JPS6046574B2 - スイッチングトランジスタの駆動回路 - Google Patents

スイッチングトランジスタの駆動回路

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JPS6046574B2
JPS6046574B2 JP55055965A JP5596580A JPS6046574B2 JP S6046574 B2 JPS6046574 B2 JP S6046574B2 JP 55055965 A JP55055965 A JP 55055965A JP 5596580 A JP5596580 A JP 5596580A JP S6046574 B2 JPS6046574 B2 JP S6046574B2
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terminal
switching transistor
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power supply
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JP55055965A
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JPS56152326A (en
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勝美 田淵
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/64Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors having inductive loads

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  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオン・オフ動作を行なうスイッチングトランジ
スタの駆動回路に関するもので、特にスイッチングトラ
ンジスタのコレクタ電流を変流器を用いてベース端子に
帰還するように構成されるコレクタ電流帰還型の駆動回
路に関するものである。
コレクタ電流帰還型の駆働回路はスイッチングトランジ
スタのコレクタ電流に比例したベース電流が供給できる
ことから合理的な駆動回路として利用されている。
しかしながら、コレクタ電流とベース電流とが変流器で
もつてループを構成して−いるためスイッチングトラン
ジスタをオン状態からオフ状態にする時にベース電流を
切るための回路が必要なことと変流器の励磁エネルギー
をリセットするための回路が必要なことなどから広く利
用されるに至つていない。第1図に従来の回路例を示す
第1図において、1は直流入力電源、2はスイッチング
トランジスタ4のオン・オフ動作によつて電力量が調整
される電気的負荷、3は上記スイッチングトランジスタ
4が導通した時のコレクタ電流に比例した・ベース電流
を供給するための1次巻線3aと2次巻線3bを持つ変
流器で、直流入力電源1,電気的負荷2,変流器3の1
次巻線3aとスイッチングトランジスタ4は直列に接続
されている。なお、スイッチングトランジスタ4として
NPNトランジスタの場合を示している。5と6はスイ
ッチングトランジスタ4のエミッタ●ベース端子間にエ
ミッタからベースに向つて電流が流れる方向に直列接続
されたダイオードであり、上記変流器3の2次巻線3b
は上記ダイオード4と5に並列接続され1次巻線3aと
2次巻線3bの巻き方向は図中のマークで示す通りであ
る。
スイッチングトランジスタ4のベース端子にはバイアス
直流電l源12の正極性端子14からスイッチング素子
9,抵抗8とコンデンサ7を介してベース電流が供給さ
れ、上記スイッチング素子9としてNPNトランジスタ
を使用しており、そのベース端子が制御回路11に接続
されて制御回路11の信号に;よつてオン・オフ動作を
行なう。また、スイッチング素子10は上記抵抗8とコ
ンデンサ7の中点からバイアス直流電源13の負極性端
子15に接続されスイッチング素子9と同様に制御回路
11によつて制御される。スイッチング素子10とし”
てPNPトランジスタの場合を示している。上記バイア
