JPH0934567A - 電 源 - Google Patents
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- JPH0934567A JPH0934567A JP8172733A JP17273396A JPH0934567A JP H0934567 A JPH0934567 A JP H0934567A JP 8172733 A JP8172733 A JP 8172733A JP 17273396 A JP17273396 A JP 17273396A JP H0934567 A JPH0934567 A JP H0934567A
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- output
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
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- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】出力調整段における電力消費を最小にした電源
を提供する。 【解決手段】本発明の一実施例によれば、入力におい
て、顕著なリップル成分を有するDC入力電圧VS1_OUTが
供給され、該入力リップル成分のトラフVTにおいて、DC
入力電圧値にほぼ等しいレベルのDC出力電圧VS2_OUTを
出力する調整段１５を備えた電源１０が提供される。動
作の結果、この調整段で消費される電力は最少化され
る。DC出力電圧VS2_OUTを特定のレベルに調整するた
め、この出力電圧は基準と比較されて制御信号Ｓが発生
される。この信号は上流側調整段１４にフィードバック
される。上流側調整段１４は次に下流側調整段１５の入
力におけるトラフ電圧のレベルを変えるよう機能する。
を提供する。 【解決手段】本発明の一実施例によれば、入力におい
て、顕著なリップル成分を有するDC入力電圧VS1_OUTが
供給され、該入力リップル成分のトラフVTにおいて、DC
入力電圧値にほぼ等しいレベルのDC出力電圧VS2_OUTを
出力する調整段１５を備えた電源１０が提供される。動
作の結果、この調整段で消費される電力は最少化され
る。DC出力電圧VS2_OUTを特定のレベルに調整するた
め、この出力電圧は基準と比較されて制御信号Ｓが発生
される。この信号は上流側調整段１４にフィードバック
される。上流側調整段１４は次に下流側調整段１５の入
力におけるトラフ電圧のレベルを変えるよう機能する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器用調整（安定化）電源におい
て、出力調整段には、一般に、顕著なリップル成分を有
するDC（直流）入力電圧が供給され、且つ出力段は、電
圧基準（この電圧基準は該段の回路に顕在もしくは潜在
していてよい）で設定された電圧レベルの平滑化出力を
作り出す働きをする。主要調整段前後の線間電圧降下、
従って、該段での消費電力は、電圧基準とある瞬間の入
力電圧との差に左右される。この電力消費は相当の量で
ある可能性がある。
て、出力調整段には、一般に、顕著なリップル成分を有
するDC（直流）入力電圧が供給され、且つ出力段は、電
圧基準（この電圧基準は該段の回路に顕在もしくは潜在
していてよい）で設定された電圧レベルの平滑化出力を
作り出す働きをする。主要調整段前後の線間電圧降下、
従って、該段での消費電力は、電圧基準とある瞬間の入
力電圧との差に左右される。この電力消費は相当の量で
ある可能性がある。
【０００３】
【発明の目的】本発明の目的は、電源の出力調整段にお
ける電力消費を最小にする構成を提供することにある。
ける電力消費を最小にする構成を提供することにある。
【０００４】
【発明の概要】本発明の1つの様相により、入力と出力
とを有し、その入力には顕著なリップル成分を有するDC
入力電圧が供給され、その出力にはリップル成分のトラ
フ（波間の谷）におけるDC入力電圧値に事実上等レベル
のDC出力電圧を与える働きをする調整段から成る電源が
設けられる。
とを有し、その入力には顕著なリップル成分を有するDC
入力電圧が供給され、その出力にはリップル成分のトラ
フ（波間の谷）におけるDC入力電圧値に事実上等レベル
のDC出力電圧を与える働きをする調整段から成る電源が
設けられる。
【０００５】この方法で、該段における消費電力が最小
になる。勿論、一般的には、DC出力電圧が特定レベルに
なるよう調整する必要がある。これを行うには、出力電
圧を基準と比較して制御信号を生成し、これが下流側の
調整段の入力でのトラフ電圧のレベルを変える働きをす
る上流側の調整段へフィードバックされる。
になる。勿論、一般的には、DC出力電圧が特定レベルに
なるよう調整する必要がある。これを行うには、出力電
圧を基準と比較して制御信号を生成し、これが下流側の
調整段の入力でのトラフ電圧のレベルを変える働きをす
る上流側の調整段へフィードバックされる。
【０００６】その出力をその入力のトラフ電圧に調整す
る調整段は、好ましくは次の要素から成る： ・DC入力電圧の最小値を示す最小電圧基準を誘導し且つ
記憶するための最小電圧検出器； ・調整段の入力と出力の間で直列接続された調整経路を
有する能動調整装置であって、その調整経路の両端間の
電圧降下を調整するために制御できるもの；及び ・その調整経路の両端間の電圧降下がDC入力電圧の瞬間
値と最小電圧基準で示されたようなDC入力電圧の最小値
との間の差に一致するよう、能動調整装置を制御するべ
く最小電圧検出器によって記憶された最小電圧基準に応
