JPH08116669A

JPH08116669A - 直流安定化電源

Info

Publication number: JPH08116669A
Application number: JP25176894A
Authority: JP
Inventors: Kenji Iida; 謙二飯田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-10-18
Filing date: 1994-10-18
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】所定の電源を非動作状態から動作状態に設定
した場合に、出力電圧の変動を小さくする直流安定化電
源を提供すること。【構成】一次側の電流の断続によって負荷に供給され
る出力電圧が二次側に出力されるコンバータトランスＴ
１、およびこのコンバータトランスの出力電圧を制御す
る制御信号を生成する制御回路１６、１８をそれぞれが
有する複数の電源ＰＳ１、ＰＳ２と、この複数の電源の
制御回路の出力側間に接続されたインピーダンス１９と
を具備した直流安定化電源において、複数の各電源にイ
ンピーダンスを含む制御信号の伝送路上にスイッチ回路
Ｓを設け、動作状態に設定されてから所定時間が経過し
た後に、スイッチを回路閉じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電話回線の通信装置な
どに使用される直流安定化電源に関する。

【０００２】

【従来の技術】電話回線の通信装置などに使用される直
流安定化電源では、出力を増加する場合、例えば同じ構
成をした複数の電源を並列に接続する構成が取られる。
ここで、出力を増加する構成の直流安定化電源につい
て、公知の技術ではないが１つの提案された構成を例に
取り図４を参照して説明する。

【０００３】４１は直流電圧を発生する直流電圧源で、
直流電圧源４１から例えば２つの電源ＰＳ１、ＰＳ２の
端子ＩＮ１、ＩＮ２に直流電圧が供給されている。なお
電源ＰＳ１、ＰＳ２は同一の構成であり、まず、一方の
電源ＰＳ１について説明する。直流電圧が供給される
端子ＩＮ１に電流検出回路４２が接続され、電流検出回
路４２はコンバータトランスＴ１の一次側に接続されて
いる。また、コンバータトランスＴ１の一次側には電流
スイッチ回路４３が接続されている。そして、電流スイ
ッチ回路４３の開閉により一次側に流れる電流が断続す
る構成になっている。なお、電流検出回路４２は、コン
バータトランスＴ１の一次側を流れるパルス電流Ｉｐを
検出し、検出されたパルス電流Ｉｐをその大きさに対応
する検出信号Ｉｓに変換し、電流モードＰＷＭ回路４４
に加えている。

【０００４】また、一次側に流れる電流の断続に対応し
てコンバータトランスＴ１の二次側に所定の電圧が出力
される。この出力電圧は整流平滑部４５で平滑され、ダ
イオードＣＲ１を通して出力電圧Ｖ0 として端子ＯＵＴ
に供給される。

【０００５】なお、出力電圧Ｖ0 を安定化するために、
出力電圧Ｖ0 が取り出され出力電圧コントロール回路４
６に加えられる。出力電圧コントロール回路４６は、基
準電圧源４７から基準電圧Ｖref が加えられており、出
力電圧Ｖ0 と基準電圧Ｖrefが比較され、両電圧の差に
対応する制御信号Ｖｂが生成される。制御信号Ｖｂは、
一次側と二次側を絶縁する絶縁回路４８に入力され、一
次側の制御信号Ｖｃに変換され、電流モードＰＷＭ回路
４４に加えられる。

【０００６】電流モードＰＷＭ回路４４では、電流検出
回路４２から加えられる検出信号Ｉｓと制御信号Ｖｃが
比較され、両者の差に対応する幅を持つ制御パルスＳｐ
が生成される。制御パルスＳｐは電流スイッチ回路４３
に加えられ、電流スイッチ回路４３の開閉時間を制御す
る。これにより、コンバータトランスＴ１の一次側にパ
ルス電流Ｉｐが流れる時間が制御され、出力電圧Ｖ0 が
一定の値となるように調整される。

