(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスを有し、前記トランスの１つの二次側巻線から供給される交流電力に基づいて単一極性の直流電圧を生成する直流電圧生成回路を備える電源に接続される電源のダミー回路であって、
前記二次側巻線から供給される交流電力に基づいて、前記直流電圧生成回路が出力する直流電圧とは逆極性の直流電圧を生成する逆極性直流電圧生成手段と、
前記直流電圧生成回路の出力端子と前記逆極性直流電圧生成手段の出力端子との間に接続された少なくとも１つの疑似負荷と
を設けたことを特徴とする電源のダミー回路。
【請求項２】
電源の出力に接続される電源のダミー回路であって、
前記電源の出力端子に接続される疑似負荷のインピーダンスを前記電源の出力電圧の違いに対応して変更する疑似負荷制御手段を設け、
前記疑似負荷は、
第１抵抗とトランジスタと第２抵抗の直列回路から構成され、
前記疑似負荷制御手段は、
前記電源の出力電圧に反比例する制御電圧と、一定の電圧を生成する定電圧発生回路から出力される基準電圧との差分を増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力を増幅する演算増幅器とを備え、
さらに、前記演算増幅器の出力が前記トランジスタのベースに接続されている
ことを特徴とする電源のダミー回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源のダミー回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電源の出力には抵抗器などで構成されるダミー回路が接続される。このダミー回路は、電源内部に設けられる平滑コンデンサの放電用、並びに出力電圧の安定化のために利用される。
すなわち、負荷に流れる電流が非常に小さいときには、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するためにダミー回路に電流を流す必要がある。また、負荷電流が小さいときには負荷電流の変化に伴って電源の出力電圧が変動する傾向があるので、ダミー回路を用いて常に電源の出力にある程度大きい電流を流す必要がある。
【０００３】
従来より、ダミー回路としては抵抗器が用いられ、図８に示すように電源装置の出力端子に抵抗器が接続される。従って、負荷が接続されていない場合であっても、電源装置からダミー回路の抵抗器に電流が常時流れる。
【０００４】
ダミー回路を接続しない場合には、電源の出力電圧は例えば図９に示すような変化を示す。すなわち、負荷の変化に伴って出力電流が小さくなると出力電圧に大きな変動が生じる。特に、出力電圧が低い場合にその変動が顕著になる。
そこで、ダミー回路を用いて図９に点線で示すレベルのダミー電流を常に流しておけば、負荷が変動しても出力電圧の変動を抑制することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のダミー回路を用いる場合、ダミー回路の抵抗器に流れるダミー電流及びそれが消費するダミー電力は、電源装置の出力電圧の変化に伴って図１０のように変化する。
すなわち、電源装置の出力電圧が大きくなるとダミー回路が消費するダミー電力は急激に増大する。しかし、ダミー回路が消費する電力は無駄になるので、ダミー電力が大きくなると電源装置の損失が増大し電力効率の低下につながる。
【０００６】
本発明は、電源装置の電圧変動を抑制するとともに損失の増大を抑制可能な電源のダミー回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、トランスを有し、前記トランスの１つの二次側巻線から供給される交流電力に基づいて単一極性の直流電圧を生成する直流電圧生成回路を備える電源に接続される電源のダミー回路であって、前記二次側巻線から供給される交流電力に基づいて、前記直流電圧生成回路が出力する直流電圧とは逆極性の直流電圧を生成する逆極性直流電圧生成手段と、前記直流電圧生成回路の出力端子と前記逆極性直流電圧生成手段の出力端子との間に接続された少なくとも１つの疑似負荷とを設けたことを特徴とする。
請求項１においては、単一極性の直流電圧を出力する電源装置に本発明を適用する場合を想定している。逆極性直流電圧生成手段は、前記直流電圧生成回路が出力する直流電圧とは逆極性の直流電圧を生成する。疑似負荷は、前記直流電圧生成回路の出力端子と前記逆極性直流電圧生成手段の出力端子との間に接続される。
従って、前記直流電圧生成回路の出力端子に現れる第１の電圧と前記逆極性直流電圧生成手段の出力端子に現れる第２の電圧とを加算した電圧が疑似負荷に印加される。（００１２から転記）
