JPH0112547Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、入出力特性を改善したスイツチン
グレギユレータに関する。

一般に、ビデオテープレコーダ（VTR）やビ
デオカメラ等、携帯用或いは車載用の各種電子機
器では、駆動用電源にバツテリが用いられてい
る。この種の電源は動作モードの切換え等に伴う
負荷の急変によつて、その端子電圧が大きく変動
するおそれがある。このような変動は、電子機器
に安定した動作を行わせる上で障害となるので、
その変動を抑制するためにスイツチングレギユレ
ータが用いられるが、スイツチングレギユレータ
においては、その入出力特性の改善が各種電子機
器の動作を安定化させる上から不可欠である。

そこで、入出力特性の改善を図つたスイツチン
グレギユレータの提供を目的とする。

即ち、この考案のスイツチングレギユレータ
は、スイツチングにより直流入力を交流に変換す
る第１のトランジスタと、前記直流入力が加えら
れて定電圧を発生する定電圧回路と、前記第１の
トランジスタのベースに接続され、前記定電圧回
路からベースに前記定電圧とともにベース電圧が
供給され、前記第１のトランジスタをスイツチン
グさせる第２のトランジスタと、前記第１のトラ
ンジスタで得られた前記交流を前記第２のトラン
ジスタのベースにコンデンサを通して正帰還さ
せ、第２のトランジスタを発振させる帰還回路
と、前記第１のトランジスタを通して得られた前
記交流を直流出力に変換する直流再生回路と、前
記直流出力によつて基準電圧を発生させる定電圧
ダイオードと、コレクタに前記定電圧回路を通し
て動作電流が供給され、エミツタに加えられた前
記基準電圧と、ベースに加えられた前記直流出力
とを比較し、両者の大小関係に応じた電流を前記
第２のトランジスタのベースから引き込み、前記
第２のトランジスタを通じて前記第１のトランジ
スタのベース電流を制御する第３のトランジスタ
とを備えたことを特徴とするものである。

以下、この考案を図面に示した実施例を参照し
て詳細に説明する。

この考案のスイツチングレギユレータにおい
て、前記定電圧回路は、直流入力側に抵抗および
定電圧ダイオードからなる直列回路を接続したも
のである。

第１図は、この考案のスイツチングレギユレー
タの実施例を示す。

入力端子２Ａ，２Ｂの間には、直流入力として
入力電圧V_iが加えられる。この直流入力部には、
入力電圧V_iに含まれるリツプルを吸収するための
コンデンサ４とともに、入力電圧V_iによつて特定
の定電圧を発生する定電圧回路６が設置されてい
る。定電圧回路６には、入力端子２Ａ，２Ｂの間
に直列に接続された抵抗８及び定電圧ダイオード
１０の直列回路が設置されている。

入力端子２Ａと出力端子１２Ａとの間には、第
１のトランジスタとして入力端子２Ａ側をエミツ
タ、出力端子１２Ａ側をコレクタとしたスイツチ
ングトランジスタ１４が接続されている。スイツ
チングトランジスタ１４は、そのスイツチングに
より入力電圧V_iを交流に変換するものであり、ス
イツチングトランジスタ１４を通して得られた交
流電圧は、整流により直流を再生させるために設
置された直流再生回路１６に加えられている。出
力端子１２Ｂと入力端子２Ｂとは共通に基準電位
点（GND）に接続されている。

直流再生回路１６では、スイツチングトランジ
スタ１４にチヨークコイル１８を直列に接続する
とともに、スイツチングトランジスタ１４のコレ
クタと基準電位点との間に、コレクタ側をカソー
ドにしてダイオード２０が接続され、チヨークコ
イル１８の出力側端子と基準電位点との間には平
滑用のコンデンサ２２が接続されている。そし
て、チヨークコイル１８には、一次コイル１８Ｐ
とともに二次コイル１８Ｓが設けられ、これらコ
イル１８Ｐ，１８Ｓの極性は互いに誘導起電力が
逆極性になるように設定されるとともに、出力端
子１２Ａ側の端子は共通化されている。このチヨ
ークコイル１８の二次コイル１８Ｓの一方の端子
は微分用のコンデンサ２４を介してスイツチング
トランジスタ１４のベースに接続され、スイツチ
ングパルスの微分波形がスイツチングトランジス
タ１４のベースに印加されるようになつている。
このスイツチングトランジスタ１４のベース・エ
ミツタ間には、バイアス用の抵抗２６が接続され
ている。

