JPS6125354Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、直流入力電圧をスイツチングトラン
ジスタによりチヨツピングし、このチヨツピング
された電圧を整流して出力直流電圧とするように
したスイツチング形電源回路に関する。

本考案は、特にドライブパルス発生回路に対す
る電源の供給の構成に関し、電力損失の低減を図
り、然もその際の保護回路の動作を確実とし、ス
イツチングトランジスタが破壊されることを防止
するようにしたものである。

以下、第１図を参照して本考案の一実施例を説
明する。１は例えば220〔Ｖ〕の交流電源を示
し、交流電源１に対して電源スイツチ２グ及びヒ
ユーズ３を介してダイオードブリツジ４が接続さ
れる。ダイオードブリツジ４の出力端子４ａ及
4b間にコンデンサ５が挿入されると共に、一方
の出力端子４ａがスイツチングトランジスタ６の
コレクタに接続され、他方の出力端子４ｂが接地
されずに電源回路の出力端子７と接続される。８
は、電圧制御形の可変周波数発振器を示し、この
発振器８の出力端子８ａにドライブ用トランジス
タ９のベースが接続される。１０はドライブトラ
ンスを示し、その１次コイル１０ａがトランジス
タ９のコレクタに接続され、その２次コイル１０
ｂがトランジスタ６のベース・エミツタ間に接続
される。

トランジスタ６のエミツタがチヨークコイル１
１を介して出力端子７に接続され、このエミッタ
及びチヨークコイル１１の接続点と接地間にフラ
イホイール（電流持続用）ダイオード１２と検出
用抵抗器１３との直列回路が挿入され、抵抗器１
３と並列にコンデンサ１４が接続される。更に出
力端子７と接地間にコンデンサ１５が挿入されて
いる。

かかるスイツチング回路では、トランジスタ６
がオンしている期間で、ダイオードブリツジ４の
出力端子４ａ、トランジスタ６、チヨークコイル
１１、ダイオードブリツジ４の出力端子４ｂと電
流が流れてチヨークコイル１１にエネルギーーが
貯えられ、トランジスタ６がオフしている期間で
チヨークコイル１１貯えられたエネルギーによる
電流が接地、抵抗器１３、ダイオード１２、チヨ
ークコイル１１、出力端子７、負荷（図示せ
ず）、接地と流れ、これらの動作によりコンデン
サ１５が充電されると共に、出力端子７に接続さ
れた負荷回路に電源が加わる。出力端子７に発生
する出力電圧は、トランジスタ６に供給されるド
ライブパルスのデユーテイフアクタの割合で入力
電圧が小さくされたものとなり、このデユーテイ
フアクタを制御することにより出力電圧が規定の
値（例えば＋105〔Ｖ〕）となるように定電圧動作
が行なわれる。第１図に示す回路によれば、万一
トランジスタ６が短絡したような場合でもダイオ
ードブリツジ４の出力端子４ａから過電流はチヨ
ークコイル１１を通つてダイオードブリツジ４の
出力端子４ｂに帰つて行くので、出力端子７に接
続される負荷には過電圧は加わらない。従つて、
負荷回路中の素子が破壊されることはない。ま
た、交流電源１に対してヒユーズ３を直列に挿入
しておけば、上記過電流によりヒユーズ３を溶断
して完全に電源をオフとすることができる。

定電圧制御のために、出力端子７と接地間に可
変抵抗器１６が挿入され、その摺動子に発生する
検出電圧が比較用のPNP形トランジスタ１７のベ
ースに供給される。トランジスタ１７のエミツタ
には、ツエナーダイオード１８で形成される基準
電圧が与えられ、トランジスタ１７のコレクタか
ら発生する制御電圧が可変周波数発振器８の制御
端子８ｂに供給される。この比較用のトランジス
タ１７と可変周波数発振器８とはパルス幅変調回
路を構成する。一例としてドライブパルスのデユ
ーテイフアクタが50〔％〕のときに規定の出力電
圧が得られているものとすると、出力電圧が定値
より低下するときには、出力端子７の電圧が低下
し、可変抵抗器１６の摺動子に発生する検出電圧
が低下し、トランジスタ１７のベース・エミツタ
間の順方向電圧が大となりコレクタ電流が増加
し、可変周波数発振器８の制御端子８ｂに与えら
れる制御電圧が上昇し、ドライブパルスのデユー
テイフアクタが０〔％〕より大きくなり、よつて
出力電圧が上昇するように制御される。このフイ
ードバツク制御によつて出力電圧が安定化され
る。

また、保護用のサイリスタ１９のアノードが可
変周波数発振器８の制御端子８ｂと接続され、そ
のカソードがフライホイールダイオード１２及び
抵抗器１３の接続点と接続される。サイリスタ１
９のゲートとダイオード２０のカソードが接続さ
れ、ダイオード２０のアノードが接地されてい
る。抵抗器１３の両端には、図示のようにサイリ
スタ１９に対して順方向の極性となるすなわち接
地に対して負極性の検出電圧が発生する。この検
出電圧を発生させるトランジスタ６のオフ時の電
流のピーク値は、そのオン時にトランジスタ６を
流れる電流のピーク値に比例しており、負荷電流
に略々比例したものとなる。従つて負荷電流が増
大することによつて検出電圧が大きくなり、ある
値を越えると接地→ダイオード２０→サイリスタ
１９のゲート→サイリスタ１９のカソード→抵抗
器１３とサイリスタ１９のゲート電流が流れるの
でサイリスタ１９がターンオンし、制御端子８ｂ
が接地され、可変周波数発振器８の発振動作が停
止し、トランジスタ６がオフとなり、出力電圧が
発生しないようになされる。なお、ダイオード２
０は原理的には不要であるが、必要に応じてサイ
リスタ１９のゲートに他の制御信号を供給するこ
とできるように設けられている。このようにして
出力電流が制限され、過負荷或いは負荷短絡時に
トランジスタ６が破壊されることが防止される。
抵抗器１３と並列に接続されたコンデンサ１４
は、電源スイツチ２をオンした時等に瞬時流れる
電流によつて上述の保護動作がなされるのを防止
するためのものである。また、サイリスタ１９が
一旦ターンオンすると、電源スイツチ２をオフに
しない限り、サイリスタ１９がターンオフしない
ことになる。

本例では、入力直流電圧が発生するダイオード
ブリツジ４の出力端子４ａを抵抗器２１を介して
可変周波数発振器８の電源端子８ｃに接続すると
共に、抵抗器２１及び２２の直列回路を介してト
ランジスタ１７のエミツタと接続し、また、この
出力端子４ａをドライブ用トランジスタ９のコレ
クタとの間に抵抗器２３及び１次コイル１０ａの
直列回路を挿入し、これら抵抗器２１及び２３を
通じる電源供給路を構成する。交流電源１の電圧
が220〔Ｖ〕と高く、従つてダイオードブリツジ
４の出力端子４ａに発生する入力直流電圧も高い
ために、抵抗器２１及び２３は、例えば抵抗器２
１が100〔ＫΩ〕、抵抗器２３が50〔ＫΩ〕と高い
値とされている。抵抗器２２は、１〔ＫΩ〕とさ
れている。また、抵抗器２１及び２２の接続点
（可変周波数発振器８の電源端子８ｃがコンデン
サ２４を介して接地されると共に、この接続点と
出力端子７との間に抵抗器２５が挿入され、更に
出力端子７がダイオード２６と抵抗器２７とを通
じて抵抗器２３及びコイル１０ａの接続点に接続
され、このダイオード２６及び抵抗器２７の接続
点と接地間にコンデンサ２８が挿入され、抵抗器
２５及び２７を通じる電源供給路が構成される。
出力直流電圧は例えば105〔Ｖ〕と低いので、抵
抗器２５が6.8〔ＫΩ〕、抵抗器２７が15〔ＫΩ〕
というように、これらの値が抵抗器２１及び２３
より小さくされている。

上述の構成において、電源スイツチ２をオンす
る電源投入時では、出力端子７に出力直流電圧が
発生してないから、ダイオードブリツジ４の出力
端子４ａから比較用トランジスタ１７、可変周波
数発振器８及びドライブ用トランジスタ９に対し
て抵抗器２１及び２３を夫々介して電源が供給さ
れる。また出力直流電圧が発生している定常時で
は、上述の回路に対して主として抵抗器２５及び
２７を夫々介して電源が供給される。このような
構成で電源を供給すれば、抵抗器２１及び２３を
夫々介するだけで電源を供給する場合より電力損
失を低減することができる。つまり、高い入力直
流電圧を下げるために抵抗器２１及び２３が比較
的大きな値とされているから、これに各回路の負
荷電流が流れることによつて発生する電力損失
は、抵抗器２１及び２３に比して小さい抵抗器２
５及び２７に負荷電流が流れることによつて発生
する電力損失より大である。

