JPH10108453A - スイッチング電源回路 - Google Patents

スイッチング電源回路

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JPH10108453A
JPH10108453A JP25578196A JP25578196A JPH10108453A JP H10108453 A JPH10108453 A JP H10108453A JP 25578196 A JP25578196 A JP 25578196A JP 25578196 A JP25578196 A JP 25578196A JP H10108453 A JPH10108453 A JP H10108453A
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JP
Japan
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transistor
output
base
voltage
capacitor
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JP25578196A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Hayashi
宏 林
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電圧変換効率の向上を図ったスイッチング電源
回路を提供する。 【解決手段】DC/DCコンバータ型のスイッチング電
源回路である。この電源回路は、エミッタが入力端子1
に接続されたPNP型のトランジスタQ1と;トランジ
スタQ1のコレクタとグランド間に順次接続されたコイ
ルL1及びコンデンデンサC3と;出力端子2と;トラ
ンジスタQ1のベースにコレクタが接続され、ベースが
抵抗R1を介して入力端子1に接続され、エミッタが出
力端子2に接続されたNPN型のトランジスタQ2と;
出力端子2とグランド間に順次接続されたツェナーダイ
オードZD及び抵抗R3と;一端がトランジスタQ2の
ベースに接続されていて、ツェナーダイオードZD及び
抵抗R3の接続点の電圧が所定電圧以上になるとトラン
ジスタQ2をオフにするトランジスタQ3とから成って
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスイッチング電源回
路に関するものであり、特に商用交流電源を整流して得
た高い直流電圧を低い直流電圧に変換するスイッチング
電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種スイッチング電源回路を示
す図4において、1は直流の入力電圧VINが与えられる
入力端子である。C2は入力端子1とグランド間に接続
された平滑用のコンデンサである。
【0003】Q1はエミッタが入力端子1に接続され、
コレクタがコイルL1の一端に接続されたPNP型のス
イッチングトランジスタである。コイルL1の他端は出
力コンデンサC3を介してグランドに接続されるととも
に、出力端子2にも接続されている。
【0004】スイッチングトランジスタQ1のベースは
抵抗R2を介してNPN型のトランジスタQ2のコレク
タに接続されている。トランジスタQ2のベースは抵抗
R1を介して入力端子1に接続されるとともに、ツェナ
ーダイオードZDを介してグランドに接続されている。
トランジスタQ2のエミッタは抵抗R3を介してグラン
ドに接続されている。
【0005】また、スイッチングトランジスタQ1のコ
レクタとトランジスタQ2のベース間にはコンデンサC
1が接続されている。コイルL1とトランジスタQ1の
コレクタとの接続点にダイオードD1のカソードが接続
されており、そのダイオードD1のアノードはグランド
に接続されている。コイルL1の他端とトランジスタQ
2のエミッタにはダイオードD2が図示の極性で接続さ
れている。
【0006】次に、この従来例の動作を説明する。入力
端子1に入力電圧VINが入力されると、抵抗R1とツェ
ナーダイオードZDを通して電流が流れる。また、トラ
ンジスタQ2にもベース電流が流れて該第2トランジス
タQ2はオン状態となる。そして、トランジスタQ1の
エミッタからベース及び抵抗R2を通してトランジスタ
Q2のコレクタ電流が流れる。
【0007】トランジスタQ1はベース電流が流れるこ
とによってオン状態となり、コイルL1に電流を流し始
める。この電流は出力コンデンサC3を充電する。尚、
トランジスタQ1がオンしているときにコンデンサC1
を通してトランジスタQ1のコレクタからトランジスタ
Q2のベースへ電流が流れ、トランジスタQ2の導通は
深くなり、それによってトランジスタQ1がサチュレー
トする。尚、この電流によってコンデンサC1は充電さ
れる。
【0008】さて、出力コンデンサC3の電圧(従って
出力電圧Vo)が5Vになると、ツェナー電圧VZとVo
が等しくなり、トランジスタQ2がオフになる。換言す
ると、トランジスタQ2は、Vo<VZのときオンし、V
o≧VZでは、オフとなる。
【0009】トランジスタQ2のオフによって、トラン
