JPS605147B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はイソバータを利用したスイッチング式電源装
置に、さらに詳細には電源自体の制御及び駆動回路のた
めの正確に安定化された低電源を必要とする形式のスイ
ッチング式電源装置に関する。

スイッチング式電源装置では、動作及び信頼性の改善を
計るためにィンバータ及び入出力フィルタ回路のような
電力段を改善することに通常注意が向けられている。

しかしながら、前述の構成素子を制御して駆動するため
には、複数のレベルにおける低電圧安定化電力を発生さ
せなければならない。内部電源を発生させる普通の方法
は６０ＨＺ又は電源周波数の電源変圧器を用いてこれに
周知の整流器及び直列パス調整器を接続して通常の内部
バイアス電源を作り上げる方法である。一般に「軽量電
源を必要とするときには６０ＨＺの変圧器は電源重量の
比較的大きい割合を占める。また、明白なように、この
変圧器は電池電源によって支持された停電のない電源装
置にいまいま使用される直流電圧源で動作させることは
できない。さらにＡＣ電源電圧の変化、例えば１１５ボ
ルトから２３０ボルトへのＡＣ電源電圧の変化により変
圧器の入力タップを変えなければならない。元の電源と
して交流又は直流を使用したい場合には、非安定化ＤＣ
又は整流ＡＣ入力電源から得られたＤＣ安定化低電圧を
与えることが必要になる。この低電圧源は分圧器又はェ
ミッタホロワ回路によって与えることができる。しかし
ながら、これらの方法は極めて効率が悪い。分圧器は連
続して電流の消費をを生じ、またェミツタホロワも主イ
ンバータからの複数な帰還及び調整回路を使用しなけれ
ば同様の消費を生じる。それゆえ、この発明の目的は、
電源自体の制御及び駆動回路のための効率がよく軽量で
安価な安定化内部電源装置を備えた改善されたスイッチ
ング式電源装置を与えることである。

この発明の別の目的は、変圧器又は光学的アィソレータ
のような分離装置を必要としないで電源スイッチング調
整装置に直接結合することのできる態様で浮動接続すな
わち分離された駆動・制御回路を備えた安定化電源を与
えることである。

この発明の別の目的は、電源の共通入力線又は出力線か
ら完全に分離していて、電源内の基準制御及びィンバー
タ駆動回路に電力を供給するのに使用することのできる
複数の安定化電圧レベルを与えることである。この発明
の他の目的は、比較的小形、軽量で非常に使用効率の高
い内部電源すなわち前暦調整器を備えた改善されたスイ
ッチング式電源装置を与えることである。

本発明の電源装置によれば、変圧器を必要とすることな
く浮動動作する電源制御用電圧を安定に供給し、誤差信
号を簡単な構成により検出することによって，前記目的
を達成している。

浮動内部電源回路は、電源の入力と直列に接続されたス
イッチングトランジスタに供Ｖ給されるパルスの幅によ
って決定される出力電圧を有する周知のトランジスタ・
スイッチング式チョッパと、出力チョ−クの内側におい
て電源に接続されかつスイッチングトランジスタのオフ
サィクル中にチョークに電流が維持されるように極性に
置かれたフリーホィーリング・ダイオード（ｆｒｅｅ−
ｗｈｅｅｌｉｎｇｄｉｏｄｅ）とを加えることによって
得られる。可変入力源から複数の異なった安定化出力を
得るために、新規な電圧駆動及び比較帰還回路を用いて
内部電源のスイッチングトランジス外こ供給させた駆動
パルスのパルス幅を制御している。

スイッチングトランジスタの出力は、調整及び駆動部分
に対する帰路に接続され、その帰路は浮動電圧レベルで
動作する。標本出力パルスは出力チョークに直列に接続
された巻線に発生され、その接続点はスイッチングトラ
ンジスタからの帰路リードーこ接続される。この標本出
力は整流されてツェナ源によって与えられる内部基準電
圧と比較されて誤差信号を与える。誤差信号は内部電源
すなわちあらかじめ安定化されだ電源を浮動させながら
スイッチングトランジスタに供給されるパルス幅を変化
させ、かせチョークの特別巻線からの整流された標本電
圧、従ってＤＣ出力電圧を入力電圧の変化中一定に維持
する。このように、チョークの出力電圧は、スイッチン
グトランジスタが不導通のときの負万向への電圧は一定
にされるが、スイッチングトランジスタが導適している
ときの正万向への電圧は入力電圧の変化と共に変化する
。また、複数の分離された安定化半波電圧を与えるため
にチョークには付加的巻線が磁気的に結合されてこれに
直列にダイオードが接続される。この新規なフィードバ
ック制御及び駆動回路は変圧器又は光学的分離素子を使
用しないでスイッチングトランジスタのェミツタ出力に
接続されることに注目するべきである。さらに詳細には
、前贋調整回路は、この発明の選ばれた具体例では、自
走発振器を有している。

