JPS619712A

JPS619712A - 電源回路

Info

Publication number: JPS619712A
Application number: JP13165684A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Osawa; 大沢　光男
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1984-06-25
Filing date: 1984-06-25
Publication date: 1986-01-17
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0820914B2

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】産業上の利用分野本発明は、自動車バッテリー等の直流電圧源を用いて、
その直流電圧源からの電圧の値より高い電圧値の電源電
圧を供給することかで゛きるようにされた電源回路に関
する。

背景技術とその問題点車載用のオーディオ機器は、その直流電圧源として自動
車バッテリーを利用した電源回路を備えるものとされる
が、自動車バッテリーから得られる電圧は、通常、例え
ば、１２Ｖ付近で変動するものとなり、特に、自動車の
スクータが作動せしめられる時等においては著しく低下
するとともに急激なレベル変動を繰り返すものとなるの
で、安定かつ充分な電源電圧の供給を受は難い状況に置
かれている。そして、このため、車載用のオーディオ機
器には、一般に、音声出力を大とできず、しかも、自動
車バッテリーからの電圧の変動に起因する音声出力変動
が著しい等の問題が伴われていることが多い。

そこで、このような問題を解消すべく、ＤＣ−ＤＣコン
バータを利用して、自動車バッテリーからの電圧でＤ（
、−ＤＣコンバータを動作させることにより自動車ハソ
テリーからの電圧より高い安定な直流電圧を作り出し、
この電圧を電源電圧として供給するようにした電源回路
を車載用のオーディオ機器に組み込むことも従来提案さ
れている。

しかしながら、斯かる従来の電源回路の場合には、使用
されるＤＣ−ＤＣコンバータが、比較的大規模なトラン
スフォーマ、このトランスフォーマに接続されるスイッ
チング作動部に対する繁雑な制御部や整流部等を備える
ものとされ、従って、電源回路全体の構成の複雑化や大
型化等をまねき、さらには、コストの上昇を伴うことに
なるという不都合がある。

発明の目的斯かる点に鑑み本発明は、直流電圧源と、直流電圧源か
らの電圧の値に関連してその動作範囲が制限されること
により実効的な取り扱い電力が少とされた、小型で簡略
化されたＤＣ−ＤＣコンバータとを含む比較的簡単な構
成のもとに、直流電圧源からの電圧の値が実際の使用範
囲の下限以下の所定範囲内にあるとき、その値より大な
る電圧値の電源電圧を安定に供給できるようにされた電
源回路を提供することを目的とする。

発明の概要本発明に係る電源回路は、電圧源と、この電圧源の一端
に夫々一端が接続された一次側巻線及び二次側巻線を有
するトランスフォーマと、このトランスフォーマの一次
側巻線の他端に接続されたスイッチング素子と、電圧源
の両端間に接続された、上述のスイッチング素子に対す
る駆動回路部と、同じく電圧源の両端間に接続され、ス
イッチング素子を所定の態様で動作せしめるべく駆動回
路部を制御する駆動制御回路部と、さらに、電圧源の両
端間に接続され、電圧源からの電圧の値が実用に供され
る所定範囲内にあるときのみ、スイッチング素子を動作
させるようになす動作範囲制限回路部と、上述のトラン
スフォーマの二次側巻線の他端に接続された整流回路部
と、整流回路部の出力端及び電圧源の他端から夫々導出
された一対の電源電圧供給端子とを備えて構成され、電
圧源からの電圧の値が上述の所定範囲内にあるとき、一
対の電源電圧供給端子間に電圧源からの電圧に整流回路
部の整流電圧が重畳されて成る電源電圧が得られるよう
にされる。

また、本発明に係る電源回路は、上述の駆動制御回路部
が整流回路部の出力側に得られる電圧を帰還する負帰還
路を含むものとされて、それにより、電圧源からの電圧
の値が上述の所定範囲内にあるとき、一対の電源電圧供
給端子間に得られる電源電圧の電圧値が略一定となるよ
うにもされる。

