JPH0343836Y2 - - 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装置、特に主スイツ
チング素子をオンオフ制御する駆動回路の補助電
源回路に関するものである。

（従来技術とその問題点） スイツチング電源装置として例えば第１図に示
す定電流コンバータがある。この回路は直流電圧
E_ioによつてトランス３の第１巻線N₁に流される
直流電流を主スイツチングトランジスタ素子２に
よりオンオフし、これにより生じた第２巻線N₂
の出力を整流回路４、平滑回路５により整流平滑
して負荷RLに電力を供給するように形成する。
一方負荷RLに直列に設けた負荷電流の検出抵抗
６により負荷電流に比例する電圧を検出してこれ
を誤差検出回路８に加え、ここで基準電源E_rと比
較する。そしてこれにより検出された誤差電圧
E_eをホトカツプラPCを介して制御用駆動回路９
に加え、その出力により主スイツチングトランジ
スタ素子のオン期間を制御して負荷電流を定電流
化するものである。

ところでこのようなスイツチング電源装置にお
いて定電流機能を充分に発揮させるためには、主
スイツチングトランジスタ素子２の制御用駆動回
路９の動作電圧が安定であることが必要である。

そこで従来においては制御用駆動回路９の動作
電圧E₀を第１図に示す第１補助電源回路１０、
即ち電流制限抵抗Ｒを介して入力電圧E_ioが加え
られるツエナダイオード素子ZD₁と、そのツエナ
電圧V_z1によりベースが制御されてコレクタ・エ
ミツタ間インピーダンスが制御される制御用トラ
ンジスタ素子Ｑとからなる回路１０を用いて得る
ようにして、入力電源電圧E_ioの変動にもかかわ
らず一定の動作電圧E₀を得るようにしている。

即ち入力電圧が大となり、これがツエナダイオ
ードZD₁のツエナ電圧V_z1以上になつたとき、ト
ランジスタ素子Ｑのコレクタ・エミツタ間インピ
ーダンスが自動的に制御されて、出力電圧E₀を
第２図のようにV_z1−V_BE（V_BE＝ベース・エミツ
タ間電圧）に安定化することが行われている。

しかし誤差検出回路８においてはその動作電圧
E_aを第１図に示す第２補助電源回路７、即ちト
ランス３に設けた第３巻線N₃の出力を整流素子
Ｄ、コンデンサＣにより整流平滑して得る回路を
用いているため、動作電圧E_aは入力電圧E_ioの変
化に比例して変化する。従つて例えば負荷の短絡
により入力電圧E_ioが異常に低下たような場合に
は、動作電圧E_aを誤差検出回路８の動作に必要
な電圧値、即ち入力許容電圧値以下に低下させる
場合がある。このため誤差検出回路８の誤差検出
機能の喪失を招いて、制御用駆動回路９の制御入
力を零として主スイツチングトランジスタ素子２
のオン期間を最大とする。従つていくら前記のよ
うに制御用駆動回路９の動作電圧E₀を安定化し
ても、負荷短絡時における過電流の抑制機能が働
かなくなつて、主スイツチングトランジスタ素子
２などの回路構成部品に過大な電流を流すことに
なり、それらの損傷を招く結果となる。

そこで入力電圧E_ioが異常に低くなつたときに
も誤差検出回路８の機能を失わせない動作電圧
E_aの確保のため、例えばトランス３に設けた第
３巻線N₃の巻数を選定することが行われている。
しかしこれでは入力電圧E_ioが高いときには誤差
検出回路８の動作電圧E_aも必然的に高くなる。
このため、誤差検出回路８の構成部品の耐圧を超
過する結果となつたり、耐圧超過に至らないまで
も電圧の上昇により大きな電流を流して回路損失
を増大させる欠点がある。

（考案の目的） 本考案は制御用駆動回路の第１補助電源回路に
１個の部品を追加する簡単径済的な手段により、
上記の如き欠点を排除したスイツチング電源装置
を提供し、動作の信頼性と効率の向上などを図つ
たものである。次に図面を用いてその詳細を説明
する。

（問題点を解決するための本考案の手段） 第３図は本考案の一実施例回路図でよつて、第
１図と同一符号部分は同等部分を示す。図におい
て１は入力フイルタコンデンサ、２は主スイツチ
ングトランジスタ素子、３はトランス、４は整流
回路、５は平滑回路、６は電流検出抵抗、RLは
負荷、７は補助電源回路、８は誤差検出回路、９
は制御用駆動回路、１０は補助電源回路、Ｒは電
流制限抵抗、ZD₁はツエナダイオード、Ｑは制御
用トランジスタであつて、以上の各部およびこれ
らによる回路構成は第１図によつて前記した従来
のスイツチング電源装置と同様である。しかし次
の点で相異する。

即ち本考案の特徴とするところは制御用駆動回
路９の補助電源回路１０において、その制御用ト
ランジスタ素子Ｑのベースとコレクタ間が接続さ
れた電流制限抵抗Ｒと直列に、第２のツエナダイ
オードZD₂が既設の第１ツエナダイオード素子
ZD₁に直列に挿入されるようにした点にある。そ
してこれによりスイツチング電源装置に入力電圧
E_ioの監視機能を持たせて、入力電圧E_ioが負荷RL
の短絡などにより異常に低下したとき、制御用駆
動回路９の動作電圧の供給が断たれるようにして
その発振を停止させ、これによつて誤差検出回路
８が機能を失つたとき過電流が主スイツチングト
ランジスタ素子２などの回路構成部品に流れない
ようにしたものである。次にこの本考案の動作に
ついて詳細に説明する。

