JPH0446556A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPH0446556A JPH0446556A JP15261390A JP15261390A JPH0446556A JP H0446556 A JPH0446556 A JP H0446556A JP 15261390 A JP15261390 A JP 15261390A JP 15261390 A JP15261390 A JP 15261390A JP H0446556 A JPH0446556 A JP H0446556A
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- Japan
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- power supply
- switch
- capacitor
- supply device
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- Granted
Links
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Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
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。
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、特に小、中電力用に適し、負荷に安定した高
圧を出力する電源装置に関するものである。
圧を出力する電源装置に関するものである。
（従来の技術）
負荷に安定した高圧を出力する電源装置として、従来よ
りスイッチング電源装置が知られている。この装置は、
出力とランスの一次側をスイッチング制御し、該トラン
スの二次側に誘起した高圧を整流して負荷に供給するも
ので、−次側のスイッチング素子をＰＷＭ （パルス幅
変調）信号でフィードバック制御することにより、安定
した出力が得られるようになっている。
りスイッチング電源装置が知られている。この装置は、
出力とランスの一次側をスイッチング制御し、該トラン
スの二次側に誘起した高圧を整流して負荷に供給するも
ので、−次側のスイッチング素子をＰＷＭ （パルス幅
変調）信号でフィードバック制御することにより、安定
した出力が得られるようになっている。
しかしながら、上記のような従来の電源装置にあっては
、トランスをイ吏用しているため、システムの他の構成
コンポーネントに比べて重く、システムの軽量化を図る
ことができず、またスイッチングノイズや磁気シールド
があるので、設計上の制約が大きいという問題点かあっ
た。
、トランスをイ吏用しているため、システムの他の構成
コンポーネントに比べて重く、システムの軽量化を図る
ことができず、またスイッチングノイズや磁気シールド
があるので、設計上の制約が大きいという問題点かあっ
た。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので
、軽量化を図ることができ、また設計上の制約が少ない
電源装置を得ることを目的としている。
、軽量化を図ることができ、また設計上の制約が少ない
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）
本発明の電源装置は、次のように構成したものである。
■、複数のコンデンサと、これらの複数のコンデンサを
並列接続する第１のスイッチ群及び直列接続する第２の
スイッチ群と、その並列接続と直列接続の切換えを行う
スイッチコントロール回路と、並列接続された各コンデ
ンサを充電する直流電源を備え、充電された各コンデン
サを直列接続して負荷に高圧を出力するようにした。
並列接続する第１のスイッチ群及び直列接続する第２の
スイッチ群と、その並列接続と直列接続の切換えを行う
スイッチコントロール回路と、並列接続された各コンデ
ンサを充電する直流電源を備え、充電された各コンデン
サを直列接続して負荷に高圧を出力するようにした。
＋！ 、前記Ｉの電源装置において、スイッチコントロ
ール回路は、ＰＷＭ回路からのＰＷＭ信号のデユーティ
のタイミングにより各コンデンサの接続の切換えを行う
ようにした。
ール回路は、ＰＷＭ回路からのＰＷＭ信号のデユーティ
のタイミングにより各コンデンサの接続の切換えを行う
ようにした。
■、前記Ｈに電源装置において、ＰＷ、Ｍ回路は、出力
電圧のレベルに基づいたＰＷＭ信号をスイッチコントロ
ール回路に出力するようにした。
電圧のレベルに基づいたＰＷＭ信号をスイッチコントロ
ール回路に出力するようにした。
■、前記１１または■の電源装置において、ＰＷＭ信号
により、各コンデンサの並列接続時間なり変制御し且つ
直列接続時間を固定するようにした。
