JPH11285240A - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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- JPH11285240A JPH11285240A JP9809798A JP9809798A JPH11285240A JP H11285240 A JPH11285240 A JP H11285240A JP 9809798 A JP9809798 A JP 9809798A JP 9809798 A JP9809798 A JP 9809798A JP H11285240 A JPH11285240 A JP H11285240A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽負荷時においても電力変換効率が極端に低
下しない同期整流方式のスイッチング電源装置を提供す
る。 【解決手段】 整流素子としてのトランジスタＱ２のベ
ースに、第１の駆動等トランジスタＱ３と第２の駆動用
トランジスタＱ４を並列の状態で接続する。各駆動用ト
ランジスタＱ３とＱ４のベースは、コンデンサＣ３を介
してチョークコイルＬ１のスイッチングトランジスタＱ
１側の一端に接続する。そして駆動用トランジスタＱ４
のベースをアースとの間に、切換手段としてのスイッチ
Ｓ１を接続する。軽負荷時にはスイッチＳ１がオン状態
となり、駆動用トランジスタＱ４をオフ状態のまま停止
状態とする。するとトランジスタＱ２のベース、エミッ
タ間領域の不必要な電荷蓄積が防止され、動作速度向上
と損失低減が図られる。
下しない同期整流方式のスイッチング電源装置を提供す
る。 【解決手段】 整流素子としてのトランジスタＱ２のベ
ースに、第１の駆動等トランジスタＱ３と第２の駆動用
トランジスタＱ４を並列の状態で接続する。各駆動用ト
ランジスタＱ３とＱ４のベースは、コンデンサＣ３を介
してチョークコイルＬ１のスイッチングトランジスタＱ
１側の一端に接続する。そして駆動用トランジスタＱ４
のベースをアースとの間に、切換手段としてのスイッチ
Ｓ１を接続する。軽負荷時にはスイッチＳ１がオン状態
となり、駆動用トランジスタＱ４をオフ状態のまま停止
状態とする。するとトランジスタＱ２のベース、エミッ
タ間領域の不必要な電荷蓄積が防止され、動作速度向上
と損失低減が図られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同期整流方式のス
イッチング電源装置において、軽負荷時に回路の損失が
増加するのを防ぐための技術に関する。
イッチング電源装置において、軽負荷時に回路の損失が
増加するのを防ぐための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】スイッチング電源装置の電力変換効率を
向上させる手段の一つに、その回路に設ける整流素子と
して、ダイオードの代わりにトランジスタを使用すると
いうものがある。トランジスタを整流素子として使用す
る場合には、何らかの手段により、そのトランジスタに
回路中のスイッチング素子に同期したオン、オフ動作を
行わせる（同期整流方式）必要がある。そのため、同じ
同期整流方式の電源装置でも、様々な回路形態が存在す
ることになる。このようなトランジスタを整流素子とし
て使用した同期整流方式のスイッチング電源装置の一例
として、図２に示すような回路構成を有するスイッチン
グ電源装置が存在した。図２に示すスイッチング電源装
置の回路の構成とその動作は、概略、以下のようになっ
ていた。
向上させる手段の一つに、その回路に設ける整流素子と
して、ダイオードの代わりにトランジスタを使用すると
いうものがある。トランジスタを整流素子として使用す
る場合には、何らかの手段により、そのトランジスタに
回路中のスイッチング素子に同期したオン、オフ動作を
行わせる（同期整流方式）必要がある。そのため、同じ
同期整流方式の電源装置でも、様々な回路形態が存在す
ることになる。このようなトランジスタを整流素子とし
て使用した同期整流方式のスイッチング電源装置の一例
として、図２に示すような回路構成を有するスイッチン
グ電源装置が存在した。図２に示すスイッチング電源装
置の回路の構成とその動作は、概略、以下のようになっ
ていた。
【０００３】図２において、１と２はそれぞれ高電位側
の入力端子および出力端子を示し、低電位側の入力端子
