JPH036734B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、スイツチングレギユレータ、特に過
負荷時又は負荷短絡時に出力電流が増加しないス
イツチングレギユレータに関連する。

従来の技術 第４図は、従来のフライバツク型自励式スイツ
チングレギユレータの回路で、全波整流回路（図
示せず）に接続された正側端子１は、トランス３
の１次巻線４の一端に接続される。１次巻線４の
他端は、スイツチング素子としてのトランジスタ
１０のコレクタに接続され、トランジクスタ１０
のエミツタは、全波整流回路の負側端子２に、ま
たトランジスタ１０のベースは、駆動回路１１に
接続される。駆動回路１１は、駆動信号供給回路
２２と定電圧制御回路１４とからなり、駆動信号
供給回路２２は、トランス３の３次巻線１２と、
抵抗１３及びダイオード１６の直列回路と、コン
デンサ１７と抵抗１８の直列回路とから構成され
る。また、定電圧制御回路１４は、負側端子２に
接続されたコンデンサ２０と、コンデンサ２０と
３次巻線１２の一端との間に接続されたダイオー
ド１９と、コンデンサ２０とトランジスタ１０の
ベースとの間に接続された定電圧ダイオード２１
とで構成される。

また、トランス３の２次巻線５は、ダイオード
８とコンデンサ９とからなる整流平滑回路６を通
じて負荷７に接続される。15は、起動用抵抗であ
り、正側端子１とトランジスタ１０のベースとの
間に接続される。

上記構成において、電源投入時には、起動用抵
抗１５を通じてトランジスタ１０のベースに電流
が流れるので、トランジスタ１０がオンとなり、
正側端子１、１次巻線４、トランジスタ１０及び
負側端子２を通じて、電流が流れる。このとき、
トランス３の２次巻線５にはダイオード８の逆バ
イアス方向の電圧が誘起されるため、電流は流れ
ない。しかし、３次巻線１２にはトランジスタ１
０を順方向にバイアスする電圧が誘起されるの
で、コンデンサ１７と抵抗１８の直列回路及び抵
抗１３とダイオード１６の直列回路を通じてトラ
ンジスタ１０にベース電流が流れ、トランジスタ
１０はオン状態に保持される。１次巻線４は、イ
ンダクタンスコイルとして働くので、トランジス
タ１０のコレクタ電流は、時間と共に増加する。

その後、トランジスタ１０の飽和抵抗と１次巻
線４の巻線抵抗によつてトランジスタ１０のコレ
クタ電流が増加できなくなると、３次巻線１２の
誘起電圧が減少し始める。一度、トランジスタ１
０のベース電流が減少すると、コレクタ電流も減
少するので、ベース電流は急激に減少して、トラ
ンジスタ１０はオフとなる。トランジスタ１０の
オン期間中にトランス３に蓄積されたエネルギ
は、２次巻線５と３次巻線１２とを通じて放出さ
れる。即ち、２次巻線５からダイオード８を通じ
て負荷７に電流が供給され、３次巻線１２からは
ダイオード１９を通じてコンデサ２０が充電され
る。トランス３のエネルギ放出が終了すると、３
次巻線１２に微小のキツク電圧が発生し、トラン
ジスタ１０が再びオンとなり、上記動作が反復さ
れる。

コンデンサ２０は、トランジスタ１０のオフ期
間に、３次巻線１２のフライバツク電圧によつて
充電されるが、このフライバツク電圧は、負荷７
へ供給される出力電圧に対応するレベルで発生す
る。即ち、出力電圧が高いと、トランジスタ１０
のオフ期間にコンデンサ２０は、ダイオード１９
を通じて３次巻線１２から高電圧レベルに充電さ
れる。このため、トランジスタ１０がオンすると
き、３次巻線１２、ダイオード１６、抵抗１３及
び定電圧ダイオード２１を通つてコンデンサ２０
に流れる電流が増加し、トランジスタ１０のベー
スに流れる電流が減少する。逆に、出力電圧が低
いと、コンデンサ２０は低電圧レベルに充電され
るので、定電圧ダイオード２１を通る電流は減少
し、トランジスタ１０のベースに流れる電流が増
加する。このように、トランジスタ１０のベース
電流は、定電圧ダイオード２１の電圧とコンデン
サ２０の充電電圧との差に等しい電圧により制御
され、負荷７に定電圧出力が得られる。

