JPH06319258A - スイッチングレギュレータ方式の定電圧電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】出力電圧安定化用のマグアンプを有するスイッ
チングレギュレータ方式の定電圧電源において、マグア
ンプ制御回路の簡略化を行う。 【構成】この定電圧電源は、トランス１の二次巻線に生
じたパルス状波形電圧の電力を可飽和コイル２により導
通期間制御し、出力端子２０に生じる出力電圧を安定化
する。可飽和コイル２の出力は、整流ダイオード２，チ
ョークコイル４およびフィルタ５によって整流・平滑さ
れ、上記出力電圧になる。トランジスタ７は、ダイオー
ド６を介してリセット電流を可飽和コイル２に供給し、
上記導通期間を制御する。シャントレギュレータ１３
は、抵抗１２，１３により上記出力電圧を分圧し、この
分圧電圧対応のベース電流をベース抵抗９および定電流
ダイオード１０を介してトランジスタ７のベースに供給
する。出力端子２０のショートあるいは過電圧印加時に
は、定電流ダイオード１０の働きによりリセット電流を
一定値に制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスイッチングレギュレー
タ方式の定電圧電源に関し、特に、出力電圧の安定化の
ために二次側電流の導通期間を制御するマグアンプを有
するスイッチングレギュレータ方式の定電圧電源に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のスイッチングレギュレー
タ方式の定電圧電源は、直流の入力電源に接続された平
滑回路と、上記平滑回路からの直流電圧をパルス状波形
にスイッチするスイッチング素子と、上記パルス状波形
電圧の電力を一次巻線に入力し二次巻線から別の電圧の
電力を生じる複数のトランスとを備える。これら複数の
トランスは複数の出力回路に対応している。上記トラン
スの一つ，第１のトランスの二次巻線に生じた電力は、
第１の整流・平滑回路により平滑および整流回路され、
出力電圧が第１の出力端子に生じる。この出力電圧はＰ
ＷＭ制御回路により検出され、ＰＷＭ制御回路はこの出
力電圧に対応するパルス幅で上記スイッチング素子をス
イッチ制御して、上記第１の出力端子の電圧を安定化す
る。

【０００３】一方、第２のトランスの二次巻線に生じた
電力はマグアンプにより電流の導通期間を制御され、上
記マグアンプ出力は第２の整流・平滑回路により整流お
よび平滑されて安定化された出力電圧が第２の出力端子
に生じる。この第２の出力端子の出力電圧はマグアンプ
制御回路により検出され、このマグアンプ制御回路は、
上記検出電圧対応のリセット電流によりマグアンプ導通
期間を帰還制御し、上記第２の出力端子の出力電圧を安
定化する。

【０００４】なお、上述のマグアンプによる出力電圧制
御回路は複数の出力回路が必要な場合には各出力回路ご
とに設けられてよく、各マグアンプはそれぞれの出力端
子の誤差電圧に応じたリセット電流により制御され各出
力回路ごとに導通期間制御を行う。従ってこの定電圧電
源は、入力電源の電圧や複数の出力回路からそれぞれの
負荷に供給される負荷電流に独立の変動があっても、各
負荷に安定した電圧の出力を供給することができる。

【０００５】次に、図２の回路図を参照して、上記スイ
ッチングレギュレータ方式の定電圧電源について、マグ
アンプによる出力電圧制御回路を詳細に説明する。な
お、この回路図には、この発明の要旨の説明には重要で
ない上述の入力電源とスイッチング素子とＰＷＭ制御回
路と他の出力回路とを省略している。

【０００６】この定電圧電源では、トランス１の二次巻
線から矩形状波形の電圧を発生している。マグアンプと
される可飽和コイル２はこの矩形状波形の電圧によって
生じる電流をトランジスタ７のコレクタおよびダイオー
ド６を介して供給されるリセット（制御）電流により導
通期間制御する。可飽和コイル２の出力は、整流ダイオ
ード３により整流され、さらにチョークコイル４および
フィルタ（ＦＩＬ）５により平滑されたあと、出力端子
２０から負荷（図示せず）に出力される。

