JPS6336406Y2

JPS6336406Y2 -

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Publication number: JPS6336406Y2
Application number: JP7909480U
Authority: JP
Priority date: 1980-06-06
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1988-09-27
Also published as: JPS575724U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、安定化された直流電源を得るための
安定化電源回路に関し、特に、電源供給ラインに
直列接続される電圧安定化用のトランジスタのコ
レクタ損失を抑えて動作効率を高め、該トランジ
スタの発熱を少なくするものである。

第１図は従来の安定化電源回路の一例を示し、
たとえば商用の100V交流電源を電源トランス等
（図示せず）を用いてたとえば20V交流に降圧し
て、交流入力端子１ａ，１ｂに供給している。こ
の交流入力端子１ａ，１ｂからの交流を、４個の
ダイオードをブリツジ接続して成る全波整流器２
により全波整流し、平滑コンデンサ３により平滑
して、直流出力としている。この直流の非接地側
出力は、電圧安定化用のパワートランジスタ４の
コレクタに送られ、このトランジスタ４のエミツ
タ出力が安定化出力端子５に送られる。このパワ
ートランジスタ４は、たとえばもう１個のトラン
ジスタ６とダーリントン接続され、上記全波整流
器２および平滑コンデンサ３の非接地側出力を、
抵抗７，８を介してトランジスタ６のベースに送
つている。また、これらの抵抗７，８の接続点
は、コンデンサ９を介して接地端子１０に接続さ
れている。

この従来例において、パワートランジスタ４の
コレクタ−エミツタ間電圧V_CE1は、トランジスタ
４，６のベース−エミツタ間電圧をそれぞれ
V_BE1，V_BE2とし、トランジスタ６のベース電流を
I_B2とし、抵抗７，８の抵抗値をそれぞれR₁，R₂
とするとき、 V_CE1≧V_BE1＋V_BE2 ＋I_B・（R₁＋R₂） …… の条件式が成立し、V_CE1の下限値が比較的大きい
ものとなつてしまう。このため、安定化出力端子
５の出力電流が増加したときには、パワートラン
ジスタ４での損失（コレクタ損失）が大巾に増加
して発熱等の悪影響が生じる。また、同一の電源
トランスから取り出される他の電源の出力電流が
増大したときには、この安定化出力端子５の電圧
変動が増大し、リツプルが大きくなるという欠点
がある。さらに、このような従来の安定化電源回
路においては、電源トランスの容量を大きくして
も、パワートランジスタ４の温度特性（接合部温
度Tj）等の関係により、熱設計上、出力電流を
増加させることが困難である。

本考案は、このような従来の欠点を除去し、簡
単な回路構成により負荷特性の改善を図り、安定
化用のパワートランジスタのコレクタ−エミツタ
間電圧を小さく抑えることによつてトランジスタ
の発熱を少なくし、信頼性の向上および電源部自
体の小型化を実現し得るような安定化電源回路の
提供を目的とする。

以下、本考案に係る好ましい実施例について、
図面を参照しながら説明する。

第２図は本考案の実施例の基本的構成を示す回
路図であり、安定化電源回路に電源を供給するた
めの主電源としては、たとえば100Vの商用交流
のトランス等で降圧した、たとえば20V程度の交
流が、主電源入力端子１１ａ，１１ｂに供給され
ている。この単一の主電源の入力端子１１ａ，１
１ｂには、比較的大電流を供給する第１の整流平
滑回路２１と、比較的小電流を供給する第２の整
流平滑回路２２とが接続されている。これらの整
流平滑回路２１，２２は、それぞれ、たとえば４
個のダイオードをブリツジ接続した全波整流器２
３，２４と、平滑コンデンサ２５，２６とで構成
すればよい。第１の整流平滑回路２１からの直流
出力は、パワートランジスタ２８のコレクタに送
られる。このパワートランジスタ２８は、電圧安
定化用であり、エミツタ出力が第１の電源出力端
子３１に送られる。第２の整流平滑回路２２から
の直流出力は、小電流供給用の第２の電源出力端
子３２に送られるとともに、上記パワートランジ
スタ２８をドライブするためのトランジスタ２９
のコレクタに送られる。このトランジスタ２９の
エエミツタは、上記パワートランジスタ２８のベ
ースに接続されて、これらのトランジスタ２８，
２９によりダーリントン接続回路を構成してい
る。また、トランジスタ２９のコレクタと接地端
子３０との間には、抵抗３３とコンデンサ３４と
の直列回路が接続されており、これらの抵抗３３
とコンデンサ３４との接続点は抵抗３５を介して
トランジスタ２９のベースに接続されている。

