JPH1014236A - Self excitation-type of switching power unit - Google Patents

Self excitation-type of switching power unit

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JPH1014236A
JPH1014236A JP17573496A JP17573496A JPH1014236A JP H1014236 A JPH1014236 A JP H1014236A JP 17573496 A JP17573496 A JP 17573496A JP 17573496 A JP17573496 A JP 17573496A JP H1014236 A JPH1014236 A JP H1014236A
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transistor
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a self excitation-type of switching power unit which is high in conversion efficiency by supporting the occurrence of superfluous loss, occurring in a circuit. SOLUTION: A transistor Q3, as an auxiliary switch of reverse junction type to the second switching transistor Q2, is connected to the resistor R1 as an impedance element for bias supply, connected between the junction between the collector of the second switching transistor Q2 and the base of the first switching transistor Q1 and an input terminal 1. The base of the transistor Q3 is connected to the ground (input terminal on low potential side) through a resistor R5, and further the base is connected to the junction between the first switching transistor Q1 and the primary winding N1 of a transistor T, through a capacitor C5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自励発振方式のス
イッチング電源装置において、その変換効率を向上させ
るための技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for improving the conversion efficiency of a self-excited oscillation type switching power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング電源の駆動方式には、大別
すると自励発振方式と他励発振方式があり、前者の自励
発振方式は比較的小容量の電源装置に適用される。この
自励発振方式(以下、自励式という)のスイッチング電
源装置としては、その回路が図3に示すように構成され
たものが存在する。図3において、1、2は高電位側の
入力端子及び出力端子を示し、低電位側の入力端子及び
出力端子は、共にアースに接続されることからアースと
同一とみなし、図示は省略してある。なおここでは、ア
ースは必ずしも接地されたものではなく、回路の基準電
位点を示すものとする。
2. Description of the Related Art The driving system of a switching power supply is roughly classified into a self-excited oscillation system and a separately excited oscillation system. The former self-excited oscillation system is applied to a power supply device having a relatively small capacity. As a switching power supply device of this self-excited oscillation type (hereinafter referred to as self-excited type), there is one having a circuit configured as shown in FIG. In FIG. 3, reference numerals 1 and 2 denote input terminals and output terminals on the high potential side, and both the input terminals and the output terminals on the low potential side are considered to be the same as the ground because both are connected to the ground. is there. Here, the ground is not necessarily grounded, but indicates a reference potential point of the circuit.

【0003】入力端子1とアースとの間にはトランスT
の1次巻線N1と第1スイッチングトランジスタQ1が
直列に接続され、トランスTの2次巻線N2は、一端が
整流ダイオードD1を介して出力端子2に接続され、他
端がアースに接続されている。入力端子1とアースとの
間にはフィルタ用のコンデンサC1が接続され、出力端
子2とアースとの間には平滑コンデンサC2が接続さ
れ、この第1スイッチングトランジスタQ1、トランス
T、整流ダイオードD1、平滑コンデンサC3により、
一般的な電源装置の回路を構成している。この回路に
は、さらに自励発振のために以下の構成要素が接続され
ている。
A transformer T is connected between the input terminal 1 and the ground.
The primary winding N1 and the first switching transistor Q1 are connected in series, and the secondary winding N2 of the transformer T has one end connected to the output terminal 2 via the rectifier diode D1, and the other end connected to the ground. ing. A filter capacitor C1 is connected between the input terminal 1 and the ground, and a smoothing capacitor C2 is connected between the output terminal 2 and the ground. The first switching transistor Q1, the transformer T, the rectifying diode D1, By the smoothing capacitor C3,
It constitutes a circuit of a general power supply device. The following components are further connected to this circuit for self-excited oscillation.

【0004】入力端子1とアースとの間に抵抗R1と第
2スイッチングトランジスタQ2が直列に接続される。
第2スイッチングトランジスタQ2のコレクタは第1ス
イッチングトランジスタQ1のベースに接続され、ベー
スは第1スイッチングトランジスタQ1のコレクタに抵
抗R2とコンデンサC3の直列回路を介して接続されて
いる。第2スイッチングトランジスタQ2のベースと第
1スイッチングトランジスタQ1のベースとの間には抵
抗R3と抵抗R4が直列に接続され、抵抗R3と抵抗R
4の接続点はアースと出力端子2に、それぞれコンデン
サC4、ダイオードD2と定電圧ダイオードDZ1の直
列回路を介して接続されている。以上のような構成とし
た回路の自励発振動作の概略は以下のようであった。
A resistor R1 and a second switching transistor Q2 are connected in series between the input terminal 1 and the ground.
The collector of the second switching transistor Q2 is connected to the base of the first switching transistor Q1, and the base is connected to the collector of the first switching transistor Q1 via a series circuit of a resistor R2 and a capacitor C3. A resistor R3 and a resistor R4 are connected in series between the base of the second switching transistor Q2 and the base of the first switching transistor Q1, and the resistors R3 and R
The connection point 4 is connected to the ground and the output terminal 2 via a series circuit of a capacitor C4, a diode D2 and a constant voltage diode DZ1. The outline of the self-excited oscillation operation of the circuit having the above configuration is as follows.

