JPH0412664A - スイッチングレギュレータ - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はチョッパ型のスイッチング電源回路に関し、特
にスイッチングトランジスタのターンオン・ターンオフ
の速度を向上させることのできるスイッチング電源回路
に関する。

［従来の技術］ 一般に直流電源回路の小型化、高効率化を達成するため
にチョッパ型のスイッチング電源が使用される。

第１１図は従来のチョッパ型スイッチング電源の回路図
である。同図を参照して、スイ・シチング電源は、直流
電圧Ｖｉが入力される入力端子１と、直流電圧Ｖｉをス
イッチングして負荷に伝えるスイッチングトランジスタ
２と、スイッチング制御部３と、スイッチング制御部３
からの信号に応答してスイッチングトランジスタ２をオ
ン／オフさせる駆動用トランジスタ４と、スイッチング
トランジスタ２のベース電流を制限するためのベース抵
抗５と、スイッチングトランジスタ２のベース・エミッ
タ間に蓄積されたキャリアを放出させる放電用抵抗６と
、スイッチングトランジスタ２でスイッチングされた電
圧を平滑化するためのコイル７およびコンデンサ８と、
フライホイールダイオード９と、出力電圧ｖＯをスイッ
チング制御部３に伝えるための分圧抵抗１０および１１
と、出力電圧■０に接続される出力端子１２とを有する
。

次に第１１図、第１２図および第１３図を用いて上記ス
イッチング電源の動作を説明する。第１２図は上記第１
１図の各部の信号の波形図であり、第１３図は上記第１
２図の各部の信号のターンオン、ターンオフ時における
拡大図である。

直流電圧Ｖｉはスイッチングトランジスタ２のエミッタ
に接続され、この状態でスイッチング制御部３からのコ
ントロール信号ａにより駆動トランジスタ４がオン／オ
フし、ベース抵抗５を介してスイッチングトランジスタ
２のベース電流をコントロールしてスイッチングトラン
ジスタ２をオン／オフさせる。スイッチングトランジス
タ２のオン時には、入力電圧Ｖｉはコイル７、コンデン
サ８に供給され、スイッチングトランジスタ２のオフ時
にはコイル７に蓄積されたエネルギがフライホイールダ
イオード９を介して他に供給される。

そして、出力電圧■０を分圧抵抗１０および１１で分圧
し、スイッチング制御部３に帰還をかけてスイッチング
制御部３でコントロール信号ａのデユーティ−サイクル
を変え、出力電圧Ｖｏを一定に保つ。

次にスイッチングトランジスタ２の動作に着目すると、
コントロール信号ａに対するスイッチングトランジスタ
２のベース電流ｂ１コレクタ電流ｃ１コレクタ・エミッ
タ間電圧ｄは第１２図のようになる。さらにスイッチン
グトランジスタ２のオフからオン、オンからオフの過渡
期を拡大した波形は第１３図のようになる。これらの波
形からスイッチングトランジスタ２の損失は以下の式に
示される。

（１）　オン期間の損失をＰｏｎとすると、ここでＴは
スイッチング周期、ＶＣＥ　（ｓ　ａ　ｔ）はスイッチ
ングトランジスタ２のコレクタ飽和電圧、ＩＣＩ、　　
ＩＣ２はスイッチングトランジスタ２のコレクタ電流の
最小値と最大値、ｔＯＮはスイッチングトランジスタ２
の本来のオン期間である。

（２）　オフからオンの過渡期の損失をターンオン損失
Ｐａｒとすると、 ここでｔ「はスイッチングトランジスタ２の立ち上がり
時間である。

（３）　オンからオフの過渡期の損失をターンオフ損失
Ｐ　１ｏｆｔとすると、 ここで、ｔＳはスイッチングトランジスタ２の蓄積時間
、ｔｆはスイッチングトランジスタ２の立下がり時間で
ある。

よって、スイッチングトランジスタ２の全損失ＰＴＲは Ｐ　ＴＲ＝　Ｐ　ＯＮ＋　Ｐ　ｔ＋＋　Ｐ　ｊａｌｔ一
方、スイッチング電源としては、平滑用のコイル７、コ
ンデンサ８をできるだけ小型化するためにスイッチング
周波数を高くする。そのため、上記スイッチングトラン
ジスタの全損失ＰＴＨのうちで特にターンオフ損失Ｐ　
ｔｏｌｆが全損失の大きな割合を占めるようになり、ス
イッチングトランジスタ２のコレクタ損失を増加させ、
さらにスイッチング電源の効率低下という問題が生じる
。このターンオン損失Ｐ　ｔｏｌｆを小さくするには、
ターンオフ時間ｔｌ　＋ｔｆを短くする必要があるが、
このターンオフ時間を短くするための蓄積キャリア放電
抵抗６は、スイッチングトランジスタ２のオン時の無効
電流の増加の関係から次の式を満足する必要がある。

