JPS62262662A - スイツチングレギユレ−タ - Google Patents

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】 〔発明の繊する技術分野〕 本発明は安定化′Ｉｔ源として用いるスイッチングレギ
ュレータに関する。

〔従来技術とその問題点〕

変圧器の一次コイルに断新直流電流を流し、この変圧器
の二次コイルに得られる電圧で出力コンデンサを充電し
、この充電電圧を安定化電源として利用する８ｇ２図に
示すようなスイッチングレギュレータが知られている。

第２図において、１は直流電源でその出力端に変圧器２
の一次コイル２ａ七主トランジスタ３の直列回路が接続
されている。

この主トランジスタ３のベースは−６がトランジスタ３
に接続された一次コイル２ａの他端に始動抵抗４を介し
て接続されている。変圧器２は一次コイル２ａのほかに
制御コイル２ｂ、二次コイル２Ｃを有し、この制御コイ
ル２ｂと王トランジスタ３のベースとの間に定電流駆動
回路５が接続されている。この定電流駆動回路５は始動
抵抗４と共働して主トランジスタ、３をオン・オフし、
−次コイル２ａの電流を斬新する。また王トランジスタ
３のベースにはオン・オフ制御回路６が接続さｔ″Ｉ、
このオン・オフ制御回路６は二次コイル２Ｃによる出力
電圧の変化を捕えて主トランジスタ３のオン時間を制御
して一次コイル２ａから二次コイル２ｃに伝達する電力
を制御する。変圧器２の二次コイル２ｃは出力回路に接
続されている。

定電流駆動回路５はダイオード７とコンデンサ８の並列
回路にトランジスタ９のコレクタ・エミッタ通路と抵抗
１０を直列に接続した回路が制御コイル２ｂの一端ト主
トランジスタ３のベースとの闇に接続され、トランジス
タ９のベース・コレクタ間には動作抵抗１】が、トラン
ジスタ９のベースと主トランジスタ３のベースとの間に
はツェナダイオード１２がそれぞれ接続されている。ま
たオン・オフ制御回路６は主トランジスタ３のベース感
エミッタ間にトランジスタ１３のコレクタ・エミッタ通
路が接続され、このトランジスタ１３のベースに次に述
べる出力回路の電圧変化で制御されるホトカブラ１４を
構成するホトトランジスタ１４ｂのエミッタ側が接続さ
れ、このホトトランジスタ１４ｂのコレクタは制御コイ
ル２ｂの両端に接続されたダイオード１５とコンデンサ
１６の直列回路の接続点に接続されている。１７はトラ
ンジスタ１３のベース・エミッタ間に接続された抵抗で
ある。これから明らかなようにトランジスタ１３のベー
ス電流はコンデンサ１６の充電電圧でホトトランジスタ
１４ｂを介して制御される。出力回路は二次コイル２ｃ
の両端に接続された出力ダイオード１８、出力コンデン
サ１９の直列回路からなり、この出力コンデンサ１９の
充電電圧が出力電圧ｖｏとして図示しない負荷に供給さ
れる。出力コンデンサ１９の両端には電圧検出回路部が
接続され、この電圧検出回路ｍの出力がホトカプラ１４
の発光ダイオード１４ａに接続されている。

電源電圧が印加され、主トランジスタ３に始動抵抗を介
してベース電流が流れると、主トランジスタ３が導通し
始め、−次コイル２ａから主トランジスタ３４こ電流が
流れ始める。すると制御コイル２ｂと二次コイル２ｃに
電圧が誘起する。この制御コイル２ｂの電圧でダイオー
ド７−抵抗１】−トランジスタ９のベース・エミッター
抵抗１〇−主トランジスタ３のベース・エミッタの方向
に電流が流れ、トランジスタ９が導通し、このときトラ
ンジスタ９のベース電流はツェナダイオード１２で一足
に抑制される。このようにして主トランジスタ３のベー
ス電流がさらに増し、主トランジスタ３は正帰還作用に
より瞬時に完全なオン状態になる。

