JPH069591Y2 - スイツチングレギユレ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、特にカラーテレビジョン受像機の電源装置に
適したスイッチングレギュレータに関するものである。

〈従来の技術〉 この種の従来のスイッチングレギュレータは、第２図に
示すように、商用交流電源ＡＣの商用交流がダイオード
ブリッジＤＣで全波整流された後にコンデンサＣ１で平
滑され、１次−２次絶縁トランスＴの１次巻線Ｌ_Ｐに供
給される。そして、トランスＴの２次側の出力電圧を検
出する出力電圧検出回路１によって主スイッチング用ト
ランジスタＱ１がスイッチング制御され、このトランジ
スタＱ１のオン時に前述の商用交流を整流平滑した直流
電流がトランスＴの１次巻線Ｌ_Ｐに断続的に流れるとと
もに、トランジスタＱ１のオフ時にトランスＴの２次巻
線Ｌ_Ｓに蓄えられいた磁気エネルギが放出され、これに
より２次側に流れる電流がダイオードＤ１で整流され、
且つコンデンサＣ２で平滑化されて負荷（図示せず）に
供給される。この負荷に供給される出力電圧は、これを
検出する出力電圧検出回路１によってトランジスタＱ１
のベース電流が制御されることにより、一定値に保持さ
れる。また、トランジスタＱ１のベースには、ダイオー
ドブリッジＤＣの出力が抵抗Ｒ１を介してバイアス印加
されているとともに、トランスＴの１次側に設けられた
正帰還巻線Ｌ_Ｄの誘起電力がコンデンサＣ２および抵抗
Ｒ２を介してトランジスタＱ１のベースに帰還される。

ところで、斯かるスイッチングレギュレータを電源装置
に用いたカラーテレビジョン受像機においては、電源側
の主スイッチング用トランジスタＱ１を制御するための
電圧検出回路１が破壊または異常を来たしたり、トラン
スＴの２次側の負荷が急激に軽くなると、トランスＴの
２次側の出力電圧が異常に高くなり、２次側に設けられ
ている電解コンデンサ等の部品の定格電圧を超えること
になる。そこで、２次側の部品を保護する為の過電圧保
護回路を設ける必要があり、従来では、トランスＴの２
次側の出力端子とアースとの間にアバランシェダイオー
ドＺＤ１を接続し、このアバランシュダイオードＺＤ１
を２次側出力電圧が異常に高くなった場合にショートモ
ードで破壊させることにより、２次側が過負荷となり、
電源側がエネルギを供給できなくなってドライブを停止
させるようになっている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、過電圧保護用として用いているアバラン
シェダイオードＺＤ１は、その製造上の問題から動作電
圧のばらつきが大きく、異常状態においてもその電圧に
よっては破壊されないことがある。このようなことを考
慮した上で、トランスＴの２次側部品として必要とする
部品定格以上の定格のものを用いており、コスト高とな
っている。また、アバランシェダイオードＺＤ１は過電
圧検知により破壊されるので、これをその都度取り換え
る面倒な作業を要する。

そこで、このような問題点を解消するために、本願と同
一出願人は、第２図に示したような過電圧保護回路２を
提案している。この保護回路２について説明すると、正
帰還巻線Ｌ_Ｄの負電圧をダイオードＤ２とコンデンサＣ
４とにより整流平滑したＡ点の電位と、ダイオードブリ
ッジＤＣからの入力直流電圧を２個の抵抗Ｒ３，Ｒ４に
より分圧した抵抗Ｒ５を通じて印加されるＢ点のベース
電位とが、ツェナダイオードＺＤ２により比較されてお
り、このツェナダイオードＺＤ２として通常動作時には
オフ状態を保持するツェナ電圧のものが選定されてお
り、このツェナ電圧によりトランスＴの２次側出力の過
電圧の検知レベルが設定されている。従って、通常動作
時にはツェナダイオードＺＤ２およびトランジスタＱ２
が共にオフ状態であってサイリスタＴＨもオフ状態を保
持しており、主スイッチング用トランジスタＱ１が出力
電圧検出回路１によりスイッチング制御されて通常動作
が行なわれる。

そして、何らかの原因によりトランスＴの２次側の出力
電圧が異常に上昇すると、Ａ点の電圧は出力電圧に比例
した負電圧となる為、出力電圧の上昇に伴って大きな負
電圧となり、ツェナダイオードＺＤ２がオン状態とな
り、ＰＮＰ形トランジスタＱ２もオン状態となる。従っ
て、ダイオードブリッジＤＣから抵抗Ｒ３，Ｒ６および
オン状態のトランジスタＱ２を介してサイリスタＴＨの
ゲートに電流が流れ込み、サイリスタＴＨがオン状態と
なって主スイッチング用トランジスタＱ１のベースをア
ースに短絡し、トランジスタＱ１はこれのベース電流を
サイリスタＴＨに引き込まれることによりオフし、電源
回路としての動作が停止する。尚、サイリスタＴＨのゲ
ートにそれぞれ接続された抵抗Ｒ７およびコンデンサＣ
５は、それぞれ保護用および誤動作防止用である。ま
た、サイリスタＴＨのオンによる動作停止時、出力電圧
検出回路１からトランジスタＱ１のベースに供給される
駆動用ベース電流が矩形波であるが、抵抗Ｒ８とコンデ
ンサＣ４の時定数によりサイリスタＴＨに対しこれがオ
フするまでゲート電流を流し続けるようになっている。

前記過電圧保護回路２は、出力電圧の異常高圧をトラン
スＴの１次側においてツェナダイオードＺＤ２，トラン
ジスタＱ２およびサイリスタＴＨにより検出するととも
に、主スイッチング用トランジスタＱ１をオフさせてい
るので、その動作電圧のばらつきが小さく、また、破壊
部品がない為、部品交換の必要もなく、従来のアバラン
シェダイオードＺＤ１による過電圧保護回路の欠点を解
消できるものであるが、実用化に際しては下記のような
解消すべき問題を残している。

即ち、ＰＮＰ形トランジスタＱ２のバイアスをダイオー
ドブリッジＤＣからの入力直流電圧から得る構成である
から、ツェナダイオードＺＤ２のオン電圧のばらつきを
小さくするには、入力電圧として広範囲（例えばＡＣ１
００〜２６０Ｖ）に亘り使用するものには利用できな
い。また、主スイッチング用トランジスタＱ１のベース
電流は矩形波である為、サイリスタＴＨのゲート電流を
所定時間以上流し込む必要があり、抵抗Ｒ８およびコン
デンサＣ４の時定数を長くする必要がある。その為、温
度保障回路（図示せず）が必要な場合もある。

〈考案の目的〉 本考案は、このような技術的課題に鑑みなされたもの
で、電源側出力つまりトランスの正帰還巻線の出力のみ
からトランス２次側の出力電圧の異常を検出して回路動
作を部品破壊することなく停止させることができ、しか
も、その過電圧保護動作を、簡単な回路構成で確実に保
証することのできるスイッチングレギュレータを提供す
ることを目的とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するため、本考案のスイッチングレギ
ュレータは、１次−２次間絶縁トランス（Ｔ）の１次側
に設けた正帰還巻線（Ｌ_Ｄ）における主スイッチング用
トランジスタ（Ｑ１）のベースへの帰還回路側に、この
正帰還巻線の出力の負電圧を整流する負電圧整流回路
（３）と、ダイオード（Ｄ３）およびコンデンサ（Ｃ
６）からなり当該正帰還巻線の出力の正電圧を整流する
正電圧整流回路（４）とを設け、負電圧整流回路（３）
に、これの負電圧が大きくなった時にオンとなるツェナ
ダイオード（ＺＤ２）を接続し、正電圧整流回路（４）
を、順方向のサイリスタ（ＴＨ）を介してアースに接続
し、このサイリスタ（ＴＨ）のアノードとツェナダイオ
ード（ＺＤ２）との間に、このツェナダイオード（ＺＤ
２）がオンとなった時点でオンとなって、正電圧整流回
路（４）からサイリスタ（ＴＨ）にゲート電流を流すト
ランジスタ（Ｑ２）を接続していることによって特徴づ
けられる。

〈作用〉 前記構成としたことにより、通常動作時にはツェナダイ
オードがオフ状態であってトランジスタおよびサイリス
タもオフ状態になっている。従って、正帰還巻線の出力
は損われることなく主スイッチング用トランジスタのベ
ースに供給され、この主スイッチング用トランジスタが
出力電圧検出回路によりスイッチング制御される。

そして、何らかの原因によりトランスの２次側の出力電
圧が異常に上昇すると、この出力電圧に対応して負電圧
整流回路の負電圧が大きくなってツェナダイオードがオ
ン状態となり、それによりトランジスタがオン状態に移
行し、このオン状態のトランジスタを介して正電圧整流
回路からサイリスタのゲートに電流が流れ、サイリスタ
がオン状態となって主スイッチング用トランジスタのベ
ースをアースに短絡するため、主スイッチング用トラン
ジスタはベース電流が流れなくなって動作が停止する。

前記ツェナダイオードによりオンされるトランジスタ
は、正帰還巻線の正電圧整流回路によりバイアス印加さ
れているため、入力整流電圧が広範囲なものに使用でき
る。また、サイリスタのアノードには、正電圧整流回路
つまりダイオード（Ｄ３）およびコンデンサ（Ｃ６）で
得られる定電圧が供給されるので、サイリスタが一旦オ
ンすれば電源回路が停止するまで電流を流し続ける。従
って、サイリスタのゲート電流を一定時間流し続けるた
めの時定数回路が不要となり、温度保障回路も必要とし
ない。

〈実施例〉 以下、本考案の好適な一実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。

本考案の一実施例を示した第１図において、第２図と同
一若しくは同等のものには同一の符号を付してその説明
を省略する。そして、正帰還巻線Ｌ_Ｄにおける主スイッ
チング用トランジスタＱ１のベースへの帰還回路側に、
ダイオードＤ２およびコンデンサＣ４からなり正帰還巻
線Ｌ_Ｄの出力の負電圧の整流を行なう負電圧整流回路３
と、ダイオードＤ３およびコンデンサＣ６からなり正帰
還巻線Ｌ_Ｄの出力の正電圧の整流を行なう正電圧整流回
路４とが設けられ、負電圧整流回路３のダイオードＤ２
とコンデンサＣ４との接続点ＡにツェナダイオードＺＤ
２のアノードが接続され、正電圧整流回路４のダイオー
ドＤ３とコンデンサＣ６との接続点Ｃが順方向のサイリ
スタＴＨを介してアースに接続され、サイリスタＴＨの
アノードが抵抗Ｒ９およびＰＮＰ形トランジスタＱ２を
介してゲートに接続されているとともに、トランジスタ
Ｑ２のベースがツェナダイオードＺＤ２のカソードに接
続されている。

次に、前記実施例の作用について説明すると、負電圧整
流回路３および正電圧整流回路４によりそれぞれ正帰還
巻線Ｌ_Ｄの出力の負電圧および正電圧の整流平滑を行な
っている。ここで、ツェナダイオードＺＤとしてトラン
スＴの２次側が通常出力電圧時にはオフ状態となるツェ
ナ電圧のものが選定されており、このツェナダイオード
ＺＤ２のオフによりトランジスタＱ２およびサイリスタ
ＴＨもオフ状態を保持し、正帰還巻線Ｌ_Ｄの出力は損わ
れることなくコンデンサＣ３および抵抗Ｒ２を通って主
スイッチング用トランジスタＱ１を駆動する。

そして、何らかの原因によりトランスＴの２次側の出力
電圧が異常に上昇すると、負電圧整流回路３のＡ点の電
圧は、出力電圧に比例した負電圧となる為の出力電圧の
上昇に伴って大きな負電圧となり、ツェナダイオードＺ
Ｄ２がオン状態となり、ＰＮＰ形トランジスタＱ２もオ
ン状態となる。従って、正電圧整流回路４から抵抗Ｒ９
およびオン状態のトランジスタＱ２を介してサイリスタ
ＴＨにゲート電流が流れ込み、サイリスタＴＨがオン状
態となって正帰還巻線Ｌ_Ｄの正帰還電流がダイオードＤ
２を介してサイリスタＴＨに引き込まれ、主スイッチン
グ用トランジスタＱ１はベース電流が流れなくなってオ
フ状態となり、電源回路の動作が停止する。

〈考案の効果〉 以上詳述したように本考案のスイッチングレギュレータ
によると、正帰還巻線の出力の負電圧整流回路と正電圧
整流回路とを設け、負電圧整流回路にツェナダイオード
接続し、正電圧整流回路を、順方向のサイリスタを介し
てアースに接続し、サイリスタのアノードとツェナダイ
オードとの間にトランジスタを接続した構成としたの
で、破壊部品がないので、煩しい部品交換が不要となる
利点を備え、過電圧検知用スイッチング素子として用い
るトランジスタのバイアスとして入力整流電圧を利用し
ていないため、入力電圧として例えばＡＣ１００〜２６
０Ｖの広範囲なものに適法できる。

しかも、サイリスタのアノードには、正電圧整流回路つ
まりダイオードおよびコンデンサで得られる定電圧が供
給されるので、サイリスタが一旦オンとなれば回路動作
が停止するまでは電流が流れ続け、これによりサイリス
タの動作が確実となる。従って、本考案のスイッチング
レギュレータでは、時定数回路等を必要とすることなく
簡単な回路構成のもとに、サイリスタの確実な動作を保
証できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のスイッチングレギュレータの一実施例
の電気回路図、 第２図は従来のスイッチングレギュレータの電気回路図
である。 Ｔ……１次−２次絶縁トランス Ｌ_Ｄ……正帰還巻線 Ｑ１……主スイッチング用トランジスタ ３……負電圧整流回路 ４……正電圧整流回路 Ｄ３……ダイオード Ｃ６……コンデンサ ＺＤ２……ツェナダイオード ＴＨ……サイリスタ Ｑ２……トランジスタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】１次−２次間絶縁トランスの１次側に設け
   た正帰還巻線における主スイッチング用トランジスタの
   ベースへの帰還回路側に、この正帰還巻線の出力の負電
   圧を整流する負電圧整流回路と、ダイオードおよびコン
   デンサからなり、当該正帰還巻線の出力の正電圧を整流
   する正電圧整流回路とを設け、前記負電圧整流回路に、
   これの負電圧が大きくなった時にオンとなるツェナダイ
   オードを接続し、前記正電圧整流回路を順方向のサイリ
   スタを介してアースに接続し、このサイリスタのアノー
   ドと前記ツェナダイオードとの間に、このツェナダイオ
   ードがオンとなった時点でオンとなって、前記正電圧整
   流回路から前記サイリスタにゲート電流を流すトランジ
   スタを接続してなるスイッチングレギュレータ。