JPH0724949Y2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は複合電子機器の入力スイッチオフ時、一部ある
いは複数の電源出力を他の電源出力より速く低下させオ
ン時遅く立ち上げる、一次、二次を絶縁したスイッチン
グ電源装置に関するものである。

従来の技術 A,Bの二つの絶縁コンバータで構成され、Ｂのコンバー
タ出力V_bをコンバータＡの出力V_aより速く低下させる機
能を有するスイッチング電源装置の回路構成を第４図と
第３図に示す。

第４図の構成を以下に説明する。

コンバータＡの制御出力端子12の出力電圧V_aは、スイッ
チングトランス１の二次巻線５に誘起された電圧を整流
平滑回路９で直流出力にし、この電圧を誤差検出回路11
で検出し、信号媒体10を介してパルス幅制御駆動回路７
にフィードバックし、スイッチング素子４のオン，オフ
デュティを制御して、安定化出力V_aを得ている。スイッ
チングトランス１の一次側にバイアス巻線２を設け整流
平滑し、この電圧をコンバータＡのパルス幅制御駆動回
路７とコンバータＢのパルス幅制御駆動回路13のバイア
ス電圧としている。コンバータＢの制御出力端子25の出
力電圧V_bは、前記のコンバータＡ同様、誤差検出回路1
7,信号媒体18,パルス幅制御駆動回路13,スイッチング素
子14,スイッチングトランス15,整流平滑回路16を介して
安定化出力を得、この安定化出力と出力端子25の間に直
列にスイッチ回路19を設け、一次入力オフ時、出力V_bを
出力V_aより速く低下させるための、入力低下検出回路20
をスイッチングトランス15の二次巻線に接続し、この検
出信号と後で説明する出力V_a検出回路21の出力信号をAN
D回路22の入力とし、このAND回路22の出力信号でスイッ
チ回路19を制御して、入力オフ時の出力V_a,V_bの電圧低
下タイムシーケンスを実現している。

端子23は、出力V_bと同期させて他の出力をオフ制御する
ための分岐出力端子である。

コンバータ全体をオフ制御する回路構成を第３図に示
す。第４図に対して第３図の異なる点は、AND回路22の
出力信号を信号媒体24を介してコンバータＢのPWM駆動
回路13をオフ制御し、コンバータＢの出力全体を制御さ
せるものである。

第３図，第４図のV_a検出信号と入力低下検出信号をAND
回路22の入力としている理由は、出力のオフ制御が必要
となる機器において、一般的に入力オン時、V_b出力（第
３図ではV_b，V_c出力）をV_a出力より遅く立ち上げる要求
機能を満たすためこの構成としている。

考案が解決しようとする課題 第４図の構成はオフ制御する出力回路に、スイッチ回路
19を直列に構成するため、スイッチ回路19を半導体で構
成する場合、半導体の損失によりオフ制御する電力容量
に制限がありスイッチ回路19に過負荷保護回路を施す場
合、回路が複雑となる等の課題があった。

第３図の構成においては、上記課題は解決できるが、第
４図、第３図の構成とも二次側回路に入力電圧検出回路
が必要で第４図より第３図の前記回路構成が複雑とな
り、更に入力オン時の立ち上がりシーケンス制御する場
合、両者の回路構成ともV_a，V_bのAND処理を行う回路が
必要であった。

本考案は以上のような従来の欠点を除去し、簡単な回路
構成で機能の優れたスイッチング電源装置を提供しよう
とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本考案は商用電源の整流平滑
された入力にそれぞれのスイッチング回路を介して接続
された第1,第２のスイッチングトランスと、この第１の
スイッチングトランスに設けられたバイアス巻線と、こ
のバイアス巻線の出力によって駆動される上記第１のス
イッチングトランスを制御するパルス幅制御駆動機能を
もつ第１のスイッチングレギュレータ集積回路と、この
第１のスイッチングレギュレータ集積回路にバイアス電
圧を与える上記整流平滑された入力に接続された抵抗と
コンデンサからなる第１のバイアス回路と、上記バイア
ス巻線にダイオードとオン，オフ制御回路を介して接続
される上記第２のスイッチングトランスを制御するパル
ス幅制御駆動機能をもつ第２のスイッチングレギュレー
タ集積回路と、この第２のスイッチングレギュレータ集
積回路にバイアス電圧を与える上記整流平滑された入力
に接続された抵抗とコンデンサからなる上記第１のバイ
アス回路より速く充電される第２のバイアス回路と、上
記バイアス巻線にアノード側が接続され、上記第１のバ
イアス回路の上記コンデンサにカソード側が接続された
第１の整流ダイオードと、アノード側が上記第１の整流
ダイオードのカソード側に接続され、カソード側が上記
第２のバイアス回路のコンデンサに接続された第２の整
流ダイオードと、上記第１のスイッチングトランスおよ
び上記第２のスイッチングトランスそれぞれの２次側に
設けられた整流平滑回路とでスイッチング電源を構成す
るものである。

