JPS6152489B2 - - Google Patents

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JPS6152489B2
JPS6152489B2 JP51039117A JP3911776A JPS6152489B2 JP S6152489 B2 JPS6152489 B2 JP S6152489B2 JP 51039117 A JP51039117 A JP 51039117A JP 3911776 A JP3911776 A JP 3911776A JP S6152489 B2 JPS6152489 B2 JP S6152489B2
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JP
Japan
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output
transformer
input
regulated
voltage
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JP51039117A
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English (en)
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JPS51138846A (en
Inventor
Earon Uizuna Danieru
Andoru Masaameru Furabiusu
Seodooru Shumarutsuriito Toruuman
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Unisys Corp
Original Assignee
Burroughs Corp
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Publication date
Application filed by Burroughs Corp filed Critical Burroughs Corp
Publication of JPS51138846A publication Critical patent/JPS51138846A/ja
Publication of JPS6152489B2 publication Critical patent/JPS6152489B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/12Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/13Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using ferroresonant transformers as final control devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 この発明は、調整電源装置に関し、特に、電力
の消散を最小限に抑えながら整流直流出力の調整
を行なうことができる調整電源装置に関する。 〔従来の技術〕 初期に設計された電源は、交流入力信号を整流
直流出力に変換するものであつた。変動する負荷
および入力条件のもとで直流出力を調整する必要
性は、多くの用途において早々に明らかとなつ
た。初期の調整に対する試みの多くは、よく規定
された飽和特性を有する可飽和リアクト変圧器を
使用しており、可飽和リアクトルの1巻線に誘導
される半サイクル平均電圧は、コアが飽和しかつ
周波数が固定される限り一定であつた。このこと
は、コアが飽和状態へ駆動される限り出力電圧は
2次巻線の巻数に追随するので、入力電圧の波形
の大きさにかかわらずかつ1次巻線の巻数にかか
わらず正しい。もし整流器および平均化フイルタ
を付加して可飽和リアクトル変圧器の出力に追随
するならば、直流出力はライン電圧変化に対して
調整され、かつこれはすぐにライン電圧調整装置
の最も基本的な形式のものとなつた。 より効率的なライン電圧調整装置は、可飽和リ
アクトル変圧器と直列にインダクタを用いて電力
損を減少させ、さらに出力電圧を調整するための
より一層効率的な技術も開発されたが、それは可
飽和リアクトルと並列に配置されるコンデンサを
用いており、これによりコンデンサと直列インダ
クタンスとは入力周波数近くで同調された。この
配列はほぼ1の力率と効率的な電力伝達を提示す
る。これらの回路は鉄共振調整装置と呼ばれ、か
つ改善された力率と、整流およびろ波に対するよ
り良好な出力波形と、入力電圧スパイクに対して
比較的感受しない性質とを亨有していた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、鉄共振調整装置は、5つの主た
る欠点を有している。すなわち、(1)出力電圧が周
波数に感応すること、(2)コアが飽和状態で動作す
るのでコア損失が高く外部磁界が高い、(3)出力が
コアの断面積と直接的な関係で変化するので、通
常のコア公差によつて装置ごとの出力電圧差が生
じる、(4)コアが調整要素であるので、出力電圧
が、2次抵抗での電圧降下のため負荷電流変化と
ともに変化する、および(5)鉄共振調整装置に用い
られる磁気材料はその特徴的なB―H磁気ループ
に対して固有の非正方形性を有するので、理想的
な動作が不可能である。 さらにフイードバツク制御鉄共振電圧調整装置
が、上述の欠点を克服するために設計された。こ
れらのシステムはしばしばRCの組合わせを有す
る制御回路を用いていて、ここでは積分器が出力
電圧の電圧―時間面積の測定に用いられた。直列
のインダクタは、鉄共振変圧器の2次巻線の飽和
インダクタンスの値にほぼ等しい値を有するよう
に選ばれ、かつ素子に十分なゲート電流が流れる
とき閉成するトライアツクスイツチが用いられ
た。このRC組合わせは出力電圧を積分し、その
ためコンデンサ両端のピーク電圧はどの瞬間でも
変圧器の2次巻線の電圧の電圧―時間面積に比例
する。コンデンサの電圧が予め定められる値に達
するとき、トライアツクスイツチにゲート電流が
流れ、それによつてトライアツクスイツチは導通
しかつそのためコンデンサが放電しかつ直列イン
ダクタを介して反対方向に再充電させられる。こ
のとき、スイツチにかかる電圧が逆転され、その
ため導通状態から抜け出し、このようにして半サ
イクルを完了する。この作用は反対極性について
も各半サイクルごとに発生する。スイツチを点灯
するに要する必要な電圧―時間面積を得ることが
できないためコアが飽和するならばこの作用は生
じないので電力損は減少される。 しかし、直列インダクタを通りシヤントされる
エネルギが失われたのでこの手順はなおも電力を
浪費し、従来のC.V.T.に存在した範囲ではない
けれどもその出力電圧はなおも周波数従属性を有
し、かつ整流器ブリツジの2次回路での電圧降下
はなおも出力電圧に影響を与えた。 もつと複雑なフイードバツク制御型鉄共振直流
電圧調整装置は、フイードバツク回路の設計が向
上するに従つて調整の精度を増加する。さらに、
フイードバツク制御回路によつて、直列インダク
タの値を小さくすることができ、それによつてス
イツチがより速く逆転でき、矩形数を発生しかつ
所要のフイルタ容量を減少させる。変圧器のコア
は飽和しないので、コア損失が減少させられかつ
回路がより効率的となるが、しかしある程度の損
失がなおも直列インダクタシヤント回路に生じ
る。 自動電圧調整装置に対する他のアプローチでは
電気機械的手段が用いられ、ソリツドステート検
出器がモータ駆動可変変圧器の制御のために用い
られかつバツク―ブースト(buck―boost)固定
比率変圧器が出力電圧を変化させるために用いら
れる。出力電圧がその所要値から変動するとき、
検出器が誤差信号を発生し、それによつて可変変
圧器駆動モータが動作されかつ補助バツク―ブー
スト変圧器を駆動し、それによつて電圧が所望レ
ベルに戻される。これらのシステムは、修正の速
度、制御の精度および機械部品の摩耗および故障
などの点で著しい欠点を被つている。 この発明の目的は、改良された調整型電力源を
提供することである。 この発明の他の目的は、電源のための改良され
た高効率電圧調整装置を提供することである。 この発明のなおも他の目的は、疎結合の変圧器
