JPH034308A - 安定化直流電源回路 - 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、コンピュータなどの電子装置に動作電力を供
給するのに使用される安定化直流電源回路に関するもの
である。

（従来の技術） コンピュータなどの電子装置に動作電力を供給する安定
化直流電源回路の典型的なものは、入力端子に受けた交
流や非安定化直流電力をスイッチングレギュレータで安
定化して正極性や負極性の安定化直流電圧を出力する構
成となっている。

負極性の安定化直流電力を出力する電源回路の典型的な
ものは、第２図に電源回路２０として示すように、入力
端子Ａｔ、Ａ２に交流電力を受けこれをスイッチング、
電圧変換、整流及び平滑化することにより生成した負極
性の直流電圧を負荷に連なる出力端子Ｄｉ、Ｄ２に出力
するスイッチングレギュレータ回路２１と、この出力電
圧を安定化制御用としてスイッチングレギュレータ回路
２１の入力端子２１ａ、２１ｂに帰還する出力帰還回路
２２とを備えている。出力帰還回路２２は、フォトカッ
プラＰＣ１抵抗器Ｒ２及びシャントレギュレータＳＲの
直列接続回路と、この直列接続回路に並列接続される抵
抗器Ｒ３とＲ４の直列接続回路から成る分圧回路とから
構成されている。

この安定化直流電源回路２０では、出力端子Ｄ１が接地
電圧に保たれると共に、出力端子Ｄ２がらは負極性の電
圧が出力される。

出力帰還回路２２を構成するシャントレギュレータＳＲ
については、そのリファレンス端子の基準電圧Ｖｒｅｆ
が出力電圧Ｖｏの絶対値よりも大きなものが使用される
。−例として、出力電圧Ｖ。

を−２，３ｖとすれば、＋　２．５Ｖ程度の基準電圧Ｖ
　ｒｅｆを有するシャントレギュレータが使用される。

この負極性の出力電圧と基準電圧Ｖｒｅｆとによる条件
を満たすため、入力端子■１と■２との間に所定レベル
の基準電圧が外部から供給される。

基準電圧の一方の入力端子■２は接地出力端子Ｄｌに直
結される接地入力端子であり、他方の入力端子■１には
正極性の一定電圧（例えば＋５Ｖ）が供給される。入力
端子■１と直流出力端子Ｄ２の間の電圧が抵抗器Ｒ１と
Ｒ２とで分圧されシャントレギュレータＳＲのリファレ
ンス端子に供給される。シャントレギュレータＳＲは、
そのリファレンス端子に供給される分圧値（抵抗器Ｒ２
の両端に生じる電圧値）を固有の基準電圧Ｖｒｅｆ　　
（コノ場合２．５Ｖ）に接近させるように、カソード端
子への流入電流を増減させる。これに伴いフォトカップ
ラＰＣの１次側ダイオードに流れる電流が変化し、２次
側のフォトトランジスタのコレクターエミッタ間電圧が
変化する。スイッチングレギュレータ回路２１は、この
電圧を帰還入力端子２１ａと２１ｂ間に受け、出力端子
ＤＩとＤ２間の安定化出力電圧Ｖｏが一定になるように
内蔵のスイッチング素子の導通状態などを制御する。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の安定化直流電源回路では、スイッチングレギ
ュレータ回路２１に帰還される電圧が入力端子■１と■
２間に供給される基準電圧と、出力端子ＤＩとＤ２間の
安定化出力電圧との和によって決定される。このため、
基準電圧の変動が直ちに帰還電圧の変動を引き起こし、
出力電圧の安定度が損なわれるという問題がある。

（課題を解決するための手段） 本発明の電源回路は、外部から供給される基準電圧をそ
のまま出力帰還用として使用するのではなく、これを第
２のシャントレギュレータによって安定化しつつ使用す
ることにより、安定化直流電圧の安定度を向上させるよ
うに構成されている。

以下、本発明の作用を実施例と共に詳細に説明する。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例に係わる安定化直流電源回
路１０の構成を示す回路図であり、ｌｌはスイッチング
レギュレータ回路、１２は出力帰還回路である。

