JPH0242076Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ビデオ機器、オーデイオ機器等の直
流電源回路に使用するためのトランジスタ直流変
換器に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図に示す如く、直流電源１にトランス２の
１次巻線３とスイツチングトランジスタ４との直
列回路を接続し、トランス２の２次巻線５にダイ
オード６とコンデンサ７とから成る整流回路を接
続し、更にベース駆動のためにトランス２に３次
巻線９を設け、この３次巻線９を抵抗１０を介し
てトランジスタ４のベースに接続し、更にトラン
ジスタ４のベースに定電圧制御回路１１を接続
し、出力端子１２に定電圧を得るスイツチングレ
ギユレータは公知である。なお、１４は商用交流
電源であり、整流回路から成る直流電源１に接続
されている。１４は起動抵抗であり、直流電源１
とトランジスタ４のベースとの間に接続されてい
る。定電圧制御回路１１は、スイツチングトラン
ジスタ４のベース・エミツタ間に接続されたベー
ス電流バイパス用トランジスタ１５と、これを制
御するためのダイオード１６、コンデンサ１７、
及びツエナーダイオード１８とから成り、トラン
ジスタ４のオフ時の３次巻線９の電圧（出力電圧
に等価）をコンデンサ１７に充電し、この電圧と
ツエナーダイオード１８の基準電圧との比較に基
づいてトランジスタ１５を制御するように構成さ
れている。

上述のスイツチングレギユレータにおいて、直
流電力の供給を開始すると、起動抵抗１４を通つ
て起動電流が流れ、発振が開始する。トランジス
タ４のオン時には、１次巻線３に電源１の電圧が
印加され、３次巻線９にこれに応じた電圧が発生
し、この巻線９からトランジスタ４にベース電流
I_Bが供給される。しかる後、トランジスタ４のコ
レクタ電流が飽和すると、オフに転換し、このオ
フ期間にダイオード６がオンになり、トランス２
のエネルギが出力側に放出される。出力電圧の制
御は、３次巻線９の電流I₁の一部がトランジスタ
１５にバイパスさせることによつて行う。この種
の動作は公知であるので、説明を省略する。

ところで、この装置で電源１の電圧E_INが増大
すれば、１次巻線３の電圧、及び３次巻線９の電
圧及び電流も増大する。第２図のスイツチングレ
ギユレータは定電圧制御回路１１を有するので、
３次巻線９の電流I₁の全部はトランジスタ４に供
給されず、電圧制御トランジスタ１５にバイパス
される。バイパス電流I₂はトランジスタ４の駆動
に無関係なものであるので、結局、電力損失にな
る。この問題は、機器を接続する交流電源電圧が
例えば100Vから220Vに変わつた時に顕著にな
る。我が国の100Vの交流電源で使用する場合と、
外国の220Vの交流電源で使用する場合とのいず
れにも対処することが出来るように、交流電源電
圧の変化に応じて電源回路の切換えを行うように
構成することも考えられるが、回路構成が複雑に
なり、且つ切換え操作が面倒になるばかりでな
く、切換えを忘れるおそれも生じる。このような
問題は、交流電源電圧が変化する場合に限らず、
直流電源電圧が何んらかの理由で変化するあらゆ
る場合に生じる。 上述の如き問題点を解決する
ために、本件出願人は、特願昭60−45187号及び
特願昭60−221670号で、スイツチングトランジス
タ４のオフ時に３次巻線９に誘起するほぼ一定の
電圧で充電されるコンデンサを設け、このコンデ
ンサの電荷でスイツチングトランジスタのベース
電流を供給する方式を提案した。この方式によれ
ば、入力電圧が高い場合における効率を大幅に向
上させることができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

特願昭60−221670号に開示されている装置によ
れば、放電回路中に放電制御用トランジスタを設
けたので、必要の時のみ放電電流を流すことがで
きる。ところが、放電制御用トランジスタが３次
巻線に対して並列に接続されているために、負荷
短絡等で出力電圧が低下すれば、オフ時にスイツ
チングトランジスタを逆バイアスするための電圧
が実質的に零になるため、一定電圧に充電されて
いるベース駆動用コンデンサに基づく電流が、ス
イツチングトランジスタのベース・エミツタ間、
３次巻線、放電制御用トランジスタのベース・エ
ミツタ間を通つて流れ、スイツチングトランジス
タ４を迅速にオフにすることができないという問
題が生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本考案は、実施例
を示す図面の符号を参照して説明すると、直流電
源１に接続されたトランス１次巻線３とスイツチ
ングトランジスタ４との直列回路と、前記１次巻
線３に電磁結合された２次巻線５と、前記２次巻
線５に接続され、前記スイツチングトランジスタ
４のオフ時にオンになるダイオード６を含んでい
る整流回路８と、前記１次巻線３及び前記２次巻
線５に電磁結合され且つ前記スイツチングトラン
ジスタ４のベースとエミツタとの間に接続された
３次巻線９と、前記スイツチングトランジスタ４
のベースに接続された定電圧制御回路１１ａとを
具備する直流変換器に於いて、前記３次巻線９と
前記スイツチングトランジスタ４との間に接続さ
れたコンデンサ２０と、前記スイツチングトラン
ジスタ４のオン時に前記３次巻線９に誘起する電
圧でオフになる極性を有して前記３次巻線９と前
記コンデンサ２０との間に接続された逆充電阻止
用ダイオード１９と、前記スイツチングトランジ
スタ４のオフ時における前記トランス２の電圧で
前記コンデンサ２０を充電する充電回路と、前記
コンデンサ２０と前記スイツチングトランジスタ
４のベース・エミツタ間との直列回路に対して並
列に接続された例えば抵抗２２のような放電回路
形成回路素子と、前記コンデンサ２０と前記スイ
ツチングトランジスタ４のベース・エミツタ間と
前記放電回路形成素子とから成る閉回路及び前記
３次巻線９から前記スイツチングトランジスタ４
に至るラインに対してそれぞれ直列になるような
位置に接続され、前記スイツチングトランジスタ
４のオン時にオンになるようにそのベースが前記
３次巻線９に接続された放電制御用トランジスタ
２３とを備えていることを特徴とするトランジス
タ直流変換器に係わるものである。

