JP2903939B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパルスに基づいてトラン
ジスタをオン・オフ制御するスイッチング電源装置に関
する。
ジスタをオン・オフ制御するスイッチング電源装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】出力電圧を一定化するためにＰＷＭ（パ
ルス幅変調）パルスを形成し、このＰＷＭパルスによっ
て出力トランスに直列に接続されたトランジスタをオン
・オフすることにより直流を断続して電圧調整を行うス
イッチング電源装置は広く使用されている。図５は従来
のスイッチング電源装置における各部の状態を原理的に
示す。図５（Ａ）に示すような方形波パルス（ＰＷＭパ
ルス）を駆動回路を通してトランジスタのベースに加え
ると、図５（Ｂ）に示すように方形波パルスに対応して
ほぼ一定のベース電流ＩB が流れる。一方、トランジス
タのコレクタ電流ＩC は出力トランスのインダクタンス
のために図５（Ｃ）に示すように傾斜して増大する。し
かし、トランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧の立上
りを緩やかにしてスイッチング損失、スイッチングノイ
ズを低減するためにトランジスタに並列されたコンデン
サ又は出力トランスの１次巻線に並列に接続されるダイ
オードとコンデンサから成るスナバー回路においてノイ
ズ対策の目的でダイオードに並列に接続されたコンデン
サを有する場合には、これ等の放電によって一瞬大きな
電流が流れる。
ルス幅変調）パルスを形成し、このＰＷＭパルスによっ
て出力トランスに直列に接続されたトランジスタをオン
・オフすることにより直流を断続して電圧調整を行うス
イッチング電源装置は広く使用されている。図５は従来
のスイッチング電源装置における各部の状態を原理的に
示す。図５（Ａ）に示すような方形波パルス（ＰＷＭパ
ルス）を駆動回路を通してトランジスタのベースに加え
ると、図５（Ｂ）に示すように方形波パルスに対応して
ほぼ一定のベース電流ＩB が流れる。一方、トランジス
タのコレクタ電流ＩC は出力トランスのインダクタンス
のために図５（Ｃ）に示すように傾斜して増大する。し
かし、トランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧の立上
りを緩やかにしてスイッチング損失、スイッチングノイ
ズを低減するためにトランジスタに並列されたコンデン
サ又は出力トランスの１次巻線に並列に接続されるダイ
オードとコンデンサから成るスナバー回路においてノイ
ズ対策の目的でダイオードに並列に接続されたコンデン
サを有する場合には、これ等の放電によって一瞬大きな
電流が流れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この立上り
時に流れる電流は、図５（Ｃ）に示すようにトランジス
タのコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEがゼロになる前に流
れるので、電力損失となる。
時に流れる電流は、図５（Ｃ）に示すようにトランジス
タのコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEがゼロになる前に流
れるので、電力損失となる。
【０００４】そこで、本発明の目的は電力損失の低減を
達成することができるスイッチング電源装置を提供する
ことにある。
達成することができるスイッチング電源装置を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、実施例を示す図１〜図３の符号を参照して
説明すると、直流電源２と１次巻線６及び２次巻線１３
を有するトランス５と主トランジスタ７と出力整流平滑
回路１６とパルス発生回路３４と駆動回路３５とノイズ
又は損失低減用コンデンサ１１又は１２とを備え、前記
主トランジスタ７のコレクタは前記１次巻線６を介して
前記直流電源２の出力端子３に接続され、前記主トラン
ジスタ７のエミッタは前記直流電源２のグランド端子４
に接続され、前記パルス発生回路３４は方形波パルスを
発生するように構成され、前記出力整流平滑回路１６は
前記２次巻線１３に接続され、前記ノイズ又は損失低減
用コンデンサ１１又は１２は前記主トランジスタ７に等
価的又は実質的に並列に接続され、前記駆動回路３５
は、制御用電源端子４２と第１、第２及び第３の駆動制
御用トランジスタＱ1 、Ｑ2 、Ｑ4 と駆動制御用コンデ
ンサＣa と定電流化回路４４とを有し、前記第１の駆動
制御用トランジスタＱ1 のコレクタは前記制御用電源端
子４２に接続され、前記第１の駆動用トランジスタＱ1
のエミッタは前記主トランジスタ７のベースに接続さ
れ、前記第１の駆動制御用トランジスタＱ1 のベースは
前記定電流化回路４４を介して前記制御用電源端子４２
に接続され、前記第２の駆動制御用トランジスタＱ2 の
コレクタは前記第１の駆動制御用トランジスタＱ1 のベ
ースに接続され、前記第２の駆動制御用トランジスタＱ
2 のエミッタは前記グランド端子４に接続され、前記第
２の駆動制御用トランジスタＱ2 のベースは前記パルス
発生回路３４に接続され、前記駆動制御用コンデンサＣ
a は前記第１の駆動制御用トランジスタＱ1 のベースと
前記グランド端子４との間に接続され、前記第３の駆動
制御用トランジスタＱ4 は前記駆動制御用コンデンサＣ
a に並列に接続され、前記第３の駆動制御用トランジス
タＱ4 のベースは前記パルス発生回路３４に接続されて
いることを特徴とするスイッチング電源装置に係わるも
のである。なお、本発明の第１、第２及び第３の駆動制
御用トランジスタは実施例の第１、第２及び第４のトラ
ンジスタＱ1 、Ｑ2 、Ｑ4 に対応している。
の本発明は、実施例を示す図１〜図３の符号を参照して
説明すると、直流電源２と１次巻線６及び２次巻線１３
を有するトランス５と主トランジスタ７と出力整流平滑
回路１６とパルス発生回路３４と駆動回路３５とノイズ
又は損失低減用コンデンサ１１又は１２とを備え、前記
主トランジスタ７のコレクタは前記１次巻線６を介して
前記直流電源２の出力端子３に接続され、前記主トラン
ジスタ７のエミッタは前記直流電源２のグランド端子４
に接続され、前記パルス発生回路３４は方形波パルスを
発生するように構成され、前記出力整流平滑回路１６は
前記２次巻線１３に接続され、前記ノイズ又は損失低減
用コンデンサ１１又は１２は前記主トランジスタ７に等
価的又は実質的に並列に接続され、前記駆動回路３５
は、制御用電源端子４２と第１、第２及び第３の駆動制
御用トランジスタＱ1 、Ｑ2 、Ｑ4 と駆動制御用コンデ
ンサＣa と定電流化回路４４とを有し、前記第１の駆動
制御用トランジスタＱ1 のコレクタは前記制御用電源端
子４２に接続され、前記第１の駆動用トランジスタＱ1
のエミッタは前記主トランジスタ７のベースに接続さ
れ、前記第１の駆動制御用トランジスタＱ1 のベースは
前記定電流化回路４４を介して前記制御用電源端子４２
に接続され、前記第２の駆動制御用トランジスタＱ2 の
コレクタは前記第１の駆動制御用トランジスタＱ1 のベ
ースに接続され、前記第２の駆動制御用トランジスタＱ
2 のエミッタは前記グランド端子４に接続され、前記第
２の駆動制御用トランジスタＱ2 のベースは前記パルス
発生回路３４に接続され、前記駆動制御用コンデンサＣ
a は前記第１の駆動制御用トランジスタＱ1 のベースと
前記グランド端子４との間に接続され、前記第３の駆動
制御用トランジスタＱ4 は前記駆動制御用コンデンサＣ
a に並列に接続され、前記第３の駆動制御用トランジス
タＱ4 のベースは前記パルス発生回路３４に接続されて
いることを特徴とするスイッチング電源装置に係わるも
のである。なお、本発明の第１、第２及び第３の駆動制
御用トランジスタは実施例の第１、第２及び第４のトラ
ンジスタＱ1 、Ｑ2 、Ｑ4 に対応している。
【０００６】
【発明の作用及び効果】本願発明は次の作用効果を有す
る。 （イ） 主トランジスタ７のターンオン時にノイズ又は
損失低減用コンデンサ１１又は１２の電荷が主トランジ
スタ７を介して放出されることに基づくスイッチング損
失を低減することができる。即ち、駆動制御用コンデン
サＣa の働きで主トランジスタ７のベース電流が傾斜を
有して立上るので、主トランジスタ７のターンオン時の
コレクタ電流の急増が抑制され、主トランジスタ７のス
イッチング損失が小さくなる。 （ロ） 第１の駆動制御用トランジスタＱ1 のベースと
グランド端子との間に駆動制御用コンデンサＣa が接続
され、第１の駆動制御用トランジスタＱ1 のベースが定
電流化回路４４に接続されているので、簡単な回路構成
によって主トランジスタ７のベース電流の立上り時の所
望の傾斜を確実に得ることができ、且つ立上った後に一
定のベース電流を供給することができる。
る。 （イ） 主トランジスタ７のターンオン時にノイズ又は
損失低減用コンデンサ１１又は１２の電荷が主トランジ
スタ７を介して放出されることに基づくスイッチング損
失を低減することができる。即ち、駆動制御用コンデン
サＣa の働きで主トランジスタ７のベース電流が傾斜を
有して立上るので、主トランジスタ７のターンオン時の
コレクタ電流の急増が抑制され、主トランジスタ７のス
イッチング損失が小さくなる。 （ロ） 第１の駆動制御用トランジスタＱ1 のベースと
グランド端子との間に駆動制御用コンデンサＣa が接続
され、第１の駆動制御用トランジスタＱ1 のベースが定
電流化回路４４に接続されているので、簡単な回路構成
によって主トランジスタ７のベース電流の立上り時の所
望の傾斜を確実に得ることができ、且つ立上った後に一
定のベース電流を供給することができる。
【０００７】
【実施例】次に、図１〜図４を参照して本発明の実施例
に係わる他励式スイッチング電源装置を説明する。
に係わる他励式スイッチング電源装置を説明する。
【０００８】図１において、交流電源端子１に接続され
た整流平滑回路から成る直流電源２の出力端子即ち直流
電源端子３とグランド端子４との間には、トランス５の
１次巻線６とトランジスタ７との直列回路が接続されて
いる。インダクタンスを有する１次巻線６に対して並列
にダイオード８とコンデンサ９とから成るスナバー回路
が接続され、コンデンサ９には抵抗１０が並列接続さ
れ、ダイオード８にはノイズ吸収用コンデンサ１１が並
列接続されている。また、トランジスタ７には並列に部
分共振用コンデンサ１２が接続されている。
た整流平滑回路から成る直流電源２の出力端子即ち直流
電源端子３とグランド端子４との間には、トランス５の
１次巻線６とトランジスタ７との直列回路が接続されて
いる。インダクタンスを有する１次巻線６に対して並列
にダイオード８とコンデンサ９とから成るスナバー回路
が接続され、コンデンサ９には抵抗１０が並列接続さ
れ、ダイオード８にはノイズ吸収用コンデンサ１１が並
列接続されている。また、トランジスタ７には並列に部
分共振用コンデンサ１２が接続されている。
【０００９】トランス５の２次巻線１３には、ダイオー
ド１４とコンデンサ１５とから成る出力整流平滑回路１
６及び出力端子１７を介して負荷１８が接続されてい
る。ダイオード１４はトランジスタ７のオフ期間にオン
になる方向性を有する。
ド１４とコンデンサ１５とから成る出力整流平滑回路１
６及び出力端子１７を介して負荷１８が接続されてい
る。ダイオード１４はトランジスタ７のオフ期間にオン
になる方向性を有する。
【００１０】トランジスタ７の制御及び駆動回路１９
は、電源端子２０と、グランド（共通）端子２１と、出
力端子２２とを有する。グランド端子２１は直流電源２
のグランド端子４に接続され、出力端子２２はトランジ
スタ７のベースに接続されている。制御及び駆動回路１
９はフォトトランジスタ２３を含み、負荷１８に一定電
圧を供給するようにトランジスタ７を制御する。
は、電源端子２０と、グランド（共通）端子２１と、出
力端子２２とを有する。グランド端子２１は直流電源２
のグランド端子４に接続され、出力端子２２はトランジ
スタ７のベースに接続されている。制御及び駆動回路１
９はフォトトランジスタ２３を含み、負荷１８に一定電
圧を供給するようにトランジスタ７を制御する。
【００１１】制御及び駆動回路１９の電源回路２４とし
て、トランス５の３次巻線２５と、ダイオード２６と、
平滑用コンデンサ２７と、起動抵抗２８とが設けられて
いる。このスイッチング電源装置は、トランジスタ７が
オフの期間に出力整流ダイオード１４がオンになるオン
・オフ型（リバース型）であるので、トランジスタ７の
オフ期間に３次巻線２５にほぼ一定の電圧が得られる。
平滑用コンデンサ２７はダイオード２６を介して３次巻
線２５に並列接続され、この上端は電源端子２０に接続
されている。従って、コンデンサ２７は制御及び駆動回
路１９の電源として機能する。抵抗２８は電源２の端子
３とコンデンサ２７との間に接続され、起動抵抗として
機能する。
て、トランス５の３次巻線２５と、ダイオード２６と、
平滑用コンデンサ２７と、起動抵抗２８とが設けられて
いる。このスイッチング電源装置は、トランジスタ７が
オフの期間に出力整流ダイオード１４がオンになるオン
・オフ型（リバース型）であるので、トランジスタ７の
オフ期間に３次巻線２５にほぼ一定の電圧が得られる。
平滑用コンデンサ２７はダイオード２６を介して３次巻
線２５に並列接続され、この上端は電源端子２０に接続
されている。従って、コンデンサ２７は制御及び駆動回
路１９の電源として機能する。抵抗２８は電源２の端子
３とコンデンサ２７との間に接続され、起動抵抗として
機能する。
【００１２】負荷１８の電圧を検出してフォトトランジ
スタ２３を制御するために、出力端子１７とグランドと
の間に分圧用抵抗２９、３０が接続され、この分圧点が
誤差増幅器３１の一方の入力端子に接続されている。誤
差増幅器３１はこの他方の入力端子に接続された基準電
圧源３２の基準電圧と検出電圧との差に対応する電圧を
出力し、発光ダイオード３３を駆動する。発光ダイオー
ド３３はフォトトランジスタに光結合されている。
スタ２３を制御するために、出力端子１７とグランドと
の間に分圧用抵抗２９、３０が接続され、この分圧点が
誤差増幅器３１の一方の入力端子に接続されている。誤
差増幅器３１はこの他方の入力端子に接続された基準電
圧源３２の基準電圧と検出電圧との差に対応する電圧を
出力し、発光ダイオード３３を駆動する。発光ダイオー
ド３３はフォトトランジスタに光結合されている。
【００１３】図１の制御及び駆動回路１９は、図２に示
すようにＰＷＭパルス発生回路３４と駆動回路３５とか
ら成る。ＰＷＭパルス発生回路３４は、大別して電圧比
較器３６と、オフ幅制御回路３７と、オン幅制御回路３
８と、基準電圧源３９とを有し、ＰＷＭパルスを駆動回
路３５の入力端子４０に送る。各部を更に詳しく説明す
ると、オフ幅制御回路３７は、コンデンサＣ1 と、第
１、第２及び第３の抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 と、トランジ
スタＱ11と、２つのダイオードＤ1 、Ｄ2 とから成る。
コンデンサＣ1 は電源端子２０とグランドとの間にトラ
ンジスタＱ11とダイオードＤ1 とを介して接続されてい
る。第１の抵抗Ｒ1 は放電回路を形成するためにコンデ
ンサＣ1 に並列に接続されている。コンデンサＣ1 の上
端は、比較器３６の負入力端子に接続されている。トラ
ンジスタＱ11のベースは抵抗Ｒ3 を介して基準電圧源３
９に接続されていると共に、抵抗Ｒ2 とダイオードＤ2
とから成るコンデンサＣ1 の充電停止制御回路を介して
比較器３６の出力端子に接続されている。比較器３６の
正入力端子は抵抗Ｒ3 を介して基準電圧源３９に接続さ
れていると共に、抵抗Ｒ2 とダイオードＤ2 を介して比
較器３６の出力端子にも接続されている。
すようにＰＷＭパルス発生回路３４と駆動回路３５とか
ら成る。ＰＷＭパルス発生回路３４は、大別して電圧比
較器３６と、オフ幅制御回路３７と、オン幅制御回路３
８と、基準電圧源３９とを有し、ＰＷＭパルスを駆動回
路３５の入力端子４０に送る。各部を更に詳しく説明す
ると、オフ幅制御回路３７は、コンデンサＣ1 と、第
１、第２及び第３の抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 と、トランジ
スタＱ11と、２つのダイオードＤ1 、Ｄ2 とから成る。
コンデンサＣ1 は電源端子２０とグランドとの間にトラ
ンジスタＱ11とダイオードＤ1 とを介して接続されてい
る。第１の抵抗Ｒ1 は放電回路を形成するためにコンデ
ンサＣ1 に並列に接続されている。コンデンサＣ1 の上
端は、比較器３６の負入力端子に接続されている。トラ
ンジスタＱ11のベースは抵抗Ｒ3 を介して基準電圧源３
９に接続されていると共に、抵抗Ｒ2 とダイオードＤ2
とから成るコンデンサＣ1 の充電停止制御回路を介して
比較器３６の出力端子に接続されている。比較器３６の
正入力端子は抵抗Ｒ3 を介して基準電圧源３９に接続さ
れていると共に、抵抗Ｒ2 とダイオードＤ2 を介して比
較器３６の出力端子にも接続されている。
【００１４】オン幅制御回路３８は、コンデンサＣ2
と、トランジスタＱ12と、トランジスタＱ13と、ＮＯＴ
回路（インバータ）４１と、充電制御素子としてのフォ
トトランジスタ２３とから成る。
と、トランジスタＱ12と、トランジスタＱ13と、ＮＯＴ
回路（インバータ）４１と、充電制御素子としてのフォ
トトランジスタ２３とから成る。
【００１５】コンデンサＣ2 の上端はフォトトランジス
タ２３を介して電源端子２０に接続され、下端はグラン
ドに接続されている。このコンデンサＣ2 の電圧ＶC2を
比較器３６に関係付けるために、比較器３６の正入力端
子とグランドとの間にトランジスタＱ12が接続され、こ
のトランジスタＱ12のベースがコンデンサＣ2 の上端に
接続されている。また、コンデンサＣ2 の放電を比較器
３６の出力に関係付けるために、コンデンサＣ2 に対し
て並列に放電制御素子としてトランジスタＱ13が接続さ
れ、比較器３６の出力端子がＮＯＴ回路４１を介してト
ランジスタＱ13のベースに接続されている。
タ２３を介して電源端子２０に接続され、下端はグラン
ドに接続されている。このコンデンサＣ2 の電圧ＶC2を
比較器３６に関係付けるために、比較器３６の正入力端
子とグランドとの間にトランジスタＱ12が接続され、こ
のトランジスタＱ12のベースがコンデンサＣ2 の上端に
接続されている。また、コンデンサＣ2 の放電を比較器
３６の出力に関係付けるために、コンデンサＣ2 に対し
て並列に放電制御素子としてトランジスタＱ13が接続さ
れ、比較器３６の出力端子がＮＯＴ回路４１を介してト
ランジスタＱ13のベースに接続されている。
【００１６】ＰＷＭパルス発生回路３４の出力パルスに
基づいてトランジスタ７を駆動するための駆動回路３５
は、ＰＷＭパルス入力端子４０の他に、出力端子２２及
び電源端子４２とグランド端子４３を有する。図２の駆
動回路３５は図３に詳しく示すように、第１、第２、第
３及び第４のトランジスタＱ1 、Ｑ2 、Ｑ3 、Ｑ4 と、
定電流化回路４４と、ダイオード４５と、第１のコンデ
ンサＣa と、第２のコンデンサＣb と、ダイオード４６
と、抵抗４７とから成る。第１のトランジスタＱ1 はダ
ーリントントランジスタであって２つのトランジスタＱ
1a、Ｑ1bから成り、このコレクタは電源端子４２に接続
され、このエミッタは抵抗４７とダイオード４６を介し
て出力端子１７に接続されている。なお、ダイオード４
６には第２のコンデンサＣb が並列接続されている。第
１のトランジスタＱ1 のベースは定電流化回路４４を介
して電源端子４２に接続されている。第２のトランジス
タＱ2 のベースはＰＷＭパルス入力端子４０に接続さ
れ、このコレクタは第１のトランジスタＱ1 のベースに
接続され、このエミッタはグランド端子４３に接続され
ている。第３のトランジスタＱ3 はトランジスタ７を逆
バイアスするものであって、このコレクタが逆バイアス
用コンデンサＣb に接続され、このエミッタがグランド
端子４３に接続され、このベースがＰＷＭパルス入力端
子４０に接続されている。第１のトランジスタＱ1 のベ
ースとグランド端子４３との間には３個のダイオード４
５を介して第１のコンデンサＣａが接続されている。第
４のトランジスタＱ4 は第１のコンデンサＣa に並列に
接続され、このベースはＰＷＭパルス入力端子４０に接
続されている。
基づいてトランジスタ７を駆動するための駆動回路３５
は、ＰＷＭパルス入力端子４０の他に、出力端子２２及
び電源端子４２とグランド端子４３を有する。図２の駆
動回路３５は図３に詳しく示すように、第１、第２、第
３及び第４のトランジスタＱ1 、Ｑ2 、Ｑ3 、Ｑ4 と、
定電流化回路４４と、ダイオード４５と、第１のコンデ
ンサＣa と、第２のコンデンサＣb と、ダイオード４６
と、抵抗４７とから成る。第１のトランジスタＱ1 はダ
ーリントントランジスタであって２つのトランジスタＱ
1a、Ｑ1bから成り、このコレクタは電源端子４２に接続
され、このエミッタは抵抗４７とダイオード４６を介し
て出力端子１７に接続されている。なお、ダイオード４
６には第２のコンデンサＣb が並列接続されている。第
１のトランジスタＱ1 のベースは定電流化回路４４を介
して電源端子４２に接続されている。第２のトランジス
タＱ2 のベースはＰＷＭパルス入力端子４０に接続さ
れ、このコレクタは第１のトランジスタＱ1 のベースに
接続され、このエミッタはグランド端子４３に接続され
ている。第３のトランジスタＱ3 はトランジスタ７を逆
バイアスするものであって、このコレクタが逆バイアス
用コンデンサＣb に接続され、このエミッタがグランド
端子４３に接続され、このベースがＰＷＭパルス入力端
子４０に接続されている。第１のトランジスタＱ1 のベ
ースとグランド端子４３との間には３個のダイオード４
５を介して第１のコンデンサＣａが接続されている。第
４のトランジスタＱ4 は第１のコンデンサＣa に並列に
接続され、このベースはＰＷＭパルス入力端子４０に接
続されている。
【００１７】次に、図４の波形図を参照して図１〜図３
のスイッチング電源装置の動作を説明する。図２のＰＷ
Ｍパルス発生回路３４は図４（Ａ）に示す方形波を発生
する。この方形波は主スイッチングトランジスタ７のオ
ン期間に対応して低レベル、オフ期間に対応して高レベ
ルである。第２、第３及び第４のトランジスタＱ２、Ｑ
３、Ｑ４は図４（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）に示すように図４
（Ａ）のＰＷＭパルスの低レベル期間にオフ、高レベル
期間にオンになる。一方、第１のトランジスタＱ１は図
４（Ｂ）に示すようにＰＷＭパルスの低レベル期間にオ
ンになり、主スイッチングトランジスタ７にベース電流
を供給する。このベース電流ＩＢは第１のコンデンサＣ
ａを設けたために全期間に一定値とならず、図４（Ｇ）
に示すようにオン期間Ｔｏｎの初期Ｔ１に傾斜を有す
る。即ち、主スイッチングトランジスタ７のオフ期間Ｔ
ｏｆｆにおいて第４のトランジスタＱ４がオンになり、
第１のコンデンサＣａは放電する。次のオン期間Ｔｏｎ
では第４のトランジスタＱ４がオフになるので第１のコ
ンデンサＣａの充電が可能になり、第１のコンデンサＣ
ａは定電流化回路４４を通して供給される電流によって
充電される。定電流化回路４４から供給される電流Ｉ
は、ダイオード４５を通して第１のコンデンサＣａに流
れる。第１のコンデンサＣａは、定電流化回路４４から
第１のコンデンサＣａに供給される電流と第１のコンデ
ンサＣａの値により決まる傾斜を持って充電されるの
で、図３のＶａの電圧は図４の（Ｆ）に示すようにな
る。Ｖａの電圧が立上ると、Ｖａの電圧から第１のトラ
ンジスタＱ１のベース・エミッタ間の電圧とダイオード
４６の順方向電圧降下分（ＶＦ）と主スイッチングトラ
ンジスタ７のベース・エミッタ間の電圧を引き、その値
を抵抗４７で割った値の電流が主スイッチングトランジ
スタのベース電流ＩＢとして図４の（Ｇ）に示すように
流れる。第１のコンデンサＣａの値が大きくなるに従っ
てベース電流ＩＢの初期Ｔ１の傾斜が緩くかる。第１の
コンデンサＣａの電圧が飽和すると、図４（Ｇ）に示す
ように期間Ｔ２にはベース電流ＩＢがほぼ一定になる。
主スイッチングトランジスタ７のベース電流ＩＢが図４
（Ｇ）に示すように傾斜を有して立上ると、このコレク
タ電流ＩＣもベース電流ＩＢに応じて制限される。この
ため、図１に示すコンデンサ１１及び１２の放電電流も
制限され、オン期間Ｔｏｎの初めに流れるヒゲ状の電流
も小さくなる。従って、図４（Ｈ）に示すコレクタ電流
ＩＣとコレクタ・エミッタ間電圧ＶＣＥとの積による電
力損失が小さくなる。また、ベース電流ＩＢは図４
（Ｇ）に示すように台形波状であって一定値よりも増大
しないので、コレクタ電流ＩＣが過大になることを防ぐ
ことができる。
のスイッチング電源装置の動作を説明する。図２のＰＷ
Ｍパルス発生回路３４は図４（Ａ）に示す方形波を発生
する。この方形波は主スイッチングトランジスタ７のオ
ン期間に対応して低レベル、オフ期間に対応して高レベ
ルである。第２、第３及び第４のトランジスタＱ２、Ｑ
３、Ｑ４は図４（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）に示すように図４
（Ａ）のＰＷＭパルスの低レベル期間にオフ、高レベル
期間にオンになる。一方、第１のトランジスタＱ１は図
４（Ｂ）に示すようにＰＷＭパルスの低レベル期間にオ
ンになり、主スイッチングトランジスタ７にベース電流
を供給する。このベース電流ＩＢは第１のコンデンサＣ
ａを設けたために全期間に一定値とならず、図４（Ｇ）
に示すようにオン期間Ｔｏｎの初期Ｔ１に傾斜を有す
る。即ち、主スイッチングトランジスタ７のオフ期間Ｔ
ｏｆｆにおいて第４のトランジスタＱ４がオンになり、
第１のコンデンサＣａは放電する。次のオン期間Ｔｏｎ
では第４のトランジスタＱ４がオフになるので第１のコ
ンデンサＣａの充電が可能になり、第１のコンデンサＣ
ａは定電流化回路４４を通して供給される電流によって
充電される。定電流化回路４４から供給される電流Ｉ
は、ダイオード４５を通して第１のコンデンサＣａに流
れる。第１のコンデンサＣａは、定電流化回路４４から
第１のコンデンサＣａに供給される電流と第１のコンデ
ンサＣａの値により決まる傾斜を持って充電されるの
で、図３のＶａの電圧は図４の（Ｆ）に示すようにな
る。Ｖａの電圧が立上ると、Ｖａの電圧から第１のトラ
ンジスタＱ１のベース・エミッタ間の電圧とダイオード
４６の順方向電圧降下分（ＶＦ）と主スイッチングトラ
ンジスタ７のベース・エミッタ間の電圧を引き、その値
を抵抗４７で割った値の電流が主スイッチングトランジ
スタのベース電流ＩＢとして図４の（Ｇ）に示すように
流れる。第１のコンデンサＣａの値が大きくなるに従っ
てベース電流ＩＢの初期Ｔ１の傾斜が緩くかる。第１の
コンデンサＣａの電圧が飽和すると、図４（Ｇ）に示す
ように期間Ｔ２にはベース電流ＩＢがほぼ一定になる。
主スイッチングトランジスタ７のベース電流ＩＢが図４
（Ｇ）に示すように傾斜を有して立上ると、このコレク
タ電流ＩＣもベース電流ＩＢに応じて制限される。この
ため、図１に示すコンデンサ１１及び１２の放電電流も
制限され、オン期間Ｔｏｎの初めに流れるヒゲ状の電流
も小さくなる。従って、図４（Ｈ）に示すコレクタ電流
ＩＣとコレクタ・エミッタ間電圧ＶＣＥとの積による電
力損失が小さくなる。また、ベース電流ＩＢは図４
（Ｇ）に示すように台形波状であって一定値よりも増大
しないので、コレクタ電流ＩＣが過大になることを防ぐ
ことができる。
【００１８】第３のトランジスタＱ3 はオフ期間Ｔoff
に第２のコンデンサＣb の電圧でトランジスタ７を逆バ
イアスするために機能する。
に第２のコンデンサＣb の電圧でトランジスタ７を逆バ
イアスするために機能する。
【００１９】図３の回路によれば第１のコンデンサＣa
と第４のトランジスタＱ4 とダイオード４５とから成る
簡単な回路の追加によってベース電流ＩB に傾斜を持た
せることができ、ターンオン時のスイッチング損失を容
易に低減することができる。
と第４のトランジスタＱ4 とダイオード４５とから成る
簡単な回路の追加によってベース電流ＩB に傾斜を持た
せることができ、ターンオン時のスイッチング損失を容
易に低減することができる。
【００２０】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） ＰＷＭパルス発生回路３４は、図２に限定され
るものでなく、例えば電流検出を伴なってパルス幅を変
えるように構成することもできる。 （２） オン・オン形式に構成することができる。
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） ＰＷＭパルス発生回路３４は、図２に限定され
るものでなく、例えば電流検出を伴なってパルス幅を変
えるように構成することもできる。 （２） オン・オン形式に構成することができる。
【図１】本発明の実施例に係わるスイッチング電源装置
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２】図１の制御及び駆動回路を詳しく示す回路図で
ある。
ある。
【図３】図２の駆動回路を更に詳しく示す回路図であ
る。
る。
【図４】図３の各部の状態を示す波形図である。
【図５】従来のスイッチング電源装置の各部の状態を示
す波形図である。
す波形図である。