スイッチングレギュレータ回路１１は、入力端子Ａ１と
Ａ２から交流電源又は非安定化直流電源を受け、内蔵の
スイッチング素子と変成器による電圧変換、整流、平滑
化を行って負極性の安定化直流電圧Ｖｏを生成し、これ
を出力端子ＤＩとＤ２間に出力する。出力端子Ｄｉは接
地電位に保たれる高圧側出力端子であり、出力端子Ｄ２
は負極性の電位の低圧側出力端子である。このスイッチ
ングレギュレータ回路１１は、出力帰還回路１２を介し
て入力端子１１ａとｌｌｂとの間に供給される電圧の変
化に応じて内蔵のスイッチング素子の導通時間率などを
変化させることにより安定化出力電圧ｖＯＯ値を変化さ
せる。

出力帰還回路１２は、第１のシャントレギュレータＳＲ
Ｉ、直列抵抗器Ｒ２、フォトカップラＰＣ及び抵抗器Ｒ
３，Ｒ４から成る分圧回路に加えて、直列抵抗器Ｒ１、
第２のシャントレギュレータＳＲ２及びこれに並列接続
される抵抗器Ｒ５゜Ｒ６による第２の分圧回路で構成さ
れる基準電圧の安定化系統を備えている。

第１のスイッチングレギニレータＳＲＩのアノードはス
イッチングレギュレータ回路１１の低圧イオードのカソ
ードに接続されている。このフォトカップラＰＣの１次
側フォトダイオードのアノードは抵抗器Ｒ１を介して基
準電圧の一方の入力端子■１に接続されている。フォト
カップラＰＣの２次側フォトトランジスタのコレクタ端
子とエミッタ端子は、それぞれスイッチングレギュレー
タ回路１１の帰還入力端子１１ａ、ｌｌｂに接続されて
いる。抵抗器Ｒ３とＲ４から成る第１の分圧回路は、第
１のシャントレギュレータＳＲ１、抵抗器Ｒ２及びフォ
トカップラＰＣの１次側フォトダイオードの直列接続回
路に対して並列に接続され、第１のシャントレギュレー
タＳＲ１のリファレンス端子に分圧電圧値を供給する。

第２のシャントレギュレータＳＲ２は、そのカソードが
抵抗器Ｒ１を介在して基準電圧の一方の入力端子■１に
接続されると共に、アノードがスイッチングレギュレー
タ回路の高圧側出力端子Ｄ１に直結される基準電圧の他
方の入力端子■２に接続されている。抵抗器Ｒ５とＲ６
との直列接続回路から成る第２の分圧回路は、第、２の
シャントレギュレータＳＲ２に並列接続されそのリファ
レンス端子に分圧電圧値を供給する。

第１．第２のシャントレギュレータＳＲＩ、　　ＳＲ２
は、いずれもパッケージ内に集積されたトランジスタ、
温度補償素子、抵抗器などの組合せによって構成される
と共に、通常、図示のようなマクロ的な回路記号で表示
される単一の素子として取扱われる。このシャントレギ
ュレータは、主として本来の意味でのシャントレギュレ
ータを構成するために使用されることからこのようを呼
称を有し、例えば、日本電気株式会社製のμＰＣ１０９
３などがこれに該当する。原理的には、シャントレギュ
レータＳＲＩ、ＳＲ２の回路記号は温度補償素子などの
付加的な要素を省略することによりアノード側をエミッ
タ端子、リファレンス端子をベース端子、カソード側を
コレクタ端子とするｎｐｎトランジスタの回路記号で置
き換えることができる。

外部入力端子Ｖｌと■２の間に供給される直流電圧は、
抵抗器Ｒ１と、抵抗器Ｒ５，Ｒ６による分圧回路と、第
２のシャントレギュレータＳＲ２とによって構成される
安定化回路によって安定化されつつフォトカップラＰＣ
の１次側ダイオードのアノード端子に供給される。

すなわち、基準電圧が所定の規格値よりも上昇すると抵
抗器Ｒ６の端子間電圧が上昇し、これに伴い第２のシャ
ントレギュレータＳＲ２のカソードに流れ込む電流が増
加する。この結果、直列抵抗器Ｒ１の電圧降下が増して
、フォトカップラＰＣの１次側フォトダイオードのアノ
ード端子に供給される電圧が低下する。逆に、基準電圧
が所定の規格値よりも低下すると抵抗器Ｒ６の端子間電
圧が低下し、これに伴い第２のシャントレギュレータＳ
Ｒ２のカソードに流れ込む電流が減少する。