ジスタQ1もオフになるが、コイルL1の起電力によっ
てコイルL1は更に電流を流そうとする。このときの電
流はダイオードD1を通してグランドから与えられると
ともに、コンデンサC1に充電されていた電荷の放電に
よっても流れる。
【0010】出力電圧VoがVo<VZになると、再びト
ランジスタQ1、Q2がオンする。このようなオン、オ
フを繰り返すことによって、出力コンデンサC3の電圧
(従って出力電圧Vo)を所定の値に維持する。尚、Q
1、Q2のオン、オフ動作において、一般にオン期間は
オフ期間に比べて非常に短い。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の回路では、
電力変換効率が悪いという欠点がある。即ち、ツェナー
ダイオードZDには、ツェナー電流として、例えば5m
A流す必要があるが、ツェナーダイオードZDが入力側
(高電圧側)に設けられているためツェナーダイオード
ZDによって消費する電力は、入力端子の直流電圧が1
41Vとすると、5mA×141Vとなり、非常に大き
い。また、従来回路では、トランジスタQ1のベース電
流は全てトランジスタQ2、抵抗R3を通してグランド
へ流れてしまい、出力電力とはならない。このように従
来回路では変換効率が悪い。
【0012】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、電圧変換効率の向上を図ったスイッチング電
源回路を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、スイッチングトランジスタのオン、オフ
動作によってそのスイッチングトランジスタの出力側に
接続されているコンデンサに前記スイッチングトランジ
スタの入力側から電流を流して充電を行ない、前記コン
デンサの出力を電源として負荷に供給するスイッチング
電源回路において、前記スイッチングトランジスタのベ
ースを他のトランジスタを介して前記出力側に接続し、
且つ前記他のトランジスタのベースを前記入力側に接続
するとともに前記出力側の電圧が所定値以上であるか否
かを検出する検出手段の出力によって前記他のトランジ
スタのオン、オフを制御することを特徴としている。
【0014】また、本発明のスイッチング電源回路は、
エミッタが入力端子に接続されたPNP型の第1トラン
ジスタと;第1トランジスタのコレクタとグランド間に
順次接続されたコイル及びコンデンデンサと;前記コイ
ルとコンデンサの接続中点から出力を取り出す出力端子
と;第1トランジスタのベースにコレクタが接続され、
ベースが第1抵抗を介して前記入力端子に接続され、エ
ミッタが前記出力端子に接続されたNPN型の第2トラ
ンジスタと;前記出力端子とグランド間に順次接続され
た定電圧手段及び第2抵抗と;一端が第2トランジスタ
のベースに接続されていて、前記定電圧手段と第2抵抗
の接続点の電圧が所定電圧以上になると第2トランジス
タをオフにする手段とから成っている。
【0015】
【発明の実施の形態】図1に示す実施形態において、図
4の従来例と同一部分には同一の符号を付して重複説明
を省略する。本実施形態では、まずトランジスタQ2の
エミッタを出力端子2に接続している。また、ツェナー
ダイオードZDを出力側(定電圧側)に設けている。こ
のツェナーダイオードZDのカソードは出力端子2に接
続され、アノードは抵抗R3を介してグランドに接続さ
れている。
【0016】そして、ツェナーダイオードZDと抵抗R
3の接続中点aにNPN型のトランジスタQ3のベース
を接続し、そのトランジスタQ3のコレクタをトランジ
スタQ2のベースに接続し、エミッタをグランドに接続
している。
【0017】次に、本実施形態の動作を説明する。入力
電圧VINを印加した直後は、出力電圧Voが殆ど零ボル
トであるので、トランジスタQ3はオフ状態のままであ
る。そのため入力電圧VINの印加により抵抗R1を通し
てトランジスタQ2のベースに電流が流入し、該トラン
ジスタQ2がオン状態となる。
【0018】これによって、入力端子1からトランジス
タQ1のエミッタからベースへ電流が流れ、トランジス
タQ1がオンする。トランジスタQ1のコレクタ電流は
コイルL1を通して出力コンデンサC3に流れ込み、出
力電圧Voを上昇させる。また、トランジスタQ2のエ
ミッタ電流も出力コンデンサC3へ流れ込む。
【0019】トランジスタQ1のオン期間において、ト
ランジスタQ1のコレクタからコンデンサC1を介して
トランジスタQ2のベースに電流が流れる。この電流は
トランジスタQ2の導通度を深くし、トランジスタQ1
をサチュレート状態へ移行させる。尚、この電流はコン
デンサC1を充電するに従い、少なくなっていく。
【0020】出力コンデンサC3の電圧(出力電圧V
o)の値が5Vを超えて、a点の電位がトランジスタQ
3の閾値以上となると、トランジスタQ3がオンする。
これによってトランジスタQ2がオフし、続いてトラン
ジスタQ1もオフとなる。トランジスタQ1がオフにな
っても、コイルL1はその起電力によって電流を流し続
けようとする。
【0021】この電流はダイオードD1のオンによって
グランド側から与えられるとともに、コンデンサC1の
充電電荷の放電によっても流れる。出力電圧Voが5V
以下になると、トランジスタQ3がオフとなり、再びト
ランジスタQ1、Q2がオンする。このようにしてスイ
ッチング動作を繰り返し、出力電圧をVoに保つ。
【0022】図2は商用交流電源3をダイオード4とコ
ンデンサC2で整流平滑して入力電圧VINとする構成を
付加したものであり、その他の構成は図1と同じであ
る。商用交流電源3の電圧はAC100VやAC200
V等である。
【0023】図3は過電流検出用のPNP型トランジス
タQ4と抵抗R4を図示の如く接続することにより過電
流に対する保護を図ることができる。換言すれば図1や
図2のスイッチング電源回路では過電流保護回路を簡単
に追加できるという利点がある。
【0024】図3において、出力端子2に接続される負
荷(図示せず)に過電流が流れると、抵抗R4の両端電
圧が増大し、トランジスタQ4がオンする。そのためト
ランジスタQ4を流れる電流によって、a点の電位は上
昇し、トランジスタQ3がオンしてトランジスタQ1、
Q2をオフ状態とする。これによって過電流に対する保
護を図ることができる。
【0025】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、スイッ
チングトランジスタのベース電流は出力側へ導かれ出力
電力の一部となるので、変換効率がよくなる。また、検
出手段のための基準電圧としてツェナーダイオードを設
けた場合でも、そのツェナーダイオードは出力側(低電
圧側)に設けられるので、ツェナーダイオードの消費電
力は少なくて済む。
【0026】請求項2及び請求項3に記載の発明によれ
ば、上記の効果に加えて過電流保護回路を簡単に追加で
きるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスイッチング電源回路の第1実施形態
を示す回路図。
【図2】本発明のスイッチング電源回路の第2実施形態
を示す回路図。
【図3】本発明のスイッチング電源回路の第3実施形態
を示す回路図。
【図4】従来例の回路図。
【符号の説明】
1 入力端子 2 出力端子 Q1 スイッチングトランジスタ Q2 トランジスタ(他のトランジスタ) Q3 トランジスタ Q4 過電流検出トランジスタ C3 出力コンデンサ ZD ツェナーダイオード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スイッチングトランジスタのオン、オフ動
    作によってそのスイッチングトランジスタの出力側に接
    続されているコンデンサに前記スイッチングトランジス
    タの入力側から電流を流して充電を行ない、前記コンデ
    ンサの出力を電源として負荷に供給するスイッチング電
    源回路において、 前記スイッチングトランジスタのベースを他のトランジ
    スタを介して前記出力側に接続し、且つ前記他のトラン
    ジスタのベースを前記入力側に接続するとともに前記出
    力側の電圧が所定値以上であるか否かを検出する検出手
    段の出力によって前記他のトランジスタのオン、オフを
    制御することを特徴とするスイッチング電源回路。
  2. 【請求項2】エミッタが入力端子に接続されたPNP型
    の第1トランジスタと、 第1トランジスタのコレクタとグランド間に順次接続さ
    れたコイル及びコンデンデンサと、 前記コイルとコンデンサの接続中点から出力を取り出す
    出力端子と、 第1トランジスタのベースにコレクタが接続され、ベー
    スが第1抵抗を介して前記入力端子に接続され、エミッ
    タが前記出力端子に接続されたNPN型の第2トランジ
    スタと、 前記出力端子とグランド間に順次接続された定電圧手段
    及び第2抵抗と、 一端が第2トランジスタのベースに接続されていて、前
    記定電圧手段と第2抵抗の接続点の電圧が所定電圧以上
    になると第2トランジスタをオフにする手段と、から成
    るスイッチング電源回路。
  3. 【請求項3】前記手段はコレクタが第2トランジスタの
    ベースに接続され、エミッタがグランドに接続され、ベ
    ースが前記定電圧ダイオードと第2抵抗の接続中点に接
    続されたNPN型の第3トランジスタであることを特徴
    とする請求項2に記載のスイッチング電源回路。
JP25578196A 1996-09-27 1996-09-27 スイッチング電源回路 Pending JPH10108453A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108702092A (zh) * 2016-01-25 2018-10-23 博世热力技术有限公司 电压转换器、执行器和气体燃烧器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108702092A (zh) * 2016-01-25 2018-10-23 博世热力技术有限公司 电压转换器、执行器和气体燃烧器
CN108702092B (zh) * 2016-01-25 2020-09-01 博世热力技术有限公司 电压转换器、执行器和气体燃烧器

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