JPH0595676A - トランス結合型２次直流電源生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】商用電源電圧の高低変動と２次側の大負荷変動
とが重なる場合があっても、２次側直流電源電圧を安定
化した円滑運転ができるトランス結合型２次直流電源生
成装置を提供する。 【構成】電圧制御回路１２の駆動電源ＣＬ１２，ＣＬ１
３，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｒ，Ｃ１２が、１次巻線ＣＬ１１
と巻回方向が同一の起動用巻線ＣＬ１３と２次巻線ＣＬ
２１と巻回方向が同一の常時用巻線ＣＬ１２とを、電圧
制御回路１２の入力端子Ｔと１次直流電源１０の負極と
の間に並列接続し、かつ起動用巻線ＣＬ１３と常時用巻
線ＣＬ１２とのそれぞれを該入力端子Ｔに向って順方向
のダイオードＤ１２，Ｄ１３を介して接続する、ととも
に常時用巻線ＣＬ１２で生成する電圧値が起動用巻線Ｃ
Ｌ１３で生成する電圧値よりも大きくなるように選択さ
れた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トランス結合型２次直
流電源生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に、従来のトランス結合型２次直流
電源生成装置を示す。同図において、１０は１次側直流
電源、２０はトランス、３０は２次側直流電源である。

【０００３】１次側直流電源１０は、整流器Ｒｅｆと平
滑コンデンサＣ１１とからなり、スイッチング素子１１
と直列接続されたトランス２０の１次巻線ＣＬ１１に接
続されている。

【０００４】一方、２次側直流電源３０は、２系統３
１，３２とされ、各系３１（３２）はダイオードＤ２１
（Ｄ２２）、平滑コンデンサＣ２１（Ｃ２２）とを含
み、トランス２０の１次巻線ＣＬ１１と巻回方向が反対
の２次巻線ＣＬ２１（ＣＬ２２）に接続されている。

【０００５】系３１は、負荷変動が比較的大きくかつ大
負荷用で、例えばプリンタのキャリアモータの駆動電源
用とされ、系３２は負荷変動が小さくかつ小負荷の例え
ば制御電源用とされる。さらに、複数（３以上）の系が
設けられる場合もある。

【０００６】かかるトランス結合型の２次直流電源生成
装置では、２次側直流電源（３１）の電圧安定化を図る
ために、最も大負荷や負荷変動の大きな系３１にホトカ
プラ，制御素子等を含む電圧信号発生回路４０を設け、
かつ１次側にスイッチング素子１１をＯＮ−ＯＦＦ制御
するＰＷＭＩＣ等からなる電圧制御回路１２を設け、２
次側の電圧信号ｆをフィードバックしてスイッチング素
子１１のＯＮ−ＯＦＦ制御をしている。

【０００７】ここに、電圧制御回路１２の駆動電源は、
トランス２０の１次巻線ＣＬ１１と巻回方向が同じ３次
巻線ＣＬ１３と、直列接続された抵抗Ｒ，ダイオードＤ
と、平滑コンデンサＣ１２とからなり、その入力端子Ｔ
に接続されている。つまり、この駆動電源は、１次側直
流電源１０（１次巻線ＣＬ１１）から誘導生成されてい
る。したがって、１次側直流電源１０をＯＮすると同時
に駆動電源が立上るので、電圧制御回路１２は速やかに
スイッチング素子１１をＯＮ−ＯＦＦ制御することがで
きる。

【０００８】これにより、各２次直流電源（３１，３
２）が生成される。そして、電圧信号ｆがフィードバッ
クされるので、スイッチング素子１１のＯＮ−ＯＦＦデ
ュティーが適宜にコントロールされ、１次巻線ＣＬ１１
から２次巻線ＣＬ２１に伝達されるパワーが増減コント
ロールされて系３１の直流電源が安定化される。

【０００９】なお、この際、系３２の直流電源は、１次
巻線ＣＬ１１の電圧変化により、他動的に変動するが、
２次巻線ＣＬ２１に比較して２次巻線ＣＬ２２の巻回数
は少ない。つまり、そのような変動は影響ない２次電源
を生成するものとしているので問題はない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
造によると、整流器Ｒｅｆの１次側商用電源や２次側負
荷（３１）の変動の大きさによっては、下記のような問
題点が内在するといわざるを得ない。

【００１１】すなわち、スイッチング素子１１のＯＮデ
ュティーが非常に小さく、かつ、工場内商用電源電圧が
低下することが重なった場合には、入力端子Ｔでの駆動
電源電圧が所定電圧に立上ることができず、電圧制御回
路１２が不動作となってスイッチング制御できない場合
が生ずる。

