JPH09252577A - Multioutput dc stabilized power unit - Google Patents

Multioutput dc stabilized power unit

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JPH09252577A
JPH09252577A JP6089596A JP6089596A JPH09252577A JP H09252577 A JPH09252577 A JP H09252577A JP 6089596 A JP6089596 A JP 6089596A JP 6089596 A JP6089596 A JP 6089596A JP H09252577 A JPH09252577 A JP H09252577A
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忠雄 斉藤
Daiki Yamada
大樹 山田
Takao Kusaka
隆夫 日下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multioutput stabilized power unit where the output voltage small in voltage difference can be obtained with high accuracy from each output circuit, with simple circuit constitution. SOLUTION: A main output circuit 12 and a sub output circuit 13 are respectively connected to both ends of the common secondary winding Ls of a main transformer T, and the output of the main transformer T is controlled to fix the main output voltage of the main output circuit 12. Therein, this unit is so constituted as to control the output voltage of the sub output circuit 13 by interposing a saturable reactor SR as a magnetic amplifier between the main transformer T and the sub output circuit 13, and controlling the pulse- shaped signal inputted from the secondary winding Ls of the main transformer T into the sub output circuit 13 by the saturable reactor SR. Therefore, the circuit constitution becomes simple, and output voltage small in voltage difference can be obtained from each output circuit, and the downsizing of the device and the cost reduction can be materialized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源又は直流
電源から、定格の異なる複数の安定化直流電圧を得る多
出力直流安定化電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-output stabilized DC power supply device for obtaining a plurality of stabilized DC voltages having different ratings from an AC power supply or a DC power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、多出力直流安定化電源装置
(以下、単に安定化電源装置と呼ぶ。)としては、二次
側の主出力回路の出力側にDC/DCコンバータを接続
してなるものが挙げられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a multi-output DC stabilized power supply device (hereinafter, simply referred to as a stabilized power supply device) has a DC / DC converter connected to an output side of a secondary side main output circuit. There are things.

【0003】図5はこのDC/DCコンバータを用いた
安定化電源装置の構成を示す図である。同図に示すよう
に、DC/DCコンバータ1は、主出力回路2の出力を
スイッチングし、内部のトランスの二次側に得たパルス
状信号を整流、平滑することによって主出力回路2の出
力電圧(例えば48V)をそれ以下(例えば5V)の直
流電圧に変換し出力する。一方、主出力回路2の出力電
圧はコンパレータ3にて基準電圧と比較され、その誤差
に応じた信号がフォトカプラ4を通じて一次側のPWM
制御回路5に帰還される。PWM制御回路5は誤差信号
に基づき、一次側のスイッチング素子Qに供給する駆動
パルス信号のパルスON幅(デューティ比)を制御する
ことによって主出力回路2の出力電圧を一定化する。
FIG. 5 is a diagram showing the structure of a stabilized power supply device using this DC / DC converter. As shown in the figure, the DC / DC converter 1 switches the output of the main output circuit 2 and rectifies and smoothes the pulsed signal obtained on the secondary side of the internal transformer to output the output of the main output circuit 2. The voltage (for example, 48V) is converted into a DC voltage below that (for example, 5V) and output. On the other hand, the output voltage of the main output circuit 2 is compared with the reference voltage by the comparator 3, and the signal corresponding to the error is passed through the photocoupler 4 to the PWM of the primary side.
It is fed back to the control circuit 5. The PWM control circuit 5 makes the output voltage of the main output circuit 2 constant by controlling the pulse ON width (duty ratio) of the drive pulse signal supplied to the switching element Q on the primary side based on the error signal.

【0004】ところで、DC/DCコンバータのデュ一
ティ比(パルスON幅/スイッチング周期)は効率面か
ら通常0.5以下に設定される。したがって、DC/D
Cコンバータの出力電圧は、主出力回路の出力電圧の5
0%以下であることが普通である。さらに、DC/DC
コンバータ内部におけるスイッチング素子や整流素子等
の電圧降下分を見込むと、DC/DCコンバータの出力
電圧はさらに低いレベルに制約される。
By the way, the duty ratio (pulse ON width / switching period) of the DC / DC converter is usually set to 0.5 or less in terms of efficiency. Therefore, DC / D
The output voltage of the C converter is 5 times the output voltage of the main output circuit.
It is usually 0% or less. In addition, DC / DC
The output voltage of the DC / DC converter is restricted to a lower level when the voltage drop of the switching element or the rectifying element inside the converter is taken into consideration.

【0005】例えば、主出力回路の出力電圧を5V、デ
ューティ比を0.5、スイッチングトランジスタの飽和
電圧を1V、整流ダイオードの順方向電圧降下を0.5
5V、平滑チョークや配線による総電圧降下を0.2V
とすると、DC/DCコンバータの出力電圧Voは、 Vo<(5−1−0.55−0.2)×0.5 つまり1.625V以下となる。
For example, the output voltage of the main output circuit is 5V, the duty ratio is 0.5, the saturation voltage of the switching transistor is 1V, and the forward voltage drop of the rectifying diode is 0.5.
5V, total voltage drop due to smooth choke and wiring is 0.2V
Then, the output voltage Vo of the DC / DC converter becomes Vo <(5-1-0.55-0.2) × 0.5, that is, 1.625V or less.

