JPS592570A - スイツチング制御型電源回路 - Google Patents

スイツチング制御型電源回路

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JPS592570A
JPS592570A JP11015282A JP11015282A JPS592570A JP S592570 A JPS592570 A JP S592570A JP 11015282 A JP11015282 A JP 11015282A JP 11015282 A JP11015282 A JP 11015282A JP S592570 A JPS592570 A JP S592570A
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JP
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transistor
current
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switching transistor
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JP11015282A
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Masahiro Shiyouno
醤野 政博
Shunji Asai
俊次 浅井
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Publication date
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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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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】 本発明はスイッチング制御型電源回路に関し、特に入力
電圧の変動(二対する安定化範囲全拡大し、且つ、始動
時及び過負荷時のスイッチングトランジスタの破壊を防
止することを目的とする。
スイッチング制御型電源回路は種々の方式(二分類すレ
るが、その−っにスイッチングトランジスタとコンバー
タトランスとでブロッキング発振を行なわせるものがあ
り、斯る方式の電源回路として本出願人は先I:特願昭
57−58647号で第1図のような回路を提案した。
そこで、先ず、第1因の回路C:ついて説明し、本発明
で解決すべき課題を提起する。
第1図の電源回路は大別すると、入力整流部(1)と、
ブロッキング発振部(2)と、コンバータトランス(3
1と、誤差検出部(4)と、制御回路部(5)と、出方
整流部(61から構成されている。ブロッキング発振部
(2)は、入力整流部(1)の出方に対してコンバータ
トランス13)の入力巻線(N1)とスイッチングトラ
ンジスタ(TR4)のコレゲタ・エミッタ間とエミッタ
帰還用抵抗(R14)及び電流検出用抵抗(R11)を
直列に接続し、上記トランスの帰還巻線(NB)の一端
1(3)を上記帰還用抵抗(R14)の下端側(:他端
(θ)乞ベース電流制眼回路(SK)を介して前記スイ
ッチングトランジスタ(TR4)のベース(:接続した
構成である。次に誤差検出部(4)は、ライン(Lo 
)(Ls )間の直流電圧の変動を誤差検出用トランジ
スタ(TRI )とツェナーダイオード(D5)によっ
て検出するものであり、上記ライン(LO)(Ll )
間の直流′眠圧はスイッチングトランジスタ(、T R
4)のオフ期間口前記帰還巻線(NB)の両端(C)(
θ)間C二発生する填圧をダイオード(D6)とコンデ
ンサ(05)で整流平滑して得られる。更に制御回路部
(5)は、前記帰還巻線(NB )の中間タップ(d)
と前記電流検出用抵抗(Ftl、1)の上端(Elとの
間(二整流用ダイオード(D7)とターンオフ用コンデ
ンサ(a 5 )Y直列C二接続し、そのコンデンサ(
C5)とダイオード(D7)の接続中点(Flとスイッ
チングトランジスタ(TR4)のベースとの間(二抵抗
(R9)(R10)を夫々介して一対の制御トランジス
タ(TR2)(TR5)のコレクタ・エミッタ間を接続
し、その一方(TR2)のベースを前記誤差検出部(4
)の出力側のBAI−接続した構成としている。また出
力整流部(6)は、スイッチングトランジスタ(TR4
)のオフ時C二前記トランス(31の出力巻線(N2)
に発生する゛電圧をダイオード(D9)とコンデンサ(
