JPH0352516A - 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、各種電子機器に利用されるスイッチング電源
装電に関するものである． 従来の技術 コンバータトランスの出力側に整流平滑回路を介して接
続された２４１以上の負荷のうちの１個の負荷へ、その
出力電圧を供給・停止させるスイッチング回路は，第４
＠および第５図に示すような１１３１構威のものがよく
使われている．第４図のスイッチング回路１は，スイッ
チ２をオン，オフすることによりドライブ回路３がトラ
ンジスタまたはサイリスタなどの半導体素子４をオン、
オフするように制御し、負荷５八の出力電圧の供給・停
止を行っていた． また，第５図のスイッチング回路６は，リレー７の接点
７ａの出力側に接続される負荷８が容量性のときによく
用いられている回路である．つまり，リレー７のオン時
に過大な電流が流れるため、リレー７がオンするまでに
負荷８八のプリチャ−ジ回路９を設けた場合である．ス
イッチ１０をオン，オフすることにより、ブリチャージ
回路９のトランジスタ１ｌがオン，オフされ，このトラ
ンジスタｌ１を介し，さらに，電圧検出回路１２のツエ
ナダイオード１３を介してトランジスタ１４がオンオフ
されてリレー７をオン，オフさせ，リレー接点７ａによ
り出力電圧の負荷８への供給・停止を行っていた． 発明が解決しようとする課題 しかし、このような上記従来のスイッチング回路の構成
では、第４図の半導体素子４がオンのときに，この半導
体素子４に電流が流れたとき半導体素子４の電圧降下の
大きさにしたがって負荷５への印加電圧も小さくなり、
電圧精度が要求される負荷に対しては使用できないとい
う問題があった． また、第５図のリレー接点７ａにおいてはリレー７が通
電してリレー接点７ａが閉じるとき、リレー接点７ａが
溶着し易く，スイッチングの信頼性が著しく低下すると
いう問題があった．本発明は上記従来の問題を解決する
もので，半永久的に使用可能な半導体スイッチ素子を用
いてスイッチングにおける信頼性を確保し，負荷に印加
される電圧をこの半導体スイッチ素子の電圧降下の大き
さに関係なく一定に保つことのできるスイッチング電源
装電を提供することを目的とするものである． 課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のスイッチング電源装
竃は，入力側に制御回路を有するコンバータトランスの
出力側に整流平滑回路を介して２個以上の負荷を接続す
るとともに、上記整流平滑回路とＩＩＩの負荷との間に
半導体スイッチ素子を用いたスイッチング回路を設け、
上記整流平滑回路の出力端と上記スイッチング回路の出
力端とがそれぞれ接続されて、上記スイッチング回路の
半導体スイッチ素子がオンのときには上記スイッチング
回路の負荷側の電圧が印加され、上記スイッチング回路
の半導体スイッチ素子がオフのときには上記スイッチン
グ回路の整流平滑回路側の電圧が印加されるように切換
えられる誤差検出回路を設け、上記誤差検出回路の出力
で入力側の上記制御回路を制御して上記コンバータトラ
ンスの入力電圧を制御するようにしたものである．作用 上記構或により，半導体スイッチ素子がオンのときには
，従来用いられていたリレーのように機械的接点でない
ために接点溶着などの問題は発生せず，スイッチングの
寿命も半永久的なものとなるとともに、誤差検出回路は
スイッチング回路の負荷側の電圧を検出し，このとき、
誤差検出回路の出力はコンバータトランス入力側の制御
回路を制御して，半導体スイッチ素子の電圧降下により
負荷にかかる電圧が低くならないようにコンバータトラ
ンスの入力電圧が制御されることになり，電圧精度が要