の整流された直流出力を直接的に制御し、それに
よつて未調整交流電源から負荷調整を行なう改良
された高効率リアクテイブバツク自動直流電圧調
整装置を提供することである。 この発明のなおも他の目的は、電力が消散され
るよりもむしろ補助バツク(buck)変圧器から
疎結合変圧器に戻される2方向エネルギ伝達技術
を用いることによつて、同等の性能を有するすべ
ての調整装置に比べて改良され効率を有するリア
クテイブバツク自動直流電圧調整装置を提供する
ことである。ここで、バツク(buck)またはバ
ツキング(bucking)とは、キヤンセル電圧を供
給すること、すなわち装置に作用する電圧のうち
一方と極性が反対の電圧を供給することを意味し
ており、バツク変圧器とは、このようなキヤンセ
ル電圧を供給する変圧器、すなわち2台の変圧器
のうち1台の電圧が他方の変圧器の電圧と反対向
きであることを意味している。 この発明のなおも他の目的は、通常の鉄共振電
源よりも周波数感受性の少ない電源出力を発生
し、かつその出力が、調整装置コンポーネントの
故障が生じても実質的に過電圧とならないことを
確実にし、かつ電源電圧、周波数および負荷の広
範囲の変動に対して+/−1%以下の調整幅を与
える、高効率リアクテイブバツク自動直流電圧調
整装置を提供することである。 この発明のなおも他の目的は類似の電力取扱い
能力を有する同等の系列の調整装置で現在可能な
よりもさらに正確な調整をもたらすリアクテイブ
バツク自動直流電圧調整装置を提供することであ
る。 この発明のなおも他の目的はより小形のかつ冷
動作の変圧器を有しかつ改良された効率を有する
改良された調整電源を提供することである。 この発明のなおも他の目的は、同期的繰返しラ
インまたは負荷過渡変化に対して出力が改善され
た安定性を有する高効率リアクテイブバツク自動
直流電圧調整装置を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明のこれらのおよび他の目的および利点
は、未調整交流入力信号を受ける入力巻線、鉄共
振を達成するためその両端間に同調コンデンサが
接続された巻線、および負荷に電流を与える2次
巻線を有する、C.V.T.のような疎結合変圧器を
用いる調整電源システムにおいて達成される。2
次巻線は補助バツク変圧器の2次巻線を介してか
つさらに整流器手段およびろ波器を介して負荷に
至り直列に接続される。補助バツク変圧器の1次
巻線は鉄共振C.V.T.変圧器のコアに巻回される
励起コイルと直列に接続される。トランジスタ制
御回路を含む結合回路網は補助バツク変圧器の予
め定められた量のパツキングへ適正な直流出力電
圧を発生するように調整される。入力電圧、周波
数、または負荷に変動が生じると、バツク量は出
力電圧が所望のレベルを保持するように変化を補
償するように変えられる。補助バツク変圧器の1
次巻線はバツク変圧器および鉄共振変圧器の間で
エネルギを前後に伝達する2方向エネルギ伝達技
術を用い、過剰な電力を補助バツク変圧器から疎
結合鉄共振変圧器に戻し、それによつてバツク電
力損失を減じかつ効率を最大にする。結合回路網
はネガテイブフイードバツクを用いるトランジス
タ制御回路を含み、所望レベルの出力電圧を維持
するに必要な予め定められた基準点を確立する。
補助バツク変圧器および鉄共振変圧器の間でのエ
ネルギの2方向の伝達によつてこの基準点が一定
に維持されようとしかつこのことは補助バツク変
圧器と鉄共振変圧器の双方を介して同時に変化が
起こりながらリアクテイブ型の調整を達成するよ
うにリアルタイムに発生する。フイードバツク手
段がさらに設けられて、確立された基準点を正確
に変化させるためトランジスタ制御回路の微同調
を可能にし、直流出力電圧の精密な調整を可能に
する。 この発明のこれらの目的、利点および特徴は以
下の詳細な説明、特許請求の範囲および添付の図
面から一層明らかとなろう。 〔発明の実施例〕 第1図はこの発明の調整装置を採用する高効率
電源のブロツクダイヤグラムを示す。ブロツク1
1は定電圧変圧器(constant voltago
transformer:C.V.T.)のような疎結合変圧器、
鉄共振変圧器などを表わす。1対の入力端子13
および13′がリード15および15′を介してブ
ロツク11の鉄共振変圧器の1次入力巻線に接続
されかつ未調整交流源eioが入力13および1
3′の間に接続される。ブロツク11の変圧器の
2次または負荷巻線は2重矢印のリード19で示
す結合手段を介してブロツク17の補償手段に結
合される。補償手段の出力はブロツク21によつ
て整流されかつブロツク23によつて表わされる
ろ波器の入力に供給される。ろ波された直流出力
V outは出力端子25および27の間に取出さ
れ、これらの端子はそれぞれリード29および3
1を介してブロツク23のろ波器の出力に接続さ
れる。ブロツク17の補償手段、ブロツク21の
整流器器、ブロツク23のろ波器および出力リー
ド29および31を囲む点線のブロツク33は負
荷端子25および27をブロツク11の鉄共振変
圧器の負荷巻線に結合する負荷出力手段を表わ
す。点線のブロツク35はこの発明のリアクテイ
ブ調整器制御手段を表わす。ネガテイブフイード
バツクトランジスタ制御回路はブロツク37によ
つて表わされかつこの回路はリアルタイムで動作
して予め定められた電圧基準点を確立し、この基
準点は端子25および27に所望のレベルの直流
出力電圧V outを生じるに必要なブロツク11
の鉄共振変圧器のコアの予め定められた飽和レベ
ルに対応する。リアクテイブ2方向伝達回路網は
ブロツク39によつて表わされかつ点線のサブブ
ロツク41に表わされる結合回路網を含む。ブロ
ツク39のリアクテイブ2方向伝達回路網はブロ
ツク11の鉄共振変圧器のコアの飽和をモニタし
かつ点線サブブロツク45に囲まれるリード43
で表わされる2重矢印伝達経路を介してブロツク
11の疎結合鉄共振変圧器の方へまたはそこから
エネルギが伝達しかつ第1図の点線サブブロツク
49に囲まれるリード47で表わされる2重矢印
伝達経路を介してブロツク39のリアクテイブ2
方向伝達回路網およびブロツク17の補償手段の
間でエネルギを伝達する。ブロツク39のリアク
テイブ2方向伝達回路網はブロツク37のネガテ
イブフイードバツクトランジスタ制御回路で確立
される予め定められた電圧基準点を維持するよう
にブロツク41の結合回路網を変化させることに
よつてエネルギの2方向伝達が制御される。微同
調効果はブロツク51の誤差検出フイードバツク
回路によつて達成され、その入力はフイードバツ
クリード53を介して取出され、リード53はブ
ロツク23のろ波器の出力29にかつブロツク2
3のろ波器の出力リード31からフイードバツク
リード55を経て接続される。ブロツク51の誤
差検出フイードバツク回路の出力はリード57を
介してブロツク37のネガテイブフイードバツク
トランジスタ制御回路に与えられかつ直流出力電
圧を所望レベルに一定に正確に維持するために確
立電圧基準点を微同調または再調節するために用
いられる。 第2図はこの発明のリアクテイブバツク自動直
流電圧調整装置を有する電源の回路図を示す。疎
結合鉄共振変圧器は第2図の点線のブロツク11
に囲まれて示される。鉄共振変圧器はコア59お
よび磁気シヤント61を有する。1次コイルまた
は入力巻線63は磁気シヤント61の一方側のコ
ア59に巻回される。1次巻線63の一方端部は
リード15を介して入力端子13に結合されかつ
1次巻線63の反対端部はリード15′を介して
入力13′に結合され、そのため未調整交流入力
信号eioが端子13および13′の間に与えられ
かつ1枚入力巻線63に供給される。2次巻線6
5は磁気シヤント61の反対側のコア59に巻回
されかつコンデンサ67が2次巻線65両端に結
合される。コンデンサ67は2次巻線またはコイ
ル65と同調して通常の入力周波数で共振しその
ため鉄共振効果がブロツク11の疎結合変圧器内
で達成される。より詳細に説明すると、2次巻線
65に並列に接続されたコンデンサ67が鉄共振
発振器の共振周波数決定する。この鉄共振周波数
は、これらの要素によつて決定された比較的一定
の周波数において飽和状態へと駆動される。入力
電圧はこの共振回路を駆動するエネルギを供給す
る。2次または負荷巻線69は磁気シヤント61
の2次または鉄共振コイル65と同じ側のコア5
9に結合される。負荷巻線69の中心は基準リー
ド31によつて中間タツプとして取出され、それ
は出力端子27に直接接続される。2次または負
