(57)【要約】【課題】電圧変換効率の悪いチョッパー方式の電源を用いることなく、出力制御自在な変換効率の良い電源回路を得る。【解決手段】一般に市販されている電源モジュール２には、起動／停止を制御できるリモートオン／オフ端子があるので、この端子に、定電圧制御回路８から出力される出力直流レベルに応じたフィードバック信号を、ＰＷＭ制御回路３にてＰＷＭパルスとして印加する。この電源モジュール２の出力を、ダイオード４，５やチョークコイル６、コンデンサ７により平滑化して、定電圧制御回路８の入力とする。こうすることにより、電源モジュール２の出力部に、従来必要であったチョッパー方式の電源が不要となり、変換効率がそれだけ向上すると共に、回路も簡単になり、安価となる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部制御により起動／停止制御自在な直流電圧発生手段と、この直流電圧発生手段の出力を平滑化しかつ安定化して直流電圧として出力する定電圧制御手段と、この直流電圧レベルに応じて前記直流電圧発生手段の起動／停止制御信号を生成する制御信号生成手段とを含むことを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記制御信号生成手段は、前記直流電圧レベルに応じて前記起動／停止制御信号である制御パルスのパルス幅制御をなすようにしたことを特徴とする請求項１記載の電源回路。
【請求項３】
前記制御信号生成手段は、前記制御パルスのデューテイ制御をなすＰＷＭ制御回路であることを特徴とする請求項２記載の電源回路。
【請求項４】
前記制御信号生成手段は、前記直流電圧レベルと基準レベルとの差に応じて前記制御パルスのパルス幅制御をなすようにしたことを特徴とする請求項２または３記載の電源回路。
【請求項５】
前記定電圧制御手段は、前記直流電圧発生手段の出力を平滑化する平滑回路と、この平滑出力を安定化直流電圧として出力する定電圧制御回路とを有することを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の電源回路。
【請求項６】
前記直流電圧発生手段は、ＤＣ−ＤＣコンバータであることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源回路に関し、特に外部制御により起動／停止制御自在なＤＣ−ＤＣコンバータを使用した電源回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の電源回路の一例を、図４を用いて説明する。図４を参照すると、入力源である電源モジュール２からの出力電圧を、更に低い電圧に変更する場合には、図示する如く、トランジスタ１２等のスイッチング素子を用いた、いわゆるチョッパー回路１４を使用して、電源モジュール２の出力電圧を降圧して、負荷１０へ供給するようになっている。
【０００３】
更に詳述すると、電源モジュール２の入力には、例えば４８ボルトの電池１が接続されており（ＶｉｎとＢＧ（　バッテリグランド）　との間）、その出力には、例えば５ボルトの直流電圧が導出されるようになっている（Ｖｏｕｔ　とＳＧ（シグナルグランド）との間）。この電源モジュール２は、市販されている周知のＤＣ−ＤＣコンバータ用モジュールであって、一般に、リモートオン／オフ端子が設けられており、外部制御により、この電源モジュールの起動／停止が自在となっている。
【０００４】
チョッパー回路１４は、この電源モジュール２による５ボルト出力を、更に低い電圧である、例えば１．８ボルトに降圧するためのスイッチング電源である。この回路１４は、図示する如く、電源モジュール２の出力をチョッパーするためのスイッチング用トランジスタ１２と、このトランジスタ１２によるチョッパー出力を平滑化するためのダイオード５、チョークコイル、コンデンサ７からなる平滑回路と、この平滑電圧を安定化直流電圧とする定電圧制御回路８と、この安定化直流電圧レベルと所望の直流電圧レベルと比較した比較出力であるフィードバック信号９に応じてＰＷＭ（パルス幅）制御信号を生成するスイッチング制御回路１３とを有している。
【０００５】
このＰＷＭ制御信号によりスイッチング用のトランジスタ１２をオンオフ制御することによって、定電圧制御回路８から出力される安定化直流電圧が、上記の基準レベルに等しいレベルを有する様に制御されるのである。従って、この基準レベルを、負荷１０に必要な電圧レベル（例えば、１．８ボルト）に設定しておけば、電源モジュール２の出力を、更に低い電圧とすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
各種電子装置の電源系の設計においては、様々な出力電圧の要求があり、また短納期、低価格が要求されるために、これ等要求に応える必要がある。そこで、比較的容易に電圧変換が可能なチョッパー方式等の電源回路を用いて電源系を構成することが多い。しかしながら、電源全体の変換効率の悪化が問題となる。
【０００７】
図４に示した従来の電源回路では、システム全体の変換効率は、電源モジュール２の効率とチョッパー回路１４の効率との乗算値となるために、全体の変換効率は著しく悪化することになる。
【０００８】
本発明の目的は、変換効率の悪いスイッチングトランジスタを用いたチョッパー方式の電源を用いることなく、変換効率を良好とした電源回路を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、外部制御により起動／停止制御自在な直流電圧発生手段と、この直流電圧発生手段の出力を平滑化しかつ安定化して直流電圧として出力する定電圧制御手段と、この直流電圧レベルに応じて前記直流電圧発生手段の起動／停止制御信号を生成する制御信号生成手段とを含むことを特徴とする電源回路が得られる。
