JPH067743B2 - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH067743B2
JPH067743B2 JP16498786A JP16498786A JPH067743B2 JP H067743 B2 JPH067743 B2 JP H067743B2 JP 16498786 A JP16498786 A JP 16498786A JP 16498786 A JP16498786 A JP 16498786A JP H067743 B2 JPH067743 B2 JP H067743B2
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、スイッチング素子とインダクタンス成分や平
滑コンデンサ等で構成されるスイッチング電源回路を備
えた電源装置に関するものである。
[背景技術] 近年、電気機器の小型化のために電源部分にチョッパ回
路のような所謂スイッチング電源回路を用いることが増
えて来ている。一般に、このスイッチング電源回路は商
用電源を入力とし、任意の直流電圧、ないしは任意の周
波数の交流電源に変換するものである。このスイッチン
グ電源回路を複雑かつ高度に制御するための制御回路
は、一般的には数Vから十数Vの直流電源が必要であ
る。このため、制御回路の電源として別途電源を用意す
る必要があった。更にスイッチング電源回路のスイッチ
ング素子に、たとえばトランジスタを用いると、そのベ
ース駆動電源も制御回路の電源にて供給することがあ
り、この場合などは制御回路の電源に相当な電力を供給
する必要がある。
この制御回路の電源を得るためには、以下の方法があっ
た。まず、第1には第3図に示すように商用電源ACを
ダイオードブリッジDBにて整流し、抵抗R01,R02
て分圧する方法であり、第2には第4図に示すように降
圧トランスT01を用いて商用電源ACを降圧してダイオ
ードD01、平滑コンデンサC01等にて整流平滑する方法
である。
しかしながら、第1の方法では抵抗R01,R02により分
圧するために損失が異常に大きくなり、特に制御回路2
の電源として必要な電力が大きいときには実用的ではな
い問題があった。また、第2の方法では電力容量、ある
いは損失の問題はないが、電力容量が増すとトランスT
01の形状が必然的に大型重量化するため、スイッチング
電源回路1を用いることによる小型軽量化の目的に反す
る問題があった。
そこで、第5図に示す従来回路が従来用いられている。
放電灯DLの点灯回路であり、商用電源ACを整流する
ダイオードブリッジDBと、このダイオードブリッジD
B出力を高周波電圧に変換するスイッチング電源回路1
と、このスイッチング電源回路1のスイッチングトラン
ジスタQ01,Q02のスイッチングを制御する制御回路2
とを備え、さらに商用電源ACとダイオードブリッジD
Bとの間にトライアックなどの双方向性の位相制御素子
03を挿入してある。上記スイッチング電源回路1は、
限流用インダクタンスL、発振トランスT、スイッチ
ングトランジスタQ01,Q02よりなる所謂L−プッシュ
プルインバータにて構成してある。上記位相制御素子Q
03の位相角は制御回路2にて制御するようになってい
る。なお、上記制御回路2の電源を作成するために、発
振トランスTに4次巻線L04を設け、この4次巻線L04
に誘起された電圧をダイオードD02、コンデンサC03
て整流平滑して制御回路2の電源、及びスイッチングト
ランジスタQ01,Q02のベース駆動電源を作成してい
る。
この従来回路では、第6図(a)に示すように、商用電
源ACの電圧Vsを位相制御素子Q03にて、同図(b)
に示すように位相制御し、その位相制御電圧を入力電圧
Viとしてスイッチング電源回路1のスイッチングトラ
ンジスタQ01,Q02がスイッチングして高周波電圧を発
生する。このスイッチング電源回路1の発振トランスT
の1次巻線L01の両端電圧の巻数比に応じた電圧が4次
巻線L04に誘起され、この誘起電圧VをダイオードD
02、コンデンサC03にて整流平滑して直流電圧である制