【0006】また、仮にDC/DCコンバータのデュ一
ティ比を0.5以上に設定して3.3Vの直流電圧を得
ようとすると、上記の電圧降下分(1+0.55+0.
2=1.75V)は、許容される電圧降下分(5−3.
3=1.7V)を越えてしまうことになる。
If the duty ratio of the DC / DC converter is set to 0.5 or more to obtain a DC voltage of 3.3V, the above voltage drop (1 + 0.55 + 0.
2 = 1.75 V is the allowable voltage drop (5-3.
3 = 1.7V) will be exceeded.

【0007】このように、DC/DCコンバータを用い
た方式では、主出力電圧に対してかなり低い出力電圧、
具体的には主出力電圧の50%以下で、しかもDC/D
Cコンバータ内部での電圧降下分を見込んで主出力電圧
よりも3V以上低い電圧しか得られないと言う制約があ
り、5Vと3.3Vといった電圧差の小さい各出力を得
ることは困難とされていた。
As described above, in the system using the DC / DC converter, the output voltage considerably lower than the main output voltage,
Specifically, it is less than 50% of the main output voltage and DC / D
There is a restriction that only a voltage lower than the main output voltage by 3V or more can be obtained in consideration of the voltage drop inside the C converter, and it is difficult to obtain each output having a small voltage difference such as 5V and 3.3V. It was

【0008】また、DC/DCコンバータにおいては、
その負荷電流を多くとる場合、スイッチング素子にヒー
トシンクを付加しなければならず、配置の制約や電源サ
イズ増を招くという問題もあった。
In the DC / DC converter,
When the load current is large, a heat sink has to be added to the switching element, which poses a problem that the layout is restricted and the power source size is increased.

【0009】このような出力電圧間の制約を軽減できる
方式として、図6に示すように、メイントランスTに従
出力回路専用の二次巻線Ls′を設け、この二次巻線L
s′から従出力回路7への入力を一次側のスイッチング
と同期させてスイッチングする方式が挙げられる。
As a method for reducing such restrictions between output voltages, as shown in FIG. 6, a secondary winding Ls' dedicated to the output circuit of the main transformer T is provided.
There is a method of switching the input from s'to the secondary output circuit 7 in synchronization with the switching on the primary side.

【0010】しかしながら、従出力回路7のスイッチン
グ素子Q2を一次側のスイッチング素子Q1と同期して
スイッチングするための制御回路9は、構成が大規模且
つ複雑であり、装置の大形化、コスト増を招くことは必
至である。さらに、発振器を備えた制御回路が複数にな
ることで、ビートやノイズの対策を講じる必要が生じ
る。
However, the control circuit 9 for switching the switching element Q2 of the secondary output circuit 7 in synchronism with the primary side switching element Q1 has a large-scale and complicated structure, which makes the apparatus large and increases the cost. It is inevitable to invite. Further, since there are a plurality of control circuits equipped with oscillators, it becomes necessary to take measures against beats and noise.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このように、DC/D
Cコンバータを用いた多出力直流安定化電源装置におい
ては、出力回路間で電圧差の小さい出力電圧を得ること
が到底困難であるという問題がある。また出力回路間で
電圧差の小さい出力電圧が得られるように、メイントラ
ンスに従出力回路専用の二次巻線を設けた装置において
は、二次巻線から従出力回路への入力を一次側のスイッ
チングと同期をとってスイッチングするための複雑な制
御回路が必要となり、装置の大形化、コスト増を招くと
いう問題があった。
As described above, DC / D
In the multiple output DC stabilized power supply device using the C converter, there is a problem that it is very difficult to obtain an output voltage with a small voltage difference between the output circuits. Also, in a device that has a secondary winding dedicated to the secondary output circuit of the main transformer so that an output voltage with a small voltage difference between the output circuits can be obtained, the input from the secondary winding to the secondary output circuit is applied to the primary side. There is a problem that a complicated control circuit for switching in synchronism with the above switching is required, resulting in an increase in size of the device and an increase in cost.

【0012】本発明はこのような課題を解決するための
もので、簡単な回路構成で、各出力回路より電圧差が小
さい出力電圧が高精度に得られる多出力直流安定化電源
装置の提供を目的としている。
The present invention is intended to solve such a problem, and provides a stabilized multi-output power supply device with a simple circuit configuration and capable of obtaining an output voltage with a smaller voltage difference than each output circuit with high accuracy. Has an aim.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の多出
力直流安定化電源装置は上記目的を達成するために、ト
ランスと、トランスに供給する直流をスイッチングする
スイッチング素子と、トランスの出力を整流、平滑して
第1の直流電圧を出力する第1の出力回路と、トランス
の出力を整流、平滑して、第1の直流電圧の50%から
95%の範囲にあり第1の直流電圧との差が3V以内の
第2の直流電圧を出力する第2の出力回路と、第2の出
力回路の出力電圧と基準電圧との誤差を検出し、該誤差
に応じたリセット信号を出力する制御手段と、制御手段
より出力されたリセット信号に基づき第2の出力回路の
出力電圧を一定化するように、トランスから第2の出力
回路への電力の入力を制御する磁気増幅器とを具備して
なる。
In order to achieve the above object, a multi-output stabilized DC power supply device according to claim 1 of the present invention has a transformer, a switching element for switching a direct current supplied to the transformer, and an output of the transformer. A first output circuit that rectifies and smoothes the first DC voltage and outputs a first DC voltage, and a transformer that rectifies and smoothes the output of the first DC voltage within the range of 50% to 95% of the first DC voltage. A second output circuit that outputs a second DC voltage having a voltage difference of 3 V or less, and an error between the output voltage of the second output circuit and the reference voltage is detected, and a reset signal corresponding to the error is output. And a magnetic amplifier that controls the input of electric power from the transformer to the second output circuit so as to make the output voltage of the second output circuit constant based on the reset signal output from the control means. I will do it.