により、各コンデンサの並列接続時間なり変制御し且つ
直列接続時間を固定するようにした。
■、前記■の電源装置において、各コンデンサをショー
トする第３のスイッチ群及びこの第３のスイッチ群をＰ
ＷＭ信号の可変幅の検知結果に応じて制御するスイッチ
コントロール回路を備えた。
トする第３のスイッチ群及びこの第３のスイッチ群をＰ
ＷＭ信号の可変幅の検知結果に応じて制御するスイッチ
コントロール回路を備えた。
■、前記工ないしＶ何れがの電源装置において、少なく
とも前記スイッチコントロール回路を、１チップの誘電
分離型ＩＣで構成した。
とも前記スイッチコントロール回路を、１チップの誘電
分離型ＩＣで構成した。
本発明の電源装置においては、複数のコンデンサが第１
のスイッチ群により並列に接続され、この状態で各コン
デンサが直流電源により充電される。そして、充電され
た各コンデンサは第２のスイッチ群により直列に接続さ
れ、これらのコンデンサの総和の高圧が負荷に出力され
る。その際、各コンデンサの接続切換えは、スイッチコ
ントロール回路により制御され、これをＰＷＭ侶号によ
り制御することにより安定した出力が得られる。また、
各コンデンサをシＢ−トする第３のスイッチ群の制御に
より、応答速度を上げることができる。
のスイッチ群により並列に接続され、この状態で各コン
デンサが直流電源により充電される。そして、充電され
た各コンデンサは第２のスイッチ群により直列に接続さ
れ、これらのコンデンサの総和の高圧が負荷に出力され
る。その際、各コンデンサの接続切換えは、スイッチコ
ントロール回路により制御され、これをＰＷＭ侶号によ
り制御することにより安定した出力が得られる。また、
各コンデンサをシＢ−トする第３のスイッチ群の制御に
より、応答速度を上げることができる。
第１１メ」は本発明の一実施例を示す回路柄成図である
。図において、Ｃ，、Ｃ２，・・・・・・ｃｏは複数（
ここではｎ個）のコンデンサ、Ｓｌｏ＋ ＳＩ＋、・・
・＋−ｓ 、、、ｓ ２１＋ ｓ 、２．−＋−ｓ
２．、及びＳ ３０＋ ５３１ ＋・・・・・・Ｓ３
１．はそれぞれ各コンデンサ毎に設けられたスイッチて
、スイッチＳＩＯ＋ ＳＩ １−・・・・・・Ｓｎとス
イッチＳ ＪＯ＋ Ｓ ３１．・・・・・・Ｓ３ｎは
各コンデンサＣ，，Ｃ２，・・・・・・ｃｏを並列接続
する第１のスイッチ群を構成し、スイッチＳ ２＋、
Ｓ ２２．・・・・・・Ｓ２ｎは各コンデンサＣ，，Ｃ
，，・−・・・・Ｃｎを直列接続する第２のスイッチ群
を構成している。
。図において、Ｃ，、Ｃ２，・・・・・・ｃｏは複数（
ここではｎ個）のコンデンサ、Ｓｌｏ＋ ＳＩ＋、・・
・＋−ｓ 、、、ｓ ２１＋ ｓ 、２．−＋−ｓ
２．、及びＳ ３０＋ ５３１ ＋・・・・・・Ｓ３
１．はそれぞれ各コンデンサ毎に設けられたスイッチて
、スイッチＳＩＯ＋ ＳＩ １−・・・・・・Ｓｎとス
イッチＳ ＪＯ＋ Ｓ ３１．・・・・・・Ｓ３ｎは
各コンデンサＣ，，Ｃ２，・・・・・・ｃｏを並列接続
する第１のスイッチ群を構成し、スイッチＳ ２＋、
Ｓ ２２．・・・・・・Ｓ２ｎは各コンデンサＣ，，Ｃ
，，・−・・・・Ｃｎを直列接続する第２のスイッチ群
を構成している。
ｖｌは並列接続された各コンデンサＣ，，Ｃ２゜・・・
・・・ｃｏを充電する直流電源、Ｐｌ、Ｐ２は負荷１へ
の高圧出力端子及び高圧基準端子（グランド端子）で、
負荷１には充電された各コンデンサＣ，，Ｃ，，・・・
・・・ｃｏを直列接続して得られる直流の高圧か供給さ
れる。Ｄｉｌはダイオード、Ｃｏ、、Ｃ，２及びＲ８１
はフィルタ回路を構成するコンデンサ及び抵抗で、上記
負荷１にはこのダイオ−）” Ｄ ｉ 、及びフィルタ
回路を通した直流が印加される。２は負荷１への出力電
圧（負荷電圧）を検出する電圧検出回路、３はこの検出
値を電圧源ｖ２による基準値と比較する差動アンプで、
電圧検出回路２からの検出信号は信号線４を通してマイ
ナス側入力端子に入力される。５は信号線６を通して入
力された差動アンプ３の出力に基づいてＰＷＭ信号を発
生するＰＷＭ回路、７は信号線８を通して人力されたＰ
ＷＭ信号に基づいて上記各スイッチ群によるコンデンサ
Ｃ＋ 、 Ｃ２、・・・・・・Ｃｎの並列接続と直列接
続の切換えを行うスイッチコントロール回路で、出カバ
スフａからはスイッチＳｌｏ＋ ＳＩ ＋＋ Ｓｉｎの
制御信号、出カバスフｂからはスイッチＳ２１＋ Ｓ２
２＋・・・・・・Ｓ２ｎの制御信号、出カバスフＣから
はスイッチ３３０＋ Ｓ３１＋・・・・・・Ｓ３ｎの制
御信号がそれぞれ出力される。
・・・ｃｏを充電する直流電源、Ｐｌ、Ｐ２は負荷１へ
の高圧出力端子及び高圧基準端子（グランド端子）で、
負荷１には充電された各コンデンサＣ，，Ｃ，，・・・
・・・ｃｏを直列接続して得られる直流の高圧か供給さ
れる。Ｄｉｌはダイオード、Ｃｏ、、Ｃ，２及びＲ８１
はフィルタ回路を構成するコンデンサ及び抵抗で、上記
負荷１にはこのダイオ−）” Ｄ ｉ 、及びフィルタ
回路を通した直流が印加される。２は負荷１への出力電
圧（負荷電圧）を検出する電圧検出回路、３はこの検出
