JPH06276759A - 電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 簡便な構成で、動作上の信頼性が格段に向上
された電源回路を提供する。 ［構成］ 交流電源２と並列にダイオ−ドブリッジ回路
５が接続される。ダイオ−ドブリッジ回路５の一対の出
力端の間には、例として電解コンデンサなどからなる平
滑用のコンデンサＣ１が接続される。コンデンサＣ１の
両端は、正極用及び負極用の電源ライン３６，３７にそ
れぞれ接続され、正電圧Ｖｐ及び負電圧Ｖｎが出力され
る。前記電源ライン３６，３７の間に、トランジスタ駆
動回路３８，３９が並列に接続される。トランジスタ駆
動回路３８，３９は、出力ラインＬ１ｕ，Ｌ２ｕ；Ｌ１
ｄ，Ｌ２ｄから、正符号の直流出力Ｖｐｐと負符号の直
流出力Ｖｎｎとをそれぞれ出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電源回路に関し、更に
詳しくは、直流電源からの直流電圧に基づいて、トラン
ジスタなどのスイッチング素子のスイッチング動作によ
り、交流電圧を発生するスイッチング電源回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来のスイッチング電源回路１の
回路図である。直流電源２の正極に接続された電源ライ
ン３に抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１、抵抗Ｒｓ及びトラン
ス１０の一次コイル６が、並列にかつこの順序に接続さ
れる。コイル６の他端は、抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ２
の直列回路を備えるライン４を介して、前記直流電源２
の負極に接続される。抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との各
他端は、共通にダイオ−ドＤ１のカソ−ドに接続され
る。ダイオ−ドＤ１のアノ−ドは、前記ライン４に接続
されると共に、トランジスタＱのコレクタに接続され
る。

【０００３】前記直流電源２の負極に接続される電源ラ
イン５に、トランス１０のコイル７が直列に接続され、
コイル７の他端は抵抗Ｒｂを介して、前記トランジスタ
Ｑのベ−スに接続されると共に、前記抵抗Ｒｓの他端に
接続される。トランジスタＱのエミッタは、前記電源ラ
イン５に接続される。前記抵抗Ｒｂのコイル７側とトラ
ンジスタＱ側とには、ダイオ−ドＤ２及びツェナ−ダイ
オ−ドＺＤの各カソ−ドに接続される。前記ダイオ−ド
Ｄ２及びツェナ−ダイオ−ドＺＤの各アノ−ドは、共通
にコンデンサＣｂに接続される。コンデンサＣｂの他端
は、前記電源ライン７に接続される。

【０００４】前記コイル６に対して、トランス１０の二
次側にコイル８が設けられる。コイル８には直列にダイ
オ−ドＤ３のアノ−ドが接続され、ダイオ−ドＤ３のカ
ソ−ドには、前記コイル８と並列にコンデンサＣ０が接
続される。コンデンサＣ０の両端電圧が出力電圧Ｅ０と
なる。

【０００５】この電源回路１において、直流電源２に電
源電圧Ｅ１を加えると、トランジスタＱがオン／オフ動
作し、コイル６に交流を発生させる。この交流を二次側
のコイル８によって取出す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術の電源回
路１は、以下のような問題点を有している。（１）電源
回路１から出力される電圧の安定度が比較的低く、例と
して１０〜１５％の変動がある。（２）トランジスタＱ
のコレクタ電流がゼロレベルから出発する三角波となる
ので、利用効率が低い。（３）本従来例において、トラ
ンス１０に関して、そのコイル間の間隙の管理や、漏洩
インダクタンスの抑制が困難であり、特別な巻線を用い
る必要がある。（４）発振ル−プの中に負荷を有してい
るので、負荷の状態によって発振周波数が変動すること
がある。（５）出力側のダイオ−ドＤ３に流れる電流が
三角波となるので、出力平滑用のコンデンサＣ０におけ
るリップル電流が大きい。

