JPS5922564Y2 - 直流安定化電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、直流安定化電源装置の電流検出回路に関し、
更に詳細には、電流検出抵抗の接続場所と電圧検出場所
とが離れていても電流検出回路の電源を１つとすること
が可能な電流検出回路に関するものである。

安定化電源回路を通して負荷に電力を供給する場合に、
安定化電源回路が負荷に接近していれば、線路の抵抗に
基づく電圧降下を無視することが出来るので、制御回路
の電源を１つにすることが出来る。

しかし、安定化電源回路が負荷から離れた所に設けられ
ているために、遠隔電圧検出を行うように構威し、且つ
制御回路を演算増幅器即ちオペアンプ（オペレーショナ
ルアンプ）で構成する場合には、線路の電圧降下のため
に制御回路の電源が２つ必要であった。

これを従来の安定化電源装置を示す第１図を参照して説
明すると、直流電源に接続するための入力端子１，２に
は一対の電力供給線３，４が接続され、一方の電力供給
線３に直列に電流検出抵抗５が接続され、他方の電力供
給線４に直列に電圧及び／又は電流制御回路６のスイッ
チングトランジスタＱ１が接続されている。

この場合、安定化電源装置は、負荷７から離れた場所に
設けられているので、電源装置の一対の出力端子８，９
に直接に負荷７が接続されず、ライン等価抵抗１０，１
１を有する一対の電力供給線１２，１３を介して負荷７
が接続されている。

このような安定化電源回路でスイッチングトランジスタ
Ｑ１を定電圧制御する場合、トランジスタＱ１の出力段
における出力端子８．９で出力電圧を検出するよりは、
負荷７の両端の電圧を検出してトランジスタＱ１を制御
した方が負荷に精度の高い定電圧を供給することが出来
る。

このため、負荷７の両端に接続された遠隔電圧検出端子
１４．１５が設けられている。

そして、差動増幅器として働く電圧検出用演算増幅器１
６が設けられ、反転入力端子１７は第１の補助電源１８
の電圧を抵抗１９と抵抗２ｏとで分割した点に接続され
ている。

また非反転入力端子２１は一対の遠隔電圧検出端子１４
，１５間に接続された抵抗２２と抵抗２３との接続中点
に接続されている。

また演算増幅器１６の出力端子２４はＯＲ回路を構成す
る第１のダイオード２６を介して電圧及び／又は電流制
御回路６に接続されている。

更にこの演算増幅器１６の一方の電源端子２６は第１の
補助電源１８の正の端子に接続され他方の電源端子２７
は第２の補助電源２８の負端子に接続されている。

尚第１及び第２の補助電源１８．２８は整流回路又は電
池で構成するか又は主直流電源線にツェナーダイオード
、抵抗等を接続して所定電圧を得るようにしたものであ
り、定電圧特性の優れた電源回路である。

また過電流から回路を保護するために、差動増幅器とし
て働く過電流検出用演算増幅器２９が設けられ、この非
反転入力端子３０は補助電源１８の一方の端子（正端子
）と電源検出抵抗５の一端（左端）との間に接続された
抵抗３１と抵抗３２との直列回路の電圧分割点に接続さ
れ、この演算増幅器２９の反転入力端子３３は電流検出
抵抗５の他端に接続され、この演算増幅器２９の出力端
子３４はＯＲ回路を構成する第２のダイオード３５を介
して電圧及び／又は電流制御回路６に接続されている。

更にこの演算増幅器２９の一方の電源端子３６は第１の
補助電源１８の正端子に接続され、他方の電源端子３７
は第２の補助電源２８の負端子に接続されている。

点線で囲んで示す電圧及び／又は電流制御回路６におい
ては、直列に接続されたトランジスタＱのベースと電力
供給線２との間に抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ２が
接続され、トランジスタＱのベースがパルス発生回路３
８に接続されている。