値を電圧源ｖ２による基準値と比較する差動アンプで、
電圧検出回路２からの検出信号は信号線４を通してマイ
ナス側入力端子に入力される。５は信号線６を通して入
力された差動アンプ３の出力に基づいてＰＷＭ信号を発
生するＰＷＭ回路、７は信号線８を通して人力されたＰ
ＷＭ信号に基づいて上記各スイッチ群によるコンデンサ
Ｃ＋ 、 Ｃ２、・・・・・・Ｃｎの並列接続と直列接
続の切換えを行うスイッチコントロール回路で、出カバ
スフａからはスイッチＳｌｏ＋ ＳＩ ＋＋ Ｓｉｎの
制御信号、出カバスフｂからはスイッチＳ２１＋ Ｓ２
２＋・・・・・・Ｓ２ｎの制御信号、出カバスフＣから
はスイッチ３３０＋ Ｓ３１＋・・・・・・Ｓ３ｎの制
御信号がそれぞれ出力される。
上記高圧出力端子Ｐ、は、ｎ番目のコンデンサＣｎのス
イッチＳ２ｎとの接続端とは反対側の端子及びダイオー
ドＤｉ、のアノード側に接続され、高圧基準端子Ｐ２は
、１番目のコンデンサＣ８のスイッチＳ、。どの接続端
とは反対側の端子及び電圧鯨ｖ１のマイナス端子側に接
続されている。そして、電圧＃！ｖ２のプラス端子側は
差動アンプ３のプラス側入力端子に接続されている。
イッチＳ２ｎとの接続端とは反対側の端子及びダイオー
ドＤｉ、のアノード側に接続され、高圧基準端子Ｐ２は
、１番目のコンデンサＣ８のスイッチＳ、。どの接続端
とは反対側の端子及び電圧鯨ｖ１のマイナス端子側に接
続されている。そして、電圧＃！ｖ２のプラス端子側は
差動アンプ３のプラス側入力端子に接続されている。
次に動作について説明する。
回路が定常状態で動作している場合、ＰＷＭ回路５から
は第２図に示すような波形のＰＷＭ信号が出力され、こ
のＰＷＭ信号のデユーティのタイミングにより各コンデ
ンサＣＩ、Ｃ２、”・・・・ｃｏの接続の切換えが制御
される。すなわち、この制御パルスのＨ（高）レベルの
信号が出力されるタイミング（期間）をＡ、Ｌ（低）レ
ベルの信号が出力されるタイミングをＢとし、Ａ＋Ｈの
期間をパルスの１周期とする。そして、簡単のためにタ
イミングＢの時間が固定されており、タイミングＡの時
間が可変で１８号線６に出力される電圧ＶＯかＨレベル
であれば、その出力される時間ＴＡは増加し、Ｌレベル
であれば減少するものとする。そして、先ず信号線８上
の信号のタイミングがＡの時、スイッチコントロール回
路７の出カバスフａと７ｃｌ−にＨレベルの１ジノ御信
号を出力し、第１のスイッチ群の各スイッチｓｌＯ＋
ｓｌ ｌ−５ｌｎとＳ３ｏ、ＳＪｌ、・・・・・・Ｓ３
ｏを全てオン（ＯＮ）にする。同時に、出カバスフｂ上
にＬレベルの制御イ３′＋を出力し、第２のスイッチ群
の各スイッチｓ２．． Ｓ２２＋ ’・・・”Ｓ２ｎ
をオフ（ＯＦＦ）にする。
は第２図に示すような波形のＰＷＭ信号が出力され、こ
のＰＷＭ信号のデユーティのタイミングにより各コンデ
ンサＣＩ、Ｃ２、”・・・・ｃｏの接続の切換えが制御
される。すなわち、この制御パルスのＨ（高）レベルの
信号が出力されるタイミング（期間）をＡ、Ｌ（低）レ
ベルの信号が出力されるタイミングをＢとし、Ａ＋Ｈの
期間をパルスの１周期とする。そして、簡単のためにタ
イミングＢの時間が固定されており、タイミングＡの時
間が可変で１８号線６に出力される電圧ＶＯかＨレベル
であれば、その出力される時間ＴＡは増加し、Ｌレベル
であれば減少するものとする。そして、先ず信号線８上
の信号のタイミングがＡの時、スイッチコントロール回
路７の出カバスフａと７ｃｌ−にＨレベルの１ジノ御信
号を出力し、第１のスイッチ群の各スイッチｓｌＯ＋
ｓｌ ｌ−５ｌｎとＳ３ｏ、ＳＪｌ、・・・・・・Ｓ３
ｏを全てオン（ＯＮ）にする。同時に、出カバスフｂ上
にＬレベルの制御イ３′＋を出力し、第２のスイッチ群
の各スイッチｓ２．． Ｓ２２＋ ’・・・”Ｓ２ｎ
をオフ（ＯＦＦ）にする。
これにより、各コンデンサＣ，，Ｃ２，・・・・・・Ｃ
＋＋は互いに並列接続された状態となる。第３図にこの
並列接続時の等油回路を示す。ここて、上記芥スイッチ
は全て理想的なスイッチとそのオン時のオン抵抗の和で
表現できるものとするとその等油回路は、各コンデンサ
Ｃ，，Ｃ２，・・・・・・Ｃｏにそわぞれオン抵抗Ｒ，
，，Ｒ２，，−−−−−−Ｒｏ、が直列接続された形の
もとなる。そして、この第３図に示す抵抗Ｒ＋１． Ｒ
２１，・・・・・・Ｒｏｌを通し、各々の時定数（Ｃ＋
Ｒ１１，Ｃ２Ｒ２１，・＝−ＣｏＲｏｌ）をもって各
コンデンサＣＩ、Ｃ２，・・・・・・ｃｏが直流電源■
、により充電される。
＋＋は互いに並列接続された状態となる。第３図にこの
並列接続時の等油回路を示す。ここて、上記芥スイッチ
は全て理想的なスイッチとそのオン時のオン抵抗の和で
表現できるものとするとその等油回路は、各コンデンサ
Ｃ，，Ｃ２，・・・・・・Ｃｏにそわぞれオン抵抗Ｒ，
，，Ｒ２，，−−−−−−Ｒｏ、が直列接続された形の
もとなる。そして、この第３図に示す抵抗Ｒ＋１． Ｒ
２１，・・・・・・Ｒｏｌを通し、各々の時定数（Ｃ＋
Ｒ１１，Ｃ２Ｒ２１，・＝−ＣｏＲｏｌ）をもって各
