JPS62123957A - Ambipolar switching power source - Google Patents

Ambipolar switching power source

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JPS62123957A
JPS62123957A JP26201585A JP26201585A JPS62123957A JP S62123957 A JPS62123957 A JP S62123957A JP 26201585 A JP26201585 A JP 26201585A JP 26201585 A JP26201585 A JP 26201585A JP S62123957 A JPS62123957 A JP S62123957A
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Hirofumi Tsuboshita
坪下 浩文
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Abstract

PURPOSE:To improve high speed responding property, by providing the load circuit of a condenser and a load arranged in parallel with each other on the one end side of an inductor, with positive and negative DC sources, and by making the counter-electromotive force of the inductor flow to an auxiliary load. CONSTITUTION:An ambipolar switching power source is organized with positive and negative DC sources 6, a switch 7 by a transistor or the like, and a load circuit 11 consisting of an inductor 8, a load 5, and a condenser 9. Then, a voltage detection circuit 12 for detecting the application of a counter- electromotive force generated on the inductor 8 of the load circuit 11, to the DC power sources 6 is set. The detection circuit 12 is organized with a positive and negative comparing voltage source 13 and an arithmetic operation amplifier 14. Besides, with the output of the amplifier 14, a switching element 15 is ON/ OFF-controlled, and an auxiliary load 17 is connected to the positive and negative DC sources 6. Then, the counter-electromotive force generated on the inductor 8 is discharged through the main load 5 and the auxiliary load 17. Besides, by a voltage stabilization circuit 21, voltage applied to the main load 5 is stabilized.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えばICのテスト装置において被試験IC
の各端子の電圧印加電流特性又は電流印加電圧特性を見
る場合の電源に用いる両極性スイッチング電源に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application"
This invention relates to a bipolar switching power supply used as a power supply when looking at voltage applied current characteristics or current applied voltage characteristics of each terminal.

「発明の背景」 ICのテストには大別して端子の直流特性を見る直流試
験と、回路が所定の動作を行なうか否かを見る能動試験
とがある。直流試験はICの端子に所定の直流電圧を与
えた場合に所定の電流が流れるか否かを試験する電圧印
加電流測定モードと、所定の電流を与えた場合にその端
子に所定の電圧が発生するか否かを試験する電流印加電
圧測定モードとがある。
BACKGROUND OF THE INVENTION IC tests can be roughly divided into DC tests, which check the DC characteristics of terminals, and active tests, which check whether a circuit performs a predetermined operation. DC testing consists of voltage application current measurement mode that tests whether a specified current flows when a specified DC voltage is applied to an IC terminal, and a voltage application current measurement mode that tests whether a specified current flows when a specified DC voltage is applied to an IC terminal, and a specified voltage is generated at that terminal when a specified current is applied. There is a current applied voltage measurement mode that tests whether or not the current is applied.

この直流試験を行なうために被試験ICの端子の数に相
当する数の直流電圧源及び電流源が用意される。これら
直流電圧源及び直流電流源には試験時間を短かくするた
めに高速応答特性が要求される。例えば電圧印加電流測
定モードにおいては印加電圧を高速度で階段状に変化さ
せ、各電圧点における電流値を高速度で読取り、データ
を取込むことが行なわれている。また電流印加電圧測定
モードにおいても電流値を高速度で階段状に変化させ、
その各電流値における端子の電圧を高速度で読込むこと
が行われている。電圧又は電流を階段状に変化させる指
令はコンピュータ等によって構成された制御器からディ
ジタル信号で出力され、そのディジタル信号をDA変換
して制御信号として与えられる。
In order to perform this DC test, DC voltage sources and current sources are prepared in a number corresponding to the number of terminals of the IC under test. These DC voltage sources and DC current sources are required to have high-speed response characteristics in order to shorten test time. For example, in the voltage applied current measurement mode, the applied voltage is changed stepwise at high speed, the current value at each voltage point is read at high speed, and data is captured. Also, in the current applied voltage measurement mode, the current value is changed stepwise at high speed.
The voltage at the terminal at each current value is read at high speed. A command to change the voltage or current in a stepwise manner is output as a digital signal from a controller configured by a computer or the like, and the digital signal is DA-converted and given as a control signal.

このようにICテスト装置に用いられる直流電源には高
速応答性が要求されている。
As described above, DC power supplies used in IC test equipment are required to have high-speed response.

「従来技術」 第6図及び第7図に従来の直流電源を示す。"Conventional technology" A conventional DC power supply is shown in FIGS. 6 and 7.

