JPH0832158B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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- JPH0832158B2 JPH0832158B2 JP63100717A JP10071788A JPH0832158B2 JP H0832158 B2 JPH0832158 B2 JP H0832158B2 JP 63100717 A JP63100717 A JP 63100717A JP 10071788 A JP10071788 A JP 10071788A JP H0832158 B2 JPH0832158 B2 JP H0832158B2
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- Japan
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- energy
- discharge
- voltage
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は放電スイッチ素子を制御してエネルギー変換
効率を改善するスイッチング電源装置に関するものであ
る。
効率を改善するスイッチング電源装置に関するものであ
る。
従来の技術 近年、スイッチング電源装置は小型軽量化され、各種
ポータブル機器の電源に無くてはならない回路となって
いる。
ポータブル機器の電源に無くてはならない回路となって
いる。
以下図面を参照しながら、前述した従来のスイッチン
グ電源装置の一例について説明する。
グ電源装置の一例について説明する。
第３図は従来の昇圧型のスイッチング電源装置の回路
図を示すものであり、第４図は第３図に示すところのA,
B,C,D各点の電圧波形図を示すものである。第３図にお
いて、４は主コイル、５は平滑コンデンサ、６は充電ス
イッチ素子、23は放電ダイオード、８は電圧検出回路、
９は制御回路、２は入力端子、１は基準端子、３は出力
端子、10は負荷である。14は回路に与えられる回路入力
電圧、15は負荷10に与える出力電圧、制御回路９に接続
された11は出力電圧検出信号、同じく12は制御信号であ
る。第４図において、24はダイオード順方向電圧降下、
17はエネルギー充電時間、18はエネルギー放電時間であ
る。
図を示すものであり、第４図は第３図に示すところのA,
B,C,D各点の電圧波形図を示すものである。第３図にお
いて、４は主コイル、５は平滑コンデンサ、６は充電ス
イッチ素子、23は放電ダイオード、８は電圧検出回路、
９は制御回路、２は入力端子、１は基準端子、３は出力
端子、10は負荷である。14は回路に与えられる回路入力
電圧、15は負荷10に与える出力電圧、制御回路９に接続
された11は出力電圧検出信号、同じく12は制御信号であ
る。第４図において、24はダイオード順方向電圧降下、
17はエネルギー充電時間、18はエネルギー放電時間であ
る。
以上のように構成された従来の昇圧型のスイッチング
電源装置について、以下その動作を説明する。
電源装置について、以下その動作を説明する。
まず、エネルギー充電時間17だけ充電スイッチ素子６
を閉じ主コイル４にエネルギーを充電する。次に充電ス
イッチ素子６を開くと主コイル４に蓄えられたエネルギ
ーは主コイル４の両端に逆起電圧として発生し、回路入
力電圧14に加算された放電ダイオード23を順方向に励起
し、平滑コンデンサ５への充電電流となってエネルギー
が移動する。このエネルギー移動はエネルギー放電時間
18の間に行われる。エネルギー充電時間17の間の負荷10
へのエネルギー供給は、平滑コンデンサ５からの放電と
言う形で行われる。出力電圧15の定電圧化は、制御回路
９の内部に構成された基準電圧と出力電圧検出信号11と
を比較して誤差信号を作り出し、この誤差信号が小さく
なるように制御回路９で充電スイッチ素子制御信号12の
エネルギー充電時間17とエネルギー放電時間18とを制御
することによって行われる。
を閉じ主コイル４にエネルギーを充電する。次に充電ス
イッチ素子６を開くと主コイル４に蓄えられたエネルギ
ーは主コイル４の両端に逆起電圧として発生し、回路入
力電圧14に加算された放電ダイオード23を順方向に励起
し、平滑コンデンサ５への充電電流となってエネルギー
が移動する。このエネルギー移動はエネルギー放電時間
18の間に行われる。エネルギー充電時間17の間の負荷10
へのエネルギー供給は、平滑コンデンサ５からの放電と
言う形で行われる。出力電圧15の定電圧化は、制御回路
９の内部に構成された基準電圧と出力電圧検出信号11と
を比較して誤差信号を作り出し、この誤差信号が小さく
なるように制御回路９で充電スイッチ素子制御信号12の
エネルギー充電時間17とエネルギー放電時間18とを制御
することによって行われる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら前記のような構成では、放電ダイオード
