JPS6389058A - 複合出力スイツチング電源装置 - Google Patents

複合出力スイツチング電源装置

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JPS6389058A
JPS6389058A JP23212586A JP23212586A JPS6389058A JP S6389058 A JPS6389058 A JP S6389058A JP 23212586 A JP23212586 A JP 23212586A JP 23212586 A JP23212586 A JP 23212586A JP S6389058 A JPS6389058 A JP S6389058A
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JP
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signal
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pulse
voltage
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JP23212586A
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English (en)
Inventor
Kiyotaka Tsunoda
角田 清隆
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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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、直流電圧を複数の任意の電圧に変換して負荷
に供給する複合出力スイッチング電源装置に関する。
(従来の技術) 近年、マイクロコンピュータを含むOA量関係電子機器
の普及がめざましく、1す弾機器、情報遮理渫器、訂測
顕器および自動車等あらゆる分野に応用されている。
これに伴なってスイッチング電源の効率化、小型軽量化
も急速に進んでおり、今やマイクロコンピュータや入出
力装置の電源の大半がこのスイッチング電源にされてい
る。
また電源側から見た負荷ら多種多様になってあり、いず
れの電子機器も単一出力電源で使われる例は比較的少な
く、マイクロコンピュータ等でも3〜4杆類の出力が必
凹とされる。そしてこのような場合には、複合出力型の
スイッチング電源装置が用いられる。
従来の複合出力スイッチング電源装置は、例えば第3図
に示すような構成となっている。
同図において、コンバータ[−ランス1の一次巻線N1
はスイッチングトランジスタ2のコレクタ、エミッタを
介して直流電源に接続されている。またコンバータトラ
ンス1の二次巻線N3は仝波整流回路を)育成する整流
ダイオード3.4に接続され、この整流ダイオード3の
カソードと整流ダイオード4のカソードとの間には、2
次スイッチングを行なう電界効果型トランジスタ(以下
FETと称する)5のドレイン、ソースが挿入されてい
る。
さらに整流回路の出力側はヂョークコイル6とコンデン
(す7とにより構成される平滑回路に接続され、この平
滑回路の出力側は図示されない負荷に直流電圧vo2を
供給する。
一方、コンバータトランス1の二次巻線N2は仝波整流
回路を構成する整流ダイオード8.9に接続され、この
整流回路の出力側はチョーク回路10とコンデンサ11
によって構成される平滑回路に接続され、この平滑回路
の出力側から直流電圧Vo+が負荷に供給される。
また直流出力電圧Vo + 、Vo 2はそれぞれ誤差
増幅器12.13の正入力端子に導かれ、これら誤差増
幅器12.13の負入力端子には基準電JEEVREF
 1、VREF 2が入力されている。
さらに誤差増幅器12の出力である誤差信号Va1はパ
ルス幅変調器14の一方の入力端子に入力され、誤差増
幅器13の出力である誤差信号■a2はパルス幅変調器
15の一方の入力端子に入力され、これらパルス幅変調
器14.15の他の入力端子には三角波SWが入力され
ている。
またパルス幅変調器14の出力でおるパルス幅変調信号
pWH,はドライバ16を経てスイッチングトランジス
タ2のベースに印加され、パルス幅変調器15の出力で
おるパルス幅変調信号PWthはドライバ17を経てス
イッチングトランジスタ5のベースに印加されている。
なお、パルス幅変調器14.15では1次スイッチング
用トランジスタ2.2次スイッチング用FET5のデユ
ーティ制御が行われ、直流出力電圧VOI、VO2の変
動をフィードバックして、入力電圧および負荷変動にか
かわらずVol、Vo2を一定(10としている。
このような電源装置では、スイッチングトランジスタ2
のスイッチングによってコンバータトランス1の一次巻
線N1にパルス電流を流すことにより所定の電圧を二次
巻、腺N2、N3に誘起させる。そして二次巻線N2に
誘起されたパルス電圧は整流回路により仝波整流され、
平滑回路により平滑されて直流出力電圧Vo+どなる。