第6図に示す例では直流増幅器を用いた場合を示す。つ
まりDA変換器1にディジタルの入力信号が与えられ、
そのディジタルの入力信号がDA変換されて演算増幅器
2に与えられ、演算増幅器2の出力が相補接続された二
つのトランジスタ3及び・1のペースに与えられる。ト
ランジスタ3及び4のエミンタ接続点と共通電位点の間
に接続した負荷5にDA変換器1に与えられた電圧情報
に対応した電圧を印加する構造とした場合を示す。
The example shown in FIG. 6 shows a case where a DC amplifier is used. In other words, a digital input signal is given to the DA converter 1,
The digital input signal is DA-converted and applied to an operational amplifier 2, and the output of the operational amplifier 2 is applied to two complementary connected transistors 3 and 1. A structure is shown in which a voltage corresponding to voltage information given to the DA converter 1 is applied to a load 5 connected between the eminter connection point of the transistors 3 and 4 and a common potential point.

図では電圧印加モードの状態を示し、帰還回路NFによ
って電圧の安定化がはかられている。
The figure shows a voltage application mode, and the voltage is stabilized by the feedback circuit NF.

また第7図に示す例はスイッチング電源の場合を示す。Further, the example shown in FIG. 7 shows the case of a switching power supply.

つまシ直流源6の直流電圧をスイッチ素子7によってイ
ンダクタ8とコンデンサ9及び負荷5とから構成される
負荷回路11に断続的に与え、スイッチ素子7の断続比
を制御回路12によって制御することにょシ負荷5に与
えられる電圧を安定化させ、また変化させることができ
るように構成した場合を示す。ここでダイオード13は
スイッチ素子7がオフになっている状態においてインダ
クタ8に発生する逆起電力を放出させる放出通路を構成
するだめのダイオードである。
The DC voltage from the DC source 6 is intermittently applied by the switch element 7 to the load circuit 11 composed of the inductor 8, the capacitor 9, and the load 5, and the switching ratio of the switch element 7 is controlled by the control circuit 12. A case is shown in which the voltage applied to the load 5 is stabilized and can be changed. Here, the diode 13 is a diode that forms a discharge path for discharging the back electromotive force generated in the inductor 8 when the switch element 7 is off.

「発明が解決しようとする問題点」 第6図に示した回路構造による場合、トランジスタ3及
び4は出力電圧が例えばゼロの状態では、そのコレクタ
とエミッタ間の電圧は電源電圧がそのま1印加され、ト
ランジスタ3及び4において大きな電力を消費させなけ
hばならない。このため効率が悪い欠臓がある。またト
ランジスタ3及び4の発熱が太きいため、多くの電源(
画数10個程度)を並設した場合放熱を効率よく行なわ
なければならないため熱設計が面倒で、放熱のためにコ
ストが高くなる不都合がある。
"Problem to be Solved by the Invention" In the case of the circuit structure shown in FIG. 6, when the output voltage of transistors 3 and 4 is zero, for example, the voltage between the collector and emitter is the same as the power supply voltage applied. Therefore, a large amount of power must be consumed in transistors 3 and 4. For this reason, some organs are inefficient. Also, since transistors 3 and 4 generate a lot of heat, many power supplies (
If a number of strokes (approximately 10 strokes) are arranged in parallel, heat must be dissipated efficiently, so thermal design is troublesome, and the cost increases due to heat dissipation.

第7図に示したスイッチング電源の回路構造による場合
はスイッチ素子7がオンとオフの状態を採るだけである
からスイッチ素子7における損失は小さい。従って効率
がよい利点がある。然し乍らこの回路構造の場合電圧を
増加させる方向に電圧を変化させる場合は応答が速いが
、電圧を低下させる場合はインダクタ8及びコンデンサ
9に蓄えらねた電気エネルギは負荷5を通じて放出しな
ければならない。このため電圧の低下速度が遅く応答性
が悪くなる不都合がある。
In the case of the circuit structure of the switching power supply shown in FIG. 7, the loss in the switching element 7 is small because the switching element 7 only takes on and off states. Therefore, it has the advantage of being efficient. However, with this circuit structure, the response is fast when changing the voltage in the direction of increasing the voltage, but when decreasing the voltage, the electrical energy that is not stored in the inductor 8 and capacitor 9 must be released through the load 5. . For this reason, there is a problem that the voltage decreases slowly and responsiveness deteriorates.

捷たこのスイッチング電源によれば負荷5に正か負の一
方の極性の電圧しか与えることができない不都合がある
This switching power supply has the disadvantage that it can only apply a voltage of either positive or negative polarity to the load 5.

このため第8図に示す回路構造が考えられる。For this reason, the circuit structure shown in FIG. 8 can be considered.

