JPS58107071A - スイツチング回路 - Google Patents

スイツチング回路

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JPS58107071A
JPS58107071A JP56202543A JP20254381A JPS58107071A JP S58107071 A JPS58107071 A JP S58107071A JP 56202543 A JP56202543 A JP 56202543A JP 20254381 A JP20254381 A JP 20254381A JP S58107071 A JPS58107071 A JP S58107071A
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JP
Japan
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switching
winding
field effect
effect transistor
coil
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JP56202543A
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JPS6321424B2 (ja
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Tetsuo Yoshida
哲雄 吉田
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

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  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば正電源にドレインを接続したNチャン
ネルの電界効果トランジスタ等のように、駆動端子の電
位が接地から浮き舎しかもスイッチング周波数にて変動
するようなスイッチ素子を駆動する回路に関するもので
ある。
従来のスイッチング回路の一例として、正電源にドレイ
ンを接続したNチャンネルのパワーMO8型の電界効果
トランジスタ(以下、単に電界効果トランジスタと呼ぶ
)によるスイッチング電力増幅回路を第1図に示す。第
1図において、Qは電界効果トランジスタ、1は正極性
の電源端子、2は・ぐルス幅変調(以下、四壓と呼ぶ)
の信号入力端子、3は電源の供給を受ける電源端子4を
備え、パルストランスや光結合素子によって入出力端子
間が絶縁された駆動回路でアシ、前記信号入力端子2か
らの瀧信号は駆動回路3によって電界効果トランジスタ
Qのソース・ダート間に加えられる構成となっている。
更に、C8は電源端子1の交流的インピーダンスを小さ
くするためのコンデンサ、Rgl sRgzは電界効果
トランジスタQの寄生振動防止、駆動回路3の終端、波
形改善等のための抵抗である。又、Dはフライホイール
ダイオードでアリ、コイルLAとコンデンサCはローパ
スフィルタを構成し、RLは負荷である。
以上の構成において、信号入力端子2からの信号が駆動
回路3によシミ界効果トランジスタQのソ、−ス・f−
)間に加えられると、該電界効果トランジスタQはPW
M信号にしたがってON10FFのスイッチング動作を
行うことになる。そして、電界効果トランジスタQがO
N状態の時には電源端子1からコイルLAを通って負荷
RLに電流が流れ、電界効果トランジスタQがOFF状
態の時にはコイルLに流れる電流はフライホイールダイ
オードDを流れるのである。したがって、フライホイー
ルダイオードDのカソード側、すなわち電界効果トラン
ジスタQのソース側には電源端子1の電圧を振幅とする
PWM波形が現われるが、コイルLAとコンデンサCに
よるローノやスフィルタが同波形の繰返し周波数を阻止
することによ多負荷RLには同波形の平均値の電圧が出
力される。以上の動作によシ上記スイッチング電力増幅
回路は、電源として使用する場合にはスイッチ嵐ングレ
ギュレータとして、又、負荷RLが被変調電力増幅器の
場合は振幅変調器として夫々動作するのである。
しかしながら上述の如き回路動作では、その特性上、電
界効果トランジスタQのソース電位が電源の電圧に等し
い大振幅のpwu波形で振動するため、駆動回路3には
直流から前記圏信号の周波数に至るまで十分カ絶縁特性
が要求され、更に、駆動回路3の出力段の対接地容量が
電界効果トランジスタQのスイッチング特性に悪影響を
与えたり、あるいは駆動回路3の出力段の大振幅が不要
