(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながら発熱を抑制しつつ、互いに異なる電源電圧で作動する複数の負荷にそれぞれ電源を供給することができる電源装置を提供する。【解決手段】多出力トランススイッチング電源回路２３で生成された１５Ｖの第１の２次側出力がそのまま電源としてセンサＳ１１〜Ｓ１３に供給され、７Ｖの第２の２次側出力は、ドロッパ電源回路２４、２５及び２８でそれぞれ５Ｖに降圧された後、電源としてセンサＳ１４及びＳ１５、マイクロコンピュータ２６及びマイクロコンピュータ２９に供給される。このとき、各ドロッパ電源回路２４、２５及び２８においては、７Ｖから５Ｖへの降圧がなされるが、電圧降下分が小さいために、発熱量が小さく、ヒートシンク等の大がかりな放熱対策を採る必要はない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源電圧で作動する第１の負荷と第１の電源電圧よりも低い第２の電源電圧で作動する第２の負荷に電源を供給する電源装置において、
直流電圧をスイッチング素子でスイッチングして複数の２次側巻線を有するトランスにより少なくとも第１の電源電圧に等しい第１の２次側出力と第１の電源電圧より低く且つ第２の電源電圧より高い第２の２次側出力を生成する多出力トランススイッチング電源回路と、
前記多出力トランススイッチング電源回路により生成された第２の２次側出力から第２の電源電圧を生成するドロッパ電源回路と
を備え、前記多出力トランススイッチング電源回路により生成された第１の２次側出力を第１の負荷に供給すると共に前記ドロッパ電源回路により生成された第２の電源電圧を第２の負荷に供給することを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源装置に係り、特に第１の電源電圧で作動する第１の負荷と第１の電源電圧よりも低い第２の電源電圧で作動する第２の負荷に電源を供給する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の電源装置の構成を図４に示す。バッテリ１に接続されたスイッチング電源基板２の多出力トランススイッチング電源回路３で１５Ｖの複数の２次側出力を生成し、この２次側出力をそのままセンサＳ１〜Ｓ３に供給して作動させたり、１５Ｖの２次側出力を制御基板４及び５のスイッチング電源回路６及び７でさらに５Ｖに降圧した後、センサＳ４〜Ｓ７に供給して作動させている。
また、バッテリ１に接続されたもう一つのスイッチング電源基板８では、多出力トランススイッチング電源回路９で生成された１５Ｖの２次側出力をドロッパ電源回路１０で５Ｖに降圧した後、マイクロコンピュータ１１に電源供給を行っている。
【０００３】
このように、多出力トランススイッチング電源回路３及び９で１５Ｖの２次側出力を生成し、１５Ｖ程度の電源電圧で作動するセンサＳ１〜Ｓ３に対しては、２次側出力がそのまま電源として供給され、５Ｖ程度の電源電圧で作動するセンサＳ４〜Ｓ７及びマイクロコンピュータ１１に対しては、１５Ｖの２次側出力をスイッチング電源回路６及び７並びにドロッパ電源回路１０で５Ｖに降圧したものが電源として供給される。
ところが、スイッチング電源回路６及び７は、一般に複雑な回路構成を有しており、高価である。一方、ドロッパ電源回路１０は、簡単な回路構成を有し、回路自体は安価なものであるが、入力電圧の一部を熱に変換して入出力間の電圧を降下させるために、発熱しやすく、１５Ｖの２次側出力を５Ｖにまで降圧するには、ヒートシンク等の放熱対策が必要となる。このため、高価になると共に大きな設置スペースを要してしまう。
【０００４】
特許文献１には、チョッパ電源回路を備えた主電源回路でバッテリ電圧から５Ｖ程度の安定した電圧を生成して電子機器に供給する電源装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３８０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したように、１５Ｖの電源電圧で作動する負荷と５Ｖの電源電圧で作動する負荷の双方に電源を供給しようとすると、特許文献１の装置では、負荷に応じて主電源回路とは別に電源回路を備えなければならず、電源装置としての構成が複雑になるという問題がある。
