JPH01231661A - スイッチング電源装置 - 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】 （Ｉｌ！要〕 複数のコンバータを並列接続した人出万古ｔｉ＋のスイ
ッチング電源装置に関し、 少なくとも２種類の出力直流電比に対しで、回路をでき
るだけ共用することを目的とし、各々スイッチングトラ
ンジスタを有する［１個（ただし、ｎは２以上の整数）
のコンバータが並列に接続されて入力直流電圧を所望の
出力直流電圧に変換すると共に、出力直流電流を人力直
流電流よりも大とするスイッチング電源装置において、
該ｎ個のコンバータ内の平滑回路のうち任意の数の平滑
回路の各入力端同士を接続するか又はすべて開放とする
スイッチと、該ｎ個のコンバータ内のスイッチングトラ
ンジスタへの各々のスイッチングパルスの位相を互いに
ずらしてｎ相のスイツチングパルスを発生出力するスイ
ッチングパルス発生手段を具備するよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はスイッチング電源装置に係り、特に複数のコン
バータを並列接続した大出力容ム１のスイッチング電源
装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図は従来のスイッチング電源装置の一例のブロック
図を示ず。同図中、１．１′及び後述の６．６′は直流
信号入力端子、２ａ、２ｂ、７ａ及び７ｂは夫々同一構
成のコンバータ、３及び８は出力直流電圧を一定値にす
るだめの安定化制御回路、４及び９は二】ンバータ２ａ
、２ｂ、７ａ及び７ｂ内のスイッチングトランジスタの
ベースへスイッチングパルスを送出する駆動回路、５゜
５′、１０及び１０’　は直流信号出力端子である。

入力端子１，１′間に入来した例えば２７０Ｖ。

２０Δ前後の直流信号は並列に接続された２つのコンバ
ータ２ａ、２ｂに夫々供給され、ここで別々に直流−直
流変換された後合成されＣ出力端子５．５′間へ、例え
ば２Ｖ、１０００Δ・〜・２０００Δの直流信号として
出力される。Ｊ、た、一方、この出力直流信号は安定化
制御回路３で基準電ｆｊどの誤差等を検出されて、誤差
に応じたパルス幅のスイッチングパルスに変換された後
、駆動回路４を通してコンバータ２ａ、２ｂ内のスイッ
チング１〜ランジスタに夫々同時に供給され、これらを
出力直流電圧が一定になるようにスイッチング制御する
。

コンバータ２ａ、２ｂはスイッチングトランジスタのオ
ン／オフによりトランスＪ：リパルス電圧を出力する公
知の構成のコンバータで、中和ではそれほど大きな出力
直流電流は得られない。イこで、このスイッチング電源
装置ではコンバータ２ａ、２ｂを並列接続することによ
つ−Ｃ出力端子５．５′間にはそれらの和の１０００Ａ
〜２０００Δという大出力電流を得る構成とされている
１、また、同様に入力端子６，６′に入来した、例えば
２７０Ｖ、２ＯＡ前後の直流信シ］は」ンバータ７ａ、
７ｂににり別々に直流−直流変換された後出力端子１０
．１０’間へ例えば３．６Ｖ、　１０００Ａ〜２０００
Ａの直流（ｉｉ号どして出力される。また、出力端子１
０．１０’　への出力直流イ＾ｇが一定どなるＪ：うに
、安定化制御回路８及び駆動回路９が設【）られている
。

このような低電圧、大電流の直流信号は、電子６１算機
等の７１ｆΔＮｊ電圧どして用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような大容量の直流電源が必要な装置（例えば電
子計算機）では、一般に数種類の直流電圧を必要とする
ため、例えば２ｖと３．６ｖが必要な場合は第５図に示
したように、同様の回路構成のスイッチング電源装置が
夫々２ｖ用、　　３．６Ｖ用というにうに専用に設りら
れるのが通常であつＩこ　。

このため、従来は何種類ものスイッチング電源装置が必
要となるため、設ｇＩ工数が多く、また部品種類の増大
ににり高価である等の問題があった。

＝　　１　　＝ 本発明は上記の点に鑑みて創作されたもので・、少なく
とも２種類の出力百流電Ｄ−に対して回路をできるだ（
）共用することができるスイッチング電源装置Ｎを提供
りることを［１的とする。。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロック図を示す１．同図中、１
１は直流信号入力端子、１２１〜１２１はｎ個（ただし
、ｒ）は２以上の整数）の：１ンバータで、各々同一構
成で、その内部にスイッチング１〜ランジスタを有し、
かつ、平滑回路１３１へ・１３１１を有している。また
、１４はスイッチ、１５はスイッチングパルス発生手段
、１６は直流信号出力端子である。