と出力端子については、アースに接続されたものとして
図示を省略した。入力端子１とアースの間にチョークコ
イルＬ１とスイッチングトランジスタＱ１を直列に接続
し、スイッチングトランジスタＱ１のベースには制御回
路３のパルス出力端子ＰＯを接続する。整流素子として
ＰＮＰ型のトランジスタＱ２を使用し、そのエミッタを
チョークコイルＬ１のスイッチングトランジスタＱ１側
の一端に接続し、コレクタを出力端子２に接続する。出
力端子２とアースとの間には平滑コンデンサＣ２を接続
する。出力端子２とアースとの間には、さらに出力電圧
検出用の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の直列回路を接続し、抵抗
Ｒ１とＲ２の接続点に現れた電圧を制御回路３の電圧検
出端子ＦＢに入力する。
の入力端子および出力端子を示し、低電位側の入力端子
と出力端子については、アースに接続されたものとして
図示を省略した。入力端子１とアースの間にチョークコ
イルＬ１とスイッチングトランジスタＱ１を直列に接続
し、スイッチングトランジスタＱ１のベースには制御回
路３のパルス出力端子ＰＯを接続する。整流素子として
ＰＮＰ型のトランジスタＱ２を使用し、そのエミッタを
チョークコイルＬ１のスイッチングトランジスタＱ１側
の一端に接続し、コレクタを出力端子２に接続する。出
力端子２とアースとの間には平滑コンデンサＣ２を接続
する。出力端子２とアースとの間には、さらに出力電圧
検出用の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の直列回路を接続し、抵抗
Ｒ１とＲ２の接続点に現れた電圧を制御回路３の電圧検
出端子ＦＢに入力する。
【０００４】そして、トランジスタＱ２を駆動するため
に、トランジスタＱ２のベースに抵抗Ｒ４を介してＮＰ
Ｎ型の駆動用トランジスタＱ３のコレクタを接続する。
駆動用トランジスタＱ３のエミッタはアースに接続し、
ベースは抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３の直列回路を介して
チョークコイルＬ１のスイッチングトランジスタＱ１側
の一端に接続する。駆動用トランジスタＱ３のベース
は、さらにアノードがアースと接続されたダイオードＤ
１のカソードに接続する。また、トランジスタＱ２のベ
ースとチョークコイルＬ１の入力端子１側の一端との間
には、補助バイアス回路としてのコンデンサＣ４を接続
する。なお、回路中のコンデンサＣ１はノイズフィルタ
用のコンデンサである。
に、トランジスタＱ２のベースに抵抗Ｒ４を介してＮＰ
Ｎ型の駆動用トランジスタＱ３のコレクタを接続する。
駆動用トランジスタＱ３のエミッタはアースに接続し、
ベースは抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３の直列回路を介して
チョークコイルＬ１のスイッチングトランジスタＱ１側
の一端に接続する。駆動用トランジスタＱ３のベース
は、さらにアノードがアースと接続されたダイオードＤ
１のカソードに接続する。また、トランジスタＱ２のベ
ースとチョークコイルＬ１の入力端子１側の一端との間
には、補助バイアス回路としてのコンデンサＣ４を接続
する。なお、回路中のコンデンサＣ１はノイズフィルタ
用のコンデンサである。
【０００５】以上のような構成の回路においては、入力
電圧ＶINが得ようとする出力電圧ＶO よりも低い場合、
図２に示す回路は昇圧型のコンバータとして動作する。
すなわち、スイッチングトランジスタＱ１が制御回路３
から供給される信号に従ってオン、オフ動作を行い、こ
れに伴ってチョークコイルＬ１には誘導電圧あるいはフ
ライバック電圧が発生する。すると、チョークコイルＬ
１、スイッチングトランジスタＱ１のコレクタ、トラン
ジスタＱ２のエミッタが接続される接続点（ａ）には、
アース電位に等しい電圧と、入力電圧ＶINとフライバッ
ク電圧を合わせた大きさの合成電圧とが交互に現れる。
その結果、接続点（ａ）には、ほぼステップ状の電圧が
出現することになる。
電圧ＶINが得ようとする出力電圧ＶO よりも低い場合、
図２に示す回路は昇圧型のコンバータとして動作する。
すなわち、スイッチングトランジスタＱ１が制御回路３
から供給される信号に従ってオン、オフ動作を行い、こ
れに伴ってチョークコイルＬ１には誘導電圧あるいはフ
ライバック電圧が発生する。すると、チョークコイルＬ