また、ダイオード２６及びコンデンサ２８が設
けられていないと、出力端子７が殆ど０〔Ｖ〕と
なるような異常時（負荷の短絡や、出力端子７か
ら延びる電源ラインの接地などで生じる）に、ト
ランジスタ６が破壊されるおそれがある。即ちこ
のような異常が発生すると、サイリスタ１９がオ
ンとなつて保護動作を行なおうとするが、サイリ
スタ１９のカソード側には誤動作防止のためにコ
ンデンサ１４が接続されており、過電流が流れ始
めて実際にサイリスタ１９がオンになるまでに若
干時間がかる。また、出力端子７の電圧が極めて
低くなるので、ドライブ用トランジスタ９及びド
ライブトランス１０からなるドライブ回路への電
源の供給量が減るために、トランジスタ６に対す
るベースドライブが不充分となり、トランジスタ
６が飽和領域から能動領域に入り大きなコレクタ
電流が流れている状態でコレクタエミツタ間に電
圧が発生することになるので、トランジスタ６の
コレクタ損失が許容値を越えてしまうのである。
この場合、サイリスタ１９のカソード電位はコン
デンサ１４のために急激には低下しないので、一
定時間はサイリスタ１９が動作しない。本考案で
は、コンデンサ２８を設けているので、出力端子
７が殆んど０〔Ｖ〕となるような異常時に、コン
デンサ２８に貯えられている電荷により、サイリ
スタ１９が動作する迄の間、ドライブ回路に充分
な電源を供給することができ、トランジスタ６に
充分なレベルのドライブパルスを供給して飽和領
域で動作させることができるので、コレクタ損失
を少なくすることができ、トランジスタ６が破壊
されることを防止できる。ダイオード２６は、コ
ンデンサ２８の電荷が出力端子７（電源ライン）
へ流出するのを防止するために設けられている。

上述の説明から明らかなように、本考案に依れ
ば電力損失の低減された電源回路を実現すること
ができると共に、出力端子７が０〔Ｖ〕となるよ
うな異常時にドライブ回路に対する電源の供給量
が減り、これによつてドライブパルスのレベルが
小さくなり、トランジスタ６が破壊されることを
防止することができる。

なお、比較用トランジスタ１７及びパルス発生
回路８は、ドライブ回路のように直接的に電源供
給量の減少の影響をうけないので、上述実施例の
ようにコンデンサ２４を接続しておけば充分であ
る。

第２図は本考案の他の実施例を示す。この例
は、ダイオードブリツジ４の出力端子４ａ及び４
ｂ間にコンデンサ５を挿入すると共に、その一方
の出力端子４ａをコンバータトランジスタ２９の
１次コイル２９ａを介してスイツチングトランジ
スタ６のコレクタに接続し、トランジスタ６のエ
ミツタを検出用抵抗器１３を介して接地し、コン
バータトランス２９の２次コイル２９ｂに発生す
るチヨツピングされた信号を整流回路３０で整流
する構成スイツチング形電源回路である。３１で
示されるのは、パルス幅変調回路であり、３３は
保護回路である。これらの具体的回路構成は、第
１図に示すものと同様である。

かかるスイツチング形電源回路に対しても、本
考案を適用することができる。つまり、電源スイ
ツチ２をオンする時では、ダイオードブリツジ４
の出力端子４ａから抵抗器２１及び２３を夫々介
してパルス幅変調回路３１及びドライブ回路３２
に電源を供給し、定常時では、抵抗器２５及び２
７を夫々介してパルス幅変調回路３１及びドライ
ブ回路３２に電源を供給すると共に、ダイオード
２６及びコンデンサ２８を設けてトランジスタ６
が破壊されるおそれを回避している。勿論この第
２図に示す本考案の他の実施例も前述と同様の作
用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の接続図、第２図は
本考案の他の実施例の接続図である。 ４はダイオードブリツジ、６はスイツチング用
トランジスタ、７は出力端子、８は可変周波数発
振器、９はドライブ用トランジスタ、１０はドラ
イブトランス、１３は負荷電流検出用の抵抗器、
１７は比較用トランジスタ、１９はサイリスタ、
２１，２３，２５，２７は電源供給路を構成する
抵抗器である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 直流入力電圧をスイツチングトランジスタによ
   りチヨツピングし、このチヨツピングされた電圧
   を整流して出力直流電圧とするようにしたスイツ
   チング形電源回路において、上記スイツチングト
   ランジスタを動作させるドライブパルスを発生す
   るドライブパルス発生回路と、所定値以上の負荷
   電流が所定時間以上続いたとき、上記スイツチン
   グトランジスタに対する上記ドライブパルスの供
   給を断つ保護回路と、電源投入時に上記ドライブ
   パルス発生回路に対して上記スイツチングトラン
   ジスタの入力側から電源を供給する第１の電源供
   給路と、定常時に上記ドライブパルス発生回路に
   対して出力端子から電源を供給する第２の電源供
   給路と、この第２の電源供給路に順方向に挿入さ
   れたダイオードと、このダイオードの出力側と接
   地間に挿入されたコンデンサとを備え、過大負荷
   電流が流れ始めてから上記保護回路が動作するま
   での期間上記コンデンサから上記ドライブパルス
   発生回路に動作電圧を供給するようにしたスイツ
   チング形電源回路。