【０００７】前記従来例の電源回路１において、上記問
題点により、構成が複雑でありかつ動作上の信頼性が低
いという課題を有している。

【０００８】本発明の目的は、上述の技術的課題を解決
し、簡便な構成で、動作上の信頼性が格段に向上された
電源回路を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、予め定める第
１レベルの直流電圧を発生する直流電圧発生手段と、該
直流電圧発生手段から発生される該第１レベルの直流電
圧を導通／遮断するスイッチ手段と、該スイッチ手段か
らの出力を平滑化する平滑化手段と、該直流電圧発生手
段からの直流電圧に基づいて、該第１レベルよりも低い
予め定める第２レベルの直流電圧を発生する低電圧発生
手段と、該低電圧発生手段からの直流電圧が供給される
演算素子と、該演算素子からの出力に基づいて駆動さ
れ、該スイッチ手段を導通／遮断駆動する駆動手段とを
含むことを特徴とする電源回路である。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、直流電圧発生手段から、第１
レベルの直流電圧が発生される。該直流電圧発生手段か
ら発生される該第１レベルの直流電圧は、スイッチ手段
によって導通／遮断される。スイッチ手段からの出力
は、平滑化手段によって平滑化され、直流電圧が発生さ
れる。低電圧発生手段は、直流電圧発生手段からの第１
レベルの直流電圧に基づいて、該第１レベルよりも低い
予め定める第２レベルの直流電圧を発生する。前記スイ
ッチ手段は、演算素子からの出力に基づいて駆動される
駆動手段によって導通／遮断駆動される。前記演算素子
には、前記低電圧発生手段からの直流電圧が供給され
る。

【００１１】従って、直流電圧発生手段を、比較的高電
圧、大電流を出力可能とした場合、簡単な構成によっ
て、前記演算素子に適合した低電圧の駆動電圧を発生す
ることができ、使用性が向上した電源回路を提供するこ
とができる。更に、電源として直流電圧を発生する構成
を用いることができる。これにより、交流電源を用いた
場合に必要になるトランスなどの交流電圧から直流電圧
を発生される回路が不必要となる。即ち、本発明におい
て、構成の小形化と軽量化とを図ることができ、更に構
成の簡略化を図ることができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例の電源回路１１の電
気的構成を示す回路図である。本実施例の電源回路１１
は、スイッチング電源回路として説明されるが、本発明
は、その他、一般の電源回路にも実施可能であり、その
種類を限定するものではない。以下に、本実施例の構成
を説明する。交流電源１２と並列にダイオ−ドブリッジ
回路１５が接続される。ダイオ−ドブリッジ回路１５の
一対の出力端の間には、例として電解コンデンサなどか
らなる平滑用のコンデンサＣ１が接続される。コンデン
サＣ１の両端は、正極用及び負極用の電源ライン３６，
３７にそれぞれ接続され、正電圧Ｖｐ及び負電圧Ｖｎが
出力される。

【００１３】前記電源ライン３６，３７の間に、トラン
ジスタ駆動回路３８，３９が並列に接続される。トラン
ジスタ駆動回路３８，３９は、出力ラインＬ１ｕ，Ｌ２
ｕ；Ｌ１ｄ，Ｌ２ｄから、正符号の直流出力Ｖｐｐと負
符号の直流出力Ｖｎｎとをそれぞれ出力するものであ
る。前記電源ライン３６，３７の間には、抵抗Ｒ１及び
ツェナ−ダイオ−ドＺＤからなる直列回路が接続され
る。トランジスタ駆動回路３８の構成は以下の通りであ
る。電源ライン３６と、前記ちツェナ−ダイオ−ドＺＤ
のカソ−ドとの間に、抵抗Ｒ２、ダイオ−ドＤ１、トラ
ンスＴ１の２次巻線４４及び抵抗Ｒ３からなる直列回路
が接続される。ダイオ−ドＤ１及び２次巻線４４と並列
に、例として電解コンデンサなどからなるコンデンサＣ
２が接続される。

【００１４】ダイオ−ドＤ１のカソ−ドは、抵抗Ｒ２を
介して、電源ライン３６に接続される。２次巻線４４と
抵抗Ｒ３との間の接続点と、コンデンサＣ２の負極側と
は、共通に前記出力ラインＬ２ｕに接続される。コンデ
ンサＣ２の抵抗Ｒ２側の端子の電位は、前記出力ライン
Ｌ２ｕに出力され、前記直流出力Ｖｎｎとなる。

