JPS58218869A - スイツチングレギユレ−タ - Google Patents

スイツチングレギユレ−タ

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JPS58218869A
JPS58218869A JP10016682A JP10016682A JPS58218869A JP S58218869 A JPS58218869 A JP S58218869A JP 10016682 A JP10016682 A JP 10016682A JP 10016682 A JP10016682 A JP 10016682A JP S58218869 A JPS58218869 A JP S58218869A
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JP
Japan
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transistor
switching
voltage
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output
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Tetsuhiko Shinpo
哲彦 新保
Isao Fujihata
功 藤旗
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Nippon Chemi Con Corp
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Nippon Chemi Con Corp
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Priority to EP83105188A priority patent/EP0095724A3/en
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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
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/1563Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators without using an external clock

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】 この発明はスイッチングレギュレータに係り、特にスイ
ッチングレギュレータの誤差増幅部の改良に関する。
一般にビデオテープレコーダ(VTR)やビデオカメラ
等、携帯用或いは車載用の各種電子機器では、バッテリ
を駆動電源として用いている。この種の電源は、作動モ
ードの切り換え等に伴う負荷の急変で、その端子電圧が
大きく変動する場合があるため、その変動を抑制して電
子機器の動作を安定に維持させるため、スイッチングレ
ギュレータを用いて電源の安定化を図っている。
第1図及び第2図は従来の降圧型のスイッチングレギュ
レータを示している。第1図に示す他励式のスイッチン
グレギュレータでi1入力端子2A、2Bの間に供給さ
れた直流人力Viは、この入力端子2A、2Bの間に設
置されたリップル吸収用コンデンサ4でそのリップル分
が除かれると(2) ともに、スイッチングトランジスタ6でパルス状の交流
に変換され、ダイオード8、チョークコイル10及びコ
ンデンサ12で構成される直流再生回路14で再び直流
に変換された後、出力端子16A、16Bから安定化直
流電圧Voとして取り出されるように成っている。
このスイッチングレギュレータには、直流出力の変動レ
ベルを検出し、そのレベル変動に応じたパルス幅のスイ
ッチング制御入力スを形成するために誤差増幅器18が
設置されている。即ち、トランジスタ20.22のエミ
ッタを共通に接続するとともに、このエミッタに抵抗2
4を介して直流出力が供給され、トランジスタ20のコ
レクタは基準電位点に接続される一方、トランジスタ2
2のコレクタは抵抗26を介して基準電位点に接続して
成る差動増幅器で誤差増幅器18が構成されている。そ
して、この誤差増幅器18に変動レヘルを検出する基準
電圧の設定のため、直流入力側と基準電位点との間には
抵抗28、定電圧ダイオード30及びダイオード32が
直列に接続され、(3) 抵抗28と定電圧ダイオード30との接続点で形成され
る基準電圧がトランジスタ20のベースに印加されてい
る。トランジスタ22のベースには出力端子16A、1
6Bの間に直列に接続された抵抗34.36の接続点か
ら直流検出型・圧が印加されるとともに、基準波形発生
回路38で形成された三角波等の基準波形入力がコンデ
ンサ40を介して印加されている。従って、トランジス
タ22のコレクタには、直流検出電圧の変動レベルに応
じたパルス幅を持つパルス幅変関出力が形成される。
このパルス幅変調出力はトランジスタ42のベースにス
イッチング制御入力として与えられる。
このトランジスタ42のコレクタはスイッチングトラン
ジスタ6のベースに抵抗44を介して接続され、エミッ
タは基準電位点に接続されている。
スイッチングトランジスタ6のベース・エミッタ間には
バイアス抵抗46が接続されている。このため、スイッ
チングトランジスタ6には抵抗44を介してトランジス
タ42のスイッチング動作に(4) 応動してパルス状の駆動電流が流れ、この結果、スイッ
チングトランジスタ6はスイッチング動作をする。
このような他動式のスイッチングレギュレータでは、外
部から基準波形を与える構成であるため、基準波形発生
回路が必要であるとともに、誤差増幅器18は少なくと
も一対のトランジスタ20.22等で構成され、しかも
、トランジスタ20に設定する定電圧ダイオード30に
は温度特性を改善するためにダイオード32を付加する
