JPS60237860A - スイツチング型安定化電源装置 - Google Patents
スイツチング型安定化電源装置Info
- Publication number
- JPS60237860A JPS60237860A JP9205084A JP9205084A JPS60237860A JP S60237860 A JPS60237860 A JP S60237860A JP 9205084 A JP9205084 A JP 9205084A JP 9205084 A JP9205084 A JP 9205084A JP S60237860 A JPS60237860 A JP S60237860A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- switching
- power source
- transformer
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
■発明の分野
本発明は、スイッチング型の安定化電源装置に関し、特
に電力変換効率の向上に関する。
に電力変換効率の向上に関する。
■従来の技術
この種の電源装置においては、直流電力をスイッチング
して比較的周波数の高いパルス電圧に変換し、これをト
ランスを介して出力することで所望の電圧を得ている。
して比較的周波数の高いパルス電圧に変換し、これをト
ランスを介して出力することで所望の電圧を得ている。
また、出力電圧をフィードバックして、トランスの一次
側に印加するパルス電圧のデユーティを調整し、出力電
圧が予め定めた値になるよう自動制御している。
側に印加するパルス電圧のデユーティを調整し、出力電
圧が予め定めた値になるよう自動制御している。
ところで、最近ではこの種の制御を行なう回路の大部分
は、それを１つのパッケージに組み込んだ集積回路とし
て売られている。この種の集積回路においては、直流電
圧をスイッチングするための制御信号を出力する端子が
備わっている。しかし。
は、それを１つのパッケージに組み込んだ集積回路とし
て売られている。この種の集積回路においては、直流電
圧をスイッチングするための制御信号を出力する端子が
備わっている。しかし。
この制御信号では大きな電流を直接スイッチングきない
ので、この種の集積回路を使用する場合には、その出力
端子にパワートランジスタを接続して、そのパワートラ
ンジスタで直流電流をスイッチングしている。
ので、この種の集積回路を使用する場合には、その出力
端子にパワートランジスタを接続して、そのパワートラ
ンジスタで直流電流をスイッチングしている。
ところで、スイッチング型の電源装置においては、スイ
ッチングの周波数を高く （数ＫＨｚ〜数十Ｋ）Ｉｚ程
度）シ、かつスイッチングの立ち上がりおよび立ち下が
りを急俊にすることで、小型のトランスを使用しても、
直流−交流変換効率を高くしうることが知られている。
ッチングの周波数を高く （数ＫＨｚ〜数十Ｋ）Ｉｚ程
度）シ、かつスイッチングの立ち上がりおよび立ち下が
りを急俊にすることで、小型のトランスを使用しても、
直流−交流変換効率を高くしうることが知られている。
しかしながら、大電流のスイッチングを高速で行なうの
は非常に難しい。トランジスタを用いてスイッチングを
行なう場合、その立ち上がり（オフからオンへの変化、
以下同様）を速くするには、そのベースに印加する電流
を大きくすればよいことが知られている。しかし、ベー
ス電流を大きくすると、トランジスタ内のベース領域に
蓄えられる電荷が大きくなり、ベース電流を遮断する場
合、すなわち立ち下がり（オンからオフへの変化、以下
同様）におけるスイッチング時間が長くかかる。
は非常に難しい。トランジスタを用いてスイッチングを
行なう場合、その立ち上がり（オフからオンへの変化、
以下同様）を速くするには、そのベースに印加する電流
を大きくすればよいことが知られている。しかし、ベー
ス電流を大きくすると、トランジスタ内のベース領域に
蓄えられる電荷が大きくなり、ベース電流を遮断する場
合、すなわち立ち下がり（オンからオフへの変化、以下
同様）におけるスイッチング時間が長くかかる。
