JPH0434584Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、スイツチングレギユレータなどに
設けられたパワートランジスタを駆動するパワー
トランジスタの駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、スイツチングレギユレータなどには高耐
圧のバイポーラトランジスタまたは電界効果トラ
ンジスタからなるスイツチング用半導体素子が設
けられ、これらのトランジスタの高周波スイツチ
ングにより、入力直流の交流変換などが行なわれ
る。

ところで、この種のパワートランジスタを高周
波スイツチングする際は、動的飽和電圧から完全
な飽和電圧に至るまでの時間が長くなる程、損失
が多くなり、とくにスイツチングレギユレータな
どの場合、装置の電力損失が大きくなつて効率が
低下し、スイツチング周波数を高くすることが困
難になるなどの種々の不都合が生じるため、この
種のパワートランジスタを駆動して高周波スイツ
チングする際は、順バイアスによつてオフからオ
ンに反転するときに、たとえばコレクタ・エミツ
タ間電圧V_CEをいかに速く完全な飽和電圧に至ら
せるかが重要な問題になる。

そこで、この種のパワートランジスタを駆動し
て高周波スイツチングさせる従来のパワートラン
ジスタの駆動装置は、順、逆バイアス用トランジ
スタを用いて第３図および第４図に示すように構
成されている。

まず、第３図において、１は直流電源、２はエ
ミツタが電源１の負端子に接続されベースへの高
周波スイツチング信号によりオン、オフする
NPN型のインバータ用トランジスタ、３は出力
トランスであり、両端が電源１の正端子およびト
ランジスタ２のコレクタに接続された１次巻線３
ａと、たとえば２個の２次巻線３ｂ，３ｃとから
なる。

REa，REbは入力端子が両２次巻線３ａ，３ｂ
に接続された直流電源部としての２個の整流部、
Da，Dbは入力端子が両整流部REa，REbの出力
端子に接続され制御入力端子が図外の制御部に接
続された２個の駆動回路、TMa，TMbは２個の
パワートランジスタモジユールであり、ベース、
エミツタが、シールド線またはツイストペア線か
らなる接続線ｌによりそれぞれ駆動回路Da，Db
に接続されている。

つぎに、整流部REa、駆動回路Daおよびパワ
ートランジスタモジユールTMaの詳細な構成を
示す第４図について説明する。

同図において、４，５はアノードが２次巻線３
ｂの一端および他端に接続されカソードが互いに
接続された第１、第２ダイオード、６，７はカソ
ードが２次巻線３ｂの一端、他端に接続されアノ
ードが互いに接続された第３、第４ダイオード、
８，９は２個の平滑用コンデンサであり、それぞ
れ第１ダイオード４のカソード、２次巻線３ｂの
中間タツプｔ間、および中間タツプｔ、第３ダイ
オード６のアノード間に設けられており、各ダイ
オード４〜７および両コンデンサ８，９により、
直流電源部としての整流部REaが構成されてお
り、第１、第２ダイオード４，５のカソードが正
端子（＋）、第３、第４ダイオード６，７のアノ
ードが負端子（−）となる。

１０，１１は正、負端子（＋）、（−）間に直列
接続された順、逆バイアス用トランジスタであ
り、トランジスタ１０がPNP型のトランジスタ
からなるとともにトランジスタ１１がNPN型の
トランジスタからなり、トランジスタ１０，１１
のエミツタが正、負端子（＋）、（−）それぞれに
接続され、トランジスタ１０のコレクタが通常バ
イアス用の抵抗１２を介してトランジスタ１１の
コレクタに接続されている。

１３は発光ダイオード１４およびフオトトラン
ジスタ１５からなる駆動部であり、入力端子であ
る発光ダイオード１４の両端が図外の制御信号出
力部の出力端子１６ａ，１６ｂに接続され、発光
ダイオード１４に、論理１（以下“１”と称する）
のレベルと論理０（以下“０”と称する）のレベ
ルとに交互に変化する高周波スイツチングの制御
信号が入力される。

１７，１８は入力端子が駆動部１３の出力端子
であるフオトトランジスタ１５のコレクタに接続
され、駆動部１３の出力信号の論理を反転する第
１、第２インバータ、１９，２０は両インバータ
１７，１８の出力端子とトランジスタ１０，１１
のベースとの間それぞれに設けられたベース入力
用の２個の抵抗、２１，２２はトランジスタ１
０，１１のベース、エミツタ間それぞれに設けら
れたベースバイアス用の２個の抵抗、２３，２４
は直列接続されたコンデンサおよび抵抗１２より
低インピーダンスの過渡エミツタバイアス用の抵
抗であり、抵抗１２に並列に接続されている。