スイッチ１４は平滑回路１３１〜１３Ｔｌのうら任意の
数の平滑回路の各入力端同士−を接続するか又はすべて
開放とする。

また、スイッチングパルス発生手段１５はコンバータ１
２１〜１２η内の各スイッチングトランジスタヘ「）相
のスイッチングパルスを発生出力づる。

〔作用〕

コンバータ１２１〜１２７の各々は入力端子１１１こり
の人力直流信号を別々に直流−直流変換して、各々同一
の直流電圧Ｖ。と直流電流Ｉ。を１；する。

スイッチ１４が平滑回路１３１〜１３ηの入力端同士を
開放しているとぎ、従来ど同様にコンバータ１２１〜１
２ηが並列接続されたことと等価になり、出ノＪ端子１
６には上記直流電圧Ｖｏが得られると共に、出力直流は
略ｎ−ｌ０とされて得られる。

一方、スイッチ１４が平滑回路１３１〜１３Ｔｌのうち
、例えばすべての平滑回路１３１〜１３ηの入力端を接
続するように切換えた場合は、平滑回路１３１−１３ｔ
の各入力信号はスイッチングトランジスタがスイッチン
グパルス発生手段１５の出力スイッチングパルスの周期
の１／ｎ倍の周期のスイッチングパルスでスイッチング
されたどきに得られる出力パルスと人々等価どなるため
、コンバータ１２１〜１２ηの各々の出力直流電圧は前
記Ｖ。の約０倍になる。

従って、スイッチ１４の開閉成により出力端子１６へ出
力される直流電圧を切換えることができる。なお、スイ
ッチ１４は平滑回路１３１〜１３Ｔｌのうち任意の数の
平滑回路の入力端同士を人々接続することができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例の回路系統図を示寸。

同図中、第１図と同一構成部分には同−首号をイ」し、
その説明を省略する。本実施例はｎ＝・２の場合の例で
、直流電圧２Ｖと３．６Ｖとを切換出力するものである
。

第２図において、コンバータ１２１はスイツヂング用Ｎ
ＰＮＩ−ランジスタＱ＋　、Ｑ＋の］レクタに１次巻線
が接続されているトランス−ｒ＋　、Ｔ＋の２次巻線側
に接続されている整流用ダイオードＤ＋　ａ　、フライ
ホイールダイオードＩ′）１ｂ、平滑−７＝ 回路１３１を構成するチョークコイル［−１及び平滑用
コンデンサＣ＋Ｊ：り構成されている。コンバータ１２
２もコンバータ１２１と同−構成で、スイッチング用Ｎ
ＰＮ１〜ランジスタＱ２、トランスＴ２、整流用ダイオ
ードＤ２ａ、フライホイールダイオードＤ２１）　、ヂ
ョーク＝１イル［２及び平滑用コンデンサＣ２よりなる
。

また、１８は前記安定化制御回路８と同様の動作を行な
う安定化制御回路、１９は駆動回路で、これらは前記ス
イッチングパルス発生手段１５を構成している。駆動回
路１９からは周期Ｔの２相のスイッチングパルスが並列
に取り出される。

駆動回路１９よりの２相のスイッチングパルスにより、
周期ＴのうちトランジスタＱ１がオンしている期間Ｔ。

Ｎ（＜１／２Ｔ）と、トランジスタＱ２がオンしている
期間Ｔ。Ｎ（＜１／２１−）とは時間長は等しいが、Ｑ
ｌ及びＱｌが同時にオンとなっていることはなく、一方
がオンのとぎは他方は常にオフとなっており、Ｑｌと０
２は交互にオン／オフ制御される。

一　　８　− 更にＳＷは開閉成スイッチで、その一端がダイオードＤ
＋　ａ　、Ｄ＋　ｂの各カソードどヂ三１−クニ１イル
Ｌ１との接続点に接続され、その他端がダイオードＤ２
　ａ　、　Ｄ２　ｂの各カソードどヂョークニ１イルＬ
２どの接続点に接続されている１、このスイッチＳＷは
前記スイッチ１４を構成している。

次にスイッチＳＷが開成（オフ）のときと閉成（オン）
のときの本実施例の動作について順次説明する。

■　スイッチＳＷ開成時 このとぎはコンバータ１２１及び１２２はＵいに独立の
関係となり、従来と同様の動作を行なう。

すなわち、入力端子１１．１１’　間に入来した例えば
２７０ｖの直流信号はトランジスタＱ＋　、Ｑｙのオン
の期間ＴＯＮにトランス−１−１，１−２にエネルギー
を蓄積させ、オフの期間に１〜ランス１−１゜Ｔ２の２
次側に電力を供給させる。

これにより、トランスＴ＋の２次側電圧は第３図にＶＴ
Ｉで示す如くになり、またトランスＴ２の２次側電圧波
形は第３図にＶＴ２で示す如くになる。この２次側電圧
ＶＴＩは整流用ダイオードＤ＋　ａ　、ＤｌｂにＪ、り
整流されて第３図にＶＦＩで示すパルス電圧に変換され
た後、平滑回路１３１で平滑されてその平均値（第３図
にＶ。で示す）の直流電圧が出力端子１６．１６’間へ
出力される。同様に、２次側電圧ＶＴ２も整流用ダイオ
ードＤ２ａ、Ｄ２ｂで整流されて第３図にＶＦ２で示す
パルス電圧とされた後、その平均値Ｖｏの直流電圧が出
ツノ端子１６．１６’間へ出力される。

