JPH0345985B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主としてリモートコントロール（以
下リモコンと呼ぶ）受信回路を有するテレビジヨ
ン受像機（以下TVと呼ぶ）の電源回路に好適な
スイツチングレギユータに関する。

〔従来の技術〕

スイツチング素子に直列に接続されたトランス
に正帰還駆動巻線を設け、この駆動巻線の電圧で
スイツチング阻止をオン駆動する形式の自励式ス
イツチングレギユレータは広く使用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来の自励型スイツチングレギユレ
ータのスイツチング素子はトランスの蓄積エネル
ギーの放出が終了すると直ちにオンに転換する。
この結果、スイツチング素子の両端子間電圧が有
る期間にこの電流が流れ始め、電流と電圧の積に
基づく電力損失（スイツチング損失）が生じた。
また、オフ期間が必然的に決まり、これが短い場
合には単位時間当りのスイツチング回数が多くな
り、スイツチング損失の合計も大きくなる。

そこで、本発明の目的はスイツチング損失の小
さいスイツチングレギユレータを提供することに
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第１番目の発明は、
直流電源の一端にその一端が接続されたトランス
１次巻線と、第１及び第２の主端子と制御端子と
を有し、前記第１の主端子が前記１次巻線の他端
に接続され、前記第２の主端子が前記直流電源の
他端に接続されたスイツチング素子と、前記トラ
ンスの２次巻線と、前記２次巻線に接続され且つ
前記スイツチング素子のオフ期間に前記トランス
の蓄積エネルギーを放出するように形成された整
流平滑回路と、前記１次巻線および前記２次巻線
に電磁結合され且つ前記スイツチング素子の前記
制御端子と前記第２の主端子との間に接続された
前記トランスの３次巻線と、前記スイツチング素
子の前記制御端子に接続された定電圧制御回路と
から成るスイツチングレギユレータにおいて、前
記スイツチング素子の前記制御端子と前記第２の
主端子との間に接続されたトランジスタ３４と、
充電電圧によつて前記トランジスタ３４をオン駆
動することができるように前記トランジスタ３４
に接続されたコンデンサ３２と、前記スイツチン
グ素子のオフ期間に前記トランスに発生する電圧
で前記コンデンサ３２を充電するための整流ダイ
オード３１と、前記コンデンサ３２に放電時定数
を与えるために前記コンデンサ３２と前記トラン
ジスタ３４との間に接続された抵抗３３とを備え
ているスイツチングレギユレータに係わるもので
ある。

本願第２番目の発明は、第１番目の発明のコン
デンサ３２と抵抗３３の代わりにタイマを使用し
てトランジスタ３４を制御することを特徴とする
ものである。

本願の第３番目の発明は、第１番目の発明のス
イツチングレギユレータに更に、前記整流平滑回
路に選択的に接続される負荷と、前記負荷が前記
整流平滑回路に接続されている期間に前記スイツ
チング素子のオン転換用パルスを一定周期で前記
スイツチング素子の前記制御端子に供給するパル
ス供給回路とを設けたことを特徴とするものであ
る。

［作用］ 本発明におけるコンデンサはスイツチング素子
のオフ期間にトランスに得られる電圧によつて充
電され、トランジスタをオン駆動する。このトラ
ンジスタのオン期間にはスイツチング素子がオン
に転換しない。コンデンサは時定数を有して放電
するので、トランスのオフ期間の電圧が低下して
も直ちにトランジスタがオフに転換しない。この
結果、スイツチング素子のターンオンが遅延し、
且つオフ期間が長くなり、ターンオン時の電流と
電圧の積に基づくスイツチング損失の低減効果、
スイツチング回数の低減によるスイツチング損失
の低減効果が生じる。即ち、ターンオンが遅延す
ると、スイツチング素子の両端子間電圧が低下し
た後にスイツチング素子に電流が流れることにな
り、スイツチング損失が小さくなる。

第２番目の発明においてもタイマによつて第１
番目の発明と同様な作用が生じる。

第３番目の発明においては、パルス供給回路か
らパルスが発生している時にスイツチング素子が
これに同期してオン駆動される。このパルスが発
生しなくなつた時には、このパルスと無関係に動
作するので、第１番目の発明と同様な作用効果が
生じる。