このようにされることにより、電圧源からの電圧の値が
実用域にあるときのｉ・スイッチング素子が動作せしめ
られて、このスイッチング素子を含んで形成されるＤＣ
−ＤＣコンバータの動作範囲が電圧源からの電圧の値に
関連して必要な範囲に制限され、それによって、実効的
な取り扱い電力が少とされての電圧重畳が行われること
になり、電圧源として自動車バッテリーが利用される場
合にも、比較的簡単な構成のもとに、低減された電力損
失をもって、変動する自動車バッテリーからの電圧の実
用域において、その電圧の値より高い電圧値を有した安
定な電圧を作り出し、それを電源電圧として供給するこ
とができる。

実施例以下、本発明の実施例について図面の第１図及び第２図
を参照して述べる。

第１図は、本発明に係る電源回路の一例を示す。

第１図において、直流電圧源として、自動車バソテリー
等の電池１がその負極がアースライン２に接続されて用
いられ、この電池１の正極と負極との間に、電池１から
の電圧に生じる急激なレベル変動分や外部から混入する
ノイズを阻止し、吸収するためのコンデンサ３及び４と
コイル５とが接続されている。そして、コンデンサ４と
コイル５との間の接続点が、ノイズ阻止用のコイル６を
介して接続点７に接続されている。

接続点７には、一次側巻線８．二次側巻線９及び帰還巻
線１０を有したトランスフォーマ１１の一次側巻線８及
び二次側巻線９の夫々の一端が接続されている。この、
トランスフォーマ１１の一次側巻線８の他端には、エミ
ッタがアースライン２に接続されたスイッチングトラン
ジスタ１２のコレクタが接続されており、このスイッチ
ングトランジスタ１２のベースには、抵抗１３．コンデ
ンサ１４及びトランスフォーマ１１の一次側巻線８に結
合した帰還＠線１０を介してアースライン２に接続され
る正帰還路が設けられている。従って、スイッチングト
ランジスタ１２は発振器として動作し得るものとされて
いるのである。さらに、スイッチングトランジスタ１２
のベースには、エミッタが抵抗１５を介して接続点７に
接続されたＰＮＰ　）ランジスタ１６．このＰＮＰ　）
ランジスタ１６のコレクタにベースが接続され、エミッ
タが抵抗１７を介して接続点７に接続され、さらに、コ
レクタがアースライン２に接続されたＰＮＰ　）ランジ
スタ１８で形成された、スイッチングトランジスタ１２
に対する駆動回路部のＰＮＰ　ｌ−ランジスタ１８のエ
ミッタが接続されている。

そして、駆動回路部を形成するＰＮＰ　）ランジスタ１
６のベースには、一端が抵抗１９を介してコイル５と６
との間に接続され、他端がアースライン２に接続された
ツェナーダイオード２０と、一方の入力端が抵抗１９と
ツェナーダイオード２０との間の接続点に接続され、他
方の入力端が抵抗２１を介してアースライン２に接続さ
れた比較器２２とで形成された、駆動制御回路部の比較
器２２の出力端が接続されている。

一方、トランスフォーマ１１の二次側巻線９の両端間に
ダイオード２３及びコンデンサ２４で形成される整流回
路部が接続され、この整流回路部の出力端、即ち、ダイ
オード２３とコンデンサ２４との間の接続点がノイズ阻
止用のコイル２５を介して電源電圧供給端子２６に接続
されている。

また、アースライン２から電源電圧供給端子２７が導出
され、さらに、コイル２５及び電源電圧供給端子２６の
間の接続点とアースライン２との間にコンデンサ２８が
接続されていて、電源電圧供給端子２６及び２７の間に
電源電圧が得られるようにされている。そして、コイル
２５と電源電圧供給端子２６との間が抵抗２９を介して
駆動制御回路部を形成する比較器２２の他方の入力端に
接続されて、負帰還路が設けられている。

