JPH09191641A - Self exciting type dc-dc converter - Google Patents

Self exciting type dc-dc converter

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JPH09191641A
JPH09191641A JP35291795A JP35291795A JPH09191641A JP H09191641 A JPH09191641 A JP H09191641A JP 35291795 A JP35291795 A JP 35291795A JP 35291795 A JP35291795 A JP 35291795A JP H09191641 A JPH09191641 A JP H09191641A
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driving transistor
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize reduction in size and high efficiency by executing a self-excited oscillation not depending on a feedback winding of a choke coil and moreover by reducing loss generated in a commutating element. SOLUTION: A resistor R1 is connected between the gate of a switching transistor Q1 and the earth, a first driving transistor Q2 is connected between the gate of the switching transistor Q1 and source, and a second driving transistor Q3 is connected in parallel to the resistor R1. The base of transistor Q2 is connected to the drain of the switching transistor Q1 via a feedback circuit 3 and the base of transistor Q3 is connected to the feedback circuit 3 via a capacitor C4. A transistor commutating element Q5 is connected between the drain of the switching transistor Q1 and the earth and the gate of the transistor commutating element Q5 is connected to the collector of transistor Q5 via a capacitor C5.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自励発振に帰還巻
線を不要とした降圧・非絶縁型のDC−DCコンバータ
において、スイッチング素子及び転流素子にMOS F
ETを使用し、その高効率化を図るための回路に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step-down / non-insulation type DC-DC converter which does not require a feedback winding for self-excited oscillation.
The present invention relates to a circuit for using ET and improving its efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】自励式のDC−DCコンバータは、その
回路構成の簡素さ、使用する回路素子数の少なさから、
出力容量の小さい、比較的低価格の電源として用いられ
ている。本発明者はこのようなDC−DCコンバータの
回路として、特願平7−209210号において図2に
示すような回路構成の自励式DC−DCコンバータを提
案した。なお、図2において1、2は自励式DC−DC
コンバータの高電位側の入、出力端子であり、低電位側
の入、出力端子はアースと同一として示した。入力端子
1と出力端子2の間にPチャネル型MOS FETによ
るスイッチングトランジスタQ1のソース、ドレイン端
子とチョークコイルL1を直列に接続し、チョークコイ
ルL1の両端に、それぞれ一端がアースに接続されたダ
イオードD1及び平滑コンデンサC2を接続し、降圧チ
ョッパ回路を構成する。
2. Description of the Related Art A self-excited DC-DC converter has a simple circuit configuration and a small number of circuit elements.
It is used as a relatively low-cost power supply with a small output capacity. As a circuit of such a DC-DC converter, the present inventor proposed in Japanese Patent Application No. 7-209210 a self-excited DC-DC converter having a circuit configuration as shown in FIG. In FIG. 2, 1 and 2 are self-excited DC-DC.
The input and output terminals on the high potential side of the converter and the input and output terminals on the low potential side are shown as being the same as ground. A diode in which the source and drain terminals of a switching transistor Q1 formed by a P-channel MOS FET and a choke coil L1 are connected in series between the input terminal 1 and the output terminal 2, and both ends of the choke coil L1 are connected to ground. D1 and the smoothing capacitor C2 are connected to form a step-down chopper circuit.

【0003】スイッチングトランジスタQ1のゲート、
ソース間に、PNP型バイポーラトランジスタによる第
1の駆動用トランジスタとしてのトランジスタQ2のコ
レクタ、エミッタを接続し、トランジスタQ2のベース
を抵抗R3とコンデンサC3の直列回路による帰還回路
3を介してスイッチングトランジスタQ1のドレインに
接続する。また、トランジスタQ2のベースは抵抗R2
を介してスイッチングトランジスタQ1のゲートに接続
する。スイッチングトランジスタQ1のゲートとアース
との間には、起動用の抵抗R1及び抵抗R1とコレク
タ、エミッタ間の電流路が並列となる、NPN型バイポ
ーラトランジスタによる第2の駆動用トランジスタとし
てのトランジスタQ3を接続し、トランジスタQ3のベ
ースをコンデンサC4を介して帰還回路3へ接続する。
トランジスタQ3のベースとアースとの間にはコンデン
サC4の放電路を形成するダイオードD2を接続する。
The gate of the switching transistor Q1,
A collector and an emitter of a transistor Q2, which is a PNP bipolar transistor as a first driving transistor, are connected between sources, and a base of the transistor Q2 is connected to a switching transistor Q1 via a feedback circuit 3 including a series circuit of a resistor R3 and a capacitor C3. Connect to the drain of. The base of the transistor Q2 is the resistor R2.
To the gate of the switching transistor Q1. Between the gate of the switching transistor Q1 and the ground, a transistor Q3 as a second driving transistor by an NPN bipolar transistor, in which a current path between the starting resistor R1 and the resistor R1 and the collector and the emitter is parallel, is provided. Then, the base of the transistor Q3 is connected to the feedback circuit 3 via the capacitor C4.
A diode D2 forming a discharge path of the capacitor C4 is connected between the base of the transistor Q3 and the ground.