このため−次コイル２ａの電流は直線的に増加し、変圧
器２に電磁エネルギーを蓄える。電流が最大値に達し、
変圧器鉄心が磁気飽和を起こすと、制御コイル２ｂと二
次コイル２ｃの誘起電圧は零になるから主トランジスタ
３は瞬時にオフスル。このとき変圧器２に蓄えられたエ
ネルギーは順方向の出力ダイオード１８を介して出力コ
ンデンサ１９に蓄積される。変圧器２の蓄積エネルギー
が放出し終ると最初に戻り、主トランジスタ３が導通し
始め、上述と同じ動作を）、す返して電源イロ１１の電
力は変圧器２を介して出力コンデンサ１９に蓄積され、
出力電圧ｖｏで負荷に印加される。またコンデンサ１６
はダイオード１５を介して制御コイル２ｂの電圧で充電
され、この電圧は出力電圧■。に比例する。

ここで出力電圧ｖｏが所定値より上昇すると電圧検出回
路Ｉの出力電圧が上昇し１発光ダイオード１４ａが発光
する。するとホトトランジスタ１４ｂがオンし、トラン
ジスタ１３がオンする。これにより主トランジスタ３の
ベース電流が短絡されるからベース電流は零になり、主
トランジスタ３はオフし、−次コイル２ａの電流は遮断
される。結局出力電圧■ｏが上昇すると一次コイル２ａ
への通電時間が短縮され、変圧器２を介して一次コイル
２ａから二次コイル２ｃに伝達されるエネルギーが減少
し、出力電圧■ｏは一足に保たれる。

ところでこのようなスイッチングレギュレータの制御回
路は、トランジスタ１３で主トランジスタ３のベース・
エミ、り間を短絡するが、このとき主トランジスタ３の
ベースには始動抵抗４の電流と制御コイル２ｂの電圧に
よる電流がトランジスタ９を介して流れ込んでいる。さ
らに主トランジスタ３に蓄積されていたキャリヤもある
ので主トランジスタ３のターンオフ時間が長くなり、加
えてターンオフ時間内に定電流駆動回路５で消費される
電力が大きいという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、主トランジスタ３のターンオ７時間を
短くするとともに定電流駆動回路で消費される電力を少
なくして効惠のよいスイッチングレギュレータを提供す
ることにある。

〔発明の要点〕

本発明の要点は、変圧器の一次コイルと直列に接続した
主トランジスタ、前記変圧器に巻いた制御コイルと二次
コイル、前記制御コイルに誘起する電圧と始動抵抗で前
記主トランジスタをオン・オフする定電流駆動回路、前
記二次コイルの出力電圧を検出する電圧検出回路、この
電圧検出回路の検出信号で前記主トランジスタのベース
電流を制御するオン・オフ制御回路を備えたスイッチン
グレギュレータにおいて、前記定電流駆動回路が前記電
圧検出回路の検出信号で前記主トランジスタと同時に制
御されるようｔこした点にあり、主トランジスタと定電
流駆動回路とを電圧制御回路の検出信号で同時にオフさ
せることで、主トランジスタのターンオフ時間を短くし
、さらに定電流駆動回路の消費電力を減少させるもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を第１図に基づいて詳細に説明する
。ここで第２図と同一の役目をする部品については同一
の符号を付してその詳細な説明を省略する。第１図にお
いて、変圧器２の一次コイル２ａと主トランジスタ３の
直列回路が従来と同様に直流電源１に接続され、定電流
駆動回路５は制御コイル２ｂの一端と主トランジスタ３
のベースとの１…に、ダイオード７とコンデンサ８の並
列回路トランジスタ９のコレクタ・エミッタ通路と抵抗
１０とを直列に接続した回路が接続されているが、始動
抵抗４は従来のものと異なり、−ｉが主トランジスタ３
に接続された一次コイル２ａの他端トランジスタ９のベ
ースとの間に接続されている。そしてトランジスタ９の
ベースと主トランジスタ３のベースとの間にはツェナダ
イオード１２が接続されている。したがってこの回路で
はトランジスタ９のベース寺コレクタ間の抵抗は不要で
ある。またオン・オフ制御回路６は従来通りトランジス
タ１３、電圧検出回路銀の出力で動作するホトカブラ１
４のホトトランジスタ１４ｂを備え、このホトトランジ
スタ１４はＩＪ’ＡＩコイル２ｂの両端に接続されたダ
イオード１５を介してコンデンサ１６に充電される充電
電圧で駆動されるが、トランジスタ１３のコレクターエ
ミッタ通路はダイオード２１ト直列に接続されて主トラ
ンジスタ３のベース−エミッタ間に接続されており、さ
らにトランジスタ９のベースとトランジスタ１３のコレ
クタとの間にダイオードｎが接続されている点が従来の
ものと異なる。そして従来のものと同様に電圧検出回路
銀の出力端に発光ダイオード１４ａが接げされ、ダイオ
ード１５とコンデンサ１６の接続点とトランジスタ１３
のベースとの間にホトトランジスタ１５ｂのコレクター
エミッタ通路が接続され、抵抗１７はトランジスタ１３
のベース・エミ、り間に接続されている。二次コイル２
Ｃの両端には従来のものと同様に出力ダイオード１８と
出力コンデンサ１９の直列回路が接続され、出力コンデ
ンサ１９の両端の電圧が出力電圧ｖｏとして賞荷に印加
される。電圧検出回路銀は出力コンデンサ２１）の両端
に接続されている。

