JP2767783B2 - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JP2767783B2
JP2767783B2 JP1584394A JP1584394A JP2767783B2 JP 2767783 B2 JP2767783 B2 JP 2767783B2 JP 1584394 A JP1584394 A JP 1584394A JP 1584394 A JP1584394 A JP 1584394A JP 2767783 B2 JP2767783 B2 JP 2767783B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、整流素子の導通時の損
失を少なくして電力変換効率を改善したスイッチング電
源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device in which loss during conduction of a rectifying element is reduced to improve power conversion efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】交番する電流、電圧を直流変換するため
の整流素子としては、ダイオードが専ら用いられている
が、ダイオードで整流を行うのに際しては、ダイオード
に存在する順方向電圧VF と電流の積に相当する損失が
ダイオードに発生することを念頭に入れておかなければ
ならない。これに対して整流素子の損失をなるべく小さ
くするという目的からすれば、オン状態にあるトランジ
スタのコレクタ、エミッタ間の飽和電圧は、ダイオード
の順方向電圧VF よりも小さいため、発生する損失が少
なくて済むことが知られている。そこで、スイッチング
電源装置の電力変換効率を向上させる一手段として、整
流素子にダイオードの代わりにトランジスタを使用する
ことが考えられる。このトランジスタ整流素子を使用す
ることにより高い電力変化効率を実現した従来のスイッ
チング電源装置の回路の一例を図3に示した。
2. Description of the Related Art Diodes are exclusively used as rectifiers for converting alternating currents and voltages into direct currents. However, when rectification is performed by diodes, the forward voltage V F existing in the diodes and the current are reduced. It must be kept in mind that a loss corresponding to the product of. If the purpose of which minimize the loss of the rectifying element hand, the collector of the transistor in the on state, the saturation voltage between the emitter is smaller than the forward voltage V F of the diode, little loss generated It is known that it is necessary. Therefore, as one means for improving the power conversion efficiency of the switching power supply device, it is conceivable to use a transistor instead of a diode for the rectifying element. FIG. 3 shows an example of a circuit of a conventional switching power supply that realizes high power change efficiency by using this transistor rectifier.

【0003】図3に示す回路において、チョークコイル
L1、スイッチングトランジスタQ1、トランジスタ整
流素子としてのPNP型のトランジスタQ2及び平滑コ
ンデンサC2により、チョップアップ型のDC−DCコ
ンバータを形成している。スイッチングトランジスタQ
1のベースには、抵抗R1、抵抗R2によって分圧され
た出力電圧の検出値に応じて、オン、オフ期間のデュー
ティが変化する制御信号を出力する制御回路3が設けら
れる。トランジスタ整流素子としてのトランジスタQ2
のベースには、ベース電流制限抵抗R3とコンデンサC
3の並列回路を介して、駆動用トランジスタQ3のコレ
クタが接続される。駆動用トランジスタQ3のベース
は、抵抗R4とコンデンサC4の直列回路を介してスイ
ッチングトランジスタQ1のコレクタに接続し、スイッ
チングトランジスタQ1のオン、オフ信号を得る。ダイ
オードD1は、トランジスタQ2のターンオフ時におけ
るベース領域の蓄積電荷を放電させるための電流路を形
成し、ダイオードD2は、コンデンサC4の放電路を形
成する。
In the circuit shown in FIG. 3, a chop-up DC-DC converter is formed by a choke coil L1, a switching transistor Q1, a PNP transistor Q2 as a transistor rectifier, and a smoothing capacitor C2. Switching transistor Q
A control circuit 3 is provided at the base of the control circuit 1 for outputting a control signal whose duty in the on and off periods changes in accordance with the detected value of the output voltage divided by the resistors R1 and R2. Transistor Q2 as transistor rectifier
Has a base current limiting resistor R3 and a capacitor C
The collector of the driving transistor Q3 is connected via the three parallel circuits. The base of the driving transistor Q3 is connected to the collector of the switching transistor Q1 via a series circuit of a resistor R4 and a capacitor C4 to obtain an ON / OFF signal of the switching transistor Q1. Diode D1 forms a current path for discharging the accumulated charge in the base region when transistor Q2 is turned off, and diode D2 forms a discharge path for capacitor C4.

