JPH02269468A - 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】 〔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、特にスイッチ
素子を駆動する電流または電圧が固定周波数の正弦波で
ある共振型のスイッチング電源装置に関するものである
。

〔従来の技術］ 従来、この種の共振型スイッチング電源においては、負
荷変動や入力電圧変動に対し、出力からの帰還信号によ
って励振周波数を変化させることによって、出力電圧の
スイッチング周波数依存性を利用して、出力を安定させ
るようにしていた。

第３図は従来のスイッチング電源を示したものである。

この第３図において、スイッチング素子１２は、励振信
号に応じて入力電圧１１をスイッチングする機能を有し
ている。この場合、共振用コイル１３と共振用コンデン
サ１４とからなる共振回路により、スイッチング素子１
２に流れる電流は振動波形となる。

この第３図において、整流用ダイオード１５は、共振回
路の出力電圧を整流する。整流出力は平滑用コイル１６
と平滑用コンデンサ１７とからなる平滑回路を経て平滑
化され、負荷抵抗１８に供給される。

負荷抵抗１８の両端における出力電圧■。は、分圧抵抗
１９．２０で分圧されて誤差増幅器２１に加えられる。

誤差増幅器２１はこの入力電圧を基準電圧２２と比較し
て誤差電圧を出力する。

電圧・周波数変換回路（Ｖ／ＦＣＯＮ）２３は、誤差電
圧に応じて変化する周波数の出力信号を発生する。この
出力信号は、励振信号としてスイッチング素子１２に帰
還される。

第３図の回路においては、負荷における出力電圧を励振
周波数の変化に変換して帰還することによって、励振周
波数の変化に基づく共振用コイル１３と共振用コンデン
サ１４とからなる共振回路の出力電圧の変化を利用して
、出力電圧の安定化が図られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の共振型スイッチング電源においては、入
力電圧変動に応じて励振周波数を変化させる必要がある
ため、回路構成が複雑化するという不都合が生じている
。

また、複数個のスイッチング電源を並列に運転する場合
、各電源回路のスイッチング周波数の差の周波数を有す
るビートノイズが発生し、その防止が困難であるという
問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、このような従来技術の課題を解決しようとす
るものであって、回路構成を複雑化させることがなく、
かつビートノイズの問題を生じないスイッチング電源を
提供することを、その目的としている。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は、このような従来技術の課題を解決するために
、スイッチング回路と、共振回路と、整流・平滑回路と
、帰還回路とを備え、出力電圧の変化に応じて共振回路
の共振周波数を変化させることによって出力電圧を安定
化するという手法を採っている。

ここで、スイッチング回路は、固定周波数で入力電圧を
スイッチングするものである。共振回路は、スイッチン
グ回路の出力に接続された制御巻線付き飽和型コイルを
含む共振用回路からなるものである。整流・平滑回路は
、共振回路の出力を整流して平滑化するものである。帰
還回路は、整流・平滑回路の出力負荷の電圧に応じて前
記制御巻線付き飽和型コイルの制御巻線の電流を制御し
てそのインダクタンスを変化させるものである。

このような共振型スイッチング電源の出力電圧ｖ０は、
スイッチング周波数と共振周波数すなわち共振用コイル
と共振用コンデンサの容量とに依存して、定まることが
知られている（ＩＥＥＥ　ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎ
ｉｃｓ　５ｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃ
ｅ、１９８５　Ｒｅｃ。

ｒｄ、ｐｐ１０６〜１１６）。

従って出力電圧の変化に応じて、制御巻線付き飽和型コ
イルの制御巻線の電流を制御してそのインダクタンスを
変化させて、共振回路の共振周波数を変化させるように
帰還制御を行うことによって、出力電圧の安定化が行わ
れる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第２図に基づい
て説明する。ここで、前述した第３図に示す従来例と同
一の構成部材については同一の符号を用いることとする
。

