JP2000197354A - 補助電源回路 - Google Patents

補助電源回路

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JP2000197354A
JP2000197354A JP10369495A JP36949598A JP2000197354A JP 2000197354 A JP2000197354 A JP 2000197354A JP 10369495 A JP10369495 A JP 10369495A JP 36949598 A JP36949598 A JP 36949598A JP 2000197354 A JP2000197354 A JP 2000197354A
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JP
Japan
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voltage
power supply
capacitor
supply circuit
circuit
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JP10369495A
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English (en)
Inventor
Yutaka Tanitsu
豊 谷津
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Shibaura Mechatronics Corp
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Shibaura Mechatronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源回路から簡単に補助の電源を取り出すこ
とができる補助電源回路を提供すること。 【解決手段】 直流電圧が入力される入力部と、この入
力部にスイッチング素子,チョークコイル,コンデンサ
を直列に接続し、スイッチング素子の導通時間を制御す
ることにより、コンデンサに充電される直流電圧を制御
している電源回路において、上記チョークコイルに設け
られた2次コイル12bと、この2次コイルに発生する
電圧を平滑する平滑回路C2,D2とを具備し、この平
滑回路から出力される直流電圧を補助電源とするように
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源回路の一部を
使用して任意の電圧を発生させることができる補助電源
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、スパッタリング装置に用いる真
空ポンプを駆動する直流モータの電源は図2に示すよう
な電源回路から供給されていた。
【0003】図2において、入力端子IN1とIN2間
には直流電圧である入力電圧Vinが印加されている。こ
の入力端子IN1はスイッチング素子として機能するF
ET11を介してチョークコイル12の一端に接続され
る。
【0004】このチョークコイル12の他端は出力端子
OUT1に接続される。
【0005】また、入力端子IN1と出力端子OUT2
間は接地ラインaで接続されている。
【0006】前述したチョークコイル12の出力端子O
UT1側と接地ラインaとの間はコンデンサC1が接続
されている。
【0007】FET11とチョークコイル12との中間
位置にはダイオードD1のカソードが接続され、そのダ
イオードD1のアノードは接地ラインaに接続されてい
る。
【0008】コンデンサC1の両端には分圧抵抗R1及
びR2が直列接続された回路が並列に接続されている。
【0009】また、FET11のソース側と入力電圧V
in−Vcが供給されるラインbとの間には、pnpトラン
ジスタQ1及びnpnトランジスタQ2が直列に接続され
ている。
【0010】トランジスタQ1のコレクタとトランジス
タQ2のコレクタとの接続点とFET11のゲートとの
間は振動防止抵抗R3が接続されている。
【0011】また、13はパルス幅可変回路である。こ
のパルス幅可変回路13には前述した抵抗R1とR2と
の接続点の電圧がフィードバック電圧Vfとして入力さ
れている。このフィードパック電圧Vfは出力端子OU
T1とOUT2間に発生する出力電圧Voutをフィー
ドバックするための電圧である。
【0012】パルス幅可変回路13の出力はトランジス
タQ1及びQ2のベースにそれぞれ接続されている。ま
た、トランジスタQ1のエミッタとトランジスタQ1の
ベースとの間にはプルアップ抵抗R4が接続される。
【0013】ここで、パルス幅可変回路13は入力され
るフィードバック電圧Vfと基準電圧Vrefとを比較
し、出力するパルス電圧のパルス幅を可変制御してい
る。
【0014】例えば、フィードバック電圧Vfが基準電
圧Vrefより小さい場合には、パルス幅を広くする制御
をし、フィードバック電圧Vfが基準電圧Vrefより大
きい場合には、パルス幅を狭くする制御を行なってい
る。
【0015】パルス幅可変回路13から出力されるパル
ス電圧がオフ状態の場合には、トランジスタQ1がオン
し、トランジスタQ2がオフする。このため、FET1
1が非導通される。
【0016】一方、パルス幅可変回路13から出力され
るパルス電圧がオン状態の場合には、トランジスタQ1
がオフし、トランジスタQ2がオンする。このため、F
ET11が導通される。
【0017】このように、FET11はパルス幅可変回
路13から出力されるパルス電圧がオン状態で導通さ
れ、そのパルス電圧がオフ状態で非導通制御される。
【0018】つまり、FET11が導通している間は、
入力電圧Vinはチョークコイル12を介してコンデンサ
C1に充電される。
【0019】また、FET11が非導通されている間
は、チョークコイル12に発生する逆起電力によりダイ
