JPH08317633A - Smoothing circuit for switching power supply - Google Patents

Smoothing circuit for switching power supply

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JPH08317633A
JPH08317633A JP13749695A JP13749695A JPH08317633A JP H08317633 A JPH08317633 A JP H08317633A JP 13749695 A JP13749695 A JP 13749695A JP 13749695 A JP13749695 A JP 13749695A JP H08317633 A JPH08317633 A JP H08317633A
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JP
Japan
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circuit
power supply
capacitor
transistor
switching power
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Application number
JP13749695A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsushi Otake
徹志 大竹
Noriyuki Yoshizawa
教之 吉澤
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Toko Inc
Original Assignee
Toko Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To obtain a smoothing circuit by which a ripple in the output voltage of a switching power supply is reduced without using a large-capacitance electrolytic capacitor and whose stability is enhanced. CONSTITUTION: A series circuit which is composed of a main current passage across the collector and the emitter of a transistor Q1 and of a choke coil L is connected across the output side of a rectifying circuit part 4 for a switching power supply and an output terminal 2. A smooting capacitor C1 is connected across the collector of the transistor Q1 and a ground. A capacitor C2 the other end of which is connected to the ground and a bias circuit 5 are connected to the base of the transistor Q1. A capacitor C3 is connected across the output terminal 2 and the ground. Consequently, even when a large- capacitance electrolytic capacitor is not used as a smoothing capacitor, it is possible to obtain a smoothing circuit by which a ripple in an output voltage can be reduced and which is stabilized. A power supply circuit can be miniaturized, and its high efficiency and its high reliability can be realized. The switching frequency of the switching power supply can be made high.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子装置に内蔵される電
源回路の平滑回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a smoothing circuit for a power supply circuit incorporated in an electronic device.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在では様々な精密機器に電子装置が搭
載され、自動化と高機能化が図られている。この機器に
搭載した電子装置を駆動するには、当然、電力供給源が
必要となる。この電力供給源としては、コンセント(商
用電源ライン)、電池等が在るが、いずれを用いたとし
ても電力供給源からの電力を直接に電子装置の各機能回
路へ供給することは少なく、内蔵する電源回路で電圧等
を変換あるいは安定化してから各機能回路へ供給するこ
とが多い。ここで、機器がポータブルタイプである場
合、使用する電源としては電池を想定するため、電源回
路としては入力電圧の変動や効率を鑑みて一般にスイッ
チング方式を採用する。このような電子装置に内蔵され
る電源回路の一例を図4に示した。
2. Description of the Related Art Nowadays, electronic devices are mounted on various precision instruments for automation and high performance. In order to drive the electronic device mounted on this equipment, a power supply source is naturally required. This power supply source includes an outlet (commercial power supply line), a battery, etc. However, whichever is used, the power from the power supply source is rarely directly supplied to each functional circuit of the electronic device and is built-in. In many cases, the power supply circuit converts or stabilizes the voltage and then supplies the voltage to each functional circuit. Here, when the device is a portable type, a battery is assumed as a power source to be used, and therefore a switching system is generally adopted as a power source circuit in view of fluctuations in input voltage and efficiency. An example of a power supply circuit incorporated in such an electronic device is shown in FIG.

【0003】図4に示す回路は、スイッチング方式の電
源回路の主要部だけを図示したものであり、以下のよう
にして動作が行われる。入力端子1に供給された電圧
(直流電圧)とスイッチングトランジスタQ2の動作に
より、トランスTの1次巻線N1には断続した電流が流
れる。スイッチングトランジスタQ2がオン状態の時、
トランスTには1次巻線N1に流れる電流によりエネル
ギーが蓄積され、スイッチングトランジスタQ2がター
ンオフした時、この蓄積されたエネルギーによりトラン
スTの各巻線にフライバック電圧が発生する。2次巻線
N2に発生したフライバック電圧は、その極性が整流ダ
イオードD1の順方向になるためオン状態のダイオード
D1を通過し、平滑コンデンサC4を充電することにな
る。
The circuit shown in FIG. 4 shows only the main part of a switching type power supply circuit, and operates as follows. Due to the voltage (DC voltage) supplied to the input terminal 1 and the operation of the switching transistor Q2, an intermittent current flows in the primary winding N1 of the transformer T. When the switching transistor Q2 is on,
Energy is accumulated in the transformer T by the current flowing through the primary winding N1, and when the switching transistor Q2 is turned off, a flyback voltage is generated in each winding of the transformer T by the accumulated energy. The flyback voltage generated in the secondary winding N2 passes through the diode D1 in the ON state and charges the smoothing capacitor C4 because its polarity is in the forward direction of the rectifying diode D1.

