JPH0468860B2 - - Google Patents

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JPH0468860B2
JPH0468860B2 JP59141479A JP14147984A JPH0468860B2 JP H0468860 B2 JPH0468860 B2 JP H0468860B2 JP 59141479 A JP59141479 A JP 59141479A JP 14147984 A JP14147984 A JP 14147984A JP H0468860 B2 JPH0468860 B2 JP H0468860B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
output
voltage
circuit
base
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59141479A
Other languages
English (en)
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JPS6122756A (ja
Inventor
Kazukuni Kawakami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP14147984A priority Critical patent/JPS6122756A/ja
Publication of JPS6122756A publication Critical patent/JPS6122756A/ja
Publication of JPH0468860B2 publication Critical patent/JPH0468860B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は直流電源回路、とくに入力直流電圧を
所定の出力直流電圧に変換する直流電源回路に関
する。
背景技術 広範囲の値をとり得る入力直流電圧を所定の出
力直流電圧に変換する直流電源回路には従来、変
圧器を使用したフオワード型のものがある。これ
には、変圧器の1次巻線にトランジスタを直列に
接続し、このトランジスタを回路の出力電圧に応
じてたとえばパルス幅変調(PWM)にて導通制
御し、これによつて入力直流電圧の如何によらず
所定の直流出力電圧を2次巻線側に得るものがあ
る。これは、入力電圧のステツプアツプおよびス
テツプダウンの両機能を単一の、しかも比較的単
純な構成の回路で実現できる点が長所である。し
かし半面、変圧器からの漏洩磁束が周囲の電子回
路に雑音障害を発生させたり、また入出力間の電
源変換効率が低いなどの問題がある。
この問題を解決するために、変圧器の代りにチ
ヨークコイルを使用した直流電源回路が多く使用
されている。これは、チヨークコイルと直列にト
ランジスタを接続し、このトランジスタを出力電
圧に応じてPWM駆動し、これによつて入力電圧
のステツプアツプまたはステツプダウンを行なう
ものである。これは、チヨークコイルのフライバ
ツク特性を利用しているが、電源変換効率が高
く、漏洩磁束が少ない長所がある。
そのようなチヨークコイルを用いた直流電源回
路として従来、たとえば第2図に示すものがあ
る。これは、PWM回路10の出力12に発生す
るPWM信号に応動してトランジスタQ1および
Q2を交互にオンオフさせ、これによつてチヨー
クコイルLに流れる電流をトランジスタQ3で断
続させ、コイルLのフライバツク特性を利用して
出力電圧のステツプアツプを行なうものである。
回路の出力電圧は、抵抗R6およびR7を介して
比較器14でモニタされる。比較器14は、基準
電圧との差に応じた出力16を発生し、これによ
つてPWM回路10の発生するPWM信号12の
パルス幅が制御される。たとえば4〜8.5ボルト
程度の入力電圧から9ボルト程度の出力電圧を得
るものがある。
しかし、このようにトランジスタQ1およびQ
2を交互にオンオフさせるには、それらのベース
電流バイアス用の抵抗R1,R2およびR5の許
容範囲が非常に狭くなる欠点がある。たとえば信
号線12のPWM信号が高レベルのときに、トラ
ンジスタQ1を導通させないためには、抵抗R1
を小さくすればよい。しかし、PWM信号が低レ
ベルのときにトランジスタQ1とともに同Q2も
導通させるためには、抵抗R2も小さくしなけれ
ばならない。
一方、これらのトランジスタのスイツチングに
よる損失は、回路素子の発熱となつて現われる。
したがつて、たとえばトランジスタQ1が導通状
態から遮断状態に移行する際、そのコレクタ電流
がだらだらと尾を引くことは好ましくない。そこ
でコレクタ電流を鋭く立ち下らせるために、抵抗
R2は抵抗R5に対して十分に大きな値に選定し
なければならない。
これらの背反する条件を満足させるように各抵
抗の値を選定することは、設計上の余裕度を狭く
することになる。しかも実際の回路装置では、そ
れらの素子のばらつきを補償できるように、精度
の高い素子を使用しなければならない。このよう
な状況は、入力電圧が出力電圧に対して相対的に
広い範囲にわたつて変化する場合、たとえば前述
の例では4〜12ボルトにわたつて変化する場合な
どにとくに厳しくなり、事実上、このような回路
を使用することは困難になる。
目 的 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、
回路設計の余裕度が広く、したがつて精度の許容
範囲が広い回路素子を使用できる簡略な構成の直
流電源回路を提供することを目的とする。
発明の開示 本発明によれば、入力端子に与えられる入力直
流電圧を所定の出力直流電圧に変換して出力端子
