JPH10146055A - スイッチング形電源回路 - Google Patents
スイッチング形電源回路Info
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- JPH10146055A JPH10146055A JP9305785A JP30578597A JPH10146055A JP H10146055 A JPH10146055 A JP H10146055A JP 9305785 A JP9305785 A JP 9305785A JP 30578597 A JP30578597 A JP 30578597A JP H10146055 A JPH10146055 A JP H10146055A
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Abstract
を低減することである。 【解決手段】 上記課題は、可変ツェナーダイオードは
整流ダイオードに後置接続され、2次巻線の第1の接続
端子にダイオードが第1の負荷に対して順方向に接続さ
れておりこのダイオードはアースに対して逆方向に接続
されておりさらに2次巻線の第2の接続端子にダイオー
ドが第2の負荷に対して順方向に接続されておりこのダ
イオードはアースに対して逆方向に接続され2つの整流
された正の電圧を発生させ、発光ダイオードはダイオー
ドとキャパシタ との間に順方向に配置されて動作状態
を示し、スイッチングトランジスタはドライバ段と該ス
イッチングトランジスタとの間に配置される微分素子に
よって駆動されることによって解決される。
Description
ジスタならびに1次巻線及び2次巻線を有する絶縁変圧
器を含むスイッチング形電源回路に関する。
巻線及び2次巻線を有する絶縁変圧器を含むスイッチン
グ形電源回路は、とりわけ2次側の動作電圧を安定化す
るために調整情報が2次側から1次側に伝送されなけれ
ばならない場合には、構成要素の比較的高い複雑性が必
要とされる。この情報を伝送するための様々な実施形態
が公知である。例えばフォトカプラを使用した実施形態
が公知である。ドイツ特許第4004707号明細書は
次のような回路を開示している。すなわち、この回路で
はトランジスタ段を介して絶縁変圧器の休止フェーズの
間の僅かな時間間隔内に調整信号が逆伝送される。
うなスイッチング形電源回路の構成要素の複雑性を低減
することである。
ーダイオードは整流ダイオードに後置接続されているこ
とと、2次巻線の第1の接続端子にダイオードが第1の
負荷に対して順方向に接続されており、このダイオード
はアースに対して逆方向に接続されており、さらに2次
巻線の第2の接続端子にダイオードが第2の負荷に対し
て順方向に接続されており、このダイオードはアースに
対して逆方向に接続されており、2つの整流された正の
電圧を発生させるか、又は前記ダイオードの極性を逆に
することにより2つの整流された負の電圧を発生させる
ことと、発光ダイオードはダイオードとキャパシタとの
間に順方向に配置され動作状態を示すことと、スイッチ
ングトランジスタは、ドライバ段と該スイッチングトラ
ンジスタとの間に配置される微分素子によって駆動され
ることによって解決される。
のダイオードの適当な回路によって同じ極性の2つの整
流された電圧を発生するのに使用される。この回路によ
って、スイッチング形電源回路はフォワードコンバータ
及びフライバックコンバータの両方として動作する。そ
れゆえ、調整されるスイッチング形電源回路では一方の
電圧のみが安定化されるのだが、両方の電圧を動作電圧
として使用できる。他方の電圧は有利には2次側から1
次側へ調整情報を伝送するために使用することができ
る。エラー増幅器として使用される、例えばタイプTL
431の可変ツェナーダイオードはとりわけこの目的に
適っている。このツェナーダイオードは制御入力側を有
する。この制御入力側は、適当な回路を用いてパッシブ
な抵抗回路網を介して、調整されるべき2次側電圧に接
続されている。このツェナーダイオードのツェナー電圧
の変化によって、このツェナーダイオードに接続された
巻線には多かれ少なかれ強く負荷がかけられ、この結果
この負荷が絶縁変圧器の1次側の補助巻線を介して取り
出される。
るのに使用される安定化された動作電圧点は、関連機器
の動作を示すための直列接続された発光ダイオードに接
続されている。この発光ダイオードは整流ダイオードに
後置接続されかつ安定化キャパシタに前置接続されるの
で、この発光ダイオードはこのスイッチング形電源回路
の脈動するスイッチング周波数で動作される。高いスイ
ッチング周波数で使用された場合、この発光ダイオード
は例えばほんの3mWという非常に低い電力消費を有す
る。それゆえこの発光ダイオードに直列に接続する抵抗
はまったく必要ない。
トランジスタの制御入力側はドライバ段によって微分素