荷巻線69の一方端はリード71を介して補助バ
ツク変圧器の第1の2次巻線73に結合され、補
助バツク変圧器は点線は点線ブロツク75内に囲
まれて示され、かつ補助バツク変圧器75の第1
の2次巻線73の反対端部はリード77を介して
ダイオード79のアノードに接続され、そのカソ
ード81を介して接続点83に接続される。中間
タツプを有する負荷巻線69の反対端部はリード
85を介して補助バツク変圧器75の第2の2次
巻線87の一方端に接続されかつ第2の2次巻線
87の反対端はリード89を介してダイオード9
1のアノードに接続され、そのカソードはリード
81を介して接続点83に接続される。接続点8
3は第1のろ波器コンデンサ93を介して中間タ
ツプ基準リード31に接続されかつ直列ろ波器イ
ンダクタまたはチヨークコイル97を介して第2
の接続的95に接続される。第2の接続点95は
第2のろ波器コンデンサ98を介して基準リード
31に接続されかつ出力リード29を経て出力2
5に接続され、そのため調整直流出力電圧V
outが第2図の回路図で示される出力端子25お
よび27の間に取出される。補助バツク変圧器7
5はさらにコア99および1次補助バツク変圧器
制御巻線101を含む。補助バツク変圧器75の
1次制御巻線101は第1図のブロツク39のリ
アクテイブ2方向性伝達回路網の一方の制御を含
む。ブロツク39の2方向性伝達回路網の第2の
脚部は励起巻線103を含み、それはブロツク1
1の疎結合鉄共振変圧器のコア59に結合され、
負荷巻線69からは絶縁され、ブロツク35の制
御回路のための必要な絶縁を与える。励起巻線1
03の一方端は接続点104において補助バツク
変圧器75の1次制御巻線101に直接に接続さ
れかつ励起巻線103の他方端はリード105を
介して接続点107に接続され、接続点107は
第2図の回路図では(a-)の符号が付されてい
る。接続点104は安定化コンデンサ109を介
して接続点115で1次制御巻線101の他方端
に結合されかつコンデンサ109および1次制御
巻線101の並列組合わせが接続点104から接
続点115に接続され、接続点115は第2図の
回路図でaとしても示される。なお、安定化コン
デンサ109は、パツキング動作がほとんどない
場合または全くない場合に、補助バツク変圧器の
2次巻線87および83を横切つて回路を安定化
するためのものである。接続点115はリード1
17を介して全波整流器ブリツジ回路の第1の入
力接続点119に結合される。接続点119はダ
イオード121のアノードとダイオード125の
カソードとに結合され、ダイオード121のカソ
ードはブリツジ出力接続点123に接続され、ダ
イオード125のアノードは接地接続点127に
接続される。接続点107はリード129を介し
て第2のブリツジ入力接続点131に接続され
る。接続点131はダイオード133のカソード
とダイオード135のアノードとに接続され、ダ
イオード133のアノーは接地接続点127に接
続され、ダイオード135のカソード135のカ
ソードはブリツジ出力接続点123に接続され
る。それゆえに、ダイオード121,125,1
33および135は技術分野でよく知られるよう
な全波整流ブリツジ回路を形成する。接続点12
3はリード137を介してコレクタ基準電圧確立
接続点141でトランジスタ139のコレクタに
接続される。トランジスタ139のエミツタは直
接接地リード143に結合され、接地リード14
3は接地ブリツジ接続点127とブロツク23の
ろ波器回路の出力のリード31の双方に接続され
る。トランジスタ139のベース電極はリード1
45を介してベース駆動バイアス確立接続点14
7に接続される。バイアス確立接続点147は第
1のネガテイブフイードバツク抵抗器149を介
してトランジスタ139のコレクタでコレクタ電
圧基準確立接続点141に接続されかつ第2のベ
ース エミツタ抵抗器151を介して接地リード
143に接続される。制御トランジスタ139の
動作点はフイードバツク抵抗器149およびベー
ス―エミツタ抵抗器151の比率によつて確立さ
れかつこの比率は制御トランジスタ139の動作
点を設定するように選ばれ、それによつてブロツ
ク11の鉄共振変圧器のコイル59の動作接続密
度が予め定められた所望のレベルの直流出力電圧
Voutを与えるような予め定められたコレクタ基
準電圧が維持される。 ブロツク51の誤差検出フイードバツクシステ
ムは出力誤差増幅器153を含み、その正の入力
はリード155を介して基準電源に接続されかつ
その負の入力はリード157を介して出力リード
29に接続される。増幅器153の負電源入力は
リード159を介して接地リード143に直接接
続され、正の電源入力はリード160を介して正
の電源に結合され、かつ誤差増幅器の出力はリー
ド161を介してベース駆動バイアス確立接続点
147に接続され、予め定められた所望レベルの
出力電圧からの実際の出力電圧Voutの小さい変
動を表わす誤差に従つて制御トランジスタ139
の動作点の精密な調整を行なう。鉄共振変圧器の
コア59はシールド接地リード163を介して接
地点165に接続されかつ補助バツク変圧器75
のコア99はリード167を介して接続点165
に接続される。これらはシールド用リードであつ
てかつ接続点165は接続点169を介してシー
ルド接地端子171で表わされるシールド接地に
接続される。接続点165はまた高エネルギシー
ルド173に接続され、それは銅箔などで構成さ
れ、出力または負荷コイル69から高電圧コイル
65をシールドするのに用いられる。このシール
ド173は接続点165に結合されかつリード1
69を介してシールド接地端子171に接地され
る。 動作において、未調整交流信号eioが入力端子
13および13′に供給されかつブロツク11の
鉄共振変圧器の1次巻線63に与えられる。第2
の巻線65はコンデンサがその端子間に並列に接
続されかつこのコンデンサは巻線65と同調し鉄
共振効果を与える。2次または負荷巻線69はシ
ールド173を介して高エネルギ巻線65からシ
ールドされかつ逓昇または逓降変圧2次電圧が巻
線69間に発生する。出力巻線69は接地リード
31を介してセンタタツプが取出されかつその両
端は補助バツク変圧器75の補償2次バツク巻線
73および87と直列に接続される。直列2次バ
ツク巻線73および87の両端は整流の目的でそ
れぞれダイオード79および91の対に接続さ
れ、かつその出力はろ波されて調整直流出力電圧
Voutを与える。負荷電流は補助バツク変圧器の
2次バツク巻線73および87を通らなければな
らずかつ補助バツク変圧器75の1次制御巻線1
01でずつと低い値に逓降される。ダイオード1
21,125,133および135からなるブリ
ツジ整流器の端子a―a′の間で矢印方向に見た電
圧は励起巻線103間に発生する電圧から補助バ
ツク変圧器1次制御巻線の電圧を引いたものであ
る。絶対値、すなわちブリツジの整流出力はバイ
ポーラ制御トランジスタ139が使用できるよう
に得られる。予め定められた所望レベルの調整直
流出力電圧Voutを生じるに必要なブロツク11
の鉄共振変圧器の動作磁束密度は予め定められる
レベルのコレクタ電圧を維持するように制御トラ
ンジスタ139の動作点を設定することによつて
決定される。この予め定められた所望のレベルの
直流出力電圧を維持するために、制御トランジス
タの動作点はフイードバツク抵抗器149および
エミツタ抵抗器151のベースの比率によつて設
定される。これがコレクタまたは電圧基準接続点
141に予め定められたレベルの基準電圧を確立
しかつブロツク35の制御回路はトランジスタ1
39の伝達度を変えることによつてこの点におけ
る基準電圧のレベルを維持しようとすることによ
つて動作する。励起巻線103にかかるピーク交
流電圧はコレクタ接続点141での電圧の大きさ
に直接的に比例し、それによつて負荷巻線69に
かかる電圧の出力のバツキングを生じる。もし接
続点141でのコレクタ電圧の大きさが低いなら
ば、バツキングまたはキヤンセル電圧の最小値が
補助バツク変圧器の1次巻線101間に得られ、
そのため変圧器が高インピーダンスを介して一体
接続される。 以上のことを言葉を変えて説明する。第2図
は、基本的には、ラインレギユレータと負荷レギ
ユレータとの両方として働く。ここで、ラインレ
ギユレータとは、入力信号の変動に対して出力を
一定レベルに維持することができる調整装置を意
味し、負荷レギユレータとは、負荷信号の変動に
対して出力を一定レベルに維持することができる