【００１５】前記出力ラインＬ１ｕには、並列に抵抗Ｒ
４が接続され、コンデンサＣ２と並列に、トランジスタ
Ｑ１ｕと抵抗Ｒ５との直列回路が接続される。トランジ
スタＱ１ｕと抵抗Ｒ５との間の接続点は、トランジスタ
Ｑｕのゲ−トに接続され、更にトランスＴ１の１次巻線
４５に接続される。トランジスタＱｕのソ−スは、前記
電源ライン３６に接続され、そのソースは前記出力ライ
ンＬ２ｕに接続されると共に、トランジスタ駆動回路３
９に含まれるダイオ−ドＤｕのカソ−ドに接続される。
ダイオ−ドＤｕのアノ−ドは、前記電源ライン３７に接
続される。また、トランジスタＱｕのソースは、トラン
スＴ１の一次側のコイル４５の一端に接続される。

【００１６】一方、トランジスタ駆動回路３９の構成は
以下の通りである。ツェナ−ダイオ−ドＺＤと並列に、
例として電解コンデンサなどからなるコンデンサＣ３が
接続される。ツェナ−ダイオ−ドＺＤのアノ−ドと、コ
ンデンサＣ３とは、共に前記電源ライン３７に接続され
る。

【００１７】ツェナ−ダイオ−ドＺＤのカソ−ドと、コ
ンデンサＣ３のツェナ−ダイオ−ドＺＤのカソ−ド側の
端子とは、前記出力ラインＬ１ｄに接続され、前記直流
出力Ｖｐｐとなる。ツェナ−ダイオ−ドＺＤのアノ−ド
側の端子と、コンデンサＣ３のツェナ−ダイオ−ドＺＤ
のアノ−ド側の端子とは、前記出力ラインＬ２ｄに接続
され、前記直流出力Ｖｎｎとなる。

【００１８】前記出力ラインＬ１ｄには、トランジスタ
Ｑ１ｄと抵抗Ｒ７との直列回路が接続される。トランジ
スタＱ１ｄと抵抗Ｒ７との間の接続点は、前記トランジ
スタＱｄのゲ−トに接続される。トランジスタＱ１ｄの
ベ−スには、抵抗Ｒ６を介して制御回路１３に接続され
る。トランジスタＱｄのドレインは、前記電源ライン３
７に接続され、そのソ−スは前記コイル４５の他方端に
接続されると共に、ダイオ−ドＤｄのアノ−ドに接続さ
れる。ダイオ−ドＤｄのカソ−ドは、前記電源ライン３
６に接続される。

【００１９】トランジスタＱ１ｕのベ−スには、トラン
ジスタＱ２のコレクタが接続され、トランジスタＱ２の
エミッタは抵抗Ｒ８を介して、抵抗Ｒ６のトランジスタ
Ｑ１ｄと反対側に接続される。トランジスタＱ２のベ−
スは、抵抗Ｒ３の２次巻線３３と反対側端子と、前記抵
抗Ｒ１のツェナ−ダイオ−ドＺＤ側の端子とにを介し
て、前記出力ラインＬ１ｄに接続される。

【００２０】前記出力ラインＬ１ｄ，Ｌ２ｄから電源が
供給される制御回路１３が設けられる。制御回路１３
は、演算部１４とトランジスタＱ１とを備える。トラン
ジスタＱ１のコレクタは、前記抵抗Ｒ６，Ｒ８に共通に
接続され、エミッタは前記出力ラインＬ２ｄに接続され
る。また、前記演算部１３には、フィ−ドバック回路５
０から、前記トランジスタＱ１２をオン／オフ駆動する
ための制御信号が供給される。前記トランスＴ１の二次
側のコイル４６には出力ライン４７，４８が接続され
る。出力ライン４７に直列に、ダイオ−ドＤ７とコイル
Ｌとが接続され、ダイオ−ドＤ７とコイルＬとの接続点
には、コイル４６と並列にダイオ−ドＤ６のカソ−ドが
接続される。コイルＬのダイオ−ドＤ７と反対側には、
ダイオ−ドＤ６と並列に、例として電解コンデンサから
なるコンデンサＣ６が接続される。即ち、コイルＬとコ
ンデンサＣ６とが平滑化回路５１を構成し、前記フィ−
ドバック回路５０に、直流駆動電源電圧を供給する。