【0014】また、本発明の請求項2の多出力直流安定
化電源装置は、第1の出力回路は、少なくとも前記トラ
ンスの二次巻線に出力されたパルス状信号を整流、平滑
して直流電流を得るダイオード、チョークコイルおよび
コンデンサを具備してなることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the multi-output stabilized DC power supply device, the first output circuit rectifies and smoothes the pulsed signal output to at least the secondary winding of the transformer to generate a direct current. It is characterized by comprising a diode for obtaining a current, a choke coil and a capacitor.

【0015】また、本発明の請求項3の多出力直流安定
化電源装置は、第2の出力回路は、少なくともトランス
の二次巻線に出力されたパルス状信号の入力制御を行う
磁気増幅器としての可飽和リアクトルと、この可飽和リ
アクトルによって入力制御されたパルス状信号を整流、
平滑して直流電流を得るダイオード、チョークコイルお
よびコンデンサを具備してなることを特徴とする。
Further, in the multi-output stabilized DC power supply device according to claim 3 of the present invention, the second output circuit is a magnetic amplifier for controlling the input of the pulsed signal output to at least the secondary winding of the transformer. Of saturable reactor and pulsed signal input controlled by this saturable reactor,
It is characterized by comprising a diode, a choke coil and a capacitor which are smoothed to obtain a direct current.

【0016】また、本発明の請求項4の多出力直流安定
化電源装置は、ダイオードには直列にノイズ低減用の可
飽和リアクトルが接続されていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the stabilized DC power supply device of the present invention, a saturable reactor for reducing noise is connected in series to the diode.

【0017】さらに、本発明の請求項5の多出力直流安
定化電源装置は、少なくともダイオードと並列にスナバ
回路が接続されていることを特徴とする。
Further, a multi-output stabilized DC power supply device according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that a snubber circuit is connected in parallel with at least the diode.

【0018】このように本発明は、低電圧側の第2の出
力回路の出力電圧が高電圧側の第1の出力回路の出力電
圧の50%から95%の範囲にあり、電圧差が3V以内
の条件を満足するものにおいて、トランスから低電圧側
の第2の出力回路に入力される電力を磁気増幅器より制
御するように構成したことで、低電圧側の第2の出力回
路の制御幅が広くなる。したがって、簡単な回路構成
で、各出力回路より電圧差が小さい出力電圧が高精度に
得られ、装置の小形化、コストダウンを図れる。
As described above, according to the present invention, the output voltage of the second output circuit on the low voltage side is in the range of 50% to 95% of the output voltage of the first output circuit on the high voltage side, and the voltage difference is 3V. In the case where the above conditions are satisfied, the power input from the transformer to the second output circuit on the low voltage side is controlled by the magnetic amplifier, so that the control width of the second output circuit on the low voltage side is controlled. Becomes wider. Therefore, with a simple circuit configuration, an output voltage having a smaller voltage difference than each output circuit can be obtained with high accuracy, and the device can be downsized and the cost can be reduced.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1は本発明の実施形態である多出力直流
安定化電源装置(以下、単に安定化電源装置と呼ぶ。)
の構成を示す回路図である。同図に示すように、この安
定化電源装置は、メイントランスTと、メイントランス
Tの一次巻線Lpに接続された入力回路11と、メイン
トランスTの共通の二次巻線Lsの両端に各々接続され
た第1の出力回路12及び第2の出力回路13とを有す
る。以下、第1の出力回路12を主出力回路、第2の出
力回路13を従出力回路13と呼ぶ。
FIG. 1 shows a multi-output DC stabilized power supply device (hereinafter simply referred to as a stabilized power supply device) which is an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of FIG. As shown in the figure, this stabilized power supply device includes a main transformer T, an input circuit 11 connected to a primary winding Lp of the main transformer T, and a common secondary winding Ls of the main transformer T. It has a first output circuit 12 and a second output circuit 13 which are connected to each other. Hereinafter, the first output circuit 12 is called a main output circuit, and the second output circuit 13 is called a sub output circuit 13.

