JPH02156725A - 自励型発振回路用外部同期同路 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はスイッチング電源などに内蔵されている自励型
発振回路の発振周期を強制的に制御して外部同期信号に
同期させるための外部同期回路に関する。

（従来の技術） 第４図はスイッチング電源と従来例の外部同期回路との
回路図であって、ＳＲは図示しない自助型発振回路を内
蔵したスイッチング電源、Ｃ１とＲｔはそれぞれスイッ
チング電源ＳＲに外付けされて互いに自励型発振回路の
発振周波数を決める時定数回路を構成するコンデンサと
抵抗、ＣＴＯは従来例の外部同期回路である。

ここで、スイッチング電源ＳＲに内蔵された自励型発振
回路としての鋸歯状波発生回路は抵抗Ｒ１で定まる定電
流の充電電流をコンデンサＣｔに流すとともに、コンデ
ンサＣｔの充電電圧が基準電圧に到達するとコンデンサ
Ｃ【を急速放電させて出力波形をリセット（立ち下がる
こと）させるように構成されており、これにより、コン
デンサＣｔのａ点側電圧波形、っまり鋸歯状波発生回路
の発振出力波形は鋸歯状波となる。

動作を説明する。まず、制御用電源子Ｂを投入すると、
抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２とトランジスタＱ３とからな
るスタート・トリガ回路においてその抵抗Ｒ２とコンデ
ンサＣ２とが持つ時定数で定まる時間だけ、トランジス
タＱ３のエミッタ電圧がベース電圧よりも大であるから
その時間分だけトランジスタＱ３が導通状態となる。ト
ランジスタＱ３が導通すると、その導通電流が抵抗Ｒ１
を介してトランジスタＱ！のベースに与えられるので、
このトランジスタＱｌが導通する。

トランジスタＱｌが導通すると、トランジスタＱ２も導
通するのであるが、トランジスタＱ１およびＱ２は一旦
導通してしまうと、そののちトランジスタＱ３のベース
電圧がエミッタ電圧よりも上昇してこのトランジスタＱ
３が非導通になってもトランジスタＱｌ、Ｑ２の導通は
維持される。

したがって、コンデンサＣｔはそのコンデンサＣｔと抵
抗Ｒｔとによって決まる時定数でもってスイッチング電
源ＳＲに内蔵の回路の働きで充電されていくのであるが
、この場合、コンデンサＣ１には定電流が流れるように
構成されているのでこのトランジスタＱｌが導通してい
る間は、コンデンサＣｔはその定電流で充電されていく
ことでａ点側の電圧波形は鋸歯状波的に立ち上がってい
く。

そして、鋸歯状波発生回路はコンデンサＣｔの両端間電
圧が基檗電圧に到達すると、コンデンサＣｔを急速に放
電させ、そのため、コンデンサＣＩと抵抗Ｒ２とからな
る微分回路からは負の微分パルスが出力され、その結果
、トランジスタＱ＋が非導通にされ、これによりトラン
ジスタＱ２も非導通となるため、トランジスタＱ１は非
導通状態に保持される。そのため、電源投入後に外部か
ら外部同期信号が印加されないと、鋸歯状波発生回路は
発振を停止する（この場合、この発振停止からつぎの発
振開始までの時間をデッドタイムという）のであるが、
印加端子ＴからトランジスタＱ１を導通させる外部同期
信号が与えられると、ふたたびトランジスタＱｌが導通
してコンデンサＣｔに定電流が供給されるのでａ点側に
はふたたび鋸歯状波出力かあられれる。そして、それ以
降は発振の停止、外部同期信号の印加による発振の開始
を繰り返す。

（発明が解決しようとする課題） 上記構成を有する従来例の外部同期回路ＣＴＯにあって
は、■電源の投入時には抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２とト
ランジスタＱ３とからなるスタート・トリガ回路が必要
な構成となっていること、■多数の部品で構成されてい
ることから、回路構成が複雑化してコスト的に高くつく
ものとなっている。特に制御用電源十Ｂが必要なことも
コスト的に不利であること、■外部同期信号の印加タイ
ミングが調整されていないと、発振出力波形かリセット
されて立ち下がってから、つぎに立ち上がるまでの時間
、つまり前記デッドタイムが長（なって、スイッチング
電源ＳＲの電源変換効率が悪化するが、そのデッドタイ
ムを短くするための調整作業が繁雑であることなど多く
の問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、回
路構成を簡素化してコスト的に有利にし、かつ外部同期
信号の印加タイミングの調整作業を不要化する一方で、
スイッチング電源に用いた場合にその電源変換効率を向
上させることができる外部同期回路を提供することを目
的としている。