この発振器はパルス幅変調器をトリガするが、その変調
器のパルス幅は、前暦調整回路のＤＣ出力電圧を検出す
るためにチョークの付加巻線に接続される演算増幅器の
ＤＣ出力レベルによって制御される。ッェナーダィオー
ドーこよって演算増幅器に供給されるような基準電圧は
また発振器に対する直流入力である。ターンオン期間中
の基準電源電圧はェミッタホロワからなる周知の起動回
路に接続されるのが望ましい。発振器電圧もまた共通の
電源入出力リード‘こ対して上下に浮動するが、その電
圧がスイッチングトランジスタを駆動するのに十分な出
力を有すると、起動回路のェミッタホロワがェミッタ電
圧をベース電圧にまで上昇させる出力チョークの巻線か
らの整流電圧によってカットオフにされる。前述の方法
では、スイッチングトランジスタに対する新規な制御回
路は内部電源を調整するものであって、内部の前置調整
器電源の直接制御を行うためにスイッチングトランジス
タ自体及びチョークの付加巻線に直線接続されている。

出力チョークに磁気的に結合された付加的な対のりード
によって、互いに分離された複数の安定化された整流Ｄ
Ｃ出力電圧もまた与えられる。説明されるように、各巻
線における電圧の調整は電源スイッチングサイクルの調
整された部分中にだけ、すなわちスイッチングトランジ
スタが非導通であるときにだけ行われる。新規な回路の
タイミングに関して、スイッチングトランジスタがオン
になると、チョークはその入力タップによって入力電源
電圧に接続され、そしてチョークにおける電流は増大す
る。

スイッチングトランジスタがオフになると、チョークの
入力タップにおける電圧はフリーホイーリング・ダイオ
ードが導通してその電圧を共通の入出力リード‘こ対し
てクランプするまで変化する。同時に、チョークにおけ
る標本巻線によって発生された電圧はッェナ基準を含む
内部駆動回路に電力を供給するために整流される。整流
された標本電圧は、スイッチングトランジスタへの入力
を含む帰還ループを与えることによってスイッチングト
ランジスタのパルス幅を制御するためにッェナ基準電圧
と比較される。この帰還ループはスイッチングトランジ
スタへの入力電圧の変化を補償する。この新規な動作に
より、内部電源素子全体は他の電源に共通な分離変圧器
又は光学的結合器なしで直接スイッチングトランジスタ
のベース・エミツタを駆動することができる。同時に、
電源のＤＣ出力は、さらに詳しく説明されるように、パ
ルス幅変調器によって入力電圧変化に対して調整された
一連のパルスについてのスイッチングトランジスタのェ
ミッタの平均レベルを表す。実際、電源の出力電圧はス
イッチングトランジスタのオン時間対オフ時間の平均と
して与えられる。そこで、通常の方法でパルス幅変調器
を制御するための電圧を得るために基準電圧に対して平
均ＤＣ出力電圧を比較する代わりに、スイッチングトラ
ンジスタのェミッ外こ接続されているチョークにおける
標本すなわち付加巻線は、整流された半波出力が平均Ｄ
Ｃ出力電圧を表すような極性に接続される。

この浮動整流電圧は次にスイッチングトランジスタのェ
ミツタに結合されている基準電圧と比較され、そして比
較増幅器の出力における誤差信号は電源の入力と直列に
接続されたスイッチングトランジス外こ供給されるパル
スの幅を制御して入力電圧の変化に対して出力における
平均ＤＣレベルを調整する。フリーホィーリング・ダィ
オ−ドはチョークの出力平滑部分の内側においてスイッ
チングトランジスタのェミッタに接続されかつスイッチ
ングトランジスタのオフサイクル中チョークに電流を維
持するような極性に置かれている。特に、この発明はス
イッチングトランジスタと直列に接続された２つの部分
からなるチョークを利用して安定化電源を得ようとする
もので、その１つの部分が出力回路に接続されている。

スイッチングトランジスタの出力はまた、起動期間中は
一時的に入力電源からＤＣ電圧を供給されかつ起動後は
スイッチングトランジスタから電力を受ける内部駆動及
び比較素子に対する帰路として使用される。スイッチン
グトランジスタへの駆動入力が取り去られると、その出
力電圧は、チョークを構成する２つの巻線の接続点と入
力端子及び出力端子の共通リードとの間に結合されるフ
リーホィーリング・ダイオードの導通によってクランプ
される。フリーホィーリング・ダイオードが導適すると
、チョークに磁気的に結合された付加的な巻線は直列接
続ダイオードによって、安定化された半波の分離出力を
与える。フリーホイ−リング期間中チョークに発生した
パルスの大きさをその平均レベルに対して調整するため
にスイッチングトランジスタの衝撃係数を制御すること
によってチョークの出力における平滑ＤＣ電圧もまた調
整（安定化）されることに注目すべきである。

チョークのこの平均レベルもまた内部駆動及び比較素子
に対する帰路に結合されているので、分離素子は必要で
はなく、所望ならば、スイッチングトランジスタに対す
る駆動素子は直接結合することができる。この発明をそ
れのその他の目的とともに一層よく理解するために、添
付の図面を参照してこの発明を説明する。

