JPS5922114A

JPS5922114A - スイツチングレギユレ−タ

Info

Publication number: JPS5922114A
Application number: JP13138882A
Authority: JP
Inventors: Yasuhide Iguchi; 井口　康秀
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1982-07-27
Filing date: 1982-07-27
Publication date: 1984-02-04

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】この発明は、交流電源と負荷との間に直列に接続された
スイッチング素子の導通角を制御して負コストが安くつ
く構造にて交流電源が変動しても常に実効値か一定の負
荷電圧か得られるようにスイッチング素子の導通角を制
御できるスイッチング素子。レータを提供することであ
る。

この発明は、この目的を達成するため交流上Δも先と負
荷との間に直列に接続された制御整流素子と負荷電圧を
基準電圧と比較して負４：Ｉ電圧の変動に対応した比較
出力を送出する比較器と、比較器からの比較出力に応答
した速度で充電されるコンデンサと、コンデンサの所定
の充電電圧により導通させられて前記制御整流素子を導
通させるトリガーパルスを発生ずるトリカー素子とを含
むスイッチングレギュレータにより構成されている。

以下、この発明を図面に示す実施例に基つき１）ｒ細に
説明する。

第１図はこの発明の実施例の回路図である。第１図にお
いて、（１０）は例えばフライホイールマグネトつのよ
うな交流電源であり、（１２）はランプ等の負荷である
。（１４）は交流ｒｔ踪＜１０）と負荷（１２）との間
に直列に接続されたスイッチング素子としての制御整流
素子である。（１６）は負荷電圧を基準電圧と比較する
比較器である。この比較器（１６）は、ダイオード（１
８）と抵抗（２０）とコンテンツ−（２２）とからなる
平滑回路（２４）からの平滑電圧、つまり負荷電圧の大
きさに対応する直流電圧を基準電圧電源（２６）からの
基準電圧と比較してその差に応じた電圧を出力する。（
２８）はブリッジ接続された４個のダイオード（３０）
（３２）（３４）（６６）間にコレクタエミッタが挿入
されかつベースが比較器（１６）の出力部に接続された
可変インピーダンス素子としてのトランジスタである。

（３８）はコンデンサであり、このコンテンツ（６８）
は交流電源（１０）とトランジスタ（２８）との間に挿
入されてこのトランジスタ（２８）のコレクタエミッタ
間の抵抗値に対応した充電速度で交流電源（１０）から
の電流を充電するようになっている。（４０）はコンテ
ンツ（３８）と制御整流素子（１４）のゲートとの間に
挿入されたトリガー素子であり、このトリガー素子（４
０）はコンデンサ（６８）における所定の充電電圧によ
り導通させられて制御整流素子（１４）’２導通させる
トリカーパルスを発生ずるようになっている。

次に、第２図を参照して動作を説明する。

交流電源（１０）から第２図（１）に示すような波形の
電圧が出力されているものとする。この電圧波形が正の
半波である第１期間（Ｔ１）においては、コンデンサ（
３８）に実線（Ａ、）で示す方向に電流が流れることに
よりコンテンツ（３８）が充電される。ところで、比較
器（１６）の一方の入力部に対する基準電圧電源（２６
）からの基準電圧に比較して他方の入力部に、成る負荷
電圧の大きさに対応した平滑電圧が入力されていたとす
る。そうすると、比較器（１６）の出力部からは基準電
圧に対するその時の平滑電圧に対応したレベルの比較出
力か出力される。この比較出力がベースに入力されるト
ランジスタ　（２８）はこの比較出力のレベルに対応し
たコレクタエミッタ間抵抗を呈する。その結果、コンテ
ンツ（３８）の充電速度はこのトランジスタ（２８）の
コレクタエミッタ間抵抗の大きさ、つまり負荷電圧の大
きさにより制御されることになる。したかつて、この時
の充電速度を第１充電速度とすると、コンデン−＋１２
８）における充電電圧は第２図（２）の実線に示すよう
な勾配で高くなり、時刻（ｔｌ）においてはトリガー素
子（４０）を導通させ得る充電電圧に達する。故に、こ
の時刻（ｔｌ）においてトリガー素子（４０）は第２図
（３）に示すようにトリカーパルスを発生し、制御整流
素子（１４）を導通させる。したかって、時刻（ｔｌ）
以降は、交流電源（１０）から実線（Ｂ）に示す方向に
電流か流れて第２図（４）の時刻（ｔｌ）〜（ｔ２）の
間に示すような波形の電圧が負荷（１２）に供給される
こととなる。次に、交流電源（１０）の電圧波形か負の
半波となる次の期間（Ｔ２）においては、コンデンサ（
ろ８）には破線（Ｃ）で示す方向に電流が流れるか、こ
のコンテンツ（６８）にお、ける充電速度は上記と同様
にトランジスタ（２８）のコレクタエミッタ間抵抗の大
きさにより定まり、第２図（２）の実線に示すように時
刻（ｔ３）においてトリガー素子（４０）を導通させ得
る電圧（この場合は負の値）に達する。トリカー素子（
４０）は時刻（ｔ３）において導通して制御整流素子（
１４）を前記とは逆方向に導通させる。