コンデンサＣＩ、Ｃ２，・・・・・・ｃｏが直流電源■
、により充電される。
次に、上記タイミンクＡのＴＡ時間が終了してタイミン
グＢのパルス状態に遷移すると、スイッチコントロール
回路７の出カバスフａと７ｃの制御１ｏ１号かＨレベル
からＬレベルに変化し、同時に１１１力ハス７ｂの制御
１３号がＬレベルがらＨレベルに変化する。これにより
、−ト記第１のスイッチ群の各スイッチＳ、ｏ、Ｓ、、
、・・・・・・Ｓ１ｏとＳ ３０゜”’ ：ｌ ＋ ＋
・・・・・・Ｓ３，１か全てオフになると共に、第２
のスイッチ群の各スイッチＳ２１．Ｓ２２＋ ・・・・
・・Ｓ２ｎがオンになり、各コンデンサＣ，，Ｃ２，・
・・・・・ｃ。
グＢのパルス状態に遷移すると、スイッチコントロール
回路７の出カバスフａと７ｃの制御１ｏ１号かＨレベル
からＬレベルに変化し、同時に１１１力ハス７ｂの制御
１３号がＬレベルがらＨレベルに変化する。これにより
、−ト記第１のスイッチ群の各スイッチＳ、ｏ、Ｓ、、
、・・・・・・Ｓ１ｏとＳ ３０゜”’ ：ｌ ＋ ＋
・・・・・・Ｓ３，１か全てオフになると共に、第２
のスイッチ群の各スイッチＳ２１．Ｓ２２＋ ・・・・
・・Ｓ２ｎがオンになり、各コンデンサＣ，，Ｃ２，・
・・・・・ｃ。
か！ｌいに的列接続された状態となる。第４図にこの直
列接続時の等油回路を示す。図中、Ｒ３２゜Ｒ２２，・
＋−・＋ Ｒ、、はスイッチＳ ２１． ３２２． ”
・・” Ｓ ２ｎのオン抵抗である。そして、この状態
で、各コンデンサＣ，，Ｃ２，・・・・・・ｃｏに充電
された電荷による総和の高電圧がダイオードＤ ｉ 、
及び前述のフィルタ回路を通して負荷１に供給される。
列接続時の等油回路を示す。図中、Ｒ３２゜Ｒ２２，・
＋−・＋ Ｒ、、はスイッチＳ ２１． ３２２． ”
・・” Ｓ ２ｎのオン抵抗である。そして、この状態
で、各コンデンサＣ，，Ｃ２，・・・・・・ｃｏに充電
された電荷による総和の高電圧がダイオードＤ ｉ 、
及び前述のフィルタ回路を通して負荷１に供給される。
その際、ダイオードＤｉＩでＶｆ分だけ電圧が降下する
。
。
上記負荷１に供給される直流電圧は、各コンデンサＣ，
，Ｃ２，−−−−・−Ｃ，１，Ｃ，、、Ｃ，２と抵抗Ｒ
，，，Ｒ，２，Ｒ２２，・−・−Ｒｏ、のＣＲ時定数に
より調整され、タイミングＡの時間ＴＡか長くなると増
加し、短かくなると減少する。この負荷１の両端電圧は
電圧検出回路２により検出され、その検出信号が信号線
４上に出力される。そして、この信号線４上の出力電圧
か電圧源ｖ２の基準電圧より低くければ信号線６上に差
動アンプ３からＨの４８号が出力され、基準電圧より高
ければＬの信号が出力され、このＨＬの信号によりＰＷ
Ｍ回路５の出力が制御される。すなわち、負荷ｌへの出
力電圧のレベルに基づいたＰＷＭ信号がスイッチコント
ロール回路７に出力され、システム全体として負帰還制
御がかかり、負荷１の両端電圧か定の電圧に保たれるよ
うに制御される。その際、負荷１の両端電圧は、タイミ
ングＡの期間ＴＡでは第３図のようにコンデンサＣ，，
、Ｃ，２の電荷か抵抗Ｒ６，及び負荷１に放電されて低
下し、タイミングＢの期間Ｔ、でコンデンサＣｏ、、
Ｃ，２を最大コンデンサＣ，，Ｃ２，・・・・・・Ｃ１
１を１ｒ１列接続した時に生じる電圧レヘルーＤｉ、の
ｖＰのレベルまで充電するように動作する。
，Ｃ２，−−−−・−Ｃ，１，Ｃ，、、Ｃ，２と抵抗Ｒ
，，，Ｒ，２，Ｒ２２，・−・−Ｒｏ、のＣＲ時定数に
より調整され、タイミングＡの時間ＴＡか長くなると増
加し、短かくなると減少する。この負荷１の両端電圧は
電圧検出回路２により検出され、その検出信号が信号線
４上に出力される。そして、この信号線４上の出力電圧
か電圧源ｖ２の基準電圧より低くければ信号線６上に差
動アンプ３からＨの４８号が出力され、基準電圧より高
ければＬの信号が出力され、このＨＬの信号によりＰＷ
Ｍ回路５の出力が制御される。すなわち、負荷ｌへの出
力電圧のレベルに基づいたＰＷＭ信号がスイッチコント
ロール回路７に出力され、システム全体として負帰還制
御がかかり、負荷１の両端電圧か定の電圧に保たれるよ
うに制御される。その際、負荷１の両端電圧は、タイミ
ングＡの期間ＴＡでは第３図のようにコンデンサＣ，，
、Ｃ，２の電荷か抵抗Ｒ６，及び負荷１に放電されて低
下し、タイミングＢの期間Ｔ、でコンデンサＣｏ、、
Ｃ，２を最大コンデンサＣ，，Ｃ２，・・・・・・Ｃ１
１を１ｒ１列接続した時に生じる電圧レヘルーＤｉ、の
ｖＰのレベルまで充電するように動作する。
このように、トランスを用いることなく負荷１に直流高
圧を供給することができるので、軽量化を図れると共に
、スイッチングノイズや磁気シールドがなく、設計上の
制約も少ない。
圧を供給することができるので、軽量化を図れると共に
、スイッチングノイズや磁気シールドがなく、設計上の
制約も少ない。
第５図は本発明の他の実施例を示す回路構成図であり、
ｚ１図と同一符号は同一構成部分を示している。この実
施例は、各コンデンサＣ１゜Ｃ２，・・・・・・ｃｏを
