JPS6392261A - 多出力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】 （技術分野） 本発明は複数の２次巻線を有するトランスの１次巻線に
流れる電流をスイッチング素子でオン。

オフし、各２次巻線に誘起される電圧を整流平滑し、複
数の直流出力を得ると共に、この直流出力の内の１つを
基準値と比較し、前記スイッチング素子のオン、オフ比
を制御する事により複数の安定化出力を得るフオワード
型多出力スイッチングレギュレータに関する。

（従来技術） まず第２図に従い、従来例の多出力スイッチングレギュ
レータを説明する。

交流人力１をダイオードブリッジＤＢ、、コンデンサＣ
５で整流平滑した直流出力が、コンバータ用トランスＴ
＋　の１次巻線ｎ１の一端に接続されている。同、１次
巻線ｎ、の他端はスイッチングトランジスタＱ、を介し
て、前記直流出力の他端に接続されている。そしてこの
スイッチングトランジスタＱ１を、後述する制御部２か
らの信号によりパルストランスＴ、を介して適宜なオン
。

オフ比で断続する事により、トランスＴ、の各２次巻線
に誘起電圧を発生させる。この誘起電圧を整流平滑する
事により複数の直流出力を得ている。

この例では独立した２つの出力（出力１．出力２）を得
る為に、２個の２次巻線ｎＺ＋ｎ３を有しており、各２
次巻線には各々整流用ダイオード、Ｄｉ　＋　　Ｄａ　
、転流用ダイオードＤｓ　、　　Ｄｓ　、平滑用チョー
クコイルＬｌ　＋　　Ｌｘ　、平滑用コンデンサＣ４１
Ｃ！　、軽食荷時電圧制御用抵抗Ｒｓ、Ｒｓが設けられ
ている。

また、出力２の出力電圧および電流は制御部２へ帰還さ
れる。制御部２は、誤差増幅器、発振回路、基準電圧発
生回路、出力論理回路、出力回路等を備えており、出力
２の出力を基準値と比較し、その差によりオン、オフ比
の異なる発振回路で決定される一定の周波数のパルスを
出力する。このパルスは制御部内で増幅され、パルスト
ランスＴ、を介し、スイッチングトランジスタＱ、を駆
動する。出力２の出力が、入力電圧、負荷変動により低
下しようとすると、制御部２よりオン、オフ比の大なる
駆動信号が発生され、この結果、スイッチングトランジ
スタＱ、のオン、オフ比も大となるから、出力の低下が
防止される。また逆の場合も同様に動作し、出力２の出
力電圧は高精度に安定化される。

抵抗Ｒ４による出力２の電流、スイッチングトランジス
タに流れる電流を検出するカレントトランスＣＴによる
１次電流も制御部２へ帰還され、何らかの原因で所定値
を越えた場合、前述のオン。

オフ比を低下させ、過電流保８貫動作を行う。

一方、出力１には帰還による安定化動作は無いが、トラ
ンスＴ、のクロスレギユレーション効果により、略安定
化された出力電圧が得られる。

第２図の例では略安定化された出力を１つとしたが、２
次巻線、整流平滑回路等を増幅する事により３出力、４
出力も容易に実現可能である。

この様に構成された電源は、従来の商用電源をトランス
で降圧し、整流、平滑、安定化を行うドロッパ一方式の
電源に比較し、逼かに小型、低コスト化が可能であるの
で、使用の頻度が高まっている。特にシーケンス、プロ
セス制御に筋精度の電源を要し、またモータ、クラッチ
、ソレノイド。

高圧電源等比較的精度は要しないが、高容量を必要とす
る複写機等ＯＡ機器の電源に適しており、その傾向は著
しい。

複写機の例ではマイクロコンピュータ等ＬＳＩ、ＩＣ、
トランジスタ類でなる制御部へ電源を供給する出力２、
感光体、光学系等を駆動するモーフ類およびクラッチ、
ソレノイド、高圧発生装置等に電源を供給する出力１に
より、複写機用電源が構成される。制御部用電源の出力
２は複写機がどの様な状態にあってもその負荷はほぼ一
定であるので、主として電源の制御部２は入力電圧変動
により出力が変動するのを防止する様スイッチングトラ
ンジスタＱ１のオン、オフ比を変化させ、出力の安定化
を図る。