スイッチングの立ち上がりが速くなってもその分だけ立
ち下がりが遅くなれば、電源全体の損失は小さくならな
い。
ち下がりが遅くなれば、電源全体の損失は小さくならな
い。
■発明の目的
本発明は、スイッチング型安定化電源装置の電力変換効
率を高くすることを目的とする。
率を高くすることを目的とする。
■発明の構成
例えばトランスの一次側の電流をスイッチングする素子
としてトランジスタを用いる場合、それをオンする時に
は大きなベース電流を流し、それをオフする時にはベー
スの蓄積電荷をすばやく放電させるように構成すれば、
立ち上がりおよび立ち下がりの急俊なスイッチングを行
なって、変換効率を高くすることができる。そこで、例
えば主スイツチングトランジスタのベース端子にコンデ
ンサを接続して立ち上がり時に大きなベース電流が流れ
るようにし、しかも立ち下がり時にベース端子を逆バイ
アスにして蓄積された荷を放電させるようにすれば、こ
れを実現しうる。
としてトランジスタを用いる場合、それをオンする時に
は大きなベース電流を流し、それをオフする時にはベー
スの蓄積電荷をすばやく放電させるように構成すれば、
立ち上がりおよび立ち下がりの急俊なスイッチングを行
なって、変換効率を高くすることができる。そこで、例
えば主スイツチングトランジスタのベース端子にコンデ
ンサを接続して立ち上がり時に大きなベース電流が流れ
るようにし、しかも立ち下がり時にベース端子を逆バイ
アスにして蓄積された荷を放電させるようにすれば、こ
れを実現しうる。
■発明の実施例
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
図に本発明を実施するスイッチング型電源装置の回路図
を示す。この例では３つのトランスＴＩ。
を示す。この例では３つのトランスＴＩ。
Ｔ２およびＴ３が備わっている。なお図において符号Ｐ
を付けたものが一次側巻線、符号ＳおよびＳｎ （ｎは
任意の数字）を付けたものが二次側巻線である。トラン
スＴ１が所定の出力電圧を得るために備わっている。ト
ランスＴ１の二次側巻線（８１，８２，Ｓ３．Ｓ４およ
びＳ５）に、それぞれ交流−直流変換回路が接続されて
いる。二次側巻線Ｓ２に接続されたＩＣ２は、安定化さ
れた電圧を出力する集積回路である。
を付けたものが一次側巻線、符号ＳおよびＳｎ （ｎは
任意の数字）を付けたものが二次側巻線である。トラン
スＴ１が所定の出力電圧を得るために備わっている。ト
ランスＴ１の二次側巻線（８１，８２，Ｓ３．Ｓ４およ
びＳ５）に、それぞれ交流−直流変換回路が接続されて
いる。二次側巻線Ｓ２に接続されたＩＣ２は、安定化さ
れた電圧を出力する集積回路である。
トランスＴ１の一次側巻線は、トランジスタＱ４を介し
て直流電源に接続されている。この直流電源は、ブリッ
ジダイオードＢＤＩ、コンデンサ０９等でなっており、
外部から印加される商用交流、 、 電力（Ａ Ｃ１０
０Ｖｊ を、変圧することなく直接る。トランジスタＱ
４のベース端子には後述するように周期が一定のパルス
信号が印加されるので、Ｑ４がオン／オフを常時繰り返
し、トランスＴｌの一次側巻線には交流電圧が印加され
る。トランジスタＱ４のオン／オフ比、すなわちトラン
スＴｌの一側側巻線に流す電流のデユーティを変えるこ
とによって、−次側巻線に印加される電力が変わり、そ
れに応じて二次側巻線に現われる電圧が変化する。
て直流電源に接続されている。この直流電源は、ブリッ
ジダイオードＢＤＩ、コンデンサ０９等でなっており、
外部から印加される商用交流、 、 電力（Ａ Ｃ１０
０Ｖｊ を、変圧することなく直接る。トランジスタＱ
４のベース端子には後述するように周期が一定のパルス
信号が印加されるので、Ｑ４がオン／オフを常時繰り返
し、トランスＴｌの一次側巻線には交流電圧が印加され
る。トランジスタＱ４のオン／オフ比、すなわちトラン
スＴｌの一側側巻線に流す電流のデユーティを変えるこ
とによって、−次側巻線に印加される電力が変わり、そ
れに応じて二次側巻線に現われる電圧が変化する。
１−ランスＴ２．ブリッジダイオードＢＤ２およびコン
デンサＣ８は、制御回路に供給するための比較的電圧の
低い直流電圧を生成する。