答する制御手段。
る調整段は、好ましくは次の要素から成る： ・DC入力電圧の最小値を示す最小電圧基準を誘導し且つ
記憶するための最小電圧検出器； ・調整段の入力と出力の間で直列接続された調整経路を
有する能動調整装置であって、その調整経路の両端間の
電圧降下を調整するために制御できるもの；及び ・その調整経路の両端間の電圧降下がDC入力電圧の瞬間
値と最小電圧基準で示されたようなDC入力電圧の最小値
との間の差に一致するよう、能動調整装置を制御するべ
く最小電圧検出器によって記憶された最小電圧基準に応
答する制御手段。
【０００７】好都合にも、最小電圧検出器は、DC出力電
圧を受けられるよう接続され且つその電圧の最小値の大
きさを最小電圧基準として記憶するよう作動し、その制
御手段は、入力電圧がその最小値近くにある期間中、そ
の能動調整装置にその調整経路の両端間で微小電圧降下
を生じさせるよう作動する。
圧を受けられるよう接続され且つその電圧の最小値の大
きさを最小電圧基準として記憶するよう作動し、その制
御手段は、入力電圧がその最小値近くにある期間中、そ
の能動調整装置にその調整経路の両端間で微小電圧降下
を生じさせるよう作動する。
【０００８】本発明の好ましい実施例では、最小電圧検
出器と制御手段とは、連携して次の要素を包含する： ・調整段の出力端子間で抵抗と直列に接続されたコンデ
ンサであって、該コンデンサの端子間電圧は最小電圧基
準として作用し、且つコンデンサと抵抗の接合点の電圧
レベル（ここでは接合点電圧レベル）は、出力電圧と最
小電圧基準で代表される最小電圧との間の差を表すこと
を特徴とするもの； ・出力を有し、且つ基準に比例した接合点電圧レベルの
大きさに応答する比較手段であって、 ・・接合点電圧レベルが前記基準を越えて上昇しようと
する時、能動調整装置の調整経路の両端間の電圧降下が
増え、且つ ・・接合点電圧レベルが前記基準以下に低下しようとす
る時、能動調整装置が完全にオンされてその調整経路の
両端間の電圧降下を最小にする、ようその出力に制御信
号を生ずるもの；及び ・接合点電圧レベルが前記基準以下に低下しようとする
期間中、コンデンサの放電経路を開放してコンデンサ電
圧が出力電圧を下方に追従することができるように比較
手段によって制御される放電手段。
出器と制御手段とは、連携して次の要素を包含する： ・調整段の出力端子間で抵抗と直列に接続されたコンデ
ンサであって、該コンデンサの端子間電圧は最小電圧基
準として作用し、且つコンデンサと抵抗の接合点の電圧
レベル（ここでは接合点電圧レベル）は、出力電圧と最
小電圧基準で代表される最小電圧との間の差を表すこと
を特徴とするもの； ・出力を有し、且つ基準に比例した接合点電圧レベルの
大きさに応答する比較手段であって、 ・・接合点電圧レベルが前記基準を越えて上昇しようと
する時、能動調整装置の調整経路の両端間の電圧降下が
増え、且つ ・・接合点電圧レベルが前記基準以下に低下しようとす
る時、能動調整装置が完全にオンされてその調整経路の
両端間の電圧降下を最小にする、ようその出力に制御信
号を生ずるもの；及び ・接合点電圧レベルが前記基準以下に低下しようとする
期間中、コンデンサの放電経路を開放してコンデンサ電
圧が出力電圧を下方に追従することができるように比較
手段によって制御される放電手段。
【０００９】好都合にも、ツェナーダイオードがコンデ
ンサ／抵抗接合点と比較手段の出力との間に接続され、
且つ接合点電圧レベルが前記基準以下に低下しようとす
る時、比較手段が作動してツェナーダイオードが導通す
るまで制御信号レベルを上昇させるもので；この構成
で、ツェナーダイオードは、放電手段として機能し、且
つ接合点電圧レベルが前記基準以下に低下しようとする
期間中、能動調整装置を完全にオンにしておける程の十
分な制御信号レベルを保証する。
ンサ／抵抗接合点と比較手段の出力との間に接続され、
且つ接合点電圧レベルが前記基準以下に低下しようとす
る時、比較手段が作動してツェナーダイオードが導通す
るまで制御信号レベルを上昇させるもので；この構成
で、ツェナーダイオードは、放電手段として機能し、且
つ接合点電圧レベルが前記基準以下に低下しようとする
期間中、能動調整装置を完全にオンにしておける程の十
分な制御信号レベルを保証する。
【００１０】本願発明の別の様相により、次の要素から
成る電源が設けられる： ・出力に顕著なリップル成分を有する中間DC電圧を生じ
させる第一調整段であって、そこへフィードバックされ
た制御入力に応答して中間DC電圧の平均値を変え、よっ
てリップル成分のトラフを変化させるもの； ・入力と出力を有し、その入力において第一調整段より
出力された前述の中間DC電圧を受けられるよう接続され
且つ前記リップル成分のトラフで前記中間DC電圧の値と
固定関係を有するレベルのDC出力電圧をその出力で与え
るよう作用するもの、及び ・第二調整段によって生ずる前記DC出力電圧を基準と比
較し、且つ第一調整段によって前記基準で設定されたレ
ベルに定まる前記DC出力電圧を生ずるレベルにその平均
値が調節されるように前記制御入力を発生させるため
の、ループ制御手段。
成る電源が設けられる： ・出力に顕著なリップル成分を有する中間DC電圧を生じ
させる第一調整段であって、そこへフィードバックされ
た制御入力に応答して中間DC電圧の平均値を変え、よっ
てリップル成分のトラフを変化させるもの； ・入力と出力を有し、その入力において第一調整段より
出力された前述の中間DC電圧を受けられるよう接続され
且つ前記リップル成分のトラフで前記中間DC電圧の値と
固定関係を有するレベルのDC出力電圧をその出力で与え