この回路は負荷回路11に直流電源6Aと6Bからスイ
ッチ7Aと7Bのオン、オフ制御によって交互に正と負
の電圧を印加し、スイッチ7Aと7Bのオン、オフ比を
適当に選定することによって負荷5に正極性の電圧から
負極性の電圧まで変化させることができる直流電圧を印
加するようにしようとするものであるが、この回路構造
によるときは例えばスイッチ7Aがオフになった直後に
おいてスイッチ7Bがオンになったとしても電源6Bの
起電圧に対しインダクタ8に生じる逆起電力は逆向であ
るためスイッチ7Bを通じる回路に電流が流れることが
できない。よってこの回路は動作が不能である。
This circuit applies positive and negative voltages alternately to the load circuit 11 from the DC power supplies 6A and 6B by controlling the on and off of the switches 7A and 7B, and by appropriately selecting the on and off ratios of the switches 7A and 7B. The purpose is to apply a DC voltage that can be changed from a positive polarity voltage to a negative polarity voltage to the load 5, but when using this circuit structure, for example, the switch 7A is turned off immediately after the switch 7A is turned off. Even if switch 7B is turned on, the back electromotive force generated in inductor 8 is in the opposite direction to the electromotive force of power supply 6B, so no current can flow through the circuit passing through switch 7B. Therefore, this circuit is inoperable.

この発明の目的は発熱が少なく効率がよいスイッチング
電源の方式を採りながら正及び負の電圧を出力すること
ができ、然も正仙1及び負側にも高速度で電圧を変化さ
せることができ、更に主の負荷とは別の補助負荷にも電
力を供給することができる両極性スイッチング電源を提
供しようとするものである。
The purpose of this invention is to be able to output positive and negative voltages while employing a switching power supply system that generates less heat and has high efficiency, and is also capable of changing the voltage at high speed on the positive and negative sides. Furthermore, the present invention aims to provide a bipolar switching power supply that can also supply power to an auxiliary load other than the main load.

[問題点を解決するための手段」 この発明ではインダクタの一端側にコンデンサと負荷を
並列接続した負荷回路に対して正と負の直流源を設け、
この正と負の直流源の電圧を一対のスイッチによって交
互に与える構造にするト共に、直流源に対してインダク
タに発生する逆起電力が与えられたことを検出する電圧
検出回路と、この電圧検出回路が直流源に対して逆向の
電圧が印加されたことを検出するとオンとなり、その逆
向の電圧が印加された直流源に対して並列に補助負荷を
接続する一対のスイッチ素子とを設けた構造としたもの
である。
[Means for solving the problem] In this invention, positive and negative DC sources are provided for a load circuit in which a capacitor and a load are connected in parallel at one end of an inductor.
In addition to the structure in which the positive and negative DC source voltages are applied alternately by a pair of switches, a voltage detection circuit that detects that a back electromotive force generated in the inductor is applied to the DC source, and this voltage A pair of switching elements are provided, which turn on when the detection circuit detects that a voltage in the opposite direction is applied to the DC source, and connect an auxiliary load in parallel to the DC source to which the voltage in the opposite direction is applied. It is a structure.

この発明の構造によればスインチングミ源においてイン
ダクタに発生する逆起電力は正と負の直流源の何れか一
方の直流源に逆向に印加される。
According to the structure of the present invention, the back electromotive force generated in the inductor in the switching source is applied in opposite directions to either the positive or negative DC source.

直流源に逆起電力が印加されると、電圧検出回路がその
状態を検出し、逆起電力が与えられている側の直流源に
接続したスイッチ素子がオンに制御され補助負荷を接続
する。
When a back electromotive force is applied to the DC source, the voltage detection circuit detects the state, and the switching element connected to the DC source on the side to which the back electromotive force is applied is turned on to connect the auxiliary load.

この結果インダクタに発生した逆起電力は主負荷と補助
負荷を通じて放出され、逆起電力の放出通路が形成され
る。
As a result, the back electromotive force generated in the inductor is released through the main load and the auxiliary load, forming a back electromotive force release path.

「実施例」 第1図にこの発明による両極スイッチング電源の実施例
を示す。第1図において6A、6Bは正と負の直流源、
7A#7Bは例えばトランジスタによって構成すること
ができるスイッチ、11は負荷回路を示す。負荷回路1
1は第6図及び第7図で説明したようにインダクタ8と
、このインダクタ8の一端側に負荷5とコンデンサ9が
並列接続されて構成される。
Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of a bipolar switching power supply according to the present invention. In Fig. 1, 6A and 6B are positive and negative DC sources,
7A and 7B are switches that can be constructed of transistors, for example, and 11 is a load circuit. Load circuit 1
As explained in FIGS. 6 and 7, 1 includes an inductor 8, and a load 5 and a capacitor 9 connected in parallel to one end of the inductor 8.