デンサＣ８は、制御回路に供給するための比較的電圧の
低い直流電圧を生成する。
制御回路の大部分は、集積回路ＩＣＩで構成されている
。ここで用いている集積回路Ｉ Ｃ１ハ、富士通株式会
社製のＭＢ ３７５９である。この集積回路ＩＣＩは、
２つの誤差増幅回路、基準電圧発生回路１発振回路、パ
ルス幅変調回路、出力回路等を備えており、出力回路か
らスイッチングのためのパルス信号を発生する。
。ここで用いている集積回路Ｉ Ｃ１ハ、富士通株式会
社製のＭＢ ３７５９である。この集積回路ＩＣＩは、
２つの誤差増幅回路、基準電圧発生回路１発振回路、パ
ルス幅変調回路、出力回路等を備えており、出力回路か
らスイッチングのためのパルス信号を発生する。
の出力電圧および出力電流に応じた信号が、それぞれ集
積回路ＴＣＩの端子１および１５にフィードバックされ
る。集積回路ＩＣＩは、これらのフィードバック信号の
レベルに応じて、出力するパルスの幅を調整する。
積回路ＴＣＩの端子１および１５にフィードバックされ
る。集積回路ＩＣＩは、これらのフィードバック信号の
レベルに応じて、出力するパルスの幅を調整する。
トランスＴ３は、制御回路を電圧の高い回路から分離す
るために備わっている。トランスＴ３の−゛次側巻線に
は、トランジスタＱ３のオン／オフに応じた電流が流れ
る。 トランジスタＱ３のベース端子は、回ｗ１１００
を介して集積回路ＩＣ１の出力回路に接続されている。
るために備わっている。トランスＴ３の−゛次側巻線に
は、トランジスタＱ３のオン／オフに応じた電流が流れ
る。 トランジスタＱ３のベース端子は、回ｗ１１００
を介して集積回路ＩＣ１の出力回路に接続されている。
なお−この場合、集積回路ＩＣ１の端子１１の接続を直
流電源ラインに変更し、端子ＪＯにトランジスタＱ３の
ベース端子を直接接続すれば回路１００を省略でき回路
構成も簡単になる。しかし、そのようにするとトランジ
スタＱ３のスイッチングに時間がかかる。すなわち、１
−ランジスタＱ３のベース電流が小さいと、立ち上がり
時間が長くなるし、ベース電流を大きくすると、残留電
荷の影響で立ち下がり時間が長くなる。
流電源ラインに変更し、端子ＪＯにトランジスタＱ３の
ベース端子を直接接続すれば回路１００を省略でき回路
構成も簡単になる。しかし、そのようにするとトランジ
スタＱ３のスイッチングに時間がかかる。すなわち、１
−ランジスタＱ３のベース電流が小さいと、立ち上がり
時間が長くなるし、ベース電流を大きくすると、残留電
荷の影響で立ち下がり時間が長くなる。
この実施例の場合、次のように動作するのでトランジス
タＱ３のスイッチング時間は短くなる。トランジスタＱ
１がオンすると、１−ランジスタＱ２がオフする。する
と、直流電源ラインからの電流が、抵抗器Ｒ４およびＲ
６、又は抵抗器Ｒ４とコンデンサＣ４を介してトランジ
スタＱ３のベース端子に流れる。コンデンサはそれが放
電状態にある場合には抵抗値の非常に小さな抵抗器と同
様に扱うことができるので、トランジスタＱ２がオフし
た直後は、抵抗器Ｒ４とコンデンサＣ４を介して比較的
大きな電流がトランジスタＱ３に流れ、これによってト
ランジスタＱ３の立ち上がりが速くなる。コンデンサＣ
４の充電が完了すると、Ｃ４を流れる電流は略零になり
、トランジスタＱ３のベース電流は小さくなる。
タＱ３のスイッチング時間は短くなる。トランジスタＱ
１がオンすると、１−ランジスタＱ２がオフする。する
と、直流電源ラインからの電流が、抵抗器Ｒ４およびＲ
６、又は抵抗器Ｒ４とコンデンサＣ４を介してトランジ
スタＱ３のベース端子に流れる。コンデンサはそれが放
電状態にある場合には抵抗値の非常に小さな抵抗器と同
様に扱うことができるので、トランジスタＱ２がオフし
た直後は、抵抗器Ｒ４とコンデンサＣ４を介して比較的
大きな電流がトランジスタＱ３に流れ、これによってト
ランジスタＱ３の立ち上がりが速くなる。コンデンサＣ
４の充電が完了すると、Ｃ４を流れる電流は略零になり
、トランジスタＱ３のベース電流は小さくなる。
トランジスタＱ１がオフすると、抵抗ＷＲ５を介してト
ランジスタＱ２に所定のベース電流が流れ、トランジス
タＱ２がオンする。この時コンデンサＣ４は充電されて