【０００７】この定電圧電源において、抵抗１２と１４
とが出力端子２０の出力電圧を分圧する。シャントレギ
ュレータ１３は、この分圧電圧と内蔵の基準電圧とを比
較し、この差分を増幅してカソード電圧の変化分とす
る。なお、このシャントレギュレータ１３は、電源をチ
ョークコイル４の出力点（即ちフィルタ５の入力点）か
らカソードに得ている。トランジスタ７は、コレクタを
ダイオード６のアノードに接続し、ベースをベース電流
制御用の抵抗９および逆流防止用ダイオード１７を介し
てシャントレギュレータ１３のカソードに接続し、エミ
ッタを抵抗１５を介してチョークコイル４の出力点に接
続し、ベースとエミッタ間には抵抗８を接続している。
また、ツェナーダイオード１６のアノードとカソード
が、トランジスタ７のベースとチョークコイル４の出力
点にそれぞれ接続されている。

【０００８】この定電圧電源の通常状態において、可飽
和コイル２のリセット電流は、主にシャントレギュレー
タ１３のカソード電流とトランジスタ７のベース抵抗９
とによって決定される。なお、抵抗１５はトランジスタ
７のエミッタ電流を制御するために設けられており、ツ
ェナーダイオード１６はこの抵抗１５の過熱を防止する
ためにトランジスタ７のエミッタ電流をバイパスさせ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この従来のスイッチン
グレギュレータ方式の定電圧電源では、可飽和コイル供
給用のリセット電流を制御するトランジスタのエミッタ
にエミッタ電流制御用の抵抗とこの抵抗過熱防止用のツ
ェナーダイオードとを備えているが、この電源の正常時
には、上記リセット電流は主に上記トランジスタのベー
ス抵抗で決定されるので、上記エミッタ電流制御用抵抗
とツェナーダイオードとを必要としない。しかし、出力
端子がショート状態になったり、上記出力端子に過電圧
が印加されたりすると、上記トランジスタに非常に大き
なパルス電流が流れてしまうので、この防止のために上
記電流制御用抵抗およびツェナーダイオードを必要とす
る。しかし、この定電圧電源は、上述のように過渡的ま
たは異常な状態に備えて上記エミッタ電流制御用抵抗お
よびツェナーダイオードを付加するので、構成が複雑で
あるばかりでなく部品点数が増えてコストも上昇すると
いう問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のスイッチングレ
ギュレータ方式の定電圧電源は、入力電圧をパルス状波
形にスイッチするスイッチング素子と、前記パルス状波
形電圧の電力を一次巻線に入力し二次巻線から別の電圧
の出力を生じるトランスと、前記トランスの二次巻線出
力をリセット電流により導通期間制御するマグアンプ
と、前記マグアンプの出力を整流および平滑し出力電力
を生じる整流・平滑回路と、前記リセット電流をダイオ
ードを介してコレクタから前記マグアンプに供給するト
ランジスタと、前記整流・平滑回路の出力端における出
力電圧対応の電圧を検出し前記検出電圧対応のベース電
流をベース抵抗を介して前記トランジスタのベースに供
給するシャントレギュレータとを備えるスイッチングレ
ギューレータ方式の定電圧電源において、前記シャント
レギュレータと前記トランジスタのベースとの間に定電
流ダイオードを配置している。

【００１１】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の回路図である。なお、こ
の回路図にも、図２に示した従来技術のスイッチングレ
ギュレータ方式の定電圧電源回路図と同様に、入力電源
とスイッチング素子とＰＷＭ制御回路と他の出力回路と
を省略している。

