JPH1198838A - 電流制御型スイッチング電源 - Google Patents
電流制御型スイッチング電源Info
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- JPH1198838A JPH1198838A JP25451797A JP25451797A JPH1198838A JP H1198838 A JPH1198838 A JP H1198838A JP 25451797 A JP25451797 A JP 25451797A JP 25451797 A JP25451797 A JP 25451797A JP H1198838 A JPH1198838 A JP H1198838A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一次側で電流特性を制御するスイッチング電
源において、入力電圧や周囲温度など外的要因に依存し
ない安定した性能を実現する。 【解決手段】 スイッチングトランジスタ（Ｑ２）のベ
ース−エミッタ間に、そのベース電圧を制御することに
より、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）を強制的にオ
ン・オフさせることができるようにトランジスタ（Ｑ
１）を接続する。トランジスタ（Ｑ１）のベース−エミ
ッタ間に、その充電される電圧が制御されるようコンデ
ンサ（Ｃ４，Ｃ５）を接続することにより、スイッチン
グトランジスタ（Ｑ２）の動作時間を調整して二次巻線
側の出力電流を制御する。
源において、入力電圧や周囲温度など外的要因に依存し
ない安定した性能を実現する。 【解決手段】 スイッチングトランジスタ（Ｑ２）のベ
ース−エミッタ間に、そのベース電圧を制御することに
より、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）を強制的にオ
ン・オフさせることができるようにトランジスタ（Ｑ
１）を接続する。トランジスタ（Ｑ１）のベース−エミ
ッタ間に、その充電される電圧が制御されるようコンデ
ンサ（Ｃ４，Ｃ５）を接続することにより、スイッチン
グトランジスタ（Ｑ２）の動作時間を調整して二次巻線
側の出力電流を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電池の充電
器などに好適な電流制御型スイッチング電源に関するも
のであり、入力電圧の変動や周囲温度の変動などの外的
要因に対して安定な電流特性を持ち、かつその電流特性
を、抵抗を可変とすることにより任意に選択できるよう
にしたものである。
器などに好適な電流制御型スイッチング電源に関するも
のであり、入力電圧の変動や周囲温度の変動などの外的
要因に対して安定な電流特性を持ち、かつその電流特性
を、抵抗を可変とすることにより任意に選択できるよう
にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】直流出力の電流制御型スイッチング電源
としては、二次側の負荷経路に電圧検出用の抵抗成分を
挿入してあり、そこに発生する電圧がトランジスタのベ
ース−エミッタ間電圧、もしくは演算増幅器の差動電圧
に達したことを検出して一次側に帰還することで、出力
電流を制御するものが一般的であった。
としては、二次側の負荷経路に電圧検出用の抵抗成分を
挿入してあり、そこに発生する電圧がトランジスタのベ
ース−エミッタ間電圧、もしくは演算増幅器の差動電圧
に達したことを検出して一次側に帰還することで、出力
電流を制御するものが一般的であった。
【０００３】しかし二次側で電流制御を行う構成では、
検出用の抵抗や演算増幅器といった部品が必要となり、
また短絡状態において、直流出力電圧がトランジスタや
演算増幅器の動作電圧以下になった場合には、電流制御
が働かない状態となって過電流が流れる問題があった。
検出用の抵抗や演算増幅器といった部品が必要となり、
また短絡状態において、直流出力電圧がトランジスタや
演算増幅器の動作電圧以下になった場合には、電流制御
が働かない状態となって過電流が流れる問題があった。
【０００４】そこで従来より、二次側に負荷電流の検出
回路を設けて一次側に帰還するのではなく、一次側で電
流制御を実現することで、部品点数を削減し短絡状態で
も安定して電流制御が可能なスイッチング電源の開発が
なされている。
回路を設けて一次側に帰還するのではなく、一次側で電
流制御を実現することで、部品点数を削減し短絡状態で
も安定して電流制御が可能なスイッチング電源の開発が
なされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように一次側で電
流特性を制御するスイッチング電源にあっては、トラン
ス（Ｔ１）の一次巻線に流れる電流を何等かの形で検出
する必要がある。しかしながら一次側の電流値を検出値
として定めると、入力電圧が高い場合には一次巻線の電
流が減少するので二次側の負荷電流が増加し、入力電圧
が低い場合には一次巻線の電流が増加するので負荷電流
は減少する。このため、入力電圧の変化に対して、安定
した電流特性を得ることは難しい。