【0005】入力端子1に入力電圧が印加されると、入
力端子1より抵抗R1を介して第1スイッチングトラン
ジスタQ1のベースに電流が流入し、第1スイッチング
トランジスタQ1は順方向バイアスを受けてオン状態と
なる。この時、第2スイッチングトランジスタQ2のベ
ース、エミッタ間はターンオンするのに必要な順方向バ
イアスを受けられずオフ状態となる。この第1スイッチ
ングトランジスタQ1がオン状態となることでトランス
Tの1次巻線N1には直線的に増加する電流が流れ始
め、同時にコンデンサC3には抵抗R2側を高電位とす
る充電が行われる。
When an input voltage is applied to the input terminal 1, a current flows from the input terminal 1 to the base of the first switching transistor Q1 via the resistor R1, and the first switching transistor Q1 receives a forward bias and turns on. State. At this time, the portion between the base and the emitter of the second switching transistor Q2 cannot be subjected to a forward bias necessary for turning on, and is turned off. When the first switching transistor Q1 is turned on, a linearly increasing current starts flowing through the primary winding N1 of the transformer T, and at the same time, the capacitor C3 is charged with the resistor R2 being at a high potential. .

【0006】ここで、第1スイッチングトランジスタQ
1のコレクタ電流の上限値(以下、コレクタ飽和電流と
いう)は、その時にベースを流れる電流の値によって変
化し、図3の構成の回路においては抵抗R1によってほ
ぼ一定に設定されている。1次巻線N1に流れる電流の
値が第1スイッチングトランジスタQ1のコレクタ飽和
電流に達すると、1次巻線N1に流れる電流は一定とな
り、その一瞬には1次巻線N1の端子間に電位差がなく
なる。この時、コンデンサC3は放電を開始して第2ス
イッチングトランジスタQ2にベース電流を供給し、第
2スイッチングトランジスタQ2を導通させる。すると
第1スイッチングトランジスタQ1のベース電流が減少
し、第1スイッチングトランジスタQ1はそのコレクタ
電流の流量を小さく抑えるため、トランスTの各巻線に
はフライバック電圧が発生する。
Here, the first switching transistor Q
The upper limit of the collector current of 1 (hereinafter referred to as the collector saturation current) varies depending on the value of the current flowing through the base at that time, and is set substantially constant by the resistor R1 in the circuit having the configuration of FIG. When the value of the current flowing through the primary winding N1 reaches the collector saturation current of the first switching transistor Q1, the current flowing through the primary winding N1 becomes constant, and at that moment, the potential difference between the terminals of the primary winding N1. Disappears. At this time, the capacitor C3 starts discharging, supplies a base current to the second switching transistor Q2, and makes the second switching transistor Q2 conductive. Then, the base current of the first switching transistor Q1 decreases, and the flow rate of the collector current of the first switching transistor Q1 is reduced, so that a flyback voltage is generated in each winding of the transformer T.

【0007】この1次巻線N1に発生したフライバック
電圧はコンデンサC3と抵抗R2を介して第2スイッチ
ングトランジスタQ2のベースに印加され、第2スイッ
チングトランジスタQ2をオン状態へと導く。第2スイ
ッチングトランジスタQ2がオン状態となることで第1
スイッチングトランジスタQ1のベース電位が低下し、
順方向バイアス状態が解除されて第1スイッチングトラ
ンジスタQ1はオフ状態となる。第2スイッチングトラ
ンジスタQ2がオン状態にある間、第2スイッチングト
ランジスタQ2のベースには1次巻線N1、コンデンサ
C3及び抵抗R2を介して電流が流れ、コンデンサC3
には1次巻線N1と第1スイッチングトランジスタQ1
の接続点(以下、接続点(a)とする)側を高電位とす
る充電が行われる。
The flyback voltage generated in the primary winding N1 is applied to the base of the second switching transistor Q2 via the capacitor C3 and the resistor R2, and guides the second switching transistor Q2 to an ON state. When the second switching transistor Q2 is turned on, the first
The base potential of the switching transistor Q1 decreases,
The forward bias state is released, and the first switching transistor Q1 is turned off. While the second switching transistor Q2 is in the ON state, a current flows through the base of the second switching transistor Q2 via the primary winding N1, the capacitor C3, and the resistor R2, and the capacitor C3
Has a primary winding N1 and a first switching transistor Q1.
The charging is performed by setting the connection point (hereinafter referred to as connection point (a)) to a high potential.

