JPH05199746A - 絶縁型電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力電圧のフィードバックを特性劣化の可能
性のあるホトカプラを使用せずに、パルストランスによ
るスイッチング動作でフィードバックを行い出力電圧の
安定化を精度よく行う絶縁型電源回路を得る。 【構成】 出力端子間にパルストランス９の一次巻線と
トランジスタ１０を直列に接続し、このトランジスタ１
０のベースをベース抵抗１１を介して環流ダイオード６
のアノード側に接続する。パルストランスの二次側は信
号整流ダイオード１３と信号平滑コンデンサ１４による
直流変換後、補償用ダイオード１８によって信号整流ダ
イオード１３の順方向電圧降下分を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば宇宙用の絶縁型電
源回路に関し、その出力電圧をパルストランスを用い、
一次側の制御回路にフィードバックして出力電圧の安定
化を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】絶縁型電源回路としては従来より図３に
示すようなものが知られている。図において、１はスイ
ッチ素子、２はパワートランス、３は駆動回路、４は制
御回路、５は整流ダイオード、６は環流ダイオード、７
はチョークコイル、８は平滑コンデンサ、１９はシャン
トレギュレータ、２０、２１は出力電圧を分割する抵
抗、２２は電流制限抵抗、２３はホトカプラである。

【０００３】次に動作について説明する。直流電圧をス
イッチング素子１でスイッチングするとパワートランス
２を介して二次側へ電力が伝送され、スイッチング素子
１が導通時は整流ダイオード５を通じて、またスイッチ
ング素子１が非導通時は環流ダイオード６を通じてチョ
ークコイル７に連続的に電流が流れ、平滑コンデンサ８
で再び直流電圧に平滑されて負荷に供給される。この出
力電圧はスイッチング素子の導通する時比率によって制
御されるが、この制御は出力電圧を分割する抵抗２０、
２１の分割点の電圧を検出するシャントレギュレータ１
９によって内部基準電圧と比較され、電流制限抵抗２２
を通じてホトカプラ２３の発光ダイオードに電流を流
す。するとホトカプラ２３の受光トランジスタ側には出
力電圧に応じたレベルの直流電圧が検出され、制御回路
４はこの電圧レベルで時比率制御を行い、駆動回路３を
介してスイッチング素子１を駆動する。この動作によっ
て出力電圧の安定化が図られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の絶縁型電源回路
は以上のように構成されており、出力電圧のフィードバ
ックはホトカプラのリニア動作によって行われているた
め、ホトカプラの特性劣化、特に宇宙環境下における放
射線劣化で正常なフィードバックができなくなる可能性
があった。

【０００５】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、特性劣化の可能性のあるホトカ
プラを使用せずに一次二次間の絶縁を確保しつつ、出力
電圧フィードバックを行うことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる絶縁型
電源回路は、ホトカプラとシャントレギュレータとから
なるフィードバック回路のかわりに、トランジスタとパ
ルストランスで出力電圧のスイッチングを行い、パルス
トランスの二次側にダイオードとコンデンサ、抵抗とか
らなる整流回路を設けたものである。

【０００７】

【作用】この発明においては、スイッチング素子のスイ
ッチングに同期して二次側でもトランジスタのスイッチ
ングを行い、パルストランスを介して一次側へ出力電圧
レベルを送信する。これによって制御回路で時比率制御
を行い出力電圧の安定化を図る。

【０００８】

【実施例】実施例１．以下この発明の実施例を図１で説
明する。図１において、１〜８は上記従来の装置と同一
のものである。９はパルストランス、１０はトランジス
タ、１１はベース抵抗、１２はゼナーダイオード、１３
は信号整流ダイオード、１４は信号平滑コンデンサ、１
５は抵抗、１６はバイアス電源、１７は電流制定抵抗、
１８は補償用ダイオードである。