に出力する直流電源回路は、入力端子と出力端子
の間に接続されたインダクタンス素子と、インダ
クタンス素子の出力側に接続されインダクタンス
素子の出力をスイツチングする第1のトランジス
タと、インダクタンス素子の入力側と第1の基準
電位との間に接続され第1のトランジスタのベー
ス電流を制御する第2および第3のトランジスタ
とを有し、第2および第3のトランジスタのコレ
クタ・エミツタ路は互いに直列に接続され、本回
路はさらに、出力直流電圧を第2の基準電位と比
較し、その比較結果に応じて第2のトランジスタ
のベースを駆動する駆動手段と、第3のトランジ
スタのベースにインダクタンス素子の入力側から
バイアス電流を供給するバイアス手段とを有する
ものである。
実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明による直流電源
回路の実施例を詳細に説明する。
第1図を参照すると、入力電圧VINを供給す
る、たとえば乾電池などの直流電源20が接続さ
れる入力端子22と、抵抗RLなどの他の利用回
路に出力電圧VOUTを提供する出力端子24との
間に、この例ではチヨークコイルLおよびダイオ
ードDが直列に、図示の極性で接続されている。
チヨークコイルLとダイオードDの接続点26
は、NPNトランジスタQ3のエミツタ・コレク
タ路を介して接地されている。
入力端子22はまた、抵抗R4,PNPトラン
ジスタQ1のエミツタ・コレクタ路、および
NPNトランジスタQ2のエミツタ・コレクタ路
を通して図示のように接地されている。トランジ
スタQ1のエミツタは、抵抗R5を通してそのベ
ースに接続され、ベースには、パルス幅変調回路
(PWM)回路10の出力端子12が接続されて
いる。
本実施例では、トランジスタQ1のエミツタが
抵抗R2およびコンデンサC11の並列接続を通
してトランジスタQ2のベースに接続されてい
る。このベースはまた、抵抗R3を通して接地さ
れている。
パルス幅変調回路10は、所定の繰返し周期の
矩形パルスを出力12に出力し、そのパルス幅は
制御入力端子16に印加される電圧に依存する。
つまり、制御入力16の電圧が正であれば出力1
2のパルス幅が広くなる。負であれば狭くなる。
制御端子16は比較器14の出力に接続され、
この比較器14の反転入力(−)には、本装置の
出力端子24に接続された抵抗R6およびR7か
らなる分圧器40の中点28が接続されている。
また、比較器14の非反転入力(+)には基準電
圧VREFが供給されている。
比較器14は、これら2つの入力端子の電圧を
比較し、反転入力(−)の電圧が非反転入力
(+)の電圧より低いとき、すなわち本装置の出
力端子24に接続された分圧器40の中点28の
電圧が基準電圧VREFより低いときは、本実施例で
はその出力16に正の電圧を出力する。また、中
点28の電圧が基準電圧VREFより高いときは、そ
の出力16に負の電圧を出力する。したがつて、
変調器10の出力12から出力される矩形パルス
の幅は、前者の場合は拡大し、後者の場合は減少
することになる。
本実施例では使用状態において、たとえば、入
力端子に定格出力電圧4ボルトの乾電池が電源2
0として接続可能であり、その場合に出力端子2
4には定格電源電圧として9ボルトを必要とする
利用装置が接続される。
第2図に示す従来の回路構成と比較すればわか
るように、本実施例では、トランジスタQ2のベ
ース電流がトランジスタQ1のエミツタ側から、
トランジスタQ1のベース電流とは独立に供給さ
れる。つまり、トランジスタQ1のエミツタ30
から抵抗R2を通して供給される電流が、抵抗R
3とトランジスタQ2のベースとの間で分流され
る。したがつて、トランジスタQ2のベースのバ
イアス電流は、抵抗R2およびR3の値を選択す
ることによつて抵抗R5とは独立に決定できる。
また、トランジスタQ1のベース電流バイアスも
抵抗R5を選択することによつて、他の要素とは
独立に決定できる。
たとえば、変調回路10の出力12が低レベル
のときに、トランジスタQ1を十分に導通させる
ためには、抵抗R5の値を大きくすればよい。出
力12が高レベルのとき、トランジスタQ2を十
分に導通させるためには、抵抗R2の値を抵抗R
3に比べて低く設定するのが有利である。本実施
例ではこれらの抵抗値の設定は、トランジスタQ
1およびQ2についてそれぞれ独立に決定でき
る。
前述のように、これらのトランジスタのスイツ
チングによる損失は、回路素子の発熱となつて現
われるが、たとえばトランジスタQ1が導通状態
から遮断状態に移行する際、そのコレクタ電流の
立下りを鋭くするのが有利である。そのために
は、抵抗R2の値を抵抗R5に対して十分に大き
く設定する。しかし、本実施例では、前述のよう
に第2図に示す従来回路と異なり、トランジスタ
Q2のベース電流を抵抗R2およびR3によつて
独立に決めることができるので、このような抵抗
R2の値を抵抗R5に対して十分に大きく設定す
る条件を十分な許容範囲をもつて満足させること
ができる。
動作状態では、変調回路10の出力12が低レ
ベルになると、トランジスタQ1が導通する。こ
れによつてトランジスタQ3のベースに電流が供
給され、トランジスタQ3を導通させるととも
に、トランジスタQ1のエミツタ電位を低下させ
る。このエミツタ電位の低下は、トランジスタQ
2のベース電流を減少させ、トランジスタQ2の
ベースバイアス電流が減少する。したがつてトラ
ンジスタQ2が非導通となる。
変調回路10の出力12が高レベルになると、
トランジスタQ1が遮断する。これによつてトラ
ンジスタQ3のベース電流が絶たれ、トランジス
タQ3を非導通にするとともに、トランジスタQ
1のエミツタ電位を上昇させる。このエミツタ電
位の上昇は、トランジスタQ2のベース電流を増
大させ、トランジスタQ2のベースには十分なバ