必要がある。このため、構成が複雑で、部品点数も多く
なるため、高価に成る等の欠点がある。特に、前記した
携帯用等の電子機器では、IC化等から小型化、軽量化
され、スイッチングレギュレータにおいても小型化とと
もに、バッテリの消耗を抑えるために高効率化が要請さ
れている。
第2図は自励式のスイッチングレギュレータを示してい
る。このスイッチングレギュレータでは、前記誤差増幅
器に対応するコンパレータ48で基準波形発生回路とし
てのパルス発振器を兼用させ(5) ている。即ち、コンパレータ48の反転入力端子には出
力側から直流出力が印加され、非反転大刀端子には電圧
源50から基準電圧が印加されてぃ゛るとともに、スイ
ッチングトランジスタ6で形成されたスイッチングパル
スが抵抗52を介して正帰還されるように成っている。
このような自励式のスイッチングレギュレータでは、他
励式のものに比較して基準波形発生回路を別に設置する
必要がない点で、その構成が簡略化されているが、コン
パレータ48は誤差増幅器I8と同様に複数のトランジ
スタで構成されることから同様の欠点を有する。
この発明の目的は、誤差増幅部の簡略化を図ったスイッ
チングレギュレータの提供にある。
この発明は、直流入力を交流に変換するスイッチングト
ランジスタと、このスイッチングトランジスタを駆動す
る第1のトランジスタと、基準電圧を設定する定電圧ダ
イオードと、ベースに印加される直流出力電圧のレベル
変動に応じて前記第1のトランジスタの動作を制御する
第2のトラン(6) ジスクと、この第1のトランジスタに動作レベルを設定
する定電圧ダイオードとを具備したことを特徴とする。
この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。第
3図はこの発明のスイッチングレギュレータの実施例を
示し、この実施例において第1図に示す回路と同一部分
には同一符号が付しである。
図において、スイッチングトランジスタ60ペースと直
流再生回路14の出力側との間には、スイッチングトラ
ンジスタ6のベースに駆動電流を流し、且つ、その駆動
電流を直流出力に加算させるための第1のトランジスタ
54がコレクタをスイッチングトランジスタ6のベース
、エミッタを直流出力側にして接続されている。
このトランジスタ54のベースには直流入力側よりバイ
アス入力が抵抗56を介して与えられるとともに、この
トランジスタ540ベースとスイッチングトランジスタ
6のコレクタとの間にはスイッチングトランジスタ6、
で形成された交流、即ちスイッチングパルスを正帰還さ
せるための帰還(7) 回路58が形成されている。この帰還回路58はコンデ
ンサ等のりアクタンス素子又はリアクタンス素子と他の
素子とで構成され、この実施例ではコンデンサ60及び
抵抗62を直列接続している。
即ち、トランジスタ54は帰還回路58.の付加により
パルス発振器を構成するとともに、″この発振によって
得たパルス状の駆動電流をスイッチングトランジスタ6
のベースに流すための駆動回路を構成している。
このトランジスタ54のベースには、その動作電流を直
流出力レベルの変動に応じて制御する発振制御用の第2
のトランジスタ64のコレクタが接続され、このトラン
ジスタ64のエミッタと基準電位点(GND)との間に
は、基準電圧を設定するための定電圧ダイオード66が
基準電位点側をカソードにして接続されている。この定
電圧ダイオード66のアノードには直流出力が抵抗68
を介して印加されている。そして、このようにしてエミ
ッタ側に基準電圧が設定されたトランジスタ64のベー
スには、抵抗34、−36の接続点か       、
1(8) ら直流検出出力が印加されている。
以上の構成において、その動作を説明すると、トランジ
スタ64のエミッタには定電圧ダイオード66のツェナ
ー電圧で基準電圧が設定され、この基準電圧とそのベー
ス・エミッタ間電圧の合成値で比較電圧が形成されてい
る。この比較電圧とベースに抵抗34.36の接続点か
ら印加された直流検出電圧とが比較され、トランジスタ
64には直流検出電圧の変動レベルに応じて動作電流が
直流入力側から抵抗56を介して流れる。この動作電流
の値に応じてトランジスタ54はスイッチング動作をし
、即ち、前記変動レベルに対応して上限トリップレベル
、下限トリップレベルが形−成される。
このような制御動作が与えられるトランジスタ54のベ
ースには、スイッチングトランジスタ6のコレクタ側か
ら出力信号が正帰還される。この結果、トランジスタ6
.54は発振動作をし、この発振動作は前記のようにト
ランジスタ64の動作電流で制御され、このため、その
出力はパルス(9) 幅制御出力と成り、トランジスタ54のスイッチング動
作における0N−OFFのデユーティ比は直流変動レベ
ルに対応したものとなる。この結果、トランジスタ54
のスイッチング動作に応動してトランジスタ6には、パ
ルス状の駆動電流、が流れ、直流入力はその動作によっ
てスイソチンi“パルスに変換される。
このスイッチングパルスは直流再生回路14で直流に変
換されて安定化出力Voが形成される。
この場合、直流再生回路14で得られる整流出力は、整
流前のスイッチングパルスのデユーティ比が直流出力の
変動に対応してその変動を抑制するように制御されるの
で、直流出力は安定化されている。
以上の動作から−明らかなように、トランジスタ64は
従来の誤差増幅器として機能しており、直流変動レベル
に応じた制御出力を発生ずる。従来、このような誤差増
幅器には少なくとも1対のトランジスタからなる差動増
幅器を必要としていたが、このスイッチングレギュレー
タでは単一のトテレ(10) ジスタロ4のみで同様の機能が得られ、その構成は極め
て簡略化されている。
また、トランジスタ64のエミッタには定電圧ダイオー
ド66のみで定電圧源が形成され、温度特性の改善につ
いては定電圧ダイオード66にトランジスタ64のベー
ス・エミッタ間の温度特性に対応する温度係数を持つ定
電圧ダイオードを選択して使用することで、従来必要と
していた温度補償用ダイオードは不要に成り、その簡略
化を図ることができる。