【0008】このコンデンサC3の充電が進行すると第
2スイッチングトランジスタQ2のベース電流は減少
し、やがて第2スイッチングトランジスタQ2はオフ状
態へと移行する。第2スイッチングトランジスタQ2が
オフ状態となることにより第1スイッチングトランジス
タQ1のベースには抵抗R1を介して再び電流が流入
し、第1スイッチングトランジスタQ1はオン状態へと
移行する。以上のような動作を繰り返して自励発振動作
が行われる。なお、ダイオードD2と定電圧ダイオード
DZ1の直列回路は、出力電圧に応じた信号を抵抗R3
を介して第2スイッチングトランジスタQ2のベースに
印加し、第2スイッチングトランジスタQ2のオンデュ
ーティを変化させる。その結果、第1スイッチングトラ
ンジスタQ1のオンデューティが変化し、出力電圧を一
定に保つように作用する。
As the charging of the capacitor C3 progresses, the base current of the second switching transistor Q2 decreases, and the second switching transistor Q2 shifts to the off state soon. When the second switching transistor Q2 is turned off, a current flows again into the base of the first switching transistor Q1 via the resistor R1, and the first switching transistor Q1 shifts to the on state. The self-excited oscillation operation is performed by repeating the above operation. The series circuit of the diode D2 and the constant voltage diode DZ1 outputs a signal corresponding to the output voltage to the resistor R3.
To the base of the second switching transistor Q2 to change the on-duty of the second switching transistor Q2. As a result, the on-duty of the first switching transistor Q1 changes and acts to keep the output voltage constant.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】図3に示す回路におい
て、抵抗R1を通過する電流は、第1スイッチングトラ
ンジスタQ1がオン状態、第2スイッチングトランジス
タQ2がオフ状態である時には、第1スイッチングトラ
ンジスタQ1をオン状態とするのに寄与している。しか
し、第1スイッチングトランジスタQ1がオフ状態、第
2スイッチングトランジスタQ2がオン状態である場
合、抵抗R1を通過する電流は第2スイッチングトラン
ジスタQ2のコレクタに流入して何事にも寄与していな
い。抵抗素子に電流が流れれば損失が発生するため、図
3に示す回路では第1スイッチングトランジスタQ1が
オフ状態、第2スイッチングトランジスタQ2がオン状
態である期間において抵抗R1に無用な損失を発生させ
る。このことは回路内に発生する損失を増大させ、電源
装置の変換効率を低下させる一因となっていた。従って
本発明は、回路内において発生する無用な損失の発生を
抑制することにより高い変換効率が得られる、自励式ス
イッチング電源装置を提供することを目的とする。
In the circuit shown in FIG. 3, when the first switching transistor Q1 is in the ON state and the second switching transistor Q2 is in the OFF state, the current passing through the resistor R1 is equal to the current flowing through the resistor R1. Is turned on. However, when the first switching transistor Q1 is off and the second switching transistor Q2 is on, the current passing through the resistor R1 flows into the collector of the second switching transistor Q2 and does not contribute to anything. Since a loss occurs if a current flows through the resistance element, the circuit shown in FIG. 3 generates an unnecessary loss in the resistor R1 during a period in which the first switching transistor Q1 is off and the second switching transistor Q2 is on. . This has increased the loss generated in the circuit and has been a factor in lowering the conversion efficiency of the power supply device. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a self-excited switching power supply capable of obtaining high conversion efficiency by suppressing generation of useless loss occurring in a circuit.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、相補的な動作
をする第1と第2のスイッチングトランジスタを具備
し、第1のスイッチングトランジスタによって電流を断
続して第1のスイッチングトランジスタに直列接続した
インダクタンス部品を介して出力電圧を得るように構成
した、自励発振方式のスイッチング電源装置において、
第1のスイッチングトランジスタの制御端子と第2のス
イッチングトランジスタの主電流路の接続点と電源装置
の入力端子との間に接続され、第2のスイッチングトラ
ンジスタがオフ状態の時には第1のスイッチングトラン
ジスタに順方向バイアスを与えるための電流路を形成
し、第2のスイッチングトランジスタがオン状態の時に
は該第2のスイッチングトランジスタに電流を流す電流
路を形成するインピーダンス素子に対し、該第2のスイ
ッチングトランジスタとは相補的に動作する補助スイッ
チを直列に接続したことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises first and second switching transistors which operate in a complementary manner, wherein current is intermittently connected by the first switching transistor and connected in series to the first switching transistor. In a self-excited oscillation type switching power supply device configured to obtain an output voltage through the obtained inductance component,
The first switching transistor is connected between a control terminal of the first switching transistor, a connection point of a main current path of the second switching transistor, and an input terminal of the power supply device, and is connected to the first switching transistor when the second switching transistor is off. A current path for applying a forward bias is formed, and when the second switching transistor is in an on state, the current path for flowing a current to the second switching transistor is supplied to the impedance element forming the current path. Is characterized in that auxiliary switches which operate complementarily are connected in series.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】第1のスイッチングトランジスタ
の他に第2のスイッチングトランジスタを設け、第2の
スイッチングトランジスタのベースと第1スイッチング
トランジスタのコレクタの間に抵抗とコンデンサの直列
回路を接続し、第2のスイッチングトランジスタのコレ
クタと第1のスイッチングトランジスタのベースを接続
することにより、第1のスイッチングトランジスタと第
2のスイッチングトランジスタが相補的な動作を行うよ
うにする。第1のスイッチングトランジスタのベースと
電源装置の入力端子との間に、第2のスイッチングトラ
ンジスタとは相補的な動作をする補助スイッチとバイア
ス用のインピーダンス素子の直列回路を接続する。ここ
で補助スイッチの一例としては、そのベースがコンデン
サを介して第1のスイッチングトランジスタとインダク
タンス部品の接続点に接続され、さらにそのべースがベ
ース電流を設定するための抵抗を介して入力端子あるい
は基準電位点に接続されたトランジスタによって構成す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In addition to a first switching transistor, a second switching transistor is provided, and a series circuit of a resistor and a capacitor is connected between a base of the second switching transistor and a collector of the first switching transistor. By connecting the collector of the second switching transistor and the base of the first switching transistor, the first switching transistor and the second switching transistor perform complementary operations. Between the base of the first switching transistor and the input terminal of the power supply device, a series circuit of an auxiliary switch and a bias impedance element, which operate complementarily to the second switching transistor, is connected. Here, as an example of the auxiliary switch, its base is connected to a connection point between the first switching transistor and the inductance component via a capacitor, and the base is connected to an input terminal via a resistor for setting a base current. Alternatively, it is constituted by a transistor connected to the reference potential point.

