JPS622857A - スイツチングレギユレ−タ - 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〕 この発明はＰＷＭ方式のスイッチングレギュレータの小
型・軽量化に関する。

〔従来の技術〕

第２図は入力電源が交流である場合の従来のスイッチン
グレギュレータをブロック図で示したものである。同図
において、夏、２は交流入力端子、３は入力フィルタ、
４は整流回路、５は突入電流制限回路、６は平滑回路で
あって、これらにより電源入力回路が構成されている。

７は補助電源、８はスイッチングレギュレータ制御回路
（以下、制御回路という）、９はトランス、１０は主ス
イッチング回路、１１は主トランス、１２は整流回路、
１３は平滑回路、１４は分流回路、１５．１６は直流出
力端子である。

図示しない入力電源から交流入力端子１．２に入力され
た交流入力は入力フィルタ３を通過したのち整流回路４
で直流に変換され、突入電流制限回路５を経て平滑回路
６で平滑な直流に波形成形される。入力フィルタ３は外
来ノイズを減衰させ、内部で発生するスイッチングノイ
ズが電源側へ侵入するのを防止する作用をする。突入電
流制限回路５は電源投入時に平滑回路６の図示しないコ
ンデンサに流入する電流により発生する突入電流を制限
する作用をする。平滑回路６で平滑された直流電圧ＥＩ
Ｎは主スイッチング回路１０と補助電源７に供給される
。補助電源７は入力された直流電圧をサブスイッチング
回路７ａで電圧調整し、これをトランス７ｂを介して入
力される整流及び平滑回路７Ｃにより整流・平滑して出
力するもので制御回路８を駆動するための直流電源とな
る。

制御回路８は、駆動回路８ａ、ＰＷＭコンバータ回路８
ｂ、誤差増幅回路８ｃ、過電流制限回路８ｄからなる。

誤差増幅回路８ｃは直流出力端子１５及び１６を通して
送出される直流出力電圧Ｅ　ＯＵＴがフィードバック入
力され、これを基準電圧Ｅｓと比較し、誤差分を増幅し
てＰＷＭコンバータ回路８ｂに入力する。ＰＷＭコンバ
ータ回路８ｂは誤差増幅回路８Ｃの出力電圧に応じてパ
ルス中変調されたパルス信号を駆動回路８ａに与える。

駆動回路８ａは上記パルス信号を主スイッチング回路１
０のアーム相数に分割し、トランス９を介して主スイッ
チング回路１０にオン・オフ制御信号として供給する。

主スイッチング回路１０は上記誤差分が零になるように
オン・オフ駆動されて平滑回路６から供給される直流電
圧ＥｒＮをスイッチングする。主スイッチング回路１０
の出力は主トランス１１を介して整流回路１２に供給さ
れ、ここで直流電圧ト変換されたのち平滑回路１３で波
形整形され、直流出力端子１５．１６に結合される。

負荷短絡等により過電流が流れると直流出力端子１５．
１６間の電圧が低下し、誤差増幅回路８Ｃの誤差分が大
きくなって、ＰＷＭコンバータ８ｂのパルス中が広くな
り、遂にはパルスが連続するようになり主スイッチング
回路１０を構成するトランジスタ等のスイッチング素子
が破壊する事態を招くので、これを防ぐためモ過電流制
限回路８ｄが設けられている。即ち、負荷短絡等により
主回路に過電流が流れ、直流、出力端子１５．１６間の
電圧が降下すると、ＰＷＭコンバータ回路８ｂの制御信
号のパルス中が広くなるが、分流回路１４を介して過電
流制限回路８ｄに入力される電流値が増大し、過電流制
限回路８ｄは過電流分に対応する出力を送出し該中力は
ＰＷＭコンバータ回路８ｂの制御信号のパルス中を狭め
る向きに誤差増幅回路８Ｃの出力に作用するので直流負
荷電流の暴走が制限される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来の回路では、入力電源側と直流出力側とが、主
回路の主トランス１１、制御回路８のトランス９及び補
助電源７のトランス７ｂにより絶縁されており、このた
め、補助電源７の構成が複雑となり、装置全体が大形化
し、重量の増加、価格の上昇（という問題があった。

この発明は上記した従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、入力電源側と直流出力側との絶縁にフォト
カプラを用いることにより、補助電源の構成を簡単化し
、装置の小型・軽量化とコストの低減を実現することが
できるスイッチングレギュレータを得ることを目的とす
る。

〔問題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するため、直流出力電圧を制
御回路の誤差増幅回路にフィードバックする回路に第１
のフォトカプラを挿入し、直流出力電流を制御回路の過
電流検出回路にフィードバックする回路に第２．のフォ
トカプラを挿入し、これらフォトカプラを制御回路の電
源である補助電源Ｃより駆動する構成としたものである
。

〔作用〕

この発明では、補助電源が直流出力回路側とフォトカプ
ラにより絶縁されるので、補助電源は従来のような入出
力間を絶縁するためのトランスを必要とせず、非スイッ
チング形のレギュレータで電圧調整を行うことができる
ので、回路構成が従来に比して単純になる。

