JPH01206871A - スイッチング電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＯＡ機器、産業機器などに広く使用される直
流安定化電源で、小型・軽量を特長とするスイッチング
電源に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の電源として代表的なフライバックコンバ
ータ方式の第２図について説明する。

交流電圧１をダイオード２で全波整流して、電解コンデ
ンサ１３で平滑する。電解コンデンサ１３の直流電圧を
、トランジスタ３で高周波電圧に変換して、トランス８
に送る。この時、トランジスタ３がオンしている時、２
次巻線に接続されたダイオード９は逆バイアスされ電流
が流れない方向に接続する。このことで、トランジスタ
３がオンしている期間に、トランス８の１次巻線には、
励磁電流が流れ、トランス８の電気エネルギーが増化す
る。トランジスタ３がオフすると、トランス８の２次巻
線よりダイオード９を通してコンデンサ１０を充電して
、負荷１２に直流電圧を供給する。検出誤差増幅回路１
１より誤差信号をパルス中変換回路４に送り、トランジ
スタ３のオンとオフの比率を制御することで、負荷１２
の端子間電圧を安定させることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

近年、スイッチング電源を使用する機器が小型軽量化す
るとともに、この種の機器が、他界各国に持ちはこばれ
使用されることが多くなり、入力電圧定格１００Ｖ、１
２０Ｖ、２２０Ｖ、２４０Ｖなど切換しないで使用でき
る広い許容入力電圧範囲の需要が多くなった。

しかし、従来の方式では、電解コンデンサ１３の定格電
圧が２４０Ｖ入力時に耐えられる値で、容量は、１００
■入力時に最大負荷を加えても耐えられる値が必要にな
り、１００■入力または、２４０Ｖ人力の専用機器に選
べ２倍以上の大きさになる欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、従来の欠点を除くために、１次平滑用電解コ
ンデンサを取り除き、それにかわる電解コンデンサに、
負荷電圧にほぼ比例した（入力電圧変動を補正した）電
圧を印加して、入力電圧がこの電解コンデンサ電圧より
低くなった時のみ、あらかじめ、入力電圧が高い時に充
電しておいたこの電解コンデンサ電圧より電力を供給す
るようなものである。

すなわち本発明は、入力の交流電圧を整流するダイオー
ドと、その整流された直流電圧を２０　ＫＨｚ以上の高
周波電圧に変換するトランジスタと、その高周波電圧を
２次側に送るトランスと、２次高周波電圧を整流平滑す
るダイオードとコンデンサと、負荷電圧または負荷電圧
に比例した電圧を検出して誤差電圧信号を作る誤差増幅
回路と、前記トランジスタのオンとオフ時間を制御する
パルス巾変換回路と、前記直流電圧が低い時に電圧供給
するための電解コンデンサと、ダイオードと、その電解
コンデンサを充電する可飽和リアクトルと、ダイオード
を備えることを特徴とするスイッチング電源である。

〔実施例〕

本発明の一例として、第１図を示し説明する。

交流電圧１をダイオード２で全波整流した直流電圧を、
トランジスタ３で高周波電圧に変換してトランス８に送
る。この時、従来方式と同様に、トランジスタ３がオン
している期間にトランス８に流れた励磁電流エネルギー
が、トランジスタ３がオフすると、トランス８の２次巻
線よりダイオード９を通してコンデンサ１０を充電して
、負荷１２に直流電圧を供給する。誤差増幅回路１１と
パルス巾変換回路４の働きで、負荷１２の端子間電圧を
安定化させる。トランス８に新設したコンデンサ巻線よ
りダイオード７と可飽和リアクトル１４の充電制御巻線
を通して電解コンデンサ５に接続することで、入力変動
を補正した安定した負荷電圧に比例した電圧を電解コン
デンサ５に印加する。入力の交流電圧１を整流した前記
直流電圧が低い時電解コンデンサ５の電力を負荷に供給
するために可飽和リアクトル１４の放電巻線とダイオー
ド６を通してダイオード２の正極端子に接続する。