１、スイッチングトランジスタＱ１のコレクタ、トラン
ジスタＱ２のエミッタが接続される接続点（ａ）には、
アース電位に等しい電圧と、入力電圧ＶINとフライバッ
ク電圧を合わせた大きさの合成電圧とが交互に現れる。
その結果、接続点（ａ）には、ほぼステップ状の電圧が
出現することになる。
【０００６】このとき、駆動用トランジスタＱ３のベー
スには、コンデンサＣ３の作用によって、接続点（ａ）
に現れたステップ状の電圧の交流成分のみが入力され
る。すると駆動用トランジスタＱ３はスイッチングトラ
ンジスタＱ１とは相補的にオン状態あるいはオフ状態と
なり、トランジスタＱ２のベース電流を流通させ、ある
いは遮断する。その結果トランジスタＱ２は、スイッチ
ングトランジスタＱ１がオン状態の時にはオフ状態、ス
イッチングトランジスタＱ１がオフ状態の時にはオン状
態となり、ダイオード素子を使用した時と同様に、接続
点（ａ）に現れた電圧の整流を行う。なお、コンデンサ
Ｃ４については、チョークコイルＬ１の端子間に現れる
電圧をトランジスタＱ２のベース、エミッタ間に印加す
るよう働き、トランジスタＱ２のターンオン、ターンオ
フ時の動作速度の向上に寄与する。
スには、コンデンサＣ３の作用によって、接続点（ａ）
に現れたステップ状の電圧の交流成分のみが入力され
る。すると駆動用トランジスタＱ３はスイッチングトラ
ンジスタＱ１とは相補的にオン状態あるいはオフ状態と
なり、トランジスタＱ２のベース電流を流通させ、ある
いは遮断する。その結果トランジスタＱ２は、スイッチ
ングトランジスタＱ１がオン状態の時にはオフ状態、ス
イッチングトランジスタＱ１がオフ状態の時にはオン状
態となり、ダイオード素子を使用した時と同様に、接続
点（ａ）に現れた電圧の整流を行う。なお、コンデンサ
Ｃ４については、チョークコイルＬ１の端子間に現れる
電圧をトランジスタＱ２のベース、エミッタ間に印加す
るよう働き、トランジスタＱ２のターンオン、ターンオ
フ時の動作速度の向上に寄与する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】通常、オン状態のトラ
ンジスタ素子に電流が流れた時、そのトランジスタ全体
に生じる電力損失は、順方向の電流が流れているダイオ
ード素子に発生する電力損失よりもはるかに小さい。こ
のため図２に示す回路は、整流素子としてダイオードを
使用した場合に比べて、通常の運転状態における装置の
電力変換効率を向上させることができた。ところが図２
に示す構成の回路には、例えば、出力端子２に接続され
た負荷がその状態を大きく変化させるものであり、その
負荷が運転中に極端に軽い状態になってしまった場合、
その回路の電力変換効率が極端に低下するという問題が
あった。ちなみにこの場合、図２の回路の電力変換効率
は、整流素子としてダイオードを使用したときよりも低
くなってしまう。そこで本発明は、軽負荷時においても
電力変換効率が極端に低下しないスイッチング電源装置
を提供することを目的とする
ンジスタ素子に電流が流れた時、そのトランジスタ全体
に生じる電力損失は、順方向の電流が流れているダイオ
ード素子に発生する電力損失よりもはるかに小さい。こ
のため図２に示す回路は、整流素子としてダイオードを
使用した場合に比べて、通常の運転状態における装置の
電力変換効率を向上させることができた。ところが図２
に示す構成の回路には、例えば、出力端子２に接続され
た負荷がその状態を大きく変化させるものであり、その
負荷が運転中に極端に軽い状態になってしまった場合、
その回路の電力変換効率が極端に低下するという問題が
あった。ちなみにこの場合、図２の回路の電力変換効率
は、整流素子としてダイオードを使用したときよりも低
くなってしまう。そこで本発明は、軽負荷時においても
電力変換効率が極端に低下しないスイッチング電源装置
を提供することを目的とする
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、スイッチング素子、インダクタンス部品及
び整流素子を有し、スイッチング素子のオンオフ動作に
よってインダクタンス部品の所定の巻線に流れる電流を
断続し、これに伴ってインダクタンス部品の所定の巻線
端に現れた電圧を整流素子により整流し、所望の出力電
圧を得るようにしたスイッチング電源装置において、整
流素子としてのトランジスタ整流素子、トランジスタ整
流素子の制御端子と基準電位点との間に互いに並列の状
態で接続され、それぞれの制御端子には所定の巻線端よ
