JPH0622547A - 直流安定化回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビデオ、テレビ等の電源装置に使用される直
流安定化回路を改良し、従来より電力損失の少ない小
型、軽量で経済的な電源装置を提供することである。 【構成】 電圧検出アンプ７は入力端子と出力端子の間
の電圧が設定された最低許容電圧を下廻った場合には入
力電圧上昇要求信号を出力する。定常設定電流検出アン
プ８は出力定常電流が設定値以上となったときには、入
力電圧上昇要求信号の出力を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビ、ビデオ等の映
像関連機器に使用され複数の負荷対象への出力電源を有
するスイッチング素子を用いた電源装置の構成部品とし
て使用される直流安定化回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年テレビ、ビデオ等の映像関連機器に
使用される電源装置は、トランスフォーマ（変圧器）に
よる商用電源の低圧変換方式から、スイッチング素子に
より商用電源を整流した直流電圧をパルス化し、パルス
トランスフォーマによる低圧変換方式に移行している。
このスイッチング素子を用いた電源装置としては負荷対
象が複数の場合、これに対応した電源出力の数だけスイ
ッチング素子を設けたものもあるが、民生用機器として
は現在単一のスイッチング素子によるものが殆どであ
る。

【０００３】以下負荷対象が複数ある従来のマルチ出力
の単一のスイッチング素子による電源装置について、そ
の構成作用の概要を説明する。なお以下の説明におい
て、電源装置を異にしても使用する部品又は回路がその
目的、機能を同じくする場合には、その図面符号は本発
明を含めて同一記号を使用した。

【０００４】図５は一般的な単一のスイッチング素子に
よるマルチ出力の電源装置のブロック回路図を示し、そ
の主要な構成作用は、 ・商用交流電源をプラグ２４を介して入力し直流に交換
する整流回路５１と、 ・整流回路５１からの出力を受けこれのリップル分をな
くす平滑回路５２と、 ・平滑回路５２にて作られた高い直流電圧を、スイッチ
ング回路５３をｏｎ−ｏｆｆすることにより、負荷対象
の数に対応して設けられた出力巻線端子５４ａ，５４
ｂ，５４ｃに１次側のエネルギーを取出し、それぞれ整
流回路５５，５６，５７に供給するパルストランス５４
と、 ・パルストランス５４の出力を受けてそれぞれ対応する
第１、第２、第３対象負荷６１，６２，６３に直流を供
給する整流回路５５，５６，５７及び平滑回路５８，５
９，６０と、 ・平滑回路５８，５９からの出力を受けて常に安定した
直流電力を第１、第２負荷対象に供給する直流安定化集
積回路６５ｂ，６６ｂと、 ・パルストランス５４に平滑回路５２から供給された直
流電力をｏｎ−ｏｆｆしてパルス化するとともに、所要
エネルギーの電力を供給するスイッチング回路５３と、 ・平滑回路５８からの出力電圧Ｖａを一定に保つために
Ｖａを受け、必要に応じてスイッチング回路５３の出力
を調整するための信号をスイッチング回路５３に加えて
電圧Ｖａを一定にするスイッチング出力電圧安定化制御
回路６４ｂと、 ・この制御回路６４ｂを構成するスイッチングパルス制
御回路６７、発振回路６８、制御信号回路６９、制御信
号送信回路７０、比較回路７１、基準電圧回路７２、検
出基準電圧回路７３、降下検出回路７４の各回路とから
成っている。

【０００５】又上記直流安定化集積回路６５ｂ，６６ｂ
としては図２に示す集積回路構成のものを使用してお
り、ツエナダイオード１０の基準電圧Ｖref と出力電圧
の抵抗Ｒｂに生ずる分割電圧とを比較する出力電圧誤差
検出アンプ１と、 ・基準電圧値Ｖref と分割電圧値との差に対応してパワ
ートランジスタ３の電流を増加させるドライバートラン
ジスター２と、 ・この集積回路の最大許容電流オーバの有無を検出する
出力電流検出アンプ４と、 ・出力電流を変えて電圧を調整するトランジスターとし
ては、ＮＰＮ型に比較し入出力間電位差を小さくできる
ＰＮＰ型のパワートランジスタ３と、 ・集積回路チップの温度をセンサーＲ_th１９により知
り、その温度が最大許容温度オーバーの有無を検出し、
ドライブトランジスタ２への入力信号をスイッチ６によ
りｏｎ−ｏｆｆすることによりパワートランジスター３
の機能をｏｎ−ｏｆｆする最大許容温度オーバ検出アン
プ５と、により構成されており、上記の構成とすること
により入出力電位差が小さく直流安定化集積回路部での
損失が少ないので比較的大きな電流のものを安全にパッ
ケージされ従来の電源装置として使用されていた。

