JPH0515686U - 安定化電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電流量を制御するスイッチングトランジスタの
耐電流容量を小さくして、使用するスイッチングトラン
ジスタの小形化及びコスト低下を図る。 【構成】電流量を制御するスイッチングトランジスタ３
１に流れる電流量が制限電流量Ａを越えるとオン動作す
るフォトカプラの発光ダイオード４２と、その発光ダイ
オード４２によりオン動作して、第１の制御トランジス
タを介してスイッチングトランジスタ３１をオフ動作さ
せるフォトカプラの受光トランジスタ３７と、受光トラ
ンジスタ３７がスイッチングトランジスタ３１をオフ動
作させた後、所定時間スイッチングトランジスタ３１の
オフ動作を継続させる時定数コンデンサ３６とを設けた
もの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、一般の電子機器に安定した直流電流を供給する安定化電源装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の所定の電圧を出力する安定化電源装置は、例えば、電流量を制御するト ランジスタ（スイッチングトランジスタ）と出力電圧が所定の電圧より高いか否 かを検知するコンパレータが設けられており、このコンパレータにより出力電圧 が所定の電圧より高いと検知されたときに、トランジスタをオフ制御するように なっていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上述したように、従来の安定化電源装置では、出力電圧により電流量を制御す るトランジスタを制御していたため、そのトランジスタに流れる電流量に関して は、全く制御していなかった。

【０００４】 従って、従来の安定化電源装置に使用されるトランジスタについて、例えば電 源投入時や出力がショートしてしまった場合など、突入電流が生じたときにその 突入電流によるトランジスタの故障を回避するために、十分耐電流容量の大きい トランジスタを使用しなければならないという問題があった。 そのような耐電流容量の大きいトランジスタは、一般に形状が大型になり、コ ストが高いという問題がある。

【０００５】 そこでこの考案は、電流量を制御するスイッチングトランジスタの耐電流容量 を小さくでき、したがって使用するスイッチングトランジスタの小形化及びコス ト低下を図ることができる安定化電源装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案は、交流電源から供給される電流を整流平滑して直流電流を得る整流 平滑手段と、この整流平滑手段により整流平滑して得た直流電流の流れる量を制 御するスイッチングトランジスタと、このスイッチングトランジスタにより制御 された直流電流の電圧を平滑して出力する出力平滑手段と、この出力平滑手段に より平滑して出力された電圧を検出して、その検出された出力電圧が所定の電圧 より高くなるとスイッチングトランジスタをオフ制御する電圧制御手段と、スイ ッチングトランジスタに流れる電流の量を検出して、電流量が予め設定された電 流量より多いときにスイッチングトランジスタをオフ制御する電流制御手段とを 設けたものである。

【０００７】

【作用】

このような構成の本考案において、交流電源から供給される電流は、整流平滑 手段により整流平滑されて直流電流が得られ、スイッチングトランジスタにより 、その直流電流の流れる量が制御される。 このスイッチングトランジスタにより制御された直流電流の電圧は、出力平滑 手段により平滑されて出力される。 電圧制御手段により、出力平滑回路により平滑して出力された電圧が所定の電 圧より高くなると、スイッチングトランジスタがオフ制御される。 電流制御手段により、スイッチングトランジスタに流れる電流の量が予め設定 された電流量より多いときに、スイッチングトランジスタがオフ制御される。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面を参照してを説明する。

【０００９】 図１において１は交流電源である。この交流電源から供給される交流電流は整 流平滑手段としての整流・平滑回路２により直流電流に整流され平滑される。こ の整流・平滑回路２により整流され平滑された直流電流は、安定化回路３により 所定の電圧に安定化されて出力端子４から出力される。

【００１０】 前記整流・平滑回路２は、前記交流電源１から抵抗２１を介して接続されたダ イオードブリッジ２２とこのダイオードブリッジ２２の出力端子に接続された平 滑用コンデンサ２３とにより構成されている。前記ダイオーブリッジ２２により 交流電流が直流電流に整流され、その整流された直流電流は前記平滑用コンデン サ２３により平滑されるようになっている。

【００１１】 前記安定化回路３は、前記整流・平滑回路２からの直流電流の供給ライン３０ が、電流量を制御するＰＮＰ形のスイッチングトランジスタ３１のエミッタ端子 に接続されている。さらに前記直流電流の供給ライン３０は、前記スイッチング トランジスタ３１をオン／オフ制御するＰＮＰ形の第１の制御トランジスタ３２ のエミッタ端子及び第１の抵抗３３の一端に接続されている。

