JPH0318275A

JPH0318275A - スイッチング電源装置

Info

Publication number: JPH0318275A
Application number: JP1150356A
Authority: JP
Inventors: Naoki Arai; 直樹荒井
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1991-01-25

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、特に自励発振型のＤＣ−ＤＣコンバータと
して構成されたスイッチング電源装置に関するものであ
る。

（従来の技術）第４図（ａ），（ｂ）（Ｃ）はこの種の従来のスイッチ
ング電源装置の回路図を示したものである。図において
、１は直流入力電源、２ａ，２ｂ，２ｃはその直流をト
ランジスタ等のスイッチング素子により断続させる周知
の自動発振回路、３はこの自励発振回路２ａ，２ｂ，２
ｃが一次側に接続されたスイッチングトランス、４はス
イッチングトランス３の二次側の出力回路で、この出力
回路４の構成は同しであるので、第４図・（ｂ）．（Ｃ
）では省略してある。

また、５，６はスイッチングトランス３の二次側の出力
巻線７に発生した交流を直流に変換する整流ダイオード
、８，９はそれぞれその直流を平滑する平滑用チョーク
コイル及び平滑用コンデンサ、１０は平滑された直流を
自動発振回路２ａ，２ｂ，２ｃの発振周波数に同期して
チョッパ制御するチョッパ回路で、次のような構成とな
っている。すなわち、１１はＦＥＴ等のスイッチング素
子、１２はこのスイッチング素子ｌ１のオン．オフを制
御するチョッパ制御部、１３はフライホイール用ダイオ
ード、１４は平滑用チョークコイル、１５は平滑用コン
デンサ、１６．１７は出力端子である。

上記の電源装置は何れも自励発振型のＤＣＤＣコンバー
タとして構成され、第４図（ａ）はロイヤー回路型の自
励発振回路２ａ、第４図（ｂ）はジエンセン回路型の自
動発振回路２ｂ、第４図（Ｃ）は電圧共振型の自動発振
回路２Ｃを用いた場合を示している。そして、このよう
な電源装置においては、出力電圧が人力電圧の変動を比
例的に受けて変動するため、トランス３の二次側で整流
，平滑後にチョッパ回路１０によって出力を安定化させ
ている。

ここで、上記トランス３の二次側から複数の出力を得る
場合は、第５図（ａ）．（ｂ）に示すような回路構成と
なる（図ては二つの安定化出力を得る場合を示す）。第
５図（ａ）では、トランス３の出力巻線７ａ，７ｂと、
整流ダイオード５ａ，６ａ及び５ｂ，６ｂと、平滑用チ
ョークコイル８ａ，８ｂ及び平滑用コンデンサ９ａ，９
ｂからなる平滑回路１８ａ，１８ｂとが各出力毎に設け
られており、各々平滑された直流はそれぞれのチョッパ
回路１０ａ，１０ｂによって安定化された後、各出力端
子１６ａ，１７ａ及び１６ｂ，１７ｂから出力されるよ
うになっている。なお、各チョッパ回路１０ａ，１０ｂ
は、第１図のチョッパ回路１０と同様、トランジスタ等
のスイッチング素子１１ａ，ｌｌｂ、このスイッチング
素子１１ａ，ｌｌｂを制御信号に従ってオン，オフさせ
るチ三１ツバ制御部１２ａ，１２ｂ，フライホイール用
ダイオード１３ａ，１３ｂを備えると共に、平滑用ヂョ
ークコイル１４ａ，１４ｂ及び平滑用コンデンサ１５ｂ
からなる平滑回路１９ａ，１９ｂを備えている。

また、第５図（ｂ）では、出力巻線７に発生した交流を
整流ダイオード５．６で直流に変換し、平滑用チョーク
コイル８及び平滑用コンデンサ９からなる平滑回路１８
て平滑した後、その直流を各出力毎のチョッパ回路１０
ａ，１０ｂに供給するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のスイッチング電源装置は上記のように構成されて
おり、複数の出力（多出力）を得る場合で且つ各々の出
力の安定化あるいは制御を行う必要のある場合には、第
５図に示すようにトランス二次側の交流を整流して平滑
した後、各出力毎の平滑回路を有したチョッパ回路に供
給しているため、チジークコイルやコンデンサを訂した
平滑回路が重複し、回路が複雑で高価なものとなり、ま
た損失も大きく、効率も悪いという問題点があった。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、簡単な回路で複数の出力が得られ、また損失が小さ
く、安価で効率の良いスイッング電源装置を得ることを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のスイッチング電源装置は、自動発振回路をト
ランスの一次側に接続し、該トランスの二次側に発生し
た交流を直流に変換する整流素子と、その直流を前記自
動発振回路の発振周波数に同期してチョッパ制御するチ
ョッパ回路を有したスイッチング電源装置において、前
記同一の整流素子を共用として複数のチョッパ回路を並
列に接続し、各々のチョッパ回路から複数の出力を得る
ように構成したものである。

