JPS58112110A - 安定化電源装置 - Google Patents

安定化電源装置

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JPS58112110A
JPS58112110A JP56211459A JP21145981A JPS58112110A JP S58112110 A JPS58112110 A JP S58112110A JP 56211459 A JP56211459 A JP 56211459A JP 21145981 A JP21145981 A JP 21145981A JP S58112110 A JPS58112110 A JP S58112110A
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power supply
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服部 應幸
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茂雄 中村
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • G05F1/00Automatic 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
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    • G05F1/12Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は安定化電源装置に係り、特にスイッチング素子
として磁気増幅器を用い、該磁気増幅器のオン/オフ時
間を制御してインバータ出力のパルス幅管費調し、所定
値の出力電圧を発生する構成の安定化電源装置に関する
スイッチング素子として磁気増幅器管用い、出力電圧値
に基づいて核磁気増幅器のオン/オフ時間を制御してイ
ンバータ出力である矩形波電圧のパルス幅を変調し、し
かる後該被蜜調出力を整流平滑して所望の電圧値を有す
る出力電圧を発生する安定化電源装置が知られている。
第1図はか\る安定化電源装置のブロック図である。図
中、11は交流電圧を発生する交流電圧源、12はダイ
オードよりなる全波整流器、13はコンデンサよりなる
平滑回路、14は平滑回路15の出力である直流電圧を
矩形波電圧Kffi換するスイッチ部と矩形波電圧を変
圧する豐圧器を有するインバータ、15ijスイツチン
グ素子としての磁気増幅器、16は整流回路、17は予
習−クコイルとコンデンサよりなる平滑回路、18Fi
出力電圧値と基準電圧値の差に応じた値を有す誤差信号
(電圧1*は電R)を発生する誤差検出回路。
19は誤差信号値に基づいて、磁気増幅器151Cオン
/オフ時間を制御するための磁束のリセット電圧を与え
る増幅回路であり、15と19の回路でパルス幅変調回
路を構成している。
交流電圧は整流器12及び平滑回路13により整流及び
平滑されて1ooy〜数100Vの直流電圧とな#)、
しかる後インバータ14により数KHz〜数10 KH
zの矩形波電圧に餐換される。そして、以後磁気増幅器
15.整流回路16.平滑回路17を介して所定値を有
する出方電圧に変換され負荷に供給される。
出力電圧値が変動すれば誤差検出回路18より誤差信号
が増幅回路19に出力され、誤差信号値に基づいて皺増
幅回路19は磁気増幅器15に磁束のリセット電圧を与
えて、該磁気増幅器のオン/オフ時間を制御し、インバ
ータ出力である矩形波電圧のパルス幅を変調し、出力電
圧を一定値に維持する。即ち、か\る安定化電源装置に
おいてはインバータ14の出力である矩形波電圧IR8
(第2図)のパルス幅が出力電圧の大きさに基づいて変
調され、換言すれば出力電圧が何らかの原因(入力変動
・負荷変動等)Icより、基準電圧値より小さくなった
ときに広く、出力電圧が基準電圧値より大きくなったと
きに狭く彦るように変調されて出力電圧値が一定値に維
持される。
ところで、スイッチング素子として磁気増幅器を用い九
従来の安定化電源装置にお込ては磁気増幅器のデッドタ
イムが大きいため有効に利用できるパルス幅が小さく、
換言すれば有効パルス幅は第2図に示すインバータ出力
電圧IR8のパルス幅PWより狭くなり、とのため出力
電圧の可変範囲が狭くなると共に、入角電圧の変動に対
する出力電圧の安定性を低下させていた。4$に最近の
電源装置においてはスイッチング周波数が高くなってき
ており、増々有効なデ為−ティ(′’ Q Q−一2小
さくなって上記欠点が顕著なものkなってきている。
従って、本発明の目的は磁気増幅器のデッドタイムを小
さくシ、有効に利用できるパルス@を広くできる安定化
電源装置を提供することである。
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。
尚、第1図と同一部分には同一符号を付している。
整流回路16はダイオードD+ 、Dt Kより構成さ
れ、平滑回路17は予習−クコイルCH+ 、!:コン
デンナC,により構成されてhる。誤差検出回路18′
Fi第1図の誤差検出回路18に対応し、ツェナーl(
t −)”ZD、 ト抵抗R*”−RmとPNPIII
(D ) ラ7ジスタQ、により構成されている。ツェ
ナーダイオードZD、と抵抗R1の厘列回路差びに抵抗
&と抵抗R3との直列回路はそれぞれ電源供給線のプラ
ス飼とマイナス側間に接続されている。そして、抵抗R
1と抵抗R,により分圧された電圧(Vg)がトランジ
スタQ、のベースに1ツェナーダイオードZD、の端子
電圧ff1)がトランジスタQ1のエミッタに供給され
、ツェナーダイオードの端子電圧(VR)k仮の基準電