作用 上記構成とすることによって、入力オフ時、第２のスイ
ッチング出力を第１の出力より速く低下させることがで
き、入力オン時は第１の出力に対して第２の出力を遅ら
せて立ち下げることができる。

実施例 以下、本考案の実施例を添付の図面第１図，第２図を用
いて説明する。

まず、第１図に示す一実施例について説明すると、31は
商用電源に接続されるプラグであり、このプラグ31には
整流平滑回路32を介してコンバータＡとコンバータＢに
接続されている。

すなわち、コンバータＡは、上記整流平滑回路32の正端
子の出力を絶縁型の第１のスイッチングトランス33の一
次巻線33aの一端に印加し、負端子は上記一次巻線33aの
他端に接続されたスイッチング素子34に接続されてい
る。また、このスイッチングトランス33には一端が整流
平滑回路32の負端子に接続されるバイアス巻線33bが設
けられ、このバイアス巻線33bには第１の整流ダイオー
ド35,平滑コンデンサ36を介してパルス幅制御駆動機能
を有する第１のスイッチングレギュレータ集積回路37を
接続し、この第１のスイッチングレギュレータ集積回路
37によってスイッチング素子34のオン，オフデュティを
制御するようになっている。さらに第１の整流ダイオー
ド35と第１のスイッチングレギュレータ集積回路37の接
続側と整流平滑回路32の正端子の出力には起動バイアス
用の抵抗38が接続されている。また、この第１のスイッ
チングトランス33の二次巻線33cには整流平滑回路39を
介して出力端子40a,40bが接続され、この出力端子40a,4
0bには誤差検出回路41が接続され、この誤差検出回路41
の出力は信号媒体42を介して第１のスイッチングレギュ
レータ集積回路37にフィードバックするようになってい
る。

一方、コンバータＢは、上記整流平滑回路32にはスイッ
チング素子43を介して第２のスイッチングトランス44の
一次巻線44aが接続され、上記スイッチング素子43はパ
ルス幅制御駆動機能を有する第２のスイッチングレギュ
レータ集積回路45によってオン，オフデュティの制御を
されるようになっている。この第２のスイッチングレギ
ュレータ集積回路45の入力端子は起動バイアス用の抵抗
46を介して整流平滑回路32の正端子に接続されるととも
に第２の整流ダイオード47を介して第１のスイッチング
トランス33のバイアス巻線33bの一端に接続された第１
の整流ダイオード35のカソード側に接続され、かつ、オ
ン，オフ制御端子はコンデンサ、トランジスタと抵抗か
らなるオン，オフ制御回路48に接続され、さらに入力端
子とオン，オフ制御端子間には起動兼整流用のコンデン
サ49が接続されている。また、オン，オフ制御回路48は
ダイオード50を介してバイアス巻線33bの一端に接続さ
れている。上記第２のスイッチングトランス44の二次巻
線44bには整流平滑回路51を介して出力端子52a,52bが接
続され、この出力端子52a,52bには誤差検出回路53が接
続され、この誤差検出回路53の出力は信号媒体54を介し
て第２のスイッチングレギュレータ集積回路45にフィー
ドバックされるようになっている。

第１および第２のスイッチングレギュレータ集積回路3
7,45は例えば三菱電機製スイッチングレギュレータ集積
回路のM51977相当品であり、以下に本考案に関する主な
機能を列記する。

