JPS5918863Y2 - スイッチング電源 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は主にモータ制御用のサーボ回路を用いられるス
イッチング電源に関する。

種々の音響機器に用いられるモータは、定常の回転時に
精密な回転速度の制御が必要であると同時に停止や始動
動作が必要でありきわめて広い範囲にわたりモータの速
度が制御されている。

モータ速度の制御に用いられるスイッチング電源として
は、種々存在するが第１図はその一例を示す回路図であ
る。

第１図においては電圧制御用誤差増幅器１の出力と電流
制限用誤差増幅器２の出力がＯＲ接続してありパルス幅
変調器３０入力になっている。

パルス幅変調器３によりスイッチングトランジスタＱの
導通時間が制御され、制御電圧ｖｃにより設定された出
力電圧Ｖ。

が出力端子４，４′から負荷ＲＬに供給される。

そして負荷ＲＬであるモータの速度が制御される。

なお５と６，６′は夫々制御電圧ｖｃと電源の入力端子
であり、Ｒ１は電流検出用抵抗である。

電流制限誤差増幅器２の入力インピーダンス、増幅度が
無限大に近いとすると、電流制限用誤差増幅器２は抵抗
Ｒ２の電圧ｖＲ２と出力電圧■。

を比較し、ｖＲ２〉ｖｏの関係が生じた時に動作し、負
荷ＲＬに過電流が流れないようにする。

実際には電流制限用誤差増幅器２には入力オフセット電
圧■。

Ｆが存在し、電圧■Ｒ２に加算される。ところが従来の
このようなスイッチング電源は次のような欠点を有して
いる。

すなわちモータを停止するために出力電圧Ｖ。

をＯにした場合、電圧ｖＲ２も０になるが入力オフセッ
ト電圧Ｖ。

Ｆが（＋）の場合にはＶＲ２＋Ｖ。、〉ｖ。の関係が成
立し電流制限用誤差増幅器２は動作する。

モータを始動させるために再び電圧制御用誤差増幅器１
が出力電圧■。

を０から上昇させるように動作しても、両方の誤差増幅
器はＯＲ接続されているので電流を制限する動作が優先
し出力電圧■ｏがＯの状態が継続しモータを始動できな
い。

従って別回路によりモータを始動させる必要がある。

入力オフセット電圧Ｖ。

Ｆが（−）の場合には■８□十Ｖ。

Ｆ＞ｖｏの関係が成立しないがらこのような不都合は生
じない。

近時スイッチング電源の誤差増幅器部分を含む大部分の
回路は集積回路により形成されるのが現状であり、入力
オフセット電圧Ｖ。

Ｆは集積回路のチップごとに（＋）側あるいは（−）側
にばらつき、後で（−）側に調整することは困難である
。

従って従来の回路構成では集積回路のチップを選別する
必要があり生産性の点から望ましくない。

本考案は、このような従来の欠点を改善したスイッチン
グ電源を提供する。

本考案は電圧制御用誤差増幅器の出力と電流制限誤差増
幅器の出力をＯＲ接続してパルス幅変調器の入力とし、
該パルス幅変調器でスイッチングトランジスタの導通時
間を制御するスイッチング電源において、負荷と直列に
電流検出用抵抗が接続され、電流検出用抵抗の高電位側
と接地間にはダイオードと抵抗が直列接続され、該ダイ
オードと抵抗の接続点が電流制限用誤差増幅器の片方の
入力端に接続され、該電流検出用抵抗の低電位側が電流
制限用誤差増幅器の他方の入力端に接続され、さらに電
圧供給源と電流検出用抵抗の高電位側が抵抗で接続され
ていることを特徴とする。

以下本考案のスイッチング電源の実施例を示す回路図で
ある第２図により説明する。

なお第１図と同一部分は同じ符号を付与しである。

第２図においてスイッチングトランジスタＱのコレクタ
は電源の入力端子６、エミッタはチョークコイルＬに接
続される。

又負荷ＲＬよりはるかに大きな抵抗値の抵抗Ｒ５を用い
て定電圧電源Ｅと、チョークコイルＬと電流検出用抵抗
Ｒ１の接続点が接続される。

チョークコイルＬは電流検出用抵抗Ｒ１を介して出力端
子４に接続され、負荷ＲＬが出力端子４，４′に接続さ
れる。

電流検出用抵抗Ｒ１の低電位側にある出力端子４は電流
制限用誤差増幅器２の正入力端に接続されると共に抵抗
Ｒ３を介して電圧制御用誤差増幅器１の負入力端に接続
される。

