JPS60125171A - Switching regulator circuit - Google Patents
Switching regulator circuitInfo
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- JPS60125171A JPS60125171A JP23295783A JP23295783A JPS60125171A JP S60125171 A JPS60125171 A JP S60125171A JP 23295783 A JP23295783 A JP 23295783A JP 23295783 A JP23295783 A JP 23295783A JP S60125171 A JPS60125171 A JP S60125171A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion 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
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は出力電圧より高い電源電圧からトランジスタの
スイッチングによって電流を断続して流しさらに平滑、
環流して効率良く電圧を降圧するスイッチングレギュレ
ータ回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is characterized in that current is passed intermittently from a power supply voltage higher than the output voltage by switching transistors, and further smoothed.
This invention relates to a switching regulator circuit that efficiently reduces voltage by circulating current.
従来、この機能をはたす代−表的回路例として第1図が
あげられる。又第1図各部位の信号波形を第2図に示し
た。第1図中、10はのこぎり波電圧発生器(発振器ン
で第2図■の信号を出力する。通りす信号■の周期Tは
/20X103〜1/80X103sec程度である。A typical example of a conventional circuit that performs this function is shown in FIG. Further, signal waveforms at each location in FIG. 1 are shown in FIG. 2. In FIG. 1, numeral 10 is a sawtooth voltage generator (oscillator) which outputs the signal shown in FIG.
次に11はコンパレータで当刻スイッチングレギーレー
タ回路の出力電圧VOUTを一意に決定する外部入力電
圧Vin (第2図■)と前記のこぎり波電圧を比較し
て矩形波を出力する。pnp トランジスター2はコン
パレータの出力がロウの時百Nし電源Vccから供給さ
れる電流をインダクター14を通して負荷2に供給する
。Next, a comparator 11 compares the sawtooth voltage with an external input voltage Vin (■ in FIG. 2) which uniquely determines the output voltage VOUT of the switching regulator circuit at the moment, and outputs a rectangular wave. When the output of the comparator is low, the pnp transistor 2 becomes 100N and supplies the current supplied from the power supply Vcc to the load 2 through the inductor 14.
コンデンサー5はトランジスター2のON 、 OF?
による電圧又は電流の脈動を平滑化する目的で設けられ
る。ダイオード13は別称フライホイールダイオードと
も呼ばれトランジスタ12のOF?時にインダクター1
4に発生した誘起電圧によってインダクター、負荷、G
’ND、ダイオード16の順路で流れる環流電流εを通
過させるためのものである。第1図■の節点の電圧波形
は第2図■の通りであり、出力端子17に於る出力電圧
の拡大波形は第2図■の通りである。同図■にみられる
通り、ダイオード13の導通直後とカットオフ直後に相
当の大きさのスパイク電圧22.20が発生する。これ
はさらに出力波形■に現われ、出力電圧安定化の面では
なはだ不具合となる。このスパイク電圧の大きさは、出
力電圧の脈動の大きさ20〜30悟Vに対して100〜
200犠Vにもなって無視できないという欠点があった
。本発明はかかる欠点を改善して出力電圧の変動率を著
しく軽減したスイッチングレギュレータ回路を提供する
もので、小型モータの駆動回路用電源として、モータの
回転数の精密な制御を行う速度制御装置に供することを
目的とする。次に本発明の内容を順を追って詳述する。Is capacitor 5 ON or OFF of transistor 2?
This is provided for the purpose of smoothing voltage or current pulsations due to The diode 13 is also called a flywheel diode and is the OF of the transistor 12. Sometimes inductor 1
The induced voltage generated in 4 causes the inductor, load, and G
ND is for passing the circulating current ε flowing in the forward path of the diode 16. The voltage waveform at the node of FIG. 1 is as shown in FIG. 2, and the enlarged waveform of the output voltage at the output terminal 17 is as shown in FIG. 2. As can be seen in Figure 2, a considerable spike voltage 22.20 occurs immediately after the diode 13 becomes conductive and immediately after it is cut off. This also appears in the output waveform (■) and becomes a serious problem in terms of output voltage stabilization. The magnitude of this spike voltage is 100 to 30 V compared to the magnitude of output voltage pulsation of 20 to 30 V.
There was a drawback that the voltage was as high as 200 V, which could not be ignored. The present invention provides a switching regulator circuit which improves the above disadvantages and significantly reduces the fluctuation rate of output voltage, and which is used as a power source for a drive circuit of a small motor and a speed control device that precisely controls the rotation speed of a motor. The purpose is to provide Next, the contents of the present invention will be explained in detail in order.