【０００７】なお、電源ＰＳ２の構成や動作は電源ＰＳ
１と同様である。したがって、電源ＰＳ２については、
電源ＰＳ１と同一部分には同一の符号を付し、その一部
だけを図示している。この場合、電源ＰＳ２の出力も、
ダイオードＣＲ２を通して端子ＯＵＴに供給される。

【０００８】そして、各電源ＰＳ１、ＰＳ２それぞれの
絶縁回路１８の出力側にインピーダンス４９、例えば抵
抗が接続され、各インピーダンス４９は共通点ａ１、ａ
２に接続されている。

【０００９】上記したように、各電源ＰＳ１、ＰＳ２の
出力端はそれぞれダイオードＣＲ１、ＣＲ２を通して端
子ＯＵＴ、そして負荷（図示せず）に接続されている。
したがって、いずれかの電源ＰＳ１、ＰＳ２が動作不能
になっても、他の電源から出力を供給でき、バックアッ
プ機能を持っている。また、絶縁回路４８の出力端同士
がインピーダンス４９を介して共通点ａ１、ａ２に接続
されている。

【００１０】したがって、絶縁回路４８から電流モード
ＰＷＭ回路４４に加えられる制御信号Ｖc に各電源ＰＳ
１、ＰＳ２間でばらつきがあっても、制御電圧Ｖc の高
い方から低い方にインピーダンス４９を通して電流が流
れ、すべての制御信号Ｖc の大きさ例えば電圧は等しく
なる。このため、電流モードＰＷＭ回路４４において、
コンバータトランスＴ１の一次側に流れるパルス電流Ｉ
p と比較される制御信号Ｖc の大きさは全ての電源ＰＳ
１、ＰＳ２で等しくなる。

【００１１】このため、各電源ＰＳ１、ＰＳ２を並列運
転した場合、各電源の制御電圧Ｖcに差があっても、イ
ンピーダンス４９を介して相互間で作用し、安定で等し
い値になる。この結果、コンバータトランスの１次側に
流れるパルス電流Ｉｐのピーク値やパルス幅は、各電源
ＰＳ１、ＰＳ２間でほぼ等しく制御される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記した構成の場合、
各電源ＰＳ１、ＰＳ２の絶縁回路４８がそれぞれインピ
ーダンス４９を通して共通の端子ａ１、ａ２に接続され
ている。このとき、１つの電源例えばＰＳ２が非動作状
態から動作状態に設定された場合、それが正しい制御状
態に入るまで電源ＰＳ２の制御電圧Ｖｃ、したがって端
子ａ２の電位は不安定なレベルにある。この状態で、電
源ＰＳ２の端子ａ２が、これまで動作状態にあった例え
ば電源ＰＳ１の端子ａ１に接続されると電源ＰＳ１の制
御電圧Ｖｃを変動させる。ところで、制御電圧Ｖｃは電
流モードＰＷＭ回路４４を制御する電圧であるため、制
御電圧Ｖｃの変動はコンバータトランスＴ１の２次側の
出力電圧を変化させる。

【００１３】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、所定の電源を非動作状態から動作状態に設定した場
合に、出力電圧の変動を小さくする直流安定化電源を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一次側の電流
が断続し負荷に供給される出力電圧が二次側に出力され
るコンバータトランス、およびこのコンバータトランス
の出力電圧を制御する制御信号を生成する制御回路をそ
れぞれが有する複数の電源と、この複数の電源の前記制
御回路の出力側間に接続されたインピーダンスとを具備
した直流安定化電源において、前記インピーダンスを含
む前記制御信号の伝送路上に前記複数の各電源ごとにス
イッチを設け、前記複数の電源のうちの所定の電源が動
作状態に設定された際に、動作状態に設定されてから所
定時間が経過した後に、動作状態に設定された電源に設
けられた前記スイッチを閉じるようにしている。

【００１５】また、前記制御回路が、コンバータトラン
スの出力電圧と基準信号を比較する出力電圧コントロー
ル回路と、この出力電圧コントロール回路で生成された
制御信号を一次側の制御信号に変換する絶縁回路とで構
成されている。

