JP2566479Y2 - 一石式コンバータ - Google Patents
一石式コンバータInfo
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- JP2566479Y2 JP2566479Y2 JP1991034789U JP3478991U JP2566479Y2 JP 2566479 Y2 JP2566479 Y2 JP 2566479Y2 JP 1991034789 U JP1991034789 U JP 1991034789U JP 3478991 U JP3478991 U JP 3478991U JP 2566479 Y2 JP2566479 Y2 JP 2566479Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、ビデオ機器、オーディ
オ機器等の直流電源回路に使用するための一石式コンバ
ータに関するものである。
オ機器等の直流電源回路に使用するための一石式コンバ
ータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３に示す如く、直流電源Ｐにトランス
Ｔ１の１次巻線ＮＰとスイッチングトランジスタＱ１と
の直列回路を接続しトランスＴ１の２次巻線ＮＳにダイ
オードＤ５とコンデンサＣ６とから成る整流器を接続
し、更にベース駆動のためにトランスＴ１にベース巻線
Ｎｂを設け、このベース巻線Ｎｂを抵抗Ｒ５を介してト
ランジスタＱ１のベースに接続し、更にトランジスタＱ
１のベースに制御回路Ｂを接続し、出力端子Ｕに定電圧
を得るスイッチングレギュレータは公知である。なお、
ＡＣは商用交流電源であり、整流回路から成る直流電源
Ｐに接続されている。Ｒ１は起動抵抗であり、直流電源
ＰとトランジスタＱ１のベースとの間に接続されてい
る。制御回路Ｂは、スイッチングトランジスタＱ１のベ
ース・エミッタ間に接続されたベース電流をバイパスす
る制御用トランジスタＱ２とこれを制御するためのダイ
オードＤ、コンデンサＣ、及びツェナーダイオードＤＺ
とから成り、トランジスタＱ１がオフ時のベース巻線Ｎ
ｂの電圧（出力電圧に等価）をコンデンサＣに充電し、
この電圧とツェナーダイオードＤＺの基準電圧との比較
に基づいてトランジスタＱ２を制御するように構成され
ている。
Ｔ１の１次巻線ＮＰとスイッチングトランジスタＱ１と
の直列回路を接続しトランスＴ１の２次巻線ＮＳにダイ
オードＤ５とコンデンサＣ６とから成る整流器を接続
し、更にベース駆動のためにトランスＴ１にベース巻線
Ｎｂを設け、このベース巻線Ｎｂを抵抗Ｒ５を介してト
ランジスタＱ１のベースに接続し、更にトランジスタＱ
１のベースに制御回路Ｂを接続し、出力端子Ｕに定電圧
を得るスイッチングレギュレータは公知である。なお、
ＡＣは商用交流電源であり、整流回路から成る直流電源
Ｐに接続されている。Ｒ１は起動抵抗であり、直流電源
ＰとトランジスタＱ１のベースとの間に接続されてい
る。制御回路Ｂは、スイッチングトランジスタＱ１のベ
ース・エミッタ間に接続されたベース電流をバイパスす
る制御用トランジスタＱ２とこれを制御するためのダイ
オードＤ、コンデンサＣ、及びツェナーダイオードＤＺ
とから成り、トランジスタＱ１がオフ時のベース巻線Ｎ
ｂの電圧（出力電圧に等価）をコンデンサＣに充電し、
この電圧とツェナーダイオードＤＺの基準電圧との比較
に基づいてトランジスタＱ２を制御するように構成され
ている。
【０００３】上述のスイッチングレギュレータにおい
て、直流電力の供給を開始すると、起動抵抗Ｒ１を通っ
て起動電流が流れ、発振が開始する。トランジスタＱ１
のオン時には、１次巻線Ｎｂに電源Ｐの電圧が印加さ
れ、ベース巻線Ｎｂにこれに応じた電圧が発生し、この
巻線ＮｂからトランジスタＱ１にベース電流ＩＢが供給
される。しかる後、トランジスタＱ１のコレクタ電流が
飽和すると、オフに転換し、このオフ期間にダイオード
Ｄ５がオンになり、トランスＴ１のエネルギが出力側に
放出される。出力電圧の制御は、ベース巻線Ｎｂの電流
Ｉ１の一部がトランジスタＱ２にバイパスさせることに
よって行う。
て、直流電力の供給を開始すると、起動抵抗Ｒ１を通っ
て起動電流が流れ、発振が開始する。トランジスタＱ１
のオン時には、１次巻線Ｎｂに電源Ｐの電圧が印加さ