第3図に本発明になる回路の実施例を示す。図中の各部
位の名称は次の通りである。300〜309・・・・・
・抵抗、!110.31!1,314・・・・・・PN
Pトランジスタ、511,312゜311・・・・・・
NPN)ランジスタ、515,316・・・・・・コン
デンサ、317〜′519・・・・・・差動増幅器、3
20・・・・・・インダクター、321・・・・・・ス
イッチングレギュレータ回路へのコントロール入力電圧
、322・・・・・・出力電圧端子である。当該回路の
機能は大むね次のブロックで代表される。これらブロッ
クとして、抵抗500,301.302,305,50
9.303,304.)ランジスタ310,311、コ
ンデンサ3151差動増幅器317,318全体でのこ
ぎり波を圧発生器を構成するブロックと、のこぎり波電
圧■とコントロール人力Vinの大小を比較して入力’
lj EE V 1n に比例したデニティをもつ矩形
波を出力するブロック(当該ブロックは抵抗506.ト
ランジスタ612.差動増幅器319をコンパレータと
して用いた回路よりなる。)、さらに残りの素子より構
成される降圧と平滑回路のためのブロックがある。回路
中主な部位の電圧波形を第4図に示した。又第3図中で
特に解説を要する点につき説明する。最初にのこぎり波
電圧発生器(発振器)の中で、抵抗300.301,5
02とトランジスタ310全体で定電流源を構成してい
る。この定電流はコンデンサに315に充電して時間と
ともに一定傾斜で上昇する電圧■を発生しこの電圧はバ
ッファアンプ317で増幅されずに出力しアンプ318
に於て基準電圧Vrefに達した時点でトランジスタ3
11を介して放電しGNDレベルに復帰する。次に降圧
回路に於て従来列(第1図)と相異する点は313のト
ランジスタのコレクタとGND間に接続した抵抗308
とダイオードの代りに入れたPnP)ランジスタのベイ
スとコレクタを接続した等価ダイオードである。抵抗3
08はトランジスタ313のコレクタ電位を安定化する
ためのものでその抵抗値はIP−10にΩと大きく、全
消費電流への寄与は無視できる。トランジスタ314の
挿入は本発明の主たる点で、第4図の電圧波形405で
示す通り従来列とは異なりスパイク電圧゛が発生してお
らず図中の400,401の如くなっている。従ってそ
の効果として出力電圧406(■)が安定化する。FIG. 3 shows an embodiment of the circuit according to the present invention. The names of each part in the figure are as follows. 300-309...
·resistance,! 110.31!1,314...PN
P transistor, 511, 312° 311...
NPN) transistor, 515, 316... capacitor, 317~'519... differential amplifier, 3
20... Inductor, 321... Control input voltage to the switching regulator circuit, 322... Output voltage terminal. The functions of the circuit are generally represented by the following blocks. As these blocks, resistors 500, 301, 302, 305, 50
9.303,304. ) The transistors 310, 311, the capacitors 3151, the differential amplifiers 317, 318 as a whole, and the blocks that make up the pressure generator, compare the magnitude of the sawtooth wave voltage ■ and the control human power Vin, and input it.
A block that outputs a rectangular wave with a density proportional to lj EE V 1n (this block consists of a circuit using a resistor 506, a transistor 612, and a differential amplifier 319 as a comparator), and a step-down voltage converter consisting of the remaining elements. and a block for the smoothing circuit. Figure 4 shows the voltage waveforms at the main parts of the circuit. Also, points in FIG. 3 that require special explanation will be explained. First in the sawtooth voltage generator (oscillator), resistor 300.301,5
02 and the transistor 310 together constitute a constant current source. This constant current charges the capacitor 315 and generates a voltage that rises at a constant slope over time. This voltage is output without being amplified by the buffer amplifier 317 and is output to the amplifier 318.
When the reference voltage Vref is reached, the transistor 3
11 and returns to the GND level. Next, in the step-down circuit, the difference from the conventional series (Figure 1) is the resistor 308 connected between the collector of transistor 313 and GND.
This is an equivalent diode that connects the base and collector of a PnP (PnP) transistor inserted in place of a diode. resistance 3
08 is for stabilizing the collector potential of the transistor 313, and its resistance value is as large as Ω compared to IP-10, and its contribution to the total current consumption can be ignored. The insertion of the transistor 314 is the main point of the present invention, and as shown by the voltage waveform 405 in FIG. 4, unlike the conventional array, no spike voltage is generated, as shown by 400 and 401 in the figure. Therefore, as an effect, the output voltage 406 (■) is stabilized.