調整装置を意味する。もし第2図からブロツク5
1、すなわち演算増幅器51を除去すれば、ライ
ンレギユレータ回路が得られる。ブロツク51
で、演算増幅器は端子25および27間の出力電
圧をフイールドバツクし、そのときは回数は負荷
レギユレータとして動作する。 接続点141は、トランジスタ139のコレク
タ電圧を反映する接続点である。この電圧は、端
子25および27間の出力電圧によつて影響され
る、調整可能な基準電圧である。変圧器75の2
次巻線78,87は、非常に大きい導体であり非
常に低い抵抗を有する。それらは、主変圧器11
の2次巻線69に直列に接続されている。バツク
2次巻線73および87は非常に低抵抗なので、
2次巻線69と直列であつても、これらの巻線に
は感知できる損失はない。バツク変圧器の考え
は、もしバツク変圧器の1次巻線101に電圧を
与えた場合、出力巻線69にキヤンセル電圧を考
えることになり、それゆえ巻線73および87間
に現われる電圧によつて出力巻線69の電圧を実
際上引き下げる。非常に高いライン入力電圧の場
合、2次巻線73,87間に最大のキヤンセル電
圧を得ることができ、それによつて巻線69間の
実効電圧が引き下げられる。このことはバツク変
圧器の使用によつて、電源装置における入力電圧
を安定化させる機会を与えることになる。さら
に、そのバツク変圧器は、電源装置の出力からの
フイードバツクループを形成して接続されてい
る。演算増幅器ブロツク51を用いることによつ
て、ろ波回路23によつてろ波された後の端子2
5および27間の出力がモニタされており、その
出力は順次、巻線69の電圧を引き下げる要求あ
るいはこの電圧をバツク変圧器75によつてバツ
クアウトする要求に比例してトランジスタ139
をオンする。今、特に接続点141、すなわちト
ランジスタ139のコレクタ出力において、演算
増幅器153の出力が線161で切られておりそ
れによつて接続点147への増幅器153からそ
の入力がない場合(すなわちラインレギユレータ
のみの場合)を仮定すると、抵抗器149および
151の比率によつて定められる所定の基準電圧
レベルを得ることができる。これは、巻線103
の出力電圧の測定量(measure)であり、かつ1
次変圧器11への入力ライン電圧の直接の測定量
である。この線161が取外されたりあるいはオ
ーブンされているとき、ラインレギユレータのみ
である通路の回路を得ることができる。このよう
に、第2図の装置は演算増幅器153の用いない
場合であつても有益な装置である。 発明者はまたコンパレータ51、すなわちブロ
ツク51中の演算増幅器をも追加しており、それ
によつてラインレギユレータばかりではなく負荷
レギユレータをも形成しており、それによつてこ
の装置は2機能装置となる。すなわち、基準値
は、1次を通る入力電圧の直接の測定量であり、
そしてそれらは分圧器149,151の比率、す
なわちこれらの抵抗器の値によつて固定される。
この測定量は、コレクタ接続点141におけるト
ランジスタ139の出力として確立される。した
がつて、接続点141の電圧は基準電圧となる。
コンパレータ51およびバツク変圧器75を付加
することにより、ラインレギユレータの付加的な
特徴を鉄共振変圧器11に付加したバツクレギユ
レータを得ることができる。ここで、バツクレギ
ユレータとは、電源を調整するために用いられる
制御された磁気効果を意味する。励磁巻線103
間のピーク交流電圧は、コレクタ接続点141で
の電圧に直接比例しており、それによつて負荷巻
線69間の出力電圧のバツキング(キヤンセル)
を間接的に生じさせる。基本的に、この基準値が
ゼロのとき、それは実際上、線105と接続点1
15との直接的な接続である。したがつて、出力
電圧がないとき、演算増幅器はラインレギユレー
タ回路中に何も供給しない。出力に負荷がない場
合、端子13に非常に低い入力電圧がある場合で
も、フイードバツクはそれが多すぎると伝えるで
あろうし、かつフイードバツクはそれをより削減
するように伝えるであろう。 明細書第31頁第19行からの記載を考える場合
は、コンパレータ51が除かれている場合を考え
なければならない。しかしながら、前述した通常
の例における正常な状況のもとでは、フイードバ
ツクは用いられるであろう。もし出力端子25,
27に負荷がほとんどない場合、ライン調整のほ
かに、負荷調整をすることもでき、それによつて
入力が低い場合でも、変圧器11の出力を下げる
ことができる。端子13へ入力電圧が低い正常な
状況の場合、接続点141の電圧は低であり最小
のバツキングが達成される。端子13への入力電
圧が高い場合、高く現われるフイルタされた出力
電圧が端子25,27に通常得られ、かつ、接続
点141を通してのフイードバツクは高くなり2
次巻線87,73による巻線69からの電圧のバ
ツキングを生じさせ、端子25,27間に出力さ
れる電圧を引き下げる。接続点141におけるコ
レクタ電圧が低の場合を推定すると、この場合
は、大部分の実効出力が低であり、ほとんどバツ
キングアクシヨンがなく、変圧器11および75
が高インピーダンスを介して接続されていること
を意味する。 安定化コンデンサ109が補助バツク変圧器7
5の1次巻線101間に接続され、バツキング作
用がわずかしかないかまたは全くないとき補助バ
ツク変圧器の2次バツク巻線73および87に容
量を反映させる。このことはシステムの安定性を
高めるために必要である。なぜならばもしそうで
ないなら2次バツク巻線73および87がブロツ
ク33の出力回路に対して直列インダクタのよう
になるからである。 以上のことを言葉を変えて説明すると、2次バ
ツク巻線73,87は常に直列接続されたインダ
クタである。コンデンサ109の接続場所のため
に、そのキヤバシタンスはコイル101間に反映
される。バツキングが起こつていない場合、接続
点105および接続点115はオーブン接続点で
あると考えてよい。コンデンサ109とともにコ
イル101の比率によるバツキングは、一連のイ
ンダクタにはね返る。2次導体は常に、その間に
並列コンデンサを有する直並列インダクタと考え
られる。このコンデンサの反映により、電源装置
のほとんどすべてのエネルギは1次回路へフイー
ドバツクされる。このコンデンサ109のキヤバ
シタンスは、何らかのバツキングアクシヨンが生
じているか否かによらず反映される。コンデンサ
109はバツク変圧器75の1次巻線101間に
あるので、これもまた鉄共振変圧器11の2次巻
線103を通して元に反映される。しかしながら
電力損失はなく電力はシステムに戻される。 逆に、高いコレクタ電圧の状況のもとでは、制
御トランジスタ139は、そのコレクタ―ベース
フイードバツク抵抗器149を介して、十分にオ
ンされて、それによつて補助バツク変圧器の1次
巻線が過剰な高出力電圧をバツクアウト(buck
out)させる。端子25,27に反映される過大
な出力電圧は、端子13での高入力電圧あるいは
電源装置の出力での異常に低い負荷のいずれかに
よつて発生される。補助バツク変圧器75は、出
力の測定量を用いることにより、いかなる入力電
圧があろうとも出力電圧は引き下げる。これらの
変圧器75および11は、低インピーダンスのよ
うに見える制御トランジスタ回路を介して一体接
続されかつ電力が補助バツク変圧器75からブロ
ツク11の鉄共振変圧器に戻せれる。すなわち、
変圧器11の2次巻線103はバツク変圧器75
の1次巻線につながつているので、電源装置内の
電力は巻線101から巻線103へのルートを通
つて補助バツク変圧器75から鉄共振変圧器11
へと戻される。上述のすべてのことがリアルタイ
ムに発生しかつ電力損失が最小の状態でリアクテ
イブな調整を行なう、なぜならばエネルギは、当
該技術分野で知られるようにシヤントインダクタ
で消散される代わりに、補助バツク変圧器75と
ブロツク11の鉄共振変圧器との間で実際に伝達
されるからである。さらに、フイードバツク制御
ベース駆動が誤差増幅器153の出力から得ら
れ、誤差増幅器153から接続点147に与えら
れる信号レベルを経てトランジスタ139の動作
点を変化させることにより出力電圧Voutにわた
り精密な制御を維持する。 ブロツク11の鉄共振変圧器の共振巻線65に
かかる電圧は電圧基準接続点141で制御トラン
ジスタ139のコレクタに見られる電圧の絶対値
大きさによつて決定される安定値e(t)まで上
昇する。入力信号レベルのまたは供給周波数のど
のような変化も可飽和インダクタンス65および
コンデンサ67のリアクタンスを変化させ、それ
