JPH0468863B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 この発明は、例えばテレビジヨン受像機等に用
いて好適なスイツチング電源回路の駆動回路に関
する。 背景技術とその問題点 斯の種、駆動回路としては従来種々のものが提
案されているが、第１図及び第２図、夫々その一
例である。即ち、第１図では、交流電圧を整流し
た直流電圧が供給される入力端子１を平滑用コン
デンサ２を介してパワーチヨークコイル３の一端
に接続し、このチヨークコイル３の他端を磁束制
御用直交出力トランス４の１次巻線４ａ及びスイ
ツチングトランジスタ５のコレクタ−エミツタ路
を介して接地する。またトランジスタ５のベース
−エミツタ間にアノード側がエミツタ側を向くよ
うにしてベースクランプダイオード６を接続し、
更にこのトランジスタ６のベースを発振起動用抵
抗器７を介してコンデンサ２の一端（＋側）に接
続する。また抵抗器７とトランジスタ６のベース
との間に直列関係に配されたコンデンサ８、イン
ダクタ９及び抵抗器１０から成る直列共振回路の
一側を接続し、そしてこの直列共振回路の他側を
パワーチヨークコイル３と電磁誘導的に配された
励振巻線１１を介して接地する。 またトランジスタ５のコレクタ−ベース間にダ
ンパダイオード１２及び共振コンデンサ１３を並
列接続する。更にトランス４の２次巻線４ｂの両
端に共振コンデンサ１４を接続すると共に、この
コンデンサ１４の各端に整流ダイオード１５，１
６のアノード側を接続する。そしてこれらダイオ
ード１５，１６のカソード側を共通接続した後平
滑用コンデンサ１７の一端に接続し、このコンデ
ンサ１７の他端を接地して、その両端に所定の直
流出力電圧E₀を得るようにする。またダイオー
ド１５，１６のアノード側の共通接続点を磁束制
御回路としてのアンプ１８の入力側に接続し、こ
のアンプ１８の出力をトランス４に設けられた制
御巻線４ｃに供給するようにする。なお、トラン
ス４の２次巻線４ｂの中間部はタツプを介して接
地されている。 また、第２図は、上述した第１図の励振巻線１
１がパワーチヨークコイル３側に巻装されたのに
対し、ここでは、トランス４側に巻装された場合
である。即ちコンデンサ８、インダクタ９及び抵
抗器１０から成る直列共振回路の他側に接続され
た励振巻線１１をトランス４の１次側にその１次
巻線４ａと電磁誘導的に配するわけである。その
他の構成は第１図の場合と同様である。 斯る構成の従来回路の場合、第１図の回路は、
コンデンサ８の容量をC_B、インダクタ９のイン
ダクタンスをL_Bとすると、

【式】 で実質的に決定される自励発振周波数f₀が入力電
圧、或いは負荷の変化に伴なつて変動しないが、
第２図の回路は変動する不都合がある。また、第
１図及び第２図のいずれの回路の場合も、次のよ
うな欠点がある。即ち、負荷が軽負荷状態或いは
開放時にパワーチヨークコイル３とトランス４の
１次巻線４ａに誘起する励振巻線１１への電圧が
大きいため、トランジスタ５等を含むコンバータ
回路がオーバードライブの状態で駆動されるため
に、コンバータ回路のスイツチング損失が大きく
なり、自励発振が異常な状態に陥らないようにダ
ンパーダイオード１２を設ける必要がある。ま
た、励振巻線の巻数が通常１ターンで最少な巻数
であるために、自励発振周波数f₀をより高周波と
して設計する場合には、パワーチヨークコイルの
巻数及びトランス４の１次巻線４ａの巻数が減少
するため励振電圧が増大してダンピング用の抵抗
器１０を大きくしなければならないために電力損
失が大となり、部品も大型になる等の不都合があ
る。 発明の目的 この発明は、斯る点に鑑みてなされたもので、
ダンパダイオードが不要になると共に、ダンピン
