JP3175166B2 - 回転式電源供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は回転ドラムを有するＶ
ＴＲの回転磁気ヘッド装置などに適用して好適な回転式
電源供給装置に関し、特に回転するドラム側において必
要とする数種類の駆動電圧を簡単な構成で選択的に供給
できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】ＶＴＲに使用されている回転磁気ヘッド
装置にあっては、上下一対のドラムによって回転ドラム
が構成され、そのうち回転磁気ヘッドの取り付けられた
上ドラム側のみが回転式に構成されている。上ドラム側
には通常回転磁気ヘッドの他に記録および再生アンプな
どが備え付けられている場合が多い。

【０００３】これら記録あるいは再生アンプを駆動する
にはそのための駆動電圧をこれらに供給する必要がある
が、これらは回転する上ドラム側に設けられている関係
上、電源供給手段としては回転トランスを使用した非接
触式電源供給装置（回転式電源供給装置）を必要とす
る。この電源供給用の回転トランスは信号授受用の回転
トランスとは別個に設けられている。

【０００４】図３はこのような回転磁気ヘッド装置に用
いられる回転式電源供給装置（ロータリー・パワー・サ
プライ）１０の概念図を示す。同図において、直流電源
１２はインバータ２０の入力電源として供給されて、こ
の電源電圧Ｖｃｃが所定周波数（例えば、２０ＫＨｚ）
でチョッピング（ＤＣ−ＡＣインバート）され、チョッ
ピングされた電源電圧が電源供給用の回転トランスＰＲ
Ｔの一次巻線Ｌａの両端に印加される。

【０００５】回転トランスＰＲＴの二次側以降が全て上
ドラム側に設けられる。したがって回転トランスＰＲＴ
の二次巻線Ｌｂに非接触で伝達された駆動電圧（二次側
駆動電圧）は全波整流回路（平滑を含む）１４で整流お
よび平滑される。二次側駆動電圧はさらにレギュレータ
１６で所定の駆動電圧に変換され、変換されたこの駆動
電圧が負荷１８に印加される。負荷１８は上述したよう
に記録アンプであり、再生アンプである。

【０００６】図４は上ドラム側に設けられた全波整流回
路１４、レギュレータ１６および負荷１８の具体例を示
す。同図において、１８Ｒは記録アンプであり、これに
は記録ヘッド（図示せず）が接続される。１８Ｐは再生
アンプであって、これには再生ヘッド（図示しない）が
接続される。記録アンプ１８Ｒは−１１ボルト程度の駆
動電圧によって動作するのに対して、再生アンプ１８Ｐ
は−５ボルト程度の駆動電圧によって動作する。

【０００７】そのため、図のように別々のレギュレータ
１６Ａ，１６Ｂが設けられ、レギュレータ１６Ｂから安
定化された−５ボルトの駆動電圧が再生アンプ１８Ｐに
印加される。また、他方のレギュレータ１６Ａから安定
化された−１１ボルトの電圧が記録アンプ１８Ｒに印加
される。このレギュレータ１６Ｂは接続点ｐの電圧が−
１４ボルトのときは−１１ボルトの電圧が出力される
が、−１１ボルト以下の電圧が印加されたときは入力電
圧そのままが出力されるように構成されている。Ｃは平
滑用のコンデンサである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
負荷側で必要とする駆動電圧が２種類以上ある場合に
は、その動作モードに応じて対応する駆動電圧を印加す
るように構成すればよい。それは、再生モードを選択し
たときは再生アンプ１８Ｐのみを動作させ、ライト・ア
フター・リードモードようなときは記録アンプ１８Ｒと
再生アンプ１８Ｐの双方を動作させればよいからであ
る。

【０００９】従来では接続点ｐの電圧は動作モードに拘
らず常に−１４ボルト程度の電圧が印加されているの
で、記録アンプ１８Ｒと再生アンプ１８Ｐの双方が常に
動作するようになっている。それは、動作モードによっ
て駆動電圧を変更するように構成すると、１．上ドラム
側に設けられたレギュレータ１６をコントロールする。
２．回転トランスＰＲＴの変圧比を変える。などの対策
を講じなければならないからである。

【００１０】しかし、回転トランスＰＲＴのサイズや形
状を変更しないで、あるいは上ドラムにレギュレータコ
ントロール用の信号を送り込むようなことをしないで
も、必要とする駆動電圧を選択的に上ドラム側に供給で
きれば、そのように構成した方が得策であることは明か
である。

