JPH034154Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の産業上の利用分野〕 本考案は、高速で発振するブロツキング発振回
路で形成されたDC−DCコンバータに関するもの
である。

〔従来技術〕

第４図は、従来のDC−DCコンバータの一例を
示すものであり、低電圧から50V程度の直流電圧
を容易に得ることができるものである。トランジ
スタＱ２６のエミツタは、抵抗Ｒ１６を介して、
接地端子１に接続され、そのコレクタはコイルＬ
と帰還用の抵抗Ｒ１４と整流・平滑回路４のダイ
オードＤ１に接続される。抵抗Ｒ１３は、トラン
ジスタＱ２７のエミツタに接続され、そのコレク
タがトランジスタＱ２６のベースに接続される。
トランジスタＱ２７のベースは、トランジスタＱ
２８のコレクタと抵抗Ｒ１４に接続される。トラ
ンジスタＱ２８のエミツタはトランジスタＱ２６
のエミツタと抵抗Ｒ１６との接続点に接続され
る。トランジスタ２８は、抵抗Ｒ１５から順方向
電流が供給されるダイオード接続されたトランジ
スタＱ２９によつてバイアスされる。抵抗Ｒ１
３，Ｒ１５とコイルＬの他端は、電源端子２に接
続される。

斯る従来のDC−DCコンバータの発振動作につ
いて説明する。トランジスタＱ２８はバイアスさ
れ、トランジスタＱ２７のエミツタ・ベースを介
して電流を引き込む。トランジスタＱ２７のコレ
クタ電流によつて、トランジスタＱ２６のベース
にベース電流を流し込みトランジスタＱ２６をオ
ンとする。抵抗Ｒ１６に電流が流れ、その端子間
電圧が上昇して、トランジスタＱ２８がオフとな
る。帰還用抵抗Ｒ１４を介してトランジスタＱ２
８に流れ込んでいた電流がトランジスタＱ２６の
コレクタに流れ込み、より能動状態となる。トラ
ンジスタＱ２６，Ｑ２７は、抵抗Ｒ１４の帰還作
用によつて遮断され、全体が遮断状態となり、コ
イルＬの両端には逆起電圧が表れる。この逆起電
圧は、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣに印
加され、充電々流を流し込む。このコンデンサＣ
の充電々荷が放電すると、Ｐ１点の電位が下降し
て新たなブロツキング発振を開始する。出力端子
３からは、電源電圧より高い直流出力が得られ
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

第４図のDC−DCコンバータでは、トランジス
タＱ２６をオン・オフすることによつて、コイル
Ｌから逆起電圧が発生する。トランジスタＱ２６
をオフさせるには、トランジスタＱ２８がオフし
た後、抵抗Ｒ１４を介してトランジスタＱ２６に
コレクタ電流を流し込み、抵抗Ｒ１４の帰還作用
によつてトランジスタＱ２６，Ｑ２７をオフとす
る必要があり、トランジスタＱ２８がオフする為
には、トランジスタＱ２６に十分電流を流し込ん
で、抵抗Ｒ１６とトランジスタＱ２６の接続点の
電圧を上昇させる必要がある。その為、次の発振
動作に入るまでに時間を要し、第５図ａに示すよ
うに、発振パルスの立ち下がりから次のパルスの
立ち上がり迄の時間が掛かり、このような発振出
力を平滑したとしても第５図ｂに示すようなリツ
プルを含んだ直流出力となる欠点がある。更に
又、斯るDC−DCコンバータでは、小さな容量の
コンデンサでリツプル含有率を低減しようとする
と困難な面があり、平滑コンデンサＣの容量を大
きなものとしなければならない欠点がある。

又、第４図の如き従来のDC−DCコンバータ
は、リツプルが含まれ易く、このリツプルがノイ
ズの発生原因となる問題点があつた。

〔考案の目的〕

本考案は、上述の如き問題点を解消する為にな
されたもので、その主な目的は、高速に発振する
ブロツキング発振回路を用いたDC−DCコンバー
タを提供するものである。

