JPH04168972A - Ｍｏｓ―ｆｅｔの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＭＯＳ−ＦＥＴ　（メタル・オキサイド・セミ
コンダクター電界効果トランジス−タ）の駆動装置に関
する。

〔発明の概要〕

本発明は、ＭＯＳ−ＦＥＴと、そのＭＯＳ−ＦＥＴにス
イッチング信号を供給する駆動回路と、ＭＯＳ−ＦＥＴ
及び駆動回路に、 ゛　　　　　　　　　そのＭＯＳ−ＦＥＴがオンと成る
のに十分な動作電圧を供給する電源回路と、ＭＯＳ−Ｆ
ＥＴのゲート・ソース間に、そのＭＯＳ−ＦＥＴがオン
と成るのに十分な動作電圧を供給することのできない電
圧の直流電源とを有するＭＯＳ−ＦＥＴの駆動装置にお
いて、直流電源に接続された発振器と、その発振器の発
振出力によって駆動されるトランジスタと、そのトラン
ジスタに接続された整流平滑回路とを有し、直流電源の
投入直後において、整流平滑回路からの動作電圧をＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ及び駆動回路に供給し、その後電源回路から
の動作電圧をＭＯＳ−ＦＥＴ及び駆動回路に供給するよ
うにしたことにより、直流電源の電圧が低くても、電源
投入時にＭＯＳ−ＦＥＴを確実に起動させることができ
るようにしたものである。

〔従来の技術〕

スイッチング電源装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）におい
て、スイッチング素子としてバイポーラトランジスタの
代わりに、ＭＯＳ−ＦＥＴを用いたものがある。スイッ
チング素子として、ＭＯＳ−ＦＥＴを用いたＤＣ−ＤＣ
コンバータは、バイポーラトランジスタを使用する場合
に比し、スイッチング素子を駆動するための電力が小さ
くて済むので好ましい。

〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、Ｎチャンネ
ルのＭＯＳ−ＦＥＴをオンさせるためのゲート・ソース
間電圧Ｖ　（ＧＳ）が例えば１０Ｖであったとすると、
直流電源として６■の電池を使用した場合には、Ｄ　Ｃ
−Ｄ　Ｃコンバータを起動させることができないことに
成る。

従って、ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、直流電源の電
圧がかなり低い場合には、スイッチング素子として、バ
イポーラトランジスタを使用せざるを得なかった。

かかる点に鑑み、本発明は直流電源の電圧が低くても、
電源投入時にＭＯＳ−ＦＥＴを確実に起動させることの
できるＭＯＳ−ＦＥＴの駆動装置を提案しようとするも
のである。ＭＯＳ−ＦＥＴの駆動装置を提案しようとす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、Ｍ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）と、そのＭ
ＯＳ−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）にスイッチング信号を供給す
る駆動回路（１５）と、Ｍ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５
）及び駆動回路（１５）に、　　　　　　　　　　　 −そのＭＯＳ−ＦＥＴ（５）がオンと成るのに十分な動
作電圧を供給する電源回路（７，８）と、ＭＯＳ　−Ｆ
　Ｅ　Ｔ　（５）のゲート・ソース間に、そのＭＯＳ　
−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）がオンと成るのに十分な動作電圧
を供給することのできない電圧の直流電源（１）とを有
するＭ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）の駆動装置におい
て、直流電源（１）に接続された発振器（４）と、その
発振器（４）の発振出力によって駆動されるトランジス
タ（３）と、そのトランジスタ（３）に接続された整流
平滑回路（１２，７）とを有し、直流電源（１）の投入
直後において、整流平滑回路（１２，７）からの動作電
圧をＭ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）及び駆動回路（１
５）に供給し、その後電源回路からの動作電圧をＭＯＳ
−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）及び駆動回路（１５）に供給する
ようにしたものである。

〔作用〕

かかる本発明によれば、直流電源（１）の投入時は、発
振器（４）　、）ランジスタ（３）及び整流平滑回路（
１２，７）が作動して、駆動回路（１５）に、ＭＯＳ−
Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）がオンと成るようなゲート・ソース
間電圧が与えられるので、Ｍ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（
５）がオンと成って動作が開始され、その後、電源回路
（８，７）の電圧が上昇して所定電圧に達し、電源回路
（８，７）の電圧がＭ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）及
び駆動回路（１５）に供給される。

