JPH03143260A - 直流安定化電源装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、小型電子機器の電源等として好適な直流安
定化電源装置に関する。

（従来の技術） 従来の直流安定化電源装置の２つの例を第５図及び第６
図に示す。

第５図に示される電源装置は、シリーズレギュレータと
呼ばれるものであり、交流電圧を整流。

平滑した後、その出力電圧を基準電圧と比較し、両者の
偏差に相当する出力でエミッタフォロア接続されたトラ
ンジスタのベース電圧を制御して出力の安定化を図るも
のである。

尚、図において、１は全波整流回路、２は平滑用コンデ
ンサ、３は電流制限用の抵抗、４は基準電圧生成用のツ
ェナーダイオード、５は偏差増幅器、６はエミッタフォ
ロワ接続されたトランジスタ、７．８は出力電圧検出用
の抵抗である。

第６図に示される電源装置は、スイッチングレギュレー
タと呼ばれるものであり、交流電圧を整流、平滑した後
さらに所定の基準電圧と比較し、両者の偏差に応じてス
イッチングトランジスタをＰＷＭ制御することにより、
出力の安定化を図るものである。

尚、図において、９は全波整流回路、１ｏは平滑用コン
デンサ、１１はスイッチング用のトランジスタ、１２は
ＰＷＭ変調回路、１３はフライホイールダイオード、１
４はチョークコイル、１５は平滑用コンデンサである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第５図に示される電源装置の場合には、
トランジスタ６における損失が大きく、効率が低いと言
う問題点がある。

例えば、ＡＣｌｏｏＶ＜７）交流電源からＤＣ２４Ｖ、
Ｏ，ＬＡ程度の直流電源を直接に作る場合には、（１０
０・ｆｆ−２４）　０．１−１１．７Ｗとなり、１１．
７Ｗもの電力をエミッタフォロワトランジスタ６が消費
する結果、効率は２０％程度となって全く実用に供する
ことができない。

そのため、一般には交流電圧を一旦トランスにて降圧す
るのが通例であり、そのため重量、形状共に増大して小
型化が非常に困難となる欠点がある。

一方、第６図に示される電源装置の場合には、トランジ
スタ１１における損失が問題とならず効率が高いと言う
利点があるが、その反面高い周波数で高電圧、大電流を
スイッチングするためノイズレベルが非常に高いと言う
問題がある。

そのため、電子機器に与える影響を軽減するためにはフ
ィルタ等によるノイズ抑制装置が必要となり、また回路
的にもオンオフデユティ−比により出力電圧を制御する
ため、構成が複雑となり高価となる欠点がある。

この発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは効率が良好でノイズ発生が少な
く、また回路構成も簡単で小形かつ安価に製作すること
が可能な直流安定化電源装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、上記の目的を達成するために、入力された
交流電圧を整流して脈流電圧に変換する整流回路と、前
記整流回路から得られる脈流電圧を所定の基準電圧と大
小比較する比較回路と、前記脈流電圧が基準電圧よりも
低い期間に限り前記比較回路の出力により能動化されて
前記脈流電圧を平滑する平滑回路とを備え、前記平滑回
路の出力を直流安定化電圧として出力することを特徴と
するものである。

（作用） このような構成によれば、シリーズ方式のようなトラン
ジスタによる抵抗損失が無いため効率が良好となり、ま
たＰＷＭ方式のような高速スイッチングを行わないため
ノイズ発生が少なくかつ回路構成が簡単となり、また交
流電圧を降圧するためのトランスが不要であるため小形
化、軽量化が可能で安価に製作することができる。

（実施例） 第１図は、この発明に係る直流安定化電源装置の一実施
例を示す回路図である。

同図において、全波整流回路１６は交流電圧を整流して
脈流電圧（第２図Ａ点で示される）に変換するものであ
る。

抵抗１７とツェナーダイオード１８とは所謂クリップ回
路を構成するものであり、これにより得られた略台形波
状電圧は更に平滑用コンデンサ１９により平滑され、こ
れにより制御用直流電源が生成される。そして、この制
御用直流電源により後述する比較器２４が動作するよう
になされている。

比較器２４はＯＰアンプを用いた所謂コンパレータＩＣ
で構成されており、その反転入力端子には抵抗２２と抵
抗２３とで分圧された脈流電圧Ｖａが与えられ、また非
反転入力端子には前述した制御用直流電源を抵抗２０と
抵抗２１とで分圧して得られた基準電圧Ｖ　ｒｅｆが与
えられている。