【００１１】
請求項２は、電源の出力に接続される電源のダミー回路であって、前記電源の出力端子に接続される疑似負荷のインピーダンスを前記電源の出力電圧の違いに対応して変更する疑似負荷制御手段を設け、前記疑似負荷は、第１抵抗とトランジスタと第２抵抗の直列回路から構成され、前記疑似負荷制御手段は、前記電源の出力電圧に反比例する制御電圧と、一定の電圧を生成する定電圧発生回路から出力される基準電圧との差分を増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力を増幅する演算増幅器とを備え、さらに、前記演算増幅器の出力が前記トランジスタのベースに接続されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２においては、疑似負荷制御手段が疑似負荷のインピーダンスを電源の出力電圧の違いに対応して自動的に変更する。すなわち、疑似負荷を構成するトランジスタのインピーダンスが、前記演算増幅器の出力によって変化する。
【００１４】
図９に示すように、電源の出力電圧を安定化するためには出力電圧が低くなるに従って大きなダミー電流が必要になる。従って、出力電圧の可変範囲の下限値ＶＬにおいて規定以上のダミー電流ＩＬを流す必要がある。しかし、出力電圧が大きいときに必要とされるダミー電流はＩＬより小さくてもかまわない。
そこで、電源の出力電圧の違いに対応して疑似負荷のインピーダンスを変更すれば、例えば図６に示すような特性を得ることができる。従って、出力電圧が大きい場合のダミー電力の増大を抑制できる。
【００１５】
さらに、請求項２においては、トランジスタを用いて疑似負荷を構成するので、出力電圧の変化に伴って疑似負荷のインピーダンスを連続的に変更することが可能になる。また、インピーダンスの切替のためにスイッチなどを設ける必要がない。
【００１６】
請求項２おいては、前記出力電圧のレベル変化にほぼ反比例して変化する制御電圧を生成する。
そこで、前記制御電圧を用いて前記疑似負荷のインピーダンスを制御することにより、出力電圧の変化に反比例するようにダミー電流の大きさを変化させることが可能になる。
【００１７】
請求項２においては、出力電圧の変化に対して線形に変化し、出力電圧の増大に伴って減少し、出力電圧の減少に伴って増大する制御電圧を生成することができる。この制御電圧を用いて前記疑似負荷のインピーダンスを制御することにより、出力電圧の変化に対応してダミー電流の大きさを変化させることが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（本発明に関連する第１の電源のダミー回路）
本発明に関連する第１の電源のダミー回路について、図１を参照しながら説明する。
【００２２】
図１に示す電源の出力回路は、正極性の直流電圧を生成する回路と、負極性の直流電圧を生成する回路とを備えている。
すなわち、トランス１０の二次側巻線１２に現れる交流電圧は、整流回路４１で整流され、平滑回路４２で平滑されて正極性の直流電圧として出力端子２２に出力される。
【００２３】
また、トランス３１の二次側巻線３３に現れる交流電圧は、整流回路４３で整流され、平滑回路４４で平滑されて負極性の直流電圧として出力端子２４に現れる。
出力端子２２の電圧Ｖ＋はアースである出力端子２３に対して正極性になり、出力端子２４の電圧Ｖ−は出力端子２３に対して負極性になる。
【００２４】
トランス１０の一次側巻線１１にスイッチング回路を介して電力を供給し、スイッチングデューティを制御することにより、出力端子２２の電圧Ｖ＋を図９に示す出力電圧と同様に変更することができる。
【００２５】
出力端子２４の電圧Ｖ−についても同様に変更できるが、この例では電圧Ｖ−をあるレベルに固定して使用することを想定している。
ダミー電流を流さない場合には、図９の例と同様に、出力端子２２から図示しない負荷に流れる出力電流が小さくなると、電流の変動に伴って出力端子２２の電圧Ｖ−が大きく変動する。
【００２６】
そこで、ダミー電流を流すために疑似負荷２６が設けてある。図１の例では、疑似負荷２６の両端は正極性の出力端子２２及び負極性の出力端子２４に接続してある。従って、疑似負荷２６の端子間には（Ｖ＋）の電位差と（Ｖ−）の電位差とを加算した電圧が印加される。
この例では、疑似負荷２６としてインピーダンスが固定の抵抗器を用いることを想定している。従って、疑似負荷２６に流れるダミー電流の大きさはそれに印加される電圧に比例して図５に示すように変化する。
【００２７】
