JP4109505B2 - 降圧型チョッパーレギュレータ回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、降圧型チョッパーレギュレータ回路に関するものであり、特に負荷16が大きい時でも、正常に出力を立ち上げることができる降圧型チョッパーレギュレータ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図2は、従来より用いられている5端子型降圧スイッチングレギュレータIC12(サンケン製SI−8050S;図3に回路構成を記載)を用いた降圧型チョッパーレギュレータ回路の回路図であり、入力端子▲1▼Vin、スイッチング出力端子▲2▼SWout、接地端子▲3▼GND、出力検知端子▲4▼Vos、ソフトスタート端子▲5▼S.Sの5端子を備えた5端子型降圧スイッチングレギュレータIC12をコンバータトランス5の二次側の整流・平滑回路とチョークコイル14との間に接続し、該整流・平滑回路と第1の出力24側に入力端子▲1▼Vinを接続し、スイッチング出力端子▲2▼SWout・チョークコイル14の接続点と接地側とをダイオード13で接続し、接地端子▲3▼GNDを接地側に接続し、出力検知端子▲4▼Vosをチョークコイルの第2の出力25側に、該出力側と接地側との間に平滑コンデンサ15を接続して構成される。
【0003】
上記回路では、チョークコイル14とコンデンサ15の正極との接続点に5端子型降圧スイッチングレギュレータIC12の出力検知端子▲4▼Vosを接続し、出力電圧と該IC12内の基準電圧とを比較してエラーアンプの出力からフィードバック信号を該IC12内のコンパレータに与える。その信号と該IC内の発振器からの信号とを比較し、スイッチング出力端子▲2▼SWoutのNPNトランジスタのベースにH(high)、L(low)の信号を与えて、一定の出力電圧が出るようなスイッチングDutyを決めている。
ここで、ソフトスタート端子▲5▼S.Sと接地端子▲3▼GNDとを接続するコンデンサ23は起動時に該IC12内のコンパレータを駆動する内部電源の出力をL(low)に落としてコンパレータの機能を停止させておくために用いられる。コンデンサ23が充電された時、コンパレータの機能が動作して、第2の出力25がオンする。
【0004】
上記の回路では、過電流状態になると、5端子型降圧スイッチングレギュレータIC12内のスイッチング出力端子▲2▼SWoutに接続されている該IC12内部のNPNトランジスタのコレクタ側に過電流保護機能が動作し、該IC12内のコンパレータに与えられる発振器の信号とコンパレータの出力の関係が図6のタイミングチャートのようになり、H(high)、L(low)のDutyを変化させる。すなわち、Iout=I1の通常電流が流れているときは、一定の出力電圧V1が出力されるように、Dutyを一定に制御するが、Iout=I2(>I1)の過電流状態の時は、上記IC12内部の発振器にオンのパルス幅が小さくなる信号を送り、上記IC12のスイッチング出力端子▲2▼SWoutから出力されるオンのパルス幅を小さくする。
【0005】
上記の過電流状態にならないようにするためには、図4においてコンデンサ15の電圧の立上り時間をコンデンサ11の電圧の立上りに対して極力遅らせる必要がある。
上記の従来例による、5端子型降圧スイッチングレギュレータIC12を用いた降圧型チョッパーレギュレータ回路では、ソフトスタート端子▲5▼S.Sに接続したコンデンサ23により、交流電源1の投入時、ソフトスタートが行われ、コンデンサ15の電圧は、図4のようにコンデンサ11の電圧上昇後に立ち上げられる。この時、コンデンサ15の立ち上がり開始時間をt1、コンデンサ11の立ち上がり終了時間をt2とすると、第2の出力側の負荷16が大きい場合、電源起動時のコンデンサ11の電圧が低い領域(0<t1<t2)で、図4(一点鎖線部)のように、コンデンサ15の電圧が立ち上げられてしまい、一次側から出力をオン/オフさせるためのDutyを決めている制御回路9がオンしたままで立ち上がり、十分な遅延時間がとれないため、過電流状態となって回路装置が正常に起動しないという問題がある。