求される負荷に対しても使用可能となる． 実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する． 第１図は本発明の一実施例を示すスイッチング電源装電
のブロック図である．第１図において，交流電源２１の
両端には，入力側整流平滑回路２２が接続され，入力側
整流平滑回路２２の出力端の一端はトランス２３の入力
巻線ＮＰの一端に接続され，この入力巻線ＮＰの他端に
はＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子２４を介して入
力側整流平滑回路２２の他端に接続されている．このス
イッチング素子２４のゲートにはトランス２３の制御巻
線ＮＣに接統されたパルス幅制御回路２５が接続されて
いる．また，トランス２３の出力巻線ＮＳには出力側整
流平滑回路２６を介して，負荷２７が接続されるととも
に．スイッチング回路２８が接続され，さらに、スイッ
チング回路２８を介して負荷２９が接続されている．ま
た．このスイッチング回路２８にはスイッチ３０が接続
されている．また，負荷２７．２１１１の両端には電圧
検出部切換回路を含む誤差検出回路３１が接続され．そ
の出力はパルス幅制御回路２５に接続されている． 第２図はスイッチング電源装電におけるスイッチング回
路および誤差検出回路の一例を示す回路図である．第２
図において、出力側整流平滑回路２６の出力側の一端は
，スイッチング回路２８の入力端である抵抗３２，３３
．３４の一端に接続されるとともに，負荷２７の一端に
接続されている．抵抗３２の他端はサイリスタ３５のア
ノードに接続されるとともに、コンデンサ３６の一端に
接続され，また、このサイリスタ３５のゲートはスイッ
チ３０のｂ接点に接続されるとともに、抵抗３７の一端
に接続される．抵抗３３の他端はスイッチ３０の共通接
点Ｃに接続され、また、抵抗３４の他端はコンデンサ３
６の他端と半導体スイッチ素子としてのサイリスタ３８
のアノードに接続され、スイッチング回路２８の出力端
であるサイリスタ３８のカソードはコンデンサ３９の一
端と負荷２９の一端に接続され，さらに，サイリスタ３
８のゲートはスイッチ３０のａ接点と抵抗４０の一端に
接続されている．また、出力側整流平滑回路２６の他端
はサイリスタ３５のカソードと抵抗３７，４０の他端と
負荷２７．２９の他端に接続されている．さらに、出力
側整流平滑回路２６の出力端は誤差検出回路３ｌの入力
端である可変抵抗４１の一端とフォトダイオード４２の
アノードと抵抗４３の一端に接統され、また、スイッチ
ング回路２８の出力端は誤差検出回路３１の別の入力端
である可変抵抗４４と抵抗４５の一端に接続されている
．この可変抵抗４４の他端は抵抗４６の一端とダイオー
ド４７を介してトランジスタ４８のベースに接続されて
いる．また、抵抗４５の他端は、抵抗４９の一端とトラ
ンジスタ５０のペースに接続され，このトランジスタ５
０のコレクタはダイオード５１のアノードと可変抵抗４
１の他端と抵抗５２の一端に接続され、ダイオード５１
のカソードはトランジスタ４８のベースに接続されてい
る．このトランジスタ４８のコレクタはフォトダイオー
ド４２のカソードに接続され，エミッタはツエナダイオ
ード５３のカソードと抵抗４３の他端に接続されている
．さらに出力側整流平滑回路２６の他端はツェナダイオ
ード５３のアノードと抵抗４６，４９，５２の他端とト
ランジスタ５０のエミッタに接続されている．上記構威
により，以下、その動作を説明する．トランス２３の出
力巻線ＮＳの電圧を出力側整流平？回路２６で整流平滑
した電圧ｖｉが、負荷２７に印加されている状態を第３
図（ａ）の電圧波形Ａで示している．このとき、時間ｔ
■でスイッチ３０のｂ接点からａ接点に切換えると，サ
イリスタ３８がオンする．このサイリスタ３８がオンし
て第３図（ｂ）の電圧波形Ｂである電圧ｖ３が負荷２９