【００２１】前記制御回路１３のトランジスタＱ１は、
前記演算部１４によってオン／オフ状態が制御される。
前記トランジスタＱ１はオ−プンコレクタ形式であり、
トランジスタＱ１のコレクタは抵抗Ｒ８を介して、トラ
ンジスタＱ２のエミッタに接続される。この抵抗Ｒ８
は、トランジスタＱ２のエミッタ電流を制限するために
設けられる。即ち、前記エミッタ電流の最大値Ｉｍａｘ
は、出力ラインＬ１ｄの電源電圧Ｖｐｐ及び抵抗Ｒ８の
抵抗値Ｒ８に対し、下式で表される。

【００２２】Ｉｍａｘ＝Ｖｐｐ／Ｒ８ 本実施例の電源回路１１の動作は、以下の通りである。
前記交流電源１２は、平滑回路５１において、予め定め
る時間で平滑化作用を達成できるように、高電圧、高電
流容量のものとする。交流電源１２から電源ライン３
６，３７に出力される電源電圧は、前記トランジスタＱ
ｕ，Ｑｄにのみ供給される。トランジスタ駆動回路３８
の駆動電源は、トランスＴ１の２次コイル４４からの交
流出力をダイオ−ドＤ１及びコンデンサＣ２で平滑化し
た出力が用いられる。また、トランジスタ駆動回路３９
の電源は、電源ライン３６，３７からの直流電源電圧
を、抵抗Ｒ１及びツェナ−ダイオ−ドＺＤで分圧した直
流電圧を、コンデンサＣ３で平滑化した出力が用いられ
る。前記制御回路１３には、前記電源ライン３６，３７
における電源電圧が整流され、かつツェナ−ダイオ−ド
ＺＤ及びコンデンサＣ３によって分圧かつ平滑化して得
られる一定レベルの電圧Ｖｐｐ，Ｖｎｎが供給される。
この電圧Ｖｐｐを適宜に低く選ぶことにより、演算部１
４が演算動作を行うに十分な高さであり、かつ制御回路
１３の耐圧より低い電圧レベルを選択することができ
る。

【００２３】演算部１４がトランジスタＱ１のベ−ス電
位をハイレベルとすると、トランジスタＱ１はオンす
る。これにより、トランジスタＱ１のコレクタ電流は、
トランジスタＱ２のエミッタ電流となり、トランジスタ
Ｑ２にベ−ス・エミッタ電流が流れる。即ち、トランジ
スタＱ２は、オンする。これにより、トランジスタＱ２
は、コレクタから電流を吸い込み、この電流がトランジ
スタＱ１ｕのベ−ス電流となる。即ち、トランジスタＱ
１ｕはオンし、トランジスタＱｕがオンする。また、こ
のとき、トランジスタＱ１ｄはオン、トランジスタＱｄ
がオンする。トランスＴ１からの直流電流が平滑化回路
５１によって平滑化されて、出力の第２レベルを有する
直流電圧Ｖｏｕｔが得られる。

【００２４】一方、演算部１４がトランジスタＱ１のベ
−ス電位をロ−レベルとすると、トランジスタＱ１はオ
フする。これにより、トランジスタＱ１のコレクタ電流
は流れなくなり、トランジスタＱ２のベ−ス・エミッタ
電流も流れない。即ち、トランジスタＱ２は、オフす
る。これにより、トランジスタＱ１ｕのベ−ス電流も流
れず、トランジスタＱ１ｕはオフする。このとき、トラ
ンスＴ１からの電流は、平滑化回路５１に供給されず、
平滑化回路５１からの出力の直流電圧Ｖｏｕｔは停止す
る。

【００２５】ここで、前記演算部１４がトランジスタＱ
１のオン／オフ動作の周期、あるいはデュ−ティを適宜
制御することにより、前記出力される直流電圧Ｖｏｕｔ
の電圧レベルを、交流電源１２の電源電圧Ｅ１に対し
て、予め定める第２レベルに定めることができる。

【００２６】以上のように本実施例の電源回路１１にお
いて、電源を比較的高電圧、高電流容量の交流電源１２
に選ぶことができる。電源をこのように選んでも、前述
したような簡単な構成によって、制御回路１３に比較的
低いレベルの駆動用電圧を供給することができ、電源の
選択の自由度が向上する。即ち、電源回路１１の使用性
が格段に向上される。

