JPS59220071A - Switching control circuit - Google Patents

Switching control circuit

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Publication number
JPS59220071A
JPS59220071A JP9264983A JP9264983A JPS59220071A JP S59220071 A JPS59220071 A JP S59220071A JP 9264983 A JP9264983 A JP 9264983A JP 9264983 A JP9264983 A JP 9264983A JP S59220071 A JPS59220071 A JP S59220071A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
inductance
switching
control circuit
switching control
Prior art date
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Pending
Application number
JP9264983A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Majima
真島 信一
Hiromi Kusakabe
博巳 日下部
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9264983A priority Critical patent/JPS59220071A/en
Publication of JPS59220071A publication Critical patent/JPS59220071A/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
    • H02M3/02Conversion 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the efficiency of a switching control circuit by circulating an energy accumulated in an inductance through a transistor for a circulating element to a load, thereby reducing the energy loss. CONSTITUTION:A switching output transistor Q5 is switched by a switching signal supplied to an input terminal IN through a driver circuit 11 which has transistors Q1,Q2,Q4, a diode Q3, resistors R1,R2 and a power source I. Energy which is accumulated in an inductance L during ON period of the transistor Q5 is supplied to a load 13 as a collector current of a transistor QB from the inductance L via the inductive kick of the inductance L. When the transistor Q5 becomes OFF, a circulating element drive circuit 14 is driven and the transistor QB which becomes a circulating element becomes instantaneously saturated state simultaneously upon occurring of the inductive kick.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はスイッチング制御回路に係り、特にその還流
回路部の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a switching control circuit, and more particularly to an improvement in a freewheeling circuit section thereof.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

従来、音響機器を含む電子機器一般に広く用いられるス
イッチング制御回路として還流回路を備えて第1図に示
すように構成されたものが知られている。
BACKGROUND ART Conventionally, as a switching control circuit widely used in general electronic equipment including audio equipment, there has been known a switching control circuit equipped with a freewheeling circuit and configured as shown in FIG. 1.

すなわち、これは例えばテープレコーダにおけるモータ
がバカの如きスイッチング制御回路に適用された場合で
あって、入力端INに供給される図示の如きPWM (
 /4ルス幅変調波)等のスイッチング信号によシ、ト
ランジスタQ+ + Q2 rQ4、ダイオードQ3お
よび抵抗R1,R2ならびに電流源工でなるドライバー
回路11を介してスイッチング出力トランジスタQ5を
スイッチングせしめ、これによるスイッチング出力をイ
ンダクタンスLおよびコンデンサCでなる平滑回路12
ならびに還流素子となるダイオードDを介して負荷13
に印加する構成をとっている。
That is, for example, this is the case when a motor in a tape recorder is applied to a switching control circuit such as Baka, and the PWM (as shown in the figure) supplied to the input terminal IN is applied.
The switching output transistor Q5 is switched by a switching signal such as a /4 pulse width modulated wave) through a driver circuit 11 consisting of a transistor Q+ A smoothing circuit 12 consisting of an inductance L and a capacitor C converts the switching output into
and a load 13 via a diode D that serves as a freewheeling element.
The configuration is such that the voltage is applied to the

この場合、スイッチング出力トランジスタQ5のオン期
間中には負荷13に電流が供給されると共に、インダク
タンスLにエネルギーが蓄積されることになる。
In this case, while the switching output transistor Q5 is on, current is supplied to the load 13 and energy is stored in the inductance L.

そして、スイッチング出力トランジスタQ5がオフ期間
になると、その瞬間にインダクタンスLの両端には電流
を流し続けようとする作用から大きな逆起電力すなわち
インダクティプキ^りが生じる。この起電力を利用して
ダイオードDよシインダクタンスLに蓄積されていたエ
ネルギーを電流として負荷13に還流せしめ、以って駆
動効率を向上させることができる。
Then, when the switching output transistor Q5 enters the off period, a large back electromotive force, that is, an inductance drop occurs at that moment due to the action of trying to keep current flowing across the inductance L. Using this electromotive force, the energy stored in the diode D and the inductance L is circulated as a current to the load 13, thereby improving the driving efficiency.

