JPH0326796Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は、スイツチング方式によるDC−DC
コンバータまたはAC−DCコンバータにおけるス
イツチング素子駆動回路用電力発生回路に関す
る。

〔考案の技術的背景〕

従来、スイツチング方式によるDC−DCコンバ
ータまたはAC−DCコンバータにおけるスイツチ
ング素子駆動回路の電力はスイツチング回路の主
入力とは別に補助電源を設けて供給しており、ス
イツチング回路系の入力回路へ追加する補助電源
回路によりスイツチング素子駆動回路用電源を得
ようとするものである。

〔背景技術の問題点〕

このようなスイツチング方式を用いたDC−DC
コンバータまたはAC−DCコンバータにおいては
スイツチング素子駆動回路用の電源がスイツチン
グ回路系とは別に設けられるため、コンバータの
総合効率向上と小形化への一つの隘路となつてい
る。

〔考案の目的〕

この考案は、上記従来の欠点を除去するために
なされたもので、コンバータの総合効率の向上と
小形化を期することのできるスイツチング素子駆
動回路用電力発生回路を提供することを目的とす
る。

〔考案の概要〕

この考案のスイツチング素子駆動回路用電力発
生回路は、DC−DCコンバータまたはAC−DCコ
ンバータの１次DC端子間に抵抗器または抵抗器
とツエナーダイオードとの直列回路を接続すると
ともに、ダイオードに並列にコンデンサを接続し
た並列回路を１次DC端子の一方とコンバータの
スイツチング回路の入力電源間に接続し、スイツ
チング回路の電流を上記ダイオードに流し、この
ダイオードに生ずる電圧をスイツチング素子駆動
回路の電源とするように構成したものである。

〔考案の実施例〕

以下、この考案のスイツチング素子駆動回路用
電力発生回路の実施例について図面に基づき説明
する。第１図はその一実施例の構成を示すブロツ
ク図であり、DC−DCコンバータに適用した場合
を示すものである。

この第１図において、１，２は入力端子であ
り、この入力端子１，２間にはDC入力Ｅ１が印
加されている。入力端子１はスイツチング素子５
の一方に接続され、入力端子２は複数のダイオー
ドＤ１〜Dnの直列回路とコンデンサＣ１との並
列回路を介してスイツチング素子５の他方に接続
されている。

このスイツチング素子５の入力端子の間には、
抵抗器Ｒが接続されている。スイツチング素子５
の出力は変圧器６の１次側に供給し、変圧器６の
２次側は整流平滑回路７の入力側に接続されてい
る。整流平滑回路７の出力端は出力端子３，４に
接続されており、この出力端子３，４間には２次
直流出力電圧Ｅ２を発生するようになつている。

また、上記コンデンサＣ１の両端に発生する電
圧Ｅ３によりスイツチング素子駆動回路８を駆動
するようになつており、このスイツチング素子駆
動回路８によりスイツチング素子５が駆動される
ようになつている。第２図は上記第１図のＲの代
りに抵抗ＲとツエナーダイオードZ_D1が直列にそ
う入されている他は第１図と同じである。

次に、以上のように構成されたこの考案のスイ
ツチング素子駆動回路用電力発生回路の動作につ
いて説明する。スイツチング素子５の主電流によ
つてダイオードＤ１〜Dnの両端に生ずる電圧Ｅ
３により、スイツチング素子駆動回路８が動作し
て、スイツチング素子を駆動する。

これにより、スイツチング素子５でACに変換
された出力は変圧器６で所要の電圧に変換され、
整流平滑回路７を経て直流電圧Ｅ２を出力端子３
と４間に得ている。

ここで、起動時、第１図の抵抗器Ｒの電流ｉ２
によつて、コンデンサＣ１が充電され、その両端
に電圧Ｅ３が生じ、この電圧Ｅ３によりスイツチ
ング素子駆動回路８が動作し、スイツチング素子
５を駆動する。スイツチング素子５の主電流ｉ１
とｉ２とにより電圧Ｅ３が確立され、回路全体が
安定動作状態となる。

なお、スイツチング素子駆動回路８に必要な電
圧はダイオードＤ１〜Dnのダイオードの数によ
り得られる。したがつて、回路の安定性が得られ
れば１個のダイオードでもよい。

