(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電圧を検出する電圧検出部と、該電圧検出部による電圧検出値と基準値とを比較する出力電圧制御用の演算増幅器と、該演算増幅器の出力信号に対応してスイッチング制御を行うパルス幅制御回路と、トランスの一次巻線に接続され前記パルス幅制御回路によりオン，オフ制御されるスイッチングトランジスタと、前記トランスの二次巻線に接続した整流平滑回路と、前記トランスの二次巻線に流れる電流を検出する電流検出部と、該電流検出部による電流検出値と他の出力電圧可変電源装置の電流検出値とを比較し、比較出力信号を前記演算増幅器の前記基準値に重畳する電流バランス用の演算増幅器とを含む出力電圧可変電源装置に於いて、
前記出力電圧制御用の演算増幅器の前記基準値を設定するシリーズレギュレータと複数の抵抗とからなる基準電圧回路と、
前記電流バランス用の演算増幅器の出力信号を、前記出力電圧制御用の演算増幅器の前記基準値に重畳するように接続した第１及び第２の抵抗と第１のダイオードとの直列回路と、
前記基準電圧回路の所定電位の点と、前記電流バランス用の演算増幅器の出力端子に接続した前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続点との間に、該接続点の電位を前記所定電位にクランプするように接続した第２のダイオードと
を備えたことを特徴とする出力電圧可変電源装置。
【請求項２】
前記基準電圧回路は、抵抗とシリーズレギュレータとの接続点の電位を基準電圧とする直列回路と、前記シリーズレギュレータを制御する可変抵抗と、前記基準電圧を印加する複数の抵抗の直列回路とを有し、前記直列回路の抵抗分圧点を前記出力電圧制御用の演算増幅器の前記基準値とし、他の抵抗分圧点に、前記電流バランス用の演算増幅器の出力信号を前記第１及び前記第２の抵抗と前記第１のダイオードとの直列回路を介して印加する回路と、前記基準電圧の点を前記基準電圧回路の前記所定電位の点として、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続点との間に、該接続点の電位を前記所定電位にクランプするように接続した第２のダイオードとを有することを特徴とする請求項１記載の出力電圧可変電源装置。
【請求項３】
前記基準電圧回路の基準電圧を、前記出力電圧と比較して、該出力電圧が上昇した時に過電圧アラーム信号を出力する演算増幅器と、前記出力電圧が低下した時に電圧低下アラーム信号を出力する演算増幅器との基準電圧とした構成を有することを特徴とする請求項１又は２記載の出力電圧可変電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング制御により出力電圧の安定化を図り、且つ並列運転時の電流バランスがとれるように、出力電圧を制御する出力電圧可変電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来例の説明図であり、Ｔ１はトランス、Ｑ１はスイッチングトランジスタ、１はパルス幅制御回路（ＰＷＭ）、２は電圧検出部、３は電流検出部、４〜７は演算増幅器、Ｄ１，Ｄ１１，Ｄ１２はダイオード、Ｃ１はコンデンサ、Ｌ１はチョークコイル、ＣＴはカレントトランス、Ｒ１〜Ｒ４，Ｒ８〜Ｒ１２は抵抗、Ｖｒ１，Ｖｒ２は基準電圧、１０は同一構成の出力電圧可変電源装置、ＣＢは電流バランス端子、Ｖｃｃは電源電圧、Ｖｉｎは直流の入力電圧、Ｖｏｕｔは直流の出力電圧を示す。
【０００３】
トランスＴ１の一次巻線にスイッチングトランジスタＱ１を接続し、このスイッチングトランジスタＱ１をパルス幅制御回路１によりオン，オフを制御し、ダイオードＤ１１，Ｄ１２とチョークコイルＬ１とコンデンサＣ１とを含む整流平滑回路により、トランスＴ１の二次巻線の誘起電圧を整流して平滑化し、出力電圧Ｖｏｕｔとして負荷に印加する。又他の出力電圧可変電源装置１０を並列運転して負荷に出力電圧Ｖｏｕｔを印加する場合、電流バランス端子ＣＢを相互に接続する。