このように誤差増幅部の構成は、温度特性も考慮にいれ
て簡略化でき、スイッチングレギュレータを小型化、軽
量化することができる。また、この実施例では第1のト
ランジスタ54を介して流れる駆動電流が直流出力側に
加算して出力の一部を成しているため、変換効率を向上
させることができる。
第4図はこの発明のスイッチングレギュレータの他の実
施例を示している。“この実施例のスイッチングレギュ
レータは、前記実施例の回路から帰(11) 遠回路58を除き、トランジスタ54のベースに基準波
形発生回路70で発生させた三角波、鋸歯状波等の基準
波形72を与えて他励式としたものである。このように
構成すれば、トランジスタ54のベースにはトランジス
タ64から与えられる出力変動に対応した電圧レベルと
、基−波形発生回路70からの基準波形72とが制御入
力としてトランジスタ54のベースに与えられ、パルス
幅変調が行われる。このパルス幅変調出力はスイッチン
グトランジスタ60ベースに印加される。この結果、ス
イッチングトランジスタ6のスインチング動作は前記実
施例と同様になり、安定化出力を得ることができる。
このような他励式のスイッチングレギュレータでは、基
準波形発生回路70を必要とするものの、前記実施例と
同様に誤差増幅部を形成することができるため、前記実
施例と同様の効果が期待できる。
以上説明したようにこの発明によれば、誤差増幅部を単
一、))、う、ジュヶ、構成い。7、や。      
  ゛:”(12) 構成が簡略化され、スイッチングレギュレータの小型化
、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来のスイッチングレギュレータを
示す回路図、第3図はこの発明のスイッチングレギュレ
ータの実施例を示す回路図、第4図はこの発明の他の実
施例を示す回路である。 6・・・スイッチングトランジスタ、54・・・第1の
トランジスタ、64・・・第2のトランジスタ、58・
・・帰還回路、70・・・基準波形発生回路。 (13) 手続ネ市jLI= ’冑二 昭和57年9月20日 特許庁長官若杉和夫殿 2、発明の名称 スイッチングレギュレータ 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 代表者 綿 引   弘 4、代理人〒167 住 所 東京都杉並区天沼三丁目2番2−703号荻窪
勧業ビル7階 7、補正の内容 il+  明細書の特許請求の範囲を別紙の通り補正し
まず。 (2)明細書第6頁第15行ないし第7頁第3行に「こ
の発明は、・・・・・特徴とする。」を次のように補正
します。 [この発明は、直流入力を交流に変換するスイッチング
トランジスタと、このスイッチングトランジスタを駆動
する第1の1ランジスタと、ヘースに印加される直流出
力電圧のレベル変動に応じて前記第1のトランジスタの
動作を制御する第2のトランジスタと、この第2のトラ
ンジスタに動作レベルを設定する定電圧ダイオードとを
具備したことを特徴とする。」 以上 特許請求の範囲 +11  直流入力を交流に変換するスイッチングトラ
ンジスタと、このスイッチングトランジスタを駆動する
第1のトランジスタと、ベースに印加される直流出力電
圧のレベル変動に応じて、前記第1のトランジスタの動
作を制御する第2のトランジスタと、この第2<7))
ランジスタに動作レベルを設定する定電圧ダイオードと
を具備したことを特徴とするスイッチングレギュレータ
。 (2)前記第1のトランジスタのベースには前記スイッ
チングトランジスタで形成されたスイッチングパルスが
正帰還されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載のスイッチングレギュレータ。 (3)前記第1のトランジスタのベースには基準波形発
生回路から基準波形入力が与えられていることを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載のスイッチングレギュ
レータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +11  直流入力を交流に変換するスイッチングトラ
    ンジスタと、このスイッチングトランジスタを駆動する
    第1のトランジスタと、基準電圧を設定する定電圧ダイ
    オードと、ベースに印加される直流出力電圧のレベル変
    動に応じて前記第1のトランジスタの動作を制御する第
    2のトランジスタと、この第1のトランジスタに動作レ
    ベルを設定する定電圧ダイオードとを具備したことを特
    徴とするスイッチングレギュレータ。 (2)前記第1のトランジスタのベースには前記スイッ
    チングトランジスタで形成されたスイッチングパルスが
    正帰還されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載のスイッチングレギュレータ。 (3)  前記第1のトランジスタのベースには基準波
    形発生回路から基準波形入力が与えられている(1) ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のスイッ
    チングレギュレータ。
JP10016682A 1982-05-26 1982-06-11 スイツチングレギユレ−タ Granted JPS58218869A (ja)

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EP86106670A EP0201929A1 (en) 1982-05-26 1983-05-25 Switching circuit
EP86106669A EP0196680A3 (en) 1982-05-26 1983-05-25 Switching regulator
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Cited By (1)

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