この第１図に示す実施例は、固定周波数で入力電圧をス
イッチングするスイッチング回路と、このスイッチング
回路の出力に接続された制御巻線付き飽和型コイルを含
む共振回路と、該共振回路の出力を整流して平滑化する
整流・平滑回路とを有している。そして、整流・平滑回
路の出力負荷の電圧に応じて制御巻線付き飽和型コイル
の制御巻線の電流を制御する帰還回路を装備されている
。

ここで、符号３１は固定周波数の発振器、３２は制御巻
＆Ｉ３３の電流によってそのインダクタンスが変化する
制御巻線付き飽和型コイルを示し、符号３４は出力トラ
ンジスタを示す。また、第１図において、スイッチング
素子１２は発振器３１から与えられる固定周波数の励振
信号によって、一定周波数でオン、オフを繰り返す。こ
の場合スイッチング素子１２に流れる電流は、共振用コ
イル１３と制御巻線付き飽和型コイル３２および共振用
コンデンサ１４からなる共振回路によって振動波形とな
る。　整流用ダイオード１５は、共振回路の出力電圧を
整流する。整流出力は、平滑用コイル１６と平滑用コン
デンサ１７とからなる平滑回路を経て平滑化され、負荷
抵抗１８に供給されて出力電圧ｖ０を生じる。

負荷抵抗１８の両端における出力電圧■。は、分圧抵抗
１９．２０で分圧されて誤差増幅器２１に加えられる。

誤差増幅器２１はこの入力電圧を基準電圧２２と比較し
て誤差電圧を出力し、この出力によって電源ＶＣＣから
トランジスタ３４を経て制御巻線３３に電流が流れる。

これにより、制御巻線付き飽和型コイル３２のインダク
タンスが変化する。

第２図は、制御巻線付き飽和型コイルの特性を例示した
ものである。すなわち、制御巻線付き飽和型コイルのイ
ンダクタンスしは、制御巻線の電流■。がある程度増加
すると、次第に小さくなる。

従って、共振用コイル１３および制御巻線付き飽和型コ
イル３２のインダクタンスと、共振用コンデンサ１４の
容量から定まる共振周波数が変化するので、出力電圧Ｖ
ｏが変化しこれによって誤差電圧が小さくなる。

このように、本実施例におけるスイッチング電源では、
負荷における出力電圧の変化に応じて、スイッチング素
子に接続された共振回路の共振周波数を変化させること
によって帰還制御を行って、出力電圧を安定化している
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、負荷における出
力電圧の変化をスイッチング素子に接続された共振回路
の共振周波数の変化に変換して帰還することによって出
力電圧を安定化しているので、回路構成が簡素化される
。また、本発明のスイッチング電源装置によると、励振
周波数が固定なので、複数のスイッチング電源を同−励
振周波数で動作させることができる。従ってビートノイ
ズの防止が容易であるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は制
御巻線付き飽和型コイルの特性を示す図、第３図は従来
のスイッチング電源を示す図である。 ｌ・・・スイッチング回路、２・・・共振回路、３・・
・整流・平滑回路、１２−スイッチング素子、１３・・
・・共振用コイル、１４−共振用コンデンサ、１５−整
流用ダイオード、１６−・平滑用コイル、１７−平滑用
コンデンサ、１８−負荷抵抗、１９．２０−分圧抵抗、
２１−誤差増幅器、２２−・基準電圧、３１−発振器、
３２−制御巻線付き飽和型コイル、３３・−・・制御巻
線、３４・〜・出力トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、固定周波数で入力電圧をスイッチングするスイ
   ッチング回路と、このスイッチング回路の出力に接続さ
   れた制御巻線付き飽和型コイルを含む共振回路と、該共
   振回路の出力を整流して平滑化する整流・平滑回路とを
   有し、 前記整流・平滑回路に、当該整流・平滑回路の出力負荷
   の電圧に応じて前記制御巻線付き飽和型コイルの制御巻
   線の電流を制御する帰還回路を装備したことを特徴とす
   るスイッチング電源装置。