（イ）駆動の開始と停止を比較的バラツキの少ないバイ
アス電圧の値によって制御できる。

（ロ）集積回路内部の基準電圧を集積回路に内蔵。

（ハ）リモートオン，オフ端子（端子がＬで駆動、Ｈで
停止の第１図の37a,45a）を有する。

上記（イ），（ロ）の電圧の関係は次のようになってい
る。

（基準電圧）＜（停止電圧）＜（駆動開始電圧）……
（Ｉ） 本考案は上記バイアス電圧の関係で第１および第２のス
イッチングレギュレータ集積回路37,45をオン，オフ制
御できることに着眼し、入力オン時の出力電圧立ち上が
りタイムシーケンスと入力オフ時の出力電圧立ち下がり
タイムシーケンスを実現させるものである。上記タイム
シーケンスを可能にしたフォワードコンバータの回路例
を第１図に示している。第１図においてコンバータＡの
第１のスイッチングレギュレータ集積回路37の入力端子
に第２の整流ダイオード47のアノードを接続し、カソー
ドをコンバータＢの第２のスイッチングレギュレータ集
積回路45の入力端子に接続し、前記入力端子と第２のス
イッチングレギュレータ集積回路45のコモン端子間に起
動兼整流コンデンサ49を接続し、起動バイアス抵抗46を
第２の整流ダイオード47のカソードと入力整流電圧の正
端子に接続する。前記バイアス巻線33bにダイオード50
のアノードを接続し、カソードをオン，オフ制御回路48
に接続し、前記オン，オフ制御回路48の出力をコンバー
タＢの第２のスイッチングレギュレータ集積回路45のオ
ン，オフ制御端子45aに接続する。一方第１のスイッチ
ングレギュレータ集積回路37のオン，オフ制御端子37a
はコモン電位に接続し、バイアス入力端子と入力整流電
圧の正端子に起動バイアス抵抗38を接続する。

第１のスイッチングトランス33のバイアス巻線33bは、
スイッチング素子34のオンに同期してバイアスを供給す
る極性の構造とする。又、入力オン時、抵抗38とコンデ
ンサ36で形成される第１のバイアス回路と抵抗46とコン
デンサ49で形成される第２のバイアス回路のコンデンサ
36および49を充電する時定数は次の関係に設定されてい
る。

｛抵抗38（Ω）｝×｛コンデンサ36（Ｆ）｝≧ 抵抗46（Ω）｝×｛コンデンサ49（Ｆ）｝……（II） 上記結線による動作を以下に説明する。

商用電源オンにより抵抗38,46を通してコンデンサ36,49
を充電する。充電カーブは関係式II及び第２の整流ダイ
オード47を介してコンデンサ49を充電するため第２のス
イッチングレギュレータ集積回路45のバイアスが速く立
ち上がり、第２のスイッチングレギュレータ集積回路45
の内蔵基準電圧が確立し、オン，オフ制御端子45aにＬ
信号が印加されない限り第２のスイッチングレギュレー
タ集積回路45の出力はオフ状態を維持する。第２のスイ
ッチングレギュレータ集積回路45がオフ状態のままさら
にコンデンサ36,49は充電され第１のスイッチングレギ
ュレータ集積回路37の起動電圧に達してスイッチング素
子34がオンし、第１のスイッチングトランス33のバイア
ス巻線33bと二次巻線33cに電圧が誘起され、第１のスイ
ッチングレギュレータ集積回路37が駆動動作し続けると
共に出力端子40a,40bに電圧V_aを出力する。

又、バイアス巻線33bに接続しているダイオード50とオ
ン，オフ制御回路48を介してコンバータＢの第２のスイ
ッチングレギュレータ集積回路45のオフ状態が解除さ
れ、コンバータＢの出力V_bが発生する。この動作により
入力オン時、出力V_bはV_aより遅れて立ち上がる。

次に入力をオフした場合は、バイアス巻線33b及び第１
のスイッチングレギュレータ集積回路37のバイアスに誘
起される電圧は入力の整流電圧の放電放物線と同じ割合
で低下する。この低下過程で第２のスイッチングレギュ
レータ集積回路45のバイアスの電圧は、第２の整流ダイ
オード47による電圧降下によって第１のスイッチングレ
ギュレータ集積回路37のバイアス電圧より速く第２のス
イッチングレギュレータ集積回路45のもつ停止電圧に達
し駆動を停止する。コンバータＢが駆動停止することに
より、入力の整流平滑回路32の平滑コンデンサに蓄えら
れたエネルギーの全てがコンバータＡに供給されるた
め、第１のスイッチングレギュレータ集積回路37の駆動
停止が遅れ出力V_bは出力V_aより速く立ち下がる関係を保
つ。

