JPH08322258A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH08322258A
JPH08322258A JP12844695A JP12844695A JPH08322258A JP H08322258 A JPH08322258 A JP H08322258A JP 12844695 A JP12844695 A JP 12844695A JP 12844695 A JP12844695 A JP 12844695A JP H08322258 A JPH08322258 A JP H08322258A
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JP
Japan
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output
voltage
circuit
pulse
output control
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JP12844695A
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Inventor
Kazuto Watanabe
和人 渡辺
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メイン制御を行うデジタル制御回路内にフォ
ワード出力制御部を設けることができて、従来に比し
て、小型化、低コスト化および高信頼性を図ることがで
きる電圧共振型の電源装置の提供を目的とする。 【構成】 抵抗40,41によって検出され出力電圧
に、抵抗32およびコンデンサ33によってチョークコ
イル26に入力するパルス状の電圧を重畳し、その電圧
の位相をコンデンサ39によって進めてコンパレータ3
11に出力する。コンパレータ311に入力した電圧は
基準電圧と比較され、その比較結果はラッチ回路312
により出力制御パルスMPWMの周期毎にラッチされ
る。演算部313はラッチ回路312の出力に基づいて
パルス幅を決定し、このパルス幅でPWM部314は出
力制御パルスMPWMに同期したパルス列を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低圧および高圧を使用
する機器に用いられる電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から低圧出力および高圧出力を1つ
のトランスにより生成する電源装置においては、図3に
示すように、デジタル回路で構成されたコントロール回
路31からの出力制御パルスをトランス8を介して、ド
ライバ回路6に供給し、スイッチングトランジスタ5を
スイッチング動作させ、負荷が必要とするエネルギーを
トランス7を介して供給している。そして、1つのトラ
ンスにより低圧出力および高圧出力を生成する電圧共振
型の電源回路においては、一般に端子48から出力され
る低圧のフライバック出力が一定電圧になるようにコン
トロール回路31が制御している。
【0003】一方、端子49から出力されるフォワード
出力は、コントロール回路31からのパルス信号を利用
して、三角波生成回路45により三角波を生成し、この
三角波を用いてPWMコンパレータ44が共振条件が崩
れない様に同期を取って、制御用スイッチングトランジ
スタ24を制御することによって制御されている。
【0004】さらに、端子47から出力される高圧の出
力は、コントロール回路31が高圧出力制御用トランジ
スタ16をオン/オフすることによって、一定電圧にな
るように制御されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来の電圧共振型の電源装置においては、低圧のフラ
イバック出力を一定に保つようにスイッチングトランジ
スタ5を制御しているために、低圧のフォワード出力電
圧制御においては、独自の制御回路をメインの制御回路
(コントロール回路31)とは別に構成しなければなら
ない。すなわち、低圧のフォワード出力電圧を制御する
ために、例えば、オペアンプ43、PWMコンパレータ
44、三角波生成回路45等の回路が必要であった。従
って、低圧のフォワード出力制御回路にかなりの部品点
数を必要とした。これにより、このような従来の電源装
置には大型化、、コスト高、信頼性の低下等の問題があ
った。本発明の目的は、低圧のフォワード出力制御回路
をメインのコントロール回路とは別に外部に構成する必
要がなく、従来の電源装置に比して小型化、低コスト化
および高信頼性を実現することができる電圧共振型の電
源装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに本発明の第1の手段は、変圧器の二次側にフライバ
ック方式の出力回路とフォワード方式の出力回路とが並
設され、前記フライバック方式の出力回路の出力電圧が
あらかじめ定められた電圧になるように、デジタル制御
回路が出力制御パルスを用いて前記変圧器の一次側のス
イッチング手段を制御する電圧共振型の電源装置におい
て、前記フォワード方式の出力回路の出力電圧を検出す
る検出手段と、該検出手段の検出結果を入力し、当該検
出結果が所定値となるように前記出力制御パルスに同期
したフォワード出力制御パルスを出力する、前記デジタ
ル制御回路内に設けられたフォワード出力制御手段と、
前記フォワード出力制御パルスに従って前記変圧器の二
次側から前記フォワード方式の出力回路に入力する電力
を制御するスイッチング手段とを具備することを特徴と
するものである。
【0007】以上の目的を確実に達成するために本発明
の第2の手段は、前記検出手段は、検出された出力電圧
に前記フォワード方式の出力回路のチョークコイルに入
力する電圧を重畳する電圧重畳手段と、当該重畳された
電圧の位相を変化させる位相補償手段とをさらに具備す