【0012】[0012]

【実施例】無用な損失の発生を抑制することを可能とし
た、本発明による自励式スイッチング電源装置の実施例
の回路図を図1に示した。なお図3の回路で示した構成
要素と同じ機能を有する図1中の構成要素に対しては、
同一の符号を付与してある。図1において、電源回路の
主要部を構成するトランスT、NPN型トランジスタに
よる第1スイッチングトランジスタQ1、整流ダイオー
ドD1及び平滑コンデンサC2は図3と同一の構成であ
り、説明は省略する。これに対して自励発振を行うため
の回路構成は以下のようになっている。
FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of a self-excited switching power supply according to the present invention, which makes it possible to suppress the occurrence of unnecessary loss. 1 having the same functions as the components shown in the circuit of FIG.
The same reference numerals are given. In FIG. 1, a transformer T, a first switching transistor Q1, which is an NPN transistor, and a rectifier diode D1 and a smoothing capacitor C2, which are main components of the power supply circuit, have the same configuration as in FIG. 3, and a description thereof will be omitted. On the other hand, a circuit configuration for performing self-excited oscillation is as follows.

【0013】すなわち、第1スイッチングトランジスタ
Q1と同じNPN型トランジスタによる第2スイッチン
グトランジスタQ2を設け、第2スイッチングトランジ
スタQ2のコレクタは第1スイッチングトランジスタQ
1のベースに接続し、エミッタはアースに接続し、ベー
スは抵抗R2とコンデンサC3を介して第1スイッチン
グトランジスタQ1のコレクタに接続する。第2スイッ
チングトランジスタQ2のベースと第1スイッチングト
ランジスタQ1のベースとの間には抵抗R3と抵抗R4
を直列に接続し、抵抗R3と抵抗R4の接続点はアース
と出力端子2に、それぞれコンデンサC4、ダイオード
D2と定電圧ダイオードDZ1の直列回路を介して接続
する。第2スイッチングトランジスタQ2のコレクタと
第1スイッチングトランジスタQ1のベースの接続点
は、抵抗R1と補助スイッチとしてのトランジスタQ3
を介して入力端子1に接続する。PNP型トランジスタ
によるトランジスタQ3のベースは抵抗R5を介してア
ースに接続し、さらにそのベースをコンデンサC5を介
して1次巻線N1と第1スイッチングトランジスタQ1
の接続点(接続点(a))に接続する。
That is, a second switching transistor Q2 is provided which is the same NPN transistor as the first switching transistor Q1, and the collector of the second switching transistor Q2 is the first switching transistor Q2.
1, the emitter is connected to ground, and the base is connected to the collector of the first switching transistor Q1 via a resistor R2 and a capacitor C3. A resistor R3 and a resistor R4 are provided between the base of the second switching transistor Q2 and the base of the first switching transistor Q1.
Are connected in series, and the connection point of the resistor R3 and the resistor R4 is connected to the ground and the output terminal 2 through a series circuit of a capacitor C4, a diode D2 and a constant voltage diode DZ1, respectively. The connection point between the collector of the second switching transistor Q2 and the base of the first switching transistor Q1 is connected to a resistor R1 and a transistor Q3 as an auxiliary switch.
Is connected to the input terminal 1 via. The base of the transistor Q3 formed by a PNP transistor is connected to the ground via a resistor R5, and the base is connected to the primary winding N1 and the first switching transistor Q1 via a capacitor C5.
(Connection point (a)).