〔作用〕

この発明のスイッチング電源装置においては、トランス
の二次側の同−の整流素子を共用として各出力毎の複数
のチ１ツパ回路を並列に接続した構成としているので、
各出力毎に平滑回路を重複して設ける必要はない。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例によるスイッチング電源装
置の回路図であり、第４図及び第５図と同一符号は同一
構成部分を示している。図において、１は直流入力電源
、２は電圧共振型の自励発振回路、３はこの自励発振回
路２が一次側に接続されたスイッチングトランス、５．
６はスイッチングトランス３の二次側の出力巻線７に発
生した交流を直流に変換する整流ダイオード（整流素子
）、１０ａ，１０ｂはこの整流ダイオード５，６を共用
として並列に接続された各出力毎のヂョッパ回路で、上
記変換された直流を自励発振回路２の発振周波数に同期
してチョッパ制御する。Ｉｌａ，ｆｌｂはＦＥＴからな
るスイッチング素子、１２ａ，１２ｂはこのスイッチン
グ素子１１ａ，ｊｌｂをオン，オフさせるヂＥｌツパ制
御部で、上記発振周波数と同期した制御信号を出力する
。１３ａ，１３ｂはフライホイール用ダイオード、１４
ａ，１４ｂは平滑用チョークコイル、１５ａ，１５ｂは
平滑用コンデンサ、１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂ
は各々のチョッパ回路１０ａ，１０ｂからの直流を出力
する出力端子、２０．２１は整流用ダイオード、２２は
チョッパ制御用の鋸歯状波電圧を出力する鋸歯状波発生
回路、２３はチョッパ制御部１２ａ，１２ｂに電源を供
給する補助電源回路である。

第２図は第１図の詳細回路図である。鋸歯状波発生回路
２２は、二つのトランジスタＱｌ．Ｑ２と、抵抗Ｒ，を
通して充電されるコンデンサｃ１を有しており、補助電
源回路２３は、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ２及び平滑用の
コンデンサｃ２を有している。また、チョッパ制御部１
２ａは、スイッチング素子１１ａの制御用トランスＴＩ
、このトランスＴ１を駆動するＦＥＴ　Ｑ３、このＦＥ
ＴＱ３を制御ずるコンバレータＩＣ，及び出力電圧を監
視する誤差増幅器ＩＣ２を備えた構成となっており、同
様にチョッパ制御部１２ｂも、制御用トランスＴ　２　
，　Ｆ　Ｅ　Ｔ　　Ｑ　４　，コンパレータ■Ｃ３及び
誤差増幅器ＩＣ４を備えている。

次に、第３図の出力波形図を基に、動作について説明す
る。第３図は第１図及び第２図の各部（　ａ　−　ｅ　
）の出力波形を示したものである。

電圧共振型の白励発振回路２が発振すると、スイッチン
グトランス３に第３図のａのような正弦波波形の交流電
圧が発生ずる。この交流電圧は、整流ダイオード５．６
で整流されて第３図のｂのような両波整流波形となり、
チョッパ回路１０ａ，１０ｂに供給される。また、この
交流電圧は、ダイオード２０．２１で整流されて鋸歯状
波発生回路２２及び補助電源回路２３に入力される。そ
して、鋸歯状波発生回路２２のトランジスタＱ，のベー
スに両波整流波形の電圧が印加され、その電圧値がＶｔ
ｈを超えるとトランジスタＱ，はオンとなる。このトラ
ンジスタＱ１がオンすると、トランジスタＱ２はオフと
なり、コンデンサＣＩはトランジスタＱ２から解放され
、抵抗Ｒ１を通して充電される。そして、上記両波整流
波形の電圧がピーク値を超えて減少していき、その電圧
値がＶｔｈ以下になるとトランジスタＱ，は再びオフと
なり、トランジスタＱ２がオンとなる。この時、コンデ
ンサＣ１の充電電圧はトランジスタＱ２によってディス
チャージ（放電）される。つまり、コンデンサＣ１の端
子に−Ｅ記両波整流波形に同期した第３図のＣのような
鋸歯状波の電圧が発生する。

