JPS62244274A - 電源装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、多出力のスイッチングレギュレータ方式の電
源装置に関するものである。

従来の技術 近年、液晶ポケットテレビ等、多出力の直流安定化電源
が必要な機器が増え、しかも戸外での使用および電池動
作寿命の点から、その電源装置の小形化、高効率化のた
めの開発が重要視されてきた。

以下、図面を参照しながら、従来の電源装置の一例につ
いて説明する。

第２図は従来例の電源装置の回路図を示すものである。

同図において、１は直流電源が入力される端子、２ａ、
３ａＬ、４＆は出力電圧の変化を検出する抵抗、６は誤
差増幅器、６は基準電圧源、７は発振回路、８はＰＷＭ
比較器、９は保護回路、１０はＡＮＤゲート、１１は制
御出力トランジスタ１２゜１３はプリドライブトランジ
スタ、１４はスイッチングトランジスタ、、　１５　ａ
はスナバ−用コンデンサ、１６ａはトランス、１７〜２
１は整流ダイオード、２２〜２６はコンデンサ、２７２
Ｌは制御回路、２８ａはフライバック・コンバータ型出
力回路である。

以上のように構成された電源装置について、以下その動
作について簡単に説明する。

まず、入力端子１に直流電源が印加されると、基準電圧
源６が立上がり、制御回路２７１Ｌの破線円全体がスタ
ートする。発振回路７の三角波発振出力がＰＷＭ比較器
８に加えられパルス幅変調されて、制御出力トランジス
タ１１のベースに加えられる。このトランジスタ１１が
オン状態のと六、トランジスタ１２はオン、トランジス
タ１３はカットオフとなり、トランジスタ１４はオン状
態となる。また、トランジスタ１１がカットオフ状態の
とき、トランジスタ１２はカットオフ、トランジスタ１
３はオンとなり、トランジスタ１４は力１１、ツ′トオ
フ状態となる。

このようにしてトランス１６２Ｌの１次巻線に接続され
たトランジスタ１４がスイッチング動作を繰り返すと、
トランス１６ａの２次巻線の各中間′　タップには、そ
れぞれ巻数比に応じた振動電圧が発生する。

この振動電圧を整流ダイオード１７〜２１およびコンデ
ンサ２２〜２６からなる各整流回路で平滑し、多出力の
直流電圧、図の例では、＋２８Ｖ。

＋１４Ｖ　、　＋１　ｏｖ　、　＋ｓＶ　、　−ＴＶを
得る。

これら出力のうち、最も安定化したい＋６ｖの出力電圧
の変化を抵抗２１Ｌ〜４１Ｌにより検出し、誤差増幅器
５におａて基準電圧と比較し、変化分に応じた出力をＰ
ＷＭ比較器８の入力の一端に加える。ＰＷＭ比較器８の
入力の他端には発振回路７の三角波発振出力が加えられ
て、パルス幅変調された出力が得られる。

また保護回路９は、低入力時の誤動作防止および出力短
絡時の過電流防止の為に出力をカフ）オフさせる保護回
路であり、誤差増幅器５の出力を検出し、異常時に保護
回路９の出力を零にすることにより、ＡＮＤゲート１ｏ
の出力も零になり、トランジスタ１１、およびトランジ
スタ１４がカットオフになり、出力回路全体の動作を停
止させるものである。

・発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、装置の小形化を
図る場合、トランス１６１Ｌの小形化がどうしても必要
となるが、小形化の際、まず第１に巻線を細くすること
による銅損の増加やエア損の増加、結合率の低下等によ
り変換効率は大きく低下し、小形化の主な目的であるア
ウトドアユース機器の電池動作寿命を短かくしてしまう
。

第２に必要な全出力を得る２次巻線を巻ききれなくなり
ある出力を削除して、別にムＶＲ回路等を設ける必要が
発生することもある。

第３図は一般的なムＶＲ回路の一例を示すものである。

同図において、１は直流電源が入力される端子、６２は
起動用の抵抗、５６はツェナーダイオードである。回路
動作の詳しい説明は省略するが、入力端子１に印加され
る入力電圧と＋６ｖの出力電圧の差に負荷電流を掛けだ
パワーがトランジスタ６３で消費され、その分が全てロ
スとなるとともにトランジスタ６３には大きな放熱板が
必要となる。

上述したように、装置の小形化において２つの大きな問
題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、小形、高効率で、しかも高
信頼性の電源装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の電源装置は、多
出力のフライバック・コンバータ型出力回路と、チョッ
パ型出力回路と、これらを制御する２組の制御回路と、
それらに共通に作用する保護回路とを而えたものである
。

作用 本発明は、上記した構成によって、負荷の最も重い出力
をチョッパ型出力回路に置き換えることにより、その高
効率化を図り、負荷の軽くなったフライバック・コンバ
ータ型出力回路は、トラン・スの小型化、スイッチング
トランジスタ１４の小型化が図れるとともに、トランジ
スタ１２のエミッタ電流の削減、スイッチングノイズ低
減用（スナバ−用）コンデンサ１５の低容量化による高
効率化によって、小型化に伴なう効率の低下を抑えるこ
とができ、装置全体として小型でしかも従来よりも変換
効率を高められる。