本発明は、外部同期回路ＣＴｌで発振周期か制御される
鋸歯状波発生回路を内蔵したスイッチング電源等におい
て、その出力電圧の変動に対応してパルス位置が変化す
る比較電圧を、そのパルス位置において発振出力の電圧
値と大小比較し、その比較の結果として形成される両型
圧の差電圧（これのパルス幅は比較電圧のパルス幅に対
応。）を用いて出力電圧の安定化を図るようになってい
る。

（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明の外部同期回
路においては、所定の時定数で充電されて両端間電圧が
変化するコンデンサを備え、前記コンデンサの両端間電
圧が基準電圧に到達すると該コンデンサを放電させて出
力波形をリセットする自励型発振回路に用いられるもの
であって、前記基準電圧よりも絶対値の大きな電圧を有
する外部同期信号が印加される印加端子と、前記印加端
子と前記コンデンサとの間に接続されて電流制限素子と
逆流阻止用回路素子とを含む直列回路とを具備したこと
を特徴としている。

（作用） 上記構成における自励型発振回路において、コンデンサ
は所定の時定数で充電されてそれの両端間電圧が変化し
ていく。このコンデンサはその両端間電圧が基準電圧に
到達するまで充電されると放電されることで該自励型発
振回路の出力波形はリセットされる。そして、印加端子
に印加された前記基準電圧よりも絶対値の大きな電圧を
有する外部同期信号は電流制限素子と逆流阻止用回路素
子とを介してコンデンサに印加されるのであるが、その
とき、コンデンサは自励型発振回路からの充電電流に対
して外部同期信号の印加による充電電流または放電電流
の作用によりその充電速度が増大または減少の方向に変
化させられる。その結果、外部同期信号が充ｔ４Ｎ流と
してコンデンサに与えられる場合はコンデンサの両端間
電圧が基準電圧に到達する速度が早まり、外部同期信号
が放電電流としてコンデンサに与えられる場合はコンデ
ンサの両端間電圧が基準電圧に到達する速度が遅くなる
。したがって、外部同期信号が充電電流または放電電流
としてコンデンサに与えられた場合は、コンデンサが充
電または放電して出力波形がリセットする周期が外部同
期信号に同期して自動的に調整されることになり、この
ことから、結局、自励型発振回路の発振周期は自動的に
制御される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。本実施例では自励型発振回路として従来例と同様の鋸
歯状波発生回路に適用して説明される。第１図はその自
励型発振回路としての鋸歯状波発生回路と、本実施例に
係る外部同期回路との回路図であり、第２図はその動作
説明に供するタイミングチャートである。

ＯＣは鋸歯状波発生回路、Ｒ１およびＣｔはそれぞれ鋸
歯状波発生回路ＯＣに外付けされた従来例と同様の抵抗
とコンデンサである。

この鋸歯状波発生回路ＯＣは、コンデンサＣｔに充電電
流として定電流を与え、かつこのコンデンサＣｔと抵抗
ＲＥとからなる所定の時定数でもって充電していく一方
、コンデンサＣｔの両端間電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｒ　ｅ
　ｆに到達すると該コンデンサＣｔを放電させるように
構成されている。この場合のコンデンサＣｔの両端間電
圧Ｖｃ、つまり鋸歯状波発生回路ＯＣの出力Ｓ１が第２
図（ａ）に示されている。

本実施例の外部同期回路ＣＴＩは、前記基準電圧Ｖｒｅ
ｒよりも絶対値の大きな電圧ｖｇを有する外部同期信号
Ｓ２が印加される印加端子ＴＩと、この印加端子ＴＩと
コンデンサＣｔとの間に接続されて電流制限素子として
の電流制限抵抗Ｒ３と、逆流阻止用回路素子としてのダ
イオードＤとからなる直列回路とを具備したことに特徴
を有している。

つぎに、動作を説明すると、まず、印加端子Ｔｌに外部
同期信号Ｓ２が印加されないときはコンデンサＣ【の両
端間電圧Ｖｃは第２図（ａ）のように変化する。つまり
、鋸歯状波発生回路ＯＣは第２図（ａ）のような鋸歯状
波の出力をフリーに発生出力している。

このような動作をしている鋸歯状波発生回路ＯＣに対し
て、いま、時刻１０でスタートして鋸歯状波発生回路Ｏ
Ｃからの一定の充電電流により、コンデンサＣｔは所定
の時定数で充電されてそれの両端間電圧Ｖｃが変化して
いく。この両端間電圧Ｖｃの変化は第２図（ａ）のよう
になる。そして、時刻ｔｌ−ｔ２で印加端子Ｔ！に外部
同期信号Ｓ２がダイオードＤと電流制限抵抗Ｒ３とを介
してコンデンサＣｔに印加されると、コンデンサＣｔは
鋸歯状波発生回路ＯＣからの充電電流に加えて、外部同
期信号Ｓ２による充電電流で充電されることになり、そ
の充電速度が上昇してこのコンデンサＣｔの両端間電圧
ＶＣは本来の充電速度に対応した出力波形を示す第２図
（ａ）の時刻ｔ１−ｔ２とは異なり、第２図（ｃ）の時
刻ｔｌ〜ｔ２に示すようにより大きな充電速度で充電さ
れる。