上述の如くの構成にあって、トランスフォーマ１１、ス
イッチングトランジスタ１２．駆動回路部、駆動制御回
路部及び整流回路部により、ＤＣ−ＤＣコンバータが形
成されているのである。

さらにまた、スイッチングトランジスタ１２のベースと
アースライン２との間にスイッチ３０が接続されており
、このスイッチ３０に対する制御部がコイル５及び６の
間とアースライン２との間に接続されている。スイッチ
３０に対する制御部は、コイル５及び６の間とアースラ
イン２との間に接続されて、電池１からの電圧を分圧す
る抵抗３１及び３２の間に得られる電圧が一方の入力端
子に供給され、また、抵抗１９及びツェナーダイオード
２０の間の接続点とアースライン２との間に接続されて
、ツェナーダイオード２０の両端間に得られる定電圧を
分圧する抵抗３３及び３４の間に得られる電圧が他方の
入力端に供給されるレベル比較器３５．抵抗１９及びツ
ェナーダイオード２０の間の接続点とアースライン２と
の間に接続されて、ツェナーダイオード２０の両端間に
得られる定電圧を分圧する抵抗３６及び３７の間に得ら
れる電圧が一方の入力端子に供給され、また、コイル５
及び６の間とアースライン２との間に接続されて９．電
池１からの電圧を分圧する抵抗３８及び３９の間に得ら
れる電圧が他方の入力端に供給されるレベル比較器４０
、及び、レベル比較器３５及び４０の両者の出力が供給
されるナンド回路４１とで形成され、ナンド回路４１の
出力端がスイッチ３０の制御端に接続されている。

斯かる構成において、電池１からの電圧は、例えば、自
動車バッテリー等であり、数Ｖから１０数■の範囲で変
動し、そのうちの、例えば、１０Ｖ〜１６Ｖの範囲が実
用域とされる。

そして、電池１からの電圧が、例えば、８Ｖ以下である
ときにはツェナーダイオード２ｏは遮断状態にあり、８
Ｖを越えるときツェナーダイオ−尭ド２０が導通して、その両端間に低電圧が得られる。ツ
ェナーダイオード２０が遮断状態にあるときには、駆動
制御回路部が駆動回路部をスイッチングトランジスタ１
２を動作せしめないように制御し、従って、ＤＣ−ＤＣ
コンバータが不作動状態とされ、電池１の電圧が、コイ
ル５及び６．接続点７．トランスフォーマ１１の二次側
巻線９゜ダイオード２３及びコイル２５を通じて電源電
圧供給端子２６にそのまま導出される。即ち、電池１の
電圧が８Ｖ以下である場合には、比較器２２の一方の入
力端には電池１からの電圧が印加され、比較器２２の他
方の入力端には電源電圧供給端子２６に慢られる電圧が
抵抗２９と２１とで分圧されて供給され、このとき得ら
れる比較器２２の出力により、駆動回路部を形成するＰ
ＮＰ　）ランジスタ１６が高インピーダンス状態とされ
、その結果、ＰＮＰ　トランジスタ１８が低インピーダ
ンス状態とされる。このため、スイッチングトランジス
タ１２が不作動状態とされるのである。そして、この場
合には、電源電圧供給端子２６及び２７の間には電池１
の電圧がそのまま電源電圧として得られる。

一方、電池１の電圧が８Ｖを越える場合には、ツェナー
ダイオード２０が導通状態とされその両端間に一定の電
圧が得られ、この一定の電圧が駆動制御回路部を形成す
る比較器２２の一方の入力端に供給される。このときに
は、比較器２２の出力により駆動回路部を形成するＰＮ
Ｐ　）ランジスタ１６が低インピーダンス状態とされ、
その結果、ＰＮＰ　ｌ−ランジスタ１８が高インピーダ
ンス状態とされる。

