JPS6046769A - スイッチング電源 - Google Patents

スイッチング電源

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JPS6046769A
JPS6046769A JP15361483A JP15361483A JPS6046769A JP S6046769 A JPS6046769 A JP S6046769A JP 15361483 A JP15361483 A JP 15361483A JP 15361483 A JP15361483 A JP 15361483A JP S6046769 A JPS6046769 A JP S6046769A
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switching
voltage
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transistor
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Hideo Kamioka
秀夫 上岡
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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

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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】 産業上の利用分野 本発明は、スイッチング電源に関する。
スイッチング電源は小型で@頼性が高く、また入出力間
が変圧器等によって絶縁されているので、出力側の接地
極性を自由に選ぶことができる等の利点があり、従来よ
り、コンピュータ端末機器等の直流゛電源として広く利
用されている。スイッチング電源の回路方式としては種
々の回路方式のものが知られているが、本発明は半自動
式の回路方式に属するスイッチング電源に関する。
従来技術 第1図は半自動式スイ・ンチング電源の従来例を小し、
l及び2は交流入力端子、3は電源スイッチ、4はタイ
オードブリッジ整流回路等の整流回路及びフィルタ回路
等を含む入力整流回路、5は・11滑コンテンサである
。入力端子l及び2にイノ(給された交流入力は人力整
流回路4によって整流され、tlZ滑コンデンザ5によ
って平滑化されて、直流lE圧Vinに変換される。
6は変圧器、61〜63は変圧器6の巻線、7はパワー
トランジスタ等によって構成されたスイッチング素子で
、前記変圧器6の巻線61に直列に接続されている。8
は起動回路、9は制御回路、10は出力整流平滑回路、
11及び12は出力端子である。
前記起動回路8は、直流入力ラインに対して抵抗81及
びツェナーダイオード82の直列接続回路を並列に接続
すると共に、抵抗81とツェナータイt −1’ 82
の接続点を、トランジスタ83のヘースに接続しである
。トランジスタ83は、コレクタを抵抗84を通して直
流入力の(+)側ライン(イ)に接続し、エミッタを制
御回路9の電源ラインに接続しである。85はコンデン
サである。
制御回路9は電圧検出部91によって直流出力電圧Vo
を検出し、その検出信号をフォトダイオード92及びフ
ォトI・ランジメタ93等のフォトカプラを通して制御
部94に伝送し1制御部94により、前記スイッチング
素子7を駆動制御するようになっている。制御部94は
、起動時には起動回路8から与えられる電圧によって起
動し、起動後は巻線63よりタイオード13を通して与
えられる電圧によって動作する。
出力整流平滑回路10はダイオード101.102、イ
ンダクタ103及びコンデンサ104をび11えて構成
されている。
」−記の従来の半自動式スイッチング電源において、ま
ず電に;(スイッチ3をオンにしてAClooVまたは
200■の交流電源を投入すると、平滑コンデンサらの
端子間に現われる直流電圧Vinが時間と共に上昇し、
電源投入後、成る時間で、ツェナータイオード82に印
加される電圧がそのツェナー電圧を越えるようになる。
これによりツェナータイオード82が導通すると、トラ
ンジスタ83がオンになり、該トランジスタ83を通し
て制御回路9に電流が供給され、制御回路9が動作を開
始する。制御回路9の動作開始により、スイッチング素
子7が起動されスイッチング動作を開始し、その巻線6
3に電圧が誘起する。巻線63に誘起した電圧はダイオ
ード13を通して制御回路9に供給されるので、制御回
路9は巻線63に誘起する電圧を動作電源として定常の
運転に入る。
従来技術の欠点 しかしながら、この従来例においては、約130Vまた
は260Vの直流入力電圧Vinがら、数Vの制御回路
用′IV源を作る必要があるため、抵抗81.84及び
ツェナーダイオード82等の回路部品における電力ロス
が犬きくなり、起動時の効−1ぺが悪くなること、トラ
ンジスタ83として耐圧の高いものが必要になり、小信
号用のトランジスタが使用できず、小型化及びコス、ト
ダウンが困難であること等の難点がある。
本発明のLl的 そこで本発明は上述する従来の欠点を除去し、歩容Wで