一方、出力１の駆動用電源は、前述の様に入力変動に対
しては出力２と同様に安定化が図られ、更にトランスＴ
、０１次巻線以前はトランスのクロスレギユレーション
効果により安定化が図られるので、２次巻線以降のη荷
変動のみを受けるだけである、従って出力２に比較して
は劣るが、駆動用としては充分な安定化が得られるので
、従来のドロッパ一方式に比べ、遥かに小型、低コスト
化が可能となる。

しかしながらこの様な多出力スイッチングレギュレータ
においても、次の様な欠点を有している。

今、出力１に定格を越えるピーク電流が一時的に流れた
とすると、スイッチングトランジスタＱ１を流れる電流
もピーク的に増加する。するとこのピーク電流はカレン
トトランスＣＴにより検知され、この情報（よスイッチ
ング電源の制御部２へ過電流情報として帰還されるので
、制御部２はトランジスタＱ１等の破損を防止するため
、スイッチングオン、オフ比であるデユーティを下げる
様動作する。この為、この影響を出力２も受け、出力２
の出力も低下する。ピーク電流に限らず出力１が短絡さ
れた様な場合、出力１と負荷間に接続されたヒユーズ（
図示せず）が溶断するまで出力２の出力も低下してしま
うという不具合がある。

複写機の例で更に説明すると２６次の様になる。

例えば光学系を往復駆動するのに、装置の小型化、安定
化のためサーボモータが用いられているが、このスター
ト時、反転時に短時間で動作安定化を図るため、定常時
の５〜６倍ものピーク電流が必要とされている。またこ
の事は、感光体駆動用モーフ、ＡＤＦ　（自動原稿供給
装置）用モータにも言え、これらのピーク電流が重なっ
た場合多大となり、こうなると、前述の理由により出力
２の出力電圧が低下してしまう恐れがある。

出力２はマイクロコンピュータ、メモリ等よりなる複写
機の制御部へ接続されており、低電圧時の誤動作を避け
るため、一定電圧以下となった場合、システムリセット
状畑となる様構成され一ζいるので、出力２が低下した
場合、今までのコピー枚数や希望コピー枚数の情￥長が
すべてキャンセルされてしまう。この為コピー速度は下
がるがやむをえずタインミングをずらすとか、ＤＣ電源
の容量を大きくする必要が有り、小型化、低コスト化の
妨げとなっていた。

（目的） 本発明の目的はこの様な欠点を解決し、１つの出力に、
過渡的にピーク電流が流れても他の出力に影響を与えな
い、複写機等に好適な、多出力スイッチング電源を供給
する事にある。

（構成） そのため本発明では、複数の２次巻線を備えたフォワー
ドコンバータスイッチング電源において、更にもう１つ
の２次巻線を設け、その出力をコンデンサーインプット
型整流回路で整流し、帰還系出力により低めに設定され
た安定化回路を介し、帰還系出力に接続する事を特徴と
するものである。

以下本発明の一実施例を第１図に基づき説明する。尚、
従来例と同一個所は同一符号とする。

本実施例においては、１次巻線ｎ１、出力１、出力２用
２次巻線ｎ２．ｎ３とは別に２次巻′４！Ａｎ　４を設
け、この出力をダイオードＤ６、コンデンサＣ６により
整流平滑し、その出力を３端子レギュレータ等安定化回
路３で定電圧化し、ダイオードＤ、を介して、出力２に
接続したものである。尚、安定化回路３の出力は、出力
２の定格出力電圧とダイオードＤ、の順方向電圧の和よ
り僅かに低めに調整されている。

従って正常出力時（出力１．出力２が定格出力時）、巻
１ＩＡｎ：ｌによる出力の方がｎ４からの出力より高め
となっているので、ｎ４には殆ど電流が流れず、従来例
と同じ動作を行う。しかし、出力２の負荷に異常が発生
したとか、ピーク電流が重なりスイッチングトランジス
タＱ１に流れる電流が増加し所定値以上になった場合、
カレン））ランスＣＴにより、この情報が制御部２へ帰
還され、この電流を一定値以下に抑えるよう制御部２は
スイッチングオン、オフ比を下げるよう動作する。