るよう作用するもの、及び ・第二調整段によって生ずる前記DC出力電圧を基準と比
較し、且つ第一調整段によって前記基準で設定されたレ
ベルに定まる前記DC出力電圧を生ずるレベルにその平均
値が調節されるように前記制御入力を発生させるため
の、ループ制御手段。
【００１１】
【実施例】図1Aは、入力側でAC（交流）電源11に接続さ
れ且つ出力端子12で調整DC電圧を出力するよう作動する
電源ユニット10を示す。
れ且つ出力端子12で調整DC電圧を出力するよう作動する
電源ユニット10を示す。
【００１２】電源ユニットは、第一調整段14、第二調整
段15、及びループ制御ブロック13を備えている。
段15、及びループ制御ブロック13を備えている。
【００１３】第一調整段14は、その入力側でAC電源11に
接続されて、その出力側16で顕著なリップル成分を有す
る中間DC電圧VS1_OUTを生ずる（図1B参照）。この中間
電圧の平均DC電圧レベルは、ライン17でループ制御ブロ
ック13から第一段14へ帰還される制御信号Sによって制
御される。
接続されて、その出力側16で顕著なリップル成分を有す
る中間DC電圧VS1_OUTを生ずる（図1B参照）。この中間
電圧の平均DC電圧レベルは、ライン17でループ制御ブロ
ック13から第一段14へ帰還される制御信号Sによって制
御される。
【００１４】第一調整段14は、例えば、力率補正を有す
る切換えモード電源であり、制御信号Sはスイッチング
装置のデューティサイクルを制御する働きがある。該電
源段は当業者に周知であり、従ってここではこれ以上詳
しく説明しない。
る切換えモード電源であり、制御信号Sはスイッチング
装置のデューティサイクルを制御する働きがある。該電
源段は当業者に周知であり、従ってここではこれ以上詳
しく説明しない。
【００１５】第二調整段は、入力として中間DC電圧V
S1_OUTを受け、出力端子12に平滑化DC電圧VS2_OUTを生
ずる。この電圧VS2_OUTの高さは、実質的に、この電圧
のリップル成分のトラフにおける中間電圧VS1_OUTの値V
Tに対応する（図1B参照）。
S1_OUTを受け、出力端子12に平滑化DC電圧VS2_OUTを生
ずる。この電圧VS2_OUTの高さは、実質的に、この電圧
のリップル成分のトラフにおける中間電圧VS1_OUTの値V
Tに対応する（図1B参照）。
【００１６】出力電圧VS2_OUTの高さを制御するため、
この電圧をループ制御ブロック13へフィードバックし、
これにはまた端子12での所望出力電圧値を表す基準値も
供給される。ループ制御ブロック13は、そのフィードバ
ック電圧VS2_OUTを基準値と比較し、そして第一調整段1
4によって生じた中間電圧VS1_OUTの平均値に必要な調整
を実行できるよう制御信号Sを設定する。この平均レベ
ルの調整によって、中間電圧VS1_OUTのトラフ電圧VTが
可変され、続いて、出力電圧VS2_OUTが可変される（何
故なら、上で触れたように、第二調整段によって、電圧
VS2_OUTが中間電圧VS1_OUTのトラフ電圧値VTに追従する
ことになる）。
この電圧をループ制御ブロック13へフィードバックし、
これにはまた端子12での所望出力電圧値を表す基準値も
供給される。ループ制御ブロック13は、そのフィードバ
ック電圧VS2_OUTを基準値と比較し、そして第一調整段1
4によって生じた中間電圧VS1_OUTの平均値に必要な調整
を実行できるよう制御信号Sを設定する。この平均レベ
ルの調整によって、中間電圧VS1_OUTのトラフ電圧VTが
可変され、続いて、出力電圧VS2_OUTが可変される（何
故なら、上で触れたように、第二調整段によって、電圧
VS2_OUTが中間電圧VS1_OUTのトラフ電圧値VTに追従する
ことになる）。
【００１７】図2Aは、出力電圧VS2_OUTがループ制御ブ
ロック13に送られた基準値によって表される目標電圧TA
RGETを下回る場合の状況を示すものである。この場合、
ループ制御ブロック13は、第一段で中間電圧VS1_OUTの
平均値を高めることができるようTARGETとVS2_OUTの間
の差に依存して制御信号を設定する。
ロック13に送られた基準値によって表される目標電圧TA
RGETを下回る場合の状況を示すものである。この場合、
ループ制御ブロック13は、第一段で中間電圧VS1_OUTの
平均値を高めることができるようTARGETとVS2_OUTの間
の差に依存して制御信号を設定する。
【００１８】図2Bは、出力電圧VS2_OUTがループ制御ブ
ロック13に送られた基準値によって表される目標電圧TA
RGETを上回る場合の状況を示すものである。この場合、
ループ制御ブロック13は、第一段で中間電圧VS1_OUTの
平均値を下げることができるようTARGETとVS2_OUTの間
の差に依存して制御信号を設定する。
ロック13に送られた基準値によって表される目標電圧TA
RGETを上回る場合の状況を示すものである。この場合、
ループ制御ブロック13は、第一段で中間電圧VS1_OUTの
平均値を下げることができるようTARGETとVS2_OUTの間
の差に依存して制御信号を設定する。
【００１９】ブロック13がどのように実行されてよいか
は熟練した当業者には容易に分かる故、ループ制御ブロ
ック13の詳細はここでは触れない。勿論、基準値は制御
ブロックへの明確な入力の形を取る必要はなく、ブロッ
ク13自体の構成要素によって決められてよい、というこ
とが明らかになろう。
は熟練した当業者には容易に分かる故、ループ制御ブロ
ック13の詳細はここでは触れない。勿論、基準値は制御
ブロックへの明確な入力の形を取る必要はなく、ブロッ
ク13自体の構成要素によって決められてよい、というこ