流特性を制御するスイッチング電源にあっては、トラン
ス（Ｔ１）の一次巻線に流れる電流を何等かの形で検出
する必要がある。しかしながら一次側の電流値を検出値
として定めると、入力電圧が高い場合には一次巻線の電
流が減少するので二次側の負荷電流が増加し、入力電圧
が低い場合には一次巻線の電流が増加するので負荷電流
は減少する。このため、入力電圧の変化に対して、安定
した電流特性を得ることは難しい。
【０００６】またトランジスタはベース−エミッタ間の
飽和電圧が、またダイオードは順方向電圧やツェナー電
圧がそれぞれ周囲温度に依存する為、周囲温度が変化す
ると制御電流値も変化し、安定な電流特性が得られない
ため、電流特性が外的要因、すなわち入力電圧や周囲温
度などにより劣化する。そこで本発明では、これら外的
要因に依存しない安定した性能を持つスイッチング電源
を提供することを目的とする。
飽和電圧が、またダイオードは順方向電圧やツェナー電
圧がそれぞれ周囲温度に依存する為、周囲温度が変化す
ると制御電流値も変化し、安定な電流特性が得られない
ため、電流特性が外的要因、すなわち入力電圧や周囲温
度などにより劣化する。そこで本発明では、これら外的
要因に依存しない安定した性能を持つスイッチング電源
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、一次側で電流制御を実現する自励の疑似共
振回路を構成しており、具体的には、トランスの一次巻
線（Ｌ１）に直列に接続されたスイッチングトランジス
タ（Ｑ２）を自励発振させることにより、二次側巻線
（Ｌ２）にエネルギーを伝達するものであって、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）のベース−エミッタ間に、
そのベース電圧を制御することにより前記スイッチング
トランジスタを強制的にオン・オフさせることができる
ようにトランジスタ（Ｑ１）を接続し、この第二のトラ
ンジスタ（Ｑ１）のベース−エミッタ間に、その充電さ
れる電圧が制御されるようコンデンサ（Ｃ４，Ｃ５）を
接続することにより、前記スイッチングトランジスタ
（Ｑ２）の動作時間を調整して二次巻線側の出力電流を
制御するようにしたことを特徴とする電流制御型スイッ
チング電源。
に本発明は、一次側で電流制御を実現する自励の疑似共
振回路を構成しており、具体的には、トランスの一次巻
線（Ｌ１）に直列に接続されたスイッチングトランジス
タ（Ｑ２）を自励発振させることにより、二次側巻線
（Ｌ２）にエネルギーを伝達するものであって、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）のベース−エミッタ間に、
そのベース電圧を制御することにより前記スイッチング
トランジスタを強制的にオン・オフさせることができる
ようにトランジスタ（Ｑ１）を接続し、この第二のトラ
ンジスタ（Ｑ１）のベース−エミッタ間に、その充電さ
れる電圧が制御されるようコンデンサ（Ｃ４，Ｃ５）を
接続することにより、前記スイッチングトランジスタ
（Ｑ２）の動作時間を調整して二次巻線側の出力電流を
制御するようにしたことを特徴とする電流制御型スイッ
チング電源。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、トランスの一次巻線（Ｌ１）に直列に接続されたス
イッチングトランジスタ（Ｑ２）を自励発振させること
により、二次側巻線（Ｌ２）にエネルギーを伝達するも
のであって、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）のベー
ス−エミッタ間に、そのベース電圧を制御することによ
り前記スイッチングトランジスタを強制的にオン・オフ
させることができるようにトランジスタ（Ｑ１）を接続
し、この第二のトランジスタ（Ｑ１）のベース−エミッ
タ間に、その充電される電圧が制御されるようコンデン
サ（Ｃ４，Ｃ５）を接続することにより、前記スイッチ
ングトランジスタ（Ｑ２）の動作時間を調整して二次巻
線側の出力電流を制御するようにしたことを特徴とする
ように構成したものであり、これにより二次側に負荷電
流の検出回路を設けることなく、一次側で電流制御を実
現する自励の疑似共振回路を実現できる。
は、トランスの一次巻線（Ｌ１）に直列に接続されたス
イッチングトランジスタ（Ｑ２）を自励発振させること
により、二次側巻線（Ｌ２）にエネルギーを伝達するも
のであって、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）のベー
ス−エミッタ間に、そのベース電圧を制御することによ
り前記スイッチングトランジスタを強制的にオン・オフ
させることができるようにトランジスタ（Ｑ１）を接続
し、この第二のトランジスタ（Ｑ１）のベース−エミッ
タ間に、その充電される電圧が制御されるようコンデン
サ（Ｃ４，Ｃ５）を接続することにより、前記スイッチ
ングトランジスタ（Ｑ２）の動作時間を調整して二次巻
線側の出力電流を制御するようにしたことを特徴とする
ように構成したものであり、これにより二次側に負荷電
流の検出回路を設けることなく、一次側で電流制御を実
現する自励の疑似共振回路を実現できる。