したがって、時刻（ｔ２）以降は、破線（Ｄ）に示す方
向に電流が流れて負荷（１２）には第２図（４）の時刻
（ｔ３）へべ１４）の間に示すような波形の電圧が供給
されることになる。

次に、負荷電圧が変動した場合について説明する。今、
負荷電圧が高くなったとすると、比較器（１６）からレ
ベルか低い比較出力が導出されてトランジスタ（２８）
のコレクタエミッタ間抵抗が高くなる。そうすると、交
流電源の第２図（１）のｌＲ７間（Ｔ　Ｉ　）における
電圧においてコンテンツ（ろ８）は前記第１充電速度よ
りも遅い第２充電速度により第２図（２）の破線に示す
ような勾配で充電される。したかって、トリカー素子（
４０）は時刻（ｔｌ）よりも後の時刻（ｔｌ−’）で導
通される。こうして、トリガー素子（４ｏ）の導通時刻
が遅れることにより制御整流素子（１４）を介して負荷
（１２）へ供給される電圧の波形は第２図（４）の時刻
（ｔ　１　）　（−、＝　（ｔ　２　）の間となる。し
たがって、このようにして負荷電圧が高い（低い）とき
は制御整流素子（１４）の導通角か小さく　（大きく）
なるので、負荷には常に実効値が一定の負荷電圧が与え
られることになる。

第６図はこの発明の他の実施例の回路図であり第１図と
類似し対応する部分には同一の符号か付される。この実
施例は、負荷電圧を基準電圧と比較する比較器（１６）
からの比較出力により、破線で囲む可変電流回路（４２
）の電流値を制御しこの電流値の大きさによりコンデン
サ（６８）の充電速度を制御してトリガー素子（４０）
を導通するようにしたものである。このため可変電流回
路（４２）は、ダイオード（４４）と第１トランジスタ
（４６）と抵抗（４８）とを直列に接続しダイオード（
４４）に第２トランジスタ（５０）を並列に接続して構
成される。

次に第４図を参照して動作を説明する。

今、比較器（１６）か成る大きさの負荷電圧を基準電圧
と比較してなる比較出力をｉｊＪ変電流回路（４２）の
第１トランジスタ（４６）のベースに与える。そうする
と、第１トランジスタ（４６）のコレクタエミッタ電流
がこの比較出力に対応して決定されるので、第２トラン
ジスタ（５０）のコレクタエミッタを介してコンデンサ
（３８）へ流れる充電電流の大きさは前記比較出力に対
応することになる。この充電電流によりコンデンサ（６
８）は第４図（２）の実線に示すような勾配で充電され
、時刻（１，＋、０）において所定の充電電圧に達する
。トリガー素子（４０）はこの充電電圧により導通され
、第２図（３）のトリガーパルスを時刻（ｔ］−〇）で
発生し、このトリカーパルスにより制御整流素子（１４
）か導通させられて、第４図（４）の実線に示すような
負荷電圧波形か得られるのは先述の実施例と同様である
。

また、負荷電圧が例えば低くなると比較器（１６）から
の比較出力が犬きく、父って、ｒｊｆ変電流回路（４２
）の電流値か大きくなる。このため、コンデンサ（３８
）の充電速度が第４図（２）の破線に示すよう１’　４
＝早く）μ形所宅の充電電圧には時刻（ｔ］ｃｙ’）で
到達する。故に、結果として第４図（４）の破線に示す
負荷電圧の波形で明らかなように制御整流素子（１４）
の導通角が大きくなる。したがって、負荷電圧の変動に
対応して制御整流素子（１４）の導通角が上記のごとく
変化するので、負荷（１２）には常に平均値が一定の電
圧が与えられることになる。なお、第４図（１）は交流
電源（１０）の電圧波形を示す。