〔実施例〕

第１図を参照して、本発明をＤＣ−ＤＣコンバータに適
用した実施例を説明しよう。（１）は直流電源（乾電池
若しくは充電式電池、又は、交流電圧に接続された整流
平滑回路）で、その負極が接地され、その正極が電源ス
ィッチＳＷを通じて、ＮチャンネルのＭ　ＯＳ　−Ｆ　
Ｅ　Ｔ　（５）のドレインに接続され、そのソースがコ
イル（９）を通じて、直流電圧出力端子　（１１）に接
続される。ここで、直流電源（１）の電圧が例えば６Ｖ
、ＭＯＳ−ＦＥＴ（５）がオンに成るそのゲート・ソー
ス間電圧が例えばＩＯＶとする。ＭＯＳ−ＦＥＴ（５）
（Ｄ７−スは整流用ダイオード（８）のカソードに接続
され、そのアノードは接地される。出力端子（１１）は
、コイル（９）と共に平滑回路を構成するコンデンサ（
１０）を通じて接地される。

（１６）は出力端子（１１）に出力される直流電圧を検
出する検出回路で、その検出出力がパルス幅変調回路（
１４）に供給される。　（１３）は発振器で、その発振
出力がパルス幅変調回路（１４）に供給されて、検出回
路（１６）の検出出力に応じて、即ち、出力端子（１１
）の出力直流電圧に応じたパルス幅を以てパルス幅変調
される。即ち、パルス幅変調器（１４）においては、出
力端子（１１）の出力電圧が低い時は、そのパルス幅が
広く成るように、又、高いときは、そのパルス幅が狭く
成るように、そのパルス幅が制御される。このパルス幅
変調器（１４）の出力は、駆動回路（Ｉ５）を通じてＭ
　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）のゲートに供給される。

整流用ダイオード（８）のカソードが、平滑用コンデン
サ（７）を通じて、発振器（１３）、パルス幅変調回路
（１４）、駆動回路（１５）び及び検出回路（１６）に
接続されて、これら回路に動作電圧が供給される。

尚、図示を省略するも、発振器（１３）、パルス幅変調
回路（１４）、駆動回路（１５）及び検出回路（１６）
は夫夫接地されているものとする。

駆動回路（１５）は、ＰＮＰ形トランジスタのコレクタ
が、コンデンサ（７）を通じてダイオード（８）のカソ
ードに接続され、そのエミッタがＮＰＮ形トランジスタ
のエミッタに接続される共に、そのエミッタ接続点がＭ
　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）のゲートに接続され、そ
のコレクタが接地されて構成され、両トランジスタのベ
ースにパルス幅変調回路（１４）からのパルス信号が共
通に供給されるように構成されている。

直流電源（１）の正極が、電源スィッチＳＷを通じて、
発振器（４）に接続され、図示を省略するも、発振器（
４）は接地されている。この発振器（４）はＭ御回路（
１７）によって、その発振の有無が制御される。この制
御回路（１７）は、出力端子（１１）の出力直流電圧の
検出回路（１６）による検出出力によって、発振器（４
）のオンオフを制御するようにしている。

更に、直流電源（１）の正極が、電源スィッチＳＷを通
じて、チョークコイル（２）の一端に接続され、その他
端がＮＰＮ形のバイポーラトランジスタ（３）のコレク
タに接続され、トランジスタ（３）のエミッタは接地さ
れる。発振器（４）の発振出力は、トランジスタ（３）
のベースに供給される。トランジスタ（３）のコレクタ
が、整流用ダイオード（１２）のアノードに接続され、
そのカソードが平滑用コンデンサ（７）及び駆動回路（
１５）の接続中点に接続される。又、ダイオード（６）
のアノードが、ＭＯＳ−ＦＥＴ（５）のソースに接続さ
れ、そのカソードがそのドレインに接続される。

