JPH0421355A - スイッチングレギュレータ - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は各種の電子機器において使用されるスイッチン
グレギュレータに関する。

（従来の技術） 各種の電子機器において使用されるスイッチングレギュ
レータとして、従来、第５図に示すものが知られている
。

この図に示すスイッチングレギュレータは抵抗１０２お
よびツェナーダイオード１０３を有し、電源１０１によ
って得られた電源電圧（電圧値は”Ｅｉ”）から一定の
電圧を作る制御回路用電源回路１０４と、ゲートに印加
された信号に基づいて前記電源電圧をスイッチングする
スイッチング用のＦＥＴ４０５と、平滑用のインダクタ
ンス１０６および平滑用のコンデンサ１０７を有し、前
記ＦＥＴ１０５のスイッチング動作によって得られたパ
ルス電圧を平滑してこれを出力電圧（電圧値“Ｅｏ”）
として負荷１．０９に供給する平滑回路１０８と、前記
インダクタンス１０６に逆起電圧が発生しているとき前
記インダクタンス１０６に電流を供給するフライホイル
用のダイオード１１０とを備えている。

さらに、このスイッチングレギュレータは前記平滑回路
１０８によって得られた出力電圧を分圧する２つ抵抗１
１１．１１２と、基準電圧を発生する基準電圧発生器１
１３と、前記平滑回路］０８によって得られた出力電圧
を電源として前記各抵抗１１１．１１２の分圧動作によ
って得られた電圧と前記基準電圧発生器１１３によって
得られた基準電圧との差を抽出してこれを誤差信号とし
て出力する誤差検出回路１１４と、前記制御回路用電源
＠路１０４によって得られた電圧を電源として前記誤差
検出回路１１４から出力される誤差信号に応じたパルス
幅を持つ信号を生成して前記ＦＥＴ１０５のゲートに供
給するパルス幅変調回路１１５とを備えている。

そして、前記電源１０１から出力される電源電圧をＦＥ
Ｔ１０５によってスイッチングしてパルス電圧を生成し
、これを平滑回路１０８によって平滑して出力電圧を生
成して、これを出力電圧として出力するとともに、誤差
検出回路１１４によって前記出力電圧の分圧値と基準電
圧の値とを比較してこれらが異なっているとき、その差
に応じた誤差信号を出力してパルス幅変調回路１１５か
ら出力される信号のパルス幅を制御することによりＦＥ
Ｔ　１０５から出力されるパルス電圧のパルス幅を変更
して前記出力電圧の値を一定の値に保持する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述した従来のスイッチングレギュレータ
においては、既にＩＣ化された素子に若干の外付は部品
を付加するだけで誤差検出回路１１４やパルス幅変調回
路１１５を構成することができ、これによってスイッチ
ングレギュレータを簡単に構成することができるという
利点があるものの、パルス幅変調回路１１５等のように
温度等によって特性が変化する複雑な回路を使用してい
るため、故障し易く信頼性に欠けるという問題があった
。

また、このスイッチングレギュレータにおいては、電源
１０１から出力される電源電圧と、平滑回路１０８から
出力される出力電圧との間に数７以上の電圧差がないと
動作しないため、これら電源電圧と出力電圧との差が小
さいときから大きいときまでをカバーするように回路の
各定数を設定することができないという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑み、回路の信頼性を大幅に向上
させることができるとともに、電源電圧が低いときでも
、また高いときでも出力電圧の値を一定の値に保持する
ことができるスイッチングレギュレータを提供すること
を目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明によるスイッチング
レギュレータは、予め設定されているデユーティ比のパ
ルス信号を生成する発振回路と、制御端子に入力された
パルス信号に基づいて入力電圧を変調するスイッチング
素子と、このスイッチング素子の変調動作によって得ら
れたパルス電圧を平滑して出力電圧を生成する平滑回路
と、この平滑回路から出力される出力電圧の値に基づい
て前記発振回路から出力されるパルス信号のレベルを制
御して前記スイッチング素子の制御端子に供給するレベ
ル変換回路とを僅えたことを特徴としている。

