JPH034155Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、スイツチング電源に関し、メインの
スイツチング素子の制御端子とこれを起動する起
動回路の出力端子とをパルス変圧器等によつて結
合することにより、電力変換用変圧器の巻線に対
するスイツチング素子の接続方式の如何に拘わら
ず、安定に起動できるようにしたものである。

従来の技術 第６図はスイツチング電源の従来例を示し、１
は商用交流電源を整流平滑する等して得られた直
流電源、２は電力変換用変圧器、３はパワートラ
ンジスタ或いは電界効果トランジスタ等によつて
構成されたスイツチング素子、４は起動回路、５
は出力整流平滑回路、６はパルス幅制御方式等に
よつてスイツチング素子３を駆動制御する制御回
路、７は変圧器２の巻線２２またはこれとは別に
設けられた補助巻線を利用して、制御回路６の動
作用電源Vccを作る補助電源回路、８は制御回路
６からスイツチング素子３の制御端子に対して、
制御信号を伝送するパルス変圧器、９は起動回路
４の動作を停止させる起動停止回路である。

前記スイツチング素子３はバイポーラ．トラン
ジスタまたは電界効果トランジスタ等の三端子制
御素子によつて構成されるが、説明の都合上、バ
イポーラ．トランジスタを使用した場合を例にと
つて説明する。スイツチング素子３はコレクタＣ
を変圧器２の巻線２１に接続してあり、従つて、
コレクタＣ側が非安定電位となる。

前記起動回路４は、直流電源１から供給される
直流電圧を動作電源とし、一般には、CR時定数
によつて決まる周波数のパルス信号を発生する発
振器４１、この発振器４１のCR時定数回路を定
電圧で充電するための定電圧回路を備えて構成さ
れる。４２及び４３は定電圧回路を構成する抵抗
及びツエナーダイオードである。

制御回路６には図示しない出力電圧検出回路及
び過電流検出回路や過電圧検出信号等から、出力
電圧検出信号及び過電流検出信号が与えられ、制
御回路６はこれらの情報に基づいてパルス幅制御
信号を出力する。

上記の従来のスイツチング電源において、まず
直流電源１を投入すると、起動回路４がCR時定
数によつて決まるパルス信号を発生し、このパル
ス信号によつてスイツチング素子３が起動する。
この場合、スイツチング素子３は、変圧器２の巻
線２１に接続されたコレクタ側が非安定電位とな
るが、エミツタ側の電位は安定電位となつている
ので、起動回路４は、この安定電位を基準とし、
CR時定数によつて決まるパルス信号を発生して、
スイツチング素子３の制御端子に供給する。

上述のようにしてスイツチング素子３が起動す
ると、変圧器２の巻線２１を通して与えられる直
流入力Vinがスイツチングされ、変圧器２の巻線
２１側から巻線２２側にスイツチング出力が取出
される。巻線２２側に取出された電力は、補助電
源回路７を通して制御回路６に与えられ、これに
より制御回路６が動作を開始する。そして、制御
回路６が動作を開始し充分に立上がつた時点で、
パルス変圧器８及び起動停止回路９を通して起動
回路４の発振動作を停止させる。起動回路４が停
止した後の定常動作状態では、スイツチング素子
３を制御回路６によつてパルス幅制御し、変圧器
２の巻線２１を通して与えられる直流入力Vinを
スイツチング素子３によつてスイツチングし、そ
のスイツチング出力を変圧器２の巻線２１側から
巻線２２側に取出し、出力整流平滑回路５で直流
に変換して出力する。出力整流平滑回路５の回路
方式としては、コンデンサ．インプツト方式やチ
ヨーク．インプツト方式等がある。

考案が解決しようとする問題点 上述した従来の起動方式によれば、スイツチン
グ素子３のコレクタＣを変圧器２の巻線２１に接
続する回路構成を取る限り、エミツタＥの電位は
安定電位となつているので、起動回路４は、エミ
ツタの安定電位を基準とし、CR時定数によつて
決まるパルス信号を発生できる。

