JPH0449344B2 - - Google Patents

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JPH0449344B2
JPH0449344B2 JP58211103A JP21110383A JPH0449344B2 JP H0449344 B2 JPH0449344 B2 JP H0449344B2 JP 58211103 A JP58211103 A JP 58211103A JP 21110383 A JP21110383 A JP 21110383A JP H0449344 B2 JPH0449344 B2 JP H0449344B2
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JP
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voltage
circuit
switching regulator
capacitor
current
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Mujiru Geruharuto
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Siemens AG
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Publication of JPH0449344B2 publication Critical patent/JPH0449344B2/ja
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
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    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の関連する技術分野 本発明は、入力側が安定化された電流を導く給
電回路内にある給電装置を介してそれぞれ、少な
くとも１つの負荷に直流電圧を給電する回路装置
に関する。
従来の技術 チエーン接続された負荷を有する電気系では、
これら負荷を共通の線を介して一定の電流を供給
すると有利であることが多い。この種の遠隔給電
装置は、長距離通信装置において度々使用され
る。個別中継増幅器ないし再生器は、１つまたは
２つの端局から給電されかつ負荷として直列に設
けられている。これら負荷は正常な作動において
殆ど一定のオーミツク負荷として作用するので、
系全体においても所定の、殆ど一定の電圧が調整
設定される。
大抵の電子装置は有利には一定の電圧によつて
作動され、そのときその他に負荷に依存すること
も多い対応する電流消費を有する。電流供給を可
能にするために、給電される装置はその時前以て
決められた電流において所望の作動電圧が調整設
定されるような回路定数が定められなければなら
ない。場合に応じて上記装置は比較的小電流に対
して定められ、そのとき過剰の電流は例えば並列
接続されたツエナーダイオードを介して流され
る。
消費装置の設計は殊に、それらが著しく変動す
る負荷にさらされるとき、種々異なつた電力需要
を有する装置が作動できるようにするおよび／ま
たは複数の装置を種々異なつた配置において並列
に接続できるようにするべきときに、困難であ
る。そのとき、本来の消費装置に、一定の電流か
ら一定の電圧を発生しかつそのとき電流消費に応
じて種々異なつた入力電圧によつて動作する変換
器を前置接続すると好都合である。
出力電力の低い方の部分領域においてスイツチ
ングレギユレータによつて動作する装置は、ドイ
ツ連邦共和国特許公告第1947901号公報に記載さ
れている。
この公知の給電装置の入力側は、安定化された
電流を導きかつ制御可能なスイツチ素子を有する
スイツチングレギユレータ並びに損失調整器を含
んでいる給電回路内にある。スイツチングレギユ
レータの制御可能なスイツチ素子は直列チヨーク
を介して給電装置の入力側に並列に接続されてい
る。スイツチ素子に並列に、該スイツチ素子の導
通時には阻止されているダイオードとコンデンサ
とから成る直列回路が設けられている。コンデン
サの容量について上記公報では特定されていな