従つて、上記回路構成では、負荷７へ供給され
る出力電圧をV₀、出力電流をI₀とすると、V₀は、
第５図に示される通り、電流値I₁までI₀に対しほ
ぼ一定となる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、第５図に示される通り、従来のスイツ
チングレギユレータでは、過負荷時又は負荷短絡
時に出力電流I₀が増加し、電流値I₁を超えると、
V₀が低下するへの字垂下特性となる。これは、
３次巻線１２からトランジスタ１０のベースに付
与される電流が増加しなくなり、これ以後、１次
巻線４から２次巻線５へ供給されるエネルギは、
ほぼ一定となるためである。

上記への字特性を有する従来のスイツチングレ
ギユレータでは、過負荷時又は負荷短絡時に電流
が増加するので、電力を浪費する欠点があつた。

本発明は、上記欠点を解消し、過負荷時又は負
荷短絡時に出力電流が増加しないスイツチングレ
ギユレータを提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明のスイツチングレギユレータは、トラン
スの１次巻線に直列に接続されたスイツチング素
子と、該トランスの３次巻線を含みかつ該３次巻
線より前記スイツチング素子に駆動信号を供給す
る駆動信号供給回路と、該駆動信号供給回路から
前記スイツチング素子に供給される駆動信号を調
整して前記直流出力電圧を一定に制御する定電圧
制御回路とを備え、前記駆動信号供給回路の駆動
信号により前記スイツチング素子をオン・オフし
て前記トランスの２次巻線から安定化した直流出
力電圧を取り出すフライバツク型自励式スイツチ
ングレギユレータにおいて、前記トランスの３次
巻線と前記スイツチング素子の制御端子との間に
制御素子を接続し、前記スイツチング素子のオフ
時に前記３次巻線から得られる電圧を前記制御素
子の制御端子に付与して、該制御素子から前記ス
イツチング素子に駆動信号を供給することを特徴
とする。

作 用 過負荷時又は負荷短絡時に、直流出力電圧が低
下すると、これに伴つてスイツチング素子の制御
端子に供給される駆動信号供給回路からの駆動信
号が減少する。これによつて２次巻線から負荷に
供給される直流出力電流が減少し、出力特性をフ
の字垂下特性とすることができる。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図に
ついて説明する。これらの図面に示される実施例
では、第５図に示される部分と同一の部分につい
ては同一符号を付し、説明を省略する。

第１図は、本発明のスイツチングレギユレータ
の一例を示す回路図である。この回路図では、ダ
イオード１６の代りにトランジスタ３５が設けら
れ、そのコレクタが３次巻線３２の一端にそのエ
ミツタが抵抗１３に接続される。また、３次巻線
３２の分岐点３３及び負側端子２にコンデンサ３
４が接続され、３次巻線３２の他端とコンデンサ
３４との間にダイオード３６が設けられる。コン
デンサ３４とダイオード３６は、整流平滑回路を
構成する。更に、トランジスタ３５のベースには
分圧器３７が接続される。分圧器３７は、負側端
子２とコンデンサ３４との間に直列に接続された
抵抗３８と３９とを有し、抵抗３８と３９の間に
トランジスタ３５のベースが接続される。

第１図の回路の動作について説明すると、トラ
ンジスタ１０のオン期間に１次巻線４に流れる電
流によつてトランス３に蓄積されたエネルギは、
トランジスタ１０のオフ期間に２次巻線５及び３
次巻線３２から放出される。２次巻線５の電圧
は、負荷７へ付与される電流を生じ、３次巻線３
２のフライバツク電圧は、コンデンサ２０と３４
とを充電する電流を発生する。定電圧制御回路１
４は、負荷７への出力電圧が一定となるようにト
ランジスタ１０のベース電流を制御する。

負荷７が過負荷状態又は短絡状態になると、ト
ランジスタ１０のオフ時に２次巻線５に発生する
電圧は低下する。従つて、巻線比に対応する低レ
ベルのフライバツク電圧が３次巻線３２に発生す
るので、コンデンサ２０と３４に充電される電圧
レベルが低下する。このため、抵抗３９に印加さ
れる電圧は低下し、トランジスタ３５のベース電
位も低下する。

従つて、トランジスタ１０がその後オンとなつ
たとき３次巻線３２から抵抗１３と定電圧ダイオ
ード２１を通りコンデンサ２０へ流れる電流は減
少し、トランジスタ１０のベース電流は増加しよ
うとするが、それ以上に分圧器３７を通じてトラ
ンジスタ３５のベースへ流れる電流が減少するの
で、３次巻線３２からトランジスタ３５のコレク
タ・エミツタ間を流れるトランジスタ１０への電
流は制限される。即ち、過電流時又は負荷短絡時
には２次巻線５の電圧が低下し、これに対応して
３次巻線３２のフライバツク電圧も降下する。３
次巻線３２のフライバツク電圧のレベルは、抵抗
３９に印加される電圧として検出され、トランジ
スタ３５のベースに流れる電流は、抵抗３９に印
加される電圧レベルに依存する。従つて、駆動信
号供給回路２２は、２次巻線５からの出力電圧に
ほぼ比例する駆動出力をトランジスタ１０に与え
るので、負荷７の過負荷時又は短絡時に出力電流
を減少することができる。この状態を第２図に示
す。出力電流はI₀の増加に伴い出力電圧V₀は、電
流値I₁までほぼ一定であるが、負荷７の過負荷時
又は短絡時には、出力電流I₀は、出力電圧V₀の低
下と共に減少するフの字垂下特性となる。