〔実施例〕

次に、第１図〜第３図を参照して本発明の第１
の実施例に係わるTV回路装置を説明する。この
装置では、交流電源端子１に主電源スイツチ２を
介してスイツチングレギユレータ３が接続され、
このレギユレータ３の出力段にTV回路４及びリ
モコン受信回路５が接続されている。なお、リモ
コン受信回路５で制御される副電源スイツチ６は
水平発振器電源ライン７に設けられている。

各部を詳しく説明すると、スイツチングレギユ
レータ３は、リンギングチヨークコンバータ
（RCC）方式であり、交流電源端子１にスイツチ
を介して接続された整流回路８、及びこの整流回
路８にトランス９の１次巻線１０を介して接続さ
れたスイツチ素子としての第１のトランジスタ１
１を有する。トランス９の２次巻線１２には、ダ
イオード１３とコンデンサ１４とから成る整流平
滑回路１５が接続されている。トランス９の３次
巻線１６の一端は、コンデンサ１７と抵抗１８と
を介して第１のトランジスタ１１のベースに接続
され、他端はエミツタに接続されている。１９は
起動抵抗であり、整流回路８の出力ラインと第１
のトランジスタ１１のベースとの間に接続されて
いる。

２０は定電圧制御回路であり、第１のトランジ
スタ１１のベース電流値を制御するために、この
ベース・エミツタ間に接続された第２のトランジ
スタ２１と、この第２のトランジスタ２１に誤差
信号を供給するための第３のトランジスタ２２等
を含む。更に詳しく説明すると、出力電圧検出巻
線としてトランス４次巻線２３が設けられ、この
４次巻線２３にダイオード２４を介してコンデン
サ２５が接続されている。なお、４次巻線２３及
びダイオード２４の極性は、第１のトランジスタ
１１のオフ時にコンデンサ２５を充電するように
設定されている。従つて、コンデンサ２５の電圧
は出力電圧にほぼ比例する。抵抗２６，２７はコ
ンデンサ２５の両端間に接続され、この電圧分割
点が第３のトランジスタ２２のベースに接続され
ている。第３のトランジスタ２２のエミツタは、
コンデンサ２５の両端間に接続された抵抗２８と
ツエナダイオード２９との分圧点に接続されてい
る。従つて、第３のトランジスタ２２はツエナダ
イオード２９で与えられる定電圧と抵抗２６，２
７の分圧点に得られる出力電圧検出値とを比較
し、この誤差信号を第２のトランジスタ２１のベ
ースに与える。この結果、例えば出力電圧が高過
ぎる時には、第２のトランジスタ２１の抵抗値が
小になり、ベース電流のバイパス量が増大し、第
１のトランジスタ１１のベース電流が減少し、結
局、第１のトランジスタ１１のオン期間が短かく
なり、出力電圧が一定値に戻る。出力電圧が低過
ぎる場合は、この逆の動作になる。

３０は本発明に関係して設けられたオフ期間制
御電圧を得るためのトランス５次巻線である。こ
の５次巻線３０にはダイオード３１を介してコン
デンサ３２が接続されている。なお、第１のトラ
ンジスタ１１のオフ期間にダイオード３１が導通
するように５次巻線３０の極性が決定されてい
る。３４はオフ期間制御用の第４のトランジスタ
であり、オフ期間を強制的に延長させるために第
１のトランジスタ１１のベース・エミツタ間に接
続されている。コンデンサ３２は抵抗３３を介し
て第４のトランジスタ３４のベース・エミツタ間
に接続されているので、コンデンサ３２の電圧が
一定値以上の期間には第４のトランジスタ３４は
オンに保たれる。なお、第４のトランジスタ３４
のオン期間は、コンデンサ３２と抵抗３３とから
成る放電時定数により決まり、この実施例では軽
負荷時において第１のトランジスタ１１のオフ期
間を強制的に延ばすように設定されている。

３４ａはリモコン電源用巻線としてのトランス
６次巻線である。この６次巻線３４ａにはダイオ
ード３５とコンデンサ３６とから成る整流平滑回
路３７が接続され、この出力段にリモコン受信回
路５が接続されている。