一方、二次巻線N3に誘起された電圧は整流回路により
仝波整流されて直流電圧になり、これが平滑回路により
平滑されて直流出力電圧Vo2となる。
誤差増幅器12の誤差信号Va lはパルス幅変調器1
4において、第4図(A>で示ず三角波SWと比較され
、第4図(B)で示されるようなパルス幅変調信=P聞
1となる。そしてパルス幅変調信QP聞1はドライバ1
6を経てスイッチングトランジスタ2を駆動させる。
一方、誤差増幅器13の誤差信号Va 2はパルス幅変
調器15において、第4図(D>で示す前記三角波SW
と同一の三角波SWと比較されて、パルス幅変調信号P
WH2となる。
そしてパルス幅変調信号p WH2はドライバ17によ
り、立下がりの直後にFET5を完全にスイッヂオフさ
せるような逆バイアス信号が付与されてFET5のゲー
トに印加される。
ところでスイッチングトランジスタ2は、第4図(C)
に示すように、パルス幅変調信g P WM 1が立ち
下がった直後もトランジスタの特性により蓄積時間TS
t(Iがあり、この蓄積時間T 5tljの間はオン状
態となっている。
一方、FET5はスイッチングトランジスタ2と比較し
て高速であるため、第4図(E)で示したようなドライ
ブ信号Vcで駆動すると、FET5がスイッチングトラ
ンジスタ2よりも速くターンオフし、FET5のドレイ
ンーソース間電圧■OSは、第4図(F)に示したよう
に「はね返り電圧」Pを含む波形となる。
このためT stgの期間は1次巻線N1から2次巻線
N3への電力の伝達に利用することかできない。
さらにこのターンオフ時のはね返り電圧Pのため、FE
T5に要求される耐圧が大きくなっているという問題が
あった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はかかる事情に対処してなされたちので、]ンバ
ークトランスの二次巻線側に設けられたF E T 5
に要求される耐圧を低く抑えることかできる複合出力ス
イッチング電源装置の提供を目的としている。
[発明の構成] (問題点を解決するだめの手段) 本発明の複合出力スイッチング電源装置は、コンバータ
トランスの一次巻線側の電流をスイッチングしてパルス
電流と1−る一次側スイッチング手段と、前記コンバー
タトランスの二次巻線側に誘起されたパルス電流を整流
して出力する複数の直流電圧出力手段と、これら複数の
直流電圧出力手段の中の少なくとも1つに流れる電流を
スイッチングする二次側スイッチング手段と、前記直流
電圧出力手段の出力電源を取込/Vでこの出力電圧と基
準電圧とを比較してこれらの電位差を誤差信号として出
力する誤差信号出力手段と、三角波と前記誤差信号とを
入力して前記誤差信りに応じたパルス幅のパルス信号を
生成して出力するパルス信号出力手段と、このパルス信
号出力手段から出力されたパルス信号を1つあきに取込
んで前記一次側スイッチング手段の駆動系にフィードバ
ックして定出力電圧制御を行う制御手段と、前記1つお
きに取込んだパルス信号の立上りに同期して立上るとと
もに、前記パルス信号出力手段から出力される残りのパ
ルス信号の立上りに同期して立下る駆動信号を発生して
前記2次側スイッチング手段の駆動系に出力するドライ
ブ信号発生手段とを備えている。
(作 用) 本発明の複合出力スイッチング電源装置では、一次側ス
イッチング手段が、コンバータトランスの一次巻線側の
電流をスイッチングしてパルス電流とし、複数の直流電
圧出力手段か前記コンバータトランスの二次巻線側に誘
起されたパルス電圧を整流して出力し、二次側スイッチ
ング手段がこれら複数の直流電圧出力手段の中の少なく
とも1つに流れる電流をスイッチングするとき、誤差信
号出力手段が前記直流電圧出力手段の出力電源を匍1人
/、、7−7の04−h雷[T)L−貫ン11雷V)−
んトド山b+、T;’−れらの電位差を誤差信号として
出力し、パルス信号出力手段が三角波と前記誤差信号と
を入力して前記誤差信号に応じたパルス幅のパルス信号
を生成して出力する。
このとき制御手段がこのパルス信号出力手段から出力さ
れるパルス信号の中の1つおきのパルス信号を取込んで
前記一次側スイッチング手段のスイッチング側にフィー
ドバックして定出力電圧制御を行なう一方、ドライブ信
号発生手段が前記1つおきのパルス信号の立上りに同期
して立上るとともに、前記パルス信号出力手段から出力
される残りのパルス信号の立上りに同期して立下るドラ
イブ信号を発生して前記2次側スイッチング手段に付与
する。
(実施例) 以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明する
第1図は本発明の一実施例を説明するための構成図であ
る。
なお、この実施例において従来例と共通する部分には同
一の符号を付しである。
この実施例の複合出力スイッチング電源装置において、
コンバータトランス1の一次巻線側には一次巻線N1に
流れる直流電流をパルス電流とするスイッチングトラン
ジスタ2が二基すられている。
そしてコンバータトランス1の二次巻線N2、N3に誘
起された電流はそれぞれ整流回路および平滑回路を経て
直流出力電圧Vo + 、Vo 2に変換される。
これら直流出力電圧Vo1、Vo2は誤差増幅器12.