いるので、Ｃ４の一端がトランジスタＱ４によって接地
されると他端に接続されたトランジスタＱ３のベース端
子に負極性の電圧が印加される。すると、トランジスタ
Ｑ３は逆バイアスになるから、そのベース領域１．こ蓄
えられた電荷がすばやく放電し、トランジスタＱ３はオ
フする。つまりトランジスタＱ３の立ち下がりは速し）
。
ランジスタＱ２に所定のベース電流が流れ、トランジス
タＱ２がオンする。この時コンデンサＣ４は充電されて
いるので、Ｃ４の一端がトランジスタＱ４によって接地
されると他端に接続されたトランジスタＱ３のベース端
子に負極性の電圧が印加される。すると、トランジスタ
Ｑ３は逆バイアスになるから、そのベース領域１．こ蓄
えられた電荷がすばやく放電し、トランジスタＱ３はオ
フする。つまりトランジスタＱ３の立ち下がりは速し）
。
また、トランジスタＱ２をオフさせる場合、トランジス
タＱ１をオンしてＣ２のベース端子を接地するので、Ｃ
２の蓄積電荷の放電が速く、トランジスタＱ２を挿入し
たことによるスイッチング時間の遅れは生じない。
タＱ１をオンしてＣ２のベース端子を接地するので、Ｃ
２の蓄積電荷の放電が速く、トランジスタＱ２を挿入し
たことによるスイッチング時間の遅れは生じない。
トランジスタＱ３のスイッチングが速いと、トランジス
タＱ４のスイッチングも速くなり、トランスＴｌの一次
側巻線に流れる電流波形の立ち上がりおよび立ち下がり
が急俊になり、トランスＴ１の損失が小さくなって電源
の電力変換効率が向上する。
タＱ４のスイッチングも速くなり、トランスＴｌの一次
側巻線に流れる電流波形の立ち上がりおよび立ち下がり
が急俊になり、トランスＴ１の損失が小さくなって電源
の電力変換効率が向上する。
図面に示す電源には、ソフトスタート回路が備わってい
る。すなわち、電源スィッチ（図示せず）投入時にブリ
ッジダイオードＢＤＩに直ちに所定の電圧が印加される
と、その出力端子に接続されたコンデンサＣ９を充電す
るために大電流（１００Ａ以上）が流れる。これを防止
するのがソフトスター・ト回路である。この例では、ソ
フトスタート回路はトライアックＴＲＩ、抵抗器Ｒ３０
２巻線 ・８６等でなっている。
る。すなわち、電源スィッチ（図示せず）投入時にブリ
ッジダイオードＢＤＩに直ちに所定の電圧が印加される
と、その出力端子に接続されたコンデンサＣ９を充電す
るために大電流（１００Ａ以上）が流れる。これを防止
するのがソフトスター・ト回路である。この例では、ソ
フトスタート回路はトライアックＴＲＩ、抵抗器Ｒ３０
２巻線 ・８６等でなっている。
動作を説明する。電源をオンした直後は、トライアック
ＴＲＩがオフしているため、ブリッジダイオードＢＤＩ
には抵抗器Ｒ３’Ｏを介して比較的小さな電圧しか印加
されず、この時流れる電流は比較的小さい。コンデンサ
Ｃ９の充電が進行すると、その端子電圧は徐々に大きく
なる。これにつれて、トランスＴ１の一次側巻？Ｐに印
加される電力も徐々に大きくなる。トラしスＴ１の２次
側巻線Ｓ６に現われる電圧が所定点上になると、トライ
アックＴ Ｒ’Ｔがターンオンし、この時点で初めてブ
リッジダイオードＢＤＩに所定の電圧が印加される。
ＴＲＩがオフしているため、ブリッジダイオードＢＤＩ
には抵抗器Ｒ３’Ｏを介して比較的小さな電圧しか印加
されず、この時流れる電流は比較的小さい。コンデンサ
Ｃ９の充電が進行すると、その端子電圧は徐々に大きく
なる。これにつれて、トランスＴ１の一次側巻？Ｐに印
加される電力も徐々に大きくなる。トラしスＴ１の２次
側巻線Ｓ６に現われる電圧が所定点上になると、トライ
アックＴ Ｒ’Ｔがターンオンし、この時点で初めてブ
リッジダイオードＢＤＩに所定の電圧が印加される。
この時点では、既にコンデンサＣ９がかなり充電されて
いるので、ブリッ、ジダイオードＢＤ１から所定の電圧
が出力さ九でも大きな突入電流が流れることはない。
いるので、ブリッ、ジダイオードＢＤ１から所定の電圧
が出力さ九でも大きな突入電流が流れることはない。
■発明の効果
以上のとおり本発明によれば、トランスに印加するパル
ス電流の立ち上がりおよび立ち下がりが急便になり、損
失を小さくして電力変換効率を向上させうる。
ス電流の立ち上がりおよび立ち下がりが急便になり、損