い。スイツチ素子は制御回路を用いて一定に保持
すべき電圧に依存してその相対的な投入接続持続
時間が制御可能である。更に、スイツチングレギ
ユレータには、入力側が安定化された電流を導く
給電回路内にある変換器が前置接続されている。
この公知の回路装置の課題は、定格作動におい
ておよび例えば負荷の部分の故障など大きな負荷
変動の際に負荷における電圧を一定に保持するこ
とである。その際申し分のないダイナミツク特性
並びに申し分のない効率が得られるようにしてい
る。
この公知の回路装置は、スイツチングレギユレ
ータ原理も損失調整器原理もそれ自体は大きな負
荷変動があつても大した欠点なしに使用可能であ
るということから出発している。それ故にこの給
電装置は、調整過程がその時の作動状態に依存し
てその都度比較的有利な調整原理ないし２つの調
整原理の組合わせに調整設定されるように構成さ
れている。正常作動時では出力電圧は損失調整器
を用いて一定に保持される。スイツチングレギユ
レータは前以て決められた負荷電流以下のときに
しか働かない。
所望のダイナミツク特性を考慮すれば、動作点
は定格作動において損失調整器の調整領域にあ
る。しかしこの場合調整領域が比較的大きい場合
許容されない大きな損失電力を来すおそれがあ
る。
この公知の回路装置において変換器の入力側に
は定電流が供給されるので、消費される電力に応
じて種々異なつた大きさの入力電圧が生じる。従
つて変換器は著しく変動する入力電圧を受けるこ
とになる。このような作動条件下ではダイナミツ
ク特性が劣るので、損失調整器が回路装置の必要
とされるダイナミツク特性を保証しなければなら
ない。
更に、ジーメンス社の雑誌48（1974年）の付録
冊子“ナーハリヒテン−ユーバートラーグングス
テヒニーク”（第130頁）から、直流変換器の変圧
器の変圧比が、負荷抵抗における電圧降下が前以
て決められた値を有するように調整設定される給
電装置が公知である。その際直流変換器は使用例
に応じて相応の電流変換に調整設定することがで
きる。電圧調整器として損失調整器が用いられ
る。
電流変換は、スイツチ装置を用いて自動的に段
階的にその都度最も有利な値に調整設定すること
ができる。しかしこのためには付加的なコストが
必要である。
一般に導入される変換器原理は、変換器が少な
くとも近似的に一定の電圧によつて作動されるこ
とから出発している。これら変換器は一般に、一
定の電流で作動される、しかも負荷が変動する場
合も一定の電圧を送出するべきときに数多くの欠
点を有する。
投入の際変換器は、ビルドアツプ状態において
予期される最低の入力電圧より小さいはずの電圧
において動作し始める。付加的な手段を設けなけ
れば通例の変換器は即座に出力側において定格電
圧を発生しようとし、その際付加的に内部の蓄積
およびフイルタコンデンサが充電される。これに
より投入の際電流消費が特別高い。しかし電流一
定化する場合等に生じることであるが、電流消費
が制限されると、入力側における電圧が再び消失
する。変換器は投入されない。
更に、負荷が著しく変動する場合同じく、入力
側における電圧が電流制限のために消失すること
が起こり得る。このことは、例えば定格電力との
関連において変換器を大きめに設計するなど付加
的な手段を講じなければ回避されない。
上記２つの問題点は、ドイツ連邦共和国特許公
告第1947901号公報によれば、調整によつて克服
されるが、その調整は比較的煩雑でありかつ次の
ような特性を有する。即ち迅速な負荷変動が損失
調整器を介して捕捉されかつ比較的緩慢に作動方
法が、変換器がそのとき相応に整合された、入力
側における電圧によつて作動されるように変えら
れる。
発明の課題 本発明の課題は、１つの出力側ないし複数の出
力側において本来の負荷ないし複数の負荷に１つ
または複数の一定電圧を供給する、少なくとも１
つの負荷に給電するための回路装置を、出来るだ
け簡単な構成において、これら負荷の電流消費が
短い時間内に著しく変動できるようにするように
構成することである。
発明の構成および効果 本発明によればこの課題を解決するために回路
装置は特許請求の範囲第１項に記載のように構成
される。
その際場合に応じて複数の電圧変換器を１つの
共通のスイツチングレギユレータに接続すること
ができる。電圧変換器として、従来のように構成
されている変換器を使用することができる。負荷