【0004】以上の構成の回路において、先ず、必要と
する出力電圧VO に対して入力電圧VINが低い場合の回
路の動作は、以下のとおりである。制御回路3からの信
号によってスイッチングトランジスタQ1がターンオフ
すると、チョークコイルL1にフライバック電圧が発生
する。このフライバック電圧は入力電圧VINに重畳さ
れ、重畳されたことによる高い電圧がスイッチングトラ
ンジスタQ1のコレクタ、トランジスタQ2のエミッタ
及び抵抗R4とコンデンサC4の直列回路を介して駆動
用トランジスタQ3のベースに加わることになる。これ
により駆動用トランジスタQ3は、ベース、エミッタ間
が正バイアスを受けることになり、ターンオンする。
In the circuit having the above configuration, first, the operation of the circuit when the input voltage V IN is lower than the required output voltage V O is as follows. When the switching transistor Q1 is turned off by a signal from the control circuit 3, a flyback voltage is generated in the choke coil L1. This flyback voltage is superimposed on the input voltage V IN , and a high voltage resulting from the superimposition is applied to the collector of the switching transistor Q1, the emitter of the transistor Q2, and the base of the driving transistor Q3 via the series circuit of the resistor R4 and the capacitor C4. Will join. As a result, the driving transistor Q3 receives a positive bias between the base and the emitter, and turns on.

【0005】駆動用トランジスタQ3がオン状態となる
ことにより、トランジスタQ2もまたエミッタ、ベース
間が正バイアスされてオン状態となり、入力電圧VIN
フライバック電圧が合わさった高い電圧が負荷RLに供
給されるとになる。やがてスイッチングトランジスタQ
1がターンオンすると、スイッチングトランジスタQ1
のコレクタ、トランジスタQ2のエミッタの電圧が低下
し、同時に駆動用トランジスタQ3のベースの電圧も低
下する。これにより駆動用トランジスタQ3はターンオ
フすることになり、トランジスタQ2は駆動用トランジ
スタQ3のターンオフによって、エミッタ、ベース間の
正バイアス状態が解除されてオフ状態となる。このよう
に、必要とする出力電圧VO に対して入力電圧VINが低
い場合には昇圧コンバータとして機能する。
When the driving transistor Q3 is turned on, the transistor Q2 is also turned on with a positive bias between the emitter and the base, and a high voltage, which is the sum of the input voltage V IN and the flyback voltage, is supplied to the load RL. It will be. Eventually switching transistor Q
1 is turned on, the switching transistor Q1
And the voltage at the emitter of the transistor Q2 decreases, and at the same time, the voltage at the base of the driving transistor Q3 also decreases. As a result, the driving transistor Q3 is turned off, and the positive bias state between the emitter and the base is released and the transistor Q2 is turned off by the turning off of the driving transistor Q3. Thus, when the input voltage V IN is lower than the required output voltage V O , it functions as a boost converter.

【0006】次に必要とする出力電圧VO に対して入力
電圧VINが高い場合の動作は、以下のとおりである。出
力電圧VO が高くなれば、制御回路3は出力電圧安定化
機能によりスイッチングトランジスタQ1のオン期間を
短くする。そのため、入力電圧VINが出力電圧VO より
高い場合には、スイッチングトランジスタQ1はオン期
間が非常に短いスイッチング動作を継続することにな
る。ここで、コンデンサC4の存在によって、駆動用ト
ランジスタQ3のベースには直流成分の電圧が加わるの
が防止されており、スイッチングトランジスタQ1のオ
ン、オフ動作による脈動成分の電圧のみが駆動用トラン
ジスタQ3のベースに印加されることになる。そのた
め、駆動用トランジスタQ3はスイッチングトランジス
タQ1のスイッチング動作に応じてトランジスタQ2の
ベース電流を制御することになる。これによりトランジ
スタQ2はシリーズレギュレータに似た動作を行う。従
って、必要とする出力電圧VO に対して入力電圧VIN
高い場合には降圧コンバータとして機能し、全体として
は昇降圧型のスイッチング電源となる。
The operation when the input voltage V IN is higher than the required output voltage V O is as follows. When the output voltage V O increases, the control circuit 3 shortens the ON period of the switching transistor Q1 by the output voltage stabilizing function. Therefore, when the input voltage V IN is higher than the output voltage V O , the switching transistor Q1 continues the switching operation whose ON period is very short. Here, the presence of the capacitor C4 prevents the voltage of the DC component from being applied to the base of the driving transistor Q3, and only the voltage of the pulsating component due to the ON / OFF operation of the switching transistor Q1 is applied to the driving transistor Q3. Will be applied to the base. Therefore, the driving transistor Q3 controls the base current of the transistor Q2 according to the switching operation of the switching transistor Q1. As a result, the transistor Q2 performs an operation similar to a series regulator. Therefore, when the input voltage V IN is higher than the required output voltage V O , it functions as a step-down converter, and as a whole, it becomes a step-up / step-down switching power supply.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図3に示す従来のスイ
ッチング電源装置は、整流素子としてダイオードの代わ
りにトランジスタを使用することで、電力変換効率を向
上させるのと同時に、昇降圧型のスイッチングレギュレ
ータとしている。ここで、このトランジスタ整流素子を
使用して昇降圧型のスイッチングレギュレータを得るに
は、入力電圧VINが出力電圧VO より高くなった場合
に、駆動用トランジスタQ3及びトランジスタQ2の動
作を非飽和領域で行わせ、トランジスタQ2の動作をシ
リーズレギュレータ的にすることが必要である。
The conventional switching power supply shown in FIG. 3 improves power conversion efficiency by using a transistor instead of a diode as a rectifying element, and at the same time, as a buck-boost type switching regulator. I have. Here, in order to obtain a step-up / step-down switching regulator using this transistor rectifier, when the input voltage V IN becomes higher than the output voltage V O , the operation of the driving transistor Q3 and the transistor Q2 is performed in an unsaturated region. It is necessary to make the operation of the transistor Q2 like a series regulator.