（作用） 第１ツエナダイオード素子ZD₁のツエナ電圧
V_z1を、前記第２図に示したと同様に、制御用駆
動回路９の動作に必要とする安定化電圧E₀＝V_z1
−V_BEとなるように設定しておく。一方第２ツエ
ナダイオード素子ZD₂のツエナ電圧V_z2を、誤差
検出回路８における検出動作の停止を生ずる入力
電圧E_ioの下限値に設定しておく。すると誤差検
出回路８がその誤差検出機能を喪失している間、
即ち入力電圧E_ioの値が第２ツエナダイオード素
子ZD₂のツエナ電圧V_z2になるまでの間トランジ
スタ素子Ｑのベースには電流が流れない。従つて
この間制御用トランジスタ素子Ｑはカツトオフの
状態になるため、第４図の特性図のように零から
ツエナ電圧V_z2までの範囲においては、第１補助
電源回路１０による制御用駆動回路９への動作電
圧E₀の供給は停止される。従つて誤差検出回路
８の機能の停止により、制御用駆動回路９への制
御信号P_cの供給が断たれても、前記した従来装置
のように主スイツチングトランジスタ素子２のオ
ン期間が最大となつて、主スイツチングトランジ
スタ素子２などに大きな電流が流れるのを防ぐこ
とができ、過電流の抑制機能が与えられる。

そして入力電圧E_ioがツエナ電圧V_z2を上廻つた
とき、即ち入力電圧E_ioが誤差検出回路８の検出
機能を回復させる値になつたとき、抵抗Ｒを介し
てトランジスタ素子Ｑにベース電流を流す。この
ためそれまでカツトオフ態にあつたトランジスタ
素子Ｑは活性領域に移行して第１補助電源回路１
０の出力電圧E₀を徐々に上昇させる。そして入
力電圧E_ioが高くなりツエナ電圧V_z1を越えると、
電流がツエナダイオードZD₁に流れてトランジス
タ素子Ｑのベース電流を制御し、そのコレクタ・
エミツタ間インピーダンスにより出力電圧E₀を
V_z1−V_BEに一定化する作用を行つて制御用駆動
回路９の動作電圧を安定化する。

（考案の効果） 以上説明したように本考案では入力電圧が異常
に低下して誤差検出回路の機能が失われ、これに
よつて制御用駆動回路への制御入力が失われて
も、主スイツチングトランジスタ素子を必ずカツ
トオフ状態として制御用駆動回路の動作電源を遮
断するようにしている。

このため第３巻線の巻数を大きく選定して入力
電圧の異常低下時における誤差検出回路の動作電
圧を確保する従来方法のように、入力電圧の上昇
により補助電源回路などに大きな電流を流して回
路損失を増加させたり、耐圧の超過による危険を
構成部品に与えたりすることなく、１個のツエナ
ダイオードを接続するのみの簡単な手段により過
電流による回路構成部品の損傷を防ぎうる。従つ
て本考案によれば動作の信頼性が高くしかも効率
のよいスイツチング電源装置を提供できる。

なお以上においては本考案を定電流コンバータ
を例にとつて説明したが、定電圧コンバータにつ
いても本考案を適用して前記した効果をあげうる
ことは容易に理解できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の回路例図、第２図は主スイ
ツチング素子制御用駆動回路の補助電源回路の定
電圧特性図、第３図は本考案の一実施例回路図、
第４図はその制御用駆動回路用補助電源回路の電
圧特性図である。 １……入力フイルタコンデンサ、２……主スイ
ツチング素子、３……電圧変換用トランス、N₁，
N₂，N₃……第１、第２、第３巻線、４……整流
回路、５……平滑回路、６……電流検出抵抗、７
……第２補助電源回路、Ｄ……整流素子、Ｃ……
コンデンサ、８……誤差検出回路、９……制御用
駆動回路、１０……第１補助電源回路、Ｒ……電
流制限抵抗、ZD₁，ZD₂……ツエナダイオード、
Ｑ……制御用トランジスタ素子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スイツチング電源装置の入力電源が加えられる
   電流制限抵抗と第１ツエナダイオードの直列回路
   と、上記電流制限抵抗と並列にベースとコレクタ
   が接続された制御用トランジスタ素子を介して安
   定化電圧をうる第１補助電源回路により、主スイ
   ツチング素子の制御用駆動回路に動作電圧を供給
   すると共に、主スイツチング素子と第１巻線が直
   列の電圧変換用トランスに設けた第３巻線を電源
   とする第２補助電源回路から動作電圧が供給され
   る誤差検出回路の検出出力により制御される上記
   主スイツチング素子の制御用駆動回路により主ス
   イツチング素子をオンオフ制御して出力を安定化
   するスイツチング電源装置において、前記第１補
   助電源回路の制御用トランジスタ素子のベースと
   コレクタ間において前記電流制限抵抗と直列に第
   ２ツエナダイオードを接続し、そのツエナ電圧を
   選定して、前記入力電圧の低下時における前記誤
   差検出回路の検出機能の喪失時前記第１補助電源
   回路の制御用トランジスタ素子をカツトオフとし
   て、前記制御用駆動回路への動作電圧の供給が停
   止されるようにしたことを特徴とするスイツチン
   グ電源装置の補助電源回路。