このとき、両トランジスタ１０，１１、駆動部
１３、両インバータ１７，１８、各抵抗１９〜２
２，２４、コンデンサ２３により駆動回路Daが
構成されている。

２５，２６はダーリントン接続されたNPN型
の２個のパワートランジスタであり、一方のトラ
ンジスタ２５のコレクタ、ベースに他方のトラン
ジスタ２６のコレクタ、エミツタがそれぞれ接続
されるとともに、トランジスタ２６のベースが接
続線ｌを介してトランジスタ１０，１１の接続点
Ｐに接続され、かつトランジスタ２５のエミツタ
が接続線ｌを介して２次巻線３ｂの中間タツプｔ
に接続されるとともに、トランジスタ２６のエミ
ツタ、ベースに逆バイアス用のダイオード２７の
アノード、カソードがそれぞれ接続されており、
両トランジスタ２５，２６、ダイオード２７によ
り、パワートランジスタモジユールTMaが構成
されている。

このとき、トランジスタ２６のベースがパワー
トランジスタモジユールTMaの制御端子を形成
するとともに、トランジスタ２５のコレクタ、エ
ミツタがパワートランジスタモジユールTMaの
１対の出力端子を形成し、トランジスタ２５のコ
レクタ、エミツタが、たとえばスイツチングレギ
ユレータの１対のインバータ端子などにそれぞれ
接続される。

なお、第３図における整流部REb、駆動回路
Db、パワートランジスタモジユールTMbも第４
図と同様に構成されている。

そして、発光ダイオード１４への制御信号のレ
ベルがトランジスタ１１のオンレベル、すなわち
“１”のレベルであれば、このときトランジスタ
１０がオフするとともにトランジスタ１１がオン
し、トランジスタ１１のオンにより、２次巻線３
ｂの中間タツプｔからトランジスタ２５のエミツ
タ、コレクタ、ダイオード２７、接続点Ｐ、トラ
ンジスタ１１のコレクタ、エミツタを介して負端
子（−）に電流が流れ、パワートランジスタモジ
ユールTMaのベースが逆バイアスに制御されて
パワートランジスタモジユールTMaがオフ状態
となり、パワートランジスタモジユールTMaの
V_CEは比較的高い電圧に保持される。

つぎに、発光ダイオード１４への制御信号のレ
ベルがトランジスタ１０のオンレベル、すなわち
“０”のレベルに変化すると、このときトランジ
スタ１０のベース電圧が直ちにオンレベルに変化
するとともに、トランジスタ１１のベース電圧が
直ちにオフレベルに変化する。

そしてトランジスタ１０がオンすると、コンデ
ンサ２３が充電されるまでの短期間だけ、正端子
（＋）からトランジスタ１０のエミツタ、コレク
タ、コンデンサ２３、抵抗２４、トランジスタ２
６のベース、エミツタおよび、トランジスタ２５
のベース、エミツタを介して中間タツプｔに電流
が流れ、このとき抵抗２４のインピーダンスが低
いため、パワートランジスタモジユールTMaの
ベースに大電流のベース電流が供給され、パワー
トランジスタモジユールTMaが大電流のベース
電流によつて順バイアスされ、該順バイアスのオ
ーバドライブによつてパワートランジスタモジユ
ールTMaがオフからオンに反転し、パワートラ
ンジスタモジユールTMaのV_CEが完全な飽和電圧
に低下し始める。

さらに、コンデンサ２３の充電が終了すると、
トランジスタ１０のコレクタ電流が抵抗１２、接
続点Ｐを介してパワートランジスタモジユール
TMaのベースに流れ始め、このとき抵抗１２の
インピーダンスが抵抗２４のインピーダンスより
大きく、パワートランジスタモジユールTMaの
ベース電流が前記大電流から通常のオンバイアス
の電流に減少変化する。