そして、比較器２４の出力側には、電圧Ｖａが電圧Ｖ　
ｒｅｆよりも低い期間に限り論理“Ｈ“が出力される（
第２図Ｂ点参照）。

平滑用コンデンサ２６とトランジスタ（この例ではＦＥ
Ｔ）２５とは平滑回路を構成するものであり、トランジ
スタ２５は比較器２４の出力が論理”Ｈ”の期間に限り
オン状態となるようになされている。

従って、この平滑回路は全波整流回路から得られる脈流
電圧が一定値以下の期間に限り能動化されて、その期間
に限り脈流電圧を平滑するようになされている。

そして、この平滑回路の出力が直流安定化電圧ＥＯとし
て出力される（第２図Ｃ点参照）。

以上の構成によれば、平滑用コンデンサ２６は脈流電圧
（第２図Ａ点で示される）が一定値以下の期間に限り当
該脈流電圧で充電され、また一定値以上の期間にはその
充電電圧が保持される。

そのため、コンデンサ２６の端子間には、第２図に示さ
れるように、一定電圧を有する直流出力電圧ＥＯが得ら
れることとなる。

尚、第２図に示される波形図は、第１図における基準点
Ｐを基準として描かれたものである。

以上により求められる出力電圧ＥＯの値は次式により表
される。

ＥＯ−Ｖｒｅｆ　　　（Ｒ１／Ｒ２）　＋Ｖｒｅｆ−Ｖ
ｒｅｆ　　　（１＋　（Ｒ１／Ｒ２）　）また、出力電
圧ＥＯは、基準電圧Ｖｒｅｆ、検出用抵抗Ｒ１，Ｒ２，
比較器２４及びスイッチングトランジスタ２５により制
御され、出力から取り出される負荷電流はトランジスタ
２５がオンしている期間の脈流電圧及びトランジスタ２
５がオフしている期間の平滑用コンデンサ２６に充電さ
れた電圧の放電電流により供給されるため、電力損失は
非常に小さくそのため効率の良い直流安定化電源装置が
得られることとなる。

このように、本実施例によれば所謂シリーズレギュレー
タとほぼ同程度の簡単な回路構成でありながら効率の良
い直流安定化電源装置を得ることができる。

また、第２図の動作波形図からも明らかなように、スイ
ッチング動作は電源周波数と同期しつつ低電圧レベルで
行われるため、スイッチングノイズについても非常に小
さい。

また、電源投入時の突入電流についても、スイッチング
レギュレータ、シリーズレギュレータのように平滑コン
デンサが整流回路に直接接続きれていないため非常に小
さい。

更に、スイッチングレギュレータやシリーズレギュレー
タの場合には、交流電圧が非常に高い場合には、それに
合わせて耐圧の高い大型の平滑コンデンサが必要となる
が、本実施例の場合には出力電圧ＥＯ＋αの耐圧があれ
ば足り、小型のものを採用することができる。

尚、以上の実施例において、全波整流回路は第３図に示
されるように、半波整流回路１６ａに変更しても良く、
更にトランジスタの極性によっては、第４図に示される
ように、コンデンサ２６とトランジスタ２５との関係を
逆にすることもできる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、この発明によれば、効率
が良好でノイズ発生が少なく、また回路構成も簡単で小
形かつ安価に製作することが可能な直流安定化電源装置
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す回路図、第２図は
その動作波形図、第３図及び第４図は他の実施例を示す
図、第５図及び第６図は従来装置を示す回路図である。 １６・・・・・・全波整流回路 １７・・・・・・抵抗 １８・・・・・・ツェナーダイ第 １つ・・・・・・平滑用コンデンサ ２０〜２３・・・・・・抵抗 ２４・・・・・・比較器 ２５・・・・・・トランジスタ ２６・・・・・・平滑用コンデンサ Ｖ　ｒｅｆ・・・基準電圧 Ｖａ・・・・・・検出電圧 ド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力された交流電圧を整流して脈流電圧に変換す
   る整流回路と、 前記整流回路から得られる脈流電圧を所定の基準電圧と
   大小比較する比較回路と、 前記脈流電圧が基準電圧よりも低い期間に限り前記比較
   回への出力により能動化されて前記脈流電圧を平滑する
   平滑回路とを備え、 前記平滑回路の出力を直流安定化電圧として出力するこ
   とを特徴とする直流安定化電源装置。