JPH1023752A - スイッチング電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】負荷の変動があってもドロッパー回路での電力
ロスを抑制して電源の効率化と小型化とを可能とする。 【解決手段】トランス８の二次側巻線８ｃに現れる電圧
ＶＴ１をドロッパー回路１８で所定電圧に降下制御して
この所定電圧を第１の負荷へ供給する出力電圧ＶＴ１と
し、二次側巻線８ｄに現れる電圧ＶＴ２の検出出力を用
いて第２の負荷に供給する出力電圧Ｖ２を帰還制御し、
第２の負荷が変動しても二次側巻線８ｄに現れる電圧Ｖ
Ｔ１の変動を抑制してドロッパー回路１８での電力損失
を抑制する電力サーミスタ２６を備えた構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トランスの複数の
二次側巻線のうちの一方の二次側巻線側の電圧をドロッ
パー回路で制御して一方の負荷へ供給する出力電圧を生
成し、他方の二次側巻線側の電圧を出力電圧検出回路で
検出するとともに、この検出出力を用いて当該他方の二
次側巻線側の出力電圧の大きさを帰還制御し他方の負荷
に供給する出力電圧を生成するいわゆるマルチ出力タイ
プのスイッチング電源に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２を参照して従来のこの種のスイッチ
ング電源について説明する。このスイッチング電源は交
流電源を整流平滑してなる直流電源２から複数のこの例
では２つの出力端子４ー４，６ー６間にそれぞれ接続さ
れる負荷に対しそれぞれ直流の出力電圧Ｖ１，Ｖ２を供
給するものである。そして、直流電源２から２つの出力
電圧Ｖ１，Ｖ２を生成するために、このスイッチング電
源は一次側巻線８ａ，８ｂと二次側巻線８ｃ，８ｄを備
えたコンバータトランス８を有している。このコンバー
タトランス８の一次側では、このコンバータトランス８
の一方の一次側巻線８ａにおける一端側に直流電源２
を、他端側にスイッチング素子１０を接続するととも
に、他方の一次側巻線８ｂの両端間に制御回路１２を接
続し、直流電源２を起動回路１４を介して制御回路１２
に接続した構成となっている。そして、コンバータトラ
ンス８の二次側では、一方の二次側巻線８ｃ両端と一方
の出力端子４ー４両端との間に整流平滑回路１６と、ド
ロッパー回路１８とをこの順序で接続し、他方の二次側
巻線８ｄ両端と他方の出力端子６ー６両端との間に整流
平滑回路２０と、出力電圧検出回路２２とをこの順序で
接続しているとともに、出力電圧検出回路２２と制御回
路１２とをフォトカプラからなる絶縁素子２４で接続し
てなる構成を有している。

【０００３】このような構成の従来のスイッチング電源
においては、周知のように、出力電圧検出回路２２から
の検出出力を絶縁素子２４を介して制御回路１２に与
え、この制御回路１２によるスイッチング制御によるス
イッチング素子１０のオンオフによりコンバータトラン
スの両二次側巻線８ｃ，８ｄそれぞれには二次側電圧Ｔ
Ｖ１，ＴＶ２を誘起させる。そして、第１の二次側電圧
ＴＶ１を整流平滑回路１６で整流平滑して直流化したう
えで例えば３端子レギュレータで構成されたドロッパー
回路１８を介して所定電圧に降下させ、この所定電圧を
第１の出力電圧Ｖ１として出力端子４ー４間に接続され
た第１の負荷に供給する。

【０００４】また、他方の第２の二次側電圧ＴＶ２を整
流平滑回路２０で整流平滑して直流の第２の出力電圧Ｖ
２に変換したうえで出力電圧検出回路２２を介して出力
端子６ー６間に接続された第１の負荷に供給する。第２
の出力電圧Ｖ２を、出力電圧検出回路２２で検出されフ
ォトカプラなどの絶縁素子２４を介して制御回路１２に
入力し、この制御回路１２のスイッチング制御によりス
イッチング素子１０をオンオフ制御して第２の出力電圧
Ｖ２を安定化して第２の負荷に供給する。

