JPS642543Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、出力トランスに基づいて補助電源を
構成し、電力損失の低減を図つたスイツチングレ
ギユレータに関する。

従来技術 スイツチングレギユレータの制御回路の電源電
圧が大幅に変動すれば、正確な制御が不可能にな
る。このため主電源が安定化電圧を供給すること
が不可能な場合には制御回路に定電圧を供給する
安定化電源回路を設ける必要がある。この種のス
イツチングレギユレータは、例えば第１図に示す
如く構成される。この第１図に於いて、１は商用
交流電源、２は主電源整流平滑回路であつて、整
流器３と平滑コンデンサ４とから成る。５はスイ
ツチングトランジスタであつて、出力トランス６
の１次巻線７を通して主電源整流平滑回路２に接
続されている。出力トランス６は、１次巻線７に
結合された２次巻線８及び３次巻線９を有し、２
次巻線８にはダイオード１０とコンデンサ１１と
から成る出力整流平滑回路１２が接続され、３次
巻線９には第１の逆流阻止用ダイオード１３とコ
ンデンサ１４とから成る補助整流平滑回路１５が
接続されている。

１６は定電圧を得るための直流安定化電源回路
であつて、主電源整流平滑回路２からの分岐電源
ライン１７に直列に接続された制御トランジスタ
１８と、このトランジスタ１８のベースに定電圧
を与えるためのツエナーダイオード１９と、ツエ
ナーダイオード１９に電流を流すための抵抗２０
と、トランジスタ１８の出力段に並列接続された
安定化用コンデンサ２１とから成る。

２２は公知の制御パルス形成回路であり、三角
波電圧発生回路２３、誤差増幅回路２４、電圧比
較器２５を含む。この制御パルス形成回路２２に
於ける三角波電圧発生回路２３はコンデンサの充
放電に基づいて三角波電圧を発生する回路であ
り、誤差増幅回路２４は一対の出力電圧検出抵抗
２６，２７から得られる検出電圧と内蔵される基
準電圧源から得られる基準電圧との差に対応した
制御電圧を得る回路であり、比較器２５は三角波
電圧と制御電圧との比較に基づいて出力電圧を一
定に制御するためのデユテイ比を有する制御パル
スを形成する回路である。尚、制御パルス形成回
路２２内の各回路の正の電源端子は安定化電源回
路１６の出力段の第２の逆流阻止用ダイオード２
８と補助整流平滑回路１５との間の制御電源ライ
ン２９に接続され、負の電源端子は共通電源ライ
ン３０に接続されている。

３１は駆動回路であり、駆動トランジスタ３２
及び駆動トランス３３を含んでいる。駆動トラン
ジスタ３２のベースは前段の比較器２５の出力に
結合され、エミツタは共通ライン３０に接続さ
れ、コレクタはトランス３３を介して制御電源ラ
イン２９に接続されているので、比較器２５から
制御パルスが発生すると、駆動トランジスタ３２
がオンになり、駆動トランス３３から制御パルス
がスイツチングトランジスタ５のベースに供給さ
れる。尚スイツチングトランジスタ５のベース回
路及び駆動トランジスタ３２のエミツタ等に必要
に応じて電流調整用の抵抗が接続される。

第１図のスイツチングレギユレータに於いて、
制御パルス形成回路２２の等価抵抗R₁を２０Ｒ、
駆動回路３１の等価抵抗R₂をＲ、安定化電源回
路１６の電圧をE₁、補助整流平滑回路１５の電
圧をE₂とすれば、制御回路部分の等価回路を第
２図で示すことが出来る。そして、起動時には
E₂＝０であり、E₁＞E₂であるからダイオード２
８がオンになり、安定化電源回路１６の出力電圧
E₁によつて制御パルス形成回路２２及び駆動回
路３１が付勢される。しかし起動後には出力トラ
ンス６に電圧が発生するので、３次巻線９の電圧
に基づく補助整流平滑回路１５の出力電圧E₂に
よつて制御回路が付勢される。尚正常動作時には
E₁＜E₂となるように設定されているので、起動
後には第２の逆流阻止用ダイオード２８がオフに
なり、安定化電源回路１６からは電圧が供給され
ない。このように安定化電源回路１６の電圧供給
が停止しても、スイツチングトランジスタ５によ
つて定電圧化された出力が出力トランス６に得ら
れているので、制御回路は正常動作を継続する。

上述の如く起動後に於いて補助整流平滑回路１
５から電力供給を行うと、安定化制御トランジス
タ１８に電流が流れなくなるので、ここでの電力
損失が実質的に零になり、装置全体の効率を上昇
させることが出来る。

ところで、第１図の回路で整流平滑回路１２の
出力段に接続される負荷が無負荷になつて、制御
パルス幅が最小になつた場合即ちスイツチングの
デユテイ比が最小になつた場合、又は負荷の過電
流検出に応答して制御パルス幅が最小にされた場
合等に於いては、補助整流平滑回路１５の電圧
E₂が低下し、E₁＞E₂の状態となり、安定化電源
回路１６からの電力供給に切り換わる。このた
め、安定化電源回路１６に於ける電力損失が増大
した。また、起動時及び起動後のE₁＞E₂の場合
を考慮して安定化電源回路１６を設計すれば必然
的にコスト高になる。