グ抵抗器における電力損失を小としてその部品の
小型化を達成することができるスイツチング電源
回路の駆動回路を提供するものである。 発明の概要 この発明は、制御巻線２０ｂに流す直流電流に
応じてインピーダンスが可変する磁束制御用トラ
ンス２０の１次コイル２０ａと、絶縁用コンバー
タトランス２１の１次コイル２１ａと、スイツチ
ング素子５が直列関係に配されたスイツチング電
源において、直列回路の両端に非安定な直流電圧
が印加され、磁束制御用トランス２０の被制御巻
線２０ａと直列に励振トランス２１，２２の１次
巻線２１ａ，２２ａを接続し、この励振トランス
２１，２２の２次巻線１１，２２ｂの一端は接地
し、この励振トランス２１，２２の２次巻線１
１，２２ｂの他端を抵抗器１０及びコンデンサ８
の直列回路を介してスイツチング素子５の制御電
極に正帰還して自励発振を行うと共に、コンデン
サ８と実効的に直列に挿入されるインダクタンス
成分９，２１ａ，２２ｂで共振回路を形成し、こ
の共振回路により上記自励発振の発振周波数を特
定周波数に規定するようにしたことにより、磁束
制御用トランスと直列関係に配された絶縁用コン
バータトランスの１次側励磁電流に比例した励振
電圧が誘起され、コンバータ回路が軽負荷或いは
負荷開放の状態でも最適に励振することが可能と
なり、スイツチング素子の発熱が低下し、同時に
発振の異常動作モードが解消してダンパダイオー
ドが削除され、ベースクランプダイオードを介し
てダンパ電流を分流することが可能となる。ま
た、高周波化で設計する場合でも、励振用のイン
ダクタの巻数を増大、またこのインダクタの磁心
断面積を減少して設計すれば、ダンピング抵抗器
の値をかなり小さく、例えば1Ω以下に選定する
ことができ、もつて電力損失が低減されて設計の
自由度が増大する。更に軽負荷時のスイツチング
素子の電力損失の低減と信頼性の向上、構成部品
点数の低減、使用するトランスのピン数の低減等
が可能となり、設計の自由度に寄与できる。 実施例 以下、この発明の一実施例を第３図〜第８図に
基づいて詳しく説明する。 第３図はこの発明が適用される基本的な回路構
成を示すもので、第１図及び第２図の回路では、
トランス４に設けられた制御巻線４ｃに流れる電
流を制御するのに、トランス４の２次側に得られ
る全波整流された直流出力電圧をアンプ１８を介
して供給するようにしてたが、ここではパワーチ
ヨークコイル３の代りに例えば可飽和リアクタト
ランスを用いた磁束制御型トランス２０を設け、
またトランス４の代りに絶縁用コンバータトラン
ス２１を設け、トランス２０の被制御巻線２０ａ
をコンデンサ２の一端とトランス２１の１次巻線
２１ａの一端の間に接続し、その制御巻線２０ｂ
をアンプ１８の出力側に接続して、制御巻線２０
ｂにトランス２１の２次側に得られる半波整流さ
れた直流出力電圧をアンプ１８を通して供給し、
制御巻線２０ｂを流れる電流を制御するようにす
る。また、トランス２１の１次巻線２１ａの他端
はトランジスタ５のコレクタ側に接続される。そ
し、その２次側は、２次巻線２１ｂの両端に並列
共振用コンデンサ１４を接続し、そしてコンデン
サ１４の他側を接地し、一側を整流ダイオード１
５を介して平滑用コンデンサ１７の一側に接続
し、他側を接続してこのコンデンサ１７の両端に
半波整流された所定の直流出力電圧E₀を得るよ
うにする。 そして、この直流出力電圧の誤差分をアンプ１
８で検出してトランス２０の制御巻線２０ｂに供
給してその制御電流を制御し、トランス２１の１
次側励振電流I₁を制御するようにする。 また、この場合の自励発振回路は、トランス２
１に励振巻線１１を巻装して直流共振回路を形成
する抵抗器１０、インダクタ９及びコンデンサ８
を介してスイツチングトランジスタ５のベース側