C9)で整流平滑する構成である。
第1図の電源回路は以上の如く構成されており、その動
作は概ね次のようC二なっている。卯ち、電源スインF
(SW)の投入時(二人力整流部filから起動抵抗(
R2)を介して流れる起動電流Ill二よってスイッチ
ングトランジスタ(TR4)i)ジガし、一旦トリガし
た後は帰還巻線(NB)からベース電流制限回路(8K
)を介して上記トランジスタ(TR4)のベースC二正
帰還電流Ifを供給することC:よって発振部(2)に
ブロッキング発振を行なわせる。そして、ブロッキング
発振を行なっている定常状態では、制御回路部(5)に
よって上記スイッチングトランジスタ(TR4)のター
ンオフタイミングを、誤差検出部(4)の出力(=応じ
て制御するようになっている。そのうち、特Cニスイツ
チングトランジスタ(TR4)をターンオフサセる際の
動作は次の通りである。
先ス、スイッチングトランジスタ(TR4)のオン時(
=はそのコレクタ・エミッタ間に流れる電流Ii(第4
図(ハ)参照)(二よって′4流検出用抵抗(R11)
の上端側のE点に時間C:つれて増大する負電圧(LO
が基準ライン)が生じる。その際、制御回路部(5)内
のターンオフ用コンデンサ(05)は、スイッチングト
ランジスタ(TR4)のオフ期間に帰還巻線(NB)の
C端から電流検出用抵抗(R11)→05→ダイオード
(D7)を通って上記巻f5(NB)の中間タップta
lの経路で流れる電流(二よって図示の極性に充電され
ており、制御トランジスタ(TR2)のエミッタ即ちM
点の部位は上記コンデンサ(C5)の1圧と先のE点の
電位乞加算した負電位である。従って、このM点の゛1
位が時間C二つれて低下して行くことC二なる(第4図
(ト)参照)。
一万、誤差検出トランジスタ(TRI)のコレクタとラ
イン(LO)の間C二接続された抵抗(R7)(R8)
間の中点(11)は、上記ライン(LD)に対して検出
1圧取出し用のコンデンf(05)の両端間電圧に応じ
た負電位となっている。このため、先のM点がこのN点
の電位よりも低下した時Cユ、制御トランジスタの(T
R2)がオンとなって(TR5)もオンとなり、これ(
:よって前ぎ己ターンオフ用コンデンf(05)を電源
としてスイッチングトランジスタ(T R4,)のベー
ス・エミッタ間C二逆バイアス電流ldが図示の経路で
流れ、このトランジスタをターンオフさせる訳である。
さて斯る電源回路(=於いては、ベース電流制限回路(
SK)のインピーダンスが略一定であることC二起因し
て、次のような問題が生じることC二なる。即ち、 先ス、スイッチングトランジスタ(TR4)への正帰還
電流工fは上記制限回路(SK)内のR1!とD81¥
王(二通って(R12と04のインピーダンスはRlg
に比べて相当大きい)流れる。
その際、この電流工fは、上記RIMとDBのインビー
ダンスが略一定であるから、スイッチングトランジスタ
(TR4)のオン期間(:帰還巻線(NB)に発生する
電圧(第4図に)参照)(二比例し、この電圧は入力巻
線(N1)に印加される入力電圧【二比例する。従って
、前記正帰還電flftIfは、結局、上記入力F電圧
が高い時に大きく、低い時に小さくなる。ところが、前
述の動作説明から判るようC二、上記入力電圧が高い場
合は、スイッチングトランジスタ(TR4)のオン期間
が短かくなり、このTR4のコレクタ電流Ii(第4因
し→参照)のピーク値が小さくなる。従って、この場合
は、上記礪流工1のピーク値が比較的小さいC二も拘わ
らず、相当大きなベース正帰還填流工fが流れ、このた
めスイッチングトランジスタ(TR4)がオーバードラ
イブC二なる。逆C二上記入カ斌圧が低い場合は、TR
4のオン期間が長くなり、上記電流工1のピーク値が大
きくなるが、この時、ベース正帰還゛峨流Ifは比較的
小さいため、この場合はスイッチングトランジスタ(’
TR4)がドライブ不足i二なる。従って、上記入力電
圧が比較的小さい時及び比較的大きい時(二、第2Nに
示すように、スイッチングトランジスタ(T R4) 
0)コレクタ消費電力(コレゲタ損失)が大きくなり、
このため電源回路の安定化範囲が狭くなる。
また、スイッチングトランジスタ(TRY)のターンオ
フは、前述の如く、コンデンサ(05)C二充電された
4圧を電源として流れる逆バイアス電流Id+=よって
行なわれるが、この電流工aは前記入力゛市川の変動(
−拘らず略一定である。なぜなら、上記コンデンサ(C
3)はスイッチングトランジスタ(TR4)のオフ期間
(:帰遁巻線(NB)のQ、(1間(二発生する心土(
二上って充電され、この9圧は安定1ヒ動作状態では略
一定値C二制御されているからである。ところが、前記
入力電圧が高い場合(−は、前述の如くスイッチングト