ここで、上記の出力電圧Ｖ。はＶ。−（ＴＯＮ／Ｔ）×
Ｖ「（ただし、ＶＴ　＝ＶＴ　Ｉ　＝ＶＴ　２　）で決
定され、例えば２ｖである。また、出力直流電流はコン
バータ１２１．１２２の出力直流電流の和となり、例え
ば１００ＯＡ〜２００ＯＡとなる。

■　スイッチＳＷ閉成時 このとぎは整流用ダイオードＤ＋　ａ　、’　Ｌ’）＋
　ｂで整流して得られたパルス電圧が平滑回路１３１に
供給されると共に、スイッチＳＷを介して平滑回路１３
２に供給され、また一方、整流用ダイオードＤ２ａ、Ｄ
２１）で整流して得られたパルス電圧が平滑回路１３２
に供給されると共に、スイ・ンチＳＷを介して平滑回路
１３１に供給される。

従って、トランスＴ＋、丁２の２次側出力゛電圧は第４
図にＶＴｌ、ＶＴ２で示す如く、前記スイッチＳＷの開
成時と同一波形であるが、平滑回路１３１．１３２の各
入力電圧波形は第４図にＶＦＩ、ＶＦ２で示す如く同一
パルス波形どなり、またその周期は−ｂとのスイッチン
グパルスの周１！ＩＪ下の１／２倍の周期］−／２とな
る。

従って、このときの出力電ＥＥ　Ｖ　ｏ　’　はＶ。′
−２Ｘ　（Ｔｏ　Ｎ／Ｔ）ＸＶＴで表わされるから、ス
イッヂＳＷ開成時と異なる値の直流電圧が得られること
になる。

ここで、安定化制御回路１８は出力直流電圧Ｖｏ　　（
Ｖｏ　’　）と基準電圧とを比較し、その誤差に応じて
スイッチングパルスのパルス幅を可変する回路であるが
、外部Ｊ二りの操作によりその回路定数を変更できる構
成どされているので、回路定数を変更して上記のトラン
ジスタＱ＋　、Ｑ２のオン期間ＴＯＮを所定値に可変設
定することにより、＝　　１１　　＝ スイッチＳＷの開成時に出力電圧Ｖ。′として３．６ｖ
を冑ることができる。

このように、本実施例ににれば、コンバータ１２＋　、
１２２を共用しＣ２種類の出ツノ電圧２Ｖと３．６ｖと
を得ることができるから、第５図に示した従来装置に比
較して設ｈ１工数及び部品点数を大幅に削減づることが
できる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、複数のコンバータ内の平
滑回路の入力パルスの周期をスイッチの開成と開成によ
り他のコンバータの一部から得たパルスを用いて切換え
ることができるようにしたので、複数のコンバータを共
用して少なくとも２種類の直流電圧を出力することがで
き、よって従来に比べて設計工数や部品点数を大幅に削
減することができる等の特長を右するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブ１１ツク図、 第２図は本発明の一実施例の回路系統図、第３図はスイ
ッチ開成時の第２図の動作説明用タイムチャート、 第４図はスイッチ開成時の第２図の動作説明用タイムヂ
１７−１へ、 第５図は従来装置の一例のブ［］ツク図である。 図において、 １１．１１’　は入力端子、 １２１〜１２ηはコンバータ、 １３１〜１３ηは平滑回路、 １４はスイッチ、 １５はスイッチングパルス発生手段、 １６．１６’　は出力端子、 Ｑ＋　、０２はスイッチング川Ｎ　Ｆ”　Ｎ　ｌ−ラン
ジスタ、Ｔ＋　、Ｔ２はトランス を示ず。 代　　埋　　人　　弁理士　　伊　　東　　忠　　ｒ　
′スＡ、、／千毛争欠時の彊１２図の事力濁ｑ沫プ判田
り４を一トヤート第４図 イく片４赴１【の−ｌり１のフ゛′口・ン２゛図第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 各々スイッチングトランジスタを有するｎ個（ただし、
   ｎは２以上の整数）のコンバータ（１２＿１〜１２＿ｎ
   ）が並列に接続されて入力直流電圧を所望の出力直流電
   圧に変換すると共に、出力直流電流を入力直流電流より
   も大とするスイッチング電源装置において、該ｎ個のコ
   ンバータ（１２＿１〜１２＿ｎ）内の平滑回路（１３＿
   １〜１３＿ｎ）のうち任意の数の平滑回路の各入力端同
   士を接続するか又はすべて開放とするスイッチ（１４）
   と、 該ｎ個のコンバータ（１２＿１〜１２＿ｎ）内のスイツ
   チングトランジスタへの各々のスイッチングパルスの位
   相を互いにずらしてｎ相のスイッチングパルスを発生出
   力するスイッチングパルス発生手段（１５）とを具備し
   たことを特徴とするスイッチング電源装置。