JPH09265328A

JPH09265328A - アクティブダミー回路

Info

Publication number: JPH09265328A
Application number: JP7350896A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Noguchi; 聖一野口
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、ダミー電流が流れるか否
かで出力電圧の変動しないアクティブダミー回路を提供
すること。【解決手段】電力が入力される電力変換回路１０と、
この電力変換回路の出力電圧を検出する手段２０と、こ
の出力電圧検出手段の検出した出力電圧を基準電圧と比
較して両電圧の偏差を増幅して前記電力変換回路の制御
端に送る誤差増幅器３０と、この誤差増幅器の出力する
誤差電圧増幅信号を入力してしきい値電圧と比較する電
圧監視回路４０と、当該電力変換回路の出力側に接続さ
れたダミー負荷回路５０とを具備し、電圧監視回路が誤
差電圧増幅信号をしきい値電圧よりも大きいと判断した
ときは、ダミー負荷回路をオンして電力変換回路にダミ
ー電流を負担させて、前記電力変換回路に過電圧が発生
するのを防止している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換回路にお
いて出力電圧に過電圧が発生するのを防止するアクティ
ブダミー回路に掛り、特に出力側に設けた場合の小型化
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力変換回路においては、消費電流が過
度に減少すると出力電圧を安定化する回路の動作が不安
定になるので、これを防止するため、例えば本出願人の
提案に掛かる実開平４−１１８７８６号公報に開示され
ているように、アクティブダミー回路が設けられてい
る。また３端子レギュレータでは、接続される負荷から
電荷が供給されて負電流状態となり、過電圧状態になる
ことがあるが、このような過電圧状態は望ましいもので
はないので、アクティブダミー回路を過電圧防止回路と
して用いることがある。

【０００３】図６は、従来のアクティブダミー回路を有
する電力変換回路の構成ブロック図である。図におい
て、電力変換回路は３端子レギュレータのようなＤＣ−
ＤＣコンバータで、出力電圧安定化回路として出力電圧
検出回路１と誤差増幅器１を備えている。誤差増幅器１
は出力電圧検出回路１の検出した信号を基準電圧源Ｖ１
と比較して、誤差信号を求めて、電力変換回路の制御端
子に送っている。

【０００４】他方、アクティブダミー回路は電力変換回
路の負荷側に接続されたダミー負荷回路を有しており、
このダミー負荷回路のオンオフを制御する回路として出
力電圧検出回路２と誤差増幅器１を備えている。誤差増
幅器２は出力電圧検出回路２の検出した信号を基準電圧
源Ｖ２と比較して、出力電圧が過電圧状態であればダミ
ー負荷回路をオンして過電圧発生を防止している。

【０００５】図７は、出力電圧と負荷電流の関係を説明
する図である。負荷電流が正電流のときは、３端子レギ
ュレータの出力電圧安定化回路が充分に働くため、ダミ
ー回路はオフ状態にある。これに対して、負荷電流が負
電流のときは、３端子レギュレータの出力電圧安定化回
路が充分に働くことができず過電圧を将来する場合があ
るため、ダミー回路がオンして、過電圧の発生を防止し
ている。しかし、出力電圧安定化回路の基準電圧Ｖ１に
比較して、アクティブダミー回路のオンオフ動作の基準
となる基準電圧Ｖ２が高めに設定されているので、アク
ティブダミー回路が存在していても出力電圧に変動を生
じてしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の構成に
よれば、出力電圧安定化回路とアクティブダミー回路が
独立して設けられているので、部品点数が増加してコス
トが増大すると共に、損失も大きなるという課題があっ
た。また、アクティブダミー回路が作動するか否かによ
って出力電圧が変動するのでは、負荷側の素子に電圧に
過敏に動作するものがあれば、負荷側にとって電源とし
ての安定性が不足するという課題もあった。本発明はこ
のような課題を解決したもので、部品点数が少なく、ダ
ミー電流が流れるか否かで出力電圧の変動しないアクテ
ィブダミー回路を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は、上記の目的を達
成する本発明の技術的思想を説明する構成ブロック図で
ある。図において、電力が入力される電力変換回路１０
と、この電力変換回路の出力電圧を検出する手段２０
と、この出力電圧検出手段の検出した出力電圧を基準電
圧と比較して両電圧の偏差を増幅して前記電力変換回路
の制御端に送る誤差増幅器３０と、この誤差増幅器の出
力する誤差電圧増幅信号を入力してしきい値電圧と比較
する電圧監視回路４０と、当該電力変換回路の出力側に
接続されたダミー負荷回路５０とを具備している。そし
て、電圧監視回路が誤差電圧増幅信号をしきい値電圧よ
りも大きいと判断したときは、ダミー負荷回路をオンし
て電力変換回路に過電圧が発生するのを防止している。

