JP3406585B2 - Self-excited switching power supply - Google Patents

Self-excited switching power supply

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JP3406585B2 JP2001168013A JP2001168013A JP3406585B2 JP 3406585 B2 JP3406585 B2 JP 3406585B2 JP 2001168013 A JP2001168013 A JP 2001168013A JP 2001168013 A JP2001168013 A JP 2001168013A JP 3406585 B2 JP3406585 B2 JP 3406585B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for improving the conversion efficiency of a self-oscillation type switching power supply device.

【0002】[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なく、回路の基準電
位点を示すものとする。
2. Description of the Related Art The drive system of a switching power supply is roughly classified into a self-excited oscillation system and a separately excited oscillation system. The former self-excited oscillation system is applied to a power supply device having a relatively small capacity. As this self-oscillation type (hereinafter referred to as self-excited type) switching power supply device, there is one in which the circuit is configured as shown in FIG. In FIG. 2, reference numerals 1 and 2 denote high-potential-side input terminals and output terminals, and both low-potential-side input terminals and output terminals are considered to be the same as ground because they are both connected to ground and are not shown. is there. Here, the earth is not necessarily grounded, but indicates the reference potential point of the circuit.

【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。
A transformer T is provided between the input terminal 1 and the ground.
The primary winding N1 and the first switching transistor Q1 are connected in series, and the secondary winding N2 of the transformer T has one end connected to the output terminal 2 via the rectifying diode D1 and the other end connected to the ground. ing. A filter capacitor C1 is connected between the input terminal 1 and ground, and a smoothing capacitor C2 is connected between the output terminal 2 and ground. The first switching transistor Q1, transformer T, rectifying diode D1, With the smoothing capacitor C2,
It constitutes a circuit of a general power supply device. The following components are further connected to this circuit for self-excited oscillation.

【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。
Between the input terminal 1 and the ground, a resistor R1 and
2 The switching transistor Q2 is connected in series.
The collector of the second switching transistor Q2 is connected to the base of the first switching transistor Q1, and the base is connected to the collector of the first switching transistor Q1 via a series circuit of a resistor R2 and a capacitor C3. The base of the second switching transistor Q2 and the first
The resistors R3 and R4 are connected in series between the base of the switching transistor Q1 and the resistors R3 and R4.
Is connected to the ground and the output terminal 2 through a series circuit of a capacitor C4, a diode D2 and a constant voltage diode DZ1, respectively. The outline of the self-oscillation operation of the circuit configured as described above is as follows.

【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。
When an input voltage is applied to the input terminal 1, a current flows from the input terminal 1 through the resistor R1 into the base of the first switching transistor Q1, and the first switching transistor Q1 is forward biased to turn on. It becomes a state. At this time, the forward bias required for turning on the second switching transistor Q2 between the base and the emitter cannot be received and the second switching transistor Q2 is turned off. When the first switching transistor Q1 is turned on, a linearly increasing current begins to flow in the primary winding N1 of the transformer T, and at the same time, the capacitor C3 is charged with the resistance R2 side at a high potential. .

【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。
Here, the first switching transistor Q
The upper limit value of the collector current of 1 (hereinafter referred to as collector saturation current) changes depending on the value of the current flowing through the base at that time, and is set to be substantially constant by the resistor R1 in the circuit of the configuration of FIG. When the value of the current flowing through the primary winding N1 reaches the collector saturation current of the first switching transistor Q1, the current flowing through the primary winding N1 becomes constant, and at that moment, a potential difference occurs between the terminals of the primary winding N1. Disappears. At this time, the capacitor C3 starts discharging and supplies the base current to the second switching transistor Q2 to make the second switching transistor Q2 conductive. Then, the base current of the first switching transistor Q1 decreases, and the first switching transistor Q1 suppresses the flow rate of its collector current to a small value, so that a flyback voltage is generated in each winding of the transformer T.

