JPH01278265A - 正負出力スイッチング電源の制御回路 - 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】

本発明は正負出力スイッチング電源の制御回路に係り、
特に磁気増幅器を用いてトランスの二次側で出力安定化
制御をする回路の改良に関する。

【従来の技術】

磁気増幅器を用いたスイッチング電源は例えば特開昭６
０−１６０３７２号などで公知である。この様な磁気増
幅器は、例えば＋５．　＋１２．−５Ｖａｌｔ等の電圧
を出力する多出力電源において、例えば＋１２Ｖｏ　Ｉ
　ｔを主出力としてＰＷＭ制御用ＩＣを用いて安定化し
、その他の出力を提出力として磁気増幅器により安定化
するような用途に使用される。 第４図は磁気増幅器を正負出力スイッチング電源に用い
る場合の構成ブロック図である６図において、トランス
の一次巻Ｉ！ｎ１には直流電圧Ｖ　ｉｎが接続されてお
り、トランジスタＴｒ１等のスイッチング素子によりオ
ンオフされている。トランジスタＴｒ１のベース端子に
供給される信号はスイッチング制御回路１０により供給
され、例えばＰＷＭ　（ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏ
ｄｕｌａｔｉｏｎ）制御用のＩＣを採用して、主出力に
おける電圧を基準電圧Ｖ　ｒｅｆｌに等しくなるように
安定化している。 トランスの二次巻ｆｉｎ２は正電圧子ＥＯを発生するも
ので、二次側に発生したスイッチング信号をダイオード
０１，０２により整流し、チョークコイル［１とコンデ
ンサＣ１により平滑化して、直流電圧を出力する。誤差
信号出力手段２０は出力電圧十ＥＯを所定の基準電圧Ｖ
　ｒｅｆ２と比較して誤差信号ｅｏ１を出力する。マグ
アンプ制御部３０は誤差信号ｅ　を増幅した制御信号ｅ
Ｍ１をダイオード０３を介して可飽和リアクトルＳＲ１
に供給し、提出力なる十ＥＯを安定化している。 トランスの二次巻線ｎ３は負電圧−ＥＯを発生するもの
で、二次側に発生したスイッチング信号をダイオード０
４．Ｄ５により整流し、チョークコイル［２とコンデン
サＣ２により平滑化して、直流電圧を出力する。誤差信
号出力手段４０は出力電圧−ＥＯを正電圧と同じ基準電
圧Ｖ　ｒｅｆ３と比較して誤差信号ｅ。２を出力する。 マグアンプ制卿部５０は誤差信号ｅ　を増幅した制御信
号ｅＨ２をダイオ−ド０６を介して可飽和リアクトルＳ
Ｒ２に供給し、提出力たる−ＥＯを安定化している。 誤差信号出力手段２０．４０とマグアンプ制御部３０．
５０の回路を類似した形式とするため、正負電圧を等し
くしている。そして、基準電圧Ｖｒｅｆ２．３が同じに
なると共に、正電圧では基準電圧をコモンラインとし正
電圧子ＥＯより動作に必要な電力の供給を受けている。 また負電圧では、基準電圧を負電圧−ＥＯとしコモンラ
インより動作に必要な電力の供給を受けている。

【発明が解決しようとする課題］ しかし従来装置では、次の課題がある。正電圧では基準
電圧がコモンラインであるので過渡応答が素直であり、
早く安定化する。負電圧は基準電圧が負電圧線であり、
コモンラインに比べて変動が大きくなり過渡応答特性が
悪くなる。従って電圧が正であるか負であるかによって
安定化の度合いが相違し、出力安定化回路を共通に使用
すると安定化の動特性が相違するという課題があった。 また動特性を一致させようとすると、位相保障回路が両
者で相違して部品の共通化が図れないという課題があっ
た。 本発明はこのような課題を解決したもので、正負電圧出
力の安定化回路を共通にすると共に動特性もほぼ等しく
なる正負出力スイッチング電源の制御回路を提供するこ
とを目的とする。 【課題を解決するための手段】 このような目的を達成する本発明は、トランスの一次巻
線に入力された直流電圧をスイッチング素子によりオン
オフして、第１及び第２の二次巻線に現れたスイッチン
グ信号を整流平滑化して正負同一の直流電圧を出力する
正負出力スイッチング電源において、次の構成としたも
のである。 即ち、正出力の安定化のために、コモンラインと正出力
電圧を所定の基準電圧と比較し誤差信号を出力する手段
、この誤差信号を入力し正出力電圧より動作に必要な電
力の供給を受けて第１の二次巻線に接続された可飽和リ
アクトルに制御信号を送るマグアンプ制御部を具備して
いる。 また負出力の安定化のために、負出力電圧とコモンライ
ンとの電位差を所定の基準電圧と比較し誤差信号を出力
する手段、この誤差信号から負出力ＴｏＦｆ−に相当す
る電圧を減算するレベルシフト回路、このレベルシフト
回路でシフトされた誤差信号を入力しコモンラインより
動作に必要な電力の供給を受けて第２の二次巻線に接続
された可飽和リアクトルに制御信号を送るマグアンプ制
御部を具備している。 そして、前記誤差信号出力手段とマグアンプ制御部とを
正負出力回路で共通にしたことを特徴としている。 尚、正出力電圧と負出力電圧の絶対値が等しくないとき
はレベル統一用の分圧手段を設けるとよい。