しかしながら、以上のような従来のスイッチング制御回
路にあっては、第2図に示すよう方還流素子となるダイ
オードDに流れる電流とそれの順方向降下電圧■。とに
よる図示斜線部の如きエネルギー損失があるだめ、特に
低電圧動作用のスイッチング制御回路ではその影響を無
視することができず、駆動効率の向上化がそれだけ妨げ
られてしまうという問題を有していた。
However, in the conventional switching control circuit as described above, as shown in FIG. Since there is energy loss as shown in the shaded area in the figure, the effect cannot be ignored, especially in switching control circuits for low-voltage operation, and there is a problem in that the improvement of drive efficiency is hindered accordingly. Ta.

なお、第2図は第1図の0点からみた場合の′電圧波形
であって、vcCは電源電位、GNDは基準電位点電位
である。
Note that FIG. 2 shows a voltage waveform when viewed from the 0 point in FIG. 1, where vcC is a power supply potential and GND is a reference potential point potential.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

そこで、この発明は以上のような点に鑑みてなされたも
ので、エネルギー損失を少なくして可及的に効率を向上
し得、以って低電圧動作用に好適するように改良した極
めて良好なるスイッチング制御回路を提供することを目
的としている。
Therefore, this invention was made in view of the above points, and it is possible to reduce energy loss and improve efficiency as much as possible, thereby making it suitable for low voltage operation. The purpose of the present invention is to provide a switching control circuit.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

すなわち、この発明によるスイッチング制御回路は、ス
イッチング信号によりスイッチングされるスイッチング
出力トランジスタと、このスイッチング出力トランジス
タのオン時に出力がインダクタンスおよびコンデンサで
なる平滑回路を介して供給される負荷と、前記スイッチ
ング出力トランジスタのオフ時に前記インダクタンスの
インダクティブキックによる起電力および前記スイッチ
ング出力トランジスタのスイッチングとは逆相関係の駆
動信号によυ駆動されるもので、前記インダクタンスに
蓄積されたエネルギーを前記負荷に還流せしめる還流素
子用のトランジスタとを具備してなることを特徴として
いる。
That is, the switching control circuit according to the present invention includes a switching output transistor that is switched by a switching signal, a load whose output is supplied via a smoothing circuit including an inductance and a capacitor when the switching output transistor is turned on, and the switching output transistor. When the inductance is turned off, the electromotive force due to the inductive kick of the inductance and the switching of the switching output transistor are driven by a drive signal that has an opposite phase relationship, and is a reflux element that circulates the energy accumulated in the inductance to the load. It is characterized by being equipped with a transistor for

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下図面を参照してこの発明の一実施例につき詳細に説
明する。
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

すなわち、第3図において前述した第1図と同様に構成
される部分については同一符号を付してその説明を省略
すると、第3図ではトランジスタQa r Qs t 
Qtos ダイオードQ7.Q9 および抵抗R3r 
R4r R5でなる還流素子ドライバー回路14を設け
ると共に、還流素子としてトランジス゛り喝を使用する
ようにした点が第1図と異なる新規な構成である。
That is, in FIG. 3, the same reference numerals are given to the parts configured in the same manner as in FIG.
Qtos diode Q7. Q9 and resistor R3r
This is a new configuration different from that shown in FIG. 1 in that a freewheeling element driver circuit 14 consisting of R4r and R5 is provided and a transistor is used as the freewheeling element.

ここで、トランジスタQ6はそのペースが入力端INに
接続され且つそのエミッタが基準電位点GNDに接続さ
れると共に、そのコレクタが図示極性のダイオードQ7
および抵抗R3を直列に介して電源Vccに接続されて
いる。
Here, the transistor Q6 has its pace connected to the input terminal IN, its emitter connected to the reference potential point GND, and its collector connected to the diode Q7 with the illustrated polarity.
and is connected to the power supply Vcc via a resistor R3 in series.

また、トランジスタQ8はそのペースが上記トランジス
タQ6のコレクタに接続され且つそのエミッタが電源v
CCに接続されると共に、そのコレクタが図示極性のダ
イオードQ、および抵抗R4を直列に介して基準電位点
GNDに接続されている。
Further, the transistor Q8 has its base connected to the collector of the transistor Q6 and its emitter connected to the power supply V.
CC, and its collector is connected to the reference potential point GND via a diode Q of the illustrated polarity and a resistor R4 in series.