【0021】入力回路11は、入力した交流を全波整流
して直流に変換する4つのダイオードから構成されるブ
リッジ回路13と、全波整流後の直流を平滑化するコン
デンサC1と、メイントランスTの一次巻線Lpに供給
する直流電力を高周波でスイッチングするトランジスタ
等のスイッチング素子Qとから構成され、スイッチング
素子Qの一定周期におけるパルスON幅(デューティ
比)を制御するPWM制御回路14と接続されている。
The input circuit 11 includes a bridge circuit 13 composed of four diodes for full-wave rectifying the input alternating current to convert it into a direct current, a capacitor C1 for smoothing the direct current after the full-wave rectification, and a main transformer T. And a switching element Q such as a transistor for switching DC power supplied to the primary winding Lp at a high frequency, and is connected to a PWM control circuit 14 for controlling the pulse ON width (duty ratio) of the switching element Q in a constant cycle. ing.

【0022】主出力回路12は、メイントランスTの二
次巻線Lsに出力されたパルス状信号を整流、平滑して
5Vの直流電圧を得る整流ダイオードD1、D2、チョ
ークコイルL1及びコンデンサC2とから構成されてい
る。そして、この主出力回路12には、その主出力電圧
と内部の基準電圧とを比較して誤差信号を出力するコン
パレータ15と、コンパレータ15の誤差信号をPWM
制御回路14に帰還するフォトカプラ16等が接続され
ている。
The main output circuit 12 includes rectifying diodes D1 and D2, a choke coil L1 and a capacitor C2 for rectifying and smoothing the pulsed signal output to the secondary winding Ls of the main transformer T to obtain a DC voltage of 5V. It consists of Then, the main output circuit 12 compares the main output voltage with an internal reference voltage and outputs an error signal, and the error signal of the comparator 15 is PWM.
A photocoupler 16 for returning to the control circuit 14 and the like are connected.

【0023】従出力回路13は、メイントランスTの二
次巻線Lsに出力されたパルス状信号に対してリアクタ
ンスとして働いてパルス状信号の入力制御を行う磁気増
幅器としての可飽和リアクトルSRと、可飽和リアクト
ルSRによって入力制御されたパルス状信号を整流、平
滑して3.3Vの直流電圧を得るダイオードD3、D
4、チョークコイルL2及びコンデンサC3とから構成
されている。そして、この従出力回路13には、その従
出力電圧と内部の基準電圧との誤差を検出してこの誤差
に応じたリセット電流を抵抗R1及び逆流防止用のダイ
オードD5を通じて可飽和リアクトルSRに供給する制
御回路17が接続されている。
The slave output circuit 13 acts as a reactance on the pulsed signal output to the secondary winding Ls of the main transformer T to control the input of the pulsed signal, and a saturable reactor SR as a magnetic amplifier. Diodes D3 and D for rectifying and smoothing a pulsed signal input controlled by the saturable reactor SR to obtain a DC voltage of 3.3V
4, a choke coil L2 and a capacitor C3. The secondary output circuit 13 detects an error between the secondary output voltage and the internal reference voltage and supplies a reset current corresponding to the error to the saturable reactor SR through the resistor R1 and the backflow prevention diode D5. The control circuit 17 is connected.

【0024】次に、この安定化電源装置の動作を説明す
る。
Next, the operation of this stabilized power supply device will be described.

【0025】入力回路11に入力された交流は、ブリッ
ジ回路13にて全波整流されて直流に変換された後、コ
ンデンサC1にて平滑化される。この直流はスイッチン
グ素子Qの高周波によるスイッチングによってパルス状
信号となってメイントランスTの一次巻線Lpに供給さ
れ、二次巻線Lsに変圧されたパルス状信号となって出
力される。
The alternating current input to the input circuit 11 is full-wave rectified by the bridge circuit 13 and converted into direct current, and then smoothed by the capacitor C1. The direct current is supplied to the primary winding Lp of the main transformer T as a pulse signal by the switching of the switching element Q at a high frequency, and is output to the secondary winding Ls as a pulse signal transformed.

【0026】主出力回路12は、メイントランスTより
出力されたパルス状信号をダイオードD1、D2にて全
波整流後、チョークコイルL1及びコンデンサC2にて
整流、平滑化して、5Vの直流電圧を負荷に供給する。
ここで、主出力回路12の出力電圧は抵抗R2、R3に
分圧されてコンパレータ15に入力される。コンパレー
タ15は検出された出力電圧と内部の基準電圧とを比較
し、その誤差信号をフォトカプラ16を通じてPWM制
御回路14に帰還する。PWM制御回路14は誤差信号
に基づいてスイッチング素子Qに供給する駆動パルス信
号のパルスON幅(デューティ比)を制御する。これに
よって、主出力電圧の安定化制御が実行される。
The main output circuit 12 performs full-wave rectification on the pulsed signal output from the main transformer T by the diodes D1 and D2, rectifies and smoothes it by the choke coil L1 and the capacitor C2, and outputs a DC voltage of 5V. Supply to the load.
Here, the output voltage of the main output circuit 12 is divided by the resistors R2 and R3 and input to the comparator 15. The comparator 15 compares the detected output voltage with the internal reference voltage, and feeds back the error signal to the PWM control circuit 14 through the photocoupler 16. The PWM control circuit 14 controls the pulse ON width (duty ratio) of the drive pulse signal supplied to the switching element Q based on the error signal. As a result, stabilization control of the main output voltage is executed.