ス直流電源12と13はスイッチングトランジスタ4を
駆動するための電力を供給するとともに制御回路11の
動作に必要な電圧を与える。バイアス直流電源12と1
3の中点端子を基準端子、つまりアース端子として直流
入力電源1の一端とスイッチングトランジスタ4のエミ
ッタ端子も同電位となる。制御回路11は端子14と1
6の間に接続されている。以上のように構成されたスイ
ッチング回路において、制御回路11からの信号によつ
てスイッチング素子9がオン状態に、スイッチング素子
10がオフ状態にされるとスイッチングトランジスタ4
のベースにはバイアス直流電源12の端子14から抵抗
8の値によつて決まる大きさのベース電流が流れスイッ
チングトランジスタ4は導通する。
スイッチングトランジスタ4が導通すると直流入力電源
1からスイッチングトランジスタ4のコレクタに電流が
流れ、変流器3の2次巻線3bから1次巻線3aと2次
巻線3bの巻数比によつて定まる上記コレクタ電流に比
例した電流がスイッチングトランジスタ4をオン状態に
するようにベース端子に供給される。バイアス直流電源
12からのベース電流はスイッチングトランジスタ4の
立上り時のみで、その電流のパルス幅は抵抗8とコンデ
ンサ7の時定数につて決められる。上記のように変流器
3の作用につてスイッチングトランジスタ4はオン状態
を続けるためこれをオフ状態にするには、制御回路11
からの信号でスイッチング素子9をオフに、スイッチン
グ素子10をオンに切り換えることによつて変流器3の
電流とスイッチングトランジスタ4の蓄積電荷をコンデ
ンサ7を介してバイアス直流電流13に吸収させる。ス
イッチングトランジスタ4がオンからオフに移ると変流
器3には励磁エネルギが存在するため次にスイッチング
トランジスタ4がオンするまでにダイオード5と6を介
して電流を流してリセットさせる。以上変流器を用いた
コレクタ電流帰還型の駆動回路について従来例を用いて
簡単に説明したが、その動作から明らかなようにスイッ
チングトランジスタ4のオンからオフの時に駆動回路は
変流器3からの帰還電流と同時にスイッチングトランジ
スタ4の立下り特性を良くするためにその蓄積電荷を吸
収する必要があり、スイッチング素子10に大きな負担
がかかる。
スイッチングトランジスタ4の立下りが良好に行なわれ
ない場合は変流器3からの帰還電流をスイッチング素子
10とは別のスイッチング素子を設けてしや断する。ま
た、変流器3の励磁エネルギはダイオード5と6で消費
させており効率的でなく、スイッチングトランジスタ4
のベースの逆バイアス電位を深くするために2個以上の
ダイオード5,6が必要である。特にバイアス電圧の立
上り時とか何らかの原因でスイッチング素子10の電流
吸収能力が低くなつて帰還電流がしや断できないとスイ
ッチングトランジスタ4は変流器3のコアが飽和するま
でオン状態を続けることとなり場合によつては回路の故
障の原因となるものであつた。本発明は上述のような従
来の問題点を簡単な回路構成で解決できるものでコレク
タ電流帰還型駆動回路の活用に十分な効果を提供するも
のである。
第2図と第3図に本発明の2つの実施例を示しているが
第2図、第3図において第1図の部品と同じものまたは
、同じ様な役割をするものには同一符号をつけて示して
いる。
第2図において、直流入力電源1、電気的負荷2,変流
器3の1次巻線3aとスイッチングトランジスタ4は第
1図と同様に直列に接続し、変流器3の2次巻線3bの
一端はバイアス直流電源12と13のアース端子16に
接続させ、他方の端子はスイッチングトランジスタ4が
オン状態の時にそのベース電流を流す方向にダイオード
17のアノードに接続し、ダイオード17のカソードは
スイッチング素子としてのNPNトランジス9のコレク
タに、NPNトランジスタ9のエミッタをスイッチング
トランジスタ4のベース端子に接続する。
上記ダイオード17のアノードはスイッチングトランジ
スタ4がオフ状態の時に変流器3の2次巻線3bのアー
ス端子からバイアス直流電源13を充電する方向にダイ
オード18のカソードを接続し、ダイオード18のアノ
ードは負極性バイアス直流電源13の端子15に接続す
る。スイッチングトランジスタ4のベース端子にスイッ
チング素子としてのPNPトランジスタ10のエミッタ
を接続してそのコレクタを端子15に接続するとともに
、PNPトランジスタ10と上記NPNトランジスタ9
のベースはともに制御回路11に接続されて制御回路1