【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。
The flyback voltage generated in the primary winding N1 is applied to the base of the second switching transistor Q2 via the capacitor C3 and the resistor R2, and the second switching transistor Q2 is turned on. When the second switching transistor Q2 is turned on, the first switching transistor Q2 is turned on.
The base potential of the switching transistor Q1 drops,
The forward bias state is released and the first switching transistor Q1 is turned off. While the second switching transistor Q2 is in the ON state, a current flows through the base of the second switching transistor Q2 through the primary winding N1, the capacitor C3 and the resistor R2, and the capacitor C3.
Includes a primary winding N1 and a first switching transistor Q1
Charging is performed with the connection point side (hereinafter referred to as connection point (a)) side having a high potential.

【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。
As the charging of the capacitor C3 progresses, the base current of the second switching transistor Q2 decreases, and eventually the second switching transistor Q2 shifts to the off state. When the second switching transistor Q2 is turned off, current again flows into the base of the first switching transistor Q1 via the resistor R1, and the first switching transistor Q1 is turned on. The self-oscillation operation is performed by repeating the above operation. The series circuit of the diode D2 and the constant voltage diode DZ1 outputs a signal corresponding to the output voltage to the resistor R3.
Is applied to the base of the second switching transistor Q2 via the, to change the on-duty of the second switching transistor Q2. As a result, the on-duty of the first switching transistor Q1 changes and acts so as to keep the output voltage constant.

【0009】[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。
In the circuit shown in FIG. 2, the current passing through the resistor R1 is the first switching transistor Q1 when the first switching transistor Q1 is in the on state and the second switching transistor Q2 is in the off state. Contributes to turning on. However, when the first switching transistor Q1 is off and the second switching transistor Q2 is on, the current passing through the resistor R1 flows into the collector of the second switching transistor Q2 and does not contribute to anything. Since loss occurs when a current flows through the resistance element, in the circuit shown in FIG. 2, unnecessary loss occurs in the resistor R1 during the period when the first switching transistor Q1 is in the off state and the second switching transistor Q2 is in the on state. . This has been a cause of increasing the loss generated in the circuit and reducing the conversion efficiency of the power supply device. Therefore, an object of the present invention is to provide a self-excited switching power supply device that can obtain high conversion efficiency by controlling the generation of unnecessary loss that occurs in a circuit.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、入力端と基準
電位間に第1のスイッチングトランジスタとチョークコ
イルとが直列に接続され、入力端と基準電位間に第2の
スイッチングトランジスタとインピーダンス素子が直列
に接続され、第1のスイッチングトランジスタとチョー
クコイル間から第2のスイッチングトランジスタの制御
端子に信号を供給し、第2のスイッチングトランジスタ
とインピーダンス素子間と第1のスイッチングトランジ
スタの制御端子に信号を供給し、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チョークコイルから出力電
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。
According to the present invention, a first switching transistor and a choke coil are connected in series between an input end and a reference potential, and a second switching transistor and an impedance element are connected between the input end and the reference potential. Are connected in series and supply a signal from between the first switching transistor and the choke coil to the control terminal of the second switching transistor, and between the second switching transistor and the impedance element and the control terminal of the first switching transistor. In the self-excited switching power supply device in which the two switching transistors perform complementary operation and self-oscillate to obtain an output voltage from the first switching transistor and the choke coil, the second element is connected in series with the impedance element. Complementary operation of the switching transistor of Wherein the switch is connected.

【0011】[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、そのベースがコン
デンサを介して第1のスイッチングトランジスタとチョ
ークコイル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。
A second switching transistor is provided in addition to the first switching transistor, and a series circuit of a resistor and a capacitor is connected between the base of the second switching transistor and the collector of the first switching transistor. , By connecting the collector of the second switching transistor and the base of the first switching transistor, the first switching transistor and the second switching transistor perform complementary operations. Between the base of the first switching transistor and the reference potential of the power supply device, a series circuit of an auxiliary switch that operates complementary to the impedance element for bias and the second switching transistor is connected. Here, as an example of the auxiliary switch, its base is connected to a connection point between the first switching transistor and the choke coil via a capacitor, and the base is further connected to an input terminal or a resistor via a resistor for setting a base current. Is composed of a transistor connected to the reference potential point.