さて第１図を見ると、前層調整回路１０が示されていて
、これにはＤＣ源１１からの端子１４及び１６において
ＤＣ入力回路と直列に暖緩されたスイッチングトランジ
スター２並びに直列巻線１８ａ及び１８ｂと出力平滑コ
ンデンサ２０を有する出力チョーク，８が含まれている
。フリーホイーリング・ダイオ−ド３８は端子１６及び
１７を有する共通リード１５に浮動リード２７をクラン
プするために使用されている。ダイオード３８は電力が
供給されるまで非導通である。最初に入力端子１４及び
１６に電力が加えられると、ェミッタホロワ２２が既知
の方法で導通して、シグネチクス社（Ｓｉ都ｅｔｉｃｓ
Ｃｏｔｐｏｒａｔｉｏｎ）などから得られるような周知
標準形式のＮＢ５５５タイマ発振回路２４の発掘を開始
させて例えば４０キロヘルッで発振を開始させるように
するのに十分な約５．６ボルトの起動電圧を与える。５
．６ボルト源はタイマ回路２４のピン１及び８に加えら
れて発振を起こさせる。

このようにして出力ピン３に発生された出力パルスは、
周知の方法でワンショット・マルチパイプレータとして
接続されてはいるが同じ形式の別のタイマ２６をトリガ
するのに使用される。タイマ２４のピン２及び６は周知
の自走発振器を形成するように接続されているが、タイ
マ２６のピン２はピン６に接続されていない。むしろ、
タイマ２６は発振器タイマ２４のピン３における出力に
接続されたその入力ピン２によって外部的にトリガされ
る。ワンシヨツト・マルチパイプレータ・タイマ２６の
ピン３に対するＤＣレベルを変えてタイマ２６のピン３
における正の出力駆動パルスの接続時間すなわち幅を決
定する。タイマ２６からのこのパルスは次にこの具体例
では結合コンデンサ２８及びＤＣ再生ダイオード３０１
こよつてスイッチングトランジスタ１２のベースに加え
られる。抵抗３１、ダイオード３２及びコンデンサ３３
から成る回路はスイッチングトランジスタ１２のベース
に加えられたパルスの縁部を鋭くしてスイッチング時間
を短くする。ピン３は前述の直列素子なしでスイッチン
グトランジスタのベースに直接接続することができるも
のを理解するべきである。

例えば、選ばれるならば、コンデンサを短絡しかつＤＣ
再生ダイオード３０を取り去ることもできる。スイッチ
ングトランジスタ１２が駆動パルスに応答してスイッチ
ングを開始すると、線３５におけるトランジスター２の
ェミツ外こ周期的に出力パルスが現われる。

このパルスは巻線１８ａ及びコンデンサ２川こよる周期
的パルスの電圧平均作用すなわち平滑作用のために出力
端子３６のＤＣ平均電圧レベルを発生させる。前層調整
回路に対する主負荷は端子３６と１７の間に接続される
。これは抵抗３４によって表すことができる。また、ト
ランジスタ１２のェツタに接続されるリード３５は前直
調整回路１０の内部に対する共通の浮動帰路２７に接続
される。第２巻線１８ｂの出力もまたリード３５に接続
されていて、この出力はダイオード４０‘こよって半波
整流されて抵抗６０及び平滑コンデンサ３９を経由して
正リード４２に電源の内部部分に対する共通の正電圧を
生じさせかつ同時に例えば周知の７４１形演算増幅器で
あるような制御増幅器４４に加えるための基準電圧を与
える。ダイオード４０の出力における検出すなわち標本
電圧は分圧回路４６，４８及び５０により演算増幅器の
入力においてリード４２におけるッェナダィオード６２
の基準電圧と比較される。ポテンショメータ４８は抵抗
５０の電圧に対する抵抗４６及び４８の電圧の比を変化
させることによってリード３６及び１７における出力レ
ベルを調整するのに使用される。

ピン２及び３間の電圧差は、周知の回路作用によって、
帰還ループの作用によりほぼ等しくなるようにされる。
これには増幅器４４のピン６における差分出力が含まれ
ており、そのピン６はパルス幅タイマ２６のピン５に接
続されていて、タイマ２６はスイッチングトランジスタ
１２のベースにおけるパルスの幅を変化させる。リード
３５における出力パルスはチヨーク１８の巻線１８ａに
加えられ、そして変圧器作用によりこのパルスの標本は
ダイオード４０によってピーク整流されて増幅器４４の
ピン２に対する分圧器４６，４８及び５０に供給される
。抵抗４８を調整して衝撃係数、すなわちスイッチング
トランジスタ１２のオフ時間に対するオン時間を制御し
て、これにより３６における出力の平均レベルを制御す
る。前述の帰還回路はこのようにして入力端子１４及び
１６における電圧変化に関係なく端子３６における所定
の平均出力を維持する。スイッチングトランジスタ１２
が不導通のときの端子３６の平均電圧に対するリード２
７の負方向の電圧の大きさは、フリーホィーリング・ダ
イオード３８が導適することによって一定に保たれ、ま
た、帰還回路により出力電圧に応じてトランジスタ１２
を導通させる時間幅を変化させることによって、平均値
の上下において同じ電圧・時間積が維持されるように正
方向の時間幅を変化させることができる。

このように、スイッチングトランジスタのパルス出力を
帰還ループのある全内部電源の負の浮動帰路２７に直接
接続しかつ電圧パルスの整流されて平滑化された標本を
制御信号として使用すれば、リード３５におけるパルス
電圧又は端子１４及び１６における入力電圧の大きさに
無関係にスイッチングトランジスタ１２のパルス幅変調
の直接制御が得られる。