ることを特徴とするものである。
【0008】以上の目的を簡易な構成で達成するために
本発明の第3の手段は、前記フォワード出力制御手段
は、前記検出結果を所定値と比較するコンパレータと、
該コンパレータの出力を前記出力制御パルスに同期して
ラッチするラッチ回路と、該ラッチ回路の出力に基づい
て前記フォワード出力制御パルスのパルス幅を定める演
算回路と、該演算回路の出力に従ったパルス幅で前記出
力制御パルスに同期したパルス列を出力するPWM回路
とを備えることを特徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明の第1の手段によれは、変圧器の一次側
のスイッチング手段を出力制御パルスを用いて制御する
メインのデジタル制御回路内に設けられたフォワード出
力制御手段が、フォワード方式の出力回路の出力電圧を
検出する検出手段の検出結果を用いて、出力制御パルス
に同期したフォワード出力制御パルスを出力し、このフ
ォワード出力制御パルスに従ってスイッチング手段が変
圧器の二次側からフォワード方式の出力回路に入力する
電力を制御する。
【0010】本発明の第2の手段によれば、電圧重畳手
段が検出された出力電圧にチョークコイルに入力する電
圧を重畳し、さらに位相補償手段が先に重畳された電圧
の位相を変化させ、この位相が変化した電圧を検出結果
としてフォワード出力制御手段に出力する。
【0011】本発明の第3の手段によれば、フォワード
出力制御手段において、コンパレータが検出結果を所定
値と比較し、その比較結果をラッチ回路が出力制御パル
スに同期してラッチし、演算回路がラッチ回路の出力に
基づいてフォワード出力制御パルスのパルス幅を決定
し、この決定されたパルス幅でPWM回路が出力制御パ
ルスに同期したパルス列を出力する。
【0012】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
【0013】図1は本発明の一実施例の構成を示す回路
図である。図1において、1は交流電源、2は整流ダイ
オード、3は平滑コンデンサ、4は共振用コデンサ、5
はスイッチングトランジスタ、6はスイッチングトラン
ジスタ5の駆動回路、7は負荷にエネルギーを伝達する
トランス、8はスイッングトランジスタ5の駆動用トラ
ンス、9はコントロール回路31に電源を供給するトラ
ンスである。
【0014】また、10〜12は高圧コンデンサ、13
は電流制限用抵抗、14,15は高圧ダイオード、16
は高圧制御用トランジスタ、17,18は高圧検出抵抗
である。
【0015】19〜21は整流ダイオード、22,23
は平滑用コンデンサ、24はフォワード出力制御用スイ
ッチングトランジスタ、25はフォワード出力制御用ス
イッチングトランジスタ24の駆動回路、26はチョー
クコイルである。27はダイオード、28,29は平滑
コンデンサ、30は三端子レギュレータである。
【0016】31はデジタル回路で構成されたコントロ
ール回路である。このコントロール回路31内には、コ
ンパレータ311と、このコンパレータ311の出力を
出力制御パルスMPWMに同期してラッチするラッチ回
路312と、レジスタ,アップダウンカウンタ等により
構成される演算部313と、演算部313の出力に基づ
いたパルス幅で出力制御パルスMPWMに同期したパル
ス列を出力するPWM部314とからなるフォワード出
力制御部が設けられている。
【0017】42はフォワード出力電圧検出回路であ
る。このフォワード出力電圧検出回路42は、出力電圧
検出用の抵抗40,41と、出力電圧にチョークコイル
26に入力する電圧を重畳するための抵抗32およびコ
ンデンサ33と、位相を進ませるコンデンサ39と、フ
ィルタ回路を形成する抵抗34〜36およびコンデンサ
37,38によって構成されている。47〜49は負荷
に電力を供給する出力端子である。
【0018】以上のように構成された本実施例では、交
流電圧1が印加されると、コントロール回路31からト
ランス8を介して出力制御パルスMPWMがスイッチン
グトランジスタ5の駆動回路6に供給され、スイッチン
グトランジスタ5がスイッチング動作を行い、出力端子
47〜49に接続された負荷が必要とするエネルギーを
トランス7を介してこれらの負荷に供給する。
【0019】低圧のフライバック出力回路の出力端子4
8から負荷に供給される電圧は、その負荷が必要とする
電圧となるようにコントロール回路31により制御され
る。また、出力端子47から負荷に供給される電圧は、
高圧制御用トランジスタ16をコントロール回路31が
制御することによって制御される。以上の動作は従来例
と同様である。
【0020】低圧のフォワード出力回路の出力端子49
から負荷に供給される電圧は、フォワード出力電圧検出
回路部42で検出され、その検出された電圧をコントロ
ール回路31内部のコンパレータ311で検出し、PW
Mのパルス幅を変化させ、制御用のスイッチングトラン
ジスタ24を制御することによって制御されている。本
実施例の特徴は、この出力端子49から出力されるフォ
ワード出力電圧の制御装置にある。すなわち、低圧のフ
ォワード出力制御部を、デジタル制御回路で構成し、そ
れをコントロール回路31内に配置して、コントロール
回路31内部でメイン制御回路から出力される出力制御
パルスMPWMと同期させ、制御用スイッチングトラン
ジスタ24を制御することにある。
【0021】以下、このフォワード出力制御について図
面を用いて説明する。図2は図1に示した各部a〜dに
おける電圧の波形を示したものである。
【0022】図1および図2を用いてフォワード出力電
圧検出回路42の動作について説明する。
【0023】図1のa点には、PWM部314から出力
されるフォワード出力制御パルスに従って動作するスイ
ッチングトランジスタ24の出力が現れる。そして、コ
ンデンサ23で平滑化された出力電圧は抵抗40,41
によって検出される。この検出された出力電圧に、抵抗