23のダイオード順方向電圧降下24のためエネルギーの一
部が放電ダイオードで23での熱となり損失し、入出力エ
ネルギーの変換効率を悪化させる。このことは、出力電
圧15を低く設定したときにダイオード順方向電圧降下24
の影響が大きく、入出力エネルギーの変換効率の悪化は
特に顕著に現れると言う問題点を有していた。また、制
御回路９の動作を停止させたとき、入力側から放電ダイ
オード23を通って負荷10に電流が流れ込み、制御回路９
の動作を停止させただけでは電流を遮断できないと言う
問題点も有していた。さらに、出力電圧15より入力電圧
14が高くなった場合、入力側から放電ダイオード23を通
って負荷10に電流が流れ込み、出力電圧15を制御するこ
とができないと言う問題点も有していた。さらにまた、
入力電圧14が低い場合にはダイオード順方向電圧降下24
の為に出力電圧15が上がりにくく、低電圧時の起動が良
くないと言う問題点も有していた。
23のダイオード順方向電圧降下24のためエネルギーの一
部が放電ダイオードで23での熱となり損失し、入出力エ
ネルギーの変換効率を悪化させる。このことは、出力電
圧15を低く設定したときにダイオード順方向電圧降下24
の影響が大きく、入出力エネルギーの変換効率の悪化は
特に顕著に現れると言う問題点を有していた。また、制
御回路９の動作を停止させたとき、入力側から放電ダイ
オード23を通って負荷10に電流が流れ込み、制御回路９
の動作を停止させただけでは電流を遮断できないと言う
問題点も有していた。さらに、出力電圧15より入力電圧
14が高くなった場合、入力側から放電ダイオード23を通
って負荷10に電流が流れ込み、出力電圧15を制御するこ
とができないと言う問題点も有していた。さらにまた、
入力電圧14が低い場合にはダイオード順方向電圧降下24
の為に出力電圧15が上がりにくく、低電圧時の起動が良
くないと言う問題点も有していた。
本発明は前記問題点に鑑み、入出力エネルギーの変換
効率を大幅に改善し、制御回路の動作を停止させれば電
流を遮断でき、入力電圧と無関係に出力電圧を制御でき
るスイッチング電源装置を提供するものである。
効率を大幅に改善し、制御回路の動作を停止させれば電
流を遮断でき、入力電圧と無関係に出力電圧を制御でき
るスイッチング電源装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 前記問題点を解決するために本発明のスイッチング電
源装置は、主コイルにエネルギーを充電する制御可能な
充電スイッチ素子と、前記主コイルに充電されたエネル
ギーを放電する制御可能な放電スイッチ素子と、放電さ
えれたエネルギーを平滑する平滑回路と、出力電圧が常
に一定になるように前記充電スイッチ素子を制御する充
電スイッチ素子制御回路と、前記放電スイッチ素子の制
御を前記充電スイッチ素子の出力からコンデンサを通し
て取り出された交流信号により制御する構成の放電スイ
ッチ素子制御回路を備えたものである。
源装置は、主コイルにエネルギーを充電する制御可能な
充電スイッチ素子と、前記主コイルに充電されたエネル
ギーを放電する制御可能な放電スイッチ素子と、放電さ
えれたエネルギーを平滑する平滑回路と、出力電圧が常
に一定になるように前記充電スイッチ素子を制御する充
電スイッチ素子制御回路と、前記放電スイッチ素子の制
御を前記充電スイッチ素子の出力からコンデンサを通し
て取り出された交流信号により制御する構成の放電スイ
ッチ素子制御回路を備えたものである。
作用 本発明は前記した構成によって、制御回路が充電スイ
ッチ素子を能動にする時間と放電スイッチ素子を能動に
する時間とをそれぞれ逆相に制御することによりエネル
ギーの伝達が行われ、放電スイッチ素子飽和電圧の方が
ダイオード順方向電圧降下よりもはるかに小さいため
に、入出力エネルギーの変換効率は大幅に改善されるこ
ととなる。また、放電スイッチ素子を非能動にすると入
出力間が遮断されるために、制御回路の動作を停止した
だけで電流が遮断できることとなる。さらに、出力電圧
の制御は充電スイッチ素子と放電スイッチ素子との両方
を制御するために、出力電圧よりも入力電圧が高くなっ
た場合でも伝達するエネルギー量を制御し出力電圧を制
御できる。さらにまた、放電スイッチ素子の制御を充電
スイッチ素子の出力からコンデンサを通して取り出して
いるために、充電スイッチ素子の動作時にコンデンサに
バイアス抵抗を介して出力側から充電することになり、
入力が低電圧でも起動できることとなる。
ッチ素子を能動にする時間と放電スイッチ素子を能動に
する時間とをそれぞれ逆相に制御することによりエネル
ギーの伝達が行われ、放電スイッチ素子飽和電圧の方が
ダイオード順方向電圧降下よりもはるかに小さいため
に、入出力エネルギーの変換効率は大幅に改善されるこ
ととなる。また、放電スイッチ素子を非能動にすると入
出力間が遮断されるために、制御回路の動作を停止した
だけで電流が遮断できることとなる。さらに、出力電圧
の制御は充電スイッチ素子と放電スイッチ素子との両方