1の信号によつてオンオフ動作を行なう。正極性バイア
ス直流電源12の端子14と上記NPNトランジスタ9
のコレクタ間に抵抗19と20を直列接続し、抵抗19
と20の中点よりアース端子16間にコンデンサ21を
接続する。
以上のような接続構成において、制御回路11の制御信
号によつてNPNトランジスタ9がオンにPNPトラン
ジスタ10がオフに制御されたとす“ると、コンデンサ
21に充電された電圧と抵抗19によつてスイッチング
トランジスタ4のベース端子にパルス状のベース電流が
流れスイッチングトランジスタ4が導通する。スイッチ
ングトランジスタ4の導通によつて直流入力電源1から
コレクタ電流が流れると変流器3の帰還電流によつてコ
レクタ電流の大きさに比例したベース電流が供給されス
イッチングトランジスタ4はオン状態を続ける。NPN
トランジスタ9からの電流はコンデンサ21の電圧が放
電するとバイアス直流電源12,抵抗20と19の大き
さにつて決まる電流が流れるが、抵抗20によつて小さ
な電流に制限される。以上のオン状態で制御回路11の
制御信号によつて上記とは逆にNPNトランジスタ9を
オフにPNPトランジスタ10をオンに制御すると、変
流器3からの電流はNPNトランジスタ9のオフにつて
スイッチングトランジスタ4のベースには流れず抵抗1
9を介してコンデンサ21を充電するように流れる。
スイッチングトランジスタ4はベース電流が2なくなる
と同時にPNPトランジスタ10によつて逆バイアスが
印加され急速にオフ状態となる。スイッチングトランジ
スタ4やオフとなつてコレクタ電流がなくなると変流器
3の2次巻線3bはオン時の励磁エネルギをリセットす
るようにアース端子16からバイアス直流電源13を充
電するようにダイオード18を通して電流が流れる。し
たがつて、変流器3の動作はスイッチングトランジスタ
4がオン時にはそれに比例したベース電流を供給し、タ
ーンオフ時にはコンデンサ21を再充電するともにオフ
時には、バイアス直流電源13に励磁エネルギを充電す
ることとなり変流器3の電流の切換えがスムーズでコレ
クタ電流帰還型駆動の利点を十分に活用することができ
る。
第2図において、スイッチングトランジスタ4のターン
オフ動作時に逆バイアスを印加するために設けたバイア
ス直流電源13のかわりにコンデンサを端子15と16
間に接続すると、上記コンデンサは変流器3の励磁エネ
ルギによつて充電されバイアス直流電源13と同じ働き
をさせることができる。第3図は本発明のもう1つの実
施例を示すもので、第2図のものとその目的とするとこ
ろは同じてある。
第2図と異なるところは、ダイオード17と18のかわ
りにダイオード22から25の4個のダイオードによる
全波整流回路にしたことである。変流器3の2次巻線3
bの一端をダイオード22のアノードとダイオード23
のカソードとの接続点に接続し、他方の端子をダイオー
ド24のアノードとダイオード25のカソードとの接続
点に接続する。上記ダイオード22と24のカソードは
上記NPNトランジスタ9のコレクタ端子に接続し、ダ
イオード23と25のアノードは上記アース端子16に
接続する。上記のように第2図に示す実施回路を変更す
ることによつて変流器3の励磁エネルギを上記コンデン
サ21を充電することに使用しコンデンサ21の充電電
圧を大きくすることによつてスイッチングトランジスタ
4のターンオン時のベース電流を十分大きくすることが
できる。以上のように本発明は変流器からの帰還電流を
スムーズにしや断できるとともに変流器の動作を十分に
利用できるものでコレクタ電流帰還型駆動回路を用いた
スイッチングトランジスタの効率的な駆動回路を提供す
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は変流器を用いたコレクタ電流帰還型のスイッチ
ングトランジスタの駆動回路の従来例を示す電気的回路
図、第2図と第3図は本発明のスイッチングトランジス
タの駆動回路の実施例を示す電気的回路図である。 1・・・・・・直流入力電源、2・・・・・・電気的負
荷、3・・・・・・変流器、4・・・・・スイッチング
トランジスタ、5,6,17,18,22,23,24
,25・・・・ダイオード、7,21・ ・・コンデン
サ、8,19,20・・・・・・抵抗、9,10・・・
・・スイッチング素子、11・・・・・制御回路、12
