JPS5831424A - Switching regulator - Google Patents

Switching regulator

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Publication number
JPS5831424A
JPS5831424A JP12915681A JP12915681A JPS5831424A JP S5831424 A JPS5831424 A JP S5831424A JP 12915681 A JP12915681 A JP 12915681A JP 12915681 A JP12915681 A JP 12915681A JP S5831424 A JPS5831424 A JP S5831424A
Authority
JP
Japan
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voltage
transistor
circuit
inverter
emitter
Prior art date
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Pending
Application number
JP12915681A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Nishimura
章 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tabuchi Electric Co Ltd
Original Assignee
Tabuchi Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tabuchi Electric Co Ltd filed Critical Tabuchi Electric Co Ltd
Priority to JP12915681A priority Critical patent/JPS5831424A/en
Publication of JPS5831424A publication Critical patent/JPS5831424A/en
Pending legal-status Critical Current

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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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the dielectric strength load of transistors (TRs) for an inverter by reducing the voltage to be applied to TRs for an inverter in an auxiliary inverter circuit. CONSTITUTION:In an auxiliary inverter circuit 30 in a switching regulator circuit, the collector of a TRQ2 is connected to the DC low electric potential side, the emitter is connected to the emitter of a TRQ1 and the collector of the TRQ1 is connected to the DC high electric potential side through a coil L2 of a TRT3. The voltage divided by two resistors R4, R5 connected to the DC high potential side and the DC low potential side respectively is applied to the base of the TRQ2. Consequently the voltage to be applied between the emitter and collector of the TRQ1 is reduced by the emitter voltage of the TRQ1.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスイッチングレギュレータに係り、特に補助イ
ンバータ回路に使用しているインバータ用トランジスタ
の耐電圧負担を軽減したスイッチジグレギュレータに関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a switching regulator, and more particularly to a switching regulator that reduces the withstand voltage burden of inverter transistors used in an auxiliary inverter circuit.

一般に比較的電力容量の大きい電源装置においては、1
次電源投入時に発生する突入電流を極力抑制する観点か
ら種々な手段が提案されている。
Generally, in a power supply device with a relatively large power capacity, 1
Various means have been proposed from the viewpoint of suppressing as much as possible the rush current that occurs when the power is turned on next time.

例えば1つの手段として、1次電源投入当初においては
、出力の大きい主出力回路側のインバータは駆動せしめ
ず、代りに補助のインバータでもって上記主出力回路を
駆動し、その駆動後、主出力回路の出力でもって主出力
回路のインバータを駆動する方法である。
For example, one method is to not drive the inverter on the main output circuit side, which has a large output, when the primary power is first turned on, but instead drive the main output circuit with an auxiliary inverter, and after that drive, the main output circuit In this method, the inverter of the main output circuit is driven by the output of the main output circuit.

しかして補助インバータ回路の発振に使用されるインバ
ータ用トランジスタに印加される電圧は・一般に1次側
交流電源を直接全波整流して得られた直流高電圧であり
、したがってインバータ用トランジスタには高耐圧性を
有することが要請されている。
However, the voltage applied to the inverter transistor used for oscillation of the auxiliary inverter circuit is generally a DC high voltage obtained by direct full-wave rectification of the primary side AC power supply. It is required to have pressure resistance.

さらに1次交流電源が例えば日本・米国の如く100V
系の場合には比較的耐圧の低いトランジスタを用いるこ
ともできるが、欧州の如き200■系電源に於ては、上
記トランジスタの耐圧要請上、高耐圧のトランジスタが
必要となり当該レギュレータの原価上大変高価につくと
いう欠点があった。
Furthermore, the primary AC power supply is 100V, such as in Japan and the United States.
In the case of a system, it is possible to use a transistor with a relatively low withstand voltage, but in a 200-inch power supply such as in Europe, a transistor with a high withstand voltage is required due to the withstand voltage requirement of the transistor, which increases the cost of the regulator. The drawback was that it was expensive.

本発明はか\る事情に鑑みてなされたもので、1次交流
電源電圧が100v系又は200v系何れの場合であっ
ても、上記した高耐圧トランジスタを必要とせずしかも
同一で極めて簡単な回路構成からなる補助インバータ回
路を有するスイッチングレギュレータを提供することを
目的としたもので、以下図面に従って本発明の実施例に
つき説明する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and regardless of whether the primary AC power supply voltage is 100V or 200V, the above-mentioned high voltage transistor is not required, and the same and extremely simple circuit can be used. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明に係るスイッチングレギュレータの概略
構成をしめずブロックダイヤグラムである。すなわちこ
のスイッチングレギュレータは1次交流入力を直接整流
して回路を動作せしめるいわゆるラインオペレーション
方式を採用しているため、電気用品取締法および各国安
全規格に基づく空間ならびに沿面距離を確保するため同
図に示す如く絶縁トランスT1.’Th、’Tsによっ
て1次回路r6と2次回路20が絶縁分離されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a switching regulator according to the present invention. In other words, this switching regulator uses a so-called line operation method in which the primary AC input is directly rectified to operate the circuit. As shown, the isolation transformer T1. The primary circuit r6 and the secondary circuit 20 are insulated and separated by 'Th and 'Ts.