【００１２】 この第１の抵抗３３はエミッタ接地されたＮＰＮ形の第２の制御トランジスタ ３４のコレクタに一端が接続された第２の抵抗３５と共に第１の直列分圧回路を 構成している。前記第１の抵抗３３及び前記第２の抵抗３５により構成された第 １の直列分圧回路の分圧接続点は前記第１の制御トランジスタ３２のベース端子 に接続されている。

【００１３】 前記第１の制御トランジスタ３２のベース端子には、時定数コンデンサ３６の 一端及びフォトカプラの受光トランジスタ３７のコレクタ端子が接続され、前記 時定数コンデンサ３６の残る一端及び前記フォトカプラの受光トランジスタ３７ のエミッタ端子は共に第３の抵抗３８を介して、前記第１の制御トランジスタ３ ２のエミッタ端子とグランド間に接続された第４の抵抗３９と第５の抵抗４０と の直列回路の中間接続点に接続されている。

【００１４】 前記第１の制御トランジスタ３２のコレクタ端子は、前記スイッチングトラン ジスタ３１のベース端子に接続され、このスイッチングトランジスタ３１のコレ クタ端子は、第６の抵抗４１の一端及びフォトカプラの発光ダイオード４２のア ノード端子に接続され、前記第６の抵抗４１の残る一端及び前記フォトカプラの 発光ダイオード４２のカソード端子は、アノード端子がグランドに接続されたダ イオード４３のカソード端子に接続され、さらにコイル４４の一端に接続されて いる。なお、前記第６の抵抗４１は、前記スイッチングトランジスタ３１に流れ る電流量が予め設定された制限電流量より大きくなると、前記フォトカプラの発 光ダイオード４２がオン動作するように設定されている。

【００１５】 このコイル４４の残る一端は、出力安定用コンデンサ４５を介してグランドに 接続されていると共に前記出力端子４に接続されている。前記コイル４４と出力 安定用コンデンサ４５とにより出力平滑手段が構成されている。

【００１６】 また前記コイル４４の残る一端とグランド間には、第７の抵抗４６とツェナー ダイオード４７との基準電圧回路及び第８の抵抗４８と第９の抵抗４９により構 成される第２の直列分圧回路が接続されている。前記第７の抵抗４６、ツェナー ダイオード４７、第８の抵抗４８、第９の抵抗４９は、前記出力端子４の電圧が 予め設定された所定電圧より大きくなった場合に、前記第２の直列分圧回路の分 圧電圧が、前記基準電圧回路のツェナーダイオード４７のカソード端子の出力電 圧（基準電圧）より大きくなるように設定されている。

【００１７】 前記基準電圧回路のツェナーダイオード４７のカソード端子（基準電圧出力端 子）及び前記第２の直列分圧回路の分圧接続点は、それぞれコンパレータ５０の 反転入力端子及び非反転入力端子に接続されている。このコンパレータ５０の出 力端子は第１０の抵抗５１を介して前記コイル４４の残る一端に接続されると共 に、第１１の抵抗５２を介して前記第２の制御トランジスタ３４のベース端子に 接続されている。

【００１８】 前記第２の制御トランジスタ３４、コンパレータ５０、第８の抵抗４８及び第 ９の抵抗４９により構成される分圧直列回路、第７の抵抗４６及びツェナーダイ オード４７により構成される基準電圧回路により電圧制御手段が構成され、前記 発光ダイオード４２及び受光トランジスタ３７により構成されるフォトカプラ、 時定数コンデンサ３６、第３の抵抗３８により電流制御手段が構成されている。

【００１９】 このような構成の本実施例においては、交流電源１からの交流電流が整流・平 滑回路２により整流され平滑され、この整流・平滑回路から出力される直流電流 は、スイッチングトランジスタ３１により流れる電流量が制御される。

【００２０】 つまり、出力端子４の出力電圧は、抵抗４６及びツェナーダイオード４７によ り構成された基準電圧回路の基準電圧と第８の抵抗４８及び第９の抵抗４９によ り構成された分圧直列回路の分圧電圧をコンパレータ５０により比較されるよう になっている。