【0008】しかし、入力電圧VINが出力電圧VO より
も高い場合に駆動用トランジスタQ3の動作が飽和領域
で行われるならば、トランジスタQ2は通常の整流素子
として飽和領域でのオン、オフ動作を行うことになる。
すると出力電圧VO より高い入力電圧VINに、さらにチ
ョークコイルL1に発生したフライバック電圧が重畳し
た高い電圧がトランジスタQ2を介して平滑コンデンサ
C2を充電し、また負荷RLに供給される。そのため出
力電圧VO は高くなっていき、やがては制御回路3の電
圧制御範囲を越えてしまうことになる。すると、その出
力電圧VO を抵抗R1、抵抗R2で検出している制御回
路3はスイッチングトランジスタQ1へのオン、オフ制
御信号の出力を停止してしまう。そして負荷RLでエネ
ルギーが消費されて出力電圧VO が正常の値に戻り、過
電圧保護機能が解除されるまで制御回路3からスイッチ
ングトランジスタQ1への制御信号の出力は行われな
い。
However, if the operation of the driving transistor Q3 is performed in the saturation region when the input voltage V IN is higher than the output voltage V O , the transistor Q2 is turned on and off in the saturation region as a normal rectifier. Will be done.
Then, a high voltage obtained by superimposing the flyback voltage generated in the choke coil L1 on the input voltage V IN higher than the output voltage V O charges the smoothing capacitor C2 via the transistor Q2, and is supplied to the load RL. Therefore, the output voltage V O increases, and eventually exceeds the voltage control range of the control circuit 3. Then, the control circuit 3, which detects the output voltage V O with the resistors R1 and R2, stops outputting the on / off control signal to the switching transistor Q1. Then, energy is consumed by the load RL, the output voltage V O returns to a normal value, and the control signal is not output from the control circuit 3 to the switching transistor Q1 until the overvoltage protection function is released.

【0009】やがて出力電圧VO が正常の値に戻り、制
御回路3が制御信号を出力するとスイッチングトランジ
スタQ1がオン、オフ動作を再開する。しかし、このス
イッチングトランジスタQ1の動作によって駆動用トラ
ンジスタQ3は動作を行うが、飽和領域での動作である
ため、トランジスタQ2は通常の整流素子としての飽和
領域でのオン、オフ動作となる。そして再び出力電圧V
O は高くなり、制御回路3は繰り返し制御信号を停止す
ることになる。以上に説明したように、入力電圧VIN
出力電圧VO よりも高い場合に駆動用トランジスタQ3
の動作が非飽和領域で行われなければ、制御回路3は動
作する期間と停止している期間を交互に繰り返し、この
スイッチング電源装置は間欠動作状態となってしまい、
出力電圧VO のリップルが大きくなるといった好ましく
ない現象が発生することになる。
When the output voltage V O returns to a normal value and the control circuit 3 outputs a control signal, the switching transistor Q1 is turned on and off again. However, although the driving transistor Q3 operates by the operation of the switching transistor Q1, the operation is performed in a saturation region. Therefore, the transistor Q2 is turned on and off in a saturation region as a normal rectifying element. And again the output voltage V
O goes high, and the control circuit 3 repeatedly stops the control signal. As described above, when the input voltage V IN is higher than the output voltage V O , the driving transistor Q3
If the operation is not performed in the unsaturated region, the control circuit 3 alternately repeats the operation period and the stop period, and this switching power supply device enters an intermittent operation state,
An undesired phenomenon such as an increase in the ripple of the output voltage V O occurs.

【0010】図3に示す従来の回路では、トランジスタ
素子の諸特性や回路を構成する他の素子の定数によって
は、駆動用トランジスタQ3及びトランジスタQ2が非
飽和領域での動作とはならず、入力電圧VINが出力電圧
O を越えた時点で間欠動作状態になってしまう恐れが
あった。また、制御回路3の出力する制御信号でスイッ
チングトランジスタQ1をオン状態とするオンパルスの
期間は、ある一定期間より狭くなることは無いため、入
力電圧VINが高くなると駆動用トランジスタQ3のベー
スに入力される電流は大きくなっていく。そのため、入
力電圧VINがある程度まで高くなるとやはり間欠動作状
態となってしまい、特に図3に示す従来の回路では正常
な動作を維持できる入力電圧VINの範囲を広く取れない
といった問題点があった。そこで本発明は、入力電圧V
INが出力電圧VO よりも高い場合において、駆動用トラ
ンジスタQ3の動作を確実に非飽和領域で行わせ、もっ
て間欠動作を防止した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 conventional circuit shown in FIG. 3, the driving transistor Q3 and the transistor Q2 do not operate in the unsaturated region depending on the characteristics of the transistor element and the constants of other elements constituting the circuit. When the voltage V IN exceeds the output voltage V O , an intermittent operation may occur. Further, the on-pulse period for turning on the switching transistor Q1 by the control signal output from the control circuit 3 does not become narrower than a certain period, so that when the input voltage V IN increases, the input voltage to the base of the driving transistor Q3 is increased. The resulting current increases. Therefore, if the input voltage V IN rises to a certain level, the device will be in an intermittent operation state, and the conventional circuit shown in FIG. 3 has a problem that the range of the input voltage V IN in which normal operation can be maintained cannot be widened. Was. Therefore, the present invention provides an input voltage V
It is an object of the present invention to provide a switching power supply device in which when the IN is higher than the output voltage V O , the operation of the driving transistor Q3 is reliably performed in a non-saturation region, thereby preventing an intermittent operation.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、スイッチング
素子がターンオフした時にインダクタンス要素にフライ
バック電圧を発生させ、そのフライバック電圧によるエ
ネルギーを整流平滑することにより所望の直流電力を得
るスイッチング電源装置において、整流素子にPNP型
のバイポーラトランジスタによるトランジスタ整流素子
を使用し、トランジスタ整流素子のベースにベース電流
制限抵抗を介してトランジスタ整流素子を動作させるた
めのNPN型のバイポーラトランジスタによる駆動用ト
ランジスタを接続し、駆動用トランジスタのコレクタ、
ベース間に帰還回路を設け、さらに駆動用トランジスタ
のベースに対して該トランジスタ整流素子と前記インダ
クタンス要素の接続点より容量素子を介してオン、オフ
制御信号を供給することを特徴とするスイッチング電源
装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a switching power supply for generating a desired DC power by generating a flyback voltage in an inductance element when a switching element is turned off, and rectifying and smoothing energy by the flyback voltage. , A transistor rectifying element using a PNP type bipolar transistor is used as a rectifying element, and a driving transistor using an NPN type bipolar transistor for operating the transistor rectifying element via a base current limiting resistor is connected to a base of the transistor rectifying element. And the collector of the driving transistor,
A switching power supply device comprising: a feedback circuit provided between bases; and an on / off control signal supplied to a base of a driving transistor from a connection point between the transistor rectifying element and the inductance element via a capacitive element. It is.

【0012】[0012]

【実施例】間欠動作状態の発生を抑えた本発明によるス
イッチング電源装置の回路を図1に示す。図1のスイッ
チング電源装置の回路構成は以下のとおりである。な
お、図1において図3と同一の構成要素には同一の符号
を付与してある。図1において、1、2はいずれも高電
位側の入力端子と出力端子を示しており、低電位側の
入、出力端子はアースと共通とした。入力端子1をチョ
ークコイルL1を介してNPN型のスイッチングトラン
ジスタQ1のコレクタに接続し、スイッチングトランジ
スタQ1のエミッタをアースと接続する。スイッチング
トランジスタQ1のコレクタとトランジスタ整流素子と
してのPNP型のトランジスタQ2のエミッタを接続
し、トランジスタQ2のコレクタを出力端子2と接続す
る。入力端子1とアース間にコンデンサC1を接続し、
また出力端子2とアース間に、平滑コンデンサC2を接
続し、さらにまた出力電圧分圧用の抵抗R1と抵抗R2
の直列回路を接続する。
FIG. 1 shows a circuit of a switching power supply according to the present invention in which the occurrence of an intermittent operation state is suppressed. The circuit configuration of the switching power supply of FIG. 1 is as follows. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote an input terminal and an output terminal on the high potential side, and the input and output terminals on the low potential side are common to the ground. The input terminal 1 is connected to the collector of an NPN-type switching transistor Q1 via a choke coil L1, and the emitter of the switching transistor Q1 is connected to the ground. The collector of the switching transistor Q1 is connected to the emitter of a PNP transistor Q2 as a transistor rectifier, and the collector of the transistor Q2 is connected to the output terminal 2. Connect capacitor C1 between input terminal 1 and ground,
A smoothing capacitor C2 is connected between the output terminal 2 and the ground, and a resistor R1 and a resistor R2 for dividing the output voltage.
Connected in series.

【0013】抵抗R1と抵抗R2の接続点を制御回路3
の電圧検出端子(FB)に接続し、制御回路3のパルス
出力端子(PO)をスイッチングトランジスタQ1のベ
ースと接続する。トランジスタQ2のベースをベース電
流制限抵抗R3とコンデンサC3の並列回路を介してN
PN型の駆動用トランジスタQ3のコレクタに接続し、
駆動用トランジスタQ3のエミッタをアースに接続す
る。トランジスタQ2のベースをさらにダイオードD1
のカソードに接続し、ダイオードD1のアノードをアー
スに接続する。駆動用トランジスタQ3のベースを、コ
ンデンサC4と抵抗R4の直列回路を介してスイッチン
グトランジスタQ1のコレクタに接続する。駆動用トラ
ンジスタQ3のベース、エミッタ間にベースとカソード
を接続するようにダイオードD2を接続し、また、駆動
用トランジスタQ3のコレクタ、ベース間に抵抗R6と
コンデンサC6の直列回路を接続する。この抵抗R6と
コンデンサC6が駆動用トランジスタQ3の帰還回路4
を形成する。
The connection point between the resistor R1 and the resistor R2 is determined by the control circuit 3
And the pulse output terminal (PO) of the control circuit 3 is connected to the base of the switching transistor Q1. The base of transistor Q2 is connected to N through a parallel circuit of base current limiting resistor R3 and capacitor C3.
Connected to the collector of the PN type driving transistor Q3,
The emitter of the driving transistor Q3 is connected to the ground. The base of the transistor Q2 is further connected to a diode D1.
And the anode of the diode D1 is connected to ground. The base of the driving transistor Q3 is connected to the collector of the switching transistor Q1 via a series circuit of a capacitor C4 and a resistor R4. A diode D2 is connected between the base and the emitter of the driving transistor Q3 so as to connect the base and the cathode, and a series circuit of a resistor R6 and a capacitor C6 is connected between the collector and the base of the driving transistor Q3. The resistor R6 and the capacitor C6 form the feedback circuit 4 of the driving transistor Q3.
To form

【0014】以上のような構成の回路で、必要とする出
力電圧VO に対して入力電圧VINが低い場合の動作は、
図3に示す従来の回路と同じであり、ここではその説明
を省略する。必要とする出力電圧VO に対して入力電圧
INが高い場合の回路の動作は、基本的な動作は図3に
示す従来の回路と同じだが、以下の点で異なる。すなわ
ち、駆動用トランジスタQ3のコレクタ、ベース間に存
在する帰還回路4は負帰還であり、駆動用トランジスタ
Q3の利得を低下させ、動作が非飽和領域で行われ易く
する。この帰還回路4は、構成要素のコンデンサC6の
作用によってスイッチングトランジスタQ1のオン期間
が短い場合において有効に作用し、駆動用トランジスタ
Q3を非飽和領域で動作させるが、スイッチングトラン
ジスタQ1のオン期間が長い場合には駆動用トランジス
タQ3の飽和領域での動作に大きな影響を与えない。そ
のため、出力電圧VO より入力電圧VINが高く、スイッ
チングトランジスタQ1のオン期間が短い場合のみ、駆
動用トランジスタQ3は、この帰還回路4によって非飽
和領域で動作を行うことになる。
In the circuit having the above configuration, the operation when the input voltage V IN is lower than the required output voltage V O is as follows.
This is the same as the conventional circuit shown in FIG. 3, and the description thereof is omitted here. The basic operation of the circuit when the input voltage V IN is higher than the required output voltage V O is the same as that of the conventional circuit shown in FIG. 3, but differs in the following points. In other words, the feedback circuit 4 existing between the collector and the base of the driving transistor Q3 is a negative feedback, which lowers the gain of the driving transistor Q3 and facilitates the operation in the unsaturated region. The feedback circuit 4 works effectively when the on-period of the switching transistor Q1 is short due to the action of the capacitor C6 as a component, and operates the driving transistor Q3 in the non-saturation region, but the on-period of the switching transistor Q1 is long. In this case, the operation in the saturation region of the driving transistor Q3 is not significantly affected. Therefore, only when the input voltage V IN is higher than the output voltage V O and the ON period of the switching transistor Q1 is short, the driving transistor Q3 operates in the unsaturated region by the feedback circuit 4.

【0015】駆動用トランジスタQ3が非飽和領域で動
作を行えば、トランジスタQ2のベース電流は駆動用ト
ランジスタQ3のコレクタ、エミッタ間の抵抗によって
制限されることになり、トランジスタQ2は整流素子と
してのオン、オフ動作を行うことができずに、シリーズ
レギュレータ的な動作となる。従って、駆動用トランジ
スタQ3のコレクタ、ベース間に帰還回路4を設けた図
1に示す回路は、図3に示す従来の回路に比べて、入力
電圧VINが出力電圧VO よりも高い場合において駆動用
トランジスタQ3の非飽和領域での動作を確実にするこ
とができ、間欠動作状態となることを防止することがで
きる。また図1に示す回路は、入力電圧VINの上昇に伴
って駆動用トランジスタQ3のベースに流れる電流も大
きくなり、図3に示す従来の回路と同様にいずれは間欠
動作状態となってしまうものの、帰還回路4によって駆
動用トランジスタQ3の利得が低下しているため、図3
に示す従来の回路より間欠動作状態になりにくく、広い
範囲の入力電圧VINに対して安定した動作を行わせるこ
とができる。
If the driving transistor Q3 operates in an unsaturated region, the base current of the transistor Q2 is limited by the resistance between the collector and the emitter of the driving transistor Q3, and the transistor Q2 is turned on as a rectifying element. , Cannot perform the off operation, and becomes a series regulator operation. Accordingly, the collector of the driving transistors Q3, the circuit shown in FIG. 1, the feedback circuit 4 is provided between the base, compared to the conventional circuit shown in FIG. 3, when the input voltage V IN is higher than the output voltage V O The operation of the driving transistor Q3 in the unsaturated region can be ensured, and the intermittent operation state can be prevented. Also, in the circuit shown in FIG. 1, the current flowing to the base of the driving transistor Q3 increases with an increase in the input voltage V IN , and as in the conventional circuit shown in FIG. 3 because the gain of the driving transistor Q3 is reduced by the feedback circuit 4.
Is less likely to be in an intermittent operation state than the conventional circuit shown in FIG. 1 and a stable operation can be performed for a wide range of input voltage V IN .

