JP3415280B2 - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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Description
に、電源を開閉することにより電源電圧を制御し平滑回
路を用いて安定した出力電圧を得るようにしたスイッチ
ング電源の改良に関する。
ると同時に出力の変動を抑える働きをしている。すなわ
ち、コイルLはエネルギーの一時滞留場所として働き、
スイッチSwがONのときはコイルLを通じてエネルギ
ーが電流として出力されると共に、コンデンサCに電荷
としてエネルギーが蓄積され、スイッチSwがOFFの
ときは蓄積されたエネルギーがコイルLおよびコンデン
サCより電流として出力される。
イルLの動作点は電流の変化時点で十分なインダクタン
スを有しなくてはならない。すなわちコイルL内を通過
する電流に見合ったコイルL内の磁束の変化が必要にな
る。
定電流iが供給されているとき、この電流iはコイルL
から供給される電流IL とコンデンサCの充放電電流C
・dVOUT /dtとの合成電流である。
示す。電流IL はその初期値IL0に対して電源電圧VB
と出力電圧VOUT の差によって増加することを示してい
る。
を示す。電流IL はその初期値IL0に対して、入力電圧
が0VでコイルLが端子電圧VOUT のコンデンサCを充
電しつつその電流を減じていくことを示している。
IL の変化分はコイルLのインダクタンスLに逆比例す
るので、コイルLのインダクタンスLが大きいほどIL
の時間的な変化が小さくなる。さらに式(1)を含めて
考えると、IL の時間的な変化が小さくなるとコンデン
サCの端子電圧の変化を抑えることができることにな
る。従って、コイルLのインダクタンスは使用される電
流IL の変化幅内で許されるかぎり大きなものであるこ
とが要求される。
したものである。コイル電流IL がその変化分ΔIL だ
けの繰り返し変化動作を行ったとき、コイルLの総磁束
ΦLはΔΦL (ΔΦL =L・ΔIL )だけ変化すること
を示している。ILMAXはコイルLの動作電流が増加して
コイルの飽和限界点に達したときのコイル電流IL を示
している。もしコイル電流IL がこのILMAXよりも更に
増加したときは電流の変化分ΔIL に見合うだけの磁束
の変化分ΔΦL が得られなくなり、この領域ではコイル
インダクタンスLが極めて小さくなる(磁気飽和)。従
ってILMAX以上に電流を流すとコイルインダクタンスL
が小さくなり、式(2)及び(3)から明らかなように
コイル電流IL に変動をきたし、これが、コンデンサ端
子電圧すなわち出力電圧VOUT の変動となる。このため
従来の電源回路では磁気飽和によって出力電流が制限さ
れる。
するコイルLの総磁束をΦLMAXとすると、ΦLMAXはコイ
ルLの磁路構成によって決定される。従来の方法で同一
のインダクタンスでより大きな電流を取り扱うためには
磁路容積を増大させ、例えば磁芯を大きくして図11で
のILMAX1 からILMAX2 へのように飽和磁束を増大させ
る方法をとっていた。しかしこの様な方法ではコイルL
のコアを大型にしコイルLを高価なものにすることにな
る。
装置では同一のインダクタンスでより大きな電流を取り
扱うためには磁路容積を増大させ、例えば磁芯を大きく
して飽和磁束を増大させる方法をとっていた。しかしこ
の様な方法はコイルを大型にしコイルを高価なものにす
る。
較的小型なコイルを用いて、磁気飽和を引き起こすこと
なく効率良く電流を流すことができるようにし、電源装
置を小型軽量にすることを目的とする。
め、この発明のは、第1の電源と、磁芯を有するコイル
及びコンデンサの直列回路からなる平滑回路と、前記第
1の電源および前記平滑回路を含む閉回路を任意に決定
されたタイミングで開閉する手段を具備し、前記前記第
1の電源の電圧よりも低い電圧を前記コンデンサ両端か
ら出力する電源装置において、前記コイルの磁芯を前記
第1の電源より供給される電流によって誘起される磁束
の方向と逆方向に、永久磁石により磁気的にバイアスす
るとともに、前記永久磁石の前記磁芯に対する相対距離
を変えることで前記バイアス量を可変する磁気バイアス
手段を設けたことを特徴とする。
ことにより動作点をシフトする。これにより、見かけ上
の磁気飽和点をずらし、大きな通電電流に対しても磁芯
を飽和させること無くインダクタンスを確保できるよう
になり、必要な出力電流に比して小形のコイルを採用で
きることから、電源装置を小型軽量にすることができ
る。
装置について詳細に説明する。
コイルの第1の実施例を示したものである。
石Mgにより電流を通じることによって発生する磁束方
向とは逆方向に磁気バイアスを掛けたものである。
る。
よって発生する見掛けの磁気特性の変化量HOFFSETを示
したものである。この直流磁気バイアスはコイルLの磁
芯に、電流を通じることによって発生する磁束方向とは
逆方向にバイアスを掛けることによって発生させる。
うにすると動作点をグラフ上で右のほうにシフトするこ
とになり、加えない場合の飽和限界点電流ILMAX1 より
もさらに大きな電流値ILMAX2 までコイルに電流を流し
ても当初の飽和限界点磁束ΦLMAXに達しない。このこと
は飽和限界点磁束ΦLMAXを増大させないで、すなわちイ
ンダクタとしての磁芯の容積をふやすことなく、このオ
フセット量で最大電流値ILMAXが決定できる。
めに必要とするコイルLの大きさが小さくて済むことに
なる。図3はこの事情を説明したものでコイル電流IL
としてIA の電流が必要な場合、電流IA による磁芯内
の磁束ΦA まで飽和しない磁芯特性が必要である。従来
の方法でこの特性を得ようとした場合には、磁芯として
ΦA から−ΦA までの広範囲に亙り磁束変化に対して飽
和しないもの、すなわち大型の磁芯が必要になる。
芯を用いた場合には、磁気バイアスによりその動作点を
必要とする出力電流の変化範囲ΔIL に合わせて設定で
き、磁芯に要求される磁束の変化範囲はΦA からΦB ま