とが明らかになろう。
【００２０】図3は、第二調整段15の主要機能ブロック
を示すブロック図である。これらの機能ブロックは、第
二段に対する入力電圧VS1_OUTの最小値の大きさを捕捉
するための最小電圧検出器6と；第二段の入力と出力間
に直列に接続された能動調整装置7と；そして最小電圧
検出器6で捕捉された最小電圧の大きさとVS2_OUTの大き
さと間の差に依存して能動調整装置を調整するための制
御ブロック8とである。非限定表示法で、制御ブロック8
は、誤差演算増幅器として描写され、能動調整装置7はM
OSFETとして描写されている。捕捉した最小電圧を超え
る出力電圧VS2_OUTの動きを検知する際、制御ブロック8
は、能動調整装置7を制御して、装置両端間の電圧降下
を増大させて出力電圧を検出器6で捕捉された最小電圧
の方へ低下させる。
を示すブロック図である。これらの機能ブロックは、第
二段に対する入力電圧VS1_OUTの最小値の大きさを捕捉
するための最小電圧検出器6と；第二段の入力と出力間
に直列に接続された能動調整装置7と；そして最小電圧
検出器6で捕捉された最小電圧の大きさとVS2_OUTの大き
さと間の差に依存して能動調整装置を調整するための制
御ブロック8とである。非限定表示法で、制御ブロック8
は、誤差演算増幅器として描写され、能動調整装置7はM
OSFETとして描写されている。捕捉した最小電圧を超え
る出力電圧VS2_OUTの動きを検知する際、制御ブロック8
は、能動調整装置7を制御して、装置両端間の電圧降下
を増大させて出力電圧を検出器6で捕捉された最小電圧
の方へ低下させる。
【００２１】最小電圧の基準尺度及び出力電圧VS2_OUT
の基準尺度は、もしそれらが測定電圧の値を表示するの
に役立つなら、どんな形を採用してもよい。
の基準尺度は、もしそれらが測定電圧の値を表示するの
に役立つなら、どんな形を採用してもよい。
【００２２】図4は、第二段の好ましい実施例の簡略型
バージョンを示す。この場合、MOSFET 20は図3の調整装
置7を形成し、一方、誤差増幅器27とコンデンサ23は、
それぞれ、制御ブロック8と最小電圧検出器6の主要要素
を形成する。実際は、下記から明らかになるように、制
御ブロック8と最小電圧検出器6の機能は、図4ではある
程度併合されている。 入力電圧VS1_OUTの最小値の検出
に関連して、図4の回路ではこの動作は電圧VS1_OUTにお
いてよりも出力電圧VS2_OUTを監視して実施される。こ
のことは、以下にさらに詳細に説明されるように、MOSF
ET 20が、出力電圧がその最小値に近い時にドレイン−
ソース間の調整経路21両端間の最小電圧降下で完全にオ
ンの状態に置かれ、その結果、入力電圧VS1_OUTの最小
値が出力に通されて、ここで最小電圧検出器で捕捉され
るということから可能である。
バージョンを示す。この場合、MOSFET 20は図3の調整装
置7を形成し、一方、誤差増幅器27とコンデンサ23は、
それぞれ、制御ブロック8と最小電圧検出器6の主要要素
を形成する。実際は、下記から明らかになるように、制
御ブロック8と最小電圧検出器6の機能は、図4ではある
程度併合されている。 入力電圧VS1_OUTの最小値の検出
に関連して、図4の回路ではこの動作は電圧VS1_OUTにお
いてよりも出力電圧VS2_OUTを監視して実施される。こ
のことは、以下にさらに詳細に説明されるように、MOSF
ET 20が、出力電圧がその最小値に近い時にドレイン−
ソース間の調整経路21両端間の最小電圧降下で完全にオ
ンの状態に置かれ、その結果、入力電圧VS1_OUTの最小
値が出力に通されて、ここで最小電圧検出器で捕捉され
るということから可能である。
【００２３】既に触れたように、最小電圧検出器は、図
4でプラス出力ライン26とマイナスバイアス電圧との間
で抵抗25と直列に接続されているコンデンサ23を包含す
る。この実施例では、コンデンサ23は、プラス出力ライ
ン26上に現れる最小電圧に等しい電圧を捕捉し記憶する
よう配置される。コンデンサ23と抵抗25との接続点の電
圧は、それ故、その捕捉電圧とプラス出力ライン26上の
実際の電圧との間の差に対応する；この電圧は理想的に
はゼロであるはずであり、入力電圧VS1_OUTのリップル
波形の主サイクル部分に関して、MOSFET 20のゲート22
の電圧を調節してコンデンサ23と抵抗25との接続点の電
圧がゼロに戻されるようにドレイン−ソース間の調整経
路21両端間の電圧降下を調整することは、演算増幅器の
機能である。換言すれば、プラス出力ライン26上の電圧
は、入力電圧のリップルに追従し且つ入力電圧の最小値
より高くなろうとするので、コンデンサ23と抵抗25との
接続点の電圧も上がろうとし、直ちにゲート電圧を低下
させることになる。このことは、MOSFET両端のドレイン
−ソース間の電圧降下の増大をもたらし、その結果、ラ
イン26上の電圧VS2_OUTがコンデンサ23で保持された最
小電圧に向けて抑制されることになる。
4でプラス出力ライン26とマイナスバイアス電圧との間
で抵抗25と直列に接続されているコンデンサ23を包含す
る。この実施例では、コンデンサ23は、プラス出力ライ
ン26上に現れる最小電圧に等しい電圧を捕捉し記憶する
よう配置される。コンデンサ23と抵抗25との接続点の電
圧は、それ故、その捕捉電圧とプラス出力ライン26上の
実際の電圧との間の差に対応する；この電圧は理想的に
はゼロであるはずであり、入力電圧VS1_OUTのリップル
波形の主サイクル部分に関して、MOSFET 20のゲート22
の電圧を調節してコンデンサ23と抵抗25との接続点の電
圧がゼロに戻されるようにドレイン−ソース間の調整経