他の実施例を第２図に示す。

第２図は上記第１図に、例えば三菱電機製スイッチング
レギュレータの過電流保護動作機能を付加した回路であ
る。55,56はそれぞれのコンバータA,Bの過電流検出抵抗
であり、57,58は過電流時に充電されるタイマー用コン
デンサである。ツェナーダイオード59,60のカソードを
上記タイマー用コンデンサ57,58にそれぞれ接続し、ア
ノードを先に立ち上げ、後に立ち下がるコンバータＡの
第１のスイッチングレギュレータ集積回路37の過電圧検
出端子37bに接続している。37c,45cは過電流検出抵抗5
5,56に接続される過電流検出端子である。

この回路構成にすることにより、コンバータＡの出力が
過負荷状態及び過電圧状態になった時、コンバータＡ及
びＢの出力をオフさせることができる。又コンバータＢ
が過負荷状態になった時、上記同様両コンバータA,Bの
出力をオフさせることが可能となる。

考案の効果 以上のような構成による本考案により （１）第３図，第４図の従来例に示すスイッチング電源
装置で必要であった入力低下検出回路、V_a検出回路、AN
D処理回路が不要となり、極めて少ない部品により、出
力の立ち上がり、立ち下がりタイムシーケンスが実現で
きる。

（２）小容量出力から大容量出力までの複数の正，負の
出力電圧の立ち上がり、立ち下がりシーケンスが実現で
きる。

（３）複合電子機器のロジック系に第２図のコンバータ
Ａで電圧を供給し、メカ系にコンバータＢの構成で電圧
を供給することにより、ロジック系の異常に対してメカ
系の暴走動作を確実に防ぐことができる。

（４）両コンバータ出力の負荷短絡等の異常に対して両
コンバータのスイッチング動作を停止させるため、簡素
な回路構成でフェールセーフの機能を充実させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本考案の実施例を示すスイッチング電
源装置の回路図、第３図と第４図は従来例を示す回路図
である。 32……整流平滑回路、33……第１のスイッチングトラン
ス、33a,44a……一次巻線、33b……バイアス巻線、33c,
44b……二次巻線、34,43……スイッチング素子、35……
第１の整流ダイオード、36,49……平滑コンデンサ、37
……第１のスイッチングレギュレータ集積回路、38,46
……抵抗、39,51……整流平滑回路、40a,40b,52a,52b…
…出力端子、41,53……誤差検出回路、42,53……信号媒
体、44……第２のスイッチングトランス、45……第２の
スイッチングレギュレータ集積回路、47……第２の整流
ダイオード、48……オン，オフ制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】整流平滑された入力にそれぞれのスイッチ
   ング回路を介して接続された第1,第２のスイッチングト
   ランスと、この第１のスイッチングトランスに設けられ
   たバイアス巻線と、このバイアス巻線の出力によって駆
   動される上記第１のスイッチングトランスを制御するパ
   ルス幅制御駆動機能をもつ第１のスイッチングレギュレ
   ータ集積回路と、この第１のスイッチングレギュレータ
   集積回路にバイアス電圧を与える上記整流平滑された入
   力に接続された抵抗とコンデンサからなる第１のバイア
   ス回路と、上記バイアス巻線にダイオードとオン，オフ
   制御回路を介して接続される上記第２のスイッチングト
   ランスを制御するパルス幅制御駆動機能をもつ第２のス
   イッチングレギュレータ集積回路と、この第２のスイッ
   チングレギュレータ集積回路にバイアス電圧を与える上
   記整流平滑された入力に接続された抵抗とコンデンサか
   らなる上記第１のバイアス回路より速く充電される第２
   のバイアス回路と、上記バイアス巻線にアノード側が接
   続され、上記第１のバイアス回路の上記コンデンサにカ
   ソード側が接続された第１の整流ダイオードと、アノー
   ド側が上記第１の整流ダイオードのカソード側に接続さ
   れ、カソード側が上記第２のバイアス回路のコンデンサ
   に接続された第２の整流ダイオードと、上記第１のスイ
   ッチングトランスおよび上記第２のスイッチングトラン
   スそれぞれの２次側に設けられた整流平滑回路とで構成
   されたスイッチング電源。