【0027】一方、従出力回路13において、メイント
ランスTより出力されたパルス状信号のうち、一方のダ
イオードD3を導通するパルス状信号は可飽和リアクト
ルSRによりパルス幅が制御された後、他方のダイオー
ドD4を導通するパルス状信号と共にチョークコイルL
2及びコンデンサC3にて平滑され、3.3Vの直流電
圧となって負荷に与えられる。ここで、従出力回路13
の出力電圧は制御回路17にて内部の基準電圧と比較さ
れ、その誤差信号は抵抗R1及び逆流防止用のダイオー
ドD5を通じてリセット電流として可飽和リアクトルS
Rに送られる。可飽和リアクトルSRは、リセット電流
によってスイッチング素子QがOFFの期間に飽和前の
状態まで磁化され、スイッチング素子QがONしたあと
のメイントランスTの二次巻線Lsからのパルス状信号
の流れ込みを磁化の度合いに応じた時間だけ阻止する。
上記時間が経過すると、メイントランスTの二次巻線L
sからのパルス状信号によって可飽和リアクトルSRは
飽和し、インダクタンスが減少してパルス状信号をダイ
オードD3に通過させる。このように可飽和リアクトル
SRに流すリセット電流を制御してダイオードD3を導
通するパルス状信号の阻止時間を制御することにより、
従出力電圧の制御が行われる。
On the other hand, in the slave output circuit 13, among the pulsed signals output from the main transformer T, the pulsed signal which conducts one diode D3 is controlled in pulse width by the saturable reactor SR and then the other pulsed signal. A choke coil L together with a pulsed signal that conducts the diode D4
It is smoothed by 2 and the capacitor C3, and is applied to the load as a DC voltage of 3.3V. Here, the sub output circuit 13
The output voltage of the control circuit 17 is compared with the internal reference voltage, and the error signal is sent as a reset current through the resistor R1 and the backflow prevention diode D5 to the saturable reactor S.
Sent to R. The saturable reactor SR is magnetized by the reset current to a state before saturation during the period when the switching element Q is OFF, and prevents the pulse-like signal from flowing from the secondary winding Ls of the main transformer T after the switching element Q is turned ON. Block for a period of time depending on the degree of magnetization.
After the above time has elapsed, the secondary winding L of the main transformer T
The saturable reactor SR is saturated by the pulsed signal from s, the inductance is reduced, and the pulsed signal passes through the diode D3. In this way, by controlling the reset current flowing through the saturable reactor SR to control the blocking time of the pulsed signal that conducts the diode D3,
The slave output voltage is controlled.

【0028】この安定化電源装置において、高電圧(5
V)側の主出力回路12と低電圧(3.3V)側の従出
力回路13は、各々メイントランスTの共通の二次巻線
Lsの両端に接続され、メイントランスTの出力は主出
力回路12の主出力電圧を定電圧化するように制御され
ている。そして、この安定化電源装置は、メイントラン
スTの二次巻線Lsから低電圧側の従出力回路13に入
力するパルス状信号を可飽和リアクトルSRにより制御
することで従出力回路13の出力電圧を制御するように
構成されている。
In this stabilized power supply device, a high voltage (5
The main output circuit 12 on the V) side and the sub output circuit 13 on the low voltage (3.3 V) side are respectively connected to both ends of the common secondary winding Ls of the main transformer T, and the output of the main transformer T is the main output. The main output voltage of the circuit 12 is controlled to be a constant voltage. Then, the stabilized power supply device controls the pulsed signal input from the secondary winding Ls of the main transformer T to the low voltage side slave output circuit 13 by the saturable reactor SR to output the output voltage of the slave output circuit 13. Is configured to control.

【0029】図2は可飽和リアクトルSRによる低電圧
側の制御幅を従来のDC/DCコンバータによる制御幅
と比較して示している。同図から明らかなように、可飽
和リアクトルSRによる低電圧側の制御幅は高電圧側の
制御域まで踏み込むことになり、従来のDC/DCコン
バータによる制御幅に比べ大幅に広がる。
FIG. 2 shows the control width on the low voltage side by the saturable reactor SR in comparison with the control width by the conventional DC / DC converter. As is clear from the figure, the control width on the low voltage side by the saturable reactor SR goes into the control range on the high voltage side, which is much wider than the control width by the conventional DC / DC converter.

【0030】このように構成することで、主従各出力回
路12、13の定格出力電圧の差が小さい場合において
も、低電圧側の従出力回路13の定電圧制御を電力的に
十分な余裕をもって行うことが可能になる。すなわち、
この構成によれば、主出力電圧に対する従出力電圧の割
合が50%以上で、主従各出力電圧の差が3V以内の条
件を満足する多出力型の安定化電源装置が達成される。
With this configuration, even when the difference between the rated output voltages of the main and slave output circuits 12 and 13 is small, the constant voltage control of the slave output circuit 13 on the low voltage side has a sufficient power margin. It will be possible to do. That is,
According to this configuration, a multi-output type stabilized power supply device is achieved in which the ratio of the sub output voltage to the main output voltage is 50% or more and the difference between the main and sub output voltages is within 3V.