）パルス発生回路３８は、三角波発生器と比較器を内蔵
し、比較器に第２図Ａにおいて示す三角波３９と、第２
図Ａの比較レベル４０とを入力させ、レベル４０よりも
三角波３９が小さくなったときに第２図Ｂに示す正パル
スを発生するように構成されている。

このためパルス発生回路３８は演算増幅器１６及び２９
に接続され、比較レベル４ｏは演算増幅器１６又は２９
の出力によって付与されている。

尚図示はされていないが、トランジスタＱ１の出力段に
はフィルタ回路が設けられる。

上述の如く構成された安定化電源装置の動作を説明する
と、遠隔電圧検出端子１４．１５で検出された負荷７の
両端の電圧が抵抗２２．２３で分圧されて電圧検出用演
算増幅器１６の非反転入力端子２１に付与され、第１の
補助電源１８の電圧を抵抗１９．２０で分圧して得た基
準電圧が演算増幅器１６の反転入力端子１７に付与され
、この実施例の場合は演算増幅器１６が差動増幅器（誤
差増幅器）として使用されているので、負荷電圧と基準
電圧との差動出力（誤差出力）が出力端子２４から得ら
れ、出力端子２４の電圧が負荷電圧の変動に応じて変化
し、パルス発生回路３８の出力パルス幅及び斗うンジス
タＱ１．Ｑ２の導通期間が変化し、非安定の電圧は定電
圧化されて負荷７に供給される。

例えば、負荷電圧が高くなると、電圧検出用演算増幅器
１６の出力レベル即ち第２図Ａの比較レベル４０が下り
、パルス発生回路３８から得られる出力パルスのパルス
幅が狭くなり、トランジスタＱ１及びＱ２のオン期間が
短かくなり、出力電圧が所定値まで下げられる。

また負荷７に過電流が流れると、電流検出抵抗５の電圧
降下が増大し、所定値以上の電圧降下となると、演算増
幅器２９の非反転入力端子３０の入力レベルが反転入力
端子３３の入力レベルよりも低くなり、出力端子３４の
電位がダイオード３５をオンにすることが可能なレベル
となり、第２図Ａにおけるレベル４０が低下し、パルス
発生回路３８から出力パルスが発生しなくなるか、又は
微小パルス幅となり、トランジスタＱ１及びＱ２が実質
的にオフになって過電流が遮断される。

この過電流時の動作において、ライン抵抗１１によって
電圧降下が生じ、遠隔電圧検出端子１５の電位よりも、
電流検出抵抗５の右端即ち演算増幅器２９の反転入力端
子３３の電位が低くなるが、演算増幅器２９の負の電源
端子３７は第２の補助電源２８に接続されているので、
演算増幅器２９は正常に動作する。

従って通常の接続においては、第２の補助電源２８は不
可欠なものであった。

しかし、回路構成を一層簡略にするために、第２の補助
電源２８を省くことが望ましい。

尚上述の如き問題は、演算増幅器１６゜２９をコンパレ
ータとして使用する場合にも生じる。

そこで、本考案の目的は、遠隔負荷の端子電圧を検出し
て電圧を制御すること、及び電圧又は電流の制御回路の
近傍で負荷電流を演算増幅器を使用して検出して制御回
路を制御することを単一の補助電源で確実に行うことが
出来る直流安定化電源装置を提供することにある。