出力端子１２Ａ，１２Ｂの間には、出力電圧
V_pの変動を検出するために、抵抗２８，３０が
直列に接続され、この抵抗２８，３０の接続点に
は、出力電圧V_pのレベル変動を検出する誤差増
幅器を構成し、その誤差検出に基づいてスイツチ
ング動作の制御を行う第３のトランジスタとして
設置された制御用トランジスタ３２のベースが接
続されている。この制御用トランジスタ３２のエ
ミツタと基準電位点との間には、定電圧ダイオー
ド３４がカソードをエミツタ側にして接続され、
この定電圧ダイオード３４と制地用トランジスタ
３２のエミツタとの接続点には、抵抗３６を介し
て直流再生回路１６の出力が印加されている。

制御用トランジスタ３２のコレクタには、スイ
ツチングトランジスタ１４をスイツチング動作さ
せる第２のトランジスタとして設置された駆動用
トランジスタ３８のベースが接続されるととも
に、定電圧回路６の抵抗８と定電圧ダイオード１
０との接続点に抵抗３９を介して接続され、入力
電圧V_iの印加で定電圧回路６から定電流が制御用
トランジスタ３２のコレクタ・エミツタ及び駆動
用トランジスタ３８のベースに供給される。即
ち、制御用トランジスタ３２のコレクタでは、定
電圧回路６を通して動作電流が供給され、エミツ
タに加えられた基準電圧と、ベースに加えられた
直流出力とが比較される。この比較により、両者
の大小関係に応じた電流が駆動用トランジスタ３
８のベースから制御用トランジスタ３２に引き込
まれ、駆動用トランジスタ３８を通じてスイツチ
ングトランジスタ１４のベース電流が制御され
る。

また、駆動用トランジスタ３８のベースには、
コンデンサ４０からなる帰還回路を介してスイツ
チングトランジスタ１４のコレクタが接続され、
スイツチングトランジスタ１４で得られた交流と
してのスイツチングパルスが正帰還される。即
ち、駆動用トランジスタ３８は、スイツチングト
ランジスタ１４のベース・コレクタ及びコンデン
サ４０とともに発振回路を構成し、しかも、その
発振パルスの幅は制御用トランジスタ３２の動作
電流により制御されるようになつているため、ト
ランジスタ３８はトランジスタ３２とパルス幅変
調回路を構成している。

以上の構成において、動作を説明する。

スイツチングトランジスタ１４に駆動電流を流
すための駆動用トランジスタ３８は、そのベース
にコンデンサ４０を介してスイツチングパルスが
正帰還された発振する。この発振動作において、
トランジスタ３８のベース電流は、トランジスタ
３２の動作により制御される。即ち、トランジス
タ３２の動作電流は出力変動に対応しており、出
力変動は、出力電圧V_pを抵抗２８，３０で分圧
してベースに印加される直流出力と、エミツタに
定電圧ダイオード３４で設定される基準電圧との
比較によつて求められる。このため、スイツチン
グトランジスタ１４のベースに印加される制御パ
ルスは、直流出力の変動レベルに応じたパルス幅
変調信号になつている。この結果、スイツチング
トランジスタ１４はスイツチング動作する。

このような制御動作は連続して行われ、入力端
子２Ａ，２Ｂに印加された入力電圧V_iは、スイツ
チングトランジスタ１４を通過してスイツチング
パルスに変換され、直流再生回路１６を経て直流
に変換され、安定化された出力電圧V_pとして出
力端子１２Ａ，１２Ｂから取り出すことができ
る。

そして、このスイツチング動作において、入力
端子２Ａ，２Ｂに印加された直流入力電圧V_iは定
電圧回路６に印加され、抵抗８と定電圧ダイオー
ド１０との接続点から抵抗３９を介して定電流が
制御用トランジスタ３２のコレクタ及び駆動用ト
ランジスタ３８のベースに流れる。即ち、制御用
トランジスタ３２及び駆動用トランジスタ３８の
エミツタは出力側電圧の印加で定電圧化されてお
り、この定電圧の値と定電圧ダイオード１０のカ
ソードに発生する定電圧との関係から抵抗３９を
介して定電流が流れ、この結果、各トランジスタ
３８，３２の動作電流が定電流化される。従つ
て、定電圧ダイオード３４には、入力電圧V_iに対
応した基準電圧が形成されることになる。