ショートする第３のスイッチ群と、その各スイッチＳ
４１．Ｓ ４２＊・・・・・・Ｓ４ｏをＰＷＭ信号の可
変幅の検知結果に応じて制御するスイッチコントロール
回路１０を備えたものであり、図中１１はコンパレータ
で、一方のプラス入力端子は（、；外線４に接続され、
他方のマイナス入力端子−はＤ／Ａ （デジタル／アナ
ログ）変換器１２のアナログ出力端子と信号線１３を介
して接続されており、また出力端子はスイッチコントロ
ール回路１０のコントロールに号入力端子に信号４９１
４を介して接続されている。↓足スイツチコントロール
回路１０は２神の信号の出力バス１０ａ、１０ｂを有し
、そのうち一方の出力バス１０ａからはｃｐｕ ｔ ５
か信号線１６−■に出力する情報に応じてスイッチＳ
３（＋＋ Ｓ ３ ＋ 、・・・・・・Ｓ３ｎ及びス
イッチＳ １０． Ｓ Ｉｌ、・・・・・・Ｓ、、の
中からイ王意のスイッチをオーブンの状態に保持するた
めのイ菖号か出力され、他方の出力ハス１０ｂからはＣ
ＰＵ１５か信号線１０上に信号線１６を介し；１］力す
る情報に応じてスイッチＳ ４１． Ｓ ４２− ・
・・・・・Ｓ４ｏのスイッチのうち任意のスイッチをオ
ンまたはオフさせるための１５月か出力される。なお、
各スイッチＳ４１． Ｓ４□、・・・・・・Ｓ４．１は
、そわそれコンデンサＣ１，Ｃ２、・・−・・・Ｃｎと
並列して接続されている。また、［記Ｄ／Ａ変換器１２
のデジタルデータは、ＣＰ Ｕ １５かイエ号パスライ
ン１７を通して該Ｄ／Ａ変換器１２のデジタル信号入力
端子にセットてきるような構成となっており、 Ｄ／Ａ
変換器１２のグランドライン（基準電源ライン）は高圧
基準端子Ｐ２に接続されている。
ｚ１図と同一符号は同一構成部分を示している。この実
施例は、各コンデンサＣ１゜Ｃ２，・・・・・・ｃｏを
ショートする第３のスイッチ群と、その各スイッチＳ
４１．Ｓ ４２＊・・・・・・Ｓ４ｏをＰＷＭ信号の可
変幅の検知結果に応じて制御するスイッチコントロール
回路１０を備えたものであり、図中１１はコンパレータ
で、一方のプラス入力端子は（、；外線４に接続され、
他方のマイナス入力端子−はＤ／Ａ （デジタル／アナ
ログ）変換器１２のアナログ出力端子と信号線１３を介
して接続されており、また出力端子はスイッチコントロ
ール回路１０のコントロールに号入力端子に信号４９１
４を介して接続されている。↓足スイツチコントロール
回路１０は２神の信号の出力バス１０ａ、１０ｂを有し
、そのうち一方の出力バス１０ａからはｃｐｕ ｔ ５
か信号線１６−■に出力する情報に応じてスイッチＳ
３（＋＋ Ｓ ３ ＋ 、・・・・・・Ｓ３ｎ及びス
イッチＳ １０． Ｓ Ｉｌ、・・・・・・Ｓ、、の
中からイ王意のスイッチをオーブンの状態に保持するた
めのイ菖号か出力され、他方の出力ハス１０ｂからはＣ
ＰＵ１５か信号線１０上に信号線１６を介し；１］力す
る情報に応じてスイッチＳ ４１． Ｓ ４２− ・
・・・・・Ｓ４ｏのスイッチのうち任意のスイッチをオ
ンまたはオフさせるための１５月か出力される。なお、
各スイッチＳ４１． Ｓ４□、・・・・・・Ｓ４．１は
、そわそれコンデンサＣ１，Ｃ２、・・−・・・Ｃｎと
並列して接続されている。また、［記Ｄ／Ａ変換器１２
のデジタルデータは、ＣＰ Ｕ １５かイエ号パスライ
ン１７を通して該Ｄ／Ａ変換器１２のデジタル信号入力
端子にセットてきるような構成となっており、 Ｄ／Ａ
変換器１２のグランドライン（基準電源ライン）は高圧
基準端子Ｐ２に接続されている。
次に第５図の回路の動作について説明する。なお、基本
的な動作は第１図の回路と同様であるのて、重複する説
明は省略する。
的な動作は第１図の回路と同様であるのて、重複する説
明は省略する。
ＰＷＭ回路５からのＰ Ｗ Ｍ 信Ａ＋のタイミンクＡ
の時間範囲は、ＰＷＭｌ路５を実際のＩＣ等て作成した
場αにはその最大値か通常存在し、その最大幅以トのタ
イミングＡの時間幅を要求する高電圧ての制御は不能と
なる。また、逆にＩＣ等におけるタイミングＡの時間範
囲の最小幅も右在し、その最小幅以下の時間幅を要求′
４−る低電圧（高圧制御下ての）ての制御も不能となる
。
の時間範囲は、ＰＷＭｌ路５を実際のＩＣ等て作成した
場αにはその最大値か通常存在し、その最大幅以トのタ
イミングＡの時間幅を要求する高電圧ての制御は不能と
なる。また、逆にＩＣ等におけるタイミングＡの時間範
囲の最小幅も右在し、その最小幅以下の時間幅を要求′
４−る低電圧（高圧制御下ての）ての制御も不能となる
。
Ｉ足並５図の実施例はこれらの不都合を解決するように
したもので、以下のように動作する。
したもので、以下のように動作する。
今、ＰＷＭｌ路５の出力パルス幅の最大値に相当する高
量ＬＬの電圧検出回路２の検出電圧値に相当１−るかあ
るいは若干低めの電圧のデジタルデータをＣＰｔＪ１５
から信号パスライン１７を通してＤ ／ Ａ ｆ換器１
２のデジタルイ言号入力端イにセツトシておく。そして
、コンパレータ１１のプラス入力端ｒの電位がそのＤ／