【００１２】一方、商用電源電圧が上昇し、かつスイッ
チング素子１１のＯＮデュティーが非常に大きくなるこ
とが重なると、入力端子Ｔでの駆動電圧が高圧となって
しまう。ＰＷＭＩＣ（１２）の保障電圧を越える運転を
続行することは実用上許され難い。

【００１３】本発明の目的は、商用電源電圧の高低変動
と２次側の大負荷変動とが重なる場合があっても、２次
側直流電源電圧を安定化した円滑運転ができるトランス
結合型２次直流電源生成装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来問題
点が、１次側電圧制御回路の駆動電源が運転開始時の立
上り特性確保のために、トランスの１次巻線から生成し
ていることに起因すると分析し、駆動電源を１次巻線と
トランス結合される起動用巻線と電圧制御されている２
次巻線とトランス結合される常時用巻線とを含み構成
し、前記目的を達成するものである。

【００１５】すなわち、本発明は、電圧制御回路を有す
る１次直流電源側の１次巻線と電圧信号発生回路を有す
る２次直流電源側の該１次巻線と巻回方向が反対の２次
巻線とをトランス結合する、とともに２次直流電源側か
らの電圧信号を電圧制御回路にフィードバックして２次
直流電源の電圧安定化を図ったトランス結合型２次直流
電源生成装置において、前記電圧制御回路の駆動電源
が、前記１次巻線と巻回方向が同一の起動用巻線と前記
２次巻線と巻回方向が同一の常時用巻線とを前記電圧制
御回路の入力端子と前記１次直流電源の負極との間に並
列接続し、かつ起動用巻線と常時用巻線とのそれぞれを
該入力端子に向って順方向のダイオードを介して接続す
る、とともに常時用巻線で生成する電圧値が起動用巻線
で生成する電圧値よりも大きくなるように選択された構
成とされていることを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記構成の本発明では、１次側に設けた電圧制
御回路の駆動電源は、起動時（運転開始時）には１次巻
線とトランス結合された起動用巻線から生成され、通常
時には２次巻線とトランス結合された常時用巻線から生
成される。したがって、１次巻線電圧が２次直流電源電
圧を設定値に一定と保持するために大きく変動しても、
その２次直流電源が安定しているので、駆動電源電圧の
変動は非常に小さい。よって、電圧制御回路の安定動作
が保障され、２次直流電源電圧の安定化が図れる。ま
た、起動時は起動用巻線から得た駆動電源により円滑に
立上げられる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１を参照して説明
する。同図において、本トランス結合型２次直流電源生
成装置は、基本的構成（１０，２０，３０）が従来例
（図２）と同様とされているが、１次側に設けた電圧制
御回路１２の駆動電源を、トランス２０の３次巻線を形
成する起動用巻線ＣＬ１３と常時用巻線ＣＬ１２を含み
構成し、円滑起動と通常運転時の２次直流電源電圧（３
１）の一層の安定化を図れるものと形成されている。

【００１８】なお、従来例（図２）と同一または共通す
る部分には、同一の符号を付し、それらの説明は簡略ま
たは省略する。

【００１９】さて、起動用巻線ＣＬ１３は、１次巻線Ｃ
Ｌ１１とコイル巻回方向が同一とされ、その巻回数は従
来例の３次巻線ＣＬ１３よりも少ない。つまり、１次巻
線ＣＬ１１より誘導生成される電圧値は低い。

【００２０】一方、常時用巻線ＣＬ１２は、２次巻線Ｃ
Ｌ２１とコイル巻回方向が同一とされ、電圧制御された
２次直流電源系３１つまり２次巻線ＣＬ２１から誘導生
成するように形成されている。この常時用巻線ＣＬ１２
の巻回数は、従来例において３次巻線ＣＬ１３が１次巻
線ＣＬ１１より誘導生成する電圧値と同じ電圧値を２次
巻線ＣＬ２１から誘導生成可能として選択されている。

【００２１】そして、両巻線ＣＬ１２，ＣＬ１３は、電
圧制御回路（ＰＷＭＩＣ）１２の入力端子Ｔと１次直流
電源の負極との間に、入力端子Ｔの方向に順方向にそれ
ぞれのダイオードＤ１２，Ｄ１３を介して並列接続さ
れ、かつ共通の抵抗Ｒを介して入力端子Ｔに接続されて
いる。

【００２２】かかる構成のトランス結合型２次直流電源
生成装置では、起動指令によりトランス２０の１次巻線
ＣＬ１１に電流が流れると、１次巻線ＣＬ１１と起動用
巻線ＣＬ１３との協働により駆動電源が誘導生成され
る。この場合、常時用巻線ＣＬ１２も駆動電源の一部を
誘導生成するが２次巻線ＣＬ２１の電圧が低いので、そ
の値は小さい。

【００２３】その後、所定時間が経過すると、入力端子
Ｔの電圧値が高くなり電圧制御回路１２が動作可能とな
る。

【００２４】したがって、電圧制御回路１２は、２次側
（３１）に設けた電圧信号発生回路４０からの電圧信号
ｆをフィードバック信号として２次直流電源電圧（３
１）を予め設定された電圧値とするようにスイッチング
素子１１をＯＮ−ＯＦＦ制御する。

【００２５】かくして、２次直流電源電圧（３１）が設
定電圧値に安定化するころには、常時用巻線ＣＬ１２が
電圧安定化制御されている２次巻線ＣＬ２１から電圧制
御回路１２の駆動電源を誘導生成し、入力端子Ｔを所定
電圧に保持する。

【００２６】したがって、１次側の商用電源電圧が大き
く変動することがあっても、またスイッチング素子１１
のＯＮデュティーが高低変動し、かつ両変動が重複した
としても、入力端子Ｔの電圧値を電圧制御回路１２の使
用保障電圧範囲内でかつ安定動作する範囲内に保持でき
る。もとより、起動用巻線ＣＬ１３もその駆動電源の確
保を補助する。

【００２７】しかして、この実施例によれば、トランス
２０の１次巻線ＣＬ１１に対応する起動用巻線ＣＬ１３
と電圧安定化制御される２次巻線ＣＬ２１に対応する常
時用巻線ＣＬ１２とを含み、電圧制御回路１２の駆動電
源を構成しているので、円滑な立上り起動と通常時の２
次直流電源の電圧安定化制御を正確に行える。

【００２８】また、起動用巻線ＣＬ１３と常時用巻線Ｃ
Ｌ１２とは、ダイオードＤ１３，Ｄ１２を介して入力端
子Ｔに並列接続されているので、起動時、通常時ともに
相互補完して駆動電源を安定保持することができる。

【００２９】さらに、通常時における電圧制御回路１２
の駆動電源電圧は、フィードバック信号ｆを発生する電
圧信号発生回路４０を設けた２次直流電源つまり電圧安
定化制御されている系３１の２次巻線ＣＬ２１より誘導
する常時用巻線ＣＬ１２を主体として誘導生成されるの
で、一段と大きな１次側商用電源電圧変動等があって
も、その影響がなく２次直流電源電圧をその負荷変動に
拘わらず所定設定電圧に保てる。

【００３０】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、トランス
の１次巻線から誘導生成する起動用巻線と電圧安定化制
御される２次側線から誘導生成する常時用巻線をダイオ
ードを介して１次側電圧制御回路の入力端子に並列接続
し、起動時は起動用巻線でかつ通常時は常時用巻線で駆
動電源を確保する構成とされているので、確実な起動を
保障しつつ１次側商用電源電圧の変動や２次側負荷変動
が大きくかつ重複したとしても、電圧制御回路を保障電
圧範囲内で安定動作でき、２次直流電源電圧を一段と安
定化制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す回路図である。

【図２】従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１０ １次直流電源 １１ スイッチング素子 １２ 電圧制御回路 ２０ トランス ３０ ２次直流電源 ４０ 電圧信号発生回路 ＣＬ１１ １次巻線 ＣＬ１２ 常時用巻線（駆動電源） ＣＬ１３ 起動用巻線（駆動電源） ＣＬ２１ ２次巻線 Ｄ１２，Ｄ１３ ダイオード（駆動電源） Ｒ 抵抗（駆動電源） Ｃ１２ 平滑コンデンサ（駆動電源） ｆ 電圧信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日下 豊康 静岡県田方郡大仁町大仁570番地 東京電 気株式会社大仁工場内 (72)発明者 菅谷 実 静岡県田方郡大仁町大仁570番地 東京電 気株式会社大仁工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧制御回路を有する１次直流電源側の
   １次巻線と電圧信号発生回路を有する２次直流電源側の
   該１次巻線と巻回方向が反対の２次巻線とをトランス結
   合する、とともに２次直流電源側からの電圧信号を電圧
   制御回路にフィードバックして２次直流電源の電圧安定
   化を図ったトランス結合型２次直流電源生成装置におい
   て、 前記電圧制御回路の駆動電源が、前記１次巻線と巻回方
   向が同一の起動用巻線と前記２次巻線と巻回方向が同一
   の常時用巻線とを前記電圧制御回路の入力端子と前記１
   次直流電源の負極との間に並列接続し、かつ起動用巻線
   と常時用巻線とのそれぞれを該入力端子に向って順方向
   のダイオードを介して接続する、とともに常時用巻線で
   生成する電圧値が起動用巻線で生成する電圧値よりも大
   きくなるように選択された構成とされていることを特徴
   とするトランス結合型２次直流電源生成装置。