【0014】このような構成とした図1の回路の自励発
振動作は以下のようになる。入力端子1に入力電圧が印
加されると、抵抗R5によってベース電流の電流路が形
成されているトランジスタQ3は順方向バイアスを受け
てオン状態となる。すると第1スイッチングトランジス
タQ1のベースにはトランジスタQ3、抵抗R1を介し
て電流が流入し、第1スイッチングトランジスタQ1は
順方向バイアスを受けてオン状態となる。この時、第2
スイッチングトランジスタQ2のベース、エミッタ間は
ターンオンするのに必要な順方向バイアスを受けられず
オフ状態となる。この第1スイッチングトランジスタQ
1がオン状態となることでトランスTの1次巻線N1に
は直線的に増加する電流が流れ始め、同時にコンデンサ
C3には抵抗R2側を高電位とする充電が行われる。
The self-excited oscillation operation of the circuit of FIG. 1 having such a configuration is as follows. When an input voltage is applied to the input terminal 1, the transistor Q3 in which the current path of the base current is formed by the resistor R5 receives a forward bias and turns on. Then, a current flows into the base of the first switching transistor Q1 via the transistor Q3 and the resistor R1, and the first switching transistor Q1 receives a forward bias and turns on. At this time, the second
The base between the base and the emitter of the switching transistor Q2 does not receive a forward bias necessary for turning on, and is turned off. This first switching transistor Q
When 1 is turned on, a linearly increasing current starts to flow through the primary winding N1 of the transformer T, and at the same time, the capacitor C3 is charged with the resistor R2 being at a high potential.

【0015】ここで、第1スイッチングトランジスタQ
1のコレクタ飽和電流は、その時にベースを流れる電流
の大きさによって決定され、図1の回路ではトランジス
タQ3がオン状態の時には抵抗R1によってほぼ一定に
設定される。1次巻線N1に流れる電流の値が第1スイ
ッチングトランジスタQ1のコレクタ飽和電流に達する
と、1次巻線N1に流れる電流は一定となり、その一瞬
には1次巻線N1の端子間に電位差がなくなる。この
時、コンデンサC3は放電を開始して第2スイッチング
トランジスタQ2にベース電流を供給し、第2スイッチ
ングトランジスタQ2を導通させる。すると第1スイッ
チングトランジスタQ1のベース電流が減少し、そのコ
レクタ電流が低下するため、トランスTの各巻線にはフ
ライバック電圧が発生する。
Here, the first switching transistor Q
The collector saturation current of 1 is determined by the magnitude of the current flowing through the base at that time. In the circuit of FIG. 1, when the transistor Q3 is on, the resistance is set to be substantially constant by the resistor R1. When the value of the current flowing through the primary winding N1 reaches the collector saturation current of the first switching transistor Q1, the current flowing through the primary winding N1 becomes constant, and at that moment, the potential difference between the terminals of the primary winding N1. Disappears. At this time, the capacitor C3 starts discharging, supplies a base current to the second switching transistor Q2, and makes the second switching transistor Q2 conductive. Then, the base current of the first switching transistor Q1 decreases and its collector current decreases, so that a flyback voltage is generated in each winding of the transformer T.

【0016】この1次巻線N1に発生したフライバック
電圧はコンデンサC3と抵抗R2を介して第2スイッチ
ングトランジスタQ2のベースに印加され、第2スイッ
チングトランジスタQ2をオン状態へと導く。また同時
に、このフライバック電圧はコンデンサC5を介してト
ランジスタQ3のベースにも印加され、トランジスタQ
3をオフ状態へと導く。第2スイッチングトランジスタ
Q2がオン状態、トランジスタQ3がオフ状態となるこ
とで、第1スイッチングトランジスタQ1のベース電位
が低下し、また同時に第1スイッチングトランジスタQ
1のベース電流が遮断されるため、第1スイッチングト
ランジスタQ1はオフ状態となる。第2スイッチングト
ランジスタQ2がオン状態にある間、第2スイッチング
トランジスタQ2のベースには1次巻線N1、コンデン
サC3及び抵抗R2を介して電流が流れ、コンデンサC
3には接続点(a)側を高電位とする充電が行われる。
The flyback voltage generated in the primary winding N1 is applied to the base of the second switching transistor Q2 via the capacitor C3 and the resistor R2, and turns on the second switching transistor Q2. At the same time, the flyback voltage is also applied to the base of the transistor Q3 via the capacitor C5.
3 to the off state. When the second switching transistor Q2 is turned on and the transistor Q3 is turned off, the base potential of the first switching transistor Q1 is reduced, and at the same time, the first switching transistor Q1 is turned off.
Since the base current of No. 1 is cut off, the first switching transistor Q1 is turned off. While the second switching transistor Q2 is in the ON state, a current flows through the base of the second switching transistor Q2 via the primary winding N1, the capacitor C3, and the resistor R2.
3 is charged with the connection point (a) being at a high potential.