〔作 用〕

本考案に基づいて設けられた放電制御用トラン
ジスタ２３は、コンデンサ２０とスイツチングト
ランジスタ４との間に設けられ、３次巻線９のオ
ン時電圧でオン制御されるので、オフ時にはコン
デンサ２０とスイツチングトランジスタ４との間
が遮断される。この結果、負荷短絡で３次巻線９
の電圧や零になつても、コンデンサ２０の放電回
路が形成されない。

〔実施例〕

次に、第１図を参照して本考案の実施例に係わ
るスイツチングレギユレータについて述べる。但
し、符号１〜９，１２〜１５で示すものは第２図
で同一符号で示したものと実質的に同一であるの
で、その説明を省略する。この実施例では、３次
巻線９の一端とスイツチングトランジスタ４のベ
ースとの間に逆充電阻止用ダイオード１９を介し
て第１のコンデンサ２０と放電制御用トランジス
タ２３とが接続されている。逆充電阻止用ダイオ
ード１９は３次巻線９の一端と第１のコンデンサ
２０の一端（右端）との間に接続され、スイツチ
ングトランジスタ４のオフ時に３次巻線９に誘起
する電圧でオンになる極性を有している。

第１のコンデンサ２０の充電回路を構成するた
めに、３次巻線９の他端（下端）と第１のコンデ
ンサ２０の他端（左端）との間に充電用ダイオー
ド２１が接続されている。この充電用ダイオード
２１は、スイツチングトランジスタ４のオフ時に
オンになる極性を有する。

第１のコンデンサ２０の放電回路を形成するた
めの抵抗２２は、コンデンサ２０の一端（右端）
とスイツチングトランジスタ４のエミツタとの間
に接続されている。

逆充電阻止用ダイオード１９と第１のコンデン
サ２０と放電制御用トランジスタ２３との直列回
路に抵抗２５を介して並列接続されている第２の
コンデンサ２４は、３次巻線９からスイツチング
トランジスタ４にスピードアツプ用の微分電流を
供給するものである。

本考案に従う放電制御用トランジスタ２３のベ
ースは抵抗２６を介して３次巻線９の一端に接続
されている。

定電圧制御回路１１ａは、トランス２の４次巻
線２７と、ここに接続された整流平滑回路２８
と、ここに接続された誤差信号形成回路２９と、
ここから得られる誤差信号に応答するトランジス
タ１５とから成る。誤差信号形成回路２９は、こ
こに内蔵されているツエナーダイオードによつて
与えられる基準電圧と、平滑回路２８から得られ
る検出電圧とをトランジスタで比較し、検出電圧
と基準電圧との差に対応する電流を電圧制御用ト
ランジスタ１５のベースに流すように形成された
公知の回路である。

３０は過電流検出抵抗であり、スイツチングト
ランジスタ４に直列に接続されている。スイツチ
ングトランジスタ４のベースと過電流検出用抵抗
３０の左端との間には過電流制限用トランジスタ
３１が接続され、このベースが抵抗３２を介して
過電流検出用抵抗３０の右端に接続されている。

〔動 作〕

第１図の回路で、電源スイツチ（図示せず）が
オンになると、起動抵抗１４を通してスイツチン
グトランジスタ４のベース電流が供給され、スイ
ツチングトランジスタ４がオンになる。しかる
後、スイツチングトランジスタ４が飽和してオフ
に転換すると、ダイオード６がオンになり、スイ
ツチングトランジスタ４のオン時にトランス２に
蓄えられたエネルギが放出され、この放出が終了
すると、再びスイツチングトランジスタ４がオン
になる。

ところで、スイツチングトランジスタ４のオフ
期間には、３次巻線９に電源電圧E_INに無関係の
ほぼ一定の電圧が発生する。この電圧は、スイツ
チングトランジスタ４のオン時の電圧と逆向きの
電圧であるので、充電用ダイオード２１がオンに
なり、３次巻線９、充電用ダイオード２１、第１
のコンデンサ２０、及び逆充電阻止用ダイオード
１９から成る閉回路が形成され、コンデンサ２０
が定電圧充電される。