よって、降圧型チョッパーレギュレータ回路を正常に起動させるためには、t1≧t2とする必要がある(図4実線部)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の降圧型チョッパーレギュレータ回路は、図4(一点鎖線部)に示したとおり、第2の出力側の負荷16が大きい場合、電源起動時のコンデンサ11の電圧が低い領域(0<t1<t2)で、平滑コンデンサ15の電圧が立ち上げられてしまい、一次側から出力をオン/オフさせるためのDutyを決めている制御回路9がオンしたままで立ち上がり、遅延時間を十分とれないため、過電流状態で立ち上がることになり、回路装置が正常に起動しないという問題があったことから、コンデンサ11の電圧が立ち上がった後(t1≧t2)、平滑コンデンサ15の電圧を立ち上げることができる回路構成が要求されていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決したものであり、コンバータトランスの二次側のダイオードと第1の平滑コンデンサ11とを備えた整流・平滑回路から出力される第1の出力と、入力端子(1)Vin、スイッチング出力端子(2)SWout、接地端子(3)GND、出力検知端子(4)Vos、ソフトスタート端子(5)S.Sの5端子を備えた5端子型降圧スイッチングレギュレータIC12をコンバータトランス5の二次側の第1の平滑コンデンサ11とチョークコイル14との間に接続し、該チョークコイルから出力される第2の出力とを有し、スイッチング出力端子(2)SWout・チョークコイル14の接続点と接地側とをダイオード13で接続し、接地端子(3)GNDを接地側に接続し、出力検知端子(4)Vosをチョークコイルの第2の出力25側に、該出力側と接地側との間に第2の平滑コンデンサ15を接続し、コンバータトランスの一次側から制御回路9により出力をオン/オフさせるためのデューティ比を決めるように構成される降圧型チョッパーレギュレータ回路において、
入力端子(1)Vinと接地側との間に第1の抵抗19の高電位側と第1のNPNトランジスタ22とを直列接続し、第1のNPNトランジスタ22のベースと第1の抵抗19との間に第2の抵抗20を、ベースと接地側との間に第3の抵抗21を接続し、
第1のNPNトランジスタ22のコレクタを第2のNPNトランジスタ18のベースに、第2のNPNトランジスタ18のコレクタをソフトスタート端子(5)S.Sに、エミッタを接地側に接続して遅延回路を構成し、コンバータトランス5の一次側に電圧が印加されると、第1の抵抗19を通じて流れる電流により第2のNPNトランジスタ18がオンし、ソフトスタート端子 (5) S.Sが接地されることにより、スイッチング出力端子 (2) SWoutからの出力が停止状態となり、第1の平滑コンデンサ11の電圧の立ち上がり終了後に第1のNPNトランジスタ22がオンすることによって第1の抵抗19を通じて流れる電流が第1のNPNトランジスタ22のコレクタに流れ、第2のNPNトランジスタ18がオフし、スイッチング出力端子SWoutからの出力を開始させることを特徴とする降圧型チョッパーレギュレータ回路である。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1のように、5端子型降圧スイッチングレギュレータIC12をコンバータトランス5の二次側の整流・平滑回路とチョークコイルとの間に接続し、該整流・平滑回路と第1の出力24側に入力端子(1)Vinを接続し、スイッチング出力端子(2)SWout・チョークコイル14の接続点と接地側とをダイオード13で接続し、接地端子(3)GNDを接地側に接続し、出力検知端子(4)Vosをチョークコイルの第2の出力25側に、該出力側と接地側との間に平滑コンデンサ15を接続して降圧型チョッパーレギュレータ回路を構成する。
上記入力端子(1)Vinと接地側との間に第1の抵抗19と第1のNPNトランジスタ22とを直列接続し、第1のNPNトランジスタ22のベースと第1の抵抗19の高電位側との間に第2の抵抗20を、ベースと接地側との間に第3の抵抗21を接続し、
第1のNPNトランジスタ22のコレクタを第2のNPNトランジスタ18のベースに、第2のNPNトランジスタ18のコレクタをソフトスタート端子(5)S.Sに、エミッタを接地側に接続して遅延回路を構成する。
上記のように回路構成することでコンデンサ11の電圧が立ち上がった後、平滑コンデンサ15の電圧を立ち上げることができるので一次側からDutyを決めている制御回路9がオン状態で立ち上がることがなくなる。よって、過電流状態になることなく、回路装置を正常に起動させることができる。
【0009】
【実施例】
本発明の実施例による降圧型チョッパーレギュレータ回路が従来例と異なる点は、上記の遅延回路を構成したことにある。以下、その回路動作について、図4のコンデンサ11および平滑コンデンサ15の電圧−時間特性図、図5のタイミングチャートにより説明する。