りコンデンサを介して駆動信号が供給される第１の駆動
用トランジスタと第２の駆動用トランジスタおよび、第
２の駆動用トランジスタを動作可能状態あるいは停止状
態とする切換手段、を具備することを特徴とする。
の本発明は、スイッチング素子、インダクタンス部品及
び整流素子を有し、スイッチング素子のオンオフ動作に
よってインダクタンス部品の所定の巻線に流れる電流を
断続し、これに伴ってインダクタンス部品の所定の巻線
端に現れた電圧を整流素子により整流し、所望の出力電
圧を得るようにしたスイッチング電源装置において、整
流素子としてのトランジスタ整流素子、トランジスタ整
流素子の制御端子と基準電位点との間に互いに並列の状
態で接続され、それぞれの制御端子には所定の巻線端よ
りコンデンサを介して駆動信号が供給される第１の駆動
用トランジスタと第２の駆動用トランジスタおよび、第
２の駆動用トランジスタを動作可能状態あるいは停止状
態とする切換手段、を具備することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態によ
る電源装置は以下のような構成を有する。インダクタン
ス部品の所定の巻線端と出力端子との間に整流素子とし
てのトランジスタの主電流路を接続する。トランジスタ
整流素子の制御端子には、互いに主電流路が並列接続さ
れ、その各制御端子はコンデンサを介してインダクタン
ス部品の所定の巻線端に接続された第１と第２の駆動用
トランジスタを接続する。第２の駆動用トランジスタの
制御端子には、負荷に応じて動作可能状態あるいは停止
状態となる切換手段、具体的にはスイッチを設ける。こ
のような構成とした上で、負荷が定格負荷状態の時に
は、第１と第２の２つの駆動用トランジスタでトランジ
スタ整流素子をオン、オフ駆動する。一方、負荷が軽負
荷状態の時には第１の駆動用トランジスタのみでトラン
ジスタ整流素子を駆動し、トランジスタ整流素子の動作
速度低下につながる不必要な電荷蓄積を防止する。
る電源装置は以下のような構成を有する。インダクタン
ス部品の所定の巻線端と出力端子との間に整流素子とし
てのトランジスタの主電流路を接続する。トランジスタ
整流素子の制御端子には、互いに主電流路が並列接続さ
れ、その各制御端子はコンデンサを介してインダクタン
ス部品の所定の巻線端に接続された第１と第２の駆動用
トランジスタを接続する。第２の駆動用トランジスタの
制御端子には、負荷に応じて動作可能状態あるいは停止
状態となる切換手段、具体的にはスイッチを設ける。こ
のような構成とした上で、負荷が定格負荷状態の時に
は、第１と第２の２つの駆動用トランジスタでトランジ
スタ整流素子をオン、オフ駆動する。一方、負荷が軽負
荷状態の時には第１の駆動用トランジスタのみでトラン
ジスタ整流素子を駆動し、トランジスタ整流素子の動作
速度低下につながる不必要な電荷蓄積を防止する。
【００１０】
【実施例】軽負荷時においても電力変換効率が極端に低
下しないようにした、本発明によるスイッチング電源装
置の回路を図１に示した。なお図１において、図２に示
したのと同じ回路要素については、同一の符号を付与し
てある。図１において、チョークコイルＬ１、スイッチ
ングトランジスタＱ１、制御回路３、トランジスタＱ
２、平滑コンデンサＣ２、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ１お
よび抵抗Ｒ２の各回路要素は、実質的に図２に示す回路
と同一の回路構成としている。その上で図１に示す回路
は、トランジスタＱ２を駆動するための回路部分を以下
のように構成した。
下しないようにした、本発明によるスイッチング電源装
置の回路を図１に示した。なお図１において、図２に示
したのと同じ回路要素については、同一の符号を付与し
てある。図１において、チョークコイルＬ１、スイッチ
ングトランジスタＱ１、制御回路３、トランジスタＱ
２、平滑コンデンサＣ２、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ１お
よび抵抗Ｒ２の各回路要素は、実質的に図２に示す回路
と同一の回路構成としている。その上で図１に示す回路
は、トランジスタＱ２を駆動するための回路部分を以下
のように構成した。
【００１１】トランジスタＱ２のベースを抵抗Ｒ４を介
して駆動用トランジスタＱ３のコレクタに接続する。駆
動用トランジスタＱ３のエミッタはアースに接続し、ベ
