JPH0540709Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この考案はチヨークインプツトのスイツチング
式定電圧電源回路に関し、とくにそのスイツチン
グにより発生するスパイクノイズを除去する回路
の改良に関する。

(ロ) 従来の技術 種々の電子制御装置に使用される自励発振方式
のスイツチング式定電圧電源回路としては、一般
に第３図に示されるものがよく知られている。こ
のものでは、非安定直流電源３０に、安定化直流
出力電圧Vcを発生するために、スイツチング制
御されるトランジスタＱ１と、トランジスタＱ１
がOFFの時チヨークコイルＬに発生する逆起電
力を吸収するためのリカバリダイオードＤが接続
されている。抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６とツエナーダ
イオードZD１とトランジスタＱ３とより成る電
圧検出回路３１は、平滑用コンデンサＣ１で平滑
された出力電圧が設定値Vcsを越えればトランジ
スタＱ３がONする。これによつて、トランジス
タＱ２はOFFとなるため、トランジスタＱ１の
ベース電位は抵抗Ｒ１により、そのエミツタ電位
と等しくなつてトランジスタＱ１はOFFとなる。
これによつてリカバリダイオードＤを経てチヨー
クコイルＬにリカバリ電流が供給され、トランジ
スタＱ１がON時漸増しつつあつたチヨークコイ
ルＬの電流I_LはトランジスタＱ１のOFFによつて
漸減し、出力電圧は設定値Vcsより減少するため
に、今度はトランジスタＱ３がOFFし、それに
よつてトランジスタＱ２がONするためにトラン
ジスタＱ１がONする。

電圧検出回路３１は、出力電圧が、設定値Vcs
を越えればONし、設定値Vcsより減少すれば
OFFするような動作閾値を持つように抵抗Ｒ６
とツエナーダイオードZD１とを決定しているた
め、トランジスタＱ１は以上のようにしてON，
OFFを繰返して自励発振し、安定化された直流
出力電圧Vcを出力させる。抵抗Ｒ２はトランジ
スタＱ１のベース電流を適切な値にするよう決定
する。

トランジスタＱ１からみた負荷はチヨークコイ
ルＬであるため、トランジスタＱ１がONすると
きは飽和状態で動作する。RLは出力端に接続さ
れる電源の負荷である。

第４図に、チヨークコイルＬの入力端の電圧ｅ
の波形とチヨークコイルＬに流れる電流I_Lの波形
の関係を示す。またVfはリカバリダイオードＤ
の順方向降下電圧であり、V_Rは非安定直流電圧
であり、安定化直流出力電圧Vcにスイツチング
時に発生するスパイクノイズが表われている。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 上記において、負荷電流が増大した場合、すな
わちリカバリダイオードＤにリカバリ電流が流れ
ている際に、トランジスタＱ１がONするため、
リカバリダイオードＤの残留キヤリアによつて、
リカバリダイオードＤがただちに逆電圧を阻止で
きず、残留キヤリアが消滅するまでの短い期間、
トランジスタＱ１とリカバリダイオードＤを経由
して非安定直流電源３０の出力端OpとGNDとが
短絡状態となることである。

これにより、安定化直流出力電圧Vcには、第
４図に示されるような、スパイクノイズが発生
し、発振が不安定になつたり、電源の品質悪化を
招いていた。

そして、これを防止するために、平滑用コンデ
ンサＣ１と並列に高周波特性のよいタンタル電解
コンデンサＣ２を接続したり、トランジスタＱ１
とリカバリダイオードＤの電気回路のできるだけ
近接した個所にアルミニウム電解コンデンサなど
を接続して、ノイズの防止と発振の安定化を行つ
ているが、共に比較的要領の大きいものを必要と
し、リツプル電流も大きいので、これらのコンデ
ンサの発熱も大きく、部品寿命に問題を発生した
りした。

この考案は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、リカバリダイオードの残留キヤリアによるス
パイクノイズを防止して、発振の安定化と出力電
圧の品質の向上がはかれるスイツチング式定電圧
電源回路を提供しようとするものである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 この考案の構成は、入力端が非安定直流電源回
路に接続されるスイツチング手段と、ダイオード
とチヨークコイルとコンデンサとで構成されスイ
ツチング手段の出力電圧を平滑する平滑手段と、
平滑手段の出力電圧の変動を検知してその出力電
圧の変動に対応してスイツチング手段を制御する
電圧制御手段とを具備するスイツチング式電圧電
源回路において、スイツチング手段と並列に接続
され、非安定直流電源回路から入力された電流を
上記ダイオードに供給する補助スイツチング手段
と、補助スイツチング手段に設けられ、補助スイ
ツチング手段から上記ダイオードに供給される電
流が一定電流となるように補助スイツチング手段
を動作させる定電流回路を備え、電圧制御手段
が、平滑手段の出力電圧の変動に対応してスイツ
チング手段と補助スイツチング手段をオンするた
めの制御信号を生成するせ制御用スイツチング素
子と、制御用スイツチング素子の制御信号を所定
時間遅らせる遅延回路と、遅延回路からの制御信
号によつてスイツチング手段を所定時間遅らせて
オンさせる第１駆動用スイツチング素子と、制御
用スイツチング素子からの制御信号によつて補助
スイツチング手段を上記所定時間内にオンさせる
第２駆動用スイツチング素子を有し、制御用スイ
ツチング素子が単一の制御用スイツチング素子か
らなり、その単一の制御スイツチング素子によつ
て、遅延回路と第２駆動用スイツチング素子に、
同じ制御信号が同じタイミングで与えられること
を特徴とするスイツチング式定電圧電源回路であ
る。