輻射やスイッチングノイズを発生する原因になる等の問
題点があった。
本発明は、このような問題点を除去するために表された
もので、スイッチング回路を構成するローノやスフィル
タに着目し、このローノやスフィルタのコイルに駆動用
の巻線を設けることによって駆動回路に対して交流的な
絶縁特性を得、前記の諸問題点を解決したスイッチング
回路を提供することを目的としたものである。以下、図
を用いて説明する。− 第2図は本発明の第1の実施例を示す回路図である。第
2図において、LBはWl、N2 、Waの3組の巻線
を有するコイルで、そのうちの巻線wl、w3はベア線
あるいは巻線W3を心線とする同軸線が用いられ、巻線
W1と同じ磁心上あるいは磁束が通って結合するように
巻付けた構造である。しかも、この巻線W、、W3は巻
1tJ W 1 と同じ巻数であって、巻線W2O巻き
始めと巻き終りの交流電圧と巻線W2または巻線W3に
誘起する電圧を等しいものとし、又その巻線の方向につ
いては第2図に極性記号・で示す如く巻線Wl 。
wt 、N3は同方向に巻付けされている。更に、電界
効果トランジス゛りQのドレインは電源端子IK接続し
、そのソースはアノード側を接地しているフライホイー
ルダイオードDのカソードと、ローパスフィルタを構成
する前記コイルLの巻線W1に接続している。Rは低抵
抗であり、その他の回路素子は第1図のそれと同゛−の
ものである。
以上の構成における回路動作は既述の第1図の場合と同
様に行なわれるが、駆動回路3よりの信号、換言すると
信号入力端子2からの信号は、ロー/JPスフィルタの
コイルLの巻線W1と共に巻かれる2個の巻線WztW
3を経て電界効果トランジスタQのソース・ダート間に
与えられる。これによシミ界効果トランジスタQは0N
10FFのスイッチング動作を行うことになる。この時
の駆動回路3の出力は前記の如く、コイルLの巻線W1
と巻線W、または巻線W3に誘起する電圧が等しく、又
その方向が同一であり、したがって、電界効果トランジ
スタQのソース側に現われる電源端子1の電圧を振幅と
する同波形、換言するとスイッチング波形は打ち消され
、コンデンサCの電位と同じ電位となる。
ここで、低抵抗Rについてみると、この低抵抗Rは図示
されるようにコイルLの巻線W1と巻線W2の巻き終り
の間に接続されており、この接続により巻線相互間のス
トレー容量あるいは巻線ストレーインダクタンス等によ
って駆動回路3の出力の電位とコンデンサCの電位が異
電位になるのを防いで、同電位を保つようにするもので
、補助的に接続されているのである。又、この低抵抗R
を省略して巻線を直接接続したシ、あるいは巻線Wlと
巻線W2を共通にしないのは実際の回路動作では負荷電
流が巻線W1に流れる時に該巻線W1の巻線抵抗により
若干の電位差が生じ、この若干の電位差が電界効果トラ
ンジスタQのダート・ソース間に負帰還として作用して
そのスイッチング特性に影響を与えないようにする為で
ある。
次に、以上述べたコンデンサCの電位についてみると、
このコンデンサCの電位は、スイッチングレギエレータ
としての応用においては、はぼ変動のない直流であシ、
振幅変調器としての応用においても音声周波数以下の変
動程度ですみ、したがって、駆動回路3の入出力間に要
求される絶縁特性は主に直流的なものだけとなる。
以上説明したように、第1の実施例ではロー・母スフィ
ルタの巻線に新たに付加した2個の巻線W2 、W3 
、によりスイッチング周波数における絶縁特性が得られ
るので駆動回路3の出力電位の大振幅変動を防止したス
イッチング回路、換言すると、負端子側がスイッチ制御
端子と共通の電界効果トランジスタQを正電源でスイッ
チング動作させるスイッチング回路を容易に構成できる
のである。
したがって、上記スイッチ回路をスイッチングレギエレ
ータとして用いる場合は負端子を共通に接地し、振幅変
調器として用いる場合は負荷となるべき被変調電力増幅
回路の負側を接地することが可能となり、更に、駆動回
路3の出力段には、従来のそれと較べて大振幅のスイッ
チング電圧が現われない為に該駆動回路3の入出力間に
要求される絶縁特性は直流的なものとなってその回路は
従来と較べて簡単になり、また駆動回路の出力段よシの
不要輻射やスイッチングノイズの発生が軽減される等の
利点がある。
なお、以上述べた第1の実施例ではロー・ヤ艮フィルタ
として、コイルLとコンデンサCの1段の場合について
説明したが、他の実施例として第3図に示す如く、複数
段でも、あるいはローノJ?スフィルタの構成等に係ら
ず第1の実施例と同様の動作9作用および効果が生じる
ことは明らかである。
々お、第3図は本発明の第2の実施例を示すもので、ス