スイツチング素子５の主流ｉ１が断続電流であ
り、駆動回路の所要電流が主電流ｉ１の平均値よ
りはるかに少いことは周知のとおりである。した
がつて、主電流ｉ１の断続電流は少い容量のＣ１
で充分に平滑され、駆動回路の動作に支障のない
電圧Ｅ３が得られる。

また、第２図に示す如く抵抗器Ｒに直列にツエ
ナーダイオードZ_D1を接続しても、第１図と同様
に動作させることができる。

最近、コンバータの効率向上と小形化のために
スイツチング周波数が高く選ばれる傾向にある周
波数の上昇はコンデンサＣ１を小容量化すること
ができ、これに伴い抵抗器Ｒまたは抵抗器Ｒとツ
エナーダイオードZ_D1も小容量のものとすること
ができ、このスイツチング素子駆動回路用電力発
生回路を併用することは小形化へのさらに有効な
手段となる。

このスイツチング素子駆動回路用電力発生回路
において、起動時のコンデンサＣ１への初期充電
を行うためのｉ２は定常状態においても流れてい
る。定常状態における電流ｉ２は機能上無効電流
となるので、この電流ｉ２を減らすために第２図
のツエナーダイオードZ_D1は有効な手段となる。

さらに、抵抗器ＲとコンデンサＣ１の選択によ
り、電圧Ｅ３の起動時の立上り時間を規制して直
流出力電圧Ｅ２の立上り遅延時間を設定すること
ができる。

第３図は第１図に整流回路９を付加した一般的
なAC−DCコンバータの回路図を示す。この場
合、整流回路９の出力端子間には、平滑用のコン
デンサＣ２が接続されており、このコンデンサＣ
２の両端の電圧Ｅ１が第１図、第２図のDC入力
Ｅ１と同様であり、このコンデンサＣ２の端子電
圧Ｅ１以下は第２図と同じである。

この第３図の場合を図示しないスイツチをオン
にすると、AC入力は直接整流器９で整流され、
コンデンサＣ２を充電し、その端子電圧、すなわ
ちDC入力Ｅ１が上昇する。DC入力Ｅ１がツエナ
ーダイオードZ_D1のツエナー電圧を超えると、コ
ンデンサＣ１への充電が始まり、電圧Ｅ３はほぼ
抵抗ＲとコンデンサＣ１の時定数にしたがつて上
昇し、ダイオードＤ１〜Dnによつて定まる電圧
まで上昇する。

その過程において、電圧Ｅ３がスイツチング素
子駆動回路８の動作する最低電圧に達すれば、こ
のスイツチング素子駆動回路８が動作し、スイツ
チング素子５を駆動し、第１図の場合と同様に直
流出力電圧Ｅ２が得られる。

一方、スイツチング素子５の主電流ｉ１がダイ
オードＤ１〜Dnを流れ、コンデンサＣ１を充電
して電圧Ｅ３の確立に要する時間を加速する。

この種の電源装置において、起動時のAC側の
過渡的な電流変化、すなわち突入電流がACソー
スの回路を経由して同系統のACソースに接続さ
れる他の機器へ影響を及ぼすことがあるために問
題にされる。起動時に上記のプロセスを経て動作
が確立されるが、この中でAC側の過渡電流の変
化の特に大きなものは、コンデンサＣ２の充電開
始時とスイツチング素子５の起動時である。

突入電流を減らす手段の一つとして、この両者
の間に時間差をもたせる方法がある。前述のとお
り、スイツチング状態素子の起動時間はＥ３の立
ち上り時間によつてきまるので起動時のスイツチ
ング素子の起動時間の遅延は、抵抗Ｒとコンデン
サＣ１の時定数の選択により制御でき、これにツ
エナーダイオードZ_D1を選択して加えると、より
容易にこの遅延時間が設定できる。

一つのAC入力に対して、多くの出力系統をも
つ電源装置において、その出力を使用する機器の
誤動作を防止し、安全を確保するために各出力系
統の相互間に、起動時の立上り時間に差を設ける
ことを要求される場合がある。