子を介して駆動される。このスイッチングトランジスタ
は、入力側の動作電圧と絶縁変圧器の1次巻線との間に
配置されている。この結果この制御入力側は直流的にデ
カップリングされるので、この制御入力側は抵抗を介し
て入力側の動作電圧の電位に接続される。
駆動するための方形波パルスを発生する。微分素子の時
定数は、正のパルスエッジによってスイッチオフされ負
のパルスエッジによってスイッチオンされるように選択
される。このスイッチング形電源回路の出力電圧はこの
パルス幅及び/又は周波数を変化させることによって調
整される。
1次巻線に電流フロー方向に前置接続されているので、
この1次巻線の低電位の端部は1次側の給電電圧を発生
するために使用される。これは2つのツェナーダイオー
ドを含む回路網によって安定化され同時にドライバ段の
始動電流を供給する。
パクトな構造を有し、その低電力消費のためにとりわけ
テレビジョンセット又はビデオレコーダに対する別個の
スタンバイ電力供給部として使用するのが適当である。
スタンバイモードにおいてこのスイッチング形電源回路
は、例えばただ1つの赤外線受信器のみを駆動し、この
ためには負荷をふくめて100mWより少ない電力消費
を必要とする。このスイッチング形電源回路は発光ダイ
オードを動作表示器として含み、この発光ダイオードは
赤外線受信器に給電する電流路に直接接続される。
有利には例えばさらに別の2次巻線を使用してより高い
電力レベルを有する複数の電圧を発生するのに使用され
る。そしてこれらの電圧のうちの1つは同様に可変ツェ
ナーダイオードによって安定化される。
る。
説明する。
流器を有する。このブリッジ整流器はAC電圧VACか
ら入力側の動作電圧UB1を発生するための4つのダイ
オードDP01〜DP04を有する。この動作電圧UB
1は直列接続された2つのキャパシタCP05及びCP
06に並列な直列接続された2つのツェナーダイオード
DP05及びDP06によって安定化される。同時に給
電電圧UB2はこれらの直列回路の相互に接続された中
央タップを介して安定化される。2つのリアクタンス素
子C1及びC2はブリッジ整流器に印加されるAC電圧
を著しく低減する。この実施例では動作電圧UB1は3
6ボルト、給電電圧UB2は6ボルトである。
タTP21のエミッタに接続される。このスイッチング
トランジスタTP21のコレクタは絶縁変圧器Tr1の
1次巻線W1に接続されている。この1次巻線W1の低
電位の第2の接続端子4は、給電電圧UB2に接続され
ている。よって、この給電電圧UB2はツェナーダイオ
ードDP05によって供給されるだけでなくスイッチン
グトランジスタTP21の動作によって1次巻線W1か
らも得られ、さらにツェナーダイオードDP06及びキ
ャパシタCP06によって安定化される。この給電電圧
UB2はドライバ段IP01及びトランジスタ段TP3
0に給電するのに使用される。
応に接続された演算増幅器の形の発振器である。この発
振器は無安定マルチバイブレータとして動作し方形波信
号を発生する。このドライバ段IP01の出力側は微分
素子を介してスイッチングトランジスタTP21の制御
入力側に接続されている。この実施例では、この微分素
子は抵抗RP20とキャパシタCP20とによって形成
される直列回路から成る。これら抵抗RP20及びキャ
パシタCP20の値は発振器信号のスイッチングエッジ
を微分するように選択される。
ッタ及びベースに並列に抵抗RP21が接続されてい
る。この抵抗RP21はこのスイッチングトランジスタ
TP21のベース電位を動作電圧UB1にまでもたらす
ために使用される。この結果、このスイッチングトラン
ジスタは駆動信号がない場合にはスイッチオフ状態にな
る。方形波パルスの微分によって結果的に適当な正及び
負のパルスが得られる。これらの正及び負のパルスはス
イッチングトランジスタTP21をオンオフするために
交互に発生される。
有する。この1次側補助巻線W3は1つ又は複数の2次
側出力電圧を安定化するための調整信号を供給するため
に使用される。この調整信号はトランジスタ段TP30
で増幅されさらに発振器IP01に供給されてパルス幅
及び/又は周波数を調整する。
器周波数100kHzで動作する。この発振器周波数は
発振器IP01によって制御される。選択的に、このス
イッチング形電源回路を例えば40〜150kHzの周
波数範囲に亘って同期させてもよい。適当な構成要素の
値によって微分素子は所望の発振周波数又は発振範囲に
整合される。
構成要素に使用された。
ランジスタでもよい。そのハイインピーダンスゲート入
力側のために、このMOS電界効果トランジスタは非常
に低いスイッチング電流で制御されうる。
Tr1は1つの又は複数の2次巻線W2を給電電圧発生
のために有する。この実施例では比較的小さい負荷IE
が、例えばテレビジョンセット又はビデオレコーダの赤
外線受信器が、給電電圧US1によって動作される。2
次巻線W2は、同極性の2つの電圧が、この場合では2
つの正の電圧US1及びUS2が発生されるように4つ
のダイオードDS01,DS02,DS10,DS20
に接続されている。すなわち、2次巻線W2の第1の接
続端子5ではダイオードDS10が負荷IS10に対し
て順方向に接続されダイオードDS01がアースGND
Sに対して逆方向に接続されており、さらに2次巻線W
2の第2の接続端子8ではダイオードDS20が負荷I
Eに対して順方向に接続されダイオードDS02がアー
スGNDSに対して逆方向に接続されている。代わり
に、2つの整流された負の電圧をこれらのダイオードD
S01,DS02,DS10,DS20の極性を逆にす
ることによって発生させることもできる。
スGNDPとを直流的にデカップリングする。
を負荷IEに供給するためにキャパシタCS20によっ
て平滑化される。給電電圧US2は可変ツェナーダイオ
ードIS10のカソードに接続される。この可変ツェナ
ーダイオードIS10のアノードはアース電位にある。
Motorola社製のタイプTL431ツェナーダイオードは
とりわけこの可変ツェナーダイオードIS10として使
用するのに適している。このツェナーダイオードIS1
0の制御電極は抵抗回路網RS10,RS11,RS1
2及びRS13を介して安定化されるべき給電電圧に、
この実施例では負荷IEに印加される電圧UEに接続さ
れている。代わりに、例えば、さらに別の2次巻線又は
さらに別のスイッチング形電源回路からの給電電圧がこ
の制御電極に接続されていてもよい。
態を示すためにダイオードDS20とキャパシタCS2
0との間に順方向に配置される。なるほどこの発光ダイ
オードは負荷への電流路に接続されるが、この負荷は低
電力しか消費しないので、これによってこの発光ダイオ
ードBS20に過負荷がかかることはない。これにより
直列抵抗の必要がまったくなくなる。この発光ダイオー
ドBS20は、平滑化キャパシタCS20に前置接続さ
れるので、電圧US1によって動作される。この電圧U
S1はこのスイッチング形電源回路の周波数で脈動す
る。この動作方法によって、この発光ダイオードBS2
0は非常に低い電力を、この実施例ではほんの約3mW
を必要とするにすぎない。
用されているダイオードDS01,DS02,DS1
0,DS20から成る回路によって、オンフェーズで給
電電圧US1を発生し、オフフェーズで同じ極性の給電
電圧US2を発生する。従って、発振器IP1のデュー
ティ比及び周波数が変化すれば、給電電圧US1、US
2のうちの一方だけが安定化される。しかし、この場
合、有利には第2の給電電圧US2は2次側から1次側
へ調整情報を伝送するのに使用される。
0は複雑な回路を有するエラー増幅器の代わりをする。
加えて、制御情報を伝送するためのさらに別の2次巻線
又は付加的な構成要素例えばフォトカプラは全く必要な
い。
の実施例では以下のような近似的な値を有する。この抵
抗回路網を介して可変ツェナーダイオードIS10は安
定化されるべき出力電圧UEに接続されている。
せるために使用されかつ非常に高い効率を有する。変圧
器Tr1はとりわけ低い動作電圧用にのみ構成されてい
るので非常にコンパクトな構成を有することができる。
それゆえ、このスイッチング形電源回路は特に娯楽用電
子機器のための別個のスタンバイスイッチング形電源回
路として使用するのに適している。選択的に、このスイ
ッチング形電源回路はより高い電力レベル用に構成する
こともでき、この場合例えば自動車のバッテリに結合さ
れるDC−DC変換器として使用するのにも適してい
る。このスイッチング形電源回路はツェナーダイオード
DP05を介して簡単なやり方で始動される。
回路の回路図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 1次巻線(W1)及び2次巻線(W2)
を有する絶縁変圧器(Tr1)とスイッチングトランジ
スタ(TP21)とを有するスイッチング形電源回路で
あって、 前記2次巻線(W2)の一方の端部(5)は整流ダイオ
ード(DS10)に接続されている、1次巻線(W1)
及び2次巻線(W2)を有する絶縁変圧器(Tr1)と
スイッチングトランジスタ(TP21)とを有するスイ
ッチング形電源回路において、 可変ツェナーダイオード(IS10)は前記整流ダイオ
ード(DS10)に後置接続されていることを特徴とす
る、1次巻線(W1)及び2次巻線(W2)を有する絶
縁変圧器(Tr1)とスイッチングトランジスタ(TP
21)とを有するスイッチング形電源回路。 - 【請求項2】 可変ツェナーダイオード(IS10)は
スイッチドモード電力供給部の出力電圧(UE)又は他
のスイッチドモード電力供給部の任意の電圧を調整する
ためのエラー増幅器として使用されることを特徴とする
請求項1記載のスイッチング形電源回路。 - 【請求項3】 可変ツェナーダイオード(IS10)の
アノードはアースに接続され、制御電極は安定化される
べき出力電圧(UE)に抵抗回路網(RS10〜RS1
3)を介して接続されることを特徴とする請求項2記載
のスイッチング形電源回路。 - 【請求項4】 1次巻線(W1)及び2次巻線(W2)
を有する絶縁変圧器(Tr1)とスイッチングトランジ
スタ(TP21)とを有するスイッチング形電源回路に
おいて、 前記2次巻線(W2)の第1の接続端子(5)にダイオ
ード(DS10)が第1の負荷(IS10)に対して順
方向に接続されており、ダイオード(DS01)はアー
ス(GNDS)に対して逆方向に接続されており、さら
に前記2次巻線(W2)の第2の接続端子(8)にダイ
オード(DS20)が第2の負荷(IE)に対して順方
向に接続されており、ダイオード(DS02)はアース
に対して逆方向に接続されており、2つの整流された正
の電圧(US1、US2)を発生させるか、 又は前記ダイオード(DS01、DS02、DS10、
DS20)の極性を逆にすることにより2つの整流され
た負の電圧を発生させることを特徴とする、1次巻線
(W1)及び2次巻線(W2)を有する絶縁変圧器(T
r1)とスイッチングトランジスタ(TP21)とを有
するスイッチング形電源回路。 - 【請求項5】 安定化できない整流された電圧(US
1、US2)のうちの一方は、他方の給電電圧を安定化
することに使用されることを特徴とする請求項4記載の
スイッチング形電源回路。 - 【請求項6】 1次巻線(W1)及び2次巻線(W2)
を有する絶縁変圧器(Tr1)とスイッチングトランジ
スタ(TP21)とを有するスイッチング形電源回路で
あって、 ダイオード(DS20)及びキャパシタ(CS20)を
含む回路網は前記2次巻線(W2)に接続端子(8)で
接続されて平滑なDC電圧(UE)を発生するスイッチ
ング形電源回路において、 発光ダイオード(BS20)は前記ダイオード(DS2
0)と前記キャパシタ(CS20)との間に順方向に配
置され動作状態を示すことを特徴とするスイッチング形
電源回路。 - 【請求項7】 平滑なDC電圧(UE)は、低電力を消
費する負荷の給電に使用されることを特徴とする請求項
6記載のスイッチング形電源回路。 - 【請求項8】 スイッチングトランジスタ(TP21)
とドライバ段(IP01)と1次巻線(W1)及び2次
巻線(W2)を有する絶縁変圧器(Tr1)と入力側の
動作電圧(UB1)とを有するスイッチング形電源回路
であって、 前記スイッチングトランジスタ(TP21)は前記動作
電圧(UB1)と前記1次巻線(W1)との間に配置さ
れているスイッチング形電源回路において、 前記スイッチングトランジスタ(TP21)は、前記ド
ライバ段(IP01)と該スイッチングトランジスタ
(TP21)との間に配置される微分素子(RP20,
CP20)によって駆動されることを特徴とするスイッ
チング形電源回路。 - 【請求項9】 微分素子は直列接続された抵抗(RP2
0)及びキャパシタ(CP20)を含むことを特徴とす
る請求項8記載のスイッチング形電源回路。 - 【請求項10】 抵抗(RP21)は動作電圧(UB
1)とスイッチングトランジスタ(TP21)のベース
との間に配置されることを特徴とする請求項9記載のス
イッチング形電源回路。 - 【請求項11】 ドライバ段(IP01)はスイッチン
グトランジスタ(TP21)を駆動するために方形波パ
ルスを発生し、 微分素子の時定数は、前記スイッチングトランジスタ
(TP21)を制御するための前記方形波パルスの微分
が適当な正及び負のパルスを発生するように選択される
ことを特徴とする請求項10記載のスイッチング形電源
回路。 - 【請求項12】 1次巻線(W1)の低電位の端部
(4)は1次側で給電電圧(UB2)を発生するために
使用されることを特徴とする請求項11記載のスイッチ
ング形電源回路。 - 【請求項13】 スイッチング形電源回路は直列回路を
有し、該直列回路は動作電圧(UB1)に接続されかつ
2つのツェナーダイオード(DP06、DP05)を有
し給電電圧(UB2)を安定化させることを特徴とする
請求項12記載のスイッチング形電源回路。 - 【請求項14】 動作電圧(UB1)に接続されるツェ
ナーダイオード(DP05)はドライバ段(IP01)
の始動電流を供給することにも使用されることを特徴と
する請求項13記載のスイッチング形電源回路。 - 【請求項15】 入力側の動作電圧(UB1)はDC電
圧であり、該DC電圧の大きさは入力側のAC電圧(V
AC)よりも小さいことを特徴とする請求項13記載の
スイッチング形電源回路。
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