れ、ベース巻線Ｎｂにこれに応じた電圧が発生し、この
巻線ＮｂからトランジスタＱ１にベース電流ＩＢが供給
される。しかる後、トランジスタＱ１のコレクタ電流が
飽和すると、オフに転換し、このオフ期間にダイオード
Ｄ５がオンになり、トランスＴ１のエネルギが出力側に
放出される。出力電圧の制御は、ベース巻線Ｎｂの電流
Ｉ１の一部がトランジスタＱ２にバイパスさせることに
よって行う。
【０００４】ところで、この装置で電源Ｐの電圧Ｅ１が
増大すれば、１次巻線Ｎｐの電圧、及びベース巻線Ｎｂ
の電圧及び電流も増大する。図３は制御回路Ｂを有する
ので、ベース巻線Ｎｂの電流Ｉ１のＤ全部はトランジス
タＱ１に供給されず、制御トランジスタＱ２にバイパス
される。バイパス電流Ｉ２はトランジスタＱ１の駆動に
無関係なものであるので、結局、電力損失になる。
増大すれば、１次巻線Ｎｐの電圧、及びベース巻線Ｎｂ
の電圧及び電流も増大する。図３は制御回路Ｂを有する
ので、ベース巻線Ｎｂの電流Ｉ１のＤ全部はトランジス
タＱ１に供給されず、制御トランジスタＱ２にバイパス
される。バイパス電流Ｉ２はトランジスタＱ１の駆動に
無関係なものであるので、結局、電力損失になる。
【０００５】この問題は、機器を接続する交流電源電圧
が例えば１００Ｖから２２０Ｖにかわった時に顕著にな
り制御用トランジスタはバイパス電流Ｉ２が増大し、結
果的には大容量のトランジスタを必要とする。又この回
路では過電流時に垂下電流が増大し、図２のハの様な垂
下特性となり上記の入力電圧範囲を補償できない。
が例えば１００Ｖから２２０Ｖにかわった時に顕著にな
り制御用トランジスタはバイパス電流Ｉ２が増大し、結
果的には大容量のトランジスタを必要とする。又この回
路では過電流時に垂下電流が増大し、図２のハの様な垂
下特性となり上記の入力電圧範囲を補償できない。
【０００６】
【考案が解決しようとする問題点】本考案は主トランジ
スタのベース電流をほぼ一定にすると共にバイパス電流
を少なくして効率向上を図ると共に制御用トランジスタ
の小容量化をはかることにある。
スタのベース電流をほぼ一定にすると共にバイパス電流
を少なくして効率向上を図ると共に制御用トランジスタ
の小容量化をはかることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本考案は、実施例を示す図面（図１）を参照して説明
すると一次巻線Ｎｐ、二次巻線Ｎｓ１及びベース巻線Ｎ
ｂを有する出力トランスＴ１と前記一次巻線Ｎｐにコレ
クタが接続され、ベース、エミッタが前記ベース巻線間
に接続されたスイッチング用主トランジスタＱ１と前記
二次巻線側に接続された整流用ダイオードＤ５及び前記
主トランジスタＱ１のベースに接続された制御回路を有
する一石式コンバータにおいて、前記制御回路は第１の
ベース巻線Ｎｂ１の一端と前記主トランジスタＱ１のベ
ースの間に接続された抵抗Ｒ５と、前記主トランジスタ
Ｑ１のベースとエミッタの間に接続された制御用トラン
ジスタＱ２と、第２のベース巻線Ｎｂ２の一端からダイ
オードＤ３を通して電解コンデンサＣ５の＋側へ接続
し、該電解コンデンＣ５の−側を第１のベース巻線Ｎｂ
１と第２のベース巻線Ｎｂ２の接続点を結ぶ整流平滑回
路と、前記電解コンデンサＣ５の一端と前記主トランジ
スタＱ１のベースとの間に抵抗Ｒ３を介して接続された
トランジスタＱ３と、前記トランジスタＱ３のベース
と、前記第１ベース巻線Ｎｂ１の一端との間に接続れた
抵抗Ｒ４とを備えたことを特徴とするものである。
め本考案は、実施例を示す図面（図１）を参照して説明
すると一次巻線Ｎｐ、二次巻線Ｎｓ１及びベース巻線Ｎ
ｂを有する出力トランスＴ１と前記一次巻線Ｎｐにコレ
クタが接続され、ベース、エミッタが前記ベース巻線間
に接続されたスイッチング用主トランジスタＱ１と前記
二次巻線側に接続された整流用ダイオードＤ５及び前記
主トランジスタＱ１のベースに接続された制御回路を有
する一石式コンバータにおいて、前記制御回路は第１の
ベース巻線Ｎｂ１の一端と前記主トランジスタＱ１のベ
ースの間に接続された抵抗Ｒ５と、前記主トランジスタ
Ｑ１のベースとエミッタの間に接続された制御用トラン
ジスタＱ２と、第２のベース巻線Ｎｂ２の一端からダイ
オードＤ３を通して電解コンデンサＣ５の＋側へ接続