13およびパルス幅変調器14’ 、15を経てコンバ
ータトランス1の一次側および二次側にフィードバック
され、直流出力電圧Vo+、Vo2を定電圧制御する。
このような点において本実施例装置は、前述した従来例
と同一であ金。
以下、本実施例装置において従来例と異なる点を、第1
図に示す構成図および第2図に示す動作波形特性図によ
り説明する。
この実施例の複合出力スイッチング電源装置では、誤差
増幅器12の出力である誤差信号Va +がパルス幅変
調器14′の一方の入力端子に入力され、誤差増幅器1
3の出力である誤差信号Va2かパルス幅変調器15の
一方の入力端子に入力されている。
そしてこれらパルス幅変調器14’ 、15の他の入力
端子には三角波SWが入力される。なおこの三角波SW
は従来の三角波に比べて2倍の周波数の波形となってい
る。
さらにパルス幅変調器14′の出力であるパルス幅変調
信号PWH+はドライバ16を経てスイッチングトラン
ジスタ2のベースに印加され、パルス幅変調器15の出
力であるパルス幅変調信号PWH2はドライバ17を経
てFET5のゲートに印1ノ[1される。
ざらにパルス幅変調器14′にはもう1つの出力端子が
設けられ、この出力でおるパルス幅変調f、i号PWH
+ ’ はドライバ17に入力されている。
誤差増幅器12の誤差信号Va +はパルス幅変調器1
4′において、第2図(A)で示す三角波SWと比較さ
れ、第2図(B)で示されるような1つおきのパルス幅
変調信号PWthと、第2図(C)で示されるような残
りのパルス幅変調信号pWH,’ とされる。ここでパ
ルス幅変調信号PW)11はドライバ16を軽てスイッ
チングトランジスタ2を駆動する。
一方、誤差増幅器13の誤差信号Va 2はパルス幅変
調器15において、第2図(D)で示すように前記三角
波SWと同一の三角波SWと比較され、さらに第2図(
E)に示すように、1つあきのパルス幅変調信号pWH
2とされる。
そしてドライバ17ては第2図(F)に示したように、
パルス幅変調信号pWH2の立上りに同期して立上り、
パルス幅変調信号pWM、’ の立上りに同期して立下
るドライブ信QVcか作られる。
このドライブ信号VcはFET5のゲートに印1ノ0さ
れ、その立上り時にFET5をオンさせ、その立下り時
にオフさせる。
この結果、本実施例装置ではスイッチングトランジスタ
2の蓄積時間T St(]のwI間もFET5かオンに
なり、この期間にも1次巻線N1から2次巻線N3へ電
力を伝達することができる。
また第2図(G)に示したようにFET5のターンオフ
時にはね返り電圧か発生しなくなる。
そしてスイッチングトランジスタ2のT tr+時間T
 stgの期間にFET5がオンになると、この期間に
1次巻線N1から2次巻線N3へ電力が伝達されるよう
になるが、この結果、FET5の耐圧を低くすることが
できる。以下、この理由を説明する。
なお以下において、本実施例におけるtlはパルス幅変
調信gPWH+のパルス幅、tlは本実施例にあけるパ
ルス幅変調信号P聞2のパルス幅、12′は従来例にお
けるパルス幅変調信号pWH2のパルス幅、下は本実施
例におけるパルス幅変調信号P聞2の周期、■OSは本
実施例における二次スイッチング用FETのドレイン−
ソース間電圧、os’ は従来例における二次スイッチ
ング用FETのドレイン−ソース間電圧(はね返り電圧
を含まない)を示す。また以下において、従来例、本実
施例ともにVO2側の回路以外は同一であるとする。
まず出力電圧VO2は整流用ダイオード4のカソード側
電圧の平均値であることから、本実施例装置では、 (Tstg±t 2 ) /T・Vo s =VO2で
ある。一方、従来装置では、 t2’ /T−Vos’ −Vo 2 である。
ここで出力電圧VO2が、要求される最高電圧Vo 2
  (max>に到達するためには少なくとも、(Ts
tc+ + t + ) /T・os=Vo 2  (
maX> t+’/T−Vos’ =VO2(max> となるようなVos、Vos’が必要である。
したがってドレイン−ソース間電圧Vos、Vos’の
間には、 Vos’ =Vos ・(TStg+tl )/l+ 
・の関係が成立し、本実施例では従来例と比較してFE
Tのドレイン−ソース間電圧か低くなることが分る。
[発明の効宋] 以上説明したように本発明の複合出力スイッチング電源
