JP2003348831A - 自励式降圧型スイッチング電源装置 - Google Patents
自励式降圧型スイッチング電源装置Info
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- JP2003348831A JP2003348831A JP2002150614A JP2002150614A JP2003348831A JP 2003348831 A JP2003348831 A JP 2003348831A JP 2002150614 A JP2002150614 A JP 2002150614A JP 2002150614 A JP2002150614 A JP 2002150614A JP 2003348831 A JP2003348831 A JP 2003348831A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トランスの２次巻線を不要としてトランスの
仕様を簡素化し、設計の自由度を高めるとともに、ノイ
ズの低減、高効率化が可能なスイッチング電源を提供す
る。 【解決手段】 主電力制御素子のコレクタまたはドレイ
ンとその駆動素子のエミッタまたはソースがインダクタ
ンス部品の主巻線を介して接続されて相補型ダーリント
ン接続の電力制御素子が構成され、そのインダクタンス
部品の帰還信号検出巻線の一端が主電力制御素子の入力
端子側に接続され、帰還信号検出巻線の他端が主電力制
御素子のベースまたはゲートに接続されて帰還回路を構
成する。
仕様を簡素化し、設計の自由度を高めるとともに、ノイ
ズの低減、高効率化が可能なスイッチング電源を提供す
る。 【解決手段】 主電力制御素子のコレクタまたはドレイ
ンとその駆動素子のエミッタまたはソースがインダクタ
ンス部品の主巻線を介して接続されて相補型ダーリント
ン接続の電力制御素子が構成され、そのインダクタンス
部品の帰還信号検出巻線の一端が主電力制御素子の入力
端子側に接続され、帰還信号検出巻線の他端が主電力制
御素子のベースまたはゲートに接続されて帰還回路を構
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自励式降圧型スイ
ッチング電源装置に係るもので、トランスの構成を簡単
にできる回路に関するものである。
ッチング電源装置に係るもので、トランスの構成を簡単
にできる回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】能動素子２石の自励式降圧型スイッチン
グ電源として、図２に示した回路が知られている。この
回路では、NPNトランジスタQ1、Q2をダーリントン接続
して必要な電流利得を得るとともに、トランスの３次巻
線LFに発生した帰還信号を抵抗R1、コンデンサC1を介し
てトランジスタQ2のベースに印加して自励発振させてい
る。
グ電源として、図２に示した回路が知られている。この
回路では、NPNトランジスタQ1、Q2をダーリントン接続
して必要な電流利得を得るとともに、トランスの３次巻
線LFに発生した帰還信号を抵抗R1、コンデンサC1を介し
てトランジスタQ2のベースに印加して自励発振させてい
る。
【０００３】一方、トランスの2次巻線LSの一端をグラ
ウンドに接続し、他端をダイオードD1を介してトランジ
スタQ1のエミッタに接続するとともに、出力端子VOに接
続している。これによって、2次巻線LSに発生したフラ
イバック電圧をダイオードD1で整流し、コンデンサC2で
平滑して出力を得て、自励式降圧型スイッチング電源装
置を構成している。
ウンドに接続し、他端をダイオードD1を介してトランジ
スタQ1のエミッタに接続するとともに、出力端子VOに接
続している。これによって、2次巻線LSに発生したフラ
イバック電圧をダイオードD1で整流し、コンデンサC2で
平滑して出力を得て、自励式降圧型スイッチング電源装
置を構成している。
【０００４】このような構成上、上記の回路において
は、 トランスには少なくとも３次巻線まで必要となり、ト
ランスが複雑となるほか、1次巻線LPと2次巻線LSは基本
的に同じ巻数とする必要があり、トランスの設計自由度
がない。 2次巻線LSを用いて1次巻線LPに発生したフライバック
電圧をダイオードD1を介して出力に導くために、1次巻
線LP、2次巻線LS間に発生する漏れインダクタンスと各
種分布容量によって多大なスパイク電圧を発生し、ノイ
ズの問題やトランジスタQ1、Q2の耐圧破壊問題が生じ
る。 トランジスタのダーリントン接続によってスイッチン
グスピードが鈍化し、それによる効率の悪化、発熱、ト
ランジスタQ1の破壊といった問題が生じる。
は、 トランスには少なくとも３次巻線まで必要となり、ト
ランスが複雑となるほか、1次巻線LPと2次巻線LSは基本
的に同じ巻数とする必要があり、トランスの設計自由度
がない。 2次巻線LSを用いて1次巻線LPに発生したフライバック
電圧をダイオードD1を介して出力に導くために、1次巻
線LP、2次巻線LS間に発生する漏れインダクタンスと各
種分布容量によって多大なスパイク電圧を発生し、ノイ
