JPH0956157A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストが安く、かつ小型で直流電圧と交
流電圧を出力する電源装置の提供を目的とする。 【解決手段】 整流回路１０は、商用の交流電圧を全波
整流して直流電圧を出力する。スイッチング回路２０
は、整流回路１０からの直流電圧をスイッチングしてト
ランス３０の１次側の巻線３１に印加する。整流回路４
０は、トランス３０の２次側の巻線３２に誘起された交
流電圧を全波整流し、ＤＣ出力端子４４に直流電圧を出
力する。このとき、制御回路５０は、出力される直流電
圧を監視し、スイッチング回路２０のスイッチングの周
波数を制御する。また、直交トランス６０は、直交コイ
ル６３を介して制御回路７０によって制御され、トラン
ス３０の２次側の巻線３２に誘起された交流電圧をＡＣ
出力端子６５ａ，６５ｂに出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置に関し、
特に直流電圧と交流電圧を発生する電源装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】電気機器や電子機器に
は、直流電源と交流電源の両方を必要とするものが増え
てきている。

【０００３】すなわち、これらの従来の機器では、所定
の直流電圧を得るための定電圧電源装置と、所要の交流
電圧を得るための交流電源装置とをそれぞれ独立に備え
ている。したがって、機器のコストが高くなり、かつ機
器が大型化する等の問題があった。

【０００４】本発明は、上述した実情を鑑みてなされた
のであり、製造コストが安く、かつ小型で直流電圧と交
流電圧を出力する電源装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る電源装置は、交流電圧を整流して直
流電圧に変換する第１の整流手段と、第１の整流手段か
らの直流電圧をスイッチングして交流電圧に変換するス
イッチング手段と、スイッチング手段からの交流電圧が
１次巻線に印加されるトランスと、トランスの２次巻線
に誘起される交流電圧を整流して直流電圧を出力する第
２の整流手段と、第２の整流手段から出力される直流電
圧に基づいて、スイッチング手段を制御する第１の制御
手段と、トランスの２次巻線に誘起される交流電圧を昇
圧又は降圧する直交トランスと、直交トランスの制御巻
線に直流電流を供給する第２の制御手段とを備える。

【０００６】そして、この電源装置は、第１の整流手
段、スイッチング手段、トランス、第１の制御手段等か
らなるスイッチングレギュレータから直流電圧を出力
し、さらに、トランスに接続された直交トランスから交
流電圧を出力する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電源装置の一
実施例について、図面を参照しながら説明する。

【０００８】この電源装置は、例えば図１に示すよう
に、交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路１
０と、上記整流回路１０からの直流電圧を交流電圧に変
換するスイッチング回路２０と、上記スイッチング回路
２０からの交流電圧が印加されるトランス３０と、上記
トランス３０からの交流電圧を整流して直流電圧を出力
する整流回路４０と、上記整流回路４０から出力される
直流電圧に基づいて、上記スイッチング回路２０を制御
する制御回路５０と、上記トランス３０からの交流電圧
を昇圧又は降圧して出力するする直交トランス６０と、
上記直交トランス６０から出力される交流電圧を制御す
る制御回路７０とを備える。すなわち、この電源装置
は、スイッチング回路２０、トランス３０、整流回路４
０、制御回路５０等からなるいわゆる電流共振型のスイ
ッチングコンバータを備え、直流電圧を出力すると共
に、トランス３０からの交流電圧を直交トランス６０に
よって昇圧又は降圧して出力するようになっている。

【０００９】具体的には、整流回路１０は、例えば図１
に示すように、ダイオードブリッジ１１と、平滑コンデ
ンサ１２とを備え、商用の交流電圧を全波整流して直流
電圧を出力する。

【００１０】スイッチング回路２０は、例えば上述の図
１に示すように、直列に接続された２つのトランジスタ
２１，２２を備える。これらのトランジスタ２１，２２
の接続点、すなわちトランジスタ２１のエミッタとトラ
ンジスタ２２のコレクタが接続されている点と、トラン
ジスタ２２のエミッタとに、トランス３０の１次巻線３
１がコンデンサ３３を介して接続されている。

