JPH0454866A - 多出力フォワードコンバータ - 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〕 本発明は直流安定化電源として用いる多出力フォワード
コンバータに関する。

〔従来の技術〕

変圧器の一次コイルに断続直流電流を流し、この変圧器
に巻かれた複数の出力コイルに得られる電圧を整流して
それぞれのコンデンサを充電し、この充電電圧を直流安
定化電源として利用する多出力フォワードコンバータの
従来例を第４図に示す、ここで多出力フォワードコンバ
ータの主要部は、直流電源１、変圧器２、変圧器２の一
次コイル２ａと主トランジスタ３のコレクタ・エミツタ
を直列に接続した主電流回路４、リセット回路５．２つ
の出力回路６．７、制御回路８などから構成されている
。直流電源１は交流電源を整流し、平滑化して直流電圧
を出力する。変圧器２は一次コイル２ａ、２つの出力コ
イル２ｂ、２ｃ　％　リセットコイル２ｄを有し、この
一次コイル２ａとこの一次コイル２ａにコレクタが接続
された主トランジスタ３の直列回路が主電流回路４を形
成し、一次コイル２ａ側が直流電源ｌのプラス端に、主
トランジスタ３のエミツタがマイナス端にそれぞれ接続
され、制御回路８の出力端が主トランジスタ３のベース
に接の一端が一次コイル２ａの一端に接続され、他端が
リセットダイオード９を介して直流電源ｌのマイナス端
に接続され、主トランジスタ３がオフしたときリセット
コイル２ｃの電圧が主トランジスタ３の電流をリセット
する。

出力回路６は、変圧器２の出力コイル２ｂの両端に２つ
のダイオード１０．１１が接続され、この両ダイオード
１０．１１で整流された出力コイル２ｂの電圧がリアク
タ１２とコンデンサ１３で平滑化され、このコンデンサ
１３の両端が安定化した電圧■。、の直流出力として図
示しない第１の負荷に給電される。

１４はリアクタ１２と直列に接続された抵抗でリアクタ
１２の電流を検出する。１５は出力回路６の両端に接続
され、後に説明するダミー抵抗である。

出力回路７は、出力回路６と同様に出力コイル２Ｃの両
端に接続された２つのダイオード１６．１７で出力コイ
ル２ｃの電圧を整流し、リアクタ１８とコンデンサ１９
で平滑化し、このコンデンサ１９の両端が安定化した電
圧■。２の直流出力として図示しない第２の負荷に給電
される。

制御回路８は、ＰＷＭ発振回路２０、制御電源２１、Ｍ
御変圧器２２を備え、ＰＷＭ発振回路２０は制御電源２
１で駆動されるように接続され、出力回路６の出力電圧
■。１と負荷電流■・１でその幅が制御されるパルスを
発振し、負荷電流１０１が増加すると電圧ｖ、ｌが低下
するらかパルス幅を広くして制御変圧器２２を介して主
トランジスタ３の導通時間を長くし、両出力コイル２ｂ
、２ｃに伝達するエネルギーを増加する。負荷電流■□
が減少して出力電圧Ｖ□が高くなるとこの逆の動作をし
て出力電圧ｖ、ｌを所定値に保つ。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような従来の多出力フォワードコンバータは制御
回路８を接続した出力回路６の電圧ｖ、１は既に述べた
ように出力回路６の負荷電流１．、に対し所定値を保つ
、しかし出力ｒ！３ＪＩ７の出力電圧■・寥は第５図に
示すように出力回路６の負荷電流Ｉ＠１によって変化す
るから電圧■０．の最低許容電圧■１．を満足するには
負荷電流ＩＩＩがある所定値１　ｍ！ｓを下回らないよ
うにする必要がある。またリアクタ１２の臨界電流の制
約の面からも出力回路６の最低負荷電流は制約を受ける
。そこで従来は出力回路６の両端にダミー抵抗１５を接
続し、負荷電流■・１が所定電流１　ｓｉｍを下回らな
いようにしていた。したがって、ダミー抵抗１５による
損失は負荷電流１１に関係なく常時発生し、定格負荷近
傍において、多出力フォワードコンバータの効率低下を
招くことと、このダミー抵抗のためにコンバータの温度
が上昇するという問題があった。