によつて共振回路を循環する電流に影響を与え
る。制御システムは、周波数が可飽和インダクタ
65およびコンデンサ67の共振周波数に正確に
一致するとき、通常すべてのラインおよび負荷条
件のもとでバツキング動作するので、共振以上の
または以下の周波数変移は単に相補的態様で生じ
るバツキングの量を変化させるだけである。たと
えば、もしこの供給周波数がシフトすれば、出力
巻線69および103の電圧は小さくなり、かつ
それが小さくなれば分圧器149,151間の電
圧も小さくなる。それによつてバツキングの量が
変わる。そしてそれによつてライン調整が前述し
た方法で行なわれる。この場合、演算増幅器15
3には少しも関係がない。低電圧または高負荷電
流に対して、バツキングの量は減少し、かつ高ラ
イン電圧または低負荷電流に対してバツキングの
量は増加する。バツキング動作の過程の間わずか
の電力しか消費されないことに留意しなければな
らない、なぜならば電力は補助バツク変圧器2次
巻線73および87からブロツク11の鉄共振変
圧器に戻され、わずかの量が制御トランジスタで
消散されるにすぎないからである。リアクテイブ
制御は補助バツク変圧器75とブロツク11の鉄
共振変圧器との間でエネルギの2方向伝達を介し
て、制御トランジスタ139の伝導度のリアルタ
イムな変動によつて達成される。 この発明の振幅検出回路網51は、継続的にリ
アルタイムに端子25,27間の直流出力電圧
Voutをモニタし、かつネガテイブフイードバツ
クを与え、そのため所要のインピーダンス変化が
鉄共振変圧器を通り入力巻線63に直列に戻る反
映によつてラインインピーダンスに直列に実際上
課せられる。以上のことを言葉を変えて説明する
と、ブロツク51は、実時間で2〜3ミリ秒で出
力電圧VOUTをモニタし、それをこの時間内に、
すなわち実質的には遅れなしに、コレクタ接続点
141に供給し、かつ、このコレクタ接続点14
1の出力は、実時間で、負帰還のために用意され
た、1次鉄共振変圧器の励磁電圧と補助バツク変
圧器75の1次電圧との整流和として供給され
る。このように、1次制御巻線101、コンデン
サ109、励磁巻線103を通しての入力巻線6
3に直列になつた反映により、必要なインピーダ
ンスは実際上ラインインピーダンスに直列に置か
れる。それゆえに、この発明はエネルギの2方向
伝達を介して2方向リアクテイブ調整を達成し、
そのためラインおよび負荷双方の変動が最小の電
力損とかつ実質的には時間遅れなしに同時に補償
される。 第3図はこの発明のリアクテイブバツク自動直
流電圧調整装置のより複雑な実施例を示し、第2
図の回路に対して付加的な駆動回路および誤差増
幅器が追加されて、調整装置がオフにされかつオ
ンにされるときの過渡変化期間の間良好な応答特
性を与える。第3図の説明において類似の参照数
字は第2図の回路の類似の回路要素を示す。 鉄共振変圧器またはC.V.T.が点線のブロツク
11に囲まれて示される。交流eioの電源が端子
13および13′の間に与えられかつリード15
および15′を介して1次入力巻線63に供給さ
れ、1次入力巻線63はブロツク11の鉄共振変
圧器のコア59に巻回される。1対の磁気シヤン
ト61が1次巻線63を第2の鉄共振巻線65か
ら分離する。同調コンデンサ67が第2の巻線6
5間に接続されかつ入力ライン周波数に同調され
て、鉄共振効果を達成し、そのため鉄共振出力電
圧e(t)が鉄共振巻線65間に存在する。2次
のまたは負荷巻線69はコア59に巻回されるが
銅箔などのようなシールド要素173によつて高
圧鉄共振巻線65からシールドされる。2次のま
たは負荷巻線69は接地リード31によつてセン
タタツプが取出され、接地リード31は中間タツ
プを出力端子27に接続する。負荷巻線69の一
方端はリード71を介して補助バツク変圧器の第
1の2次バツク巻線の一方端と直列に接続され、
補助バツク変圧器は点線のブロツク75内の回路
として示される。補助バツク変圧器79の第1の
2次バツク巻線73の反対端がリード77を介し
て接続点78に接続される。接続点78は第1の
シヨツトキダイオード80および第2のシヨツト
キダイオード82の並列組合わせを介して接続点
83に接続され、これらのダイオードの各々はそ
のアノードが接続点78に接続点されかつそのカ
ソードが接続点83に接続される。負荷巻線69
の反対端はリード85を介して補助バツク変圧器
75の第2の2次バツク巻線の一方端に接続され
かつ第2の2次バツク巻線87の反対端はリード
89を介して接続点90に接続される。接続点9
0は第2の対シヨツトキダイオード92および9
4の並列組合わせを介して接続点83に接続さ
れ、これらのダイオードの各々はそのアノードが
接続点90に接続されかつそのカソードが接続点
83に接続される。接続点83はろ波回路の入力
として働きかつ第1のろ波器コンデンサ98を介
して接地リード31に接続されかつ直列インダク
タまたはチヨークコイル97を介して第2のろ波
器出力接続点95に接続される。第2のろ波器接
続点95はコンデンサ97を介して接地リード3
1にかつ出力リード29を介して出力端子25に
接続され、そのため調整された直流出力電圧VOU
(直流)が、所望の15ボルト直流出力が取出さ
れるとき、出力端子25および27の間で取出さ
れる。リード157は出力リード29に接続され
かつ出力電圧のフイードバツクを、後述するよう
に回路のほかのところで用いるために、フイード
バツク端子158に供給する。 補助バツク変圧器75は変圧器コア99および
1次制御巻線101を含み、そのため補助バツク
変圧器の2次バツク巻線73および87を通る負
荷電流は1次制御巻線102においてずつと小さ
い値に逓降される。1次制御巻線101は接続点
104において励起巻線103の一方端に接続さ
れ、励起巻線103はブロツク11の鉄共振変圧
器のコアに巻回される。ブロツク11の鉄共振変
圧器のコア59はリード163を介してシールド
接続点165に接続される。シールド接続点16
5はリード167を介して補助バツク変圧器のコ
ア99とシールド要素173とに接続され、シー
ルド要素173は高圧鉄共振巻線65を2次また
は負荷巻線69から分離し、かつシールド接続点
165はリード169を介してシールド接地端子
171に接続される。励起巻線103の一方端は
接続点104において補助バツク変圧器75の1
次制御巻線101の一方端に接続されかつ励起巻
線103の他方端はリード105を介して接続点
107に接続され、接続点107は第3図の回路
において接続点(a′)としても示される。補助バ
ツク変圧器75の1次巻線101の反対端は接続
点115に接続され、この接続点115はまた
(a)としても示され、かつ安定化コンデンサ1
09が1次巻線101の両端に接続点104から
接続点115に接続される。接続点115がリー
ド117を介して第1のブリツジ入力接続点11
9に接続されかつ接続点107がリード129を
介して第2のブリツジ入力接続点131に接続さ
れる。ダイオードブリツジはダイオード121,
125,133および135を含む。第1のブリ
ツジ入力接続点119がダイオード121のアノ
ードに結合され、そのカソードがブリツジ出力接
続点123とダイオード125のカソードとに接
続され、ダイオード125のアノードはブリツジ
接地接続点127に接続される。第2のブリツジ
入力接続点131はダイオード135のアノード
に接続され、そのカソードはダイオード133の
カソードを介してブリツジ出力接続点123に接
続され、このダイオード133のアノードは接地
ブリツジ接続点127に接続される。接地ブリツ
ジ出力接続点127はリード143を介して接地
接続点144に接続されかつブリツジ出力接続点
123はリード137を介して基準電圧確立コレ
クタ接続点141に接続される。コレクタ接続点
141は1対のダーリントン形態制御トランジス
タの共通結合コレクタ接続点に接続される。コレ
クタ接続点141はリード175を介して第1の
共通結合コレクタ接続点177に接続される。第
1のダーリントンの対の第1のまたは駆動トラン
ジスタ179はそのコレクタが接続点177に直
接に結合され、そのエミツタがトランジスタ17
9および181からなる第1のダーリントンの対
の第2のトランジスタ181のベースに直接に結
合され、かつそのベースがリード185介して駆
動入力接続点183に接続される。トランジスタ
179および181からなる第1のダーリントン
の対の第1のトランジスタ179のベースはリー