検出電圧は巻線１８ｂに発生される。

巻線１８ｂは巻線１８ａに対して図示のような極性を有
しているので、スイッチングトランジスタ１２が導適し
ているとき巻線１８ａに蓄積された磁気ェネルギが大き
ければ大きい程、トランジスタ１２が不導通となったと
きフリーホィーリング・ダイオード３８を介して流れる
電流によって巻線１８ｂに誘起される電圧は大きくなる
。巻線１８ｂに誘起される電圧が大きくなるとダイオー
ド４０の出力電圧は高くなり、演算増幅器４４のピン２
に高電圧が供給されタイマ２６のピン５に加えられる電
圧は負に変化しスイッチングトランジスタ１２のベース
に供給されるパルス幅は減少させられる。このようにし
て入力電圧変化が補償される。例えば、起動後の正常動
作電圧レベルでは、抵抗６０を流れる電流によってリー
ド４２の電圧が増大してッェナ調整器６２が線４２にお
ける電圧を調整するために導通しまたコンデンサ６１に
６．２ボルトの基準電圧が与えられて起動トランジスタ
２２のエミツタをそのベースと同じ６．２ボルトのレベ
ルに上昇させることによって起動トランジスタ２２をカ
ットオフにする。ツヱナダィオード６３は抵抗６４及び
負荷抵抗６５と関連して起動期間中トラジスタ２２に対
して６．２ボルトの入力レベルを維持する。回路はこの
ようにして巻線１８ｂからそれ自体の電力を与えられて
自己持続するようになる。従って、動作において、スイ
ッチングトランジスタ１２がそのベースに与えられる一
連のパルスに応答してスイッチングすると、リード３５
は入力リード１４１こ、そしてダイオード３８を介して
入力リード１６に、交互に接続され出力端子３６及び１
７に平均出力電圧が供給される。

端子１４及び１６間の入力電圧が上がると常にリード３
５における方形パルス電圧もまた上昇しようとし、そし
てこれは演算増幅器４４のピン３における安定化された
基準電圧に対してピン２によって検出される。ピン２及
び３間の増幅された差はタイマ２６のピン５に加えられ
る。タイマ２６のピン５に加えられたその負の変化によ
ってタイマのピン３におけるパルス幅が減４・させられ
る。そこでスイッチングトランジスタ１２が短いパルス
期間中導通して端子１４及び１６における入力電圧の増
大を補正するので、端子１７及び３６における出力電圧
は第２図の電圧波形図に示したようにほぼ一定に維持さ
れる。第２図を見ると、波形７川ま端子１４及び１６に
おける最初に低い入力電圧を表し、また破線で表された
波形７２は線８０の平均出力電圧レベルの上下の波形の
領域がスイッチングトランジスタ１２の導適時間のパル
ス幅制御によって等化される方法を示すものである。

このように、端子１４及び端子１６における入力電圧に
関係なく、スイッチングトランジスタ１２のベースに加
えられた浮動パルスの幅は広くなったり狭くなったりし
て中心線８０の上下に同じ平均値を、従って中心線８０
から点８２までの一定の振幅値を入力波形レベル７０及
び７２の変化するもとで維持する。中心線８０における
電圧レベルはポテンショメータ４８によって出力端子３
６及び１７において並びに分離されたＤＣ出力において
も所定の出力電圧に調整される。同時に、スイッチング
トランジスタ１２がカットオフされているパルス間の期
間中、フリーホィーリング・ダイオード３８は導通して
巻線１８ａにおける電流を維持し、かつ変圧器作用によ
って、出力巻線７４〜７８にそれらの対応するダイオー
ド及び適性のために複数の安定化された半波で別々に分
離された出力電圧を与える。フｌｊーホィーリング・ダ
イオード３８の導適期間中に生じる波形の一定電圧部分
８０−８２はこのようにして安定化されてすべての半波
出力のために使用される。さて第３図を見ると、この発
明の前層安定化電源１０を利用した安定化電源１００が
示されている。