考案の目的 そこで、本考案の目的は電力損失の少ないスイ
ツチングレギユレータを提供することにある。

考案の構成 上記目的を達成するための本考案は、理解を容
易にするために実施例を示す図面の符号を参照し
て説明すると、交流電源１に接続された主電源整
流平滑回路２と、前記主電源整流平滑回路２の出
力電圧を断続するためのスイツチングトランジス
タ５と、前記スイツチングトランジスタ５に直列
接続された１次巻線７を有する出力トランス６
と、前記出力トランス６の２次巻線８に接続され
た整流平滑回路１２と、前記出力トランス６に設
けられた補助電源用３次巻線９と、前記３次巻線
９に接続された第１の逆流阻止ダイオード１３を
含む補助整流平滑回路１５と、前記主電源整流平
滑回路２に接続された直流定電圧を得るための安
定化電源回路１６と、前記安定化電源回路１６を
電源として動作することが出来るように前記安定
化電源回路１６に第２の逆流阻止用ダイオード２
８を介して接続された制御パルス形成回路２２
と、前記補助整流平滑回路１５を電源として動作
するように前記補助整流平滑回制１５に接続され
且つ前記制御パルス形成回路２２から発生する制
御パルスに応答して前記スイツチングトランジス
タ５を駆動するように構成された駆動回路３１
と、前記第２の逆流阻止用ダイオード２８と前記
補助整流平滑回路１５との間に接続され且つ前記
補助整流平滑回路１５から電圧が得られない起動
時に前記安定化電源回路１６から前記駆動回路３
１に供給する電流を大幅に制限した状態で前記駆
動回路３１を動作可能に付勢するような抵抗値に
設定された電流制限用抵抗３４と、前記補助整流
平滑回路１５で前記制御パルス形成回路２２を付
勢することが可能な方向性を有して前記抵抗３４
に並列接続された第３の逆流阻止用ダイオード３
５とから成るスイツチングレギユレータに係わる
ものである。

考案の効果 上記考案によれば、制御パルス形成回路２２の
電源ラインと駆動回路の電源ラインとの間に挿入
された抵抗３４と第３の逆流阻止用ダイオード３
５との並列回路によつて起動時及び起動後に安定
化電源回路１６から駆動回路３１に供給される電
流を制限することが可能になり、安定化電源回路
１６に於ける電力損失を低減することが出来る。

実施例 次に、第３図及び第４図を参照して本考案の実
施例に係わるスイツチングレギユレータについて
述べる。但し、第３図及び第４図に於いて符号１
〜３３で示すものは第１図及び第２図で同一符号
で示すものと実質的に同一であるので、その説明
を省略する。

この実施例では制御パルス形成回路２２の電源
ライン２９ａと駆動回路３１の電源ライン２９ｂ
との間に抵抗３４と第３の逆流阻止用ダイオード
３５との並列回路が接続されている。尚第３の逆
流阻止用ダイオード３５の向きは第２の逆流阻止
用ダイオード２８の向きと逆であつて、補助整流
平滑回路１５から制御パルス形成回路２２の方向
に電流を流すことが可能な向きである。また、抵
抗３４は起動時に駆動回路３１を動作させること
が可能な電流を供給するように設定されている。
この実施例に於いて、制御パルス形成回路２２は
小信号を扱う部分であるから、等価抵抗R₁を極
めて大きく、第４図に示す如く２０Ｒで示すこと
が出来る。一方、駆動回路３１はスイツチングト
ランジスタ５に駆動電流を供給する回路であり、
比較的大信号を扱う回路であるから等価抵抗R₂
は低く、例えばＲで示すことが出来る。このよう
に、R₁＝20R、R₂＝Ｒの場合には、新規に設け
た抵抗３４の抵抗値は例えばR₃＝9Rに設定する。

第３図の回路の起動時には、E₂＝０であるか
ら、安定化電源回路１６から制御パルス形成回路
２２に例えばE₁＝12Vが供給される。制御パルス
形成回路２２は三角波電圧発生回路２３等を含む
ので、精度の高い定電圧を要求するが、これを満
足する電圧の供給が可能である。この起動時に於
いて、駆動回路３１には抵抗３４を通して制限さ
れた電流が供給される。ところで、駆動回路３１
はスイツチングトランジスタ５をオンさせるに必
要なベース電流を供給する回路であるので、所定
の定電圧で付勢されなくとも動作可能である。従
つて、抵抗３４を介して制限された電流が供給さ
れ、制限された電圧が印加されても、駆動トラン
ジスタ３２及びスイツチングトランジスタ５がオ
ンすることが可能である。一旦スイツチングトラ
ンジスタ５がオンして出力電圧が発生すると、３
次巻線９に基づく定電圧化された電圧E₂が発生
し、駆動回路３１及びスイツチングトランジスタ
５の動作が安定的に継続する。また、E₂はE₁よ
りも大に設定され、例えば15Vであるので、第３
の逆流阻止用ダイオード３５がオンになり、一
方、第２の逆流阻止用ダイオード２８がオフにな
り、制御パルス形成回路２２にも３次巻線９に基
づく安定化電圧E₂が供給される。