【００１１】トランジスタ２１，２２は、後述するパル
ス発生回路５６からのパルス制御信号によって交互にオ
ン・オフを繰り返し、スイッチングされた直流電圧をト
ランス３０の１次巻線３１に印加する。すなわち、トラ
ンジスタ２１がオンでトランジスタ２２がオフのとき、
トランス３０の１次巻線３１には、整流回路１０からの
直流電圧がトランジスタ２１を介して印加され、コンデ
ンサ３３が飽和充電されるまで電流が流れる。一方、ト
ランジスタ２１がオフでトランジスタ２２がオンのと
き、充電されたコンデンサ３３が放電して、一次巻線３
１には逆の電流が流れる。この動作が繰り返され、トラ
ンス３０の２次巻線３２には、交流電圧が誘起される。

【００１２】この誘起される交流電圧は、トランジスタ
２１，２２がオン・オフする周波数によって変化する。
すなわち、トランジスタ２１，２２がオン・オフする周
波数がトランス３０の１次巻線３１と平滑コンデンサ３
３からなる共振回路の共振周波数からかけ離れると、共
振回路の入力インピーダンスが大きくなって、２次巻線
３２に誘起される交流電圧は小さくなる。逆に、トラン
ス３０の１次巻線３１と平滑コンデンサ３３の共振周波
数が共振回路の共振周波数に近づくと、２次巻線３２に
誘起される交流電圧は大きくなる。

【００１３】整流回路４０は、例えば上述の図１に示す
ように、ダイオード４１，４２と、平滑コンデンサ４３
とを備える。トランス３０の２次巻線３２は、巻線の真
ん中で接地されている。ダイオード４１，４２のアノー
ドはそれぞれトランス３０の２次巻線３２の両端に接続
され、カソードは互いに接続されている。そして、この
整流回路４０は、トランス３０の２次側の巻線３２に誘
起された交流電圧を全波整流して、直流電圧をＤＣ出力
端子４４を介して負荷（図示せず）に出力する。

【００１４】制御回路５０は、例えば上述の図１に示す
ように、互いに直列に接続されたフォトカプラ５１、抵
抗５２、及びサイリスタ５３と、ＤＣ出力端子４４に出
力されている直流電圧を分割してサイリスタ５３のゲー
トに供給する抵抗５４，５５と、フォトカプラ５１の出
力に基づいてパルス制御信号を発生するパルス発生回路
５６とを備える。そして、この制御回路５０は、ＤＣ出
力端子４４を介して出力される直流電圧を制御するよう
になっている。すなわち、サイリスタ５３のゲートに
は、ＤＣ出力端子４４の電圧が抵抗５４，５５で分割さ
れて印加され、サイリスタ５３は、ゲートに印加される
電圧、すなわちＤＣ出力端子４４に出力される電圧に基
づいて、フォトダイオード５１ａ及びフォトトランジス
タ５１ｂからなるフォトカプラ５１を駆動する。そし
て、パルス発生回路５６は、フォトカプラ５１の出力に
基づいたパルス制御信号をトランジスタ２１，２２のゲ
ートに供給する。

【００１５】具体的には、ＤＣ出力端子４４を介してに
出力される電圧が高くなると、サイリスタ５３のゲート
は、高い電圧が印加され、フォトダイオード５１ａにも
大きな電流が流れる。フォトダイオード５１ａに流れる
電流が大きくなると、フォトトランジスタ５１ｂに流れ
る電流の量も大きくなる。パルス発生回路５６は、フォ
トトランジスタ５１ｂに流れる電流の量に応じて、トラ
ンス３０の１次巻線３１とコンデンサ３３からなる共振
回路の共振周波数から離れた周波数であって、互いに位
相が１８０度異なるパルス制御信号をそれぞれトランジ
スタ２１，２２のゲートに供給する。この結果、共振回
路のインピーダンスが大きくなり、トランス３０の２次
巻線３２に誘起される電圧は低くなる。逆に、ＤＣ出力
端子４４を介して出力される直流電圧が低くなると、フ
ォトダイオード５１ａには小さな電流が流れ、パルス発
生回路５６は、共振回路の共振周波数に近い周波数のパ
ルス制御信号をトランジスタ２１，２２のゲートに供給
する。この結果、共振回路のインピーダンスが小さくな
り、トランス３０の２次巻線３２に誘起する電圧は高く
なる。