可飽和リアクトル１４の働きについて説明する。

入力電圧が低い時に、電解コンデンサ５の電圧はトラン
ジスタ３がオンすると可飽和リアクトル１４の放電巻線
とダイオード６を通してトランス８の１次巻線に印加さ
れる。この時、放電巻線の巻数が十分少くない値であれ
ば、黒丸を正とする方向で短時間に可飽和リアクトルが
飽和する。次に、トランジスタ３がオフすると、トラン
ス８の働きで黒丸を負とする電圧が発生して、ダイオー
ド９を通してコンデンサ１０と負荷１２に電力を供給す
る。この時、トランス８のコンデンサ巻線からもダイオ
ード７と可飽和リアクトル１４の充電巻線を通して、電
解コンデンサ５にも供給しようとするが、可飽和リアク
トル１４は黒丸を正とする方向で飽和していたため、巻
線が十分多い値の放電巻線に黒丸が負とする電圧が発生
して、２次巻線電圧が降下することなく、コンデンサ１
０と負荷１２に十分に電圧を供給できる。また、入力電
圧が上昇してダイオード６と可飽和リアクトル１４の放
電巻線の電流が停止すると、可飽和リアクトル１４は、
Ｉ・ランス８のコンデンサ巻線により印加される黒丸を
負とする方向に、トランジスタ３のスイッチング周期の
２〜３倍程度の時間で飽和してしまい、ダイオード７と
可飽和リアクトル１４の充電巻線を通して、電解コンデ
ンサ５を充電するが、可飽和リアクトル１４が黒丸を負
とする方向で飽和したままの状態で、電解コンデンサ５
の電圧が低い時にトランジスタ３がオフすると、トラン
ス８より供給される電圧は、はとんどダイオード７と充
電巻線を通して電解コンデンサ５に充電されてしまい、
コンデンサ１０と負荷１２の電圧が低下してしまう。こ
の欠点を除くために、ダイオード１５と抵抗１６を、ダ
イオード７のカソードとトランジスタ３のコレクタに接
続するか、ダイオード７のカソードと電解コンデンサ５
の負極端子に抵抗を接続するなどして、可飽和リアクト
ル１４が黒丸を負とする方向で飽和したままでなくなれ
ば、トランジスタ３がオフした時、可飽和リアクトル１
４が飽和するまでの間は、ダイオード９を通して、コン
デンサ１０と負荷１２に電力を供給するため、電圧が降
下することを防止することができる。

また、第１図は、フライバックコンバークの場合を示し
たもので、他に、フォアードコンパータやプソシュプル
コンハータやブリッジコンバータでも、平滑チョークに
コンデンサ巻線を備えて、第１図のトランス８のコンデ
ンサ巻線と同様に接続すれば、第１図と同様な効果かえ
られる。

第１図では、負荷電圧を検出しているが、負荷電圧のか
わりに電解コンデンサ５の電圧を検出しても同様の効果
をえられる。

〔発明の効果］ 本発明によれば、従来のように、１次電解コンデンサに
、高電圧まで変化することがないため、入力端子許容範
囲を８５Ｖ〜２７０Ｖなどのように広くしても、大型の
電解コンデンサが不用になり、さらに小型軽量化を実現
できる。

また、従来のように、１次平滑用電解コンデンサに、電
源投入時に流れる過大の突入電流も流れないため、突入
電流制限回路も不用になる。

さらに、コンデンサインプット型の整流回路でないため
、入力力率なども改善できるなど、産業上有益なスイッ
チング電源を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施回路図。 第２図は従来の回路図。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力の交流電圧を整流するダイオードと、その整流され
   た直流電圧を２０ＫＨｚ以上の高周波電圧に変換するト
   ランジスタと、その高周波電圧を２次側に送るトランス
   と、２次高周波電圧を整流平滑するダイオード及びコン
   デンサと、負荷電圧または負荷電圧に比例した電圧を検
   出して誤差電圧信号を作る誤差増幅回路と、前記トラン
   ジスタのオンとオフ時間を制御するパルス巾変換回路と
   、前記直流電圧が低い時に電圧供給するための電解コン
   デンサと、ダイオードと、その電解コンデンサを充電制
   御する可飽和リアクトルと、ダイオードを備えることを
   特徴とするスイッチング電源。