上記鋸歯状波の電圧はチョッパ制御部１２ａのコンバレ
ータＩＣ，の一方の人力端子から人力され、このコンバ
レ〜タＩＣ，の他方の入力端子がらは出力電圧を監視し
ている誤差増幅器ＩＣ２の出力が人力される。そして、
このコンパレータＩＣ，で両入力が突き合わされて比較
され、その結果によりＦＥＴ　　Ｑ３が駆動され、スイ
ッチング素子１１ａにドライブ信号が出力される。そし
て、−［記両波整流波形の電圧はこのスイッチング素子
１１ａによって位相制御され、第３図のｄあるいはｅの
ような位相制御された波形の電圧となる。この時、誤差
増幅ＩＣ２の出力レベルＡ，　Ｂによって第３図Ｃの鋸
歯状波を横切る位置が変化し、位相制御の位置が変化す
る。つまり、誤差増幅器ＩＣ２に人力される出力電圧に
従ってチョッパ制御が行われる。そして、このチョッパ
制御された電圧はチョークコイル１４ａ及びコンデン、
サ１５ａによって平滑された後、出力端子１６ａ，１７
ａから外部に出力される。また、チョッパ回路１０ｂに
おいても上記と同様の制御が行われ、出力端子１６ｂ，
１７ｂから安定化した直流電圧が取り出される。

ここで、上記電源装置においては、チョッパ回路１０ａ
，１０ｂによって自励発振回路２の発振周波数に同期さ
せてパルス波形の位相制御を行うことにより、トランス
３の二次出力交流の整流回路とチジッパ回路と平滑回路
を一括した構成となっている。このため、トランスの二
次側から複数の出力を得る場合に、各出力毎に平滑用チ
ョークコイル及び平滑用コンデンサが一組で済み、従来
と比べて簡単な回路となり、安価でスペースも小さく、
小形なものになる。また、損失も小さく、効率が向上し
たものとなる。

なお、本発明では自動発振回路の発振周波数にチョッパ
回路の制御周波数を同期させているが、非同期であると
、正弦波波形をランダムな位相でスライスすることにな
り、出力の安定性に欠けるのみならず、ハンチングの原
因となり、リツプルやノイズにも悪影響を及ぼす。

また、本実施例のマルチ出力においては、各々の出力毎
に出力巻線を設けず、一つの出力巻線と１１一組の整流ダイオードで両波整流波形電圧を得、これを
共通の入力電源とした複数のチョッパ回路を並列に接続
した構成となっている。このように構成することができ
るのも、本回路方式の特徴となっている。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、トランスの二次側の
同一の整流素子を共用として各出力毎の複数のチョッパ
回路を並列に接続した構成としたため、平滑回路が重複
することなく、簡単な回路で複数の出力を得ることがで
き、また、損失が小さく、安価で効率が向上するという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の一実施例によるスイッチング電源装
置の回路図、第２図は第１図の詳細回路図、第３図は第
１図及び第２図の各部の出力波形図、第４図（ａ），（
ｂ），（ｃ）は従来の電源装置の回路図、第５図は従来
の複数の出力を得る電源装置の回路図である。１　２１３ツ・・・・・直流入力電源２・・・・・・自励発振回路３・・・・・・スイッチングトランス５．６・・・・・・整流ダイオード（整流素子）７・・
・・・・出力巻線１　０　ａ，　　１　０　ｂ−・・・”チョッパ回路１
　１　ａ，　　１　ｌ　ｂ・・・・・・スイッチング素
子１２ａ，１２ｂ”・・・・チョッパ制御部１４ａ，１
４ｂ−平滑用チョークコイル１５ａ，１５ｂ・・・・・
・平滑用コンデンサ２２・・・・・・鋸歯状波発生回路２３・・・・・・補助電源回路

Claims

【特許請求の範囲】

自励発振回路をトランスの一次側に接続し、該トランス
の二次側に発生した交流を直流に変換する整流素子と、
その直流を前記自励発振回路の発振周波数に同期してチ
ョッパ制御するチョッパ回路を有したスイッチング電源
装置において、前記同一の整流素子を共用として複数の
チョッパ回路を並列に接続し、各々のチョッパ回路から
複数の出力を得るようにしたことを特徴とするスイッチ
ング電源装置。