ズの問題やトランジスタQ1、Q2の耐圧破壊問題が生じ
る。 トランジスタのダーリントン接続によってスイッチン
グスピードが鈍化し、それによる効率の悪化、発熱、ト
ランジスタQ1の破壊といった問題が生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、トランスの
2次巻線を不要として上記の問題、すなわち、トランス
の仕様の簡素化と設計自由度の確保、ノイズの低減、高
効率化が可能な自励式降圧型スイッチング電源装置を提
供するものである。
2次巻線を不要として上記の問題、すなわち、トランス
の仕様の簡素化と設計自由度の確保、ノイズの低減、高
効率化が可能な自励式降圧型スイッチング電源装置を提
供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、スイッチング
素子を相補型の構成とすることによって、上記の課題を
解決するものである。
素子を相補型の構成とすることによって、上記の課題を
解決するものである。
【０００７】すなわち、入出力端子間に電力制御素子と
インダクタンス部品が直列に接続された自励式降圧型ス
イッチング電源装置において、主電力制御素子のコレク
タまたはドレインとその主電力制御素子の駆動素子のエ
ミッタまたはソースがインダクタンス部品の主巻線を介
して接続されて相補型ダーリントン接続の電力制御素子
が構成され、そのインダクタンス部品の帰還信号検出巻
線の一端がその主電力制御素子の入力端子側に接続さ
れ、帰還信号検出巻線の他端がその主電力制御素子のベ
ースまたはゲートに接続されて帰還回路を構成したこと
に特徴を有するものである。
インダクタンス部品が直列に接続された自励式降圧型ス
イッチング電源装置において、主電力制御素子のコレク
タまたはドレインとその主電力制御素子の駆動素子のエ
ミッタまたはソースがインダクタンス部品の主巻線を介
して接続されて相補型ダーリントン接続の電力制御素子
が構成され、そのインダクタンス部品の帰還信号検出巻
線の一端がその主電力制御素子の入力端子側に接続さ
れ、帰還信号検出巻線の他端がその主電力制御素子のベ
ースまたはゲートに接続されて帰還回路を構成したこと
に特徴を有するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のポイントは、
NPNトランジスタとPNPトランジスタ（あるいはN型MOS
FETとP型MOSFET）をダーリントン接続し、 自励発振を行うために帰還信号検出巻線に発生した信
号を主電力制御素子のベースあるいはゲートに正帰還さ
せる、ことにある。
FETとP型MOSFET）をダーリントン接続し、 自励発振を行うために帰還信号検出巻線に発生した信
号を主電力制御素子のベースあるいはゲートに正帰還さ
せる、ことにある。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。図１は、本発明の実施例を示す回路図で
あり、同一の機能を果たす素子は図２と同一の符号が付
してある。入力端子VINと出力端子VOの間に主スイッチ
ング素子Q1とトランスの1次巻線LPが直列に接続されて
いる。もっとも、この1次巻線は単なるインダクタンス
素子としての機能を果たすものである。
いて説明する。図１は、本発明の実施例を示す回路図で
あり、同一の機能を果たす素子は図２と同一の符号が付
してある。入力端子VINと出力端子VOの間に主スイッチ
ング素子Q1とトランスの1次巻線LPが直列に接続されて
いる。もっとも、この1次巻線は単なるインダクタンス
素子としての機能を果たすものである。
【００１０】トランジスタQ1はPNPトランジスタで構成
され、その駆動用トランジスタQ2はNPNトランジスタで
構成され、トランジスタQ1のベースとトランジスタQ2の
コレクタが接続されたダーリントン接続となっている。
トランジスタQ2のエミッタは出力端子VOとコンデンサC2
間に接続されている。
され、その駆動用トランジスタQ2はNPNトランジスタで
構成され、トランジスタQ1のベースとトランジスタQ2の
コレクタが接続されたダーリントン接続となっている。
トランジスタQ2のエミッタは出力端子VOとコンデンサC2
間に接続されている。
【００１１】トランスの帰還信号検出巻線LFの一端は、
トランジスタQ1の入力側に接続され、他端はコンデンサ
C1、抵抗R1を介してトランジスタQ1のベースに接続され
る。なお、トランジスタQ2のベースとグラウンド間に定
電圧ダイオードZDが接続されている。このように、降圧
型のスイッチング電源としての基本構成は従来と変わり
がないが、スイッチング素子の構成と帰還信号の印加の
方法が従来と異なる。
トランジスタQ1の入力側に接続され、他端はコンデンサ
C1、抵抗R1を介してトランジスタQ1のベースに接続され
る。なお、トランジスタQ2のベースとグラウンド間に定
電圧ダイオードZDが接続されている。このように、降圧
型のスイッチング電源としての基本構成は従来と変わり
がないが、スイッチング素子の構成と帰還信号の印加の
方法が従来と異なる。
【００１２】このような回路構成を採用することによっ