【０００９】本発明の請求項２に記載の発明は、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）がオン・オフすることによ
って、補助巻線（Ｌ３）に発生する交流電圧が、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）のエミッタに対して負のと
きに導通するよう第一のダイオード（Ｄ５）を接続し、
この第一のダイオード（Ｄ５）のアノードに第一の抵抗
（Ｒ４）を接続し、さらにこの第一の抵抗（Ｒ４）の他
端と補助巻線（Ｌ３）との間に発生する電圧が、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）のエミッタに対して正の時
に導通するよう第二のダイオード（Ｄ４）を接続し、こ
の第二のダイオード（Ｄ４）のカソードの電圧が一定値
以上になると導通する第三のダイオード（Ｄ３）と、こ
のダイオードのアノードに接続された第二の抵抗（Ｒ
５）を接続し、この第二の抵抗（Ｒ５）の他端をトラン
ジスタ（Ｑ１）のベースに接続したことを特徴とする請
求項１に記載の電流制御型スイッチング電源であり、こ
の構成によれば、コンデンサに充電される電圧を制御す
ることで、直流出力電圧が短絡状態に近くなっても安定
な電流特性を保持し、また第三のダイオード（Ｄ３）の
働きにより、入力電圧の変化に対して安定な電流特性を
得ることができる。
チングトランジスタ（Ｑ２）がオン・オフすることによ
って、補助巻線（Ｌ３）に発生する交流電圧が、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）のエミッタに対して負のと
きに導通するよう第一のダイオード（Ｄ５）を接続し、
この第一のダイオード（Ｄ５）のアノードに第一の抵抗
（Ｒ４）を接続し、さらにこの第一の抵抗（Ｒ４）の他
端と補助巻線（Ｌ３）との間に発生する電圧が、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）のエミッタに対して正の時
に導通するよう第二のダイオード（Ｄ４）を接続し、こ
の第二のダイオード（Ｄ４）のカソードの電圧が一定値
以上になると導通する第三のダイオード（Ｄ３）と、こ
のダイオードのアノードに接続された第二の抵抗（Ｒ
５）を接続し、この第二の抵抗（Ｒ５）の他端をトラン
ジスタ（Ｑ１）のベースに接続したことを特徴とする請
求項１に記載の電流制御型スイッチング電源であり、こ
の構成によれば、コンデンサに充電される電圧を制御す
ることで、直流出力電圧が短絡状態に近くなっても安定
な電流特性を保持し、また第三のダイオード（Ｄ３）の
働きにより、入力電圧の変化に対して安定な電流特性を
得ることができる。
【００１０】本発明の請求項３に記載の発明は、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）のベース−エミッタ間にコ
ンデンサ（Ｃ８）を接続したことを特徴とする請求項１
または２に記載の電流制御型スイッチング電源であり、
この構成では、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）がオ
フすると、二次側への電流の供給を開始しその後、トラ
ンス（Ｔ１）に貯えたエネルギーを二次側に伝え切り、
二次側巻線（Ｌ２）に電流が流れなくなると、トランス
（Ｔ１）の一次巻線（Ｌ１）のインダクタンスとトラン
ス（Ｔ１）の浮遊容量による自己共振が開始し、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）のコレクタ−エミッタ間電
圧は減衰振動を始める。その後再びスイッチングトラン
ジスタ（Ｑ２）はオンするという動作を繰り返し、スイ
ッチング動作を行う。また、スイッチングトランジスタ
（Ｑ２）の発熱及びノイズの発生は、オンした瞬間から
パワートランジスタが飽和するまでに流れる電流が原因
である為、発熱及びノイズの程度はトランジスタ（Ｑ
１）がオンする瞬間のコレクタ−エミッタ間電圧に比例
する。そこでスイッチングトランジスタ（Ｑ２）のベー
ス−エミッタ間にコンデンサ（Ｃ８）を接続することに
より、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）がオンするタ
イミングを積極的に遅らせ、オン時のコレクタ−エミッ
タ間電圧を共振の最下点になるように調整することが出
来るために、発熱やノイズをより低減することができ
る。
チングトランジスタ（Ｑ２）のベース−エミッタ間にコ
ンデンサ（Ｃ８）を接続したことを特徴とする請求項１
または２に記載の電流制御型スイッチング電源であり、
この構成では、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）がオ
フすると、二次側への電流の供給を開始しその後、トラ
ンス（Ｔ１）に貯えたエネルギーを二次側に伝え切り、
二次側巻線（Ｌ２）に電流が流れなくなると、トランス
（Ｔ１）の一次巻線（Ｌ１）のインダクタンスとトラン
ス（Ｔ１）の浮遊容量による自己共振が開始し、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）のコレクタ−エミッタ間電