【0004】平滑コンデンサC4は、スイッチングトラ
ンジスタQ2がオフ状態の時に2次巻線N2に発生する
フライバック電圧により充電され、スイッチングトラン
ジスタQ2がオン状態の時に、出力端子2を介して外部
へ電力を供給するための放電を行う。スイッチング電源
は入力電圧の変動への対応能力、効率の点でシリーズレ
ギュレータ等より優れているが、逆に出力電圧の安定
度、出力電圧に現れるリプルの大きさの点では劣る。そ
こで、図4の回路中に示すチョークコイルLとコンデン
サC5によるL型回路は、回路中に蓄えられるエネルギ
ーの放出及び蓄積作用により、外部負荷の変動等に対す
る出力電圧の変動を抑制するように作用する。
The smoothing capacitor C4 is charged by the flyback voltage generated in the secondary winding N2 when the switching transistor Q2 is in the off state, and when the switching transistor Q2 is in the on state, power is supplied to the outside through the output terminal 2. Discharge for supply. Switching power supplies are superior to series regulators in terms of their ability to cope with fluctuations in input voltage and efficiency, but they are inferior in terms of output voltage stability and the amount of ripple that appears in output voltage. Therefore, the L-shaped circuit including the choke coil L and the capacitor C5 shown in the circuit of FIG. 4 acts to suppress the fluctuation of the output voltage due to the fluctuation of the external load due to the release and accumulation of the energy stored in the circuit. To do.

【0005】以上の動作により出力端子2には、リプル
が少なく、かつ安定した電圧が得られることになる。な
お、図4において1、2はそれぞれ電源の高電位側の入
出力端子を示し、低電位側の入出力端子はアースと共通
させて示した。また、3はスイッチング電源のコンバー
タ回路部、4はスイッチング電源の整流回路部を示して
いる。
With the above operation, a stable voltage can be obtained at the output terminal 2 with less ripple. In FIG. 4, reference numerals 1 and 2 respectively indicate high-potential-side input / output terminals of the power supply, and the low-potential-side input / output terminals are shown in common with the ground. Further, 3 indicates a converter circuit section of the switching power supply, and 4 indicates a rectifying circuit section of the switching power supply.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】近年の電子機器の特徴
として、高精度が要求される機器であれば電源回路から
各機能回路へ供給される電圧の要求仕様も厳しくなる。
これに加えて、機器の高機能化は数多くの機能回路を必
要とし、これらの機能回路の駆動、停止の繰り返しによ
り、電源回路が電圧を供給する負荷の状態がめまぐるし
く変化することになる。このような負荷の状態の変化に
伴って負荷電流がパルス状に変化することになり、これ
により出力電圧にはリプルが発生し、このリプルが負荷
回路(機能回路)に少なからず悪影響を及ぼす恐れがあ
った。出力電圧に現れるリプルで問題視されるのは、第
1として電圧の変動量、第2として所定の電圧に復帰す
るまでの時間の2点である。リプルを低減するという事
は、この電圧の変動量を小さくすることと所定の電圧に
復帰するまでの時間を短縮することに他ならない。
As a feature of recent electronic devices, the required specifications of the voltage supplied from the power supply circuit to each functional circuit become strict as long as the device requires high accuracy.
In addition to this, increasing the functionality of equipment requires a large number of functional circuits, and by repeatedly driving and stopping these functional circuits, the state of the load to which the power supply circuit supplies a voltage changes rapidly. The load current changes in a pulsed manner with such a change in the load state, which causes ripples in the output voltage, and this ripple may adversely affect the load circuit (functional circuit) in no small way. was there. The ripple appearing in the output voltage has two problems, firstly, the amount of voltage fluctuation, and secondly, the time until the voltage returns to a predetermined voltage. Reducing the ripple is nothing but reducing the fluctuation amount of this voltage and shortening the time until the voltage returns to a predetermined voltage.