【作用】

本発明の各構成要素はつぎの作用をする。前記誤差信号
出力手段とマグアンプ制御部とを正負出力回路で共通に
しなので、部品が共通に使用でき量産性が高まる。また
、負出力電圧安定化のためレベルシフト回路を装着して
、正負出力の安定化における動特性をほぼ一致させてい
る。

【実施例】

以下図面を用いて、本発明を説明する。 第１図は、本発明の−・実施例を示す構成ブロック図で
ある。尚第１図において、前記第４図と同一作用をする
ものには同一符号をつけ説明を省略する０図において、
レベルシフト手段６０は誤差信号出力手段４０の出力す
る誤差信号ｅ。３から負出力電圧−ＥＯを減算しシフト
誤差信号ｅ０４を出力するもので、例えばゼナー電圧Ｅ
Ｏのゼナーダイオードが用いられ、カソード側に誤差信
号ｅ。３を入力する。シフト誤差信号ｅ。４はマグアン
プ制御部５０に制御用入力信号として供給される。 このように構成された装置の動作を次に説明する。第２
図は誤差信号の信号レベルの説明図である。中央にグラ
ンドＧＮＤがコモンラインとして存在し、上側に正出力
電圧子ＥＯ及び誤差信号ｅｏ１及びｅ。３が存在し、下
側に負出力電圧−ＥＯ及Ｖ誤差信号ｅ。４が存在してい
る。マグアンプ制御部３０の入力信号は誤差信号ｅ。１
、出力信号は制御信号ｅＨ１である。これに対して、マ
グアンプ制御部５０の入力信号は第４図の誤差信号ｅ。 ２と同じレベルを有する誤差信号ｅ。４、出力信号は制
御信号ｅＨ２である。誤差信号ｅ。３の電位は誤差信号
ｅＯ４と異なり、レベルシフト手段６０の作用で誤差信
号ｅｏ１と電位が等しいものとなっている。そこで、制
御信号ｅＨ□の電位は、レベルシフト手段６０の作用を
考慮すると、負電圧−ＥＯ基準で次式％式％ この結果、マグアンプ衝御部３０．５０により可飽和リ
アクトルＳＲ１，２に送る制御信号ｅ８１，２のレベル
が定常値としては従来と等しくなり、正負電源における
基準電圧の相違を誤差信号出力手段２０．４０及びレベ
ルシフト手段６０によって吸収して動特性もほぼ一致す
る。 第３図は本発明の具体的実施例を示す回路図である０図
において、誤差信号出力手段２０は、分圧回路２１と差
動増幅器２２と誤差増幅器２３とよりなっている０分圧
回路２１は例えば抵抗Ｒ２１゜Ｒ２２，Ｒ２３の組によ
りなり、コモンラインと正電圧との電位差に比例した電
圧を抵抗Ｒ２２に発生する。 差動増幅器２２はＯＰアンプ０２１　、　ｕ２２を差動
構成して抵抗Ｒ２２に発生した電圧を取出し、ＯＰアン
グＵ２３により抵抗Ｒ２４，Ｒ２５の比で定まる割合い
で増幅している。この増幅率には次式で与えられる。 Ｋ　＝　−（Ｒ２５／Ｒ２４）Ｘ（（Ｒ２２）／（Ｒ２
１＋Ｒ２２＋Ｒ２３））　（２）誤差増幅器２３は可変
シャントレギュレータｕ２４により基準電圧源を構成し
ている。ＯＰアンプ［２３の出力する差電圧信号は抵抗
で分圧されてｅｏ５として可変シャントレギュレータ０
２４に印加される。可変シャントレギュレータＵ２４に
は抵抗Ｒ２６、Ｒ２７が接続されており、電圧ｅ。５が
一定となるようにカソード側の吸込み電流を制御し、こ
れによって差電圧信号と基準電圧との誤差信号が発生し
ている。そしてＯＰアンプ０２５によりコンデンサと抵
抗により定まる所定時定数の積分器を構成して、この誤
差信号を増幅しフィルタ回路を介して誤差信号ｅ。１を
出力している。 マグアンプ制御部３０は誤差信号ｅ。１をベース端子に
入力してオンオフされるトランジスタＴｒ３１と、この
トランジスタ’Ｉ’ｒ３１のコレクタ端子電圧を制御入
力として出力電圧を利用して可飽和リアクトルＳＲ１に
制御信号ｅＨ１である電流を送る大電流用トランジスタ
Ｔ「３２とよりなっている。 次に負電圧側について説明すると、誤差信号出力手段４
０は分圧回路４１と差動増幅器４２と誤差増幅器２３と
よりなっている。正負の出力電圧が同一であるときは、
誤差信号出力手段２０と同一構成とする。正負の出力電
圧が相違するときは、分圧回路４１のレベル変換の割合
いを分圧回路２１に於ける電圧と同一になるように定め
ると、差動増幅器４２と誤差増幅器４３は誤差信号出力
手段２０と同一にできる。 誤差増幅器４３で出力した誤差信号ｅ。３はレベルシフ
ト手段６０を介してレベル変換された誤差信号ｅ。４と
