JPH02155463A - スイッチングレギュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は定電圧電源回路などに用いられるスイッチン
グレギュレータに関する。

（ｂｌ従来の技術 一般に、スイッチングレギュレータはトランスとトラン
スの一次巻線に流れる電流を断続するスイッチング素子
およびこのスイッチング素子を制御するスイッチング制
御回路などから構成されている。また、スイッチング制
御回路の電源を一次側から供給するタイプと二次側から
供給するタイプに大別できる。

スイッチング制御回路の電源を二次側から供給するタイ
プのスイッチングレギュレータの一般的な構成を第５図
に示す。

第５図において、３はトランスであり、その−次巻線Ｎ
１にスイッチング素子Ｑが直列接続されている。起動回
路ｌは入力電源電圧が所定値に達したときダイオードを
介してスイッチング制御回路２ヘスイツチング制御回路
用の電源電圧を供給する。これによりスイッチング制御
回路２はスイ・７チング素子Ｑをオン／オフ制御する。

Ｑがオン／オフすることによりトランス３の二次側の巻
線Ｎ２に起電圧が発生する。これとともにスイッチング
制御回路用電源回路４は二次側の他方の巻線Ｎ３の起電
圧を整流平滑および定電圧化してダイオードを介してス
イッチング制御回路２へ電源供給する。定常状態ではこ
のスイッチング制御回路用電源回路４の出力電圧が起動
回路１の出力電圧より高く設定されているため、起動回
路１は起動時にのみ作動する。

このようにスイッチング制御回路２の電源を二次側から
供給するタイプのスイッチングレギュレータでは、起動
回路ｌを設けて、起動時にのみ一次側からスイッチング
制御回路２へ電源供給を行い、スイッチングレギュレー
タの起動後はスイッチング制御回路用電源回路４がスイ
ッチング制御回路２へ常時電源供給を行うように構成さ
れている。

（Ｃ１発明が解決しようとする課題 ところが、このような起動回路を有する従来のスイッチ
ングレギュレータにおいては以下に述べるような問題点
があった。

第６図は第５図に示した入力電源電圧Ｖｉｎの変化に対
する各部の電圧変化を示している。ここでＶ２はスイッ
チング制御回路用電源回路４の出力電圧、Ｖ３は起動回
路１の出力電圧である。また、Ｖ　ｏ　ｎはスイッチン
グ制御回路２の動作可能最低電圧を示している。起動回
路１は基本的に定電圧化回路であり、第６図に示すよう
に人力電源電圧Ｖｉｎが所定値以上では一定電圧を出力
する。起動回路１の出力電圧■３がＶｏｎを越えたとき
（正確にはダイオードの電圧降下分加算した値を越えた
とき）スイッチング制御回路２が作動を始める。その後
も入力電源電圧Ｖｉｎが上昇したとすれば、スイッチン
グ制御回路用電源回路４の出力電圧Ｖ２が徐々に上昇し
、所定値で定電圧化される。Ｖ２＞Ｖ３の条件ではスイ
ッチング制御回路２がスイッチング制御回路用電源回路
４の出力電圧によって駆動されるとともに起動回路ｌが
らは電源供給が行われない。

ところが、ここでもしＶｉｎが低下して第６図中Ｖｉｎ
ｌ〜’Ｊ　ｉ　Ｒ２の範囲を維持したとすれば、Ｖ２く
Ｖ３となるため、起動回路ｌからスイッチング制御回路
２へ連続的に電源供給が行われることとなる。起動回路
１は短時間にのみ電源供給を行う能力があるだけで、こ
のような状態が続（と起動回路１の回路構成部品（抵抗
など）が焼損するおそれがあった。また、このような状
態では規定の出力電圧が得られないため、負荷回路が異
常動作するおそれもあった。

この発明の目的は、−旦起動した後はスイッチング制御
回路がスイッチング制御回路用電源回路によって駆動さ
れるようにして、起動回路によるスイッチング制御回路
の駆動時間を最小時間に止めるようにしたスイッチング
レギュレータを提供することにある。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明は、入力電源電圧を定電圧化してスイッチング
制御回路へ起動電圧を供給する起動回路と、トランスの
出力巻線の起電圧を整流平滑してスイッチング制御回路
へ電源供給するスイッチング制御回路用電源回路を備え
たスイッチングレギュレータにおいて、 スイッチング制御回路用電源回路の出力電圧が起動回路
の出力電圧より高くなる入力型ｔＡ電圧の条件でのみ、
起動回路の出力電圧がスイッチング制御回路の動作可能
電圧を上回るように、起動回路の入力部に降圧回路を設
けたことを特徴としている。

（ｅ）作用 この発明のスイッチングレギュレータの構成を第１図に
示す。また、入力電源電圧Ｖｉｎの変化に伴う各部の電
圧の変化を第２図に示す。

第５図に示した従来のスイッチングレギュレータの構成
と異なる点は、起動回路ｌの人力部に抵抗Ｒ１およびＲ
２からなる降圧回路を設けたことである。

起動回路１は抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧出力を定電圧化して
スイッチング制御回路２へ電源供給を行うため、入力電
源電圧Ｖｉｎの上昇に伴い起動回路１の出力電圧■３は
徐々に上昇する。第２図に示すように■３がＶｏｎ　（
スイッチング制御回路２の動作開始最低電圧）を越えた
ときく正確にはＶ　ｏ　ｎにダイオードの降下電圧分加
算した値を越えたとき）スイッチング制御回路２が作動
を開始する。このとき、すでに入力電源電圧Ｖｉｎは定
格電圧付近まで達しているため、スイッチング制御回路
２の作動開始俊速やかにスイッチング制御回路用電源回
路４の出力電圧■２が所定の定電圧まで達し、Ｖ２＞Ｖ
ａとなって起動回路１が作動を停止する。このように起
動回路１は起動時にのみ作動し、スイッチング制御回路
４が作動しているにもかかわらず、起動回路１からスイ
ッチング制御回路２へ電流供給がなされるといった異常
状態が起こらない。このため入力電源電圧の低下時でも
前述の不都合が生じない。