この発明においては正と負の二つの直流源6Aと6Bに
負荷回路11のインダクタ8に発生した逆起電力が印加
されたことを検出する電圧検出回路12を設ける。
In this invention, a voltage detection circuit 12 is provided to detect the application of the back electromotive force generated in the inductor 8 of the load circuit 11 to the two positive and negative DC sources 6A and 6B.

この電圧検出回路12は正と負の比較電圧源13A、1
3Bと、演算増幅器14A、14Bとによって構成する
ことができる。
This voltage detection circuit 12 includes positive and negative comparison voltage sources 13A, 1
3B and operational amplifiers 14A and 14B.

この例では演算増幅器14Aの反転入力端に正の直流源
6Aの正極を接続し、非反転入力端5に汁較電圧源13
Aから正の化較電圧十ER1を与える。
In this example, the positive pole of a positive DC source 6A is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 14A, and the calibration voltage source 13 is connected to the non-inverting input terminal 5.
A positive calibration voltage ER1 is given from A.

この、正の比較電圧ER1は直流源6Aの電圧E1に対
しE ≦ER1の関係に設定する。従って演算増幅器1
4Aは定常状態でH論理を出力する。
This positive comparison voltage ER1 is set to have a relationship of E≦ER1 with respect to the voltage E1 of the DC source 6A. Therefore, operational amplifier 1
4A outputs H logic in a steady state.

一方演算増幅器14Bの非反転入力端子には負の直流源
6Bの負極を接続し、反転入力端子に負の汁較電圧源1
3Bから負の比較電圧−ER2を与える。−E2と−E
R2の関係は、1−E21≦1−EH11に設定する。
On the other hand, the negative pole of the negative DC source 6B is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 14B, and the negative voltage source 1 is connected to the inverting input terminal.
3B gives a negative comparison voltage -ER2. -E2 and -E
The relationship of R2 is set to 1-E21≦1-EH11.

従って演算増幅器1・IBは定常状態でH論理を出力す
る。
Therefore, operational amplifier 1.IB outputs H logic in a steady state.

演算増幅器14Aと1・IBの出力はそれぞれスイッチ
素子15Aと15Bに与え、スイッチ素子15Aと15
Bをオンオフ制御する。スイッチ素子15A、15Bは
この例ではPNP形トランソスタを用いた場合を示す。
The outputs of operational amplifiers 14A and 1.IB are applied to switch elements 15A and 15B, respectively, and switch elements 15A and 15
Control B on/off. In this example, the switch elements 15A and 15B are PNP type transformers.

つま9スイツチ素子15Aを構成するトランジスタのエ
ミッタを直流源6Aの正極側に接続し、コレクタと共通
電位点16の間に補助負荷17Aを接続する。
The emitter of the transistor constituting the nine-toe switch element 15A is connected to the positive electrode side of the DC source 6A, and the auxiliary load 17A is connected between the collector and the common potential point 16.

スイッチ素子15Bを構成するトランジスタのコレクタ
を負の直流源6Bの負極だ接続し、エミッタと共通電位
点16の間に補助負荷17Bを接続する。
The collector of the transistor constituting the switch element 15B is connected to the negative electrode of the negative DC source 6B, and the auxiliary load 17B is connected between the emitter and the common potential point 16.

補助負荷17A、17Bは定常状態では補助電源18A
、18Bから電力が供給されて動作状態を維持している
Auxiliary loads 17A and 17B are auxiliary power supply 18A in steady state.
, 18B to maintain the operating state.

直流源6Aと6Bにはそれぞれにコンデンサ19Aと1
9Bを並列接続する。
DC sources 6A and 6B are connected with capacitors 19A and 1, respectively.
Connect 9B in parallel.

ここで電圧検出回路12とスイッチ素子15A。Here, the voltage detection circuit 12 and the switch element 15A.

15Bの動作について説明する。The operation of 15B will be explained.

例えばスイッチ7Aがオンになると負荷回路11に正極
性の電圧E1が与えられる。正極性の電圧E1の印加に
よって負荷回路11には電流11が流れる。電流11は
インダクタ8と主負荷5を流九、共通電位点16を通じ
て直流源6Aは帰路する。
For example, when the switch 7A is turned on, a positive voltage E1 is applied to the load circuit 11. A current 11 flows through the load circuit 11 due to the application of the positive voltage E1. The current 11 flows through the inductor 8 and the main load 5, and the DC source 6A returns through the common potential point 16.

次にスイッチ7Aがオフとなり、7Bがオンの状態に反
転すると、負荷回路11に負の直流源6Bから負電圧−
E2が与えられるが、インダクタ8には逆起電力が発生
し、この逆起電力によって電流I8と同じ方向に電流工
2を流し続けようとする。このため電流工2はスイッチ
7Bを通じて直流源6Bを流ハようとする。
Next, when switch 7A is turned off and switch 7B is turned on, a negative voltage -
E2 is applied, but a back electromotive force is generated in the inductor 8, and this back electromotive force tries to keep the electric current 2 flowing in the same direction as the current I8. For this reason, the electrician 2 attempts to turn off the DC source 6B through the switch 7B.