【００１１】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、特に構成簡単に、しかもコス
トアップを招来することなく複数の駆動電圧を上ドラム
側に選択的に供給できるようにした回転式電源供給装置
を提案するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、回転トランスを介して回転ド
ラム側に所定の駆動電圧を供給するようにした回転式電
源供給装置において、上記回転トランスの一次巻線側に
ＤＣ−ＡＣインバータが設けられ、このインバータは上
記一次巻線の両端に設けられた第１および第２のスイッ
チング素子を有し、これらスイッチング素子のそれぞれ
に所定の電源電圧と互いに逆相関係にあるスイッチング
信号が供給されるようになされると共に、上記第１若し
くは第２のスイッチング素子の何れかにスイッチング制
御手段が設けられ、このスイッチング制御手段が第１の
状態に切り換ったときは電源電圧が上記一次巻線の両端
に供給されるよう上記第１又は第２のスイッチング素子
が上記一次巻線に対して動作し、上記スイッチング制御
手段が第２の状態に切り換ったときは上記スイッチング
信号がそれぞれ第１及び第２のスイッチング素子に供給
されることで上記電源電圧の略２倍の電圧が上記一次巻
線に印加されるよう上記第１又は第２のスイッチング素
子が上記一次巻線に対して動作するようになされたこと
を特徴とするものである。

【００１３】

【作用】ＤＣ−ＡＣインバータ２０のなかに設けられた
制御手段３４を制御することによってインバータ２０の
出力電圧Ｖａを制御する。図１において、制御手段３４
として機能する制御スイッチを実線矢印のように切り替
えたときには、信号源３０からのスイッチング信号Ｓａ
が第１のスイッチング素子２２に供給され、スイッチン
グ信号Ｓａとは逆相のスイッチング信号Ｓｂが第２のス
イッチング素子２６に供給される。そのため、このイン
バータ２０はフルブリッジ形のインバータとして動作す
る。

【００１４】したがって、この状態では回転トランスＰ
ＲＴの一次巻線Ｌａの両端振幅電圧Ｖａは、直流電源
（入力電源）１２の電源電圧Ｖｃｃのほぼ２倍の電圧２
Ｖｃｃとなる。その結果、回転トランスＰＲＴの二次巻
線Ｌｂ（一次巻線Ｌａとの巻線比は１：１）にはこの電
圧２Ｖｃｃ（＝Ｖａ）が誘起される。

【００１５】一方、制御スイッチである制御手段３４を
破線図示のように切り替えたときには、直流電圧Ｖｃｃ
が第２のスイッチング素子２６に印加されるから、この
例では他方のスイッチング素子２６ｂが常時オンとな
り、インバータ２０はハーフブリッジ形のインバータと
して動作する。その結果、一次巻線Ｌａの両端振幅電圧
Ｖａはほぼ入力電圧Ｖｃｃとなり、その二次巻線Ｌｂに
は入力電圧Ｖｃｃに相当する電圧が誘起される。

【００１６】つまり、インバータ２０を制御することに
よって上ドラム側に伝達される電圧そのものが制御され
るから、回転トランスＰＲＴの巻線比と入力電源電圧Ｖ
ｃｃの値を適当に設定すれば、負荷１８が必要とする異
なる駆動電圧を選択的に供給することができる。

【００１７】

【実施例】続いて、この発明に係る回転式電源供給装置
の一例を上述したＶＴＲの回転磁気ヘッド装置に適用し
た場合につき、図１以下を参照して詳細に説明する。

【００１８】この発明においても、図３に示したような
回転式電源供給装置１０を前提とするものであって、負
荷１８としては上述したように記録アンプ１８Ｒであ
り、再生アンプ１８Ｐである。記録アンプ１８Ｒは−１
１ボルトの駆動電圧で動作し、再生アンプ１８Ｐは−５
ボルトの駆動電圧で動作するものとする。

【００１９】この発明ではＤＣ−ＡＣインバータ２０に
次のような手段が設けられている。図１はこの発明の原
理図を示すものであって、使用するインバータ２０はフ
ルブリッジ形である。このインバータ２０は、回転トラ
ンスＰＲＴの一次巻線Ｌａ側にそれぞれＤＣカット用の
コンデンサ２４，２８を介してコンプリメンタリ接続さ
れた第１および第２のスイッチング素子２２，２６を有
する。