【００１０】
そして、前記制御信号生成手段は、前記直流電圧レベルに応じて前記起動／停止制御信号である制御パルスのパルス幅制御をなすようにしたことを特徴とし、また前記制御信号生成手段は、前記制御パルスのデューテイ制御をなすＰＷＭ制御回路であることを特徴とする。
【００１１】
更に、前記制御信号生成手段は、前記直流電圧レベルと基準レベルとの差に応じて前記制御パルスのパルス幅制御をなすようにしたことを特徴とし、また前記定電圧制御手段は、前記直流電圧発生手段の出力を平滑化する平滑回路と、この平滑出力を安定化直流電圧として出力する定電圧制御回路とを有することを特徴とする。そして、前記直流電圧発生手段は、ＤＣ−ＤＣコンバータであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の作用を述べる。ＤＣ−ＤＣコンバータ機能を有する市販の電源モジュールには、一般に、起動／停止を制御できるリモートオン／オフ端子があるので、このリモートオン／オフ端子にＰＷＭ制御パルスを供給することにより、この電源モジュールの出力電圧をコントロールできることになる。よってこの電源モジュールの出力電力を平滑化して定電圧制御し、この定電圧レベルと希望する直流レベルとの差に応じて、ＰＷＭ制御パルスを生成すれば、チョッパー方式の電源回路を用いる必要がなくなり、それだけ変換効率が向上することになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を用いて本発明の実施例について説明する。図１は本発明の一実施例の回路図であり、図４と同等部分は同一符号にて示している。図１を参照すると、本電源回路においては、入力源となる電源モジュール２の出力に、ダイオード４，５、チョークコイル６及びコンデンサ７からなる平滑回路を設け、この平滑出力を定電圧制御回路８へ入力して、必要な出力電圧に設定して定電圧化して負荷１０へ供給するようにしている。
【００１４】
この定電圧制御回路８から出力されるフィードバック信号９は、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御回路３へ供給されて、電源モジュール２のオン時間を制御して、その出力を安定化するようになっている。すなわち、定電圧制御回路８では、負荷１０に必要な直流電圧レベル（基準レベル）とその入力電圧（平滑化電圧）レベルとが比較され、その差に応じた電圧がフィードバック信号９として出力される。
【００１５】
よって、このフィードバック信号９に応じて、ＰＷＭ制御回路３でＰＷＭ制御パルスを生成し、電源モジュール２のリモートオン／オフ端子１１へ供給するのである。
【００１６】
以下に、本実施例の動作について説明する。ＰＷＭ制御回路３は、電源モジュール２のリモートオン／オフ端子１１へＰＷＭ制御パルスを送出する。従って、電源モジュール２の出力は、図２に示す如く、矩形状の波型となる。このとき、ＰＷＭ制御回路３は、定電圧制御回路８から、基準レベルと出力直流電圧レベルとの差に応じた信号９を受け、それに応じたＰＷＭパルス（すなわち、オンデューティが制御されたパルス）を出力する。よって、図４に示したチョッパー方式の回路１４におけるトランジスタ１２のスイッチングにより得られる矩形波と同じ波形が、電源モジュール２の出力に得られることになる。
【００１７】
このことは、図４に示した従来のチョッパー方式と同じ原理で、直流出力を安定化していることになり、チョッパー方式の電源を用いることなく、リモートオン／オフ端子を有するＤＣ−ＤＣコンバータ機能の電源モジュールのみで、必要な安定した直流電圧を得ることが可能となる。また、そのレベルも、定電圧制御回路８における基準レベルを制御することで、任意に変化自在となるものである。
【００１８】
図３は本発明の他の実施例の回路図であり、図１と同等部分は同一符号により示している。本実施例では、平滑回路を構成するダイオード５とチョークコイル６との挿入位置を、図１の実施例の場合と入れ替えたものである。これにより、極性反転出力を容易に生成できることになる。この極性反転の原理は、極性反転型チョッパー回路のそれと同一であり、当業者にとっては周知であるので、詳述しない。基本的な動作は、図１のそれと同じであり、同様な作用効果が得られることは明らかである。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べた様に、本発明によれば、汎用の電源モジュールを用いて、容易にかつ高変換効率で、自由に出力電圧を降圧できるという効果がある。また、電源モジュール部分は、後段の平滑回路や定電圧制御回路で安定化されるので、高安定度の出力は要求されず、よって簡易なスイッチング電源を構成することができ、低価格化が図れるという効果がある。更に、多出力電源システムを構成する場合、ハードが共通にできるので、低価格化及び設計期間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路図である。
【図２】図１の回路の動作を示す波形図である。
【図３】本発明の他の実施例の回路図である。
【図４】従来の電源回路の例を示す図である。
【符号の説明】
１　　　　電池
２　　　　電源モジュール
３　　　　ＰＷＭ制御回路
４，５　　ダイオード
６　　　　チョークコイル
７　　　　コンデンサ
８　　　　定電圧制御回路
１０　　　負荷
１１　　　リモートオン／オフ端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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