ランジスタ(TR4)が、オーバードライブされている
から、この場合には上記逆バイアス電流Haが不足し、
このためTR4をターンオフさせにくくなる。
それ故、斯る理由からも、電源回路の安定化範囲が比較
的狭く制限されることになる。
次に、スイッチングトランジスタ(TR4)のターンオ
フは上述の如く行なわれるが、電源スィッチ(SW)の
投入時は前記コンデンサ(05)が充電されていないの
で、TR4のコレクタ電流工1のピーク値は正帰還電流
Ifのβ倍まで増大する。このため、前記入力電圧が相
当高い(Ifが大きい)場合には、上記ピーク値がTR
4の最大定格値或いは安全動作領域を越え、従って電源
投入時C二TR4が破壊される虞れが生じること(二な
る。
更(=、過負荷状態では、負荷電流の増大によって2次
巻線(N2)の出力電圧が大きく低下しようとするので
、この電圧低下を阻止するようにスイッチングトランジ
スタ(TR4)のコレクタ電流11が増大して行く。そ
の際、前記入力電圧が高い場合には、前述の如<TR4
1:l−充分な正帰還電流工fを供給することができる
ので、上記コレクタ電流11は益々増大し、従って、過
負荷時ζユも、先の電源投入時と同様CTR4が破壊さ
れること(二なる。
第1図の電源回路は正帰還電流Ifが入力電圧I:応じ
て変化するため、以上の如き欠点を奮していること(=
なる。
そこで、本発明は斯る諸欠点を解消すべくなされたもの
であり、以下、第6図:二示す本発明′電源回路の一実
施例(:ついて説明する。
第5図の実施例で第1図と同一構成の部分には同一図番
を付しているが、この実施例ではベース電流制限回路(
8K)を次のよう(二構成した点を特徴としている。即
ち、上記制限回路(8に’)は$1図と同様の抵抗(R
12)とコンデンサ(04)の他(二、内示のよう(二
接続したトランジスタ(TR5)と抵抗(R17)(R
11m)(R1?)とダイオード(DB)及びツェナー
ダイオード(DIG)からなる定電流回路(OA)を備
える構成となっている。
斯る実施例に於いて、電源回路としての基本的動作は$
1図と同一であるから説明を省略し、上記ペース電流制
限回路(SX)について考える。
即ち、この回路(SK)内の定電流回路(OA)(:於
いて、トランジスタl TR5)は、スイッチングトラ
ンジスタ(TR4)のオン期間(二帰還巻線(NB)の
e、c間に発生する電圧(第4図に)参照)によってオ
ンするよう、抵抗(R16)とツェナーダイオード(D
IO)によってバイアスされているので、上記オン期間
の正帰還磁流Ifは主に上記トランジスタ(TR5)の
コレクタ・エミッタ間を(一部は抵抗(RlB)を)通
って流れる。なぜなら、抵抗(R12)(1〜3にΩ程
度)が抵抗(R17)(数10Ω程度)に比べて充分大
きく選定されているので、前記電流工fは上記抵抗(R
12)を介して殆んど流ルないからである。そこで、今
、ダイオード(DB)のアノード側を基準点として考え
ると、前記トランジスタ(TR5)のエミッタ電位は、
DIOのツェナー電圧をVZとし、TR5のベース・エ
ミッタ間電圧をVBIとして、VZ−VB宵で与えられ
るから、抵抗(R17)を流れる電流は(VZ−VB 
M ) / R17となって一義的に決まる。従ってス
イッチングトランジスタ(T’R5)のベースに供給さ
れる正帰還電流Ifが、帰還巻線(NB)のオン期間の
電圧即ち前述した入力′心土の変動に拘わらず、実質的
(ニ一定となる訳である。
なお、上記抵抗(R1B)はTR5での消費電力を低減
させるためのものであり、削除してもよい、また、ダイ
オード(DB)は起動抵抗(R2)を通って流れる起動
′1流Isが帰還巻線[NB]の方間に流入しないよう
(=阻止するようC:作用している。
更(=、前記制限回路(8K)内の前述したR12と0
4は、スイッチングトランジスタ(TR4)のオフ期間
(二帰還巻線(NB)のe、c間C二発生する逆バイア
ス′心土(第4図に)参照)を上記TR4のベース・エ
ミッタ間シー印加し、このTR4をオフ状態d二保持さ
せる作用を行なっているが、これは第1図の場合と全く
同じである。
以上説明したようC:、本発明の電源回路では、入力電
圧の変動(=拘わらず、スイッチングトランジスタのオ
ン期間C:このトランジスタのベースに供給される正帰
還゛1流が、実質的に一定値になるよう制御しているの
で、これまでの説明から明らかなよンに次の効果がある
。すなわち、(イ)スイッチングトランジスタのドライ
ブ不足及び、t−パードライブの程度を減少させること
ができ、従って、入力電圧の変動に刻する電源回路の安
定化範囲を拡大することができる。
(Ol  電源スイツチ投入時及び過負荷時域二人カ電
域内に抑制され、上記トランジスタの破壊を防止できる