図９に示すように、出力電圧を安定化するためには出力電圧が低くなるに従って大きなダミー電流が必要になる。従って、出力電圧の可変範囲の下限値ＶＬにおいて規定以上のダミー電流を流す必要がある。
下限値ＶＬで規定のダミー電流ＩＬを流すように疑似負荷２６のインピーダンスを定める場合、出力電圧の変化に対するダミー電流の変化は図５の特性Ｘ１で表される。また、従来のダミー回路の特性はＸ２で表される。
【００２８】
図５に示すように、特性Ｘ１は特性Ｘ２よりも傾きが大きく、出力電圧の上昇に対するダミー電流の変化が小さい。従って、図１のダミー回路におけるダミー電流の最大値ＩＨ１は従来の最大値ＩＨ２よりも十分に小さくなり、ダミー回路における損失は大幅に低減される。
（第１の実施の形態）
図２は、本発明の第１の実施の形態を示す電気回路図であり、図２を参照しながら説明する。この形態は、請求項１に対応する。図２は、この形態の電源のダミー回路を含む電源の出力回路の構成を示す電気回路図である。
【００２９】
この形態は、本発明に関連する第１の電源のダミー回路の変形例である。図２において、図１と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。構成及び動作が同一の部分については、以下の説明を省略する。
この形態では、請求項１の直流電圧生成回路，逆極性直流電圧生成手段及び疑似負荷は、それぞれ整流回路４１，負電圧生成回路２７及び疑似負荷２６に対応する。
【００３０】
この形態では、図２に示すように、単一の極性の直流電圧を出力する電源に対して本発明を適用する場合を想定している。すなわち、トランス１０の二次側巻線１２に現れる交流電圧は、整流回路４１で整流され、平滑回路４２で平滑されて正極性の直流電圧として出力端子２２に出力される。
そこで、疑似負荷２６の一端に印加される負極性の電圧Ｖ−を生成するために、負電圧生成回路２７が設けてある。負電圧生成回路２７はダイオード２８及びコンデンサ２９で構成されている。
【００３１】
また、整流回路４１のダイオード１４と負電圧生成回路２７のダイオード２８とは、互いに逆極性で二次側巻線１２の一端に共通に接続されている。
従って、図１の場合と同様に、疑似負荷２６には出力端子２２の電圧Ｖ＋と負電圧生成回路２７が出力する電圧Ｖ−との電位差に対応する電圧が印加され、疑似負荷２６に流れるダミー電流は図５に示す特性Ｘ１のように変化する。
【００３２】
（本発明に関連する第２の電源のダミー回路）
本発明に関連する第２の電源のダミー回路について、図３を参照しながら説明する。図３は本発明に関連する第２の電源のダミー回路の構成を示す電気回路図である。
【００３３】
例えば、図３に示すダミー回路を図１に示す電源の疑似負荷２６の代わりに接続する場合には、図３の端子５０ａ及び５０ｂは、それぞれ図１の出力端子２２及び２３に接続される。
図３に示すダミー回路は、疑似負荷５１，演算増幅器５５及び演算回路５６を備えている。また、疑似負荷５１はトランジスタ５２抵抗器５３及び５４で構成されている。
【００３４】
疑似負荷５１におけるトランジスタ５２のインピーダンスは、演算増幅器５５のプラス側の入力に印加される制御電圧Ｖｙの大きさに応じて決定される。
演算回路５６は、入力の逆数のレベルを演算して出力する回路である。演算回路５６の入力には、端子５０ａの電圧Ｖｏ、すなわち電源の出力電圧が印加される。すなわち、演算回路５６の入力電圧をＶｉｎで表すと、演算回路５６の出力に現れる制御電圧Ｖｙは（Ｋ／Ｖｉｎ）になる（Ｋは定数）。
【００３５】
従って、電源の出力電圧が増大すると、逆に制御電圧Ｖｙのレベルが低下し、トランジスタ５２のインピーダンスが増大するので、疑似負荷５１に流れるダミー電流は減少する。
反対に、電源の出力電圧が低下すると、制御電圧Ｖｙのレベルが増大し、トランジスタ５２のインピーダンスが減少するので、疑似負荷５１に流れるダミー電流が増大する。
【００３６】
すなわち、疑似負荷５１に流れるダミー電流は図６に示すような特性に従って変化する。図６に示すように、出力電圧が低いときには十分に大きいダミー電流が流れるが、出力電圧の増大に伴ってダミー電流が減少するので、ダミー電力の増大を抑制できる。
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について、図４を参照しながら説明する。この形態は、請求項２に対応する。図４はこの形態の電源のダミー回路の構成を示す電気回路図である。
【００３７】
この形態は、本発明に関連する第２の電源のダミー回路の変形例である。図４において、図３と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。構成及び動作が同一の部分については、以下の説明を省略する。