TV回路４は、リモコン受信回路５以外の種々
の回路であり、水平偏向回路、垂直偏向回路、高
圧回路、映像受信回路、音声受信回路、受像管回
路等を含む。但し、第１図では、TV回路４とし
て水平偏向回路のみが示されている。水平偏向回
路は、整流平滑回路１５の出力電源ライン３８に
副電源スイツチ６を介して接続された水平発振器
３９と、この出力に設けられたトランス４０と、
直流電源ライン３８とグランドとの間に接続され
たフライバツクトランス４１と、このフライバツ
クトランス４１に直列に接続され、水平発振出力
トランス４１で駆動されるトランジスタ４２と、
トランジスタ４２に逆並列接続されたダイオード
４３と、フライバツクトランス４１に結合された
水平偏向コイル４４とから成る。４５はスイツチ
ングレギユレータのトリガ信号を得るためにフラ
イバツクトランス４１に電磁結合された巻線であ
り、ダイオード４６と抵抗４７を介して第１のト
ランジスタ１１のベースに接続されている。

１次巻線１０に直列に接続されたダイオード４
８は振動防止用に設けたものである。本発明に従
つてトランス９の休止期間を強制的に設けると、
１次巻線１０の電圧が振動し、これが３次巻線１
６及び４次巻線３０にも及び、誤動作するおそれ
があるので、ダイオード４８でこれを阻止してい
る。４９はバイパス用コンデンサである。ダイオ
ード５０、抵抗５１、コンデンサ５２は異常電圧
を吸収するために１次巻線１０に並列に接続され
ている。コンデンサ５３は、振動防止のために第
１のトランジスタ１１のコレクタと第３のトラン
ジスタ２２のベースとの間に接続されている。こ
のコンデンサ５３を設けると、第１のトランジス
タ１１のオフ期間にコレクタ・ベース間に加わる
振動電圧に対応した電流がコンデンサ５３を流
れ、第３のトランジスタ２２のベース電位が第１
のトランジスタ１１のコレクタ・エミツタ間電圧
に同期して変化し、周波数のロツクが容易にな
る。

（動 作） 次に、第２図及び第３図を参照して第１図の回
路の動作を説明する。主電源スイツチ２及び副電
源スイツチ６の両方がオンの時には、水平発振器
３９に電力が供給されるために、水平発振出力が
得られ、これに基づきトランジスタ４２がオン・
オフ制御される。従つて、フライバツクトランス
４１に電磁結合された巻線４５から第２図Ａに示
す15.75kHzのトリガ電流I_Tが第１のトランジスタ
１１ににt₁で供給される。このため、第１のトラ
ンジスタ１１はトリガ電流I_Tに同期してオンにな
り、しかる後、３次巻線１６から駆動電流が供給
される。従つて、トランジスタ１１には、第２図
Ａに示すようなベース駆動電流I_B1が供給され、
第２図Ｂに示すようなコレクタ電流I_Cが流れる。
この時に第１のトランジスタ１１のコレクタ・エ
ミツタ間電圧V_CEは第２図Ｃとなる。第１のトラ
ンジスタ１１はオン状態になつた後に、第２図Ｂ
に示す如くコレクタ電流I_Cが徐々に増大するが、
ベース電流I_B1の電流増幅率h_FE倍以上に増大する
ことが不可能であるから、t₂でI_B1h_FEでオフに転
換し、オン期間で蓄えられたトランス９のエネル
ギがダイオード１３及び３５を介して放出され
る。このオフ期間にはトランス９の２〜６次巻線
１２，１６，２３，３０，３４ａには出力電圧に
対応したほぼ一定の電圧が得られる。この結果、
オフ期間強制制御用コンデンサ３２がt₂において
充電圧される。５次巻線３０からダイオード３１
を介して電圧が供給されているt₂〜t₃で示す期間
には、第４のトランジスタ３４に第２図Ｄに示す
如く一定のベース電流I_B2が流れる。t₃で次のトリ
ガ電流I_Tがフライバツクトランス４１から与えら
れると、第１のトランジスタ１１は自励によるオ
ン状態への転換時点に至つていなくても、強制的
にオンに転換される。t₃で第１のトランジスタ１
１がオンに転換すると、５次巻線３０の電圧の向
きが変つてダイオード３１がオフになる。この結
果、コンデンサ３２の放電に基づく第４のトラン
ジスタ３４のベース電流I_B2は第２図Ｄに示す如
く徐々に低下する。このため、第４のトランジス
タ３４のインビーダンスは徐々に高くなる。この
第４のトランジスタ３４は第１のトランジスタ１
１のベース電流のバイパス回路として機能する
が、フライバツクトランス４１から供給されるト
リガ電流I_Tのレベルが極めて高いために、第１の
トランジスタ１１のオンへの転換及びオンの維持
が可能である。従つて、50〜100％程度の通常負
荷時のスイツチングレギユレータ３の動作は、本
発明に従つて設けられた５次巻線３０から第４の
トランジスタ３４に至る回路が無い場合と実質的
に同一である。