この場合に、前述のとおり、抵抗Ｒ、ツエナー
ダイオードZ_D1およびコンデンサＣ１の選択によ
り立上り時間に容易に差をつけることができる。
この場合、ツエナーダイオードZ_D1の特性の選択
は特に有効である。

第４図は電流帰還形自励発振回路を用いたスイ
ツチング方式コンバータにこの考案のスイツチン
グ素子駆動回路用電力発生回路を用いた実施例を
示す。この第４図において、第３図と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。

この第４図では、スイツチング素子５とスイツ
チング素子駆動回路８の部分を具体的に示したも
のであり、トランスＴの１次側はコレクタ巻線
T_C1とベース巻線T_b1を有しており、ベース巻線
T_b1の一端はトランジスタＱ２のベースに接続さ
れ、他端は抵抗Ｒ２を介してコレクタ巻線T_c1の
一端に接続されている。トランジスタＱ２のエミ
ツタは整流器９の負側の出力端に接続されてい
る。

トランスＴの２次側もベース巻線T_b2とコレク
タ巻線T_c2を有しており、ベース巻線T_b2の一端
はトランジスタＱ１のベースに接続され、他端は
トランジスタＱ２のエミツタおよびコレクタ巻線
T_c2の一端に接続されている。

コレクタ巻線T_c2の他端はダイオードＤ１３と
Ｄ１４の直列回路を介してトランジスタＱ１のコ
レクタに接続されている。このダイオードＤ１３
とＤ１４の直列回路に並列にコンデンサＣ３が接
続されている。トランジスタＱ１のコレクタと整
流器９の正側の出力端は変圧器６の１次側に接続
されている。

このように構成することにより、第３図の場合
と同様にして、コンデンサＣ１の両端の充電電圧
により、トランジスタＱ２が駆動されると、トラ
ンスＴの２次側に電圧が誘起され、トランジスタ
Ｑ１がスイツチング動作を行い、変圧器６に交流
電圧を印加するようにしている。この場合、駆動
回路の所要電力が少くスイツチング素子にFET
を使用すれば所要電力がさらに少くなるのでこの
電力発生回路は特に有効である。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案のスイツチング素子駆
動回路用電力発生回路によれば、DC−DCコンバ
ータまたはAC−DCコンバータの１次DC端子間
に抵抗器または抵抗器とツエナーダイオードとの
直列回路とダイオードに並列にコンデンサを接続
した並列回路とを接続し１次DC端子からのスイ
ツチング素子の電流を並列回路のダイオードに流
し、このダイオードに生ずる電圧をスイツチング
素子駆動回路の電源とするようにしたので、コン
バータの総合効率の向上と小形化を期すことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のスイツチング素子駆動回路
用電力発生回路の一実施例を示す回路構成図、第
２図乃至第４図はそれぞれこの考案のスイツチン
グ素子駆動回路用電力発生回路の他の実施例を示
す回路構成図である。 ５……スイツチング素子、６……変圧器、７…
…整流平滑回路、８……スイツチング素子駆動回
路、９……整流器、Ｄ１〜Dn，Ｄ１３，Ｄ１４
……ダイオード、Z_D1………ツエナーダイオード、
Ｃ１〜Ｃ３……コンデンサ、Ｑ１，Ｑ２……トラ
ンジスタ、Ｔ……トランス、Ｒ１，Ｒ２……抵
抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１、第２の入力端子間に印加される直流電圧
   を第１、第２の入力ラインを介してスイツチング
   素子に印加し、このスイツチング素子を駆動回路
   でスイツチング駆動して前記直流電圧をスイツチ
   ング出力し、この出力電圧を平滑することにより
   直流電圧変換を行う電圧変換回路に用いられるス
   イツチング素子駆動回路用電力発生回路におい
   て、前記第１、第２の入力ライン間に接続される
   インピーダンス回路と、前記直流電圧が印加され
   たときに前記インピーダンス回路に流れる電流を
   第２の入力端子に導出する方向にして前記第２の
   入力ライン中に介在されるダイオード回路と、こ
   のダイオード回路と並列に接続される平滑コンデ
   ンサとを具備し、前記平滑コンデンサ出力を前記
   駆動回路の電源電力とすることを特徴とするスイ
   ツチング素子駆動回路用電力発生回路。