上記目的を遠戚するための本考案は、理解を容易にする
ために実施例を示す図面を参照して説明すると、一方及
び他方の直流電力供給線３，４に接続された電圧又は電
流制御回路６と、前記一方の直流電力供給線３に直列に
接続された電流検出抵抗５と、前記一方及び他方の直流
電力供給線３゜４をライン抵抗１０．１１を有して遠隔
場所の負荷７に接続する一対の負荷接続用電力供給線１
２．１３と、直流補助電源１８と、一方の入力端子３０
が抵抗３１を介して前記補助電源１８の一端に接続され
且つ抵抗３２を介して前記電流検出抵抗５の電源側端子
に接続され、他方の入力端子３３が前記電流検出抵抗５
の負荷側端子に接続され、出力端子３４が前記制御回路
６に接続され、一方の電源端子３６が前記補助電源１８
の一端に接続され、他方の電源端子３７が前記電流検出
抵抗５よりも電源側の前記一方の直流電力供給線３に接
続されている電流検出用演算増幅器２９と、前記電流検
出抵抗５が接続されない電力供給線側の前記負荷の一端
に接続された一方の遠隔電圧検出端子１４と、前記電流
検出抵抗５が接続さる電力供給線側の前記負荷の他端に
接続され且つ前記補助電源１８の他端に接続されている
他方の遠隔電圧検出端子１５と、前記一方及び他方の遠
隔電圧検出端子１４，１５間に接続された電圧検出抵抗
２２．２３と、一方の入力端子２１が前記電圧検出抵抗
２２．２３の分圧点に接続され、他方の入力端子１７が
基準電圧回路に接続され、出力端子２４が前記制御回路
６に接続され、一方の電源端子２６が前記補助電源１８
の一端に接続され、他方の電源端子２７が前記補助電源
１８の他端に接続されている電圧検出用演算増幅器１６
とから成る直流安定化電源装置に係わるものである。

上記考案によれば、電流検出用演算増幅器２９の他方の
電源端子３７を電流検出抵抗５よりも電源側の電力供給
線３に接続したことにより、演算増幅器２９を単一補助
電源１８で確実に動作させることが可能になる。

即ち、負荷接続用電力供給線１２゜１３の抵抗１０．１
１による電圧降下の変動にも拘らず、演算増幅器２９を
単一の補助電源１８で正常に動作させることが可能にな
る。

従って、装置の小型化、低コスト化が出来る。

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

但し、第３図において符号１〜２７及び２９〜３８及び
Ｑｌ、Ｑ２．Ｒ１で示すものは、第１図で同一符号で示
すものと実質的に同一であるので、これ等の説明を省略
する。

第３図においては、第１図における第２の補助電源２８
に相当するものが設けられていない。

このため、電圧検出用演算増幅器１６の他方の電源端子
２７は補助電源１８の負端子に接続されている。

また電流検出用演算増幅器２９の他方の電源端子３７は
補助電源１８の負端子に接続せずに、演算増幅器電源線
３９によって電流検出抵抗５の一端即ち電力供給線３に
接続されている。

またこの実施例では遠隔電圧検出端子１５が何らかの原
因で開放されても、演算増幅器２９の他方の電源端子３
７から補助電源１８の他端に至る回路が形成されるよう
に出力端子９のラインと遠隔電圧検出端子１５のライン
との間に抵抗４０が設けられている。

このように構成しても、電圧検出用演算増幅器１６によ
る電圧制御及び、電流検出用演算増幅器２９による電流
制御は第１図の回路と全く同様に行われる。

そして、過電流によってライン抵抗１１で電圧降下が生
じても、電流検出用演算増幅器２９の入力端子の電位が
電源端子３７の電位よりも低くなることが防止され、演
算増幅器２９は正常に動作する。

従って、第１図の回路に比較して補助電源２８が省略さ
れる。

このため部品数が減り、低コスト化及び小形化及び信頼
性の向上が可能になる。

以上本考案の１実施例について述べたが、本考案はこの
実施例に限定されるものではなく、更に変形可能なもの
であり、例えば、第３図において、電流検出用演算増幅
器２９及び電圧検出用演算増幅器１６をコンパレータと
して使用する場合にも適用可能である。

また第３図において演算増幅器１６から正の出力が得ら
れることも可能である。

また過電流時に演算増幅器２９の出力に高レベル信号が
得られるようにすることも可能である。

また常時に電流検出用演算増幅器２９の出力が電圧検出
用演算増幅器１６の出力よりもイ氏いレベルとなるよう
に設定し、定電流制御を行うようにしてもよい。

また第４図に示す如く電圧又は電流制御回路６を直列ト
ランジスタＱ３による電圧ドロップ方式の制御回路とす
る場合にも適用可能である。

この第４図の回路では直列トランジスタＱ３のベースに
演算増幅器１６が接続され、演算増幅器１６の非反転入
力端子２１には第３図の抵抗１９．２０の基準電圧分割
点が接続され、反転入力端子１７には抵抗２２、２３の
検出電圧分割点が接続され、誤差増幅器として働く演算
増幅器１６の出力レベルに対応してトランジスタＱ３が
導通する。