一方、主電源スイツチ２がオン、副電源スイツ
チ６がオフの軽負荷時には、第３図に示す動作に
なる。この場合にはフライバツクトランス４１か
らトリガ電流が供給されないために自励発振動作
になる。t₁で第１のトランジスタ１１がオンにな
ると、３次巻線１６の電圧で第３図Ａのベース電
流I_B1が供給され、コレクタ電流I_C、コレクタ・エ
ミツタ間電圧V_CEは第３図Ｂ，Ｃに示す如く変化
する。t₂で第１のトランジスタ１１が飽和に達す
るとオフに転換する。この結果、５次巻線３０に
はトランス９のエネルギ放出期間に対応して定電
圧が得られ、第４のトランジスタ３４に第３図Ｄ
に示すベース電流I_B2が供給される。第１のトラ
ンジスタ１１のオン期間（t₁〜t₂）にトランス９
に蓄えられたエネルギがオフ期間に放出され、t₃
でその放出が終了すると、第１のトランジスタ１
１がオンになろうとする。しかし、第４のトラン
ジスタ３４によるバイパス回路が形成されている
ために、第１のトランジスタ１１はオンに転換し
ない。第４のトランジスタ３４のベース電流I_B2
が徐々に低下し、t₄で第４のトランジスタ３４が
オフになると、第１のトランジスタ１１の強制的
オフ制御が解除されるため、第１のトランジスタ
１１がオンに転換する。結局、従来の自励発振に
比較してオフ期間がt₃〜t₄だけ長くなつている。
なお、定電圧制御回路２０が設けられているの
で、オフ期間が長くなることによる出力電圧の低
下を償うようにt₁〜t₂のオン期間も長くなる。上
述の如くして軽負荷時におけるスイツチング周期
を従来に比較して例えば２倍にすれば、単位時間
当りのスイツチング回数が1/2になり、スイツチ
ング損失も1/2になる。

〔第２の実施例〕 次に、第４図に示す第２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、第
４図において第１図と共通する部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。また、第４図の
トランス９の２次側の回路は第１図と同一である
ので、図示されていない。この第４図の回路は、
第１図の回路に、ダイオード６０とコンデンサ６
１と抵抗６２とを付加したものである。コンデン
サ６１をダイオード６０を介して５次巻線３０に
並列に接続されているので、第１のトランジスタ
１１のオフ期間に充電される。このコンデンサ６
１の一端は抵抗６２を介して第４のトランジスタ
３４のコレクタに接続されている。従つて、コン
デンサ６１で第４のトランジスタ３４にバイアス
電圧が加えられ、第４のトランジスタ３４が安定
的に動作する。また、コンデンサ６１の電圧は抵
抗６２を介して第１のトランジスタ１１のベース
にも加えられるので、第１のトランジスタ１１に
起動電流及び駆動電流を流すことができる。な
お、第４図の回路では第２のトランジスタ２１の
コレクタと第４のトランジスタ３４のコレクタと
の間に抵抗６３とコンデンサ６４との並列回路が
接続されている。