スイツチングトランジスタ４のオン時には、抵
抗２５と第２のコンデンサ２４とを通つてスイツ
チングトランジスタ４のベースに微分電流が流れ
込むと同時に、放電制御用トランジスタ２３が３
次巻線９の電圧でオン駆動される。これにより、
第１のコンデンサ２０、放電制御用トランジスタ
２３、スイツチングトランジスタ４、及び放電用
抵抗２２から成る閉回路が形成され、第１のコン
デンサ２０の放電電流によつてスイツチングトラ
ンジスタ４のベース電流が供給される。

この回路で交流電源電圧が、例えば100Vから
220Vに変化した場合、スイツチングトランジス
タ４のオン時に３次巻線９の電圧も高くなるが、
逆充電阻止用ダイオード１９がオフになるため、
３次巻線９の電圧による第１のコンデンサ２０の
充電は阻止される。３次巻線９の高い電圧に基づ
いて第２のコンデンサ２４を通つてベース電流が
供給されるが、第２のコンデンサ２４の容量が小
さいので、スイツチングトランジスタ４のオンの
立上り後はここを介してほとんどベース電流が供
給されない。 出力端子１２が短絡状態になる
と、３次巻線９の電圧が低下するか又は零にな
る。このため、放電制御用トランジスタ２３がオ
フになり、第１のコンデンサ２０の放電が阻止さ
れ、スイツチングトランジスタ４がオン駆動され
ない。もし、抵抗２２の所にのみ放電制御用トラ
ンジスタを接続し、これを３次巻線９の電圧でオ
ン・オフ制御する様にすれば、第１のコンデンサ
２０の電圧がスイツチングトランジスタ４と３次
巻線９とを通つて放電制御用トランジスタのベー
スに印加され、スイツチングトランジスタ４がオ
ン状態になり、破壊する恐れが生じる。

本考案は上述の実施例に限定されるものでな
く、変形可能なものである。例えば、第１図の定
電圧制御回路１１ａを第２図の定電圧制御回路１
１に置き換えてもよい。また、出力電圧の検出を
出力端子１２によつて行つてもよい。また、トラ
ンス２に４次巻線を設け、ここに得られるオフ時
の電圧で第１のコンデンサ２０を充電してもよ
い。また、トランス２における各巻線３，５，
９，２７を単巻構成としてもよい。また、第１の
コンデンサ２０、ダイオード１９等を３次巻線９
の下端とスイツチングトランジスタ４のエミツタ
との間に移してもよい。

〔考案の効果〕

上述から明らかな如く、本考案によれば、放電
制御用トランジスタが負荷短絡時にオンになるこ
とが阻止され、スイツチングトランジスタ４の破
壊を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係わるスイツチング
レギユレータを示す回路図、第２図は従来のスイ
ツチングレギユレータを示す回路図である。 １……電源、２……トランス、３……１次巻
線、４……スイツチングトランジスタ、５……２
次巻線、８……整流回路、９……３次巻線、１９
……逆充電阻止用ダイオード、２０……第１のコ
ンデンサ、２１……充電用ダイオード、２２……
抵抗、２３……放電制御用トランジスタ、２４…
…第２のコンデンサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 直流電源１に接続されたトランス１次巻線３と
   スイツチングトランジスタ４との直列回路と、前
   記１次巻線３に電磁結合された２次巻線５と、前
   記２次巻線５に接続され、前記スイツチングトラ
   ンジスタ４のオフ時にオンになるダイオード６を
   含んでいる整流回路８と、前記１次巻線３及び前
   記２次巻線５に電磁結合され且つ前記スイツチン
   グトランジスタ４のベースとエミツタとの間に接
   続された３次巻線９と、前記スイツチングトラン
   ジスタ４のベースに接続された定電圧制御回路１
   １ａとを具備する直流変換器に於いて、 前記３次巻線９と前記スイツチングトランジス
   タ４との間に接続されたコンデンサ２０と、 前記スイツチングトランジスタ４のオン時に前
   記３次巻線９に誘起する電圧でオフになる極性を
   有して前記３次巻線９と前記コンデンサ２０との
   間に接続された逆充電阻止用ダイオード１９と、 前記スイツチングトランジスタ４のオフ時にお
   ける前記トランス２の電圧で前記コンデンサ２０
   を充電する充電回路と、 前記コンデンサ２０と前記スイツチングトラン
   ジスタ４のベース・エミツタ間との直列回路に対
   して並列に接続された放電回路形成回路素子と、 前記コンデンサ２０と前記スイツチングトラン
   ジスタ４のベース・エミツタ間と前記放電回路形
   成素子とから成る閉回路及び前記３次巻線９から
   前記スイツチングトランジスタ４に至るラインに
   対してそれぞれ直列になるような位置に接続さ
   れ、前記スイツチングトランジスタ４のオン時に
   オンになるようにそのベースが前記３次巻線９に
   接続された放電制御用トランジスタ２３と を備えていることを特徴とするトランジスタ直流
   変換器。