然し乍ら電流I2は直流源6Bに対して逆向の接作とな
るため直流源6Bを流ねることはできない。このため電
流■2はコンデンサ19Bを流れコンデンサ19Bに余
剰電圧ΔEを充電する。この結果コンデンサ19Bには
負の直流源6Bの電圧−E2に余剰電圧−ΔEが加算さ
れて充電され直流源6Bに逆極性の余剰電圧−ΔE を
与える。
However, the current I2 cannot flow through the DC source 6B because it acts in the opposite direction to the DC source 6B. Therefore, the current (2) flows through the capacitor 19B and charges the capacitor 19B with an excess voltage ΔE. As a result, the capacitor 19B is charged by adding the surplus voltage -ΔE to the voltage -E2 of the negative DC source 6B, and provides the DC source 6B with an surplus voltage -ΔE of the opposite polarity.

コンデンサ19Bに余剰電圧−ΔE が充電され始まる
と電圧検出回路12を構成する演算増幅器14Bの出力
の状態はL論理の状態に反転し、このL論理信号をスイ
ッチ素子158【与える。スイッチ素子15BはL論理
信号によってオンとなり共通電位点16から補助負荷1
7Bを通じて電流■2を流す。この結果直流源6Bが負
荷回路11に接続されている状態でも電流■2を主負荷
5に供給し続けることができる。但しそのためには電流
工、が流れている時間T、は電流■2が流ハている時間
T2と汁較してTI>T2であるものとする。電流I、
、I2とコンデンサ19Bの電圧の変化の様子を第2図
に示す。
When the capacitor 19B begins to be charged with the surplus voltage -ΔE, the state of the output of the operational amplifier 14B constituting the voltage detection circuit 12 is inverted to the L logic state, and this L logic signal is applied to the switch element 158. The switch element 15B is turned on by the L logic signal, and the auxiliary load 1 is switched on from the common potential point 16.
Flow current ■2 through 7B. As a result, even when the DC source 6B is connected to the load circuit 11, the current 2 can be continued to be supplied to the main load 5. However, for this purpose, the time T during which the electric current is flowing is compared with the time T2 during which the current 2 is flowing, and it is assumed that TI>T2. current I,
, I2 and the voltage changes of the capacitor 19B are shown in FIG.

次にTI<T2の場合について説明する。スイッチ7B
がオンとなり負荷回路11に負極性の電圧−E2が与え
られると負極回路11には電流■1と逆向の電流I3が
流れる。電流■3はスイッチ7Bを通じて直流源6Bか
ら供給される。
Next, the case of TI<T2 will be explained. Switch 7B
When is turned on and a negative voltage -E2 is applied to the load circuit 11, a current I3 in the opposite direction to the current 1 flows through the negative circuit 11. Current 3 is supplied from the DC source 6B through the switch 7B.

次にスイッチ7Bがオフとなりスイッチ7Aがオンにな
ると負荷回路11に正極性の電圧上C4が与えられる。
Next, when the switch 7B is turned off and the switch 7A is turned on, a positive polarity voltage C4 is applied to the load circuit 11.

このときインダクタ8に発生する逆起電力は電流I3を
流し続ける方向に発生し電流■4を流そうとする。電流
I4はコンデンサ19Aを流れ、このコンデンサ19A
に+ΔE の余剰電圧を充電する。コンデンサ19Aに
余剰電圧が充電され始まると電圧検出回路12を構成す
る演算増幅器14AはL論理を出力し、スイッチ素子1
5Aをオンに制御する。この結果電流I4はスイッチ素
子15Aを通じて補助負荷17Aに流れ共通電位点16
から主負荷5を通じてインダクタ8に帰路する。電流■
3と■4及びコンデンサ19Aの電圧の変化の様子を第
3図に示す。
At this time, the back electromotive force generated in the inductor 8 is generated in the direction of continuing to flow the current I3, and tries to cause the current I4 to flow. Current I4 flows through capacitor 19A;
is charged with an excess voltage of +ΔE. When the capacitor 19A starts to be charged with surplus voltage, the operational amplifier 14A forming the voltage detection circuit 12 outputs L logic, and the switch element 1
Control 5A on. As a result, the current I4 flows to the auxiliary load 17A through the switch element 15A and the common potential point 16.
It returns to the inductor 8 via the main load 5. Current■
Figure 3 shows how the voltages of capacitors 3 and 4 and capacitor 19A change.