て、従来とは作用が異なることになり、前記の課題を解
決する点について説明する。図２で示した従来の回路で
は、トランジスタQ1、Q2に各々同極（NPN同士）の素子
を用いて、等価的に電流増幅率の大きい、見かけ上1つ
のNPNトランジスタを作ることになる。このコレクタに1
次巻線LPを接続し、エミッタフォロア出力で２次巻線LS
のエネルギーを合成して出力電圧を得ていた。
て、従来とは作用が異なることになり、前記の課題を解
決する点について説明する。図２で示した従来の回路で
は、トランジスタQ1、Q2に各々同極（NPN同士）の素子
を用いて、等価的に電流増幅率の大きい、見かけ上1つ
のNPNトランジスタを作ることになる。このコレクタに1
次巻線LPを接続し、エミッタフォロア出力で２次巻線LS
のエネルギーを合成して出力電圧を得ていた。
【００１３】本発明においては、トランジスタQ1、Q2を
相補極性（PNPとNPN）を用いながら、見かけ上１つのNP
Nトランジスタを構成した。これによって、従来のエミ
ッタ出力からコレクタ出力に変えたため、従来用いてい
た２次巻線LSが不要となる。２次巻線が不要となること
で、スパイク電圧を皆無とすることが可能となり、トラ
ンスの構造を簡略化することができるとともに設計の自
由度が大きくなる。
相補極性（PNPとNPN）を用いながら、見かけ上１つのNP
Nトランジスタを構成した。これによって、従来のエミ
ッタ出力からコレクタ出力に変えたため、従来用いてい
た２次巻線LSが不要となる。２次巻線が不要となること
で、スパイク電圧を皆無とすることが可能となり、トラ
ンスの構造を簡略化することができるとともに設計の自
由度が大きくなる。
【００１４】また、帰還信号検出巻線LFに発生した信号
により自励発振のための帰還電圧をトランジスタQ1のベ
ースに印加したので、トランジスタQ1のオフ移行時にト
ランジスタQ1のベース・エミッタ間には逆電圧が印加さ
れることになる。これによって、スイッチングスピード
が向上して、高効率化が可能になる。
により自励発振のための帰還電圧をトランジスタQ1のベ
ースに印加したので、トランジスタQ1のオフ移行時にト
ランジスタQ1のベース・エミッタ間には逆電圧が印加さ
れることになる。これによって、スイッチングスピード
が向上して、高効率化が可能になる。
【００１５】上記の例ではトランジスタをバイポーラ素
子としたが、MOSFETを用いても同様に構成することがで
きる。また、有極性部品をすべて逆極性とすることによ
って、マイナス入力、マイナス出力に対応することもで
きる。さらに、図１の例では出力電圧はツェナーダイオ
ードZDによってほぼ決定されてしまうことになるが、そ
のツェナーダイオードZDの代わりにシャントレギュレー
タと抵抗RA、RBを３図のように接続すれば、任意の値に
することができ、あるいは可変とすることができる。
子としたが、MOSFETを用いても同様に構成することがで
きる。また、有極性部品をすべて逆極性とすることによ
って、マイナス入力、マイナス出力に対応することもで
きる。さらに、図１の例では出力電圧はツェナーダイオ
ードZDによってほぼ決定されてしまうことになるが、そ
のツェナーダイオードZDの代わりにシャントレギュレー
タと抵抗RA、RBを３図のように接続すれば、任意の値に
することができ、あるいは可変とすることができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、トランジスタ（スイッ
チング素子）に相補型素子を用いたために出力形態がコ
レクタフォロアとなり、トランスの２次巻線を不要とす
ることができるので、トランスの構造の簡略化と設計の
自由度の確保が容易となる。また、それによって、スパ
イク電圧の発生が皆無となり、ノイズの問題や素子の破
壊の問題が解消される。
チング素子）に相補型素子を用いたために出力形態がコ
レクタフォロアとなり、トランスの２次巻線を不要とす
ることができるので、トランスの構造の簡略化と設計の
自由度の確保が容易となる。また、それによって、スパ
イク電圧の発生が皆無となり、ノイズの問題や素子の破
壊の問題が解消される。
【００１７】また、発振のための帰還信号を主スイッチ
ング素子の制御端子に正帰還させるようにしたので、ス
イッチング素子のスイッチングスピードが向上し、発熱
の問題を解消するとともに、高効率化が実現できる。
ング素子の制御端子に正帰還させるようにしたので、ス
イッチング素子のスイッチングスピードが向上し、発熱
の問題を解消するとともに、高効率化が実現できる。
【図１】 本発明の実施例を示す回路図
【図２】 本発明の他の実施例を示す回路図
【図３】 従来の自励式降圧型スイッチング電源を示す
回路図
回路図
Q1、Q2：トランジスタ
LP：トランスの１次巻線
LF：トランスの検出巻線
Claims (3)
- 【請求項１】 入出力端子間に電力制御素子とインダク
タンス部品が直列に接続された自励式降圧型スイッチン
グ電源装置において、 主電力制御素子のコレクタとその主電力制御素子を駆動
する駆動素子のエミッタがインダクタンス部品の主巻線
を介して接続されて相補型ダーリントン接続の電力制御