【００２１】 出力端子４の出力電圧が所定電圧より高くなると、コンパレータ５０の出力が ハイレベルになり、第２の制御トランジスタ３４がオン動作する。第２の制御ト ランジスタ３４がオン動作すると、第１の制御トランジスタ３２のベース端子が そのエミッタ端子より電圧レベルが下がるので、第１の制御トランジスタ３２は オン動作する。第１の制御トランジスタ３２がオン動作すると、スイッチングト ランジスタ３１のベース端子がそのエミッタ端子と同電位（ハイレベル）になり 、スイッチングトランジスタ３１はオフ動作する。従って出力端子４へ流れる電 流の供給が停止されることになる。もちろん出力端子４の出力電圧が所定電圧よ り低ければ、上記したことの逆の動作により、スイッチングトランジスタ３１が オン動作して、出力端子４へ流れる電流が供給されるようになる。

【００２２】 電源投入時の各素子における電流量と出力電圧値のタイミングを図２に示す。 図２のａはスイッチングトランジスタ３１に流れる電流量、図２のｂは出力安定 用コンデンサ４５の充電される電流量、図２のｃは出力端子４の出力電圧、図２ のｄは第３の抵抗に流れる電流量を示している。

【００２３】 電源投入時（イ）には、当然出力端子４の出力電圧は、予め設定された所定電 圧に達していないため、スイッチングトランジスタ３１がオン動作し、出力端子 ４へ電流の供給が行われている。従って、コイル４４を介して出力安定用コンデ ンサ４５に充電が行われている。しかし、この出力安定用コンデンサ４５の容量 が十分に大きい場合には、スイッチングトランジスタ３１に流れる電流量が上昇 し、制限電流量Ａより大きくなると、フォトカプラの発光ダイオード４２がオン 動作し、従って受光トランジスタ３７がオン動作する。すると第１の制御トラン ジスタ３２のベース端子が第３の抵抗３８及び第５の抵抗４０を介してグランド に接続され、そのエミッタ端子の電位レベルより低くなるので、第１の制御トラ ンジスタ３２がオン動作して、スイッチングトランジスタ３１をオフ動作させる 。（ロ）

【００２４】 このとき、スイッチングトランジスタ３１がオフ動作して電流供給が停止され ても、コイル４４にはスイッチングトランジスタ３１がオン動作している間に、 エネルギーが蓄えられているので、出力安定用コンデンサ４５にはそのエネルギ ーにより充電が継続され、出力端子４の出力電圧はさらに上昇し続ける。

【００２５】 スイッチングトランジスタ３１がオフ動作すると、フォトカプラの受光ダイオ ード４２への電流供給が停止されてオフ動作する。すると、フォトカプラの受光 トランジスタ３７もオフ動作するが、時定数コンデンサ３６が充電されるまで、 第１の制御トランジスタ３２のベース端子はそのエミッタ端子の電位レベルより 低いので、第１の制御トランジスタ３２はオン動作をその間持続する。やがて時 定数コンデンサ３６が充電すると、第１の制御トランジスタ３２がオフ動作して 、スイッチングトランジスタ３１がオン動作する。（ハ）

【００２６】 上記したように、スイッチングトランジスタ３１に流れる電流量が制限電流量 Ａを越えないように、フォトカプラの発光ダイオード４２と受光トランジスタ３ ７、時定数コンデンサ３６及び第１の制御トランジスタ３２により、スイッチン グトランジスタ３１をオン／オフ動作させてながら、出力端子４の出力電圧を上 昇させる。

【００２７】 そして、その出力電圧が所定電圧に到達する（ニ）と、抵抗４６及びツェナー ダイオード４７により構成された基準電圧回路、第８の抵抗４８及び第９の抵抗 ４９により構成された分圧直列回路及びコンパレータ５０により、出力端子４の 出力電圧を所定電圧に安定させる電圧制御が行われる。

【００２８】 このように本実施例によれば、フォトカプラの発光ダイオード４１及び受光ト ランジスタ３７により、スイッチングトランジスタ３１に流れる電流量を制限電 流量Ａのときに、第２に制御トランジスタを介してスイッチングトランジスタ３ ７をオフ動作させることができるので、突入電流等の過電流によるスイッチング トランジスタ３１の故障を防ぐことができる。従って、対電流容量の小さいスイ ッチングトランジスタでも使用できる。