圧は減衰振動を始める。その後再びスイッチングトラン
ジスタ（Ｑ２）はオンするという動作を繰り返し、スイ
ッチング動作を行う。また、スイッチングトランジスタ
（Ｑ２）の発熱及びノイズの発生は、オンした瞬間から
パワートランジスタが飽和するまでに流れる電流が原因
である為、発熱及びノイズの程度はトランジスタ（Ｑ
１）がオンする瞬間のコレクタ−エミッタ間電圧に比例
する。そこでスイッチングトランジスタ（Ｑ２）のベー
ス−エミッタ間にコンデンサ（Ｃ８）を接続することに
より、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）がオンするタ
イミングを積極的に遅らせ、オン時のコレクタ−エミッ
タ間電圧を共振の最下点になるように調整することが出
来るために、発熱やノイズをより低減することができ
る。
【００１１】本発明の請求項４に記載の発明は、入力電
源端子間に接続した第三の抵抗（Ｒ１）とスイッチング
トランジスタ（Ｑ２）のエミッタとの間に、定電圧ダイ
オード（Ｄ２）を挿入し、さらにこの定電圧ダイオード
（Ｄ２）のカソードと前記スイッチングトランジスタ
（Ｑ２）のベースとの間に第四の抵抗（Ｒ３）を接続し
たことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電
流制御型スイッチング電源であり、この構成によれば、
抵抗（Ｒ３）に流れる電流を入力電圧に関わらず一定に
することで、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）には安
定したベース電流が供給されることで、入力電圧が変化
しても一定の起動電流を得ることができるため、電流特
性が安定する。
源端子間に接続した第三の抵抗（Ｒ１）とスイッチング
トランジスタ（Ｑ２）のエミッタとの間に、定電圧ダイ
オード（Ｄ２）を挿入し、さらにこの定電圧ダイオード
（Ｄ２）のカソードと前記スイッチングトランジスタ
（Ｑ２）のベースとの間に第四の抵抗（Ｒ３）を接続し
たことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電
流制御型スイッチング電源であり、この構成によれば、
抵抗（Ｒ３）に流れる電流を入力電圧に関わらず一定に
することで、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）には安
定したベース電流が供給されることで、入力電圧が変化
しても一定の起動電流を得ることができるため、電流特
性が安定する。
【００１２】本発明の請求項５に記載の発明は、トラン
ジスタ（Ｑ１）のベースと補助巻線（Ｌ３）との間に、
線形な正特性の感温抵抗（Ｒ８）を接続したことを特徴
とする請求項１〜４のいずれかに記載の電流制御型スイ
ッチング電源であり、感温抵抗（Ｒ８）により、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）、トランジスタ（Ｑ１）の
ベース−エミッタ間電圧と、ダイオード（Ｄ４，Ｄ５，
Ｄ７）の順方向電圧と定電圧ダイオード（Ｄ２，Ｄ３）
のツェナー電圧の温度特性を改善するよう動作すること
により、周囲温度の変化に対して安定した電流特性を得
ることができる。
ジスタ（Ｑ１）のベースと補助巻線（Ｌ３）との間に、
線形な正特性の感温抵抗（Ｒ８）を接続したことを特徴
とする請求項１〜４のいずれかに記載の電流制御型スイ
ッチング電源であり、感温抵抗（Ｒ８）により、スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）、トランジスタ（Ｑ１）の
ベース−エミッタ間電圧と、ダイオード（Ｄ４，Ｄ５，
Ｄ７）の順方向電圧と定電圧ダイオード（Ｄ２，Ｄ３）
のツェナー電圧の温度特性を改善するよう動作すること
により、周囲温度の変化に対して安定した電流特性を得
ることができる。
【００１３】本発明の請求項６に記載の発明は、感温抵
抗（Ｒ８）とトランジスタ（Ｑ１）のベースとの間に、
可変抵抗（Ｒ１３）を接続したことを特徴とする請求項
５に記載の電流制御型スイッチング電源であり、さらに
トランジスタ（Ｑ１）のベース−エミッタ間電圧が飽和
電圧に達するまでの時間を抵抗（Ｒ８，Ｒ１３）とコン
デンサ（Ｃ８）の時定数により設定できるので、トラン
ジスタ（Ｑ１）のオフ時間すなわちスイッチングトラン
ジスタ（Ｑ２）の最大オン時間を可変でき、出力電流の
電流制御状態になる電流値を任意に設定出来るという作
用を有する。
抗（Ｒ８）とトランジスタ（Ｑ１）のベースとの間に、
可変抵抗（Ｒ１３）を接続したことを特徴とする請求項
５に記載の電流制御型スイッチング電源であり、さらに
トランジスタ（Ｑ１）のベース−エミッタ間電圧が飽和
電圧に達するまでの時間を抵抗（Ｒ８，Ｒ１３）とコン
デンサ（Ｃ８）の時定数により設定できるので、トラン
ジスタ（Ｑ１）のオフ時間すなわちスイッチングトラン
ジスタ（Ｑ２）の最大オン時間を可変でき、出力電流の
電流制御状態になる電流値を任意に設定出来るという作
用を有する。
【００１４】本発明の請求項７に記載の発明は、第一の
抵抗（Ｒ４）を可変にしたことを特徴とする請求項２〜