装置では、直流電圧出力手段の出力電圧と基準電圧との
誤差信号に応じたパルス幅のパルス信号のうち、1つお
きのパルス信号の立上りに同期して立上るとともに、前
記誤差信号に応じたパルス幅のパルス信号のうち、残り
のパルス信号の立上りに同期して立下るドライブ信号を
ドライブ信号発生手段が発生して2次側スイッチング手
段に付与するので、二次側スイッチング手段に要求され
る耐圧を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の複合出力スイッチング電源
装置の構成を示す回路図、第2図は同実施例装置におけ
る各信号波形を示す図、第3図は従来の複合出力スイッ
チング電源装置の構成の一例を示す回路図、第4図は同
従来装置における各信号波形を示す図でおる。 1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・コンバ
ータトランス2・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・スイッチングトランジスタ3.4.8.9・・・
整流ダイオード 5・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・FET
6.10・・・・・・・・・・・・チョークコイル7.
11・・・・・・・・・・・・コンデンサ12.13・
・・・・・・・・・・・誤差増幅器14.15・・・・
・・・・・・・・パルス幅変調器16.17・・・・・
・・・・・・・ドライバN1・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・−次巻線N2 、N3・・・・・・
・・・・・・二次巻線出願人     株式会社 東芝 代理人弁理士  須 山 佐 − 第20

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)コンバータトランスの一次巻線側の電流をスイッ
    チングしてパルス電流とする一次側スイッチング手段と
    、前記コンバータトランスの二次巻線側に誘起されたパ
    ルス電流を整流して出力する複数の直流電圧出力手段と
    、これら複数の直流電圧出力手段の中の少なくとも1つ
    に流れる電流をスイッチングする二次側スイッチング手
    段と、前記直流電圧出力手段の出力電源を取込んでこの
    出力電圧と基準電圧とを比較してこれらの電位差を誤差
    信号として出力する誤差信号出力手段と、三角波と前記
    誤差信号とを入力して前記誤差信号に応じたパルス幅の
    パルス信号を生成して出力するパルス信号出力手段と、
    このパルス信号出力手段から出力されたパルス信号を1
    つおきに取込んで前記一次側スイッチング手段の駆動系
    にフィードバックして定出力電圧制御を行う制御手段と
    、前記1つおきに取込んだパルス信号の立上りに同期し
    て立上るとともに、前記パルス信号出力手段から出力さ
    れる残りのパルス信号の立上りに同期して立下る駆動信
    号を発生して前記2次側スイッチング手段の駆動系に出
    力するドライブ信号発生手段とを備えてなることを特徴
    とする複合出力スイッチング電源装置。
  2. (2)2次側スイッチング手段が、電界効果型トランジ
    スタである特許請求の範囲第1項記載の複合出力スイッ
    チング電源装置。
JP23212586A 1986-09-30 1986-09-30 複合出力スイツチング電源装置 Pending JPS6389058A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0321986U (ja) * 1989-07-10 1991-03-06
JP2020016301A (ja) * 2018-07-26 2020-01-30 油研工業株式会社 電磁切換弁

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0321986U (ja) * 1989-07-10 1991-03-06
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