JP3019473B2 - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JP3019473B2 JP3019473B2 JP3148551A JP14855191A JP3019473B2 JP 3019473 B2 JP3019473 B2 JP 3019473B2 JP 3148551 A JP3148551 A JP 3148551A JP 14855191 A JP14855191 A JP 14855191A JP 3019473 B2 JP3019473 B2 JP 3019473B2
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- resonance
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は共振回路を有する共振型
の電源装置の係り、負荷によらず高効率化と暴走の排除
した電源装置の構成に関する。
の電源装置の係り、負荷によらず高効率化と暴走の排除
した電源装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】共振型の電源は電圧又は電流を共振させ
てサインウェブ的に作動させて、電圧又は電流が零近傍
でスイッチ素子を作動させてスイッチ損を低減する。
てサインウェブ的に作動させて、電圧又は電流が零近傍
でスイッチ素子を作動させてスイッチ損を低減する。
【０００３】同時に、電圧又は電流をサインウェブ的に
変化させることから高周波成分が他方式の電源に比較し
て極めて小さい。これから有害な電磁放射が低減出来る
特徴を有する。
変化させることから高周波成分が他方式の電源に比較し
て極めて小さい。これから有害な電磁放射が低減出来る
特徴を有する。
【０００４】ところが、全負荷では問題ないが軽負荷で
は制御の特殊性から暴走する場合がある。これを防止す
る為に全負荷の２０〜３０％程度の余計なダミ負荷を設
けて制御の安定性を得ているのが従来技術による共振型
の電源装置である。
は制御の特殊性から暴走する場合がある。これを防止す
る為に全負荷の２０〜３０％程度の余計なダミ負荷を設
けて制御の安定性を得ているのが従来技術による共振型
の電源装置である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術ではＯＡ機器の様な断続的な負荷変動がある応用で
は、効率が悪く省エネルギに反する問題点を有する。
術ではＯＡ機器の様な断続的な負荷変動がある応用で
は、効率が悪く省エネルギに反する問題点を有する。
【０００６】そこで、本発明はこれを解決するもので、
その目的は軽負荷時の出力電圧の上昇による余剰エネル
ギを電源の入力側に帰還して負荷状態に依らず高効率で
安定な電源装置の提供にある。
その目的は軽負荷時の出力電圧の上昇による余剰エネル
ギを電源の入力側に帰還して負荷状態に依らず高効率で
安定な電源装置の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】共振型の電源装置は出力
の安定化を得るには共振回路の周波数シフトによるイン
ピーダンスの変化で実行している。このインピダンス変
化が無限小から無限大に負荷によって実現されれば問題
ないが、軽負荷時には有限で電源の出力にエネルギも幾
分伝達され出力電圧が上昇する。これを防止するには簡
単には先述したダミ負荷で消費する。
の安定化を得るには共振回路の周波数シフトによるイン
ピーダンスの変化で実行している。このインピダンス変
化が無限小から無限大に負荷によって実現されれば問題
ないが、軽負荷時には有限で電源の出力にエネルギも幾
分伝達され出力電圧が上昇する。これを防止するには簡
単には先述したダミ負荷で消費する。
【０００８】本発明はこの無駄な電力消費を排除する為
に、制御ループを構成する出力の誤差検出手段又は別の
誤差検出手段と、これらのいずれかの誤差検出手段でス
イッチされるスイッチ手段と、このスイッチ手段で電源
出力と１次が接続され２次が一方向性素子を介して電源
の入力側に接続してあるトランスとよりなり、負荷によ
って電源出力の余剰のエネルギを帰還して安定にして高
効率な電源装置を提供出来る特徴を有するものである。
に、制御ループを構成する出力の誤差検出手段又は別の
誤差検出手段と、これらのいずれかの誤差検出手段でス
イッチされるスイッチ手段と、このスイッチ手段で電源
出力と１次が接続され２次が一方向性素子を介して電源
の入力側に接続してあるトランスとよりなり、負荷によ
って電源出力の余剰のエネルギを帰還して安定にして高
効率な電源装置を提供出来る特徴を有するものである。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の実施例の具体的な回路構成を
示す図である。電源入力端１は商用電源等を整流した非
安定な電圧の入力端である。Ｃ0は入力平滑コンデン