【００２７】この電源回路１１の全体の動作は、以下の
通りである。制御回路１３によって、前述したように前
記トランジスタＱｕ，Ｑｄがオン／オフされると、交流
がトランスＴ１に生じる。この交流電流は、駆動回路３
８においてダイオ−ドＤ１によって整流され、コンデン
サＣ２によって平滑化される。また、駆動回路３９にお
いてツェナ−ダイオ−ドＺＤによって整流され、コンデ
ンサＣ３によって平滑化される。これにより、前記出力
ラインＬ１ｕ，Ｌ１ｄには、正電位の直流出力Ｖｐｐが
得られる。また、前記出力ラインＬ２ｕ，Ｌ２ｄには、
負電位の直流出力Ｖｎｎが得られる。

【００２８】ここで、例として前記交流電源１２からの
交流電圧レベルが過大になり、予め定める規定値を超え
ると、コンデンサＣ１からの電流は、ツェナ−ダイオ−
ドＺＤに流れる。これにより、コンデンサＣ２，Ｃ３へ
の充電電流は制限される。即ち、前記直流出力Ｖｐｐ，
Ｖｎｎのレベルが予め定める規定値を超えることが防止
される。

【００２９】このようにして、前記駆動回路３８，３９
に対して、簡便な構成の電源回路を実現することができ
る。従って、電源回路１１の構成が小形化、軽量化され
る。また、トランジスタ駆動回路３９には、交流電源を
必要としないため、電源回路の電源の種類が限定され
ず、使用性が格段に向上される。

【００３０】

【発明の効果】本発明に従えば、直流電圧発生手段か
ら、第１レベルの直流電圧が発生される。該直流電圧発
生手段から発生される該第１レベルの直流電圧は、スイ
ッチ手段によって導通／遮断される。スイッチ手段から
の出力は、平滑化手段によって平滑化され、直流電圧が
発生される。低電圧発生手段は、直流電圧発生手段から
の第１レベルの直流電圧に基づいて、該第１レベルより
も低い予め定める第２レベルの直流電圧が発生される。
スイッチ手段は、演算素子からの出力に基づいて駆動さ
れる駆動手段によって導通／遮断駆動される。前記演算
素子には、前記低電圧発生手段からの直流電圧が供給さ
れる。

【００３１】従って、直流電圧発生手段を、比較的高電
圧、大電流を出力可能とした場合、簡単な構成によっ
て、前記演算素子に適合した低電圧の駆動電圧を発生す
ることができ、使用性が向上した電源回路を提供するこ
とができる。更に、電源として直流電圧を発生する構成
を用いることができる。これにより、交流電源を用いた
場合に必要になるトランスなどの交流電圧から直流電圧
を発生される回路が不必要となる。即ち、本発明におい
て、構成の小形化と軽量化とを図ることができ、更に構
成の簡略化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電源回路１１の電気的構成
を示すブロック図である。

【図２】従来例の電源回路１の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１１ 電源回路 １２ 交流電源 １３ 制御回路 １４ 演算部 Ｃ１，Ｃ，Ｃ２ コンデンサ Ｌ１ｕ，Ｌ２ｕ；Ｌ１ｄ，Ｌ２ｄ 出力ライン Ｑｕ、Ｑｄ，Ｑ１、Ｑ２ トランジスタ Ｒ８ 抵抗 Ｖｐｐ，Ｖｎｎ 直流出力 ＺＤ ツェナ−ダイオ−ド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め定める第１レベルの直流電圧を発生す
   る直流電圧発生手段と、 該直流電圧発生手段から発生される該第１レベルの直流
   電圧を導通／遮断するスイッチ手段と、 該スイッチ手段からの出力を平滑化する平滑化手段と、 該直流電圧発生手段からの直流電圧に基づいて、該第１
   レベルよりも低い予め定める第２レベルの直流電圧を発
   生する低電圧発生手段と、 該低電圧発生手段からの直流電圧が供給される演算素子
   と、 該演算素子からの出力に基づいて駆動され、該スイッチ
   手段を導通／遮断駆動する駆動手段とを含むことを特徴
   とする電源回路。