しかしながら、抵抗３１及び３２は、両者の間に、電池
１の電圧が１０■以上となるとき、ツェナーダイオード
２０の両端に得られる定電圧が抵抗３３及び３４で分圧
されて抵抗３３及び３４の間に得られる電圧以上の電圧
が得られるように選定されている。従って、電池１から
の電圧が１０■に満たない場合には、レベル比較器３５
の一方の入力端Ｐ１に供給される電圧が他方の入力端Ｐ
２に供給される電圧より低くなり、レベル比較器３５の
出力端には低レベルの出力が得られて、これがナンド回
路４１に供給され、ナンド回路４１から高レベルの出力
が得られてスイッチ３０の制御端に供給され、スイッチ
３０がオン状態とされる。従って、スイッチングトラン
ジスタ１２のベースがアースライン２に接続されること
になりスイッチングトランジスタ１２が不作動状態とさ
れる。即ち、電池１からの電圧がＩＯＶに満たない場合
には、ＤＣ−ＤＣコンバータが不作動状態とされるので
あり、電源電圧供給端子２６及び２７の間には電池１か
らの電圧がそのまま電源電圧として得られる。

電池１からの電圧がＩＯＶ以上となる場合には、上述の
如くに駆動回路部を形成するＰＮＰ　）ランジスク１８
が高インピーダンス状態とされるとともに、レベル比較
器３５の一方の入力端Ｐ１に抵抗３１及び３２の間から
供給される電圧が、他方の入力端Ｐ２に抵抗３３及び３
４から供給される電圧より高くなり、その結果、レベル
比較器３５の出力端から高レベルの出力が得られる。

また、抵抗３８及び３９は、両者の間に、電池１からの
電圧が１６Ｖを越えるとき、ツェナーダイオード２０の
両端に得られる定電圧が抵抗３６及び３７で分圧されて
抵抗３６及び３７の間に得られる電圧以上の電圧が得ら
れるように選定されている。従って、電池１からの電圧
が１６Ｖ以下であるときには、レベル比較器４０の一方
の入力端Ｑ１に供給される電圧が他方の入力端Ｑ２に供
給される電圧より高くなり、レベル比較器４０の出力端
には高レベルの出力が得られる。

従って、電池１からの電圧が１０Ｖ以上で１６ｖ以下で
あるときには、レベル比較器３５及び４０の両者の出力
端から高レベルの出力が得られ、これがナンド回路４１
に供給される。そして、ナンド回路４１から低レベルの
出力が得られ、これがスイッチ３０の制御端に供給され
て、スイッチ３０がオフ状態とされる。

これにより、スイッチングトランジスタ１２はそのベー
スに接続された抵抗１３．コンデンサ１４及びトランス
フォーマ１１の帰還巻線１ｏで形成される正帰還路を伴
う発振器を形成し、スイッチングトランジスタ１２はデ
ユーティ５０％のパルス信号を発生するスイッチング動
作を行う。このパルス信号の周波数はスイッチングトラ
ンジスタ１２のベースに印加される、駆動回路部を形成
するＰＮＰ　）ランジスタ１８のエミッタに得られる電
圧に応じて変化せしめられ、また、このパルス信号がス
イッチングトランジスタ１２のコレクタに接続されたト
ランスフォーマ１１の一次側巻線８からこれに結合した
二次側巻線９へと伝達される。この二次側巻線９へ伝達
されたパルス信号はダイオード２３及びコンデンサ２４
で形成される整流回路部により整流され、コンデンサ２
４の両端間に整流電圧が得られる。この整流電圧はスイ
ッチングトランジスタ１２のスイッチング動作により発
生するパルス信号の周波数が高くなる程大となる。そし
て、このコンデンサ２４の両端間に得られる整流電圧は
、電池１の正極からコイル５及び６の接続点７．トラン
スフォーマ１１の一次側巻線９及びダイオード２３を通
じた電池１の電圧に重畳され、コイル２５を通じて電源
電圧供給端子２６に導出される。即ち、この場合、電源
電圧供給端子２６には、電池ｌからの電圧にＤＣ−〇Ｃ
コンバータにより作り出される電圧が重畳された、電池
１からの電圧より高い電源電圧が導出されることになる
。