次に、この第１図のＤＣ−ＤＣコンバータの動作を説明
しよう、電源スィッチＳＷをオンにすると、直流電源（
１）の直流電圧が、発振器（４）及びトランジスタ（３
）のコレクタ・エミッタ間に供給される。発振器（４）
は直ちに発振を開始し、その発振信号はトランジスタ（
３）のベースに供給される。トランジスタ（３）のコレ
クタに得られた発振出力は、整流用ダイオード（１２）
のアノードに供給されて整流されると共に、その整流出
力がコンデンサ（７）に供給されて平滑され、これより
得られた直流電圧が、ダイオード（６）、コイル（２）
及びトランジスタ（３）のコレクタ・エミッタ間を通じ
て接地に流されて、発振器（１３）、パルス幅変調回路
（１４）　、駆動回路（１５）及び検出回路（１６）に
供給される。このため、ＭＯＳ−ＦＥＴ（５）のゲート
・ソース間電圧Ｖ　（ＧＳ）は、ＩＯＶを越えるので、
Ｍ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）がオンと成り、発振器
（１３）を開始し、出力端子（１１）の出力潮流電圧は
徐々に上昇し、その電圧が所定値以上に成ると、これが
検出回路（１６）によって検出され、これにより発振器
（４）は制御回路（１７）によってその発振が停止せし
められる。

それ以降は、出力端子（１１）の出力直流電圧の変化に
応じて、検出回路（１６）の検出出力に基づいて、パル
ス幅変調回路（１４）における、発振器（１３）からの
発振出力のパルス幅が１ＩＩＩＩＴされて、出力端子（
１１）には、これに接続される負荷の変動にも拘わらず
、一定な直流電圧が出力されるように成される。

第２図を参照して、本発明をＤＣ−ＤＣコン八へタに適
応した他の実施例を説明する。尚、第２図において、第
１図と対応する部分には、同一符号を付して、Ｍ複説明
を一部省略する。直流電源（１）の負極が接地され、そ
の正極が電源スィッチＳＷを通じて、コイル（２）の一
端に接続され、その他端がＭＯ５−ＦＥＴ（５）のドレ
インに接続され、そのソースが接地される。ＭＯＳ−Ｆ
ＥＴ（５）のドレインは、整流用ダイオード（８）のア
ノードに接続され、そのカソードが後述するＰＮＰ形ト
ランジスタ（１８）のエミッタ・コレクタ間を通じて直
流電圧出力端子（１１）に接続される。又、ダイオード
（８）のカソードは、平滑用コンデンサ（１０）を通じ
て接地される。ここで、直流電源（１）の電圧が例えば
６　Ｖ、　ＭＯＳ　−Ｆ　ＥＴ（５）がオンに成るその
ゲート・ソース間電圧が例えばＩＯＶとする。

整流用ダイオード（８）のカソードが、発振器（１３）
、パルス幅変調回路（１４）、駆動回路（１５）び及び
検出回路（１６）に続されて、これら回路に動作電圧が
供給される。

Ｍ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）のドレインが、ＮＰＮ
形のバイポーラトランジスタ（３）のコレクタに接続さ
れ、そのエミッタが接地される。発振器（４）の発振出
力は、トランジスタ（３）のベースに供給される。

整流用ダイオード（８）のカソードがＰＮＰ形のバイポ
ーラトランジスタ（１８）のエミッタに接続され、その
コレクタが出力端子（１１）に接続される。

このトランジスタ（１８）は制御回路（１９）によって
、そのオンオフが制御され、この制御回路（１９）は検
出回路（１０）の検出出力に基づいて、トランジスタ（
１８）のオンオフを制御する。