そして、■・ランジスタQIOはそのペースが上記トラ
ンジスタQ8のコレクタに接続され且つそのエミッタが
基準電位点に接続されると共に、そのコレクタがドライ
ブ電流制限用の抵抗R5の一端に接続されている。
The transistor QIO has its base connected to the collector of the transistor Q8, its emitter connected to the reference potential point, and its collector connected to one end of the drive current limiting resistor R5.

さらに、還流素子となるトランジスタQBはそのペース
が上記抵抗R5の他端に接続され且つそのコレクタが電
源Vccに接続されると共に、そのエミッタが前記スイ
ッチング出力トランジスタQ5のコレクタに接続されて
いる。
Furthermore, the transistor QB serving as a freewheeling element has its pace connected to the other end of the resistor R5, its collector connected to the power supply Vcc, and its emitter connected to the collector of the switching output transistor Q5.

而して、以上のような構成において、入力端INに供給
されるスイッチング信号(例えばPWM波)によシ、ト
ランジスタQt +Q4 、Qa、ダイオードQ3およ
び抵抗R1,R4ならびに電流源Iでなるドライバー回
路11を介してスイツチング出カド2ンジスタQ5をス
イッチングせしめること自体は第1図の場合と同様であ
る。
In the above configuration, the driver circuit consisting of the transistors Qt + Q4, Qa, the diode Q3, the resistors R1 and R4, and the current source I is activated by the switching signal (for example, PWM wave) supplied to the input terminal IN. The switching of the switching output 2 transistor Q5 via 11 is the same as in the case of FIG.

しかるに、この場合還流素子となるトランジスタQBは
、トランジスタQa + Qs t Qlo %ダイオ
ードQ7.Q9および抵抗R3+ R4+ R5でなる
還流素子ドライバー回路14を介して上述したスイッチ
ング出力トランジスタQs(’)スイッチングとは逆相
関係で駆動されるようになされている。
However, in this case, the transistor QB which becomes a freewheeling element is a transistor Qa + Qs t Qlo % diode Q7. The above-mentioned switching output transistor Qs(') is driven in a reverse phase relationship with the switching via the freewheeling element driver circuit 14 consisting of Q9 and resistors R3+R4+R5.

そして、スイッチング出力トランジスタQ5のオン期間
中にインダクタンスしに蓄積されたエネルギーは前述し
た如き該インダクタンスLのインダクティプキックによ
ってインダクタンスLから還流素子となるトランジスタ
QBのコレクタ電流ICQBとして負荷13に供給され
ることになるが、この発明によるとスイッチング出力ト
ランジスタQ5がオフになると上述したインダクティブ
キックの発生と同時に、還流素子ドライバー回路14を
駆動して還流素子となるトランジスタQBを一挙に飽和
状態へと導くことになる。
The energy accumulated in the inductance during the ON period of the switching output transistor Q5 is supplied from the inductance L to the load 13 as the collector current ICQB of the transistor QB which becomes a freewheeling element due to the inductance kick of the inductance L as described above. However, according to the present invention, when the switching output transistor Q5 is turned off, at the same time as the above-mentioned inductive kick occurs, the freewheeling element driver circuit 14 is driven to bring the transistor QB, which serves as a freewheeling element, into a saturated state all at once. become.

ここで、還流素子となるトランジスタQBはそのオン抵
抗が十分に小さいものを用いるようにして訃くことによ
シ、第3図の[F]がらみだ電圧波形を第4図に示すよ
うにそのコレクタ・エミッタ間電圧vcll、QB(s
at)を0.1〜0.2V以下の値とすることができる
から、従来のように還流素子としてダイオードを用いた
場合の順方向降下電圧(約0.7 V )に比してエネ
ルギー損失を大幅に削減し得るようになる。
Here, by using a transistor QB which becomes a freewheeling element with a sufficiently small on-resistance, the voltage waveform associated with [F] in Fig. 3 can be changed as shown in Fig. 4. Collector-emitter voltage vcll, QB(s
at) can be set to a value of 0.1 to 0.2 V or less, so energy loss is reduced compared to the forward voltage drop (approximately 0.7 V) when a diode is used as a freewheeling element as in the past. can be significantly reduced.

