JP2906569B2 - スイッチング電源装置の出力電圧検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はスイッチング電源装置の直流出力電圧を一定
に制御するための帰還回路に、フォトカプラとシャント
レギュレータとを用いた出力電圧検出回路に関する。

［従来の技術］ 第２図はこの種のスイッチング電源装置の従来例を示
し、第２図において、直流入力電圧Viは一次側と二次側
を絶縁するトランス１の一次巻線に印加され、一次巻線
にはトランジスタからなるスイッチング素子２が直列に
接続されてインバータを形成している。トランス１の二
次巻線に誘起された電圧は整流ダイオード3,4で整流さ
れ、チョークコイル５と平滑コンデンサ６とにより平滑
されて出力端子間に一定の直流出力電圧Voを供給する。

出力電圧検出回路は出力端子間に電流制限用の抵抗７
とフォトカプラの発光ダイオード８とシャントレギュレ
ータ９との直列回路を接続するとともに、前記直流出力
電圧Voを分圧用の抵抗10と抵抗11とにより分圧して前記
シャントレギュレータ９のリファレンスに検出電圧とし
て印加するように構成され、前記検出電圧と前記シャン
トレギュレータ９に内蔵された基準電圧との差異に応じ
てシャントレギュレータ９のカソードに流れ込む電流値
が変化し、発光ダイオード８の発光量が変化する。この
発光ダイオード８の発光量の変化に応じてパルス幅制御
回路12に接続されたフォトカプラのフォトトランジスタ
13の出力電圧が変化する。そして、直流出力電圧Voが上
昇して検出電圧が基準電圧より高くなるとフォトトラン
ジスタ13の出力電圧が低下し、パルス幅制御回路12はス
イッチング素子２のオン期間を短くし、直流出力電圧Vo
が低下して検出電圧が基準電圧より低くなるとフォトト
ランジスタ13の出力電圧が高くなりパルス幅制御回路12
はスイッチング素子２のオン期間を長くして直流出力電
圧Voを一定に保つように作用する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術においては、スイッチング電源装置の直
流出力電圧Voを分圧用の抵抗10,11により分圧してシャ
ントレギュレータ９のリファレンスに検出電圧として印
加するように構成されているため、スイッチング電源装
置の直流出力電圧Voがシャントレギュレータ９の基準電
圧より低い場合には、この基準電圧より低い直流出力電
圧Voの分圧が検出電圧としてシャントレギュレータ９の
リファレンスに印加されることになり、検出電圧は基準
電圧に達することがなく、結局、直流出力電圧Voを一定
に制御するための帰還回路における出力電圧検出機能を
果すことができない。このように、フォトカプラとシャ
ントレギュレータとを用いた出力電圧検出回路はシャン
トレギュレータの基準電圧より低い出力電圧Voを一定に
制御することができず、用途が限られたものになるとい
う問題があった。

このような問題を解決するものとして、実願昭59−11
3482号（実開昭61−32786号）のマイクロフィルムに
は、スイッチング式直流安定化電源回路の直流出力電圧
と、別に設けた電圧可変型直流安定化電源回路の出力電
圧との和電圧を分圧し、シャントレギュレータのリファ
レンスに印加することによって、直流出力電圧を０ボル
トから調整可能としたものが開示されている。しかし、
スイッチング式直流安定化電源回路とは別に、電圧可変
型直流安定化電源回路を設けなければならず、構成が複
雑になってしまうという問題があった。

そこで本発明は、簡単な構成でありながら、シャント
レギュレータの基準電圧より低い出力電圧を一定に制御
することが可能なスイッチング電源装置の出力電圧検出
回路を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明はトランスの一次巻線にスイッチング素子が直
列接続されたインバータを有し、前記トランスの二次巻
線に接続された整流平滑回路を介して出力端子間に直流
出力電圧を供給し、シャントレギュレータのリファレン
スに前記直流出力電圧を分圧抵抗により分圧して印加し
フォトカプラを介して前記スイッチング素子のオン，オ
フ動作を制御するスイッチング電源装置の出力電圧検出
回路において、前記二次巻線の一方の出力端側のトラン
スタップと他方の出力端間に整流回路を介して前記フォ
トカプラの発光素子と前記シャントレギュレータの直列
回路を挿入接続し、前記整流回路の出力電圧を前記シャ
ントレギュレータの基準電圧より高い一定値に保持する
電圧保持回路を設け、この電圧保持回路で保持された電
圧を分圧抵抗により分圧して前記直流出力電圧の分圧と
共に前記シャントレギュレータのリファレンスに印加す
るとともに、前記直流出力電圧を分圧する分圧抵抗の一
方と前記電圧保持回路で保持された電圧を分圧する分圧
抵抗の一方とを共通にしたものである。