Ｒ２＞＞ＶＢＥ／ＩＢＩ ここで、Ｒ２は放電用抵抗６の抵抗値、ＶＢＥはスイッ
チングトランジスタ２のベース・エミッタ間電圧、ＩＢ
Ｉはスイッチングトランジスタ２のオン時のベース電流
である。この式は、放電用抵抗６はあまり大きな抵抗値
を選択することはできず、ターンオフ時間を短くするこ
とができない。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のスイッチング電源は以上のように構成されている
ので、スイッチングトランジスタのターンオン・ターン
オフ時間を短くすることができず、スイッチングトラン
ジスタの損失を低減させることが困難である。このこと
からスイッチング電源の効率を向上させることやスイッ
チング周波数を高くすることができず、小型化しにくい
という問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、スイ
ッチングトランジスタのターンオン時間、ターンオフ時
間を短縮し、高効率でしかも小型化できるスイッチング
電源回路を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための第１の発明のスイッチング電
源回路は、直流電源からの電圧をスイッチングして負荷
に電源を供給するスイッチングトランジスタと、このス
イッチングトランジスタをオン、オフ駆動するトランジ
スタと、上記スイッチングトランジスタの出力に基づい
て上記駆動トランジスタを制御するスイッチング制御部
とを具備する回路であって、 上記直流電源に接続された第１の抵抗と、上記駆動トラ
ンジスタのコレクタに接続された第２の抵抗と、 上記第１の抵抗と第２の抵抗との間に接続されたコンデ
ンサと、 アノードが上記第１の抵抗に接続され、カソードがスイ
ッチングトランジスタのベース電流制限抵抗を介してス
イッチングトランジスタのベースに接続されたダイオー
ドと、 コレクタがスイッチングトランジスタのエミッタに接続
され、エミッタが上記第２の抵抗とコンデンサとの接続
点に接続され、ベースが駆動トランジスタのコレクタお
よびスイッチングトランジスタのベース抵抗に接続され
、上記スイッチングトランジスタのオン時には開放され
、コンデンサを充電するための経路を形成し、スイッチ
ングトランジスタのオフ時には導通し、スイッチングト
ランジスタの蓄積電荷を放電させるための経路を形成す
る充放電用トランジスタとを含むことを特徴とする。

また第２の発明に係るスイッチング電源回路は、直流電
源からの電圧をスイッチングして負荷に電源を供給する
スイッチングトランジスタと、このスイッチングトラン
ジスタをオン、オフ駆動する駆動トランジスタと、上記
スイッチングトランジスタの出力に基づいて上記駆動ト
ランジスタを制御するスイッチング制御部とを具備する
回路であって、 スイッチングトランジスタのベースに接続される第１の
抵抗と、 駆動トランジスタのコレクタに接続される第２の抵抗と
、 上記第１の抵抗と第２の抵抗との間に一端が接続された
コンデンサと、 上記コンデンサの他端と駆動トランジスタのコレクタと
の間に接続されたダイオードと、ベースが上記駆動トラ
ンジスタに接続され、コレクタがスイッチングトランジ
スタのエミッタに接続されてエミッタが上記コンデンサ
の他端に接続され、スイッチングトランジスタオン時に
は開放され、コンデンサを充電させるための経路を形成
し、スイッチングトランジスタオフ時には導通し、スイ
ッチングトランジスタの蓄積電荷を放電させるための経
路を形成する充放電用トランジスタとを含むことを特徴
とする。