路21両端間の電圧降下を調整することは、演算増幅器の
機能である。換言すれば、プラス出力ライン26上の電圧
は、入力電圧のリップルに追従し且つ入力電圧の最小値
より高くなろうとするので、コンデンサ23と抵抗25との
接続点の電圧も上がろうとし、直ちにゲート電圧を低下
させることになる。このことは、MOSFET両端のドレイン
−ソース間の電圧降下の増大をもたらし、その結果、ラ
イン26上の電圧VS2_OUTがコンデンサ23で保持された最
小電圧に向けて抑制されることになる。
【００２４】このVS2_OUTの調整は、入力リップル波形
の各サイクルの大半の間、即ち、ライン26上の電圧が捕
捉最小電圧以上に移動しようとしているサイクル部分の
間、継続する。このサイクル部分中、コンデンサ電圧
は、コンデンサ23が徐々にチャージアップするにつれ多
少上昇する。
の各サイクルの大半の間、即ち、ライン26上の電圧が捕
捉最小電圧以上に移動しようとしているサイクル部分の
間、継続する。このサイクル部分中、コンデンサ電圧
は、コンデンサ23が徐々にチャージアップするにつれ多
少上昇する。
【００２５】入力電圧が、そのリップル成分に追従し
て、その最小値に近づくに従い、ライン26上の電圧が、
コンデンサ23で保持された電圧以下に降下し始める段階
がやって来て、これによりコンデンサ23と抵抗25との接
続点の電圧をゼロ以下に下げる。結果として、演算増幅
器は、MOSFETのゲート電圧を高くしてMOSFETを完全にオ
ンにし、これにより、入力電圧VS1_OUTの最小値がライ
ン26を通過することが確保される。この期間中の演算増
幅器の出力レベルは、コンデンサ23と抵抗25との接続点
と演算増幅器出力との間に接続されているツェナーダイ
オード29によって設定される。演算増幅器の出力レベル
は、ツェナーダイオード29が導通してコンデンサ23と抵
抗25との接続点の電圧をゼロに引き戻すまで上昇する。
ツェナーダイオード29の値は、MOSFETのゲート電圧が十
分高くなってMOSFETを完全にオンにすることが保証され
るよう選択される。
て、その最小値に近づくに従い、ライン26上の電圧が、
コンデンサ23で保持された電圧以下に降下し始める段階
がやって来て、これによりコンデンサ23と抵抗25との接
続点の電圧をゼロ以下に下げる。結果として、演算増幅
器は、MOSFETのゲート電圧を高くしてMOSFETを完全にオ
ンにし、これにより、入力電圧VS1_OUTの最小値がライ
ン26を通過することが確保される。この期間中の演算増
幅器の出力レベルは、コンデンサ23と抵抗25との接続点
と演算増幅器出力との間に接続されているツェナーダイ
オード29によって設定される。演算増幅器の出力レベル
は、ツェナーダイオード29が導通してコンデンサ23と抵
抗25との接続点の電圧をゼロに引き戻すまで上昇する。
ツェナーダイオード29の値は、MOSFETのゲート電圧が十
分高くなってMOSFETを完全にオンにすることが保証され
るよう選択される。
【００２６】ツェナーダイオード29の導通によって、コ
ンデンサ23が容易に放電できることがまた保証され、そ
の結果、その両端間の電圧は、ライン26の電圧に下方追
従して、MOSFET 20を通過する時の、入力電圧の最小に
までなる。
ンデンサ23が容易に放電できることがまた保証され、そ
の結果、その両端間の電圧は、ライン26の電圧に下方追
従して、MOSFET 20を通過する時の、入力電圧の最小に
までなる。
【００２７】入力電圧VS1_OUTが、それと共にライン26
上の電圧を伴って再度上方へ動き始めると、コンデンサ
23と抵抗25との接続点の電圧はプラスへ移動し始め、こ
れによってMOSFETがもう一度演算増幅器で調整されるよ
うになり、ライン26の電圧VS2_OUTをコンデンサ23の端
子間の電圧とほぼ等しい値に保持する。それ故、図4の
回路の動作は、既に述べたように継続される。
上の電圧を伴って再度上方へ動き始めると、コンデンサ
23と抵抗25との接続点の電圧はプラスへ移動し始め、こ
れによってMOSFETがもう一度演算増幅器で調整されるよ
うになり、ライン26の電圧VS2_OUTをコンデンサ23の端
子間の電圧とほぼ等しい値に保持する。それ故、図4の
回路の動作は、既に述べたように継続される。
【００２８】図5は、図4の回路のより実用的な形を示す
ものである。この場合、マイナスバイアス電圧の必要性
は、（ツェナーダイオード28で与えられる）プラスの基
準電圧を演算増幅器27の非反転入力へ印加することによ
り排除された。この重要性は、コンデンサ23の端子間で
捕捉された電圧は、入力VS1_OUTの最小値の大きさであ
るが、その電圧に等しくはなく（むしろ、ツェナー28の
基準電圧値で減じられたような電圧である）。また図5
の回路においては、熟練した当業者に明らかになるよう
な安定性の理由から要素部品24が追加された。
ものである。この場合、マイナスバイアス電圧の必要性
は、（ツェナーダイオード28で与えられる）プラスの基
準電圧を演算増幅器27の非反転入力へ印加することによ
り排除された。この重要性は、コンデンサ23の端子間で
捕捉された電圧は、入力VS1_OUTの最小値の大きさであ
るが、その電圧に等しくはなく（むしろ、ツェナー28の
基準電圧値で減じられたような電圧である）。また図5
の回路においては、熟練した当業者に明らかになるよう
な安定性の理由から要素部品24が追加された。
【００２９】図6は、図5の回路での典型的な電圧／時間
波形の記録を例証するものである。上方の図形Aは、第
二段の入力電圧VS1_OUTのリップル成分を示す。中間の
図形Bは、図形Aと同じ縮尺で、第二段の出力電圧V