を制御するために、出力電圧よりも入力電圧が高くなっ
た場合でも伝達するエネルギー量を制御し出力電圧を制
御できる。さらにまた、放電スイッチ素子の制御を充電
スイッチ素子の出力からコンデンサを通して取り出して
いるために、充電スイッチ素子の動作時にコンデンサに
バイアス抵抗を介して出力側から充電することになり、
入力が低電圧でも起動できることとなる。
実施例 以下本発明の一実施例のスイッチング電源装置につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例におけるスイッチング電源
装置の回路図を示すものである。第１図において、４は
主コイル、５は平滑コンデンサ、６は充電スイッチ素
子、７は放電スイッチ素子、21は放電スイッチ素子能動
コンデンサ、22は放電スイッチ素子バイアス抵抗、８は
電圧検出回路、９は制御回路である。２は入力端子、３
は出力端子、１は基準端子、10は負荷である。制御回路
９と接続されている11は出力電圧検出信号、同じく12は
充電スイッチ素子制御信号である。14は回路に与えられ
る回路入力電圧、15は負荷10に与える出力電圧である。
装置の回路図を示すものである。第１図において、４は
主コイル、５は平滑コンデンサ、６は充電スイッチ素
子、７は放電スイッチ素子、21は放電スイッチ素子能動
コンデンサ、22は放電スイッチ素子バイアス抵抗、８は
電圧検出回路、９は制御回路である。２は入力端子、３
は出力端子、１は基準端子、10は負荷である。制御回路
９と接続されている11は出力電圧検出信号、同じく12は
充電スイッチ素子制御信号である。14は回路に与えられ
る回路入力電圧、15は負荷10に与える出力電圧である。
以上のように構成されたスイッチング電源装置につい
て、以下第１図および第２図を用いてその動作を説明す
る。ここで、第２図は第１図に示すところのA,B,C,D,E
各点の電圧波形図を示すものであり、第２図において16
は放電スイッチ素子飽和電圧、17はエネルギー充電時
間、18はエネルギー放電時間である。
て、以下第１図および第２図を用いてその動作を説明す
る。ここで、第２図は第１図に示すところのA,B,C,D,E
各点の電圧波形図を示すものであり、第２図において16
は放電スイッチ素子飽和電圧、17はエネルギー充電時
間、18はエネルギー放電時間である。
そこで、まず、エネルギー充電時間17だけ充電スイッ
チ素子６を閉じ主コイル４にエネルギーを充電する。充
電スイッチ素子６が閉じられている間、充電スイッチ素
子能動コンデンサ21は放電スイッチ素子７を非能動にし
続けると同時に、放電スイッチ素子能動コンデンサ21は
充電スイッチ素子６と放電スイッチ素子バイアス抵抗22
によって出力側のエネルギーで充電される。
チ素子６を閉じ主コイル４にエネルギーを充電する。充
電スイッチ素子６が閉じられている間、充電スイッチ素
子能動コンデンサ21は放電スイッチ素子７を非能動にし
続けると同時に、放電スイッチ素子能動コンデンサ21は
充電スイッチ素子６と放電スイッチ素子バイアス抵抗22
によって出力側のエネルギーで充電される。
次に、充電スイッチ素子６を開くと、主コイル４に蓄
えられたエネルギーは主コイル４の両端に逆起電圧とし
て発生する。この逆起電圧は、放電スイッチ素子能動コ
ンデンサ21を介して放電スイッチ素子能動コンデンサ21
に充電されたエネルギーと重畳して放電スイッチ素子７
を能動にし、主コイル４に発生した逆起電圧としてのエ
ネルギーは、回路入力電圧14に加算され平滑コンデンサ
５への充電電流となってエネルギーが移動する。このエ
ネルギーの移動は、第２図に示すところのエネルギー放
電時間18の間に行われる。エネルギー充電時間17の間の
負荷10へのエネルギー供給は、平滑コンデンサ５からの
放電という形で行われる。出力電圧15の定電圧化は、制
御回路９の内部に構成された基準電圧と出力電圧検出信
号11とを比較して誤差信号を作り出し、この誤差信号が
小さくなるように制御回路９で充電スイッチ素子制御信
号12のエネルギー充電時間17とエネルギー放電時間18と
を制御することによって行われる。
えられたエネルギーは主コイル４の両端に逆起電圧とし
て発生する。この逆起電圧は、放電スイッチ素子能動コ
ンデンサ21を介して放電スイッチ素子能動コンデンサ21
に充電されたエネルギーと重畳して放電スイッチ素子７
を能動にし、主コイル４に発生した逆起電圧としてのエ
ネルギーは、回路入力電圧14に加算され平滑コンデンサ
５への充電電流となってエネルギーが移動する。このエ
ネルギーの移動は、第２図に示すところのエネルギー放
電時間18の間に行われる。エネルギー充電時間17の間の
負荷10へのエネルギー供給は、平滑コンデンサ５からの
放電という形で行われる。出力電圧15の定電圧化は、制
御回路９の内部に構成された基準電圧と出力電圧検出信
号11とを比較して誤差信号を作り出し、この誤差信号が
小さくなるように制御回路９で充電スイッチ素子制御信
号12のエネルギー充電時間17とエネルギー放電時間18と