し、該電解コンデンＣ５の−側を第１のベース巻線Ｎｂ
１と第２のベース巻線Ｎｂ２の接続点を結ぶ整流平滑回
路と、前記電解コンデンサＣ５の一端と前記主トランジ
スタＱ１のベースとの間に抵抗Ｒ３を介して接続された
トランジスタＱ３と、前記トランジスタＱ３のベース
と、前記第１ベース巻線Ｎｂ１の一端との間に接続れた
抵抗Ｒ４とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
【実施例及び作用】先ず制御回路において、ベース巻線
Ｎｂ１、整流ダイオードＤ３、コンデンサＣ５、及びト
ランジスタＱ３の動作を無視して説明する。
Ｎｂ１、整流ダイオードＤ３、コンデンサＣ５、及びト
ランジスタＱ３の動作を無視して説明する。
【０００９】この回路の基本動作は主トランジスタＱ１
のオン時にトランスＴ１に貯えられたエネルギーをオフ
時に整流用ダイオードＤ５を通して出力る。なお、主ト
ランジスタＱ１のオフ動作はホトカプラー受光部ＰＴ及
びツェナーダイオードＤＺ１、抵抗Ｒ６を流れる電流と
コンデンサＣ４の時定数回路においてａ点電位が制御用
トランジスタＱ２のベース電圧（ＶＢＥ）を越えると該
トンジスタＱ２がオンし、これにより主トランジスタＱ
１のベース電流をバイパスしてオフせしめる。なお、コ
ンバータの各部のロスを無視すると出力電圧Ｅ０とＱ１
のオン時間Ｔ０Ｎの関係は（１）式の様に近似できる。 Ｅ０＝Ｅ１［Ｋ１・（Ｅ１／Ｉ０）・Ｔ０Ｎ−Ｋ２］・・・・・（１） ここでＥ１は入力電圧、（Ｉ０は出力電流、Ｋ１，Ｋ２
は定数である。出力電圧を検出してホトカプラの電流を
可変して、ＴＯＮを制御すると（１）式により出電圧Ｅ
０を一定に保つことができる。
のオン時にトランスＴ１に貯えられたエネルギーをオフ
時に整流用ダイオードＤ５を通して出力る。なお、主ト
ランジスタＱ１のオフ動作はホトカプラー受光部ＰＴ及
びツェナーダイオードＤＺ１、抵抗Ｒ６を流れる電流と
コンデンサＣ４の時定数回路においてａ点電位が制御用
トランジスタＱ２のベース電圧（ＶＢＥ）を越えると該
トンジスタＱ２がオンし、これにより主トランジスタＱ
１のベース電流をバイパスしてオフせしめる。なお、コ
ンバータの各部のロスを無視すると出力電圧Ｅ０とＱ１
のオン時間Ｔ０Ｎの関係は（１）式の様に近似できる。 Ｅ０＝Ｅ１［Ｋ１・（Ｅ１／Ｉ０）・Ｔ０Ｎ−Ｋ２］・・・・・（１） ここでＥ１は入力電圧、（Ｉ０は出力電流、Ｋ１，Ｋ２
は定数である。出力電圧を検出してホトカプラの電流を
可変して、ＴＯＮを制御すると（１）式により出電圧Ｅ
０を一定に保つことができる。
【００１０】又、上記の如く出力電圧が一定になるよう
に制御すると、負荷電流を増加することにより、又は入
力電圧（Ｅ１）が減少することにより、主トランジスタ
Ｑ１のオン時間（ＴＯＮ）が増大し、周波数が低下す
る。従って入力電圧（Ｅ１）が最低で最大負荷電流のと
き、上記オン時間は最大となる。今、電圧検出部Ａを介
してのホトカプラー受光部ＰＴの電流をある出力電流値
以上になると零となる如く設定すると、これ以上の出力
電流に対してコンデンサＣ４の充電時定数は最大にな
る。
に制御すると、負荷電流を増加することにより、又は入
力電圧（Ｅ１）が減少することにより、主トランジスタ
Ｑ１のオン時間（ＴＯＮ）が増大し、周波数が低下す
る。従って入力電圧（Ｅ１）が最低で最大負荷電流のと
き、上記オン時間は最大となる。今、電圧検出部Ａを介
してのホトカプラー受光部ＰＴの電流をある出力電流値
以上になると零となる如く設定すると、これ以上の出力
電流に対してコンデンサＣ４の充電時定数は最大にな
る。
【００１１】図２はこの回路の出力電圧一電流特性を示
し、主トランジスタＱ１の１オン時間（ＴＯＮ）は負荷
電流に比例して増加するが最大負荷電流以上は増加せず
所謂フ字状垂下特性を得る。しかしながらこの特性は入
力電圧Ｅ１の変化幅の少ない時に特に効果的であるが、
入力電圧が１００Ｖ系いは２００Ｖ系の時にこれを共用
する電流点線（ハ）の如く増加して入力電圧範囲を充分
に補償し切れない。この理由は制御用トランジスタＱ２
のコレクタ電流はパルス的な電流のため入力電圧の大巾
な変化の時（例えば１００Ｖ入力が２００Ｖ入力に変っ
た場合等）主トランジスタＱ１のベース電流を制御でき
ず結果的に該ベース電流が一定にならないことに起因す
ると考えられる。
し、主トランジスタＱ１の１オン時間（ＴＯＮ）は負荷
電流に比例して増加するが最大負荷電流以上は増加せず
所謂フ字状垂下特性を得る。しかしながらこの特性は入
力電圧Ｅ１の変化幅の少ない時に特に効果的であるが、
入力電圧が１００Ｖ系いは２００Ｖ系の時にこれを共用
する電流点線（ハ）の如く増加して入力電圧範囲を充分
に補償し切れない。この理由は制御用トランジスタＱ２
のコレクタ電流はパルス的な電流のため入力電圧の大巾
な変化の時（例えば１００Ｖ入力が２００Ｖ入力に変っ
た場合等）主トランジスタＱ１のベース電流を制御でき
ず結果的に該ベース電流が一定にならないことに起因す
ると考えられる。
【００１２】そこで本発明は主トランジスタＱ１のベー
ス巻線を２個（Ｎｂ１、Ｎｂ２）設けて通常両ベース巻
線Ｎｂ１、Ｎｂ２を通してベース電流の供給を受ける構
成とし、又（例えばＩＢ２≒０．１ＩＢ１）、そして一
方のベース巻線Ｎｂ２の電圧は主トランジスタＱ１がオ
フ時、すなわち出力電圧Ｅ０に比例した電圧となりダイ
オードＤ３を通してコンデンサＣ５を充電するため該コ
ンデンサＣ５の電圧は入力電圧が変化してもほぼ一定値
を維持する。従ってベース電流ＩＢ１は該コンデンサＣ
５を電源としてトランジスタＱ３を通して主トランジス
タＱ１にほぼ一定のベース電流ＩＢ１を供給する。一方
ベース巻線Ｎｂ１はベース電流ＩＢ１に比し制限するた
めにベース回路に抵抗値の大なる抵抗Ｒ５が挿入されて
いるため入力電圧の変動によりベース巻線Ｎｂ１の電圧
が変化してもその電流値（ＩＢ２）は必要とする主トラ
ンジスタＱ１のベース電流からみるとＩＢ２の変化量は
極めて小さくＱ１のベース電流はほゞ一定と見做すこと
ができる。（なお、ベース巻線Ｎｂ１、およびＮｂ２の
巻線は同一）従って主トランジスタＱ１のベース電流
（ＩＢ１＋ＩＢ２）は入力電圧の変化に係らずほぼ一定
にすることが可能であり、しかも制御用トランジスタＱ
２のバイパス電流も殆ど変化しないため該制御用トラン
ジスタＱ２の小容量化が可能である。
ス巻線を２個（Ｎｂ１、Ｎｂ２）設けて通常両ベース巻
線Ｎｂ１、Ｎｂ２を通してベース電流の供給を受ける構
成とし、又（例えばＩＢ２≒０．１ＩＢ１）、そして一
方のベース巻線Ｎｂ２の電圧は主トランジスタＱ１がオ
フ時、すなわち出力電圧Ｅ０に比例した電圧となりダイ
オードＤ３を通してコンデンサＣ５を充電するため該コ
ンデンサＣ５の電圧は入力電圧が変化してもほぼ一定値
を維持する。従ってベース電流ＩＢ１は該コンデンサＣ
５を電源としてトランジスタＱ３を通して主トランジス
タＱ１にほぼ一定のベース電流ＩＢ１を供給する。一方
ベース巻線Ｎｂ１はベース電流ＩＢ１に比し制限するた
めにベース回路に抵抗値の大なる抵抗Ｒ５が挿入されて
いるため入力電圧の変動によりベース巻線Ｎｂ１の電圧
が変化してもその電流値（ＩＢ２）は必要とする主トラ
ンジスタＱ１のベース電流からみるとＩＢ２の変化量は
極めて小さくＱ１のベース電流はほゞ一定と見做すこと
ができる。（なお、ベース巻線Ｎｂ１、およびＮｂ２の
巻線は同一）従って主トランジスタＱ１のベース電流
（ＩＢ１＋ＩＢ２）は入力電圧の変化に係らずほぼ一定
にすることが可能であり、しかも制御用トランジスタＱ
２のバイパス電流も殆ど変化しないため該制御用トラン
ジスタＱ２の小容量化が可能である。
【００１３】図２において特性曲線（イ）は入力電圧が
２００Ｖ系のとき、又（ロ）は１００Ｖ系の時の垂下特
性を示し、ほぼ同様な垂下点電流であることを示してい
る。
２００Ｖ系のとき、又（ロ）は１００Ｖ系の時の垂下特
性を示し、ほぼ同様な垂下点電流であることを示してい
る。
【００１４】
【考案の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば構成簡単にしてＲＣＣ回路に出力定電圧機能を付
与せしめると共に、トランジスタＱ１のベース抵抗Ｒ５
の電力ロスを小さくすることが出来、入力電圧範囲を補
償した垂下電流機能を備えた全入力型コンバータを提供
できるので実用上の効果は大きい。
よれば構成簡単にしてＲＣＣ回路に出力定電圧機能を付
与せしめると共に、トランジスタＱ１のベース抵抗Ｒ５
の電力ロスを小さくすることが出来、入力電圧範囲を補
償した垂下電流機能を備えた全入力型コンバータを提供