次に本発明になるスイッチングレギュレータ回路の示す
特性について説明する。第5図1ま当該回路へのコント
ロール入力電圧Vin 対出力電圧VOUTである。コ
ントロール可能範朋は1〜6vである。第6図は当該回
路の電力変換効率であり、良好な値を示している。同特
性は0〜1Wの出力電力に対して測定した値である。Next, the characteristics exhibited by the switching regulator circuit according to the present invention will be explained. FIG. 5 1 shows the control input voltage Vin to the circuit concerned versus the output voltage VOUT. The controllable range is 1-6v. FIG. 6 shows the power conversion efficiency of the circuit, which shows a good value. The same characteristic is a value measured for an output power of 0 to 1W.
以上説明した通り本発明になるスイッチングレギュレー
タ回路はその出力電圧の電圧変動が小さく安定しており
、特に小型モータを用いた民生装置のモータの回転数を
精密に制御するドライバ回路に最適であり今後多大のメ
リットが考えられるAs explained above, the switching regulator circuit according to the present invention has a stable output voltage with small fluctuations, and is particularly suitable for driver circuits that precisely control the rotation speed of consumer devices using small motors. There are many possible benefits
第1図はスイッチングレギュレータ回路の代表例を示す
回路図。第2図は第1図回路中の主な部位の電圧波形を
示す図。第3図は本発明になるスイッチングレギュレー
タ回路の実施913を示す回路図、第4図は第3図に対
して第2図と同様な電圧波形を示す図。第5図は本発明
になるスイッチングレギュレータ(@4図)の入力対出
力電圧特性を示す図。第6図は同様に第4図の入力対電
力変換効率を示す図である。
10・・・のこぎり波電圧発生器(発振器)13・・・
1方向導通素子であるフライホールダイオード
14・・・インダクター
以 上
出願人 株式会社諏訪精工舎
代理人 弁理士 最上 務
第4図
−(V)
第50
0 1 2 3 4 5
−(V)
第6図FIG. 1 is a circuit diagram showing a typical example of a switching regulator circuit. FIG. 2 is a diagram showing voltage waveforms of main parts in the circuit of FIG. 1. FIG. 3 is a circuit diagram showing an implementation 913 of the switching regulator circuit according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing voltage waveforms similar to FIG. 2 in contrast to FIG. FIG. 5 is a diagram showing the input versus output voltage characteristics of the switching regulator (@Figure 4) according to the present invention. FIG. 6 is a diagram similarly showing the input versus power conversion efficiency of FIG. 4. 10... Sawtooth voltage generator (oscillator) 13...
Flyhole diode 14, which is a one-way conduction element... Inductor and above Applicant Suwa Seikosha Co., Ltd. Representative Patent Attorney Tsutomu Mogami Figure 4 - (V) No. 50 0 1 2 3 4 5 - (V) No. 6 figure
Claims (1)
値と外部より入力する参照電圧値との大小を比較して出
力するコンパレータと、該コンパレータの矩形波出力の
2値の論理レベルの一方で、電源からの電流を導通させ
るトランジスタと、該トランジスタの非導通期間中Gこ
も負荷が一定の電流を維持できる様に、前記トランジス
タに直列に接続したインダクター及び出力電圧平滑のた
めのコンデンサとさらに負荷の電流を前記インダクター
に環流するために一方向のみ導通可能な素子を持つスイ
ッチングレギュレータ回路に於て、該一方向導通素子と
してバイポーラトランジスタのダイオード接続を用いた
ことを特徴とするスイッチングレギュレータ回路。An oscillator that generates a sawtooth wave voltage, a comparator that compares the sawtooth voltage value with a reference voltage value input from the outside and outputs it, and one of the binary logic levels of the rectangular wave output of the comparator, A transistor that conducts current from a power supply, an inductor connected in series to the transistor, a capacitor for smoothing the output voltage, and a capacitor for smoothing the output voltage so that the load can maintain a constant current during the non-conducting period of the transistor. A switching regulator circuit having an element capable of conduction in only one direction in order to circulate current to the inductor, characterized in that a diode connection of a bipolar transistor is used as the one-way conduction element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23295783A JPS60125171A (en) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | Switching regulator circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23295783A JPS60125171A (en) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | Switching regulator circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60125171A true JPS60125171A (en) | 1985-07-04 |
Family
ID=16947512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23295783A Pending JPS60125171A (en) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | Switching regulator circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS60125171A (en) |
-
1983
- 1983-12-09 JP JP23295783A patent/JPS60125171A/en active Pending
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