そして、この例では、整流回路部の出力側に得られて電
源電圧供給端子２６に導出される電池１からの電圧より
高い電源電圧が、抵抗２９と２１とで分圧されて駆動制
御回路部を形成する比較器２２の他方の入力端に供給さ
れ、比較器２２の出力は、駆動回路部を制御して、駆動
回路部を形成するＰＮＰ　）ランジスタ１８のエミッタ
に得られる電圧を変化せしめ、それによって、スイッチ
ングトランジスタ１２のスイッチング動作により発生す
るパルス信号の周波数を変化せしめて、整流回路部から
の整流電圧を電池１からの電圧の変化に対して整流回路
部の出力側に得られる電圧、即ち、電源電圧供給端子２
６に導出される電圧が一定の電圧値、例えば、１７Ｖと
なるように制御する。即ち、ＤＣＬＤＣコンバータが作
り出す電圧が、整流回路部の出力側に得られる電圧が一
定値、例えば、１７’Ｖとなるように制御されるのであ
る。

電池１からの電圧が１６Ｖを越えると、レベル比較器４
０の一方の入力端Ｑ１に抵抗３６及び３７の間から供給
される電圧が、他方の入力端Ｑ２に抵抗３８及び３９の
間から供給される電圧より低くなり、従って、レベル比
較器４０の出力端に低レベルの出力が得られる。この低
レベルの出力がナンド回路４１に供給され、ナンド回路
４１から高レベルの出力が得られてスイッチ３０の制御
端に供給され、スイッチ３０がオン状態とされる。

従って、スイッチングトランジスタ１２のベースがアー
スライン２に接続されることになりスイッチングトラン
ジスタ１２が不作動状態とされる。

即ち、電池１からの電圧が１６Ｖを越える場合には、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータが不作動状態とされるのであり、電
源電圧供給端子２６及び２７の間には電池１からの電圧
がそのまま電源電圧として得られる。

従ってこの場合、電源電圧供給端子２６及び２７の間に
得られる電源電圧は、横軸に電池１からの電圧（Ｖｂ）
をとり、縦軸に電源電圧（Ｖｏ）をとってあられされる
第２図に示される如くの、電池１からの電圧がＩＯＶに
満たない範囲では電池１からの電圧に等しく、電池１か
らの電圧が１０Ｖ以上で１７Ｖ以下の範囲では１７Ｖで
一定となり、電池１からの電圧が１６Ｖを越える範囲で
は電池１からの電圧に等しくなる電圧となる。

このようにして、スイッチ３０及びレベル比較器３５及
び４０を含んで構成される、スイッチ３０に対する制御
部は、電池１からの電圧の値がその実用域であるＩＯＶ
以上で１６Ｖ以下である範囲にあるときのみＤＣ−ＤＣ
コンバータを作動させるように制御して、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータの作動範囲を制限する作動範囲制限回路部を形
成しているのである。

この結果、ＤＣ−ＤＣコンバータは、電池１がらの電圧
がＩＯＶ以上となり１６Ｖに達するまでの範囲において
作動することになり、それによって、電池１からの電圧
のＩＯＶ〜１６Ｖの実用域において、１７Ｖで一定に保
たれた電源電圧が電源電圧供給端子２６及び２７の間に
得られることになる。

上述の如くにして、本例においては、トランスフォーマ
１１．スイッチングトランジスタ１２゜ＰＮＰ　）ラン
ジスタ１６及び１８等で形成されるスイッチングトラン
ジスタ１２に対する駆動回路部、ツェナーダイオード２
０及び比較器２２等で形成される駆動制御回路部、及び
、ダイオード２３及びコンデンサ２４で形成される整流
回路部で構成されるＤＣ−ＤＣコンバータが、レベル比
較器３５及び４０等で形成される動作範囲制限回路部に
より制御されて、電池１からの電圧が、例えば、１０Ｖ
以上となり１６Ｖに達するまでの範囲にあるときにのみ
動作状態とされ、それによって電池１からの電圧の実用
域において、この電池１からの電圧の値より高い一定の
電圧値を有した電源電圧を電源電圧供給端子２６及び２
７から供給することができる。