これに従い、出力２の出力も下がり始めるが、巻線ｎ４
、ダイオードＤ６、コンデンサＣ６からなるコンデンサ
インプット整流回路出力電圧は、スイッチングトランジ
スタＱ、のオン、オフ比と関係なく、略１次巻線ｎ１と
ｎ４のＳ数比で決定される値を出力するので、２次ｅ線
ｎ　、よりの出力が低下し始めると、２次巻’！ｔＭ　
ｎ　４よりの出力が安定化回路３、ダイオードＤ、を介
して出力２の負荷へ一定電圧を供給する事が可能となる
。

複写機の例で再び説明すると、モータのピークＴ４流の
重なり等で１次側の過電流検知装置が動作しても、出力
２の出力電圧の落ち込みは極少であるので、この電源を
供給されている複写機の制御部はシステムリセットの信
号を発生する様な事はない。

従って、従来例に見られたコピー枚数等の情輻がキャン
セルされる様な不都合は発生しない。

第３図に出力１の出力電流および出力２の出力電圧、安
定化回路３の出力電圧の関係を示す、（ａ）は出力１の
出力電流、（ｂ）は従来例における出力２の出力電圧、
（Ｃ）は本発明における出力２の出力電圧、（ｄ）は安
定化回路出力電圧である。

（効果） 本発明は以上述べた通りのものであり、本発明に係る多
出力スイッチングレギュレータによれば、更に１つの別
巻線を設け、その出力を異常時のみ１つの出力に供給す
る事が可能となるので、他の出力が異常でも安定した出
力を容易に得る事が可能となり、ピーク電流を必要とす
る負荷を備えた複写機等の誤動作の防止が可能となる。

本実施例ではコンバータ用トランスＴ１に２次巻線を付
加する構成で説明したが、補助電源用トランス１゛２に
２次巻線を追加する事により、同様な効果を得る事も可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る多出力スイッチングレ
ギュレータの回路図、第２図は従来例に係る同、回路図
、第３図は各部のタイミングチャートである。 ｎｓ　＋　　Ｄｂ　＋　　Ｃｈ・・・コンデンサーイン
プット型整流回路構成素子。 第１図 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の２次巻線を有するトランスの１次巻線に流
   れる電流をスイッチング素子でオン、オフし、各２次巻
   線に誘起される電圧を整流平滑し、複数の直流出力を得
   ると共に、この直流出力の内の１つを基準値と比較し、
   前記スイッチング素子のオン、オフ比を制御する事によ
   り複数の安定化出力を得るフオワード型多出力スイッチ
   ングレギュレータにおいて、更にもう１つの２次巻線を
   設け、その出力をコンデンサインプット型整流回路で整
   流平滑し、その出力をコンデンサインプット型整流回路
   で整流平滑し、その出力を前記出力の内の１つに接続し
   た事を特徴とする多出力スイッチングレギュレータ。
2. （２）前記コンデンサインプット型整流回路出力を定電
   圧化した後、ダイオードを介して前記出力の内基準値と
   比較する出力に接続する事を特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の多出力スイッチングレギュレータ。
3. （３）前記コンデンサインプット型整流回路出力を定電
   圧化した値は、基準値と比較された出力と同じまたは低
   めに設定されている事を特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載の多出力スイッチングレギュレータ。
4. （４）複数の２次巻線を有するトランスの１次巻線に流
   れる電流をスイッチング素子でオン、オフし、各２次巻
   線に誘起される電圧を整流平滑し、複数の直流出力を得
   ると共に、この直流出力の内の１つを基準値と比較し、
   前記スイッチング素子のオン、オフ比を制御する事によ
   り複数の安定化出力を得るフオワード型多出力スイッチ
   ングレギュレータにおいて、スイッチング素子に流れる
   電流を検出し、所定値を越えた時、スイッチング素子の
   オン、オフ比を制御し、過電流保護を行う事を特徴とす
   る多出力スイッチングレギュレータ。