サ、２は駆動回路で極性の異なるトランジスタＴｒ１と
Ｔｒ２、ダイオードＤ1とＤ2とよりなる。３はコイルＬ
1とコンデンサＣ1によるタンク回路、４は出力を得るト
ランス、５は平滑回路を含む整流回路で出力Ｖｐを放出
する。ＧＮＤ1とＧＮＤ2は１次側と２次側の接地で直流
的Ｐは絶縁されている。
示す図である。電源入力端１は商用電源等を整流した非
安定な電圧の入力端である。Ｃ0は入力平滑コンデン
サ、２は駆動回路で極性の異なるトランジスタＴｒ１と
Ｔｒ２、ダイオードＤ1とＤ2とよりなる。３はコイルＬ
1とコンデンサＣ1によるタンク回路、４は出力を得るト
ランス、５は平滑回路を含む整流回路で出力Ｖｐを放出
する。ＧＮＤ1とＧＮＤ2は１次側と２次側の接地で直流
的Ｐは絶縁されている。
【００１０】６は誤差検出回路で出力Ｖｐの目標値から
の誤差を検出する。誤差信号はフォトカプラ７を介して
制御回路８に送られ、制御回路８は駆動回路３を励起す
る。これが共振型の電源の制御ループである。
の誤差を検出する。誤差信号はフォトカプラ７を介して
制御回路８に送られ、制御回路８は駆動回路３を励起す
る。これが共振型の電源の制御ループである。
【００１１】共振回路の構成は、タンク回路３、トラン
ス４の１次巻線のインダクタンス、入力電圧を２分割す
るコンデンサＣ2ａとＣ2ｂである。
ス４の１次巻線のインダクタンス、入力電圧を２分割す
るコンデンサＣ2ａとＣ2ｂである。
【００１２】駆動回路２のトランジスタＴｒ１とＴｒ２
は交互に電流が流れてないタイミングでＯＮ、ＯＦＦさ
れる。従って駆動回路２のスイッチ損失は小さい。これ
が共振型の電源の特徴である。
は交互に電流が流れてないタイミングでＯＮ、ＯＦＦさ
れる。従って駆動回路２のスイッチ損失は小さい。これ
が共振型の電源の特徴である。
【００１３】更には図２（ａ）が共振回路に流れる電流
例を示すが高周波成分が小さいので、数１０〜数１００
ＭＨｚに互る電極放射が各回の規格内に収まる特徴も有
する。
例を示すが高周波成分が小さいので、数１０〜数１００
ＭＨｚに互る電極放射が各回の規格内に収まる特徴も有
する。
【００１４】ところが、図２（ｂ）に示す様に共振型の
電源の出力安定化制御方法は共振回路の周波数対インピ
ーダンスの変化を利用している。図１の共振回路は共
振、反共振、共振の３極を有するもので、図２（ｂ）の
作動周波数と記した範囲でインピーダンスの変化による
電流制限で出力を安定化する。
電源の出力安定化制御方法は共振回路の周波数対インピ
ーダンスの変化を利用している。図１の共振回路は共
振、反共振、共振の３極を有するもので、図２（ｂ）の
作動周波数と記した範囲でインピーダンスの変化による
電流制限で出力を安定化する。
【００１５】軽負荷では反共振の近くに、全負荷では共
振の近くに周波数をシフトして駆動回路３を励起する。
振の近くに周波数をシフトして駆動回路３を励起する。
【００１６】反共振点でインピーダンスが無限大になれ
ば、電流が零となり出力電圧は下降するが、実際は図示
する様に有限であり、作動周波数範囲の数１００〜数Ｍ
Ｈｚでは余まり大きくならない。又構成要素のバラツキ
で反共振、共振点もバラツクことにより実際の作動周波
数範囲は狭くなる。
ば、電流が零となり出力電圧は下降するが、実際は図示
する様に有限であり、作動周波数範囲の数１００〜数Ｍ
Ｈｚでは余まり大きくならない。又構成要素のバラツキ
で反共振、共振点もバラツクことにより実際の作動周波
数範囲は狭くなる。
【００１７】従って、インピーダンスの変化範囲と最大
値も小さくなり、無負荷又は軽負荷でも共振回路は必要
以上に出力を放出して出力電圧Ｖｐは除々に上昇する。
これを防止する為に従来はダミ負荷を付加して無駄に電
力消費して効率を下げている。
値も小さくなり、無負荷又は軽負荷でも共振回路は必要
以上に出力を放出して出力電圧Ｖｐは除々に上昇する。
これを防止する為に従来はダミ負荷を付加して無駄に電
力消費して効率を下げている。
【００１８】次にこの問題を解決した本発明を説明す
る。図１でＲはフォトカプラのフォトダイオードの電流
制限する抵抗で、ここに誤差検出手段６の誤差信号が発
生する。これを増幅器９で所定の周波数でチョンピング
してトランジスタＴｒ３をスイッチする。トランス１０
の１次は出力電圧Ｖｐが目標値を超えている期間にチョ
ッピングされる毎に一旦エネルギを蓄積してトランジス
タＴｒ３が切断時に２次よりダイオードＤ4を介して入
力端１のコンデンサＣ0に帰還する。帰還方式はバック
ワード方式である。この経路は出力電圧Ｖｐが目標値よ
り下降すると絶縁される。ダイオードＤ3はトランス１
０の１次のスパイクキラーである。この帰還効率は８０
％以上で、軽負荷時に無駄に消費していた電力を帰還す
る。
る。図１でＲはフォトカプラのフォトダイオードの電流
制限する抵抗で、ここに誤差検出手段６の誤差信号が発
生する。これを増幅器９で所定の周波数でチョンピング
してトランジスタＴｒ３をスイッチする。トランス１０
