JPS6385912A - 定電流電源 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、出力電圧調整幅が大きい定電流電源に関する
ものである。

（従来の技術） 従来の定電流電源の一例として、第２図に示すようなも
のがある。第２図において１０は交流電源、１１は変圧
器、１２は制御整流器、１３はリプル平滑用のりアクド
ル、１４はコンデンサ、１５は電流制御用のトランジス
タ、１６はｔｉ検出器、１７は負荷、°１９．２２は帰
遠撮幅回路、２０はトランジスタ１５のコレクタ・エミ
ッタ間の電圧を決める電圧基準、２１は電圧検出器、２
３は負荷１７に戻す電流を決める出力電流基準である。

このような構成の１！源は、例えば昭和５０年４月３０
日丸善（株）発行の「電源回路の設計マニュアルＪ　Ｐ
２６０〜Ｐ２６１で公知である。

第２図の動作は出力電流基準２３の指令値に応じて電流
検出器１６の出力電流を検出してトランジスタ１５を調
整し、負荷１７に流れる電流を制御するものである。制
御整流器１２は電源の出力電圧調整幅が大きい場合に、
トランジスタ１５の電力損失を低減するため、トランジ
スタ１５のコレクタ・エミッタ間の電圧が一定になるよ
うトランジスタ１５の入力電圧を調整している。このよ
うな回路構成では出力電圧調整幅が大きい場合、あるい
はトランジスタ１５の入力電圧が高い場合でもトランジ
スタ１５のコレクタ・エミッタ間電圧は通常比較的低く
ても良いのでトランジスタ１５に低耐圧のものが使用で
きる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来構成の定電流電源では、トラン
ジスタ１５に低耐圧の素子を使用すると負荷１７の極間
Ｐ、Ｎで短絡事故が発生した場合、トランジスタ１５の
入力電圧が全てトランジスタ１５のコレクタ・エミッタ
間に印加され、トランジスタ１５が過電圧となり破壊す
ることが有る。過電圧破壊がおきないようにトランジス
タ１５を高耐圧化したり、トランジスタの直列接続化を
行なう場合も有るが、電源として高価になると言う問題
が有る。

本発明は上記問題を解決する為になされたもので、負荷
短絡事故が発生して直列制御用のトランジスタが破壊さ
れるのを防止し、かつ安価な定電流電源を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明はこの目的を達成する為に、第１図に示すように
電流制御用のトランジスタの入力電圧は、トランジスタ
１５の耐】以下にして、出力端にダイオード２７を接続
し、大幅な電圧調整は直列に接続される他の直流電圧源
で制御するようにした。

（作　用） このような構成で、常時は電流制御用のトランジスタ１
５は負荷１７に流れる電流を制御し、トランジスタ１５
で制御しきれない電圧力は制御整流器１２で大幅な電圧
調整を行なう。

第１図においてＰ、Ｎ間で短絡が発生した場合には、直
列に構成した直流電圧源の電流はダイオード２７に流れ
るので、トランジスタ１５のコレクタ・エミッタ間には
トランジスタ１５の入力電圧とダイオード２７の電圧降
下分しか印加されないので、過電圧による破壊が防止さ
れる。

（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示すもので、以下第１図を
参照して本発明を説明する。尚、第２図と同一の機能を
有する素子は同一の符号を付して説明は省略する。

第１図において、２４は整流器であり、平滑用のりアク
ドル２５及びコンデンサ２６を介してトランジスタ１５
の入力電圧を供給する。ここで、２４として制皿整流器
を使用しても良く、ここでは説明を簡単にする為に、一
般の整流器で示した。

２７はダイオードを示している。

実施例の電源は、出力電流基準２３の指令値に応じて電
流検出器１６の出力電流を検出してトランジスタ１５を
調整し、負荷１７に流れる電流をｉｌｉｌＩｗＪシて所
望の負荷電流を得る。ここで、負荷１７に印加する電圧
が所望の負荷電流を流すのに必要な電圧よりも低い場合
には、トランジスタ１５のコレクタ、エミッタ間電圧が
低下する。帰還増幅回路１つは電圧検出器２１で検出し
たトランジスタ１５のコレクタ・エミッタ間電圧と予め
決めた電圧基準２０の電圧を比較して、トランジスタ１
５のコレクタ・エミッタ間電圧が低い場合には位相制御
回路１８を介して制御活流器１２の位相を進め制御整流
器１２の出力電圧を上昇させて負荷１７に必要な電圧を
供給する。制御整流器１２の出力電圧が上昇すると、負
荷１７に流す電流値が一定ならば、通常は負荷１７に供
給する電圧も一定になるように帰還増幅器２２は動作し
てトランジスタ１５の出力電圧は低下する。トランジス
タ１５の出力電圧の低下は、トランジスタ１５の入力電
圧が一定なのでコレクタ・エミッタ間電圧を増加する方
向に働らき、電圧基準２０の値と等しくなるように制御
整流器１２の出力が決まる。