Ａ変換器１２のデジタルデータの指示する電位以上にな
ると、コンパレータ１１の出力が“０”から“１”とな
り、その信号かスイッチコントロール回路１０のコント
ロール信号入力端子に人力される。スイッチコントロー
ル回路１０は、その４３号を検出すると、信号線１６上
の信号の指示により、信号線１４上に出力される信号か
タイミンクＡの最大値か最小値かを判別する。そして、
最大値を判別した時は、スイッチコントロール回路１０
はその最大値検出信号が検出されないように次のような
動作を行う。すなわち、スイッチＳ４ｎをオンの時はス
イッチＳ ｌｎ＋ ５３１１は常にオーブンとし、スイ
ッチＳ４１がオフの時はスイッチＳｌｎ＋５３ｎは常に
前述の第１図の回路と図等の動作を行う。そして、スイ
ッチＳ４１をオンとする時は常にｒｎＪか最大値の方か
ら順に最小値に向って変化させ、スイッチＳ４ｎをオフ
とする時にはその逆の制御を行うことによって、上記最
大値検出信号か検出されないような条件でスイッチＳ４
１．のオンの数か最小となるように制御する。
量ＬＬの電圧検出回路２の検出電圧値に相当１−るかあ
るいは若干低めの電圧のデジタルデータをＣＰｔＪ１５
から信号パスライン１７を通してＤ ／ Ａ ｆ換器１
２のデジタルイ言号入力端イにセツトシておく。そして
、コンパレータ１１のプラス入力端ｒの電位がそのＤ／
Ａ変換器１２のデジタルデータの指示する電位以上にな
ると、コンパレータ１１の出力が“０”から“１”とな
り、その信号かスイッチコントロール回路１０のコント
ロール信号入力端子に人力される。スイッチコントロー
ル回路１０は、その４３号を検出すると、信号線１６上
の信号の指示により、信号線１４上に出力される信号か
タイミンクＡの最大値か最小値かを判別する。そして、
最大値を判別した時は、スイッチコントロール回路１０
はその最大値検出信号が検出されないように次のような
動作を行う。すなわち、スイッチＳ４ｎをオンの時はス
イッチＳ ｌｎ＋ ５３１１は常にオーブンとし、スイ
ッチＳ４１がオフの時はスイッチＳｌｎ＋５３ｎは常に
前述の第１図の回路と図等の動作を行う。そして、スイ
ッチＳ４１をオンとする時は常にｒｎＪか最大値の方か
ら順に最小値に向って変化させ、スイッチＳ４ｎをオフ
とする時にはその逆の制御を行うことによって、上記最
大値検出信号か検出されないような条件でスイッチＳ４
１．のオンの数か最小となるように制御する。
次にＰＷＭ信号のタイミングＡの時間幅の最小値の検出
時の動作について述べる。この時、ＣＰＵ１５は、信号
パスライン１７を通じてＤ／Ａ変換器１２のデジタル信
号入力端子にタイミングＡの時間幅で形成されるＰＷＭ
回路５の出力パルス幅の最小値に相当する高電圧の電圧
検出回路２の検出電圧値に相当するかあるは若干高めの
電圧のデジタルデータを信号パスライン１７を通してＤ
／Ａ変換器１２のデジタル信号入力端子にセットしてお
く。そして、コンパレータ１１のプラス入力端子の電位
がそのＤ／Ａ変換器１２のデジタルデータの指示する電
位以下になるとコンパレータ１１の出力が“１”から“
０”となり、その４５号がスイッチコントロール回路１
０のコントロール信号入力端子に人力される。スイッチ
コントロール回路１０は、その信号を検出すると、信号
線１４上の信号の指示により、信号線１４上に出力され
た信号かタイミングＡの最小値であるということを判別
し、その最小値検出信号が検出されないように次のよう
な動作を行う。すなわち、スイッチＳ４ｎをオンの時に
は、スイッチＳ、１、Ｓ、Ｉｏは常にオーブンとし、ス
イッチＳ４ｎがオフの時にはスイッチＳ、ｏ、 Ｓ３ｏ
は常に第１図の実施例と同等の動作を行う。また、スイ
ッチＳ４１をオンと１−る時には常に［ＤＪか最小値の
方から順に最大値に向って変化させ、スイッチＳ４１を
オフとする時にはその逆の制御を行うことによって、」
記最小値検出信号か検出されていないような条ヂ１てス
イッチＳ ４ｎのオンの数が最小となるように制御する
。
時の動作について述べる。この時、ＣＰＵ１５は、信号
パスライン１７を通じてＤ／Ａ変換器１２のデジタル信
号入力端子にタイミングＡの時間幅で形成されるＰＷＭ
回路５の出力パルス幅の最小値に相当する高電圧の電圧
検出回路２の検出電圧値に相当するかあるは若干高めの
電圧のデジタルデータを信号パスライン１７を通してＤ
／Ａ変換器１２のデジタル信号入力端子にセットしてお
く。そして、コンパレータ１１のプラス入力端子の電位
がそのＤ／Ａ変換器１２のデジタルデータの指示する電
位以下になるとコンパレータ１１の出力が“１”から“
０”となり、その４５号がスイッチコントロール回路１
０のコントロール信号入力端子に人力される。スイッチ
コントロール回路１０は、その信号を検出すると、信号
線１４上の信号の指示により、信号線１４上に出力され
た信号かタイミングＡの最小値であるということを判別
し、その最小値検出信号が検出されないように次のよう
な動作を行う。すなわち、スイッチＳ４ｎをオンの時に
は、スイッチＳ、１、Ｓ、Ｉｏは常にオーブンとし、ス
