JPH03870Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 この考案は、光電スイツチ・電子カウンタ・電
子タイマ等、小電力の小形電子機器に利用可能な
スイツチング電源に関する。

(b) 従来の技術 この種小形電子機器の電源においては、入力電
圧範囲の広いもの（例えば12V〜240V）が要求
されるが、このような電源を構成するスイツチン
グ電源回路の従来例を第２図に示す。

第２図において、Ｑ１は入力端子Ｔ１，Ｔ２間
に印加される非安定化直流入力電圧Viをスイツ
チングするスイツチングトランジスタで、このス
イツチングトランジスタＱ１のスイツチング出力
がチヨークコイルＬとコンデンサＣによる平滑回
路により平滑され、出力端子Ｔ３，Ｔ４間から安
定化直流出力電圧Voとして出力されるようにな
つている。この出力電圧Voは誤差検出回路Ａに
より基準電圧（誤差検出回路内部でツエナーダイ
オード等により形成される。）と比較され、出力
電圧Voが基準電圧を超えたことを検出して初段
の誤差信号増幅用トランジスタＱ３をオンとし、
したがつてこのトランジスタＱ３のコレクタがそ
のベースに接続されてなる後段のスイツチングト
ランジスタ制御用トランジスタＱ２をオフとする
こととなり、さらにスイツチングトランジスタＱ
１の遮断が行われて出力電圧Voの上昇を抑制す
るようになされている。このようにして出力電圧
Voの定電圧化が図られている。ところでスイツ
チングトランジスタＱ１をオン・オフするトラン
ジスタＱ２はそのベースにスイツチングトランジ
スタＱ１のベース電流を定電流とするため、ベー
ス電圧をクランプする電圧クランプ用ダイオード
Ｄ１，Ｄ２が２段接続されて定電流回路が構成さ
れており、またトランジスタＱ２を駆動するため
のベース電流は起動用抵抗Ｒ１から供給されてお
り、このベース電流をトランジスタＱ３にシンク
させるか否かによつてトランジスタＱ２のオン・
オフを制御している。

(c) 考案が解決しようとする問題点 ところで、このような回路構成のスイツチング
電源回路においては、次のような問題を含んでい
る。すなわち、 トランジスタＱ３のオン・オフにかかわらず
起動用抵抗Ｒ１には常に電流が流れ発熱してい
る。

抵抗Ｒ１の抵抗値はスイツチングトランジス
タＱ１のベースに所定の電流を流せるように設
定されるので、入力電圧Viが低い場合にも充
分な電流を流せる値に設定しなければならず、
このため入力電圧Viが高くなると余分な電流
を過剰供給することになり抵抗Ｒ１における発
熱が大きくなる。

入力電圧Viの値によつて抵抗Ｒ１を通して
定電流回路へ供給される電流値が変わるため、
ダイオードＤ１，Ｄ２の−特性によつて、
スイツチングトランジスタＱ１のベース電流は
完全な定電流とはならず僅かな変動が生じてい
る。

このように、入力電圧Viが広範囲な場合、高
電圧になるほど抵抗Ｒ１においてかなり大きな電
力を消費することになり、また定電流回路に若干
の変動が生ずることによりスイツチングトランジ
スタＱ１のベース電流が定電流化しにくいという
ような問題があつた。

この考案は、上記問題点を解決するために提案
されたもので、スイツチングトランジスタのベー
ス電流の完全な定電流化を図るとともに起動用抵
抗における発熱を抑制した少消費電力のスイツチ
ング電源回路を提供することを目的としている。

(d) 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、この考案は以下の
ように構成されている。すなわち、 非安定化直流入力電圧をスイツチングするスイ
ツチングトランジスタと、このスイツチングトラ
ンジスタをオン・オフ動作させるスイツチングト
ランジスタ制御用トランジスタと、このスイツチ
ングトランジスタ制御用トランジスタのベース電
圧をクランプする電圧クランプ用ダイオードと、
前記スイツチングトランジスタのスイツチング出
力電圧を平滑するLC平滑回路と、このLC平滑回
路の出力電圧と所定の基準電圧との誤差を検出し
出力信号を送出する誤差検出回路と、この誤差検
出回路の出力信号によりオン・オフ動作する誤差
信号増幅用トランジスタと、入力部が前記誤差信
号増幅用トランジスタのコレクタに接続されると
ともに入力電流が供給される起動用抵抗に接続さ
れ、かつ出力部が前記スイツチングトランジスタ
制御用トランジスタのベースに接続されて構成さ
れてなる定電流回路とを備え、前記誤差信号増幅
用トランジスタのオフ時に前記起動用抵抗により
供給された電流を定電流増幅し前記スイツチング
トランジスタ制御用トランジスタに定電流を供給
するようにしてスイツチング電源回路を構成した
ことを特徴としている。