このような本考案の実施例としての安定化電源
回路において、全波整流器２３，２４からの整流
出力は、たとえば第３図Ａのように表われ、各平
滑コンデンサ２５，２６を介すことにより、たと
えば第３図Ａの破線のようなリツプル分を含んだ
直流出力となる。ここで、第１の出力端子３１か
らの出力は比較的大電流であり、第２の出力端子
３２からの出力は比較的小電流であるから、各平
滑コンデンサ２５，２６からの平滑出力は、それ
ぞれ第３図Ｂ，Ｃのようになる。すなわち、供給
される電源電流が大きい第１の整流平滑回路２１
からの直流出力は、第３図Ｂに示すように、リツ
プルが大きくなつて波形の下端（谷点）の電圧が
低くなるのに対し、比較的小電流を供給するため
の第２の整流平滑回路２２からの直流出力は、第
３図Ｃに示すようにリツプル分が少なく、波形の
下端（谷点）の電圧は、上記第３図Ｂの直流出力
よりも高くなる。

したがつて、パワートランジスタ２８のドライ
ブ回路となるトランジスタ２９のエミツタ出力の
リツプルが少なくなるため、第１の電源出力端子
３１からの出力のリツプルも少なくなる。また、
パワートランジスタ２８のコレクタ−エミツタ間
電圧V_CE1は、このトランジスタ２８のコレクタ−
エミツタ間飽和電圧V_CE（sat）程度まで小さくす
ることができ、コレクタ損失Pcを極めて少なく
して、発熱を抑えることができる。さらに、トラ
ンジスタの接合部温度Tjを低くすることができ
るため、熱的な設計が容易となり、信頼性の向上
および電源自体の小型化が可能となる。また、た
とえば20V程度の単一の交流主電源の端子１１
ａ，１１ｂに並列に第１、第２の整流平滑回路２
１，２２を接続すればよいため、たとえば電源ト
ランスを２個用いたり、２次コイルを２個用いた
りすることなく、パワートランジスタ２８を駆動
するための比較的高い電圧を得ることができ、構
成が簡単となる。

次に第４図は、本考案の上記実施例のより具体
的な回路構成例を示し、たとえばビデオテープレ
コーダの電源回路として用いられる安定化電源回
路を示している。この第４図において、100Vの
商用交流電源１２には電源トランス１３の１次コ
イルが、たとえばコンセント等（図示せず）を介
して接続され、この電源トランス１３の２次コイ
ルには、少なくとも２個の整流平滑回路２１，２
２が接続されている。この他、図示しないが、プ
ランジヤやモータ駆動用の電圧安定化されない大
電流を供給するための第３の整流平滑回路が電源
トランス１３の上記２次コイルに、あるいは他の
もう１つの２次コイルに接続されている。ここ
で、電源トランス１３は、たとえば１次側の交流
100Vを降圧して、たとえば20Vの単一の主電源
としての交流を２次側から出力する。第１、第２
の整流平滑回路２１，２２は、前述した基本的実
施例と同様に、それぞれ全波整流器２３，２４と
平滑コンデンサ２５，２６とで構成され、第１の
整流平滑回路２１は、ビデオ出力回路やオーデイ
オ出力回路等に電圧安定化された比較的大電流を
供給するのに対し、第２の整流平滑回路２２は、
タイマ回路やLED（発光ダイオード）等による時
刻表示部等に電圧安定化された比較的小電流を供
給する。この第２の整流平滑回路２２からの直流
出力は、ビデオテープレコーダの電源プラグをコ
ンセントに挿入している間は、パワースイツチの
オン・オフに関係なく常時供給される、いわゆる
エバー電源として用いられている。