図示されたように、入力線９４及び９６は交流又は直流
電源に接続することができ、そしてこれは平滑のために
通常の入力ダイオード整流器及びフィルタ部分１０１に
供給される。フィルタ部分１０１の出力は直流源を供給
するために入力端子１４と前置調整器１０の端子１６に
おける共通リード１５とに接続される。前層調整器１０
の出力は主電源１００の構成部分に対して安定化出力電
圧を供給する。例えば約３００ボルトの整流電圧が整流
器１０１から周知のスイッチング調整器チョッパ１０２
に加えられ、チョッパ１０２は電源フィルター０４ａに
安定化ＤＣ出力を供給する。電源フィル夕はその入力に
おける直列チョ−ク及びフリーホイーリング・ダイオー
ドとその出力におけるフィルタコンデンサとを含んでい
る。図示されていないがこの周知の構成は周知のＤＣ−
ＡＣィンバータ１０４ｂに安定化制御ＤＣ電圧を供給す
る。前記の構成部分に対する代表的な回路は、１９７位
手５月６日に出願されてこの世願と同じ談受人に譲渡さ
れた「表示電源装置（ＤｉｓｐｌａｙＰｏｗｅｒｓ松ｔ
ｅｍ）」と題するデレク・チェィンバズ（ＤｅｒｅｋＣ
ｈａｍｂｅね）のアメリカ国特許第３８１８１２８号の
第４図に関連して図示されて説明されている。フィル夕
及びＤＣ−ＡＣィンバータは第３図に示したように別々
の構成部分としてもよく、また単一のユニットに結合し
てもよい。ＤＣ一ＡＣインバーター０４ｂは電源フィル
夕１０４ａからの缶旧御ｍＣ電圧を高い周波数の方形波
に変換し、この方形波は出力整流面及びフルタ装置１０
５から安定イ皿Ｃ出力を与えるために使用され、図示さ
れていない、二次巻線を備えた出力電源変圧器に加えら
れる。スイッチング調整器１０２の断続出力を制御する
ために、前述の特許に記載されたように、パルス幅変調
器１０３は制御出力を得るために衝撃係数を制御する。

調整増幅器１１０‘こおける図示されていない通常の内
部固定基準源に対して線１１１における出力を検知する
周知の調整増幅器及び光学的アイソレータ１１０からリ
ード１３１により誤差すなわち検出信号が供給される。
リード１３！によって加えられた誤差信号はパルス変調
器１０３によってスイッチング調整器１０２に加えられ
た駆動パルスの幅を変える。また、図示されていない第
２の光学的フィンレータから、リード１１３によって周
知のィンバータ駆動器１０６に過電圧保護信号ＯＶＰが
供給され、駆動器１０６は線１１４における周知のプッ
シュプル方形波出力によってＤＣ−ＡＣインバー外こお
けるトランジスタをオン・オフにスイッチングする。注
記しておくべきことであるが、動作中スイッチング調整
器１０２及びそのパルス幅変調器はリード１１１におけ
る出力電圧の検出された変化に従ってＤＣ一ＡＣィンバ
ータ回路１０４ｂに出力を与え、その検出された変化に
よって、スイッチング調整器１０２によりパルス幅変調
器１０３から供給された制御パルスのパルス幅は検出さ
れた出力電圧変化に直接関係して変化させられる。

パルス幅変調器１０３は線１３１における誤差信号を受
けてスイッチング調整器１０２を制御するパルスの幅を
変える。ＤＣ−ＡＣィンバ−タ回路１０４はスイッチン
グ調整器１０２の整流されフィル夕されたパルス幅変調
ＰＣ電源出力を受けてこれを方形波に断続して出力整流
器及びフィル夕１０５に加える。インバータ回路１０４
ｂは通常の２トランジスタ・プッシュプル・スイッチン
グ回路（図示せず）であるが、周知の設計によるその他
のィンバータ回路を使用することもできる。ィンバータ
１０４ｂのスイッチング周波数は非安定マルチパイプレ
ータ（図示せず）を含むインバータ駆動器１０６におけ
る制御発振器によって決定される。前述の動作を行うに
はスイッチング調整器１０２及びそのパルス幅変調器１
０３が分離した安定化電源を必要とするものと理解する
べきであつて、この電源は、例えば、それぞれ第１図の
変圧器巻線７６及び７７からのりード１１５及び１１６
（各リードは便宜上一対の浮動リードを表す）における
整流された半波電圧によってパルス幅変調器１０３に都
合よく供給される。

同様に、リード１１８は第１図の対応する巻線７８から
ィンバータ駆動器１０６に安定化されたＤＣ電圧を与え
る。また、調整増幅器及び光学的アィソレータ１１０‘
ま第１図の巻線７４及び７５にそれぞれ接続されたりー
ド１２０及び１２１によって分離された電圧を供給され
る。このように、構成部分１０２及び１０３、１０６及
び１１川ますべて異なった分離されかつ安定化された出
力を必要とする。同時に、電源インバーター０４ｂに必
要な比較的高い電力は第１図の端子３６及び１７により
かつ駆動器１０６及びリード１１４によって供給される
。本発明の前置調整器電源は、前述の如く夫々完全に分
離、独立した安定化電圧を、変圧器又は光学結合器等の
分離装置を必要とせずに直接にスイッチング調整器等に
接続できるので、電源全体を軽量、小形にすることがで
きる。更に、入力電圧変動にもかかわらず正確に安定化
された電圧を供給することができので、主電源の電圧安
定度を著しく改善することができる。これまでのこの発
明の特定の具体例を図示して説明してきたが、それの種
々の変更は技術に通じた者に明らかになるであろうから
、この発明は開示した具体例又はそれの詳細事項に限定
されず、この発明の精神及び範囲内においてその具体例
から離れたものにすることができる。