イアス電流が供給される。したがつてトランジス
タQ2が導通する。このようにして、トランジス
タQ1およびQ2が交互に導通し、これに応動し
てトランジスタQ3がオンオフを繰り返し、チヨ
ークコイルLによる入力電圧のステツプアツプが
行なわれる。
なお上述の実施例では、トランジスタQ1およ
びQ2をパルス幅変調(PWM)で駆動していた
が、本発明は必ずしもこれに限られるものではな
く、たとえばパルス数変調、あるいは周波数変調
なども有利に適用される。
効 果 このような本発明による直流電源回路は、変圧
器を使用していないので漏洩磁束によつて周囲の
回路10に障害を与えることがない。しかも、回
路設計の余裕度が広く、したがつて精度の許容範
囲が広い回路素子を使用でき、構成が簡略であ
る。この場合、駆動手段にて第2のトランジスタ
をオフとして第1のトランジスタをオフとした際
に、バイアス手段にて第3のトランジスタをオン
として第1のトランジスタのベースに蓄積された
電荷を引き抜くので、第1のトランジスタのコレ
クタ電流を急速に遮断させることができ、この第
1のトランジスタに残留して流れるコレクタ電流
による損失を少なくすることができる。この結
果、回路素子の発熱を防止させて効率の高い回路
を構成することができる。また、この場合、比較
手段からの比較電圧を受けた駆動手段が第2のト
ランジスタのみを駆動すればよいので、駆動手段
を簡略な構成で実現することができ、さらに、第
3のトランジスタのオン/オフ制御が駆動手段の
駆動電位によらず第2のトランジスタのエミツタ
を介してバイアス手段にて駆動されるので、第2
のトランジスタがオフとなつた場合に第3のトラ
ンジスタを確実にオンとして第1のトランジスタ
の電荷の引き抜きを的確に行うことができる。さ
らに、この場合、第2のトランジスタと第3のト
ランジスタが独立して駆動されるので、第2のト
ランジスタと第3のトランジスタの特性にばらつ
きがあつてもバイアス手段の定数を変更すること
ができるので、精度の許容範囲が広い回路素子を
両トランジスタに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による直流電源回路の実施例を
示す回路図、第2図は従来技術による直流電源回
路の例を示す回路図である。 主要部分の符号の説明、10……パルス幅変調
回路、14……比較器、L……チヨークコイル、
Q1〜Q3……トランジスタ、R2〜R7……抵
抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力端子に与えられる入力直流電圧を所定の
    出力直流電圧に変換して出力端子に出力する直流
    電源回路において、該回路は、 前記入力端子と出力端子との間に接続されたイ
    ンダクタンス素子と、 該インダクタンス素子の出力側に接続され、該
    インダクタンス素子の出力をスイツチングする第
    1のトランジスタと、 前記インダクタンス素子の入力側と前記第1の
    トランジスタのベースとの間に接続されて該第1
    のトランジスタのオン/オフ制御を行う第2のト
    ランジスタと、 該第2のトランジスタと第1の基準電位との間
    に接続され、第2のトランジスタとの間の接続点
    が前記第1のトランジスタのベースに接続され
    て、該第1のトランジスタのオフ時にベース電流
    を第1の基準電位側に引き抜く第3のトランジス
    タとを有し、該回路はさらに、 前記出力直流電圧を第2の基準電位と比較し、
    その比較結果に応じて比較電圧を出力する比較手
    段と、 前記比較電圧に基づいて前記第2のトランジス
    タを駆動して、該第2のトランジスタに前記第1
    のトランジスタのオン/オフ制御を行わせる駆動
    手段と、 前記インダクタンス素子の入力側から前記第2
    のトランジスタのエミツタを介して前記第3のト
    ランジスタのベースに接続され、前記第2のトラ
    ンジスタがオフとなつて前記第1のトランジスタ
    をオフとしている際に、前記第3のトランジスタ
    を駆動させるように設定されたバイアス手段とを
    有することを特徴とする直流電源回路。
JP14147984A 1984-07-10 1984-07-10 直流電源回路 Granted JPS6122756A (ja)

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JP14147984A JPS6122756A (ja) 1984-07-10 1984-07-10 直流電源回路

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JPS6122756A JPS6122756A (ja) 1986-01-31
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI85633C (fi) * 1989-05-08 1992-05-11 Telenokia Oy Spaenningsfoerhoejningsregulator.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59201678A (ja) * 1983-04-30 1984-11-15 Sharp Corp スイツチングレギユレ−タ

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JPS59201678A (ja) * 1983-04-30 1984-11-15 Sharp Corp スイツチングレギユレ−タ

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