1法文流入力ACはコンデンサ、整流素子、ノイズフィ
ルタから構成されている全波整流回路DSにより全波整
流されたあと、DSに直列接続された2個のコンデンサ
CI、 C2を充電する。そして1は公知のインバータ
回路である。インバータ回路1からは約25KH2の高
周波電流が出力しトランスTlを介して主出力回路2に
入力し、主出力回路2でもって直流出力電圧に変換され
る。またこの直流出力はダイオードD1を介して制御回
路3に導かれ、制御回路3から出た制御パルスがトラン
スT2に入り、トランスT2を介してインバータ回路1
を駆動することになる。なお上記制御回路3は内部に設
けた基準電圧と上記直流出力を比較し、その比較結果に
基づいてパルス幅を定めるパルス発振回路等を含む公知
のIC素子とドライバ回路が内蔵されている。
1. After the input AC is full-wave rectified by a full-wave rectifier circuit DS consisting of a capacitor, a rectifying element, and a noise filter, it charges two capacitors CI and C2 connected in series with DS. 1 is a known inverter circuit. A high frequency current of about 25 KH2 is output from the inverter circuit 1, inputted to the main output circuit 2 via the transformer Tl, and converted into a DC output voltage by the main output circuit 2. Further, this DC output is led to the control circuit 3 via the diode D1, and the control pulse output from the control circuit 3 enters the transformer T2, and then passes through the transformer T2 to the inverter circuit 1.
will be driven. The control circuit 3 has a built-in driver circuit and a known IC element including a pulse oscillation circuit that compares the DC output with an internally provided reference voltage and determines the pulse width based on the comparison result.

次に補助インバータ回路30の構成とその動作について
説明する。
Next, the configuration and operation of the auxiliary inverter circuit 30 will be explained.

まずトランスT3は上述の如く1次回路1oと2次回路
加を絶縁分離しているっしかして1次巻線はコイルL1
、Ll、2次巻線はコイルL3から構成され。
First, the transformer T3 insulates and separates the primary circuit 1o and the secondary circuit as described above, and the primary winding is the coil L1.
, Ll, the secondary winding consists of coil L3.

Llの1端はインバータ用トランジスタQlのエミッタ
、シリーズレギュレータ用トランジスタQ2のエミッタ
にそれぞれ接続され、他端はダイオードD2のカソード
に接続されている。一方L2の1端はトランジスタQI
のコレクタに、その他端は余波整流出力側に接続され、
上記トランジスタQlにコレクタ電圧を供給している。
One end of Ll is connected to the emitter of the inverter transistor Ql and the emitter of the series regulator transistor Q2, and the other end is connected to the cathode of the diode D2. On the other hand, one end of L2 is a transistor QI
The other end is connected to the collector of
A collector voltage is supplied to the transistor Ql.

そしてLlとLlは図示する如(インバータ用トランジ
スタQIが発振しうるよう互に逆位相に接続されている
。なおLlの両端に1は抵抗R7とコンデンサC3の直
列回路が並列に、またダイオードD4とコンデンサC7
の直列回路が並列にそれぞれ接続されており、コンデン
サC7の両端には抵抗R8が接続されている。またLl
の他端とQlのベース間にはコンデンサC4と抵抗R1
が直列に、上記ダイオードD2のアノードとQ+ベース
間にはツェナーダイオードZD+ 、 Q+のベース・
エミッタ間には抵抗R2、ダイオードD2のアノードと
Q1エミッタ間にはコンデンサC5がそれぞれ接続され
ている。
As shown in the figure, Ll and Ll are connected in opposite phases to each other so that the inverter transistor QI can oscillate. Note that a series circuit of resistor R7 and capacitor C3 is connected in parallel to both ends of Ll, and a diode D4 is connected to both ends of Ll. and capacitor C7
series circuits are connected in parallel, and a resistor R8 is connected to both ends of the capacitor C7. Also Ll
A capacitor C4 and a resistor R1 are connected between the other end and the base of Ql.
are connected in series, a Zener diode ZD+ is connected between the anode of the diode D2 and the base of Q+, and a Zener diode ZD+ is connected between the anode of the diode D2 and the base of Q+.
A resistor R2 is connected between the emitters, and a capacitor C5 is connected between the anode of the diode D2 and the emitter of Q1.