以下に本発明の実施態様を挙げる。（１｝ 直流電源に
接続するため一対の入力端子、負荷に接続するための一
対の出力端子、第１及び第２巻線を備えたチョークコイ
ルを有し、それの一端が前記の出力端子の一方に接続さ
れ、前記の出力端子の他方が前記の入力端子の一方に対
する共通のりードを形成し、前記の第１及び第２巻線の
共通点から前記の入力端子の他方に接続されたスイッチ
ングトランジスタ、前記の共通点から前記の共通リード
ーこ接続されていて前記のスイッチングトランジスタの
オフ期間中導適するように構成されかつ前記の第１巻線
に対して電流路を与えるような方向の極性に置かれたフ
リーホイーＩＪング・ダイオード、前記の共通点に接続
された複数の浮動電源素子（タイマ２４，２６等）に対
する共通端子を形成する第１リードを有し、前記の浮動
電源素子が前記の第１リード（リード２７）と第２リー
ド（リード４２）との間に接続されかつ整流器ダィオー
ドーこよって前記の第１及び第２巻線の他端に接続され
、前記の浮動電源素子が電圧基準源及び前記の電圧基準
源からの電圧を前記の第２リードーこよって与えられる
ような前記の整流器ダイオードからの電圧と比較するた
めの装置を備えていてこれにより差電圧を発生させ、か
つ前記のスイッチングトランジスタの浮動制御電極（ベ
ース）に加えるために前記の差電圧を幅の変化するパル
スに変換するための装置を有している電源装置。

‘２）前記のフリーホィーリング・ダイオードの導適時
間中安定化された独立の半波出力電圧を発生するように
構成された前記の第１及び第２巻線に磁気的に結合され
た複数の分離された出力巻線を有している、態様｛１’
‘こ記載の電源装置。

‘３｝ 各半波出力電圧が安定化直流出力を与えるため
に平滑コンデンサに供給されている、態様■記載の電源
装置。‘４｝ 電源の入力回路と直列に接続されたスイ
ッチングトランジスタ、一対の出力端子を有し、前記の
スイッチングトランジスタが前記の電源の入力回路の一
端子及びフリーホィーリング・ダイオードと直列に接続
され、前記のフリーホィーリング・ダイオードの他方側
が前記の出力端子の一方に接続され、前記の一方の出力
端子が前記の入力端子の池端子と共通に接続され、前記
のスイッチングトランジスタの出力及び前記のフリーホ
イーリングダィオードの共通接続部に接続されて基準源
に対する浮動帰路リードを形成しているタップを備えた
タップ付きチョーク、前記の共通入出力リード（リード
１５）から所定の時間交互に分離される駆動及び比較素
子を有し、前記のタップ付きチョークの巻線の一端が出
力端子に接続され、前記のタップ付きチョークの前記の
巻線の他端が前記の基準源と駆動及び比較素子に対して
比較信号を与えるために前記の出力電圧の標本を与える
ように接続され、前記の駆動及び比較素子が前記のフリ
ーホイーリング・ダイオード及びスイッチングトランジ
スタの導適期間中前託の基準源の出力を前記の出力電圧
の標本と比較して比較電圧を与える装置を備え、かつ前
記の比較電圧に応答して前記のスイッチングトランジス
タの前記の入力電極に加えるための可変幅パルスを与え
る装置を有している前暦調整器電源装置。

｛５｝ 前記の直流電源に接続するための一対の入力端
子、スイッチングトランジスタ及び一対の入力端子、互
いに磁気的に結合させた少なくとも第１及び第２の巻線
を備えたチョークを有し、前記の第１及び第２の巻線の
共通接続部が前記のスイッチングトランジスタの出力に
接続され、前記の第１の巻線が出力端子の一方と直列に
後続され、前記のスイッチングトランジスタの入力が入
力端子に接続され、前記の出力端子の他方が他方の入力
端子に接続され、電圧比較回路及び基準源、前記のチョ
ークの前記の直列接続巻線の共通接続部と前記の出力端
子の他方とに接続されたフリーホィーリング・ダィオ−
ドを有し、前記のフリーホィーリング・ダイオードが前
記のスイッチングトランジスタのオフサィクル中前記の
第１巻線に電流を維持するような適性に配置され、前記
の共通接続部がまた前記の電圧比較回路に対する帰路リ
ードとして接続され、前記の電圧比較回路が前記の第２
の巻線で検出された電圧を前記の基準源に対して比較し
て前記のスイッチングトランジスタの周期的導適時間を
変化させて前記の出力端子の電圧を調整するようにする
制御電圧を与えるように構成されている電源装置。

■ 直流電源に接続するための一対の入力端子、前記の
入力端子の一方に接続されたスイッチングトランジスタ
、一対の出力端子を有し、前記の入力端子の一方が共通
リード‘こよって前記の出力端子の一方に接続され、互
いに磁気的に結合された第１及び第２の巻線を備えたチ
ョークを有し、前記の第１及び第２の巻線の共通接続部
が前記のスイッチングトランジスタの出力に接続され、
前記の第１の巻線が前記の出力端子の他方に直列に接続
され、前記の第２の巻線の前記の第１巻線における電圧
を表しかつ対の巻線の共通接続部が一層負に変化しよう
とするとき前記の第２巻線における出力が一層正になろ
うとするような極性を有する検出電圧出力を発生し、基
準源、前記の第２巻線の出力に結合されていて前記の電
圧出力を前記の基準源と比較して前記のスイッチングト
ランジスタの出力を調整するための可変幅制御信号を与
える前記の対の入力端子から分離されている比較回路を
含む帰還ループを有し、前記のスイッチングトランジス
タの出力が前記の比較回路に対する共通の帰還リードと
して接続されていて前記の入力端子のレベルに対して複
数の電圧レベルで比較が行われ、かつ前記のスイッチン
グトランジスタの出力から前記の共通リードに接続され
かつ前記のスイッチングトランジスタの各オフ期間中前
記の第１巻線に電流を維持するような極性に配置された
フリーホィーリング・ダイオードを有する電源装置。