失を小さくして電力変換効率を向上させうる。
図は本発明を実施する一形式のスイッチング型電源装置
を示す電気回路図である。 ＩＣＩ ：集積回路（電子制御手段） ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３： トランス Ｑ２：トランジスタ（第２のスイッチング手段）Ｑ３：
トランジスタ（第１のスイッチング手段）Ｃ４：コンデ
ンサ ＢＤＩ、ＢＤ２ニブリッジダイオード ＴＲＴ：トライアック
を示す電気回路図である。 ＩＣＩ ：集積回路（電子制御手段） ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３： トランス Ｑ２：トランジスタ（第２のスイッチング手段）Ｑ３：
トランジスタ（第１のスイッチング手段）Ｃ４：コンデ
ンサ ＢＤＩ、ＢＤ２ニブリッジダイオード ＴＲＴ：トライアック
Claims (3)
- （１）少なくとも１つのトランス、直流電力源。 該直流電力源と前記トランスとの間に介挿された少なく
とも１つの第１のスイッチング手段、常時該第１のスイ
ッチング手段を制御するためのパルス信号を出力すると
ともに、出力電力レベルに応じてそのパルスの幅を調整
する電子制御手段を備えるスイッチング型安定化電源装
置において、電子制御手段と第１のスイッチング手段と
の間に、第２のスイッチング手段と、少なくとも１つの
コンデンサを介挿したことを特徴とする、スイッチング
型安定化電源装置。 - （２）第２のスイッチング手段が、第１のスイッチング
手段がオンする時にオフし、それがオフする時にオンす
る接続にされた、前記特許請求の範囲第（１）項記載の
スイッチング型安定化電源装置。 - （３）第２のスイッチング手段が、電子制御手段の出力
素子がオンする時にオフし、それがオフする時にオンす
る接続にされた、前記特許請求の範囲第（１）項記載の
スイッチング型安定化電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9205084A JPS60237860A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | スイツチング型安定化電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9205084A JPS60237860A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | スイツチング型安定化電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60237860A true JPS60237860A (ja) | 1985-11-26 |
Family
ID=14043681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9205084A Pending JPS60237860A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | スイツチング型安定化電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60237860A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100581288B1 (ko) | 2004-07-20 | 2006-05-17 | 현대자동차주식회사 | 출력전원 안정화를 위한 전원공급장치 |
-
1984
- 1984-05-09 JP JP9205084A patent/JPS60237860A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100581288B1 (ko) | 2004-07-20 | 2006-05-17 | 현대자동차주식회사 | 출력전원 안정화를 위한 전원공급장치 |
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