JPS6031187B2 - スイツチング電源装置 - Google Patents

スイツチング電源装置

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JPS6031187B2
JPS6031187B2 JP13932579A JP13932579A JPS6031187B2 JP S6031187 B2 JPS6031187 B2 JP S6031187B2 JP 13932579 A JP13932579 A JP 13932579A JP 13932579 A JP13932579 A JP 13932579A JP S6031187 B2 JPS6031187 B2 JP S6031187B2
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JP
Japan
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transistor
voltage
base
collector
winding
Prior art date
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JP13932579A
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JPS5663620A (en
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二三寿 梅都
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Kikusui Electronics Corp
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Kikusui Electronics Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は極めて効率の高いリンギングチョーク方式のス
イッチング電源装置に関する。
従来、構成が簡単で部品点数の少ないスイッチング電源
としてリンギングチョーク方式のものが知られている。
第1図はリンギングチョーク方式のスイッチング電源の
一例を示す回路図で図中1はトランスでコレクタ巻線I
A、ベース巻線IBおよび出力巻線ICを巻愛している
。そして2は直流電源で正極をコレクタ巻線IAの巻始
端に接続し、この巻終機をスイッチング用のNPNトラ
ンジスタ3のコレクタに接続している。また上記電源2
の負極を上記トランジスタのェミツタに接続するととも
にベース巻線IBの巻終端に接続し、この巻始端をコン
デンサ4、抵抗5を直列に介してトランジスタ3のベー
スに接続している。さらに電源2の正極を抵抗6を介し
て上記コンデンサ4と抵抗5との接続点lこ接続してい
る。そして出力巻線ICの巻終端にダイオード7を逆方
向に介挿し、この整流出力と巻始端との間に平滑コンデ
ンサ8を介挿している。このような構成において、第2
図に示すコレクタ電圧Vcコレクタ電流lc、ベース電
圧VBの波形図を参照して動作を説明する。
先ず抵抗6,5を介してトランジスタ3のベースへ与え
られる電圧V8によりコレクタ電流lcが流れ始める。
そしてこのコレクタ電流によるコレクタ巻線IAからベ
ース巻線IBへの誘導電圧はコンデンサ4、抵抗5を介
してベース電圧V8を一定電圧まで上昇させる。したが
ってコレクタ電流lcは次第に増加するがの値がベース
電流のhPE倍に達すると頭打ちになりコレクタ巻線I
Aからベース巻線への誘導がなくなりベース電圧V8は
次第に下降する。そしてトランジスタ3がOFFするた
めにトランス1の逆起電力により出力巻線ICに誘起さ
れる電圧がダイオード7を順方向に介して平滑コンデン
サ8を充電する。そしてこの逆起電力が消勢するととも
に再びコレク夕霞流が流れ始める動作を繰り返すことに
なる。したがって平滑コンデンサ8に周期的に充電がな
され直流が得られることになる。しかしながらこのよう
なものではトランジスタ3のコレクタ電流の増加が頭打
ちになった後○FF動作するまでに要する時間Tdは損
失となり第2図図示斜線で示す面積は電力変換効率を低
下させることになる。そしてこのような損失のために大
容量のスイッチング用のトランジスタを必要とすること
になり、効率も低下し、大容量の電源の実現を阻む要因
となる。
従来のこのようなスイッチング電源では、たとえば第2
図の斜線部分に相当する時間は1〜3〃Sであり、スイ
ッチング周波数は一般に3皿HZ〜5皿HZ、効率は7
0%程度で、容量は50W程度が限界であった。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので回路的な工
夫によって、格別に高速動作の可能な素子を用いること