次に、この第２図のＤＣ−ＤＣコンバータの動作を説明
しよう。電源スィッチＳＷがオフのときは、トランジス
タ（１８）はオフ状態にある。電源スィッチＳＷをオン
にすると、直流電源（１）の直流電圧が、発振器（４）
及びトランジスタ（３）のコレクタ・エミッタ間に供給
される。発振器（４）は直ちに発振を開始し、その発振
信号はトランジスタ（３）のベースに供給される。トラ
ンジスタ（３）のコレクタに得られた発振出力は、整流
用ダイオード（８）のアノードに供給されて整流される
と共に、その整流出力がコンデンサ（１０）に供給され
て平滑され、これより得られた直流電圧が、発振器（１
３）、パルス幅変調回路　（１４）、駆動回路（１５）
及び検出回路（１６）に供給される。このため、ＭＯＳ
−ＦＥＴ（５）のゲート・ソース間電圧Ｖ　（ＧＳ）は
、１０ｖを越えてオンと成り、発振器（１３）は発振を
開始し、出力端子（１１）の出力潮流電圧は徐々に上昇
し、その電圧が所定値以上に成ると、これが検出回路（
１６）によって検出され、これにより発振器（４）が制
御回路（１７）によって、その発振が停止せしめられる
と共に、制御回路（１９）によって、トランジスタ（１
８）がオンに成さしめられる。それ以降は、出力端子（
１１）の出力直流電圧の変化に応じて、検出回路（１６
）の検出出力に基づいて、パルス幅変調回路（１４）に
おける、発振器（１３）からの発振出力のパルス幅が制
御されて、出力端子（１１）には、これに接続される負
荷の変動にも拘わらず、一定な直流電圧が出力される。

尚、第４図に示す如く、第２図におけるチョークコイル
（２）の代わりに、トランス（２Ｔ）を設け、その−次
コイル（２ａ）の一端を電源スィッチＳＷを通じて直流
電源（１）の正極に接続し、その他端をトランジスタ（
３）のコレクタに接続し、二次コイル（２ｂ）の一端を
整流用ダイオード（８）のアノードに接続し、その他端
を接地しても良い。その他の構成は第４図と同様である
。

第３図を参照して、第１図のＤＣ−ＤＣコンバータにお
いて、ＭＯＳ−ＦＥＴ（５）をＰチャンネルのものに代
えた場合の実施例を説明する。尚、この第３図において
、第１図と対応する部分には、同一符号を付して、一部
重複説明を省略する。直流電源（１）の負極が接地され
、その正極が電源スィッチＳＷを通じて、トランス（２
３）の−次コイル（２３ａ）の一端に接続され、その他
端がＰチャンネルのＭ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）の
ソースに接続され、そのドレインが直流電圧出力端子（
１１）に接続される。

ここで、直流電源（１）の電圧が例えば６■、ＭＯｓ　
−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）がオンに成るそのゲート・ソース
間電圧が例えば−１０Ｖとする。ＭＯＳ−ＦＥＴ（５）
のドレインは整流用ダイオード（８）のカソードに接続
され、そのアノードはトランス　（２３）の二次コイル
（２３ｂ）の一端に接続され、その他端は接地される。

出力端子（１１）は平滑用コンデンサ（１０）を通じて
接地される。

更に、直流電源（１）の正極が、電源スィッチＳＷを通
じて、チョークコイル（２）の一端に接続され、その他
端がＮＰＮ形のバイポーラトランジスタ（３）のコレク
タに接続され、そのエミッタは接地される。発振器（４
）の発振出力は、トランジスタ（３）のベースに供給さ
れる。トランジスタ（３）のコレクタが、整流用ダイオ
ード（１２）のアノードに接続され、そのカソードが平
滑用コンデンサ（７）を通じて、ＭＯＳ−ＦＥＴ（５）
のドレインに接続される。又、ダイオード（２２）のア
ノードがＭＯＳ−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（５）のドレインに接続
され、そのカソードがチョークコイル（２）及びトラン
ス（２３）の−次コイル（２３ａ）の接続中点に接続さ
れる。

