JPH067371Y2 - 交流安定化電源 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は出力トランスを用いないで出力交流電圧レンジ
を切換える交流安定化電源に関する。

（従来の技術） 従来の交流電源は出力トランスを持っているため、出力
トランスの巻線の直列と並列を切換えるだけで出力電圧
が１倍か、２倍かを容易に選択出来た。しかしながら、
出力トランスが接続されているため、低い周波数の出力
を得るのは困難であり、直流は出力されなかった。ま
た、出力トランスの性能のため、高い周波数を出力する
のも困難であった。

又、出力特性の高帯域化のために入力トランスをつけ
て、出力トランスをなくす交流電源もあるが、それだけ
では、出力の電圧レンジ切換えが出来ず、２倍の電圧が
必要な場合、２第の直列運転が必要であった。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は上記の事情に鑑みてなされたもので、１台の交
流電源内部に２つの電力増幅器を設けることにより、出
力交流電圧レンジを１倍と２倍に切換えることができ、
しかも、出力交流電圧の安定度、歪率、応答速度を向上
し得る交流安定化電源を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段と作用） 本考案は上記目的を達成するために、入力電源交流電圧
が直流電圧に変換される交流−直流交換回路と、この交
流−直流変換回路からの直流電圧が電源として供給され
出力交流電力が負荷に供給される電力増幅器とよりなる
回路を２系統備え、前記２系統の電力増幅器がそれぞれ
定電圧回路に構成され、それぞれの電力増幅器により１
８０°位相のずれた信号が増幅され、２系統の電力増幅
器の出力間より負荷へ交流電力が供給されるように構成
された第１の回路と、前記２系統の電力増幅器のうち一
方の電力増幅器が定電圧回路に構成されると共に他方の
電力増幅器が一方の電力増幅器と同じ電流が流れるよう
に定電流回路に構成され、両方の電力増幅器の結合点と
２系統の交流−直流変換回路のコモンの結合点の間より
負荷へ交流電力が供給されるように構成された第２の回
路と、前記第２の回路と第１の回路を切り換える手段と
を具備することを特徴とするもので、前記第１の回路と
第２の回路を切換えることによって、例えば２００Ｖ系
あるいは１００Ｖ系等の交流電源における出力電圧レン
ジの切換えができ、両レンジ共同−電力を取出すことが
できる。

（実施例） 以下図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。

即ち、第１図は出力電圧２倍，電流１倍の動作回路を構
成した場合で、入力側に電源トランス１が設けられ、こ
のトランス１の１次巻線には入力商用電源２が接続され
る。前記トランス１の第１の２次巻線及び第２の２次巻
線には夫々交流−直流変換回路３，４の入力端が接続さ
れ、この交流−直流変換回路３，４の出力端は夫々対応
したＡ級またはＢ級（ＡＢ級）の電力増幅器（パワーア
ンプ）５，６の供給電源端に接続される。この電力増幅
器５の反転入力端には基準電源７が接続されると共に、
この基準電源７は位相反転回路８を介して電力増幅器６
の反転入力端に接続される。前記電力増幅器５，６の出
力端は夫々対応した電流検出抵抗９，１０及び電圧帰還
回路１１，１２を介して負荷１３に接続される。前記電
力増幅器５，６の非反転入力端は夫々対応した電圧帰還
回路１１，１２に接続され、この電圧帰還回路１１，１
２の接続点には基準電源７が接続される。前記電力増幅
器５，６はフルブリッジアンプを構成する。

即ち、商用電源２からの入力交流電圧を交流−直流変換
回路３，４で所定の直流電圧＋Ｖｃｃ１，−Ｖｃｃ１，
＋Ｖｃｃ２，−Ｖｃｃ２に変換した後、電力増幅器５，
６に供給電源として加える。この各電力増幅器５，６は
定電圧動作し、夫々１８０°位相のずれた交流電圧信号
を増幅し、各電力増幅器５，６の出力間より負荷１３へ
交流電力を供給する。この場合、電力増幅器５，６はフ
ルブリッジアンプを構成するため、負荷１３に加えられ
る出力電圧は１つの電力増幅器の出力電圧の２倍とな
り、出力電流は１つの電力増幅器の出力電流と同一の１
倍となる。したがって、ひとつの電力増幅器の出力電圧
を１００Ｖとすれば、出力電圧２００Ｖの２００Ｖレン
ジとなる。

