JPH02173813A - 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】 ［産業上の利用分野」 この発明は出力電流が小さい領域で出力電圧の上昇を伴
う直流電源と、その直流電源の出力電圧を安定化する安
定化回路と、上記直流電源及び上記安定化回路間に挿入
された出力電圧上昇防止回路とを具備する電源装置に関
する。

［従来の技術ｊ 第１Ｏ図は従来の電源装置の１構成例であって、直流電
源の出力端子３．４はシリーズドロッパ形、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ形、チョッパ形等の安定化回路２、入力端子
５．６に接続され、安定化回路２は出力端子７，８を有
する。第１１図は直流型ｔＡ１の出力電流に対する出力
電圧の関係を示す図である。出力電圧は出力電流が小さ
い領域で急上昇する特性を有している。第１０図の回路
構成では、出力電流が小さい領域まで安定化するために
は、安定化回路２は広い制御範囲を有する特性が要求さ
れる。そのため、安定化回路２には高耐圧のトランジス
タが必要となり、高耐圧の素子がなく実現できない場合
もある。

第１２図は従来の出力電圧上昇防止回路を含む電源装置
の構成例であって、出力端子３，４と入力端子５．６と
の間にダミー抵抗９がシャントに接続される。この回路
構成では、抵抗９に電流を流しているために、出力電流
が小さい領域での直流電源の出力電圧の急上昇を抑える
ことができる。

第１３図は第１２図の回路構成としたときの安定化回路
２の出力電流と安定化回路２の入力端子５゜６の電圧の
関係を示す図である。第１４図は安定化回路２の出力電
流と出力端子７．８の電圧の関係を示す図である。第１
４図に示すように、安定化回路２の出力電圧を抑制する
ことができるが、抵抗９に常時電流を流しているために
抵抗９において常に損失が生じているため、効率を向上
させることができなかった。

この発明の目的は直流電源の出力電圧が急上昇する出力
電流の小さい領域以外における損失を増加させることな
く、安定化回路の入力電圧の変動量を少なくする電源装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段ｊ この発明によれば直流電源と安定化回路との間に挿入さ
れる出力電圧上昇防止回路は、直流電源と安定化回路と
の間において直列に電圧降下回路が挿入され、その電圧
降下回路と並列にスイッチが接続され、電圧降下回路と
直列に電流検出回路が接続され、電流検出回路は検出電
流が所定値以下で上記スイッチをオフとするようにスイ
ッチを制御するものである。

「実施例Ｊ 第１図はこの発明の実施例を示す。電流検出回路ＩＯが
出力端子３に接続され、その電流検出回路１０と入力端
子５との間に定電圧特性を有する電圧降下回路１１が接
続され、電圧降下回路１１と並列にこの回路１１を短絡
させるためのスイッチ１２が接続される。電流検出回路
ｌＯ１電圧降下回路１１及びスイッチ１２で出力電圧上
昇防止回路１７が構成される。

電流検出回路１０を流れる電流が小さいときは電圧降下
回路１１で安定化回路２の入力電圧を安定化回路２の制
御可能電圧まで低下させ、出力電圧を安定化する。電流
検出回路１０を流れる電流が大きく、直流電源１の出力
電圧が安定化回路２の制御範囲のときは電圧降下回路１
１をスイッチ１２で短絡し、安定化回路２で出力電圧を
安定化する。なお、電流検出回路１０は電圧降下回路１
１の出力側、すなわち端子５の位置においても同様な作
用をする。

第２図は第１図の実施例であって、電流検出回路１０と
して電流検出用抵抗１３が用いられ、電圧降下回路１１
としてツェナーダイオード１４が用いられ、抵抗１３に
一定以上の電流が流れたともにツェナーダイオード１４
を短絡させるスイッチ１２としてトランジスタ１５が用
いられる。つまりトランジスタ１５のコレクタ、エミッ
タがツェナーダイオード１４の両端に接続される。トラ
ンジスタ１５をオンオフさせるためのトランジスタ１６
が設けられる。トランジスタ１６のエミッタは出力端子
３に接続され、ベースは抵抗１３及びツェナーダイオー
ド１４の接続点に接続され、コレクタはトランジスタ１
５のベースに接続される。

まず、抵抗１３の電流が小さく抵抗１３の電圧降下がト
ランジスタ１６のベース・エミッタ電圧よりも低いとき
はトランジスタ１６はオンせずコレクタ電流すなわちト
ランジスタ１５のベース電流が流れないので、トランジ
スタ１５はオフしている。そこで、安定化回路２の入力
端子５．６には直流電源１の出力電圧からツェナーダイ
オード１４の動作電圧を引いた電圧が印加され、その電
圧は安定化回路２の制御可能電圧内であることから出力
端子７．８の電圧は安定化される。抵抗１３の電流が増
加すると、抵抗１３の電圧降下はトランジスタ１６のベ
ース・エミッタ電圧より大きくなるので、トランジスタ
１６のベース電流が流れ、トランジスタ１６のコレクタ
にはトランジスタ１６のベース電流のｈｆｅ倍の電流が
流れるとともに、トランジスタ１５のベースにはトラン
ジスタ１６のコレクタ電流が流れる。その結果、トラン
ジス夕１５はオンし、ツェナーダイオード１４を短絡す
る。一方、抵抗１３の電流が減少すると、抵抗１３にお
ける電圧がトランジスタ１６のベース・エミッタ電圧よ
り低くなり、Ｉ・ランジスタエ５のベース電流が減少し
、トランジスタ１５はオフする。

