JPS61295866A - スイツチング電源回路 - Google Patents

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】 ［技術分野］ 本発明はトランスを用いずに入力電圧を降圧するスイッ
チング電源回路に関するものである。

［背景技術］ 従来、この種のスイッチング電源回路としてはｔｊ＆５
図に示すものがあり、これは交流電源ＡＣを全波整流す
るグイオードプリツノであるｑｌ流回路ＤＢと、該整流
回路ＤＢ高出力後段回路に間欠的に出力するトランジス
タＱ、及び抵抗Ｒ０からなるスイッチング回路Ｓと、該
スイッチング回路Ｓのスイッチング周波数を決定する信
号を発振する発振回路３と、発振回路３出力にてスイッ
チング回路Ｓのスイッチングを制御するトランジスタＱ
１、インバータ１１、及び抵抗Ｒ２１Ｒ５からなる制御
回路２と、上記スイッチング回路Ｓ出力を平滑する平滑
回路としての平滑コンデンサＣ８と、該平滑コンデンサ
Ｃ３出力を定電圧化するトランジスタＱ２、ツェナダイ
オードＺＤ、抵抗Ｒい及びコンデンサＣ２からなる定電
圧回路１とを備えたものである。

上述の構成の本従未例の動作を第６図に従って説明する
。交流電源ＡＣの波形を同図（ａ）に示してあり、交流
電源ＡＣは整流回路ＤＢにて同図（ｂ）に示すように余
波整流され、脈流電圧に変換される。この整流回路ＤＢ
小出力トランジスタＱ１の同図（ｅ）に示すスイッチン
グにより切り取られる。

ここで、このトランジスタＱ、のスイッチングは発振回
路３の発振する信号にて動作する制御回路２により制御
される。したがってトランジスタＱ１が導通したとき出
力される波形は同図（ｄ）に示す波形となる。そして、
このトランジスタ、Ｑｌ比出力平滑コンデンサＣ１にて
平滑され、同図Ｃｅ＞に示すようになる。この平滑コン
デンサＣＩ出力を定電圧回路１にて定電圧化することに
より直流電圧を得るものである。

しかし、上述の回路では入力電圧が上昇したり、負荷回
路の消費電流が多かったりした場合、定電圧回路１のト
ランジスタＱ２の損失が大きくなり、トランジスタＱ２
の最大許容損失を越えろ可能性がある。実際に負荷回路
の動作電圧は一般的に５Ｖ、１２　Ｖ、２４　Ｖと言っ
たように低電圧であるのでこれらの負荷回路に電源を供
給する電源回路には多かれ少なかれこの問題が付きまと
うものである。したがって、入力電圧の上昇等を考慮し
てトランジスタＱ２が最大許容損失を越えないように、
最大許容損失の大きいものをトランジスタＱ２として用
いたり、或いは大きな放熱器をトランジスタＱ２に取り
付けたりしなければならない、したがってコストがアッ
プしてしまう問題があった。

特に電源事情の異なる外国向けの製品では、たとえば１
００■、２００■と言ったように電源電圧が異なる外国
に同一回路で構成した電源回路を共通に用いた製品を輸
出しようとする場合があるが、このときにはこの問題が
原着に現れる。そこで、予め１００Ｖ或いは２００■専
用とすることが考えられるが、後に仕様変更等により１
００■から２００■に変更する必要が生じたとき、発振
回路３の発振層コンデンサの容量の関係より変更が容易
でない場合があり、特に発振回路３としてクロック信号
を分周したパルス信号を出力するマイクロコンピュータ
を用いている場合には待に発振コンデンサの容量変更が
困難であった。

［発明の目的１ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、発振回路の出力信号を変更すること
なく、各種入力電圧に対応することがで軽るスイッチン
グ電源回路を提供することにある。

［発明の開示１ （実施例１） 第１図は本発明の一実施例を示す図であり、従来例にて
説明したスイッチング電源回路の発振回路３の代わりに
上記スイッチング回路Ｓの第１のスイッチング周波数を
決定する信号を発振する第１の発振回路４と、上記スイ
ッチング回路Ｓの第１のスイッチング周波数より高い周
波数である第２のスイッチング周波数を決定する信号を
発振する第２の発振回路５と、上記両発振回路４，５出
力の論理積を行うアンド回路７とを備えたものである。

上述の構成の本実施例の動作は次のようになる。

まず、第２図に従って第１の発振回路４、第２の発振回
路５、及びアンド回路７の動作を説明する。

第１の発振回路４は同図（ａ）に示すような発振信号を
発振し、第２の発振回路５は同図（ｂ）に示すように第
１の発振回路４よりも高い周波数の発振信号を発振する
。この両発振回路４，５の出力はアンド回路７にて論理
積を行なわれ、同図（ｃ）に示すように第２の発振回路
４出力を第１の発振回路５出力にて変調したような出力
波形となる。以上が本実施例の要部の動作であるが、次
にこのアンド回路７出力にてどのようにスイッチング電
源回路が動作するかを説明すると次のようになる。