(ホ) 作用 遅延回路が作動すると、電圧制御回路はスイツ
チング手段を閉成させる制御信号を所定時間遅延
してスイツチング手段に出力する。上記所定時間
内に補助スイツチング手段が閉成し、ダイオード
に所定電流を供給することにより、ダイオードの
残留キヤリアを消滅させて、スイツチング手段が
スイツチング動作した際のスパイクノイズの発生
を防止するように作用する。

(ヘ) 実施例 以下この考案の実施例を図面にて詳述するが、
この考案が以下の実施例に限定されるものではな
い。

第１図において、１は非安定直流電源回路で、
たとえば商用交流電圧を降圧する電源トランスと
全波整流用のダイオード（ともに図示しない）な
どからなる従来公知のものであつてよい。非安定
直流電源回路１にはスイツチング手段（以下スイ
ツチングトランジスタと記す）２が接続される。
スイツチング手段２はスイツチング特性のよい
PNPトランジスタが好適である。スイツチング
トランジスタ２のコレクタには平滑手段３が接続
される。平滑手段３は、チヨークコイル４と、チ
ヨークコイル４の逆起電力を吸収するダイオード
（以下リカバリダイオードと記す）５と、チヨー
クコイル４の出力側に接続されるコンデンサ６と
で構成される。平滑手段３の出力側すなわちチヨ
ークコイル４とコンデンサ６との接続点に電圧制
御手段１０を構成する抵抗１１が接続され、その
抵抗１１に直列にツエナーダイオード１２が接続
される。ツエナーダイオード１２のアノードは、
制御トランジスタ１３のベースに接続されてお
り、制御トランジスタ１３のベースとグラウンド
（GND）１４との間には抵抗１５が接続されてい
る。制御トランジスタ１３のエミツタはグラウン
ド１４に、またコレクタは抵抗７とコンデンサ８
とからなる遅延回路９を介してスイツチングトラ
ンジスタ２を駆動する駆動トランジスタ１６のベ
ースにそれぞれ接続されている。また制御トラン
ジスタ１３のコレクタと非安定直流電源回路１の
出力端１ａとの間には抵抗１７が接続されてい
る。駆動トランジスタ１６のコレクタは抵抗１８
を介してスイツチングトランジスタ２のベースに
接続されるとともに、エミツタはグランド１４に
接続される。遅延回路９と抵抗１１とツエナーダ
イオード１２と制御トランジスタ１３と駆動トラ
ンジスタ１６と抵抗１５，１７，１８とで電圧制
御手段１０が構成される。１９は補助スイツチン
グ手段（以下、補助スイツチングトランジスタと
記す）で、たとえばPNPトランジスタが好適で、
コレクタはリカバリダイオード５のカソードに、
エミツタは電流制限用の抵抗２０を介して非安定
直流電源回路１にそれぞれ接続される。また、ベ
ースは抵抗２１を介してトランジスタ２２のコレ
クタに接続される。トランジスタ２２のベースは
制御トランジスタ１３のコレクタに、またエミツ
タはグランド１４にそれぞれ接続される。２３は
補助スイツチングトランジスタ１９を定電流動作
させるためのツエナーダイオードで、補助スイツ
チングトランジスタ１９のベースにアノードが、
エミツタにカソードがそれぞれ接続される。

つぎにこの実施例の動作について第２図を交じ
えて説明する。

この実施例の主たる動作は従来例と同じである
ので簡略して説明する。

電圧制御手段１０が従来と同じく安定化された
出力電圧Vcの変動を抵抗１１、ツエナーダイオ
ード１２、制御トランジスタ１３および抵抗１
５，１６とで検知して、制御トランジスタ１３が
ON・OFFすることにより駆動トランジスタ１６
がOFF・ONし、それによつてスイツチングトラ
ンジスタ２が駆動されて自励発振するものであ
る。そして自励発振することによつて非安定直流
電源１の非安定直流電圧を安定化した直流電圧と
するものである。

上記において、スイツチングトランジスタ２が
OFFすると、チヨークコイル４に発生した逆起
電力を吸収すべく、コンデンサ６を介してリカバ
リダイオード５に順方向のリカバリ電流I_Dが流れ
る。この後出力電圧Vcが電圧制御手段１０の設
定電圧より降下して制御トランジスタ１３が
OFFとなると、抵抗１７を介してトランジスタ
２２のベースと遅延回路９とに電圧が印加され
る。すると電圧が印加されたと同時にトランジス
タ２２はONし、これとは逆に駆動トランジスタ
１６は遅延回路９の時定数で決定される所定の時
間だけ遅れてONする。したがつて、トランジス
タ２２がONすることにより、補助スイツチング
トランジスタ１９がONし、リカバリダイオード
５に抵抗２０とツエナーダイオード２３により調
節された所定の電流を供給する。これによりリカ
バリダイオード５の残留キヤリアが消滅する。上
記所定の電流は、短絡状態の発生による過大電流
でないため、スパイクノイズが発生することはな
い。そして残留キヤリアが消滅することによつ
て、逆電圧を阻止することができる。この状態
で、すなわち遅延回路９による所定時間経過の後
に、駆動トランジスタ１得がONしてスイツチン
グトランジスタ２がON（閉成）する。

この実施例においては、第２図に示すように、
従来回路において表われる、リカバリダイオード
６の、スイツチングトランジスタ２がONした際
に流れる逆方向電流Irがほぼ消滅するものであ
る。

なお、遅延回路の時定数は、補助スイツチング
トランジスタにより供給される所定の電流によつ
てリカバリダイオードの残留キヤリアが消滅する
のに充分な時間とすればよく、したがつて自励発
振動作には影響をおよぼさないものである。

(ト) 考案の効果 この考案によれば、スイツチング手段及び補助
スイツチング手段を単一の制御用スイツチング素
子で制御するため、補助スイツチング手段を制御
する制御回路を別途設ける必要がなく、簡単な回
路構成で、容易にダイオードの残留キヤリアを消
滅させることができ、スパイクノイズの発生を防
止することができる。また、補助スイツチング手
段から出力される電流が定電流であるため、残留
キヤリアの消滅時には、ダイオードを短絡させず
に残留キヤリアを消滅させることができる。そし
て、残留キヤリアに起因する短絡電流の発生が防
止できるので、プリント配線基板に部品を装着す
るような場合に、そのプリント配線基板の電流経
路に払う設計上の配慮が不必要となる。さらには
スパイクノイズを防止するための特殊なコンデン
サが不必要となり、安価なスイツチング電源装置
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例電気回路図、第２図
は第１図における各部の動作波形を示す波形図、
第３図および第４図はそれぞれ従来例の電気回路
図および動作波形を示す波形図である。 １……非安定直流電源回路、２……スイツチン
グ手段、３……平滑手段、４……チヨークコイ
ル、５……ダイオード、６……コンデンサ、９…
…遅延回路、１０……電圧制御手段、１９……補
助スイツチング手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 入力端が非安定直流電源回路に接続されるスイ
   ツチング手段と、ダイオードとチヨークコイルと
   コンデンサとで構成されスイツチング手段の出力
   電圧を平滑する平滑手段と、平滑手段の出力電圧
   の変動を検知してその出力電圧の変動に対応して
   スイツチング手段を制御する電圧制御手段とを具
   備するスイツチング式定電圧電源回路において、 スイツチング手段と並列に接続され、非安定直
   流電源回路から入力された電流を上記ダイオード
   に供給する補助スイツチング手段と、 補助スイツチング手段に設けられ、補助スイツ
   チング手段から上記ダイオードに供給される電流
   が一定電流となるように補助スイツチング手段を
   動作させる定電流回路を備え、 電圧制御手段が、平滑手段の出力電圧の変動に
   対応してスイツチング手段と補助スイツチング手
   段をオンするための制御信号を生成する制御用ス
   イツチング素子と、制御用スイツチング素子の制
   御信号を所定時間遅らせる遅延回路と、遅延回路
   からの制御信号によつてスイツチング手段を所定
   時間遅らせてオンさせる第１駆動用スイツチング
   素子と、制御用スイツチング素子からの制御信号
   によつて補助スイツチング手段を上記所定時間内
   にオンさせる第２駆動用スイツチング素子を有
   し、 制御用スイツチング素子が単一の制御用スイツ
   チング素子からなり、その単一の制御用スイツチ
   ング素子によつて、遅延回路と第２駆動用スイツ
   チング素子に、同じ制御信号が同じタイミングで
   与えられることを特徴とするスイツチング式定電
   圧電源回路。