図1の入力電源1を投入すると、コンデンサ11の電圧が徐々に上昇し、第1の抵抗19を介して第2のNPNトランジスタ18のベースに電流が流れ、第2のNPNトランジスタ18をオンさせる。ここで、5端子型降圧スイッチングレギュレータIC12の内部回路において、ソフトスタート端子▲5▼S.Sはコンパレータに接続されており、GND、つまり0Vになるとコンパレータの出力が反転しL(low)に落ちることで、該IC12の発振を停止させ、スイッチング出力端子▲2▼SWoutは出力されない状態にある。この状態が図4に示す時間t2まで継続する。コンデンサ11の電圧が上昇していき、時間t2を超え、第1のNPNトランジスタ22がオンとなるような第2の抵抗20と第3の抵抗21の分圧比、つまりトランジスタ22をオンさせるベース・エミッタ間の電圧値まで上昇すると、第1の抵抗19を介して流れる電流は第1のNPNトランジスタ22のコレクタに流れ、第2のNPNトランジスタ18はオフとなり、ソフトスタート端子▲5▼S.Sは電圧の比較でコンパレータの出力が反転することなくH(high)状態となり、発振を始め、スイッチング出力端子▲2▼SWoutから出力される。この状態が、図4に示す時間t1以降継続する。時間t1以降でコンデンサ15の電圧が立ち上がり始めると、一次側の制御回路9がオンして、過電流保護が働くオン Dutyまで広がる前にオフモードに入り、正常に起動できるようにしている。
上記の実施例において、トランジスタ22、18のVBE、R19、R20、R21の値は〔表1〕のように設定した。
【0010】
【表1】
【0011】
【発明の効果】
上記のように回路構成することでコンデンサ11の電圧が立ち上がった後、平滑コンデンサ15の電圧を立ち上げることができるので一次側からDutyを決めている制御回路がオン状態で立ち上がることがなくなる。よって、過電流状態になることなく、回路装置を正常に起動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による、遅延回路を用いた降圧型チョッパーレギュレータ回路の回路図である。
【図2】従来の降圧型チョッパーレギュレータ回路の回路図である。
【図3】5端子型降圧スイッチングレギュレータIC12の回路構成を記載した図2の従来の降圧型チョッパーレギュレータ回路の回路図である。
【図4】コンデンサ11および平滑コンデンサ15の電圧−時間特性図である。
【図5】図1の実施例による降圧型チョッパーレギュレータ回路における回路動作のタイミングチャートである。
【図6】図2の従来例による降圧型チョッパーレギュレータ回路における回路動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 交流電源
2 スイッチ
3 ダイオード
4 コンデンサ
5 コンバータトランス
6 一次主巻線
7 補助巻線
8 二次巻線
9 制御回路
10 ダイオード
11 平滑コンデンサ
12 5端子型降圧スイッチングレギュレータIC
13 ダイオード
14 チョークコイル
15 平滑コンデンサ
16 第1の負荷
17 第2の負荷
18 第2のNPNトランジスタ
19 第1の抵抗
20 第2の抵抗
21 第3の抵抗
22 第1のNPNトランジスタ
23 コンデンサ
24 第1の出力
25 第2の出力
Claims (1)
- コンバータトランスの二次側のダイオードと第1の平滑コンデンサとを備えた整流・平滑回路から出力される第1の出力と、
入力端子、スイッチング出力端子、接地端子、出力検知端子、ソフトスタート端子の5端子を備えた5端子型降圧スイッチングレギュレータICを前記第1の平滑コンデンサとチョークコイルとの間に接続し、該チョークコイルから出力される第2の出力と
を有し、
スイッチング出力端子・チョークコイルの接続点と接地側とをダイオードで接続し、接地端子を接地側に接続し、出力検知端子をチョークコイルの出力側に、該出力側と接地側との間に第2の平滑コンデンサを接続し、前記コンバータトランスの一次側から制御回路により出力をオン/オフさせるためのデューティ比を決めるように構成される降圧型チョッパーレギュレータ回路において、
入力端子と接地側との間に第1の抵抗と第1のNPNトランジスタとを直列接続し、第1のNPNトランジスタのベースと第1の抵抗の高電位側との間に第2の抵抗を、ベースと接地側との間に第3の抵抗を接続し、
第1のNPNトランジスタのコレクタを第2のNPNトランジスタのベースに、第2のNPNトランジスタのコレクタをソフトスタート端子に、エミッタを接地側に接続して遅延回路を構成し、
前記コンバータトランスの一次側に電圧が印加されると、前記第1の抵抗を通じて流れる電流により前記第2のNPNトランジスタがオンし、前記ソフトスタート端子が接地されることにより、前記スイッチング出力端子からの出力が停止状態となり、
前記第1の平滑コンデンサの電圧の立ち上がり終了後に前記第1のNPNトランジスタがオンすることによって前記第1の抵抗を通じて流れる電流が前記第1のNPNトランジスタのコレクタに流れ、前記第2のNPNトランジスタがオフし、前記スイッチング出力端子からの出力を開始させることを特徴とする降圧型チョッパーレギュレータ回路。
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