第５図はこの発明の更に他の実施例の回路図であり、第
１図および第２図と類似し対応する部分には同一の狩り
がイク」される。この実施例において注１」ずべき構成
は次の通りである。即ち、交流電源（１０）の第１．第
２出力側（５２）　　（５４）に第１．第２制御整流素
子（１４２）　　（１４４）かそれぞれ接続され、第１
．第２制御整流素子（１４２）（１４４）の各ゲートに
それぞれ第１゜第２トリカー素子（４０２）　　（４０
４）か接続される。第１．第２トリカー素子（４０２）
　　（４０４）間にコンテン−リ゛（ろ８）か接続され
る。コンデンサ（ろ８）の一方の電極と第１制御整流素
子（１４２）との間、およびその他方の電極と第２制御
整流素子（１４４）との間にそれぞれ第１゜第２ダイオ
ード（５６）　　（５８）か挿入され、更に第１．第２
抵抗（６０）Ｃ６’）’）か交流電源（１０）の第１．
第２出力側（５２）　　（５４）と第１、第２トリガー
素子（４０２）（４０４）との間に接続される。

次に、このような構成の動作を第６図を塔間して説明す
る。

比較１（１６）の比較出力によりトランジスタ（２８）
のコレクタエミッタ抵抗か定まるのは第１図の実ｈｍ例
と同様であるか、この第５図の実施例では、コンデンサ
（ろ８）が交流電源（１０）から第１．第２抵抗（６０
）（６２）を介する第６図（１）に示す波形の電流にて
充電される。ところが、このコンデンサ（６８）は充電
されていくと同時にブリッジ接続されたダイオード（ろ
４）、トランジスタ（２８）、ダイオード（３２）σ）
第１放電経路か、またはダイオード（ろ０）、Ｉ・ラン
ジスタ（２８）、ダイオード（６６）の第２　ｊ７０電
経路を介して放電させられる。したかつて、コンデンサ
（３８）の充電速度は、いずれの放電経路にもあるトラ
ンジスタ　（２８）のコレクタエミッタ抵抗を制御する
比較器（１６）の比較出力により制御されることになる
。即ち、第６図（２）に示すような勾配でコンデンサ（
６８）か充電され例えば時刻（ｔ２ｏ）で所定の充電電
圧に達すると同時刻（ｔ　２０）で第１トリガー素子（
４０２）か導通し、第６図（３）に示すトリカーパルス
を発生ずる。

そうすると、第１制御整流素子（１４２）はこの時刻（
ｔ　２０）で導通ずるので、負荷（１２）には第６図（
４）に示すような波形の電圧か入力される。こうして、
この実施例も池の実施例と同様コンデンサ（６８）の充
電電圧が所定値に達する時刻を制御して素子（１４２）
（１４４）の導通角を制御し負荷に実効値か一定となる
電圧を与えている。

以上説明したように、この発明によれば、交流電源と負
荷との間に直列に接続されるべきスイッチング素子を制
御整流素子で構成したので、この素子の導通角制御のた
めの入力信号としてはトリカ゛−信号のようなパルス幅
のない信号て導通開始タイミングを制御するのみて導通
角制御かできることになり、入力信号のパルス幅で導通
角制御さぜる場合に比べてその制御を正確に行うことか
できる。

そして、この発明は、負荷に対して実効値か常に一定と
なるような電圧を与えるために基準電圧と比較して負荷
電圧の変動に対応した比較出力を送出する比較器と、比
較器からの比較出力に応答した速度で充電されるコンデ
ンサと、コンデンサの所定の充電電圧により導通させら
れて、前記制御整流素子を導通させるトリガーパルスを
発生ずるトリガー素子とて構成したので、制御整流素子
をトリガー素子からのトリカ−パルスにより安定性と応
答性が良く、かつコスト的に安くつく構成にて導通角を
制御さぜることかてきる等の効果か発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図はその動
作説明のためのタイムチャート、第６図はこの発明の他
の実施例の回路図、第４図はその動作説明のためのタイ
ムチャート、第５図はこの発明の更に他の実施例の回路
図、第６図はその動作説明のためのタイムチャートであ
る。（１０）　、　、　、交流電源、（１２）　、　、　、
負荷、（１４，）、、、制御整流素子、（１６）　、　
、　、比較器、（２６）、、、基準電圧電源、（３８）
。

Claims

【特許請求の範囲】

交流電源と負荷との間に直列に接続された制御整流素子
と、負荷電圧を基準電圧と比較して負荷電圧の変動に対
応した比較出力を送出する比較器と、比較器からの比較
出力に応答した速度で充電されるコンデンサと、コンデ
ンサの所定の充電電圧により導通させられて前記制御整
流素子を導通さぜるトリガーパルスを発生するトリガー
素子とを含むことを特徴とするスイッチングレギュレー
タ。