ここで具体的な数値を用いて動作を説明する。

今、仮にトランジスタ１５の入力電圧を２０Ｖとすると
トランジスタ１５の出力電圧は０〜２０Ｖ　　Ｖｃε（
ｓｖｖ）まで可変できるａＶｃｔＦｖｖ）はトランジス
タ１５の飽和電圧で通常０．３〜１Ｖ程度で有る。

一方、制御整流器１２′の出力電圧はサイリスタの位相
制御によりＯｖから最大は交流入力電圧に相関する直流
電圧まで可変できる。ここでは仮に制御整流器１２の出
力電圧はＯ〜５００Ｖまで可変できるものとし、電圧基
準２ｏを１０Ｖとし、負荷１７の直流インピーダンスが
４ｏΩであると仮定する。

また、運転当初コンデンサ１４の充電電圧はＯＶであり
、負荷１７には出力電流が流れていない。

この状態で出力電流基準２３にＩＯＡ相当の指令値を与
えると帰還増幅回路２２の働らきにより、トランジスタ
１５の出力電圧は２０Ｖ〜ＶＣＥ（ｓＶＴ）まで上昇す
る。

一方、トランジスタ１５のコレクタ・エミッタ間電圧は
Ｖ。Ｅ（５ＶＴ）となり、帰還増幅回路１９は電圧基準
２０の出力電圧１０Ｖとトランジスタ１５のコレクタ・
エミッタ間電圧の差を増幅して位相制御回路１８を介し
て制御整流器１２の位相ミ進めてコンデンサ１４の電圧
を増加させる。

この電圧が増加するにつれて負荷１７の電流は増加し、
ＩＯＡに近づくと電流検出器１６の帰還信号によりトラ
ンジスタ１５のベース電流をしぼる方向に作用してトラ
ンジスタ１５のコレクタ・エミッタ間電圧は増加する。

トランジスタ１５のコレクタ・エミッタ間電圧が１０Ｖ
になると制御整流器１２の出力電圧が安定化する。この
時トランジスタ１５の出力電圧は１０Ｖ、コンデンサ１
４の平均電圧は３９０Ｖで平衡する。ここで、コンデン
サ１４の電圧にリアルが重畳する場合にはトランジスタ
１５の出力電圧も前記リアルを打ち消す波形を出力する
ので負荷１７の両端電圧には安定化された電圧が供給さ
れる。電圧検出器２１の出力応答を前記リプル周波数に
追従しないように選定すれば、系の安定性は確保できる
。またリプルの他に入力電圧を変動、負荷変動等の外乱
に対してもトランジスタ１５の出力電圧調整幅である１
　０Ｖ＋１０Ｖ−ｖＣＥ（ＳＵＴ）　ノ範囲テ制ｍカハ
ーテキル。

　ＩＯＶ 出力電圧調整幅はトランジスタ１５の入力電圧及び電圧
基準２０の各設定により任意に設定できる。

以上の構成の電源で負荷１７のＰ、Ｎ間で短絡が発生し
た場合、コンデンサ１４の充電電圧はＰ−Ｎ−ダイオー
ド２７−電流検出器１６を介して放電する。この時の短
絡電流は配線抵抗弁等で抑制され、この抵抗弁よりも充
分低インピーダンスのダイオード２７を選定すればダイ
オード２７の電圧降下は無視できる。この場合にもトラ
ンジスタ１５に印加される電圧は、トランジスタ１５の
入力電圧とダイオード２７の電圧降下電圧の和であり、
それ以上の耐圧のトランジスタ１５を選定すれば破壊は
防止される。

［発明の効果］ 以上に示すように本発明によればトランジスタ１５とし
ては外乱等に起因する変動分を制御できる電圧調整幅を
確保する入力電圧とダイオード１７の電圧降下分の電圧
の和に耐える電圧定格の素子を選定すれば、負荷短絡時
においてトランジスタ１５の過電圧破壊を防止できる。

また、トランジスタ１５に高価な′トランジスタや、ト
ランジスタの直列接続等が不要となるので全体として安
価な低電流電源を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す定電流電源の回路構成
図、第２図は従来例を示す回路構成図である。 １０・・・交流′Ｒ源、１２・・・制御整流器、１３・
・・リアクトル、１４・・・コンデンサ、１５・・・ト
ランジスタ、１６・・・電流検出器、１７・・・負荷、
１８・・・位相制御回路、１９．２２・・・帰還増幅回
路、２０・・・電圧基準、２１・・・電圧検出器、２３
・・・出力電流基準、１１・・・変圧器、２４・・・整
流器、２５・・・リアクトル、２６・・・コンデンサ、
２７・・・ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 出力端子間に逆極性でダイオードが接続され、制御用ト
   ランジスタによって出力電流が調整される定電流電源と
   、この電源に直列接続される交流を所望の直流に変換す
   る制御整流器と、前記制御用トランジスタは負荷電流を
   制御する手段を、前記制御整流器は前記制御用トランジ
   スタのコレクタ・エミッタ間電圧を所定値に制御する手
   段を具備して成る定電流電源。