JP3722496B2

JP3722496B2 - 電源回路

Info

Publication number: JP3722496B2
Application number: JP27874593A
Authority: JP
Inventors: 誠士月元; 憲一勝山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-11-09
Filing date: 1993-11-09
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: JPH07135770A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
電子回路の電源には複数の電圧が要求されるのが一般的であり、特に±15Ｖや±５Ｖの正負の２電圧が要求される場合が多い。本発明は、フォワード方式のＤＣ／ＤＣコンバータにおいてトランスの１つの２次巻線から正負の２電圧を取り出すことができる電源回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＤＣ／ＤＣコンバータの回路では、複数の電圧を取り出す場合、トランスの２次巻線を複数にして、それぞれの２次巻線から得られる電圧を別個に整流・平滑して、必要な電源電圧を得るようにしている。
【０００３】
図８に２出力の場合の従来例のフォワード方式ＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成を示す。図において、１次側の入力電圧Ｖi をメインスイッチ２のオン／オフにより交流化して、トランス３の２次側巻線Ｎa 及びＮ_bに変圧された電圧を得る。これらＮa 及びＮb の両端電圧をそれぞれ整流平滑回路４及び５により、直流電圧Ｖ₀₁及びＶ₀₂に変換して出力する。
【０００４】
誤差増幅器６で、上記出力電圧のうち例えばＶ₀₂と基準電圧とを比較して誤差を検出し、この出力を用いてＰＷＭ回路７でメインスイッチ２のオン／オフを調整し、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の出力電圧が規格内に入るように自動的に調整する。上述したように、正負２電圧を取り出す場合には、従来は、トランス３の２次巻線が２つ（Ｎa 、Ｎb ）必要であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の多出力ＤＣ／ＤＣコンバータのトランスは、２次巻線が複数あり構造が複雑なため、コストがかかり寸法も大きくなっていた。このため、電源回路のコスト、寸法の増大を招くという問題点があった。
【０００６】
したがって本発明は、フォワード方式のＤＣ／ＤＣコンバータにおいてトランスの１つの２次巻線から正負の２電圧を取り出すことができる電源回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点は図１などに示す回路の構成によって解決される。図１において、（請求項１）トランス300 と該トランスの２次巻線Nsの一端に接続されるコイルとを具備し、該コイルの他端を出力の負極側とするフォワード方式のＤＣ／ＤＣコンバータ100 と、
該トランスの２次巻線の出力電圧を分岐して整流し平滑する第１の整流平滑回路130 と、
該平滑された電圧を該ＤＣ／ＤＣコンバータの出力の正極側を基準にして整流平滑して、該ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧とは異符号の直流電圧を出力する第２の整流平滑回路150 とで構成する。
【０００８】
（請求項２）トランスと、該トランスの２次巻線の出力電圧を整流する整流回路と、該整流回路の出力の一端に接続されるコイルとを具備し、該コイルの他端を出力の負極側とするフォワード方式のＤＣ／ＤＣコンバータと、
該整流回路の出力電圧を分岐して平滑する平滑回路と、
該平滑された電圧を該ＤＣ／ＤＣコンバータの出力の正極側を基準にして整流平滑して、該ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧とは異符号の直流電圧を出力する整流平滑回路とで構成する。
【０００９】
（請求項３）トランスと該トランスの２次巻線の一端にダイオードを介して接続されるコイルとを具備し、該コイルの他端を出力の正極側とするフォワード方式のＤＣ／ＤＣコンバータと、
該トランスの２次巻線の出力電圧を分岐して整流し平滑する第１の整流平滑回路と、
該平滑された電圧を該ＤＣ／ＤＣコンバータの出力の負極側を基準にして整流平滑して、該ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧とは異符号の直流電圧を出力する第２の整流平滑回路とで構成する。
【００１０】
（請求項４）トランスと、該トランスの２次巻線の出力電圧を整流する整流回路と、該整流回路の出力の一端に接続されるコイルとを具備し、該コイルの他端を出力の正極側とするフォワード方式のＤＣ／ＤＣコンバータと、
該整流回路の出力電圧を分岐して平滑する平滑回路と、
該平滑された電圧を該ＤＣ／ＤＣコンバータの出力の負極側を基準にして整流平滑して、該ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧とは異符号の直流電圧を出力する整流平滑回路とで構成する。
【００１３】
【作用】
図１(A)において、（請求項１）ＤＣ／ＤＣコンバータ100のトランス300 の１次側にあるメインスイッチ200がオンのとき、トランス300の２次側電圧をＶa 、100の出力電圧をＶo とすると、コンデンサＣoの両端の電位差はＶo である。100の出力正極点Ａを基準にとると、コンデンサＣoの正極点Ｅの電位は、同図(B) に示すようにメインスイッチ200がオンのとき、−（Ｖa −Ｖo)、オフのときＶo となる。
【００１４】
コンデンサＣo の両端の電位差はＥ点の電位をピーク整流したものであり、＋Ｖo となる。したがって、トランス300の１つの２次巻線から正負２電圧を取り出すことができる。
【００１５】
（請求項２）上記請求項１のＤＣ／ＤＣコンバータ100 中の整流回路と第１の整流平滑回路130 中の整流回路部分を共通にした構成であり、請求項１の場合と同じ作用効果を有する。
【００１６】