本考案の他の目的は、リツブルが少なくリツプ
ル成分によるノイズを発生することの少ないDC
−DCコンバータを提供するものである。

本考案の更に他の目的は、比較的小さい容量の
平滑コンデンサでリツプルを除去できるDC−DC
コンバータを提供するものである。

〔考案の実施例〕

第１図乃至第３図は、本考案に係るDC−DCコ
ンバータの実施例を示す回路図である。

第１図の実施例に於いては、１は接地端子、２
は電源端子、３は出力端子、４は整流・平滑回
路、５はバイアス回路である。第１図の実施例
が、第４図のDC−DCコンバータと異なる点は、
トランジスタＱ２７がベースとエミツタ同士を
夫々共通接続したトランジスタＱ２，Ｑ３に分割
されている点が異なる。トランジスタＱ２のコレ
クタがスイツチング用トランジスタＱ１のベース
に接続され、トランジスタＱ３のコレクタがトラ
ンジスタＱ４のエミツタと抵抗Ｒ３との接続点に
接続される。トランジスタＱ２、Ｑ３のベース
は、抵抗Ｒ２とトランジスタＱ４のコレクタに接
続される。トランジスタＱ４のベースが定電圧化
されたバイアス回路５に接続される。トランジス
タＱ４はバイアスされてオンとなり、トランジス
タＱ２，Ｑ３のエミツタ・ベースを介して電流を
引き込み、トランジスタＱ２，Ｑ３がオンとな
る。トランジスタＱ１は、そのベースにトランジ
スタＱ２から電流が流れ込みオンとなり、コイル
Ｌからコレクタ電流を引き込む。同時にトランジ
スタＱ３からトランジスタＱ４を介し抵抗Ｒ３に
電流を流し込む。又、トランジスタＱ３のコレク
タ電流が抵抗Ｒ３に流れ込み、その端子間電圧を
上昇させてトランジスタＱ４がオフとする。続い
て、トランジスタＱ４のコレクタに流れ込んでい
た電流が抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ１に電
流を流し込み、トランジスタＱ１はより能動状態
となる。トランジスタＱ３のベース電位は、コイ
ルＬとトランジスタＱ１のコレクタとの接続点で
あるＰ２点の電位より低下して全体に帰還が掛か
り、トランジスタＱ１乃至Ｑ３はオフとなる。コ
イルＬへの通電は、阻止され逆起電圧が発生し、
整流・平滑回路４により直流電圧に整流・平滑さ
れる。

上述のように抵抗Ｒ２の帰還作用によつて、ト
ランジスタＱ１乃至Ｑ３がオフするように構成さ
れるが、それ以前にトランジスタＱ４が予めオフ
となつており、その分、従来のDC−DCコンバー
タより高速に発振することになる。コイルＬに流
れる電流が遮断されると逆起電圧が発生して、コ
ンデンサＣに充電々流が流れ、Ｐ２点から高速の
発振出力を得ることができる。出力端子３からリ
ツプルの少ない直流電圧が発生する。このように
トランジスタＱ４が予めオフとなるので、抵抗Ｒ
３の帰還作用によりトランジスタＱ１乃至Ｑ３が
瞬時にオフとなる為、第５図ａに示すように遅延
することなく絶え間なく高速に発振する。従つ
て、その発振出力を平滑した直流出力は、リツプ
ル成分が極めて少ない直流出力を導出することが
できる。

無論、平滑用コンデンサＣは比較的容量の小さ
いもので良く、DC−DCコンバータを小型に形成
できる利点がある。

尚、起動回路を含んだバイアス回路５は、トラ
ンジスタＱ７乃至Ｑ９によつて形成された電流ミ
ラー回路で形成されており、、トランジスタＱ９
からミラー電流がトランジスタＱ６のベースに流
れ込み、強制的にダイオード接続されたトランジ
スタＱ５に電流が流れ込み、約0.8V程度の低い
電圧源に定電圧化される。従つて、斯るDC−DC
コンバータは、電源電圧Vccが1V程度の低電圧
源であつても、作動させることが可能である。

第２図は、第１図の抵抗Ｒ１がトランジスタＱ
１０からなる電流源で形成されており、トランジ
スタＱ１０のベースは、バイアス回路５の電流ミ
ラー回路を形成するトランジスタＱ７乃至Ｑ９の
ベースと共通接続されて電流ミラー回路を形成す
る。又、トランジスタＱ２，Ｑ３がマルチ・コレ
クタ・トランジスタＱ１２で形成される。且つ、
抵抗Ｒ３が分割抵抗５，６で形成され、トランジ
スタＱ１２のコレクタが分割抵抗Ｒ５，Ｒ６の接
続点に接続される。抵抗Ｒ５，Ｒ６による比によ
つて、トランジスタＱ４のオフとなるタイミング
が設定される。

第３図のDC−DCコンバータは、第２図の実施
例に加え、バイアス回路５に抵抗Ｒ７とトランジ
スタＱ１６乃至Ｑ１８からなる起動回路が設けら
れており、スイツチング用トランジスタＱ１はト
ランジスタＱ１５のオン・オフに応じて動作する
ものであつて、コイルＬは端子６，７間に接続さ
れる。端子７がシヨツトキーダイオードＤ２のア
ノードに接続され、そのカソードと接地端子１間
にツエナーダイオードＤ３、ダイオードＤ４，Ｄ
５及び抵抗Ｒ１３とコンデンサＣが並列接続さ
る。ダイオードＤ５と抵抗Ｒ１３との接続点がト
ランジスタＱ１４のベースに接続され、トランジ
スタＱ１４のコレクタが抵抗Ｒ１０に接続され
る。抵抗Ｒ８とＲ１０との接続点がトランジスタ
Ｑ１３のベースに接続され、そのコレクタが抵抗
Ｒ９に接続され、その他端が抵抗１１，１２とト
ランジスタＱ１５のベースに接続さる。抵抗Ｒ１
２の他端がトランジスタＱ１のベースとトランジ
スタＱ１５及びトランジスタＱ１２のコレクタの
一端にに接続される。