素子が構成され、 そのインダクタンス部品の帰還信号検出巻線がその主電
力制御素子の入力端子側に接続され、帰還信号検出巻線
の他端がその主電力制御素子のベースに接続されて帰還
回路を構成したことを特徴とする自励式降圧型スイッチ
ング電源装置。 - 【請求項２】 入出力端子間に電力制御素子とインダク
タンス部品が直列に接続された自励式降圧型スイッチン
グ電源装置において、 主電力制御素子のドレインとその主電力制御素子を駆動
する駆動素子のソースがインダクタンス部品の主巻線を
介して接続されて相補型ダーリントン接続の電力制御素
子が構成され、そのインダクタンス部品の帰還信号検出
巻線がその主電力制御素子の入力端子側に接続され、帰
還信号検出巻線の他端がその主電力制御素子のゲートに
接続されて帰還回路を構成したことを特徴とする自励式
降圧型スイッチング電源装置。 - 【請求項３】 前記駆動素子の制御端子がシャントレギ
ュレータと接続され、そのシャントレギュレータのエラ
ー信号入力端子が分割抵抗の接続点と接続された請求項
１または請求項２記載の自励式降圧型スイッチング電源
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002150614A JP3614832B2 (ja) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | 自励式降圧型スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002150614A JP3614832B2 (ja) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | 自励式降圧型スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003348831A true JP2003348831A (ja) | 2003-12-05 |
| JP3614832B2 JP3614832B2 (ja) | 2005-01-26 |
Family
ID=29768432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002150614A Expired - Fee Related JP3614832B2 (ja) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | 自励式降圧型スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3614832B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009545945A (ja) * | 2006-08-04 | 2009-12-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気的に結合されるスイッチ制御回路を備える直流−直流電力変換器 |
| JP2016129464A (ja) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 新電元工業株式会社 | 放電回路及びこれを備えたｌｅｄ照明装置 |
-
2002
- 2002-05-24 JP JP2002150614A patent/JP3614832B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009545945A (ja) * | 2006-08-04 | 2009-12-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気的に結合されるスイッチ制御回路を備える直流−直流電力変換器 |
| JP2016129464A (ja) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 新電元工業株式会社 | 放電回路及びこれを備えたｌｅｄ照明装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3614832B2 (ja) | 2005-01-26 |
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Effective date: 20040622 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040706 |
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| A521 | Written amendment |
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| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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