JPH04123797A - コンデンサ充電電源装置 - 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］ この発明は、コンデンサにエネルギを供給する動作にス
イッチング電源を用いた装置で、テレビジョン受像機な
ど、ノイズの影響を受けやすい他の電子機器とともに使
用する場合に、コンデンサ充電電源装置の発生するノイ
ズが他の機器に影響を与えないように構成された電源装
置に関するものである。

「従来の技術］ 従来のコンデンサ充電電源装置の実施例を第３図に示す
。第３図において、（１）は直流電源、（２）は入力電
流を平滑する第１のコンデンサ、（３）は直流電源（１
）と第１のコンデンサ（２）との間に存在する直流等価
抵抗、（４）は直流電源（１）からの電流をスイッチン
グする第１のトランジスタ、（５）は第１のトランジス
タをスイッチング動作させるための駆動回路、（６）は
電源のメイントランス、（７）は整流用のダイオード、
（８）はエネルギ充電用の第２のコンデンサ、（９）は
制御回路、（１０）は第２のコンデンサ（８）に蓄えら
れたエネルギを瞬時に消費するパルス負荷回路である。

また、説明の都合上パルス負荷回路（１０）の一実施例
として、レーザ励起に使用する回路にて動作説明を行う
。（ＩＩ）はレーザ励起用のフラッシュランプ、　（１
２）は電流波形整形用の第１のチョークコイル、　（１
３）はフラッシュランプ（Ｉｆ）を点灯させるランプト
リガ回路である。

上記回路構成は、第１のトランジスタ（４）がオン状態
の時にトランス（６）の１次巻線に電流を流し。

この時、ダイオード（７）がトランス（６）の２次巻線
に流れる電流を阻止することによって、トランス（６）
にエネルギを蓄え、第１のトランジスタ（４）がオフ状
態の時にトランス（６）に蓄えられたエネルギを第２の
コンデンサ（８）に充電するオン−オフ型のスイッチン
グ電源を構成している。制御回路（９）は、第２のコン
デンサ（８）の所定のエネルギが充電されたことを確認
して第１のトランジスタ（４）のスイッチングを停止さ
せると伴に、フラッシュランプ（１１）を点灯させ第２
のコンデンサ（８）に蓄えられたエネルギを瞬時に消費
させる。第４図に各部の動作波形を示す。第４図におい
て（ア）はトランス（５）の１次側に流れる電流波形、
（イ）はトランス（５）の２次側に流れる電流波形、（
つ）は第１のトランジスタ（４）を駆動する駆動信号、
（１）は第２のコンデンサ（８）に負の電荷を充電させ
た時の充電電圧波形２（オ）はフラッシュランプ（１１
）を点灯させるためのトリが信号、（力）は直流電源（
１）から流れる入力電流波形、（キ）は第１のコンデン
サ（２）の両端にかかる入力電圧波形である。また、第
４図中に示す記号（１，）は１次電流波形（ア）の最大
電流値、　（＋、）は２次電流波形（イ）の最大電流値
（ｖｏ）は第２のコンデンサ（８）に充電する所定の電
圧Ｌ　（＋、、、）は第２のコンデンサ（８）への充電
動作が行われている時の直流電源（１）から流れる実行
電流値、（Ｅ）は直流電源（＋）から供給される電圧値
（Ｅ’）＋；！第２のコンデンサ（８）への充電動作が
行われている時に第１のコンデンサ（２）の両端にかか
る電圧値である。（ア）〜（つ）の波形の周期は電源の
スイッチング周波数であり数計ＫＨｚ〜数百ＫＦＩＺの
範囲である。また、（１）〜（牛）の波形の周期はパル
ス負荷回路（１０）が動作する周波数であり、数Ｈｚ〜
数十Ｈｚの範囲である。

２次電流波形（イ）の電流がＩ、からゼロになるまでの
時間をＴ　ｏ　ｔ　ｔとすると、トランス（５）の２次
巻き線のインダクタンスをり１．第２のコンデンサ（８
）に充電されている電圧をｖｃとしたとき（１）式のよ
うな近似式が成り立つ。

Ｔ　ｏｔｔ＝　Ｉｔ／（ＶｃＸ　Ｌ、）（０＜　Ｗｃ≦
ＶＯ）　　＝−（＋）（１）式かられかるように、２次
電流波形（イ）の降下時間Ｔ　ｕ　ｌ　ｔは第２のコン
デンサ（８）に充電された電圧■。によって大きく変化
し、特に充電電圧ｖｃの低い時は多くの時間を必要とす
る。

また、入力電圧波形（キ）かられかるように、従来回路
では第２のコンデンサ（８）が所定の電圧Ｖ。

まで充電されると第１のトランジスタ（４）のスイッチ
ング動作を停止させ、充放電が同時に起こりエネルギロ
スすることを押さえるため、第１のコンデンサ（２）の
両端にかかる電圧は大きく変化す［発明が解決しようと
する井番含］ 従来のコンデンサ充電電源装置は以ヒのように構成され
ているので、入力の電力供給ラインでの電圧変化が太き
（、電力供給ライン共に使用している他の機器にノイズ
による多大の影響を与えていたり、ノイズを低減させる
ために電力供給ラインに非常に大きなフィルタ回路を必
要とした。また、充電電圧の低い時にはトランスの２次
電流降下時間が長くなるため充電動作が遅く、充電時間
において効率の良い充電動作ができないといった問題点
があった。