［作 用］ 本発明の出力電圧検出回路は、シャントレギュレータ
の基準電圧より低い直流出力電圧であっても、この直流
出力電圧が分圧抵抗により分圧されてシャントレギュレ
ータのリファレンスに印加されるとともに、トランスタ
ップに接続された電圧保持回路により前記基準電圧より
高い一定値に保持された電圧が分圧抵抗により分圧され
て前記リファレンスに印加されるとともに、前記直流出
力電圧を分圧する分圧抵抗の一方と前記電圧保持回路で
保持された電圧を分圧する分圧抵抗の一方とを共通にし
ている。これによりシャントレギュレータのリファレン
スに印加される検出電圧は基準電圧に達することが可能
になり、直流出力電圧の変化に応じフォトカプラとパル
ス幅制御回路を介してスイッチング素子のオン，オフ動
作が制御される。また、双方の分圧抵抗の共通化を図っ
て、簡単な構成を実現できる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すスイッチング電源装
置の回路図であり、第２図に示す部分と同一部分には同
一符号を付し同一箇所の説明を省略する。

第１図に示す出力電圧検出回路は、トランス１の二次
巻線のプラス側トランスタップに整流ダイオード14を接
続するとともに、この整流ダイオード14のカソードと、
前記二次巻線のマイナス側出力ラインの整流ダイオード
４と平滑コンデンサ６の接続点との間にコンデンサ15を
挿入接続し、前記整流ダイオード14と前記コンデンサ15
の接続点と前記マイナス側出力ラインとの間に抵抗16と
ツェナーダイオード17の直列回路を挿入接続してコンデ
ンサ15と抵抗16とツェナーダイオード17により電圧保持
回路を形成し、このツェナーダイオード17と並列に電流
制限用の抵抗７とフォトカプラの発光ダイオード８とシ
ャントレギュレータ９の直列回路を接続し、前記ツェナ
ーダイオード17のカソードと抵抗７の接続点を抵抗18を
介してシャントレギュレータ９のリファレンスに接続す
るとともに、出力端子間に接続された分圧用の抵抗10と
抵抗11の接続点を前記リファレンスに接続してなるもの
である。

次に、本実施例の動作を説明する。

先ず、直流入力電圧Viがトランス１の一次巻線に印加
されスイッチング素子２のオン，オフ制御によりチョッ
ピングされる。トランス１の二次巻線に誘起された電圧
は二次巻線の出力端間に接続された整流ダイオード3,4
で整流され、チョークコイル５と平滑コンデンサ６によ
り平滑されて出力端子間に一定の直流出力電圧Voを供給
する。この直流出力電圧Voは分圧用の分圧抵抗である抵
抗10,11により分圧され、シャントレギュレータ９のリ
ファレンスに検出電圧として印加される。一方、二次巻
線のプラス側トランスタップとマイナス側出力端との間
にも電圧が誘起され、この電圧は整流ダイオード14によ
り整流されたコンデンサ15に充電されて抵抗16を介して
ツェナーダイオード17によりシャントレギュレータ９の
基準電圧より高い一定値に電圧が保持され、この電圧が
分圧抵抗である抵抗18,11により分圧されシャントレギ
ュレータ９のリファレンスに印加される。つまり、直流
出力電圧Voを分圧する分圧抵抗の一方（抵抗11）は、電
圧保持回路で保持された電圧を分圧する分圧抵抗の一方
と共通になっている。そして、直流出力電圧Voの分圧
と、ツェナー電圧の分圧の和が検出電圧としてシャント
レギュレータ９のリファレンスに印加されてシャントレ
ギュレータ９の基準電圧と比較され、検出電圧と基準電
圧との差異に応じてシャントレギュレータ９のカソード
に流れ込む電流値が変化し、発光ダイオード８の発光量
が変化する。このようにして第２図と同様にパルス幅制
御回路12は出力電圧Voが一定になるようにスイッチング
素子２のオン期間の長さを制御する。このため、シャン
トレギュレータ９の基準電圧が例えば2.5V、直流出力電
圧Voが例えば基準電圧より低い2Vである場合でも、シャ
ントレギュレータ９のリファレンスには直流出力電圧Vo
の2Vの分圧とともにツェナー電圧の分圧が印加されるた
め、シャントレギュレータ９のリファレンスに印加され
る検出電圧は基準電圧の2.5Vに達することが可能にな
り、然もこの検出電圧は直流出力電圧Voに応じて変化す
るため、シャントレギュレータ９の基準電圧より低い出
力電圧Voが一定になるように第２図と同様に制御するこ
とができる。この場合、出力電圧Voがシャントレギュレ
ータ９の基準電圧より低い場合であってもシャントレギ
ュレータ９が動作するようにツェナー電圧および抵抗1
0,11,18の各定数を設定すればよく、例えばツェナー電
圧を5V、抵抗10を500Ω、抵抗11を2.5KΩ、抵抗18を1.6
7KΩに設定することにより、電源の出力電圧2V、シャン
トレギュレータ９の基準電圧2.5Vにおいて正常な動作が
可能になり、シャントレギュレータとフォトカプラを用
いた電圧検出回路をシャントレギュレータの基準電圧よ
り低い出力電圧Voの制御にも使用することができこの種
の電圧検出回路を広範囲に利用することができる。ま
た、双方の分圧抵抗の共通化を図って、簡単な構成を実
現できる。

なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく本
発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能であ
る。例えばツェナーダイオードは二次巻線のプラス側ト
ランスタップとマイナス側出力ラインとの間に接続した
がプラス側トランスタップとプアス側出力ラインとの間
に接続してもよく、またスイッチング素子としてトラン
ジスタを用いたがFETを使用してもよい。

［発明の効果］ 本発明はトランスの一次巻線にスイッチング素子が直
列接続されたインバータを有し、前記トランスの二次巻
線に接続された整流平滑回路を介して出力端子間に直流
出力電圧を供給し、シャントレギュレータのリファレン
スに前記直流出力電圧を分圧抵抗により分圧して印加し
フォトカプラを介して前記スイッチング素子のオン，オ
フ動作を制御するスイッチング電源装置の出力電圧検出
回路において、前記二次巻線の一方の出力端側のトラン
スタップと他方の出力端間に整流回路を介して前記フォ
トカプラの発光素子と前記シャントレギュレータの直列
回路を挿入接続し、前記整流回路の出力電圧を前記シャ
ントレギュレータの基準電圧より高い一定値に保持する
電圧保持回路を設け、この電圧保持回路で保持された電
圧を分圧抵抗により分圧して前記直流出力電圧の分圧と
共に前記シャントレギュレータのリファレンスに印加す
るとともに、前記直流出力電圧を分圧する分圧抵抗の一
方と前記電圧保持回路で保持された電圧を分圧する分圧
抵抗の一方とを共通にしたものであり、簡単な構成であ
りながら、シャントレギュレータの基準電圧より低い出
力電圧を一定に制御することが可能なスイッチング電源
装置の出力電圧検出回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は従来
例を示す回路図である。 １……トランス ２……スイッチング素子 3,4……整流ダイオード（整流平滑回路） ５……チョークコイル（整流平滑回路） ６……平滑コンデンサ（整流平滑回路） ８……発光ダイオード（発光素子） ９……シャントレギュレータ 10,11……抵抗（分圧抵抗） 14……整流ダイオード（整流回路） 15……コンデンサ（電圧保持回路） 16……抵抗（電圧保持回路） 17……ツェナーダイオード（電圧保持回路） 18……抵抗（分圧抵抗）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トランスの一次巻線にスイッチング素子が
   直列接続されたインバータを有し、前記トランスの二次
   巻線に接続された整流平滑回路を介して出力端子間に直
   流出力電圧を供給し、シャントレギュレータのリファレ
   ンスに前記直流出力電圧を分圧抵抗により分圧して印加
   しフォトカプラを介して前記スイッチング素子のオン，
   オフ動作を制御するスイッチング電源装置の出力電圧検
   出回路において、前記二次巻線の一方の出力端側のトラ
   ンスタップと他方の出力端間に整流回路を介して前記フ
   ォトカプラの発光素子と前記シャントレギュレータの直
   列回路を挿入接続し、前記整流回路の出力電圧を前記シ
   ャントレギュレータの基準電圧より高い一定値に保持す
   る電圧保持回路を設け、この電圧保持回路で保持された
   電圧を分圧抵抗により分圧して前記直流出力電圧の分圧
   と共に前記シャントレギュレータのリファレンスに印加
   するとともに、前記直流出力電圧を分圧する分圧抵抗の
   一方と前記電圧保持回路で保持された電圧を分圧する分
   圧抵抗の一方とを共通にしたことを特徴とするスイッチ
   ング電源装置の出力電圧検出回路。