さらに第３の発明に係るスイッチング電源回路は、領域
電源から電圧をスイッチングして負荷に電源を供給する
スイッチングトランジスタと、このスイッチングトラン
ジスタをオン、オフ駆動する駆動トランジスタと、スイ
ッチングトランジスタの出力に基づいて上記駆動トラン
ジスタを制御するスイッチング制御部を具備する回路で
あって、上記スイッチングトランジスタの上部電流を増
幅するための第１のトランジスタと、 この第１のトランジスタのベースに一端が共通接続され
たベース抵抗およびコンデンサと、このコンデンサの他
端と駆動トランジスタのコレクタとの間に接続された充
電電流制限抵抗と、上記コンデンサの一旦にベースが接
続され、上記スイッチングトランジスタのベースエミッ
タ間を導通させるための第２のトランジスタと、上記コ
ンデンサの他端と上記直流電源との間に接続され、上記
第２のトランジスタのバイアスを設定するためのバイア
ス抵抗とを含み、スイッチングトランジスタのオン時に
は上記第１のトランジスタが導通し、この第１のトラン
ジスタとコンデンサとベース電流制限抵抗とでなす充電
経路が形成され、スイッチングトランジスタのオフ時に
は、上記第２のトランジスタが導通し、上記バイアス抵
抗とコンデンサとスイッチングトランジスタとでなす放
電経路が形成されることを特徴とする。

［作用コ 上記第１の発明によれば、駆動トランジスタのオンによ
りスイッチングトランジスタがターンオンするときには
、充放電用トランジスタが開放され、充電経路が形成さ
れる。そして、直流電源からコンデンサに充電電流が流
れる。一方、駆動トランジスタのオフによりスイッチン
グトランジスタがターンオンするときには、コンデンサ
の充電電圧がスイッチングトランジスタのベースおよび
充放電用トランジスタのベースに加わり、充放電用トラ
ンジスタが導通し、スイッチングトランジスタの蓄積キ
ャリア放出経路が形成される。これにより、スイッチン
グを加速し、スイッチングトランジスタのターンオフ時
間を短縮することができる。

また、上記第２の発明によれば、駆動トランジスタのオ
ンによりスイッチングトランジスタがターンオンすると
きには、充放電用トランジスタが開放されて、コンデン
サを充電するための経路が形成される。このコンデンサ
の充電電流がスイッチングトランジスタのベース電流に
重畳されるので、スイッチングトランジスタのターンオ
ン時間を短くすることができる。一方、駆動トランジス
タのオフによりスイッチングトランジスタがターンオフ
するときには、コンデンサ充電電圧がダイオードを通し
て充放電用トランジスタのベースに加えられ、充放電用
トランジスタが導通し、スイッチングトランジスタの蓄
積キャリアの放出経路が形成される。これにより、スイ
ッチングトランジスタのスイッチングを加速し、ターン
オフ時間を短縮することができる。

さらに、第３の発明によれば、駆動トランジスタのオン
によりスイッチングトランジスタがオンするときには、
第１のトランジスタを通してコンデンサが充電される。

このコンデンサの充電電流がスイッチングトランジスタ
のベース電流に重畳されるので、スイッチングトランジ
スタのターンオンを短くすることができる。一方、駆動
トランジスタのオフによりスイッチングトランジスタが
ターンオフするときは、コンデンサの充電電圧が第２の
トランジスタのベースに加わり、第２のトランジスタが
導通し、スイッチングトランジスタのベース・エミッタ
間が導通状態になり、スイッチングトランジスタの蓄積
キャリアを放出するための経路が形成される。これによ
り、スイッチングを加速し、スイッチングトランジスタ
のターンオフ時間を短縮することができる。

［実施例］ 以下、本発明に係るスイッチング電源回路を添付図面に
従って説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の要部を示す回路図であ
り、第２図は第１の実施例の全体を示す回路図である。

図において、上記第１１図で説明した従来例と同一もし
くは相当部分に同一符号を付し、その詳しい説明は省略
する。

この第１の実施例のスイッチング電源回路は、直流電源
Ｖｉに接続された第１の充電用抵抗２２と、駆動トラン
ジスタ４のコレクタに接続された第２の充電用抵抗２３
と、上記第１の充電用抵抗２２と第２の充電用抵抗２３
との間に接続され、スイッチングトランジスタ２のスイ
１ンチングを加速するためのコンデンサ２１と、ベース
が駆動トランジスタ４のコレクタに接続されてコレクタ
がスイッチングトランジスタ２のエミッタに接続され、
エミッタが上記コンデンサ２１の一方端子（−側）に接
続された充放電用トランジスタ２４と、アノードが上記
コンデンサ２１の他方の端（＋側）に接続され、カソー
ドがベース電流制限用抵抗２６を介してスイッチングト
ランジスタ２のベースに接続されたダイオード２５とを
有する。