６のいずれかに記載の電流制御型スイッチング電源であ
り、直流出力の電流−電圧特性をフの字特性、定電流特
性、ヘの字特性に任意に設定することができるので過電
流保護特性の選択や、様々な種類の電池の充電などに利
用することが出来る。
抵抗（Ｒ４）を可変にしたことを特徴とする請求項２〜
６のいずれかに記載の電流制御型スイッチング電源であ
り、直流出力の電流−電圧特性をフの字特性、定電流特
性、ヘの字特性に任意に設定することができるので過電
流保護特性の選択や、様々な種類の電池の充電などに利
用することが出来る。
【００１５】（実施の形態）以下本発明の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施
の形態における電流制御型スイッチング電源の回路図を
示すものである。
ついて図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施
の形態における電流制御型スイッチング電源の回路図を
示すものである。
【００１６】回路の構成は、トランス（Ｔ１）の一次巻
線（Ｌ１）とスイッチングトランジスタ（Ｑ２）の直列
回路を入力電源端子に接続している。入力電源端子の両
端には、さらに抵抗（Ｒ１）とツェナーダイオード（Ｄ
２）の直列回路を接続している。ツェナーダイオード
（Ｄ２）のカソードからは、抵抗（Ｒ３）を介してスイ
ッチングトランジスタ（Ｑ２）のベースに接続すること
で起動回路を構成している。
線（Ｌ１）とスイッチングトランジスタ（Ｑ２）の直列
回路を入力電源端子に接続している。入力電源端子の両
端には、さらに抵抗（Ｒ１）とツェナーダイオード（Ｄ
２）の直列回路を接続している。ツェナーダイオード
（Ｄ２）のカソードからは、抵抗（Ｒ３）を介してスイ
ッチングトランジスタ（Ｑ２）のベースに接続すること
で起動回路を構成している。
【００１７】スイッチングトランジスタ（Ｑ２）のベー
ス−エミッタ間には、コンデンサ（Ｃ８）を接続してい
る。二次側からの帰還の為のトランジスタＱ１のベース
−エミッタ間にはコンデンサ（Ｃ４）を接続している。
ス−エミッタ間には、コンデンサ（Ｃ８）を接続してい
る。二次側からの帰還の為のトランジスタＱ１のベース
−エミッタ間にはコンデンサ（Ｃ４）を接続している。
【００１８】補助巻線（Ｌ３）に発生する交流電圧が、
スイッチングトランジスタ（Ｑ２）のエミッタに対して
負のときに導通するように接続したダイオード（Ｄ５）
と、ダイオードＤ５のアノードと、スイッチングトラン
ジスタ（Ｑ２）のエミッタ間にコンデンサ（Ｃ５）を接
続している。
スイッチングトランジスタ（Ｑ２）のエミッタに対して
負のときに導通するように接続したダイオード（Ｄ５）
と、ダイオードＤ５のアノードと、スイッチングトラン
ジスタ（Ｑ２）のエミッタ間にコンデンサ（Ｃ５）を接
続している。
【００１９】またトランジスタＱ１のベース−エミッタ
間には、トランジスタ（Ｑ１）をバイアスするための補
助巻線（Ｌ３）と、感温抵抗（Ｒ８）と可変抵抗（Ｒ１
３）とで直列回路を構成している。これに並列にダイオ
ード（Ｄ５）と、抵抗（Ｒ４）とによる直列回路を接続
しており、更にこれに並列にダイオード（Ｄ４）と定電
圧ダイオード（Ｄ３）と抵抗（Ｒ５）を備えた構成とし
ている。
間には、トランジスタ（Ｑ１）をバイアスするための補
助巻線（Ｌ３）と、感温抵抗（Ｒ８）と可変抵抗（Ｒ１
３）とで直列回路を構成している。これに並列にダイオ
ード（Ｄ５）と、抵抗（Ｒ４）とによる直列回路を接続
しており、更にこれに並列にダイオード（Ｄ４）と定電
圧ダイオード（Ｄ３）と抵抗（Ｒ５）を備えた構成とし
ている。
【００２０】次に回路の動作について説明する。スイッ
チングトランジスタ（Ｑ２）がオンの期間には、一次巻
線（Ｌ１）に入力電圧（Ｖｉ）がほぼそのまま印加され
る。この結果、補助巻線（Ｌ３）にも入力電圧（Ｖｉ）
に対応する電圧が得られ、順バイアス用のコンデンサ
（Ｃ４）は入力電圧（Ｖｉ）に対応した電圧に充電され
る。
チングトランジスタ（Ｑ２）がオンの期間には、一次巻
線（Ｌ１）に入力電圧（Ｖｉ）がほぼそのまま印加され
る。この結果、補助巻線（Ｌ３）にも入力電圧（Ｖｉ）
に対応する電圧が得られ、順バイアス用のコンデンサ
（Ｃ４）は入力電圧（Ｖｉ）に対応した電圧に充電され
る。
【００２１】コンデンサ（Ｃ４）の充電の時定数は抵抗
（Ｒ１３，Ｒ８）により決定される。この時定数によ
り、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）の最大オン時
間、すなわち最小となる発振周波数が決定され、出力の
負荷を重くしても、二次側からの帰還よりも先にトラン
ジスタ（Ｑ１）がオンするので、それ以上発振周波数が
下がらなくなり、強制的に発振周波数が固定されるの
で、出力電圧は負荷を重くするのとともに下がり始め
る。この時、それまで電圧制御を行っていたスイッチン
グ電源は電流制御を開始する。つまり、コンデンサ（Ｃ
４）と抵抗（Ｒ１３，Ｒ８）の時定数で電流制御を開始
する電流値を設定することが出来る。
（Ｒ１３，Ｒ８）により決定される。この時定数によ
り、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）の最大オン時