【００１６】

【作用】上記した構成によれば、それぞれの電源ごと
に、インピーダンスを含む制御信号の伝送路上にスイッ
チが設けられている。そして、所定の電源が動作状態に
設定された際に、動作状態に設定されてから所定時間が
経過した後に、その電源に設けられた前記スイッチを閉
じるようにしている。このように電源が動作状態に設定
されてからスイッチが閉じるまでに時間の経過がある。
このため、動作状態に設定された電源の制御回路の出力
端が、他の電源の制御回路の出力端に接続される場合に
も時間の経過がある。そして、この時間の経過の間に、
動作状態に入った電源の制御電圧、例えば出力電圧コン
トロール回路の出力が安定する。したがって、動作状態
に入った電源の制御電圧が安定になった後に、他の電源
と相互に接続されることになり、出力電圧の変動を小さ
くできる。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例について、図１を参照して
説明する。

【００１８】１１は直流電圧を発生する直流電圧源で、
直流電圧源１１から例えば２つの電源ＰＳ１、ＰＳ２の
端子ＩＮ１、ＩＮ２に直流電圧が供給されている。なお
電源ＰＳ１、ＰＳ２は同一の構成であり、まず、一方の
電源ＰＳ１について説明する。直流電圧が供給される
端子ＩＮ１に電流検出回路１２が接続され、電流検出回
路１２はコンバータトランスＴ１の一次側に接続されて
いる。また、コンバータトランスＴ１の一次側には電流
スイッチ回路１３が接続されている。そして、電流スイ
ッチ回路１３の開閉により一次側に流れる電流が断続す
る構成になっている。

【００１９】なお、電流検出回路１２は、コンバータト
ランスＴ１の一次側を流れるパルス電流Ｉｐを検出し、
検出されたパルス電流Ｉｐをその大きさに対応する検出
信号Ｉｓに変換し、電流モードパルス幅変調（ＰＷＭ）
回路１４に加えている。

【００２０】また、一次側に流れる電流の断続によりコ
ンバータトランスＴ１の二次側に所定の電圧が出力され
る。この出力電圧は整流平滑部１５で平滑され、出力電
圧Ｖ0 としてダイオードＣＲ１から端子ＯＵＴに供給さ
れる。

【００２１】ところで、出力電圧Ｖ0 を安定化するため
に、出力電圧Ｖ0 が取り出され出力電圧コントロール回
路１６に加えられる。出力電圧コントロール回路１６に
は、基準電圧源１７から基準電圧Ｖref が加えられてお
り、出力電圧Ｖ0 と基準電圧Ｖref が比較され、両電圧
の差に対応する制御信号Ｖｂが生成される。制御信号Ｖ
ｂは一次側と二次側を絶縁する絶縁回路１８に入力さ
れ、一次側の制御信号Ｖｃに変換され、電流モードＰＷ
Ｍ回路１４に加えられる。

【００２２】そして、電流モードＰＷＭ回路１４では、
電流検出回路１２から加えられる検出信号Ｉｓと制御信
号Ｖｃが比較され、両者の差に対応する幅を持つ制御パ
ルスＳｐが生成される。制御パルスＳｐは電流スイッチ
回路１３に加えられ、電流スイッチ回路１３の開閉時間
を制御する。これによりコンバータトランスＴ１の一次
側にパルス電流Ｉｐが流れる時間が制御され、出力電圧
Ｖ0 が一定の値となるように調整される。

【００２３】また、絶縁回路１８の出力端にインピーダ
ンス１９、例えば抵抗が接続され、インピーダンス１９
はスイッチ回路Ｓを通して共通点ａに接続されている。
なお、スイッチ回路Ｓの開閉動作は、電流モードＰＷＭ
回路１４から遅延回路Ｄを通して加えられる信号によっ
て制御される。

