JP3447106B2 - 半導体スイッチ回路 - Google Patents

半導体スイッチ回路

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JP3447106B2
JP3447106B2 JP06848694A JP6848694A JP3447106B2 JP 3447106 B2 JP3447106 B2 JP 3447106B2 JP 06848694 A JP06848694 A JP 06848694A JP 6848694 A JP6848694 A JP 6848694A JP 3447106 B2 JP3447106 B2 JP 3447106B2
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秀洋 田中
慎一 植草
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ニチコン株式会社
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  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源の2
次側整流平滑回路に挿入される半導体スイッチ回路に関
するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、スイッチング電源の2次側整流出
力に挿入されている半導体スイッチ回路の基本回路は図
2に示される。図2の動作原理は、他の出力系Vccが
立ち上がり、スイッチSがONするとコンデンサCへの
充電電流により、第2のトランジスタQ2がONして、
半導体スイッチ素子Q1がONとなり、ツェナーダイオ
ードDZ2で設定される電圧が出力されるものである。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】上述の従来回路は、他
の出力系VccのスイッチSがONするとコンデンサC
を通じて、第2のトランジスタQ2のベースに次式で表
されるコンデンサ電流が流れる。 【0004】 【数1】 式(1)の様子を図に表したのが、図4の下図「コンデ
ンサ電流icの時間tの特性図」である。コンデンサ電
流icが第2のトランジスタQ2のベースに流れると、
第2のトランジスタQ2がONになるため半導体スイッ
チ素子Q1がONして、半導体スイッチ回路の入力電圧
INが出力され、その出力電圧VOUT は図4の上図のよ
うな曲線を描いて立ち上がることになる。従来回路の場
合、出力電圧VOUT が設定電圧VDZ2を超えてもコン
デンサ電流icが第2のトランジスタQ2のベースに流
れ続けるから、この間第2のトランジスタQ2はインピ
ーダンス制御出来ずONの状態にあるため半導体スイッ
チ素子Q1もONの状態で制御されないため、半導体ス
イッチ回路の出力には入力電圧VINが現れ、コンデンサ
電流ic=0となる時間t2になって初めて、出力電圧
OUT の検出用の第3のトランジスタQ3による第2の
トランジスタQ2へのインピーダンス制御が働くことに
なるので、図4のように出力電圧VOUT は設定電圧VD
Z2を超え、オーバーシュートするという欠点があっ
た。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解消したものであり、図1のように、出力電圧VOUT
が設定電圧VDZ1を超えた時t1以後、コンデンサ電
流icが第2のトランジスタQ2に流れないようにする
ことにより、出力電圧VOUTが設定電圧VDZ2を超
えないようにするスイッチ回路である。すなわち、半導
体スイッチ素子Q1と、これをオン・オフ制御する第2
のトランジスタQ2と、この第2のトランジスタQ2の
バイアス電圧を変化させて半導体スイッチ素子Q1のイ
ンピーダンスを変化させ、半導体スイッチ回路の出力電
圧を安定化させ得る第3のトランジスタQ3とを接続
し、この第3のトランジスタQ3のベースに出力電圧を
検出するツェナーダイオードDZ2を接続し、さらに第
2のトランジスタQ2のベースにコンデンサCと抵抗R
9の直列回路が他の出力系Vccと接続され、出力系V
ccの立ち上がりまたはスイッチSによって半導体スイ
ッチ素子Q1がONする半導体スイッチ回路において、
第2のトランジスタQ2のベースと、コンデンサCと抵
抗R9の直列回路との間に、ダイオードD1がコンデン
サの充電電流の流れる方向に接続され、このダイオード
D1のアノードに第4のトランジスタQ4を接続し、半
導体スイッチ回路の出力電圧が設定電圧VDZ1以上に
なると、この第4のトランジスタQ4がONして第2の
トランジスタQ2へのコンデンサCの充電電流を遮断す
るように接続してなり、かつツェナーダイオードDZ
1、DZ2の電圧がVDZ2>VDZ1であることを特
徴とする半導体スイッチ回路である。 【0006】 【作用】本発明は、上述のように構成されているので、
以下のからのステップで出力電圧がオーバーシュー
トすることなしに安定化されることを説明する。スイ
ッチング電源が起動して、他の出力系Vccが立ち上が
るとスイッチS(スイッチ機能含む)がONする。ス
イッチSがONすると、式(1)で表されるコンデンサ
Cの充電電流が第2のトランジスタQ2のベースに流
れ、第2のトランジスタQ2がONする。第2のトラ
ンジスタQ2がONすると、半導体スイッチ素子Q1が
ONして、半導体スイッチ回路の出力電圧VOUTが立
ち上がる。設定電圧VDZ1を超えるまでは、半導体ス
イッチ素子Q1のインピーダンスは無視できるから、出
力電圧VOUTは、ほぼ入力電圧VINに等しい。出
力電圧VOUTが設定電圧VDZ1を超えると、ツェナ
ーダイオードDZ1がONして第4のトランジスタQ4
のベースにツェナー電流が流れ、第4のトランジスタQ
4がONして、第2のトランジスタQ2へのコンデンサ
電流icが遮断される。(t1時)コンデンサ電流i
cが遮断されると、第2のトランジスタQ2はツェナー
ダイオードDZ1からのツェナー電流によってONの状
態を続けるため、さらに、出力電圧VOUTが上昇す
る。さらに出力電圧VOUTが上昇して、ツェナーダ
イオードDZ2の電圧VDZ2を超えると、第3のトラ
ンジスタQ3のインピーダンスが変化して、第2のトラ
ンジスタQ2のバイアス電圧が下がり、第2のトランジ
スタQ2のインピーダンスが大きくなり、半導体スイッ
チ素子Q1のインピーダンスが制御されて、出力電圧V
OUTは設定電圧VDZ2をオーバーシュートすること
なく安定化される。 【0007】 【実施例】本発明の実施例の基本回路を図1に示す。図
2の従来回路との違いは、一点鎖線で囲んだ回路Kが追
加されたものである。図1において設定電圧VDZ1
(ツェナーダイオードDZ1の電圧)を出力電圧VOUT
が超えると回路K中の第4のトランジスタQ1がONし
てコンデンサ電流icを遮断し、出力電圧検出用の第3
のトランジスタQ3によって第2のトランジスタQ2の
バイアス電圧を変えることが出来るようになり、半導体
スイッチ素子Q1のインピーダンスを制御できるため、
出力電圧VOUT を図3のようにオーバーシュートするこ
となしに安定化することができる。 【0008】尚、上述の説明は、説明を容易にするため
に半導体スイッチ素子Q1としてFETを用いた回路で
説明したがスイッチ素子をトランジスタに置き換えても
同様の効果が得られた。 【0009】 【発明の効果】本発明は、上述の半導体スイッチ回路に
より、出力電圧が設定電圧を超えてオーバーシュートす
ることなく安定な特性が得られ、特性向上の効果があ
る。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の半導体スイッチ回路に係わる一実施例
の基本回路図である。 【図2】従来の半導体スイッチ回路図である。 【図3】本発明に係わる半導体スイッチ回路の出力電圧
及びコンデンサ電流の時間特性図である。 【図4】従来の半導体スイッチ回路の出力電圧及びコン
デンサ電流の時間特性図である。 【符号の説明】 Q1:半導体スイッチ素子(FET又はトランジスタ) Q2:トランジスタ Q3:トランジスタ Q4:トランジスタ D1:ダイオード DZ1:ツェナーダイオード DZ2:ツェナーダイオード C:コンデンサ R1:抵抗器 R2:抵抗器 R3:抵抗器 R4:抵抗器 R5:抵抗器 R6:抵抗器 R7:抵抗器 R8:抵抗器 R9:抵抗器 R10:抵抗器 R11:抵抗器 S:スイッチ素子 Vcc:他の出力系の電圧 K:本発明の要部の回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−69427(JP,A) 実開 昭60−153688(JP,U) 実開 平1−123482(JP,U) 実開 昭56−1213(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05F 1/445,1/56,1/613,1/618 H02M 1/00 - 1/30 H02M 3/00 - 3/44 H03K 17/00 - 17/70