電飾ｌを印加すると電源ｌ−始動抵抗４−トランジスタ
９−抵抗１〇−主トランジスタ３−電源１の方向に電流
が流れ、従来と同様に主トランジスタ３は導通し始め、
制御コイル２ｂの誘起電圧でオン状態になる。こうして
−次コイル２ａの電流が最大値に達すると変圧器鉄心は
磁気飽和を起こし、制御コイル２ｂの電圧が零になるか
ら主トランジスタ３は瞬時にオフになる。このようにし
て−次コイル２ａの電流は断続し、従来と同様に一次コ
イル２ａから二次コイルｚｃｉｃｔ力が伝達される。そ
して出力コンデンサ１９の充ｔ９Ｌ圧が出力電圧ｖｏと
して負荷に印加される。ここで出力電圧■ｏが所定値よ
り上昇すると電圧検出回路銀の出力で発光ダイオード１
４ａが発光し、ホトトランジスタ１４ｂをオンさせる。

するとトランジスタ１３ニベース電流が流れ、トランジ
スタ１３がオンする。このとき主トランジスタ３のベー
スはダイオード２１を介してトランジスタ１３で短絡さ
れるが、さらにトランジスタ９のベースもダイオードｎ
を介してトランジスタ１３で短絡されるので定電流駆動
回路５もオフするから主トランジスタ３は速かにタ−ン
オフすることができる。またトランジスタ９がオフすれ
ば定電流駆動回路５には電流が流れないから、この回路
５で消費される′電力も低減できる。

以上はリンギングチョークコンバータについて説明した
が、この発明はフォワードコンバータやＤＣ／ＤＣコン
バータにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、変圧器の一次電流を
断続する主トランジスタを駆動する定電流駆動回路を出
力電圧を所定値に保持するためのオン・オフ制御回路の
入力となる電圧検出回路の検出信号で主トランジスタと
同時にオフさせることができ、主トランジスタのターン
オフ時間を短縮でき、しかも許容損失の小さい主トラン
ジスタを使用することもできる。また主トランジスタの
ターンオフ時間が短くすることができるので短縮された
時間だけ定電流駆動回路内の電力消費が低減し、スイッ
チングレギュレータとしての効率を上げることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスイッチングレギュレータの一実
施例を示す結線図、第２図は従来のスイッチングレギュ
レータの一例を示す結線図である。 ２・・・変圧器、２ａ・・・−次コイル、２ｂ・・・制
御コイル、２Ｃ・・・二次コイル、３・・・主トランジ
スタ、４・・・始動抵抗％　５・・・定電流駆動回路、
６・・・オン・オフ制御回路、加・・・電圧検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）変圧器の一次コイルと直列に接続した主トランジス
   タ、前記変圧器に巻いた制御コイルと二次コイル、前記
   制御コイルに誘起する電圧と始動抵抗で前記主トランジ
   スタをオン・オフする定電流駆動回路、前記二次コイル
   の出力電圧を検出する電圧検出回路、この電圧検出回路
   の検出信号で前記主トランジスタのベース電流を制御す
   るオン・オフ制御回路を備えたスイッチングレギュレー
   タにおいて、前記定電流駆動回路が前記電圧検出回路の
   検出信号で前記主トランジスタと同時に制御されること
   を特徴とするスイッチングレギュレータ。