｛７） 非安定化直流電源に接続するための一対の入力
端子、安定化電流を供給させるべき負荷に接続するため
の一対の出力端子、互いに直列に接続された少なくとも
一対の巻線を備えたチョーク、前記の対の入力端子の一
方の端子及び前記の巻線の共通接続部と直列に接続され
たスイッチングトランジスタを有し、前記の巻線の一つ
のものの反対端が出力端子に接続され、前記のスイッチ
ングトランジスタの出力から前記の出力端子の他方の端
子に接続されていて前記のスイッチングトランジスタが
非導通であるときに前記の巻線の前記の一つのものに電
流を維持するように構成されたフリーホィーリング・ダ
イオードを有し、前記のスイッチングトランジスタと前
記のチョークの前記の巻線の共通接続部と前記のフリー
ホイーリング・ダイオードの一方側との共通接続が、前
記の対の入力端子の一方の端子と接続している前記の入
力リードの一方に接続されていて前記のフリーホィーリ
ング・ダイオードの非導適期間中前記のスイッチングト
ランジスタを制御するために可変幅スイッチングパルス
を供給する素子に対する共通の内部電源リード（リード
２７）を形成し、前記の可変幅スイッチングパルスを供
給する前記の素子が比較電圧を得るために前記のチョー
クにおける前記の巻線の他方のものの出力を直流基準源
と比較する装置を備え、かつ前記のスイッチングトラン
ジスタの前記の入力電極に加えるために前記の比較電圧
を可変幅パルスに変換するための前記の素子の一つを含
む装置を有する前置調整器電源装置。

【８｝ 直流電源に接続するための一対の入力端子及び
一対の出力端子、互いに磁気的に結合された少なくとも
一対の別々の巻線を備えたチョ−ク、スイッチングトラ
ンジスタを有し、前記の第１及び第２の巻線の共通接続
部が前記のスイッチングトランジスタによって前記の入
力端子の一方と直列に接続され、前記の第１の巻線が前
記のスイッチングトランジスタの出力及び前記の出力端
子の一方と直列に接続され、前記の出力端子の他方が前
記の入力端子の他方に接続され、電圧比較回路及び基準
源、記スイッチングトランジスタの導通前に前記の基準
源のないときに基準電圧を与えるために入力端子に接続
された直列パス・トランジスタを含む起動回路、前記の
チョークの共通接続部から前記の出力端子の他方が接続
されたフリーホイーリング・ダイオードを有し、前記の
スイッチングトランジスタの出力が前記の電圧比較回路
及び前記の基準源に対する浮動帰路リードを形成し、前
記の第２の巻線が前記の第１巻線における電圧を表す検
出電圧を与えるような極性にされかつ前記スイッチング
トランジスタの導適期間中前記の電圧比較回路及び前記
の基準源に動作電圧を与えるように接続され、前記の起
動回路が前記のスイッチングトランジスタの導通後動作
しないようにされ、前記の第２巻線からの前記の動作電
圧を前記の基準源と比較して前記のスイッチングトラン
ジスタの出力を調整するための可変幅制御信号を与える
ようにする装置を有し、前記のフリーホィーリング・ダ
イオードが前記のスイッチングトランジスタの各オフ期
間中前記のチョークの第１巻線に電流を維持するような
極性に配置されている電源装置。

■ 前記のフリーホィーリング・ダイオードの導適時間
中独立の安定化出力電圧を発生させるために前記の第１
及び第２の巻線に磁気的に結合された複数の分離した出
力巻線を有している、態様■に記載の電源装置。

働 直流電源に接続するための第１及び第２の入力端子
、第１及び第２の出力端子、第１入力端子及びフリーホ
ィーリング・ダイオードの一方の接続部と直列に接続さ
れたスイッチングトランジスタを有し、前記のフリーホ
ィーリング・ダイオードの他方の接続部が第２出力端子
及び第２入力端子に接続され、第１及び第２の直列接続
された巻線を備えたチョークを有し、前記の第１及び第
２巻線の接続部が前記のスイッチングトランジスタの出
力に接続され、前記のスイッチングトランジスタの出力
に接続された帰路リードに接続された基準源及び比較回
路を有し、前記の第１巻線が前記の出力端子の第１のも
のに接続され、前記の比較回路及び前記の基準源に加え
るための検出電圧を与えるようにされた極性を有する前
記の第２巻線の出力を整流する装置、制御電圧の幅を変
えて前記のスイッチングトランジスタの出力を調整する
ための誤差電圧を与えるために前記の基準源と前記の検
出電圧とを比較する装置を有し、前記の基準源及び比較
回路が前記のスイッチングトランジスタ及び前記のフリ
ーホィーリング・ダイオードの交互の導通に応答して前
記のスイッチングトランジスタ入力及び第２出力リ−ド
‘こ対して交互に浮動し、前記のフリーホィーリング・
ダイオードが前記のスイッチングトランジスタのオフサ
ィクル中前記の第１の直列接続された巻線に電流を維持
するような極性に配置されている電源装置。