電流検出用抵抗Ｒ１の高電位側は、ダイオードＤ２と抵
抗Ｒ２を介して接地される。

ダイオードＤ２と抵抗Ｒ２の接続点は電流制限用誤差増
幅器２の負入力端に接続される。

電圧制御用誤差増幅器１の正入力端は抵抗Ｒ４を介して
制御電圧■。

の入力端子５に接続される。電圧制御用誤差増幅器１と
電流制限用誤差増幅器２は出力がＯＲ接続され、パルス
幅変調器３に入力される。

パルス幅変調器３の出力によりスイッチングトランジス
タＱのベース電圧を変化させ、その導通時間が制御され
る。

なお、チョークコイルＬの両端は夫々フライホイールダ
イオードＤ１、電解コンデンサＣを介して接地されてお
り、平滑回路が構成されている。

入力端子６，６′には直流の電源が接続される。

このように構成された本考案のスイッチング電源は、定
電圧電源Ｅの陽極と電流検出用抵抗Ｒ１の高電位側が抵
抗Ｒ５を介して接続され、出力電圧Ｖ。

がほぼＯになる時に抵抗Ｒ５、電流検出用抵抗Ｒ１，負
荷ＲＬにより直列回路が構成されるようにしである。

そしてダイオードＤ２の順方向電圧をＶＦ、定電圧電源
Ｅから供給される電圧を■。

とする時、結果的には次の（１）式が成立するように抵
抗Ｒ５の値を設定しである。

第１図との相異点を次に詳細に説明する。

まず電流制限用誤差増幅器２はすでに述べたようにＶＨ
２＋ ＶＯＦ ＞ Ｖｏの関係が成立する時に動作する
。

出力電圧Ｖ。をほぼ０にしてモータを停止する時、Ｒ５
＞ＲＬであるから次の（２）式が成立する。

電流制限用誤差増幅器′２は出力電圧Ｖ。

がほぼＯの時、動作しないことが望ましいから次の（４
）式に（２）式、（３）式を代入する。

この結果として（１）式を得る。

入力オフセット電圧ｖｏＦは（＋）の時（ｉ）式が成立
するようにする。

なお出力電圧Ｖ。

がＯでない時、電流検出用抵抗Ｒ１を流れる電流をＩ。

とすると抵抗Ｒ５はほとんど電流が流れないから、次の
（５）式が成立する。

従って電流制限用誤差増幅器２が動作するｖＲ２＋Ｖｏ
Ｆ＞ Ｖｏの関係を成立させる条件は容易に得られ正常
に動作させることができる。

電圧制御用誤差増幅器１では、第１図と同じように制御
電圧■。

ど出力電圧■。

が比較され、制御電圧ＶＣにより設定された出力電圧■
。

が出力端子４，４′に得られる。

かくして本考案によれば出力電圧■。

をＯにしてから、再度上昇させる場合においても従来例
におけるような不都合は生じない。

集積回路により回路を構成する場合には、電流制限用誤
差増幅器２の入力オフセット電圧■。

Ｆのばらつきの最大値において（１）式が成立するよう
にしておけばすべての集積回路のチップを用いるよとが
可能であり選択する必要はない。

なお本考案は実施例に限定されるものではない。

抵抗Ｒ５は第２図では電流検出用抵抗Ｒ１の高電位側と
定電圧電源Ｅの陽極間に接続されているが、要するに出
力電圧Ｖ。

がほぼＯになる時に抵抗Ｒ５、電流検出用抵抗Ｒ１，負
荷ＲＬによる直列回路が構成され、抵抗Ｒ５と電流検出
用抵抗Ｒ１の接続点に直流電圧が加わるようにすればよ
い。

従って電源の電圧変動が小さい場合には、定電圧電源Ｅ
から供給される電圧ＶＥのかわりに入力端子６，６′に
供給される電源電圧を利用することも可能である。

そのような場合には電圧供給源としての定電圧電源Ｅを
節減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスイッチング電源の回路図であり、第２
図は本考案のスイッチング電源の実施例を示す回路図で
ある。 １：電流制限用誤差増幅器、２：電流制限用誤差増幅器
、３：パルス幅変調器、４．４’：出力端子、５：制御
電圧ｖｃの入力端子、６．６’：電源の入力端子、Ｑニ
スイツチングトランジスタ、Ｒ１：電流検出用抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電圧制御用誤差増幅器の出力と電流制限用誤差増幅器の
   出力をＯＲ接続してパルス幅変調器の入力とし、該パル
   ス幅変調器でスイッチングトランジスタの導通時間を制
   御するスイッチング電源において、負荷と直列に電流検
   出用抵抗が接続され、電流検出用抵抗の高電位側と接地
   間にはダイオードと抵抗が直列接続され、該ダイオード
   と抵抗の接続点が電流制限用誤差増幅器の片方の入力端
   に接続され、該電流検出用抵抗の低電位側が電流制限用
   誤差増幅器の他方の入力端に接続され、さらに電圧供給
   源と電流検出用抵抗の高電位側が抵抗で接続されている
   ことを特徴とするスイッチング電源。