〔第３の実施例〕 次に、第５図に示す第３の実施例を説明する。
但し、第５図において第１図と共通する部分には
同一の符号を付してその説明を省略する。この実
施例では５次巻線３０の一端が３次巻線１６に接
続されずに、ツエナダイオード２９及びダイオー
ド２４のアノードに接続されている。そして、コ
ンデンサ３２の一端は抵抗３３と新たに設けたダ
イオード７０とを介して第３のトランジスタ２２
のベースに接続されている。従つて、第５図の回
路では、第１図の回路の第４のトランジスタ３４
の働きが、第３のトランジスタ２２で行われてい
る。ダイオード７０のアノードとコンデンサ３２
の上端との間にホトトランジスタ７１が接続され
ている。このホトトランジスタ７１に光結合され
たホトダイオード７２は抵抗７３を介して副電源
スイツチ６と水平発振器３９との間に接続されて
いる。なお、この第５図では、第１図の回路に設
けられているフライバツクトランス４１における
巻線４５、ダイオード４６、抵抗４７が設けられ
ていない。即ち、TV回路４から第１のトランジ
スタ１１にトリガ電流を供給するようには構成さ
れていない。従つて、この第５図のスイツチング
レギユレータは、通常負荷時において自励発振す
る。通常負荷時には、副電源スイツチ６がオンに
なるので、ホトダイオード７２が発光し、ホトト
ランジスタ７１がオンになる。このため、ダイオ
ード７０がオフになり、５次巻線３０及びコンデ
ンサ３２の電圧は第３のトランジスタ２２に印加
されず、スイツチングレギユレータ３は一般的な
自励発振動作をする。

一方、副電源スイツチ６がオフになると、ホト
ダイオード７２が発光せず、ホトトランジスタ７
１がオフになるため、ダイオード７０がオンにな
り、５次巻線３０及びコンデンサ３２の電圧に基
づいて第３のトランジスタ２２が制御される。即
ち、第１のトランジスタ１１のオフ期間において
トランス９のエネルギの放出が終了し、第１のト
ランジスタ１１がオンに転換しようとしても、コ
ンデンサ３２の放電電流が第３のトランジスタ２
２のベースに流れ込んでいるために第３のトラン
ジスタ２２及び第２のトランジスタ２１によつて
第１のトランジスタ１１のオンへの転換が阻止さ
れる。そして、コンデンサ３２の放電電流が小さ
くなると、上記阻止が解除され、第１のトランジ
スタ１１がオンになる。従つて、第１図の回路と
同様に第１のトランジスタ１１のオフ期間を強制
的に長くし、スイツチング損失を低減することが
できる。

〔変形例〕

本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、変形可能なものである。例えば、負荷がTV
回路以外の場合にも適用可能である。定電圧制御
回路２０における出力電圧の検出を出力ライン３
８によつて行うようにしてもよい。また、コンデ
ンサ３２と抵抗３３の代りに、第１のトランジス
タ１１のオフ転換に同期して一定時間を設定する
タイマを設け、これによりオフ期間を延ばすよう
に制御してもよい。