【0017】トランスTの1次巻線N1に発生したフラ
イバック電圧の低下とコンデンサC3、コンデンサC5
の充電の進行とにより、第2スイッチングトランジスタ
Q2のベース電流の減少、トランジスタQ3の逆バイア
スの低下が起こり、やがて第2スイッチングトランジス
タQ2はオフ状態、トランジスタQ3はオン状態へと移
行する。第2スイッチングトランジスタQ2がオフ状
態、トランジスタQ3がオン状態となることにより、第
1スイッチングトランジスタQ1のベースにはトランジ
スタQ3と抵抗R1を介して再び電流が流入し、第1ス
イッチングトランジスタQ1はオン状態へと移行する。
このような動作過程を繰り返して自励発振が行われる。
The decrease in the flyback voltage generated in the primary winding N1 of the transformer T and the decrease in the capacitance of the capacitors C3 and C5
, The base current of the second switching transistor Q2 decreases, and the reverse bias of the transistor Q3 decreases. Eventually, the second switching transistor Q2 shifts to the off state and the transistor Q3 shifts to the on state. When the second switching transistor Q2 is turned off and the transistor Q3 is turned on, current flows again into the base of the first switching transistor Q1 via the transistor Q3 and the resistor R1, and the first switching transistor Q1 is turned on. Move to.
Self-excited oscillation is performed by repeating such an operation process.

【0018】以上の動作説明から分かるように、第2の
スイッチングトランジスタQ2とトランジスタQ3は、
接続点(a)の電圧の変化に応じて相補的に動作をす
る。そのためトランジスタQ3は、第2スイッチングト
ランジスタQ2がオフ状態の時には第1スイッチングト
ランジスタQ1にベース電流を供給するために抵抗R1
に電流を供給するが、第2スイッチングトランジスタQ
2がオン状態のときには抵抗R1に電流を供給しない。
従って、従来の回路において第2スイッチングトランジ
スタQ2がオン状態の時に抵抗R1に発生していた無用
の損失が、図1に示す回路では低減されることになる。
なお、本発明は自励発振方式のスイッチング電源装置に
広く適用することができ、図1に示す絶縁型の電源装置
のみではなく非絶縁型の電源装置にも適用できる。
As can be seen from the above description of operation, the second switching transistor Q2 and the transistor Q3
They operate complementarily according to the change in the voltage at the connection point (a). Therefore, when the second switching transistor Q2 is off, the transistor Q3 is connected to the resistor R1 to supply the base current to the first switching transistor Q1.
To the second switching transistor Q
When the switch 2 is in the ON state, no current is supplied to the resistor R1.
Therefore, the unnecessary loss generated in the resistor R1 when the second switching transistor Q2 is in the ON state in the conventional circuit is reduced in the circuit shown in FIG.
Note that the present invention can be widely applied to a self-excited oscillation type switching power supply, and can be applied not only to the insulated power supply shown in FIG. 1 but also to a non-insulated power supply.

【0019】非絶縁型のスイッチング電源装置に対して
本発明を適用した、第2の実施例の回路を図2に示し
た。図2において、1は高電位側の入力端子を示し、3
は逆極性の電位側の出力端子を示し、基準電位側の入
力、出力端子は共にアースに接続されることからアース
と同一とみなし、図示は省略してある。入力端子1とア
ースとの間に直列接続されたPNP型トランジスタによ
る第1スイッチングトランジスタQ1とチョークコイル
L1、第1スイッチングトランジスタQ1とチョークコ
イルL1の接続点(b)と出力端子3との間に接続され
た整流ダイオードD1、そして出力端子3とアースとの
間に接続された平滑コンデンサC2によって、一般に極
性反転型コンバータとして知られる電源回路が構成され
ている。
FIG. 2 shows a circuit of a second embodiment in which the present invention is applied to a non-insulated switching power supply. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an input terminal on the high potential side;
Indicates an output terminal on the potential side of the opposite polarity, and the input and output terminals on the reference potential side are both connected to the ground, so they are considered to be the same as the ground, and are not shown. Between a first switching transistor Q1 and a choke coil L1, and a connection point (b) between the first switching transistor Q1 and the choke coil L1 and an output terminal 3 by a PNP transistor connected in series between the input terminal 1 and the ground. The connected rectifier diode D1 and the smoothing capacitor C2 connected between the output terminal 3 and the ground constitute a power supply circuit generally known as a polarity inversion type converter.