【００２０】第１および第２のスイッチング素子２２，
２６それ自体もまたコンプリメンタリ接続された一対の
スイッチング素子（２２ａ，２２ｂ），（２６ａ，２６
ｂ）で構成される。スイッチング素子２２，２６として
は図のようにＭＯＳ・ＦＥＴが使用される。一対のスイ
ッチング素子２２，２６には直流電源１２より所定の電
源電圧Ｖｃｃが印加される。

【００２１】第１のスイッチング素子２２のゲートには
信号源３０より所定周波数（例えば２０ＫＨｚ）のスイ
ッチング信号（矩形波信号）Ｓａが供給され、第２のス
イッチング素子２６のゲートにはスイッチング信号Ｓａ
とは逆相関係にあるスイッチング信号Ｓｂが信号源３２
より選択的に供給される。第２のスイッチング素子２６
と信号源３２との間にはスイッチング信号Ｓｂを選択的
に供給するための制御手段３４が設けられる。

【００２２】制御手段３４としては原理的には制御スイ
ッチが使用され、端子３６より供給される制御信号Ｓｃ
によって実線図示若しくは破線図示のように切り替え制
御される。したがって、実線図示のように制御されたと
きには第２のスイッチング素子２６にはスイッチング信
号Ｓｂが供給され、破線図示のように制御されたときに
はスイッチング信号Ｓｂに代えて電源電圧Ｖｃｃが印加
されるように構成されている。

【００２３】制御信号Ｓｃは図のように記録モードのと
きローレベルに変化する２値信号であり、ローレベルの
制御信号Ｓｃで実線図示のように切り替えられて、イン
バータ２０が本来のフルブリッジ形で動作する。したが
って、このときには第１および第２のスイッチング素子
２２，２６が共にスイッチング動作し、スイッチング信
号Ｓａの負の半サイクルでは、スイッチング素子２２ａ
−一次巻線Ｌａ−スイッチング素子２６ｂの電流通路が
形成され、正の半サイクルでは、スイッチング素子２６
ａ−一次巻線Ｌａ−スイッチング素子２２ｂの電流通路
が形成されてコンプリメンタリ動作となり、一次巻線Ｌ
ａの両端振幅電圧Ｖａは入力電源電圧Ｖｃｃのほぼ２倍
の電圧２Ｖｃｃとなる。

【００２４】この電圧Ｖａが回転トランスＰＲＴの二次
巻線Ｌｂに伝達される。回転トランスＰＲＴの巻線比は
この例では１：１の場合である。したがって、二次側に
伝達された電圧Ｖｂ（＝Ｖａ）が整流回路１４で整流お
よび平滑され、整流および平滑されたこの出力電圧Ｖｂ
がさらにレギュレータ１６に供給されて所定の駆動電圧
Ｖｐとなされる。

【００２５】図４のように構成した場合には、ｐ点の電
圧Ｖｐ（＝２Ｖｃｃ）が−１４ボルト程度となるように
構成され、この電圧Ｖｐがレギュレータ１８Ｒ，１８Ｐ
を介して負荷となる記録アンプ１８Ｒおよび再生アンプ
１８Ｐに印加される。

【００２６】これに対して、ハイレベルの制御信号Ｓｃ
が供給されると、制御スイッチ３４は破線のように切り
替わって第２のスイッチング素子２６には常に入力電源
電圧Ｖｃｃが印加されることになり、一方のスイッチン
グ素子２６ｂが常時オン状態に制御される。したがっ
て、一次巻線Ｌａの一端が接地された状態となり、第１
のスイッチング素子２２のみがスイッチング信号Ｓａに
よってスイッチングされ、スイッチング信号Ｓａの半サ
イクルのみ一次巻線Ｌａに入力電源電圧Ｖｃｃが印加さ
れる。つまり、この場合にはインバータ２０はハーフブ
リッジ形のインバータとして動作する。

【００２７】その結果、一次巻線Ｌａの両端振幅電圧Ｖ
ａはほぼ入力電源電圧Ｖｃｃとなるため、この電圧Ｖａ
が回転トランスＰＲＴの二次巻線Ｌｂ側に伝達され、こ
れが整流、平滑される。したがって、点ｐの電圧Ｖｐは
ほぼ−Ｖｃｃとなり、レギュレータ１６Ｂからは再生ア
ンプ１８Ｐのみを駆動するに足る駆動電圧（−５ボル
ト）が出力される。