【０００４】
又電圧検出部３は、出力電圧Ｖｏｕｔを検出して演算増幅器４に入力し、基準電圧Ｖｒ１を抵抗Ｒ１〜Ｒ３により分圧した値と比較し、差分に対応した出力信号をパルス幅制御回路１に入力する。パルス幅制御回路１は、差分が零となるように、スイッチングトランジスタＱ１のオン期間を制御して、出力電圧Ｖｏｕｔの安定化を図るものである。又基準電圧Ｖｒ１を調整することにより、出力電圧Ｖｏｕｔを所望の値に設定することができる。
【０００５】
又演算増幅器６は、出力電圧Ｖｏｕｔと基準電圧Ｖｒ２とを比較し、出力電圧Ｖｏｕｔが基準電圧Ｖｒ２を超えると、過電圧アラーム信号ＯＶＡを出力する。又演算増幅器７は、出力電圧Ｖｏｕｔと、基準電圧Ｖｒ２を抵抗Ｒ１１，Ｒ１２により分圧した値とを比較し、この分圧値より出力電圧Ｖｏｕｔが低下すると、電圧低下アラーム信号ＵＶＡを出力する。又過電圧アラーム信号ＯＶＡについては、例えば、パルス幅制御回路１に入力して、スイッチングトランジスタＱ１のオン期間を最小とするように制御する。
【０００６】
又カレントトランスＣＴにより負荷に供給する電流を検出して電流検出部２に入力し、電流検出部２からの電流検出値を演算増幅器５に入力する。この電流検出部２は、例えば、カレントトランスＣＴの二次巻線に流れる電流を抵抗により電圧に変換し、その電圧をピーク整流等により直流の検出値として出力する構成を有するものである。又演算増幅器５に接続された抵抗Ｒ８，Ｒ９を同一抵抗値とすると、電流検出部２からの電流検出値と、他の出力電圧可変電源装置１０の電流バランス端子ＣＢからの電流検出値とが同一であると、演算増幅器５の出力信号は０となる。
【０００７】
他の出力電圧可変電源装置１０の電流検出値が大きい場合、演算増幅器５の出力信号は正極性の値となって、抵抗Ｒ４とダイオードＤ１とを介して抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点ａに印加される。それによって、演算増幅器４の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点ｂの分圧電圧が上昇し、パルス幅制御回路１は、出力電圧Ｖｏｕｔを上昇させる方向にスイッチングトランジスタＱ１のオン期間を長くすることになり、それによって、負荷電流を増加することができるから、他の出力電圧可変電源装置１０との電流バランスをとることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来例に於いては、演算増幅器５の出力信号は、入力される電流検出値の差に対応して０〜Ｖｃｃの範囲に変化する。それによって、抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点ａの電位もそれに対応して変化し、演算増幅器４に対する基準電圧としての抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点ｂの電位を上昇させて、パルス幅制御回路１は、スイッチングトランジスタＱ１のオン期間を必要以上に長くし、出力電圧Ｖｏｕｔを上昇させて過電圧状態となる場合がある。即ち、並列運転時の安定性に問題があった。
【０００９】本発明は、出力電圧可変電源装置に於いて、出力電圧と比較する基準電圧が必要以上に上昇しないように制御して、出力電圧の安定化及び電流バランスを図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の出力電圧可変電源装置は、図１を参照して説明すると、（１）出力電圧を検出する電圧検出部３と、この電圧検出部３による電圧検出値と基準値とを比較する出力電圧制御用の演算増幅器４と、この演算増幅器４の出力信号に対応してスイッチング制御を行うパルス幅制御回路１と、トランスＴ１の一次巻線に接続されて、パルス幅制御回路１によりオン，オフ制御されるスイッチングトランジスタＱ１と、トランスＴ１の二次巻線に接続した整流平滑回路と、トランスＴ１の二次巻線に流れる電流を検出する電流検出部２と、この電流検出部２による電流検出値と他の出力電圧可変電源装置の電流検出値とを比較し、比較出力信号を演算増幅器４の基準値に重畳する電流バランス用の演算増幅器５とを含む出力電圧可変電源装置であって、出力電圧制御用の演算増幅器４の基準値を設定するシリーズレギュレータと複数の抵抗とからなる基準電圧回路と、電流バランス用の演算増幅器５の出力信号を、出力電圧制御用の演算増幅器４の基準値に重畳するように接続した第１及び第２の抵抗Ｒ４，Ｒ５と第１のダイオードＤ１との直列回路と、基準電圧回路の所定電位の点と、電流バランス用の演算増幅器５の出力端子に接続した第１の抵抗Ｒ４と第２の抵抗Ｒ５との接続点との間に、該接続点の電位を前記所定電位にクランプするように接続した第２のダイオードＤ２とを備えている。
【００１１】
又（２）基準電圧回路は、抵抗Ｒ６とシリーズレギレータＳＲＧとの接続点の電位を基準電圧とする直列回路と、シリーズレギュレータＳＲＧを制御する可変抵抗ＶＲと、基準電圧を印加する複数の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列回路とを有し、この直列回路の抵抗分圧点ｂを出力電圧制御用の演算増幅器４の基準値とし、他の抵抗分圧点ａに、電流バランス用の演算増幅器５の出力信号を第１及び第２の抵抗Ｒ４，Ｒ５と第１のダイオードＤ１との直列回路を介して印加する回路と、基準電圧の点を基準電圧回路の所定電位の点として、第１の抵抗Ｒ４と第２の抵抗Ｒ５との接続点との間に、この接続点の電位を所定電位にクランプするように接続した第２のダイオードＤ２とを有する構成とする。
【００１２】
又（３）基準電圧回路の基準電圧を、出力電圧が上昇した時に過電圧アラーム信号ＯＶＡを出力する演算増幅器６と、出力電圧が低下した時に電圧低下アラーム信号ＵＶＡを出力する演算増幅器７との基準電圧とした構成を有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の説明図であり、Ｔ１はトランス、Ｑ１はスイッチングトランジスタ、１はパルス幅制御回路（ＰＷＭ）、２は電圧検出部、３は電流検出部、４〜７は演算増幅器であり、演算増幅器４は出力電圧制御用、演算増幅器５は電流バランス用、演算増幅器６は過電圧アラーム用、演算増幅器７は電圧低下アラーム用である。又Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１，Ｄ１２はダイオード、Ｃ１はコンデンサ、Ｌ１はチョークコイル、ＣＴはカレントトランス、Ｒ１〜Ｒ１２は抵抗、ＶＲは可変抵抗、ＳＲＧはシリーズレギュレータ、ＣＢは電流バランス端子、Ｖ，Ｖｃｃは電源電圧、Ｖｉｎは直流の入力電圧、Ｖｏｕｔは直流の出力電圧を示す。
【００１４】
この実施の形態は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３，Ｒ６，Ｒ７と、可変抵抗ＶＲと、シリーズレギュレータＳＲＧとにより基準電圧回路を構成し、抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点ｃの安定化された電位を基準電圧とする。この基準電圧は、可変抵抗ＶＲによりシリーズレギュレータＳＲＧを制御することによって、任意に設定することができる。この基準電圧を抵抗Ｒ１〜Ｒ３の直列回路に印加し、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点ｂを演算増幅器４に入力する基準値とする。又基準電圧を抵抗Ｒ１１，Ｒ１２に印加し、過電圧アラーム用の演算増幅器６と電圧低下アラーム用の演算増幅器７の基準値とする。
【００１５】