【０００６】しかしながら、上記図２の直流安定化集積
回路（図５の６５ｂ，６６ｂ）及びこれを使用した図５
の電源装置においては、負荷対象の種類によっては安定
回路６５ｂ，６６ｂからの供給電圧の変動幅が大きく最
悪負荷モードでも常に直流安定化集積回路の出力が最低
安定供給電圧以上に保つようにすると、直流安定化回路
の入出力間電圧差が大きくなり電力損失が大きくなると
いう問題があった。

【０００７】これが解決の手段として、本発明の出願者
がさきに「特願平２−２５５９１７電源装置」を提案し
ており、その構成は図２の直流安定化集積回路を使用し
た図６のブロック回路図により成っている。

【０００８】上記図６の電源装置においては、直流安定
化集積回路として図２に示す直流安定化回路を使用して
いるが、前述の従来、一般的に使用された図５の電源装
置のスイッチング出力電圧安定化用の制御回路６４の中
に新たにモータ等負荷変動の著しい第２負荷対象６２用
として平滑回路５９から直流安定化集積回路６６ｂへの
出力電圧Ｖｂの降下検出回路７４及び検出基準電圧回路
７３を設けて電圧不足検出回路を構成し電圧帰還ループ
となし、第２負荷対象６２への供給電圧Ｅｂを一定に保
てるよう、直流安定化回路６６ｂへの入力電圧Ｖｂを直
流安定化集積回路６６ｂが安定して出力できる最低の電
圧より少し高い電圧以上に保つようにしたものである。

【０００９】上記の構成とすることにより、図６におい
ては一般的な負荷モードでは直流安定化集積回路６６ｂ
への入出力間電圧差を小さくし、最悪負荷モード時にの
み供給電圧Ｖｂを高くするようにすることにより電力損
失を少くするようにしたものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電源装置においては、最悪の負荷モードでも安定供
給可能な最低電圧を保つために、スイッチング回路５３
とスイッチング出力安定化制御回路６４ｂより成るスイ
ッチング部に出力電圧を高くするように要求されるの
で、直流安定化集積回路の最低入力出力電圧間に小さな
素子が多用されるようになっている。又直流安定化集積
回路の外部に電圧不足検出回路を設けると、スイッチン
グ出力安定化制御回路６４ｂの制御信号送信回路７０，
比較回路７１，基準電圧回路７２，電圧降下検出回路７
４，検出基準電圧回路７３と直流安定化集積回路６５
ｂ，６６ｂの各種部品のバラツキを考慮し直流安定化集
積回路６５ｂ，６６ｂの出力安定供給に必要な最低入力
電圧に対して十分に高い比較電圧（Ｖａ），電圧降下検
出電圧（Ｖｂ）の設定となり、低入出力間電位差の直流
安定化集積回路の特性が生かせず、ひいては小型、軽
量、信頼性、寿命等のスイッチング素子の特性が生かせ
なくなるという問題点がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は映像用機器の電
源装置に使用される直流安定化集積回路において、この
直流安定化集積回路の入力電圧を検出し、検出された電
圧が設計の最低許容電圧を下廻った場合には入力電圧上
昇要求信号を前記電源装置のスイッチング出力安定制御
回路に出力する手段と、この安定化回路の出力定常電流
が設定値以上となったときに、入力電圧上昇要求信号の
出力を停止するための定常設定電流検出手段とを、従来
の直流安定化回路に新たに設けることにより、前記課題
を解決するものである。

【００１２】

【作用】上述の構成とすることにより、電源装置の複数
の各負荷対象に対し、その負荷の大きな変動に対応し常
に安定した電源電圧を供給するとともに、電源装置が常
に最低許容電圧で使用する割合を高めて電力損失を減少
するとともに、小型、軽量の経済的な電源装置とするこ
とができる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。図１
は本発明の直流安定化回路の回路図、図３は図１の直流
安定化集積回路を使用した電源装置のブロック回路図で
ある。