御電圧Vccを発成し、制御回路2の電源及びスイッチン
グトランジスタQ01,Q02のベース駆動電源として供給
する。この従来例では、放電灯DLを高周波点灯し、位
相制御素子Q03の位相制御で放電灯DLの調光を行うも
のであり、位相制御素子Q03の制御などに制御電圧Vcc
が必要となる。しかし、発振トランスTより4次巻線L
04を分巻きすることにより、制御電圧Vccを得ているの
で、上述の従来例よりは損失が少なく小型にできる。
ところで、制御回路2の電源として用いられる制御電圧
Vccは、安定した一定値であることが望まれる。上記従
来例においては、商用電源ACが変動したり、位相制御
素子Q03の位相角が90度を越えたりすると、4次巻線
04に誘起される電圧Vは著しく変動する。これを防
止するためには、予め電圧Vを十分に高くとってお
き、整流平滑後のシリーズレギュレータ等の安定化回路
を付加する必要があり、このため高価となり損失も増大
する問題があった。
そこで、上述の点を改善した第7図に示す従来回路がさ
らに案出されている。これは、「実開昭61−5902
号、DC−DCコンバータ」を引用したものである。こ
の従来回路では、商用電源ACを整流平滑するダイオー
ドブリッジDB及び平滑コンデンサCと、この整流平
滑出力をスイッチングトランジスタQ、インダクタン
ス素子L、慣性ダイオードD、及び平滑コンデンサ
からなるスイッチング電源回路1としての所謂降圧
チョッパ回路とを備え、負荷Lに安定な直流電圧Voを
供給するものである。インダクタンス素子Lには図示
するように極性を逆にして電気的に結合した付加巻線L
を設けてあり、この付加巻線Lに誘起される電圧を
倍電圧整流して制御電圧Vccを作成するダイオード
,D、及びコンデンサC,Cからなる制御電
圧作成回路3’を備えている。
動作としては、商用電源ACをダイオードブリッジDB
及び平滑コンデンサCにて整流平滑して得られた入力
電圧Viを降圧チョッパ回路にて構成したスイッチング
電源回路1にて降圧して低い出力電圧Voを作成する。
このスイッチング電源回路はインダクタンス素子L
流れる電流にて付加巻線Lに誘起される電圧をダイオ
ードD,D、及びコンデンサC,Cにて倍電圧
整流して制御電圧Vccを得る。さらに詳述すると、スイ
ッチングトランジスタQがオンのときには、第8図
(a)に示す等価回路となり、付加巻線Lには(Vi
−V)/Nの電圧が誘起され、この電圧にてダイオー
ドDを介してコンデンサCが充電され、またスイッ
チングトランジスタQがオフのときには付加巻線L
にVo/Nの電圧が誘起され、この電圧にてダイオード
を介してコンデンサCが充電される。ここで、イ
ンダクタンス素子L及び付加巻線Lとの巻数比をN
(=N/N)としてある。従って、制御電圧Vccは
コンデンサC,Cの両端電圧の和であるから、 Vcc≒Vo/N+(Vi−Vo)/N≒Vi/Nとな
り、入力電圧Viだけに関係し、出力電圧Voには関係
しない制御電圧を作成することができる。
しかし、この制御電圧Vccは入力電圧Viに比例するた
め、入力電圧Viが変動すると、制御電圧Vccも著しく
変動してしまう問題があった。
ところで、この種の電源装置では、一般にスイッチング
電源回路1の出力電圧Voが負荷Lの如何に拘わらず一
定、つまり定電圧出力である。この点に着目すれば、出
力電圧Voを取り出して制御電圧Vccを得れば、制御電
圧Vccは入力電圧Viの変動に影響されることなく、常
に出力電圧Voに比例した定電圧となり、先の従来例の
問題点を解消できる。なお、出力電圧が一定である理由
は、通常のスイッチング電源回路1においては負荷Lに
供給される出力電圧Voが一定になるように、負荷Lの
両端電圧を検出してスイッチングトランジスタQなど
の導通を制御する所謂PWM(パルス幅制御)、あるい
はV−F(周波数変換)などの制御が行なわれるからで
ある。
第10図にそのようにした電源装置を示す。この電源装
置は上述の第7図の回路構成と略同様であるので、特徴
とする部分についてのみ説明する。上記電源装置では、
インダクタンス素子Lに電気的に結合された付加巻線
にて出力電圧Voに比例した電圧を得ており、付加
巻線Lはインダクタンス素子Lと同方向に巻回し、
ダイオードD及びコンデンサCで整流平滑して制御
電源Vccを得ている。
以下、動作について説明する。第11図(a)に示す商
用電源ACをダイオードブリッジDB及び平滑コンデン
サCにて整流平滑すると同図(b)に示す入力電圧V
iとなる。この入力電圧Viにてスイッチング電源回路
1としての降圧チョッパ回路が動作し、同図(c)に示
すようにスイッチングトランジスタQのオン時には、
インダクタンス素子LにVo−Viなる電圧が負方向
に発生し、またスイッチングトランジスタQがオフ時
には出力電圧Voがインダクタス素子Lに発生する。
しかし、上記負方向に発生した電圧はダイオードD
より制御電圧作成回路3出力は現れず、第11図(d)
に示すように出力電圧Voに比例した電圧、Vcc≒Vo
/Nとなり、入力電圧Viが変動しても制御電圧Vccが
変動せず、安定な制御電源となる。従って、巻線L1,
の巻数を適当に選択すれば、シリーズレギュレータな
どの別途の安定化回路も不要となり、コスト及び損失を
著しく低減できる。
別の電源装置としては第12図に示すものも考えられ
る。この電源装置では、スイッチング電源回路1として
所謂昇降圧チョッパ回路を用いた場合を示す。回路構成
的にはインダクタンス素子Lの挿入箇所などが異なる
が、実質的には上述した電源装置と同様の構成になって
いる。動作としては、第13図(c),(d)に示すよ
うに、スイッチングトランジスタQのオン時にインダ
クタス素子Lの両端電圧が−Viとなり、スイッチン
グトランジスタQのオフ時に1次巻線Lの両端電圧
がVoとなる。従って、上述の電源装置と同様に出力電
圧Voを付加巻線L及びダイオードD、コンデンサ
にて取り出すことにより、第13図(d)の一定な
制御電圧Vccを得ることができる。
ところが、上述の場合には、インダクタンス成分である
インダクタンス素子Lの両端に出力電圧に比例した電
圧が現れるために、上述した構成とすることができる
が、インダクタンス素子Lの両端に出力電圧に比例し
た電圧が現れない場合には、入力電圧Viの変動の影響
を受けない制御電圧Vccを得ることができない。
[発明の目的] 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、制御回路の電源を効率良く得ること
ができ、しかもインダクタンス成分の両端に出力電圧に
比例した電圧が現れない場合においても、入力電圧の変
動の影響を受けない制御電圧を得ることができる電源装
置を提供することにある。
[発明の開示] 本発明はスイッチング素子とインダクタンス成分や平滑
コンデンサ等で構成されるスイッチング電源回路と、こ
のスイッチング電源回路出力にて動作する負荷と、この
負荷の両端電圧を検出してスイッチング素子のスイッチ
ングを制御しスイッチング電源回路の出力電圧を略一定
にする制御回路とを備え、上記インダクタンス成分の両
端に出力電圧に比例した電圧が現れないスイッチング電
源回路において、複数の巻線をインダクタンス成分に付
加し、当該巻線と複数の巻線に夫々設けられる整流ダイ
オードとの極性を適宜選択し、各整流平滑出力を加減す
ることにより出力電圧に比例した電圧を得したものであ
り、インダクタンス成分の両端に出力電圧に比例した電
圧が現れない場合にも、インダクタンス成分に付加した
複数の巻線の整流平滑出力を加減することで、出力電圧
に比例した電圧を得て、入力電圧の変動の影響を受けな
い制御電圧を得るようにしたものである。
(実施例) 第1図及び第2図に本発明の一実施例を示す。本実施例
の電源装置では、スイッチング電源回路1として昇圧チ
ョッパ回路を用い、このスイッチング電源回路1のイン
ダクタンス素子Lから制御電圧Vccを得るものであ
り、入力電圧Viとしては商用電源ACをダイオードブ
リッジDBにて整流して得た脈流電圧を用いている。本
実施例では夫々巻回方向を異ならせた付加巻線L及び
付加巻線Lを設け、付加巻線Lに現れる電圧を整流
平滑するダイオードD、及びコンデンサCと、付加
巻線Lに現れる電圧を整流平滑するダイオードD
及びコンデンサDとを夫々備えている。
第2図(c)に示すようにスイッチングトランジスタQ
のオン時にはインダクタス素子Lの両端電圧−Vi
となり、またスイッチングトランジスタQのオフ時に
はインダクタス素子Lの両端電圧はVo−Viとな
る。この電圧にて夫々の巻線L,Lには第2図
(d),(e)に示す電圧が発生し、この両電圧を加え
ることにより同図(f)に示すように制御電圧Vccとし
て一定の直流電圧を得ている。このように、インダクタ
ンス素子Lの両端の出力電圧Voに比例した電圧が現
れないスイッチング電源回路1において、付加巻線
,Lを設けることにより出力電圧Voに比例した
電圧を得ることができる。なお、上述の説明においては
加算を行っているが、減算にても上述と略同様の効果を
得ることができる。
[発明の効果] 本発明は上述のように、スイッチング素子とインダクタ
ンス成分や平滑コンデンサ等で構成されるスイッチング
電源回路と、このスイッチング電源回路出力にて動作す
る負荷と、この負荷の両端電圧を検出してスイッチング
素子のスイッチングを制御しスイッチング電源回路の出
力電圧を略一定にする制御回路とを備え、上記インダク
タンス成分の両端に出力電圧に比例した電圧が現れない
スイッチング電源回路において、複数の巻線をインダク
タンス成分に付加し、当該巻線と複数の巻線に夫々設け
られる整流ダイオードとの極性を適宜選択し、各整流平
滑出力を加減することにより出力電圧に比例した電圧を
得したものであり、インダクタンス成分の両端に出力電
圧に比例した電圧が現れない場合にも、インダクタンス
成分に付加した複数の巻線の整流平滑出力を加減するこ
とで、出力電圧に比例した電圧を得ることができ、この
ため入力電圧の変動の影響を受けない安定した制御電圧
が得られ、しかも損失が少なく、部品点数も少なくなる
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は同上
の動作説明図、第3図及び第4図は従来例を示す概略回
路図、第5図は他の従来例を示す回路図、第6図は同上
の動作説明図、第7図はさらに他の従来例を示す回路
図、第8図及び第9図は同上の動作説明図、第10図は
さらに別の従来例の回路図、第11図は同上の動作説明
図、第12図はさらに他の従来例の回路図、第13図は
同上の動作説明図である。 1はスイッチング電源回路、2は制御回路、3は制御電
圧作成回路、Qはスイッチングトランジスタ、L
インダクタス素子、L,Lは付加巻線、D,D
はダイオード、C,Cはコンデンサである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スイッチング素子とインダクタンス成分や
    平滑コンデンサ等で構成されるスイッチング電源回路
    と、このスイッチング電源回路出力にて動作する負荷
    と、この負荷の両端電圧を検出してスイッチング素子の
    スイッチングを制御しスイッチング電源回路の出力電圧
    を略一定にする制御回路とを備え、上記インダクタンス
    成分の両端に出力電圧に比例した電圧が現れないスイッ
    チング電源回路において、複数の巻線をインダクタンス
    成分に付加し、当該巻線と複数の巻線に夫々設けられる
    整流ダイオードとの極性を適宜選択し、各整流平滑出力
    を加減することにより出力電圧に比例した電圧を得て成
    ることを特徴とする電源装置。
JP16498786A 1986-07-14 1986-07-14 電源装置 Expired - Lifetime JPH067743B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0975437A (ja) * 1995-09-08 1997-03-25 Hiroyuki Tamura 芳香器

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