交流電源ＡＣは従来例にて説明したように整流回路ＤＢ
にて全波整流され、この脈流電圧をトランジスタＱ、の
スイッチングにより切り取るものであるが、このトラン
ジスタＱ１のスイッチングは上述した第２図（ｃ）に示
すアンド回路７出力にて動作する制御回路２によりトラ
ンジスタＱ１のスイッチングが制御されることにより行
なわれる。

ここで、アンド回路７出力に生じた第１の発振回路４の
発振周波数はトランジスタＱ１がたとえばｉ　ｏｏｖの
時のスイッチング周波数であり、アンド回路７出力に生
じた第２の発振回路５の発振周波数はｉ　ｏｏｖ入力電
圧のときに常時導通しているトランジスタＱ、を間欠的
に動作させ、トランジスタＱ１出力を低減するものであ
る。したがって、第２の発振回路５の発振周波数を第１
の発振周波数によりトランジスタＱ１が連続的にオンし
ている場合の半分の出力となるような周波数及びデエー
ティとすれば、入力電圧２００■に対応することができ
るものである。そしてトランジスタＱ、出力は上述の従
来例と同様に、平滑コンデンサＣ１にて平滑され、定電
圧回路１にて定電圧化されて一定の出力電圧を得るもの
である。ここで、上述の場合は入力電圧２００■のと鰺
に変換するための回路であるが、たとえば第２の発振回
路５の出力とアンド回路７人力との間にスイッチを設け
て入力電圧１００■と入力電圧２００■の両方に対応で
きるようにすることもできる。

上述のスイッチング電源回路Ａを用いた光線式ワイヤレ
ス受信機を第３図に示す、この光線式ワイヤレス受信機
では第１の発振回路４としてクロック信号を分周したパ
ルス信号を出力する出力端子［相］を有したマイクロコ
ンピュータ８を用いるとともに、第２の発振回路５とし
てテ°ニーティが５０％であるマイクロコンビエータ８
のクロック信号を発振するクロγり信号発振回路１４を
用いたものである。この光線式ワイヤレス受信機の構成
を概略的に説明すると次のようになっている。ランプ等
の負荷りと交流電源ＡＣとの直列回路の両端には負荷り
を調光する双方向性３端子サイリスタＴＨと、交流ｔＬ
源ＡＣの一部をマイクロコンピュータ８及び光信号受信
部６等の１１Ｌ源とする本実施例のスイッチング電源回
路Ａが接続されている。

そして本光線式ワイヤレス受信機におけるスイッチング
電源回路Ａはマイクロコンビエータ８を除く回路に電源
を供給する定電圧回路１ａと、マイクロコンビエータ８
に電源を供給する定電圧回路１ｂとを備え、定電圧回路
１ｂ出力に接続されたコンデンサＣ２を交流電源ＡＣの
電源供給が遮断したときマイクロコンピュータ８に電源
を供給するバックアップ電源として用いている。そして
、上記定電圧回路１ａは光送信器にて送波された光を受
光する光信号受信部６、マイクロコンビエータ８にて駆
動制御され負荷りを調光するようにサイリスクＴＨの点
弧状態を制御するトリが回路１０、及び負荷りの動作状
態を表示する動作表示回路１１とに電源を供給している
。ここで、マイクロコンピュータ８には負荷Ｌ／）調光
状態等を設定する入カキ−１２及び負荷りの調光状態を
可変する７ツプダワン釦１３等を備えている。そして、
第２の発振回路５とし、てのマイクロコンピュータ８の
クロック信号発振回路１４出力をダイオードＤ１及びス
イッチＳＷを介してインバータＩ、に接続し、第１の発
振回路４出力としてのマイクロコンピュータ８の出力端
子１６を抵抗Ｒ１を介してインバータ■、に接続し、本
光線式ワイヤレス受信機ではアンド回路７を用いず、ク
ロック信号発振回路１４と出力端子［相］とを接続して
いる。この場合もアンド回路７を用いたと同様にクロッ
ク信号発振回路１４出力を出力端子［相］出力で変調し
たような信号を得ることができるものである。

上述の構成の光線式ワイヤレス受信機の概略動作は次の
ようになる０通常時には負荷りに電源を供給する交流電
！ｉＡｃの一部が整流回路ＤＢにて全波整流され、上述
の動作にてこの整流回路ＤＢ出力を定電圧回路１　ａ、
　１　ｂにて安定化され、マイクロコンピュータ８を含
めたすべての回路に電源として供給される。そして、光
信号受信部６にて受信した信号をマイクロコンピュータ
８が信号処理することにより、トリ〃回路１０を制御し
てサイリスタＴＨの７慨弧角を可変することにより負荷
りを調光する、そして、この負荷りの調光状態等の動作
状態を動作表示回路１１がマイクロコンピュータ８出力
にて表示しているものである。