（作用） 上記の構成において、発振回路によって予め設定されて
いるデユーティ比のパルス信号を生成させるとともに、
レベル変換回路によって出力電圧の値に応じて前記発振
回路から出力されるパルス信号のレベルをｇｉｑ御して
スイッチング素子の制御端子に供給させてこのスイッチ
ング素子から出力されるパルス電圧値を制御し平滑回路
から出力される出力電圧値を制御する。

（実施例） 第１図は本発明によるスイッチングレギュレータの一実
施例を示すブロック図である。

この図に示すスイッチングレギュレータは抵抗２および
ツェナーダイオード３を有し、電源１によって得られた
電源電圧（電圧値は１１　Ｅ　ｉ　Ｐｌ　）から一定の
電圧を作る制御回路用電源回路４と、ゲ−トに印加され
た信号に基づいて前記電源電圧をスイッチングするスイ
ッチング用のＦＥＴ５と、平滑用のインダクタンス６お
よび平滑用のコンデンサ７を有し、前記ＦＥＴ５のスイ
ッチング動作によって得られたパルス電圧を平滑してこ
れを出力電圧（電圧値は”Ｅｏ”）として負荷９に供給
する平滑回路８と、前記インダクタンス６に逆起電圧が
発生しているとき前記インダクタンス６に電流を供給す
るフライホイル用のダイオード１０とを備えている。

さらに、このスイッチングレギュレータは前記平滑回路
８によって得られた出力電圧を分圧する２つ抵抗１１．
１２と、基準電圧を発生する基準電圧発生器１３と、前
記平滑回路８によって得られた出力電圧を電源として前
記各抵抗１１．１２の分圧動作によって得られた電圧と
前記基準電圧発生器１３によって得られた基準電圧との
差を抽出してこれを誤差信号として出力する誤差検出回
路１４と、前記発制御回路用電源回路４によって得られ
た電圧を電源として予め設定されている周波数で発振し
第２図に示す如く予め設定されているデユーティ比のパ
ルス信号を発生する発振回路１５と、抵抗１６およびト
ランジスタ１７を有し、前記誤差検出回路１４から出力
される誤差信号の値に応じて前記発振回路１５から出力
されるパルス信号の電圧値を変更して（スライスして）
、前記Ｆ　Ｅ　Ｔ　５のゲートに導くスライス回路１８
とを備えている。

そして、前記電源１から出力される電源電圧をＦＥＴ５
によってスイッチングしてパルス電圧を生成させ、これ
を平滑回路８によって平滑して出力電圧を生・成させて
これを出力させる。

またこの動作と並行して、誤差検出回路１４によって前
記出力電圧の分圧値と基準電圧の値とを比較させてこれ
らが異なっているとき、その差に応じた誤差信号を出力
させてスライス回路１８により発振回路１５から出力さ
れるパルス信号の波高値を制御させてＦＥＴ５から出力
されるパルス電圧の電圧値を変更させ前記出力電圧の値
を一定の値に保持させる。

このようにこの実施例においては、一般的に使用されて
いるＣ−ＭＯＳデジタルＩＣ素子等によって構成される
発振回路１５を発振させて予め設定さ九ているデユーテ
ィ比のパルス信号を発生させるとともに、誤差検出回路
１４から出力される誤差信号の値に応じてスライス回路
１８を動作させて前記発振回路１５から出力されるパル
ス信号の電圧値を制御させて前記ＦＥＴ５から出力され
るパルス電圧の電圧値を制御するようにしたので、回路
を簡素化することができ、これによって回路の信頼性を
大幅に向上させることができる。

また、誤差検出回路１４のゲインと、スライス回路１８
のスライスレベルとを調整することにより５電源１から
出力される電源電圧と、弔滑回路８から出力される出力
電圧との差が小さいときにも出力電圧の値を一定の値に
保持することができ、これによって電源から出力される
電源電圧が低いときでも、また高いときでも出力電圧の
値を一定に保持させることができる。