イッチＳ４ｎがオフの時にはスイッチＳ、ｏ、 Ｓ３ｏ
は常に第１図の実施例と同等の動作を行う。また、スイ
ッチＳ４１をオンと１−る時には常に［ＤＪか最小値の
方から順に最大値に向って変化させ、スイッチＳ４１を
オフとする時にはその逆の制御を行うことによって、」
記最小値検出信号か検出されていないような条ヂ１てス
イッチＳ ４ｎのオンの数が最小となるように制御する
。
このような構成としても、第１図の実施例と同様の０川
効果か得られ、スイッチングノイズを気にせずに設計可
能となり、磁気シールドの心配もなくなる。
効果か得られ、スイッチングノイズを気にせずに設計可
能となり、磁気シールドの心配もなくなる。
なお、十記各実施例において、少なくともスイッチコン
トロール回路は１チップの誘電外ａ Ｑ、＋ＩＩＣで構
成してあり、スイッチは、水銀スイッチ、リートスイッ
チはもちろん、従来その構造。
トロール回路は１チップの誘電外ａ Ｑ、＋ＩＩＣで構
成してあり、スイッチは、水銀スイッチ、リートスイッ
チはもちろん、従来その構造。
耐圧の点から困難であった半導体スイッチも誘電分離技
術によって使用することができ、コンノ＼クトて高速の
スイッチング制御ができる回路を構成することかできる
。また、そのことにより、容易に安価なトランスレスの
高圧電源を構成できるメリットか生じる。特に第５図の
実施例に関しては、各コンデンサにスーパキャパシタ等
用いた時、−ケのコンデンサの充電速度か遅く、制御の
応答スピードが遅れる場合などに有効てあり、コンデン
サの直列接続数をコントロールすることによってその応
答スピードを１−げろことができるメリッ］・かノ１し
る。
術によって使用することができ、コンノ＼クトて高速の
スイッチング制御ができる回路を構成することかできる
。また、そのことにより、容易に安価なトランスレスの
高圧電源を構成できるメリットか生じる。特に第５図の
実施例に関しては、各コンデンサにスーパキャパシタ等
用いた時、−ケのコンデンサの充電速度か遅く、制御の
応答スピードが遅れる場合などに有効てあり、コンデン
サの直列接続数をコントロールすることによってその応
答スピードを１−げろことができるメリッ］・かノ１し
る。
また、従来のＩＣてはＰＮ接合によるウェル（ｗｅｌ’
ｌ）形成方法たったため、常にウェルとサブストレート
間を逆バイアスする必要があったか、Ｆ記話電分離の方
法によればその制限がなくなり、容易にコンデンサ間の
電圧を重畳することかｏｌ能となる。
ｌ）形成方法たったため、常にウェルとサブストレート
間を逆バイアスする必要があったか、Ｆ記話電分離の方
法によればその制限がなくなり、容易にコンデンサ間の
電圧を重畳することかｏｌ能となる。
以−１のように、本発明によれば、複数のコンデンサを
並列接続して充電し、充電後の各コンデンサを直列接続
してその総和による高圧を負荷に供給するようにしたた
め、高圧を得るためのトランスか不要となり、軽量化を
図ることができ、またスイッチングノイズや磁気シール
ドがなくなり、設計上の制約が少ないという効果がある
。
並列接続して充電し、充電後の各コンデンサを直列接続
してその総和による高圧を負荷に供給するようにしたた
め、高圧を得るためのトランスか不要となり、軽量化を
図ることができ、またスイッチングノイズや磁気シール
ドがなくなり、設計上の制約が少ないという効果がある
。
第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図は
第１図のＰＷＭ回路から出力されるＰＷＭ信号の波形図
、第３図は第１図のコンデンサの並列１１続時の等価回
路図、第４図は第１図のコンデンサの直列接続時の等価
回路図、第５図は本発明の他の実施例を示す回路構成図
である。 Ｃ１〜Ｃ，・・・・・・コンデンサ Ｓ２１〜Ｓ２ｎ・・・・・・スイッチ（第２のスイッチ
群）Ｓ４１〜ｓ４ｎ・・・・・・スイッチ（第３のスイ
ッチ群）Ｖｌ、Ｖ２・・・・・・直流電源 １・・・・・・負荷 ２・・・・・・電圧検出回路 ５・・・・・・ＰＷＭ回路
第１図のＰＷＭ回路から出力されるＰＷＭ信号の波形図
、第３図は第１図のコンデンサの並列１１続時の等価回
路図、第４図は第１図のコンデンサの直列接続時の等価
回路図、第５図は本発明の他の実施例を示す回路構成図
である。 Ｃ１〜Ｃ，・・・・・・コンデンサ Ｓ２１〜Ｓ２ｎ・・・・・・スイッチ（第２のスイッチ
群）Ｓ４１〜ｓ４ｎ・・・・・・スイッチ（第３のスイ
ッチ群）Ｖｌ、Ｖ２・・・・・・直流電源 １・・・・・・負荷 ２・・・・・・電圧検出回路 ５・・・・・・ＰＷＭ回路
Claims (6)
- （１）複数のコンデンサと、これらの複数のコンデンサ
を並列接続する第１のスイッチ群及び直列接続する第２
のスイッチ群と、その並列接続と直列接続の切換えを行
うスイッチコントロール回路と、並列接続された各コン
デンサを充電する直流電源を備え、充電された各コンデ
ンサを直列接続して負荷に高圧を出力することを特徴と
する電源装置。 - （２）前記スイッチコントロール回路は、 ＰＷＭ回路からのＰＷＭ信号のデューディのタイミング