本発明は係る問題点を解決するためになされたもので、
電力供給ラインに大きなフィルタ回路を追加することな
く他の機器に影響を与えるノイズを低減し、短い時間で
効率よく充電を行うことのできるコンデンサ充電電源装
置を得ることを目的［晶を解決するための手段］ この発明に係るコンデンサ充１ｉｉｉ源装置は２充電動
作が終了すると同時に予備のコンデンサと主充電用コン
デンサとを切り離すことで充電動作を連続して行い、入
力の電源供給ラインの電圧変動を押さえ、さらに、パル
ス負荷回路による放電が終了すると同時に、主充電用コ
ンデンサと予備のコンデンサを接続することで、パルス
負荷エネルギを有効に利用すると伴に、充電電圧の上昇
を早くし充電時間を短くするための予備充電回路を備え
たものである。

［作用］ この発明においては、コンデンサの充放電を繰り返して
も人力の電力供給ラインの電圧を変動させることがなく
、電力供給ラインを共に使用している他の機器にノイズ
による影響を与えることがない。また、充電電圧の低い
充電初期の動作においても短い時間で効率よく充電動作
を行うことが出来る。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、第１
図における（１）〜（１３）は従来装置と同一または相
当するもので、　（１４）は第３のコンデンサ（１５）
は第２のチョークコイル、　（１６）は第２のトランジ
スタである。第２のトランジスタ（Ｉ６）は第２のコン
デン−１＋（８）に所定のエネルギが充電されると同時
にオフし、第２のコンデンサ（８）と第３のコンデンサ
（１４）を切り離す。第１のトランジスタ（４）のスイ
ッチング動作はそのまま連続して行われ、第３のコンデ
ンサ（１４）に充電は行われる。、ｆルス負荷回路（１
０）による第２のコンデンサ（８）の放電が終了すると
、第２のトランジスタ（１６）はオン状態に戻り、第３
のコンデンサ（１４）に充電されたエネルギは第２のチ
ョークコイル（１５）を通り第２のコンデンサ（８）を
充電すると伴い、第１のトランジスタ（４）のスイッチ
ング動作による充電が第２のコンデンサ（８）と第３の
コンデンサ（１６）両方に行われる。

第２図に第１図の実施例における各部の動作波形を示す
。第２図における（ア）〜（キ）は第４図に示す波形と
同様の所を見たものであり、（り）は第３のコンデンサ
（１４）の充電電圧波形を示したものである。充電電圧
波形（１）と（り）、及び、２次電流波形（イ）かられ
かるように、第２のコンデンサ（８）の放電が終了する
と同時に、第３のコンデンサ（１４）から第２のコンデ
ンサ（８）ヘエネルギの充電が行われるため、スイッチ
ング動作による充電をはじめる時には、すでにある程度
の充電がされていることになる。（１）式からもわかる
ように充電電圧ｖｃが少しでも高ければそれだけ２次電
流の降下時間Ｔ。７．は短くなり、所定の電圧Ｖ。まで
の充電時間も短くなることがわかる。また２以上に説明
したように第１のトランジスタ（４）によるスイッチン
グ動作が停止する期間がなくなるため入力電源供給ライ
ンの電圧変動はなくなり、他の機器に影響を与えるよう
なノイズの発生を防ぐことになる。

なお、上記実施例ではスイッチング電源に入出力でアイ
ソレーシヲンの取れた一般的によく利用されるもので説
明したが、昇圧型の電源でパルス負荷による放電期間中
に電源の動作を停止する必要のあるものについては、す
べて同様の効果が得られる。また、パルス負荷回路には
レーザ励起回路、第２．第３のコンデンサの接続にトラ
ンジスタを使用したが、他の半導体回路などでも同様で
ある。

「発明の効果」 以上のように、この発明によればコンデンサ充電装置と
他の電子機器とで同一の入力電力供給ラインをしようし
ても、ノイズによる誤動作などの悪影響を受けることな
くンステムをくむことができ、さらに、入力部分に挿入
するフィルタ回路を小さくすることができるとともに、
コンデンサへの充電を短時間で行うことができるといっ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を示すコンデンサ充電電源
装置の構成図、第２図は、第１図に示した構成図におけ
る各部の動作波形、第３図は、従来のコンデンサ充電電
源装置の構成図、第４図は第３図に示した構成図におけ
る各部の動作波形である。 図において、（１）は直流電源、（２）は第１のコンデ
ンサ、（３）は直流等価抵抗、（４）は第１のトランジ
スタ、（５）は駆動回路、（６）はトランス、（７）は
整流用ダイオード、（８）は第２のコンデンサ、（９）
は制御回路、　（１０）はパルス負荷回路、　（１１）
はフラッシュランプ、（１２）は第１のチョークコイル
、（１３）はランプトリガ回路、　（１４）は第３のコ
ンデンサ、（＋５）は第２のチョークコイル、　（１６
）は第２のトランジスタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電源からの電流を平滑する第１のコンデンサと、前
   記直流電源と第１のコンデンサからの電流をスイッチン
   グ第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタを駆
   動させる駆動回路と、前記直流電源と第１のトランジス
   タとの間に１次巻線を接続したトランスと、前記トラン
   スの２次巻線に直列に接続されたダイオードと、前記ト
   ランスのエネルギを蓄える第２のコンデンサと、前記第
   ２のコンデンサに蓄えるエネルギ量と、前記第１のトラ
   ンジスタの動作を制御する制御回路と、前記第２のコン
   デンサのエネルギを消費するパルス負荷回路からなるコ
   ンデンサ充電回路において、前記第２のコンデンサと並
   列に第３のコンデンサと、第２、第３のコンデンサ間に
   直列に接続されたチョークコイルと、前記パルス負荷が
   オンするのにあわせてオフする第２のトランジスタから
   なる予備充電回路を備えたことを特徴とするコンデンサ
   充電電源装置。