ースは抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３の直列回路を介してチ
ョークコイルＬ１のスイッチングトランジスタＱ１側の
一端に接続する。なおここで、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ
３の直列回路は、抵抗Ｒ３を駆動用トランジスタＱ３
側、コンデンサＣ３をチョークコイルＬ１側とする。駆
動用トランジスタＱ３のベースは、さらにアノードがア
ースと接続されたダイオードＤ１のカソードに接続す
る。さらにトランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ５とコ
ンデンサＣ５の並列回路を介して駆動用トランジスタＱ
４のコレクタに接続する。駆動用トランジスタＱ４のエ
ミッタはアースに接続し、ベースは抵抗Ｒ６を介して抵
抗Ｒ３とコンデンサＣ３の接続点に接続する。そして駆
動用トランジスタＱ４のベースとアースとの間にスイッ
チＳ１を接続する。
して駆動用トランジスタＱ３のコレクタに接続する。駆
動用トランジスタＱ３のエミッタはアースに接続し、ベ
ースは抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３の直列回路を介してチ
ョークコイルＬ１のスイッチングトランジスタＱ１側の
一端に接続する。なおここで、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ
３の直列回路は、抵抗Ｒ３を駆動用トランジスタＱ３
側、コンデンサＣ３をチョークコイルＬ１側とする。駆
動用トランジスタＱ３のベースは、さらにアノードがア
ースと接続されたダイオードＤ１のカソードに接続す
る。さらにトランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ５とコ
ンデンサＣ５の並列回路を介して駆動用トランジスタＱ
４のコレクタに接続する。駆動用トランジスタＱ４のエ
ミッタはアースに接続し、ベースは抵抗Ｒ６を介して抵
抗Ｒ３とコンデンサＣ３の接続点に接続する。そして駆
動用トランジスタＱ４のベースとアースとの間にスイッ
チＳ１を接続する。
【００１２】ここで、実際の装置の設計時においては、
図１の回路中の抵抗Ｒ４の抵抗値を図２の回路中の抵抗
Ｒ４の抵抗値よりも高いものとしておく。またスイッチ
Ｓ１については、出力端子２に接続された負荷が極端に
軽くなったときにオン状態となるようにしておく。この
ように構成した図１の回路では、定格負荷の状態で回路
中のスイッチＳ１がオフ状態であれば、第１の駆動用ト
ランジスタとしての駆動用トランジスタＱ３と第２の駆
動用トランジスタとしての駆動用トランジスタＱ４は、
同一の駆動信号が供給されることにより、同時にオン、
オフ動作をする。この時の図１の回路は、駆動用トラン
ジスタを２つ設けたものの、装置全体としては駆動用ト
ランジスタを１つだけ設けた図２の回路と同じような動
作を行うことになる。図２の回路と異なるのは、トラン
ジスタＱ２をオン状態にするのに必要な大きさのベース
電流を、駆動用トランジスタＱ３と駆動用トランジスタ
Ｑ４で分担して流していることである。
図１の回路中の抵抗Ｒ４の抵抗値を図２の回路中の抵抗
Ｒ４の抵抗値よりも高いものとしておく。またスイッチ
Ｓ１については、出力端子２に接続された負荷が極端に
軽くなったときにオン状態となるようにしておく。この
ように構成した図１の回路では、定格負荷の状態で回路
中のスイッチＳ１がオフ状態であれば、第１の駆動用ト
ランジスタとしての駆動用トランジスタＱ３と第２の駆
動用トランジスタとしての駆動用トランジスタＱ４は、
同一の駆動信号が供給されることにより、同時にオン、
オフ動作をする。この時の図１の回路は、駆動用トラン
ジスタを２つ設けたものの、装置全体としては駆動用ト
ランジスタを１つだけ設けた図２の回路と同じような動
作を行うことになる。図２の回路と異なるのは、トラン
ジスタＱ２をオン状態にするのに必要な大きさのベース
電流を、駆動用トランジスタＱ３と駆動用トランジスタ
Ｑ４で分担して流していることである。
【００１３】一方、負荷が極端に軽い状態となり、スイ
ッチＳ１がオン状態となった場合、スイッチＳ１によっ
てベース、エミッタ間が短絡された駆動用トランジスタ
Ｑ４はオフ状態のままで動作停止状態となる。この時、
図１の回路は、駆動用トランジスタＱ３だけでトランジ
スタＱ２を駆動することになる。なお、負荷が軽くなっ