【００２４】なお、電源ＰＳ２の構成や動作は電源ＰＳ
１と同様で、電源ＰＳ２の出力電圧も、ダイオードＣＲ
２から端子ＯＵＴに供給される。なお、電源ＰＳ２で
は、電源ＰＳ１と同一部分には同一符号を付し、その一
部を図示し重複する説明は省略する。

【００２５】上記した構成において、例えば電源ＰＳ２
が、動作していない状態から動作状態に設定された場合
について、図２を参照して説明する。なお、図２では、
図１に対応する部分には同一の符号を付し、絶縁回路１
８やスイッチ回路Ｓ、遅延回路Ｄは具体的な回路で示し
てある。

【００２６】電源ＰＳ２が動作状態に設定される場合、
まず、電流モードＰＷＭ回路１４に対し補助電源（図示
せず）から駆動電源が供給され、電流モードＰＷＭ回路
１４が動作状態に入る。電流モードＰＷＭ回路１４の動
作開始で、電流スイッチ回路１３が開閉する。

【００２７】この後、図１で説明したようにコンバータ
トランスＴ１の一次側の電流が断続し、そして二次側に
出力電圧が現れる。また、コンバータトランスＴ１の一
次側の電流が電流検出回路１２で検出され、その検出信
号Ｉｓが電流モードＰＷＭ回路１４に加えられる。一
方、コンバータトランスＴ１の出力電圧Ｖ0 と基準電圧
Ｖref が出力電圧コントロール回路１６で比較され制御
信号Ｖｂが生成される。そして、制御信号Ｖｂが端子Ａ
を通して絶縁回路１８に加えられる。なお、絶縁回路１
８はホトダイオードＰＤやホトトランジスタＰＴなどで
構成され、制御信号Ｖｂの印加でホトダイオードＰＤが
発光し、ホトトランジスタＰＴを導通状態にする。この
とき、ホトトランジスタＰＴと抵抗Ｒの接続点に一次側
の制御信号Ｖｃが発生する。この制御信号Ｖｃがインピ
ーダンス１９に加えられる。この場合、スイッチ回路Ｓ
が開であるため端子ａには伝送されず他の電源に影響を
与えない。

【００２８】その後、出力電圧コントロール回路１６や
電流モードＰＷＭ回路１４、電流検出回路１２が正常に
機能するようになり、動作開始後、ある時間τが経過し
たとき、制御電圧Ｖｃは定常状態になり、出力電圧Ｖ0
の制御が正しく行われようになる。

【００２９】一方、電源ＰＳ２が動作状態に設定された
とき、即ち、モードＰＷＭ回路１４に補助電源から駆動
電圧が印加されたとき、モードＰＷＭ回路１４からその
駆動電圧が遅延回路Ｄの端子Ｂに加えられる。遅延回路
Ｄは抵抗ＲｓとコンデンサＣｓの時定数回路で構成され
ており、点Ｃの電位が時間の経過とともに上昇する。そ
して、ある電位Ｖｃｓに達したときにトランジスタＴＲ
２が動作し、抵抗Ｒ２を通して電流を引き込みスイッチ
回路ＳのトランジスタＴＲ１を動作させ、スイッチ回路
Ｓを閉状態にする。なお、トランジスタＴＲ１に接続さ
れた抵抗Ｒ１やコンデンサＣ１は、トランジスタＴＲ１
の動作スピードを抑え、同時にトランジスタＴＲ１のゲ
ート・ソース間の電圧を決定している。

【００３０】なお、遅延回路Ｄの時定数τｓは、電流モ
ードＰＷＭ回路１４の内部スロースタート特性の時定数
τの２倍以上にし、制御電圧Ｖｃが定常状態に到達した
後にスイッチ回路Ｓが閉じるようにしている。したがっ
て、制御電圧Ｖｃが定常状態になった後に、電源ＰＳ２
の端子ａが他の電源例えばＰＳ１の端子ａに接続される
ことになる。このため、制御電圧Ｖｃの変動が抑えられ
る。