上記充放電用トランジスタ２４がオフ状態のときは、第
１図中実線の矢印（イ）で示されるように、直流電源Ｖ
ｉから接地電源ＧＮＤとの間にコンデンサ２１が介在さ
れるような経路が形成される。

また、駆動トランジスタ４のオフ時には、第１図中破線
の矢印（ロ）で示されるようにコンデンサ２１の充電電
圧が充放電用トランジスタ２４のベースに加わるように
されており、この充放電用トランジスタ２４の導通によ
りスイッチングトランジスタ２のエミッタとコンデンサ
２１のマイナス側端子とが導通され、スイッチングトラ
ンジスタ２の蓄積キャリア放出経路が形成されるように
なっている。

上記第１の実施例の動作を第１図、第２図、第３図、お
よび第４図を参照して説明する。なお、第３図は第１図
および第２図に示すスイッチング電源回路の各部の信号
波形図であり、ターンオン・ターンオフ時における信号
波形を拡大した図である。

直流電源Ｖｉをスイッチングトランジスタ２がスイッチ
ングし、コイル７、コンデンサ８、フライホイールダイ
オード９で平滑し、出力電圧Ｖ。

を得る。また出力電圧ＶＯを分圧抵抗１０．１１で分圧
し、スイッチング制御部３に帰還され、コントロール信
号ｍ、ｒを発生させ、駆動トランジスタ４を介してスイ
ッチングトランジスタ２のオン・オフデユーティサイク
ルを制御して、出力電圧ＶＯの出力電圧を安定させる。

以上の動作は従来例で説明した動作と同じである。以下
、スイッチングトランジスタ２のオン・オフ動作を中心
に説明する。スイッチング制御部３からのコントロール
信号ｍ、　　ｒにより駆動トランジスタ４がオンになる
と、ベース電流制限抵抗２６および５を通してスイッチ
ングトランジスタ２をオンにするためのベース電流ＩＢ
Ｉ（第３図のｎ、第４図のＳ）を流す。このとき、充放
電用トランジスタ２４はオフであり、直流電流ｖｉ１第
１の充電用抵抗２２、コンデンサ２１、第２の充電用抵
抗２３、駆動トランジスタ４、ＧＮＤからなる充電経路
が形成される。この充電経路によりコンデンサ２１は充
電される。そして充放電用トランジスタ２４のベース・
エミッタ間にはコンデンサ２１の充電電流により発生す
る第２の充電用抵抗２３の両端電圧が逆バイアスとなっ
て加わる。

また、コンデンサ２１の充電完了後は、無バイアスとな
り、駆動トランジスタ４がオンの間、充放電用トランジ
スタ２４はオフとなっている。ダイオード２５は、コン
デンサ２１の充電途中までは逆バイアスがかかり、充電
の後半から徐々に順バイアスに移行し、最終的、すなわ
ちコンデンサ２１の充電完了後のダイオード２５の順方
向電流ＩＤ２は下式のようになり、条件的にスイッチン
グトランジスタ２のベース電流ＩＤＩに対して無視でき
る。

Ｔ−ｐｚ＝（Ｖｓｔ１＋Ｒ７４ｅｉ−Ｖｐｚ７１／Ｒ５
ここで、Ｒ５は第１充電抵抗２２の抵抗値、Ｒ７はベー
ス電流制限抵抗２６の抵抗値、ＶＢＨはスイッチングト
ランジスタ２のベース・エミッタ間電圧、ＶＤ２はダイ
オード２５の順方向電圧である。上記Ｒ５はコンデンサ
２１の充電時定数に関係し、Ｒ７は放電時定数に関係す
る。そして、以上の関係からＲ５とＲ７の比をＲ５＞１
０・Ｒ７に設定する。

次に、スイッチング制御部３からのコントロール信号ｍ
、　　ｒにより駆動トランジスタ４がオフになると、コ
ンデンサ２１に充電されている電圧の＋側がダイオード
２５、ベース電流制限抵抗２６を介してスイッチングト
ランジスタ２のベースに伝達される。同時に、上記コン
デンサ２１の＋側電位は、ダイオード２５、ベース電流
制限抵抗５を介して充放電用トランジスタ２４のベース
に伝達され、第２の充電用抵抗２３を含めたバイアス回
路となり、充放電用トランジスタ２４をオンにし、スイ
ッチングトランジスタ２のエミッタとコンデンサ２１の
マイナス側を短絡することになる。