における電圧を一定するという特別大きな要求が
課せられている場合電圧変換器は制御される変換
器とすることができる。
スイツチングレギユレータに後置接続されてい
る変換器はここでは、ほぼ一定の電圧源から給電
される。良好なダイナミツク特性を得るために損
失調整器は必要でない。更に有利なことに、入力
側において消費される電力をその都度の負荷に迅
速に整合することによつて動作領域全体において
高い効率が得られ、従つて出力側の無負荷までほ
んの僅かな損失電力しか生じない。電力を入力側
で整合することで、安定化された遠隔給電電流を
場合に応じて変化させて、区間の所定の作動条件
に一層良好に整合させることができるようにな
る。
スイツチングレギユレータの入力側とスイツチ
素子との間において直列分路にチヨークが設けら
れており、またそのチヨークの、スイツチ素子と
は反対の側に位置する並列分路にコンデンサが設
けられているので、スイツチングレギユレータの
入力側における電圧の跳躍的変化が著しく低減さ
れ、その結果比較的多数の負荷を、遠隔給電線の
低減通過特性がスイツチングレギユレータの機能
に不都合に作用することなく、同一の電流源に接
続することができる。
スイツチ素子は、一定または可変の周波数を有
する制御パルスによつて制御することができる。
可変周波数を用いた制御の場合、一定の持続時間
の制御パルスを使用することができる。
スイツチ素子を制御回路を用いて持続時間変調
されるクロツクパルスによつて制御可能であるよ
うにした回路装置は特別命有利であることが認め
られている。
有利にも電圧変換器を、絶縁変圧器、殊に固定
調節可能なキーイング比を有する非制御間接形直
流コンバータとするだけで、僅かなコストで負荷
電圧の比較的大きな一定不変性が得られる。その
際殊にキーイング比調節を段階的に行うことによ
つて電圧変換器は種々の大きさの負荷電力に容易
に調整設定される。
電圧変換器は、個有のクロツク供給部を有する
ことができる。クロツク制御されるスイツチング
レギユレータとの関連においてスイツチングレギ
ユレータおよび電圧変換器を共通のクロツク発振
器によつて制御可能とすることで特別僅かなコス
トですむようになる。
スイツチングレギユレータの制御回路に対する
実際値は、負荷電圧それ自体または負荷電圧に対
する基準として用いるのに適している別の電圧と
することができる。その際制御回路によつて評価
される実際値としてスイツチングレギユレータの
出力電圧そのものを使用すると有利である。
制御回路を構成する調整器は、変換器に対して
定められたモジユールとすることができ、その際
スイツチ素子はモジユールによつて、変換器用途
との関連において、相補的に制御される。有利に
もこの種の市販の集積回路を使用することがで
き、その際回路を通例の用途とは異なつている条
件に整合させる簡単な処置を講ずれば十分であ
る。
スイツチ素子を制御回路を用いて形成される、
可変の繰返し周波数を有する制御パルスによつて
制御可能であるようにしたスイツチ素子の制御
を、持続時間変調されるパルスを用いた制御に付
加的にまたはそれに代わつて行うことができる。
実施例の説明 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて
詳細に説明する。
第１図は遠隔給電される装置がブロツク図とし
て図示されている。遠隔給電装置Ｆは一定の直流
電流i0を送出する。遠隔給電すべき負荷Ｖ１，Ｖ
２，……Vnは、それらの給電入力側において有
利には一定の電圧によつて作動される。前置接続
されたスイツチングレギユレータＷ１，Ｗ２，…
…Wnは、それらの入力側に供給される電流i0を
負荷Ｖに対する一定の電圧uV１，uV２，……
uVnに変換する。
第２図は、第１図に図示の遠隔給電装置の一部
を示し、その際スイツチングレギユレータの構成
が詳細に示されている。
スイツチングレギユレータSRにおいて、入力
側に並列にコンデンサ１が設けられており、出力
側に並列にコンデンサ５が設けられている。コン
デンサ１および５並びにスイツチ３はそれぞれの
側の端子が相互に接続されている。この接続点と
は反対の側においてコンデンサ１およびコンデン
サ５はチヨーク２とダイオード４とから成る直列
接続を介して、次のように接続されている。即ち
チヨーク２が入力側に接続されておりまたダイオ
ード４は、入力側から出力側に流れる電流を通す