【０００５】ところで、このようなマルチ出力タイプの
スイッチング電源においては、第１および第２の出力電
圧Ｖ１，Ｖ２のうち、第２の出力電圧Ｖ２についてはそ
の安定化のために出力電圧検出回路２２でその大きさが
検出され、絶縁素子２４を介して制御回路１２にその検
出出力が帰還され、スイッチング素子１０のオンオフ制
御で、安定化された第２の出力電圧Ｖ２となるように帰
還制御できるが、第１の出力電圧Ｖ１については、その
ような帰還制御ができない。

【０００６】そのため、第１の出力電圧Ｖ１を安定化さ
せる回路構成として、ドロッパー回路１８を設けたり、
あるいはチョッパー回路を設けたりされている。この場
合、チョッパー回路では電源効率に優れているなどの利
点はあるが、使用部品点数の増加、電源ノイズの増加な
どの欠点があるために図２で示すようにこの種のスイッ
チング電源ではドロッパー回路１８が使用されるのが一
般的となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図２のような３端子レ
ギュレータなどで構成されるドロッパー回路１８を使用
する従来のスイッチング電源においては、次に述べる課
題が指摘されている。すなわち、スイッチング素子１０
で制御される第２の出力電圧Ｖ２は、出力端子６ー６に
接続された第２の負荷の量に変動があっても、スイッチ
ング制御系によって安定化される。

【０００８】そして、この場合、第２の負荷量の変動に
よる負荷電流が変動するので、コンバータトランス８の
二次側巻線８ｃに現れる第１の電圧ＴＶ１が変動させら
れる。例えば第２の負荷の量が大きくて負荷電流が大き
いときは、第１の電圧ＴＶ１は大きくなり、第２の負荷
の量が小さくて負荷電流が小さいときは、第１の電圧Ｔ
Ｖ１は小さくなる。そのため、ドロッパー回路１８は電
圧をドロッパーするだけであるから、出力端子４ー４に
接続された第１の負荷に安定化した出力電圧Ｖ１を供給
するには、第２の負荷の量が小さいときに合わせて、第
１の電圧ＴＶ１を例えば１３Ｖに設定しておいてドロッ
パー回路１８でドロッパーして例えば１２Ｖの第１の出
力電圧Ｖ１を得られるようにしておいた場合、第２の負
荷の量が大きくなると、第１の電圧ＴＶ１が必要以上例
えば１５Ｖになる。そうすると、第２の負荷の量が小さ
いときではドロッパー回路１８では１３Ｖから１２Ｖで
１Ｖの電圧のドロッパーだけであるのに対して、第２の
負荷の量が大きいときでは１５Ｖから１２Ｖで３Ｖの電
圧がドロッパーされ、負荷量の差で２Ｖの電力ロスとな
り、電源の効率の低下を招くとともに、ドロッパー回路
１８での発熱量も大きくなり、これに対処するために電
源の大型化をも招いてしまうという課題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、トランスの第
１の二次側巻線側ではドロッパー回路を用いて第１の負
荷へ供給する第１の出力電圧を得る一方、第２の二次側
巻線側では出力電圧検出回路の検出出力を一次側巻線側
に帰還制御して第２の負荷に供給する第２の出力電圧を
得るスイッチング電源であって、前記第２の負荷が変動
しても前記第１の二次側巻線側に現れる電圧の変動を抑
制する抑制手段を備えたことを特徴とする構成によっ
て、上述した課題を解決している。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１１】図１は、本発明の実施の形態に係るスイッ
チング電源の回路図であり、図２と対応する部分には同
一の符号を付し、同一の符号に係る部分についての詳し
い説明は省略する。