なお、本発明は、$3図の実施例:二限定されず、一般
にスイッチングトランジスタとコンバータトランスとで
ブロッキング発振を行なわせる方式のものであれば、ス
イッチングトランジスタのターンオンタイミング、ター
ンオフタイミングの何れを制御するタイプのものであっ
ても実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本出願人が先I:提案した電源回路を示す回路
図、第2因はその入力電圧とスイッチングトランジスタ
のコレクタ旧゛綺竜力との関係を示す特性図、第6図は
本発明電源回路の一実施例を示す回路図、第4図は第1
図及びIi%5図の回路の各部の電圧、電流波形図であ
る。 (1)二人力整流部、(21ニブロッキング発振部、(
31:コンパータトランス、(41:誤差検出部、15
8制御回路部、(6):出力整流部、(TR4)ニスイ
ツチングトランジスタ、(OA):定電流回路。 :4図 一−リrj +++lJN−m 第2図 (ロ) 手  続  補  正  書 (自発]昭和58年 6
月4日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和57年特許願第 110152号 2、発明の名称 スイッチング制陶型電が回路 6、補正をする者 特許出願人 住所 守口市京阪本通2丁目18番地 名称(188)三洋電機株式会社 代表者 井 植   薫 4、代理人 住所 守口市京阪本通2丁目18番地 5、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 6、補正の内容 明細書第4頁1行目の「8点」を「N点」に補正する。 同書第11頁20行目のr(TR5JJを「(TR4〕
」に補正する。 同書第6頁3行目〜6行目の「このため、〜オンとなり
、」ヲ下記の如く補正下る。 記 「この1こめ、先のM点の電位がN点の電位よりモl+
二制副トランジスタ(TR2)のベース勢エミッタ間電
圧(V81L)だけ低下した時に、このTR2がオンと
なってTR,もオンとなり、」以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. を直列口接続し、前記トランスの帰還巻線から前記トラ
    ンジスタのベース(二正帰還させてブロッキング発振を
    行なわせると共(二、前記トランスから得る直流゛磁圧
    の変動(二応じて前記トランジスタのスイッチングタイ
    ミングを制御するよう(二した電源回路C二於いて、前
    記帰還巻線と前記トランジスタのベースとの間C:定電
    流回路を接続し、この定電流回路を介して前記トランジ
    スタのオン期間(=前記帰還巻線から前記ベース喀二正
    帰還電流tt流すよう(ニしたことを特徴とするスイッ
    チング制御型電源回路。
JP11015282A 1982-04-07 1982-06-25 スイツチング制御型電源回路 Granted JPS592570A (ja)

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JP11015282A JPS592570A (ja) 1982-06-25 1982-06-25 スイツチング制御型電源回路
DE8383103403T DE3366391D1 (en) 1982-04-07 1983-04-07 Improved power supply circuit of switching regulator type
EP19830103403 EP0091133B1 (en) 1982-04-07 1983-04-07 Improved power supply circuit of switching regulator type

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60237862A (ja) * 1984-05-08 1985-11-26 Sanyo Electric Co Ltd スイツチング制御型電源回路
US4802076A (en) * 1986-09-12 1989-01-31 Sanyo Electric Co., Ltd. Switching regulator type power supply circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5586378A (en) * 1978-12-22 1980-06-30 Toko Inc Switching device for power supply

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