間、すなわち最小となる発振周波数が決定され、出力の
負荷を重くしても、二次側からの帰還よりも先にトラン
ジスタ（Ｑ１）がオンするので、それ以上発振周波数が
下がらなくなり、強制的に発振周波数が固定されるの
で、出力電圧は負荷を重くするのとともに下がり始め
る。この時、それまで電圧制御を行っていたスイッチン
グ電源は電流制御を開始する。つまり、コンデンサ（Ｃ
４）と抵抗（Ｒ１３，Ｒ８）の時定数で電流制御を開始
する電流値を設定することが出来る。
【００２２】一方、コンデンサ（Ｃ５）はスイッチング
トランジスタ（Ｑ２）のオフの電圧、すなわち出力電圧
（Ｖｏ）に対応した電圧に充電される。これによりスイ
ッチングトランジスタ（Ｑ２）のオン期間を調整し、制
御を一次側で行う。電流制御を開始した後出力電圧が下
がり始めると、Ｌ３の電圧も出力電圧に対応して下がり
始める。そのためダイオード（Ｄ５）に流れる電流も減
少し、トランジスタ（Ｑ１）のベース電流が増加する。
その結果スイッチングトランジスタ（Ｑ２）は出力電圧
が下がるとともにオフしやすくなり、出力電圧が低い状
態での電流特性の悪くなる部分を補正する。
トランジスタ（Ｑ２）のオフの電圧、すなわち出力電圧
（Ｖｏ）に対応した電圧に充電される。これによりスイ
ッチングトランジスタ（Ｑ２）のオン期間を調整し、制
御を一次側で行う。電流制御を開始した後出力電圧が下
がり始めると、Ｌ３の電圧も出力電圧に対応して下がり
始める。そのためダイオード（Ｄ５）に流れる電流も減
少し、トランジスタ（Ｑ１）のベース電流が増加する。
その結果スイッチングトランジスタ（Ｑ２）は出力電圧
が下がるとともにオフしやすくなり、出力電圧が低い状
態での電流特性の悪くなる部分を補正する。
【００２３】また、ダイオード（Ｄ４）はスイッチング
トランジスタ（Ｑ２）がオンしている期間だけ電流を流
すように選択する目的を持ち、この時三次巻線（Ｌ３）
の電圧は入力電圧（Ｖｉ）に対応する電圧が得られる。
トランジスタ（Ｑ２）がオンしている期間だけ電流を流
すように選択する目的を持ち、この時三次巻線（Ｌ３）
の電圧は入力電圧（Ｖｉ）に対応する電圧が得られる。
【００２４】ダイオード（Ｄ３）は定電圧ダイオードで
あるので抵抗（Ｒ５）に印加される電圧は入力電圧（Ｖ
ｉ）が高いと高くなる。すなわち、入力電圧が高くなる
とトランジスタ（Ｑ１）はオンしやすくなり、スイッチ
ングトランジスタ（Ｑ２）はオフしやすくなる。前述し
たように、入力電圧（Ｖｉ）が高くなるほど制御電流の
値は増加するので、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）
を入力電圧（Ｖｉ）が低いときよりも早くオフさせ補正
する。
あるので抵抗（Ｒ５）に印加される電圧は入力電圧（Ｖ
ｉ）が高いと高くなる。すなわち、入力電圧が高くなる
とトランジスタ（Ｑ１）はオンしやすくなり、スイッチ
ングトランジスタ（Ｑ２）はオフしやすくなる。前述し
たように、入力電圧（Ｖｉ）が高くなるほど制御電流の
値は増加するので、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）
を入力電圧（Ｖｉ）が低いときよりも早くオフさせ補正
する。
【００２５】スイッチングトランジスタ（Ｑ２）のベー
ス−エミッタ間にコンデンサ（Ｃ８）を接続しているの
で、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）がオンするタイ
ミングを積極的に遅らせ、オン時のコレクタ−エミッタ
間電圧を共振の最下点になるように設定し、発熱及びノ
イズの発生が抑制される。
ス−エミッタ間にコンデンサ（Ｃ８）を接続しているの
で、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）がオンするタイ
ミングを積極的に遅らせ、オン時のコレクタ−エミッタ
間電圧を共振の最下点になるように設定し、発熱及びノ
イズの発生が抑制される。
【００２６】抵抗（Ｒ１）と定電圧ダイオード（Ｄ２）
のカソードから抵抗（Ｒ３）を介してスイッチングトラ
ンジスタ（Ｑ２）のベースに接続しているので、入力電
圧の変化に対して一定の起動電流を供給することによ
り、入力電圧の変化に対して安定な電流特性を得ること
ができる。
のカソードから抵抗（Ｒ３）を介してスイッチングトラ
ンジスタ（Ｑ２）のベースに接続しているので、入力電
圧の変化に対して一定の起動電流を供給することによ
り、入力電圧の変化に対して安定な電流特性を得ること
ができる。
【００２７】そしてトランジスタ（Ｑ１）のベースと、
補助巻線（Ｌ３）との間に可変抵抗（Ｒ１３）を介した
ところに、線形な正特性に変化する感温抵抗（Ｒ８）を
挿入することにより、周囲温度が上昇すると感温抵抗
（Ｒ８）の抵抗値が上昇する。一方、ダイオード（Ｄ
７）の順方向電圧及び、スイッチングトランジスタ（Ｑ
２）のベース−エミッタ間電圧は温度の上昇とともに減
少するので出力電流は増加する傾向になる。
補助巻線（Ｌ３）との間に可変抵抗（Ｒ１３）を介した
ところに、線形な正特性に変化する感温抵抗（Ｒ８）を
挿入することにより、周囲温度が上昇すると感温抵抗