このように、Ｄ（、−ＤＣコンバータは、電池１からの
電圧の値が実用域にあるときのみ動作するように動作範
囲が制限され、実効的な取り扱い電力が少とさ゛れるの
で、比較的小型、がっ、簡易な構成のもので充分とされ
る。

発明の効果以上の説明から明らかな如く、本発明に係る電源回路は
、電池等の直流電圧源と実効的な取り扱いが少とされた
、小型で簡略化されたＤ（、−ＤＣコンバータとを含む
比較的簡単で小型化された構成を有するものとすること
ができ、斯かる比較的簡単で小型化された構成のもとに
、直流電圧源からの電圧の実際の使用範囲において、直
流電圧源からの電圧にＤＣ−ＤＣコンバータにより作り
出される電圧が重畳されて得られる、直流電圧源からの
電圧の値より高い電圧値を有した電源電圧を安定に供給
することができる。

従って、本発明に係る電源回路は、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ部分における電力損失が低減され、電力効率に優れた
ものとなり、また、全体の構成の簡略化及び小型化に伴
いコストの低減化がはかれるものとなる。

そして、本発明に係る電源回路は、直流電圧源として自
動車ハソテリーを使用し、車載用のオーディオ機器等の
電源部を形成すべく用いるに好適であり、本発明に係る
電源回路を用いたオーディオ機器は、充分大なる音声出
力を得ることができるとともに、自動車バッテリーから
の電圧変動があっても音声出力変動が著しく低減される
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電源回路の一例を示す回路図、第
２図は第１図に示される例の動作説明に供される線図で
ある。１は電池、２はアースライン、８は一次側巻線、９は二
次側巻線、１１はトランスフォーマ、１２はスイッチン
グトランジスタ、１６及び１８はＰＮＰＩ−ランジスタ
、２０はツェナーダイオード、２２は比較器、２３はダ
イオード、２４はコンデンサ、２６及び２７は電源電圧
供給端子、２９は負帰還路を形成する抵抗、３０はスイ
ッチ、３５及び４０はレベル比較器、４１はナンド回路
である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電圧源と、該電圧源の一方の端子に夫々一端が接
続された一次側巻線及び二次側巻線を有するトランスフ
ォーマと、上記一次側巻線の他端に接続されたスイッチ
ング素子と、上記電圧源の一方及び他方の端子間に接続
された、上記スイッチング素子に対する駆動回路部と、
上記電圧源の一方及び他方の端子間に接続され、上記ス
イッチング素子を所定の態様で動作せしめるべく上記駆
動回路部を制御する駆動制御回路部と、上記電圧源の一
方及び他方の端子間に接続され、上記電圧源からの電圧
の値が実用に供される所定範囲内にあるときのみ、上記
スイッチング素子を動作させるようになす動作範囲制限
回路部と、上記二次側巻線の他端に接続された整流回路
部と、上記整流回路部の出力端及び上記電圧源の他方の
端子から夫々導出された一対の電源電圧供給端子とを備
えて成り、上記電圧源からの電圧の値が上記所定範囲内
にあるとき、上記一対の電源電圧供給端子間に上記電圧
源からの電圧に上記整流回路部の整流電圧が重畳されて
成る電源電圧が得られる電源回路。
（２）上記駆動制御回路部が上記整流回路部の出力側に
得られる電圧を帰還する負帰還路を含むものとされ、上
記電圧源からの電圧の値が上記所定範囲内にあるとき、
上記一対の電源電圧供給端子間に得られる電源電圧の電
圧値が略一定となるようにされた特許請求の範囲第１項
記載の電源回路。