本発明の目的は定格負荷近傍において効率の低下を招く
ことのない多出力フォワードコンバータを提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するため本発明は、直流電源に接続さ
れ変圧器の一次コイルとスイッチング素子とを直列に接
続した主電流回路と、前記変圧器に巻かれ一端が前記一
次コイルに接続されたリセットコイルとこのリセットコ
イルの他端と前記スイッチング素子との間に接続された
リセットダイオードからなるリセット回路と、前記変圧
器に巻かれた複数の出力コイルにそれぞれ整流器と平滑
回路が接続された複数の出力回路と、パルスを発生しこ
のパルスで前記スイッチング素子を導通ずるとともに前
記複数の出力回路のうち第１の出力回路の電圧と電流で
前記パルスの幅を制御する制御回路とを備えた多出力フ
ォワードコンバータにおいて、前記パルスの幅を検出す
るパルス幅検出回路を設け、このパルス幅検出回路の出
力で前記第１の出力回路にダミー抵抗を接続し、または
警報回路を接続したことを特徴とする。

〔作用〕

多出力フォワードコンバータは制御回路のパルス幅とパ
ルス繰返しの周期との比Ｄ　（以下オンデユーテイと称
す）は第１の出力回路の負荷電流により変化し、定格負
荷のとき約３０％、軽負荷のとき１０〜２０％であり、
負荷が短絡したときは約５％に低下することに着目し、
この制御回路のパルス幅を検出し、パルス幅が所定値以
下のとき電圧を出力するパルス幅検出回路を設け、この
パルス幅検出回路の出力により第１の出力回路にダミー
抵抗を接続し、または第１の出力回路の負荷が短絡して
オンデユーテイＤが極端に低下したとき警報回路を接続
するか、パルス幅検出回路の出力をパルス幅の低下によ
り２段階に分け、ダミー抵抗の接続と、警報回路の接続
の両方を可能にする。

〔実施例〕

第１図ないし第３図に本発明による多出力フォワードコ
ンバータの実施例を示し、第４図と同一のものには同図
と同一の符号を付している。

第１図において、直流電源１、変圧器２と主トランジス
タ３のコレクタ・エミッタを直列に接続した主電流回路
４、リセット回路５、出力回路７、制御回路８などは従
来のものと同一であるからこの発明は省略する。この多
出力フォワードコンバータが従来のものと異なる点は、
出力回路６のコンデンサー３と並列にダミー抵抗１５と
トランジスタ２３のコレクタ・エミッタの直列回路が接
続され、このトランジスタ２３のベースには、制御回路
８に接続されたパルス幅検出回路２４の出力端が抵抗２
５を介して接続されていることである。このパルス幅検
出回路２４は、パルス幅が所定値より狭いときに電圧Ｖ
４１を出力する。

このような回路では第２図に示すように出力回路６の負
荷電流１１が定格電流■■近傍の場合はと オンデユーテイＤもオンデユーテイＤ、ｖ比較的大きい
からパルス幅検出図Ｊ１２４は電圧Ｖａ１を出力せず、
トランジスタ２３は導通しない、したがってダミー抵抗
１５には通電しない、ここで負荷電流Ｉ□が所定電流１
　ａｉｍ以下に低減するとオンデユーテイＤもオンデユ
ーテイＤ、と所定値より低くなるからパルス幅検出回路
は電圧Ｖ□を出力し、抵抗２５を介してベース電流を流
しトランジスタ２３を導通する。したがってダミー抵抗
１５には電流１６．。