つぎに、発光ダイオード１４への制御信号のレ
ベルが“０”から“１”に変化すると、このとき
中間タツプｔからトランジスタ２５、ダイオード
２７、接続点Ｐ、トランジスタ１１を介して負端
子（−）に電流が流れ、パワートランジスタモジ
ユールTMaのベースに逆バイアス電流が流れ、
パワートランジスタモジユールTMaが逆バイア
スに制御されてオフする。

従つて、パワートランジスタモジユールTMa
は、オフからオンに反転するときに大きな順バイ
アスのベース電流によつてオーバドライブされ、
オンからオフに反転するときに逆バイアスされる
ことになる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、前記したパワートランジスタ駆動装
置の場合、整流部REa，REbそれぞれと駆動回路
Da，Dbそれぞれとが、通常各々１枚のプリント
基板に組み込まれるため、たとえばパワートラン
ジスタモジユールTMa，TMbのトランジスタが
破損すると、とくにトランジスタ１１に過大電圧
が加わつて破損することがあり、トランジスタ１
１が破損した場合には、整流部REa，REb等の他
の正常な回路部品も含めて基板ごと新たに交換し
なければならず、非常に無駄であり、高価になる
という問題点がある。

さらに、駆動回路Da，Dbそれぞれとパワート
ランジスタモジユールTMa，TMbそれぞれと
が、各々シールド線またはツイストペア線からな
る接続線ｌにより接続され、かつノイズが侵入し
ないように遮蔽されているが、遮蔽効果は完全と
は言えず、駆動回路Da，Dbがノイズにより誤動
作する可能性がある。

そこで、この考案では、順、逆バイアス用トラ
ンジスタおよび駆動部を１個のパツケージに収納
し、直流電源部、パワートランジスタモジユール
から分離し、かつ両バイアス用トランジスタ、駆
動部のパツケージを、接続線ではなくコネクタを
用いてパワートランジスタモジユールに接続する
ようにし、交換部品の無駄をなくし、ノイズの影
響を防止することを技術的課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そして、前記した従来技術の問題点を解決する
ための手段を、実施例に対応した第１図および第
２図を用いて説明する。

すなわち、この考案では、パワートランジスタ
モジユールTMaに制御端子に接続された第１の
コネクタ２８を一体に形成し、パツケージ３０
に、順、逆バイアス用トランジスタ１０，１１の
直列回路と、入力端子への制御信号のレベル変化
による駆動信号を前記両バイアス用トランジスタ
１０，１１のベースに交互に出力する駆動部１３
とを収納し、前記パツケージ３０に、前記直列回
路の両端に接続され外部の直流電源部として整流
部REaの正、負端子（＋）、（−）に接続された第
１の接続端子３１，３２と、前記駆動部１３の入
力端子に接続され前記制御信号を出力する制御信
号出力部に接続された第２の接続端子３３，３４
とを設けるとともに、 前記パツケージ３０に、前記両バイアス用トラ
ンジスタ１０，１１の接続点Ｐに接続され、前記
第１のコネクタ２８に着脱自在に装着された第２
のコネクタ３１を一体に形成している。

〔作用〕

したがつて、この考案によると、パツケージ３
０に両バイアス用トランジスタ１０，１１の直列
回路および駆動部１３が収納されて整流部REa、
パワートランジスタモジユールTMaから回路的
に分離され、前記直列回路および駆動部１３それ
ぞれが、パツケージ３０に設けられた第１、第２
の接続端子３１，３２および３３，３４を介して
整流部REaおよび前記制御信号出力部に接続され
る。

さらに、パツケージ３０に形成された第２のコ
ネクタがパワートランジスタモジユールTMaに
形成された第１のコネクタ２８に着脱自在に装着
され、両バイアス用トランジスタ１０，１１の接
続点ＰとパワートランジスタモジユールTMaの
制御端子とが接続線を介さずに直接接続される。

そして、バイアス用トランジスタ１０、１１が
破損した場合、パツケージ３０のみを取り換えれ
ばよく、従来のように、整流部REaを含め、プリ
ント基板ごと交換する必要がなく、多数の正常な
回路部品をも一緒に交換する必要がなくなり、交
換部品の無駄が低減され、しかも両バイアス用ト
ランジスタ１０，１１とパワートランジスタモジ
ユールTMaとの間におけるノイズの侵入を容易
に防止し得る。

〔実施例〕

つぎに、この考案を、その１実施例を示した第
１図および第２図とともに詳細に説明する。な
お、以下の説明は一方の整流部REa、駆動回路
Da、パワートランジスタモジユールTMaに適用
した場合についてのみ説明しているが、他方につ
いても同様に適用し得るものである。