したがって、コンデンサ２１の充電電圧がスイッチング
トランジスタ２０ベース・エミッタ間に逆バイアスとし
て加わることになり、ターンオフ時にコンデンサ２１の
＋側、ダイオード２５、ベース電流制限抵抗２６、スイ
ッチングトランジスタ２のベース、エミッタ、充放電用
トランジスタ２４のコレクタ、エミッタ、コンデンサ２
１の一側の経路でスイッチングトランジスタ２の蓄積キ
ャリアを放出させるようにベース電流ＩＢ２（第３図の
のｎ、第４図のＳ）を流す。なお、ここでベース電流制
限抵抗２６は上記スイッチングトランジスタのベース電
流ＩＢ２の電流制限抵抗になっている。

上記第１の実施例によれば、スイッチングトランジスタ
２のオン時にコンデンサ２１を充電し、ターンオフ時に
は、コンデンサ２１の充電電圧がダイオード２５および
充放電用トランジスタ２４に加わり、スイッチングトラ
ンジスタ２のベース・エミッタ間に逆バイアスとして加
わり、スイッチングトランジスタの蓄積キャリアを急速
に放出し、ターンオフ時間のスピードアップを図ること
ができるので、スイッチング時における損失の軽減、ス
イッチング電源の効率の向上が図れる。

第５図は、本発明の第２の実施例の要部を示す回路図で
あり、第６図は、第２の実施例の全体を示す回路図であ
る。図において、上記第１１図で説明した従来例と同一
もしくは相当部分に同一符号を付し、その詳しい説明は
省略する。

この第２の実施例のスイッチング電源回路は、スイッチ
ングトランジスタ２のベースに接続された第１の抵抗２
７と、駆動トランジスタ４のコレクタに接続された第２
の抵抗５と、上記第１の抵抗２７および第２の抵抗５に
一方の端子（＋側）が接続され、他方の端子（−側）が
ダイオード２８を介して、駆動トランジスタ４のコレク
タに接続されたコンデンサ２１と、上記ダイオード２８
のアノードにエミッタが接続され、ベースがカソードに
接続され、コレクタが上記スイッチングトランジスタ２
のエミッタに接続された充放電用トランジスタ２４とを
有する。上記充放電用トランジスタ２４がオフ状態のと
きは、第５図中実線の矢印（イ）で示されるように、ス
イッチングトランジスタ２のベースと接地電源ＧＮＤと
の間にコンデンサ２１が介在されるような経路が形成さ
れる。駆動トランジスタ４のオフ時には、第５図中破線
の矢印（ロ）で示されるように、コンデンサ２１の充電
電圧がスイッチングトランジスタ２のベースおよび充放
電用トランジスタ２４のベースに加わるようにされてお
り、この充放電用トランジスタ２４の導通により、スイ
ッチングトランジスタ２のエミッタとコンデンサ２１の
マイナス側が導通され、スイッチングトランジスタ２の
蓄積キャリア放出経路が形成されるようになっている。

次に、第２の実施例の動作を第５図、第６図、第７図、
および第８図を参照して説明する。なお、第７図は第５
図および第６図に示すスイッチング電源回路の各部の信
号波形図であり、第８図はターンオン・ターンオフ時に
おける信号波形を拡大した図である。このスイッチング
電源回路の基本的動作は従来例および前述の第１の実施
例と同様であり、相違する点は、ターンオン・ターンオ
フ時における動作であるため、このターンオン・ターン
オフにおける動作を中心に説明する。

スイッチング制御部３からのコントロール信号ｍ、ｒに
より駆動トランジスタ４がオンになると、第１の抵抗２
７、第２の抵抗５を介してスイッチングトランジスタ２
をオンにするベース電流ＩＢＩ（第７図のｎ、第８図の
Ｓ）を流す。この時、充放電用トランジスタ２４はオフ
であり、スイッチングトランジスタ２のベース、第１の
抵抗２７、コンデンサ２１、ダイオード２８、駆動トラ
ンジスタ４、ＧＮＤ、からなる充電経路が形成される。