本発明の上記実施例は、同一技術的範囲内で
種々の変更が可能である。例えば第１図では、ト
ランジスタ３５はnpnトランジスタを使用した
が、第３図に示されるようにpnpトランジスタ４
０を使用することができる。この場合は、pnpト
ランジスタの接続が正しく行われるように、適当
に素子の変更又は調整を行うことは当業者に自明
であろう。

また、トランス３の２次巻線５で直流出力電圧
を検出し、基準電圧と比較した出力で１次側のス
イツチング素子を制御して定電圧にする定電圧制
御回路を含む形式のスイツチングレギユレータに
も適用可能である。上記実施例では、トランス３
に３次巻線３２のフライバツク電圧のレベルを検
出して、このフライバツク電圧にほぼ比例するベ
ース電流をトランジスタ３５に与えたが、２次巻
線５に発生する出力電流のレベルを検出して得ら
れた出力信号でトランジスタ３５のベース電流を
制御するようにしてもよい。更に、駆動信号供給
回路２２は、電界効果トランジスタで構成される
スイツチング素子の制御端子に駆動信号として電
圧を付与する回路としてもよい。

発明の効果 上述の通り、本発明では、過負荷時又は負荷短
絡時に、直流出力電圧の低下に伴つて駆動信号供
給回路からスイツチング素子の制御端子に供給さ
れる駆動信号が減少し出力特性をフの字垂下特性
とすることができる。よつて、スイツチングレギ
ユレータ及び負荷を保護すると共に、効率を高め
ることができる。また、入力電圧によつて垂下点
があまり変化しない特性とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるスイツチングレギユレ
ータの実施例を示す回路図、第２図は、本発明の
スイツチングレギユレータの出力電流I₀と出力電
圧V₀との関係を示すグラフ、第３図は他の実施
例を示す回路図、第４図は従来のスイツチングレ
ギユレータの回路図、第５図は従来のスイツチン
グレギユレータの出力電流I₀と出力電圧V₀との関
係を示すグラフである。 １……正側端子、２……負側端子、３……トラ
ンス、４……１次巻線、５……２次巻線、６……
整流平滑回路、７……負荷、１０……トランジス
タ（スイツチング素子）、１１、３０……駆動回
路、１２、３２……３次巻線、１４……定電圧制
御回路、２２……駆動信号供給回路、３４……コ
ンデンサ、３５、４０、４１……トランジスタ、
３７……分圧器、３８、３９……抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トランスの１次巻線に直列に接続されたスイ
   ツチング素子と、該トランスの３次巻線を含みか
   つ該３次巻線より前記スイツチング素子に駆動信
   号を供給する駆動信号供給回路と、該駆動信号供
   給回路から前記スイツチング素子に供給される駆
   動信号を調整して前記直流出力電圧を一定に制御
   する定電圧制御回路とを備え、前記駆動信号供給
   回路の駆動信号により前記スイツチング素子をオ
   ン・オフして前記トランスの２次巻線から安定化
   した直流出力電圧を取り出すフライバツク型自励
   式スイツチングレギユレータにおいて、 前記トランスの３次巻線と前記スイツチング素
   子の制御端子との間に制御素子を接続し、前記ス
   イツチング素子のオフ時に前記３次巻線から得ら
   れる電圧を前記制御素子の制御端子に付与して、
   該制御素子から前記スイツチング素子に駆動信号
   を供給することを特徴とするスイツチングレギユ
   レータ。 ２ 前記制御素子は前記３次巻線から得られる電
   圧の低下に応じて前記駆動信号を減少させるもの
   である特許請求の範囲第１項記載のスイツチング
   レギユレータ。 ３ 前記制御素子は整流平滑回路を介して前記３
   次巻線の一端に接続されたベースと、前記３次巻
   線に接続されたコレクタ又はエミツタ及び前記ス
   イツチング素子の制御端子に接続されたエミツタ
   又はコレクタを有するトランジスタである特許請
   求の範囲第１項記載のスイツチングレギユレー
   タ。