に接続して構成する。そして、この時の自励発振
周波数も実質的にコンデンサ８及びインダクタ９
によつて決定される。このインダクタ９は例えば
第４図に示すような構造のものが使用される。 いま、励振巻線１１に第５図Ａに示すような励
振誘起電圧E_Bが発生すると、インダクタ９等の
直列共振回路には第５図Ｂに示すような共振電流
I_BOが流れ、スイツチングトランジスタ５のベー
ス側には第５図Ｃに示すようなベース電流I_Bが流
れ、この結果そのコレクタ側には第５図Ｄに示す
ようなコレクタ電流I_cが流れる。また、この時ベ
ースクランプダイオード６には第５図Ｅに示すよ
うな電流I_DBが流れ、一方スイツチングトランジ
スタ５のコレクタ−エミツタ間に接続されたダン
パダイオード１２には第５図Ｆに示すような電流
I_DDが流れる。 ところで、この第３図の回路構成の場合には、
上述した第２図の回路の場合と同様に入力電圧の
変化、負荷の変動に伴なつて自励発振周波数が変
動し、特に軽負荷、負荷開放の状態でコンバータ
回路のスイツチングトランジスタ５がオーバード
ライブで駆動されるため電力損失が多く、また負
荷短絡時に励振巻線１１に誘起する励振用パルス
電圧が低下するためコンバータ回路はアンダード
ライブとなり、電力損失が増大し、発振の異常動
作を防止するためにやはりダンパーダイオード１
２が必要である。更に第１図及び第２図と同様に
高周波化して設計する場合、励振巻線の巻数を１
ターンと制約されるためダンピング用の抵抗器１
０の値が大きくなり、結果として、電力損失の増
大と抵抗器１０の体積が増大する欠点がある。 そこで、この発明では、第６図に示すように、
トランス２０の被制御巻線２０ａ側に励振トラン
ス２２を設け、その１次巻線２２ａの一端をコン
デンサ２の一端（＋側）に接続し、その他端を被
制御巻線２０ａに接続し、この１次巻線２２ａを
励振巻線とする。また励振トランス２２の２次巻
線２２ｂを上述の時定数インダクタと同様のコア
に巻装し、これを直列共振回路時定数用インダク
タとして兼用するようにする。従つてこの場合、
２次巻線２２ｂの一端は接地され、その他端は抵
抗器１０、コンデンサ８を介してスイツチングト
ランジスタ５のベース側に接続される。尚、この
励振トランス２２は閉磁路のＵ字型コアを結合し
て同様に構成してもよい。その他の回路構成は第
３図と同様である。 いま、励振トランス２２の１次側に第７図Ａに
示すような誘起電圧E_Bが発生すると、インダク
タとしての２次巻線２２ｂ等を含む直列共振回路
には第７図Ｂに示すような共振電流I_BOが流れ、
スイツチングトランジスタ５のベース側には、第
７図Ｃに示すようなベース電流I_Bが流れ、そのコ
レクタ側には第７図Ｄに示すようなコレクタ電流
I_Cが流れる。このコレクタ電流I_Cは正より負に変
移する時に急峻に変化していることに注目された
い。これにより電力損失の軽減に寄与しているわ
けである。また、この時ベースクランプダイオー
ド６には、第７図Ｅに示すような電流I_DBが流れ
る。 そして、この場合トランス２１の１次側励振電
流I₁に比例して励振電圧が誘起するので、コンバ
ータ回路が軽負荷或いは負荷開放の状態でも最適
に励振することが可能となり、スイツチングトラ
ンジスタ５の発熱量が低下し、同時に発振の異常
動作モードが解消するので、第３図の回路で用い
られたようなダンパーダイオード１２は不要とな
る。 このようにして、トランス２１の１次側励磁電
流I₁から励振電圧E_Bを検出してトランス結合でト
ランス２２の２次巻線２２ｂ側に電圧を誘起して
励振回路を構成すると、コンバータ回路の励振が
適正となつて、軽負荷時のスイツチング損失が低
減することになる。 尚、この際の励振トランス２２としては例えば
第８図に示すようなものが使用され、第８図Ａは