【0004】出力端子2とアースとの間に接続された抵
抗R6、R7の直列回路及び抵抗R4と定電圧ダイオー
ドDZの直列回路、抵抗R6とR7による出力電圧の分
圧点にベースを、抵抗R4と定電圧ダイオードDZの接
続点にエミッタを接続したトランジスタQ4、トランジ
スタQ4のコレクタと帰還回路3との間に接続された抵
抗R5により制御回路4が構成され、出力電圧を安定化
させる役割を担う。以上のような構成とした図2の回路
の自励発振動作の概略は次のようであった。
A series circuit of resistors R6 and R7 connected between the output terminal 2 and the ground, a series circuit of resistor R4 and a constant voltage diode DZ, and a base at the voltage dividing point of the output voltage by the resistors R6 and R7. A control circuit 4 is configured by a transistor Q4 having an emitter connected to a connection point of R4 and a constant voltage diode DZ, and a resistor R5 connected between the collector of the transistor Q4 and the feedback circuit 3, and serves to stabilize the output voltage. Carry. The outline of the self-excited oscillation operation of the circuit of FIG. 2 configured as described above is as follows.

【0005】先ずスイッチングトランジスタQ1がオン
状態の時、チョークコイルL1を介して平滑コンデンサ
C2が充電される。平滑コンデンサC2の端子間電圧に
応じて制御回路4がトランジスタQ2のベース電流を導
き始め、やがてトランジスタQ2を導通させる。すると
スイッチングトランジスタQ1はオン状態を維持出来な
くなり、ドレイン電流が減少してチョークコイルL1に
フライバック電圧が発生する。このチョークコイルL1
に発生したフライバック電圧は帰還回路3を介してトラ
ンジスタQ2及びトランジスタQ3にバイアスを与え、
それぞれトランジスタQ2をオン状態、トランジスタQ
3をオフ状態に移行させる。これによりスイッチングト
ランジスタQ1がターンオフ動作を実行することにな
る。
First, when the switching transistor Q1 is on, the smoothing capacitor C2 is charged via the choke coil L1. The control circuit 4 starts to guide the base current of the transistor Q2 in accordance with the voltage across the terminals of the smoothing capacitor C2, and eventually turns on the transistor Q2. Then, the switching transistor Q1 cannot maintain the ON state, the drain current decreases, and the flyback voltage is generated in the choke coil L1. This choke coil L1
The flyback voltage generated at the bias voltage biases the transistors Q2 and Q3 via the feedback circuit 3,
Transistor Q2 is on and transistor Q2 is on
3 is turned off. This causes the switching transistor Q1 to perform the turn-off operation.

【0006】次にスイッチングトランジスタQ1がオフ
状態にある間、チョークコイルL1のフライバック電圧
の低下、帰還回路3のコンデンサC3の端子間電圧の上
昇が進行し、やがてトランジスタQ2はそのベース電流
の減少によってコレクタ、エミッタ間の電圧が上昇して
いく。これに付随してスイッチングトランジスタQ1の
ゲート、ソース間電圧も(ゲート電位の低下に伴って)
上昇し、その大きさがスレッシュホールド電圧を越える
とスイッチングトランジスタQ1は導通を開始する。す
るとスイッチングトランジスタQ1のドレイン電位が上
昇し、この電位上昇が帰還回路3を介してトランジスタ
Q2及びトランジスタQ3にバイアスを与え、それぞれ
トランジスタQ2をオフ状態、トランジスタQ3をオン
状態に移行させる。これによりスイッチングトランジス
タQ1がターンオン動作を実行することになる。
Next, while the switching transistor Q1 is off, the flyback voltage of the choke coil L1 and the voltage across the terminals of the capacitor C3 of the feedback circuit 3 increase, and eventually the base current of the transistor Q2 decreases. Causes the voltage between the collector and the emitter to rise. Along with this, the voltage between the gate and the source of the switching transistor Q1 (as the gate potential decreases)
When it rises and its magnitude exceeds the threshold voltage, the switching transistor Q1 starts conducting. Then, the drain potential of the switching transistor Q1 rises, and this potential rise biases the transistor Q2 and the transistor Q3 via the feedback circuit 3 to turn off the transistor Q2 and turn on the transistor Q3, respectively. This causes the switching transistor Q1 to perform the turn-on operation.