またトランジスタQ1ベースとコイルL2の他端には抵
抗R3が接続されている。一方シリーズレギュレータ用
トランジスタQ2のベースには占記全波整流出力回路に
並列接続された2個の抵抗R4,R5の接続点に接続さ
れ、Q2のコレクタは全波整流回路DSの低電位側が接
続されている。
Further, a resistor R3 is connected to the base of the transistor Q1 and the other end of the coil L2. On the other hand, the base of the series regulator transistor Q2 is connected to the connection point of two resistors R4 and R5 connected in parallel to the full-wave rectifier output circuit, and the collector of Q2 is connected to the low potential side of the full-wave rectifier circuit DS. has been done.

またトランジスタQ3のベース・コレクタ間には抵抗R
6及びコンデンサC6とツェナーダイオード2D2の直
列回路が並列接続され、Q3のコレクタにはダイオード
D3のカソードが接続され、DSのアノードはコイルL
3の1端に接続されている。またQ3のエミッタは上記
トランスT2の1次コイル側に接続されている。
Also, a resistor R is connected between the base and collector of transistor Q3.
6, a series circuit of capacitor C6 and Zener diode 2D2 are connected in parallel, the collector of Q3 is connected to the cathode of diode D3, and the anode of DS is connected to coil L.
Connected to one end of 3. Further, the emitter of Q3 is connected to the primary coil side of the transformer T2.

しかしてこの補助インバータ回路は電源投入直後におい
て、制御回路3の代りに発振トランジスタQが発振し、
その発振出力でもってインバータ回路を他励発振せしめ
ることと、他方、厳密には制御されることを必要としな
い比較的tJJ容量の直流電源を当該スイッチングレギ
ュレータに併有せしめることを目的とした回路である。
However, in this auxiliary inverter circuit, immediately after power is turned on, the oscillation transistor Q oscillates instead of the control circuit 3.
This circuit aims to separately excite the inverter circuit with its oscillation output, and also to provide the switching regulator with a relatively tJJ capacity DC power supply that does not require strict control. be.

すなわち電源投入直後CI、 C2によって平滑化され
た電圧が約8096の値に到達したあと補助インバータ
回路のトランジスタQ1が発振を開始する。なおこの場
合の発振周波数は25KH2〜3QKH2であって、こ
れは主としてトランスT3のLとC4、Rs等で決定さ
れる。
That is, immediately after the power is turned on, the voltage smoothed by CI and C2 reaches a value of about 8096, and then the transistor Q1 of the auxiliary inverter circuit starts oscillating. Note that the oscillation frequency in this case is 25KH2 to 3QKH2, which is determined mainly by L, C4, Rs, etc. of the transformer T3.

Qlが発振を始めることにより、トランスT3のコイル
L2には上記周波数の高周波電圧が発生し、この高周波
電圧はトランスフを介してコイルL3に伝達される。な
おコイルL2に接続されたダイオードD4、コンデンサ
C7、抵抗R8及びR7、C3はいわゆるスナバ−回路
であ二で、R2の両端に生じたスパイク状電圧を吸収す
る役目をもっている。またツェナーダイオードZD+は
Qlのオンオフをコントロールして出力を安定化させる
ためのものである。コイルI、81こ伝達された高周波
電圧はD3、C6によって直流に平滑されトランジスタ
Q3によって安定化されている。しかして本発明のスイ
ッチングレギュレータ回路においては、上記のようにト
ランジスタQ2のコレクタは直流低電位側に接続され、
エミッタはトランジスタQlのエミッタに接続され、さ
らにそのコレクタはトランスT3のコイルL!を介して
直流高電位側に接続されている。またC2のベースiこ
は上記直流高電位側と直流低電位側に接続されている2
個の抵抗R4、Rsによって分圧された電圧が印加され
ている。したがってトランジスタQ2の出力側、すなわ
ちエミッタ上には路上配分圧電圧に等しい電圧が加わる
ことになるので、インバータトランジスタQ、の主ミッ
タ、コレクタ間に加わる電圧はQlのエミッタ電圧分だ
け小さくなる。
When Ql starts to oscillate, a high frequency voltage of the above frequency is generated in the coil L2 of the transformer T3, and this high frequency voltage is transmitted to the coil L3 via the transformer. Note that the diode D4, capacitor C7, resistor R8, R7, and C3 connected to the coil L2 form a so-called snubber circuit, and have the role of absorbing the spike voltage generated across R2. Further, the Zener diode ZD+ is used to control on/off of Ql and stabilize the output. The high frequency voltage transmitted to the coil I, 81 is smoothed into direct current by D3 and C6, and stabilized by transistor Q3. However, in the switching regulator circuit of the present invention, the collector of transistor Q2 is connected to the DC low potential side as described above,
The emitter is connected to the emitter of the transistor Ql, and its collector is connected to the coil L! of the transformer T3. Connected to the DC high potential side via. The base of C2 is connected to the DC high potential side and the DC low potential side.
A voltage divided by the resistors R4 and Rs is applied. Therefore, a voltage equal to the road distribution voltage is applied to the output side, that is, the emitter, of transistor Q2, so the voltage applied between the main emitter and collector of inverter transistor Q is reduced by the emitter voltage of Ql.