なく高速スイッチングを行なうことができコストが安価
で高効率を得ることができるリンギングチョーク方式の
スイッチング電源装置を提供することを目的とするもの
である。
以下本発明の一実施例を第1図と同一部分に同一符号を
付与して第3図に示す回路図を参照して詳細に説明する
。図中1 1はトランジスタ3のェミッタに介挿した抵
抗である。そしてベース巻線IBの巻女台端とトランジ
スタ3のベースとの間にコンデンサー2、抵抗13の直
列回路を介挿し、電源2の正極とトランジスタ3のベー
スとの間に抵抗14を介挿している。そしてベース巻線
IBの巻始端からダイオード15を逆方向に介して負電
圧を得、この整流出力を一端を電源2の負極に接続した
平滑コンデンサ16の池端に接続している。そして、こ
の平滑コソデンサ16に並列に抵抗17,18を直列に
接続した分圧回路を接続し、この分圧電圧をPNP形の
第1のトランジスタ19のベースへ与える。そしてこの
トランジスタ19のェミツタをトランジスタ3のェミッ
タに接続し、コレクタを抵抗20を介してダイオード1
5の整流出力に接続する。さらにこのトランジス夕19
のコレクタをNPN形の第2のトランジスタ21のベー
スに接続している。そしてこのトランジスタ21のコレ
クタをトランジスタ3のベースに接続し、ェミッタをダ
イオード15の整流出力に接続している。そしてトラン
ジスタ21のコレク夕とトランジスタ19のベースとの
間に正帰還用のコンデンサ22を設けている。このよう
な構成において第4図に示す波形図を参照して動作を説
明すると、先ず抵抗14を介してトランジスタ3のベー
スへ供孫貧されるベース電流によりトランジスタ3は○
Nしてコレクタ電圧(第4図a)はほとんど零となりコ
レク夕霞流(第4図b)は次第に増加する。そしてこの
コレクタ電流によりトランジスタ3のェミッタに介挿し
た抵抗11に電圧E,を生じる。一方出力巻線ICの電
圧虫2に比例して平滑コンデンサ16に蓄えられた電圧
を抵抗17,18で分圧し、この分圧電圧E3を上記抵
抗11の端子間電圧E,とトランジスタ19で比較する
。ここでたとえばトランジスタ19はそのベース・ェミ
ッタ間の電圧降下を0.6Vとすれば次の1)式の条件
でON、2)式の条件でOFFとなる。E,一0.6>
E3 ……IE.一0.6<E3
…・・・2したがってトランジスタ3の
コレクタ電流の増加によって抵抗11の端子間電圧E,
が増加して、その値が分圧電圧E3十0.6Vを越える
とトランジスタ19はONする。
するとトランジスタ21のベース電圧(第4図c)が上
昇してこのトランジスタ21をONする。したがってト
ランジスタ21のコレクタ電圧は下りそれによってコン
デンサ22を介してトランジスタ19のべ−ス電圧も下
る。すなわちトランジスタ19,21間にはコンデンサ
22によって正帰還をかけているので極めて高利得を得
られ高速にスイッチング動作を行なうことができる。す
なわちトランジスタ19が○Nし始めるとそれによって
、トランジスタ21もON方向へバイアスされ、このト
ランジスタ21のON動作は上記トランジスタ19をさ
らにONさせるようにバイアスする帰還がなされる。
したがって、上記トランジスタ21のON動作によって
そのコレクタ電圧に対する相対的な電位差を保持したま
まトランジスタ19のベース電圧(第4図d)も低下す
る。またトランジスタ21のON動作によって流れるコ
レクタ電流(第4図e)によりトランジスタ3のベース
電圧(第4図f)は平滑コンデンサ16に充電された負
電圧まで急激に低下する。このためにトランジスタ3は
ベース電圧の低下とともにこのベースの余剰電荷を急速
に引き抜くことができ理想的な特性で急速にOFFする
。そしてトランジスタ3のOFFによって抵抗11の端
子間電圧は零になりトランジスタ19,21もOFFす
る。そしてトランス1はコレクタ巻線IAを流れる電流
がOFFされたことによって逆起電力を生じこれによっ
て出力巻線ICに誘起された電圧はダイオード7を介し
て平滑コンデンサ8に充電される。またベース巻線IB
に譲起された電圧はダイオード15を介してコンデンサ
16に充電される。そして再び初期状態となり抵抗14
を介してトランジスタ3をONさせ上述の動作を繰り返
す。なお出力巻線ICに接続される負荷が変動して重く
なり出力電圧E2が低下するとべ‐ス巻線IBに誘起さ
れる亀圧は上昇し、すなわち正極方向へ変化しそれによ
ってトランジスタ3のOFFするコレクタ電流は増加し
、逆起電力の蓄積エネルギーの増加によって出力電圧E
2を上昇させる。また逆に出力電圧E2の上昇時はトラ
ンジスタ3のOFF動作は早くなりそれによって出力電
力E2を低下させ、すなわち定電圧特性を得ることがで
きる。したがって構成も簡単で部品点数も少なく、しか
も高効率のリンギングチョーク方式のスイッチング電源
が得られる。
すなわち第1図に示すものと同じスイッチング用のトラ