圧とし、出力電圧(Vo)を−犀の比し、コレクタより
出方電圧v□と基準電圧ト辻Pす8才 VBとの誤差に応じた誤差信号としての制慨電流Icが
出力される。即ち、(トランジスタ。、のベース・エミ
ッタ間電圧を無視しぇ場合)出方電圧が基準電圧に比べ
て大きくなると制御電流ICが大きくなり、又出力電圧
が基準電圧に比べて小さくなると制御電流ICが小さく
なる。増幅回路19は制御電流ICを増幅するNPN−
のトランジスタQ、と、アノード端子が電源供給線のマ
イナス側に接続され、カソード端子がトランジスタ。、
のコレクタに接続され大第1のダイオードD、と、アノ
ード端子がトランジスタQ、のエミッタに接続され、カ
ソード端子が磁気増幅器15の出力側に接続された第2
のダイオードD、と、一端が増幅回路19の入力端子[
1絖され、他端がトランジスタQ、のベースに接続され
た抵抗九を有している。誤差検出回路1ぎの出力である
制御電流ICは抵抗R1を通してトランジスタQ、のベ
ースに印加され、皺トランジスタにより増幅されてリセ
ット電流1171.となって磁気増幅器15に印加され
る。
さて、磁気増幅器15のφ−■特性は第4回国に示す角
型ヒステリシスを有しており、そのインダクタンスLF
i で表現され、飽和時に零、磁束変化時に非常に大きくな
る。今、磁気増幅器15が飽和して、インダクタンスが
零になっている状態において、換言すればスイッチング
素子としての磁気増幅器15がオンしてhる状II!に
おいて1時刻t、にインバータ出力電圧IR8が+V、
から−■、に変化すると(第4図(B))、磁気増幅器
15の出力側には制御1流IcがトランジスタQrKよ
って増幅さねたりセット電流により、電圧−vtが発生
する。この結果、時刻tld\ら111での間にFi(
’V、−V、)のリセット電圧が磁気増幅器15に逆向
きに印加され、電圧・時間積は#I4図(B)に示す斜
線部8rとなる。そして、電圧・時間積Srによりφ−
1%性上の動作点1jPl−+Pt4P、→P4と移行
し、飽和磁束よりΔφr減小したP6点忙到り、換言す
れば磁気増幅器15の磁束はリセットされる。この28
点以降においてはインダクタンスL(=n−走一一)は
非常に大きくな1 す、オフ状IIIKなる。
以後、磁気増幅器15がオフ状態のま5時刻1゜Kお込
てインバータ出力電圧IR8が一■、がら+V。
に反転すると、φ−■特性上の動作点FiP4→Ps→
P・→Pマと移行して飽和に到るが、飽和に到る迄、す
なわち磁束Δφ都の変化中はインダクタンスL(=n−
3−?)は非常ビ大きく磁気増幅器15は依然としてオ
フ状lI!になっている。所定時間後の時刻t、におい
て飽和に到れば、インダクタンスは零となり磁気増幅器
15はオン状態となる。尚、第4図(B)に示し九磁束
変化Δφrと磁束変化ΔφIは等しく、また同図中斜線
で示した電圧・時間積Sr、Ssも等しい、そして、電
圧・時間積Sr或いは電圧・時間積S s FiVtK
依存し、v、Fi誤差検出回路1ピからの誤差信号とし
ての制御電fIt、ICK依昏する。
すなわち、Sr+8mは、出力電圧が基準電圧に比べて
大きくなると、大きくなり、又、出力電圧が基準電圧に
比べて小さくなると、小さくなる。従って、パルス幅P
usは出力電圧が基準電圧と郷しくなるように制御され
る。
ところで、広い範胚の入力電圧に対して出力を安定に保
つ良めには磁気増幅器15の出力パルス幅の可変範囲を
できるだけ広くすることが要求され、この幅の範囲は理
論的KOから(t4− を鵞)までである、t7かし、
従来の磁気増幅器を用いた安定化電源装置においてはダ
イオードD、を用いることなくトランジスタQ、のコレ
クタを直接電源供給線の1イナス側に接続しているため
有効に利用できるパルス幅が(1,−1,)より狭くな
っている。これは以下の理由によるものである。!lD
ち、リセット電流IRはインバータ出力電圧IR8が負
のM間にしか流れないが、制御電流Icは連続的に供給
されている。このため、インバータ出力電圧IR8が正
の期間忙おいて、ベース→コレクタ→電源供給線のマイ
ナス側のルートで電流が流れ、ベースに電荷が蓄積され
る。そして、この蓄積電荷のためインバータ出力電圧Z
R8が負になると制御電流ICが零でない限りその大小
とは無関係にトランジスタQ、がオンし、磁気増幅器1
5がリセットされてしまうからである。この状態を図示
すれば、第5図の破線に示すように磁気増幅器15の出
力側電圧V、が変化し、TLに示すパルス幅が有効に利
用できなくなり、又これKより安定性を劣化させる。
これに対し、本発明においてはNPN製のトランジスタ
Q8のコレクタと電源供給線のマイナス側に制御電流I
cに対し逆バイアス接続されたダイオードD、を設けて
いるからインバータ出力電圧IR8が正の時にベースに
電荷が蓄積されることがなく。
有効に利用できるパルス幅を十分に大きくできる。
以上、本発明によれば磁気増幅器のデッドタイムを小さ
く、換言すれば有効に利用できるパルス幅を広くとるこ
とができるから広い範囲の入力電圧に対し、て出力電圧
全安定に維持することができ、[、かも出力電圧の可変
範囲を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は磁気増幅器をスイッチング素子と1.て用い九
安定化電源装置のブロック図、第2図はインバータ出力
電圧波形図、jlI3図は本発明の実施例を示す回路図
、第4図は磁気増幅器によるパルス幅変調説明図、第5
図は有効に利用できるパルス幅が減小する原因説明図で
ある。 14・・・インバータ、15・・・磁気増幅器、16・
・・整流回路、17・・・平滑回路% 18・・・誤差
検出回路。 19・・・増幅回路、Qt・・・NPN型のトランジス
タ。 D□D、・・・ダイオード 特許比 願人 、富士通ファナック株式会社1 代理人 弁理士  辻      實