ように極性付けられている。スイツチ３は、一方
ではチヨーク２とダイオード４との接続点と、他
方ではコンデンサ１および５の接続点との間の、
スイツチングレギユレータ分路に配置されてい
る。
スイツチングレギユレータSRは、本来の電流
電圧変換器を形成する。このスイツチングレギユ
レータは、相互に直列に直接、遠隔給電される導
体路に設けられているチヨーク２とスイツチ、
こゝでは半導体スイツチ３とから成る。これに並
列に、スイツチングレギユレータの出力側に設け
られているコンデンサ５と比べて小さいコンデン
サ１が設けられている。
半導体スイツチ３は、パルス幅即ち、パルス持
続時間変調される信号によつて、次のように開閉
される。即ちチヨーク２および入力コンデンサ１
に蓄積されたエネルギのうち丁度、ダイオード４
および出力コンデンサ５を介して、この個所で実
質的に遠隔給電電流i0に等しい所定の最大負荷電
流を上回らない限り、出力コンデンサにおける電
圧が一定にとゞまる程度のエネルギが供給される
ようにする。パルス幅変調される信号の制御は、
公知のインピーダンス変換器の場合と同じ方法に
おいて行なわれる。
スイツチングレギユレータに後置接続されてい
る直流電圧変換器はその入力側における電圧が一
定であるため簡単な方法で公知の原理の１つに従
つて構成することができる。それは有利には、絶
縁変圧器を有する調整されない間接形直流コンバ
ータである。そのクロツク周波数は有利には、ス
イツチングレギユレータも制御する同じ発振器か
ら導出される。
装置は迅速な負荷変動にも追従することができ
る。というのは入力コンデンサは比較的小さく、
従つて負荷の変化に相応する新しい入力電圧に迅
速に充電または放電されるからである。これに比
べて原理的に緩慢な電圧変換器は、その作動にお
ける変化には適していない。
給電装置Ｆは一定の電流i0を送出する。端子Ａ
３およびＢ３にこゝでは負荷抵抗Ｖとして図示さ
れている遠隔給電するべき装置を接続点すること
ができる。端子Ａ１，Ｂ１と端子Ａ３，Ｂ３との
間に、以下定電流−定電圧変換器と称する装置が
設けられている。この装置は実際に損失のない素
子から成つているので、高い効率を有する。従つ
てこの装置を以下の説明において簡単にするため
に無損失と見做して扱う。
端子Ａ１，Ｂ１とＡ２，Ｂ２との間のスイツチ
ングレギユレータSRは、一定の電流i1を一定の
電圧u2に変換する。電圧変換器８はこの電圧u2を
所望の電圧u3に変換する。電圧変換器８はまた、
一般に所望の電位分離を可能にする。
接続された負荷Ｖがその定格電圧u3において作
動されると、この負荷は電流i3を消費する。回路
損失がない場合消費される電力u1，i1は送出され
る電力u3，i3と等しい。しかし定電流とする場合
電流i1は給電装置Ｆの出力電流i0に等しいので、
入力側Ａ１，Ｂ１において電圧 u1＝i3u3／i0 (1) が必要である。スイツチングレギユレータおよび
電圧変換器から成る給電装置は、負荷Ｖに障害が
ないときの作動において最大消費電流i3maxに対
して設計されており、その際非常に短い負荷ピー
クは考慮しないですむ。というのはこの種のピー
クは回路技術上の理由から常に設けられているエ
ネルギ蓄積器、例えばコンデンサによつて蓄積さ
れるからである。
式(1)のために u1nax＝i3naxu3／i0 (2) も成立つ。
スイツチングレギユレータSRは有利には、端
子Ａ２，Ｂ２に電圧 u2u1nax (3) が生じるように構成されている。殊に電圧u2の平
均値は、スイツチングレギユレータが調整領域の
この限界においてまだ切換作動において動作する
程度に、電圧u1maxより僅かに大きく選択され
る。
電圧変換器８は、一定の電圧u2を同じく一定の
電圧u3に変換しさえすればよい。このためにすべ
ての公知の原理に従つた直流電圧変換器が適して
いる。
一定の電流i0から一定の電圧u2を発生するため
に、ダイオード４を介してコンデンサ５を充電し
かつ電圧u2に達する際調整器７を介してスイツチ
３を、電圧u2がパルス状の充電により前以つて決
められた狭い範囲内にとゞまるように制御するこ
とで十分である。このことは例えばスイツチが、
発振器６によつて発生されかつそのパルスが調整
器７によつて幅を制御されるパルス列によつて制
御されるようにして行なうことができる。この方
法により確かに入力側Ａ１，Ｂ１において電圧の