消費電力が少なく、高効率で、かつハイブリ−ウドIC
化のrlf能な部品を使用して構成された起動回路を備
え、全体として、回路構成の小型化及び高効率化を達成
し得る半自動式のスイッチング電源を提供することを目
的とする。
本発明の構成 ト記IJ的を達成するため、本発明は、変圧器と、該変
圧器を通して与えられる直流をスイッチングするスイッ
チング素子と、該スイッチング素子を駆動制御する制御
回路と、電源投入時に前記制御回路に対して起動電源を
供給する起動回路と、前記変圧器に俯Iえられ前記起動
回路による前記制御回路の起動後に前記制御回路に対し
て動作用電源を供給する巻線とを備えるスイッチング電
源において、前記起動回路は、前記直流の入力ライン間
に接続され、直流入力が成るし、ベル以上になった時に
導通して一方向に充電される時定数回路と、該時′)J
!数回路における充電電圧が成るレベル以J−になった
時に導通する第1のスイッチング回路と、該tJS 1
のスイッチング回路の導通によって導通し、前記制御回
路に対して前記時定数回路の充itt電圧を供給してこ
れを起動させると同時に、前記第1のスイッチング回路
をドライブし、該第1のスイッチング回路を通して自己
保持される第2のスイッチング回路とを備えることを特
徴とする。
実施例 第2図は本発明に係るス・fツチング電源の電気回路接
続図である。図において、第1図と同一の参照行シ)は
同一性ある構成部分を示している。
図において、86は時定数回路、87は第1のスイッチ
ング回路、88は第2のスイッチング回路であり、これ
らは起動回路8を構成する。
前記時定数回路86は、平滑コンデンサ5の端子電圧た
る直流電圧Vinの供給される直流入力ライン(イ)と
(ロ)との間に、抵抗861、ツェナーダイオード86
2及びコンデンサ863の直列回路を接続した回路構成
となっている。電源スィッチ3を閉じて電源を投入した
後、平滑コンデンサ5の端子電圧たる直流入力電圧’V
inが成るレベル以上になり、ツェナーダイオード86
2に印加される電圧がそのツェナー電圧以上になると、
ツェナータイオート862が導通し、コンデンサ863
が該ツェナーダイオード862を通して、抵抗861の
抵抗値R1及びコンデンサ863の容量値ciで定まる
時定数に従って、一方向に充゛屯される。
第1のスイッチング回路87は、抵抗871及びツェナ
ーダイオード872の直列回路を、前記時定数回路86
のコンデンサ863の一端に接続し、他端をI・ランジ
スタ873のベースに接続した回路構成となっている。
トランジスタ873は、そのベース、エミッタ間に抵抗
874を接続し、コレクタを、抵抗876及び877を
通してコンデンサ863の一端に接続しである。この第
1のスイッチング回路87において、前記時定数回路8
6を構成するコンデンサ863の充電電圧か成るレベル
以l二になると、ツェナーダイオード872が導通し、
続いてトランジスタ873が導通する。
ff52のスイッチング回路88はPNPN上形ンジス
タ881を備えて構成されている。該トランジスタ88
1は、そのベースを、トランジスタ873のコレクタに
接続された前記抵抗876と、抵抗877との接続点に
接続し、エミッタを、前記抵抗877と一緒に時定数回
路86のコンデンサ863の一端に接続すると共に、コ
レクタを制御回路9に接続し、更に、前記第1のスイッ
チング回路87を構成するトランジスタ873のベース
に抵抗882及びツェナーダイオード883の直列回路
を通して接続しである。なお、ツェナータイオード8&
Bのツェナー電圧はツェナーダイオード872より低く
定めである。また、トランジスタ881のエミッタには
巻線63に直列に接続されたダイオード13の一端を接
続しである。
」二記の回路構成において、電源スィッチ3を閉じ、電
源を投入すると、平滑コンデンサ5の端子間電圧たる直
流電圧1/inが時間と共に−Ill、て行く。平滑コ
ンデンサ5の端子電圧たる直流電圧V1nが成るレベル
以上になり、ツェナーダイオード862に印加される電
圧がそのツェナー電圧以上になると、ツェナーダイオー
ド862が導通し、コンデンサ863が該ツェナーダイ
オード862を通して、抵抗861の抵抗値R1及びコ
ンデンサ863の容量値C1で定まる時定数R1,C1
に従って、一方向に充電される。
前記コンデンサ8−63の充電電圧は第1のスイッチン
グ回路87に印加される。そして、コンデンサ863の
充電電圧が成るレベル以上になると、まずツェナーダイ
オード872が導通し、トランジスタ873にベースド
ライブがかかり、トランジスタ873がオンする。
このようにしてトランジスタ873がオンしコレクタ電
流が流れると、第2のスイッチング回路88を構成する
トランジスタ881がドライブされ、オンとなる。トラ
ンジスタ881がオンになると、コンデンサ863の充
電電圧が制御回路9に印加され、制御回路9がその充電
電荷によって動作を開始する。これと同時に、抵抗88
2及びツェナータイオー1;’ 883を通してトラン
ジスタ881のコレクタ側から:・ランジスタ873に
対して、ベースドライブがかかる。このため、第2のス
イッチング回路88を構成するトランジスタ881は、
第1のスイッチング回路87を構成するトランジスタ8
73を通して自己保持される。
制御回路9の動作開始により、スイッチング素子7が起