が流れ、出力回路６の負荷電流■・１は少なくとも電流
１　ａｉｍとなり出力回路７の出力電圧ＶＨは所定値以
下に低下しない、しかも常時はダミー抵抗１５に通電さ
れないからその分だけ損失は少なく、温度上昇も低い。

ここでパルス幅検出回路２４の所定値をさらに低くオン
デユーテイＤ、とすると出力回路６に接続された負荷の
短絡を検出し、警報回路を介して警報を発することもで
きる。

第３図は第１図と異なる実施例を示したもので２つのパ
ルス幅検出回路２４ａ、２４ｂを設け、パルス幅検出回
路２４ａは、オンデエーティＤ１以下のときトランジス
タ２３を導通させてダミー抵抗１５に通電し、パルス幅
検出回路２４ｂはオンデユーテイＤＩより低いオンデユ
ーテイＤ３のとき負荷の短絡警報を発するように警報回
路２６が接続されている。

その他の接続と動作は第１図に示す実施例と同様である
からこの説明は省略する。

なお以上はオンデユーテイを検出する場合について述べ
たがパルスを発しない期間とパルス繰返しの周期との比
オンデユーテイを検出してもこれに対応する検出回路を
設ければ同様の結果が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、第１の出力回路の負
荷が軽負荷時のみダミー抵抗に通電するから常時ダミー
抵抗による損失がなく、効率の高い多出力フォワードコ
ンバータを提供することができる。またパルス幅検出回
路のオンデユーテイ所定値を低くすることにより負荷の
短絡状層を検出し、警報回路から警報を発することもで
き異常時の処理が容易な信鎖性の高い多出力フォワード
コンバータを提供することができる。さらにダミー抵抗
に流れる電流をリアクタの臨界電流より大きく設定すれ
ば第１の出力回路は、最低負荷電流の制約を受けること
なく、無負荷から定格負荷まで安定した出力電圧を供給
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明による多出力フォワードコ
ンバータの実施例を示し、第１図はその一実施例を示す
結線図、第２図は負荷電流とオンデユーテイとの関係を
示す曲線図、第３図は異なる実施例を示す結線図、第４
図１第５図は従来の多出力フォワードコンバータの一例
を示し、第４図は結線図、第５図は第１出力回路の負荷
電流と第２出力回路の出力電圧との関係を示す関係図で
ある。 １：直流電源、２：変圧器、２ａニ一次コイル、２ｂ、
２ｃ：出力コイル、２ｄ：リセットコイル、３：主トラ
ンジスタ、４：主電流回路、５：リセット回路、６．７
：出力回路、８８制御回路、９：リセットダイオード、
１０．１１．１６．１７：ダイオード、１２、１８：リ
アクタ、１３，１９：コンデンサ、１５：ダミー抵抗、
２４．２４ａ、　２４ｂ　：パルス幅検出回路。 今一３、 代理人弁理士　山　口　　巖　“ｆ、９ＥＴ゛矢じン 第 図 →Ｉｏ＋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）直流電源に接続され変圧器の一次コイルとスイッチ
   ング素子とを直列に接続した主電流回路と、前記変圧器
   に巻かれ一端が前記一次コイルに接続されたリセットコ
   イルとこのリセットコイルの他端と前記スイッチング素
   子との間に接続されたリセットダイオードからなるリセ
   ット回路と、前記変圧器に巻かれた複数の出力コイルに
   それぞれ整流器と平滑回路が接続された複数の出力回路
   と、パルスを発生しこのパルスで前記スイッチング素子
   を導通するとともに前記複数の出力回路のうち第１の出
   力回路の電圧と電流で前記パルスの幅を制御する制御回
   路とを備えた多出力フォワードコンバータにおいて、前
   記パルスの幅を検出するパルス幅検出回路を設け、この
   パルス幅検出回路の出力で前記第１の出力回路にダミー
   抵抗を接続し、または警報回路を接続したことを特徴と
   する多出力フォワードコンバータ。