ナなわちQ、はエミッタ、コレクタ耐圧Vceoの小さ
いものでよく、またそのためトランス−の絶縁耐圧上大
変有利ともなる。さらに1次電源電圧が100V系また
は200 V糸回れの場合においても抵抗R4、R6及
びC2を用いるか否かで全く同一の回路構成が共用でき
るという別異の利点がある。
Q, in other words, may have a small emitter and collector breakdown voltage Vceo, and is therefore very advantageous in terms of the insulation breakdown voltage of the transformer. Furthermore, even when the primary power supply voltage is 100 V or 200 V, there is a distinct advantage that the same circuit configuration can be used regardless of whether resistors R4, R6, and C2 are used.

他の実施例として、上記抵抗R4の代りにツェナーダイ
オードを用いるこ゛とにより上記と同様の効果を得るこ
とができると同時にインバータ一部にかかる電圧を安定
化し、ダイオードD3のカソード電圧を一定化できるの
で、このカソード電圧を定電圧電源として利用すること
が可能である。
As another embodiment, by using a Zener diode instead of the resistor R4, the same effect as above can be obtained, and at the same time, the voltage applied to a part of the inverter can be stabilized, and the cathode voltage of the diode D3 can be made constant. , it is possible to use this cathode voltage as a constant voltage power source.

以上、本発明は要約すれば、直流高電位、直流低電位間
にインバータ用トランジ、スタQ1とシリーズレギュレ
ータ用トランジスタQ−f−直列接続しが・つ1次側直
流電圧を2個の直列抵抗(または1個の抵抗と1個のツ
ェナーダイオード)で分圧し、その分圧電圧を前記シリ
ーズレギュレータ用トランジスタのベースに印加した補
助インバータ回路を具備せるスイッチングレギュレータ
であるから、前記インバータ用トランジスタに印加する
電圧を浅くし得、しかも交流電源が100v系もしくは
200v系いずれの場合においてもバイアス回路の有無
のみで、同一の回路構成を有する補助インバータ回路を
具備したスイッチングレギュレータを得ることができる
As described above, the present invention can be summarized by connecting an inverter transistor, a transistor Q1, and a series regulator transistor Qf in series between a DC high potential and a DC low potential, and connecting the primary side DC voltage to two series resistors. (or one resistor and one Zener diode), and the divided voltage is applied to the base of the series regulator transistor, so the voltage is applied to the inverter transistor. It is possible to obtain a switching regulator equipped with an auxiliary inverter circuit having a shallow voltage, and having the same circuit configuration with or without a bias circuit, regardless of whether the AC power supply is 100V or 200V.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例をしめずブロックダイヤグラム
である。 特許出願人  田淵電機株式会社 代理人弁理士大西孝治
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. Patent applicant Koji Onishi, patent attorney representing Tabuchi Electric Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)直流高電位と直流低電位間に於てインバータ用ト
ランジスタとシリーズレギュレータ用トランジスタを直
列接続し、かつ1次側直流電圧を2個の直列抵抗で分圧
し、その分圧電圧を前記シリーズレギュレータ用トラン
ジスタのベースに印加することにより、前記インバータ
用トランジスタに印加される電圧を浅くした補助インバ
ータ回路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。
(1) Connect an inverter transistor and a series regulator transistor in series between a DC high potential and a DC low potential, divide the primary DC voltage with two series resistors, and apply the divided voltage to the series regulator. A switching regulator comprising: an auxiliary inverter circuit that reduces the voltage applied to the inverter transistor by applying the voltage to the base of the regulator transistor.
(2)直流高電位と直流低電位間に於てインバータ用ト
ランジスタとシリーズレギュレータ用トランジスタを直
列接続し、かつ1次側直流電圧を抵抗とツェナーダイオ
ードで分圧し、その分圧電圧を前記シリーズレギュレー
タ用トランジスタのベースに印加することにより、前記
インバータ用トランジスタに印加される電圧を浅(した
補助インバータ回路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) An inverter transistor and a series regulator transistor are connected in series between a DC high potential and a DC low potential, and the primary DC voltage is divided by a resistor and a Zener diode, and the divided voltage is applied to the series regulator. A switching regulator comprising: an auxiliary inverter circuit that reduces the voltage applied to the inverter transistor by applying it to the base of the inverter transistor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8840116B2 (en) 2008-12-10 2014-09-23 Ulvac, Inc. Seal mechanism and treatment apparatus

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US8840116B2 (en) 2008-12-10 2014-09-23 Ulvac, Inc. Seal mechanism and treatment apparatus

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