【0012】[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
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、1は高電位側の入力
端子を示し、3は入力端子1に対して逆極性の電位側の
出力端子を示し、基準電位側の入力、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。入力端子1とアースとの間に直列接続
されたPNPトランジスタによる第1のスイッチングト
ランジスタQ1とチョークコイルL1、第1スイッチン
グトランジスタQ1とチョークコイルL1の接続点
(b)と出力端子3との間に接続された整流ダイオード
D1、そして出力端子3とアースとの間に接続された平
滑コンデンサC2によって、一般に極性反転型コンバー
タとして知られる電源回路が構成されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a self-excited switching power supply device according to the present invention, which makes it possible to suppress the generation of unnecessary loss. The components in FIG. 1 having the same functions as the components shown in the circuit of FIG. 2 are designated by the same reference numerals. In FIG. 1, 1 indicates an input terminal on the high potential side, 3 indicates an output terminal on the potential side having a polarity opposite to that of the input terminal 1, and both the input and output terminals on the reference potential side are connected to the ground. Therefore, it is not shown in the drawing. A first switching transistor Q1 and a choke coil L1 which are PNP transistors connected in series between the input terminal 1 and ground, and a connection point (b) between the first switching transistor Q1 and the choke coil L1 and the output terminal 3. The connected rectifier diode D1 and the smoothing capacitor C2 connected between the output terminal 3 and the ground constitute a power supply circuit generally known as a polarity inversion converter.

【0013】そして、第1スイッチングトランジスタQ
1のエミッタにそのエミッタを接続し、第1スイッチン
グトランジスタQ1のベースにそのコレクタを接続し
た、PNP型トランジスタによる第2のスイッチングト
ランジスタQ2を設ける。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
コレクタの間に抵抗R2とコンデンサC3の直列回路を
接続し、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のベースの間に抵抗
R3を接続する。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
の接続点とアースとの間に、抵抗R1と制御用トランジ
スタQ4を直列に接続し、制御用トランジスタQ4のベ
ースをコンデンサC6を介して接続点(b)に接続す
る。入力端子1と出力端子3との間に抵抗R5と定電圧
ダイオードDZ2の直列回路を接続し、抵抗R5と定電
圧ダイオードDZ2の接続点を制御用トランジスタQ4
のベースに接続する。
The first switching transistor Q
A second switching transistor Q2, which is a PNP type transistor, is provided, the emitter of which is connected to the emitter of 1 and the collector of which is connected to the base of the first switching transistor Q1. A series circuit of a resistor R2 and a capacitor C3 is connected between the base of the second switching transistor Q2 and the collector of the first switching transistor Q1, and a resistor R3 is connected between the base of the second switching transistor Q2 and the base of the first switching transistor Q1. Connect. A resistor R1 and a control transistor Q4 are connected in series between a connection point between the collector of the second switching transistor Q2 and the base of the first switching transistor Q1 and ground, and the base of the control transistor Q4 is connected via a capacitor C6. Connect to connection point (b). A series circuit of a resistor R5 and a constant voltage diode DZ2 is connected between the input terminal 1 and the output terminal 3, and a connection point of the resistor R5 and the constant voltage diode DZ2 is connected to a control transistor Q4.
Connect to the base of.

【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Q4は順方向にバイアスを受け
オン状態となる。すると第1の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Q4、抵抗R1を介して電流
が流入し、第1の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のス
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のスイッチングトランジスタQ1が
オン状態となることでチョークコイルL1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
側を低電位とする充電が行われる。
The self-oscillation operation of the circuit of FIG. 1 having such a configuration is as follows. When the input voltage is applied to the input terminal 1, the transistor Q4 in which the current path of the base current is formed by the resistor R5 is biased in the forward direction and is turned on. Then, a current flows into the base of the first switching transistor Q1 through the transistor Q4 and the resistor R1, and the first switching transistor Q1 is forward biased and turned on. At this time, the forward bias necessary for turning on the second switching transistor Q2 cannot be received between the base and the emitter, and the second switching transistor Q2 is turned off. When the first switching transistor Q1 is turned on, a linearly increasing current starts to flow in the choke coil L1 and at the same time, the resistor R2 flows in the capacitor C3.
Charging is performed with the side at a low potential.

