JPS5932211Y2

JPS5932211Y2 - 断続制御直流安定化電源回路

Info

Publication number: JPS5932211Y2
Application number: JP12627182U
Authority: JP
Inventors: 昌彦小澤
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 1982-08-19
Filing date: 1982-08-19
Publication date: 1984-09-10
Also published as: JPS58156390U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、出力制限回路をもつ断続制御直流安定化電
源回路に関する。

第１図はこの種の従来の断続制御直流安定化電源回路の
構成国を示すもので、同図の１は非安定直流電源である
。

この非安定直流電源１は制御スイッチ繰返２、平滑回路
３を介して負荷４に接続されており、負荷４に現われろ
出力電圧が出力検出回路５によって検出され、その検出
値と基準電圧との誤差が誤差増幅器６により増幅されて
、誤差信号をパルス変調および駆動回路γに送出する。

コレにより、パルス変調および駆動回路γは誤差信号に
見合うパルス巾の信号を制御スイッチ素子２に送出して
、この制御スイッチ素子２を駆動し、制御スイッチ素子
２は負荷４に印加されろ出力電圧を一定になるように制
御する。

制御スイッチ素子２のスイッチ繰返し周波数を一定とし
、導通、非導通の比率変化、すなわち、パルス巾変調と
し、平滑チョークを制御スイッチ素子２と負荷４との間
に入れろ場合、非安定直流電源１の電圧Ｖｉｎ、出力
電圧Ｖｏｕｔにおいて、Ｖｏｕを導通比τはτ−であり、τＸＶｉｎを一定ｉｎとするように制御することにより、定電圧を得ている。

このような断続制御直流安定化電源回路は能動素子とし
て、制御スイッチ素子２を使用しているため、出力を安
定化するための損失は少なく、出力可変中が広い。

すなわち、上記の場合、τが零から１までの間、出力は
零ボルトからＶｉｎまで可変となる。

そして、零からＶｉｎまで任意な出力電圧を低損失に
て得ることができろため、一般的に電源トランスを介さ
ずに商用交流電源を整流平滑して、非安定直流電源１の
電圧とし、任意な出力電圧を得ろ場合が多い。

しかしながら、負荷４に対する印加電圧には上附直があ
り、許容されろ負荷電圧を越えないように調整に細心の
注意を払う必要がある。

また、いかに注意しても、誤差増幅器用のトランジスタ
のコレクタ、エミッタ短絡などの異状によって、出力が
上昇してしまう状況は防ぎようがなく、高出力により負
荷４を破壊したり、ストレスを残したりすることがしば
しば発生していた。

これに対し、出力と接地間にバリスタなどを入れろこと
も行なわれたが、過電流により安定化電源回路自身が破
壊されるに至る。

このように、従来の断続制御直流安定化電源回路は出力
可変の容易さをもつ反面、調整が困難であるとともに、
異状動作により出力が大巾に変化しすぎろ欠点があった
。

この考案は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、出力電圧制限回路を新たに追加することにより
、出力電圧の上限を定めろとともにこの出力電圧にて安
定化するようにパルス変調の匍脚を行なうようにして、
誤差増幅器のトランジスタの短絡などにより出力電圧を
大巾に上昇させろような事態を排除でき、しかも電源回
路に負担をかげることなく、負荷の破壊やストレスの残
留を除去できろ断続制御直流安定化電源回路を提供する
ものである。

次に、この考案の断続制御直流安定化電源回路の実施例
について図面に基づき説明すれば、第２図はその一実施
例を示す回路図であり、この第２図において第１図と同
一部分は同一符号を付して述べることにすると、非安定
直流電源１は匍脚スイッチ素子２、平滑回路３を介して
負荷４に接続されて、負荷４に一定電圧を供給するよう
になっており、この点に関しては第１図の場合と同様で
ある。