S2_OUTを示す。VS2_OUTにおける摂動は、MOSFETが完全
にオンされている期間に対応するものである。下方の図
形Cは、これは図形A及びBとは違う尺度であるが、MOSFE
Tのゲート22に印加された電圧を示し、この図形のピー
クはMOSFETの完全オン期間に対応するものである。
波形の記録を例証するものである。上方の図形Aは、第
二段の入力電圧VS1_OUTのリップル成分を示す。中間の
図形Bは、図形Aと同じ縮尺で、第二段の出力電圧V
S2_OUTを示す。VS2_OUTにおける摂動は、MOSFETが完全
にオンされている期間に対応するものである。下方の図
形Cは、これは図形A及びBとは違う尺度であるが、MOSFE
Tのゲート22に印加された電圧を示し、この図形のピー
クはMOSFETの完全オン期間に対応するものである。
【００３０】第二調整段について多くの変更が可能であ
ることは明らかであろう。例えば、最小電圧検出器の
（好ましくないとはいえ）1つの可能な実施としては、
電圧VS1_OUT、VS2_OUTを素早く標本抽出し且つ別のプロ
セッサで処理できるようディジタル計測値を作って、能
動調整装置用の制御信号を発生させることになろう。さ
らに、能動調整装置は、MOSFETよりむしろバイポーラ・
パワートランジスタであってよく、また図5において、
制御可能なツェナーダイオードをツェナー28及び演算増
幅器27に置き換えて用いてもよい。
ることは明らかであろう。例えば、最小電圧検出器の
（好ましくないとはいえ）1つの可能な実施としては、
電圧VS1_OUT、VS2_OUTを素早く標本抽出し且つ別のプロ
セッサで処理できるようディジタル計測値を作って、能
動調整装置用の制御信号を発生させることになろう。さ
らに、能動調整装置は、MOSFETよりむしろバイポーラ・
パワートランジスタであってよく、また図5において、
制御可能なツェナーダイオードをツェナー28及び演算増
幅器27に置き換えて用いてもよい。
【００３１】上述の実施例では、第二段15は、その出力
電圧を実質上トラフ電圧VTのレベルに維持するが、その
出力電圧がトラフ電圧（例えば、1ボルト未満）に対し
てある固定関係になるようにアレンジすることも可能で
あろう。しかし、望まれることは、この固定関係は、実
質上、第二調整段15における電力消費を最小にするよう
なものと同等のものの1つであることである。
電圧を実質上トラフ電圧VTのレベルに維持するが、その
出力電圧がトラフ電圧（例えば、1ボルト未満）に対し
てある固定関係になるようにアレンジすることも可能で
あろう。しかし、望まれることは、この固定関係は、実
質上、第二調整段15における電力消費を最小にするよう
なものと同等のものの1つであることである。
【００３２】第二段への入力電圧VS1_OUTのリップル成
分は、正弦波波形として示されたが、このリップル成分
は別の時間変化形を持っていてよい、ということが分か
るであろう。
分は、正弦波波形として示されたが、このリップル成分
は別の時間変化形を持っていてよい、ということが分か
るであろう。
【００３３】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
【００３４】[実施態様１]入力と出力とを有し、その入
力には顕著なリップル成分を有するDC入力電圧が供給さ
れ、その出力には前記リップル成分のトラフにおける前
記DC入力電圧値にほぼ等しいレベルのDC出力電圧を与え
る調整段を備えた電源。
力には顕著なリップル成分を有するDC入力電圧が供給さ
れ、その出力には前記リップル成分のトラフにおける前
記DC入力電圧値にほぼ等しいレベルのDC出力電圧を与え
る調整段を備えた電源。
【００３５】[実施態様２]前記調整段が、前記DC入力電
圧の最小値を示す最小電圧基準を誘導し且つ記憶するた
めの最小電圧検出器と、前記調整段の前記入力と出力と
の間で直列接続された調整経路を有する能動調整装置で
あって、前記調整経路の両端間の電圧降下を調整するよ
う制御可能な能動調整装置と、さらに、その調整経路の
両端間の電圧降下が、前記DC入力電圧の瞬間値と前記最
小電圧基準で示されたような前記DC入力電圧の最小値と
の間の差にほぼ一致するよう、前記能動調整装置を制御
するべく前記最小電圧検出器によって記憶された前記最
小電圧基準に応答する制御手段と、を備えて成る実施態
様1記載の電源。
圧の最小値を示す最小電圧基準を誘導し且つ記憶するた
めの最小電圧検出器と、前記調整段の前記入力と出力と
の間で直列接続された調整経路を有する能動調整装置で
あって、前記調整経路の両端間の電圧降下を調整するよ
う制御可能な能動調整装置と、さらに、その調整経路の
両端間の電圧降下が、前記DC入力電圧の瞬間値と前記最
小電圧基準で示されたような前記DC入力電圧の最小値と
の間の差にほぼ一致するよう、前記能動調整装置を制御
するべく前記最小電圧検出器によって記憶された前記最
小電圧基準に応答する制御手段と、を備えて成る実施態
様1記載の電源。
【００３６】[実施態様３]前記最小電圧検出器が、前記
DC出力電圧を受けられるよう接続され且つその電圧の最
小値の大きさを前記最小電圧基準として記憶するよう作
動し、前記制御手段が、前記入力電圧がその最小値近く
にある期間中、前記能動調整装置にその調整経路の両端
間で微小電圧降下を生じさせるよう作動することを特徴
とする実施態様2記載の電源。
DC出力電圧を受けられるよう接続され且つその電圧の最
小値の大きさを前記最小電圧基準として記憶するよう作
動し、前記制御手段が、前記入力電圧がその最小値近く
にある期間中、前記能動調整装置にその調整経路の両端
間で微小電圧降下を生じさせるよう作動することを特徴