第３，４図は第２図の動作を説明するための安定化回路
２の入力端子５．６および出力端子７，８の電圧と電流
の関係を示す図であって、電流が小さい領域では、安定
化回路２の入力端子５．６には直流電源１の出力電圧か
らツェナーダイオード１４の動作電圧を引いた電圧が印
加され、１−ランジスク１５がオンする出力電流範囲で
は安定化回路２の入力端子５，６には直流型ｔＡ１の出
力電圧がそのまま印加される。

この結果から明らかなように、安定化回路２の出力電流
が一定以上流れると、安定化回路２の入力端子を降下さ
せていた素子を短絡させるように動作するので、電流が
ある一定以上流れる領域での電圧降下をさせる素子での
ｔ置火をなくすことができる。

例えば、直流電源の出力電圧を５０００Ｖで急上昇レベ
ルを０．１〜５ｍＡで１００ＯＶとし、安定化回路２の
制御可能電圧範囲を５００■とすると、第１２図の構成
では出力電圧を一定にするためにはダミー抵抗９は２５
ＭΩが必要でその損失は約ＩＷになる。しかし、この発
明装置では抵抗１３の損失および他の回路損失は数１０
ｍＷ以下で、従来に比べ約１／１００以下に減少するこ
とができる。

第５図は第２図に示したこの発明の出力電圧上昇防止回
路１７．１７’を多段に直列接続して構成した電源装置
である。第６，７図は第５図の動作を説明するための安
定化回路２の入力端子５，６および出力端子７．８の電
圧と電流の関係を示す図であって、このように出力電圧
上昇防止回路を多段化することにより、電圧上昇の防止
を多段で行うことができ、安定化回路２の入力端子をよ
り狭い電圧範囲にすることができ、出力電流の広い範囲
で端子７，８の電圧の安定化が可能である。

この発明の出力上昇防止回路を縦続接続するばかりでな
く、第８図、第９図に示すように従来の出力上昇防止回
路１８と組み合わせても同様な効果が得られる。

なお、電圧降下回路１１はツェナーダイオードと同様な
定電圧特性を有するシリーズレギュレータ、スインチン
グレギュレータ、ＤＣ，−ＤＣコンハーク等で置き換え
ることができる。また、短絡スイッチ１２はＦＥＴ、サ
イリスク、ＧＴＯ（ゲートターンオフサイリスク）等の
半導体スイッチ、およびリレー、電磁スイッチ、ＮＦＢ
　（ノーヒユーズブレーカ）等の機械的スイッチでも可
能である。また、抵抗をスイッチ１６のエミッタに直列
に接続することにより、スイッチ１６の動作電圧をエン
ミタ・ベース電圧にあまり関係なく設定することができ
るようになることから温度特性を改善することができる
。

「発明の効果」 以上説明したように、出力電圧の急上昇を防止し、安定
化回路の入力電圧を後段の安定化回路の制御範囲になる
ように圧縮するとともに、直流電源の出力電圧の上昇が
小さい領域では、出力電圧上昇防止回路を短絡するので
、従来に比べ、大幅な効率の改善が達成できる。また、
後段の安定化回路の降下電圧を小さくでき、後段の安定
化回路の高効率化も同時に達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
その具体例を示す接続図、第３図は安定化回路の入力端
子と入力電圧との関係を示す図、第４図は安定化回路の
入力電流と出力電圧との関係を示す図、第５図はこの発
明の他の実施例を示す図、第６図は安定化回路の入力電
流と入力電圧との関係を示す図、第７図は安定化回路の
入力電流と出力電圧との関係を示す図、第８図及び第９
図はそれぞれこの発明の更に他の実施例を示す図、第１
０図は従来の電源装置を示すブロック図、第１１図は直
流電源の出力電流と出力電圧との関係を示す図、第１２
図は従来の他の電源装置を示す図、第１３図は従来装置
における安定化回路の人力量流と入力電圧との関係を示
す図、第１４図は従来装置における安定化回路の入力端
子と出力電圧との関係を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）出力電流が小さい領域で出力電圧の上昇を伴う直
   流電源と、その直流電源の出力電圧を安定化する安定化
   回路と、上記直流電源と上記安定化回路との間に挿入さ
   れた出力電圧上昇防止回路とを具備する電源装置におい
   て、 上記出力電圧上昇防止回路は、上記直流電源及び上記安
   定化回路間に直列に挿入された電圧降下回路と、 その電圧降下回路と並列に接続されたスイッチと、 上記電圧降下回路と直列に接続され、電流を検出し、そ
   の検出電流が所定値以下で上記スイッチをオフとするよ
   うに上記スイッチを制御する電流検出回路とよりなるこ
   とを特徴とする電源装置。
2. （２）上記直流電源と上記安定化回路との間に複数の出
   力電圧上昇防止回路が縦続的に接続されていることを特
   徴とする請求項１記載の電源装置。