第２図は第１図の電力増幅器５，６の具体例で、スイッ
チＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を黒丸側に接続し、出
力電圧２００Ｖレンジの回路に切換えた場合である。即
ち、第１の電力増幅器５は定電圧アンプであり、出力端
１４，１５より負帰還をかけている。又、第２の電力増
幅器６も定電圧アンプであるが、基準電源７よりの基準
電圧を位相反転回路８で１８０°位相反転して印加して
いる。従って、例えば基準電圧がコモン点に対して負の
電位の時はトランジスタＱ１とトランジスタＱ４がオン
して実線のように電流が流れて抵抗負荷１３が接続され
る出力端１４，１５にはＮ側を基準とすると、正の電圧
波形が出力される。

一方、基準電圧がコモン点に対して正の電位の時にはト
ランジスタＱ２とＱ３がオンして点線のように電流が流
れて出力端１４，１５にはＮ側を基準とすると負の電圧
波形が出力される。尚、トランジスタＱ１〜Ｑ４のオン
抵抗，電流検出抵抗その他各部配線のドロップ等を無視
した場合、出力電圧の最大ピーク値を２Ｖｃｃとなる。

第３図は出力電圧１倍、電流２倍動作の回路を構成した
場合で、第１の電力増幅器５が定電圧動作をし、第２の
電力増幅器６が第１の電力増幅器５と同じ電流が流れる
様に定電流動作を行なう。２つの電力増幅器５，６の出
力端結合点と、２つの交流−直流変換回路３、４のコモ
ン結合点との間より負荷１３へ交流電力を供給する構成
とする。この場合、負荷１３へ加えられる出力電圧は電
力増幅器の１つ分であるが、出力電流は１つの電力増幅
器の２倍となる。したがって、ひとつの電力増幅器の出
力電圧を１００Ｖとすれば、出力電圧１００Ｖの１００
Ｖレンジとなる。

第４図は第３図の電力増幅器の具体例を示し、スイッチ
Ｓ１〜Ｓ５を白丸側に接続し、出力電圧１００Ｖレンジ
の回路に切換えた場合である。即ち、第１の電力増幅器
５は定電圧アンプであり、第２図と同様に動作する。一
方、第２の電力増幅器６は定電流アンプであり、第１の
電力増幅器５側の電流検出抵抗９の両端電圧を基準電圧
として第２の電力増幅器６側の電流検出抵抗１０の両端
電圧で負帰還をかけ、両方の電流検出抵抗９，１０の両
端電圧が等しくなるように電流を流す。この場合、電流
検出抵抗９，１０の値を等しくおけば第１の電流増幅器
５及び第２の電流増幅器６の出力電流は同一となる。従
って、基準電源７の基準電圧がコモン点に対して負の電
位の時は、トランジスタＱ１とＱ３がオンして実線のよ
うに電流が流れて、出力端１４，１５には抵抗負荷時、
Ｎ側を基準とする正の電圧波形が出力される。一方、基
準電源７の基準電圧がコモン点に対して正の電位の時
は、トランジスタＱ２とＱ４がオンして点線のように電
流が流れて、出力端１４，１５にはＮ側を基準とする負
の電圧波形が出力される。尚、出力電圧の最大ピーク値
は各部の電圧ドロップを無視するとＶｃｃとなる。即
ち、第２図と比較すると、出力電圧は１／２倍、出力電
流は２倍となる。

第５図は出力電圧２倍動作の２台並列運転の回路を示
す。即ち、マスターが第１図と同じ動作をし、スレープ
側の第３の電力増幅器１６が第１の電力増幅器５と同じ
電流が流れる様に定電流動作し、第４の電流増幅器１７
が第２の電流増幅器６と同じ電流が流れる様に定電流動
作して２台の並列運転をする。

第６図は出力電圧１倍動作の２台並列運転の回路を示
す。即ち、第１の電流増幅器とと同じ電流が流れる様に
第２の電流増幅器６、第３の電流増幅器１６，第４の電
流増幅器１７が定電流動作をして、２台の並列運転をす
る。

尚、±Ｖｃｃ１と±Ｖｃｃ２とでは、必ず同じ電流が流
れるので、電圧の安定化のための検出は１系統のみから
行なって、安定化のためのＰＷＭ制御は、同一デューテ
ィーで両回路を制御すれば±Ｖｃｃ１と±Ｖｃｃ２は同
じ電圧になる。そのため制御回路が簡単になる。

