JPH0523214U - 電源負荷線の電圧降下補償回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源負荷線によって生ずる電圧降下を補償す
ることにより、負荷端子電圧を一定にする。 【構成】 電源１０と負荷装置１２とを電源負荷線１４
により接続し、電源負荷線の電圧降下補償回路２０を電
源側に組み込む。電源１０の本体は、交流入力側の整流
平滑回路１５と、主回路となるＤＣ−ＤＣコンバータ部
１６と、出力電圧制御部１８と、基準電圧発生回路１９
とを有する。電圧降下補償回路２０は、電源負荷線１４
に対して直列に挿入した負荷電流検出抵抗Ｒと、電圧降
下分だけ基準電圧を高める増幅器Ｍとを具備している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電源負荷線によって発生する電圧降下を補償することにより負荷端 子電圧を一定にする電源負荷線の電圧降下補償回路に関するものである。更に詳 しく述べると、負荷電流検出用の抵抗を備えることにより、該抵抗で負荷電流に よる電源負荷線での電圧降下を検出して電源の出力電圧制御部に送出し、電圧降 下分だけ基準電圧を増加することで負荷端子電圧を定電圧化する電源負荷線の電 圧降下補償回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

電源と負荷装置との間を電源負荷線で接続するシステムにおいて、通常は電源 の出力端子で出力電圧を検出し、その点で定電圧化されるように制御を行ってい る。負荷装置の種類などによっては負荷端子電圧（負荷装置の受電部の電圧）に 高精度が要求される場合があるが、上記の技術では対応できない。その理由は、 電源負荷線それ自体が抵抗分をもち、負荷電流が流れることにより、それに応じ た電圧降下が発生し、負荷端子電圧が電源の電圧検出点での電圧よりも低く変動 するからである。特に、低電圧・大電流の場合、あるいは電源負荷線の長さが長 い場合に、この傾向は顕著となる。

【０００３】 この問題を解決し、負荷端子電圧を定電圧化するため、従来、次のような技術 が用いられてきた。 電源負荷線を太くして、抵抗分をできる限り小さくする。このことにより、 電源負荷線の電圧降下をできる限り抑制する。 負荷端子電圧をリモートセンスし、検出した電圧電源の出力電圧制御部にフ ィードバックする。つまり電圧検出点を電源側から負荷装置側に移動する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、これら従来の技術には次のような欠点がある。前者の電源負荷線を太 くする技術では、線材が硬く屈曲困難となり且つ重くなるため配線作業性が悪化 するし、線材のコストも高くなる。また、電源負荷線を太くしても抵抗分を零に することはできず、負荷電流による電圧降下を低くすることには限界があるし、 更に、負荷電流の変動による電圧変化分は全く制御できない。

【０００５】 後者の負荷端子電圧をリモートセンスする技術では、電源負荷線の他にリモー トセンス用のセンス線が必要となる。また電源側にはリモートセンス端子も必要 となる。例えば出力が２０チャンネルの場合、４０本の電源負荷線と４０本のセ ンス線の合計８０本の配線が必要となる。また負荷装置の性質や配線のインダク タンスによって乱調（ハンティング）を起こすことがあり、コンデンサを挿入す るなど、それらの対策も必要となる。そのため、組み立て作業の煩雑化、コスト アップ、装置の大型化などの不都合が生じる。

【０００６】 本考案の目的は、電源負荷線において負荷電流により生ずる電圧降下を補償す る電源負荷線の電圧降下補償回路を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は出力電圧を制御可能な電源本体と負荷装置との間を電源負荷線で接続 するシステムの電源側に組み込む回路である。この回路は、電源負荷線に対して 直列に挿入した負荷電流検出抵抗と、該負荷電流検出抵抗によって検出した負荷 電流による電源負荷線の電圧降下分だけ基準電圧を高める増幅器とを具備する。 そして、増幅器の出力である補正基準電圧を電源本体の出力電圧制御部に印加す る。

【０００８】

【作用】

負荷電流検出抵抗は電源負荷線に対して直列に接続されているので、同じ負荷 電流が流れる。負荷電流検出抵抗と電源負荷線の抵抗の値は確定しているので、 負荷電流検出抵抗で検出した負荷電流によって電源負荷線で生ずる電圧降下も求 めることができる。増幅器では、この電圧降下分を基準電圧に対して上乗せして 負荷電流に応じて変動する補正基準電圧を作成し、その補正基準電圧を通常の基 準電圧（一定の電圧）に代えて電源本体の出力電圧制御部に印加する。電源本体 では、従来同様、出力電圧検出点での電圧と前記の補正基準電圧を比較し、誤差 が零になるように出力電圧を制御する。その結果、電源端子電圧は負荷端子電圧 よりも高くなり、且つ電源端子電圧は負荷電流の変動に伴って変化するが、負荷 端子電圧は常に所定の一定値に保たれることになる。

【０００９】

【実施例】

図１は本考案による電圧降下補償回路を組み込んだシステムの一実施例を示す 回路図である。このシステムは、電源１０と負荷装置１２とを電源負荷線１４に より接続したものである。電源負荷線１４の抵抗分をｒで表す。この電源１０の 本体は、出力電圧を制御可能なスイッチング電源であり、交流入力側の整流平滑 回路１５と、主回路となるＤＣ−ＤＣコンバータ部１６と、出力電圧制御部１８ と、基準電圧発生回路１９とを有する。本考案に係る電源負荷線の電圧降下補償 回路２０は、このシステムの電源側に組み込まれている。