【００２８】図２は図１の具体例であって、制御手段３
４としては２入力形のオアゲートが使用され、その一方
にスイッチング信号Ｓｂが供給され、他方には端子３６
から制御信号Ｓｃが供給される。なお、回路の対称性を
保つために第１のスイッチング素子２２側にもオアゲー
ト４０が接続される。ただし、その入力側は共通結線さ
れる。４２，４４はスイッチング素子２２ａ，２２ｂ，
２６ａ，２６ｂを駆動するためのドライバーである。

【００２９】この構成において、記録モードのとき端子
３６にローレベルの制御信号Ｓｃが供給されると、スイ
ッチング信号Ｓｂがそのまま第２のスイッチング素子２
２に供給される。これによってフルブリッジ形のインバ
ータ２０として動作するから、２Ｖｃｃの電圧が回転ト
ランスＰＲＴの二次側に誘起される。これに対して再生
モードのとき端子３６にハイレベルの制御信号Ｓｃが供
給されると、オアゲート３４の出力が論理「１」で、ス
イッチング素子２６ｂが常にオン状態になるから、この
場合にはハーフブリッジ形のインバータ２０として動作
し、回転トランスＰＲＴの二次側にはＶｃｃの電圧が誘
起される。

【００３０】図２において、４６，４８は転流用のダイ
オードである。スイッチング素子２２ｂ，２６ｂとして
上述したようにＭＯＳ・ＦＥＴを使用する場合にはこの
転流用ダイオード４６，４８としてスイッチング素子２
６ａ，２６ｂのドレイン・ソース間に寄生する寄生ダイ
オードを利用できるので、改めて転流用のダイオードを
設ける必要はない。

【００３１】上述ではこの発明を回転磁気ヘッド装置に
適用したが、この他にも非接触式に所定の電源電圧を供
給する必要のある場合にこの発明を適用できる。制御手
段３４は第１のスイッチング素子２２側に設けてもよ
い。

【００３２】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る回転式電源
供給装置では、インバータの動作モードを制御すること
によって、回転トランスの二次側に異なる電圧を誘起さ
せることができる。

【００３３】その構成も、制御スイッチや単一の論理回
路で構成された制御手段を設けるという簡単な構成であ
り、しかも特に耐圧を必要とするスイッチング素子など
を使用する必要はなく、回転トランスも従来構成のもの
を流用できるからコストアップをもたらさないで回転式
電源供給装置を実現できる特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る回転式電源供給装置の原理構成
を示す接続図である。

【図２】図１の具体例を示す接続図である。

【図３】回転式電源供給装置の一例を示す系統図であ
る。

【図４】図３の一部の具体例を示す系統図である。

【符号の説明】

１０ 回転式電源供給装置 １２ 入力電源 １４ 全波整流回路 １６ レギュレータ １６Ａ レギュレータ １６Ｂ レギュレータ １８ 負荷 １８Ａ 記録アンプ １８Ｂ 再生アンプ ２０ ＤＣ−ＡＣインバータ ２２ 第１のスイッチング素子 ２２ａ スイッチング素子 ２２ｂ スイッチング素子 ２６ 第２のスイッチング素子 ２６ａ スイッチング素子 ２６ｂ スイッチング素子 ３０ 信号源 ３２ 信号源 ３４ 制御手段 ＰＲＴ 回転トランス Ｌａ 一次巻線 Ｌｂ 二次巻線 Ｓａ スイッチング信号 Ｓｂ スイッチング信号 Ｓｃ 制御信号

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転トランスを介して回転ドラム側に所
   定の駆動電圧を供給するようにした回転式電源供給装置
   において、上記回転トランスの一次巻線側にＤＣ−ＡＣ
   インバータが設けられ、このインバータは上記一次巻線
   の両端に設けられた第１および第２のスイッチング素子
   を有し、これらスイッチング素子のそれぞれに所定の電
   源電圧と互いに逆相関係にあるスイッチング信号が供給
   されるようになされると共に、上記第１若しくは第２の
   スイッチング素子の何れかにスイッチング制御手段が設
   けられ、このスイッチング制御手段が第１の状態に切り
   換ったときは電源電圧が上記一次巻線の両端に供給され
   るよう上記第１又は第２のスイッチング素子が上記一次
   巻線に対して動作し、上記スイッチング制御手段が第２
   の状態に切り換ったときは上記スイッチング信号がそれ
   ぞれ第１及び第２のスイッチング素子に供給されること
   で上記電源電圧の略２倍の電圧が上記一次巻線に印加さ
   れるよう上記第１又は第２のスイッチング素子が上記一
   次巻線に対して動作するようになされたことを特徴とす
   る回転式電源供給装置。