でですむ。これにより、磁芯として従来のものよりはる
かに小型のものを使用することができる。
は、図1の第1の実施例のようにコイルLの磁芯に永久
磁石Mgを利用してバイアスを掛ける方法と、磁芯にバ
イアス用巻線を設け、このバイアス用巻線に電流を供給
することでバイアスを掛ける方法とを取っている。
2の実施例を示したもので、コイルLの磁気バイアスの
発生源として副巻線Lsによる電磁石を用いたものであ
る。図では副巻線Lsは別コアに巻かれているが、コイ
ルLと同一コアに巻かれたものでも差し支えない。
示す第1の実施例の変形である。この例では、磁気バイ
アスを与えるために永久磁石Mgを用い、永久磁石Mg
とコイルL間の距離を設定できるようにした。これによ
りオフセット量、すなわち磁気バイアス量が任意に設定
でき、任意に出力電流範囲が設定できる。
実施例の変形である。図4の例ではバイアス磁界発生手
段として電磁石を用いている。この場合、目的コイルを
流れる電流の変化により、主/副巻線間に電磁誘導を生
じ、これに起因して副巻線に発生する誘導起電力により
この副巻線に流れる電流に変化が生じ、そのため発生す
る磁界が不安定になることがある。図6の例では磁気バ
イアスの発生源である副巻線Lsに定電流源を配して定
電流isを供給するようにする。この定電流isを任意
に設定することにより、主巻線を流れる電流の変化に影
響されない安定したオフセットを与えることができ、磁
気バイアス量が任意に設定でき、任意に出力電流範囲を
設定することができる。
る。この例では電流検出回路2と永久磁石駆動回路3を
別に設け、出力電流iを検出してそれに応じてステージ
4を動かして永久磁石MgのコイルLに対する位置を変
え、永久磁石Mgによる磁気バイアス量を制御する。こ
れにより広範囲に出力電流iに対するコイルの動作点を
マッチングさせることができる。
で、電流検出回路2と電流制御回路5を別に設け、出力
電流iを検出してそれに応じて副巻線Lsに流れる電流
を制御する。これにより広範囲に出力電流iに対するコ
イルの動作点をマッチングさせることができる。
と、この電源に接続される磁芯を有するコイル及びコン
デンサの直列回路からなる平滑回路と、電源および平滑
回路を含む閉回路を開閉するスイッチ手段とで構成さ
れ、スイッチ手段を任意に決定されたタイミングで開閉
することにより、電源電圧よりも低い安定電圧をコンデ
ンサ両端から出力する電源装置において、コイルの磁芯
を電源より供給される電流により誘起される磁束方向と
逆方向に磁気的にバイアスするようにする。
の磁気飽和点をずらし、大きな通電電流においても磁芯
を飽和させること無くインダクタンスを確保できるよう
になり、必要とする電流に比べて小型のコイルを採用出
来ることから、電源装置を小型軽量にすることができ
る。
って実現でき、永久磁石の場合はコアとの相対距離を、
副巻線の場合は副巻線を流れる電流を制御することによ
ってバイアス量を制御することができる。
実施例の構成図。
特性の説明図。
化の説明図。
実施例の構成図。
実施例の構成図。
実施例の構成図。
図。
図。
図。
す図。
Claims (2)
- 【請求項1】 第1の電源と、磁芯を有するコイル及び
コンデンサの直列回路からなる平滑回路と、前記第1の
電源および前記平滑回路を含む閉回路を任意に決定され
たタイミングで開閉する手段を具備し、前記前記第1の
電源の電圧よりも低い電圧を前記コンデンサ両端から出
力する電源装置において、 前記コイルの磁芯を前記第1の電源より供給される電流
によって誘起される磁束の方向と逆方向に、永久磁石に
より磁気的にバイアスするとともに、前記永久磁石の前
記磁芯に対する相対距離を変えることで前記バイアス量
を可変する磁気バイアス手段を設けたことを特徴とする
電源装置。 - 【請求項2】 出力電流を検出する電流検出手段をさら
に設け、 前記バイアス手段は、前記電流検出手段の検出出力に基
づいて前記相対距離を変え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 |
---|---|---|---|
JP19157394A JP3415280B2 (ja) | 1994-08-15 | 1994-08-15 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19157394A JP3415280B2 (ja) | 1994-08-15 | 1994-08-15 | 電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0866018A JPH0866018A (ja) | 1996-03-08 |
JP3415280B2 true JP3415280B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=16276917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19157394A Expired - Fee Related JP3415280B2 (ja) | 1994-08-15 | 1994-08-15 | 電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3415280B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6274209B2 (ja) * | 2013-06-26 | 2018-02-07 | 富士通株式会社 | 情報処理装置および電源回路 |
-
1994
- 1994-08-15 JP JP19157394A patent/JP3415280B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH0866018A (ja) | 1996-03-08 |
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