【００２９】 また、電源投入時ばかりでなく通常の使用時においても、出力側で短絡させた 場合など異常電流が流れても、スイッチングトランジスタ３１に制限電流量Ａを 越えないように制御されるので、この装置において異常発熱や故障等が生じる事 を防止できる。 図３にこの考案の他の実施例を示す。なお、図１と同一部材には同一の符号を 付し、この同一の符号については説明を省略する。

【００３０】 図３においては、上記実施例を示す図１における時定数コンデンサ３６、フォ トカプラの受光トランジスタ３７及び第３の抵抗３８に代えて、前記受光トラン ジスタ３７のコレクタ端子及びエミッタ端子を入力端子に接続したワンショット パルス発生回路５３が、その出力端子を第１２の抵抗５４を介して第２の制御用 トランジスタ３２のベース端子に接続している。また、前記ワンショットパルス 発生回路５３は、整流・平滑回路２からの直流電流の供給ライン３０と一端がグ ランドに接続された抵抗４０の残る一端との間に、電圧安定用ツェナーダイオー ド５５と並列して接続され、一定の電圧の直流電流を入力している。従って、こ の実施例においては、発光ダイオード４２及び受光トランジスタ３７により構成 されるフォトカプラ、ワンショットパルス発生回路５３、第１１の抵抗により、 電流制御手段が構成されてる。

【００３１】 このような構成の本実施例においては、電源投入時においてスイッチングト ランジスタ３１がオン動作し、出力端子４への電流の供給が行われる。出力用コ ンデンサ４５の容量が十分に大きい場合には、スイッチングトランジスタ３１に 流れる電流量が上昇し、制限電流量Ａより大きくなると、フォトカプラの発光ダ イオード４２がオン動作し、従ってフォトカプラの受光トランジスタ３７がオン 動作する。すると、フォトカプラの受光トランジスタ３７がオン動作したことに より、ワンショットパルス発生回路５３の入力端子が短絡され、それにしたがっ てその出力端子に所定時間幅のローレベルの１パルスが出力される。そのローレ ベルの所定時間幅の１パルスは、抵抗５４を介して第１の制御トランジスタ３２ をオン動作させて、スイッチングトランジスタ３１を所定時間だけオフ動作させ ることになる。

【００３２】 この事は、上記実施例において、フォトカプラの受光トランジスタ３７がオン 動作すると直接第１の制御トランジスタ３２をオン動作させて、スイッチングト ランジスタ３１をオフ動作させ、フォトカプラの受光トランジスタ３７がオフ動 作したあと、時定数コンデンサ３６が充電するまで、第１の制御トランジスタ３ ２のオン動作を持続させる事と同様な効果がある。 従って、この実施例においても前実施例と同様な効果が得られる。

【００３３】

【考案の効果】

以上詳述したようにこの考案によれば、電流量を制御するスイッチングトラン ジスタの耐電流容量を小さくでき、したがって使用するスイッチングトランジス タの小形化及びコスト低下を図ることができる安定化電源装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す回路図。

【図２】同実施例の回路の各点における電流量及び出力
電圧のタイミングを示す図。

【図３】この考案の他の実施例を示す回路図。

【符号の説明】

１…交流電源、２…整流・平滑回路、３…安定化回路、
３１…スイッチングトランジスタ、３２…第１の制御ト
ランジスタ、３４…第２の制御トランジスタ、３６…時
定数コンデンサ、３７…フォトカプラの受光トランジス
タ、４２…フォトカプラの発光ダイオード、４７…ツェ
ナーダイオード、４６、４８、４９…抵抗、５０…コン
パレータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源から供給される電流を整流平滑
   して直流電流を得る整流平滑手段と、この整流平滑手段
   により整流平滑して得た直流電流の流れる量を制御する
   スイッチングトランジスタと、このスイッチングトラン
   ジスタにより制御された直流電流の電圧を平滑して出力
   する出力平滑手段と、この出力平滑手段により平滑して
   出力された電圧を検出して、その検出された出力電圧が
   所定の電圧より高くなると前記スイッチングトランジス
   タをオフ制御する電圧制御手段と、前記スイッチングト
   ランジスタに流れる電流の量を検出して、電流量が予め
   設定された電流量より多いときに前記スイッチングトラ
   ンジスタをオフ制御する電流制御手段とを設けたことを
   特徴とする安定化電源装置。