ドラムコアを用いた場合、第８図ＢはＵ字形コア
を用いた場合である。 発明の効果 上述のごとく、従来は磁束制御用トランス或い
はこれと直列接続されたトランス（パワーチヨー
クコイル）に励振巻線を巻装してその誘起電圧か
ら直列共振回路を介してコンバータ回路のスイツ
チングトランジスタを駆動するようにしていたの
で、軽負荷或いは負荷開放時にコンバータ回路が
オーバドライブ状態となり、異常発振となりやす
く、コンバータ回路の電力損失の増大と共に不安
定な状態があつたが、この発明では、制御巻線２
０ｂに流す直流電流に応じてインピーダンスが可
変する磁束制御用トランス２０の１次コイル２０
ａと、絶縁用コンバータトランス２１の１次コイ
ル２１ａと、スイツチング素子５が直列関係に配
されたスイツチング電源において、直列回路の両
端に非安定な直流電圧が印加され、磁束制御用ト
ランス２０の被制御巻線２０ａと直列に励振トラ
ンス２１，２２の１次巻線２１ａ，２２ａを接続
し、この励振トランス２１，２２の２次巻線１
１，２２ｂの一端は接地し、この励振トランス２
１，２２の２次巻線１１，２２ｂの他端を抵抗器
１０及びコンデンサ８の直列回路を介してスイツ
チング素子５の制御電極に正帰還して自励発振を
行うと共に、コンデンサ８と実効的に直列に挿入
されるインダクタンス成分９，２１ａ，２２ｂで
共振回路を形成し、この共振回路により上記自励
発振の発振周波数を特定周波数に規定するように
したので、軽負荷時に最適励振が可能となり、異
常な発振モードがなくなり、よつてベースクラン
プダイオードを流れる電流にダンパー電流が重畳
されて、専用のダンパーダイオードを設ける必要
もなくなる。また、磁束制御型電源回路をより高
周波化して設計する場合には、ダンピング用抵抗
器における電力損失を増加させることなく設計が
可能となり、もつて小型化が可能となると共に設
計の自由度も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々従来回路の一例を示す
接続図、第３図はこの発明の基本となる回路の説
明に供するための接続図、第４図は第３図で用い
られるインダクタの一例を示す構成図、第５図は
第３図の動作説明に供するための波形図、第６図
はこの発明の一実施例を示す接続図、第７図は第
６図の動作説明に供するための波形図、第８図は
第６図で使用される励振トランスの一例を示す構
成図である。 ５はスイツチングトランジスタ、２０は磁束制
御用トランス、２１は絶縁用コンバータトラン
ス、２２は励振トランスである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 制御巻線２０ｂに流す直流電流に応じてイン
   ピーダンスが可変する磁束制御用トランス２０の
   １次コイル２０ａと、 絶縁用コンバータトランス２１の１次コイル２
   １ａと、 スイツチング素子５が直列関係に配されたスイ
   ツチング電源において、 上記直列回路の両端に非安定な直流電圧が印加
   され、上記磁束制御用トランス２０の被制御巻線
   ２０ａと直列に励振トランス２１；２２の１次巻
   線２１ａ；２２ａを接続し、 該励振トランス２１の２次巻線１１；２２ｂの
   一端は接地し、該励振トランス２１；２２の２次
   巻線１１；２２ｂの他端を抵抗器１０及びコンデ
   ンサ８の直列回路を介して上記スイツチング素子
   ５の制御電極に正帰還して自励発振を行うと共
   に、 上記コンデンサ８と実効的に直列に挿入される
   インダクタンス成分９，２１ａ，２２ｂで共振回
   路を形成し、該共振回路により上記自励発振の発
   振周波数を特定周波数に規定するようにしたこと
   を特徴とするスイツチング電源回路の駆動回路。