（Ｒ８）の抵抗値が上昇する。一方、ダイオード（Ｄ
７）の順方向電圧及び、スイッチングトランジスタ（Ｑ
２）のベース−エミッタ間電圧は温度の上昇とともに減
少するので出力電流は増加する傾向になる。
【００２８】また、周囲温度が上昇するとトランジスタ
（Ｑ１）のベース−エミッタ間電圧、ダイオード（Ｄ
４，Ｄ５）の順方向電圧も減少し、定電圧ダイオード
（Ｄ２，Ｄ３）は温度上昇とともにツェナー電圧が上昇
する。これらの周囲温度の変化による電流特性の変化を
抵抗（Ｒ８）の温度変化で補正することにより、安定な
電流特性を実現している。
（Ｑ１）のベース−エミッタ間電圧、ダイオード（Ｄ
４，Ｄ５）の順方向電圧も減少し、定電圧ダイオード
（Ｄ２，Ｄ３）は温度上昇とともにツェナー電圧が上昇
する。これらの周囲温度の変化による電流特性の変化を
抵抗（Ｒ８）の温度変化で補正することにより、安定な
電流特性を実現している。
【００２９】また可変抵抗（Ｒ１３）を用いているの
で、トランジスタ（Ｑ１）のベース電流を調整すること
ができ、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）の最小発振
周波数を決定できるので、部品のバラツキを吸収でき、
様々な制御電流の電流値を持ったスイッチング電源を容
易に実現する為に、制御する直流出力電流値を可変にし
ている。
で、トランジスタ（Ｑ１）のベース電流を調整すること
ができ、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）の最小発振
周波数を決定できるので、部品のバラツキを吸収でき、
様々な制御電流の電流値を持ったスイッチング電源を容
易に実現する為に、制御する直流出力電流値を可変にし
ている。
【００３０】また、抵抗（Ｒ４）を可変にすることによ
り、直流出力の電流−電圧特性をフの字特性、定電流特
性、への字特性に任意に選択することも可能である。す
なわち、可変抵抗（Ｒ４）を小さくしたときはフの字、
大きくしたときはへの字、定電流特性にするならばその
中間にすれば設定することができる。
り、直流出力の電流−電圧特性をフの字特性、定電流特
性、への字特性に任意に選択することも可能である。す
なわち、可変抵抗（Ｒ４）を小さくしたときはフの字、
大きくしたときはへの字、定電流特性にするならばその
中間にすれば設定することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、一次側で
電流特性を制御するスイッチング電源において、入力電
圧や周囲温度など外的要因に依存しない安定した性能を
実現することができる。
電流特性を制御するスイッチング電源において、入力電
圧や周囲温度など外的要因に依存しない安定した性能を
実現することができる。
【図１】本発明の一実施の形態における電流制御型スイ
ッチング電源の回路図
ッチング電源の回路図
Ｑ１，Ｑ２ トランジスタ Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５ 抵抗 Ｒ８ 感温抵抗 Ｒ４，Ｒ１３ 可変抵抗 Ｄ４，Ｄ５，Ｄ７ ダイオード Ｄ２，Ｄ３ ツェナーダイオード Ｃ４，Ｃ５，Ｃ８ コンデンサ Ｔ１ トランス
Claims (7)
- 【請求項１】 トランスの一次巻線（Ｌ１）に直列に接
続されたスイッチングトランジスタ（Ｑ２）を自励発振
させることにより、二次側巻線（Ｌ２）にエネルギーを
伝達するものであって、スイッチングトランジスタ（Ｑ
２）のベース−エミッタ間に、そのベース電圧を制御す
ることにより前記スイッチングトランジスタを強制的に
オン・オフさせることができるようにトランジスタ（Ｑ
１）を接続し、この第二のトランジスタ（Ｑ１）のベー
ス−エミッタ間に、その充電される電圧が制御されるよ
うコンデンサ（Ｃ４，Ｃ５）を接続することにより、前
記スイッチングトランジスタ（Ｑ２）の動作時間を調整
して二次巻線側の出力電流を制御するようにしたことを
特徴とする電流制御型スイッチング電源。 - 【請求項２】 スイッチングトランジスタ（Ｑ２）がオ
ン・オフすることによって、補助巻線（Ｌ３）に発生す
る交流電圧が、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）のエ
ミッタに対して負のときに導通するよう第一のダイオー
ド（Ｄ５）を接続し、この第一のダイオード（Ｄ５）の
アノードに第一の抵抗（Ｒ４）を接続し、さらにこの第
一の抵抗（Ｒ４）の他端と補助巻線（Ｌ３）との間に発
生する電圧が、スイッチングトランジスタ（Ｑ２）のエ
ミッタに対して正の時に導通するよう第二のダイオード
（Ｄ４）を接続し、この第二のダイオード（Ｄ４）のカ
ソードの電圧が一定値以上になると導通する第三のダイ
オード（Ｄ３）と、このダイオードのアノードに接続さ
れた第二の抵抗（Ｒ５）を接続し、この第二の抵抗（Ｒ
５）の他端をトランジスタ（Ｑ１）のベースに接続した
ことを特徴とする請求項１に記載の電流制御型スイッチ
ング電源。 - 【請求項３】 スイッチングトランジスタ（Ｑ２）のベ
ース−エミッタ間にコンデンサ（Ｃ８）を接続したこと
を特徴とする請求項１または２に記載の電流制御型スイ
ッチング電源。 - 【請求項４】 入力電源端子間に接続した第三の抵抗