一方、無負荷時、又は過電流時に、に制御パル
スの幅が最小にされ、３次巻線９に基づいて得ら
れる電圧E₂が低下し、E₁＞E₂になると、第２の
逆流阻止用ダイオード２８がオンになり、逆に第
３の逆流阻止用ダイオード３５がオフになり、制
御パルス形成回路２２で要求する電流の大部分は
安定化電源回路１６から供給される。これに対し
て、駆動回路３１の電源ライン２９ｂの電位は
E₂が極端に低下しない限りE₂に保たれる。即ち、
E₁によつて第４図の抵抗R₃＝9Rと抵抗R₂＝Ｒに
も電流が流れるが、R₃＞R₂であるから、E₁に基
づいて第１の逆流阻止用ダイオード１３をオフに
するような電圧は発生せず、第１の逆流阻止用ダ
イオード１３のオンは継続する。比較的低い電圧
であつても、トランジスタ３２，５をオンするこ
とが可能なレベルの電圧が発生していれば、駆動
回路３１は主として３次巻線９の電圧で駆動され
る。このため、安定化電源回路１６の電流は極め
て低いレベルに保たれる。

上述から明らかなように、本実施例によれば、
起動時、過電流時、無負荷時等のE₂が零又は低
い時に、駆動回路３１に安定化電源回路１６を通
して供給される電流が極めて小さくなる。従つ
て、安定化電源回路１６の電力損失が少なくな
る。

また、安定化電源回路１６の電流容量を小さく
設計することが可能になり、低コスト化が可能に
なる。

変形例 (a) 駆動回路３１を第５図に示す如く駆動トラン
ジスタ３２のエミツタと共通ラインとの間に抵
抗R_Eを接続し、エミツタをスイツチングトラ
ンジスタ２のベースに結合する構成としてもよ
い。

(b) 制御パルス形成回路２２に、過電流保護回
路、発振周波数制御回路等を含めてもよい。

(c) 駆動回路３１を、スイツチングトランジスタ
５に制御パルスに対応したベース電流を供給す
ることが可能な種々の回路に変形しても差支え
ない。

(d) コンデンサ１４と駆動回路３１との間の電源
ラインに逆流阻止用ダイオードを設けてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスイツチングレギユレータを示
す回路図、第２図は第１図の制御回路部分の等価
回路図、第３図は本考案の実施例に係わるスイツ
チングレギユレータを示す回路図、第４図は第３
図の制御回路部分の等価回路図、第５図は駆動回
路の変形例を示す回路図である。 １……交流電源、２……主電源整流平滑回路、
５……スイツチングトランジスタ、６……出力ト
ランス、７……１次巻線、８……２次巻線、９…
…３次巻線、１２……整流平滑回路、１３……第
１の逆流阻止用ダイオード、１５……補助整流平
滑回路、１６……直流安定化電源回路、２２……
制御パルス形成回路、２８……第２の逆流阻止用
ダイオード、３１……駆動回路、３４……電流制
限抵抗、３５……第３の逆流阻止用ダイオード。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 交流電源１に接続された主電源整流平滑回路２
   と、 前記主電源整流平滑回路２の出力電圧を断続す
   るためのスイツチングトランジスタ５と、 前記スイツチングトランジスタ５に直列接続さ
   れた１次巻線７を有する出力トランス６と、 前記出力トランス６の２次巻線８に接続された
   出力整流平滑回路１２と、 前記出力トランス６に設けられた補助電源用３
   次巻線９と、 前記３次巻線９に接続された第１の逆流阻止用
   ダイオード１３を含む補助整流平滑回路１５と、 前記主電源整流平滑回路２に接続された直流定
   電圧を得るための安定化電源回路１６と、 前記安定化電源回路１６を電源として動作する
   ことが出来るように前記安定化電源回路１６に第
   ２の逆流阻止用ダイオード２８を介して接続され
   た制御パルス形成回路２２と、 前記補助整流平滑回路１５を電源として動作す
   るように前記補助整流平滑回路１５に接続され且
   つ前記制御パルス形成回路２２から発生する制御
   パルスに応答して前記スイツチングトランジスタ
   ５を駆動するように構成された駆動回路３１と、 前記第２の逆流阻止用ダイオード２８と前記補
   助整流平滑回路１５との間に接続され且つ前記補
   助整流平滑回路１５から電圧が得られない起動時
   に前記安定化電源回路１６から前記駆動回路３１
   に供給する電流を大幅に制限した状態で前記駆動
   回路３１を動作可能に付勢するような抵抗値に設
   定された電流制限用抵抗３４と、 前記補助整流平滑回路１５で前記制御パルス形
   成回路２２を付勢することが可能な方向性を有し
   て前記抵抗３４に並列接続された第３の逆流阻止
   用ダイオード３５と、 から成るスイツチングレギユレータ。