この場合、還流素子となるトランジスタQBのペース電
流よりQB酸成分うち、エミ、りからの流入分について
は、そのPN接合による順方向降下電圧V。BQBとの
エネルギー損失が存在するので、■cEQB(8at)
×ICQIlにょる電力損失とv8BQB×■BQBに
よる電力損失との双方を加味して最も効率のよい値とな
るように還流素子ドライバー回路14の条件を設定して
おくのが望ましい。
In this case, the forward direction drop voltage V due to the PN junction of the QB acid component from the pace current of the transistor QB, which is a freewheeling element, flows from the emitter and the rear. Since there is energy loss with BQB, ■cEQB(8at)
It is desirable to set the conditions of the freewheeling element driver circuit 14 so as to take into account both the power loss due to ×ICQIl and the power loss due to v8BQB×■BQB to obtain the most efficient value.

なお、この発明は上記し且つ図示−した実施例のみに限
定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変形や適用が可能であることは言う迄もない。
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated, and that various modifications and applications can be made without departing from the gist of the invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

従って、以上詳述したようにこの発明によれば、エネル
ギー損失を少なくして可及的に効率を向上し得、以って
低電圧動作用に好適するように改良した極めて良好なる
スイッチング制御回路を提供することが可能となる。
Therefore, as described in detail above, according to the present invention, an extremely good switching control circuit that can reduce energy loss and improve efficiency as much as possible, and is thus improved to be suitable for low voltage operation. It becomes possible to provide

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

第1図、第2図は従来のスイッチング制御回路を示す構
成図とそれの動作を説明するための波形図、第3図、第
4図はこの発明に係るスイッチング制御回路の一実施例
を示す構成図とそれの動作を説明するだめの波形図であ
る。 IN・・・入力端、1ノ・・・ドライバー回路、12・
・・平滑回路、13・・・負荷、QB・・・スイッチン
グ出力トランジスタ、L・・・インダクタンス、C・・
・コンデンサ、14山還流素子ドライバ一回路、■cc
・・・電源、GND・・・基準電位点、QB・・・(還
流素子用)トランジスタ。
1 and 2 are block diagrams showing a conventional switching control circuit and waveform diagrams for explaining its operation, and FIGS. 3 and 4 show an embodiment of the switching control circuit according to the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration and its operation; FIG. IN...Input terminal, 1..Driver circuit, 12.
...Smoothing circuit, 13...Load, QB...Switching output transistor, L...Inductance, C...
・Capacitor, 14 reflux element driver circuit, ■cc
...power supply, GND...reference potential point, QB...(freewheeling element) transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] スイッチング信号によシスイツチングされるスイッチン
グ出力トランジスタと、このスイッチング出力トランジ
スタのオン時に出力がインダクタンスおよびコンデンサ
でなる平滑回路を介して供給される負荷と、前記スイッ
チング出力トランジスタのオフ時に前記インダクタンス
のインダクティブキックによる起電力および前記スイッ
チング出力トランジスタのスイッチングとは逆相関係の
駆動信号によシ駆動されるもので、前記インダクタンス
に蓄積されたエネルギーを前記負荷に還流せしめる還流
素子用のトランジスタとを具備してなることを特徴とす
るスイッチング制御回路。
A switching output transistor that is switched by a switching signal, a load whose output is supplied via a smoothing circuit consisting of an inductance and a capacitor when the switching output transistor is on, and an inductive kick of the inductance when the switching output transistor is off. The electromotive force and the switching of the switching output transistor are driven by a drive signal having an opposite phase relationship, and the device includes a transistor for a freewheeling element that returns the energy stored in the inductance to the load. A switching control circuit characterized by:
JP9264983A 1983-05-26 1983-05-26 Switching control circuit Pending JPS59220071A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63194577A (en) * 1987-01-23 1988-08-11 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ Electric source circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63194577A (en) * 1987-01-23 1988-08-11 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ Electric source circuit

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