【0007】以上に説明したことから分かるように、図
2に示す回路構成の自励式DC−DCコンバータは、駆
動用のトランジスタQ2、Q3そして帰還回路3の存在
により、それまでの自励式DC−DCコンバータに必要
とされていたチョークコイルに設けられる帰還巻線が不
要となっている。このため、チョークコイルL1に単巻
のコイル部品を使用することができ、DC−DCコンバ
ータの小型化、コスト低減が図られるという利点を有し
ていた。またMOS FETを駆動することが可能な駆
動電圧を得られているため、スイッチングトランジスタ
にMOS FETを用いることにより高効率化が図られ
るという利点も有していた。
As can be seen from the above description, the self-exciting DC-DC converter having the circuit configuration shown in FIG. 2 has the driving transistors Q2 and Q3 and the feedback circuit 3 and thus the self-exciting DC-DC converter. The feedback winding provided in the choke coil, which was required in the DC converter, is no longer necessary. Therefore, a single-wound coil component can be used for the choke coil L1, and the DC-DC converter can be downsized and the cost can be reduced. Further, since a driving voltage capable of driving the MOS FET is obtained, there is also an advantage that the efficiency can be improved by using the MOS FET as the switching transistor.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】特願平7−20921
0号の中でも述べているように、電源回路の小型化、コ
スト低減を図るのに際しては、その電源回路の放熱対策
が大きな要因として挙げることができる。そして電源回
路の効率は回路中に発生する熱量に深く関係し、その形
状とコストに大きな影響を与える。言うまでもなく電源
回路の効率は高いほど良い。図2に示す回路ではスイッ
チングトランジスタQ1にMOS FETを使用するこ
とにより、スイッチングトランジスタにバイポーラトラ
ンジスタを使用していた場合に比較し、スイッチング素
子で発生する損失が低減され、電源回路の効率が向上し
た。
[Problems to be Solved by the Invention] Japanese Patent Application No. 7-20921
As described in No. 0, in order to reduce the size and cost of the power supply circuit, heat dissipation measures of the power supply circuit can be cited as a major factor. The efficiency of the power supply circuit is closely related to the amount of heat generated in the circuit, and has a great influence on its shape and cost. Needless to say, the higher the efficiency of the power supply circuit, the better. In the circuit shown in FIG. 2, by using the MOS FET for the switching transistor Q1, the loss generated in the switching element is reduced and the efficiency of the power supply circuit is improved as compared with the case where the bipolar transistor is used for the switching transistor. .