この具体的な安定化電源回路の基本的構成は、
前述した第２図と同様であるため、同じ作用を行
なう部分に同一の参照番号を付して説明を省略す
る。

次に、この具体的な安定化電源回路に付加され
た回路として、パワースイツチ（図示せず）のオ
ン・オフに応じて第１の電源出力端子３１への電
源供給をオン・オフするためのスイツチング回路
４０、第１の電源出力端子３１への供給電圧をさ
らに安定化させるために出力電圧検出してトラン
ジスタ２９のベースに帰還する帰還回路部５０、
および第２の電源出力端子３２の出力電圧を一定
とするための定電圧回路６０を有している。

まず、スイツチング回路４０において、信号入
力端子４１には、たとえばタイマアウト信号が供
給される。このタイマアウト信号は、タイマ動作
に伴なうパワーのオン・オフ動作に応じて、ある
いは手動のオン・オフ切換操作に応じて、たとえ
ばパワーオン時に“Ｈ”（ハイレベル）となるよ
うな信号である。この信号入力端子４１からのタ
イマアウト信号は、分圧抵抗４２ａ，４２ｂによ
り分圧されて、スイツチングトランジスタ４３の
ベースに送られ、パワーオン時にこのスイツチン
グトランジスタ４３をオンさせる。このトランジ
スタ４３のコレクタは、分圧抵抗４４ａ，４４ｂ
を介して上記第２の整流平滑回路２２の出力の非
接地側に接続されている。この分圧抵抗４４ａ，
４４ｂの分圧出力は、スイツチングトランジスタ
４５のベースに送られる。このスイツチングトラ
ンジスタ４５は、第２の整流平滑回路２２の非接
地側出力と上記ドライブ用のトランジスタ２９の
コレクタとの間に挿入接続され、このトランジス
タ４９のコレクタへの電源供給をオン・オフ制御
する。すなわち、パワーオン時にトランジスタ４
３がオンすると、トランジスタ４５もオンして、
ドライブ用のトランジスタ２９のコレクタへ電源
供給が行なわれる。さらに、上記スイツチングト
ランジスタ４３のコレクタは、抵抗４６を介して
スイツチングトランジスタ４７のベースに接続さ
れている。このスイツチングトランジスタ４７
は、コレクタが抵抗４８を介して上記抵抗３３と
３５との接続点に接続されており、電源電圧の立
ち上りや立ち下り等の過渡時もオン状態となるこ
とにより、いわゆる電源ミユート動作を行なう。
なお、パワーオンの定常状態にあつては、このト
ランジスタ４７はオフしている。

次に、帰還回路５０は、第１の電源出力端子３
１の出力電圧を、抵抗５１、可変抵抗５２、およ
び抵抗５３より成る電圧検出部で検出し、可変抵
抗５２からの検出電圧をトランジスタ５４のベー
スに送り、このトランジスタ５４のエミツタに接
続されたツエナダイオード５５による基準電圧と
比較して、コレクタ出力を上記ドライブ用のトラ
ンジスタ２９のベースに送つている。ここで、ト
ランジスタ５４のベースは、コンデンサ５６を介
し第１の電源出力端子３１に、エミツタは抵抗５
７を介し第１の電源出力端子３１に、またコレク
タはコンデンサ５８を介し接地端子３０に、それ
ぞれ接続されている。

次に、定電圧回路６０は、前述したように、比
較的小電流のいわゆるエバー電源として用いられ
る第２の電源出力端子３２の出力の電圧を安定化
するためのものであり、たとえば一般の直列形ト
ランジスタ定電圧回路の構成が用いられている。
すなわち、第２の整流平滑回路２２の非接地側出
力を、抵抗６１を介してトランジスタ６２のコレ
クタに、また抵抗６３を介して該トランジスタ６
２のベースに送り、このトランジスタ６２のベー
スはツエナダイオード６４を介して接地してい
る。そして、このトランジスタ６２のエミツタか
ら得られる定電圧出力を第２の電源出力端子３２
に送つている。