跳躍的変化が生じ、その際電圧は値u1＝０とu1＝
u2との間を跳躍する。
コンデンサ１とチヨーク２により、給電線の低
域通過特性が不都合に作用することなく、複数の
装置に遠隔給電することが可能になる。同時に許
容されない高周波の障害が確実に回避される。
発振器の周波数は、有利には、コンデンサ５に
おいて周期的な充電によつて惹起される電圧変動
を小さく維持するのに十分な高さ、例えば約30K
Hzである。
このことは有利にも難なく行なうことができ
る。というのは許容されない高周波障害はコンデ
ンサ１およびチヨーク２によつて回避されるから
である。コンデンサ１の容量は殊に、伝送区間容
量の許容偏差に無関係でありかつスイツチ３のス
イツチギヤツプが橋絡されるに十分な大きさに定
められている。このコンデンサは、他方におい
て、電流i0によつて最小に生じる電圧u1nioから最
大電圧u1naxに十分に短い時間において充電され
るのに十分な程度に小さい。チヨーク２はスイツ
チギヤツプの間の電流の流れを維持する。チヨー
ク２およびコンデンサ１は、スイツチ３において
生じる電圧パルスを捕捉するフイルタ素子と見做
すことができる。
スイツチングレギユレータSRは形式上は、パ
ルス状に充電される蓄積チヨークを介して比較的
低い電圧が比較的高い電圧に変換される公知のブ
ロツキング形インバータに類似している。しかし
調整器７はこの形式のブロツキング形インバータ
の調整器との関連において丁度反対の方向に動作
する。小さな電流i3、従つてi2しか必要でなけれ
ば、スイツチ３は切換周期の大部分閉成状態にあ
り、即ちキーイング比が大きく、かつ所望のよう
に小さな入力電圧u1が生じる。これに対して一定
の電圧が供給されるブロツキング形インバータで
はこの場合スイツチは短時間しか閉成されない。
比較的大きい電流i3の場合、スイツチ３のキー
イング比は、電流i3＝i3naxにおいてスイツチ３が
全時間開放状態にとゞまることができるまで、
徐々に小さくなる。そのとき電流i2nax＝i0は直接
チヨーク２およびダイオード４を介してコンデン
サ５に流れ込む。
投入の際まずスイツチ３が開放される。それ以
上の処置を講ずることなくスイツチは、電圧u2が
その目標値u1naxに達するまで開放状態にとゞま
る。それから調整器は動作し始めかつ電圧u1はそ
の都度の負荷に相応して非常に迅速に降下する。
その際エネルギ蓄積器として用いられるコンデン
サ５および後置の蓄積器はそれ以上の処置なしに
最大電流で充電されるようにすると有利である。
チヨーク２およびコンデンサ１は、スイツチギヤ
ツプに対して必要なエネルギのみを確実に準備す
るものである。
突然の非常に著しい負荷軽減の際エネルギはそ
の際充電されすぎたコンデンサ１からコンデンサ
５に送出される。その際電圧u2は上昇しかつ調整
器７は極端な場合スイツチ３を短時間の間持続的
に導通制御する。コンデンサ５は、新しい負荷を
介して比較的迅速に電圧u2の定格値に放電され
る。というのはこの電圧値に達しかつ調整器７が
再びスイツチを操作するまでの間電荷がそれ以上
供給されないからである。
電流消費が突然上昇すると同様に、スイツチは
遮断され、そこでスイツチは連続的に開放状態に
とゞまる。入力電圧u1は迅速に上昇しかつコンデ
ンサ５は、新しい安定状態が生じるまで、最大の
電流によつて充電される。
電圧変換器８の理想的な特性の場合端子Ａ２，
Ｂ２において過負荷として作用する、出力側にお
ける短絡までの過負荷により電圧u2はその定格値
を下回る電圧u2′に連続的に低下する。スイツチ
３は連続的に開放状態にとゞまりかつコンデンサ
５は直接充電される。障害作動であるこの場合に
はu1′＝u2′である。チヨーク２もダイオード４も
電流i0に対して設計されているはずなので、素子
の過負荷は生じない。
障害の除去後電圧u2は投入の際と同様ほんの僅
かな遅延後上昇する。
直流電圧変換器８は、装置全体の機能に対し
て、電位分離が要求されるときにのみ必要であ
る。例えば有線の遠距離通信系におけるように電
位分離が必要でなく、かつ給電電流が最大電流消
費を有するところの装置に相応して設定すること
ができれば、スイツチングレギユレータSRのみ
が必要である。直流電圧変換器８のためにこの場
合も確かに僅かな付加コストおよび良好な効率で
装置の設計に際し大幅な自由度が与えられる。
更にスイツチングレギユレータは常時丁度必要