トランジスタＱ３のベース・エミッタ間に接続されたト
ランジスタＱ４は過電流から回路を保護するためのもの
であり、このベースはコンパレータとして使用されてい
る電流検出用演算増幅器２９に接続されている。

そして演算増幅器２９の非反転入力端子３０に電流検出
信号が付与され、反転入力端子３３に基準電圧が付与さ
れるように構成されているので、電流検出信号のレベル
が基準電圧以上になると、出力端子３４が高レベルとな
り、トランジスタＱ４がオンし、トランジスタＱ３はオ
フになる。

また電圧又は電流制御回路６を変圧器１次側に設けたイ
ンバータ回路で構成し、インバータにおけるスイッチン
グ素子の導通幅を制御することによって出力電圧又は電
流を調整するＤＣ−ＤＣコンバータ方式にも適用可能で
ある。

この場合には変圧器２次側の整流回路と負荷との間に電
流検出用抵抗５を接続する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の安定化電源装置を示す回路図、第２図は
第１図の回路の動作を説明するための波形図、第３図は
本考案の１実施例に係わる安定化電源装置を示す回路図
、第４図は変形例に係わる安定化電源装置の一部を示す
回路図である。 尚図面に用いられている符号において、５は電流検出抵
抗、６は電圧及び／又は電流制御回路、１４、１５は遠
隔電圧検出端子、１６は電圧検出用演算増幅器、１８は
補助電源、２９は電流検出用演算増幅器、３９は演算増
幅器電源線である。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）一方及び他方の直流電力供給線３，４に接続され
   た電圧又は電流制御回路６と、 前記一方の直流電力供給線３に直列に接続された電流検
   出抵抗５と、 前記一方及び他方の直流電力供給線３，４をライン抵抗
   １０．１１を有して遠隔場所の負荷７に接続する一対の
   負荷接続用電力供給線１２．１３と、 直流補助電源１８と、 一方の入力端子３０が抵抗３１を介して前記補助電源１
   ８の一端に接続され且つ抵抗３２を介して前記電流検出
   抵抗５の電源側端子に接続され、他方の入力端子３３が
   前記電流検出抵抗５の負荷側端子に接続され、出力端子
   ３４が前記制御回路６に接続され、一方の電源端子３６
   が前記補助電源１８の一端に接続され、他方の電源端子
   ３７が前記電流検出抵抗５よりも電源側の前記一方の直
   流電力供給線３に接続されている電流検出用演算増巾器
   ２９と、 前記電流検出抵抗５が接続されない電力供給線側の前記
   負荷の一端に接続された一方の遠隔電圧検出端子１４と
   、 前記電流検出抵抗５が接続される電力供給線側の前記負
   荷の他端に接続され且つ前記補助電源１８の他端に接続
   されている他方の遠隔電圧検出端子１５と、 前記一方及び他方の遠隔電圧検出端子１４．１５間に接
   続された電圧検出抵抗２２．２３と、一方の入力端子２
   １が前記電圧検出抵抗２２゜２３の分圧点に接続され、
   他方の入力端子１７が基準電圧回路に接続され、出力端
   子２４が前記制御回路６に接続され、一方の電源端子２
   ６が前記補助電源１８の一端に接続され、他方の電源端
   子２７が前記補助電源１８の他端に接続されている電圧
   検出用演算増巾器１６と、 から戒る直流安定化電源装置。
2. （２）前記演算増巾器は差動増幅回路を構成するもので
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載の直流安定化電
   源装置。
3. （３）前記演算増幅器はコンパレータを構成するもので
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載の直流安定化電
   源装置。