このようにして設定された基準電圧にトランジ
スタ３２のベース・エミツタ間電圧を加えた値
と、出力電圧の分圧電圧との大小関係に対応して
トランジスタ３２の動作電流が決定され、出力電
圧が制御されることになる。この結果、スイツチ
ングレギユレータの入出力特性が改善される。

そして、チヨークコイル１８の二次コイル１８
Ｓに誘起するパルス波形は、一次コイル１８Ｐに
印加されるパルス波形とは逆極性となつている。
この波形はコンデンサ２４で微分されてスイツチ
ングトランジスタ１４のベースに印加されるた
め、スイツチングトランジスタ１４のベース電位
は、そのスイツチングにおいて逆バイアスされ、
スイツチング時間の改善が図られる。

また、駆動用トランジスタ３８に流れるスイツ
チングトランジスタ１４の駆動電流は、トランジ
スタ３８のエミツタから直流再生回路１６の出力
側に供給されているため、電流損失の低減が図ら
れ、変換効率が改善されている。

次に、この考案の実験結果を第２図ないし第４
図を参照して詳細に説明する。

第２図に示すスイツチングレギユレータは、前
記実施例との比較のために、定電圧回路６に代え
て抵抗４２を使用したものであり、前記実施例と
同一部分には同一符号が付してある。第３図はこ
の考案に係るスイツチングレギユレータの入出力
特性、第４図は第２図に示したスイツチングレギ
ユレータの入出力特性を示している。第３図及び
第４図において、特性Ａは−20℃、特性Ｂは25
℃、特性Ｃは80℃の雰囲気温度において測定した
ものである。各特性を比較すると、第４図に示す
特性では入力電圧の増加に対応して出力電圧が変
動しているが、第３図に示す特性ではその変動は
極めて少なく、定電圧回路６を付加し、制御用ト
ランジスタ３２、駆動用トランジスタ３８の動作
電流を定電流化したこの考案のスイツチングレギ
ユレータの入出力特性が優れていることが分る。

以上説明したように、この考案によれば、駆動
用トランジスタ及び制御用トランジスタの動作電
流を定電流化したので、入出力特性を改善するこ
とができ、しかも、その入出力特性は温度変化の
影響を受けることなく、安定した直流出力を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のスイツチングレギユレータ
の実施例を示す回路図、第２図は第１図に示した
スイツチングレギユレータとの特性比較のための
スイツチングレギユレータを示す回路図、第３図
は第１図に示したスイツチングレギユレータの入
出力特性を示す説明図、第４図は第２図に示した
スイツチングレギユレータの入出力特性を示す説
明図である。 ６……定電圧回路、８……抵抗、１０……定電
圧ダイオード、１４……スイツチングトランジス
タ（第１のトランジスタ）、１６……直流再生回
路、３２……制御用トランジスタ（第３のトラン
ジスタ）、３４……定電圧ダイオード、３８……
駆動用トランジスタ（第２のトランジスタ）、４
０……コンデンサ（帰還回路）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) スイツチングにより直流入力を交流に変換す
   る第１のトランジスタと、 前記直流入力が加えられて定電圧を発生する
   定電圧回路と、 前記第１のトランジスタのベースに接続さ
   れ、前記定電圧回路からベースに前記定電圧と
   ともにベース電流が供給され、前記第１のトラ
   ンジスタをスイツチングさせる第２のトランジ
   スタと、 前記第１のトランジスタで得られた前記交流
   を前記第２のトランジスタのベースにコンデン
   サを通して正帰還させ、第２のトランジスタを
   発振させる帰還回路と、 前記第１のトランジスタを通して得られた前
   記交流を直流出力に変換する直流再生回路と、 前記直流出力によつて基準電圧を発生させる
   定電圧ダイオードと、 コレクタに前記定電圧回路を通して動作電流
   が供給され、エミツタに加えられた前記基準電
   圧と、ベースに加えられた前記直流出力とを比
   較し、両者の大小関係に応じた電流を前記第２
   のトランジスタのベースから引き込み、前記第
   ２のトランジスタを通じて前記第１のトランジ
   スタのベース電流を制御する第３のトランジス
   タとを備えたことを特徴とするスイツチングレ
   ギユレータ。 (2) 前記定電圧回路は、直流入力側に抵抗及び定
   電圧ダイオードからなる直列回路を接続してな
   る実用新案登録請求の範囲第１項に記載のスイ
   ツチングレギユレータ。