の１次は出力電圧Ｖｐが目標値を超えている期間にチョ
ッピングされる毎に一旦エネルギを蓄積してトランジス
タＴｒ３が切断時に２次よりダイオードＤ4を介して入
力端１のコンデンサＣ0に帰還する。帰還方式はバック
ワード方式である。この経路は出力電圧Ｖｐが目標値よ
り下降すると絶縁される。ダイオードＤ3はトランス１
０の１次のスパイクキラーである。この帰還効率は８０
％以上で、軽負荷時に無駄に消費していた電力を帰還す
る。
【００１９】しかも、トランス１０の容量は主トランス
であるトランス４より５分の１以下でよくダミ負荷より
高価であるが電源装置全体からではコスト上昇比は小さ
く。即ち、コストパフォーマンスが秀れている。
であるトランス４より５分の１以下でよくダミ負荷より
高価であるが電源装置全体からではコスト上昇比は小さ
く。即ち、コストパフォーマンスが秀れている。
【００２０】尚、上記で誤差検出器６は主制御用と共用
で説明したが、別の誤差検出器で実行しても良い。
で説明したが、別の誤差検出器で実行しても良い。
【００２１】又、記述が遅れたが本発明に係かる共振型
の電源装置は全負荷近傍では８０％〜９０％の効率が普
通である。
の電源装置は全負荷近傍では８０％〜９０％の効率が普
通である。
【００２２】
【発明の効果】以上述べた様に本発明の構成によれば、
電源出力の余剰エネルギを誤差検出器の誤差信号でトラ
ンスをチョッピングして、電源装置の入力側にコストパ
フォーマンス良く帰還出来ることは効率が良くなるだけ
でなく電源の暴走も排除出来る効果は大きい。
電源出力の余剰エネルギを誤差検出器の誤差信号でトラ
ンスをチョッピングして、電源装置の入力側にコストパ
フォーマンス良く帰還出来ることは効率が良くなるだけ
でなく電源の暴走も排除出来る効果は大きい。
【図１】本発明の実施例の具体的な回路構成を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明に係る共振型の電源装置の共振回路の電
流例（ａ）と周波数対インピーダンス曲線（ｂ）を示す
図である。
流例（ａ）と周波数対インピーダンス曲線（ｂ）を示す
図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 共振回路を有する共振型の電源装置にお
いて、制御ループを構成する出力の誤差検出手段又は別
の誤差検出手段と、前記いずれかの誤差検出手段の誤差
信号でスイッチされるスイッチ手段と、このスイッチ手
段で前記出力と１次が接続される２次が一方向性素子を
介して前記電源装置の入力側に接続してあるトランスと
よりなり、前記出力の余剰エネルギを前記電源装置の入
力側に帰還することを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3148551A JP3019473B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3148551A JP3019473B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04372578A JPH04372578A (ja) | 1992-12-25 |
| JP3019473B2 true JP3019473B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=15455293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3148551A Expired - Fee Related JP3019473B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019473B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009145804A1 (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Battery-Biz Inc. | High-efficiency switched-mode power supply with assured high-frequency operations at low-power output |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP3148551A patent/JP3019473B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04372578A (ja) | 1992-12-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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