ド185および第1のバイアス抵抗器187を介
して接続点189に接続される。接続点189は
リード191を介して、第1のトランジスタ17
9のエミツタと第2のトランジスタ181のベー
スとの接続点に接続されかつ第2のバイアス抵抗
器193を介して第1のエミツタ出力接続点19
5に接続される。エミツタ出力接続点は抵抗器1
97を介して接地接続点144に結合されかつト
ランジスタ181のエミツタに直接結合される。 コレクタ接続点141に結合される第2のダー
リントン形態トランジスタの対が第1のダーリン
トン形態のトランジスタ対179および181と
並列に接続される。第2の共通結合コレクタ接続
点199がコレクタ接続点141に直接接続され
かつまた第2のダーリントンの対の第1の駆動ト
ランジスタ201のコレクタにも直接に接続され
る。第1の駆動トランジスタ201のエミツタは
トランジスタ201および203からなる第2の
ダーリントンの対の第2のトランジスタ203の
ベースに直接に結合される。駆動トランジスタ2
01のベースはリード205を介して駆動入力接
続点83に接続される。第1のバイアス抵抗器2
07は駆動トランジスタ201のベースとリード
205とをバイアス接続点209に接続する。接
続点209は駆動トランジスタ201のエミツタ
とトランジスタ201および203からなる第2
のダーリントンの対の第2のトランジスタ203
のベースとの接続点に直接に結合されかつ抵抗器
213を介して第2のエミツタ出力接続点215
に接続され、この接続点215はトランジスタ2
03のエミツタに直接接続され、トランジスタ2
03のコレクタはトランジスタ201および20
3からなる第2のダーリントンの対の共通結合コ
レクタ接続点199に直接に接続される。エミツ
タ出力215は抵抗器217を介して接地接続点
144に接続される。制御ダーリントントランジ
スタの対の動作点はバイアス確立駆動入力接続点
183の電圧によつて制御される。第1のフイー
ドバツク抵抗器219は一方端がバイアス接続点
183に接続されかつその他方端がコレクタ接続
点141に接続される。第2のバイアス抵抗器2
21は一方端がバイアス接続点183に接続され
かつその他方端が接地に接続される。 制御電位の+24ボルト電源は端子223に与え
られる。端子223はリード225を介して抵抗
器227の一方端に接続され、この抵抗器227
の他方端はリード229を介して不足電圧モニタ
基準接続点231に接続される。不足電圧基準モ
ニタ接続点231はリード235を介して抵抗器
237の一方端に接続され、この抵抗器の反対側
はリード239を介して接地リード241に接続
される。不足電圧モニタ基準接続点231はまた
ダイオード243のアノードに接続され、そのカ
ソードは接続点245に接続される。接続点24
5はリード247を介して前述の+5VPSフイー
ドバツク接続点158に接続される。接続点24
5はまたリード249を介して第1のベース駆動
トランジスタ251のエミツタに接続され、この
トランジスタ251のベースはリード253を介
して不足電圧モニタ接続点231に接続される。
トランジスタ251のコレクタは抵抗器255を
介して接続点257に接続され、この接続点25
7はリード259を介してバイアス確立ベース駆
動入力接続点183に直接に接続される。+24ボ
ルト電源、抵抗器227,237および255、
ダイオード243およびトランジスタ251から
なる回路はターン「オン」またはターン「オフ」
の際に存在するような不足電圧状態のために制御
回路に供給するのに用いられる+24ボルト電源モ
ニタする働きをする。抵抗器227および237
の接続点231の電圧が端子158のフイードバ
ツク出力電圧の供給されるトランジスタ251の
エミツタ電圧以下に降下するとき、トランジスタ
251が導通しかつ抵抗器255を介して駆動電
源をバイアス確立ベース駆動入力接続点183に
供給しかつしたがつて制御ダーリントントランジ
スタの対のベース駆動トランジスタに供給し、ダ
ーリントンの対を駆動しかつ不足電圧状態が存在
するとき調整装置を最大バツク状態に維持する。
ダイオード243は保護の目的でトランジスタ2
51のベースとエミツタ接続点との間に過剰な逆
電圧を防ぐために含まれる。 フイードバツク端子158からの出力電圧VOU
を検出するための誤差増幅器システムの一部に
ついて述べる。+24ボルト端子223がリード2
61を介して抵抗器263の一方端に接続され、
この抵抗器263の反対端は接続点265に接続
される。接続点265は15ボルトシエナーダイオ
ード267のカソードに接続れ、このダイオード
267のアノードは直接接地に接続され、かつ接
続点265はさらに抵抗器269を介して第2の
ベース駆動トランジスタ271のエミツタに接続
される。トランジスタ271のコレクタは接続点
257に直接接続され、先に述べたように、この
接続点257はリード259を介してバイアス確
立ベース駆動入力接続点183に直接接続され
る。トランジスタ271のベースは接続点273
に直接接続されかつ接続点273はリード275
を介して単位利得増幅器277の正の入力に接続
されれ、この増幅器277の出力はリード279
を介して接続点273に戻り接続される。単位利
得増幅器277の負の入力はリード281を介し
て負の入力接続点283に接続され、増幅器27
7の負の電源入力はリード285を介して接地リ
ード241に直接接続され、かつ増幅器277の
正の電源入力は、後述のように、リード286を
介して正の基準電源接続点289に直接接続され
る。この副回路はベース駆動電流をダーリントン
の対にバイアス確立ベース駆動入力接続点183
を介して、トランジスタ271のコレクタ電流か
らそれぞれ制御トランジスタの対179,181
および201,203のベース駆動入力へ供給す
る。トランジスタ271および抵抗器263およ
び269とシエナーダイオード267との組合わ
せは電流線を形成するように構成され、トランジ
スタ271のエミツタ電流は接続点265におい
てツエナーダイオード267によつて確立され
る。+15ボルトと抵抗器269の値によつて分割
されるトランジスタ271のエミツタでの電圧と
の電圧差によつて決まる。トランジスタ271の
エミツタの電圧はそのベースの電圧よりも約0.7
ボルトだけより正でありかつそのベースの電圧は
接続点273に与えられる単位利得増幅器277
の出力によつて決まる。したがつてトランジスタ
271のコレクタ電流は単位利得増幅器277の
出力から得られるそのベース電圧に逆比例しかつ
したがつて制御トランジスタダーリントンの対に
与えられる駆動電流は単位利得増幅器277の出
力によつて制御される。 制御電圧の+24ボルト電圧はまた第2の入力端
子285に供給され、この端子285は抵抗器2
87を介して接続点289に接続され、この接続
点289は正の電源電圧を以下に述べる他の増幅
器の供給入力に供給するのに用いられる。接続点
289はまた抵抗器291を介して接続点293
に接続点されかつこの接続点293はリード29
7を介して標準723調整装置のような標準オフ
―ザ―シエルフ(off―the―shelf)電圧調整装置
295の正の電源入力に直接に接続される。負の
電源入力はリード299を介して接地リード24
1に直接接続される。接続点289は第1のコン
デンサ301を介して接地リード241に接続さ
れかつ接続点293は第2のコンデンサ303を
介して接地リード241に同様に接続される。電
圧調整装置295の出力は抵抗器305を介して
接続点307に接続される。接続点307はリー
ド311を介して1次誤差増幅器309の正の入
力に接続される。この誤差増幅器は当該技術分野
で知られるような標準オフ―ザ―シエルフ741
増幅器であつてもよい。1次誤差増幅器309の
負の入力はリード315を介して接続点313に
接続される。接続点313は抵抗器317を介し
て接続点319に接続され、この接続点319は
リード321を介して+5VPSフイードバツク接
続点158に直接に接続される。接続点313は
また抵抗器323を介して1次誤差増幅器出力接
続点325に接続され、接続点325はリード3
27を介して1次誤差増幅器309の出力に直接
に接続される。誤差増幅器出力接続点325は抵
抗器329の一方端に結合され、抵抗器329の
他方端はリード331を介して既述の接続点28
3に接続される。増幅器309の正の電源入力は
リード332を介して接続点289の正電源に接