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 磁気増幅器と、出力電圧と基準電圧との差を検出する誤
    差検出回路と、誤差検出回路からの誤差信号を増幅し、
    リセット信号として磁気増幅器に与える増幅回路と、磁
    気増幅器により、インバータ出力電圧のパルス幅を変調
    され九普変調出力電圧を整流する整流回路と、整流され
    た電圧を平滑して出力電圧とする平滑回路を有する安定
    化電源装置において、前記増幅回路は出力電圧値と基準
    電圧値との差に応じた値を有する誤差検出回路からの誤
    差信号としての制御電流を増幅するNPNl[のトラン
    ジスタと、カソード端子が電源供給線のマイナス側に接
    続され、アノード端子が前記トランジスタのコレクタに
    接続された#!1のダイオードと、カソード端子が前記
    トランジスタのエミッタに接続され、アノード端子が前
    記磁気増幅に接続された第2のダイオードを備なえ、前
    記トランジスタにより制御電流を増幅して得ら引たリセ
    ・ノド電流を第2のダイオードを介して磁気増幅器に入
    力し出力電圧値と基準電圧値との差に応じて該磁気増幅
    器のオン或いはオフ時間を制御して出力電圧値を一定に
    することを特徴とする安定化電源装置。
JP56211459A 1981-12-25 1981-12-25 安定化電源装置 Granted JPS58112110A (ja)

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US06/452,139 US4460955A (en) 1981-12-25 1982-12-22 Stabilizing power supply apparatus
EP82306900A EP0083216B1 (en) 1981-12-25 1982-12-23 Stabilizing power supply apparatus
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JPH0152766B2 JPH0152766B2 (ja) 1989-11-10

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JPH0152766B2 (ja) 1989-11-10
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