【００１０】 電圧降下補償回路２０は、前記電源負荷線１４に対して直列に挿入した負荷電 流検出抵抗Ｒと、該負荷電流検出抵抗Ｒによって検出した負荷電流による電源負 荷線の電圧降下分だけ基準電圧を高める増幅器Ｍとを具備している。基準電圧発 生回路１９からの基準電圧Ｖ_REF と負荷電流検出抵抗Ｒの一端との間を抵抗Ｒ₁ とＲ₂ とで分圧して増幅器Ｍのプラス入力端子に接続し、基準電圧Ｖ_REF と負荷 電流検出抵抗Ｒの他端との間を抵抗Ｒ₃ とＲ₄ とで分圧して増幅器Ｍのマイナス 入力端子に接続する。つまり増幅器Ｍの入力側を抵抗Ｒ₁ 〜Ｒ₄ 及び負荷電流検 出抵抗Ｒでブリッジの形に結線している。出力端子とマイナス入力端子の間はコ ンデンサＣと帰還抵抗Ｒ₅ を接続する。そして増幅器Ｍの出力である補正基準電 圧Ｖ_ref を出力電圧制御部１８に印加する。

【００１１】 さて電源負荷線１４は、システム構成時にその長さと太さが決まっているので 抵抗分は一定（ｒ）である。電源負荷線１４を流れる負荷電流をＩ₀ とすると、 電源負荷線１４での電圧降下Ｖ₂ は次のように表せる。 Ｖ₂ ＝Ｉ₀ ×ｒ 負荷電流検出抵抗Ｒは電源負荷線１４に直列に接続されているので、同じ負荷電 流Ｉ₀ が流れる。従って、負荷電流検出抵抗Ｒでの電圧降下Ｖ₁ は、 Ｖ₁ ＝Ｉ₀ ×Ｒ となる。つまり負荷電流検出抵抗Ｒと電源負荷線１４の抵抗分ｒの値は確定して いるので、電圧降下Ｖ₁ を検出できれば、当然負荷線１４の電圧降下Ｖ₂ も求め ることができる。

【００１２】 増幅器Ｍでは、電源負荷線１４の電圧降下分Ｖ₂ を基準電圧Ｖ_REF に対して上 乗せして、負荷電流に応じて変動する補正基準電圧Ｖ_ref を作成し、その補正基 準電圧Ｖ_ref を、通常の基準電圧（一定の電圧）に代えて出力電圧制御部１８に 印加する。出力電圧制御部１８では、従来同様、誤差増幅器（図示せず）によっ て出力電圧検出点ａでの電圧と前記の補正基準電圧Ｖ_ref を比較し、誤差が零に なるように出力電圧を制御する。その結果、電源端子電圧は負荷端子電圧よりも 高くなり、且つ電源端子電圧は負荷電流の変動に伴って変化するが、負荷端子電 圧は常に所定の一定値に維持できることになる。

【００１３】 図２は本考案の他の実施例を示す回路図である。この実施例では、抵抗Ｒ₂ と 増幅器Ｍのプラス端子との間に可変抵抗ＶＲを挿入している。その他の構成は前 記図１の構成と同様である。このようにすると、電源負荷線１４の太さや長さが 変わった場合、その抵抗分の変化に応じて可変抵抗ＶＲを調整することで容易に 対応できる。

【００１４】 本考案は、このような構成のみに限定されるものでないことは当然である。電 源本体は、出力電圧の制御が可能であればスイッチング電源のみならず、シリー ズ電源等の他の電源にも適用できる。

【００１５】

【考案の効果】 本考案は、電源側に電圧降下補償回路があるので、電源負荷線を必要最低限ま で細くでき、屈曲が容易となるから配線作業性が向上し、且つコストも低減でき る。またリモートセンスにより負荷端子電圧を検出する必要がなく、配線を簡略 化できる。例えば、２０チャンネルの出力が必要な場合、８０本必要であった配 線が４０本で済む。更に、ＡＣアダプターのように出力端子がジャックの場合、 リモートセンス線を設置することは不可能であるので、リモートセンス線を使わ ずに電圧降下を補償する本考案は極めて好都合である。

【００１６】 また増幅器に可変抵抗を組み込むことで、電源負荷線の長さ変更等による抵抗 値の変更に対して、電圧降下補償回路の部品を交換する必要がなく、可変抵抗の 抵抗値を調整するだけで容易に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る電圧補償回路を組み込んだシステ
ムの一実施例を示す回路図。

【図２】本考案に係る電圧補償回路を組み込んだシステ
ムの他の実施例を示す回路図。

【符号の説明】

１０ 電源 １２ 負荷装置 １４ 電源負荷線 １８ 出力電圧制御部 ２０ 電圧降下補償回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力電圧を制御可能な電源本体と負荷装
   置との間を電源負荷線で接続するシステムの電源側に組
   み込む回路であって、前記電源負荷線に対して直列に挿
   入した負荷電流検出抵抗と、該負荷電流検出抵抗によっ
   て検出した負荷電流による電源負荷線の電圧降下分だけ
   基準電圧を高める増幅器とを具備し、該増幅器の出力で
   ある補正基準電圧を電源本体の出力電圧制御部に印加す
   る電源負荷線の電圧降下補償回路。