【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Q4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。チョークコイルL1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、チョークコイルL1に流れる電流は一定とな
り、その一瞬にはチョークコイルL1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、チョ
ークコイルL1にはフライバック電圧が発生する。
Here, the first switching transistor Q
The collector saturation current of 1 is determined by the magnitude of the current flowing through the base at that time, and in the circuit of FIG. 1 is set to be substantially constant by the resistor R1 when the transistor Q4 is in the ON state. When the value of the current flowing through the choke coil L1 reaches the collector saturation current of the first switching transistor Q1, the current flowing through the choke coil L1 becomes constant, and at that moment there is no potential difference between the terminals of the choke coil L1. At this time, the capacitor C3 starts discharging and supplies the base current to the second switching transistor Q2 to make the second switching transistor Q2 conductive. Then, the base current of the first switching transistor Q1 decreases and its collector current decreases, so that a flyback voltage is generated in the choke coil L1.

【0016】このチョークコイルL1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、フライバック電圧はコンデンサC6を介して
トランジスタQ4のベースに印加され、トランジスタQ
4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Q4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、チョークコイルL1、
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C3には接続点(b)側を低電位とする充電が行
われる。
The flyback voltage generated in the choke coil L1 is applied to the base of the second switching transistor Q2 via the capacitor C3 and the resistor R2, and the second
The switching transistor Q2 is turned on. At the same time, the flyback voltage is applied to the base of the transistor Q4 via the capacitor C6,
4 is turned off. Since the second switching transistor Q2 is turned on and the transistor Q4 is turned off, the base potential of the first switching transistor Q1 is lowered, and at the same time, the first switching transistor Q1 is turned on.
Since the base current of No. 1 is cut off, the first switching transistor Q1 is turned off. While the second switching transistor Q2 is in the ON state, the choke coil L1 is provided at the base of the second switching transistor Q2.
A current flows through the capacitor C3 and the resistor R2, and the capacitor C3 is charged so that the connection point (b) side has a low potential.

【0017】チョークコイルL1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C6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Q4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Q4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Q4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Q
4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。
Due to the reduction of the flyback voltage generated in the choke coil L1 and the progress of the charging of the capacitors C3 and C6, the base current of the second switching transistor Q2 is reduced and the reverse bias of the transistor Q4 is reduced. 2 switching transistor Q2
Is turned off and the transistor Q4 is turned on. Since the second switching transistor Q2 is turned off and the transistor Q4 is turned on, the transistor Q1 is provided at the base of the first switching transistor Q1.
The current again flows in through the resistor 4 and the resistor R1, and the first switching transistor Q1 shifts to the ON state. Self-excited oscillation is performed by repeating such an operation process.

【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Q4は、
接続点(b)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Q4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。
As can be seen from the above description of the operation, the second switching transistor Q2 and the transistor Q4 are
Complementary operation is performed according to the change in voltage at the connection point (b).
Therefore, the transistor Q4 supplies a current to the resistor R1 in order to supply a base current to the first switching transistor Q1 when the second switching transistor Q2 is in the off state, but supplies a current to the resistor R1 when the second switching transistor Q2 is in the on state. Do not supply current to. Therefore, in the circuit shown in FIG. 1, the unnecessary loss generated in the resistor R1 when the second switching transistor Q2 is in the ON state in the conventional circuit is reduced.

【0019】図1における制御用トランジスタQ4は、
本来は出力電圧の定電圧制御を行うために第1スイッチ
ングトランジスタQ1のベース電流を制御する。ここ
で、制御用トランジスタQ4は、第2スイッチングトラ
ンジスタQ2がオン状態の時にはコンデンサC6が導く
接続点(b)の電圧によってオフ状態となり、第2スイ
ッチングトランジスタQ2がオフ状態の時には定電圧ダ
イオードDZ2が導く出力電圧に応じた信号によって第
1のスイッチングトランジスタQ1のベース電流を制御
する。つまり、図1の回路の制御用トランジスタQ4
は、本来の制御用トランジスタとしての機能と、本願に
おける補助スイッチとしての機能を兼用させているもの
である。
The control transistor Q4 in FIG.
Originally, the base current of the first switching transistor Q1 is controlled in order to perform constant voltage control of the output voltage. Here, the control transistor Q4 is turned off by the voltage at the connection point (b) led by the capacitor C6 when the second switching transistor Q2 is on, and the constant voltage diode DZ2 is turned on when the second switching transistor Q2 is off. The base current of the first switching transistor Q1 is controlled by the signal according to the output voltage. That is, the control transistor Q4 of the circuit of FIG.
Has a function as an original control transistor and a function as an auxiliary switch in the present application.