（実施例２） 第４図は本発明の他の実施例の要部を示す図であり、実
施例１では第２の発振回路５出力をそのまま用いていた
が、本実施例においては第２の発振回路５出力とアンド
回路７人力との間に分周回路９を挿入したものである。

本実施例の動作は次のようになる。本実施例では第２の
発振回路５の出力の周波数が高くなればトランジスタＱ
、出力が増加し、逆に低くなればトランジスタＱ１出力
が低下することに着目し、分周回路９にて第２の発振回
路５出力を分周し入力電圧の変化に対応するものであり
、実施例１では２種の入力電圧にしか対応できなかりた
か、本実施例では分周回路９の分周比を可変すれば、ど
のような入力電圧にも対応で終るものである。

〔発明の効果Ｊ 本発明は上述のように、交流電源を整流する整流回路と
、該整流回路出力を後段回路に間欠的に出力するスイッ
チング回路と、上記スイッチング回路の第１のスイッチ
ング周波数を決定する信号を発振する第１の発振回路と
、上記スイッチング回路の第１のスイッチング周波数よ
り高い周波数である第２のスイッチング周波数を決定す
る信号を発振する第２の発振回路と、上記両発振回路出
力の論理積を行うアンド回路と、該アンド回路出力にて
スイッチング回路のスイッチングを制御する制御回路と
、上記スイッチング回路出力を平滑する平滑回路と、該
平滑回路出力を定電圧化する定電圧回路とを備えている
ので、第１の発振回路出力と第２の発振回路出力とのｗ
Ｉ８！積をアンド回路に行うことによりスイッチング回
路を第２の発振回路の発振周波数にてスイッチングを繰
り返しながら第１の発振回路の発振周波数で完全にオフ
と間欠的オンオフを繰り返すことができ、第１の発振回
路の発振周波数にてスイッチング回路がスイッチングを
杼なったときのスイッチング回路の出力がたとえば入力
電圧１００Ｖに対応するものであるとすると、＄２の発
振回路の発振周波数にて第１の発振回路の発振周波数に
で入力電圧１００■のとき常時オン状態にあるスイッチ
ング回路をオンオフさせることで入力電圧１００Ｖのと
きよりスイッチング回路出力を低減することができ、ス
イッチング回路出力が半分になるように第２の発振回路
の発振周波数及びデユーティを設定すれば入力電圧２０
０Ｖに対応することができ、このため入力電圧が高い場
合でも両発振回路にてスイッチング回路のスイッチング
を什うことにより定電圧回路の入力電圧が最大許容損失
を越えない電圧値とすることが可能となり、さらに異な
る交流電源電圧に対応した製品に用いる場合でも、第２
の発振回路を切ｒｔａすスイッチ等を設けることにより
、容易に異なる電源電圧にも対応でき、定電圧回路の制
御用素子が最大許容損失が増大して破壊されたりするこ
とがなくなり、大きな放熱器を定電圧回路に用いる必要
もなく、コストの上昇を極力抑えることができる効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路構成図、第２図は同上
の動作説明図、第３図は同上を用いた装置の回路構成図
、第４図は本発明の他の実施例の要部を示す回路構成図
、第５図は従来例を示す回路構成図、第６図は同上の動
作説明図である。 Ａはスイッチング電源回路、ＡＣは交流電源、ＤＢは整
流回路、Ｓはスイッチング回路、１は定電圧回路、２は
制御回路、４は第１の発振回路、５は第２の発振回路、
８はマイクロコンピュータ、９はアンド回路、１４はク
ロック信号発振回路、■は出力端子、Ｑ、、Ｑ、はトラ
ンジスタである。 代理人　弁理士　石　１）長　七 ｒ 第２図 第４図 第６図 手続補正！（自発） 昭和６０年９月γ日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源を整流する整流回路と、該整流回路出力
   を後段回路に間欠的に出力するスイッチング回路と、上
   記スイッチング回路の第１のスイッチング周波数を決定
   する信号を発振する第１の発振回路と、上記スイッチン
   グ回路の第１のスイッチング周波数より高い周波数であ
   る第２のスイッチング周波数を決定する信号を発振する
   第２の発振回路と、上記両発振回路出力の論理積を行う
   アンド回路と、該アンド回路出力にてスイッチング回路
   のスイッチングを制御する制御回路と、上記スイッチン
   グ回路出力を平滑する平滑回路と、該平滑回路出力を定
   電圧化する定電圧回路とを備えて成るスイッチング電源
   回路。