た時、接続点（ａ）からトランジスタＱ２を通して出力
端子２に供給される電流は、定格負荷の状態の時に比べ
て小さくなる。そのため、トランジスタＱ２をオン状態
にするためのベース電流は、軽負荷時には定格負荷時よ
りも小さくて良い。このため、設計時に抵抗Ｒ４の抵抗
値を適切な値に設定しておけば、駆動用トランジスタＱ
３だけでトランジスタＱ２を駆動しても支障はなく、図
１に示す回路は図２の回路と同一の動作を行うことにな
る。
ッチＳ１がオン状態となった場合、スイッチＳ１によっ
てベース、エミッタ間が短絡された駆動用トランジスタ
Ｑ４はオフ状態のままで動作停止状態となる。この時、
図１の回路は、駆動用トランジスタＱ３だけでトランジ
スタＱ２を駆動することになる。なお、負荷が軽くなっ
た時、接続点（ａ）からトランジスタＱ２を通して出力
端子２に供給される電流は、定格負荷の状態の時に比べ
て小さくなる。そのため、トランジスタＱ２をオン状態
にするためのベース電流は、軽負荷時には定格負荷時よ
りも小さくて良い。このため、設計時に抵抗Ｒ４の抵抗
値を適切な値に設定しておけば、駆動用トランジスタＱ
３だけでトランジスタＱ２を駆動しても支障はなく、図
１に示す回路は図２の回路と同一の動作を行うことにな
る。
【００１４】ところで一般に、トランジスタ素子にベー
ス電流を流すと、そのトランジスタ素子のベース、エミ
ッタ間領域には電荷が蓄積される。トランジスタ素子
は、この蓄積電荷が消滅してからオフ状態となるため、
ターンオフ動作時には特に、蓄積電荷に起因する所定の
時間だけ動作に遅延を生じる。この動作遅延はトランジ
スタ素子特有のもので、ダイオードには無い損失の増加
につながる。このことから同期整流方式のスイッチング
電源装置は、軽負荷時にトランジスタＱ２の動作遅延時
間に起因する損失が大きくなり、電力変換効率が大きく
低下するものと推定される。ちなみに、トランジスタ素
子に流すベース電流を大きくすると、電荷の蓄積量は多
くなり、動作の遅延時間は長くなる。図２に示す従来の
回路では、その構成上、駆動用トランジスタＱ３は軽負
荷時においても定格負荷時と変わらない大きさのトラン
ジスタＱ２のベース電流を流してしまっていた。
ス電流を流すと、そのトランジスタ素子のベース、エミ
ッタ間領域には電荷が蓄積される。トランジスタ素子
は、この蓄積電荷が消滅してからオフ状態となるため、
ターンオフ動作時には特に、蓄積電荷に起因する所定の
時間だけ動作に遅延を生じる。この動作遅延はトランジ
スタ素子特有のもので、ダイオードには無い損失の増加
につながる。このことから同期整流方式のスイッチング
電源装置は、軽負荷時にトランジスタＱ２の動作遅延時
間に起因する損失が大きくなり、電力変換効率が大きく
低下するものと推定される。ちなみに、トランジスタ素
子に流すベース電流を大きくすると、電荷の蓄積量は多
くなり、動作の遅延時間は長くなる。図２に示す従来の
回路では、その構成上、駆動用トランジスタＱ３は軽負
荷時においても定格負荷時と変わらない大きさのトラン
ジスタＱ２のベース電流を流してしまっていた。
【００１５】しかし図１に示す本発明の回路は、定格負
荷時には２つの駆動用トランジスタＱ３とＱ４でトラン
ジスタＱ２のベース電流を分担して流す一方で、軽負荷
時には駆動用トランジスタＱ３のみでトランジスタＱ２
のベース電流を流す。これにより軽負荷時には、トラン
ジスタＱ２のベース電流は小さくなり、トランジスタＱ
２のベース、エミッタ間領域に蓄積される電荷の量を最
小限に抑えることができる。すると、トランジスタＱ２
の動作の遅延時間を短くすることができ、動作遅延時間
に起因する損失の低減が可能となる。このような動作と
作用が行われる結果、図１に示すスイッチング電源装置
は、軽負荷時においても高い電力変換効率を維持するこ
とが出来るようになる。
荷時には２つの駆動用トランジスタＱ３とＱ４でトラン
ジスタＱ２のベース電流を分担して流す一方で、軽負荷
時には駆動用トランジスタＱ３のみでトランジスタＱ２
のベース電流を流す。これにより軽負荷時には、トラン
ジスタＱ２のベース電流は小さくなり、トランジスタＱ
２のベース、エミッタ間領域に蓄積される電荷の量を最
小限に抑えることができる。すると、トランジスタＱ２
の動作の遅延時間を短くすることができ、動作遅延時間
に起因する損失の低減が可能となる。このような動作と
作用が行われる結果、図１に示すスイッチング電源装置
は、軽負荷時においても高い電力変換効率を維持するこ