負荷４に供給される出力電圧は検出回路５によって検出
されろが、この検出回路５は第２図より明らかなように
、出力端子８と接地間を抵抗９および可変抵抗１０にて
分割するようになっており、出力端子８は負荷４の一端
、すなわち、平滑回路３の出力側と負荷４の一端間に接
続されている。

抵抗９および可変抵抗１０との接続点はトランジスタ１
１０ベースに接続されている。

このトランジスタ１１は誤差増幅器６の主体をなすもの
であり、そのエミッタは抵抗１２を経て上記出力端子８
に接続されているとともに定電圧ダイオード１３を介し
て接地されている。

トランジスタ１１のコレクタは抵抗１４を経てパルス変
調および駆動回路Ｔのトランジスタ２１０ベースに接続
され、このベースにはコンデンサ２９が接続されて（・
ろ。

コンデンサ２９はパルス巾変調する場合の定周波鋸歯状
波カンプリングコンデンサである。

一方、符号１５は出力電圧制限回路であり、この考案に
より新たに付加された回路であって、上記出力端子８と
接地間に直列に出力電圧検出用抵抗１６．１７が接続さ
れ、両出力電圧検出用抵抗１６と１γとの接続点はスイ
ッチ用定電圧ダイオード１８を経て制御用トランジスタ
１９０ベースに接続されている。

トランジスタのエミッタは接地され、コレクタは抵抗２
０を経て上記パルス変調および駆動回路Ｉのトランジス
タ２１０ベースに接続されている。

上記パルス変調および駆動回路１はトランジスタ２１と
２２を主体にしてシュミソ）ｌ−リガ回路を構成して
おり、トランジスタ２１と２２のエミッタは直結され、
トランジスタ２２のエミッタは抵抗２３を経て接地され
ている。

トランジスタ２１のコレクタは抵抗２４を経て出力端子
８に接続され、このコレクタとトランジスタ２２０ベー
ス間には抵抗２５が接続されており、トランジスタ２２
のベースと接地間には抵抗２６が接続されている。

上記トランジスタ２２は駆動用のトランジスタとして動
作するようになっており、そのコレクタは駆動用トラン
ス２γの１次巻線を経て出力端子８に接続されている。

駆動用トランス２γの２次巻線の両端は端子２８に接続
され、端子２８にはパルス変調および駆動回路γの出力
が誘起され、この出力が制御スイッチ素子２に送出して
、制御スイッチ素子２を駆動するようになっている。

この場合、駆動用トランス２γはパルス変調および駆動
回路１のトランジスタ２１の導通時に制御スイッチ素子
２を導通する極性に接続されている。

次に、以上のように構成されたこの考案の断続制御直流
安定化電源回路の動作について説明する。

まず、検出回路５におけろ抵抗９および可変抵抗１０と
により出力電圧が分割され、その分割電圧は誤差増幅器
６のトランジスタ１１０ベースに印加されて、抵抗１２
と定電圧ダイオード１３の接続点電圧と比較してその誤
差電圧を抵抗１４を通してパルス変調および駆動回路γ
のトランジスタ２１０ベースに印加されろ。

トランジスタ２１０ベースにはコンデンサ９を通して定
周波鋸歯状信号も導入されるようになっており、との鋸
歯状信号の導入ごとにトランジスタ２１がオン動作を繰
返す。

そして、トランジスタ２１の導通時に駆動用トランス２
７が制御スイッチ素子２を導通するように付勢されろ。

この状態において、トランジスタ２１０ベースに、ベー
ス直流電位が上昇する方向に誤差増幅器６の出力側から
上記誤差電圧が与えられろと、その誤差電圧に応じて、
負荷４に現われろ出力電圧が上昇する。

すなわち、可変抵抗１０の値を小さくしてゆくにつれて
、トランジスタ２１の導通比が上昇し、駆動用トランス
２γに印加されろパルス巾が変調され負荷４に供給する
出力電圧が上昇する。