【0031】また、可飽和リアクトルSRに角形比が高
く飽和特性の良好な材料を使用すれば、可飽和リアクト
ルSRの電圧降下値は小さくて済み、これにより主出力
電圧の95%程度の従出力電圧を得ることも可能であ
る。
If a material having a high squareness ratio and a good saturation characteristic is used for the saturable reactor SR, the voltage drop value of the saturable reactor SR can be small, and as a result, the secondary output of about 95% of the main output voltage can be obtained. It is also possible to obtain a voltage.

【0032】さらに、可飽和リアタトルSRに鉄損の低
い材料を使用することによって、発熱を低く抑えること
ができ、ヒートシンクが不要となる。
Furthermore, by using a material having a low iron loss for the saturable rear tuttle SR, heat generation can be suppressed to a low level and a heat sink becomes unnecessary.

【0033】以上の実施の形態においては、主出力電圧
を一次側スイッチング素子のPWM制御によって定電圧
制御しているが、本発明は、主出力側の電圧制御方式に
限定されるものではなく、他のどんな方式であっても構
わない。
In the above embodiments, the main output voltage is controlled by the PWM control of the primary side switching element, but the present invention is not limited to the voltage control system on the main output side. Any other method may be used.

【0034】また、以上の実施形態においては、メイン
トランスTの共通の二次巻線Lsの両端に各出力回路1
2、13を接続したが、巻数の等しい2つの二次巻線を
独立に設けて各々の二次巻線に主出力回路と従出力回路
を接続してもよい。また、グランド側を共通にした巻数
の等しい2つの二次巻線に各出力回路を接続するように
してもよい。
Further, in the above embodiment, each output circuit 1 is provided at both ends of the common secondary winding Ls of the main transformer T.
Although 2 and 13 are connected, two secondary windings having the same number of turns may be independently provided and the main output circuit and the slave output circuit may be connected to each secondary winding. Further, each output circuit may be connected to two secondary windings having the same number of turns and having the same ground side.

【0035】また、本発明は、フォワード方式に限定さ
れずフライバック方式の電源装置にも適応可能であり、
さらに一次側のスイッチング駆動方式に関しても自励・
他励を問わない。
Further, the present invention is not limited to the forward type and can be applied to a flyback type power supply device,
In addition, self-excited switching drive system on the primary side
I don't care about encouragement.

【0036】[0036]

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。Next, embodiments of the present invention will be described.

【0037】図3は本発明の実施例である多出力直流安
定化電源装置を示す回路図である。この安定化電源装置
における主出力回路の定格出力電圧は5V、従出力回路
の定格出力電圧は3.3Vである。そして、従出力回路
の電圧制御用として可飽和リアクトルSRが接続されて
いる。さらに、ノイズ低減のため各出力回路ともダイオ
ードD11、D12、D21、D22に直列に可飽和リ
アクトルSR11、SR12、SR21、SR22を接
続している。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a multiple output DC stabilized power supply device according to an embodiment of the present invention. In this stabilized power supply device, the rated output voltage of the main output circuit is 5V and the rated output voltage of the slave output circuit is 3.3V. A saturable reactor SR is connected for voltage control of the slave output circuit. Further, in order to reduce noise, saturable reactors SR11, SR12, SR21, SR22 are connected in series with diodes D11, D12, D21, D22 in each output circuit.

【0038】可飽和リアクトルとしては、ダイオードの
漏れ電流等によって可飽和リアクトルが不要にリセット
されることを防止するために、高角形比で飽和特性が良
好な例えばCo系アモルファスコアを使用した。さらに
具体的には、Co系アモルファス合金をトロイダル形状
にした外径12mm、内径8mm、高さ4.5mmのコ
アをケースに入れ、1.0mm径のワイヤーを3本パラ
にして5ターン施したものを使用した。
As the saturable reactor, in order to prevent the saturable reactor from being unnecessarily reset due to the leakage current of the diode, for example, a Co type amorphous core having a high squareness ratio and a good saturation characteristic is used. More specifically, a core of Co type amorphous alloy having a toroidal shape having an outer diameter of 12 mm, an inner diameter of 8 mm and a height of 4.5 mm was put in a case, and a 1.0 mm diameter wire was made into three para wires and subjected to 5 turns. I used one.

【0039】また、半波励磁(印加磁界600A/m、
周波数100kHz)による飽和特性(CMC特性によ
る右半面)での磁束変化分が100mT以下の可飽和リ
アクトルを使用することで、メイントランスの出力パル
ス幅の制御範囲を広げて、従出力回路の電圧制御の精度
向上を図った。さらに、交流磁気特性(印加磁界80A
/m、周波数100kHz)において、保磁力が27A
/m以下のものを選択することで、可飽和リアクトルを
制御するリセット電流が小さくて済むようになり、さら
に鉄損を減少できたことで効率、発熱面が改善でき、ヒ
ートシンクが不要となった。
Half-wave excitation (applied magnetic field 600 A / m,
The control range of the output pulse width of the main transformer is expanded by using a saturable reactor with a magnetic flux change of 100 mT or less in the saturation characteristic (right half surface due to the CMC characteristic) due to the frequency 100 kHz), and the voltage control of the secondary output circuit is performed. The accuracy of was improved. Furthermore, AC magnetic characteristics (applied magnetic field 80A
/ M, frequency 100 kHz), coercive force is 27 A
/ M or less, the reset current for controlling the saturable reactor can be reduced, and the iron loss can be further reduced to improve efficiency and heat generation surface, and no heat sink is required. .