【００１２】このスイッチングレギュレータ方式の定電
圧電源は、図２に示した定電圧電源から抵抗１５とツェ
ナーダイオード１６とを省き、また、ダイオード１７に
代えて定電流ダイオード１０を接続している。この定電
圧電源は、図２の定電圧電源とほぼ同じ動作をするの
で、同一動作の部分については重複して説明しない。な
お、定電流ダイオード１０は、ごく低電圧を越える一定
の電圧範囲においてほぼ一定の電流を流し、逆方向電圧
印加においては整流用ダイオードの順方向特性に類似し
た定電圧特性を示す。

【００１３】以下、この定電圧電源の本発明の特徴とな
る部分について説明する。

【００１４】通常状態において、このスイッチングレギ
ュレータ方式の定電圧電源は、出力端子２０の出力電圧
を抵抗１２と１４とで分圧し、この分圧電圧をシャント
レギュレータ１３で検出する。シャントレギュレータ１
３は、この検出電圧と内蔵の基準電圧とを比較し、この
差分を増幅しカソード電圧の変化として出力する。可飽
和コイル２への制御電流は、主にシャントレギュレータ
１３のカソード電流とトランジスタ７のベース抵抗９と
で決定される。トランジスタ７のベース電流は、通常状
態において定電流ダイオード１０の電流値以下に設定し
ておく。従って、定電流ダイオード１０は、通常状態に
おいてマグアンプ（可飽和コイル２）の電流制御動作に
寄与しない。

【００１５】次に、出力端子２０がショートされると、
シャントレギュレータ１３のカソード電圧が急速に一定
値（約＋２．５Ｖ）まで低下する。この結果、トランジ
スタ７には抵抗９を通して大きなベース電流が流れよう
とするが、定電流ダイオード１０の働きにより一定値に
制限される、従って、可飽和コイル２への制御電流も一
定値に制限される。

【００１６】また、出力端子２０に過電圧が印加される
と、シャントレギュレータ１３のカソード電圧が急速に
低下する。この場合も、出力端子２０がショートされた
ときと同様であり、定電流ダイオード１０がトランジス
タ７のベース電流を制限するので、可飽和コイル２の制
御電流がある値以下に制限される。

【００１７】以上この実施例の定電圧電源では、出力電
圧が正である場合について説明したが、出力電圧が負の
場合にも同等の動作をすることは明らかである。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、従来のス
イッチングレギュレータ方式の定電圧電源における制御
用トランジスタの保護のために必要なエミッタ電流制限
用抵抗とこの抵抗保護用のツェナーダイオードを省き、
これらに代るものとして上記トランジスタのベース抵抗
に接続されていた逆電流防止用ダイオードに代えて定電
流ダイオードを設けただけであるので、回路の簡略化お
よび部品点数の削減ができ、回路の小型化および低価格
を実現できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図である。

【図２】従来のスイッチングレギュレータ方式の定電圧
電源の回路図である。

【符号の説明】

１ トランス ２ 可飽和コイル ３ 整流ダイオード ４ チョークコイル ５ フィルタ ６，１７ ダイオード ７ トランジスタ ８，９，１１，１２，１４，１５ 抵抗 １０ 定電流ダイオード １３ シャントダイオード １６ ツェナーダイオード ２０ 出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電圧をパルス状波形にスイッチする
   スイッチング素子と、前記パルス状波形電圧の電力を一
   次巻線に入力し二次巻線から別の電圧の出力を生じるト
   ランスと、前記トランスの二次巻線出力をリセット電流
   により導通期間制御するマグアンプと、前記マグアンプ
   の出力を整流および平滑し出力電力を生じる整流・平滑
   回路と、前記リセット電流をダイオードを介してコレク
   タから前記マグアンプに供給するトランジスタと、前記
   整流・平滑回路の出力端における出力電圧対応の電圧を
   検出し前記検出電圧対応のベース電流をベース抵抗を介
   して前記トランジスタのベースに供給するシャントレギ
   ュレータとを備えるスイッチングレギューレータ方式の
   定電圧電源において、 前記シャントレギュレータと前記トランジスタのベース
   との間に定電流ダイオードを配置することを特徴とする
   スイッチングレギュレータ方式の定電圧電源。