により各コンデンサの接続の切換えを行うことを特徴と
する請求項１記載の電源装置。 - （３）前記ＰＷＭ回路は、出力電圧のレベルに基づいた
ＰＷＭ信号をスイッチコントロール回路に出力すること
を特徴とする請求項２記載の電源装置。 - （４）前記ＰＷＭ信号により、各コンデンサの並列接続
時間を可変制御し且つ直列接続時間を固定することを特
徴とする請求項２または３記載の電源装置。 - （５）前記各コンデンサをショートする第３のスイッチ
群及びこの第３のスイッチ群をＰＷＭ信号の可変幅の検
知結果に応じて制御するスイッチコントロール回路を備
えたことを特徴とする請求項４記載の電源装置。 - （６）少なくとも前記スイッチコントロール回路を、１
チップの誘電分離型ＩＣで構成したことを特徴とする請
求項１ないし５何れか記載の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15261390A JP2858164B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15261390A JP2858164B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0446556A true JPH0446556A (ja) | 1992-02-17 |
| JP2858164B2 JP2858164B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=15544216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15261390A Expired - Fee Related JP2858164B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2858164B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006020412A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Fumio Ueno | スイッチトキャパシタ電源回路およびそのスイッチ駆動回路 |
| JP2007195345A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Seiko Epson Corp | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
| JP2008210771A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | 電子器具、ダクトプラグ型照明器具および点灯装置 |
| JP2009207316A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 蓄放電装置 |
| JP2009219328A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Taiyo Yuden Co Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP15261390A patent/JP2858164B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006020412A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Fumio Ueno | スイッチトキャパシタ電源回路およびそのスイッチ駆動回路 |
| JP2007195345A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Seiko Epson Corp | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
| JP2008210771A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | 電子器具、ダクトプラグ型照明器具および点灯装置 |
| JP2009207316A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 蓄放電装置 |
| JP2009219328A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Taiyo Yuden Co Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2858164B2 (ja) | 1999-02-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |