JP3229549B2 - 自励式スイッチング電源装置 - Google Patents
自励式スイッチング電源装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自励発振方式のス
イッチング電源装置において、その変換効率を向上させ
るための技術に関する。
イッチング電源装置において、その変換効率を向上させ
るための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】スイッチング電源の駆動方式には、大別
すると自励発振方式と他励発振方式があり、前者の自励
発振方式は比較的小容量の電源装置に適用される。この
自励発振方式（以下、自励式という）のスイッチング電
源装置としては、その回路が図２に示すように構成され
たものが存在する。図２において、１、２は高電位側の
入力端子及び出力端子を示し、低電位側の入力端子及び
出力端子は、共にアースに接続されることからアースと
同一とみなし、図示は省略してある。なおここでは、ア
ースは必ずしも接地されたものでははく、回路の基準電
位点を示すものとする。
すると自励発振方式と他励発振方式があり、前者の自励
発振方式は比較的小容量の電源装置に適用される。この
自励発振方式（以下、自励式という）のスイッチング電
源装置としては、その回路が図２に示すように構成され
たものが存在する。図２において、１、２は高電位側の
入力端子及び出力端子を示し、低電位側の入力端子及び
出力端子は、共にアースに接続されることからアースと
同一とみなし、図示は省略してある。なおここでは、ア
ースは必ずしも接地されたものでははく、回路の基準電
位点を示すものとする。
【０００３】入力端子１とアースとの間にはトランスＴ
の１次巻線Ｎ１と第1スイッチングトランジスタＱ１が
直列に接続され、トランスＴの2次巻線Ｎ２は、一端が
整流ダイオードＤ１を介して出力端子２に接続され、他
端がアースに接続されている。入力端子１とアースとの
間にはフィルタ用のコンデンサＣ１が接続され、出力端
子２とアースとの間には平滑コンデンサＣ２が接続さ
れ、この第1スイッチングトランジスタＱ１、トランス
Ｔ、整流ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ2により、
一般的な電源装置の回路を構成している。この回路に
は、さらに自励発振のために以下の構成要素が接続され
ている。
の１次巻線Ｎ１と第1スイッチングトランジスタＱ１が
直列に接続され、トランスＴの2次巻線Ｎ２は、一端が
整流ダイオードＤ１を介して出力端子２に接続され、他
端がアースに接続されている。入力端子１とアースとの
間にはフィルタ用のコンデンサＣ１が接続され、出力端
子２とアースとの間には平滑コンデンサＣ２が接続さ
れ、この第1スイッチングトランジスタＱ１、トランス
Ｔ、整流ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ2により、
一般的な電源装置の回路を構成している。この回路に
は、さらに自励発振のために以下の構成要素が接続され
ている。
【０００４】入力端子１とアースとの間に抵抗Ｒ１と第
2スイッチングトランジスタＱ２が直列に接続される。
第2スイッチングトランジスタＱ２のコレクタは第1スイ
ッチングトランジスタＱ１のベースに接続され、ベース
は第1スイッチングトランジスタＱ１のコレクタに抵抗
Ｒ２とコンデンサＣ３の直列回路を介して接続されてい
る。第２スイッチングトランジスタＱ２のベースと第１
スイッチングトランジスタＱ１のベースとの間には抵抗
Ｒ３と抵抗Ｒ４が直列に接続され、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４
の接続点はアースと出力端子２に、それぞれコンデンサ
Ｃ４、ダイオードＤ２と定電圧ダイオードＤＺ１の直列
回路を介して接続されている。以上のような構成とした
回路の自励発振動作の概略は以下のようであった。
2スイッチングトランジスタＱ２が直列に接続される。
第2スイッチングトランジスタＱ２のコレクタは第1スイ
ッチングトランジスタＱ１のベースに接続され、ベース
は第1スイッチングトランジスタＱ１のコレクタに抵抗
Ｒ２とコンデンサＣ３の直列回路を介して接続されてい
る。第２スイッチングトランジスタＱ２のベースと第１
スイッチングトランジスタＱ１のベースとの間には抵抗
Ｒ３と抵抗Ｒ４が直列に接続され、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４
の接続点はアースと出力端子２に、それぞれコンデンサ
Ｃ４、ダイオードＤ２と定電圧ダイオードＤＺ１の直列
回路を介して接続されている。以上のような構成とした
回路の自励発振動作の概略は以下のようであった。
【０００５】入力端子１に入力電圧が印加されると、入
力端子１より抵抗Ｒ１を介して第１スイッチングトラン
ジスタＱ１のベースに電流が流入し、第１スイッチング
トランジスタＱ１は順方向バイアスを受けてオン状態と
なる。この時、第２スイッチングトランジスタＱ２のベ
ース、エミッタ間はターンオンするのに必要な順方向バ
イアスを受けられずオフ状態となる。この第１スイッチ
ングトランジスタＱ１がオン状態となることでトランス
Ｔの１次巻線Ｎ１には直線的に増加する電流が流れ始
め、同時にコンデンサＣ３には抵抗Ｒ２側を高電位とす
る充電が行われる。
力端子１より抵抗Ｒ１を介して第１スイッチングトラン
ジスタＱ１のベースに電流が流入し、第１スイッチング
トランジスタＱ１は順方向バイアスを受けてオン状態と
なる。この時、第２スイッチングトランジスタＱ２のベ
ース、エミッタ間はターンオンするのに必要な順方向バ
イアスを受けられずオフ状態となる。この第１スイッチ
ングトランジスタＱ１がオン状態となることでトランス
Ｔの１次巻線Ｎ１には直線的に増加する電流が流れ始
め、同時にコンデンサＣ３には抵抗Ｒ２側を高電位とす
る充電が行われる。
【０００６】ここで、第１スイッチングトランジスタＱ
１のコレクタ電流の上限値（以下、コレクタ飽和電流と
いう）は、その時にベースを流れる電流の値によって変
化し、図２の構成の回路においては抵抗Ｒ１によってほ
ぼ一定に設定されている。１次巻線Ｎ１に流れる電流の
値が第１スイッチングトランジスタＱ１のコレクタ飽和
電流に達すると、１次巻線Ｎ１に流れる電流は一定とな
り、その一瞬には１次巻線Ｎ１の端子間に電位差がなく
なる。この時、コンデンサＣ３は放電を開始して第２ス
イッチングトランジスタＱ２にベース電流を供給し、第
２スイッチングトランジスタＱ２を導通させる。すると
第１スイッチングトランジスタＱ１のベース電流が減少
し、第１スイッチングトランジスタＱ１はそのコレクタ
電流の流量を小さく抑えるため、トランスＴの各巻線に
はフライバック電圧が発生する。
１のコレクタ電流の上限値（以下、コレクタ飽和電流と
いう）は、その時にベースを流れる電流の値によって変
化し、図２の構成の回路においては抵抗Ｒ１によってほ
ぼ一定に設定されている。１次巻線Ｎ１に流れる電流の
値が第１スイッチングトランジスタＱ１のコレクタ飽和
電流に達すると、１次巻線Ｎ１に流れる電流は一定とな
り、その一瞬には１次巻線Ｎ１の端子間に電位差がなく
なる。この時、コンデンサＣ３は放電を開始して第２ス
イッチングトランジスタＱ２にベース電流を供給し、第
２スイッチングトランジスタＱ２を導通させる。すると
第１スイッチングトランジスタＱ１のベース電流が減少
し、第１スイッチングトランジスタＱ１はそのコレクタ
電流の流量を小さく抑えるため、トランスＴの各巻線に
はフライバック電圧が発生する。
【０００７】この１次巻線Ｎ１に発生したフライバック
電圧はコンデンサＣ３と抵抗Ｒ２を介して第２スイッチ
ングトランジスタＱ２のベースに印加され、第２スイッ
チングトランジスタＱ２をオン状態へと導く。第２スイ
ッチングトランジスタＱ２がオン状態となることで第１
スイッチングトランジスタＱ１のベース電位が低下し、
順方向バイアス状態が解除されて第１スイッチングトラ
ンジスタＱ１はオフ状態となる。第２スイッチングトラ
ンジスタＱ２がオン状態にある間、第２スイッチングト
ランジスタＱ２のベースには１次巻線Ｎ１、コンデンサ
Ｃ３及び抵抗Ｒ２を介して電流が流れ、コンデンサＣ３
には１次巻線Ｎ１と第１スイッチングトランジスタＱ１
の接続点（以下、接続点（a）とする）側を高電位とす
る充電が行われる。
電圧はコンデンサＣ３と抵抗Ｒ２を介して第２スイッチ
ングトランジスタＱ２のベースに印加され、第２スイッ
チングトランジスタＱ２をオン状態へと導く。第２スイ
ッチングトランジスタＱ２がオン状態となることで第１
スイッチングトランジスタＱ１のベース電位が低下し、
順方向バイアス状態が解除されて第１スイッチングトラ
ンジスタＱ１はオフ状態となる。第２スイッチングトラ
ンジスタＱ２がオン状態にある間、第２スイッチングト
ランジスタＱ２のベースには１次巻線Ｎ１、コンデンサ
Ｃ３及び抵抗Ｒ２を介して電流が流れ、コンデンサＣ３
には１次巻線Ｎ１と第１スイッチングトランジスタＱ１
の接続点（以下、接続点（a）とする）側を高電位とす
る充電が行われる。
【０００８】このコンデンサＣ３の充電が進行すると第
２スイッチングトランジスタＱ２のベース電流は減少
し、やがて第２スイッチングトランジスタＱ２はオフ状
態へと移行する。第２スイッチングトランジスタＱ２が
オフ状態となることにより第１スイッチングトランジス
タＱ１のベースには抵抗Ｒ１を介して再び電流が流入
し、第１スイッチングトランジスタＱ１はオン状態へと
移行する。以上のような動作を繰り返して自励発振動作
が行われる。なお、ダイオードＤ２と定電圧ダイオード
ＤＺ１の直列回路は、出力電圧に応じた信号を抵抗Ｒ３
を介して第２スイッチングトランジスタＱ２のベースに
印加し、第２スイッチングトランジスタＱ２のオンデュ
ーティを変化させる。その結果、第１スイッチングトラ
ンジスタＱ１のオンデューティが変化し、出力電圧を一
定に保つように作用する。
２スイッチングトランジスタＱ２のベース電流は減少
し、やがて第２スイッチングトランジスタＱ２はオフ状
態へと移行する。第２スイッチングトランジスタＱ２が
オフ状態となることにより第１スイッチングトランジス
タＱ１のベースには抵抗Ｒ１を介して再び電流が流入
し、第１スイッチングトランジスタＱ１はオン状態へと
移行する。以上のような動作を繰り返して自励発振動作
が行われる。なお、ダイオードＤ２と定電圧ダイオード
ＤＺ１の直列回路は、出力電圧に応じた信号を抵抗Ｒ３
を介して第２スイッチングトランジスタＱ２のベースに
印加し、第２スイッチングトランジスタＱ２のオンデュ
ーティを変化させる。その結果、第１スイッチングトラ
ンジスタＱ１のオンデューティが変化し、出力電圧を一
定に保つように作用する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図２に示す回路におい
て、抵抗Ｒ１を通過する電流は、第１スイッチングトラ
ンジスタＱ１がオン状態、第２スイッチングトランジス
タＱ２がオフ状態である時には、第１スイッチングトラ
ンジスタＱ１をオン状態とするのに寄与している。しか
し、第１スイッチングトランジスタＱ１がオフ状態、第
２スイッチングトランジスタＱ２がオン状態である場
合、抵抗Ｒ１を通過する電流は第２スイッチングトラン
ジスタＱ２のコレクタに流入して何事にも寄与していな
い。抵抗素子に電流が流れれば損失が発生するため、図
２に示す回路では第１スイッチングトランジスタＱ１が
オフ状態、第２スイッチングトランジスタＱ２がオン状
態である期間において抵抗Ｒ１に無用な損失を発生させ
る。このことは回路内に発生する損失を増大させ、電源
装置の変換効率を低下させる一因となっていた。従って
本発明は、回路内において発生する無用な損失の発生を
制御することにより高い変換効率が得られる、自励式ス
イッチング電源装置を提供することを目的とする。
て、抵抗Ｒ１を通過する電流は、第１スイッチングトラ
ンジスタＱ１がオン状態、第２スイッチングトランジス
タＱ２がオフ状態である時には、第１スイッチングトラ
ンジスタＱ１をオン状態とするのに寄与している。しか
し、第１スイッチングトランジスタＱ１がオフ状態、第
２スイッチングトランジスタＱ２がオン状態である場
合、抵抗Ｒ１を通過する電流は第２スイッチングトラン
ジスタＱ２のコレクタに流入して何事にも寄与していな
い。抵抗素子に電流が流れれば損失が発生するため、図
２に示す回路では第１スイッチングトランジスタＱ１が
オフ状態、第２スイッチングトランジスタＱ２がオン状
態である期間において抵抗Ｒ１に無用な損失を発生させ
る。このことは回路内に発生する損失を増大させ、電源
装置の変換効率を低下させる一因となっていた。従って
本発明は、回路内において発生する無用な損失の発生を
制御することにより高い変換効率が得られる、自励式ス
イッチング電源装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力端と基準
電位間にトランスの１次巻線と第1のスイッチングトラ
ンジスタが直列に接続され、入力端と基準電位間にイン
ピーダンス素子と第2のスイッチングトランジスタが直
列に接続され、トランスの１次巻線と第1のスイッチン
グトランジスタ間と第2のスイッチングトランジスタの
制御端子が接続され、インピーダンス素子と第2のスイ
ッチングトランジスタ間と第1のスイッチングトランジ
スタの制御端子が接続され、2つのスイッチングトラン
ジスタが相補的な動作を行って自励発振し、第1のスイ
ッチングトランジスタとトランスの2次巻線から出力電
圧を得る自励式スイッチング電源装置において、上記イ
ンピーダンス素子と直列に上記第2のスイッチングトラ
ンジスタと相補的に動作する補助スイッチが接続された
ことを特徴とする。
電位間にトランスの１次巻線と第1のスイッチングトラ
ンジスタが直列に接続され、入力端と基準電位間にイン
ピーダンス素子と第2のスイッチングトランジスタが直
列に接続され、トランスの１次巻線と第1のスイッチン
グトランジスタ間と第2のスイッチングトランジスタの
制御端子が接続され、インピーダンス素子と第2のスイ
ッチングトランジスタ間と第1のスイッチングトランジ
スタの制御端子が接続され、2つのスイッチングトラン
ジスタが相補的な動作を行って自励発振し、第1のスイ
ッチングトランジスタとトランスの2次巻線から出力電
圧を得る自励式スイッチング電源装置において、上記イ
ンピーダンス素子と直列に上記第2のスイッチングトラ
ンジスタと相補的に動作する補助スイッチが接続された
ことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】第１のスイッチングトランジスタ
の他に第２のスイッチングトランジスタを設け、第２の
スイッチングトランジスタのベースと第１のスイッチン
グトランジスタのコレクタの間に抵抗とコンデンサの直
列回路を接続し、第２のスイッチングトランジスタのコ
レクタと第１のスイッチングトランジスタのベースを接
続することにより、第１のスイッチングトランジスタと
第２のスイッチングトランジスタが相補的な動作を行う
ようにする。第１のスイッチングトランジスタのベース
と電源装置の基準電位との間に、バイアス用のインピー
ダンス素子と第２のスイッチングトランジスタとは相補
的な動作をする補助スイッチの直列回路を接続する。こ
こで、補助スイッチの一例としては、そのベースが第１
のスイッチングトランジスタとトランスの１次巻線の接
続点に接続され、さらにそのベースがベース電流を設定
するための抵抗を介して入力端子或は基準電位点に接続
されたトランジスタによって構成する。
の他に第２のスイッチングトランジスタを設け、第２の
スイッチングトランジスタのベースと第１のスイッチン
グトランジスタのコレクタの間に抵抗とコンデンサの直
列回路を接続し、第２のスイッチングトランジスタのコ
レクタと第１のスイッチングトランジスタのベースを接
続することにより、第１のスイッチングトランジスタと
第２のスイッチングトランジスタが相補的な動作を行う
ようにする。第１のスイッチングトランジスタのベース
と電源装置の基準電位との間に、バイアス用のインピー
ダンス素子と第２のスイッチングトランジスタとは相補
的な動作をする補助スイッチの直列回路を接続する。こ
こで、補助スイッチの一例としては、そのベースが第１
のスイッチングトランジスタとトランスの１次巻線の接
続点に接続され、さらにそのベースがベース電流を設定
するための抵抗を介して入力端子或は基準電位点に接続
されたトランジスタによって構成する。
【００１２】
【実施例】無用な損失の発生を抑制することを可能とし
た、本発明による自励式スイッチング電源装置の実施例
の回路図を図１に示した。なお図２の回路で示した構成
要素と同じ機能を有する図１中の構成要素に対しては、
同一の符号を付与してある。図１において、電源回路の
主要部を構成するトランスＴ、ＮＰＮトランジスタによ
る第１スイッチングトランジスタＱ１、整流ダイオード
Ｄ１及び平滑コンデンサＣ２は図２と同一の構成であ
り、説明は省略する。これに対して自励発振を行うため
の回路構成は以下のようになっている。
た、本発明による自励式スイッチング電源装置の実施例
の回路図を図１に示した。なお図２の回路で示した構成
要素と同じ機能を有する図１中の構成要素に対しては、
同一の符号を付与してある。図１において、電源回路の
主要部を構成するトランスＴ、ＮＰＮトランジスタによ
る第１スイッチングトランジスタＱ１、整流ダイオード
Ｄ１及び平滑コンデンサＣ２は図２と同一の構成であ
り、説明は省略する。これに対して自励発振を行うため
の回路構成は以下のようになっている。
【００１３】すなわち、第１スイッチングトランジスタ
Ｑ１と同じＮＰＮトランジスタによる第２スイッチング
トランジスタＱ２を設け、第２スイッチングトランジス
タＱ２のコレクタは第１スイッチングトランジスタＱ１
のベースに接続し、エミッタはアースに接続し、ベース
は抵抗Ｒ２とコンデンサＣ３を介して第１スイッチング
トランジスタＱ１のコレクタに接続する。第２スイッチ
ングトランジスタＱ２のベースと第１スイッチングトラ
ンジスタＱ１のベースとの間には抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４を
直列に接続し、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の接続点はアースと
出力端子２に、それぞれコンデンサＣ４、ダイオードＤ
２と定電圧ダイオードＤＺ１の直列回路を介して接続す
る。第２スイッチングトランジスタＱ２のコレクタと第
1スイッチングトランジスタＱ１のベースの接続点は、
抵抗Ｒ１と補助スイッチとしてのトランジスタＱ３を介
して入力端子１に接続する。ＰＮＰ型トランジスタによ
るトランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ５を介してアース
に接続し、さらにそのベースをコンデンサＣ５を介して
１時巻線Ｎ１と第１スイッチングトランジスタＱ１の接
続点（接続点（ａ））に接続する。
Ｑ１と同じＮＰＮトランジスタによる第２スイッチング
トランジスタＱ２を設け、第２スイッチングトランジス
タＱ２のコレクタは第１スイッチングトランジスタＱ１
のベースに接続し、エミッタはアースに接続し、ベース
は抵抗Ｒ２とコンデンサＣ３を介して第１スイッチング
トランジスタＱ１のコレクタに接続する。第２スイッチ
ングトランジスタＱ２のベースと第１スイッチングトラ
ンジスタＱ１のベースとの間には抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４を
直列に接続し、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の接続点はアースと
出力端子２に、それぞれコンデンサＣ４、ダイオードＤ
２と定電圧ダイオードＤＺ１の直列回路を介して接続す
る。第２スイッチングトランジスタＱ２のコレクタと第
1スイッチングトランジスタＱ１のベースの接続点は、
抵抗Ｒ１と補助スイッチとしてのトランジスタＱ３を介
して入力端子１に接続する。ＰＮＰ型トランジスタによ
るトランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ５を介してアース
に接続し、さらにそのベースをコンデンサＣ５を介して
１時巻線Ｎ１と第１スイッチングトランジスタＱ１の接
続点（接続点（ａ））に接続する。
【００１４】このような構成とした図１の回路の自励発
振動作は以下のようになる。入力端子１に入力電圧が印
加されると、抵抗Ｒ５によってベース電流の電流路が形
成されているトランジスタＱ3は順方向バイアスを受け
オン状態となる。すると第１スイッチングトランジスタ
Ｑ１のベースにはトランジスタＱ３、抵抗Ｒ１を介して
電流が流入し、第１スイッチングトランジスタＱ１は順
方向にバイアスを受けてオン状態となる。この時、第２
スイッチングトランジスタＱ２のベース、エミッタ間は
ターンオンするのに必要な順方向バイアスを受けられず
オフ状態となる。この第１スイッチングトランジスタＱ
１がオン状態となることでトランスＴの１次巻線Ｎ１に
は直線的に増加する電流が流れ始め、同時にコンデンサ
Ｃ３には抵抗Ｒ２側を高電位とする充電が行われる。
振動作は以下のようになる。入力端子１に入力電圧が印
加されると、抵抗Ｒ５によってベース電流の電流路が形
成されているトランジスタＱ3は順方向バイアスを受け
オン状態となる。すると第１スイッチングトランジスタ
Ｑ１のベースにはトランジスタＱ３、抵抗Ｒ１を介して
電流が流入し、第１スイッチングトランジスタＱ１は順
方向にバイアスを受けてオン状態となる。この時、第２
スイッチングトランジスタＱ２のベース、エミッタ間は
ターンオンするのに必要な順方向バイアスを受けられず
オフ状態となる。この第１スイッチングトランジスタＱ
１がオン状態となることでトランスＴの１次巻線Ｎ１に
は直線的に増加する電流が流れ始め、同時にコンデンサ
Ｃ３には抵抗Ｒ２側を高電位とする充電が行われる。
【００１５】ここで、第1スイッチングトランジスタＱ
１のコレクタ飽和電流は、その時にベースを流れる電流
の大きさによって決定され、図１の回路ではトランジス
タＱ３がオン状態の時には抵抗Ｒ１によってほぼ一定に
設定される。1次巻線Ｎ１に流れる電流の値が第1スイッ
チングトランジスタＱ１のコレクタ飽和電流に達する
と、1次巻線Ｎ１に流れる電流は一定となり、その一瞬
には1次巻線Ｎ１の端子間には電位差がなくなる。この
時、コンデンサＣ３は放電を開始して第2スイッチング
トランジスタＱ２にベース電流を供給し、第２スイッチ
ングトランジスタＱ２を導通させる。すると第１スイッ
チングトランジスタＱ１のベース電流が減少し、そのコ
レクタ電流が低下するため、トランスＴの各巻線にはフ
ライバック電圧が発生する。
１のコレクタ飽和電流は、その時にベースを流れる電流
の大きさによって決定され、図１の回路ではトランジス
タＱ３がオン状態の時には抵抗Ｒ１によってほぼ一定に
設定される。1次巻線Ｎ１に流れる電流の値が第1スイッ
チングトランジスタＱ１のコレクタ飽和電流に達する
と、1次巻線Ｎ１に流れる電流は一定となり、その一瞬
には1次巻線Ｎ１の端子間には電位差がなくなる。この
時、コンデンサＣ３は放電を開始して第2スイッチング
トランジスタＱ２にベース電流を供給し、第２スイッチ
ングトランジスタＱ２を導通させる。すると第１スイッ
チングトランジスタＱ１のベース電流が減少し、そのコ
レクタ電流が低下するため、トランスＴの各巻線にはフ
ライバック電圧が発生する。
【００１６】この１次巻線Ｎ１に発生したフライバック
電圧はコンデンサＣ３と抵抗Ｒ２を介して第２スイッチ
ングトランジスタＱ２のベースに印加され、第２スイッ
チングトランジスタＱ２をオン状態へと導く。また同時
に、このフライバック電圧はコンデンサＣ５を介してト
ランジスタＱ３のベースにも印加され、トランジスタＱ
３をオフ状態へと導く。第２スイッチングトランジスタ
Ｑ２がオン状態、トランジスタＱ３がオフ状態となるこ
とで、第１スイッチングトランジスタＱ１のベース電位
が低下し、また同時に第１スイッチングトランジスタＱ
１のベース電流が遮断されるため、第１スイッチングト
ランジスタＱ１はオフ状態となる。第２スイッチングト
ランジスタＱ２がオン状態にある間、第２スイッチング
トランジスタＱ２のベースには１次巻線Ｎ１、コンデン
サＣ３及び抵抗Ｒ２を介して電流は流れ、コンデンサＣ
３には接続点（ａ）側を高電位とする充電が行われる。
電圧はコンデンサＣ３と抵抗Ｒ２を介して第２スイッチ
ングトランジスタＱ２のベースに印加され、第２スイッ
チングトランジスタＱ２をオン状態へと導く。また同時
に、このフライバック電圧はコンデンサＣ５を介してト
ランジスタＱ３のベースにも印加され、トランジスタＱ
３をオフ状態へと導く。第２スイッチングトランジスタ
Ｑ２がオン状態、トランジスタＱ３がオフ状態となるこ
とで、第１スイッチングトランジスタＱ１のベース電位
が低下し、また同時に第１スイッチングトランジスタＱ
１のベース電流が遮断されるため、第１スイッチングト
ランジスタＱ１はオフ状態となる。第２スイッチングト
ランジスタＱ２がオン状態にある間、第２スイッチング
トランジスタＱ２のベースには１次巻線Ｎ１、コンデン
サＣ３及び抵抗Ｒ２を介して電流は流れ、コンデンサＣ
３には接続点（ａ）側を高電位とする充電が行われる。
【００１７】トランスＴの１次巻線Ｎ１に発生したフラ
イバック電圧の低下とコンデンサＣ３、コンデンサＣ５
の充電の進行とにより、第２スイッチングトランジスタ
Ｑ２のベース電流の減少、トランジスタＱ３の逆バイア
スの低下が起こり、やがて第２スイッチングトランジス
タＱ２はオフ状態、トランジスタＱ３はオン状態へと移
行する。第２スイッチングトランジスタＱ２がオフ状
態、トランジスタＱ３がオン状態となることにより、第
１スイッチングトランジスタＱ１のベースにはトランジ
スタＱ３と抵抗Ｒ１を介して再び電流が流入し、第１ス
イッチングトランジスタＱ１はオン状態へと移行する。
このような動作過程を繰り返して自励発振が行われる。
イバック電圧の低下とコンデンサＣ３、コンデンサＣ５
の充電の進行とにより、第２スイッチングトランジスタ
Ｑ２のベース電流の減少、トランジスタＱ３の逆バイア
スの低下が起こり、やがて第２スイッチングトランジス
タＱ２はオフ状態、トランジスタＱ３はオン状態へと移
行する。第２スイッチングトランジスタＱ２がオフ状
態、トランジスタＱ３がオン状態となることにより、第
１スイッチングトランジスタＱ１のベースにはトランジ
スタＱ３と抵抗Ｒ１を介して再び電流が流入し、第１ス
イッチングトランジスタＱ１はオン状態へと移行する。
このような動作過程を繰り返して自励発振が行われる。
【００１８】以上の動作説明から分かるように、第２の
スイッチングトランジスタＱ２とトランジスタＱ３は、
接続点（ａ）の電圧の変化に応じて相補的に動作する。
そのためトランジスタＱ３は、第２スイッチングトラン
ジスタＱ２がオフ状態の時には第１スイッチングトラン
ジスタＱ１にベース電流を供給するために抵抗Ｒ１に電
流を供給するが、第２スイッチングトランジスタＱ２が
オン状態のときは抵抗Ｒ１に電流を供給しない。従っ
て、従来の回路において第２スイッチングトランジスタ
Ｑ２がオン状態の時に抵抗Ｒ１に発生していた無用の損
失が、図１に示す回路では低減されることになる。
スイッチングトランジスタＱ２とトランジスタＱ３は、
接続点（ａ）の電圧の変化に応じて相補的に動作する。
そのためトランジスタＱ３は、第２スイッチングトラン
ジスタＱ２がオフ状態の時には第１スイッチングトラン
ジスタＱ１にベース電流を供給するために抵抗Ｒ１に電
流を供給するが、第２スイッチングトランジスタＱ２が
オン状態のときは抵抗Ｒ１に電流を供給しない。従っ
て、従来の回路において第２スイッチングトランジスタ
Ｑ２がオン状態の時に抵抗Ｒ１に発生していた無用の損
失が、図１に示す回路では低減されることになる。
【００１９】図１に示す回路図において、第１スイッチ
ングトランジスタＱ１のベースに電流を供給するための
インピーダンス素子は抵抗Ｒ１であるが、例えばトラン
ジスタ素子を使用した定電流素子（回路）であってもよ
い。また図１に示す回路図では、第１のスイッチングト
ランジスタＱ１、第２のスイッチングトランジスタＱ２
は共に同じ接合型のバイポーラトランジスタで示してあ
るが、ＭＯＳＦＥＴなどの他のタイプのトランジスタ素
子を使用しても構わない。またＭＯＳＦＥＴを使用する
時には、インピーダンス素子として、抵抗Ｒ１のほかに
定電圧素子を使用してもよい。さらに図１中の抵抗Ｒ２
は場合によって省略されることもあり、本発明を適用す
る電源装置が図1の構成の回路に限定されるものではな
い。
ングトランジスタＱ１のベースに電流を供給するための
インピーダンス素子は抵抗Ｒ１であるが、例えばトラン
ジスタ素子を使用した定電流素子（回路）であってもよ
い。また図１に示す回路図では、第１のスイッチングト
ランジスタＱ１、第２のスイッチングトランジスタＱ２
は共に同じ接合型のバイポーラトランジスタで示してあ
るが、ＭＯＳＦＥＴなどの他のタイプのトランジスタ素
子を使用しても構わない。またＭＯＳＦＥＴを使用する
時には、インピーダンス素子として、抵抗Ｒ１のほかに
定電圧素子を使用してもよい。さらに図１中の抵抗Ｒ２
は場合によって省略されることもあり、本発明を適用す
る電源装置が図1の構成の回路に限定されるものではな
い。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、第１のスイ
ッチングトランジスタのベースと電源装置の入力端子あ
るいは基準電位点との間に接続されたバイアス供給用の
インピーダンス素子に対し、第２のスイッチングトラン
ジスタとは相補的な動作をする補助スイッチを直列に接
続することを特徴としている。この構成により、第１の
スイッチングトランジスタに対してバイアスを供給する
インピーダンス素子には、第２のスイッチングトランジ
スタがオフ状態の時には電流が流れ、第２のスイッチン
グトランジスタがオン状態の時には電流が遮断される。
これにより、第２のスイッチングトランジスタがオン状
態の時にインピーダンス素子に発生していた無用な損失
が低減され、変換効率が高い自励式スイッチング電源装
置を得ることができる。
ッチングトランジスタのベースと電源装置の入力端子あ
るいは基準電位点との間に接続されたバイアス供給用の
インピーダンス素子に対し、第２のスイッチングトラン
ジスタとは相補的な動作をする補助スイッチを直列に接
続することを特徴としている。この構成により、第１の
スイッチングトランジスタに対してバイアスを供給する
インピーダンス素子には、第２のスイッチングトランジ
スタがオフ状態の時には電流が流れ、第２のスイッチン
グトランジスタがオン状態の時には電流が遮断される。
これにより、第２のスイッチングトランジスタがオン状
態の時にインピーダンス素子に発生していた無用な損失
が低減され、変換効率が高い自励式スイッチング電源装
置を得ることができる。
【図１】 本発明の実施例の回路図
【図２】 従来の自励式スイッチング電源装置の回路図
１：入力端子 ２：出力端子 Ｃ2：平滑コンデンサ Ｃ３：トリガ用のコンデンサ Ｃ５：コンデンサ Ｄ１：整流ダイオード ＤＺ１：定電圧ダイオード Ｎ１：１次巻線 Ｎ２：2次巻線 Ｑ１：第１スイッチングトランジスタ Ｑ２：第２スイッチングトランジスタ Ｑ３：補助スイッチとしてのトランジスタ Ｒ１：バイアス供給用のインピーダンス素子としての抵
抗 Ｔ：トランス
抗 Ｔ：トランス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 3/338 H02M 3/28
Claims (3)
- 【請求項１】 入力端と基準電位間にトランスの１次巻
線と第1のスイッチングトランジスタが直列に接続さ
れ、入力端と基準電位間にインピーダンス素子と第2の
スイッチングトランジスタが直列に接続され、トランス
の１次巻線と第1のスイッチングトランジスタ間と第2の
スイッチングトランジスタの制御端子が接続され、イン
ピーダンス素子と第2のスイッチングトランジスタ間と
第1のスイッチングトランジスタの制御端子が接続さ
れ、2つのスイッチングトランジスタが相補的な動作を
行って自励発振し、第1のスイッチングトランジスタと
トランスの2次巻線から出力電圧を得る自励式スイッチ
ング電源装置において、 上記インピーダンス素子と直列に上記第2のスイッチン
グトランジスタと相補的に動作する補助スイッチが接続
されたことを特徴とする自励式スイッチング電源装置。 - 【請求項２】 前記補助スイッチは、その制御端子が容
量素子を介して第1のスイッチングトランジスタとトラ
ンスの１次巻線の接続点に接続されたトランジスタであ
る請求項１記載の自励式スイッチング電源装置。 - 【請求項３】 前記インピーダンス素子は抵抗である請
求項１または請求項２記載の自励式スイッチング電源装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17573496A JP3229549B2 (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 自励式スイッチング電源装置 |
| US08/864,830 US5796241A (en) | 1996-05-31 | 1997-05-29 | Self-excited oscillation type power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17573496A JP3229549B2 (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 自励式スイッチング電源装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001168013A Division JP3406585B2 (ja) | 2001-06-04 | 2001-06-04 | 自励式スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1014236A JPH1014236A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3229549B2 true JP3229549B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=16001317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17573496A Expired - Fee Related JP3229549B2 (ja) | 1996-05-31 | 1996-06-14 | 自励式スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3229549B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4618468B2 (ja) | 2000-04-07 | 2011-01-26 | ソニー株式会社 | 電源装置 |
| JP3653078B2 (ja) | 2002-12-12 | 2005-05-25 | 東光株式会社 | スイッチング定電流電源装置 |
| JP2004274872A (ja) | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Toko Inc | スイッチング定電流電源装置 |
-
1996
- 1996-06-14 JP JP17573496A patent/JP3229549B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1014236A (ja) | 1998-01-16 |
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