又電流バランス用の演算増幅器５の出力端子に第１，第２の抵抗Ｒ４，Ｒ５と第１のダイオードＤ１とを接続し、この第１のダイオードＤ１を、抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点ａに接続し、第１，第２の抵抗Ｒ４，Ｒ５の接続点と、抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点ｃとの間に第２のダイオードＤ２を接続する。この第２のダイオードＤ２は、第１，第２の抵抗Ｒ４，Ｒ５の接続点の電位を、接続点ｃの電位にクランプできるように接続する。
【００１６】
従って、電流バランス端子ＣＢに、他の出力電圧可変電源装置からの電流検出値が入力されて、この電流検出値が、電流検出部２からの電流検出値より大きい場合に、電流バランス用の演算増幅器５の出力信号は大きくなり、例えば、電源電圧Ｖｃｃ又はそれに近い値となると、第２のダイオードＤ２に対して順方向電圧が印加される状態となり、従って、第１，第２の抵抗Ｒ４，Ｒ５の接続点の電位は、接続点ｃの電位にクランプされる。それにより、接続点ａの電位の上昇が抑制され、それに伴って接続点ｂの電位、即ち、出力電圧制御用の演算増幅器４の基準値の上昇が抑制されて、出力電圧Ｖｏｕｔの極端な上昇を回避することができる。
【００１７】
又基準電圧回路は、可変抵抗ＶＲにより基準電圧を任意に設定可能であり、この基準電圧を、演算増幅器６，７の基準電圧とすることにより、出力電圧Ｖｏｕｔの設定変更に伴って、過電圧アラームの検出基準値及び電圧低下アラームの検出基準値も自動的に変更されるから、基準電圧源の構成を簡単化し、且つ出力電圧Ｖｏｕｔの設定変更が容易となる利点がある。
【００１８】
本発明は、前述の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々付加変更することが可能であり、例えば、前述の実施の形態はフォワードコンバータ形式について示すが、フライバックコンバータ形式等の他の形式のコンバータを用いた電源装置にも適用可能である。又基準電源回路は、シリーズレギュレータＳＲＧを用いた場合を示すが、ツェナーダイオード等の他の電圧安定化手段を有する回路を用いることも可能である。又電流検出部２による電流検出値を用いて過電流保護を行う構成を設けることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、スイッチング制御する電源装置に於いて、出力電圧制御用の演算増幅器４の基準値を設定するシリーズレギュレータＳＲＧ等を含む基準電圧回路と、電流バランス用の演算増幅器５の出力信号を、出力電圧制御用の演算増幅器４の基準値に重畳するように接続した第１の抵抗Ｒ４と第１のダイオードＤ１と、基準電圧回路の所定電位の点（接続点ｃ）と、電流バランス用の演算増幅器５の出力端子に接続した第１の抵抗Ｒ４と第２の抵抗Ｒ５との接続点との間に、この接続点の電位をクランプするように接続した第２のダイオードＤ２とを設けたもので、並列運転時の電流検出値の差が大きい時に、電流バランス用の演算増幅器５の出力信号が、電源電圧Ｖｃｃ近くまで上昇可能であるから、それを第２のダイオードＤ２を介して抵抗Ｒ４，Ｒ５の接続点の電位をクランプすることにより、出力電圧Ｖｏｕｔの極端な上昇を回避し、並列運転の安定化を図ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の説明図である。
【図２】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１  パルス幅制御回路（ＰＷＭ）
２  電流検出部
３  電圧検出部
４  出力電圧制御用の演算増幅器
５  電流バランス用の演算増幅器
６  過電圧アラーム用の演算増幅器
７  電圧低下アラーム用の演算増幅器
Ｔ１  トランス
Ｑ１  スイッチングトランジスタ
ＳＲＧ  シリーズレギュレータ
Ｒ１，Ｒ２  第１，第２の抵抗
Ｄ１，Ｄ２  第１，第２のダイオード
ＣＢ  電流バランス端子
【図１】
0003561876.tif 000002
【図２】
0003561876.tif 000003