（ｆｌ実施例 第３図はこの発明の実施例であるスイッチングレギュレ
ータの回路図、第４図はその入力電源電圧Ｖｉｎの変化
に伴う各部の電圧変化を示している。

第３図において抵抗Ｒ１，Ｒ２は降圧回路、ＺＤはＲ１
，Ｒ２とともに定電圧化回路を構成するツェナーダイオ
ードである。入力電源ラインとスイッチング制御回路２
の電源端子間には抵抗Ｒ３トランジスタＱ２．ダイオー
ドＤ１およびコンデンサが接続され、トランジスタＱ２
のベースとツェナーダイオードＺＤのカソードとが接続
されて、起動回路が構成されている。

トランス３の一次巻線Ｎｌにはスイッチング素子Ｑｌが
接続されていて、スイッチング制御回路２がスイッチン
グ素子Ｑ１をオン／オフ制御することによってＮ１に流
れる電流を断続する。トランス３の二次側の一方の巻線
Ｎ２には整流ダイオードＤ３、フライホイールダイオー
ドＤ４、チョークコイルＬおよび平滑コンデンサＣ１が
接続されている。また、二次側の他方の巻線Ｎ３には整
流ダイオードＤ２、平滑コンデンサＣ２およびこの整流
平滑出力を安定化するシリーズレギュレータ５が接続さ
れている。このＤ２．Ｃ２および５がスイッチング制御
回路用電源回路を構成している。

以上に示したスイッチングレギュレータの動作は次の通
りである。

先ず大ノコ電源電圧Ｖｉｎが徐々に上昇した場合を考え
る。Ｖｉｎが徐々に上昇すれば、ツェナーダイオードＺ
Ｄのカソード電圧■３が第４図に示すように徐々に上昇
し、これとともにスイッチング制御回路２の電源電圧■
１も上昇する。入力電源電圧ＶｉｎがＶａに達してＶｌ
がスイッチング制御回路２の動作開始最低電圧Ｖｏｎに
達したとき、第４図中■で示すようにスイッチング制御
回路２が初めて動作を開始する。これによりスイッチン
グ制御回路用電源回路のコンデンサ電圧■２′が立ち上
がる。一方、ＺＤのカソード電圧■３はツェナー電圧Ｖ
２を越えることはない。これによりＶｌ＞Ｖａとなって
スイッチング制御回路２はＶ２’側から電源供給が行わ
れるとともに、トランジスタＱ２がオフする。

その後、入力電源電圧Ｖｉｎが低下すれば、第４図中■
に示すように低下し、入力電源電圧Ｖｉｎがｖｂに達し
てＶｌ＜Ｖｏｎとなると、スイッチング制御回路の動作
が停止し、Ｖ２’　も０となる。このとき再びＶａ＞Ｖ
ｌとなるが、このときすでにスイッチング制御回路２が
停止しているため、トランジスタＱ２および抵抗Ｒ３に
は大電流が流れず（１０ｍＡ以下）、抵抗Ｒ３焼損のお
それがない。

このように入力電源電圧Ｖｉｎが定格電圧を下回る電圧
であっても、起動回路からスイッチング制ｊ１１回路２
へ電源供給が持続されることがない。

（ｇ１発明の効果 以上のようにこの発明によれば、スイッチング制Ｊ’ｊ
ｎ回路が起動回路によって作動し、−旦スイツチングレ
ギュレータが起動を開始すれば直ちにスイッチング制御
回路用電源回路によってスイッチング制御回路に電源供
給がなされるようになるため、起動回路は起動時の短時
間のみ作動することになる。このため、起動後に入力電
源電圧が低下するような場合でも起動回路の構成部品の
焼損などが防止されて、安全性の高いスイッチングレギ
ュレータが構成される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す回路図、第２図はその人
力ｉｔ源電電圧変動に対する各部の電圧変化の関係を示
す図である。第３図はこの発明の実施例であるスイッチ
ングレギュレータの回路図、第４図はその入力電源電圧
の変動に対する各部の電圧変化を示す図である。第５図
は従来のスイッチングレギュレータの構成を示す図、第
６図はその人力を源電圧の変化に対する各部の電圧変化
を示す図である。 Ｒ２−降圧回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力電源電圧を定電圧化してスイッチング制御回
   路へ起動電圧を供給する起動回路と、トランスの出力巻
   線の起電圧を整流平滑してスイッチング制御回路へ電源
   供給するスイッチング制御回路用電源回路を備えたスイ
   ッチングレギュレータにおいて、 スイッチング制御回路用電源回路の出力電圧が起動回路
   の出力電圧より高くなる入力電源電圧の条件でのみ、起
   動回路の出力電圧がスイッチング制御回路の動作可能電
   圧を上回るように、起動回路の入力部に降圧回路を設け
   たことを特徴とするスイッチングレギュレータ。