JPH10178735A - スイッチング電源用駆動回路 - Google Patents

スイッチング電源用駆動回路

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JPH10178735A
JPH10178735A JP33973496A JP33973496A JPH10178735A JP H10178735 A JPH10178735 A JP H10178735A JP 33973496 A JP33973496 A JP 33973496A JP 33973496 A JP33973496 A JP 33973496A JP H10178735 A JPH10178735 A JP H10178735A
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規生 福井
Masayasu Osaki
正康 大崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化及び低コスト化が図れるスイッチング
電源用駆動回路を提供する。 【解決手段】 パルス幅制御回路PWMの制御信号に応
じてオンオフ駆動されるFETと、このFETと直列に
一次巻線が直流入力ライン間に接続されたトランスT
と、このトランスの二次巻線側から平滑した直流出力を
得る濾波回路D,Cとを備え、駆動回路10を、パルス
幅制御回路PWMとFETのゲートとの間に接続されて
制御信号を伝達する第1の抵抗R1と、FETのゲート
−ソース間に接続された第2の抵抗R2とで構成する。
FETのゲート容量に充電された電荷を放電するための
放電用抵抗R3及びダイオードD1の直列回路を第1の
抵抗R1に並列接続している。第1の抵抗R1及び第2
の抵抗R2の接続点Pとゲートとの間にヒューズ抵抗R
4を挿入している。

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
用駆動回路に関し、特に過電流保護機能を有するものに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】先ず従来のスイッチング電源について典
型的な例を図3に示す。同図に示すものはフライバック
コンバータと呼ばれるもので、パルス幅制御回路PWM
の制御信号に応じてオンオフ駆動されるスイッチング素
子としてのFETと、このFETと直列に一次巻線が直
流入力ライン間に接続されたトランスTと、このトラン
スの二次巻線の側から平滑した直流出力を得る濾波回路
とを備えている。濾波回路はダイオードDとコンデンサ
Cとから構成される。コンデンサCは高周波リップルを
吸収するための小容量のコンデンサである。
【0003】このようなスイッチング電源のFETをオ
ンオフ駆動するための回路20を第1の抵抗R1と第2
の抵抗R2とを中心にして構成している。第1の抵抗R
1は、パルス幅制御回路PWMとFETのゲートとの間
に接続されて前記制御信号を伝達する。このとき、第1
の抵抗R1の抵抗値とFETの入力容量との時定数を設
定することによりFETのオンオフスピードを調整す
る。第2の抵抗R2は、FETのゲート−ソース間に接
続されてこれにバイアス電圧を印加する。また、第1の
抵抗R1に対して放電用抵抗R3及びダイオードD1の
直列回路を並列接続しており、この直列回路はFETの
ゲート容量に充電された電荷を放電するためものであ
る。
【0004】以上の構成において、直流入力がFETと
トランスTの一次巻線との直列回路に印加される。この
FETが、パルス幅制御回路PWMに応じてオンオフ駆
動される結果、トランスTの二次巻線にエネルギ―が誘
起される。このエネルギーによる二次側の出力が前記濾
波回路によって平滑され、コンデンサCから平滑化され
た直流出力が取出される。このときパルス幅制御回路P
WMからの制御信号がハイレベルのとき、第1の抵抗R
1を通じてFETのゲートに信号が加わり、これがオン
となる。制御信号がローレベルになるとFETはオフと
なる。このとき、放電用抵抗R3及びダイオードD1の
直列回路を通じてFETのゲート容量に蓄積されていた
電荷を急速に放電し、FETのターンオフを短くする。
【0005】以上説明した事項が図3に示すスイッチン
グ電源の通常状態における動作であるが、FETのドレ
イン−ゲート間がショートするなどの異常が発生した場
合、このFETのゲート側から駆動回路20の各素子に
過電流Iが流れ込んでしまう場合が考えられる。する
と、第1〜3の抵抗R1〜R3は流れ込んだ過電流Iに
よって急激に発熱してしまうのである。このため、これ
ら抵抗R1〜R3を一般的に用いられるようなカーボン
抵抗で構成していると、直ちに300〜400℃以上に
温度上昇してしまい、発煙したりすることがあった。
【0006】以上のような不具合を防止するため、過電
流保護機能として従来では駆動回路20の構成要素であ
る第1〜第3の抵抗R1〜R3をヒューズ抵抗で構成す
ることにより、過電流が流れ込んでくると直ちにこれら
ヒューズ抵抗が溶断して発熱による発煙等の不具合を未
然に防いでいた。
【0007】ところで、以上のようなスイッチング電源
は、もともと携帯型の情報機器などに組み込まれたりす
るなど、何らかの電気機器を動作させるための電源装置
としてあくまで補助的な役割を担うものである。したが
って小型及び低コストであることが極めて要求される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような図3のスイッチング電源の駆動回路20では、
過電流保護機能を達成するにあたり、第1〜第3の抵抗
R1〜R3をそれぞれ大きくて高価なヒューズ抵抗で構
成しているため、これらを抵抗器として通常用いられる
カーボン抵抗を用いた場合と比べ、定格電力を同じ条件
とした場合で大きさにして2倍、コストにして3倍を要
していた。このことは小型化及び低コスト化の観点から
大きな問題となる。
【0009】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、その目的は、小型化及び低コスト
化が図れるスイッチング電源用駆動回路を提供すること
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明にあっては、パルス幅制御回路の制御信号に
応じてオンオフ駆動されるFETと、このFETと直列
に一次巻線が直流入力ライン間に接続されたトランス
と、このトランスの二次巻線側から平滑した直流出力を
得る濾波回路とを備えたスイッチング電源の駆動回路で
あって、前記駆動回路を、前記パルス幅制御回路と前記
FETのゲートとの間に接続されて前記制御信号を伝達
する第1の抵抗と、前記FETのゲート−ソース間に接
続された第2の抵抗とで構成したものにおいて、前記第
1の抵抗及び前記第2の抵抗の接続点と前記ゲートとの
間にヒューズ抵抗を挿入してなる。
【0011】望ましくは、前記FETのゲート容量に充
電された電荷を放電するための放電用抵抗及びダイオー
ドの直列回路を前記第1の抵抗に並列接続した構成とす
る。
【0012】また本発明の別構成として、パルス幅制御
回路の制御信号に応じてオンオフ駆動されるバイポーラ
トランジスタと、このバイポーラトランジスタと直列に
一次巻線が直流入力ライン間に接続されたトランスと、
このトランスの二次巻線側から平滑した直流出力を得る
濾波回路とを備えたスイッチング電源の駆動回路であっ
て、前記駆動回路を、前記パルス幅制御回路と前記バイ
ポーラトランジスタのベースとの間に接続されて前記制
御信号を伝達する第1の抵抗と、前記バイポーラトラン
ジスタのベース−エミッタ間に接続された第2の抵抗と
で構成したものにおいて、前記第1の抵抗及び前記第2
の抵抗の接続点と前記ベースとの間にヒューズ抵抗を挿
入してなる。
【0013】
【発明の実施の形態】スイッチング電源用駆動回路につ
いて、図3に示した前記の従来技術に改良を加えた本発
明の一形態を図1に示している。その改良点は、過電流
保護機能を実現するにあたり、第1の抵抗R1及び第2
の抵抗R2の接続点PとFETのゲートとの間にヒュー
ズ抵抗R4を挿入した点である。このことにより、第1
〜第3の抵抗R1〜R3を、従来の図3の場合のような
ヒューズ抵抗でもって構成しなくて済み、一般的に用い
られるカーボン抵抗で構成することを可能とした。この
改良点以外の構成及び動作については前述した通りであ
るため当該改良点に係る動作を中心にして説明する。
【0014】本形態の駆動回路は、従来の図3のものと
対比して、通常動作においては同じであるが、FETの
ドレイン−ゲート間がショートするなどの異常が発生し
た場合の過電流保護機能に係る動作が異なる。すなわ
ち、FETがショートしてFETのゲート側から駆動回
路10に過電流Iが流れ込んでしまうと、この過電流は
先ずヒューズ抵抗R4に流れ込む。すると、直ちにヒュ
ーズ抵抗R4が溶断して過電流がその先の第1〜第3の
抵抗まで流れ込まないようになっている。
【0015】以上のことにより、従来の図3のものと同
様に過電流保護機能を有しながらも、ヒューズ抵抗の数
を従来の3個から1個にまで減らすことができた。この
ヒューズ抵抗はカーボン抵抗に比べると、例えば定格電
力が1/4WであってP形等のほぼ棒状の形状のもので
は、軸方向の寸法において、ヒューズ抵抗が10.16
mmであるのに対し、カーボン抵抗ではその1/2の
5.8mmであり、コストにおいてもカーボン抵抗はヒ
ューズ抵抗の1/3である。したがって、本形態の駆動
回路にあっては従来の図3のものに比べ、部品点数がヒ
ューズ抵抗R4の分だけ1個増えるものの、第1〜第3
の抵抗を従来のヒューズ抵抗から一般的なカーボン抵抗
に代えることができ、全体として大きさにして1/2近
く、コストにして1/3近くにまで大幅に低減させるこ
とができた。
【0016】なお図1において、FETのゲート容量に
充電された電荷を放電するための直列回路R3,D1を
省略した構成も可能である。
【0017】また図1に示した一形態に限らず変形例と
して、図2の駆動回路10aに示すように、図1のスイ
ッチング素子としてのFETに代えてバイポーラトラン
ジスタTrを用いてもよい。この場合、バイポーラトラ
ンジスタTrのベース、エミッタ及びコレクタが図1に
おけるFETのゲート、ソース及びドレインに相当し、
その動作としてはFETと基本的に同等であるが、図1
で示したようなFETのゲート容量に充電された電荷を
放電するための直列回路R3,D1は必要ない。以上の
点以外の構成及び動作は、前述した図1のものと同じで
ある。また、このバイポーラトランジスタTrの構成に
ついてPNP形かNPN形か等の相異も設計変更の範囲
内であり、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【0018】また、第1〜第3の抵抗を従来のヒューズ
抵抗から一般的な抵抗に代えるにあたり、これを、前述
したカーボン抵抗に限らず金属抵抗、場合によっては半
導体抵抗としても良い。
【0019】
【発明の効果】FETのドレイン−ゲート間がショート
するなどでゲート側から他の素子へ過電流が流れると直
ちにヒューズ抵抗が溶断してこの過電流を遮断する。こ
のことにより、FETのゲート側から第1、2の抵抗及
びパルス幅制御回路や放電用抵抗に過電流が流れ込んで
しまう事態を確実に防止できる。したがって、これら第
1、2の抵抗や放電用抵抗を従来のように大きくて高価
なヒューズ抵抗ではなくカーボン抵抗等で構成すること
が可能となり、大幅な小型化及びコストダウンを図るこ
とができる。
【0020】またヒューズ抵抗が溶断した場合、その交
換は1個で済むため復旧のためのメンテナンスが非常に
簡便となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による駆動回路を含むス
イッチング電源の回路図である。
【図2】同上一形態の変形例による駆動回路を含むスイ
ッチング電源の回路図である。
【図3】従来の駆動回路を含むスイッチング電源の回路
図である。
【符号の説明】
10,10a,20 駆動回路 FET スイッチング素子 Tr バイポーラトランジスタ(スイ
ッチング素子) R1 第1の抵抗 R2 第2の抵抗 R3 放電用抵抗 R4 ヒューズ抵抗 PWM パルス幅制御回路 T トランス D ダイオード D1 ダイオード C コンデンサ I 過電流 P 第1の抵抗R1及び第2の抵抗
R2の接続点

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルス幅制御回路(PWM)の制御信号
    に応じてオンオフ駆動されるFETと、このFETと直
    列に一次巻線が直流入力ライン間に接続されたトランス
    (T)と、このトランスの二次巻線側から平滑した直流
    出力を得る濾波回路(D,C)とを備えたスイッチング
    電源の駆動回路であって、該駆動回路(10)を、該パ
    ルス幅制御回路(PWM)と該FETのゲートとの間に
    接続されて該制御信号を伝達する第1の抵抗(R1)
    と、該FETのゲート−ソース間に接続された第2の抵
    抗(R2)とで構成したものにおいて、該第1の抵抗
    (R1)及び該第2の抵抗(R2)の接続点(P)と該
    ゲートとの間にヒューズ抵抗(R4)を挿入してなるこ
    とを特徴とするスイッチング電源用駆動回路。
  2. 【請求項2】 前記FETのゲート容量に充電された電
    荷を放電するための放電用抵抗(R3)及びダイオード
    (D1)の直列回路を前記第1の抵抗(R1)に並列接
    続してなることを特徴とする請求項1に記載のスイッチ
    ング電源用駆動回路。
  3. 【請求項3】 パルス幅制御回路(PWM)の制御信号
    に応じてオンオフ駆動されるバイポーラトランジスタ
    (Tr)と、このバイポーラトランジスタと直列に一次
    巻線が直流入力ライン間に接続されたトランス(T)
    と、このトランスの二次巻線側から平滑した直流出力を
    得る濾波回路(D,C)とを備えたスイッチング電源の
    駆動回路であって、該駆動回路(10a)を、該パルス
    幅制御回路(PWM)と該バイポーラトランジスタ(T
    r)のベースとの間に接続されて該制御信号を伝達する
    第1の抵抗(R1)と、該バイポーラトランジスタ(T
    r)のベース−エミッタ間に接続された第2の抵抗(R
    2)とで構成したものにおいて、該第1の抵抗(R1)
    及び該第2の抵抗(R2)の接続点(P)と該ベースと
    の間にヒューズ抵抗(R4)を挿入してなることを特徴
    とするスイッチング電源用駆動回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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