【0040】従出力回路の制御回路において、その出力
電圧と比較される基準電圧の生成には温度補償が良好な
シャントレギュレータIC21を用い、基準電圧は1.
26Vになるよう設定した。出力電圧に対する基準電圧
の比は0.3〜0.76が適当である。
In the control circuit of the slave output circuit, a shunt regulator IC21 having good temperature compensation is used to generate a reference voltage to be compared with the output voltage, and the reference voltage is 1.
It was set to 26V. A suitable ratio of the reference voltage to the output voltage is 0.3 to 0.76.

【0041】以上の安定化電源装置において、負荷のレ
ギュレーション特性を確認したところ、主従各出力電圧
ともその目標に対する誤差は±0.8%以内に抑えるこ
とができた。
When the regulation characteristics of the load were confirmed in the above stabilized power supply device, the error with respect to the target of each of the master and slave output voltages could be suppressed within ± 0.8%.

【0042】また、可飽和リアクトルの不要リセットや
ノイズ低減の対策として、図4のように、整流ダイオー
ドの漏れ電流を吸収するための、メイントランスTの二
次巻線Lsから従出力回路へのパルス状信号の入力ライ
ンに対して並列に、即ち、少なくともダイオードと並列
に、例えばコンデンサC31、C32と抵抗R31,R
32の直列回路からなるスナバ回路を接続することが好
ましい。なお、スナバ回路としては、上記のコンデンサ
と抵抗の直列回路に限らず、コンデンサのみからなるも
のや、その他のインピーダンス回路でもよい。なお、フ
ライバック方式で構成する場合は、メイントランスと並
列にインピーダンス回路を接続すると良好である。
As a countermeasure against unnecessary resetting of the saturable reactor and noise reduction, as shown in FIG. 4, the secondary winding Ls of the main transformer T for absorbing the leakage current of the rectifier diode to the secondary output circuit is absorbed. For example, capacitors C31 and C32 and resistors R31 and R in parallel with the input line of the pulse signal, that is, at least in parallel with the diode.
It is preferable to connect a snubber circuit composed of 32 series circuits. The snubber circuit is not limited to the series circuit of the capacitor and the resistance described above, but may be a circuit including only the capacitor or another impedance circuit. In the case of the flyback method, it is preferable to connect an impedance circuit in parallel with the main transformer.

【0043】また、リセット電流は小さい程少ない電力
で制御できるので、可飽和リアクトルのコア形状として
は平均磁路長の短い方が好ましい。また、ダイオードの
漏れ電流によるリセット降下を少なくするために、コア
平均磁路長lと高さhの比l/hは4から14が望まし
い。
Since the smaller the reset current is, the smaller the electric power can be controlled, it is preferable that the saturable reactor has a short average magnetic path length. Further, in order to reduce the reset drop due to the leakage current of the diode, the ratio 1 / h of the core average magnetic path length 1 and the height h is preferably 4 to 14.

【0044】さらに、図3では、従出力回路の制御回路
中のリセット電流制御用のトランジスタQ21の正側及
び出力電圧検出用の抵抗R22の正側を従出力回路の正出
力側に接続しているが、これを主出力回路の正側に接続
することにより、主出力回路の出力が異常によりダウン
した時、従出力回路の動作を停止させることが可能であ
る。
Further, in FIG. 3, the positive side of the reset current controlling transistor Q21 and the positive side of the output voltage detecting resistor R22 in the control circuit of the secondary output circuit are connected to the positive output side of the secondary output circuit. However, by connecting this to the positive side of the main output circuit, it is possible to stop the operation of the slave output circuit when the output of the main output circuit goes down due to an abnormality.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように本発明の多出力直流
安定化電源装置によれば、低電圧側の第2の出力回路の
出力電圧が高電圧側の第1の出力回路の出力電圧の50
%から95%の範囲にあり、電圧差が3V以内の条件を
満足するものにおいて、低電圧側の第2の出力回路の制
御幅が広がり、以て、簡単な回路構成で、各出力回路よ
り電圧差が小さい出力電圧が高精度に得られ、装置の小
形化、コストダウンを図れる。
As described above, according to the multiple output DC stabilized power supply device of the present invention, the output voltage of the second output circuit on the low voltage side is the same as the output voltage of the first output circuit on the high voltage side. Fifty
% To 95% and satisfying the condition that the voltage difference is within 3 V, the control range of the second output circuit on the low voltage side is widened, so that the output circuit is simpler than each output circuit. An output voltage with a small voltage difference can be obtained with high accuracy, and the device can be downsized and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態である多出力直流安定化電源
装置の構成を示す回路図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a multiple output DC stabilized power supply device that is an embodiment of the present invention.