そして、時刻ｔ１〜ｔ２でコンデンサＣｔの両端間電圧
Ｖｃは第２図（ｃ）に示すように大きくなってくるので
、外部同期信号Ｓ２が印加されなくなる時刻ｔ２以降か
らそのコンデンサＣｔの両端間電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｒ
ｅｆ’に到達する時間が本来であれば第２図（ａ）の時
刻ｔ４であるのに対して第２図（Ｃ）のようにそれより
も前の時刻であるｔ３となる。そうすると、コンデンサ
Ｃｔの両端間電圧Ｖｃ、つまり、鋸歯状波発生回路ＯＣ
の出力がリセットする時刻がｔ　４−ｔ　３だけ早まる
ことになってその出力周期が短くなる。つまり、これは
鋸歯状波発生回路ＯＣの出力周期が外部同期信号Ｓ２の
印加周期に合うようになることを意味しており、その結
果、その鋸歯状波発生回路ＯＣの出力周期は自動的に外
部同期信号Ｓ２に同期させられることになる。

なお、第１図の外部同期回路ＣＴＩの他に、第３図のよ
うに電流制限抵抗Ｒ３とトランジスタＱ４との直列回路
からなる外部同期回路ＣＴ２でも同様の作用効果があり
、また、第１図のダイオードＤの極性を逆向きにし、印
加端子Ｔ１には第１図の場合の外部同期信号Ｓ２とは逆
極性の外部同期信号を印加して外部同期信号の印加によ
りコンデンサＣｔから放電電流を流すようにしてそのコ
ンデンサＣｔの充電速度を遅くするようにしても結果と
しては第１図と同様にして鋸歯状波発生回路の出力周期
を外部同期信号に同期させることかできる。なお、外部
同期信号Ｓ２を第２図（ｂ）のｅｌ、ｅ２部分に示すよ
うな鋭い立ち上がりと立ち下がりの外部同期信号Ｓ２を
用いると第２図（ｃ）のｅ３．ｅ４の部分で鋸歯状波発
生回路ＯＣから高周波ノイズを発生しやすくなるので、
その高周波ノイズの発生を抑制するために、そのｅｌ、
ｅ２部分の波形を鈍らせてもよい。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
基準電圧よりも絶対値の大きな電圧を有する外部同期信
号が印加される印加端子と、この印加端子と前記コンデ
ンサとの間に接続されてかつ電流制限素子と逆流阻止用
回路素子とを含む直列回路回路とで構成したから、電源
の投入時に自励型発振回路をスタート・トリガする従来
例のようなスタート・トリガ回路が不要となる。また、
部品点数が少なくて回路構成が簡素化しているので、コ
スト的に安価なものとなる。特に従来例のような制御用
電源といったコスト的に不利なものを用いていないので
その点からも安価に構成できる。そして、外部同期信号
に自動的に発振出力が同期するので、従来例のようなそ
の外部同期信号の印加タイミングの調整作業が不要とな
るうえ、発振出力にデッドタイムがなくなることから、
スイッチング電源に適用した場合にその電源変換効率を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係り、第１図は鋸歯状波
発生回路と、その一実施例の外部同期回路との回路図、
第２図は第１図の回路の動作説明に供するタイミングチ
ャート、第３図は他の実施例の回路図である。第４図は
従来例の回路図である。 ＯＣ・・・鋸歯状波発生回路、Ｒｔ・・・抵抗、Ｃｔ・
・・コンデンサ、ＣＴＩ、Ｃｒ２・・・外部同期回路、
Ｄ・・・ダイオード（逆流阻止用回路素子）、Ｒ３・・
・電流制限抵抗（電流制限素子）。 出顎人　古野電気株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の時定数で充電されて両端間電圧が変化する
   コンデンサを備え、前記コンデンサの両端間電圧が基準
   電圧に到達すると該コンデンサを放電させて出力波形を
   リセットする自励型発振回路に用いられる発振周期制御
   用外部同期回路であって、前記基準電圧よりも絶対値の
   大きな電圧を有する外部同期信号が印加される印加端子
   と、 前記印加端子と前記コンデンサとの間に接続されてかつ
   電流制限素子と逆流阻止用回路素子とを含む直列回路 とを具備したことを特徴とする発振周期制御用外部同期
   回路。