【0007】図4に示す従来の回路では、リプルの低減
を行う要素は、平滑コンデンサC4、チョークコイル
L、コンデンサC5であった。ここで、容量素子の静電
容量を非常に大きく(理想的には無限大)することがで
きれば、出力電圧にリップルを発生させないようにする
ことが可能となる。しかし、現実の容量素子の静電容量
は有限であり、また、製品形状等の制約により使用する
容量素子の静電容量は小さく抑えざるを得ない。そのた
め、現実に作製される電源回路では負荷変動等に対して
リプルの発生が避けられず、このリプルを低減するた
め、平滑コンデンサC4、コンデンサC5にできるだけ
大きな静電容量を有する素子を使用する必要が有る。こ
の大容量コンデンサとしては、その必要とする静電容量
の大きさから電解コンデンサが使用されることになる。
In the conventional circuit shown in FIG. 4, the smoothing capacitor C4, the choke coil L, and the capacitor C5 are the elements that reduce ripple. Here, if the capacitance of the capacitive element can be made extremely large (ideally infinite), it becomes possible to prevent ripples from occurring in the output voltage. However, the capacitance of an actual capacitance element is finite, and the capacitance of the capacitance element used must be suppressed to a small value due to restrictions such as the product shape. Therefore, in a power supply circuit that is actually manufactured, it is inevitable that ripples will occur due to load fluctuations, and in order to reduce this ripple, it is necessary to use smoothing capacitors C4 and C5 that have as large an electrostatic capacitance as possible. There is. As this large-capacity capacitor, an electrolytic capacitor is used because of the required electrostatic capacity.

【0008】現在の精密機器の小型化の中では電源回路
の小型化の要請も強い。しかし電解コンデンサは他の種
類のコンデンサに比べて大容量のものが得られる反面、
素子形状が大きい。このことからスイッチング電源の形
状が大型化する問題点が有った。また、スイッチング電
源の小型化の一手段としては、スイッチング周波数を高
くし、構成要素のトランス、インダクタンス、コンデン
サの小型化を図ることが考えられる。しかし電解コンデ
ンサは、その構造から他の種類のコンデンサに比べて格
段に高周波特性が悪い。そのため、スイッチング周波数
の高周波化を妨げる一因ともなっていた。さらに、電源
回路の寿命は電解コンデンサで決定されると言われるほ
ど、他の素子に比べて経時劣化の度合いが大きい。その
ため、スイッチング電源の信頼性を低下させる一因とな
っていた。
In the current miniaturization of precision equipment, there is a strong demand for miniaturization of power supply circuits. However, while electrolytic capacitors can have a large capacity compared to other types of capacitors,
Large element shape. Therefore, there is a problem that the shape of the switching power supply becomes large. Further, as one means for reducing the size of the switching power supply, it is conceivable to increase the switching frequency to reduce the size of the transformers, inductances, and capacitors of the constituent elements. However, the electrolytic capacitors have markedly worse high-frequency characteristics than other types of capacitors due to their structure. Therefore, it has been one of the factors that prevent the switching frequency from increasing. Furthermore, the lifetime of the power supply circuit is said to be determined by the electrolytic capacitor, and thus the degree of deterioration over time is greater than that of other elements. Therefore, it has been a cause of reducing the reliability of the switching power supply.

【0009】また、図4に示す回路の平滑回路は、平滑
コンデンサC4、チョークコイルL、コンデンサC5よ
りなり、その構造は極めて簡素で平滑回路における損失
の発生がほとんど無く、電源の効率の低下が微小である
という点で優れている。しかし、この平滑回路では急激
な負荷変動が生じた場合、平滑回路中のインダクタンス
成分と容量成分によるLC過渡現象と思われる振動波形
状のリプルが、比較的長時間(数ms)発生していた。
この振動波形状のリプルを抑制するには、抵抗素子を挿
入すれば良いということが容易に想像されるが、これは
電源の効率の低下を招くという悪影響が予想される。そ
こで本発明は、大容量の電解コンデンサを使用せずに出
力電圧のリプルの低減を図り、また、平滑回路のLC過
渡現象の発生を防止して出力電圧のリプルの発生時間を
短縮し、これによりスイッチング電源の小型化、高効率
化、高信頼性化が実現できるスイッチング電源用の平滑
回路を提供することを目的とする。
The smoothing circuit of the circuit shown in FIG. 4 is composed of a smoothing capacitor C4, a choke coil L, and a capacitor C5. The structure is extremely simple and there is almost no loss in the smoothing circuit, and the efficiency of the power supply decreases. It is excellent in that it is minute. However, when a sudden load change occurs in this smoothing circuit, ripples in the shape of an oscillating wave, which is considered to be an LC transient phenomenon due to the inductance component and the capacitance component in the smoothing circuit, occur for a relatively long time (several ms). .
It is easily conceivable that a resistance element may be inserted to suppress the ripples in the vibration wave shape, but this has the adverse effect of causing a reduction in the efficiency of the power supply. Therefore, the present invention aims to reduce the ripple of the output voltage without using a large-capacity electrolytic capacitor, and to prevent the occurrence of the LC transient phenomenon of the smoothing circuit to shorten the time of occurrence of the ripple of the output voltage. Thus, it is an object of the present invention to provide a smoothing circuit for a switching power supply, which can realize miniaturization, high efficiency, and high reliability of the switching power supply.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る平滑回路
は、スイッチング電源のコンバータ回路の出力側に設け
た整流回路の出力側とアース間に接続された第1のコン
デンサ、ベースが第2のコンデンサを介してアースに接
続され、コレクタが整流回路の出力側に接続されたトラ
ンジスタ、トランジスタのベースに接続されたバイアス
回路、トランジスタのエミッタと電源出力端子との間に
接続されたチョークコイル及び、電源出力端子とアース
間に接続された第3のコンデンサを具備することを特徴
とする。
A smoothing circuit according to the present invention has a first capacitor connected between an output side of a rectifying circuit provided on the output side of a converter circuit of a switching power supply and the ground, and a second base. A transistor connected to ground via a capacitor and having a collector connected to the output side of the rectifier circuit, a bias circuit connected to the base of the transistor, a choke coil connected between the emitter of the transistor and the power output terminal, and It is characterized by comprising a third capacitor connected between the power output terminal and the ground.

