(57)【要約】    【課題】  一つのチョークコイルをチョッピング動作させて、昇圧電圧と反転昇圧電圧とを安定に出力する。    【解決手段】  電源端子３と接地点との間に、第１のスイッチ素子４とチョークコイル５と第２のスイッチ素子６を直列接続し、第２のスイッチ素子６がチョッピング動作を開始する昇圧起動時には、一定期間、第１のスイッチ素子４のチョッピング動作を停止させ、また、第１のスイッチ素子４がチョッピング動作を開始する反転昇圧起動時にも、一定期間、第２のスイッチ素子６のチョッピング動作を停止させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つのチョークコイルと該チョークコイルに電力を供給する電源端子を有し、前記チョークコイルと電源端子間にスイッチ素子と整流素子とを接続し、前記スイッチ素子のオン・オフ期間を制御する制御回路を有する反転昇圧回路と、前記チョークコイルの他端とアース間に別のスイッチ素子と整流素子を接続して前記スイッチ素子のオン・オフ期間を制御する制御回路を有する昇圧回路とを備えた電源回路において、前記チョークコイルの両端に設けた前記各スイッチ素子のオン・オフ期間を制御する前記各制御回路における昇圧と反転昇圧とを所定の時間差で動作させる制御回路を備えたことを特徴とする電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多出力の電源を要する電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電源回路として、特許文献１，２に記載された構成のものを例示することができる。
【０００３】
従来の電源回路の一例を図３〜図５を参照して説明する。
【０００４】
図３は従来の電源回路の回路構成図であって、１，２は制御回路、３は電源端子、４，６はスイッチ素子、５はチョークコイル、７，８は整流ダイオード、９，１０は平滑コンデンサ、１１は反転昇圧出力の端子、１２は昇圧出力の端子、１３は反転昇圧出力の帰還端子、１４は昇圧出力の帰還端子である。
【０００５】
前記構成の電源回路において、チョークコイル５の両端に設けたスイッチ素子４，６によって昇圧動作と反転昇圧動作を実現する。端子１１，１２には、それぞれこの先に負荷が接続される。
【０００６】
負荷電力が同等である場合、一定周期内で昇圧動作と反転昇圧動作のスイッチが動作する回数は、同等であればよいので、例えば１回ごとに交互にスイッチする場合、あるいは数回ごとに交互にスイッチする場合がある。
【０００７】
また、負荷電力が同等でない場合は、負荷電力の大きい方のスイッチ回数を多くすることとなる。
【０００８】
スイッチ素子４，６は、チョークコイル５の両端に接続され、スイッチ動作することによって電源端子３とアース間に電流を流す。
【０００９】
図４は図３の回路の各部におけるタイミングチャートであり、図４のｅはスイッチ素子４のオン・オフタイミングを示す波形図であり、その出力波形をｇに示す。ｆはスイッチ素子６のオン・オフタイミングを示す波形図であり、その出力波形をｈに示す。
【００１０】
スイッチ素子４およびスイッチ素子６が同時にオンしている期間にチョークコイル５に電力を充電し、その後、スイッチ素子４がオフすることでスイッチ素子４の出力には反転昇圧用の逆起電力が発生する。他方、スイッチ素子６がオフするとスイッチ素子６の出力には昇圧用の逆起電力が発生する。かくして、負荷電力が同等であれば、昇圧動作と反転昇圧動作とを交互に行うことによって、一つのチョークコイル５で同時に反転昇圧出力と昇圧出力を得ることができるものである。
【００１１】
図３において、整流ダイオード７，８はチョークコイル５に流れる電流を整流し、制御回路１，２はスイッチ素子４，６のオン・オフ動作を制御する。
【００１２】
昇圧動作時は、スイッチ素子４をオンした状態で所定の時間だけスイッチ素子６をオンし、チョークコイル５を導通させた後、スイッチ素子６をオフすることで生じる逆起電力によってダイオード８を通電し、コンデンサ１０を充電する。他方、反転昇圧時はスイッチ素子６をオンした状態で所定の時間だけスイッチ素子４をオンし、チョークコイル５を導通させた後、スイッチ素子４をオフすることで生じる逆起電力によってダイオード７を通電し、コンデンサ９を充電する。かくして端子１１には負電圧が、また端子１２には正電圧が得られる。
【００１３】
前記のようにして得た昇圧および反転昇圧は、帰還端子１３および帰還端子１４によって制御回路１，２に帰還し、スイッチ素子４およびスイッチ素子６のオン期間を制御するループを構成し、昇圧および反転昇圧を所定の電圧に制御することとなる。
【００１４】
前記の昇圧動作と反転昇圧動作を、所定の周期ごとに交互に動作させることによって、一つのチョークコイル５で正電圧負電圧を同時に発生することが可能である。
【特許文献１】特開２００２−３５４８２２号公報
【特許文献２】特開２００２−２６２５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、図３に示す従来の構成では、昇圧動作と反転昇圧動作とを所定の周期で交互にさせていることから、端子１２の昇圧電圧が所定の電圧Ｖｊに到達する時間（以下、起動時間ｔ５という）と、端子１１の反転昇圧電圧が所定の電圧Ｖｋに到達する時間（以下、起動時間ｔ６という）が必ずしも一致しない。負荷電力の差によって、ｔ５＞ｔ６となったり、また逆にｔ５＜ｔ６となったりする。図５に昇圧時間を示す。
【００１６】
このため、負荷において電圧印加順番が規定される場合に、負荷電力の変動によって印加順が逆転してしまう場合があるため、起動時間を制限する必要がある。
【００１７】