続されかつ負電源入力は共通接地に直流に接続さ
れる。 リード321を介して+5VPSフイードバツク
端子158に直接接続される接続点319はまた
抵抗器333の一方端に接続され、その反対端は
リード335を介して2次誤差増幅器337の負
の入力に接続され、増幅器337は標準型のオフ
―ザ―シエルフ723ユニツトであつてもよい。
誤差増幅器337の正の入力はリード339を介
して正の入力接続点341に接続されかつ正の入
力接続点341は抵抗器343を介して接続点3
07と抵抗器345の一方端とに接続され、抵抗
器345の反対側は接地リード241に接続され
る。接続点307はまた抵抗器306の一方端に
結合され、その反対端は接地リード241に接続
される。2次誤差増幅器337の出力はリード3
47を介して接続点349に接続される。接続点
349はリード350を介してトランジスタ35
1のベースに接続れ、トランジスタ351は誤差
増幅器337の出力回路の一部を構成する。トラ
ンジスタ351のコレクタは他の端子285を介
して接続点353を介して制御電位の+24ボルト
電源に接続されかつ接続点353は抵抗器355
の一方端に結合され、抵抗器355の反対端は接
続点357に接続される。接続点357はトラン
ジスタ359のコレクタに接続され、トランジス
タ359のベースは抵抗器361を介して+
5VPSフイードバツク端子158に接続されかつ
そのエミツタは接地リード241に直接接続され
る。コレクタ接続点357はまたもう1つのトラ
ンジスタ363のベースに直接接続され、トラン
ジスタ363のコレクタは接続点349に直接結
合され、そのエミツタは同様に接地リード241
に直接結合される。トランジスタ351のエミツ
タは接続点365に直接接続される。接続点36
5は抵抗器367を介して接地リード241と抵
抗器369の一方端とに接続され、抵抗器369
の反対端はダイオード371のアノードに接続さ
れ、ダイオード371のカソードは先に論じた接
続点283に直接接続される。接続点283は、
リード281を介して誤差増幅器277の負の入
力に結合されることに加えて、充電コンデンサ3
73を介して接地リード241に結合される。 最初に、コンデンサ373が接地電位に充電さ
れ、単位利得増幅器277の出力がゼロボルト近
くにありかつトランジスタ251のコレクタ電流
が最大値にあり、それによつて調整装置を最大バ
ツク状態で始動させる。第2の誤差増幅器337
が充電コンデンサ373に初期状態を確立するた
めに用いられて、良好なターン「オン」特性をも
たらす。抵抗器343および345の接続点34
1の電圧は調整バンド幅内のしかし主誤差増幅器
309の基準よりやや低い基準を第2の誤差増幅
器337のために確立する。交流電力が最初に与
えるとき、トランジスタ363が飽和状態にあり
かつ第2の誤差増幅器337の出力を接地電位に
クランプする。トランジスタ363は+24電力端
子285から抵抗器355を介してそのベース駆
動を受ける。+5ボルト直流出力がほぼ1ボルト
に上昇するとき、トランジスタ359が飽和状態
になりかつトランジスタ363のベースを接地に
クランプする。トランジスタ359は+1ボルト
以上に上昇しているフイードバツク接続点158
の+5VPS出力から抵抗器361を介してそのベ
ースと駆動を受ける。トランジスタ363のコレ
クタとエミツタとの間は今や非導通状態にありか
つトランジスタ351を含む誤差増幅器337の
出力回路は抵抗器369およびダイオード371
を介してコンデンサ373を自由に充電する。コ
ンデンサ373はそれによつて比較的速く定常状
態動作点近くのかつ調整バンド幅内のところに充
電される。この点において主誤差増幅器309は
制御状態をとりかつコンデンサ373は今やより
ゆつくりと抵抗器329を介して定常状態動作点
にまで充電され、それによつてターン・オンの間
の過電圧過渡現象を避ける。第2の誤差増幅器3
37は修正が必要でなくかつその出力が接地電位
近くまで落ち、それによつて電力ターン「オン」
シーケンスを完成することを検出する。付加の駆
動回路および誤差増幅器はそれゆえに動作して、
調整装置がオフになりかつオンになるときの過渡
現象期間の間良好な応答特性を与える。1次誤差
増幅器309は以後動作してフイードバツク端子
158を介して実際の直流出力電圧をモニタしか
つコンデンサ373の充電を制御し、制御ダーリ
ントン―形態のトランジスタの対の確立された動
作点を精密に調整する。 第1表は第3図に関して述べられた代表的なコ
ンポーネントの値を示す。これらの値は代表的な
もののみとして意図されていて決してこの発明の
限定を構成するものではない。
【表】
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、鉄共振変圧
器の2次コイルに接続されてバツク動作を行なう
2次巻線を有する補助バツク変圧器を設け、鉄共
振変圧器のコアに結合された励起巻線によつてモ
ニタされたコアの磁束密度と確立された基準動作
点とに基づいて鉄共振変圧器と補助バツク変圧器
との間で2方向のエネルギ伝達を行ない、補助バ
ツク変圧器の2次巻線のバツク動作を制御するよ
うに構成したので、単に一定レベルの出力を供給
することができるだけではなく、従来の電源装置
のようにシヤント・インダクタ内で電力(エネル
ギ)を無駄に消散することなく最大の効率でリア
ルタイムの出力調整を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の調整電源装置を示すブロ
ツク図である。第2図は、この発明のリアクテイ
ブバツク自動直流電圧調整装置を用いる電源の回
路図である。第3図は、この発明のリアクテイブ
バツク自動直流電圧調整装置を用いるかつさらに
ターン「オン」およびターン「オフ」の間より良
好な応答特をもたらしかつより良好な全体精密調
整をもたらす付加的回路を含む。より複雑な電源
装置の回路図である。 図において、11,23,51,75はブロツ
ク、59,99はコア、63は1次巻線、65は
2次巻線、67,109はコンデンサ、69は負
荷巻線、79,91,121,125,133,
135はダイオード、101は制御巻線、103
は励磁巻線、139はトランジスタを示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 調整電源装置であつて、 交流入力信号を変圧する鉄共振変圧手段を備
    え、 前記鉄共振変圧手段は、コア手段と前記コア手
    段に結合され前記交流入力信号を受ける1次入力
    コイル手段と、前記コア手段に結合されかつ前記
    1次コイル手段によつて受けられる交流入力信号
    に応答して、変圧された2次信号を発生する2次
    コイル手段と、前記コア手段に結合された第3の
    コイル手段とを含み、 前記第3コイル手段は、該第3のコイル手段に
    並列に接続されかつ前記交流入力信号の入力周波
    数近くで該第3のコイル手段と同調して鉄共振を
    確立するコンデンサを含み、 前記2次コイル手段に結合され前記変圧された
    2次信号を受けかつ調整された直接出力信号を出
    力する出力手段をさらに備え、 前記出力手段は、前記変圧された2次信号を変
    化して前記調整された直流出力信号が一定に留ま
    ることを確実にする補償手段を含み、 前記補償手段は、前記2次コイル手段に直列に
    接続されて前記変圧された2次信号を制御的にバ
    ツク動作するためのバツク変圧器2次巻線手段
    と、前記バツク変圧器2次巻線手段によつて生じ
    るバツク量を制御するためのバツク変圧器1次制
    御巻線手段とを有する、補助バツク変圧器手段を
    含み、 交流入力信号におけるリアルタイムの変化と、
    負荷におけるリアルタイムの変化と、可変入力電
    圧および可変負荷によつて機能するときの該電源
    自身の内部電圧および電流におけるリアルタイム
    の変化とに応じて、前記補償手段と、前記交流入
    力信号と、前記変圧された2次信号とを同時にか
    つリアクテイブに制御して、該電源内の電力損失
    を最小にしながら前記調整された直流出力信号が
    一定に留まることを確実にするリアクテイブ制御
    手段をさらに備え、 前記リアクテイブ制御手段は、 所望レベルの調整直流出力電圧を発生するの
    に要する前記コア手段の磁束密度量に対応する予
    め定められた動作点を確立するためのネガテイブ