【０００７】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、簡単な構成でありながら発熱を抑制しつつ、互いに異なる電源電圧で作動する複数の負荷にそれぞれ電源を供給することができる電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る電源装置は、第１の電源電圧で作動する第１の負荷と第１の電源電圧よりも低い第２の電源電圧で作動する第２の負荷に電源を供給する電源装置において、直流電圧をスイッチング素子でスイッチングして複数の２次側巻線を有するトランスにより少なくとも第１の電源電圧に等しい第１の２次側出力と第１の電源電圧より低く且つ第２の電源電圧より高い第２の２次側出力を生成する多出力トランススイッチング電源回路と、多出力トランススイッチング電源回路により生成された第２の２次側出力から第２の電源電圧を生成するドロッパ電源回路とを備え、多出力トランススイッチング電源回路により生成された第１の２次側出力を第１の負荷に供給すると共にドロッパ電源回路により生成された第２の電源電圧を第２の負荷に供給するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、多出力トランススイッチング電源回路で第１の電源電圧に等しい第１の２次側出力と第１の電源電圧より低く且つ第２の電源電圧より高い第２の２次側出力を生成し、ドロッパ電源回路で第２の２次側出力から第２の電源電圧を生成するので、簡単な構成でありながら発熱を抑制しつつ、互いに異なる電源電圧で作動する複数の負荷にそれぞれ電源を供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に実施の形態に係る電源装置の構成を示す。電圧１５Ｖ〜１２０Ｖ程度のバッテリ２１にスイッチング電源基板２２が接続されており、スイッチング電源基板２２は、電圧１５Ｖの第１の２次側出力Ａと電圧７Ｖの第２の２次側出力Ｂとを生成する多出力トランススイッチング電源回路２３を備えている。多出力トランススイッチング電源回路２３の第１の２次側出力Ａに第１の負荷として１５Ｖ程度の電源電圧で作動するセンサＳ１１〜Ｓ１３が接続されている。
【００１１】
多出力トランススイッチング電源回路２３の第２の２次側出力Ｂには、この７Ｖの２次側出力を５Ｖに降圧するドロッパ電源回路２４及び２５がそれぞれ接続され、ドロッパ電源回路２４に第２の負荷として５Ｖ程度の電源電圧で作動するセンサＳ１４及びＳ１５が接続されると共に、ドロッパ電源回路２５にマイクロコンピュータ２６が接続されている。多出力トランススイッチング電源回路２３の第２の２次側出力Ｂには、さらに、第３の負荷として７Ｖ程度の電源電圧で作動するセンサＳ１６及びＳ１７が接続されると共に、７Ｖの２次側出力を５Ｖに降圧する制御基板２７のドロッパ電源回路２８が接続され、ドロッパ電源回路２８にマイクロコンピュータ２９が接続されている。マイクロコンピュータ２６及び２９も、センサＳ１４及びＳ１５と同様に５Ｖの電源電圧で作動するもので、第２の負荷を形成している。
【００１２】
図２に示されるように、多出力トランススイッチング電源回路２３は、一つの１次側巻線３１ａと二つの２次側巻線３１ｂ及び３１ｃを有するトランス３１を有し、１次側巻線３１ａにＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子３２を介してバッテリ２１が接続されている。スイッチング素子３２のゲート端子にはスイッチング素子３２のデューティー比を制御するスイッチング制御回路３３が接続されている。
【００１３】
トランス３１の２次側巻線３１ｂには、整流用ダイオードＤ１と平滑用コンデンサＣ１が直列に接続されており、これら整流用ダイオードＤ１と平滑用コンデンサＣ１の接続点に第１の２次側出力Ａを出力する１５Ｖ出力端子が生成されている。一方、トランス３１の２次側巻線３１ｃには、整流用ダイオードＤ２と平滑用コンデンサＣ２が直列に接続されており、これら整流用ダイオードＤ２と平滑用コンデンサＣ２の接続点に第２の２次側出力Ｂを出力する７Ｖ出力端子が生成されている。さらに、平滑用コンデンサＣ２と並列に分圧抵抗Ｒ１及びＲ２が接続され、これら分圧抵抗Ｒ１及びＲ２の接続点がスイッチング制御回路３３に接続されている。
【００１４】
なお、ドロッパ電源回路２４、２５及び２８としては、汎用で安価な３端子レギュレータを用いることができる。
【００１５】
次に、この実施の形態の動作について説明する。多出力トランススイッチング電源回路２３におけるトランス３１の１次側巻線３１ａと２次側巻線３１ｂ及び３１ｃの巻線比に応じてそれぞれ１５Ｖの第１の２次側出力Ａと７Ｖの第２の２次側出力Ｂが生成される。分圧抵抗Ｒ１及びＲ２を介して第２の２次側出力Ｂがスイッチング制御回路３３にフィードバックされ、スイッチング制御回路３３は第２の２次側出力Ｂの電圧値が一定となるようにスイッチング素子３２のデューティー比を制御する。