とが出来るようになる。
【００１６】なお、図１に示す回路では、抵抗Ｒ６の一
端をコンデンサＣ３と抵抗Ｒ３の接続点に接続すること
により、コンデンサＣ３を駆動用トランジスタＱ３と共
用した形で接続点（ａ）から駆動用トランジスタＱ４の
ベースに駆動信号を供給している。しかし、駆動用トラ
ンジスタＱ４については新たに設けたコンデンサを介し
て接続点（ａ）から駆動信号を得るようにし、コンデン
サＣ３は駆動用トランジスタＱ３に対してのみ駆動信号
を供給するような構成にしても良い。また、抵抗Ｒ５に
対して並列に接続したコンデンサＣ５は省略しても良
く、逆に、抵抗Ｒ４に対してコンデンサを並列に接続し
ても良い。さらにダイオードＤ１に代えて抵抗素子を駆
動用トランジスタＱ３のベースとアースとの間に接続し
ても良い。このように本発明が適用されるスイッチング
電源装置は、図１に示す回路構成に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々の変形が
可能である。
端をコンデンサＣ３と抵抗Ｒ３の接続点に接続すること
により、コンデンサＣ３を駆動用トランジスタＱ３と共
用した形で接続点（ａ）から駆動用トランジスタＱ４の
ベースに駆動信号を供給している。しかし、駆動用トラ
ンジスタＱ４については新たに設けたコンデンサを介し
て接続点（ａ）から駆動信号を得るようにし、コンデン
サＣ３は駆動用トランジスタＱ３に対してのみ駆動信号
を供給するような構成にしても良い。また、抵抗Ｒ５に
対して並列に接続したコンデンサＣ５は省略しても良
く、逆に、抵抗Ｒ４に対してコンデンサを並列に接続し
ても良い。さらにダイオードＤ１に代えて抵抗素子を駆
動用トランジスタＱ３のベースとアースとの間に接続し
ても良い。このように本発明が適用されるスイッチング
電源装置は、図１に示す回路構成に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々の変形が
可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上に述べたように本発明は、整流素子
としてのトランジスタの制御端子に対して、互いの主電
流路が並列接続の状態で接続された第１の駆動用トラン
ジスタと第２の駆動用トランジスタを接続し、切換手段
により負荷の状態に応じて第２の駆動用トランジスタを
動作可能状態あるいは動作停止状態とする。このような
構成とすると、トランジスタ整流素子のベース、エミッ
タ領域に不必要に電荷を蓄積させず、トランジスタ整流
素子の動作速度を向上させることができる。その結果、
トランジスタ整流素子において発生する電力損失は低減
され、電源装置の電力変換効率を向上させることが可能
となる。従って本発明によれば、軽負荷時にも変換効率
が大きく低下せず、広い使用範囲に渡って高い変換効率
が得られるスイッチング電源装置を提供することができ
る。
としてのトランジスタの制御端子に対して、互いの主電
流路が並列接続の状態で接続された第１の駆動用トラン
ジスタと第２の駆動用トランジスタを接続し、切換手段
により負荷の状態に応じて第２の駆動用トランジスタを
動作可能状態あるいは動作停止状態とする。このような
構成とすると、トランジスタ整流素子のベース、エミッ
タ領域に不必要に電荷を蓄積させず、トランジスタ整流
素子の動作速度を向上させることができる。その結果、
トランジスタ整流素子において発生する電力損失は低減
され、電源装置の電力変換効率を向上させることが可能
となる。従って本発明によれば、軽負荷時にも変換効率
が大きく低下せず、広い使用範囲に渡って高い変換効率
が得られるスイッチング電源装置を提供することができ
る。
【図１】 本発明の同期整流方式を採用したスイッチン
グ電源装置の実施例を示す回路図。
グ電源装置の実施例を示す回路図。
【図２】 従来の同期整流方式を採用したスイッチング
電源装置の一例を示す回路図。
電源装置の一例を示す回路図。
１ 入力端子（高電位側） ２ 出力端子（高電位側） ３ 制御回路 Ｌ１ チョークコイル Ｑ１ スイッチングトランジスタ Ｑ２ 整流素子としてのトランジスタ Ｑ３ 第１の駆動用トランジスタ Ｑ４ 第２の駆動用トランジスタ Ｃ３ コンデンサ Ｒ３、Ｒ６ 抵抗 Ｓ１ スイッチ
Claims (5)
- 【請求項１】 スイッチング素子、インダクタンス部品
及び整流素子を有し、該スイッチング素子のオンオフ動
作によって該インダクタンス部品の所定の巻線に流れる