【0020】そして、第1スイッチングトランジスタQ
1のエミッタにそのエミッタを接続し、第1スイッチン
グトランジスタQ1のベースにそのコレクタを接続し
た、PNP型トランジスタによる第2スイッチングトラ
ンジスタQ2を設ける。第2スイッチングトランジスタ
Q2のベースと第1スイッチングトランジスタQ1のコ
レクタの間に抵抗R2とコンデンサC3の直列回路を接
続し、第2スイッチングトランジスタQ2のベースと第
1スイッチングトランジスタQ1のベースの間に抵抗R
3を接続する。第2スイッチングトランジスタQ2のコ
レクタと第1スイッチングトランジスタQ1のベースの
接続点とアースとの間に、抵抗R1と制御用トランジス
タQ4を直列に接続し、制御用トランジスタQ4のベー
スをコンデンサC6を介して接続点(b)に接続する。
入力端子1と出力端子3との間に抵抗R5と定電圧ダイ
オードDZ2の直列回路を接続し、抵抗R5と定電圧ダ
イオードDZ2の接続点を制御用トランジスタQ4のベ
ースに接続する。
The first switching transistor Q
A second switching transistor Q2 of a PNP transistor is provided, the emitter of which is connected to one of the emitters and the collector of which is connected to the base of the first switching transistor Q1. A series circuit of a resistor R2 and a capacitor C3 is connected between the base of the second switching transistor Q2 and the collector of the first switching transistor Q1, and a resistor R is connected between the base of the second switching transistor Q2 and the base of the first switching transistor Q1.
3 is connected. A resistor R1 and a control transistor Q4 are connected in series between a connection point between the collector of the second switching transistor Q2 and the base of the first switching transistor Q1 and the ground, and the base of the control transistor Q4 is connected via a capacitor C6. Connect to connection point (b).
A series circuit of a resistor R5 and a constant voltage diode DZ2 is connected between the input terminal 1 and the output terminal 3, and a connection point between the resistor R5 and the constant voltage diode DZ2 is connected to the base of the control transistor Q4.

【0021】このような構成とした図2の回路の自励発
振動作の動作過程は、基本的には図1の回路と同じにな
る。ただし、図2における制御用トランジスタQ4は、
本来は出力電圧の定電圧制御を行うために第1スイッチ
ングトランジスタQ1のベース電流を制御する。ここ
で、制御用トランジスタQ4は、第2スイッチングトラ
ンジスタQ2がオン状態の時にはコンデンサC6が導く
接続点(b)の電圧によってオフ状態となり、第2スイ
ッチングトランジスタQ2がオフ状態の時には定電圧ダ
イオードDZ2が導く出力電圧に応じた信号によって第
1スイッチングトランジスタQ2のベース電流を制御す
る。つまり、図2の回路の制御用トランジスタQ4は、
本来の制御用トランジスタとしての機能と、本願におけ
る補助スイッチとしての機能を兼用させているものであ
る。
The operation process of the self-excited oscillation operation of the circuit of FIG. 2 having such a configuration is basically the same as that of the circuit of FIG. However, the control transistor Q4 in FIG.
Originally, the base current of the first switching transistor Q1 is controlled to perform constant voltage control of the output voltage. Here, the control transistor Q4 is turned off by the voltage of the connection point (b) led by the capacitor C6 when the second switching transistor Q2 is on, and the constant voltage diode DZ2 is turned on when the second switching transistor Q2 is off. The base current of the first switching transistor Q2 is controlled by a signal corresponding to the output voltage to be led. That is, the control transistor Q4 of the circuit of FIG.
The function as the original control transistor and the function as the auxiliary switch in the present application are combined.

【0022】図1と図2に示す実施例の回路図におい
て、第1スイッチングトランジスタQ1のベースに電流
を供給するためのインピーダンス素子は抵抗R1である
が、例えばトランジスタ素子を使用した定電流素子(回
路)であっても良い。また図1と図2に示す実施例の回
路図では、第1の第2のスイッチングトランジスタQ
1、Q2は共に同じ接合型のバイポーラトランジスタで
示してあるが、MOSFETなどの他のタイプのトラン
ジスタ素子を使用しても構わない。またMOSFETを
使用する時には、インピーダンス素子として、抵抗R1
のほかに定電圧素子を使用しても良い。さらに図1、図
2中の抵抗R2は場合によって省略されることもあり、
本発明を適用する電源装置が図1、図2の構成の回路に
限定されるものでは無い。
In the circuit diagrams of the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the impedance element for supplying a current to the base of the first switching transistor Q1 is a resistor R1, but, for example, a constant current element using a transistor element ( Circuit). Also, in the circuit diagrams of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the first and second switching transistors Q
Although both 1 and Q2 are shown by the same junction type bipolar transistor, other types of transistor elements such as MOSFETs may be used. When a MOSFET is used, a resistor R1 is used as an impedance element.
Alternatively, a constant voltage element may be used. Further, the resistor R2 in FIGS. 1 and 2 may be omitted in some cases.
The power supply device to which the present invention is applied is not limited to the circuits having the configurations shown in FIGS.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上に述べたように本発明は、第1のス
イッチングトランジスタのベースと電源装置の入力端子
あるいは基準電位点との間に接続されたバイアス供給用
のインピーダンス素子に対し、第2のスイッチングトラ
ンジスタとは相補的な動作をする補助スイッチを直列に
接続することを特徴としている。この構成により、第1
のスイッチングトランジスタに対してバイアスを供給す
るインピーダンス素子には、第2のスイッチングトラン
ジスタがオフ状態の時には電流が流れ、第2のスイッチ
ングトランジスタがオン状態の時には電流が遮断され
る。これにより、第2のスイッチングトランジスタがオ
ン状態の時にインピーダンス素子に発生していた無用な
損失が低減され、変換効率が高い自励式スイッチング電
源装置を得ることができる。
As described above, according to the present invention, the bias supply impedance element connected between the base of the first switching transistor and the input terminal of the power supply device or the reference potential point has the second characteristic. Is characterized in that an auxiliary switch performing a complementary operation is connected in series with the switching transistor. With this configuration, the first
A current flows through the impedance element that supplies a bias to the switching transistor of when the second switching transistor is off, and the current is cut off when the second switching transistor is on. Thus, unnecessary loss generated in the impedance element when the second switching transistor is in the on state is reduced, and a self-excited switching power supply device with high conversion efficiency can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による自励式スイッチング電源装置の
第1の実施例の回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a self-excited switching power supply according to the present invention.