    フイードバツク手段と、 前記鉄共振変圧器手段の前記コア手段に結合
    され前記コア手段の磁束密度をモニタするための
    励起巻線手段と、 前記励起巻線手段を、前記補助バツク変圧
    器手段の前記1次制御巻線手段に直列制御ループ
    で結合するための制御回路手段とを備え、 前記制御回路手段は、前記交流入力信号におけ
    る変動と、前記負荷における変動と、可変入力電
    圧および可変負荷によつて機能するときの該電源
    自身の内部電圧および流における変動とに応答し
    て、前記励起巻線手段と前記1次制御巻線手段と
    の間の結合を変化して、前記補助バツク変圧器手
    段と前記鉄共振変圧器手段との間でエネルギを2
    方向的に伝達し前記予め定められた確立された動
    作点を一定に維持する、調整電源装置。 2 前記制御回路手段は、前記補助バツク変圧器
    手段の1次制御巻線手段に並列に結合される第2
    のコンデンサ手段を含み、前記第2のコンデンサ
    手段は、その容量を前記バツク変圧器2次巻線手
    段に反映して、バツク動作がほとんどないかまた
    は全くない状態のもとで電源装置の安定性を高め
    る、特許請求の範囲第1項記載の調整電源装置。 3 前記リアクテイブ制御手段はさらに、前記調
    整直流出力信号の実際のレベルに応答して、所望
    のレベルの調整直流出力信号からの変動を検出し
    かつそれに応答して予め定められた確立された動
    作点を精密に変化させ、前記調整された直流出力
    信号が一定に留まることを確実にするフイードバ
    ツク手段を含む、特許請求の範囲第1項記載の調
    整電源装置。 4 前記制御回路手段は、 前記励起巻線手段とバツク変圧器1次制御巻線
    手段とに存在する信号を整流するための全波整流
    器ブリツジ手段を備え、前記全波整流器ブリツジ
    手段は、1対のブリツジ入力と接地されたブリツ
    ジ出力と、1対ブリツジ出力とを含み、 前記励起巻線手段の第1の端部を前記バツク変
    圧器1次制御巻線手段の第1の端部に接続するた
    めの手段と、 前記バツク変圧器1次制御巻線手段の反対端部
    を前記全波整流器ブリツジ手段の一方の入力に結
    合するための手段と、 前記励起巻線手段の反対端部を前記全波整流器
    ブリツジ手段の他方入力に結合するための手段
    と、 ベース電極とコレクタ電極とエミツタ電極とを
    有する制御トランジスタ手段と、 前記制御トランジスタのエミツタを前記全波整
    流器ブリツジ手段の前記接地された出力に結合す
    るための手段と、 前記全波整流器ブリツジ手段の整流出力が前記
    制御トランジスタ手段のコレクタに供給されるよ
    うに、前記全波整流器ブリツジ手段の1次出力を
    前記制御トランジスタ手段のコレクタに結合する
    ための手段とをさらに備え、 前記ネガテイブフイードバツク手段は、前記制
    御トランジスタ手段のベースとエミツタとの間に
    接続された第1の抵抗器を含み、 前記制御トランジスタ手段のベースとコレクタ
    との間にフイードバツク抵抗器が結合されて前記
    制御トランジスタ手段の予め定められた動作点を
    確立し、前記制御トランジスタはその伝導度を変
    えて、前記励起巻線手段と前記バツク変圧器1次
    制御巻線手段との間の結合を変え、前記補助バツ
    ク変圧器手段と前記鉄共振変圧器手段との間で2
    方向的にエネルギを伝達するように機能し、これ
    により、前記予め定められた動作点が所望レベル
    に保持され、それによつて前記所望レベルの直流
    出力信号が一定に保持されるようにされた、特許
    請求の範囲第1項記載の調整電源装置。 5 前記ネガテイブフイードバツク手段は、出力
    誤差増幅器手段を含み、前記出力誤差増幅器手段
    は、一方入力が予め定められた基準信号に接続さ
    れかつ他方入力が前記ろ波器手段の出力に接続さ
    れて前記実際の調整された直流出力信号をモニタ
    し、 前記出力誤差増幅手段は、その出力が前記制御
    トランジスタ手段のベースに結合されて、前記予
    め定められ確立された動作点を精密に変化させ、
    前記所望のレベルの調整された直流出力信号を一
    定に保持する、特許請求の範囲第4項記載の調整
    電源装置。 6 前記制御回路手段は、 前記励起巻線の一方端部を前記バツク変圧器1
    次制御巻線手段の一方端部に直列に結合するため
    の手段と、 一方入力が前記バツク変圧器1次制御巻線手段
    の反対端部に結合されかつ他方入力が前記励起巻
    線手段の反対端部に結合された全波ブリツジ整流
    器手段と、 前記全波ブリツジ整流器手段の出力に結合され
    た制御トランジスタ手段とを備え、前記制御トラ
    ンジスタ手段は、前記制御トランジスタ手段の導
    通を制御するためのベース駆動電極を有し、 前記ベース電極手段に結合されて、前記制御ト
    ランジスタ手段のために予め定められた動作点を
    確立するためのネガテイブフイードバツク手段
    と、 前記ベース電極手段に結合されて、電源のター
    ンオンおよびターンオフの間不足電圧状態のモニ
    タを行ない、かつ前記不足電圧状態に応答して前
    記ベース電極に駆動電流を供給して、前記不足電
    圧状態が存在する限り、前記補述バツク変圧器手
    段に最大バツク状態を確保するための手段と、 実際の調整された直流出力信号に応答して、前
    記調整さた直流出力信号を前記所望レベルに維持
    する一方で電源のターンオンの間過電圧過渡現象
    状態を避けるために、前記補助バツク変圧器手段
    と前記鉄共振変圧器手段との間エネルギの2方向
    伝達を制御するように前記ベース電極に供給され
    る駆動電流を変化する誤差増幅器検出手段とをさ
    らに備える。特許請求の範囲第1項記載の調整電
    源装置。 7 前記誤差増幅器検出手段は、 単位利得増幅器手段と、 前記単位利得増幅器手段の出力に結合され、前
    記単位利得増幅器手段の出力に応答して前記制御
    トランジスタ手段のベース電極に駆動電流を与え
    るための第1の駆動手段と、 前記単位利得増幅器手段の入力に結合され、前
    記充電コンデンサ手段に蓄積される電荷に比例し
    て前記単位利得増幅器手段の出力を制御する充電
    コンデンサ手段と、 前記充電コンデンサ手段が最初に接地電位に充
    電され、かつ次いで、前記第1の誤差増幅器手段
    の出力によつて速やかに第1の予め定められたレ
    ベルの電荷に充電され、それによつて前記単位利
    得増幅器手段の出力が調整装置の定常状態動作点
    近くのしかしそれより以下の点に上昇するよう
    に、前記電源のターンオンの間前記充電コンデン
    サ手段に初期状態を確立するための第1の誤差増
    幅器手段と、 前記第1の予め定められたレベルの電荷が達成
    されたとき前記充電コンデンサ手段の充電を制御
    する状態となり、かつ前記定常状態動作点に達す
    るまで前記コンデンサをよりゆつくりと充電し、
    それによつて電源ターンオンの間の過電圧過渡現
    象を避ける第2の誤差増幅器手段とを備え、 前記第2の誤差増幅器手段は、入力が前記調整
    された電源の出力に結合されて、実際の調整され
    た直流出力信号を前記第2の誤差増幅器手段の一
    方入力にフイードバツクし、前記第2の誤差増幅
    器手段は第2の入力が所望レベルの調整された直
    流出力信号を表わす基準電位電源に結合されて、
    それによつて前記第2の誤差増幅器手段の出力は
    前記充電コンデンサ手段の電荷を変化させて前記
    制御トランジスタ手段のベースに与えられる駆動
    信号を変化させ、さらに前記第2の誤差増幅器手
    段は前記確立された予め定められた動作点を変化
    させ、それによつて前記補助バツク変圧器と前記
    鉄共振変圧器手段との間のエネルギの伝達を制御
    し、電源装置の出力を所望の一定レベルに複元さ
    せる、特許請求の範囲第6項記載の調整電源装
    置。
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