さて、バイアス回路５について説明すると、斯
るバイアス回路５は起動回路を具えており、ダイ
オード接続されたトランジスタＱ１８によつてト
ランジスタＱ１７がバイアスされ、ダイオード接
続されたトランジスタＱ７から順方向電流が引き
込まれる。トランジスタＱ７とベースを共通とす
るトランジスタＱ８乃至Ｑ１０にミラー電流が流
れる。トランジスタＱ９のコレクタはトランジス
タＱ６のベースに接続されており、トランジスタ
Ｑ６のベースにミラー電流が流れ込み、トランジ
スタＱ６が動作して、トランジスタＱ８からダイ
オード接続されたトランジスタＱ５にミラー電流
が流れ込む。トランジスタＱ５，Ｑ６によつてト
ランジスタＱ１６がバイアスされ、トランジスタ
Ｑ１７はカツトオフされる。トランジスタＱ５，
Ｑ６によつてトランジスタＱ４はバイアスされ
る。電流源用トランジスタＱ１０を介して、トラ
ンジスタＱ１２にエミツタ電流を流し込む。トラ
ンジスタＱ１２のコレクタ８がトランジスタＱ１
のベースに接続されており、トランジスタＱ１２
を介してトランジスタＱ１にバイアス電圧が印加
されてトランジスタＱ１がオンとなり、コイルＬ
を介してトランジスタＱ１のコレクタに電流が供
給される。トランジスタＱ１２のコレクタ９は抵
抗Ｒ５，Ｒ６の接続点に接続される。

トランジスタＱ１２がオンとなると、トランジ
スタＱ１がオンとなり、コイルＬに導通して、抵
抗Ｒ５の端子間電圧が上昇してトランジスタＱ４
がオフとなり、抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ
１がより能動状態となる。抵抗Ｒ２の帰還作用に
よつてトランジスタＱ１がオンすると、コイルＬ
から逆起電圧が発生して出力端子３から直流出力
が得られる。その時トランジスタＱ１４が整流・
平滑回路４によつてバイアスされ、トランジスタ
Ｑ１３，Ｑ１５がバイアスされ、スイツチング用
トランジスタＱ１がオフとなり、コイルＬから逆
起電圧が発生する。

従つて、第３図の実施例では、ツエナーダイオ
ードＤ２，Ｄ３、ダイオードＤ４，Ｄ５によつて
端子７から出力される逆起電圧を任意のレベルで
設定することが可能である。

〔考案の効果） 本考案のDC−DCコンバータは、ブロツキング
発振回路が用いられており、高速の発振出力によ
つて直流出力が得られるので、第５図ｃに示すよ
うに発振出力の立ち上がりまでの遅延時間が小さ
くなり、その発振出力を平滑することによつて、
リツプルの少ない直流出力を得ることが可能であ
る。又、平滑用のコンデンサの容量を小さくする
ことが可能となり、以つて、DC−DCコンバータ
を小型に形成することが可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るDC−DCコンバータの一
実施例を示す回路図である。第２図及び第３図
は、本考案に係るDC−DCコンバータの他の実施
例を示す回路図である。第４図は、従来のDC−
DCコンバータを示す回路図である。第５図は従
来と本考案のDC−DCコンバータの動作比較を行
う為の図である。 １：接地端子、２：電源端子、３：出力端子、
４：整流・平滑回路、５：バイアス回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) コイルが第１のトランジスタのコレクタに接
   続され、ベースを共通とする第２と第３のトラ
   ンジスタの共通接続されたエミツタに第１の抵
   抗が接続され、該第１のトランジスタのベース
   が該第２のトランジスタのコレクタに接続さ
   れ、該第２と該第３のトランジスタのベースが
   第２の抵抗と第４のトランジスタのコレクタに
   接続され、第４のトランジスタのエミツタに第
   ３の抵抗が接続され、該第２の抵抗の他端が該
   コイルと該第１のトランジスタとの接続点に接
   続され、該第３のトランジスタのコレクタが該
   第４のトランジスタのエミツタ側に接続され、
   該第４のトランジスタのベースがバイアス電圧
   源に接続され、該コイルと該第１のトランジス
   タとの接続点に整流・平滑回路が接続されてな
   ることを特徴とするDC−DCコンバータ。 (2) 前記第２と第３のトランジスタがマルチ・コ
   レクタ・トランジスタによつて形成された実用
   新案登録請求の範囲第１項記載のDC−DCコン
   バータ。 (3) 前記第１の抵抗が電流源回路によつて形成さ
   れた実用新案登録請求の範囲第１項記載のDC
   −DCコンバータ。