を制御することによって行われる。
以上のように本発明の実施例によれば、主コイルにエ
ネルギーを充電する制御可能な充電スイッチ素子と、前
記主コイルに充電されたエネルギーを放電する制御可能
な放電スイッチ素子と、放電されたエネルギーを平滑す
る平滑回路と、出力電圧が常に一定になるように前記充
電スイッチ素子を制御する充電スイッチ素子制御回路
と、前記放電スイッチ素子の制御を前記充電スイッチ素
子の出力からコンデンサを通して取り出された交流信号
により制御する構成の放電スイッチ素子制御回路を設け
ることにより、制御回路が充電スイッチ素子を能動にす
る時間と放電スイッチ素子を能動にする時間とをそれぞ
れ逆相に制御してエネルギーの伝達が行われ、放電スイ
ッチ素子飽和電圧の方がダイオード順方向電圧降下より
もはるかに小さいために、入出力エネルギーの変換効率
は大幅に改善されることになる。また、放電スイッチ素
子を非能動にすると入出力間が遮断されるために、制御
回路の動作を停止しただけで電流が遮断できることとな
る。また、出力電圧の制御は充電スイッチ素子と放電ス
イッチ素子との両方を制御するために、出力電圧よりも
入力電圧が高くなった場合でも伝達するエネルギー量を
出力電圧を制御できる。さらに、放電スイッチ素子の制
御を充電スイッチ素子の出力からコンデンサを通して取
り出しているために、充電スイッチ素子の動作時にコン
デンサにバイアス抵抗を介して出力側から充電すること
になり、入力が低電圧でも起動できる。
ネルギーを充電する制御可能な充電スイッチ素子と、前
記主コイルに充電されたエネルギーを放電する制御可能
な放電スイッチ素子と、放電されたエネルギーを平滑す
る平滑回路と、出力電圧が常に一定になるように前記充
電スイッチ素子を制御する充電スイッチ素子制御回路
と、前記放電スイッチ素子の制御を前記充電スイッチ素
子の出力からコンデンサを通して取り出された交流信号
により制御する構成の放電スイッチ素子制御回路を設け
ることにより、制御回路が充電スイッチ素子を能動にす
る時間と放電スイッチ素子を能動にする時間とをそれぞ
れ逆相に制御してエネルギーの伝達が行われ、放電スイ
ッチ素子飽和電圧の方がダイオード順方向電圧降下より
もはるかに小さいために、入出力エネルギーの変換効率
は大幅に改善されることになる。また、放電スイッチ素
子を非能動にすると入出力間が遮断されるために、制御
回路の動作を停止しただけで電流が遮断できることとな
る。また、出力電圧の制御は充電スイッチ素子と放電ス
イッチ素子との両方を制御するために、出力電圧よりも
入力電圧が高くなった場合でも伝達するエネルギー量を
出力電圧を制御できる。さらに、放電スイッチ素子の制
御を充電スイッチ素子の出力からコンデンサを通して取
り出しているために、充電スイッチ素子の動作時にコン
デンサにバイアス抵抗を介して出力側から充電すること
になり、入力が低電圧でも起動できる。
発明の効果 以上のように本発明は主コイルにエネルギーを充電す
る制御可能な充電スイッチ素子と、前記主コイルに充電
されたエネルギーを放電する制御可能な放電スイッチ素
子と、放電されたエネルギーを平滑する平滑回路と、出
力電圧が常に一定になるように前記充電スイッチ素子お
よび前記放電スイッチ素子とを制御する制御回路を備え
ることにより、入出力の変換効率を大幅に改善し、制御
回路の動作を停止しただけで電流が遮断でき、入力電圧
が出力電圧よりも高くなっても出力電圧が安定に制御す
ることができる。
る制御可能な充電スイッチ素子と、前記主コイルに充電
されたエネルギーを放電する制御可能な放電スイッチ素
子と、放電されたエネルギーを平滑する平滑回路と、出
力電圧が常に一定になるように前記充電スイッチ素子お
よび前記放電スイッチ素子とを制御する制御回路を備え
ることにより、入出力の変換効率を大幅に改善し、制御
回路の動作を停止しただけで電流が遮断でき、入力電圧
が出力電圧よりも高くなっても出力電圧が安定に制御す
ることができる。
さらに、放電スイッチ素子の制御を充電スイッチ素子
の出力からコンデンサを通して取り出しているために、
充電スイッチ素子の動作時にコンデンサにバイアス抵抗
を介して出力側から充電することになり、入力が低電圧
でも起動できる。
の出力からコンデンサを通して取り出しているために、
充電スイッチ素子の動作時にコンデンサにバイアス抵抗
を介して出力側から充電することになり、入力が低電圧
でも起動できる。
第１図は本発明の第１の実施例におけるスイッチング電
源装置の回路図、第２図は第１図の電圧波形図、第３図
は従来の昇圧型のスイッチング電源装置の回路図、第４
図は第３図の電圧波形図である。 １……基準端子、２……入力端子、３……出力端子、４
……主コイル、５……平滑コンデンサ、６……充電スイ
ッチ素子、７……放電スイッチ素子、８……電圧検出回
路、９……制御回路、10……負荷、11……誤差検出信
号、12……充電スイッチ素子制御信号、13……放電スイ
ッチ素子制御信号、14……回路入力電圧、15……出力電
圧、16……放電スイッチ素子飽和電圧、17……エネルギ