次に、この第３図のＤＣ−ＤＣコンバータの動作を説明
しよう。電源スィッチＳＷをオンにすると、直流電源（
１）の直流電圧が、発振器（４）及びトランジスタ（３
）のコレクタ・エミッタ間に供給される。発振器（４）
は直ちに発振を開始し、その発振信号はトランジスタ（
３）のベースに供給される。トランジスタ（３）のコレ
クタに得られた発振出力は、整流用ダイオード（１２）
のアノードに供給されて整流されると共に、その整流出
力がコンデンサ（７）に供給されて平滑され、これより
得られた直流電圧が、ダイオード（２２）、コイル（２
）及びトランジスタ（３）のコレクタ・エミッタ間を通
じて接地に流されて、発振器（１３）、パルス幅変調回
路（１４）　、駆動回路（１５）及び検出回路（１６）
に供給される。このため、Ｍ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ　Ｔ　（
５）のゲート・ソース間電圧Ｖ　（ＧＳ）は、−１０ｖ
以下と成り、発振器（１３）を開始し、出力端子（１１
）の出力潮流電圧は徐々に上昇し、その電圧が所定値以
上に成ると、これが検出回路（１６）によって検出され
、これにより発振器（４）の制御回路（１７）によって
、その発振が停止せしめられる。

それ以降は、出力端子（１１）の出力直流電圧の変化に
応じて、パルス幅変調回路（１４）における、発振器（
１３）からの発振出力のパルス幅が制御されて、出力端
子（１１）には、これに接続される負荷の変動にも拘わ
らず、一定な直流電圧が出力される。

〔発明の効果〕

上述せる本発明によれば、ＭＯＳ−ＦＥＴと、そのＭＯ
Ｓ−ＦＥＴにスイッチング信号を供給する駆動回路と、
ＭＯＳ−ＦＥＴ及び駆動回路に、゛　　　　　　　　　
そのＭＯ ５−ＦＥＴがオンと成るのに十分な動作電圧を供給する
電源回路と、ＭＯＳ−ＦＥＴのゲート・ソース間に、そ
のＭＯ５−ＦＥＴがオンと成るのに十−分な動作電圧を
供給することのできない電圧の直流電源とを有するＭＯ
Ｓ−ＦＥＴの駆動装置において、夫々直流電源に接続さ
れた発振器と、その発振器の発振出力によって駆動され
るトランジスタと、そのトランジスタに接続された整流
平滑回路とを有し、直流電源の投入直後において、整流
平滑回路からの動作電圧をＭＯＳ−ＦＥＴ及び駆動回路
に供給し、その後電源回路からの動作電圧をＭＯＳ−Ｆ
ＥＴ及び駆動回路に供給するようにしたので、直流電源
の電圧が低くても、電源投入時にＭＯＳ−ＦＥＴを確実
に起動させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は、夫々本発明の実
施例（１）　、（２）　、（３）及び（４）を示す回路
図である。 （１）は直流電源、（２）はチョークコイル、（２丁）
はトランス（３）はトランジスタ、（４）は発振器、（
５）はＭＯＳ−ＦＥＴ、（７）は事情用コンデンサ、（
８）は整流用ダイオード、（９）は平滑用コイル、（ｌ
Ｏ）は平滑用コンデンサ、（１２）は整流用ダイオード
、（１３）は発振器、（１４）はパルス幅変調器、（１
５）は駆動回路、（１６）は出力直流電圧検出回路、（
２３）はトランスである。 実施１ＰＩＩ　（１） 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＭＯＳ−ＦＥＴと、該ＭＯＳ−ＦＥＴにスイッチング信
   号を供給する駆動回路と、上記ＭＯＳ−ＦＥＴ及び上記
   駆動回路に対し、上記ＭＯＳ−ＦＥＴがオンと成るのに
   十分な動作電圧を供給する電源回路と、上記ＭＯＳ−Ｆ
   ＥＴのゲート・ソース間に、該ＭＯＳ−ＦＥＴがオンと
   成るのに十分な動作電圧を供給することのできない電圧
   の直流電源とを有するＭＯＳ−ＦＥＴの駆動装置におい
   て、 上記直流電源に接続された発振器と、 該発振器の発振出力によって駆動されるトランジスタと
   、 該トランジスタに接続された整流平滑回路とを有し、 上記直流電源の投入直後において、上記整流平滑回路か
   らの動作電圧を上記ＭＯＳ−ＦＥＴ及び上記駆動回路に
   供給し、その後上記電源回路からの動作電圧を上記ＭＯ
   Ｓ−ＦＥＴ及び上記駆動回路に供給するようにしたこと
   を特徴とするＭＯＳ−ＦＥＴの駆動装置。