しかも２組の制御回路と、共通に作用する保護回路によ
り、出力の安定化と信頼性の向上が図れる。

実施例 以下本発明の一実施例の電源装置について、図面を参照
しながら説明する。

同図において、１は直流電源が入力される端子、２ｂ　
、３ｂ　、ａｂおよび３１．３２．３３は出力電圧変化
を検出する抵抗、５．３４は誤差増幅器、６は基準電圧
源、７は発振回路、８．３５はＰＷＭ比鮫器、９は保護
回路、１０．３６はＡＮＤゲート、１１．３７は制御出
力トランジスタ、１２゜１３はプリドライブトランジス
タ、１４．３８はスイッチングトランジスタ、１５ｂ、
３９はスナバ−用コンデンサ、１ｅｂ（ｄ）ランス、１
７〜１９．２１は整流ダイオード、２０はキャッチダイ
オード、２２〜２６はコンデンサ、２７ｂは制御回路、
２８ｂはフライバック・コンバータ型出力回路、２９ｂ
はチョッパ型出力回路、４０はチョークコイルである。

以上のように溝数された電源装置について、以下その動
作について説明する。

まず、制御回路２７ｂは、誤差増幅器、ＰＷＭ比１校器
、ＡＮＤゲート、制御出力トランジスタを２組持ち、基
準電圧源６の出力は各々の誤差増幅器へ、発振回路７の
出力は各々のＰＷＭ比較器へ加えられ、完全な同期動作
をしている。また保護回路９は各々の誤差増幅器の出力
を入力し、この入力のいずれか一方あるいは双方に異常
がある場合に双方の制御量カドランミスタをカットオフ
状態にするよう出力が双方のＡＮＤゲートに加えられて
いる。

フライバック・コンバータ型出力回路２８ｂは、第２図
の２８ａから＋５ｖ出力を削除し、トラン、ｔ、１ｅｂ
の小形化スナバ−用コンデンサ１５ｂの小容量化等を行
なった以外は同じであり・その動作説明は省略する。

チョッパ型出力回路２９ｂは、降圧チョッパの基本回路
であり、トランジスタ３８がオン状態のとき、入力から
チョークコイル４ｏを通って出力に電流が流れ、トラン
ジスタ３８がカットオフ状態になるとチョークコイル４
０には電流を流し続けようとする起電力が生じ、電流は
キャッチダイオード２０からチョークコイル４ｏを通っ
て流れ続ける。

その他の動作については第２図における説明で述べた通
りである。

ここで装置全体の変換効率は、フライバック・コンバー
タ型出力回路２８ｂの効率とチョッパ型出力回路２９ｂ
の効率にそれぞれ負荷の電力配分を掛けた和で近似でき
る。

特に降圧チョッパは、効率８６％以上が確実に得られる
ため、その占める割合が大きいほど装置全体の高効率化
に貢献する。また、負荷が軽減されたフライバック・コ
ンバータ型出力回路は、その軽減された分だけ、スイッ
チングノイズ低減用（スナバ−用）コンデンサを小容量
化できるとともに、トランジスタ１２のエミッタ電流も
削減でき、これらのロス分を抑えられ、効率の低下を少
なくできる。

出力電圧のばらつきや温度変化についても制御回路を２
組にしたことおよびフライバック・コンバータ出力回路
２８ｂの出力変位検出点を＋６ｖから＋１ｏｖに上げら
れたことにより改善でれる。

また、降圧チョッパにより装置のカットオフ電圧が決ま
るため、蓄電池使用時には、過放電防止にもなる。

さらに制御回路２７ｂは、近年、この破線内の機能を１
チツプに納めたコントロールＩＣが容易に得られるため
実装上の不都合はあまりないといえる。

以上のように、本実施例によれば、多出力のフライバッ
ク・コンバータ型出力回路と、チョッパ型出力回路とこ
れらを制御する２組の制御回路と、共通に作用する保護
回路とを備えだことにより、装置の小形・高効率化と出
力の安定化、言頼性の向上が図れる。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、多出力のフライバック
・コンバータ型出力回路と、チロツバ型出力回路と、こ
れらを制御する２組の制御回路と、この制御回路に共通
に作用する保護回路とを備えたことにより、装置の小形
化を図ることができ、しかも高効率化、出力の安定化、
言頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電源装置の回路図、
第２図は従来例の電源装置の回路図、第３図は一般的な
ＡＶＲ回路の一例を示す回路図である。 １・・・・・・直流電圧入力端子、９・・・・・・保護
回路、１６２Ｌ１１６ｂ・・・・・・トランス、２７１
Ｌ　、２アｂ・・・・・・制御回路、２８ｆＬ　、２８
ｂ・・・・・・フライバック・コンバータ型出力回路、
２９ｂ・・・・・・チョッパ型出力回路、４ｏ・・・・
チコークコイル、５６・・・・・ツェナーダイオード。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名８、
３５−−−ＰｗＭ比較器 １０、３６−ＡＮＤゲート 第１図 ６一−−ＰｗＭ比較器 ｙ、２　　ｚ　　　　　　　　　　　　　　　１Ｏ−−
−ＡＮＤ’ｙ−−ト第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電源が入力される端子と、第１のスイッチング素子
   および２次巻線に中間タップを設け巻数比に応じた複数
   の振動電圧を得るトランスおよび第１の整流素子を有す
   るフライバック・コンバータ型出力回路と、第２のスイ
   ッチング素子およびチョークコイルおよび第２の整流素
   子を有するチョッパ型出力回路と、前記フライバック・
   コンバータ型出力回路の複数の出力のうちいずれかの出
   力電圧変化を検出しその出力電圧を安定化するように第
   １のスイッチング素子を駆動する第１の制御回路と、前
   記チョッパ型出力回路の出力電圧変化を検出しその出力
   電圧を安定化するように第２のスイッチング素子を駆動
   する第２の制御回路と、前記第１の制御回路および前記
   第２の制御回路に共通に接続された低入力時誤動作防止
   および出力短絡保護回路とを備えたことを特徴とする電
   源装置。