【００１６】直交トランス６０のコア（図示せず）に
は、一次巻線６１及び２次巻線６２に加え、直交コイル
６３が巻回されている。一次巻線６１の両端は、チョー
クコイル６４を介して、上述したトランス３０の２次巻
線３２の両端と接続されている。直交コイル６３の一端
は、ＤＣ出力端子４４に接続され、他端はこの直交コイ
ル６３に流れる電流を制御する制御回路７０に接続され
ている。

【００１７】そして、直交トランス６０は、トランス３
０から出力された交流電圧が１次巻線６１に印加される
と、２次巻線３２に交流電圧を誘起する。２次巻線６１
に誘起された交流電圧は、ＡＣ出力端子６５ａ，６５ｂ
を介して負荷（図示せず）に出力される。なお、チョー
クコイル６４は、なくてもよい。

【００１８】制御回路７０は、直列に接続された抵抗７
１及びサイリスタ７２と、このサイリスタに流れる電流
を制御するための可変電圧源７３を備える。そして、こ
の制御回路７０は、可変電圧源７３を調整することによ
り、直交コイル６３に流れる直流電流を変化させ、２次
巻線６２に誘起する交流電圧を制御する。これにより、
ＤＣ出力端子６５ａ，６５ｂ間には、所望の交流電圧を
発生させることができる。

【００１９】以上のように、この電源装置は、整流回路
１０、スイッチング回路２０、トランス３０、制御回路
５０等からなるスイッチングレギュレータから直流電圧
を出力し、さらに、トランスに接続された直交トランス
から交流電圧を出力可能としたことにより、直流電圧と
交流電圧を同時に出力することができる。これにより、
電源装置を用いた電子機器等は、小型化を図ることがで
き、また製造コストを安くすることができる。

【００２０】また、この電源装置は、出力する直流電圧
を常に監視して直流電圧及び交流電圧の出力を制御する
ことを可能としたため、過電圧による負荷の損傷を防止
することができる。

【００２１】さらに、この電源装置は、負荷の用途等に
応じて、交流電圧を調整することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明でも明らかなように、本発明
に係る電源装置では、第１の整流手段、スイッチング手
段、トランス、第１の制御手段等からなるスイッチング
レギュレータから直流電圧を出力し、さらに、トランス
に接続された直交トランスから交流電圧を出力可能とし
たことにより、直流電圧と交流電圧を同時に供給するこ
とができる。これにより、電源装置を用いた電子機器等
の小型化を図ることができ、製造コストを安くすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源装置の具体的な回路構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】 １０ 整流回路 ２０ スイッチング回路 ３０ トランス ４０ 整流回路 ５０ 制御回路 ６０ 直交トランス ７０ 制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電圧を整流して直流電圧に変換する
   第１の整流手段と、 上記第１の整流手段からの直流電圧をスイッチングして
   交流電圧に変換するスイッチング手段と、 上記スイッチング手段からの交流電圧が１次巻線に印加
   されるトランスと、 上記トランスの２次巻線に誘起される交流電圧を整流し
   て直流電圧を出力する第２の整流手段と、 上記第２の整流手段から出力される直流電圧に基づい
   て、上記スイッチング手段を制御する第１の制御手段
   と、 上記トランスの２次巻線に誘起される交流電圧を昇圧又
   は降圧する直交トランスと、 上記直交トランスの制御巻線に直流電流を供給する第２
   の制御手段とを備えることを特徴とする電源装置。