【００３１】なお、電源ＰＳ２が動作していないときは
ＴＲ１は動作状態にない。この場合、トランジスタＴＲ
１の内部に形成されるダイオードにより、他の並列接続
されている電源からの電流の流入が防止でき、他の動作
している電源のコントロール電圧Ｖｃに影響を与えな
い。

【００３２】次に、動作状態に設定された電源の各部の
信号波形について、図３を参照して説明する。

【００３３】（ａ）は電流モードＰＷＭ回路１４の出力
で、補助電源から駆動電圧が供給された時間をｔ0 で示
す。電流モードＰＷＭ回路１４の出力は内部のスロース
タート特性の時定数τで、電位が徐々に上昇する。
（ｂ）は遅延回路ＤのコンデンサＣｓの両端にかかる電
圧Ｖｃｓで、電流モードＰＷＭ回路１４の出力より遅れ
て上昇し、ｔ1 でスイッチ回路Ｓを閉じる。（ｃ）は絶
縁回路１８の出力で、動作状態に設定された際に瞬間的
に電位が上昇し、その後、電位が下降する。そして、ス
イッチ回路Ｓが閉じるｔ1 以降は通常の制御状態に入
る。また、（ｄ）は出力電圧Ｖ0 で、動作状態に入った
後、電流モードＰＷＭ回路１４が正しい制御状態になる
まで上昇し、制御状態に入るとほぼ一定になる。そし
て、スイッチ回路Ｓが閉じるｔ1 で動作状態に入った電
源が接続される。その際、矢印Ｙ先端で拡大して示すよ
うに波形に若干の乱れがあるが、その後、通常の制御が
行われる。なお、点線ｔは、出力電圧Ｖ0 が通常の制御
状態に入った時点を示している。

【００３４】なお、上記した実施例では、電圧コントロ
ール回路１６と絶縁回路１８で制御回路を構成し、絶縁
回路１８で一次側の制御電圧に変換している。しかし、
絶縁回路１８は必ずしも必要とするものではない。ま
た、各電源とも、制御回路例えば絶縁回路１８の出力端
にインピーダンスを接続し、それを共通端子に接続して
いる。しかし、各電源の制御回路間にインピーダンスを
共通に接続し、そして、インピーダンスと各電源の制御
回路間にスイッチ回路を接続する構成にすることもでき
る。また、上記した実施例では、負電源の場合で説明し
ているが正電源の場合にも適用できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、複数の電源を並列に接
続した構成において、所定の電源を動作状態に設定する
際の出力電圧の変動が小さい直流安定化電源を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図である。

【図２】本発明の動作を説明する図である。

【図３】本発明の各部の波形を説明する図である。

【図４】従来例を示す回路構成図である。

【符号の説明】

１１…直流電圧源１２…電流検出回路１３…電流スイッチ回路１４…電流モードＰＷＭ回路１５…整流平滑部１６…出力電圧コントロール部１９…インピーダンス回路ＰＳ１、ＰＳ２…電源Ｄ…遅延回路Ｓ…スイッチ回路Ｔ１…コンバータトランス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一次側の電流が断続し負荷に供給される
出力電圧が二次側に出力されるコンバータトランス、お
よびこのコンバータトランスの出力電圧を制御する制御
信号を生成する制御回路をそれぞれが有する複数の電源
と、この複数の電源の前記制御回路の出力端間に接続さ
れたインピーダンスとを具備した直流安定化電源におい
て、前記インピーダンスを含む前記制御信号の伝送路上
に前記複数の各電源ごとにスイッチを設け、前記複数の
電源のうちの所定の電源が動作状態に設定された際に、
動作状態に設定されてから所定時間が経過した後に、動
作状態に設定された電源に設けられた前記スイッチを閉
じるようにしたことを特徴とする直流安定化電源。
【請求項２】前記制御回路が、前記コンバータトラン
スの出力電圧と基準信号を比較する出力電圧コントロー
ル回路と、この出力電圧コントロール回路で生成された
制御信号を一次側の制御信号に変換する絶縁回路とで構
成されていることを特徴とする請求項１記載の直流安定
化電源。