（請求項３）トランスの２次巻線の一端にダイオードを介して接続されるコイルの他端がＤＣ／ＤＣコンバータの出力の正極側となっている場合であり、図５にその構成の一例を示す。請求項１の場合と類似の作用により、請求項１と同様にトランスの１つの２次巻線から正負２電圧を取り出すことができる。
【００１７】
（請求項４）上記請求項３のＤＣ／ＤＣコンバータ中の整流回路と第１の整流平滑回路中の整流回路部分を共通にした構成であり、請求項３の場合と同じ作用効果を有する。
【００２０】
【実施例】
図２は本発明の第１の実施例のＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成図であり、±15Ｖ、±５Ｖの４電圧を出力する場合を示している。図において、点線で囲んで示す部分１’は前述した従来技術と同じＤＣ／ＤＣコンバータであるため、その説明を省略する。
【００２１】
フォワード方式ＤＣ／ＤＣコンバータ１’中のトランス３の２次巻線Ｎc の両端に出力される電圧をダイオード11と12により整流し、コイル13とコンデンサ14により平滑する。この平滑された電圧をダイオード15とコンデンサ16により、上記１’の出力の正極側Ａ点を基準にして再び整流平滑して＋15Ｖ出力を得る。２次巻線Ｎd の両端に出力される電圧についても同様にして、ダイオード11' 、12' 、コイル13' 、コンデンサ14' により整流平滑された電圧を、１’の出力の正極側Ｂ点を基準にして再び整流平滑して、＋５Ｖの出力を得る。
【００２２】
本実施例では、トランス３の２次巻線１つにつき正負の２電圧を取り出しているので、±15Ｖ、±５Ｖの４電圧出力の電源であるにもかかわらずトランス３の２次巻線は２つ（Ｎc 、Ｎd)で実現でき、トランスの低コスト化と小型化が可能となる。
【００２３】
図３は本発明の第２の実施例の回路構成図である。上述した図２の実施例では、ダイオード11と17、12と18をそれぞれ別にしているが、図３に示すように11と17、12と18をそれぞれ１つにまとめて21、22とすることによっても、１つの２次巻線から正負の２電圧（±Ｖo)を取り出すことができる。
図３に示すＤＣ／ＤＣコンバータの構成の一例を以下に示す。
例えば、メインスイッチ２（図１のメインスイッチ 200 に対応 ) のオン／オフ時比率を 0.5 、周波数を 250k Ｈ z 、トランス３（図１のトランス 300 に対応）の２次巻線の電圧ピークＶ a= ５Ｖ、コイル 19 のインダクタンスを 10 μＨ、コンデンサ 20 の容量を 100 μＦとすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ 10 （図１のＤＣ／ＤＣコンバータ 100 に対応）の出力電圧は、周知のようにＶ o ≒ 2.5 Ｖの直流電圧となる。
いま、図３において、ダイオード 21 、 22 とコイル 13 、コンデンサ 14 （図１のコンデンサＣ o に対応）からなる第１の整流平滑回路とメインスイッチ２とトランス３とでＤＣ／ＤＣコンバータを構成する時、コイル 13 のインダクタンス、コンデンサ 14 の容量値を上述した値に設定すると、コンデンサ 14 （図１のコンデンサＣ o に対応）の両端の電位差は、ＤＣ／ＤＣコンバータ 10 （図１のＤＣ／ＤＣコンバータ 100 に対応）の出力電圧Ｖ o となる。
以上から、コイル 13 とコンデンサ 14 の定数をＤＣ／ＤＣコンバータ 10 のコイル 19 とコンデンサ 20 と同じ値に選べば、本発明を実現することができる。但し、上述した値の選択は一例であり、コイル 13 、コンデンサ 14 の値は、ＤＣ／ＤＣコンバータ 10 内のコイル 19 、コンデンサ 20 の値と同じ値でなくてもよい。この結果、部品（ダイオード）数を減らす事により、更に小型、低コスト化が可能となる。
【００２４】
図４は本発明の第３の実施例の回路構成図である。同図に示すように、コイル13'と19'を磁気結合することも可能である。この場合、２つのコイル13'と19'で同一鉄心を用いるため、これらコイルで磁束が同じように変化して、ＤＣ／ＤＣコンバータ10の２次側回路と、該２次側回路に並列に設けたコイル13' を有する回路との間のバランスをとることができる。
【００２５】
図５は本発明の第４の実施例の回路構成図であり、ダイオード27と28によりフォワード方式ＤＣ／ＤＣコンバータ10' 中のトランス３の１つの２次巻線の出力電圧を整流し、コイル29とコンデンサ30により平滑して、ダイオード31とコンデンサ32でこの平滑された電圧を10'の出力の負極側Ｃ点を基準にして再び整流、平滑する。
【００２６】
10'の出力の負極側Ｃ点を基準とすると、コンデンサ30の負極側Ｄ点の電位は、トランス３の２次巻線の両端電圧をＶa とすると、メインスイッチ２がオンのときＶ_a−Ｖo 、オフのとき−Ｖo となる。前述した図２〜図４の場合とは逆に、Ｄ点の電位をピーク整流した方は負出力、10' の出力は正出力となる。
【００２７】
図６及び図７はそれぞれ、本発明の第５及び第６の実施例の回路構成図であり、図６に示すようにダイオード23と27、24と28をそれぞれ１つにまとめて33、34としてもよい。また、図７に示すようにコイル25'と29'を磁気結合してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フォワード方式ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、トランスの１つの２次巻線から正負の２電圧を取り出すことができるので、トランスの低コスト化と小型化を実現でき、多出力電源回路の小型化と低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は本発明の原理図、
【図２】は本発明の第１の実施例のＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成図、
【図３】は本発明の第２の実施例の回路構成図、
【図４】は本発明の第３の実施例の回路構成図、
【図５】は本発明の第４の実施例の回路構成図、
【図６】は本発明の第５の実施例の回路構成図、
【図７】は本発明の第６の実施例の回路構成図、
【図８】は従来例の２出力フォワード方式ＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成図である。
【符号の説明】
100はＤＣ／ＤＣコンバータ、
300はトランス、
130 は第１の整流平滑回路、
150 は第２の整流平滑回路
を示す。