（Ｒ１）とスイッチングトランジスタ（Ｑ２）のエミッ
タとの間に、定電圧ダイオード（Ｄ２）を挿入し、さら
にこの定電圧ダイオード（Ｄ２）のカソードと前記スイ
ッチングトランジスタ（Ｑ２）のベースとの間に第四の
抵抗（Ｒ３）を接続したことを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載の電流制御型スイッチング電源。 - 【請求項５】 トランジスタ（Ｑ１）のベースと補助巻
線（Ｌ３）との間に、線形な正特性の感温抵抗（Ｒ８）
を接続したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
記載の電流制御型スイッチング電源。 - 【請求項６】 感温抵抗（Ｒ８）とトランジスタ（Ｑ
１）のベースとの間に、可変抵抗（Ｒ１３）を接続した
ことを特徴とする請求項５に記載の電流制御型スイッチ
ング電源。 - 【請求項７】 第一の抵抗（Ｒ４）を可変にしたことを
特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の電流制御型
スイッチング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25451797A JPH1198838A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 電流制御型スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25451797A JPH1198838A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 電流制御型スイッチング電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1198838A true JPH1198838A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17266150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25451797A Pending JPH1198838A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 電流制御型スイッチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1198838A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6865095B2 (en) | 2002-09-27 | 2005-03-08 | Orion Electric Company, Ltd. | Power circuit |
| US7123488B2 (en) | 2004-01-26 | 2006-10-17 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | DC/DC converter including a Zener diode having a substantially zero temperature coefficient |
| CN100435465C (zh) * | 2003-07-15 | 2008-11-19 | 弗里沃动力有限公司 | 具有电流和电压限值的简易开关电源 |
| JP2009050097A (ja) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Kyocera Mita Corp | 自励式発振方式のスイッチングレギュレータ |
-
1997
- 1997-09-19 JP JP25451797A patent/JPH1198838A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6865095B2 (en) | 2002-09-27 | 2005-03-08 | Orion Electric Company, Ltd. | Power circuit |
| CN100435465C (zh) * | 2003-07-15 | 2008-11-19 | 弗里沃动力有限公司 | 具有电流和电压限值的简易开关电源 |
| US7123488B2 (en) | 2004-01-26 | 2006-10-17 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | DC/DC converter including a Zener diode having a substantially zero temperature coefficient |
| JP2009050097A (ja) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Kyocera Mita Corp | 自励式発振方式のスイッチングレギュレータ |
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