〔実施例〕

第１図はこの宛所の一実施例を示すブロック図である。

同図において、１７は補助電源であって、非スイッチン
グ形のレギュレータ（シリーズレギュレータ）１７ａと
平滑回路１７ｂからなり、平滑回路６が平滑した直流電
圧が導かれ、レギュレータ１７ａにより所定レベルに電
圧調整した直流電圧を制御回路８に供給する。１９は第
１のフォトカプラであって、フォトダイオード１９ａは
抵抗１８を介して直流出力端子１５．１６間に挿入され
、フォトトランジスタ１９ｂのコレクタは補助電源１７
の正極側端子に接続され、エミッタは抵抗２０を介して
接地されており、該抵抗２０の両端の電圧が電圧フィー
ドバック信号として制御回路８の誤差増幅回路８Ｃに入
力される。２２は第２のフォトカプラであって、フォト
ダイオード２２ａは抵抗２１を介して分流回路１４の両
端に接続され、フォトトランジスタ２２ｂのコレクタは
補助電源１７の正極端子に接続され、エミッタは抵抗２
３を介して補助電源１７の負極端子に接続されると共に
過電流制限回路８ｄの入力端子に接続されている。他の
構成は第２図のものと同じであるので、同一符号を付し
説明は省略する。

次に、この装置の動作について説明する。

主スイッチング回路１０は、従来の場合と同様、制御回
路８によりパルス中制御されて直流入力をスイッチング
して直流出力電圧Ｅ　ＯＵＴが基準電圧Ｅａとなるよう
に動作する。この状態から直流出力電圧Ｅ　ＯＵＴが基
準電圧Ｅｓより上昇すると、フォトカプラ１９のフォト
ダイオード１９ａに流れる電流が対応して増大し発光量
が増加する。これによりフォトトランジスタ１９ｂに流
れる電流が増大して抵抗２０両端の電圧降下が大きなり
、誤差増幅回路８Ｃの入力電圧が上昇する。ＰＷＭコン
バータ回路８ｂの出力は誤差増幅回路８Ｃの入力の増分
に対応してそのパルス中が狭くなり、主スイッチング回
路ｌＯ１の平均出力が低下し、直流出力電圧Ｅ　ＯＵＴ
は基準電圧Ｅｓに調整される。

負荷短絡等により直流出力電流が過電流になると、前記
したように直流出力電圧Ｅ　ＯＵＴが降下するので、フ
ォトダイオード１９ａに流れる電流は激減しフォトダイ
オード１９ａの発光量も激減する。これにより抵抗２０
両端の電圧降下が小さくなり、誤差増幅回路８Ｃの入力
電圧が低減するので、ＰＷＭコンバータ回路８ｂは、直
流出力電圧ＥＯＵＴを一定に維持しようとして、上記と
は逆に、誤差増幅回路８ｃの入力減少分に対応してその
出力のパルス中を広げようとする。他方、分流回路１４
の電圧降下が大きくなり、フォトダイオード２２ａを流
れる電流が増大してその発光量が増加するので、フォト
トランジスタ２２ｂのエミッタを流れる電流が急増し、
抵抗２３の電圧降下が大きくなって過電流制限回路８ｄ
の入力が過電流レベルを超える。過電法制ｔｉｌｌ路８
ｄの過電流分対応出力は前記したように誤差増幅回路８
ｃの出力に対してＰＷＭコンバータ回路８ｂのパルス中
を狭める向きにる向きに加算されるので、従来のの場合
と同様に直流負荷電流の暴走は防止される。

この実施例では、補助電源１７はフォトカプラ１９と２
２により直流出力側とは絶縁されているので、主スイッ
チング回路１０の入力側に対して絶縁する必要がなく、
このため、従来のようなトランス７ｂは不要で、サブス
イッチング回路７ａに代えて非スイッチング形のレギュ
レータ１７ａでよく、従来に比し回路構成が単純で、小
型化、軽量化される。

なお、この発明の入力電源は交流電源に限定されるもの
ではなく、また、制御回路８は上記実施例のものに限定
されるものではない。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、電源入力回路と直流出力
回路を２つのフォトカプラを用いて絶縁したことにより
、補助電源を電源入力回路に対して絶縁する必要がない
ので、該補助電源を簡単な構成にすることができ、従来
に比し、装置を小型、軽量にし、コストを下げることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
従来のスイッチングレギュレータの回路構成を示すブロ
ック図である。 図において、６・−平滑回路、８・・−制御回路、９−
・・トランス、１０−・主スイッチング回路、１１−・
主トランス、１２・・−整流回路、１３−・平滑回路、
１４・−分流回路、１５．１６・−・−直流出力端子、
１７・−・補助電源、１８．２１．２３−抵抗、１９．
２２・・・フォトカブラ。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主スイッチング回路、該主スイッチング回路のスイッチ
   ング動作をフィードバック制御し出力する制御信号がト
   ランスを介して上記主スイッチング回路に結合される制
   御回路、トランスを介して入力された上記スイッチング
   回路の出力を直流変換して直流出力端子に結合する直流
   出力回路を備え、上記制御回路が直流出力電流の過電流
   分を検出して上記制御信号を修正する過電流制限回路を
   有し、上記制御回路を駆動する補助電源が上記主スイッ
   チング回路の電源入力回路から電力を取込む構成のＰＷ
   Ｍ方式のスイッチングギュレータにおいて、上記制御回
   路の誤差増幅回路へフィードバックされる直流出力電圧
   が上記直流出力端子間から第１のフォトカプラを介して
   取出され、上記過電流制限回路へフィードバックされる
   直流出力電流が分流回路と第２のフォトカプラを介して
   取出され、上記第１及び第２のフォトカプラが上記補助
   電源を駆動電源として作動することを特徴とするＰＷＭ
   方式のスイッチングレギュレータ。