【００１４】図１において使用される回路素子で、従来
技術の項で説明した図２に記載の回路素子と図面符号を
同じくするものはその機能が同じであるので説明を省略
し、新しく付加された回路素子、部材について説明す
る。

【００１５】最低入力電圧検出手段の主要部である最低
入力電圧検出アンプ７は入力端子１１とパワートラジス
タ３の出力端子又は直流安定化集積回路の出力端子１２
とを入力側として設けられ、入力端子１１からの入力電
圧Ｖｂと、パワートランジスタ３の出力電圧又は出力端
子１２の出力電圧Ｅｂとの電位差を増幅検出し、その電
位差が最低許容入出力間電圧以下になると、電源装置の
スイッチング部にパルストランス５４への一次側供給電
圧を上げるように電圧上昇要求信号をスイッチ９を介し
て電圧上昇要求信号端子１４から出す。

【００１６】又、定常設定電流検出手段の主要部の定常
設定電流検出アンプ８は、前記従来技術で記載した抵抗
Ｒｉを流れる電流の最大許容電流オーバーの有無を検出
する出力電流検出アンプ４の出力側と、定常電流設定端
子１５間に設けられ、その出力側はスイッチ９に接続す
るか、或いは出力カットタイプの場合はパワートランジ
スタ３のドライバートランジスタ２への出力電圧誤差検
出アンプ１の出力信号をカットするためのスイッチ６に
接続されている。

【００１７】又、定常電流設定端子１５には抵抗２１に
並列にコンデンサ２２を接続して、瞬時の電流オーバー
には定常設定電流出力アンプ８は作動せず、ある程度以
上の長さの時間を継続して流れた設定電流値以上の大き
さの電流に対してのみ出力する。

【００１８】定常電流設定端子１５を流れる電流が定常
設定電流以上であることを前記定常電流検出アンプ８が
検出した時は前記定常電流検出アンプ８の出力信号によ
りスイッチ９を開き、最低入力電圧検出アンプ７からの
出力信号をカットし、電圧上昇要求信号端子１４からの
電圧上昇要求信号の発生を停止する。また上記の出力カ
ットタイプの場合には、パワートランジスタ３のドライ
バートランジスタ２への出力電圧誤差検出アンプ１から
の出力をスイッチ６でカットし、直流安定化回路からの
出力を停止する。

【００１９】次に図３は図１の直流安定化回路を使用し
た電源装置のブロック回路図であり、従来技術の電源装
置を示す図５の電圧降下検出回路７４および検出基準電
圧回路７３から成る電圧不足検出回路の機能が本発明の
直流安定化集積回路の内部に取込まれているので図３に
おいてはこれが不要となりカットされている。

【００２０】上述の構成とすることにより電源装置の負
荷対象のうち、モータ等の間歇的に大電力を消費する第
２負荷対象の負荷が増大し、消費電力の増加により直流
安定化集積回路６６ａの入力電圧Ｖｂが低下して、入力
電圧が最低許容電圧を下廻った場合には、直流安定化集
積回路内に設けられたアンプ７を主要素子とする最低入
力電圧検出手段の電圧上昇要求信号端子１４から、電圧
上昇要求信号が外部のスイッチング出力電圧安定化制御
回路６４内の制御信号送信回路７０に出力される。

【００２１】制御信号送信回路７０は上記電圧上昇要求
信号を受け、これを赤外線等の光信号を制御信号として
制御信号受信回路６９に出力し、制御信号受信回路６９
で電気信号に変換される。又制御信号受信回路６９はノ
コギリ波を出力する発信回路６８及びスイッチングパル
ス制御回路６７に接続されており、発信回路６８は制御
信号受信回路６９からの制御信号でノコギリ波の発振周
波数を増加させスイッチングパルス制御回路６７に送信
する。

【００２２】スイッチングパルス制御回路６７は発信回
路６８から送信されたノコギリ波を方形波のスイッチン
グパルスに変換するとともに、制御信号受信回路６９か
らの制御信号を受けてスイッチングパルスのパルス幅を
広くしてスイッチング回路５３に送信する。