【0020】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。
In the circuit diagram shown in FIG. 1, the impedance element for supplying a current to the base of the first switching transistor Q1 is the resistor R1. However, for example, a constant current element (circuit) using a transistor element may be used. Good. In the circuit diagram shown in FIG. 1, the first switching transistor Q1 and the second switching transistor Q2
Although both are shown as the same junction type bipolar transistor, other types of transistor elements such as MOSFET may be used. When using a MOSFET, a constant voltage element may be used as the impedance element in addition to the resistor R1. Further, the resistor R2 in FIG.
May be omitted in some cases, and the power supply device to which the present invention is applied is not limited to the circuit having the configuration of FIG.

【0021】[0021]

【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。
As described above, according to the present invention, the impedance element for bias supply, which is connected between the base of the first switching transistor and the input terminal of the power supply device or the reference potential point, is provided as the second element. The switching transistor is characterized in that auxiliary switches that perform complementary operations are connected in series. With this configuration, a current flows through the impedance element that supplies a bias to the first switching transistor when the second switching transistor is in the off state, and a current is cut off when the second switching transistor is in the on state. .
As a result, unnecessary loss that has occurred in the impedance element when the second switching transistor is in the ON state is reduced, and a self-excited switching power supply device with high conversion efficiency can be obtained.

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

【図1】 本発明の実施例の回路図1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】 従来の自励式スイッチング電源装置の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional self-excited switching power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:入力端子 3:出力端子(極性反転側) C2:平滑コンデンサ C3:トリガ用のコンデンサ D1:整流ダイオード DZ2:定電圧ダイオード L1:チョークコイル 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 Q4:制御用トランジスタ R1:バイアス供給用のインピーダンス素子としての抵
1: Input terminal 3: Output terminal (polarity inversion side) C2: Smoothing capacitor C3: Capacitor for trigger D1: Rectifying diode DZ2: Constant voltage diode L1: Choke coil Q1: First switching transistor Q2: Second switching transistor Q4: Control transistor R1: resistor as impedance element for bias supply

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力端と基準電位間に第1のスイッチン
グトランジスタとチョークコイルとが直列に接続され、
入力端と基準電位間に第2のスイッチングトランジスタ
とインピーダンス素子が直列に接続され、第1のスイッ
チングトランジスタとチョークコイル間から第2のスイ
ッチングトランジスタの制御端子に信号を供給し、第2
のスイッチングトランジスタとインピーダンス素子間か
ら第1のスイッチングトランジスタの制御端子に信号を
供給し、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
タとチョークコイル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。
1. A first switching transistor and a choke coil are connected in series between an input end and a reference potential,
The second switching transistor and the impedance element are connected in series between the input terminal and the reference potential, and a signal is supplied between the first switching transistor and the choke coil to the control terminal of the second switching transistor.
A signal is supplied between the switching transistor and the impedance element of the first switching transistor to the control terminal of the first switching transistor, the two switching transistors perform complementary operation and self-excited oscillation, and the output voltage from the first switching transistor and the choke coil. In the self-excited switching power supply device, the auxiliary switch that operates complementarily with the second switching transistor is connected in series with the impedance element.
【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チョ
ークコイル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。
2. The self-excited switching power supply device according to claim 1, wherein the auxiliary switch is a transistor whose control terminal is connected to a connection point between the first switching transistor and the choke coil via a capacitive element.
【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。
3. The self-excited switching power supply device according to claim 1, wherein the impedance element is a resistor.
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