駁上の如く動作して補助負荷17Aと17Bがインダク
タ8に発生する逆起電力の放出通路を形成するためスイ
ッチ7Aと7Bを交互にオン、オフ操作しても逆起電力
がスイッチ7Aと7Bのオン、オフ動作の1周期内に放
出される。よって不都合なく動作させることができ、ス
イッチ7A。
In order for the auxiliary loads 17A and 17B to operate as above and form a discharge path for the back electromotive force generated in the inductor 8, even if the switches 7A and 7B are turned on and off alternately, the back electromotive force will not be released from the switches 7A and 7B. It is released within one cycle of the on/off operation. Therefore, the switch 7A can be operated without any inconvenience.

7Bのオン、オフ比を適当に変化させることにより主負
荷5に正電圧から負電圧に至るまで変化する任意の値の
直流電圧を与えることができる。
By appropriately changing the on/off ratio of 7B, it is possible to provide the main load 5 with a DC voltage of any value varying from a positive voltage to a negative voltage.

また補助負荷17A及び17Bは補助電源18A。Further, the auxiliary loads 17A and 17B are the auxiliary power source 18A.

18Bから電力の供給を受けて動作しているが、補助負
荷17 A 、 17 Bによってインダクタ8の逆起
電力放出通路を形成したことにより、補助負荷+7A、
17Bにインダクタ8で発生する逆起電力を供給するこ
とができる。従って補助電源18A、18Bの消費量を
少なくすることができ、容量の小さい電源を用いること
ができる。
Although it operates by receiving power from 18B, by forming a back electromotive force release path for the inductor 8 by the auxiliary loads 17A and 17B, the auxiliary load +7A,
The back electromotive force generated in the inductor 8 can be supplied to 17B. Therefore, the consumption of the auxiliary power supplies 18A and 18B can be reduced, and a power supply with a small capacity can be used.

21は主負荷5に与えられる電圧を安定化する回路を示
す。つまり主負荷5に与えられる電圧を帰還回路NFに
よって取出し、この帰還回路NFを通じて取出した電圧
を抵抗器22と23によって分圧し、その分圧した電圧
ENFを演算増幅器24の反転入力端子に与える。
21 indicates a circuit that stabilizes the voltage applied to the main load 5. That is, the voltage applied to the main load 5 is taken out by the feedback circuit NF, the voltage taken out through the feedback circuit NF is divided by the resistors 22 and 23, and the divided voltage ENF is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier 24.

演算増幅器24の非反転久方端子にはDA変換器1から
指令電圧vinを与える。
A command voltage vin is applied from the DA converter 1 to the non-inverting terminal of the operational amplifier 24 .

演算増幅器24から指令電圧■1nと分圧電圧VNFの
差電圧V1n−vNFが出方され、この差電圧vin−
VNFを電圧比較器25の一方の入力端子に与える。
A differential voltage V1n-vNF between the command voltage ■1n and the divided voltage VNF is output from the operational amplifier 24, and this differential voltage vin-
VNF is applied to one input terminal of the voltage comparator 25.

電圧比較器25の他方の入力端子には例えば三角波発生
器26から三角波Sを与える。三角波Sの直流分は第4
図Aに示すように0であるものとしたとき、差電圧vi
n−VNF=oであれば電圧比較器25から出力される
信号は第4図Bに示すようにデユーティ比が50係の矩
形波P□となる。
For example, a triangular wave S is applied from a triangular wave generator 26 to the other input terminal of the voltage comparator 25. The DC component of the triangular wave S is the fourth
Assuming that it is 0 as shown in Figure A, the differential voltage vi
If n-VNF=o, the signal output from the voltage comparator 25 becomes a rectangular wave P□ with a duty ratio of 50, as shown in FIG. 4B.

差電圧Vin  VNFが+E1に変化した場合は電圧
比較器25の出力信号は第4図Cに示すようにH論理の
状態が長い周期を持つ矩形波P、となる。
When the differential voltage Vin VNF changes to +E1, the output signal of the voltage comparator 25 becomes a rectangular wave P in which the H logic state has a long period, as shown in FIG. 4C.

また差電圧Vい−VNFが−E2Vc変化した場合には
電圧比較器25の出力信号は第4図DK示すL論理の状
態が長い周期を持つ矩形波P3となる。
Further, when the differential voltage V-VNF changes by -E2Vc, the output signal of the voltage comparator 25 becomes a rectangular wave P3 in which the L logic state shown in FIG. 4 DK has a long cycle.

これらの矩形波信号P□ 、P2またはP3を駆動回路
27に与え、駆動回路27の出力にPl 。
These rectangular wave signals P□, P2, or P3 are given to the drive circuit 27, and the output of the drive circuit 27 is Pl.