【００２３】スイッチング回路５３はパルストランス５
４の１次側に接続されており、スイッチングパルス制御
回路６７からのスイッチングパルス信号によりスイッチ
ング動作を行ない、平滑回路５２からパルストランス５
４の１次側に入力する直流電源をｏｎ−ｏｆｆすること
により、２次側の巻線端子５４ａ，５４ｂ，５４ｃにパ
ルス電圧を誘起させる。

【００２４】又、上記スイッチングパルスのパルス幅が
パルストランス５４の１次側コイルの昇圧および降圧の
周期を決定し、従って２次側コイルの出力巻線端子５４
ａ，５４ｂ，５４ｃに誘起する電圧を決定することにな
り、又パルス幅の拡大は直流安定回路６５ａ，６６ａへ
の入力電圧Ｖａ，Ｖｂを昇圧させることになる。

【００２５】従って、第２負荷対象の負荷が増大し、直
流安定回路６６ａからの出力電圧Ｅｂが低下し、直流安
定化集積回路の入力端子と出力端子間の電圧が最低許容
電圧を下廻った場合には入力電圧上昇要求信号がスイッ
チング出力安定化回路６４ａの制御信号送信回路７０に
送信されるので、スイッチング回路５３からパルストラ
ンス５４に出力されるパルス信号のパルス幅が大とな
り、パワートランス５４の出力が上昇し直流安定化回路
への入力電圧が上昇しその出力の安定化が図れる。

【００２６】なお図４において図３の電源装置の作動に
伴なう電圧、電流の関係、および図５の電圧降下検出回
路７４と検出基準電圧回路７３に代えて、本発明の最低
入力電圧検出手段および定常設定電流検出手段とを直流
安定化集積回路に設けることによる損失削減分を示す。

【００２７】なお以上述べた実施例は半導体を使用した
直流安定化集積回路としたが、一般のトランジスターや
その他の電子部品を使用した直流安定化回路としても良
い。又、直流安定化集積回路６５ａを６６ｂと同様のも
のとし、比較回路７１と基準電圧回路７２を廃止し、制
御信号送信回路７０に入力しても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば常
に直流安定化集積回路を最低許容電圧で使用する割合を
高めて電力損失を少くすることができるとともに、負荷
が異常に増大し機器の設計値より大きくなった場合でも
電源のスイッチング部に対し過大な電力を要求するのを
防止できるので、電源装置のパーツの仕様を比較的安価
のものとすることができる。

【００２９】さらに又、従来の電源装置から本発明の直
流安定化集積回路内に取り込むことにより、素子数の多
用を防ぐとともにスイッチング素子の特性を生かした、
小型、軽量で信頼性等の高い経済的なスイッチング素子
の電源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の直流安定化集積回路の実施例回
路図である。

【図２】図２は従来の直流安定化集積回路の回路図であ
る。

【図３】図３は図１の直流安定化集積回路を使用した電
源装置のブロック回路図である。

【図４】図４は図１の直流安定化集積回路の動作電圧、
電流の関係を示す図である。

【図５】図５は従来一般に使用されている電源装置のブ
ロック回路図である。

【図６】図６は「特願平２−２５５９１７」により出願
した電源装置のブロック回路図である。

【符号の説明】

１ 出力電圧誤差検出アンプ ２ ドライバートランジスタ ３ パワートランジスタ ４ 出力電流検出アンプ ５ 最大許容温度オーバー検出アンプ ７ 最低入力電圧検出アンプ ８ 定常設定電流検出アンプ １４ 電圧上昇要求信号端子 １５ 定常電流設定端子 ５４ パルストランス ６４ａ 図３のスイッチング出力安定化制御回路 ６７ スイッチングパルス制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレビ、ビデオ等映像関連機器用電源装
   置の構成部品として使用される直流安定化回路におい
   て、 この直流安定化回路の入力と出力との間の電圧を検出
   し、検出された電圧が最低許容電圧を下廻った場合には
   入力電圧上昇要求信号を出力するための最低入力電圧検
   出手段と、 出力定常電流が設定値以上となったとき、入力電圧上昇
   要求信号の出力を停止する手段と、を備えたことを特徴
   とする直流安定化回路。