この結果、直列抵抗器Ｒ１の電圧降下が減少し、フォト
カップラＰＣの１次側フォトダイオードのアノード端子
に供給される電圧値が上昇する。

入力端子■１と直流出力端子Ｄ２の間の電圧が抵抗器Ｒ
３とＲ４とで分圧され、第１のシャントレギュレータＳ
ＲＩのリファレンス端子に供給される。第１のシャント
レギュレータＳＲＩは、そのリファレンス端子に供給さ
れる分圧値（抵抗器Ｒ４の両端に生じる電圧値）を素子
固有の基準電圧Ｖｒｅｆ　　（例えば２．５Ｖ）に接近
させるように、カソード端子への流入電流を増減させる
。これに伴いフォトカップラＰＣの１次側フォトダイオ
ードに流れる電流が変化し、２次側のフォトトランジス
タのコレクターエミッタ間電圧が変化する。

スイッチングレギュレータ回路１１は、この電圧を帰還
入力端子１１ａとｌｌｂ間に受け、出力端子Ｄ１とＤ２
間の安定化出力電圧ＶＯが一定になるように内蔵のスイ
ッチング素子の導通状態などを制御する。仮に、出力電
圧ｖＯが規格値（−２，３Ｖ）よりも低下して−２，４
■となると、抵抗器Ｒ４の端子間電圧が増加し、これに
伴いシャントレギュレータＳＲとフォトカプラＰＣのダ
イオードに流れる電流が増加し、スイッチングレギュレ
ータ回路１１の帰還回路信号の入力端子ＩＬａとｌｌｂ
間の電圧が低下し、この帰還作用により出力電圧■０の
絶対値が減少する方向に制御が行われる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の直流電源回路は、
出力電圧を検出して帰還制御するために外部から供給さ
れる基準電圧をそのまま利用するのではなく、別のシャ
ントレギュレータによって安定化したのち基準電圧とし
て利用する構成であるから、安定化出力電圧の変化だけ
に対応したより忠実な帰還制御を行なうことが可能とな
り、安定化直流出力の安定度が大幅に向上するという効
果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の安定化直流電源回路の構成
を示すブロック図、第２図は従来の安定化直流電源回路
の構成を示すブロック図である。 １０・・・安定化直流電源回路、１１・・・スイッチン
グレギュレータ回路、１２・・・出力帰還回路、Ａｌ、
Ａ２・・・交流電源又は非安定化直流電源の入力端子、
Ｄｉ、Ｄ２・・・安定化直流電圧の出力端子、Ｖｌ、Ｖ
２・・・基準電圧の入力端子、ＳＲＩ・・・第１のシャ
ントレギュレータ、ＳＲ２・・・第２のシャントレギュ
レータ、ＰＣ・・・フォトカップラ、Ｒ１・・・第１の
抵抗器、Ｒ２・・・第２の抵抗器、Ｒ３，Ｒ４・・・互
いに直列接続されて第１の分圧回路を構成する抵抗器、
Ｒ５，Ｒ６・・・互いに直列接続されて第２の分圧回路
を構成する抵抗器。 　　　Ｏ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流電源又は非安定化直流電源を受けて２個の出力端子
   間に安定化された負極性の直流電圧を出力すると共に、
   帰還入力端子間に受けた電圧の変化に応じて前記安定化
   された負極性の直流電圧の値を変化させるスイッチング
   レギュレータ回路と、このスイッチングレギュレータ回
   路に安定化のための出力を帰還する出力帰還回路とを備
   えた安定化直流電源回路であって、 前記出力帰還回路は、 このスイッチングレギュレータ回路の低圧側出力端子に
   アノードが接続される第１のシャントレギュレータと、 アノードが第１の抵抗器を介在させつつ基準電圧の第１
   の入力端子に接続されると共にカソードが第２の抵抗器
   を介在させつつ前記第１のシャントレギュレータのカソ
   ードに接続される１次側フォトダイオード及び前記スイ
   ッチングレギュレータの帰還入力端子間に接続される２
   次側フォトトランジスタを有するフォトカップラと、 前記第１のシャントレギュレータ、第２の抵抗器及び前
   記フォトカップラの１次側フォトダイオードの直列接続
   回路に並列接続されこの第１のシャントレギュレータの
   リファレンス端子に分圧電圧値を供給する第１の分圧回
   路と、 カソードが前記第１の抵抗器を介在させつつ前記基準電
   圧の第１の入力端子に接続されると共にアノードが前記
   スイッチングレギュレータ回路の高圧側出力端子に接続
   される基準電圧の第２の入力端子に接続される第２のシ
   ャントレギュレータと、 この第２のシャントレギュレータに並列接続されそのリ
   ファレンス端子に分圧電圧値を供給する第２の分圧回路
   を備えたことを特徴とする安定化直流電源回路。