【図2】 本発明による自励式スイッチング電源装置の
第2の実施例の回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a second embodiment of the self-excited switching power supply according to the present invention.

【図3】 従来の自励式スイッチング電源装置の回路
図。
FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional self-excited switching power supply.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 出力端子 3 出力端子(極性反転側) C2 平滑コンデンサ C3 トリガ用のコンデンサ C5 コンデンサ D1 整流ダイオード DZ1 定電圧ダイオード DZ2 定電圧ダイオード L1 チョークコイル N1 1次巻線 N2 2次巻線 Q1 第1スイッチングトランジスタ Q2 第2スイッチングトランジスタ Q3 補助スイッチとしてのトランジスタ Q4 制御用トランジスタ R1 バイアス供給用のインピーダンス素子とし
ての抵抗 T トランス
Reference Signs List 1 input terminal 2 output terminal 3 output terminal (polarity inversion side) C2 smoothing capacitor C3 trigger capacitor C5 capacitor D1 rectifier diode DZ1 constant voltage diode DZ2 constant voltage diode L1 choke coil N1 primary winding N2 secondary winding Q1 1 switching transistor Q2 second switching transistor Q3 transistor as auxiliary switch Q4 control transistor R1 resistor T as bias supply impedance element T transformer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相補的な動作をする第1と第2のスイッ
チングトランジスタを具備し、該第1のスイッチングト
ランジスタによって電流を断続して該第1のスイッチン
グトランジスタに直列接続したインダクタンス部品を介
して出力電圧を得るように構成した、自励発振方式のス
イッチング電源装置において、 該第1のスイッチングトランジスタの制御端子と該第2
のスイッチングトランジスタの主電流路の接続点と電源
装置の入力端子との間に接続され、該第2のスイッチン
グトランジスタがオフ状態の時には該第1のスイッチン
グトランジスタに順方向バイアスを与えるための電流路
を形成し、該第2のスイッチングトランジスタがオン状
態の時には該第2のスイッチングトランジスタに電流を
流す電流路を形成するインピーダンス素子に対し、該第
2のスイッチングトランジスタとは相補的に動作する補
助スイッチを直列に接続したことを特徴とする自励式ス
イッチング電源装置。
1. A semiconductor device comprising: a first switching transistor and a second switching transistor that operate in a complementary manner, wherein current is intermittently interrupted by the first switching transistor, and via an inductance component connected in series to the first switching transistor. In a self-excited oscillation type switching power supply device configured to obtain an output voltage, the control terminal of the first switching transistor and the second
A current path connected between the connection point of the main current path of the switching transistor and the input terminal of the power supply, and for applying a forward bias to the first switching transistor when the second switching transistor is off. And an auxiliary switch that operates complementarily to the second switching transistor with respect to an impedance element that forms a current path through which a current flows when the second switching transistor is on. Are connected in series, a self-excited switching power supply device.
【請求項2】 前記補助スイッチは、その制御端子が容
量素子を介して該第1のスイッチングトランジスタと該
インダクタンス部品の接続点に接続されたトランジスタ
であることを特徴とする、請求項1に記載した自励式ス
イッチング電源装置。
2. The auxiliary switch according to claim 1, wherein a control terminal of the auxiliary switch is a transistor connected to a connection point between the first switching transistor and the inductance component via a capacitive element. Self-excited switching power supply.
【請求項3】 前記インピーダンス素子は抵抗であるこ
とを特徴とする、請求項1あるいは請求項2に記載した
自励式スイッチング電源装置。
3. The self-excited switching power supply according to claim 1, wherein the impedance element is a resistor.
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