第３図は本発明によるスイッチングレギュレータの他の
実施例を示すブロック図である。

この図に示すスイッチングレギュレータは抵抗２１およ
びツェナーダイオード２２を有し、電源２０によって得
られた電源電圧（電圧値はＩＩ　Ｅ　ｉ　ｊ″）から一
定の電圧を作る制御回路用電源回路２３と、この制御回
路用電源回路２３によって得られた電圧を電源として予
め設定されている周波数で発振し第４図に示す如く予め
設定されているデユーティ比のパルス信号を発生する発
振回路２４と、ゲートに印加された信号に基づいて前記
電源電圧をスイッチングするスイッチング用のＦＥＴ２
５と、このＦＥＴ２５によって得られたパルス電圧を変
圧するトランス２６と、このトランス２６の二次コイル
２６ａ側に介挿されるフライホイル用のダイオード２７
と、整流用のダイオード２８および平滑用のコンデンサ
２９を有し、前記トランス２６の二次コイル２６ｂ側に
得られたパルス電圧を整流平滑して出力電圧を生成しこ
れを負荷３１に供給する整流平滑回路３０と、この整流
平滑回路３０から出力される出力電圧と予め設定されて
いる基準電圧とを比較しその差に応じた誤差信号を生成
する電圧検出回路３２と、抵抗３３およびトランジスタ
３４を有し、前記電圧検出回路３２から出力される誤差
信号の値に応じて前記発振回路１５から出力されるパル
ス信号の電圧値を変更して前記ＦＥＴ２５のゲートに導
くスライス回路３５とを備えている。

そして、前記電源２ｏから出力される電源電圧をＦＥＴ
２５によってスイッチングしてパルス電圧を生成させ、
これをトランス２６によって変圧した後、整流平滑回路
３０によって整流平滑して出力電圧を生成させてこれを
出力電圧として出力させるとともに、電圧検出回路３２
によって前記出力電圧の値と基準電圧の値とを比較させ
てこれらが異なっているとき、その差に応じた誤差信号
を出力させてスライス回路３５により発振回路２４から
出力されるパルス信号の波高値を制御させてＦＥＴ２５
から出力されるパルス電圧の電圧値を変更させ前記出力
電圧の値を一定の値に保持させる。

このようにこの実施例においては、ＦＥＴ２５のスイッ
チング動作によって得られたパルス電圧をトランス２６
によって変圧するようにしているので、出力電圧を任意
に設定することができ、これによって電源２０から出力
される電源電圧が低いときでも、また高いときでも出力
電圧の値を一定にすることができる。

また、この実施例においては、上述した実施例同様に出
力電圧の値に応じてスライス回路３５を動作させて発振
回路２４から出力されるパルス信号の電圧値を制御して
ＦＥＴ２５から出力されるパルス電圧の電圧値を制御す
るようにしているので、上述した実施例と同様に回路を
簡素化することができ、これによって回路の信頼性を大
幅に向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、回路の信頼性を大
幅に向上させることができるとともに、電源電圧が低い
ときでも、また高いときでも出力電圧の値を一定の値に
保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスイッチングレギュレータの一実
施例を示すブロック図、第２図は第１図に示す発振回路
から出力されるパルス信号の一例を示す波形図、第３図
は本発明によるスイッチングレギュレータの他の実施例
を示すブロック図、第４図は第３図に示す発振回路から
出力されるパルス信号の一例を示す波形図、第５図は従
来から知られているスイッチングレギュレータの一例を
示すブロック図である。 １−・・電源 ５・・・スイッチング素子（ＦＥＴ） ８・・・平滑回路 １４・・・誤差検出回路 １５・・・発振回路 １８・・・レベル変換回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）予め設定されているデューティ比のパルス信号を
   生成する発振回路と、 制御端子に入力されたパルス信号に基づいて入力電圧を
   変調するスイッチング素子と、 このスイッチング素子の変調動作によつて得られたパル
   ス電圧を平滑して出力電圧を生成する平滑回路と、 この平滑回路から出力される出力電圧の値に基づいて前
   記発振回路から出力されるパルス信号のレベルを制御し
   て前記スイッチング素子の制御端子に供給するレベル変
   換回路と、 を備えたことを特徴とするスイッチングレギュレータ。