイッ
チ、およびリレー、電磁スイッチ、NFB（ノーヒューズ
ブレーカ）等の機械的スイッチでも可能である。また、
抵抗をスイッチ16のエミッタに直列に接続することによ
り、スイッチ16の動作電圧をエミッタ・ベース電圧にあ
まり関係なく設定することができるようになることから
温度特性を改善することができる。
「発明の効果」 以上説明したように、出力電圧の急上昇を防止し、安
定化回路の入力電圧を後段の安定化回路の制御範囲にな
るように圧縮するとともに、直流電源の出力電圧の上昇
が小さい領域では、出力電圧上昇防止回路を短絡するの
で、従来に比べ、大幅な効率の改善が達成できる。ま
た、後段の安定化回路の降下電圧を小さくでき、後段の
安定化回路の高効率化も同時に達成できる。
定化回路の入力電圧を後段の安定化回路の制御範囲にな
るように圧縮するとともに、直流電源の出力電圧の上昇
が小さい領域では、出力電圧上昇防止回路を短絡するの
で、従来に比べ、大幅な効率の改善が達成できる。ま
た、後段の安定化回路の降下電圧を小さくでき、後段の
安定化回路の高効率化も同時に達成できる。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
その具体例を示す接続図、第３図は安定化回路の入力電
流と入力電圧との関係を示す図、第４図は安定化回路の
入力電流と出力電圧との関係を示す図、第５図はこの発
明の他の実施例を示す図、第６図は安定化回路の入力電
流と入力電圧との関係を示す図、第７図は安定化回路の
入力電流と出力電圧との関係を示す図、第８図及び第９
図はそれぞれこの発明の更に他の実施例を示す図、第10
図は従来の電源装置を示すブロック図、第11図は直流電
源の出力電流と出力電圧との関係を示す図、第12図は従
来の他の電源装置位を示す図、第13図は従来装置におけ
る安定化回路の入力電流と入力電圧との関係を示す図、
第14図は従来装置における安定化回路の入力電流と出力
電圧との関係を示す図である。
その具体例を示す接続図、第３図は安定化回路の入力電
流と入力電圧との関係を示す図、第４図は安定化回路の
入力電流と出力電圧との関係を示す図、第５図はこの発
明の他の実施例を示す図、第６図は安定化回路の入力電
流と入力電圧との関係を示す図、第７図は安定化回路の
入力電流と出力電圧との関係を示す図、第８図及び第９
図はそれぞれこの発明の更に他の実施例を示す図、第10
図は従来の電源装置を示すブロック図、第11図は直流電
源の出力電流と出力電圧との関係を示す図、第12図は従
来の他の電源装置位を示す図、第13図は従来装置におけ
る安定化回路の入力電流と入力電圧との関係を示す図、
第14図は従来装置における安定化回路の入力電流と出力
電圧との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 麻生 純一 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 岩波 良知 東京都港区芝５丁目33番１号 日本電気 株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05F 1/56 G05F 1/10 H02M 3/00
Claims (2)
- 【請求項１】出力電流が小さい領域で出力電圧の上昇を
伴う直流電源と、その直流電源の出力電圧を安定化する
安定化回路と、上記直流電源と上記安定化回路との間に
挿入された出力電圧上昇防止回路とを具備する電源装置
において、 上記出力電圧上昇防止回路は、上記直流電源及び上記安
定化回路間に直列に挿入された電圧降下回路と、 その電圧降下回路と並列に接続されたスイッチと、 上記電圧降下回路と直列に接続され、電流を検出し、そ
の検出電流が所定値以下で上記スイッチをオフとするよ
うに上記スイッチを制御する電流検出回路とよりなるこ
とを特徴とする電源装置。 - 【請求項２】上記直流電源と上記安定化回路との間に複
数の出力電圧上昇防止回路が縦続的に接続されているこ
とを特徴とする請求項１記載の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32770288A JP2815092B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32770288A JP2815092B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02173813A JPH02173813A (ja) | 1990-07-05 |
| JP2815092B2 true JP2815092B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=18202026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32770288A Expired - Fee Related JP2815092B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2815092B2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP32770288A patent/JP2815092B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02173813A (ja) | 1990-07-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |