JPH0716177Y2 - 急峻な出力立上り特性の直流安定化電源 - Google Patents
急峻な出力立上り特性の直流安定化電源Info
- Publication number
- JPH0716177Y2 JPH0716177Y2 JP1985045340U JP4534085U JPH0716177Y2 JP H0716177 Y2 JPH0716177 Y2 JP H0716177Y2 JP 1985045340 U JP1985045340 U JP 1985045340U JP 4534085 U JP4534085 U JP 4534085U JP H0716177 Y2 JPH0716177 Y2 JP H0716177Y2
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- Japan
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- capacitor
- relay
- power supply
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- output voltage
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- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、急峻な出力立上り特性を呈する直流安定化電
源に関し、更に詳しくは、スイッチング電源の平滑コン
デンサを複数個に分割して並列に接続し、出力電圧の立
上り時にタイミングをずらせて順次接続していくように
した直流安定化電源に関するものである。
源に関し、更に詳しくは、スイッチング電源の平滑コン
デンサを複数個に分割して並列に接続し、出力電圧の立
上り時にタイミングをずらせて順次接続していくように
した直流安定化電源に関するものである。
［従来の技術］ 直流安定化電源の一種であるスイッチング電源には様々
な回路方式のものがあるが、いずれにしても直流入力を
断続制御して得られる矩形波出力を整流した後、平滑化
する方式が採られており、出力の平滑化のために大きな
静電容量をもつコンデンサが接続されている。
な回路方式のものがあるが、いずれにしても直流入力を
断続制御して得られる矩形波出力を整流した後、平滑化
する方式が採られており、出力の平滑化のために大きな
静電容量をもつコンデンサが接続されている。
スイッチング電源の代表的なものの一つに、第３図に示
すようなフォワード型がある。以下、それを例にとって
説明する。フォワード型スイッチング電源は、トランス
Ｔの一次巻線n1に直列にスイッチングトランジスタＱを
接続して直流入力をスイッチングし、前記トランスＴの
二次側巻線n2に誘起された交番出力を整流ダイオード
D1、D2で整流した後、チョークコイルＬと平滑コンデン
サＣからなるフィルタ回路で平滑化して直流出力を得る
構成である。
すようなフォワード型がある。以下、それを例にとって
説明する。フォワード型スイッチング電源は、トランス
Ｔの一次巻線n1に直列にスイッチングトランジスタＱを
接続して直流入力をスイッチングし、前記トランスＴの
二次側巻線n2に誘起された交番出力を整流ダイオード
D1、D2で整流した後、チョークコイルＬと平滑コンデン
サＣからなるフィルタ回路で平滑化して直流出力を得る
構成である。
ここで平滑コンデンサＣは、リップル電圧を抑え、シス
テム側の要求にもとづく所定の出力電圧保持時間を確保
するため、静電容量の大きな電解コンデンサが用いられ
る。平滑コンデンサＣは、必ずしも一個だけ接続される
とは限られておらず、占積率を向上するため複数の同種
のコンデンサを並列に接続したり、あるいは電解コンデ
ンサは環境温度が低い程、また周波数が高くてもインピ
ーダンスが大きくなるから、電解コンデンサに並列に低
温時の特性や高周波特性の良好なコンデンサを接続する
場合もある。しかしいずれにしても従来技術では、電源
投入時にすべてのコンデンサが同時に出力ライン間に接
続され充電されるように構成されていた。
テム側の要求にもとづく所定の出力電圧保持時間を確保
するため、静電容量の大きな電解コンデンサが用いられ
る。平滑コンデンサＣは、必ずしも一個だけ接続される
とは限られておらず、占積率を向上するため複数の同種
のコンデンサを並列に接続したり、あるいは電解コンデ
ンサは環境温度が低い程、また周波数が高くてもインピ
ーダンスが大きくなるから、電解コンデンサに並列に低
温時の特性や高周波特性の良好なコンデンサを接続する
場合もある。しかしいずれにしても従来技術では、電源
投入時にすべてのコンデンサが同時に出力ライン間に接
続され充電されるように構成されていた。
［考案が解決しようとする問題点］ 前述のように平滑コンデンサは、かなり大きな静電容量
のものが必要である。その結果、電源投入時における出
力電圧の立上り特性は第４図実線ａで示すように鈍って
しまい、定格出力電圧値V0に達するまでにかなり長い立
上り時間t1を必要とする。ところが特殊なシステムにお
いては、同図破線ｂで示すように立上り時間t2が数百μ
ｓ程度の急峻な立上り出力電圧特性が要求されるものも
ある。
のものが必要である。その結果、電源投入時における出
力電圧の立上り特性は第４図実線ａで示すように鈍って
しまい、定格出力電圧値V0に達するまでにかなり長い立
上り時間t1を必要とする。ところが特殊なシステムにお
いては、同図破線ｂで示すように立上り時間t2が数百μ
ｓ程度の急峻な立上り出力電圧特性が要求されるものも
ある。
しかし、このような急峻な立上り出力電圧特性を電源に
もたせることは従来技術では極めて困難であった。これ
は第３図に示すような従来技術において、電源投入時に
平滑コンデンサＣに充電電流が流れるからスイッチング
トランジスタＱが過電流保護回路の動作から始まるため
である。
もたせることは従来技術では極めて困難であった。これ
は第３図に示すような従来技術において、電源投入時に
平滑コンデンサＣに充電電流が流れるからスイッチング
トランジスタＱが過電流保護回路の動作から始まるため
である。
従ってこの出力電圧の立上り時間をできるだけ短くする
には、スイッチングトランジスタの容量を、電源投入時
に流れる過大な電流を勘案して必要以上に大容量のもの
を使用するか、あるいはコンデンサＣの容量を少なくす
るかのいずれかの方法が採られる。しかしコンデンサＣ
の容量は出力リップル特性やシステム側が要求する出力
電圧保持時間等によって決定されるため、あまり小さく
することはできない。またスイッチングトランジスタに
大容量のものを使用すると、非常に高価なものとなって
しまうばかりでなく、一般にトランジスタのスイッチン
グ速度も遅いものが多い。このような理由で従来技術で
は急峻な立上り特性を呈する電源の製作は技術的にもま
た価格の面からもかなり難しかったのである。
には、スイッチングトランジスタの容量を、電源投入時
に流れる過大な電流を勘案して必要以上に大容量のもの
を使用するか、あるいはコンデンサＣの容量を少なくす
るかのいずれかの方法が採られる。しかしコンデンサＣ
の容量は出力リップル特性やシステム側が要求する出力
電圧保持時間等によって決定されるため、あまり小さく
することはできない。またスイッチングトランジスタに
大容量のものを使用すると、非常に高価なものとなって
しまうばかりでなく、一般にトランジスタのスイッチン
グ速度も遅いものが多い。このような理由で従来技術で
は急峻な立上り特性を呈する電源の製作は技術的にもま
た価格の面からもかなり難しかったのである。
本考案の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消
し、信頼性の高い部品を使用し、しかも比較的単純な構
成によって急峻な出力電圧の立上り特性を呈し得るよう
な直流安定化電源を提供することにある。
し、信頼性の高い部品を使用し、しかも比較的単純な構
成によって急峻な出力電圧の立上り特性を呈し得るよう
な直流安定化電源を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本考案は、ス
イッチング電源の平滑コンデンサをｎ個（但しｎは、ｎ
≧３の整数）に分散し、それらの電源投入時にタイミン
グをずらせて次々と連鎖的に出力ライン間に接続してい
くように工夫したものである。そしてこの連鎖的に接続
していくスイッチ手段として、リレーが用いられてい
る。
イッチング電源の平滑コンデンサをｎ個（但しｎは、ｎ
≧３の整数）に分散し、それらの電源投入時にタイミン
グをずらせて次々と連鎖的に出力ライン間に接続してい
くように工夫したものである。そしてこの連鎖的に接続
していくスイッチ手段として、リレーが用いられてい
る。
即ち本考案においては、第１のコンデンサを出力ライン
に接続するとともにそれに並列に第１のリレーのコイル
を設け、第ｊ（但しｊは、２≦ｊ≦ｎの整数）のコンデ
ンサを第（ｊ−１）のリレーの接点回路と直列にして前
記出力ライン間に接続し、第ｋ（但しｋは、２≦ｋ＜ｎ
の整数）のコンデンサと並列に第ｋのリレーのコイルを
設けるよう構成されている。
に接続するとともにそれに並列に第１のリレーのコイル
を設け、第ｊ（但しｊは、２≦ｊ≦ｎの整数）のコンデ
ンサを第（ｊ−１）のリレーの接点回路と直列にして前
記出力ライン間に接続し、第ｋ（但しｋは、２≦ｋ＜ｎ
の整数）のコンデンサと並列に第ｋのリレーのコイルを
設けるよう構成されている。
電解コンデンサの分割数ｎは３〜５程度が望ましい。そ
れより多くてもかまわないが、多くなるほど部品点数が
多くなるし、回路構成も複雑になってしまう。各コンデ
ンサの容量はすべて同じ値にしてもかまわないが、機能
的にみれば第（ｊ−１）のコンデンサよりも第ｊのコン
デンサの方に容量の大きなものを用いるのが有利であ
る。
れより多くてもかまわないが、多くなるほど部品点数が
多くなるし、回路構成も複雑になってしまう。各コンデ
ンサの容量はすべて同じ値にしてもかまわないが、機能
的にみれば第（ｊ−１）のコンデンサよりも第ｊのコン
デンサの方に容量の大きなものを用いるのが有利であ
る。
［作用］ 上記のように構成した本考案の直流安定化電源では、ま
ずスイッチを投入すると第１のコンデンサに充電電流が
流がれる。そして、ある時間経過して該第１のコンデン
サの端子電圧が確立されれば、それによって第１のリレ
ーのコイルに電流が流れることになる。この第１のリレ
ーのコイル電流によって対応した接点回路が閉じ第２の
コンデンサに充電電流が流がれる。更に一定時間経過し
て第２のコンデンサの端子電圧が確立されれば第２のリ
レーのコイルに電流が流れ、それに対応した接点回路が
閉じ第３のコンデンサに充電電流が流れる。以下、同様
にして複数個のコンデンサは順次タイミングがずれた状
態で連鎖的に出力ライン間に接続されていき、最後にこ
れらすべてのコンデンサが並列に接続される。従って最
終的にはそれらの総和に等しい静電容量が出力ライン間
に挿入されたことになる。
ずスイッチを投入すると第１のコンデンサに充電電流が
流がれる。そして、ある時間経過して該第１のコンデン
サの端子電圧が確立されれば、それによって第１のリレ
ーのコイルに電流が流れることになる。この第１のリレ
ーのコイル電流によって対応した接点回路が閉じ第２の
コンデンサに充電電流が流がれる。更に一定時間経過し
て第２のコンデンサの端子電圧が確立されれば第２のリ
レーのコイルに電流が流れ、それに対応した接点回路が
閉じ第３のコンデンサに充電電流が流れる。以下、同様
にして複数個のコンデンサは順次タイミングがずれた状
態で連鎖的に出力ライン間に接続されていき、最後にこ
れらすべてのコンデンサが並列に接続される。従って最
終的にはそれらの総和に等しい静電容量が出力ライン間
に挿入されたことになる。
電源投入直後は第１のコンデンサのみを充電すればよい
ため立上り時間は極めて短くすることができ、最後には
すべてのコンデンサが接続されたことになるから十分な
出力リップル特性と出力電圧の保持時間を発現させるこ
とが可能となるのである。
ため立上り時間は極めて短くすることができ、最後には
すべてのコンデンサが接続されたことになるから十分な
出力リップル特性と出力電圧の保持時間を発現させるこ
とが可能となるのである。
［実施例］ 以下、図面に基づき本考案について更に詳しく説明す
る。第１図は本考案に係る直流安定化電源装置の出力部
の詳細を示す回路図である。図示されていないが、本回
路の前段には整流回路が設けられる。スイッチング部は
如何なる構成であってもよく、例えば第３図に示すよう
なフォワード型のスイッチング電源であってよい。
る。第１図は本考案に係る直流安定化電源装置の出力部
の詳細を示す回路図である。図示されていないが、本回
路の前段には整流回路が設けられる。スイッチング部は
如何なる構成であってもよく、例えば第３図に示すよう
なフォワード型のスイッチング電源であってよい。
さてこの実施例ではコンデンサは５個に分割されてい
る。第１のコンデンサC1が出力ライン間に接続されると
ともに、それに並列に第１のリレーのコイルR1が接続さ
れる。また第２のコンデンサC2と第１のリレーの接点回
路S1とが直列に出力ライン間に接続され、該第２のコン
デンサC2に並列に第２のリレーのコイルR2が接続され
る。以下同様にして第３のコンデンサC3と第２のリレー
の接点回路S2とが直列に出力ライン間に接続され、該第
３のコンデンサC3に並列に第３のリレーのコイルR3が接
続される。更に第４のコンデンサC4と前記第３のリレー
の接点回路S3が直列に接続されて出力ライン間に挿入さ
れ、第４のコンデンサC4に並列に第４のリレーのコイル
R4が接続される。最後に第５のコンデンサC5と第４のリ
レーの接点回路S4とが直列に出力ライン間に接続される
構成である。
る。第１のコンデンサC1が出力ライン間に接続されると
ともに、それに並列に第１のリレーのコイルR1が接続さ
れる。また第２のコンデンサC2と第１のリレーの接点回
路S1とが直列に出力ライン間に接続され、該第２のコン
デンサC2に並列に第２のリレーのコイルR2が接続され
る。以下同様にして第３のコンデンサC3と第２のリレー
の接点回路S2とが直列に出力ライン間に接続され、該第
３のコンデンサC3に並列に第３のリレーのコイルR3が接
続される。更に第４のコンデンサC4と前記第３のリレー
の接点回路S3が直列に接続されて出力ライン間に挿入さ
れ、第４のコンデンサC4に並列に第４のリレーのコイル
R4が接続される。最後に第５のコンデンサC5と第４のリ
レーの接点回路S4とが直列に出力ライン間に接続される
構成である。
このように構成した回路の動作は次の如くである。まず
電源を投入すると整流された出力はチョークコイルＬを
通って第１のコンデンサC1を充電するとともに負荷に流
れる。他のコンデンサの接点回路はすべて開いているた
め、それらには電流は流れない。このようにしてまず第
１のコンデンサC1のみ充電されるため、出力電圧は第２
図に符号ｃで示すように急峻に立上り定格出力電圧値V0
に達する。第１のコンデンサC1の端子電圧が上昇すると
第１のリレーのコイルR1に電流が流れてその電磁力によ
り接点回路S1が閉じる。それによって第２のコンデンサ
C2が出力ライン間に接続される。その瞬間、該第２のコ
ンデンサC2への充電電流が流れるため、第２図に示すよ
うに出力電圧は若干低下する。しかしやがて該第２のコ
ンデンサC2も端子電圧が上昇するから、それによって第
２のリレーのコイルR2に電流が流れ、接点回路S2を閉じ
ることになる。以下このような動作が順次続いて、最後
に第４のリレーの接点回路S4が閉じ第５のコンデンサC5
が接続される。各リレーの接点回路が閉じて対応するコ
ンデンサが接続されるたびに、出力電圧は若干変動する
が、最終的には第１から第５のコンデンサが並列に接続
された状態で所定の静電容量を形成することになる。
電源を投入すると整流された出力はチョークコイルＬを
通って第１のコンデンサC1を充電するとともに負荷に流
れる。他のコンデンサの接点回路はすべて開いているた
め、それらには電流は流れない。このようにしてまず第
１のコンデンサC1のみ充電されるため、出力電圧は第２
図に符号ｃで示すように急峻に立上り定格出力電圧値V0
に達する。第１のコンデンサC1の端子電圧が上昇すると
第１のリレーのコイルR1に電流が流れてその電磁力によ
り接点回路S1が閉じる。それによって第２のコンデンサ
C2が出力ライン間に接続される。その瞬間、該第２のコ
ンデンサC2への充電電流が流れるため、第２図に示すよ
うに出力電圧は若干低下する。しかしやがて該第２のコ
ンデンサC2も端子電圧が上昇するから、それによって第
２のリレーのコイルR2に電流が流れ、接点回路S2を閉じ
ることになる。以下このような動作が順次続いて、最後
に第４のリレーの接点回路S4が閉じ第５のコンデンサC5
が接続される。各リレーの接点回路が閉じて対応するコ
ンデンサが接続されるたびに、出力電圧は若干変動する
が、最終的には第１から第５のコンデンサが並列に接続
された状態で所定の静電容量を形成することになる。
このように本考案によれば、電源投入時は第１のコンデ
ンサC1のみが出力ライン間に接続されるため、その静電
容量をかなり小さくしておくことによって非常に急峻な
出力電圧の立上り特性を発現させることができる。そし
て順次コンデンサが接続されて最終的にすべてのコンデ
ンサが出力ライン間に接続された後には十分な静電容量
を有するから、リップル特性は良好でありかつ所定の出
力電圧保持時間をもたせることができる。
ンサC1のみが出力ライン間に接続されるため、その静電
容量をかなり小さくしておくことによって非常に急峻な
出力電圧の立上り特性を発現させることができる。そし
て順次コンデンサが接続されて最終的にすべてのコンデ
ンサが出力ライン間に接続された後には十分な静電容量
を有するから、リップル特性は良好でありかつ所定の出
力電圧保持時間をもたせることができる。
第２図に示されているように、リレーが動作する毎に出
力電圧は変動するから、この変動幅が許容される範囲内
に収まるように各コンデンサの容量を選択すればよい。
例えば第３のコンデンサC3を回路に接続する場合には、
既に第１および第２のコンデンサC1，C2が接続されてい
るので、それらに比べてかなり大きな静電容量であって
も出力電圧の変動は少ない。好ましいコンデンサ容量の
分配値は、例えば Cj＝ΣCj-1 のような関係にすることである。このようにすれば、コ
ンデンサの分割個数を少なくし、かつ特性の良好なもの
を得ることができる。
力電圧は変動するから、この変動幅が許容される範囲内
に収まるように各コンデンサの容量を選択すればよい。
例えば第３のコンデンサC3を回路に接続する場合には、
既に第１および第２のコンデンサC1，C2が接続されてい
るので、それらに比べてかなり大きな静電容量であって
も出力電圧の変動は少ない。好ましいコンデンサ容量の
分配値は、例えば Cj＝ΣCj-1 のような関係にすることである。このようにすれば、コ
ンデンサの分割個数を少なくし、かつ特性の良好なもの
を得ることができる。
以上本考案の好ましい一実施例について説明したが、本
考案はかかる構成のみに限定されるものでない。分割す
るコンデンサの数は３〜５個程度が好ましい。多く分割
する程第２図に示す出力電圧の変動を抑えることができ
るが、部品点数が多くなるし、回路も複雑となるためマ
イナスの要因が増大するからである。
考案はかかる構成のみに限定されるものでない。分割す
るコンデンサの数は３〜５個程度が好ましい。多く分割
する程第２図に示す出力電圧の変動を抑えることができ
るが、部品点数が多くなるし、回路も複雑となるためマ
イナスの要因が増大するからである。
［考案の効果］ 本考案は上記のようにスイッチング電源の平滑コンデン
サを複数に分割し、それらがタイミングをずらせて順次
回路に接続するように構成されているから、電源投入直
後における出力電圧の立上り特性を極めて急峻なものと
することができるという優れた実用的効果を有する。
サを複数に分割し、それらがタイミングをずらせて順次
回路に接続するように構成されているから、電源投入直
後における出力電圧の立上り特性を極めて急峻なものと
することができるという優れた実用的効果を有する。
また本考案は、各コンデンサが順次接続されるものであ
るから、第１のコンデンサ容量は小さくてよく、そのた
めスイッチング回路におけるスイッチングトランジスタ
の容量も従来同様の必要最小限度のもので済むため安価
でありスイッチング速度も速く、かつ定常運転時には十
分大きな静電容量をもたせることができるので出力リッ
プル特性も良好でありシステムが要求する出力電圧保持
時間も十分長く保つことができるなど直流安定化電源に
とって必要な特性をすべて満たすことができるし、それ
でいて使用する部品も安価であり回路構成も比較的簡単
である等の優れた効果を有するものである。
るから、第１のコンデンサ容量は小さくてよく、そのた
めスイッチング回路におけるスイッチングトランジスタ
の容量も従来同様の必要最小限度のもので済むため安価
でありスイッチング速度も速く、かつ定常運転時には十
分大きな静電容量をもたせることができるので出力リッ
プル特性も良好でありシステムが要求する出力電圧保持
時間も十分長く保つことができるなど直流安定化電源に
とって必要な特性をすべて満たすことができるし、それ
でいて使用する部品も安価であり回路構成も比較的簡単
である等の優れた効果を有するものである。
第１図は本考案に係る直流安定化電源の出力部分の一実
施例を示す回路図、第２図はその出力電圧の立上り特性
の説明図、第３図は従来技術を示す回路図、第４図はそ
の出力電圧の立上り特性の説明図である。 Ｔ…トランス、Ｑ…スイッチングトランジスタ、Ｌ…チ
ョークコイル、C1，C2，C3，C4，C5…コンデンサ、R1，
R2，R3，R4…リレーのコイル、S1，S2，S3，S4…リレー
の接点回路。
施例を示す回路図、第２図はその出力電圧の立上り特性
の説明図、第３図は従来技術を示す回路図、第４図はそ
の出力電圧の立上り特性の説明図である。 Ｔ…トランス、Ｑ…スイッチングトランジスタ、Ｌ…チ
ョークコイル、C1，C2，C3，C4，C5…コンデンサ、R1，
R2，R3，R4…リレーのコイル、S1，S2，S3，S4…リレー
の接点回路。
Claims (1)
- 【請求項１】スイッチング電源の平滑コンデンサを第１
から第ｎまでのｎ個（但しｎは、ｎ≧３の整数）に分割
し、第１のコンデンサを出力ライン間に接続するととも
にそれに並列に第１のリレーのコイルを設け、第ｊ（但
しｊは、２≦ｊ≦ｎの整数）のコンデンサを第（ｊ−
１）のリレーの接点回路と直列にして前記出力ライン間
に接続し、第ｋ（但しｋは、２≦ｋ＜ｎの整数）のコン
デンサと並列に第ｋのリレーのコイルを設けることを特
徴とする急峻な出力立上り特性の直流安定化電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985045340U JPH0716177Y2 (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 急峻な出力立上り特性の直流安定化電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985045340U JPH0716177Y2 (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 急峻な出力立上り特性の直流安定化電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61164514U JPS61164514U (ja) | 1986-10-13 |
| JPH0716177Y2 true JPH0716177Y2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=30558761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985045340U Expired - Lifetime JPH0716177Y2 (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 急峻な出力立上り特性の直流安定化電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0716177Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021097561A (ja) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | シャープ株式会社 | Ａｃ／ｄｃ電源回路および電気機器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6461011A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Toshiba Corp | Superconducting transformer |
-
1985
- 1985-03-28 JP JP1985045340U patent/JPH0716177Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61164514U (ja) | 1986-10-13 |
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