オードD1、チョークコイル12、コンデンサC1に電
流が流れて、コンデンサC1に充電される。つまり、F
ET11が導通されている間に充電された電圧にさらに
充電されて直流電圧とされる。
【0020】このようにして、コンデンサC1に充電さ
れた直流電圧は出力電圧Voutとして出力端子OUT
1,OUT2間に発生する。
【0021】つまり、入力電圧Vinはパルス幅可変回路
13から出力されるパルス電圧のパルス幅を可変制御す
ることにより、出力電圧Voutを入力電圧Vin以下に電
圧になるように制御している。
【0022】例えば、真空パンプを駆動する直流モータ
に出力電圧Voutを供給している電源回路の場合には、
入力電圧Vinとして24Vの直流電圧を入力している。
【0023】そして、出力電圧Voutとして24Vを出
力させることにより、直流モータを駆動し、出力電圧V
outとして12Vを出力させることにより、直流モータ
を停止させるようにしていた。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】図2に示した電源回路
において、パルス幅可変回路13から出力されるパルス
電圧がオフ状態に切り替わると、トランジスタQ1が導
通してFET11が非導通する。
【0025】このようにFET11が非導通、つまりタ
ーンオフする時間が長くなると、スイッチングロスによ
る発熱により電力損失が発生するという問題が発生す
る。
【0026】そこで、FET11がターンオフする時間
を短くするために、トランジスタQ1が導通すると、F
ET11のソース電位よりゲート電位高くなるようにし
て、FET11のターンオフ時間を短くなるように制御
することが考えられる。
【0027】そこで、図3に示した電源回路のように、
D/Dコンバータ14を追加することにより、入力電圧
Vinより高い電圧をD/Dコンバータ14から発生さ
せ、トランジスタQ1がオンしてFET11を非導通す
るときに、FET11のソース電位(つまり、入力電圧
Vin)よりゲート電位(つまり、D/Dコンバータ14
の出力電圧)を高くなるようにして、FET11のター
ンオフ時間を短くするようにした回路が考えられる。
【0028】しかし、このような回路では、新たなD/
Dコンバータ14が必要となるため、D/Dコンバータ
14のためのスペースが必要ばかりでなく、そのコスト
がかかるという問題があった。
【0029】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、電源回路から簡単に任意の電圧を取り
出すことができる補助電源回路を提供することにある。
【0030】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の補助電源
回路は、直流電圧が入力される入力部と、この入力部に
スイッチング素子,チョークコイル,コンデンサを直列
に接続し、スイッチング素子の導通時間を制御すること
により、コンデンサに充電される直流電圧を制御してい
る電源回路において、上記チョークコイルに設けられた
2次コイルと、 この2次コイルに発生する電圧を平滑
する平滑回路とを具備し、この平滑回路から出力される
直流電圧を補助電源とするようにしたことを特徴とす
る。
【0031】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一実
施の形態について説明する。
【0032】図1において、入力端子IN1とIN2間
には直流電圧である入力電圧Vinが印加されている。こ
の入力電圧VinはコンテンサC0の両端間に発生してい
る電圧である。この入力端子IN1はスイッチング素子
として機能するFET11を介1してチョークコイル1
2の一端に接続される。
【0033】このチョークコイル12の他端は出力端子
OUT1に接続される。
【0034】また、入力端子IN1と出力端子OUT2
間は接地ラインaで接続されている。
【0035】前述したチョークコイル12の出力端子O
UT1側と接地ラインaとの間はコンデンサC1が接続
されている。
【0036】FET11とチョークコイル12の一次コ
イル12aとの中間位置にはダイオードD1のカソード
が接続され、そのダイオードD1のアノードは接地ライ
ンaに接続されている。
【0037】コンデンサC1の両端には分圧抵抗R1及
びR2が直列接続された回路が並列に接続されている。
【0038】また、チョークコイル12の2次コイル1
2bの一端と入力電圧Vin−Vcが供給されるラインb
との間には、ダイオードD2、pnpトランジスタQ1及
びnpnトランジスタQ2が直列に接続されている。さら
に、この2次コイル12bの他端はFET11のソース
電極に接続されている。
【0039】また、このダイオードD2のカソードはコ
ンデンサC2を介してFET11のソース電極に接続さ
れている。つまり、ダイオードD2とコンデンサC2と
の接続点の電位をVbとする。
【0040】トランジスタQ1のコレクタとトランジス
タQ2のコレクタとの接続点とFET11のゲートとの
間は振動防止抵抗R3が接続されている。
【0041】また、13はパルス幅可変回路である。こ
のパルス幅可変回路13には前述した抵抗R1とR2と
の接続点の電圧がフィードバック電圧Vfとして入力さ
れている。このフィードパック電圧Vfは出力端子OU
T1とOUT2間に発生する出力電圧Voutをフィー
ドバックするための電圧である。
【0042】パルス幅可変回路13の出力はトランジス
タQ1及びQ2のベースにそれぞれ接続されている。ま
た、トランジスタQ1のエミッタとトランジスタQ1の
ベースとの間にはプルアップ抵抗R4が接続される。
【0043】ここで、パルス幅可変回路13は入力され
るフィードバック電圧Vfと基準電圧Vrefとを比較
し、出力するパルス電圧のパルス幅を可変制御してい
る。
【0044】例えば、フィードバック電圧Vfが基準電
圧Vrefより小さい場合には、パルス幅を広くする制御