32およびコンデンサ33を用いてa点でのパルス状の
電圧を重畳する。このことによって、出力電圧が基準電
圧Vref に対して反転する時期が早まるとともに、ラッ
チ回路312のラッチ時におけるコンパレータ311の
ハイ/ローの動作が確実なものとなる。
【0024】このようにして得られた図1のb点の電圧
の位相をコンデンサ39を用いて進ませる。ここで進相
コンデンサ39を設けた理由は、もしこの進相コンデン
サ39がないとすれば、出力端子49に接続された負荷
が軽減したときに、出力電圧のアップ/ダウン周期が極
端に遅くなり、Vref に対する出力電圧のオーバーして
いる時間が長くなり、この結果として、PWMのONパ
ルス幅がどんどん絞られていき、最終的にONパルス幅
がゼロとなって間欠発振が生じる可能性があるからであ
る。
【0025】このコンデンサ39によって位相を進ませ
た電圧は、さらに制御状態を安定化させるために設けら
れた抵抗34〜36およびコンデンサ37,38で構成
されるフィルタ回路を介してコンパレータ311に出力
される。
【0026】次に、コントロール回路31内に設けられ
たフォワード出力制御部の動作について説明する。フォ
ワード出力電圧検出回路42によって検出された電圧
は、コンパレータ311によって基準電圧Vref と比較
される。このコンパレータ311の出力(ハイ/ロー)
は、出力制御パルスMPWMの周期毎にラッチ回路31
2によりラッチされる。ラッチ回路312の出力は、演
算部313において、ONパルスの幅を決めるONレジ
スタに加算され、さらに出力制御パルスMPWMの変化
量と比較される。この比較結果に基づいて演算部313
はアップダウンカウンタ等を用いてパルス幅を定める。
このようにして決定されたパルス幅でPWM部314
は、出力制御パルスMPWMに同期したパルス列を、ス
イッチングトランジスタ24のドライバ回路25にフォ
ワード出力制御パルスとして出力する。
【0027】このように本実施例のようにして低圧のフ
ォワード出力を制御すれば、メインのフライバック制御
と同様にデジタルコントロール回路を用いて制御が行え
るため、従来例のようにフォワード出力制御回路をコン
トロール回路31とは別に外部に構成する必要がなくな
る。これにより、電源装置の小型化、低コスト化および
高信頼性を実現することができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メインのコントロール回路とは別に、外部に出力電圧の
制御回路を構成する必要がなくなり、電源装置の小型
化、低コスト化および高信頼性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す回路図である。
【図2】図1の各部の電圧波形を示した波形図である。
【図3】従来の電源装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 交流電源 2 整流ダイオード 3 平滑コンデンサ 4 共振用コンデンサ 5 スイッチングトランジスタ 6 スイッチングトランジスタ5の駆動回路 7 トランス 8 スイッチングトランジスタ5の駆動用トランス 9 トランス 10〜12 高圧コンデンサ 13 電流制限用抵抗 14,15 高圧ダイオード 16 高圧制御用トランジスタ 17,18 高圧検出抵抗 19〜21 整流ダイオード 22,23 平滑用コンデンサ 24 スイッチングトランジスタ 25 スイッチングトランジスタ24の駆動回路 26 チョークコイル 27 ダイオード 28,29 平滑コンデンサ 30 三端子レギュレータ 31 コントロール回路 42 フォワード出力電圧検出回路 47〜49 出力端子 311 コンパレータ 312 ラッチ回路 313 演算部 314 PWM部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変圧器の二次側にフライバック方式の出
    力回路とフォワード方式の出力回路とが並設され、前記
    フライバック方式の出力回路の出力電圧があらかじめ定
    められた電圧になるように、デジタル制御回路が出力制
    御パルスを用いて前記変圧器の一次側のスイッチング手
    段を制御する電圧共振型の電源装置において、 前記フォワード方式の出力回路の出力電圧を検出する検
    出手段と、 該検出手段の検出結果を入力し、当該検出結果が所定値
    となるように前記出力制御パルスに同期したフォワード
    出力制御パルスを出力する、前記デジタル制御回路内に
    設けられたフォワード出力制御手段と、 前記フォワード出力制御パルスに従って前記変圧器の二
    次側から前記フォワード方式の出力回路に入力する電力
    を制御するスイッチング手段とを具備することを特徴と
    する電源装置。
  2. 【請求項2】 前記検出手段は、検出された出力電圧に
    前記フォワード式の出力回路のチョークコイルに入力す
    る電圧を重畳する電圧重畳手段と、当該重畳された電圧
    の位相を変化させる位相補償手段とをさらに具備するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
  3. 【請求項3】 前記フォワード出力制御手段は、前記検
    出結果を所定値と比較するコンパレータと、該コンパレ
    ータの出力を前記出力制御パルスに同期してラッチする
    ラッチ回路と、該ラッチ回路の出力に基づいて前記フォ
    ワード出力制御パルスのパルス幅を定める演算回路と、
    該演算回路の出力に従ったパルス幅で前記出力制御パル
    スに同期したパルス列を出力するPWM回路とを備える
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源
    装置。
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