イッチング素子としては電子管を用いた例を示しており
、簡単に説明する。■は3極管で、そのプレートは電源
端子1に、カソードがアノードを接地したダイオードD
に接続され、更に、カソードはコイルL1  # L2
  e L3 、コンデンサC1pc2 ycB  e
c4  ycB より成るロー・ぞスフィルタの入力側
に夫々接続されている。又この3極管Vのグリッド・カ
ソード間には第1の実施例と同様にローノやスフィルタ
の1段目のコイルL1に巻かれた同軸線により駆動回路
3からの制御電圧が与えられ、スイッチング動作を行う
のである。すなわち、信号入力端子2から噛信号にした
がった制御電圧により3極管VはON10FFのスイッ
チング動作を行い、3段構成のロー・ぐスフィルタt、
l 、L2 、L3に接続された負荷RLにはスイッチ
ングのON状態の持続時間に比例した電圧が出力される
のである。
以上9実施例では、スイッチング素子として電界効果ト
ランジスタ、電子管を用いた場合を説明したが、その他
、SIT 、 NPN形パイ?−ラトランジスタ等、ス
イッチング素子としての制御端子の一方がスイッチ端子
の負極性側(カソード側)と共通の素子により負側共通
のスイッチング回路を構成する場合には同様の効果が得
られることは明らかである。
以上述べたように本発明によれば、電界効果トランジス
タあるいは電子管、その他を用いて負側共通のスイッチ
ングレギュレータやスイッチング増幅器を構成でき、そ
のスイッチング素子の駆動回路に要求される絶縁特性が
軽減され、更には不要輻射やスイッチングノイズの発生
が少ない等の優れた効果が期待できるので、スイッチン
グ周波数の高いレギュレータや振幅変調器に利用するこ
とができるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスイッチング電力増幅回路の一例を示す
回路図、第2図、第3図は本発明に係る第1と第2の実
施例を示す回路図である。 1.4は電源端子、2は信号入力端子、3は駆動回路、
Qは電界効果トランジスタ、Dはフライホイールダイオ
ード、LA、 L、はコイル、RLは負荷である。 第1図 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  tJ?ルス幅変調(PWM )信号にしたが
    ってON 、 OF’Fするスイッチング素子の一方が
    電源に接続され、他方がローパスフィルタのコイルおよ
    び一方を接地したダイオードに接続され、ローパスフィ
    ルタの出力により負荷に電力を供給するスイッチング回
    路において、 ローフ4スフイルタのコイルは3組の巻線で構成し、し
    かも、そのうちの1巻線よ多負荷に電力を供給し、他の
    2巻線よシスイツチング素子に制御信号を与えることを
    特徴とするスイッチング回路。
  2. (2)  ロー・9スフイルタの3組の巻線のうち、他
    の2巻線に、ペア線あるいは同軸線を用いたことを特徴
    とする特許請求の範囲第(1)項記載のスイッチング回
    路。
  3. (3)  =ルス幅変調(PWM )信号にしたがって
    ON 、 OFFするスイッチング素子の一方が電源に
    接続され、他方がローパスフィルタのコイルおよび一方
    を接地したダイオードに接続され、ローノにスフィルタ
    の出力によ多負荷に電力を供給するスイッチング回路に
    おいて、 ローパスフィルタのコイルは3組の巻線で構成し、しか
    もそのうちの1巻線より負荷に電力を供給し、他の2巻
    線よシスイツチング素子に制御信号を与える如く接続し
    、更に、上記負荷に電力を供給する巻線と他の2巻線の
    うちの一方の巻線あるいは両方の巻線の巻き終υ間に低
    抵抗を接続したことを特徴とするスイッチング回路。
JP56202543A 1981-12-17 1981-12-17 スイツチング回路 Granted JPS58107071A (ja)

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JPS6321424B2 JPS6321424B2 (ja) 1988-05-06

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JPH0576121A (ja) * 1991-06-06 1993-03-26 Nippon Plast Co Ltd 導電ケーブルを内蔵する樹脂成形品及びその内部配線保持方法

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