この充電経路によりコンデンサ２１は充電される。

そして、スイッチングトランジスタ２がオフからオンに
なる直後の過渡期には、コンデンサ２１の充電電流は、
第７図のＡに示されるように、上記ベース電流ＩＢＩに
加算されて流れることになり、スイッチングトランジス
タ２のターンオン時間のスピードアップに寄与する。ま
た、コンデンサ２１の充電の間、充放電用トランジスタ
２４のベース・エミッタ間にかかる逆バイアス電圧を小
さくするために、ダイオード２８が入っており、充放電
用トランジスタ２４のベース・エミッタ間逆バイアスは
、ダイオード２８の順方向電圧効果の０゜６Ｖ前後に押
さえられ、充放電用トランジスタ２４のベース・エミッ
タ耐圧（ＶＥＩ）Ｑ）より十分に小さくなる。なお、ス
イッチングトランジスタ２がオンするときは、次のよう
な関係が必要である。

Ｒ１＋Ｒ５＝　（Ｖ　ｉ　−ＶＢＥＩ　）／ＩＢＩただ
し、Ｒ１は第２の抵抗２７の抵抗値、Ｒ５は第１の抵抗
５の抵抗値、ＶＢＢＩはスイッチングトランジスタ２の
飽和時のベース・エミッタ間電圧、ＩＢＥＩはスイッチ
ングトランジスタ２に流すコレクタ電流に対してコレク
タ・エミッタ間飽和電圧を十分小さくするために必要な
ベース電流である。

次に、スイッチング制御部３からのコントロール信号ｍ
、　　ｒにより駆動トランジスタ４がオフになると、コ
ンデンサ２１に充電されていた電圧の＋側が第１の抵抗
２７を介してスイッチングトランジスタ２のベースに加
わるとともに、第２の抵抗５を介して充放電用トランジ
スタ２４のベースに加わる。これにより、充放電用トラ
ンジスタ２４がオンになる。そして、コンデンサ２１の
一側はスイッチングトランジスタ２のエミッタに接続さ
れ、コンデンサ２１の充電電圧がスイッチングトランジ
スタ２のベース・エミッタ間に逆バイアスとなって加わ
り、スイッチングトランジスタ２の蓄積キャリ、アの放
出を加速する形でベース電流ＩＢ２（第４図のＳ）とし
て電流を流し、スイッチングトランジスタ２のターンオ
フ時間を短くする。

なお、第１の抵抗２７は上記ベース電流ＩＢ２の電流制
限抵抗になっている。

上記第２の実施例によれば、スイッチングトランジスタ
のターンオン時にコンデンサの充電電流を流し、ターン
オンのスピードアップを図ることができる。また、ター
ンオフ時におけるスピードアップに関しては前述の第１
の実施例と同様の効果がある。

第９図は本発明の第３の実施例の要部を示す回路図であ
り、第１０図は第３の実施例の全体を示す回路図である
。図において、上記第１１図で説明した従来例と同一も
しくは相当部分に同一符号を付し、その詳しい説明は省
略する。

この第１の実施例のスイッチング電源回路は、スイッチ
ングトランジスタ２のベースにエミッタが接続され、コ
レクタがベース電流制限抵抗５を介してＧＮＤに接続さ
れた第１のトランジスタ３０と、第１のトランジスタ３
０のベースにベースが接続され、コレクタがスイッチン
グトランジスタ２のエミッタに接続され、エミッタがス
イッチング２のベースに接続された第２のトランジスタ
３１と、上記第１のトランジスタ３０のベース抵抗３２
に並列接続されたコンデンサ２１と、直流電源Ｖｉに接
続され第１のトランジスタのバイアス電圧を設定するた
めのバイアス抵抗３３と、スイッチングトランジスタ２
のターンオフ時に駆動トランジスタ４に流れる過電流を
制限する過電流制限抵抗３４とを有する。上記第１のト
ランジスタ３０がオンであり、第２のトランジスタ３１
がオフのときは、第９図中実線の矢印（イ）で示される
ように、第１のトランジスタのベースと接地電源ＧＮＤ
との間にコンデンサ２１が介在されるような経路が形成
される。また、駆動トランジスタ４のオフ時には、第９
図中破線の矢印（ロ）で示されるようにコンデンサ２１
の充電電圧およびバイアス電圧が第２のトランジスタの
ベースに加わるようにされており、この第２のトランジ
スタ３１の導通によりスイッチングトランジスタ２のエ
ミッタ・ベース間が短絡され、スイッチングトランジス
タ２の蓄積キャリア放出経路が形成されるようになって
いる。