したがつて、電源トランス１３の１個の２次コ
イルからの交流出力である単一の主電源を用いな
がら、第２の整流平滑回路２２からの供給電流が
比較的少ないため、直流出力のリツプル波形の下
端の電圧を、第１の整流平滑回路２１からの直流
出力よりも高くすることができ、パワートランジ
スタ２８を十分に駆動することによりV_CE1を小さ
くしてコレクタ損失Pcを抑えることができ、熱
設計が容易となり、信頼性の向上および電源自体
の小型化が可能となる。また、たとえばビデオテ
ープレコーダのプランジヤ駆動用やモータ駆動用
の大電流電源を、たとえば電源トランス１３の他
の２次コイル（図示せず）からとる場合に、この
大電流電源のラツシユ電流による影響も、本実施
例の構成を用いることにより、最小限に抑えるこ
とができる。さらに、第２の電源出力端子３２か
らの直流出力は、タイマ回路へのいわゆるエバー
電源として用いられるものであり、ビデオテープ
レコーダがいからる動作状態にあつても、極めて
電流変動の少ない小電流供給が行なわれ、パワー
トランジスタ２８のドライブ用電源として非常に
優れているとともに、大巾な回路変更を行なうこ
となく本考案を実現できるという利点もある。

以上の説明からも明らかなように、本考案に係
る安定化電源回路によれば、単一の主電源に、比
較的大電流を供給する第１の整流平滑回路と、比
較的小電流を供給する第２の整流平滑回路とを接
続し、上記第１の整流平滑回路の出力を電圧安定
化用のパワートランジスタを介して第１の電源出
力端子に供給し、上記第２の整流平滑回路の出力
を、第２の電源出力端子に供給するとともに上記
電圧安定化用のトランジスタのベースに駆動用電
源として送ることを特徴としている。

したがつて、比較的大電流を供給する第１の整
流平滑回路の直流出力の波形の下端電圧よりも、
第２の整流平滑回路の直流出力の下端電圧の方が
高くなるため、電源トランスの１個の２次コイル
等からの単一の主電源により、上記電圧安定化用
のパワートランジスタをドライブするためのより
高い電圧を簡単な構成で得ることができる。すな
わち、上記ドライブ用の高い電圧を、電源トラン
スに別個の２次コイルを巻装して得る場合や、も
う１個の電源トランスを用いる場合等に比べれ
ば、本考案の構成により、電源部の構成が極めて
簡略化されることが明らかである。

さらに、上記パワートランジスタのベースを比
較的高い電圧でドライブできるため、該パワート
ランジスタのV_CEを飽和電圧程度まで低くするこ
とも可能となり、コレクタ損失を大巾に抑えるこ
とができ、発熱が少なくなつて熱的設計が簡略化
され、信頼性の向上および電源自体の小型化が実
現できる。さらに、たとえばビデオテープレコー
ダ等の機器に適用する場合に、プランジヤ駆動や
モータ駆動時の大巾な電流変動が他の電源回路で
生じたときの上記第１の電源出力端子の電圧変動
やリツプルも、従来に比べて大巾に軽減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図は本考案
の実施例の基本的構成を示す回路図、第３図Ａ〜
Ｃは第２図の動作を説明するためのタイムチヤー
ト、第４図は該実施例のより具体的な回路構成例
を示す回路図である。１１ａ，１１ｂ……主電源入力端子、２１……
第１の整流平滑回路、２２……第２の整流平滑回
路、２８……電圧安定化用のパワートランジス
タ、２９……ドライブ用のトランジスタ、３０…
…接地端子、３１……第１の電源出力端子、３２
……第２の電源出力端子、６０……定電圧回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

比較的大電流を供給する第１の整流平滑回路
と、比較的小電流を供給する第２の整流平滑回路
とを、単一の主電源に接続し、上記第１の整流平
滑回路の出力を電圧安定化用のトランジスタを介
して第１の電源出力端子に供給し、上記第２の整
流平滑回路の出力を、第２の電源出力端子に供給
するとともに上記電圧安定化用のトランジスタの
ベースに駆動用電源として供給することを特徴と
する安定化電源回路。