この形態では、請求項２の疑似負荷は抵抗５３、トランジスタ５２、抵抗５４が対応し、請求項２の差動増幅器は演算増幅器６５が対応し、請求項２の演算増幅器は演算増幅器５５が対応する。
【００３８】
例えば、図４に示すダミー回路を図１に示す電源の疑似負荷２６の代わりに接続する場合には、図４の端子５０ａ及び５０ｂは、それぞれ図１の出力端子２２及び２３に接続される。
図４に示すダミー回路は、疑似負荷５１，演算増幅器５５，ツェナーダイオード６２，演算増幅器６５，抵抗器６１，６３及び６４を備えている。また、疑似負荷５１はトランジスタ５２抵抗器５３及び５４で構成されている。
【００３９】
疑似負荷５１におけるトランジスタ５２のインピーダンスは、演算増幅器５５のプラス側の入力に印加される制御電圧Ｖｙの大きさに応じて決定される。
演算増幅器６５は差動増幅回路を構成している。この差動増幅回路のプラス側の入力には、ツェナーダイオード６２が生成する一定の直流電圧Ｖｒｅｆが印加される。また、前記差動増幅回路のマイナス側の入力には、端子５０ａの電圧Ｖｏ、すなわち電源の出力電圧が印加される。
【００４０】
演算増幅器６５の出力に現れる制御電圧Ｖｙは、出力電圧Ｖｏに応じて図７に特性のように変化する。
従って、電源の出力電圧が増大すると、逆に制御電圧Ｖｙのレベルが低下し、トランジスタ５２のインピーダンスが増大するので、疑似負荷５１に流れるダミー電流は減少する。
【００４１】
反対に、電源の出力電圧が低下すると、制御電圧Ｖｙのレベルが増大し、トランジスタ５２のインピーダンスが減少するので、疑似負荷５１に流れるダミー電流が増大する。
すなわち、疑似負荷５１に流れるダミー電流は図６の点線で示すような特性に従って変化する。図６の点線で示すように、出力電圧が低いときには十分に大きいダミー電流が流れるが、出力電圧の増大に伴ってダミー電流が減少するので、ダミー電力の増大を抑制できる。
【００４２】
なお、図３及び図４に示すダミー回路の疑似負荷５１は、図１及び図２に示す疑似負荷２６の代わりに、正極性の電圧が現れる出力端子２２及び負極性の電圧が現れる出力端子２４に接続して使用することもできる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、電源の出力電圧が高いときのダミー電流を従来に比べて抑制することができる。従って、ダミー電力の増大を抑制でき、電源の効率を改善するのに効果的である。また、疑似負荷の小型化が可能であり疑似負荷の冷却に必要であった空間を不要にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関連する第１の電源のダミー回路を含む電源の出力回路の構成を示す電気回路図である。
【図２】第１の実施の形態の電源のダミー回路を含む電源の出力回路の構成を示す電気回路図である。
【図３】本発明に関連する第２の電源のダミー回路の構成を示す電気回路図である。
【図４】第２の実施の形態の電源のダミー回路の構成を示す電気回路図である。
【図５】電源の出力電圧とダミー電流との関係を示すグラフである。
【図６】電源の出力電圧とダミー電流との関係を示すグラフである。
【図７】電源の出力電圧Ｖｏと制御電圧Ｖｙとの関係を示すグラフである。
【図８】従来のダミー回路を示すブロック図である。
【図９】電源の出力電圧と出力電流との関係を示すグラフである。
【図１０】電源の出力電圧とダミー電流及びダミー電力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０，３１  トランス
１１，３２  一次側巻線
１２，３３  二次側巻線
１４，１５，１８，１９  ダイオード
１６，２０  チョークコイル
１７，２１  コンデンサ
２２，２３，２４  出力端子
２６  疑似負荷
２７  負電圧生成回路
２８  ダイオード
２９  コンデンサ
４１，４３  整流回路
４２，４４  平滑回路
５０ａ，５０ｂ  端子
５１  疑似負荷
５２  トランジスタ
５３，５４，６１，６３  抵抗器
５５，６５  演算増幅器
５６  演算回路
６２  ツェナーダイオード
【図１】
0003633891.tif 000002
【図２】
0003633891.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003633891.tif 000008
【図８】
0003633891.tif 000009
【図９】
0003633891.tif 000010
【図１０】
0003633891.tif 000011