【0009】しかし、このような自励発振手段の改良に
よる高効率化はほぼ限界に近く、一層の高効率化を図る
ことは困難であった。回路中で発生する損失を考察する
と、転流素子としてのダイオードには順方向降下電圧が
存在し、ダイオードに電流が流れた時、その電流と順方
向降下電圧との積に相当する電力損失が転流素子に発生
することになる。流れる電流が大きくなれば、この転流
素子に発生する損失も当然大きくなり、電源回路の効率
を低下させる大きな一因ともなっている。本発明は、チ
ョークコイルの帰還巻線に依らずに自励発振を行わせ、
さらに転流素子に発生する損失を低減して小型化と高効
率化を実現できる自励式DC−DCコンバータを提供す
ることを目的とする。
However, the improvement in efficiency by improving the self-oscillation means is almost at its limit, and it has been difficult to achieve higher efficiency. Considering the loss generated in the circuit, there is a forward voltage drop in the diode as a commutation element, and when a current flows through the diode, the power loss corresponding to the product of the current and the forward voltage drop occurs. It will occur in the commutation element. As the flowing current increases, the loss generated in the commutation element naturally increases, which is one of the major causes of lowering the efficiency of the power supply circuit. The present invention causes self-excited oscillation without depending on the feedback winding of the choke coil,
Further, it is an object of the present invention to provide a self-excited DC-DC converter that can reduce the loss generated in a commutation element and realize miniaturization and high efficiency.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、入力された直
流電圧をスイッチング素子によりオン、オフし、スイッ
チング素子の電流出力端子側に接続した転流素子、チョ
ークコイル、平滑コンデンサから成る整流平滑回路を介
して、安定化した直流出力電圧を負荷へ供給する非絶縁
型の自励式DC−DCコンバータにおいて、MOS F
ETによるスイッチング素子、電流入力端子をスイッチ
ング素子の電流入力端子に接続し、電流出力端子をスイ
ッチング素子の制御端子に接続した第1の駆動用トラン
ジスタ、スイッチング素子の電流出力端子と第1の駆動
用トランジスタの制御端子との間に接続される帰還回
路、電流入力端子をスイッチング素子の制御端子に接続
し、電流出力端子をアースに接続した、第1の駆動用ト
ランジスタと相補的に動作する第2の駆動用トランジス
タ、スイッチング素子とは逆極性のMOS FETより
成り、その制御端子を第2の駆動用トランジスタの電流
入力端子に接続したトランジスタ転流素子、を具備する
ことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a rectifying / smoothing device including a commutation device, a choke coil, and a smoothing capacitor, which are turned on and off by a switching device and connected to a current output terminal side of the switching device. In a non-isolated self-excited DC-DC converter that supplies a stabilized DC output voltage to a load via a circuit, a MOS F
ET switching element, first driving transistor in which current input terminal is connected to current input terminal of switching element and current output terminal is connected to control terminal of switching element, current output terminal of switching element and first driving transistor A feedback circuit connected between the control terminal of the transistor and a current input terminal connected to the control terminal of the switching element, and a current output terminal connected to the ground, which operates complementarily to the first driving transistor. And a switching element, which is a MOS FET having a polarity opposite to that of the driving transistor and the switching element, and the control terminal of which is connected to the current input terminal of the second driving transistor.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】スイッチングトランジスタのゲー
トとアースとの間に始動用抵抗を接続し、スイッチング
トランジスタのゲート、ソース間に第1の駆動用トラン
ジスタの主電流路(コレクタ、エミッタ)を接続する。
第1の駆動用トランジスタのベースは抵抗とコンデンサ
による帰還回路を介してスイッチングトランジスタのド
レインへ接続する。始動用抵抗に対して並列に第1の抵
抗と第2の駆動用トランジスタの直列回路を接続し、第
2の駆動用トランジスタのベースを第1のコンデンサと
第2の抵抗を介して帰還回路に接続する。スイッチング
トランジスタのドレインとアースとの間にトランジスタ
転流素子を接続し、トランジスタ転流素子の主電流路に
対して並列にダイオード素子を接続する。トランジスタ
転流素子のゲートを第2のコンデンサを介して第1の抵
抗と第2の駆動用トランジスタの接続点に接続し、さら
にゲートとアースとの間に第3の抵抗を接続する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A starting resistor is connected between the gate of a switching transistor and ground, and a main current path (collector, emitter) of a first driving transistor is connected between a gate and a source of the switching transistor. .
The base of the first driving transistor is connected to the drain of the switching transistor via a feedback circuit including a resistor and a capacitor. A series circuit of a first resistor and a second driving transistor is connected in parallel to a starting resistor, and the base of the second driving transistor is connected to a feedback circuit via a first capacitor and a second resistor. Connecting. A transistor commutation element is connected between the drain of the switching transistor and ground, and a diode element is connected in parallel to the main current path of the transistor commutation element. The gate of the transistor commutation element is connected to the connection point between the first resistor and the second driving transistor via the second capacitor, and the third resistor is connected between the gate and the ground.

【0012】[0012]

【実施例】転流素子に発生する損失を低減して効率の向
上を図った、自励発振に帰還巻線が不要な本発明による
自励式DC−DCコンバータの回路を図1に示した。な
お、図1における図2に示したのと同じ構成要素につい
ては同一の符号を付与してある。図1の回路において図
2の回路に対し特異な所は、転流素子としてダイオード
D1の代わりにNチャネルMOS FETによるトラン
ジスタ転流素子Q5を接続していることである。
EXAMPLE FIG. 1 shows a circuit of a self-excited DC-DC converter according to the present invention, which does not require a feedback winding for self-excited oscillation, in which loss generated in a commutation element is reduced to improve efficiency. The same components as those shown in FIG. 2 in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. A unique point of the circuit of FIG. 1 with respect to the circuit of FIG. 2 is that a transistor commutation element Q5 by an N-channel MOS FET is connected instead of the diode D1 as a commutation element.

【0013】すなわち、PチャネルMOS FETによ
るスイッチングトランジスタQ1のドレインとアースと
の間にトランジスタ転流素子Q5の主電流路を接続し、
そのトランジスタ転流素子Q5の動作遅れを補うための
ダイオードD3を、トランジスタ転流素子Q5の主電流
路に並列に接続している。そしてこのトランジスタ転流
素子Q5を駆動するために、トランジスタQ3のコレク
タを抵抗R9を介して抵抗R1の一端に接続することと
し、トランジスタ転流素子Q5のゲートをコンデンサC
5を介してトランジスタQ3と抵抗R9の接続点に接続
し、ゲートとアースとの間にコンデンサC5の充放電路
を形成する抵抗R8を接続している。なお、図2の回路
における抵抗R2は、制御回路4が設けられている時に
は省略することが可能であるため、図1の回路では省略
した。また図1の回路における抵抗R10はトランジス
タQ3のベース電流を調整するために設けられており、
トランジスタQ3の仕様によっては図2のように省略さ
れる。
That is, the main current path of the transistor commutation element Q5 is connected between the drain of the switching transistor Q1 of the P channel MOS FET and the ground,
A diode D3 for compensating for the operational delay of the transistor commutation element Q5 is connected in parallel to the main current path of the transistor commutation element Q5. In order to drive the transistor commutation element Q5, the collector of the transistor Q3 is connected to one end of the resistor R1 via the resistor R9, and the gate of the transistor commutation element Q5 is connected to the capacitor C5.
The resistor R8 is connected to the connection point of the transistor Q3 and the resistor R9 via the resistor 5, and the resistor R8 forming a charge / discharge path of the capacitor C5 is connected between the gate and the ground. Since the resistor R2 in the circuit of FIG. 2 can be omitted when the control circuit 4 is provided, it is omitted in the circuit of FIG. The resistor R10 in the circuit of FIG. 1 is provided to adjust the base current of the transistor Q3,
It is omitted as shown in FIG. 2 depending on the specifications of the transistor Q3.

【0014】このような回路構成となっている図1の自
励式DC−DCコンバータは以下のような動作となる。
スイッチングトランジスタQ1がオン状態の時、チョー
クコイルL1を介して平滑コンデンサC2が充電され
る。この時、スイッチングトランジスタQ1のドレイン
電位は高く、このドレイン電位が帰還回路3を介してト
ランジスタQ2及びトランジスタQ3にバイアスを与
え、それぞれトランジスタQ2をオフ状態、トランジス
タQ3をオン状態とする。そのため、スイッチングトラ
ンジスタQ1はゲート電位が低くなってオン状態を、ト
ランジスタ転流素子Q5はオフ状態を維持する。
The self-excited DC-DC converter of FIG. 1 having such a circuit configuration operates as follows.
When the switching transistor Q1 is on, the smoothing capacitor C2 is charged via the choke coil L1. At this time, the drain potential of the switching transistor Q1 is high, and this drain potential biases the transistor Q2 and the transistor Q3 via the feedback circuit 3 to turn off the transistor Q2 and turn on the transistor Q3. Therefore, the gate potential of the switching transistor Q1 is lowered and the switching transistor Q1 is kept in the ON state, and the transistor commutation element Q5 is kept in the OFF state.

【0015】平滑コンデンサC2の充電が進行すると制
御回路4が平滑コンデンサC2の端子間電圧に応じてト
ランジスタQ2のベース電流を導き始め、やがてトラン
ジスタQ2を導通させる。するとスイッチングトランジ
スタQ1はそのゲート、ソース間電圧が低下(ゲート電
位が上昇)するため、ドレインを通過する電流を減少さ
せる。この電流の減少によってチョークコイルL1にフ
ライバック電圧が発生することになる。このチョークコ
イルL1に発生したフライバック電圧は帰還回路3を介
してトランジスタQ2及びトランジスタQ3にバイアス
を与え、それぞれトランジスタQ2をオン状態、トラン
ジスタQ3をオフ状態に移行させる。その結果、スイッ
チングトランジスタQ1及びトランジスタ転流素子Q5
のゲート電位が上昇し、それぞれスイッチングトランジ
スタQ1がターンオフ、トランジスタ転流素子Q5がタ
ーンオンする。
As the charging of the smoothing capacitor C2 progresses, the control circuit 4 starts to guide the base current of the transistor Q2 according to the voltage across the terminals of the smoothing capacitor C2, and eventually makes the transistor Q2 conductive. Then, the voltage between the gate and the source of the switching transistor Q1 decreases (the gate potential increases), so that the current passing through the drain decreases. Due to this decrease in current, a flyback voltage is generated in the choke coil L1. The flyback voltage generated in the choke coil L1 biases the transistor Q2 and the transistor Q3 via the feedback circuit 3 to turn on the transistor Q2 and turn off the transistor Q3. As a result, the switching transistor Q1 and the transistor commutation element Q5
, The switching transistor Q1 is turned off and the transistor commutation element Q5 is turned on.

【0016】スイッチングトランジスタQ1がオフ状
態、トランジスタ転流素子Q5がオン状態にある間、チ
ョークコイルL1及び平滑コンデンサC2はエネルギー
を放出するため、それぞれのフライバック電圧、端子間
電圧が低下し、また帰還回路3のコンデンサC3は端子
間電圧が上昇する。するとトランジスタQ2はベース電
流が減少し、やがてコレクタ、エミッタ間の電圧が上昇
していく。これに付随してスイッチングトランジスタQ
1のゲート、ソース電圧が上昇(ゲート電位が低下)す
るため、その大きさがスレッシュホールド電圧を越える
とスイッチングトランジスタQ1は導通を開始する。す
るとスイッチングトランジスタQ1のドレイン電位が上
昇し、この電位上昇が帰還回路3を介してトランジスタ
Q2及びトランジスタQ3にバイアスを与え、それぞれ
トランジスタQ2をオフ状態、トランジスタQ3をオン
状態に移行させる。その結果、スイッチングトランジス
タQ1及びトランジスタ転流素子Q5のゲート電位が低
下し、それぞれスイッチングトランジスタQ1がターン
オン、トランジスタ転流素子Q5がターンオフする。
While the switching transistor Q1 is off and the transistor commutation element Q5 is on, the choke coil L1 and the smoothing capacitor C2 release energy, so that the flyback voltage and the inter-terminal voltage of the choke coil L1 decrease. The voltage across the terminals of the capacitor C3 of the feedback circuit 3 rises. Then, the base current of the transistor Q2 decreases, and eventually the voltage between the collector and the emitter increases. Along with this, the switching transistor Q
Since the gate-source voltage of No. 1 rises (the gate potential decreases), the switching transistor Q1 starts conducting when its magnitude exceeds the threshold voltage. Then, the drain potential of the switching transistor Q1 rises, and this potential rise biases the transistor Q2 and the transistor Q3 via the feedback circuit 3, thereby turning off the transistor Q2 and turning on the transistor Q3, respectively. As a result, the gate potentials of the switching transistor Q1 and the transistor commutation element Q5 decrease, the switching transistor Q1 turns on and the transistor commutation element Q5 turns off.

【0017】以上の動作から分かるように、スイッチン
グトランジスタQ1とトランジスタ転流素子Q5は相補
的に動作し、トランジスタ転流素子Q5は図2のダイオ
ードD1と同様に、チョークコイルL1のフライバック
エネルギーの流通経路を形成する。ここでトランジスタ
の主電流路のオン電圧(VDSON)はダイオード素子の順
方向降下電圧(VF )よりも小さいため、理論的には発
生する損失が小さくなり、電源回路の効率が向上するこ
とになる。ただし、様々な要因によってスイッチングト
ランジスタQ1とトランジスタ転流素子Q5の動作タイ
ミングにズレが生じ、それが損失の増加につながること
がある。そこで図1の回路では、トランジスタ転流素子
Q5に対して並列にダイオードD3を接続し、動作タイ
ミングにズレを生じた期間だけ電流をバイパスし、損失
の増加を防止している。
As can be seen from the above operation, the switching transistor Q1 and the transistor commutation element Q5 operate in a complementary manner, and the transistor commutation element Q5, like the diode D1 of FIG. 2, has the flyback energy of the choke coil L1. Form a distribution channel. Since the on-voltage (V DSON ) of the main current path of the transistor is smaller than the forward voltage drop (V F ) of the diode element, theoretically, the generated loss is small and the efficiency of the power supply circuit is improved. become. However, due to various factors, the operation timings of the switching transistor Q1 and the transistor commutation element Q5 may deviate, which may lead to an increase in loss. Therefore, in the circuit of FIG. 1, the diode D3 is connected in parallel with the transistor commutation element Q5, and the current is bypassed only during the period when the operation timing is deviated to prevent an increase in loss.

【0018】しかし、回路の仕様によって動作タイミン
グのズレによる損失増加がほとんど無い場合には、当
然、このダイオードD3は省略される。なお、図1の回
路において抵抗R3、抵抗R9、抵抗R10について
は、回路の仕様(特にトランジスタの特性)によっては
省略されることがある。本発明を実施するのに当たっ
て、発明部分の作用・機能を損なわない程度での変形は
可能であり、図1の実施例の回路に限定されるものでは
無い。
However, when there is almost no increase in loss due to the shift of the operation timing due to the circuit specifications, the diode D3 is naturally omitted. Note that the resistors R3, R9, and R10 in the circuit of FIG. 1 may be omitted depending on the circuit specifications (particularly, transistor characteristics). In carrying out the present invention, modifications can be made without impairing the operation and function of the invention portion, and the present invention is not limited to the circuit of the embodiment of FIG.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上に述べたように本発明は、MOS
FETより成るスイッチングトランジスタのゲート、ソ
ース間に第1の駆動用トランジスタのコレクタ、エミッ
タを接続し、第1の駆動用トランジスタのベースを帰還
回路を介してスイッチングトランジスタのドレインに接
続し、スイッチングトランジスタのゲートとアースとの
間に接続された抵抗に対して並列に、第2の駆動用トラ
ンジスタの主電流路(コレクタ、エミッタ)を接続し、
第2の駆動用トランジスタのベースをコンデンサを介し
て帰還回路に接続した自励発振手段を有し、さらに転流
素子としてMOSFETによるトランジスタ転流素子を
接続して、そのゲートをコンデンサを介して第2の駆動
用トランジスタのコレクタへ接続したものである。本発
明によれば、転流素子に発生する損失が低減されるため
回路の効率が向上する。そして効率向上により電源回路
の放熱対策が容易になり、電源回路の小型化とコスト低
減に寄与する。従って高効率で小型な自励式DC−DC
コンバータを安価に提供することができる。
As described above, according to the present invention, the MOS
The collector and the emitter of the first driving transistor are connected between the gate and the source of the switching transistor formed of the FET, and the base of the first driving transistor is connected to the drain of the switching transistor through the feedback circuit. The main current path (collector, emitter) of the second driving transistor is connected in parallel to the resistor connected between the gate and ground,
It has a self-excited oscillating means in which the base of the second driving transistor is connected to a feedback circuit via a capacitor, and further, a transistor commutation element by a MOSFET is connected as a commutation element, and its gate is connected to the first circuit via a capacitor. 2 is connected to the collector of the driving transistor. According to the present invention, the efficiency of the circuit is improved because the loss generated in the commutation element is reduced. The improved efficiency facilitates heat dissipation measures for the power supply circuit, contributing to downsizing of the power supply circuit and cost reduction. Therefore, highly efficient and compact self-excited DC-DC
The converter can be provided at low cost.

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

【図1】 本発明による自励式DC−DCコンバータの
実施例を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a self-excited DC-DC converter according to the present invention.

【図2】 特願平7−209210号において提案した
自励式DC−DCコンバータの回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a self-excited DC-DC converter proposed in Japanese Patent Application No. 7-209210.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 出力端子 3 帰還回路 4 制御回路 Q1 スイッチングトランジスタ Q2 第1の駆動用トランジスタ Q3 第2の駆動用トランジスタ Q5 トランジスタ転流素子 L1 単巻のチョークコイル R1 起動用の抵抗 C4 コンデンサ C5 コンデンサ 1 Input Terminal 2 Output Terminal 3 Feedback Circuit 4 Control Circuit Q1 Switching Transistor Q2 First Driving Transistor Q3 Second Driving Transistor Q5 Transistor Commutating Element L1 Single Choke Coil R1 Starting Resistor C4 Capacitor C5 Capacitor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された直流電圧をスイッチング素子
によりオン、オフし、該スイッチング素子の電流出力端
子側に接続した転流素子、チョークコイル、平滑コンデ
ンサから成る平滑回路を介して、安定化した直流出力電
圧を負荷へ供給する非絶縁型の自励式DC−DCコンバ
ータにおいて、 MOS FETによる前記スイッチング素子、 電流入力端子を該スイッチング素子の電流入力端子に接
続し、電流出力端子を該スイッチング素子の制御端子に
接続した第1の駆動用トランジスタ、 該スイッチング素子の電流出力端子と該第1の駆動用ト
ランジスタの制御端子との間に接続される帰還回路、 電流入力端子を抵抗素子を介して該スイッチング素子の
制御端子に接続し、 電流出力端子をアースに接続した、該第1の駆動用トラ
ンジスタと相補的に動作する第2の駆動用トランジス
タ、 該スイッチング素子とは逆極性のMOS FETより成
り、その制御端子を該第2の駆動用トランジスタの電流
入力端子に接続した、前記転流素子としてのトランジス
タ転流素子、を具備することを特徴とする自励式DC−
DCコンバータ。
1. The input DC voltage is turned on and off by a switching element and stabilized via a smoothing circuit composed of a commutation element, a choke coil and a smoothing capacitor connected to the current output terminal side of the switching element. In a non-isolated self-exciting DC-DC converter that supplies a DC output voltage to a load, the switching element by a MOS FET, the current input terminal is connected to the current input terminal of the switching element, and the current output terminal is connected to the switching element. A first driving transistor connected to the control terminal; a feedback circuit connected between the current output terminal of the switching element and the control terminal of the first driving transistor; and a current input terminal via a resistance element A first driving transistor connected to a control terminal of a switching element and having a current output terminal connected to ground; A second driving transistor that operates complementarily, comprising a MOS FET having a polarity opposite to that of the switching element, the control terminal of which is connected to the current input terminal of the second driving transistor, Self-excited DC-comprising a transistor commutation element
DC converter.
【請求項2】 入力された直流電圧をスイッチング素子
によりオン、オフし、該スイッチング素子の電流出力端
子側に接続した転流素子、チョークコイル、平滑コンデ
ンサから成る平滑回路を介して、安定化した直流出力電
圧を負荷へ供給する非絶縁型の自励式DC−DCコンバ
ータにおいて、 制御端子が抵抗を介してアースに接続される、MOS
FETによる前記スイッチング素子、 電流入力端子を該スイッチング素子の電流入力端子に接
続し、電流出力端子を該スイッチング素子の制御端子に
接続した第1の駆動用トランジスタ、 該スイッチング素子の電流出力端子と該第1の駆動用ト
ランジスタの制御端子との間に接続される帰還回路、 その主電流路が前記抵抗に並列に接続され、制御端子が
容量素子を介して該帰還回路に接続される第2の駆動用
トランジスタ、 該スイッチング素子とは逆極性のMOS FETより成
り、その制御端子を該第2の駆動用トランジスタの電流
入力端子に接続した、前記転流素子としてのトランジス
タ転流素子、を具備することを特徴とする自励式DC−
DCコンバータ。
2. The input DC voltage is turned on and off by a switching element and stabilized via a smoothing circuit composed of a commutation element, a choke coil and a smoothing capacitor connected to the current output terminal side of the switching element. In a non-isolated self-exciting DC-DC converter that supplies a DC output voltage to a load, a control terminal is connected to ground through a resistor, and a MOS
A first driving transistor having a switching element formed of an FET, a current input terminal connected to a current input terminal of the switching element, and a current output terminal connected to a control terminal of the switching element; a current output terminal of the switching element; A feedback circuit connected to the control terminal of the first driving transistor; a second current circuit whose main current path is connected in parallel to the resistor and whose control terminal is connected to the feedback circuit via a capacitive element. A driving transistor, a transistor commutation element as a commutation element, which is composed of a MOS FET having a polarity opposite to that of the switching element, and whose control terminal is connected to the current input terminal of the second driving transistor. Self-excited DC-
DC converter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103986329A (en) * 2014-06-10 2014-08-13 杭州钛丽能源科技有限公司 Input adaptive self-excited Cuk transformer
CN104038057A (en) * 2014-06-10 2014-09-10 浙江工业大学 Input adaptive auto-excitation type Zeta converter

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