JPH0242077Y2 - - 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〕

ところで、上記出願の実施例回路は、コンデン
サの放電回路にスイツチ素子としてのダイオード
又はトランジスタを含んでいる。この様にスイツ
チ素子を使用すると、コンデンサ放電回路の抵抗
を小さくすることができるので、電力損失の点で
有利であるが、コスト高になる。そこで、本考案
の目的は、定電圧充電されているコンデンサの電
荷でスイツチングトランジスタをオン駆動する方
式の直流変換器のコストの低減を図ることにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成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第１のコン
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第１のコンデンサ２０と
前記３次巻線９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
記第１のコンデンサ２０を充電する充電回路と、
前記第１のコンデンサ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抵抗２２と、少なくと
も前記逆充電阻止用ダイオード１９に対して並列
接続されている第２のコンデンサ２４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〕

上記考案では、第１のコンデンサ２０の電荷を
スイツチングトランジスタ４に供給する放電回路
中に、選択的放電のためのスイツチング素子が接
続されていないため、抵抗２２を通して放電電流
が流れる。逆流阻止用ダイオード１９に対して第
２のコンデンサ２４が並列接続されているため、
この第２のコンデンサ２４を通つて流れる電流で
スイツチングトランジスタ４を急速にオンにする
ことが可能である。なお、本考案回路の基本的動
作は、特願昭60−45187号と同一である。

〔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、１１〜１８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、第１のコンデンサ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との直列回路に対して抵抗２３を介して並
列接続された第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り、第１の
コンデンサ２０よりは小さな静電容量を有する。
なお、この第２のコンデンサ２４を逆充電阻止用
ダイオード１９のみに並列接続してもよい。

〔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負荷に放出され、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。なお、出力電圧は定電圧制御回路
１１により一定に制御される。

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の電源電圧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、第１のコンデン
サ２０が定電圧充電される。スイツチングトラン
ジスタ４のオン期間の始まりにおいては、３次巻
線９の電圧に基づいて第２のコンデンサ２４と抵
抗２３とを介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る。第２のコンデンサ２４
の容量が小さいので、この第２のコンデンサ２４
を通して供給されるベース電流のレベルは短時間
の内に小さくなるが、第２のコンデンサ２４がス
イツチングトランジスタ４のベース・エミツタ間
に接続されているため、第１のコンデンサ２０、
スイツチングトランジスタ４、及び放電用抵抗２
２から成る閉回路による第１のコンデンサ２０の
放電によりスイツチングトランジスタ４のベース
電流の供給が継続される。

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、
オン時の３次巻線９の電圧は第１のコンデンサ２
０の充電に実質的に無関係になる。従つて、スイ
ツチングトランジスタ４は交流電源電圧が100V
の時と同様に制御され、出力端子１２には入力電
圧の変動に拘らず一定の電圧が得られる。

〔変形例〕 本考案は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形例が可能なものである。

(a) 出力端子１２の電圧を検出し、この検出電圧
と基準電圧との誤差信号を形成し、この誤差信
号に基づいてトランジスタ１５を制御し、定電
圧出力を得るようにしてもよい。また、トラン
ス２に電圧検出巻線を設け、ここで検出した電
圧に基づいて誤差信号を得、スイツチングトラ
ンジスタ４を定電圧制御してもよい。

(b) 第１及び第２のコンデンサ２０，２４、ダイ
オード１９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。

(c) 第１のコンデンサ２０をオフ期間のトランス
電圧で充電するための４次巻線を独立に設け、
この４次巻線をダイオードを介して第１のコン
デンサ２０に接続してもよい。

(d) トランス２を単巻トランス構成とし、ここか
ら２次電圧、３次電圧を得てもよい。

〔考案の効果〕

上述から明らかな如く、第１のコンデンサとス
イツチングトランジスタと抵抗とで放電回路（ベ
ース駆動回路）が形成されるので、放電回路の構
成が簡単になり、装置の低コスト化が達成され
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……
放電用抵抗、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第１のコンデンサ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
   有して前記第１のコンデンサ２０と前記３次巻線
   ９との間に接続された逆充電阻止用ダイオード１
   ９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の電圧で前記第１のコンデン
   サ２０を充電する充電回路と、 前記第１のコンデンサ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抵抗２２と、 少なくとも前記逆充電阻止用ダイオード１９に
   対して並列接続されている第２のコンデンサ２４
   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。