へ印加されることになる．さらに，この電圧ｖ３を可変
抵抗４４と抵抗４６で分圧した第３図（ｃ）の電圧波形
Ｃである電圧ｖ１が抵抗４６の両端に発生し，ダイオー
ド４７を介してトランジスタ４８をドライブするととも
に，また、抵抗４９の両端に発生した第３図（ｄ）の電
圧波形Ｄである電圧Ｖ．はトランジスタ５０をドライブ
して抵抗５２の両端を短絡し、可変抵抗４１と抵抗５２
で分圧した第３図（Ｃ）の電圧波形Ｅである電圧Ｖ．を
約Ｏｖにする．したがって，誤差検出回路３０は電圧ｖ
３を電圧Ｖ，として検出し，電圧ｖ１を電圧Ｖ．として
検出しているので電圧Ｖ■を検出しなくなるように切換
おることになる．誤差検出回路３１から制御巻線ＮＧに
接続されているパルス幅制御回路２５へ信号が帰還され
、パルス幅制？回路２５によって出力の電圧ｖ３が一定
になるようにスイッチング素子２４のオン時間が制御さ
れる．さらに、このとき，第３図（ａ）の電圧波形Ａ′
に示すように．サイリスタ３８がオンしている期間ｔ３
において、電圧Ｖ■は、サイリスタ３８の電圧降下分の
電圧値ΔＶを加えた電圧となるように制御される． 第３図（ａ）の期間ｔ■経過後の時間ｔ，でスイッチ３
０のａ接点からｂ接点に切換おるとサイリスタが３５オ
ンし，サイリスタ３８がオンしている間にコンデンサ３
６．３９に蓄積された電荷がサイリスタ３５を通ってサ
イリスタ３８を逆バイアスする方向に放電し，サイリス
タ３８はオフすることになる．サイリスタ３８がオフす
ると第３図（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）の電圧波形Ｂ，Ｃ，
Ｄに示すように、電圧Ｖ，，Ｖ，およびｖ４が約Ｏｖに
なり、トランジスタ５０がオフし，電圧Ｖ■による可変
抵抗４１と抵抗５２で分圧した第３図（ａ）の電圧波形
Ｅ′である電圧Ｖ．が立上がり，ダイオード５１を介し
てトランジスタ４８をドライブし始め、誤差検出回路３
ｌは電圧ｖ１を電圧ｖｓとし？検出し、電圧ｖ２を電圧
ｖ３として検出しなくなるように切換おることになる．
誤差検出回路３１がらパルス幅制御回路２５へ信号が帰
還され，パルス幅制御回路２５は出力電圧Ｖ■が第３図
（ａ）の電圧波形Ａと同様の電圧波形Ａ”で一定となる
ように制御する， なお、抵抗３２を、サイリスタ３５の保持電流以下の電
流がサイリスタ３５に流れるように定数を設定すること
で、スイッチ３０をそのｂ接点からａ接点へ切換えたと
き、サイリスタ３５をオフさせることができる． 発明の効果 以上のように本発明によれば、半永久的な寿命の保証さ
れた半導体スイッチ素子を用いたきわめて簡易な回路構
成で、電圧精度を要求された負荷に対しても半導体スイ
ッチ素子の電圧降下が解消された安定した出力電圧の供
給、停止を行うことができ、きわめて有用である．

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入力側に制御回路を有するコンバータトランスの出
   力側に整流平滑回路を介して２個以上の負荷を接続する
   とともに、上記整流平滑回路と１個の負荷との間に半導
   体スイッチ素子を用いたスイッチング回路を設け、上記
   整流平滑回路の出力端と上記スイッチング回路の出力端
   とがそれぞれ接続されて、上記スイッチング回路の半導
   体スイッチ素子がオンのときには上記スイッチング回路
   の負荷側の電圧が印加され、上記スイッチング回路の半
   導体スイッチ素子がオフのときには上記スイッチング回
   路の整流平滑回路側の電圧が印加されるように切換えら
   れる誤差検出回路を設け、上記誤差検出回路の出力で入
   力側の上記制御回路を制御して上記コンバータトランス
   の入力電圧を制御するようにしたスイッチング電源装置
   。