動し、変圧器6の巻線61を通して与えられる直流電圧
Vinがスイッチングされる。このスイッチング動作に
伴い、巻線63に誘起する電圧がダイオード13及びト
ランジスタ881を通して制御回路9に供給され、後は
巻線63に生じる誘起電圧を電源として制御回路9が動
作を継続し、定常運転に入る。
入力電圧が低下して巻線63の誘起電圧が低下し、ツェ
ナーダイオード883に印加される電圧がそのツェナー
電圧以下になると、トランジスタ873及び881の自
己保持動作が解除され、制御回路9に流れる電流が遮断
され、スイッチング動作が停止する。
上述のように、本発明に係る起動回路8は、時定数回路
86のコンデンサ863の充電電圧を利用して、第1の
スイッチング回路87及び第2のスイッチング回路88
を順次に駆動して、制御回路9に対して起動電源を供給
する回路構成であるから、起動時にはコデンサ863に
対するチャージ電流を流すだけで良い。このため、抵抗
871及びツェナーダイオード872として、従来に比
べて、箸しく小容量のものを使用することが可能であり
、回路構成が小型化され、消費電力が低下する。I・ラ
ンジスタ(873,881)、抵抗(874,876,
877)及びツェナーダイオード883等の他の回路部
品に関しても同様である。
しかも、実施例に示すように、第1及び第2のスイッチ
ング回路87.88はトランジスタ(873,881)
、抵抗(871,874,876,877)及びツェナ
ーダイオード(872,883)笠で構成し得るから、
ハイブリッドIC化力日j■能であり、より一層小型化
される。
また、例えば入力゛電圧が低下した場合、またはその他
の異常により、巻線63の誘起電圧が所定レヘルより低
トすると、第1のスイッチング回路87及び第2のスイ
ッチング回路88の自己保持動作が解除され、ドライブ
禁1にがかかるので、動作の安全性が確保できる利点も
f′)られる。
本発明の効果 以I−述べたように、本発明は、変圧器と、該変圧器を
通して与えられる直流をスイッチングするスイッチング
素子と、該スイッチング素子を駆動制御する制御回路と
、電源投入時に前記制御回路に対して起動電源を供給す
る起動回路と、前記変圧器に備えられ前記起動回路によ
る前記制御回路の起動後に前記制御回路に対して動作用
電源を供給する巻線とを備えるスイッチング電源におい
て、前記起動回路は、前記直流入力ライン間に接続され
、直流入力が成るレベル以−にになった時に導通して一
方向に充電される時定数回路と、該時定数回路における
充電電圧が成るレベル以」−になった時に導通する第1
のスイッチング回路と、該第1のスイ・ンチング回路の
導通によって導通し、前記制御回路に対して前記時定数
回路の充電電圧を供給してこれを起動させると同時に、
前記第1のスイッチング回路をドライブし、該第1のス
イッチング回路を通して自己保持される第2のスイッチ
ング回路とを備えることを特徴とするから、小容量で消
費電力が少なく、高効率で、かつハイブリッドIC化の
可能な部品を使用して構成された起動回路を4111え
、全体として、回路構成の小型化及び高効率化を達成し
得る半自動式のスイッチング電源を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスイッチング電源の電気回路接続図、第
2図は本発明に係るスイ・ンチング電源の電気回路接続
図である。 500.平滑コンデンサ 6・・争変圧器7φ・・スイ
ッチング素子 8・・・起動回路9・・・制御回路 61.62.63争・Φ変圧器の巻線 86・・・II1丁定裁定数 回路・・・第1のスイッチング回路 88−−−第2のスイッチング回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 変圧器と、該変圧器を通して与えられる直流を
    スイッチングするスイッチング素子と、該スイッチング
    素子を駆動制御する制御回路と、電源投入時に前記制御
    回路に対して起動電源を供給する起動回路と、1i1ノ
    記変圧器に備えられ前記起動回路による前記制御回路の
    起動後に前記制御回路に対して動作用″rに源を供給す
    る巻線とを備えるスイッチング電源において、前記起動
    回路は、前記直流入力ライン間に接続され、直流入力が
    成るレベル以にになった時に導通して一方向に充電され
    る時定数回路と、該時定数回路における充電電圧が成る
    レベル以1−になった時に導通する第1のスイッチング
    回路と、該第1のスイッチング回路の導通によって4通
    し、前記制御回路に対して前記時定数回路の充電電圧を
    供給してこれを起動させると同時に、前記第1のスイッ
    チング回路をドライブし、該第1のスイッチング回路を
    通して自己保持される第2のスイッチング回路とを備え
    ることを特徴とするスイッチング電源。
  2. (2) 前記巻線に生じる誘起電圧は、17i7記第2
    のスイッチング回路を通して前記制御回路に供給するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のスイッチ
    ング電源。
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