ところが、ノイズ防止対策等のため、第７図に
示すように、スイツチング素子３のエミツタＥを
変圧器２の巻線２１に接続する回路構成を取つた
場合、スイツチング素子３のスイツチング動作に
伴つて、エミツタＥ側が非安定電位となり、起動
回路４の出力端となるスイツチング素子３の制御
端子の電位も非安定電位となつてしまう。つま
り、従来の起動回路方式は、第６図に示したよう
に、スイツチング素子３のコレクタＣを変圧器２
の巻線２１に接続した場合にのみ有効な回路であ
つて、ノイズ対策等の観点から、スイツチング素
子３のエミツタＥを変圧器２の巻線２１に接続す
る回路構成を取つた場合には、安定に起動させる
ことができない。スイツチング素子３として電界
効果トランジスタを用いた場合も同様である。

問題点を解決するための手段 上述する問題点を解決するため、本考案は、変
圧器と、この変圧器の入力巻線に接続され直流入
力をスイツチングするスイツチング素子と、前記
変圧器の出力巻線に取出されたスイツチング出力
を直流交換して出力する回路と、前記直流入力を
動作電源とし前記スイツチング素子を起動させる
パルス信号を発生する起動回路と、起動後に前記
スイツチング素子を駆動制御する制御回路とを備
えるスイツチング電源において、前記起動回路の
出力端子と前記スイツチング素子の制御端子と
を、交流結合手段によつて交流的に結合したこと
を特徴とする。

実施例 第１図は本考案に係るスイツチング電源の電気
回路接続図である。図において、第６図と同一の
参照符号は同一性ある構成部分を示している。こ
の実施例では、トランジスタで構成されたスイツ
チング素子３のエミツタＥを、電力変換用変圧器
２の巻線２１の一端に接続してある。そして、起
動回路４を構成する発振器４１にの出力端子を、
パルス変圧器１０の巻線１０１の一端に接続する
と共に、パルス変圧器１０の他の巻線１０２の両
端を、スイツチング素子３の制御端子たるベース
ＢとエミツタＥとの間に接続してある。

上述の回路構成の場合、スイツチング素子３の
スイツチング動作に伴つてエミツタＥ側が非安定
電位となつても、起動回路４側にその影響が及ぶ
ことがない。起動回路４は抵抗４２、ツエナーダ
イオード４３等によつて得られる定電圧と、CR
時定数によつて定まる所定のパルス信号を発生す
るものである。

第２図は本考案に係るスイツチング電源の別の
実施例を示している。この実施例では、制御回路
６とスイツチング素子３の制御端子との間に設け
られる絶縁用のパルス変圧器８を利用して、起動
回路４の出力端子とスイツチング素子３の制御端
子とを結合させたものを示している。起動回路４
の出力端子はパルス変圧器８の巻線８３に接続
し、スイツチング素子３の制御端子を接続した巻
線８２と結合させてある。

出力整流平滑回路５は、ダイオード５１，５
２、インダクタ５３及びコンデンサ５４を持つチ
ヨーク．インプツト方式となつている。また、補
助電源回路７は巻線２２に生じる誘起電圧をダイ
オード７１で整流し、コンデンサ７２で平滑化し
て得られた動作電源Vccを、制御回路６に与える
ようになつている。

この実施例の場合には、この種のスイツチング
電源において、一般的に備えられる絶縁用のパル
ス変圧器８に巻線８３を付加するだけの簡単な手
段によつて、起動回路４の出力端子とスイツチン
グ素子３の制御端子とを交流的に結合できるの
で、部品点数が少なく、コストも安価になる。

第３図は本考案に係るスイツチング電源の別の
実施例における電気回路図である。この実施例で
は、変圧器２の巻線２１に複数のスイツチング素
子３１，３２を直列に接続して同期駆動する場合
に、スイツチング素子３１，３２の各制御端子
を、制御回路６との間に介装される絶縁用のパル
ス変圧器８に備えられた巻線８２，８４にそれぞ
れ接続し、更に、このパルス変圧器８の巻線８３
に起動回路４の出力端子を接続したもので、起動
回路４による起動時、及び制御回路６によるパル
ス幅制御時に、スイツチング素子３１，３２を同
時にオン、オフさせるようにしたものである。