これは、トランジスタ１１のコレクタ、エミッタ短絡な
どの異常動作も同等の結果となる。

また、逆に、トランジスタ２１０ベースの直流電位が下
降する方向に誤差電圧が印加されろと、トランジスタ２
１の導通比が低下して、制御スイッチ素子２の導通比が
小さくなり、負荷４に供給されろ出力電圧が低くなる。

一方、出力電圧制限回路１５では、電圧検出用抵抗１６
，１７の分割点電圧が定電圧ダイオード１８の定電圧値
を越えると、すなわち、出力電圧が所定以上の電圧にな
ると、トランジスタ１９が導通状態になり、誤差増幅器
６の出力側よりパルス変調および駆動回路６のトランジ
スタ２１０ベースに現われろ誤差電圧は抵抗２０および
トランジスタ１９を介して接地されることになる。

これにより、トランジスタ２１によるパルス巾変調を制
御し、１駆動用トランス２γを付勢するパルスの巾も小
さくなり、したがって、制御スイッチ素子２の導通比も
小さくなって、負荷４に供給されろ出力電圧を抵抗９と
可変抵抗１０および定電圧ダイオード１３とによって定
まる一定値に保持する。

また、可変抵抗１０の値を太きくしてゆけば、出力電圧
可変領域に戻すことができろ。

なお、定常動作時の出力電圧検出点と、出力型。

圧制限回路１５の検出点を同一としたが、出力制限に精
度を要しない場合、負荷回路において、印加電圧を検出
できろ別の点においてでもよく、また、上記はパルス巾
変調にて説明を行なったが、パルス繰返し周波数変調で
も同等の結果となる。

また、上記実施例では主として断続電力の平滑チョーク
が負荷と直列に入っているものとして述べたが、平滑チ
ョークをトランス１次巻線として使用した場合も同等で
ある。

以上のように、この考案によれば、従来の断続制御直流
安定化回路に出力電圧制限回路を新たに付加することに
より、出力電圧が所定以上になると、誤差増幅器の出力
である誤差電圧をバイパスするようにして、パルス巾変
調を規制するようにしたので、断続制御直流安定化電源
回路の出力調整器を異常に調整したり、誤差増幅器のト
ランジスタの短絡などにより出力電圧を大巾に上昇させ
ろような事態を排除でき、断続制御直流安定化回路に負
相をかけろことなく負荷の破壊やストレスの残留を除去
できろものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の断続制御直流安定化電源回路のブロック
図、第２図はこの考案の断続制御直流安定化電源回路の
一実施例を示す回路図である。１・・・非安定直流電源、２・・・制御スイッチ素子、
３・・平滑回路、４・・・負荷、５・・・検出回路、６
・・・誤差増幅器、γ・・・パルス変調および駆動回路
、１５・・・出力電圧制限回路、１１，１９，２１，２
２・・・トランジスタ、１３．１８・・・定電圧ダイオ
ード、２γ・・・駆動用トランス。なお、図中同一符号は同一部分または相当部分を示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

負荷に出力される出力電圧と基準電圧との誤差を増幅し
て出力する誤差増幅器、この誤差増幅器からの直流の誤
差電圧と所定の繰返し周波数信号とを入力としてこの誤
差電圧に応じてパルス巾変調を行なうパルス変調および
駆動回路、非安定直流電源の電圧を入力として上記負荷
に一定の出力電圧を供給するために上記パルス巾変調お
よび駆動回路の出力により駆動されてスイッチ作用を行
なう制御スイッチ素子、上記出力電圧を検出しこの出力
電圧の所定の上限値を定めこの上限値になると導通して
上記誤差電圧をバイパスさせろ出力電圧制限回路を備え
、この出力電圧制限回路の導通時に上記上限値で出力電
圧が安定するように上記パルス変調および駆動回路がパ
ルス変調の制御を行なうようにした断続制御直流安定化
電源回路。