できるので実用上の効果は大きい。
【図１】本考案の実施例回路図
【図２】本考案の電流垂下特性図
【図３】従来の回路図
Ｔ 出力トランス Ｎｐ 一次巻線 Ｎｓ 二次巻線 Ｎｂ ベース巻線 Ｑ１ 主トランジスタ Ａ 出力電圧検出部 Ｂ 制御回路部 Ｑ２，Ｑ３ 制御用トランジスタ Ｒ１〜Ｒ９ 抵抗 Ｃ１〜Ｃ６ コンデンサ ＤＺ１ ツェナーダイオード ＰＤ ホトカプラ発光部 ＰＴ ホトカプラ受光部
Claims (3)
- 【請求項１】 一次巻線、二次巻線及びベース巻線を有
する出力トランスと前記一次巻線にコレクタが接続さ
れ、ベース、エミッタが前記ベース巻線間に接続された
スイッチング用主トランジスタと前記二次巻線側に接続
された整流用ダイオード及び前記主トランジスタのベー
スに接続された制御回路を有する一石式コンバータにお
いて、前記制御回路は第１のベース巻線の一端と前記主
トランジスタのベースの間に接続された第１の抵抗と、
前記主トランジスタのべ−スとエミッタの間に接続され
た制御用トランジスタと、第２のベース巻線の一端から
ダイオードを通して電解コンデンサへ接続し、該電解コ
ンデンサの他端を第１のベース巻線と第２のベース巻線
の接続点に結ぶ整流平滑回路と、前記電解コンデンサの
一端と前記主トランジスタのベースとの間に第２の抵抗
を介して接続されたトランジスタと、前記トランジスタ
のベースと、前記第１ベース巻線の一端との間に接続さ
れた第３の抵抗とを備えたことを特徴とする一石式コン
バータ。 - 【請求項２】 第１のベース巻線の一端と制御用トラン
ジスタのベースとの間に直列接続された抵抗及び定電圧
ダイオードと、前記制御用トランジスタのベースとエミ
ッタの間に接続された第２のコンデンサより成る時定数
回路を設けたことを特徴とする実用新案登録請求の範囲
第１項記載の一石式コンバータ。 - 【請求項３】 平滑用コンデンサの一端と制御用トラン
ジスタのベースの間に出力電圧に応じて時定数回路の時
定数を調整する調整回路を用いたことを特徴とする実用
新案登録請求の範囲第２項記載の一石式コンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991034789U JP2566479Y2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 一石式コンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991034789U JP2566479Y2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 一石式コンバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574193U JPH0574193U (ja) | 1993-10-08 |
| JP2566479Y2 true JP2566479Y2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=12424048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991034789U Expired - Fee Related JP2566479Y2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 一石式コンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566479Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2665936B2 (ja) * | 1988-05-31 | 1997-10-22 | 新電元工業株式会社 | 一石式コンバータ |
-
1991
- 1991-02-21 JP JP1991034789U patent/JP2566479Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0574193U (ja) | 1993-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |