JPH1066332A - 部分共振方式の電圧降圧型電源回路 - Google Patents

部分共振方式の電圧降圧型電源回路

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JPH1066332A
JPH1066332A JP13124897A JP13124897A JPH1066332A JP H1066332 A JPH1066332 A JP H1066332A JP 13124897 A JP13124897 A JP 13124897A JP 13124897 A JP13124897 A JP 13124897A JP H1066332 A JPH1066332 A JP H1066332A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の電圧降圧型電源回路は電源回路の部
分共振方式を利用するもので、直流電圧をスイッチング
するスイッチング素子がオン及びオフになる時、発生す
る電力損失を改善するものである。 【解決手段】 本発明は電圧降圧部の第１スイッチング
素子がオフ状態になる場合、直流電圧出力部から出力さ
れる直流電圧を共振用コンデンサーに蓄えることによっ
て第１スイッチング素子に流れる電流をないようにして
発生する電力損失を最小にし、電圧降圧部のスイッチン
グ素子がオン状態になる直前に共振用コンデンサーに蓄
えてある電圧を第２スイッチング素子を介して共振用コ
イルに流れるようにして共振電流を発生させ、その共振
電流を共振用コイルから電圧降圧部のコイルに伝達し、
伝達された共振電流によって電圧降圧部は第１スイッチ
ング素子がオン状態になる場合と同じ方向に電流が流れ
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は安定化されてない直
流電圧をスイッチングさせて降圧し、負荷に安定した作
動電圧を供給する電圧降圧型電源回路において、直流電
圧をスイッチングするスイッチング素子がオン及びオフ
になる時、発生する電力損失を改善する部分共振方式の
電圧降圧型電源回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンピューターシステム、モニター及び
テレビ受像機等を始めとする各種機器は電源回路を具備
して機器の負荷に作動電圧を供給している。上記電源回
路が負荷の定格電圧より高い作動電圧を供給する場合に
は、負荷は過電圧によって損傷を受ける。
【０００３】そして、上記電源回路が負荷の定格電圧よ
り低い作動電圧を供給する場合には、負荷が正常に作動
できず、誤作動をするようになる。だから、負荷には常
に安定した定格の作動電圧を供給して作動させることが
好ましい。図１は負荷に安定した定格の作動電圧を供給
する電圧降圧型電源回路の一例を示した回路図である。
ここで、符号１は入力電圧Vin を直流電圧に出力する直
流電圧出力部である。
【０００４】符号３は後述する制御部５の制御信号によ
ってスイッチング素子が上記直流電圧出力部から出力さ
れる直流電圧Ｖ１をスイッチングして降圧し、直流電圧
に変換した後、負荷に作動電圧Voutを供給する電圧降圧
部である。符号５は負荷に供給される作動電圧Voutのレ
ベルによって上記電圧降圧部３のスイッチング作動を制
御する制御部である。
【０００５】上記直流電圧出力部１で、入力電圧Vin は
ブリッジダイオードＢＤ１に印加されるように接続さ
れ、上記ブリッジダイオードＢＤ１の出力端子はコンデ
ンサーＣ１に接続される。上記電圧降圧部３で、上記直
流電圧出力部１から出力される直流電圧Ｖ１はスイッチ
ング素子として作動する電界効果トランジスタＦＥＴ１
のドレーンに印加されるように接続される。
【０００６】上記電界効果トランジスタＦＥＴ１のソー
スはフライ・ホイールダイオードＤ１のカソード及びコ
イルＬ１の一方の端子に接続され、フライ・ホイールダ
イオードＤ１のアノードは接地される。上記コイルＬ１
のもう一方の端子はコンデンサーＣ３に接続され、その
接続点で負荷に供給される作動電圧Voutが出力されるよ
うに構成される。
【０００７】上記制御部５は、上記電圧降圧部３から出
力されて負荷に供給される作動電圧Voutのレベルによっ
てＰＷＭ（パルス幅変調）信号を出力するＰＷＭ制御器
５１と上記ＰＷＭ制御器５１の出力信号によって上記電
界効果トランジスタＦＥＴ１をオン及びオフにするスイ
ッチング素子駆動部５３とから構成される。このように
構成された従来の電圧降圧型電源回路では入力電圧Vin
が直流電圧出力部１のブリッジダイオードＢＤ１及びコ
ンデンサーＣ１を介して直流電圧Ｖ１として出力され
る。
【０００８】上記直流電圧出力部１から出力される直流
電圧Ｖ１は電圧降圧部３の電界効果トランジスタＦＥＴ
１を介して降圧され、フライ・ホイールダイオードＤ
１，コイルＬ１及びコンデンサーＣ１を介して直流電圧
に変換された後、負荷に作動電圧Voutとして供給され
る。そして、上記作動電圧Voutは制御部５のＰＷＭ制御
器５１に帰還される。
【０００９】上記ＰＷＭ制御器５１は電圧降圧部３が出
力する作動電圧Voutのレベルによって幅が可変されるＰ
ＷＭ信号を出力する。例えば、電圧降圧部３から出力さ
れる作動電圧Voutのレベルがあらかじめ設定された基準
電圧より高い場合には、ＰＷＭ制御器５１は幅が狭いＰ
ＷＭ信号を出力する。そして、電圧降圧部３から出力さ
れる作動電圧Voutのレベルがあらかじめ設定された基準
電圧より低い場合には、ＰＷＭ制御器５１は幅が広いＰ
ＷＭ信号を出力する。
【００１０】上記ＰＷＭ制御器５１が出力するＰＷＭ信
号はスイッチング素子駆動部５３で上記電圧降圧部３の
電界効果トランジスタＦＥＴ１をオンにする充分なレベ
ルに調節された後、電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲ
ートに印加される。従って、電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ１はスイッチング素子駆動部５３の出力信号によって
オン及びオフになる。
【００１１】上記電界効果トランジスタＦＥＴ１がオン
になる場合には上記直流電圧出力部１から出力される直
流電圧Ｖ１が電界効果トランジスタＦＥＴ１を通過して
コイルＬ１に蓄えられ、コンデンサーＣ３によって所定
レベルの直流電圧に変換されて負荷に作動電圧Voutとし
て供給される。この時、フライ・ホイールダイオードＤ
１には逆方向電圧が印加され、遮断状態となる。
【００１２】そして電界効果トランジスタＦＥＴ１がオ
フになる場合には上記直流電圧出力部１から出力される
直流電圧Ｖ１が遮断され、コイルＬ１に逆起電力が発生
するため、フライ・ホイールダイオードＤ１には順方向
電圧が印加される。すると、フライ・ホイールダイオー
ドＤ１は導通状態になり、フライ・ホイールダイオード
Ｄ１，コイルＬ１及びコンデンサーＣ３に閉回路が形成
されるので、コイルＬ１に蓄えられていた電圧は放電さ
れ、所定レベルの作動電圧Voutが出力される。
【００１３】ここで、電圧降圧部３が出力する作動電圧
Voutのレベルは次の式（１）のように上記直流電圧出力
部１から出力される直流電圧Ｖ１のレベルと制御部５の
ＰＷＭ制御器５１から出力されるＰＷＭ信号のデューテ
ィレシオによって決定される。 Ｖｏｕｔ＝Ｖ１×ＤＲ ・・・ (1) ここで、ＤＲはＰＷＭ信号のデューティレシオである。
【００１４】上記電圧降圧部３から出力される作動電圧
Voutのレベルがあらかじめ設定された負荷の定格作動電
圧より高い場合には、制御部５のＰＷＭ制御器５１から
幅がせまいＰＷＭ信号が出力され、作動電圧Voutは低く
なる。そして、電圧降圧部３から出力される作動電圧Vo
utのレベルがあらかじめ設定された負荷の定格作動電圧
より低い場合には、制御部５のＰＷＭ制御器５１から幅
が広いＰＷＭ信号が出力され、作動電圧Voutは高くな
る。従って、負荷に供給される作動電圧Voutのレベルに
よって電圧降圧部３のスイッチング作動が調節され、負
荷には常に安定した定格レベルの作動電圧Voutが供給さ
れる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の電圧降
圧型電源回路はスイッチング素子である電界効果トラン
ジスタＦＥＴ１がオン及びオフになる場合、たくさんの
電力が損失されるので電源回路の効率が低かった。そし
て、電界効果トランジスタＦＥＴ１でたくさんの電力が
損失されるにつれてたくさんの熱が発生し、これによっ
て電界効果トランジスタＦＥＴ１を冷却させるための放
熱装置または冷却装置が大きくなり、そのため電源回路
が大きくなるという問題点があった。
【００１６】したがって、本発明の目的は直流電圧をス
イッチングさせるスイッチング素子がスイッチング作動
をする場合に、スイッチング素子に流れる電流を減少さ
せて電力損失を減らす事のできる部分共振方式の電圧降
圧型電源回路を提供する事にある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】このような目的を持つ本
発明は電源回路の部分共振方式を利用するもので、電圧
降圧部の第１スイッチング素子がオン状態からオフ状態
になる場合に、直流電圧出力部から出力される直流電圧
を共振用コンデンサーに蓄える。従って、電圧降圧部の
第１スイッチング素子がオフ状態になる場合、第１スイ
ッチング素子に流れる電流がないため発生する電力損失
は最小になる。そして、電圧降圧部のスイッチング素子
がオフ状態からオン状態になる前に上記共振用コンデン
サーに充電されている電圧を第２スイッチング素子を介
して共振用コイルに流れるようにして共振電流を発生さ
せる。
【００１８】上記発生された共振電流を上記電圧降圧部
に伝達し、その共振電流によって電圧降圧部には第１ス
イッチング素子がオン状態になる場合と同じ方向に電流
が流れることによって第１スイッチング素子がオン状態
になる場合、電力損失は最小となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付された図２ないし図５
の図面を参照して本発明を詳細に説明する。図２は本発
明の電圧降圧型電源回路の回路図である。ここで、符号
１００は入力電圧Vin を直流電圧Ｖ１１に出力する直流
電圧出力部である。上記直流電圧出力部１００で、入力
電圧Vin はブリッジダイオードＢＤ１１に印加されるよ
うに接続され、上記ブリッジダイオードＢＤ１１の出力
端子はコンデンサーＣ１１に接続される。
【００２０】符号２００は上記直流電圧出力部１００か
ら出力される直流電圧Ｖ１１を後述する第１スイッチン
グ制御部５００の制御信号によってスイッチングして降
圧し、直流電圧に変換して負荷に作動電圧Voutを供給す
る電圧降圧部である。上記電圧降圧部２００で、上記直
流電圧出力部１００から出力される直流電圧Ｖ１１は、
第１スイッチング素子として作動する電界効果トランジ
スタＦＥＴ１１のドレーンに印加されるように接続され
る。
【００２１】上記電界効果トランジスタＦＥＴ１１のソ
ースはフライ・ホイールダイオードＤ１１のカソード及
びコイルＬ１１の一方の端子に接続され、フライ・ホイ
ールダイオードＤ１１のアノードは接地される。上記コ
イルＬ１１のもう一方の端子はコンデンサーＣ１３に接
続され、その接続点で負荷に供給される作動電圧Voutが
出力されるように構成される。
【００２２】符号３００は後述する第２スイッチング制
御部６００の制御信号によって共振されながら上記電界
効果トランジスタＦＥＴ１１から発生する電力損失を減
らす部分共振部である。上記部分共振部３００で、上記
直流電圧出力部１００の出力端子はダイオードＤ１３を
介して共振用コンデンサーＣ１５の一方の端子に接続さ
れる。
【００２３】上記共振用コンデンサーＣ１５のもう一方
の端子は第２スイッチング素子として作動する電界効果
トランジスタＦＥＴ１３のソースに接続され、電界効果
トランジスタＦＥＴ１３のドレーンは上記コイルＬ１１
とトランスを成す共振用コイルＬ１３の一方の端子に接
続され、共振用コイルＬ１３のもう一方の端子は上記ダ
イオードＤ１３及びコンデンサーＣ１５の接続点にダイ
オードＤ１５を介して接続される。
【００２４】符号４００は上記負荷に供給される作動電
圧Voutのレベルによって幅が可変されるＰＷＭ信号を出
力するＰＷＭ制御器である。符号５００は上記ＰＷＭ制
御器４００が出力するＰＷＭ信号を遅延させ上記電圧降
圧部２００の電界効果トランジスタＦＥＴ１１のオン及
びオフを制御する第１スイッチング制御部である。
【００２５】上記第１スイッチング制御部５００は、上
記ＰＷＭ制御器４００が出力するＰＷＭ信号を遅延させ
る時間遅延器５１０と、上記時間遅延器５１０の出力信
号のレベルを調節して上記電界効果トランジスタＦＥＴ
１１のゲートに印加する第１スイッチング素子駆動部５
３０から構成されている。符号６００は上記ＰＷＭ制御
器４００が出力するＰＷＭ信号によって上記部分共振部
３００の電界効果トランジスタＦＥＴ１３を制御する第
２スイッチング制御部である。上記第２スイッチング制
御部６００は、上記ＰＷＭ制御器４００が出力するＰＷ
Ｍ信号によってトリガー信号を発生させるトリガー信号
発生部６１０と、上記トリガー信号発生部６１０が出力
するトリガー信号のレベルを調節して上記電界効果トラ
ンジスタＦＥＴ１３のゲートに印加する第２スイッチン
グ素子駆動部６３０とから構成される。
【００２６】このように構成された本発明で、入力電圧
Vin は直流電圧出力部１００のブリッジダイオードＢＤ
１１を介してブリッジ整流され、コンデンサーＣ１１で
平滑される。従って、入力電圧Vin が直流電圧の場合、
入力電圧Vin はブリッジダイオードＢＤ１１及びコンデ
ンサーＣ１１を介してそのまま出力される。そして、入
力電圧Vin が交流電圧の場合には、入力電圧Vin はブリ
ッジダイオードＢＤ１１でブリッジ整流され、コンデン
サーＣ１１によって平滑されて直流電圧Ｖ１１に変換さ
れた後、出力される。
【００２７】上記直流電圧Ｖ１１は電圧降圧部２００の
電界効果トランジスタＦＥＴ１によってスイッチングさ
れて降圧され、フライ・ホイールダイオードＤ１１，コ
イルＬ１１及びコンデンサーＣ１１を介して直流電圧に
変換された後、負荷に作動電圧Voutとして供給される。
上記負荷に供給される作動電圧VoutはＰＷＭ制御器４０
０に帰還するものでＰＷＭ制御器４００は作動電圧Vout
のレベルによる幅のＰＷＭ信号を出力する事になる。つ
まり、電圧降圧部２００から出力される作動電圧Voutの
レベルがあらかじめ設定された基準電圧より高い場合に
は、ＰＷＭ制御器４００は幅が狭いＰＷＭ信号を出力す
る事になる。そして、電圧降圧部２００から出力される
作動電圧Voutのレベルがあらかじめ設定された基準電圧
より低い場合には、ＰＷＭ制御器４００は幅が広いＰＷ
Ｍ信号を出力する事になる。
【００２８】ここで、ＰＷＭ制御器４００が図３（Ａ）
に示されたようにＰＷＭ信号を出力すると仮定する。上
記ＰＷＭ制御器４００が出力するＰＷＭ信号は、第１ス
イッチング制御部５００の時間遅延器５１０で図３
（Ｂ）に示されたように所定の時間の間、遅延される。
上記時間遅延器５１０で遅延されたＰＷＭ信号は、第１
スイッチング素子駆動部５３０を介してレベルが調節さ
れ、電圧降圧部２００の電界効果トランジスタＦＥＴ１
１のゲートに印加される。電界効果トランジスタＦＥＴ
１１は、上記時間遅延器５１０が遅延されたＰＷＭ信号
を出力する間、オンになって、図３（Ｄ）に示すように
電流Ｉ１が流れ、上記直流電圧出力部１００から出力さ
れる直流電圧Ｖ１１が電界効果トランジスタＦＥＴ１１
を通過する。
【００２９】上記電界効果トランジスタＦＥＴ１１を通
過した直流電圧Ｖ１１は、コイルＬ１１に蓄えられ、図
３（Ｈ）に示されたようにコイルＬ１１に電流Ｉ５が流
れ、コンデンサーＣ１３によって直流電圧に平滑された
後、負荷に作動電圧Voutとして供給される。このような
状態で時間ｔ１に時間遅延部５１０から低電位が出力さ
れると電界効果トランジスタＦＥＴ１１はオフになり、
電圧出力部１００から出力される直流電圧Ｖ１１は遮断
され電流Ｉ１が流れなくなる。
【００３０】上記電界効果トランジスタＦＥＴ１１がオ
フになるため、コイルＬ１１には逆起電力が発生し、フ
ライ・ホイールダイオードＤ１１には順方向電圧が印加
される。すると、フライ・ホイールダイオードＤ１１は
導通状態になり、フライ・ホイールダイオードＤ１１，
コイルＬ１１，コンデンサーＣ１３に閉回路が形成され
るのでコイルＬ１１に蓄えられていた電圧はコンデンサ
ーＣ１３に放電されながらフライ・ホイールダイオード
Ｄ１１に、図３（Ｇ）に示されたように電流Ｉ２が流
れ、上記電流によってコイルＬ１１には図３（Ｈ）に示
されたように電流Ｉ５が引き続いて流れ、所定レベルの
作動電圧Voutが出力される。
【００３１】そして、上記電界効果トランジスタＦＥＴ
１１がオフになり、フライ・ホイールダイオードＤ１１
が導通状態になるにつれ、部分共振部３００の共振用コ
ンデンサーＣ１５及び電界効果トランジスタＦＥＴ１１
のソースの接続点電位が低電位になる。すると、共振用
コンデンサーＣ１５には図３（Ｅ）に示されたように電
流Ｉ３が流れ充電される。
【００３２】直流電圧出力部１００の出力電圧Ｖ１１が
部分共振部３００のダイオードＤ１３を介してコンデン
サーＣ１５に充電され、時間ｔ２にコンデンサーＣ１５
の充電が完了したら電流Ｉ３が流れなくなる。だから、
電界効果トランジスタＦＥＴ１１がオフになる場合、電
界効果トランジスタＦＥＴ１１には電流Ｉ１が流れず、
電流Ｉ３が流れてコンデンサーＣ１５に充電されるので
電界効果トランジスタＦＥＴ１１での電力損失は最小に
なる。
【００３３】このような状態で時間ｔ３にＰＷＭ制御器
４００が図３（Ａ）に示されたようにＰＷＭ信号を出力
すると、出力されたＰＷＭ信号は、第２スイッチング制
御部６００のトリガーパルス信号発生部６１０に入力さ
れるのでトリガーパルス信号発生部６１０は図３（Ｃ）
に示されたように所定の幅（ｔ３〜ｔ５）をもつトリガ
ーパルス信号を出力することになる。
【００３４】上記トリガーパルス信号発生部６１０が出
力するトリガーパルス信号は、第２スイッチング素子駆
動部６３０でレベルが調節され、部分共振部３００の電
界効果トランジスタＦＥＴ１３のゲートに印加される。
すると、時間ｔ３に電界効果トランジスタＦＥＴ１３が
オンになり、共振用コンデンサーＣ１５，ダイオードＤ
１５，共振用コイルＬ１３及び電界効果トランジスタＦ
ＥＴ１３に閉回路が形成される。
【００３５】共振用コンデンサーＣ１５の充電電源は図
３（Ｅ）に示されたように放電され、ダイオードＤ１
５，共振用コイルＬ１３及び電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ１３に図３（Ｆ）に示されたように共振電流Ｉ４が流
れ、共振用コンデンサーＣ１５及び共振用コイルＬ１３
は共振する。上記共振用コイルＬ１３に流れる共振電流
Ｉ４は、共振用コイルＬ１３と結合してトランスを成す
コイルＬ１１に誘導され逆起電力を発生させ、フライ・
ホイールダイオードＤ１１に流れる電流Ｉ２を抑制す
る。
【００３６】このような状態で上記ＰＷＭ制御器４００
が出力するＰＷＭ信号が時間遅延器５１０で所定時間遅
延され時間ｔ４より図３（Ｂ）に示されたようにＰＷＭ
信号が出力される。上記時間遅延器５１０で遅延された
ＰＷＭ信号は、第１スイッチング素子駆動部５３０を介
して電界効果トランジスタＦＥＴ１１のゲートに印加さ
れるので電界効果トランジスタＦＥＴ１１がオンにな
る。
【００３７】ここで、上記のように共振用コイルＬ１３
に流れる共振電流Ｉ４によってコイルＬ１１には逆起電
力が誘導され、その逆起電力はフライ・ホイールダイオ
ードＤ１１に流れる電流を抑制し、その後、上記電界効
果トランジスタＦＥＴ１１はオンになる。電界効果トラ
ンジスタＦＥＴ１１がオンになる場合、電界効果トラン
ジスタＦＥＴ１１に流れる電流Ｉ１は最小になり、これ
によって電界効果トランジスタＦＥＴ１１での電力損失
は最小となる。
【００３８】すなわち、本発明は電圧降圧部２００の電
界効果トランジスタＦＥＴ１１がオフになる場合、共振
用コンデンサーＣ１５に電流Ｉ３が流れるようにして充
電させ、電界効果トランジスタＦＥＴ１１には電流Ｉ１
が流れないようにして、電界効果トランジスタＦＥＴ１
１がオフになる時、発生する電力損失が最小になるよう
にする。
【００３９】そして、電界効果トランジスタＦＥＴ１１
がオンになる前にまず部分共振部３００の電界効果トラ
ンジスタＦＥＴ１３をオンにしてフライ・ホイールダイ
オードＤ１１に流れる電流を抑制し、電界効果トランジ
スタＦＥＴ１３がオンになった場合、電界効果トランジ
スタＦＥＴ１１をオフにすることによって電界効果トラ
ンジスタＦＥＴ１３がオンになる時、発生する電力損失
は最小になる。
【００４０】一方、図４は、本発明の電圧降圧型電源回
路での第１スイッチング制御部及び第２スイッチング制
御部の実施例を示した詳細回路図である。ここに図示さ
れたように上記ＰＷＭ制御器４００は、帰還する作動電
圧Voutを受けてＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号出力部
４１０の出力端子にトランスの一次コイルＴ１１が接続
される。
【００４１】上記第１スイッチング制御部５００の時間
遅延器５１０は、上記トランスの一次コイルＴ１１の信
号の誘導を受ける二次コイルＴ１３に遅延用コンデンサ
ーＣ１７が並列に接続される。上記第１スイッチング素
子駆動部５３０で、上記二次コイルＴ１３及び遅延用コ
ンデンサーＣ１７の一方の接続点は抵抗Ｒ１１及びダイ
オードＤ１７を順次的に介してトランジスタＱ１１のエ
ミッター、抵抗Ｒ１５の一方の端子及び上記電界効果ト
ランジスタＦＥＴ１１のゲートに接続される。また、上
記二次コイルＴ１３及び遅延用コンデンサーＣ１７の一
方の接続点は並列に接続された抵抗Ｒ１３及びコンデン
サーＣ１９を介してトランジスタＱ１１のベースに接続
される。そして、上記二次コイルＴ１３及び遅延用コン
デンサーＣ１７のもう一方の接続点は上記トランジスタ
Ｑ１１のコレクタ及び抵抗Ｒ１５のもう一方の端子と、
上記電界効果トランジスタＦＥＴ１１，ＦＥＴ１３のソ
ース、共振用コンデンサーＣ１５及びフライ・ホイール
ダイオードＤ１１のカソードの接続点に共通に接続され
る。
【００４２】上記第２スイッチング制御部６００で、上
記トランスの一次コイルＴ１１の信号の誘導を受ける二
次コイルＴ１３の一方の端子は、抵抗Ｒ１７及びコンデ
ンサーＣ２１を介して抵抗Ｒ１９の一方の端子、ダイオ
ードＤ１９のカソード及び上記電界効果トランジスタＦ
ＥＴ１３のゲートに共通に接続される。そして、上記二
次コイルＴ１３のもう一方の端子は上記抵抗Ｒ１９のも
う一方の端子及びダイオードＤ１９のアノードと上記電
界効果トランジスタＦＥＴ１３のソース、共振用コンデ
ンサーＣ１５及びフライ・ホイールダイオードＤ１１の
カソードの接続点に共通に接続される。
【００４３】このように構成された本発明は、負荷に供
給される作動電圧VoutのレベルによってＰＷＭ制御器４
００のＰＷＭ信号出力部４１０から図５（Ａ）に示され
たように時間ｔ１１にＰＷＭ信号を出力し、出力された
ＰＷＭ信号はトランスの一次コイルＴ１１に印加され
る。上記一次コイルＴ１１に印加されたＰＷＭ信号は、
第２スイッチング制御部６００の二次コイルＴ１５に、
図５（Ｂ）に示されたように誘導される。
【００４４】上記二次コイルＴ１５に誘導されたＰＷＭ
信号は抵抗Ｒ１７を介してコンデンサーＣ２１及び抵抗
Ｒ１７によって微分され、ダイオードＤ１９によってマ
イナス微分信号は除去された後、電界効果トランジスタ
ＦＥＴ１３のゲートに図５（Ｃ）に示されたように印加
されるので電界効果トランジスタＦＥＴ１３はオンにな
る。
【００４５】共振用コンデンサーＣ１５に充電されてい
た電源によって共振用コイルＬ１３に共振電流が流れる
ようになり、共振用コイルＬ１３に流れる共振電流によ
ってコイルＬ１１には逆起電力が誘導される。そして、
上記一次コイルＴ１１に印加されたＰＷＭ信号は、第１
スイッチング制御部５００の時間遅延部５１０の二次コ
イルＴ１３に、図５（Ｄ）に示されたように誘導され
る。上記二次コイルＴ１３に誘導されたＰＷＭ信号は遅
延用コンデンサーＣ１７によって図５（Ｄ）に示された
ように所定の時間Δｔの間、遅延されて、時間ｔ１２よ
りＰＷＭ信号を出力することになる。
【００４６】従って、電界効果トランジスタＦＥＴ１１
がオンになり、直流電圧出力部１００から出力される出
力電圧Ｖ１１は電界効果トランジスタＦＥＴ１１を介
し、コイルＬ１１及びコンデンサーＣ１１を介して作動
電圧Voutとして出力される。この時、トランジスタＱ１
１のベースには高電位が印加されるのでトランジスタＱ
１１はオフ状態である。このような状態で時間遅延器５
１０が時間ｔ１３に低電位を出力すると、トランジスタ
Ｑ１１のベースには低電位が印加されてオンになり、電
界効果トランジスタＦＥＴ１１のゲートには低電位が印
加されるので電界効果トランジスタＦＥＴ１１はオフに
なる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は直流電圧を
スイッチングするスイッチング素子がオン及びオフにな
る場合に発生する電力損失の原因を除去することによっ
て電力損失を減らし、またスイッチング素子から発生す
る発熱量が減少するのでスイッチング素子を冷却させる
ための放熱装置及び冷却装置の大きさも小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電圧降圧型電源回路を示した回路図であ
る。
【図２】本発明の電圧降圧型電源回路を示した回路図で
ある。
【図３】（Ａ）〜（Ｈ）は図２の各部の動作波形図であ
る。
【図４】図２の第１スイッチング制御部及び第２スイッ
チング制御部の実施例構成を示した詳細回路図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｈ）は図４の各部の動作波形図であ
る。
【符号の説明】
１００ 直流電圧出力部 ２００ 電圧降圧部 ３００ 部分共振部 ４００ ＰＷＭ制御器 ５００ 第１スイッチング制御部 ５１０ 時間遅延器 ５３０ 第１スイッチング素子駆動部 ６００ 第２スイッチング制御部 ６１０ トリガーパルス信号発生部 ６３０ 第２スイッチング素子駆動部 ＦＥＴ１１，ＦＥＴ１３ 電界効果トランジスタ Ｄ１１ フライ・ホイールダイオード Ｃ１５ 共振用コンデンサー Ｃ１７ 遅延用コンデンサー Ｄ１９ ダイオード Ｖ１１ 直流電圧 Ｖｏｕｔ 作動電圧

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直流電圧を出力する直流電圧出力部と、
    負荷に供給される作動電圧のレベルによる幅のＰＷＭ信
    号を出力するＰＷＭ制御器と、上記ＰＷＭ制御器の出力
    信号によって第１スイッチング素子がオン及びオフにな
    りながら上記直流電圧出力部の出力電圧をスイッチング
    して降圧し、直流電圧に変換して負荷に作動電圧として
    供給する電圧降圧型電源回路において、 上記ＰＷＭ制御器が出力するＰＷＭ信号を時間遅延させ
    てその遅延されたＰＷＭ信号によって上記第１スイッチ
    ング素子を制御する第１スイッチング制御部と、上記Ｐ
    ＷＭ制御器が出力するＰＷＭ信号によってトリガーパル
    ス信号を発生させる第２スイッチング制御部と、上記第
    ２スイッチング制御部の出力信号によって制御される第
    ２スイッチング素子を備えて上記第１スイッチング素子
    がオン及びオフになる場合、第１スイッチング素子に電
    流が流れないようにする部分共振部とから構成されるこ
    とを特徴とする部分共振方式の電圧降圧型電源回路。
  2. 【請求項２】 上記第２スイッチング素子は、 上記第１スイッチング素子がオンになる前、先にオンに
    なり、第１スイッチング素子がオンになった後にオフに
    なるように上記第１スイッチング制御部がＰＷＭ信号を
    時間遅延させて上記第２スイッチング制御部がトリガー
    パルス信号を発生させることを特徴とする請求項１に記
    載の部分共振方式の電圧降圧型電源回路。
  3. 【請求項３】 上記第１制御部は、 上記ＰＷＭ制御器が出力するＰＷＭ信号を時間遅延させ
    る時間遅延器と、上記時間遅延器の出力信号レベルを調
    節して上記第１スイッチング素子を制御する第１スイッ
    チング素子駆動部とから構成されることを特徴とする請
    求項１に記載の部分共振方式の電圧降圧型電源回路。
  4. 【請求項４】 上記時間遅延器は、 上記ＰＷＭ制御器が出力するＰＷＭ信号を受けるトラン
    スと、上記トランスが受けたＰＷＭ信号を遅延させる遅
    延用コンデンサーとから構成されることを特徴とする請
    求項３に記載の部分共振方式の電圧降圧型電源回路。
  5. 【請求項５】 上記第２制御部は、 上記ＰＷＭ制御器が出力するＰＷＭ信号によってトリガ
    ーされトリガーパルス信号を発生させるトリガーパルス
    信号発生部と、上記トリガーパルス信号発生部の出力信
    号レベルを調節して上記第２スイッチング素子を制御す
    る第２スイッチング素子駆動部とから構成されることを
    特徴とする請求項１に記載の部分共振方式の電圧降圧型
    電源回路。
  6. 【請求項６】 上記第２制御部は、 上記ＰＷＭ制御器が出力するＰＷＭ信号を受けるトラン
    スと、上記トランスが受けたＰＷＭ信号を微分する微分
    器と、上記微分器のマイナス微分信号を除去してプラス
    微分信号だけを第２スイッチング素子に印加されるよう
    にするダイオードとから構成されることを特徴とする請
    求項１に記載の部分共振方式の電圧降圧型電源回路。
  7. 【請求項７】 部分共振部は、 上記第１スイッチング素子がオフになる場合、上記直流
    電圧出力部の出力電圧を充電させ第１スイッチング素子
    に電流が流れないようにする共振用コンデンサーと、第
    １スイッチング素子がオンになる前、まずオンになって
    上記共振用コンデンサーの充電電圧が放電されるように
    する第２スイッチング素子と、上記共振用コンデンサー
    の放電電流を上記電圧降圧部に伝達して上記第１スイッ
    チング素子がオンになる初期に流れる電流がないように
    するトランスとから構成されることを特徴とする請求項
    １に記載の部分共振方式の電圧降圧型電源回路。
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