７ トランジスタ Ｃa コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 直流電源（２）と１次巻線（６）及び２
次巻線（１３）を有するトランス（５）と主トランジス
タ（７）と出力整流平滑回路（１６）とパルス発生回路
（３４）と駆動回路（３５）とノイズ又は損失低減用コ
ンデンサ（１１又は１２）とを備え、 前記主トランジスタ（７）のコレクタは前記１次巻線
（６）を介して前記直流電源（２）の出力端子（３）に
接続され、 前記主トランジスタ（７）のエミッタは前記直流電源
（２）のグランド端子（４）に接続され、 前記パルス発生回路（３４）は方形波パルスを発生する
ように構成され、 前記出力整流平滑回路（１６）は前記２次巻線（１３）
に接続され、 前記ノイズ又は損失低減用コンデンサ（１１又は１２）
は前記主トランジスタ（７）に等価的又は実質的に並列
に接続され、 前記駆動回路（３５）は、制御用電源端子（４２）と第
１、第２及び第３の駆動制御用トランジスタ（Ｑ1 、Ｑ
2 、Ｑ4 ）と駆動制御用コンデンサ（Ｃa ）と定電流化
回路（４４）とを有し、 前記第１の駆動制御用トランジスタ（Ｑ1 ）のコレクタ
は前記制御用電源端子（４２）に接続され、前記第１の
駆動用トランジスタ（Ｑ1 ）のエミッタは前記主トラン
ジスタ（７）のベースに接続され、前記第１の駆動制御
用トランジスタ（Ｑ1 ）のベースは前記定電流化回路
（４４）を介して前記制御用電源端子（４２）に接続さ
れ、 前記第２の駆動制御用トランジスタ（Ｑ2 ）のコレクタ
は前記第１の駆動制御用トランジスタ（Ｑ1 ）のベース
に接続され、前記第２の駆動制御用トランジスタ（Ｑ2
）のエミッタは前記グランド端子（４）に接続され、
前記第２の駆動制御用トランジスタ（Ｑ2 ）のベースは
前記パルス発生回路（３４）に接続され、 前記駆動制御
用コンデンサ（Ｃa ）は前記第１の駆動制御用トランジ
スタ（Ｑ1 ）のベースと前記グランド端子（４）との間
に接続され、 前記第３の駆動制御用トランジスタ（Ｑ4 ）は前記駆動
制御用コンデンサ（Ｃa ）に並列に接続され、 前記第３の駆動制御用トランジスタ（Ｑ4 ）のベースは
前記パルス発生回路（３４）に接続されていることを特
徴とするスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9881693A JP2903939B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9881693A JP2903939B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06292360A JPH06292360A (ja) | 1994-10-18 |
| JP2903939B2 true JP2903939B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=14229852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9881693A Expired - Fee Related JP2903939B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2903939B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545513B2 (en) | 2001-05-17 | 2003-04-08 | Denso Corporation | Electric load drive apparatus |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP9881693A patent/JP2903939B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06292360A (ja) | 1994-10-18 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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