とする実施態様2記載の電源。
【００３７】[実施態様４]前記最小電圧検出器と前記制
御手段とは、連携して、調整段の出力端子間で抵抗と直
列に接続されたコンデンサであって、該コンデンサの端
子間電圧は前記最小電圧基準として作用し、且つ前記コ
ンデンサと抵抗の接合点の電圧レベル（ここでは接合点
電圧レベル）は、前記出力電圧と前記最小電圧基準で代
表される最小電圧との間の差を表すことを特徴とするコ
ンデンサと、出力を有し、且つ基準に対する前記接合点
電圧レベルの大きさに応答する比較手段であって、前記
接合点電圧レベルが前記基準を越えて上昇しようとする
時、前記能動調整装置の調整経路の両端間の電圧降下が
増え、且つ前記接合点電圧レベルが前記基準以下に低下
しようとする時、前記能動調整装置が完全にオンされて
その調整経路の両端間の電圧降下を最小にする、ようそ
の出力に前記制御信号を発生する比較手段と、さらに、
前記接合点電圧レベルが前記基準以下に低下しようとす
る期間中、前記コンデンサの放電経路を開放して前記コ
ンデンサ電圧が前記出力電圧を下方に追従するよう前記
比較手段によって制御される放電手段と、を包含するこ
とを特徴とする実施態様3記載の電源。
御手段とは、連携して、調整段の出力端子間で抵抗と直
列に接続されたコンデンサであって、該コンデンサの端
子間電圧は前記最小電圧基準として作用し、且つ前記コ
ンデンサと抵抗の接合点の電圧レベル（ここでは接合点
電圧レベル）は、前記出力電圧と前記最小電圧基準で代
表される最小電圧との間の差を表すことを特徴とするコ
ンデンサと、出力を有し、且つ基準に対する前記接合点
電圧レベルの大きさに応答する比較手段であって、前記
接合点電圧レベルが前記基準を越えて上昇しようとする
時、前記能動調整装置の調整経路の両端間の電圧降下が
増え、且つ前記接合点電圧レベルが前記基準以下に低下
しようとする時、前記能動調整装置が完全にオンされて
その調整経路の両端間の電圧降下を最小にする、ようそ
の出力に前記制御信号を発生する比較手段と、さらに、
前記接合点電圧レベルが前記基準以下に低下しようとす
る期間中、前記コンデンサの放電経路を開放して前記コ
ンデンサ電圧が前記出力電圧を下方に追従するよう前記
比較手段によって制御される放電手段と、を包含するこ
とを特徴とする実施態様3記載の電源。
【００３８】[実施態様５]ツェナーダイオードが前記コ
ンデンサ／抵抗接合点と前記比較手段の出力との間に接
続され、且つ前記接合点電圧レベルが前記基準以下に低
下しようとする時、前記比較手段が作動して、前記ツェ
ナーダイオードが導通するまで前記制御信号レベルを上
昇させるもので、前記ツェナーダイオードは、前記放電
手段として機能し、且つ前記接合点電圧レベルが前記基
準以下に低下しようとする期間中、前記能動調整装置を
完全にオンにしておける程の十分な制御信号レベルを保
証することを特徴とする実施態様4記載の電源。
ンデンサ／抵抗接合点と前記比較手段の出力との間に接
続され、且つ前記接合点電圧レベルが前記基準以下に低
下しようとする時、前記比較手段が作動して、前記ツェ
ナーダイオードが導通するまで前記制御信号レベルを上
昇させるもので、前記ツェナーダイオードは、前記放電
手段として機能し、且つ前記接合点電圧レベルが前記基
準以下に低下しようとする期間中、前記能動調整装置を
完全にオンにしておける程の十分な制御信号レベルを保
証することを特徴とする実施態様4記載の電源。
【００３９】[実施態様６]前記調整段が電源の下流側の
調整段を構成し、該電源がさらに、出力に、顕著なリッ
プル成分を有する中間DC電圧を生じさせる上流側の調整
段であって、この中間DC電圧が前記下流側の調整段の入
力へ送られて該調整段のDC入力電圧を提供し、前記上流
側の調整段が、送られて来た制御入力に応答して前記中
間DC電圧の平均値を変え、これにより、前記中間DC電圧
のリップル成分のトラフのレベルを変化させるものと、
前記下流側の調整段によって生ずる前記DC出力電圧を基
準と比較し、且つ前記上流側調整段によって前記基準で
設定されたレベルに定まる前記DC出力電圧を生ずるレベ
ルにその平均値が調節されるように前記制御入力を発生
させるための、ループ制御手段と、を包含する実施態様
1乃至5の何れか1つに記載の電源。
調整段を構成し、該電源がさらに、出力に、顕著なリッ
プル成分を有する中間DC電圧を生じさせる上流側の調整
段であって、この中間DC電圧が前記下流側の調整段の入
力へ送られて該調整段のDC入力電圧を提供し、前記上流
側の調整段が、送られて来た制御入力に応答して前記中
間DC電圧の平均値を変え、これにより、前記中間DC電圧
のリップル成分のトラフのレベルを変化させるものと、
前記下流側の調整段によって生ずる前記DC出力電圧を基
準と比較し、且つ前記上流側調整段によって前記基準で
設定されたレベルに定まる前記DC出力電圧を生ずるレベ
ルにその平均値が調節されるように前記制御入力を発生
させるための、ループ制御手段と、を包含する実施態様
1乃至5の何れか1つに記載の電源。
【００４０】[実施態様７]出力に、顕著なリップル成分
を有する中間DC電圧を生じさせる第一調整段であって、
該調整段に送られる制御入力に応答して前記中間DC電圧
の平均値を変え、これによって、前記リップル成分のト
ラフのレベルを変化させる第一調整段と、入力と出力と
を有し、その入力において前記第一調整段より出力され
た前記中間DC電圧出力を受けられるよう接続され、且つ
その出力において、前記リップル成分のトラフにおいて
前記中間DC電圧の値と固定関係を有するレベルのDC出力
電圧を与えるよう作用する第二調整段と、さらに、前記
第二調整段によって生ずる前記DC出力電圧を基準と比較