【００１２】本発明のスイッチング電源においては、ト
ランス８の複数のこの例では２つの二次側巻線８ｃ，８
ｄのうちの第１の二次側巻線８ｃ側の電圧ＴＶ１をドロ
ッパー回路１８で所定電圧例えば１２Ｖに降下制御し、
この所定電圧を第１の出力電圧Ｖ１として第１の負荷へ
供給するようになっている。またトランス８の第２の二
次側巻線８ｄ側の電圧ＴＶ２を出力電圧検出回路２２で
検出するとともに、この検出出力を絶縁素子２４を介し
て制御回路１２に出力し、この制御回路１２によるスイ
ッチング素子１０のオンオフ制御により第２の二次側巻
線８ｄ側の電圧ＶＴ２の大きさを帰還制御し、この帰還
制御した電圧ＶＴ２を整流平滑回路２０で整流平滑して
第２の負荷に供給する第２の出力電圧Ｖ２例えば５Ｖと
している。このスイッチング電源においては第２の出力
電圧Ｖ２はスイッチング系によって帰還制御されて５Ｖ
に安定化されるが、第１の出力電圧Ｖ１はドロッパー回
路１８により得られるものであり前記帰還制御されてい
ないという点で安定化されていない。

【００１３】そして、本発明のスイッチング電源におい
ては、整流平滑回路１６と出力電圧検出回路２０との間
に、請求項に言う抑制手段としての電気素子の一例とし
て電力サーミスタ２６を挿入している。この電力サーミ
スタ２６においては、それを流れる電流が減少すると両
端間の抵抗値が増大し、電流が増大すると抵抗値が減少
するという電気的特性を有している。したがって、トラ
ンス８の二次側巻線８ｄ側の第２の負荷における負荷量
が大きくなって負荷電流つまり電力サーミスタ２６を流
れる電流が大きくなると、その電流の変化とは逆に抵抗
値が減少し例えば抵抗値がゼロになった場合、電力サー
ミスタ２６両端間での電圧降下はなく、したがって、整
流平滑回路２０を介する二次側巻線８ｄ側の電圧ＶＴ２
が出力電圧検出回路２０で検出されることになる。例え
ば、具体的にこのときの電圧ＶＴ２を５Ｖとすると、第
２の出力電圧Ｖ２も５Ｖとなる。このとき、ドロッパー
回路１８が接続されている二次側巻線８ｃの電圧ＶＴ１
を１３Ｖとし、このドロッパー回路１８ではこの１３Ｖ
を１２Ｖの所定電圧にし、これを第１の負荷に対する第
１の出力電圧Ｖ１として供給する。この場合のドロッパ
ー回路１８での電圧降下分は１Ｖとなる。

【００１４】次に、第２の負荷の負荷量が小さくなって
負荷電流が減少すると、電力サーミスタ２６の抵抗値が
増大する結果、この電力サーミスタ２６両端間の電圧降
下が例えば２Ｖとすると、二次側巻線８ｄの電圧ＶＴ２
が５Ｖであると、出力電圧検出回路２０では出力電圧Ｖ
２が３Ｖであり、これは規定の５Ｖからみて２Ｖ小さい
と検出するので、その検出出力が絶縁素子２４を介して
制御回路１２に与えられる。そうすると、制御回路１２
によるスイッチング素子１０のオンオフ動作によって二
次側巻線８ｄの電圧ＶＴ２は７Ｖとなるように一次側巻
線８ａの電流が制御されることになる結果、出力電圧検
出回路２０への電圧はこの７Ｖから電力サーミスタ２６
での電圧降下分の２Ｖを差し引いて５Ｖとなり、第２の
負荷へは５Ｖの出力電圧Ｖ２が供給される。