P2またはP3の各同相信号と、逆相信号を出力させ、
この同相信号と逆相信号をスイッチ7A。
Output each in-phase signal of P2 or P3 and a reverse-phase signal,
This in-phase signal and anti-phase signal are transferred to switch 7A.

7Bにそれぞれ与えて負荷回路11に正極性と負+i性
の電圧を交互に与える。スイッチ7Aと7Bのオンとオ
フのデユーティ比が50係の場合は負荷回路11に与え
られる直流電圧が正と負が同じ時間であるため正と負の
電圧が互て相殺され負荷5には全く電圧が印加されない
。これに対し例えばスイッチ7AにH論理の時間が長い
矩形波P2が与えられ、またスイッチ7BにL論理の時
間が長い矩形波が与えられた場合は負荷回路11に負電
圧より正電圧が長い時間与えられる。このため負荷5に
正の成る電圧が与えられる。逆にスイッチ7fl?:L
論理の時間が長い矩形波を与え、スイッチ7AにH論理
が長い矩形波を与えた場合は負荷回路11には偵流源6
Bから負電圧が正電圧より長い時間与えられるため負荷
5には平均して負電圧が与えられる。負荷5に与えられ
る電圧V。UTは抵抗器22と23の抵抗値をRf 、
 Rsとしたとき で求められる。
7B to alternately apply positive polarity and negative +i voltages to the load circuit 11. When the on/off duty ratio of the switches 7A and 7B is 50, the positive and negative DC voltages applied to the load circuit 11 are at the same time, so the positive and negative voltages cancel each other out, and the load 5 receives no voltage at all. No voltage applied. On the other hand, if the switch 7A is given a rectangular wave P2 with a long H logic time, and the switch 7B is given a rectangular wave P2 with a long L logic time, the load circuit 11 will have a positive voltage for a longer time than a negative voltage. Given. Therefore, a positive voltage is applied to the load 5. On the other hand, switch 7fl? :L
When a rectangular wave with a long logic time is applied and a rectangular wave with a long H logic is applied to the switch 7A, the recoil source 6 is applied to the load circuit 11.
Since a negative voltage is applied from B for a longer time than a positive voltage, a negative voltage is applied to the load 5 on average. Voltage V applied to load 5. UT is the resistance value of resistors 22 and 23 as Rf,
It is obtained when it is Rs.

このようにして負荷5に与える電圧が一定電圧になるよ
うに帰還が掛けられる。なお電流印加電圧測定において
は(特に図示しないが)負荷5と直列に電流検出抵抗器
を接続し、この抵抗器の両端に発生する電圧信号を演算
増幅器24に帰還すればよい。
In this way, feedback is applied so that the voltage applied to the load 5 becomes a constant voltage. Note that in the measurement of applied current and voltage, a current detection resistor (not particularly shown) may be connected in series with the load 5, and a voltage signal generated across the resistor may be fed back to the operational amplifier 24.

「発明の変形実施例」 第5図にこの発明の変形実施例を示す。この例ではイン
ダクタ8に発生する正と負の逆起電力をDC−DCコン
バータ28と29に与え、DC−DCコンパ−128,
!=21Cおいてコ/7Jンサ19A、19Bに充電さ
れる余剰電圧を所望の直流電圧に変換して共通の補助負
荷17に与える構造とした場合を示す。
"Modified Embodiment of the Invention" FIG. 5 shows a modified embodiment of the invention. In this example, the positive and negative back electromotive forces generated in the inductor 8 are applied to the DC-DC converters 28 and 29, and the DC-DC converters 128,
! A case is shown in which the surplus voltage charged in the co/7J sensors 19A and 19B at =21C is converted into a desired DC voltage and applied to the common auxiliary load 17.

つまシミ圧検出回路12によってコンデンサ17Aと1
7Bに余剰電圧+ΔE又は−ΔEが発生したことを検出
し、余剰電圧が発生した側に接続したDC−DCコンバ
ータ28又は29を起動させ、余剰電圧を所望の直流電
圧に変換し補助負荷17に電力を補給する。
Capacitors 17A and 1 are connected by the tab stain pressure detection circuit 12.
7B detects that a surplus voltage +ΔE or -ΔE has occurred, activates the DC-DC converter 28 or 29 connected to the side where the surplus voltage is generated, converts the surplus voltage to a desired DC voltage, and supplies it to the auxiliary load 17. Replenish power.

よって補助負荷J7は定常状態では補助電源18の電力
によって動作しているが、DC−DCCコンバータ28
び29から電力が補給されることにより補助電源18の
消費電力量を少なくすることができる。尚ダイオードD
エ 、D2 、D3は逆流阻止用のダイオードである。
Therefore, the auxiliary load J7 is operated by the power of the auxiliary power supply 18 in a steady state, but the DC-DCC converter 28
The power consumption of the auxiliary power source 18 can be reduced by replenishing power from the auxiliary power source 18 and the auxiliary power source 29. Furthermore, diode D
D, D2, and D3 are diodes for blocking backflow.