とされる電力しか消費しないので、系全体はもは
や予期される不都合な、極端な負荷状態を考慮し
て設計する必要がないばかりでなく、実際に生じ
る極めて不都合な事態を考慮さえすればよいとい
う点も有利である。
直流電圧変換器８の使用の際−電位分離のない
場合でも−i0およびu3双方は完全に独立に選択可
能な量であり、式２を介してのみ関係付けられて
いる。従つてその上に、既存の遠隔給電系を元来
の電流i0より高い電流によつて作動して、例えば
長い区間において一層低い遠隔給電電圧が生じる
ようにすることができる。その遠隔給電系は自動
的に整合される。
直流電圧変換器８は、一定の入力電圧u2によつ
て動作する。この電圧変換器は有利には間接形直
流コンバータとして構成されかつ調整を行う必要
がない。電圧変換器が一定のキーイング比によつ
て作動されれば、静的な電流制限も必要がない。
というのは入力側における定電流化がこの作用を
自と保証するからである。しかし障害時の電流ピ
ークに対する動的な電流制限は重要である。
更に、調整器７を電圧u2に代わつて電圧u3を用
いて制御することができるが、その場合処理全体
は調整技術的に制御しにくくかつ静的な過負荷制
限に対して場合に応じて特別な処置が必要であ
る。
いづれにせよ、種々異なつた負荷に対してキー
イング比を調節可能にして、殊にスイツチングレ
ギユレータSRを単一に構成できるようにすると
有利である。
調整器７に対して有利には、変換器に対しても
適している同じ集積回路が使用される。これに比
してスイツチ３は相補的に作動される。このため
に制御信号を反転、制御回路の反転出力側を使用
または相補形の切換素子を使用等すると有利であ
る。
この形式の調整器７に対して設けられている、
スイツチ周波数用クロツク発生器６によつて、直
流電圧変換器８も制御することができる。これに
よりコスト全体は特別に低い。
調整器７およびクロツク発生器６は、補助電圧
源から給電することができる。これらは有利には
電圧u2またはそこから導出される電圧において作
動される。入力側において小さな電圧u1のみが調
整されるときは重要でない。しかしこの場合は、
電圧u2も最初まだ低い投入の際スイツチ３を制御
する回路の給電電圧が、調整器７およびクロツク
発生器６の申し分のない動作を保証するのに十分
に高い値に達するまでの間スイツチ３が開放状態
にとゞまることが保証されなければならない。必
要に応じて、必要な給電電圧が保証されるまでの
間スイツチ３を開放状態に維持する補助回路が設
けられる。スイツチを、それ以上の処置を講ずる
ことなく遮断状態にありかつ別の回路を用いて、
制御回路が十分に高い給電電圧においてのみスイ
ツチ３を導通制御する状態に移行するように構成
すれば有利である。前者の回路（補助回路）は例
えば、スイツチとして高出力MOSトランジスタ
が使用の場合、ゲートとソースとの間にある抵抗
から成る。別の回路は例えば、制御回路の給電入
力側に前置接続されている、一方の状態において
電圧Ｏを供給し、他方の状態において十分な給電
電圧を供給するシユミツトトリガとすることがで
きる。
第３図は、電位分離なしの定電流−定電圧変換
器を示す。従つてこの変換器は第１図のスイツチ
ングレギユレータSRに相応する。制御回路とし
て集積回路SG3524J（テキサス・インストルメン
ツ社）が用いられる。図示の値は、負荷u2＝50V
における電圧に対して設定されている。即ち最大
の電流はi2＝180mAとすることができる。入力
側において電流i0＝i1＝200mAが印加される。
180mAにおいて入力電圧u1〜50Vであり、出力
側が無負荷の際入力側に電圧u1＝5Vが調整設定
される。
コンデンサ１の容量は、６、8μFであり、コン
デンサ５の容量は500μFである。チヨーク２は
3mHのインダクタンスを有する。
発振器およびパルス幅変調される調整器は、相
応に接続形成された集積回路SG3524Jによつて実
現されている。発振周波数は33kHzである。調整
増幅器（ピン端子１，２，９）は、著しい負荷変
動においても装置全体が安定状態にあるように構
成されており、その際この種の複数の装置を入力
側において、系全体において振動が生じることな
く、共通の給電回路において直列に作動すること
ができる。
制御回路はまた、必要な基準電圧を自由に使用
する。この回路は、出力側Ａ２−Ｂ２から、その