,13・・・・・・バイアス直流電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 オン・オフ動作を行なうスイッチングトランジスタ
    と直列に接続された変流器を用いてそのコレクタ電流に
    比例したベース電流を供給するように構成されるスイッ
    チングトランジスタの駆動回路において、上記変流器の
    2次側端子を第1のスイッチング素子を介して上記スイ
    ッチングトランジスタのベース端子に接続するとともに
    、上記第1のスイッチング素子がオフ状態の時には上記
    変流器の電流が第1のスイッチング素子を制御する制御
    回路のバイアス直流電源を充電するように構成したこと
    を特徴とするスイッチングトランジスタの駆動回路。 2 特許請求の範囲第1項記載のスイッチングトランジ
    スタの駆動回路において、変流器の2次側巻線の一端を
    バイアス直流電源のアース端子に接続し、他方の端子を
    スイッチングトランジスタがオン状態の時にそのベース
    電流を供給する方向に第1のダイオードと第1のスイッ
    チング素子との直列回路を介してスイッチングトランジ
    スタのベース端子に接続するとともに上記スイッチング
    トランジスタがオフ状態の時に変流器の2次側巻線のア
    ース端子から上記バイアス電流電源の負極性端子の方向
    に電流が流れるように第2のダイオードを介してバイア
    ス直流電源の負極性端子に接続し、上記第1のダイオー
    ドと第1のスイッチング素子との中点端子を上記バイア
    ス直流電源の正極性端子に接続したことを特徴とするス
    イッチングトランジスタの駆動回路。 3 特許請求の範囲第1項記載のスイッチングトランジ
    スタの駆動回路において、変流器の2次側巻線の一端を
    第3のダイオードと第4のダイオードの中点端子に、他
    の端子を第5のダイオードと第6のダイオードの中点端
    子に接続し、上記直列接続された第3と第4のダイオー
    ドならびに第5と第6のダイオードを共にバイアス直流
    電源のアース端子から第1のスイッチング素子を介して
    スイッチングトランジスタのベース端子に向つて電流が
    流れる方向にアース端子と第1のスイッチング素子との
    間に接続するとともに、その中点端子を上記バイアス直
    流電源の正極性端子に接続したことを特徴とするスイッ
    チングトランジスタの駆動回路。 4 特許請求の範囲第1項記載のスイッチングトランジ
    スタの駆動回路において、変流器の2次側巻線の一端を
    バイアス直流電源のアース端子に接続し、他方の端子を
    スイッチングトランジスタがオン状態の時にそのベース
    電流を供給する方向に第1のダイオードと第1のスイッ
    チング素子との直列回路を介してスイッチングトランジ
    スタのベース端子に接続するとともに上記スイッチング
    トランジスタがオフ状態の時に変流器の2次側巻線のア
    ース端子から第1のコンデンサを充電するようにアース
    端子から第1のコンデンサと第2のダイオードとの直列
    回路を接続し、上記第1のダイオードと第1のスイッチ
    ング素子との中点端子を上記バイアス直流電源の正極性
    端子に接続したことを特徴とするスイッチングトランジ
    スタの駆動回路。 5 特許請求の範囲第2項または第4項記載のスイッチ
    ングトランジスタの駆動回路において、第1のダイオー
    ドと第1のスイッチング素子との中点端子を第1と第2
    の抵抗器の直列回路を介してバイアス直流電源の正極性
    端子に接続し、上記第1と第2の抵抗器の中点端子から
    上記バイアス直流電源のアース端子間にコンデンサを接
    続したことを特徴とするスイッチングトランジスタの駆
    動回路。 6 特許請求の範囲第7項記載のスイッチングトランジ
    スタの駆動回路において、ダイオードと第1のスイッチ
    ング素子との中点素子を第1と第2の抵抗器の直列回路
    を介してバイアス直流電源の正極性端子に接続し、上記
    第1と第2の抵抗器の中点端子から上記バイアス直流電
    源のアース端子間にコンデンサを接続したことを特徴と
    するスイッチングトランジスタの駆動回路。
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