ＱＵ 前記のフリーホイーリング・ダィオ−ドの導適時
間中安定化され分離された半波出力電圧を発生するよう
に構成された前記の第１及び第２巻線に磁気的に結合さ
れた複数の分離した巻線を有している、態様側に記載の
電源装置。

０２ 各半波出力電圧が安定化直流出力を与えるために
コンデンサに供給されている、態様血に記載の電源装置
。

０３ 電源スイッチング調整器、第１及び第２の入力リ
ード（入力リード１４及び１６）、第１及び第２の出力
端子、第１及び第２の直列接続巻線を備えたチョーク、
基準源、前記のスイッチング調整器に供給されるパルス
の幅を制御するように構成された比較及び駆動回路、フ
リーホィーリング・ダイオードを有し、前記の第２出力
様子が前記の第２入力リードーこ接続され、前記の電源
スイッチング調整器が前記の第１入力リードと、前記の
第１及び第２の直列接続巻線の共通接続部と前記の第２
出力端子と前記のフリーホィーリング・ダイオードとに
直列に倭緩され、前記のフリーホイーリング・ダイオー
ドが前記の電源スイッチング調整器のオフサィクル時に
導適するような極性に配置され、前記の第１直列接続巻
線の出力が前記の第１出力端子に接続され、前記の第２
直列接続巻線が前記の第１直列接続巻線に発生した電圧
を表す出力電圧を与えるような極性に配置され、前記の
第２直列接続巻線に発生して前記の出力電圧を整流して
直流比較電圧を与える装置を有し、前記の第１及び第２
の直列接続巻線の共通接続部と前記の電源スイッチング
調整器の出力とが前記の基準源と前記の比較及び駆動回
路とに対する帰路リードを形成し、前記の第１及び第２
の入力ＩＪ一ド‘こ加えられた入力電圧における変化に
応答して前記のスイッチング調整器に供給される前記の
パルス幅を変化させるために前記の直流比較電圧を前記
の基準源からの電圧と比較する装置を有し、前記の基準
源と前記の比較及び駆動回路とが前記の電源スイッチン
グ調整器及び前記のフリーホィーリング・ダイオードの
交互の導通に応答して前記の第１入力リード及び前記の
第２出力端子から交互に浮動する電源菱贋。

０４ 安定化されかつ分離された出力電圧を与えるため
に前記のチョークの前記の第１及び第２巻線に磁気的に
結合された複数の分離された巻線を有している、態様０
３に記載の電源装置。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明により電圧を安定化した半導体式内部
電源回路の概略図である。 第２図は第１図の内部電源回路の安圧制御のために使用
されたスイッチングトランジスタのェミッタにおける電
圧波形図である。第３図は第１図に示した内部電′源回
路を利用した主電源の完全な構成図である。１１：直流
電源、１４，１６：入力端子、１８：出力チョーク、１
２：スイッチングトランジスタ、１５：共通リード、２
０：フリーホイーリング・ダイオード、２４９ ２６；
タイマ、４４：演算増幅器。 斤ンＧ Ｚ 〜 葦 い 岸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （イ）直流電源に接続するための一対の入力端子と
   、（ロ）負荷に接続するための一対の出力端子であって
   、その一方が前記一対の入力端子の一方と共通リードを
   形成する出力端子と、（ハ）直列接続された第１及び第
   ２巻線から成るチヨークコイルであって第１巻線が前記
   一対の出力端子の他方に接続されるチヨークコイルと、
   （ニ）前記第１及び第２巻線の接続点と前記一対の入力
   端子の他方との間に接続されるスイツチング・トランジ
   スタと、（ホ）前記接続点と前記共通リードとの間に接
   続されるフリーホイーリング・ダイオードであって、前
   記スイツチング・トランジスタのオフ期間中導通して前
   期第１巻線に電流路が形成されるような極性に接続され
   るフリーホイーリング・ダイオードと、（ヘ）前記接続
   点に接続され、浮動電源の複数の構成要素に対する共通
   端子を形成する第１リード及び前記第２巻線に整流ダイ
   オードを介して接続される第２リードであって、電圧基
   準源を含む前記浮動電源構成要素がその間に接続される
   第１及び第２リードと、（ト）前記電圧基準源からの電
   圧と前記整流ダイオードから前記第２リードに供給され
   る電圧とを比較し差電圧を発生する装置と、（チ）前記
   差電圧を幅の変化するパルスに変換して前記スイツチン
   グ・トランジスタの制御電極に加える装置と、から構成
   される電源装置。 ２ 前記のフリーホイーリング・ダイオードの導通時間
   中安定化された独立の半波出力電圧を発生するように構
   成された前記の第１及び第２巻線が、磁気的に結合され
   た複数の分離された出力巻線を有している。 特許請求の範囲第１項に記載の電源装置。３ 前記半波
   出力電圧の各々が、安定化直流出力を与えるために平滑
   コンデンサに供給される特許請求の範囲第２項に記載の
   電源装置。