ンジスタを用いても上記実施例では、損失分である第2
図における斜線部分は0.5山S程度に短縮できスイッ
チング周波数は20雌HZ程度、効率80%を得られ、
200W程度の容量の電源が実現できる。
なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく、た
とえば第5図に示す回路図のように出力電圧E2を分圧
抵抗1 0 1,1 02で分圧して差動増幅器103
の一方の入力へ与え、他方の入力へ基準電源104から
与えられる電圧との差分を得る。
そしてこの差鰯増幅器103の差鰯出力でフオトカプラ
104の入力側を駆動し、出力側を抵抗18とダイオー
ド15との間に介挿する。このようにすれば出力電圧E
2と基準電源104の電圧との差分に応じてトランジス
タ19のベースに与える分圧電圧を制御でき、それによ
ってトランジスタ3のターンオフ時点を制御することに
より出力電圧E2を正確に制御することができる。また
第6図に示すようにトランジスタ3のェミツタの抵抗1
1の端子間電圧と基準電源106の電圧との差分を葦鰯
増幅器107で得この出力によりトランジスタ3のター
ンオフ時の制御を行なうようにしてもよい。なおこの場
合も差鱗増幅器107にコンデンサ22により正帰還を
かけて高利得を得られるようにし、高速で動作させるこ
とは勿論である。以上詳述したように本発明はリンギン
グチョーク方式のスイッチング電源において、スイッチ
ング用のトランジスタのコレクタ鰭流を出力電圧に比例
する値とコンデンサによって正帰還を施した増幅器で比
較し、この差が所定値になったときに上記トランジスタ
のベース電流を反転させて強制的にターンオフさせるよ
うにしたので、簡単な構成で極めて効率の高いスイッチ
ング電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のリンギングチョーク方式のスイッチング
電源装置の一例を示す回路図、第2図は第1図に示す装
置の動作を説明する波形図、第3図は本発明の一実施例
を示す回路図、第4図は上記実施例の動作を説明する波
形図、第5図、第6図は本発明の各別の他の実施例を示
す回路図である。 1・・…・トランス、IA・・・・・・コレクタ巻線、
IB・・…・ベース巻線、IC……出力巻線、2・・…
・電源、3,19……第1のトランジスタ、21……第
2のトランジスタ、7,15……ダイオード、22・・
・・・・コンデンサ(正帰還)。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 コレクタ巻線を巻装したトランスと、このコレクタ
    巻線を介して電源から供給される電流をスイツチングす
    るスイツチング用のトランジスタと、上記トランスに巻
    装されコレクタ巻線の通電電流によつて誘起された電圧
    を上記トランジスタのベースへベース電流として供給す
    るベース巻線と、上記トランスに巻装され上記トランジ
    スタのターンオフ時に上記トランスの逆起電力により出
    力電力を誘起される出力巻線と、この出力巻線に誘起さ
    れた電力を整流して直流出力を得るダイオードと、上記
    トランジスタのコレクタ電流を検出する抵抗と、この抵
    抗の端子間電圧と上記直流出力電圧に比例する電圧とを
    比較しその差が所定値になつたことを検出して導通する
    第1のトランジスタと、上記スイツチング用のトランジ
    スタのベースと上記直流出力電圧に比例する電圧の点と
    の間にコレクタ・エミツタを介挿し上記第1のトランジ
    スタの導通時に流れる電流をベースへ与えられON方向
    へバイアスされる第2のトランジスタと、この第2のト
    ランジスタのON時のコレクタの電位の変化を上記第1
    のトランジスタのベースへ帰置しON方向へバイアスす
    るコンデンサとを具備するスイツチング電源装置。
JP13932579A 1979-10-30 1979-10-30 スイツチング電源装置 Expired JPS6031187B2 (ja)

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JPS5663620A JPS5663620A (en) 1981-05-30
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JPS58159668A (ja) * 1982-03-16 1983-09-22 Canon Inc 複写機の電源装置
JPH01234048A (ja) * 1988-03-14 1989-09-19 Seiko Epson Corp リンギングチョークコンバータの出力制御回路

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