一定不変性のため特別に適しているその作動電圧
を受け取る。集積回路の並列接続された出力段ト
ランジスタが型名4049のCMOS技術の６段のイ
ンバータを制御し、これらインバータが
SIPMOSトランジスタBSS93を制御する。この
トランジスタは、第２図に３で示されているスイ
ツチである。
突然の負荷の跳躍的変化−負荷増大および負荷
軽減−は、約80ms内に完全に調整され、その際
スイツチ３の既述の遮断が20msに至らない時間
間隔後に行なわれる。その時残りの時間は、コン
デンサ５の負荷抵抗Ｖに対する時定数によつて決
められている。
回路は短絡が生じないようになつておりかつそ
の都度任意の負荷抵抗によつて投入することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、負荷にそれぞれスイツチングレギユ
レータが前置接続されている遠隔給電装置のブロ
ツク図であり、第２図は、安定化直流電流を定電
圧に変換する切換調整器を詳細に示す、第１図の
遠隔給電装置の一部の回路図であり、第３図は、
第２図のスイツチングレギユレータの具体的な回
路図である。 Ｖ……負荷、Ｗ１〜Wn，SR……スイツチング
レギユレータ、Ｆ……遠隔給電装置、FK……給
電回路、１，５……コンデンサ、２……チヨー
ク、３……スイツチ（半導体スイツチ）、４……
ダイオード、６……クロツク発振器、７……調整
器、８……電圧変換器、８２……絶縁変圧器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 入力側が安定化された電流を供給する給電回
    路FK内にある給電装置を介してそれぞれ少なく
    とも１つの負荷Ｖに直流電圧を給電するための回
    路装置において、前記給電装置はそれぞれ、直列
    チヨーク２および並列コンデンサ１を介して該給
    電装置の入力側に並列に設けられている制御可能
    なスイツチ素子３を有するスイツチングレギユレ
    ータSRを含んでおり、かつ前記スイツチング素
    子３に並列に、該スイツチング素子の導通時に阻
    止されているダイオード４と両電極に直流電圧変
    換器８が接続されているコンデンサ５との直列回
    路が設けられており、かつ前記制御可能なスイツ
    チ素子３は制御回路６，７を用いて前記コンデン
    サ５または前記直流電圧変換器８の出力側におけ
    る少なくとも近似的に一定に保持すべき直流電圧
    に依存して、前記スイツチングレギユレータSR
    の調整領域において出力電流が大きくなるに従つ
    て相対的な投入接続持続時間がますます短くなる
    ように制御可能であり、かつ前記スイツチングレ
    ギユレータSRの入力側に接続されている前記コ
    ンデンサ１の容量は該スイツチングレギユレータ
    SRの出力側に接続されている前記コンデンサ５
    の容量の1/10以下に選定されていることを特徴と
    する電気負荷に直流電圧を給電する回路装置。 ２ スイツチ素子３は、制御回路６，７を用いて
    持続時間変調されるクロツクパルスによつて制御
    可能である特許請求の範囲第１項記載の電気負荷
    に直流電圧を給電する回路装置。 ３ スイツチングレギユレータSRおよび電圧変
    換器８は共通のクロツク発生器６によつて制御可
    能である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
    電気負荷に直流電圧を給電する回路装置。 ４ 制御回路６，７によつて評価される実際値
    は、スイツチングレギユレータSRの出力電圧ｕ
    ２である特許請求の範囲第１項記載の電気負荷に
    直流電圧を給電する回路装置。 ５ スイツチ素子３は、制御回路を用いて形成さ
    れる、可変の繰返し周波数の制御パルスによつて
    制御可能である特許請求の範囲第１項から第４項
    までのいずれか１項記載の電気負荷に直流電圧を
    給電する回路装置。
JP58211103A 1982-11-12 1983-11-11 電気負荷に直流電圧を給電する回路装置 Granted JPS5999959A (ja)

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