(e) 作用 上記のように構成したスイツチング電源回路に
おいて、非安定化直流入力電圧はスイツチングト
ランジスタ制御用トランジスタにより駆動された
スイツチングトランジスタによつてスイツチング
され、そのスイツチング出力はさらにLC平滑回
路によつて平滑され、安定化直流出力電圧とな
る。この出力電圧に変動が生じると誤差検出回路
により検出され誤差信号増幅用トランジスタを駆
動し起動用抵抗からの供給電流をシンクすること
により後段のスイツチングトランジスタ制御用ト
ランジスタを不動作としスイツチングトランジス
タを遮断する。このようにして出力電圧の安定化
を図つている。誤差信号増幅用トランジスタが不
動作状態にある時は起動用抵抗から定電流回路に
入力電流が供給されこの電流を定電流回路により
定電流増幅しスイツチングトランジスタ制御用ト
ランジスタにベース電流として供給する。したが
つてスイツチングトランジスタ制御用トランジス
タのベースに電圧クランプ用ダイオードが接続さ
れているためスイツチングトランジスタには定電
流のベース電流を供給することが可能となる。ま
た起動用抵抗に流れる電流を定電流回路によつて
定電流増幅してスイツチングトランジスタ制御用
トランジスタのベース電流とするため起動用抵抗
は高抵抗とすることができ起動用抵抗における発
熱を抑えることができる。

(f) 実施例 以下、この考案に係るスイツチング電源回路の
実施例を第１図を参照しながら説明する。なお、
第２図における構成要素と同一の要素には同一符
号を付す。

第１図において、Ｔ１，Ｔ２は入力端子で、非
安定化直流入力電圧Viが印加される。Ｔ３，Ｔ
４は出力端子で、安定化直流出力電圧Voが出力
される。Ｑ１は入力電圧Viをスイツチングする
PNP型のスイツチングトランジスタで、入力端
子Ｔ１にそのエミツタが接続されている。Ｌはチ
ヨークコイルで、スイツチングトランジスタＱ１
のコレクタと出力端子Ｔ３間に接続されている。
Ｃはコンデンサで、出力端子Ｔ３，Ｔ４間に接続
されており、チヨークコイルＬとコンデンサＣと
でスイツチングトランジスタＱ１のスイツチング
出力を平滑する平滑回路を構成している。Ａは出
力電圧Voと基準電圧（回路内部でツエナーダイ
オード等により形成される。）とを比較し出力電
圧Voが基準電圧を超えたことを検出して誤差信
号を送出する誤差検出回路で、出力端子Ｔ３，Ｔ
４間に挿設されている。Ｑ３は誤差検出回路Ａの
誤差信号を増幅する誤差信号増幅用トランジスタ
で、ベースに誤差検出回路Ａからの誤差信号を受
けてスイツチング動作をする。Ｑ２はトランジス
タＱ３からの出力信号を受けて動作されスイツチ
ングトランジスタＱ１をオン・オフするスイツチ
ングトランジスタ制御用トランジスタで、このコ
レクタはスイツチングトランジスタＱ１のベース
と接続され、エミツタはスイツチングトランジス
タＱ１のベース電流の定電流値設定用抵抗Ｒ２を
介して接地ライン（入力端子Ｔ２と出力端子Ｔ４
を結ぶ共通ライン）に接続されている。Ｄ１，Ｄ
２はスイツチングトランジスタＱ１のベース電流
を定電流とするためトランジスタＱ２のベース電
圧をクランプする電圧クランプ用ダイオードで、
トランジスタＱ２のベースにダイオードＤ１のア
ノードが接続されダイオードＤ２のカソードが接
地ラインに接続されるように直列接続されてい
る。これらトランジスタＱ２、抵抗Ｒ２、ダイオ
ードＤ１，Ｄ２は定電流回路Ｂ１を構成する。Ｑ
４，Ｑ５はトランジスタＱ２のベースおよびダイ
オードＤ１，Ｄ２に定電流を供給するためのトラ
ンジスタで、トランジスタＱ４のベースとトラン
ジスタＱ５のコレクタと、またトランジスタＱ４
のエミツタとトランジスタＱ５のベースとが各々
接続されている。そしてトランジスタＱ４のコレ
クタは入力端子Ｔ１側の入力ラインに接続され、
またトランジスタＱ５のベース・エミツタ間には
定電流値設定抵抗Ｒ４が接続され、トランジスタ
Ｑ４，Ｑ５とともに定電流回路Ｂ２を構成してい
る。Ｒ１はトランジスタＱ４，Ｑ５への電流供給
するための起動用抵抗であり、入力端子Ｔ１側の
入力ラインとトランジスタＱ４のベースおよびト
ランジスタＱ５のコレクタの接続点との間に接続
され、さらにこの接続点にはトランジスタＱ３の
コレクタが接続されてなる。なお、抵抗Ｒ３はス
イツチングトランジスタＱ１のコレクタ・ベース
間に接続されたベース抵抗であり、Ｄ３はそのカ
ソードがスイツチングトランジスタＱ１のコレク
タとチヨークコイルＬ間に接続され、アノードを
接地ラインに接続してなるフライホイールダイオ
ードである。