【０００９】次に動作について説明する。図１中１〜９
までは従来の回路と同様の動作であり、パワートランス
２の二次側の各部の波形を図２に示す。出力端子間にパ
ルストランス９の一次巻線とトランジスタ１０を直列に
接続し、このトランジスタ１０のベースをベース抵抗１
１を介して環流ダイオード６のアノード側へ接続する。
負荷のＲＴＮ側を基準とした時の平滑チョークコイルの
電圧Ｖ３は図２に示すような波形となるため、トランジ
スタ１０は一次側のスイッチング素子のオン・オフに同
期してスイッチングを行う。なお、パルストランス９の
励磁エネルギーはゼナーダイオード１２によって吸収さ
れ、スイッチングのオフの間にパルストランス９はリセ
ットされる。このスイッチング動作によってパルストラ
ンス９の二次側へ出力電圧信号が伝送される。伝送され
た信号は信号整流ダイオード１３、信号平滑コンデンサ
１４によって直流レベルに変換される。１５の抵抗は周
波数特性の調整を行うためのものである。信号平滑コン
デンサ１４の両端の電圧レベルは信号整流ダイオード１
３の順方向電圧降下分を含んでいるため、バイアス電源
１６から電流制定抵抗１７を介し制御回路４のＲＴＮ側
へ補償用ダイオード１８経由で電流を流すことで信号整
流ダイオード１３の順方向電圧降下分を相殺する。

【００１０】以上の動作により制御回路４へフィードバ
ックされる電圧レベルはパルストランス９の巻数比によ
っても異なるが、仮に巻数比が１：１であればフィード
バック電圧は出力電圧と一致し、このフィードバック電
圧によって電圧安定化の制御を行う。

【００１１】

【発明の効果】以上のように、この発明においてはスイ
ッチング素子のオン・オフに同期して二次側でスイッチ
ング動作を行い、パルストランスを利用して二次側と絶
縁を保ちつつ一次側で直接出力電圧の検出ができるた
め、出力電圧の安定化制御が精度よく行えるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す絶縁型電源回路の構
成を示す図である。

【図２】この発明の実施例の各部の波形とスイッチング
素子及びトランジスタの状態を示す図である。

【図３】従来の絶縁型電源回路の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ スイッチ素子 ２ パワートランス ３ 駆動回路 ４ 制御回路 ５ 整流ダイオード ６ 環流ダイオード ７ 平滑チョークコイル ８ 平滑コンデンサ ９ パルストランス １０ トランジスタ １１ ベース抵抗 １２ ゼナーダイオード １３ 信号整流ダイオード １４ 信号平滑コンデンサ １５ 抵抗 １６ バイアス電源 １７ 電流制定抵抗 １８ 補償用ダイオード １９ シャントレギュレータ ２０ 分割抵抗１ ２１ 分割抵抗２ ２２ 電流制限抵抗 ２３ ホトカプラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流入力をスイッチングするスイッチン
   グ素子と、一次巻線に前記スイッチング素子を直列に接
   続するパワートランスと、このパワートランスの二次巻
   線に前記スイッチング素子の導通時に導通するよう接続
   された整流ダイオードと、前記パワートランスの二次巻
   線の前記整流ダイオードの接続されていないもう一端か
   ら負荷に至るエネルギー伝送ラインに直列に入る平滑チ
   ョークコイルと、前記スイッチング素子が非導通時に、
   前記の平滑チョークコイルに蓄積されたエネルギーを放
   出させる環流ダイオードと、負荷に並列に入り電圧平滑
   を行う平滑コンデンサと、前記スイッチング素子を駆動
   する駆動回路と、この駆動回路に駆動制御信号を与える
   制御回路とからなる絶縁型電源回路において、出力電圧
   をスイッチングするトランジスタと、一次巻線に前記ト
   ランジスタを直列に接続するパルストランスと、前記ト
   ランジスタのベースと前記環流ダイオードのアノード側
   との間に挿入されるベース抵抗と、前記トランジスタの
   コレクタ・エミッタ間に並列に接続され前記パルストラ
   ンスの励磁エネルギーを吸収するゼナーダイオードと、
   前記パルストランスの二次巻線に前記トランジスタの導
   通時に導通するよう接続された信号整流ダイオードと、
   この信号整流ダイオードのカソード側に前記パルストラ
   ンスの出力をピークホールドするよう接続された信号平
   滑コンデンサと、この信号平滑コンデンサに並列に接続
   された抵抗と、前記パルストランスの二次巻線で前記信
   号整流ダイオードが接続されていない側の端子にアノー
   ドを接続し、前記制御回路のＲＴＮ側にカソードを接続
   した補償用ダイオードと、このダイオードのアノード側
   に接続された抵抗と、この抵抗のもう一端が接続される
   バイアス電源とから構成され、前記パルストランスを介
   して前記信号平滑コンデンサの電圧を制御回路にフィー
   ドバックして電圧安定化を図ることを特徴とする絶縁型
   電源回路。