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 半導体スイッチ素子Q1と、これをオン
    ・オフ制御する第2のトランジスタQ2と、この第2の
    トランジスタQ2のバイアス電圧を変化させて半導体ス
    イッチ素子Q1のインピーダンスを変化させ、半導体ス
    イッチ回路の出力電圧を安定化させ得る第3のトランジ
    スタQ3とを接続し、この第3のトランジスタQ3のベ
    ースに出力電圧を検出するツェナーダイオードDZ2を
    接続し、さらに、第2のトランジスタQ2のベースにコ
    ンデンサCと抵抗R9の直列回路が他の出力系Vccと
    接続され、出力系Vccの立ち上がりまたはスイッチS
    によって半導体スイッチ素子Q1がオンする半導体スイ
    ッチ回路において、 第2のトランジスタQ2のベースと、コンデンサCと抵
    抗R9の直列回路との間に、ダイオードD1がコンデン
    サの充電電流の流れる方向に接続され、このダイオード
    D1のアノードに第4のトランジスタQ4を接続し、半
    導体スイッチ回路の出力電圧が設定電圧VDZ1以上に
    なると、この第4のトランジスタQ4がオンして、第2
    のトランジスタQ2へのコンデンサCの充電電流を遮断
    するように接続してなり、かつツェナーダイオードDZ
    1、DZ2の電圧がVDZ2>VDZ1であることを特
    徴とする半導体スイッチ回路。
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