又、入力にトランスをもっているため、入力電圧は自由
に選ぶことが出来る。

以上のように、入力側に電源（絶縁）トランスを用い、
交流−直流変換回路により適当な直流電圧に変換した
後、電力増幅器の供給電源とし、電力増幅器の出力より
直接負荷へ電力を供給することによって電力交流電圧の
安定度，歪率，応答速度を向上することができる。

又、上記電源トランスの２次側交流電圧を比較的高電圧
に設定し、交流−直流変換回路にサイリスタ位相制御整
流平滑回路あるいは降圧形チョッパスイッチング電源回
路等を用いることにより整流回路の損失（整流器，スイ
ッチング素子等のオン電圧による損失）を小さくし、さ
らに交流−直流変換回路の直流出力電圧を、電力増幅器
の交流出力電圧に応じて出力電圧のピークに歪みを発生
させない程度の限界電圧に常に変化及び安定化させるこ
とにより電力増幅器の効率を向上させることができる。

又、２系統の交流−直流変換回路（各回路はプラス，マ
イナスの２出力を持つ）をサイリスタ位相制御整流平滑
回路あるいはチョッパスイッチング回路によって作る場
合、電圧安定化の為の出力電圧検出は１系統のみで行な
うことができる。

又、第１図，第３図の構成を持った交流安定化電源を複
数台数用意し、第５図，第６図のような構成を行なうこ
とにより、ワンコントロール並列運転を行なうことがで
きる。

（考案の効果） 以上述べたように本考案によれば、１台の交流電源内部
に２つの電力増幅器を設けることにより、出力交流電圧
レンジを１倍と２倍に切換えることができ、しかも、出
力交流電圧の安定度，歪率，応答速度を向上できる交流
安定化電源を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例で出力電圧２００Ｖレンジの
例を示す回路図、第２図は第１図の電力増幅器の具体例
を示す回路図、第３図は本考案の一実施例で出力電圧１
００Ｖレンジの例を示す回路図、第４図は第３図の電力
増幅器の具体例を示す回路図、第５図は本考案に係る出
力電圧２倍動作の２台並列運転の例を示す回路図、第６
図は本考案に係る出力電圧１倍動作の２台並列運転の例
を示す回路図である。 １……入力電源トランス、２……商用電源、３，４……
交流−直流変換回路、５，６……電力増幅器、７……基
準電源、８……位相反転回路、９，１０……電流検出抵
抗、１１，１２……電圧帰還回路、１３……負荷．

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力交流電圧が直流電圧に変換される第１
   の交流−直流変換回路及び第２の交流−直流変換回路
   と、 前記第１の交流−直流変換回路の出力端が供給電源端に
   接続された第１の電力増幅器と、 前記第２の交流−直流変換回路の出力端が供給電源端に
   接続された第２の電力増幅器と、 前記第１の交流−直流変換回路のコモン端が第１の出力
   端に接続され又前記第２の交流−直流変換回路のコモン
   端が第２の出力端に接続され又前記第１の電力増幅器の
   出力端が第１の電圧帰還回路を介して前記第１の出力端
   に接続され又前記第２の電力増幅器の出力端が第２の電
   圧帰還回路を介して前記第２の出力端に接続され又前記
   第１の電力増幅器の非反転入力端が前記第１の電圧帰還
   回路に接続され又前記第２の電力増幅器の非反転入力端
   が前記第２の電圧帰還回路に接続され又前記第１の電力
   増幅器の反転入力端が基準電源を介して前記第１の電圧
   帰還回路及び前記第２の電圧帰還回路に接続されると共
   に位相反転回路を介して前記第２の電力増幅器の反転入
   力端に接続された第１の回路と、前記第１の交流−直流
   変換回路のコモン端が前記第１の出力端に接続され又前
   記第２の交流−直流変換回路のコモン端が前記第１の出
   力端に接続され又前記第１の電力増幅器の出力端が前記
   第２の電力増幅器の非反転入力端に接続ると共に前記第
   １の電力増幅器の出力端が前記第１の電圧帰還回路を介
   して前記第１の出力端に接続され又前記第１の電力増幅
   器の出力端が前記第２の出力端に接続され又前記第２の
   電力増幅器の出力端が前記第２の出力端に接続され又前
   記第１の電力増幅器の反転入力端が前記基準電源を介し
   て前記第１の電圧帰還回路に接続され又前記第２の電力
   増幅器の反転入力端が前記第２の電力増幅器の出力端に
   接続された第２の回路とを切り換えるスイッチと を具備することを特徴とする交流安定化電源。