ー充電時間、18……エネルギー放電時間、19……副コイ
ル出力電圧、20……副コイル、21……放電スイッチ素子
能動コンデンサ、22……放電スイッチ素子バイアス抵
抗、23……放電ダイオード、24……ダイオード順方向電
圧降下。
源装置の回路図、第２図は第１図の電圧波形図、第３図
は従来の昇圧型のスイッチング電源装置の回路図、第４
図は第３図の電圧波形図である。 １……基準端子、２……入力端子、３……出力端子、４
……主コイル、５……平滑コンデンサ、６……充電スイ
ッチ素子、７……放電スイッチ素子、８……電圧検出回
路、９……制御回路、10……負荷、11……誤差検出信
号、12……充電スイッチ素子制御信号、13……放電スイ
ッチ素子制御信号、14……回路入力電圧、15……出力電
圧、16……放電スイッチ素子飽和電圧、17……エネルギ
ー充電時間、18……エネルギー放電時間、19……副コイ
ル出力電圧、20……副コイル、21……放電スイッチ素子
能動コンデンサ、22……放電スイッチ素子バイアス抵
抗、23……放電ダイオード、24……ダイオード順方向電
圧降下。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 稔 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 岡本 学 大阪府吹田市寿町２丁目26―８ 株式会社 三共無線製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−60465（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−263098（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−159188（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−96895（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−79920（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】主コイルにエネルギーを充電する制御可能
な充電スイッチ素子と、前記主コイルに充電されたエネ
ルギーを放電する制御可能な放電スイッチ素子と、放電
されたエネルギーを平滑する平滑回路と、出力電圧が常
に一定になるように前記充電スイッチ素子を制御する充
電スイッチ素子制御回路と、前記放電スイッチ素子の制
御を前記充電スイッチ素子の出力からコンデンサを通し
て取り出された交流信号により制御する構成の放電スイ
ッチ素子制御回路を備えたことを特徴とするスイッチン
グ電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63100717A JPH0832158B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63100717A JPH0832158B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01270767A JPH01270767A (ja) | 1989-10-30 |
| JPH0832158B2 true JPH0832158B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=14281398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63100717A Expired - Lifetime JPH0832158B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832158B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0421188U (ja) * | 1990-06-06 | 1992-02-21 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918867Y2 (ja) * | 1979-12-26 | 1984-05-31 | 横河電機株式会社 | 電力回生形スイッチング・レギュレ−タ |
| JPS59159188U (ja) * | 1983-04-07 | 1984-10-25 | ソニー株式会社 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ回路 |
-
1988
- 1988-04-22 JP JP63100717A patent/JPH0832158B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01270767A (ja) | 1989-10-30 |
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