また、昇圧と反転昇圧とを同時に起動させる場合には、チョークコイル５に流れる突入電流などによって、昇圧側の突入電流が反転昇圧期間に影響したり、逆に反転昇圧の突入電流が昇圧帰還に影響して、過昇圧現象を引き起こすことなどの問題がある。
【００１８】
本発明の目的は、前記従来の問題を解決し、昇圧と反転昇圧との起動時間の逆転がなく、安定した起動特性となる電源回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するため、本発明は、昇圧動作と反転昇圧動作に予め時間差をもたせ、昇圧出力と反転昇圧の起動時間が逆転しない構成にしたものであり、この構成によって、起動時間に依存しない安定した昇圧動作が可能であり、負荷電力が変動しても、昇圧電圧と反転昇圧の印加順番が逆転することがないような昇圧あるいは反転昇圧が実現できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、一つのチョークコイルを用いて昇圧と反転昇圧を実現する多出力の電源回路において、昇圧出力または反転昇圧出力の一方を、所定の時間遅らせて起動させることができることから、負荷変動あるいは負荷電力の差によって生じる昇圧と反転昇圧との起動時間の逆転がなく、安定した起動特性となる電源回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態に係る電源回路の回路構成図、図２は本実施形態に係る電源回路の起動時の出力電圧の波形図である。
【００２３】
図１において、１は第１の制御回路、２は第２の制御回路、３は電源端子、４は第１のスイッチ素子、５はチョークコイル、６は第２のスイッチ素子、７，８は整流ダイオード、９，１０は平滑コンデンサ、１１は反転昇圧出力の端子、１２は昇圧出力の端子、１３は反転昇圧出力の帰還端子、１４は昇圧出力の帰還端子、１５は第３の制御回路である。
【００２４】
本実施形態において、第１の制御回路１は第１のスイッチ素子４のオン・オフを制御する。反転昇圧時は、第２の制御回路２によって第２のスイッチ素子６をオン状態にしておき、所定の時間だけ第１のスイッチ素子４もオンさせる。このオン期間でチョークコイル５に電流を流した後、第２のスイッチ素子６をオンしたまま、第１のスイッチ素子４だけオフすると、チョークコイル５に流れる電流によって整流ダイオード７を介して、端子１１に反転昇圧電圧が発生する。負荷の最大値および最小値を考慮した反転昇圧の起動時間ｔ３を想定することにより、反転昇圧が所定の電圧Ｖｄになった後、予め設定した時間ｔ４後に、今度は昇圧動作を開始する。このとき、昇圧動作と反転昇圧動作は、予め設定した周期によって交互に動作を繰り返すことになる。
【００２５】
図２のｃ，ｄに反転昇圧と昇圧との起動タイミングを示す。ｃは昇圧出力、ｄは反転昇圧出力である。このように、第１のスイッチ素子４および第２のスイッチ素子６のオン期間を制御することによって、一つのチョークコイル５で起動時における時間差を持たせた昇圧と反転昇圧とを得ることができる。
【００２６】
同様に、第１の制御回路１によって第１のスイッチ素子４をオン状態にしておき、所定の時間だけ第２のスイッチ素子６もオンさせる。前記と同様に、このオン期間でチョークコイル５に電流を流した後、第１のスイッチ素子４をオンしたまま、第２のスイッチ素子６だけオフするとチョークコイル５に流れる電流によって、整流ダイオード８を介して端子１２に昇圧電圧が発生する。前記と同様に昇圧出力の負荷の最大値および最小値を考慮した昇圧の起動時間ｔ１を想定することにより、昇圧出力が所定の電圧Ｖａになった後、予め設定した時間ｔ２後に、今度は反転昇圧動作を開始する。このとき、反転昇圧動作と昇圧動作は、予め設定した周期によって交互に動作を繰り返すことになる。
【００２７】
図２のａ，ｂに反転昇圧と昇圧の起動タイミングを示す。ａは昇圧出力、ｂは反転昇圧出力である。このように第１のスイッチ素子４と第２のスイッチ素子６のオン期間を逆に制御することにより、昇圧と反転昇圧の起動時における時間差を逆転させることもできる。
【００２８】
第１の制御回路１および第２の制御回路２は、前記起動時の時間差を制御する第３の制御回路１５によって、時間ｔ２または時間ｔ４で制御される。
【００２９】
このように本実施形態では、第１のスイッチ素子４を制御する第１の制御回路１と、第２のスイッチ素子６を制御する第２の制御回路２とのスイッチングタイミングを制御する第３の制御回路１５を接続する構成にし、前記両スイッチ素子４とスイッチ素子６のオン・オフを制御することにより、昇圧と反転昇圧との起動順番を決めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、多出力の電源を要する電源回路に適用され、特に昇圧回路と反転昇圧回路を一つのチョークコイルで実現する時分割方式の電源回路に用いて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源回路の回路構成図
【図２】本実施形態に係る電源回路の起動時の出力電圧波形を示す図
【図３】従来の電源回路の回路図
【図４】従来の電源回路の動作波形図
【図５】従来の電源回路の起動時の出力波形図
【符号の説明】
【００３２】
１  第１の制御回路
２  第２の制御回路
３  電源端子
４  第１のスイッチ素子
５  チョークコイル
６  第２のスイッチ素子
７，８  整流ダイオード
９，１０  平滑コンデンサ
１１  反転昇圧出力の端子
１２  昇圧出力の端子
１３  反転昇圧出力の帰還端子
１４  昇圧出力の帰還端子
１５  第３の制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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