をし、フィードバック電圧Vfが基準電圧Vrefより大
きい場合には、パルス幅を狭くする制御を行なってい
る。
【0045】パルス幅可変回路13から出力されるパル
ス電圧がオフ状態の場合には、トランジスタQ1がオン
し、トランジスタQ2がオフする。このため、FET1
1が非導通される。
【0046】一方、パルス幅可変回路13から出力され
るパルス電圧がオン状態の場合には、トランジスタQ1
がオフし、トランジスタQ2がオンする。このため、F
ET11が導通される。このように、FET11はパル
ス幅可変回路13から出力されるパルス電圧がオン状態
で導通され、そのパルス電圧がオフ状態で非導通制御さ
れる。
【0047】つまり、FET11が導通している間は、
入力電圧Vinはチョークコイル12を介してコンデンサ
C1に充電される。
【0048】また、FET11が非導通されている間
は、チョークコイル12に発生する逆起電力によりダイ
オードD1、チョークコイル12、コンデンサC1に電
流が流れて、コンデンサC1に充電される。つまり、F
ET11が非導通されている間に充電された電圧にさら
に充電されて直流電圧とされる。
【0049】このようにして、コンデンサC1に充電さ
れた直流電圧は出力電圧Voutとして出力端子OUT
1,OUT2間に発生する。
【0050】ところで、前述したようにFET11がオ
ン、オフ制御されると、チョークコイル12の一次コイ
ル12aの両端には入力電圧Vinから出力電圧Voutを
引いたパルス状の電圧が印加される。このため、チョー
クコイル12の二次コイル12bには、一次コイル12
aと二次コイル12bとの巻線比に比例したパルス状電
圧が発生する。
【0051】そして、このパルス状電圧はダイオードD
2とコンデンサC2とからなる平滑回路により平滑さ
れ、その結果コンデンサC2に充電される。このコンデ
ンサC2の電位をVbとする。この電位Vbは一次コイ
ル12aと二次コイル12bとの巻線比を任意に設定す
ることにより任意に得ることができる。
【0052】従って、パルス幅可変回路13から出力さ
れるパルス電圧がオフ状態となって、トランジスタQ1
が導通すると、FET11のゲート電位はそのソース電
位(つまり、入力電圧Vin)よりVbだけ高い電位にさ
れるため、FET11のターンオフ時間を短くすること
ができる。
【0053】このため、FET11のスイッチングロス
による発熱による電力損失を極力抑えることができる。
【0054】また、入力電圧Vinより高い補助電源とし
ての電圧Vin+Vbをチョークコイル12に二次コイ
ル、ダイオード、コンデンサを設けることにより発生さ
せることができるので、スペースも取らずに安価に補助
電源を得ることができる。
【0055】また、チョークコイル12に二次コイル1
2bを設けることにより、一次コイル12aの電圧変動
に基づいて、二次コイル12bに電圧を発生させるよう
にしたので、コンデンサC2に発生する電圧Vbはアイ
ソレーションされた電圧となる。このため、この実施の
形態では電圧VbをFET11をオフするときにゲート
電位をソース電位よりVbだけ高くすることにより、F
ET11のターンオフ時間を短くするようにしたが、コ
ンデンサC2に発生する電圧を他の電源として使用する
こともできる。
【0056】さらに、ダイオードD2の極性を逆にする
ことにより、入力電圧Vinより低い電圧(Vin−Vb)
を補助電源として発生させることができる。
【0057】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、直流電圧
が入力される入力部と、この入力部にスイッチング素
子,チョークコイル,コンデンサを直列に接続し、スイ
ッチング素子の導通時間を制御することにより、コンデ
ンサに充電される直流電圧を制御している電源回路にお
いて、チョークコイルに設けられた2次コイルに発生す
る電圧を平滑する平滑回路を設け、この平滑回路と出力
される直流電圧を補助電源とするようにしたので、スペ
ースを取らず、コストもかからないで、入力電圧より異
なった任意の電圧を補助電源として取り出すことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係わる補助電源回路を
示す回路図。
【図2】従来の電源回路を示す回路図。
【図3】従来の電源回路を示す図。
【符号の説明】
11…FET、 12…チョークコイル、 13…パルス幅可変回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電圧が入力される入力部と、この入
    力部にスイッチング素子,チョークコイル,コンデンサ
    を直列に接続し、スイッチング素子の導通時間を制御す
    ることにより、コンデンサに充電される直流電圧を制御
    している電源回路において、 上記チョークコイルに設けられた2次コイルと、 この2次コイルに発生する電圧を平滑する平滑回路とを
    具備し、この平滑回路から出力される直流電圧を補助電
    源とするようにしたことを特徴とする補助電源回路。
JP10369495A 1998-12-25 1998-12-25 補助電源回路 Pending JP2000197354A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8890498B2 (en) 2009-06-23 2014-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Driving circuit to turn off switching element by voltage from voltage storage unit and converter including driving circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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