【0016】図2には、図1におけるダイオードD1の
代わりにトランジスタQ2のベースとアース間にコンデ
ンサC5と抵抗R5の直列回路を接続し、トランジスタ
Q2に高速動作を行わせるようにしたスイッチング電源
装置に対して、本発明を適用した実施例である。ダイオ
ードD1の代わりにコンデンサC5と抵抗R5の直列回
路をトランジスタQ2とアース間に接続したこと以外
は、図1と図2の回路構成は同じであり、基本的には動
作も同じである。なお、図1及び図2に示す本発明の実
施例において、帰還回路を抵抗とコンデンサの直列回路
として説明を行ったが、トランジスタの諸特性や他の回
路構成要素の定数によっては、コンデンサのみで帰還回
路を構成することもあり得る。
FIG. 2 shows a switching power supply device in which a series circuit of a capacitor C5 and a resistor R5 is connected between the base of the transistor Q2 and the ground instead of the diode D1 in FIG. This is an embodiment to which the present invention is applied. 1 and 2 except that a series circuit of a capacitor C5 and a resistor R5 is connected between the transistor Q2 and the ground instead of the diode D1, and the operation is basically the same. In the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the feedback circuit has been described as a series circuit of a resistor and a capacitor. However, depending on various characteristics of a transistor and constants of other circuit components, only a capacitor may be used. A feedback circuit may be configured.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上に述べたように本発明によるスイッ
チング電源装置は、整流素子にPNP型のトランジスタ
を使用し、そのトランジスタ整流素子は、スイッチング
トランジスタのコレクタから制御信号を受け取ること
と、コレクタ、ベース間に帰還回路を有したNPN型の
駆動用トランジスタによって、オン、オフ制御されるこ
とを特徴としている。この帰還回路の存在により駆動用
トランジスタの利得は低下することになり、入力電圧が
出力電圧より高い場合において、駆動用トランジスタと
整流素子としてのトランジスタの動作を確実に非飽和領
域で行わせることができる。従って間欠動作状態になる
ことが防止され、また、広い範囲の入力電圧に対して安
定した動作を行うスイッチング電源を得ることができ
る。
As described above, the switching power supply according to the present invention uses a PNP-type transistor as a rectifier, and the transistor rectifier receives a control signal from the collector of the switching transistor. On and off are controlled by an NPN-type driving transistor having a feedback circuit between bases. Due to the presence of this feedback circuit, the gain of the driving transistor decreases, and when the input voltage is higher than the output voltage, the operation of the driving transistor and the transistor as the rectifying element can be reliably performed in the unsaturated region. it can. Therefore, it is possible to prevent the switching power supply from intermittently operating, and to obtain a switching power supply that operates stably with respect to a wide range of input voltage.

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

【図1】 本発明によるスイッチング電源装置の実施例
の回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a switching power supply according to the present invention.

【図2】 本発明によるスイッチング電源装置の別の実
施例の回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of another embodiment of the switching power supply device according to the present invention.

【図3】 従来のスイッチング電源装置の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional switching power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 出力端子 3 制御回路 4 帰還回路 Q1 スイッチングトランジスタ Q2 整流素子としてのトランジスタ Q3 駆動用トランジスタ R3 ベース電流制限抵抗 REFERENCE SIGNS LIST 1 input terminal 2 output terminal 3 control circuit 4 feedback circuit Q1 switching transistor Q2 transistor as rectifying element Q3 driving transistor R3 base current limiting resistor

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 スイッチング素子がターンオフした時に
インダクタンス要素にフライバック電圧を発生させ、該
フライバック電圧によるエネルギーを整流平滑すること
により所望の直流電力を得るスイッチング電源装置にお
いて、整流素子にPNP型のバイポーラトランジスタに
よるトランジスタ整流素子を使用し、該トランジスタ整
流素子のベースにベース電流制限抵抗を介して該トラン
ジスタ整流素子を動作させるためのNPN型のバイポー
ラトランジスタによる駆動用トランジスタを接続し、該
駆動用トランジスタのコレクタ、ベース間に帰還回路を
設け、さらに該駆動用トランジスタのベースに対して該
トランジスタ整流素子と前記インダクタンス要素の接続
点より容量素子を介してオン、オフ制御信号を供給する
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
When a switching element is turned off, a flyback voltage is generated in an inductance element, and energy obtained by the flyback voltage is rectified and smoothed to obtain a desired DC power. Using a transistor rectifier element by a bipolar transistor, connecting a drive transistor by an NPN type bipolar transistor for operating the transistor rectifier element via a base current limiting resistor to a base of the transistor rectifier element, A feedback circuit is provided between the collector and the base, and an on / off control signal is supplied to the base of the driving transistor from a connection point between the transistor rectifying element and the inductance element via a capacitive element. To Switching power supply.
【請求項2】 前記帰還回路は、コンデンサあるいは抵
抗とコンデンサの直列回路より成ることを特徴とする請
求項1に記載したスイッチング電源装置。
2. The switching power supply according to claim 1, wherein the feedback circuit comprises a capacitor or a series circuit of a resistor and a capacitor.
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