電流を断続し、これに伴って該インダクタンス部品の所
定の巻線端に現れた電圧を該整流素子により整流し、所
望の出力電圧を得るようにしたスイッチング電源装置に
おいて、 該整流素子としてのトランジスタ整流素子、 該トランジスタ整流素子の制御端子と基準電位点との間
に互いに並列の状態で接続され、それぞれの制御端子に
は該所定の巻線端よりコンデンサを介して駆動信号が供
給される第１の駆動用トランジスタと第２の駆動用トラ
ンジスタおよび、 該第２の駆動用トランジスタを動作可能状態あるいは停
止状態とする切換手段、を具備することを特徴とするス
イッチング電源装置。 - 【請求項２】 前記切換手段は、出力電圧を供給すべき
外部負荷が軽くなったときに前記第２の駆動用トランジ
スタを停止状態とすることを特徴とする、請求項１に記
載したスイッチング電源装置。 - 【請求項３】 前記切換手段は、前記第２の駆動用トラ
ンジスタの制御端子に接続され、出力電圧を供給すべき
外部負荷が軽くなったとき、前記所定の巻線端よりコン
デンサを介して供給される駆動信号が該第２の駆動用ト
ランジスタの制御端子に入力されるのを阻止するスイッ
チであることを特徴とする、請求項２に記載したスイッ
チング電源装置。 - 【請求項４】 スイッチング素子、インダクタンス部品
及び整流素子を有し、該スイッチング素子のオンオフ動
作によって該インダクタンス部品の所定の巻線に流れる
電流を断続し、これに伴って該インダクタンス部品の所
定の巻線端に現れた電圧を該整流素子により整流し、所
望の出力電圧を得るようにしたスイッチング電源装置に
おいて、 該整流素子としてのトランジスタ整流素子、 該トランジスタ整流素子の制御端子と基準電位点との間
に互いに並列の状態で接続された第１の駆動用トランジ
スタと第２の駆動用トランジスタ、 該所定の巻線端にその一端が接続されたコンデンサ、 該コンデンサの他端と該第１の駆動用トランジスタの制
御端子との間に接続された第１の抵抗、 該コンデンサの他端と該第２の駆動用トランジスタの制
御端子との間に接続された第２の抵抗および、 該第２の駆動用トランジスタの制御端子と基準電位点と
の間に接続されたスイッチを具備することを特徴とする
スイッチング電源装置。 - 【請求項５】 前記スイッチは、出力電圧を供給すべき
外部負荷が軽くなったときにオン状態となることを特徴
とする、請求項４に記載したスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9809798A JPH11285240A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9809798A JPH11285240A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | スイッチング電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11285240A true JPH11285240A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=14210848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9809798A Pending JPH11285240A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11285240A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012055050A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Ricoh Co Ltd | スイッチングレギュレータ |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP9809798A patent/JPH11285240A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012055050A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Ricoh Co Ltd | スイッチングレギュレータ |
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