変圧器２の巻線２１の一端には、スイツチング
素子３１のエミツタE₁を、他端にはスイツチン
グ素子３２のコレクタC₂をそれぞれ接続させて
ある。

第４図は起動回路４及び起動停止回路９の具体
的な回路図を示している。ただし、これらの回路
４及び９はこのような回路構成に限定されるもの
ではない。第４図の回路において、抵抗４２及び
ツエナーダイオード４３によつて定電圧化された
電圧により、コンデンサ４１ｌが抵抗４１ｃを通
して充電される。コンデンサ４１ｌの充電端子電
圧Vcがあるレベルに到達すると、トランジスタ
４１ｅがオンになり、抵抗４１ｈ，４１ｉに電流
が流れ、抵抗４１ｉの端子電圧によりトランジス
タ４１ｆがオンになる。トランジスタ４１ｆがオ
ンになると、抵抗４１ｂと抵抗４１ｄとを並列的
に接続した回路となり、点イの電圧レベルが低下
すると同時に、トランジスタ４１ｇがオンにな
り、コンデンサ４１ｌに蓄積された電荷がトラン
ジスタ４１ｇ及び変圧器１０または８の巻線１０
１（または巻線８３）を通して放電され、巻線１
０２（または巻線８２もしくは８４）に伝送され
る。

上述の放電作用によりコンデンサ４１ｌの端子
電圧が低下して行くが、前述したようにトランジ
スタ４１ｆがオンしたことにより、点イの電位が
トランジスタ４１ｅがオフからオンに移行すると
きより低下しているので、トランジスタ４１ｅは
オフからオンに移行するときより低い電圧で、オ
ンからオフに移行する。トランジスタ４１ｅがオ
フになると、トランジスタ４１ｆ、続いてトラン
ジスタ４１ｇがオフになる。

以上の回路作用によりパルス信号が得られ、変
圧器１０または８を通してスイツチング素子３の
制御端子に与えられ、スイツチング素子３が駆動
される。

この起動作用により、制御回路６から変圧器８
の巻線８１を通し巻線８２，８４に伝送されてく
る制御信号レベルが充分に立上がると、巻線８
３，１０１、ダイオード９１ａ、コンデサ９１ｂ
及び抵抗９１ｃ，９１ｄを通してトランジスタ９
１ｅがドライブされてオンとなり、起動停止回路
９から起動回路４に対して動作停止信号が与えら
れ、起動回路４は動作を停止する。

上記各実施例では、起動回路４の出力端子とス
イツチング素子３の制御端子とをパルス変圧器に
よつて交流的に結合しているものを示したが、第
５図に示すように、コンデンサ１１によつて交流
的に結合してもよい。

考案の効果 以上述べたように、本考案は、メインのスイツ
チング素子の制御端子と起動回路の出力端子とを
パルス変圧器等によつて結合したことにより、電
力変換用変圧器の巻線に対するスイツチング素子
の接続方式の如何に拘わらず、安定に起動し得る
スイツチング電源を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るスイツチング電源の電気
回路図、第２図は同じく別の実施例における電気
回路図、第３図は更に別の実施例における電気回
路図、第４図は起動回路及び起動停止回路の具体
的な電気回路図、第５図は本考案に係るスイツチ
ング電源の更に別の実施例における電気回路図、
第６図は従来のスイツチング電源の電気回路接続
図、第７図は同じくその問題点を説明するための
電気回路図である。 １……直流電源、２……電力変換用変圧器、
３，３１，３２……スイツチング素子、４……起
動回路、５……出力整流平滑回路、６……制御回
路、７……補助電源回路、８……パルス変圧器、
９……起動停止回路、１０……パルス変圧器、１
１……コンデンサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 変圧器と、この変圧器の入力巻線に接続され
   直流入力をスイツチングするスイツチング素子
   と、前記変圧器の出力巻線に取出されたスイツ
   チング出力を直流交換して出力する回路と、前
   記直流入力を動作電源とし前記スイツチング素
   子を起動させるパルス信号を発生する起動回路
   と、起動後に前記スイツチング素子を駆動制御
   する制御回路とを備えるスイツチング電源にお
   いて、前記起動回路の出力端子と前記スイツチ
   ング素子の制御端子とを、交流結合手段によつ
   て交流的に結合したことを特徴とするスイツチ
   ング電源。 (2) 前記交流結合手段は、変圧器であることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載
   のスイツチング電源。 (3) 前記交流結合手段となる前記変圧器は、前記
   制御回路と前記スイツチング素子の制御端子と
   の間に介在された変圧器であることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項に記載のスイ
   ツチング電源。 (4) 前記交流結合手段は、コンデンサであること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載のスイツチング電源。