なり、トランジスタＴｒ５１．５２を介して可飽和リア
クトルＳ）＋２に制御信号ｅＨ２を送っている。 このように構成された装置においては、差動増幅器２２
．４２を用いて差動形式で出力電圧に関連した信号を得
ているので、電源出力のコモンラインとは独立の制御用
基準電位を定めることができ、組合わせの自由度が増大
する。そこで誤差増幅器２３．４３の基準電位を等しく
して、正電圧側に合わせている。しかし、負電圧側では
基準電位を負出力電圧としてマグアンプ制御部５０を動
作させる必要があるから、レベルシフト手段６０により
基準電位を変更している。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明によれば負電源にレベルシ
フト手段６０を用いて出力電圧を安定化しているので、
正電源と共通の誤差信号出力手段２０、２１及びマグア
ンプ制御部３０．３１を使用しても、動特性がほぼ等し
いものとなり、出力電圧の安定化が良好になるという実
用上の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は誤差信号の信号レベルの説明図、第３図は本発明の
具体的実施例を示す回路図、第４図は磁気増幅器を正負
出力スイッチング電源に用いる場合の構成ブロック図で
ある。 ２０．４０・・・誤差信号出力手段、３０．５０・・・
マグアンプ制御部、６０・・・レベルシフト手段、ＳＲ
１，ＳＲ２・・・可飽和リアクトル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トランスの一次巻線に入力された直流電圧をスイ
   ッチング素子によりオンオフして、第１及び第２の二次
   巻線に現れたスイッチング信号を整流平滑化して正負同
   一の直流電圧を出力する正負出力スイッチング電源にお
   いて、 コモンラインと正出力電圧を所定の基準電圧と比較し誤
   差信号を出力する手段、この誤差信号を入力し正出力電
   圧より動作に必要な電力の供給を受けて第１の二次巻線
   に接続された可飽和リアクトルに制御信号を送るマグア
   ンプ制御部を具備して正出力の出力安定化をし、 負出力電圧とコモンラインとの電位差を前記所定の基準
   電圧と比較し誤差信号を出力する手段、この誤差信号か
   ら負出力電圧に相当する電圧を減算するレベルシフト回
   路、このレベルシフト回路でシフトされた誤差信号を入
   力しコモンラインより動作に必要な電力の供給を受けて
   第２の二次巻線に接続された可飽和リアクトルに制御信
   号を送るマグアンプ制御部を具備し、負出力の出力安定
   化をすると共に、 前記誤差信号出力手段とマグアンプ制御部とを正負出力
   回路で共通にしたことを特徴とする正負出力スイッチン
   グ電源の制御回路。
2. （２）トランスの一次巻線に入力された直流電圧をスイ
   ッチング素子によりオンオフして、第１及び第２の二次
   巻線に現れたスイッチング信号を整流平滑化して正負の
   直流電圧を出力する正負出力スイッチング電源において
   、 コモンラインと正出力電圧との差電圧を分圧する手段、
   この分圧された信号を所定の基準電圧と比較し誤差信号
   を出力する手段、この誤差信号を入力し正出力電圧より
   動作に必要な電力の供給を受けて第１の二次巻線に接続
   された可飽和リアクトルに制御信号を送るマグアンプ制
   御部を具備して正出力の出力安定化をし、 負出力電圧とコモンラインとの差電圧を前記正出力で分
   圧される電圧と等しい電圧に分圧する手段、この分圧さ
   れた差電圧を前記所定の基準電圧と比較し誤差信号を出
   力する手段、この誤差信号から負出力電圧に相当する電
   圧を減算するレベルシフト回路、このレベルシフト回路
   でシフトされた誤差信号を入力しコモンラインより動作
   に必要な電力の供給を受けて第２の二次巻線に接続され
   た可飽和リアクトルに制御信号を送るマグアンプ制御部
   を具備し、負出力の出力安定化をすると共に、 前記誤差信号出力手段のうち分圧手段を除いた部分とマ
   グアンプ制御部とを正負出力回路で共通にしたことを特
   徴とする正負出力スイッチング電源の制御回路。