し、且つ前記第一調整段によって前記基準で設定された
レベルに定まる前記DC出力電圧を生ずるレベルにその平
均値が調節されるように前記制御入力を発生させるため
の、ループ制御手段と、を含んで成る電源。
を有する中間DC電圧を生じさせる第一調整段であって、
該調整段に送られる制御入力に応答して前記中間DC電圧
の平均値を変え、これによって、前記リップル成分のト
ラフのレベルを変化させる第一調整段と、入力と出力と
を有し、その入力において前記第一調整段より出力され
た前記中間DC電圧出力を受けられるよう接続され、且つ
その出力において、前記リップル成分のトラフにおいて
前記中間DC電圧の値と固定関係を有するレベルのDC出力
電圧を与えるよう作用する第二調整段と、さらに、前記
第二調整段によって生ずる前記DC出力電圧を基準と比較
し、且つ前記第一調整段によって前記基準で設定された
レベルに定まる前記DC出力電圧を生ずるレベルにその平
均値が調節されるように前記制御入力を発生させるため
の、ループ制御手段と、を含んで成る電源。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とにより、出力調整段における電力消費が最小である電
源を提供することができる。
とにより、出力調整段における電力消費が最小である電
源を提供することができる。
【図１Ａ】電源ユニットのブロック図である。
【図１Ｂ】電源ユニットの種々の点に存在する電圧を示
す電圧／時間プロット図である。
す電圧／時間プロット図である。
【図２Ａ】出力電圧が非常に低い場合における、図1の
電源ユニットの出力調整段の入力、出力及び目標電圧間
の関係を示す電圧／時間プロット図である。
電源ユニットの出力調整段の入力、出力及び目標電圧間
の関係を示す電圧／時間プロット図である。
【図２Ｂ】出力電圧が非常に高い場合における、図1の
電源ユニットの出力調整段の入力、出力及び目標電圧間
の関係を示す電圧／時間プロット図である。
電源ユニットの出力調整段の入力、出力及び目標電圧間
の関係を示す電圧／時間プロット図である。
【図３】図1の電源ユニットの出力調整段の主要機能要
素を示すブロック図である。
素を示すブロック図である。
【図４】図3のブロック図の実施例を示す回路図であ
る。
る。
【図５】図4の回路のより実用的な形を示す回路図であ
る。
る。
【図６】図5の回路の電圧／時間プロット図である。
１３：ループ制御ブロック １４：第一調整段 １５：第二調整段
Claims (1)
- 【請求項１】入力と出力とを有し、その入力には顕著な
リップル成分を有する直流入力電圧が供給され、その出
力には前記リップル成分のトラフにおける前記直流入力
電圧値にほぼ等しいレベルの直流出力電圧を与える調整
段を備えた電源。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE95111027.9 | 1995-07-14 | ||
| EP95111027A EP0753807B1 (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Power supply |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0934567A true JPH0934567A (ja) | 1997-02-07 |
| JP3732896B2 JP3732896B2 (ja) | 2006-01-11 |
Family
ID=8219434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17273396A Expired - Fee Related JP3732896B2 (ja) | 1995-07-14 | 1996-07-03 | 電源 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5828204A (ja) |
| EP (1) | EP0753807B1 (ja) |
| JP (1) | JP3732896B2 (ja) |
| KR (1) | KR100421352B1 (ja) |
| AT (1) | ATE231251T1 (ja) |
| DE (1) | DE69529408T2 (ja) |
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| JP2008125179A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Honda Motor Co Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
| JP2011039578A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Minebea Co Ltd | 電源装置 |
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| TW200809376A (en) * | 2006-08-15 | 2008-02-16 | Coretronic Corp | Power supply apparatus and projecting apparatus using the same |
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1995
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