その他の作用効果は第1図の実施例の場合と同じである
から、その重複説明は省略する。
Since the other effects are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, a redundant explanation thereof will be omitted.

「発明の作用効果」 以上説明したようにこの発明によればインダン6夕8に
蓄えた電磁エネルギを補助負荷17Al17Bを介して
流すことができる。
"Operations and Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, the electromagnetic energy stored in the inductor 6 and 8 can be caused to flow through the auxiliary load 17Al17B.

従ってスイッチ7Aと7Bのオン、オフ比を適当な値に
選定することにょシ負荷回路11に正または負極性の任
意の電圧を印加することができる。
Therefore, any voltage of positive or negative polarity can be applied to the load circuit 11 by selecting appropriate on/off ratios of the switches 7A and 7B.

また特に電圧の絶対値を増加させる場合は元より電圧を
低下させる場合もインダクタの逆起電力を補助負荷+7
A、17Bを通じて放出させるように動作するからその
応答を速くすることができる。。
In addition, especially when increasing the absolute value of the voltage, or decreasing the voltage from the original, the back electromotive force of the inductor is added to the auxiliary load + 7
The response can be made faster since the light is emitted through A and 17B. .

またインダクタ8に発生する逆起電力を補助負荷に消費
させるから補助負荷を動作させている補助電源の容量を
小さくすることができ、この点でコストダウンが期待で
きる。
Furthermore, since the back electromotive force generated in the inductor 8 is consumed by the auxiliary load, the capacity of the auxiliary power supply that operates the auxiliary load can be reduced, and in this respect, cost reduction can be expected.

またスイッチング式であるため効率がよく、発熱が少な
い電源を提供できる。
Additionally, since it is a switching type, it is highly efficient and can provide a power source that generates little heat.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示す接続図、第2図及び
第3図は第1図の動作を説明するだめの波形図、第4図
は電圧安定化回路の動作を説明するための波形図、第5
図はこの発明の変形実施例を説明するための接続図、第
6図乃至第8図は従来の技術を説明するための接続図で
ある。 5:主負荷、6A、6B:直流源、7A、7B:スイッ
チ、8:インダクタ、9:コンデンサ、II:負荷回路
、12:電圧検出回路、13A。 13B=比較電圧源、14A、14B:演算増幅器、1
5A、15B:スイッチ素子、16:共通電位点、17
A、17B:補助負荷、18A。 18B:補助電源、21:電圧安定化回路、27:駆動
回路。
Figure 1 is a connection diagram showing an embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are waveform diagrams for explaining the operation of Figure 1, and Figure 4 is for explaining the operation of the voltage stabilizing circuit. waveform diagram, 5th
The figure is a connection diagram for explaining a modified embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 8 are connection diagrams for explaining a conventional technique. 5: Main load, 6A, 6B: DC source, 7A, 7B: Switch, 8: Inductor, 9: Capacitor, II: Load circuit, 12: Voltage detection circuit, 13A. 13B=comparison voltage source, 14A, 14B: operational amplifier, 1
5A, 15B: Switch element, 16: Common potential point, 17
A, 17B: Auxiliary load, 18A. 18B: Auxiliary power supply, 21: Voltage stabilization circuit, 27: Drive circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)A、インダクタの一端側にコンデンサと負荷が並
列接続された負荷回路と、 B、この負荷回路に正及び負の直流電圧を交互に与える
正と負の直流源及び一対のスイッチと、 C、上記正及び負の直流源に並列接続され上記インダク
タに発生する逆起電力を吸収する一対のコンデンサと、 D、上記インダクタに発生する逆起電力が上記一対のコ
ンデンサに与えられ、この一対のコンデンサに上記直流
源の電圧より大きい電圧が充電されたことを検出する電
圧検出回路と、E、この電圧検出回路の検出出力によっ
て上記直流源と並列に補助負荷を接続するスイッチ素子
と、 から成る両極性スイッチング電源。
(1) A: a load circuit in which a capacitor and a load are connected in parallel to one end of an inductor; B: a positive and negative DC source and a pair of switches that alternately apply positive and negative DC voltages to this load circuit; C. A pair of capacitors connected in parallel to the positive and negative DC sources to absorb the back electromotive force generated in the inductor; D. The back electromotive force generated in the inductor is applied to the pair of capacitors; a voltage detection circuit that detects that the capacitor is charged with a voltage higher than the voltage of the DC source; E, a switch element that connects an auxiliary load in parallel with the DC source using the detection output of the voltage detection circuit; Consists of bipolar switching power supply.
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