【図2】図1の可飽和リアクトルによる制御幅を従来の
DC/DCコンバータによる制御幅と比較して示す図
FIG. 2 is a diagram showing a control width of the saturable reactor of FIG. 1 in comparison with a control width of a conventional DC / DC converter.

【図3】本発明の実施例である多出力直流安定化電源装
置の構成を示す回路図
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a multiple output DC stabilized power supply device that is an embodiment of the present invention.

【図4】可飽和リアクトルの不要リセットおよびノイズ
対策について説明するための図
FIG. 4 is a diagram for explaining unnecessary resetting of the saturable reactor and measures against noise.

【図5】従来のDC/DCコンバータを用いた多出力直
流安定化電源装置の構成を示す回路図
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a multi-output DC stabilized power supply device using a conventional DC / DC converter.

【図6】他の従来の多出力直流安定化電源装置の構成を
示す回路図
FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of another conventional multi-output stabilized DC power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

T………メイントランス Q………スイッチング素子 SR………可飽和リアクトル 12………第1の出力回路 13………第2の出力回路 14………PWM制御回路Q 17………制御回路 T: Main transformer Q: Switching element SR: Saturable reactor 12: First output circuit 13: Second output circuit 14: PWM control circuit Q 17: Control circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トランスと、 前記トランスに供給する直流をスイッチングするスイッ
チング素子と、 前記トランスの出力を整流、平滑して第1の直流電圧を
出力する第1の出力回路と、 前記トランスの出力を整流、平滑して、前記第1の直流
電圧の50%から95%の範囲にあり前記第1の直流電
圧との差が3V以内の第2の直流電圧を出力する第2の
出力回路と、 前記第2の出力回路の出力電圧と基準電圧との誤差を検
出し、該誤差に応じたリセット信号を出力する制御手段
と、 前記制御手段より出力されたリセット信号に基づき前記
第2の出力回路の出力電圧を一定化するように、前記ト
ランスから前記第2の出力回路への電力の入力を制御す
る磁気増幅器とを具備したことを特徴とする多出力直流
安定化電源装置。
1. A transformer, a switching element for switching a direct current supplied to the transformer, a first output circuit for rectifying and smoothing an output of the transformer and outputting a first direct current voltage, and an output of the transformer. A second output circuit that rectifies and smoothes the first DC voltage and outputs a second DC voltage within a range of 50% to 95% of the first DC voltage and having a difference from the first DC voltage of 3 V or less. A control unit that detects an error between the output voltage of the second output circuit and the reference voltage and outputs a reset signal according to the error; and the second output based on the reset signal output from the control unit. A multi-output stabilized DC power supply device, comprising: a magnetic amplifier that controls the input of electric power from the transformer to the second output circuit so as to make the output voltage of the circuit constant.
【請求項2】 前記第1の出力回路は、少なくとも前記
トランスの二次巻線に出力されたパルス状信号を整流、
平滑して直流電流を得るダイオード、チョークコイルお
よびコンデンサを具備することを特徴とする請求項1記
載の多出力直流安定化電源装置。
2. The first output circuit rectifies a pulsed signal output to at least a secondary winding of the transformer,
The multi-output stabilized DC power supply device according to claim 1, further comprising a diode, a choke coil, and a capacitor that are smoothed to obtain a DC current.
【請求項3】 前記第2の出力回路は、少なくとも前記
トランスの二次巻線に出力されたパルス状信号の入力制
御を行う磁気増幅器としての可飽和リアクトルと、この
可飽和リアクトルによって入力制御されたパルス状信号
を整流、平滑して直流電流を得るダイオード、チョーク
コイルおよびコンデンサを具備することを特徴とする請
求項1記載の多出力直流安定化電源装置。
3. The saturable reactor as a magnetic amplifier that controls the input of the pulsed signal output to at least the secondary winding of the transformer, and the second output circuit is input controlled by the saturable reactor. 2. The stabilized multi-output power supply device according to claim 1, further comprising a diode, a choke coil, and a capacitor that obtain a direct current by rectifying and smoothing the pulsed signal.
【請求項4】 前記ダイオードには直列にノイズ低減用
の可飽和リアクトルが接続されていることを特徴とする
請求項2または3記載の多出力直流安定化電源装置。
4. The multi-output stabilized DC power supply device according to claim 2, wherein a saturable reactor for noise reduction is connected in series to the diode.
【請求項5】 少なくとも前記ダイオードと並列にスナ
バ回路が接続されていることを特徴とする請求項2また
は3記載の多出力直流安定化電源装置。
5. The multiple output stabilized DC power supply device according to claim 2, wherein a snubber circuit is connected in parallel with at least the diode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003018833A (en) * 2001-07-03 2003-01-17 Denso Corp Flyback dc/dc converting circuit
JP2008136355A (en) * 2008-03-03 2008-06-12 Ricoh Co Ltd Power supply circuit
JP2020047527A (en) * 2018-09-20 2020-03-26 東芝ライテック株式会社 Discharge lamp lighting device

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