【００１６】
このようにして生成された１５Ｖの第１の２次側出力Ａがそのまま電源として第１の負荷であるセンサＳ１１〜Ｓ１３に供給され、これらセンサＳ１１〜Ｓ１３が作動する。
一方、７Ｖの第２の２次側出力Ｂは、ドロッパ電源回路２４、２５及び２８でそれぞれ５Ｖに降圧された後、電源として第２の負荷であるセンサＳ１４及びＳ１５、マイクロコンピュータ２６及びマイクロコンピュータ２９に供給され、これらセンサＳ１４及びＳ１５、マイクロコンピュータ２６及びマイクロコンピュータ２９が作動する。このとき、各ドロッパ電源回路２４、２５及び２８においては、７Ｖから５Ｖへの降圧がなされるが、電圧降下分が小さいために、発熱量が小さく、ヒートシンク等の大がかりな放熱対策を採る必要はない。このため、構成が簡単で且つ小型の電源装置が実現される。
【００１７】
なお、７Ｖ程度の電源電圧で作動するセンサＳ１６及びＳ１７には、７Ｖの第２の２次側出力Ｂがそのまま電源として供給される。このように、仕様電源範囲が広く、多出力トランススイッチング電源回路２３の第１の２次側出力Ａあるいは第２の２次側出力Ｂを仕様電源範囲内に包含するセンサについては、ドロッパ電源回路で降圧することなく、直接、多出力トランススイッチング電源回路２３の第１の２次側出力Ａあるいは第２の２次側出力Ｂに接続して使用することができる。
【００１８】
図１では、多出力トランススイッチング電源回路２３の７Ｖの第２の２次側出力に、７Ｖ程度の電源電圧で作動するセンサＳ１６及びＳ１７と、５Ｖに降圧するドロッパ電源回路２４、２５及び２８が接続されていたが、図３に示されるように、この多出力トランススイッチング電源回路２３の７Ｖの第２の２次側出力に、７Ｖの２次側出力を３．３Ｖに降圧する制御基板３４のドロッパ電源回路３５を接続することもできる。ドロッパ電源回路３５には、負荷として、３．３Ｖの電源電圧で作動するマイクロコンピュータ３６が接続される。
このように、３．３Ｖの電源電圧で作動する負荷を接続しても、多出力トランススイッチング電源回路２３の７Ｖの第２の２次側出力から３．３Ｖへの電圧降下分が小さいために、ドロッパ電源回路３５における発熱量は小さく、ヒートシンク等の大がかりな放熱対策を採らなくても済む。
【００１９】
なお、上記の実施の形態では、多出力トランススイッチング電源回路２３が電圧１５Ｖの第１の２次側出力Ａと電圧７Ｖの第２の２次側出力Ｂとを生成したが、２次側出力の電圧値はこれらに限定されるものではない。例えば、５Ｖの電源電圧で作動する負荷に電源を供給する場合には、多出力トランススイッチング電源回路２３が電圧６Ｖあるいは８Ｖの第２の２次側出力Ｂを生成し、ドロッパ電源回路で５Ｖに降圧してもよい。
また、多出力トランススイッチング電源回路２３が三つ以上の２次側出力を生成するように構成してもよい。
【００２０】
さらに、スイッチング電源基板２２からの出力端子にそれぞれ過電流保護回路を接続し、一つの出力端子における過電流の影響が他の出力端子からの電源供給に及ばないようにすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態に係る電源装置の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態で用いられた多出力トランススイッチング電源回路の構成を示す回路図である。
【図３】負荷を変更した場合の実施の形態に係る電源装置の構成を示す回路図である。
【図４】従来の電源装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２２】
２１  バッテリ、２２  スイッチング電源基板、２３  多出力トランススイッチング電源回路、２４，２５，２８，３５  ドロッパ電源回路、２６，２９，３６  マイクロコンピュータ、２７，３４  制御基板、３１  トランス、３１ａ  １次側巻線、３１ｂ，３１ｃ  ２次側巻線、３２  スイッチング素子、３３  スイッチング制御回路、Ｓ１１〜Ｓ１７  センサ、Ｄ１，Ｄ２  整流用ダイオード、Ｃ１，Ｃ２  平滑用コンデンサ、Ｒ１，Ｒ２  分圧抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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