【0011】[0011]

【作用】本発明では、整流回路より断続して供給される
エネルギーを平滑コンデンサ(第1)に蓄え、平滑コン
デンサより、ベースにコンデンサ(第2)が接続された
トランジスタ、チョークコイル、コンデンサ(第3)及
び出力端子を介して外部へ継続的なエネルギー供給を行
う。このような構成の回路では、出力端子より見ると、
トランジスタのベースに接続されたコンデンサ(第2)
の静電容量はトランジスタの電流増幅率hFE倍とみなせ
るようになり、大容量のコンデンサとチョークコイルで
構成される平滑回路と等価となる。また、トランジスタ
が平滑回路中のインダクタンスと容量の過渡現象による
負荷変動に伴う電圧の振動を抑制し、リプルの低減効果
を高める。これにより出力端子には、負荷状態の変化等
の外乱が発生しても低リプル、高安定度の直流電圧が得
られる。
In the present invention, the energy intermittently supplied from the rectifier circuit is stored in the smoothing capacitor (first), and the smoothing capacitor connects the capacitor (second) to the base of the transistor, the choke coil, and the capacitor (first). 3) and continuous energy supply to the outside through the output terminal. In the circuit with such a configuration, when viewed from the output terminal,
Capacitor connected to base of transistor (second)
Can be regarded as the current amplification factor h FE times of the transistor, and is equivalent to a smoothing circuit composed of a large-capacity capacitor and a choke coil. In addition, the transistor suppresses the voltage oscillation due to the load change due to the transient phenomenon of the inductance and the capacitance in the smoothing circuit, and enhances the ripple reduction effect. As a result, a DC voltage with low ripple and high stability can be obtained at the output terminal even if a disturbance such as a change in the load state occurs.

【0012】[0012]

【実施例】大容量の電解コンデンサを使用しない本発明
による平滑回路を備えた、基本的なスイッチング電源の
ブロック図を図1に示した。図1に示すスイッチング電
源の構成は以下の通りである。先ず、入力端子1にはス
イッチング電源のコンバータ回路部3が接続され、コン
バータ回路部3の出力側には整流回路部4が接続され
る。整流回路部4の出力側は、平滑コンデンサC1を介
してアースに接続し、さらにトランジスタQ1のコレク
タに接続する。トランジスタQ1のベースには、他端が
アースに接続されたコンデンサC2の一端とバイアス回
路5が接続される。トランジスタQ1のエミッタはチョ
ークコイルLを介して出力端子2に接続し、出力端子2
とアース間にコンデンサC3を接続する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A block diagram of a basic switching power supply provided with a smoothing circuit according to the present invention which does not use a large capacity electrolytic capacitor is shown in FIG. The configuration of the switching power supply shown in FIG. 1 is as follows. First, the converter circuit unit 3 of the switching power supply is connected to the input terminal 1, and the rectifier circuit unit 4 is connected to the output side of the converter circuit unit 3. The output side of the rectifier circuit unit 4 is connected to the ground via the smoothing capacitor C1 and further connected to the collector of the transistor Q1. To the base of the transistor Q1, one end of a capacitor C2 whose other end is connected to ground and the bias circuit 5 are connected. The emitter of the transistor Q1 is connected to the output terminal 2 via the choke coil L, and the output terminal 2
Connect a capacitor C3 between this and ground.

【0013】以上の構成において、入力端子1に印加さ
れた電圧はコンバータ回路部3においてパルス状電圧に
変換される。このパルス状電圧はコンバータ回路部3の
変換方式によって異なるが、一般に整流回路部4を経て
平滑回路に送られることになる。本発明の平滑回路で
は、整流回路部4の出力側に現れるパルス状電圧を平滑
コンデンサC1において平滑する。この平滑された電圧
は、バイアス回路5によって動作状態となっているトラ
ンジスタQ1及びチョークコイルLを介してコンデンサ
C3と出力端子2に印加される。
In the above structure, the voltage applied to the input terminal 1 is converted into a pulsed voltage in the converter circuit section 3. Although this pulsed voltage varies depending on the conversion method of the converter circuit unit 3, it is generally sent to the smoothing circuit via the rectification circuit unit 4. In the smoothing circuit of the present invention, the pulse voltage appearing on the output side of the rectifying circuit unit 4 is smoothed by the smoothing capacitor C1. The smoothed voltage is applied to the capacitor C3 and the output terminal 2 via the transistor Q1 and the choke coil L which are in operation by the bias circuit 5.

【0014】ここで見方を変えると、トランジスタQ1
のベースに接続されたコンデンサC2は、出力端子2
(あるいはチョークコイルL)から見ると、コンデンサ
C2の持つ実際の容量値にトランジスタQ1の電流増幅
率hFEを乗じた値の容量を有するコンデンサがチョーク
コイルLの一端とアース間に接続されたことと等価にな
る。そのため、チョークコイルLとコンデンサC3及び
FE倍の容量を持つコンデンサC2によるフィルタが形
成されるものと見なすことができる。また、チョークコ
イルLのエネルギー放電路にトランジスタQ1が介在し
ており、このトランジスタQ1は、エネルギー通過量を
調節しつつ過渡現象を抑制して振動電圧の発生を防止す
る。従って、負荷変動が発生しても、上記の2つの作用
により出力電圧に現れるリプルが小さくなるものと理解
されている。
If the viewpoint is changed, the transistor Q1
The capacitor C2 connected to the base of the
(Or from the choke coil L), a capacitor having a capacitance obtained by multiplying the actual capacitance value of the capacitor C2 by the current amplification factor h FE of the transistor Q1 is connected between one end of the choke coil L and the ground. Is equivalent to Therefore, it can be considered that a filter is formed by the choke coil L, the capacitor C3, and the capacitor C2 having a capacity of h FE times. Further, the transistor Q1 is interposed in the energy discharge path of the choke coil L, and the transistor Q1 suppresses the transient phenomenon while adjusting the amount of energy passing, and prevents the generation of the oscillating voltage. Therefore, it is understood that even if a load change occurs, the ripples appearing in the output voltage become small due to the above two effects.

【0015】図4に示す従来のスイッチング電源の平滑
回路では、大容量コンデンサを使用することによって負
荷変動等で発生する出力電圧のリプルの低減及び安定度
の向上を行っていた。ここで、大容量コンデンサとして
は、必要とする静電容量値から電解コンデンサが使用さ
れていた。これに対して本発明による平滑回路では、ト
ランジスタQ1による通過エネルギーの調節作用と振動
電圧抑制作用、そしてコンデンサC2の容量が実際の容
量値のhFE倍とみなせることにより、平滑コンデンサC
1、コンデンサC2及びコンデンサC3に従来よりもは
るかに小容量の素子を使用しても、負荷変動等に対して
従来と同等のリプル低減の効果が得られる。さらに平滑
コンデンサC1、コンデンサC2及びコンデンサC3に
電解コンデンサ以外のコンデンサ、例えばセラミックコ
ンデンサを使用すれば、平滑回路における周波数特性が
改善され、スイッチング周波数の高周波化にも対応でき
るようになる。そして、セラミックコンデンサでも積層
型の素子を使用すれば、一層の電源回路の小型化が期待
できる。
In the conventional smoothing circuit of the switching power supply shown in FIG. 4, a large-capacity capacitor is used to reduce the ripple of the output voltage caused by load fluctuation and improve the stability. Here, as the large-capacity capacitor, an electrolytic capacitor has been used because of the required capacitance value. On the other hand, in the smoothing circuit according to the present invention, the action of adjusting the passing energy by the transistor Q1 and the action of suppressing the oscillating voltage, and the capacitance of the capacitor C2 can be regarded as h FE times the actual capacitance value, so that the smoothing capacitor C
1. Even if an element having a much smaller capacity than the conventional one is used for the capacitor C2 and the capacitor C3, the same ripple reduction effect as that of the conventional one can be obtained against a load change or the like. Further, if smoothing capacitors C1, C2, and C3 are capacitors other than electrolytic capacitors, such as ceramic capacitors, the frequency characteristics of the smoothing circuit are improved and the switching frequency can be increased. Further, even if a ceramic capacitor uses a laminated type element, further miniaturization of the power supply circuit can be expected.

【0016】図2には本発明による平滑回路の具体的な
第1の実施例と、これを備えるスイッチング電源の主要
部分の回路を示した。図2におけるスイッチング電源の
コンバータ回路部3はトランスTとスイッチングトラン
ジスタQ2を具備し、整流回路部4はダイオードD1よ
り形成されている。コンバータ回路部3の2次巻線N2
と整流回路部4のダイオードD1の接続構成により、こ
のスイッチング電源はフライバック方式となっており、
これに接続される平滑回路は以下の構成となっている。
なお図2において、1と2はそれぞれ高電位側の入出力
端子を示し、低電位側の入出力端子はアースと共通とし
て示した。
FIG. 2 shows a concrete first embodiment of the smoothing circuit according to the present invention and a circuit of a main part of a switching power supply including the smoothing circuit. The converter circuit unit 3 of the switching power supply in FIG. 2 includes a transformer T and a switching transistor Q2, and the rectifying circuit unit 4 is formed of a diode D1. Secondary winding N2 of converter circuit unit 3
And the switching configuration of the diode D1 of the rectifier circuit unit 4, the switching power supply is a flyback system,
The smoothing circuit connected to this has the following configuration.
In FIG. 2, reference numerals 1 and 2 respectively indicate high-potential-side input / output terminals, and the low-potential-side input / output terminals are shown as being common to the ground.

【0017】整流回路部4の出力側となるダイオードD
1のカソードを平滑コンデンサC1を介してアースに接
続し、さらにNPN型のトランジスタQ1のコレクタに
接続する。トランジスタQ1のエミッタはチョークコイ
ルLを介して出力端子2に接続し、ベースをコンデンサ
C2を介してアースに接続する。トランジスタQ1のコ
レクタ、ベース間にはバイアス回路5を形成する抵抗R
1を接続する。出力端子2とアース間にコンデンサC3
を接続する。以上の平滑回路の回路構成は図1に示す本
発明の平滑回路の基本構成と同じである。そのため、動
作及び得られる効果は同じものとなるので、ここでの図
2に示す回路の詳細な説明は省略する。
The diode D on the output side of the rectifying circuit section 4
The cathode of No. 1 is connected to the ground via the smoothing capacitor C1, and further connected to the collector of the NPN type transistor Q1. The emitter of the transistor Q1 is connected to the output terminal 2 via the choke coil L, and the base is connected to the ground via the capacitor C2. A resistor R forming a bias circuit 5 between the collector and the base of the transistor Q1.
Connect 1. Capacitor C3 between output terminal 2 and ground
Connect. The circuit configuration of the above smoothing circuit is the same as the basic configuration of the smoothing circuit of the present invention shown in FIG. Therefore, since the operation and the obtained effect are the same, detailed description of the circuit shown in FIG. 2 is omitted here.

【0018】図2に示す本発明の実施例においては、ト
ランジスタQ1のバイアス回路5は抵抗R1により形成
していた。この抵抗R1によるバイアス回路5は最も簡
単に構成できるという点で有用であるが、図3に示すよ
うな回路でバイアス回路5を形成しても良い。図3にお
いて、aはトランジスタQ1のコレクタに接続される端
子であり、bはトランジスタQ1のベースに接続される
端子である。ここでトランジスタQ3は抵抗R3、R4
による分圧電圧に応じて端子aから端子bへ抵抗R2を
介して電流を流すことになり、回路全体としては定電流
回路を形成している。定電流回路にてバイアス回路5を
形成すれば、トランジスタQ1の動作を安定化できると
いう点で有用となる。なお、バイアス回路5を定電流回
路にて構成するのに際しては、その回路構成は図3に示
す回路に限定されることは無く、例えば、定電流ダイオ
ードやFETを使用した回路であっても良い。また、端
子aはトランジスタQ1のコレクタでなく、別に設けた
電圧供給源に接続しても良い。
In the embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the bias circuit 5 of the transistor Q1 is formed by the resistor R1. The bias circuit 5 formed of the resistor R1 is useful in that it can be most easily constructed, but the bias circuit 5 may be formed by a circuit as shown in FIG. In FIG. 3, a is a terminal connected to the collector of the transistor Q1, and b is a terminal connected to the base of the transistor Q1. Here, the transistor Q3 has resistors R3 and R4.
A current flows from the terminal a to the terminal b through the resistor R2 in accordance with the divided voltage due to, and the circuit as a whole forms a constant current circuit. Forming the bias circuit 5 with a constant current circuit is useful in that the operation of the transistor Q1 can be stabilized. When the bias circuit 5 is configured by a constant current circuit, the circuit configuration is not limited to the circuit shown in FIG. 3, and may be a circuit using a constant current diode or FET, for example. . Further, the terminal a may be connected to a separately provided voltage supply source instead of the collector of the transistor Q1.

【0019】ここで、大容量の電解コンデンサを使用せ
ずに出力電圧のリプルの低減を図るという目的からする
と、図5に示すような回路も考えられる。図5に示す回
路は図2に示す平滑回路のトランジスタQ1とチョーク
コイルLの位置を入れ換えたものである。図2と図5の
平滑回路は、一見すると出力電圧に現れるリプルはほぼ
同等であると思われる。しかし、同一の回路定数、出力
条件(15〔V〕、12〔mA〕)で、同じように電子
的に負荷変動を発生させた比較実験を行ったところ、出
力電圧に発生したリプルのピーク値は図5の回路よりも
図2の回路の方が僅かに大きくなってしまうものの、所
定の電圧に復帰するまでの時間は図5の回路よりも図2
の回路の方が速かった。つまり実回路の試験において
は、図2に示す本発明の平滑回路の構成とした方が負荷
変動に伴って発生する出力電圧のリプルの低減効果が高
いという結果を得ている。従って、特に制約の無い限り
スイッチング電源の平滑回路は、図2に示す本発明の構
成とするのが望ましい。
Here, for the purpose of reducing the ripple of the output voltage without using a large capacity electrolytic capacitor, a circuit as shown in FIG. 5 is also conceivable. The circuit shown in FIG. 5 is obtained by exchanging the positions of the transistor Q1 and the choke coil L of the smoothing circuit shown in FIG. At first glance, the smoothing circuits in FIGS. 2 and 5 seem to have substantially the same ripples in the output voltage. However, under the same circuit constants and output conditions (15 [V], 12 [mA]), a comparative experiment was performed in which the electronic load variation was similarly performed, and the peak value of the ripple generated in the output voltage was found. Although the circuit of FIG. 2 is slightly larger than the circuit of FIG. 5, the time required to return to a predetermined voltage is less than that of the circuit of FIG.
The circuit was faster. That is, in the actual circuit test, the effect of reducing the ripple of the output voltage generated due to the load change is higher when the smoothing circuit of the present invention shown in FIG. 2 is used. Therefore, it is desirable that the smoothing circuit of the switching power supply has the configuration of the present invention shown in FIG. 2 unless otherwise specified.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上に述べたように本発明によるスイッ
チング電源用の平滑回路は、スイッチング電源の整流回
路部の出力側と出力端子との間にトランジスタの主電流
路とチョークコイルの直列回路を設け、トランジスタの
コレクタとアース間に第1のコンデンサを接続し、トラ
ンジスタのベースに第2のコンデンサとバイアス回路を
設け、出力端子とアース間に第3のコンデンサを接続し
た構成となっている。この構成においては、トランジス
タのベースに設けられたコンデンサの容量が実際の容量
値のhFE倍とみなせるようになり、また、トランジスタ
の動作による出力電圧のリプル低減及び安定度の向上の
作用が期待できる。このことから、平滑回路のコンデン
サに大容量の電解コンデンサを使用しなくとも、負荷変
動等に対して出力電圧のリプル低減が図れるようにな
る。そして電解コンデンサの不使用により、電源回路
(スイッチング電源)の小型化、高効率化、高信頼性化
が実現できるようになる。さらに、電解コンデンサの代
わりにセラミックコンデンサを使用する事により、スイ
ッチング電源のスイッチング周波数の高周波化が図れる
という効果も得られる。
As described above, in the smoothing circuit for the switching power supply according to the present invention, the series circuit of the main current path of the transistor and the choke coil is provided between the output side and the output terminal of the rectification circuit section of the switching power supply. A first capacitor is provided between the collector of the transistor and the ground, a second capacitor and a bias circuit are provided at the base of the transistor, and a third capacitor is connected between the output terminal and the ground. In this configuration, the capacitance of the capacitor provided at the base of the transistor can be regarded as h FE times the actual capacitance value, and the effect of reducing the ripple in the output voltage and improving the stability due to the operation of the transistor is expected. it can. Therefore, even if a large-capacity electrolytic capacitor is not used as the capacitor of the smoothing circuit, the ripple of the output voltage can be reduced with respect to load fluctuation and the like. By not using the electrolytic capacitor, the power supply circuit (switching power supply) can be downsized, highly efficient, and highly reliable. Furthermore, by using a ceramic capacitor instead of the electrolytic capacitor, it is possible to obtain an effect that the switching frequency of the switching power supply can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による平滑回路を備えた基本的なスイ
ッチング電源のブロック図。
FIG. 1 is a block diagram of a basic switching power supply including a smoothing circuit according to the present invention.

【図2】 スイッチング電源に適用した、本発明の平滑
回路の第1の実施例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of a smoothing circuit of the present invention applied to a switching power supply.

【図3】 トランジスタQ1のバイアス回路の他の実施
例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the bias circuit of the transistor Q1.

【図4】 従来のスイッチング電源の平滑回路を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a smoothing circuit of a conventional switching power supply.

【図5】 図2に示す本発明の平滑回路のトランジスタ
とチョークコイルの位置を入れ換えた構成の平滑回路を
示す図。
5 is a diagram showing a smoothing circuit having a configuration in which the positions of transistors and choke coils of the smoothing circuit of the present invention shown in FIG. 2 are exchanged.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 出力端子 3 コンバータ回路部 4 整流回路部 5 バイアス回路 Q1 リプル低減用のトランジスタ L チョークコイル R バイアス用抵抗 C1 平滑コンデンサ C2 コンデンサ C3 コンデンサ 1 Input Terminal 2 Output Terminal 3 Converter Circuit Section 4 Rectifier Circuit Section 5 Bias Circuit Q1 Ripple Reduction Transistor L Choke Coil R Bias Resistor C1 Smoothing Capacitor C2 Capacitor C3 Capacitor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スイッチング電源のコンバータ回路の出
力側に設けた整流回路の出力側とアース間に接続された
第1のコンデンサ、 ベースが第2のコンデンサを介してアースに接続され、
コレクタが整流回路の出力側に接続されたトランジス
タ、 該トランジスタのベースに接続されたバイアス回路、 該トランジスタのエミッタと電源出力端子との間に接続
されたチョークコイル及び、 電源出力端子とアース間に接続された第3のコンデンサ
を具備するスイッチング電源用の平滑回路。
1. A first capacitor connected between an output side of a rectifier circuit provided on the output side of a converter circuit of a switching power supply and ground, and a base connected to ground via a second capacitor,
A transistor whose collector is connected to the output side of the rectifier circuit, a bias circuit connected to the base of the transistor, a choke coil connected between the emitter of the transistor and the power output terminal, and between the power output terminal and ground. A smoothing circuit for a switching power supply comprising a third capacitor connected.
【請求項2】 前記第1、第2、第3のコンデンサがセ
ラミックコンデンサよりなる、請求項1に記載されたス
イッチング電源用の平滑回路。
2. The smoothing circuit for a switching power supply according to claim 1, wherein the first, second and third capacitors are ceramic capacitors.
【請求項3】 前記バイアス回路が該トランジスタのコ
レクタとベース間に接続した抵抗によって形成される、
請求項1あるいは請求項2に記載されたスイッチング電
源用の平滑回路。
3. The bias circuit is formed by a resistor connected between the collector and the base of the transistor.
A smoothing circuit for a switching power supply according to claim 1 or 2.
【請求項4】 前記バイアス回路が定電流回路よりなる
ことを特徴とする、請求項1あるいは請求項2に記載さ
れたスイッチング電源用の平滑回路。
4. The smoothing circuit for a switching power supply according to claim 1, wherein the bias circuit is a constant current circuit.
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