〔発明の効果〕

上述から明らかなように本発明によれば、スイ
ツチング素子のターンオンが遅延することによつ
てターンオン時のスイツチング損失が低減する。
また、スイツチング素子のオフ期間が長くなるこ
とによつてスイツチング素子のオン・オフ繰返し
周波数が低下し、単位時間当りのスイツチング損
失の合計が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係わるTV電
源回路を示す回路図、第２図は第１図の回路の通
常負荷時の状態を示す波形図。第３図は第１図の
回路の軽負荷時の状態を示す波形図、第４図は本
発明の第２の実施例のスイツチングレギユレータ
を示す回路図、第５図は本発明の第３の実施例の
TV電源回路を示す回路である。 ８……整流回路、９……トランス、１０……１
次巻線、１１……第１のトランジスタ、１２……
２次巻線、１５……整流平滑回路、１６……３次
巻線、２０……定電圧制御回路、３０……５次巻
線、３１……ダイオード、３２……コンデンサ、
３３……抵抗、３４……第４のトランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流電源の一端にその一端が接続されたトラ
   ンス１次巻線と、 第１及び第２の主端子と制御端子とを有し、前
   記第１の主端子が前記１次巻線の他端に接続さ
   れ、前記第２の主端子が前記直流電源の他端に接
   続されたスイツチング素子と、 前記トランスの２次巻線と、 前記２次巻線に接続され且つ前記スイツチング
   素子のオフ期間に前記トランスの蓄積エネルギー
   を放出するように形成された整流平滑回路と、 前記１次巻線および前記２次巻線に電磁結合さ
   れ且つ前記スイツチング素子の前記制御端子と前
   記第２の主端子との間に接続された前記トランス
   の３次巻線と、 前記スイツチング素子の前記制御端子に接続さ
   れた定電圧制御回路と から成るスイツチングレギユレータにおいて、 前記スイツチング素子の前記制御端子と前記第
   ２の主端子との間に接続されたトランジスタ３４
   と、 充電電圧によつて前記トランジスタ３４をオン
   駆動することができるように前記トランジスタ３
   ４に接続されたコンデンサ３２と、 前記スイツチング素子のオフ期間に前記トラン
   スに発生する電圧で前記コンデンサ３２を充電す
   るための整流ダイオード３１と、 前記コンデンサ３２に放電時定数を与えるため
   に前記コンデンサ３２と前記トランジスタ３４と
   の間に接続された抵抗３３とを備えていることを
   特徴とするスイツチングレギユレータ。 ２ 直流電源の一端にその一端が接続されたトラ
   ンス１次巻線と、 第１及び第２の主端子と制御端子とを有し、前
   記第１の主端子が前記１次巻線の他端に接続さ
   れ、前記第２の主端子が前記直流電源の他端に接
   続されたスイツチング素子と、 前記トランスの２次巻線と、 前記２次巻線に接続され且つ前記スイツチング
   素子のオフ期間に前記トランスの蓄積エネルギー
   を放出するように形成された整流平滑回路と、 前記１次巻線および前記２次巻線に電磁結合さ
   れ且つ前記スイツチング素子の前記制御端子と前
   記第２の主端子との間に接続された前記トランス
   の３次巻線と、 前記スイツチング素子の前記制御端子に接続さ
   れた定電圧制御回路と から成るスイツチングレギユレータにおいて、 前記スイツチング素子の前記制御端子と前記第
   ２の主端子との間に接続されたトランジスタ３４
   と、 前記スイツチング素子のオフ転換に同期して前
   記スイツチング素子のオフ期間を延ばすための一
   定時間を設定し、前記一定時間の間前記トランジ
   スタをオン制御するタイマと を備えていることを特徴とするスイツチングレギ
   ユレータ。 ３ 直流電源の一端にその一端が接続されたトラ
   ンス１次巻線と、 第１及び第２の主端子と制御端子とを有し、前
   記第１の主端子が前記１次巻線の他端に接続さ
   れ、前記第２の主端子が前記直流電源の他端に接
   続されたスイツチング素子と、 前記トランスの２次巻線と、 前記２次巻線に接続され且つ前記スイツチング
   素子のオフ期間に前記トランスの蓄積エネルギー
   を放出するように形成された整流平滑回路と、 前記１次巻線および前記２次巻線に電磁結合さ
   れ且つ前記スイツチング素子の前記制御端子と前
   記第２の主端子との間に接続された前記トランス
   の３次巻線と、 前記スイツチング素子の前記制御端子に接続さ
   れた定電圧制御回路と から成るスイツチングレギユレータにおいて、 前記スイツチング素子の前記制御端子と前記第
   ２の主端子との間に接続されたトランジスタ３４
   と、 充電電圧によつて前記トランジスタ３４をオン
   駆動することができるように前記トランジスタ３
   ４に接続されたコンデンサ３２と、 前記スイツチング素子のオフ期間に前記トラン
   スに発生する電圧で前記コンデンサ３２を充電す
   るための整流ダイオード３１と、 前記コンデンサ３２に放電時定数を与えるため
   に前記コンデンサ３２と前記トランジスタ３４と
   の間に接続された抵抗３３と、 前記整流平滑回路に選択的に接続される負荷
   と、 前記負荷が前記整流平滑回路に接続されている
   期間に前記スイツチング素子のオン転換用パルス
   を一定周期で前記スイツチング素子の前記制御端
   子に供給するパルス供給回路と を備えていることをことを特徴とするスイツチン
   グレギユレータ。