それらの図面において、第４図と同一記号は同
一もしくは相当するものを示し、２８，２９はパ
ワートランジスタモジユールTMaのケースにそ
れぞれ一体に形成され、制御端子であるトランジ
スタ２６のベースおよびアース端子であるトラン
ジスタ２５のエミツタにそれぞれ接続された第１
のコネクタとしての第１、第２コネクタ、３０は
駆動回路Daを収納したパツケージであり、第１
図には示されていないが、底面に接続点Ｐに接続
された第２のコネクタとして第３コネクタおよび
アース用第４コネクタが一体に形成され、前記第
３、第４コネクタが第１、第２コネクタ２８，２
９に着脱自在に装着される。

３１，３２はパツケージ３０に設けられ両トラ
ンジスタ１０，１１のエミツタにそれぞれ接続さ
れ、接続線ｌにより正、負端子（＋）、（−）にそ
れぞれ接続された２個の第１の接続端子、３３，
３４はパツケージ３０に設けられ駆動部１３の入
力端子である発光ダイオード１４の両端に接続さ
れ、接続線ｌにより前記制御信号出力部の出力端
子１６ａ，１６ｂに接続された２個の第２の接続
端子、３５はパツケージ３０に設けられ前記第４
コネクタに接続され、接続線ｌを介して中間タツ
プｔに接続された第３の接続端子である。

したがつて、前記実施例によると、パツケージ
３０に両バイアス用トランジスタ１０，１１およ
び駆動部１３を収納したため、バイアス用トラン
ジスタ１０，１１が破損した場合、パツケージ３
０のみを取り換えればよく、従来のように、整流
部REaを含め、プリント基板ごと交換する必要が
なく、多数の正常な回路部品を一緒に交換する必
要がなくなり、交換部品の無駄を低減することが
できる。

さらに、両バイアス用トランジスタ１０，１１
の接続点Ｐとパワートランジスタモジユール
TMaの制御端子とを、接続線ではなくコネクタ
により直接接続したため、接続点Ｐ、パワートラ
ンジスタモジユールTMa間におけるノイズの侵
入を容易に防止でき、両バイアス用トランジスタ
１０，１１の動作のノイズによる影響を従来に比
べて軽減できる。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案のパワートランジスタ
駆動装置によると、パツケージに両バイアス用ト
ランジスタおよび駆動部を収納したため、バイア
ス用トランジスタが破損した場合、パツケージの
みを取り換えればよく、従来のように整流部を含
め、プリント基板ごと交換する必要がなく、多数
の正常な回路部品を一緒に交換する必要がなくな
り、交換部品の無駄を低減することができる。

さらに、両バイアス用トランジスタの接続点と
パワートランジスタモジユールの制御端子とを、
接続線ではなくコネクタにより直接接続したた
め、前記接続点、パワートランジスタモジユール
間におけるノイズの侵入を容易に防止でき、両バ
イアス用トランジスタの動作のノイズによる影響
を従来に比べて軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの考案のパワートラン
ジスタ駆動装置の１実施例を示し、第１図は外観
の分離斜視図、第２図は結線図、第３図は従来例
のブロツク図、第４図は第３図の一部の結線図で
ある。 REa……整流部、１０，１１……順、逆バイア
ス用トランジスタ、１３……駆動部、TMa……
パワートランジスタモジユール、２８……第１コ
ネクタ、３１，３２……第１の接続端子、３３，
３４……第２の接続端子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 パワートランジスタモジユールに制御端子に接
   続された第１のコネクタを一体に形成し、 パツケージに、順、逆バイアス用トランジスタ
   の直列回路と、入力端子への制御信号のレベル変
   化による駆動信号を前記両バイアス用トランジス
   タのベースに交互に出力する駆動部とを収納し、 前記パツケージに、前記直列回路の両端に接続
   され外部の直流電源部の正、負端子に接続された
   第１の接続端子と、前記駆動部の入力端子に接続
   され前記制御信号を出力する制御信号出力部に接
   続された第２の接続端子とを設けるとともに、 前記パツケージに、前記両バイアス用トランジ
   スタの接続点に接続され、前記第１のコネクタに
   着脱自在に装着された第２のコネクタを一体に形
   成したパワートランジスタ駆動装置。