Claims

トランスの２次コイルの両端と接続され、負極側にコイルを配置した整流・平滑回路を備えた負電圧生成部と、
前記２次コイルの両端と接続され、正極側にコイルを配置した整流・平滑回路を有し、該整流・平滑回路の正極側出力と、前記負電圧生成部の正極側出力とを入力とするピーク整流回路を有する正電圧生成部と、
を備え、前記負電圧生成部の負極側出力及び前記ピーク整流回路の２出力を、出力とする電源回路。
前記電源回路において、
前記負電圧生成部における前記整流回路と、前記正電圧生成部における前記整流回路に共有部分を設けた、
ことを特徴とする請求項１記載の電源回路。
トランスの２次コイルの両端と接続され、正極側にコイルを配置した整流・平滑回路を備えた正電圧生成部と、
前記２次コイルの両端と接続され、負極側にコイルを配置した整流・平滑回路を有し、該整流・平滑回路の負極側出力と、前記正電圧生成部の負極側出力とを入力とするピーク整流回路を有する負電圧生成部と、
を備え、前記正電圧生成部の正極側出力及び前記ピーク整流回路の２出力を、出力とする電源回路。
前記電源回路において、
前記正電圧生成部における前記整流回路と、前記負電圧生成部における前記整流回路に共有部分を設けた、
ことを特徴とする請求項３記載の電源回路。