【００１５】そして、二次側巻線８ｃの電圧ＶＴ１につ
いては、第２の負荷の負荷量が大きい場合に１３Ｖとな
るように設定してあるときに、第２の負荷の負荷量が小
さくなると、その電圧ＶＴ１も低下するはずであるが、
抑制手段である電力サーミスタ２６によって二次側巻線
８ｃに現れる電圧ＶＴ１は１３Ｖに維持される。

【００１６】その理由について説明する。第２の負荷が
小さくなって電力サーミスタ２６を流れる電流が小さく
なる。そうすると、電力サーミスタ２６の抵抗値はその
電流の低下とは逆に大きくなりその両端間での電圧降下
もそれに対応して例えば２Ｖ分となるとすると、上述し
たように、二次側巻線８ｄ側に現れる電圧ＶＴ２は７Ｖ
になり、その結果、二次側巻線８ｄ側への電流は、第２
の負荷が大きい場合と同じようになる。そのため、二次
側巻線８ｃに現れる電圧ＶＴ１は１３Ｖに維持される。

【００１７】その結果、ドロッパー回路１８への二次側
巻線８ｃに現れる電圧ＶＴ１は第２の負荷が変動して
も、１３Ｖに抑制されているので、ドロッパー回路１８
での電圧降下は１Ｖとなり、このドロッパー回路１８で
の電圧降下による電力ロスは最小限に抑制される。

【００１８】なお、本発明では出力電圧検出回路２０の
前段において、電気素子単体であるサーミスタ２６を用
いたが、このサーミスタ単体に限定されるものではな
く、回路的に構成した抑制手段にも及ぶことは言うまで
もない。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第２の負
荷が変動しても第１の二次側巻線側に現れる電圧の変動
を抑制する抑制手段を備えたことから、第２の負荷が変
動してもドロッパー回路での電力ロスを最小限に抑制で
き、その分、電源の効率の低下を避けることができ、こ
れと同時にドロッパー回路での発熱量も最小限に抑制で
きるから従来のようなその発熱量に対処するために電源
の大型化を招くことがない。

【００２０】この場合、抑制手段をサーミスタのような
電気素子を用い、それを第２の二次側巻線側の出力電圧
検出回路の前段に配備した場合では、回路構成が極めて
簡素化されるうえ、第２の負荷の変動に対して第１の二
次側巻線側に現れる電圧を容易にかつ正確に安定化させ
てドロッパー回路でのロスを最小限に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るスイッチング電源の
回路図である。

【図２】従来のスイッチング電源の回路図である。

【符号の説明】

２ 直流電源 ４ 出力端子 ６ 出力端子 ８ トランス １０ スイッチング素子 １２ 制御回路 １８ ドロッパー回路 ２２ 出力電圧検出回路 ２６ 電力サーミスタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トランスの第１の二次側巻線側ではドロッ
   パー回路を用いて第１の負荷へ供給する第１の出力電圧
   を得る一方、第２の二次側巻線側では出力電圧検出回路
   の検出出力を一次側巻線側に帰還制御して第２の負荷に
   供給する第２の出力電圧を得るスイッチング電源であっ
   て、前記第２の負荷が変動しても前記第１の二次側巻線
   側に現れる電圧の変動を抑制する抑制手段を備えたこと
   を特徴とするスイッチング電源。
2. 【請求項２】前記抑制手段が、前記第２の負荷が変動し
   た際には前記第２の二次側巻線側に現れる電圧を制御し
   て前記第１の二次側巻線側に現れる電圧の変動を抑制す
   ることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源。
3. 【請求項３】前記抑制手段が、前記出力電圧検出回路の
   前段に配備されて通過電流の変化に対して抵抗値が逆方
   向に変化する電気素子であることを特徴とする請求項１
   または２記載のスイッチング電源。
4. 【請求項４】前記第２の二次側巻線と出力電圧検出回路
   との間に整流平滑回路が設けられ、前記電気素子が前記
   整流平滑回路と出力電圧検出回路との間に設けられたサ
   ーミスタであることを特徴とする請求項３記載のスイッ
   チング電源。