このように構成されたスイツチング電源回路に
おいて、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に非安定化直流入
力電圧Viが印加されると、トランジスタＱ３は
当初オフ状態であるため、起動用抵抗Ｒ１により
トランジスタＱ４が駆動されるとともにトランジ
スタＱ５が駆動されて定電流回路Ｂ２が動作し、
したがつてさらにトランジスタＱ２が定電流にて
駆動されることになる。トランジスタＱ２がオン
となるとスイツチングトランジスタＱ１が定電流
にてドライブされるので入力電圧Viの変化にか
かわらず定電流出力される。このスイツチング出
力はLC平滑回路により平滑され出力端子Ｔ３，
Ｔ４間から直流出力電圧Voとして送出される。
出力電圧Voが誤差検出回路Ａによつて回路内の
基準電圧より高くなると誤差信号を送出しトラン
ジスタＱ３を駆動する。トランジスタＱ３が駆動
されると、抵抗Ｒ１は接地ラインに導通されるた
め、定電流回路Ｂ２は不動作となり、さらに定電
流回路Ｂ１も不動作となり、すなわちトランジス
タＱ２がオフとなるためスイツチングトランジス
タＱ１は遮断される。したがつて出力電圧Voは
低下し、出力の安定化が図られることになる。な
お出力電圧Voが低下すると誤差検出回路により
トランジスタＱ３は遮断されて定電流回路Ｂ２が
再び動作することとなり、トランジスタＱ２、さ
らにスイツチングトランジスタＱ１がオン状態に
なつて初期の状態にもどる。

上述したようにこの実施例では、定電流回路Ｂ
２を付加したことにより、起動用抵抗Ｒ１はトラ
ンジスタＱ４へのベース電流の供給源となりトラ
ンジスタＱ４の電流増幅作用によりトランジスタ
Ｑ２へのベース電流を確保できるので、抵抗Ｒ１
は従来例に比べてかなり大きな値に設定できるた
め抵抗Ｒ１における発熱を抑制することが可能と
なる。また定電流回路Ｂ１には主としてトランジ
スタＱ４のコレクタ電流によつて電流が供給され
るため、トランジスタＱ４が発熱するがこのトラ
ンジスタＱ４はトランジスタＱ３のオン・オフに
よつてオフ・オンされるため電流が断続的にな
り、すなわち平均電流が減少するので発熱を抑え
ることができる。さらに定電流回路Ｂ１の駆動電
流として定電流を供給しているため、入力電圧に
影響されず安定した定電流値でスイツチングトラ
ンジスタＱ１を駆動することができることにな
る。

(g) 考案の効果 この考案は、、上述したように若干の部品によ
る定電流回路を構成付加するだけで、消費電流の
少ない、したがつて発熱を抑制することができ
る、しかも広範囲の入力電圧に適用可能なスイツ
チング電源回路を構成することが可能となるもの
で、その実用的効果は図り知れないものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例に係るスイツチング
電源回路の構成図、第２図は従来のスイツチング
電源回路の構成図である。 Ｑ１……スイツチングトランジスタ、Ｑ２……
スイツチングトランジスタ制御用トランジスタ、
Ｑ３……誤差信号増幅用トランジスタ、Ｌ……チ
ヨークコイル、Ｃ……コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２…
…電圧クランプ用ダイオード、Ｒ１……起動用抵
抗、Ａ……誤差検出回路、Ｂ２……定電流回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 非安定化直流入力電圧をスイツチングするスイ
   ツチングトランジスタと、このスイツチングトラ
   ンジスタをオン・オフ動作させるスイツチングト
   ランジスタ制御用トランジスタと、このスイツチ
   ングトランジスタ制御用トランジスタのベース電
   圧をクランプする電圧クランプ用ダイオードと、
   前記スイツチングトランジスタのスイツチング出
   力電圧を平滑するLC平滑回路と、このLC平滑回
   路の出力電圧と所定の基準電圧との誤差を検出し
   出力信号を送出する誤差検出回路と、この誤差検
   出回路の出力信号によりオン・オフ動作する誤差
   信号増幅用トランジスタと、入力部が前記誤差信
   号増幅用トランジスタのコレクタに接続されると
   ともに入力電流が供給される起動用抵抗に接続さ
   れ、かつ出力部が前記スイツチングトランジスタ
   制御用トランジスタのベースに接続されてなる定
   電流回路とを備え、前記誤差信号増幅用トランジ
   スタのオフ時に前記起動用抵抗により供給された
   電流を定電流増幅し前記スイツチングトランジス
   タ制御用トランジスタに定電流を供給するように
   してなることを特徴とするスイツチング電源回
   路。