【０００８】本発明の構成によれば、出力電圧検出手段
２０は、電力変換回路１０の出力側に一か所設けられて
おり、誤差増幅器３０を介する帰還ループによって電力
変換回路の出力電圧を安定化している。電圧監視回路４
０は、誤差増幅器３０の誤差電圧増幅信号をしきい値電
圧と比較し、電力変換回路が軽負荷状態のときはダミー
負荷回路５０をオンして、電力変換回路の負荷電流を実
質的に増大させて出力電圧安定化回路の動作を安定なも
のにしている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明を説明
する。図２は本発明の一実施例を示す具体的な回路図で
ある。図において、電力変換器１０には電力用トランジ
スタＱ１が用いられており、コレクタ端子は入力側とし
て外部より電力が供給され、エミッタ端子は出力側とし
て負荷電流Ｉoutを出力している。ベース・コレクタ端
子間には抵抗Ｒ１が挿入されている。出力電圧検出回路
２０は、エミッタ端子の出力電圧Ｖoutを分圧抵抗Ｒ
３，Ｒ４により分圧している。誤差増幅器３０はシャン
トレギュレータＵ１のように、カソード端子に発生する
電圧が一定値となるように電圧降下用抵抗Ｒ３に流れる
電流を制御している。このカソード端子はトランジスタ
Ｑ１のベース端子に制御信号を供給するもので、これに
より出力電圧Ｖoutを安定化している。

【００１０】電圧監視回路４０は、ここではゼナーダイ
オードＺを用いており、アノード端子がトランジスタＱ
１のベース端子に接続され、カソード端子がトランジス
タＱ２のベース端子に接続されている。ダミー負荷回路
５０は、ここではトランジスタＱ２と抵抗Ｒ２である。
トランジスタＱ２のエミッタ端子は電力変換器１０の出
力側に接続され、コレクタ端子は抵抗Ｒ２を介して接地
されている。

【００１１】このように構成された装置の動作を次に説
明する。誤差増幅器Ｕ１は電力変換器１０の出力電圧Ｖ
outが一定となるように動作する。即ち、出力電圧Ｖout
が高くなれば誤差増幅器Ｕ１の出力するベース制御電位
は低下し、出力電圧Ｖoutが低くなれば誤差増幅器Ｕ１
の出力するベース制御電位は上昇する。そして、この一
定となる出力電圧Ｖoutは、分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧
比並びに誤差増幅器Ｕ１の基準電圧により定まる。

【００１２】電圧監視回路４０は、電力変換器１０が動
作している場合には、ゼナーダイオードＺを用いてダミ
ー負荷回路５０をオフする。出力電圧Ｖoutが高くなっ
て電力変換器１０がオフし、誤差増幅器Ｕ１の出力する
ベース制御電位が低下して飽和状態になると、ゼナーダ
イオードＺがダミー負荷回路５０をオンする。すると、
ダミー負荷回路５０にダミー電流Ｉdが流れ、出力電圧
Ｖoutが誤差増幅器Ｕ１の設定値と一致するように低下
する。即ち、負荷側で発生した過電圧に対して、本実施
例によれば電圧監視回路４０とダミー負荷回路５０の協
調動作により、この過電圧を抑制する作用がある。

【００１３】図３は、図２の装置における出力電圧と負
荷電流の関係を説明する図である。負荷電流の正負に依
存することなく、出力電圧Ｖoutは一定化される。そし
て、図２の構成によれば、１チップの半導体素子により
製造することが可能であり、３端子シリーズレギュレー
タとして汎用的に用いることができる。

【００１４】図４は本発明の変形実施例を示す回路図
で、ここではフライバック型スイッチングを示してい
る。図において、トランスを構成する一次巻線ｎ１に
は、入力コンデンサＣ１を介して直流電圧Ｖinが印加さ
れ、スイッチング素子Ｑによってオンオフされている。
二次巻線ｎ２には、スイッチング電流が誘起されるの
で、ダイオードＤ１と出力コンデンサＣ２の整流平滑化
回路により直流化して出力電圧Ｖoutを負荷側に供給し
ている。補助巻線ｎ３は、スイッチング素子Ｑの制御電
位を生成する補助電源を構成するもので、誘起されるス
イッチング電流をダイオードＤ２と出力コンデンサＣ３
の整流平滑化回路により直流化している。

【００１５】フォトカプラＰＣの受光トランジスタＴｒ
は、補助巻線電圧をスイッチング素子Ｑの制御端子に印
加するかを制御するもので、発光ダイオードＤ３のオン
オフに応動する。発光ダイオードＤ３には、並列に保護
抵抗Ｒ５が挿入されており、シャントレギュレータＵ１
のカソード端子側にカソード端子が接続され、アノード
端子が電力変換器１０を構成するスイッチング電源の出
力側と接続されている。尚、出力電圧検出部２０、誤差
増幅器３０、電圧監視回路４０並びにダミー負荷回路は
図２の該当箇所で述べた構成を用いている。

【００１６】図５は、図４の装置における出力電圧と負
荷電流の関係を説明する図で，（Ａ）はダミー負荷回路
のない従来装置、（Ｂ）は本実施例の場合を示してい
る。従来装置によれば、負荷電流Ｉoutがゼロに近い軽
負荷状態では、出力電圧Ｖoutが上昇する跳ね上がり現
象が観測されていた。しかし、跳ね上がり現象は負荷側
に印加電圧に敏感な素子が接続されている場合には、機
器の損壊を招く恐れがあるため望ましいことではない。
本実施例によれば、電圧監視回路４０とダミー負荷回路
５０の協調動作により過電圧発生を防止しているので、
この跳ね上がり現象を抑制する作用がある。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば出
力電圧安定化回路に用いられる誤差増幅器３０の制御電
圧信号を用いて、アクティブダミー回路の動作用に兼用
しているので、従来に比較して部品点数が減少するとい
う効果がある。また、電圧監視回路４０とダミー負荷回
路５０の協調動作により過電圧発生を防止しているの
で、３端子レギュレータやスイッチング電源等の各種の
電力変換器において過電圧発生を有効に抑止でき、電源
としての信頼性が高くなるという効果を生ずる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の技術的思想を説明する構成ブロック図
である。

【図２】本発明の一実施例を示す具体的な回路図であ
る。

【図３】図２の装置における出力電圧と負荷電流の関係
を説明する図である。

【図４】本発明の変形実施例を示す回路図である。

【図５】図４の装置における出力電圧と負荷電流の関係
を説明する図である。

【図６】従来のアクティブダミー回路を有する電力変換
回路の構成ブロック図である。

【図７】従来の装置における出力電圧と負荷電流の関係
を説明する図である。

【符号の説明】１０電力変換回路２０出力電圧検出回路３０誤差増幅器４０電圧監視回路５０ダミー負荷回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力が入力される電力変換回路（１０）
と、この電力変換回路の出力電圧を検出する手段（２
０）と、この出力電圧検出手段の検出した出力電圧を基
準電圧と比較して両電圧の偏差を増幅して前記電力変換
回路の制御端に送る誤差増幅器（３０）と、この誤差増
幅器の出力する誤差電圧増幅信号を入力してしきい値電
圧と比較する電圧監視回路（４０）と、当該電力変換回
路の出力側に接続されたダミー負荷回路（５０）とを具
備し、前記電圧監視回路が前記誤差電圧増幅信号を前記しきい
値電圧よりも大きいと判断したときは、前記ダミー負荷
回路をオンして前記電力変換回路にダミー電流を負担さ
せて、前記電力変換回路に過電圧が発生するのを防止す
ることを特徴とするアクティブダミー回路。