上記第３の実施例の動作を説明する。この実施例の波形
は前述の第２の実施例と同様であり、第７図および第８
図に示した波形図を用いる。なお、基本的動作において
は従来例で説明した動作と同じである。ここではスイッ
チングトランジスタ２のオン／オフ動作を中心に説明す
る。

スイッチング制御部３からのコントロール信号ｍ、ｒに
より駆動トランジスタ４がオンすると、ベース電流制限
抵抗３２、過電流制限抵抗３４を介して第１のトランジ
スタ３０がオンにされ、スイッチングトランジスタ２を
オンするためのベース電流ＩＢＩ（第７図のｎ１第８図
のＳ）を流す。

第２のトランジスタ３１はオフ状態であり、充電経路（
イ）が形成されており、コンデンサ２１はスイッチング
トランジスタのベース・第１のトランジスタ３０、過電
流制限抵抗３４を介して充電される。このときコンデン
サ２１の充電電流は、スイッチングトランジスタ２のオ
フからオンの過渡期に第１のトランジスタ３０を介して
第７図のＡに示されるような形で上記ベース電流ＩＢＩ
に加算されて流れることになり、スイッチングトランジ
スタ２のターンオン時間のスピードアップに寄与する。

また、コンデンサ２１の充電電流は、駆動トランジスタ
４のコレクタ電流として流れるために、駆動トランジス
タ４の最大定格以上の過電流が流れて駆動トランジスタ
４を破壊する恐れがあるので、過電流制限抵抗３４を設
ける必要がある。

次に、スイッチング制御部３からのコントロール信号ｍ
、ｒにより駆動トランジスタ４がオフすると、コンデン
サ２１に充電されていた電圧によりバイアス抵抗３３を
介して第２のトランジスタ３１にバイアス電圧が加わり
、第２のトランジスタ３１がオンする。これによりスイ
ッチングトランジスタ２のベース・エミッタ間が短絡さ
れ、スイッチングトランジスタ２のベース・エミッタ間
に蓄積されたキャリアを放出するための経路が形成され
る。したがって、スイッチングトランジスタ２のベース
にはベース電流ＩＢ２（第８図のＳ）が流れ、スイッチ
ングトランジスタ２のターンオフ時間を短縮する。

上記第３の実施例によれば、スイッチングトランジスタ
２のターンオン時に、コンデンサ２１に充電電流を流し
て、ターンオン時間のスピードアップを図り、ターンオ
フ時には、コンデンサの充電電圧が第１のトランジスタ
３１に印加され、スイッチングトランジスタのエミッタ
ベース間を短絡し、スイッチングトランジスタの蓄積キ
ャリアを急速に放出するため、ターンオフ時間のスピー
ドアップを図ることができる。これにより、スイッチン
グトランジスタの損失の軽減およびスイッチング電源の
効率が図られ、また過電流制限抵抗３４によりトランジ
スタの破壊防止の効果も得られる。

［効果］ 以上の本発明によれば、スイッチングトランジスタのタ
ーンオン時には、充電経路が形成され、ターンオフ時に
は、コンデンサに充電された充電電圧によりスイッチン
グトランジスタの蓄積キャリアが放出されるので、スイ
ッチングトランジスタのスイッチングを加速することが
できる。したがって、高効率かつ小型のスイッチング電
源が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の要部を示す回路図、第
２図は、第１の実施例の全体を示す回路図、第３図は第
１図および第２図に示すスイッチング電源回路の各部の
信号波形図、第４図はターンオン・ターンオフ時におけ
る信号波形を拡大した図、第５図は本発明の第２の実施
例の要部を示す回路図、第６図は上記第２の実施例の全
体を示す回路図、第７図は第５図および第６図に示すス
イッチング電源回路の各部の信号波形図、第８図はター
ンオン・ターンオフ時における信号波形を拡大した図、
第９図は本発明の第３の実施例の要部を示す回路図、第
１０図は上記第３の実施例の全体を示す回路図、第１１
図は従来のスイッチング電源回路の回路図、第１２図は
従来のスイッチング電源回路の各部の信号波形図、第１
３図は上記第１２図の信号波形のターンオン・ターンオ
フ時における拡大図である。 図において、１は入力端子、２はスイッチングトランジ
スタ、３はスイッチング制御部、４は駆動トランジスタ
、２１はコンデンサ、２２は第１の充電用抵抗、２３は
第２の充電用抵抗、２４は充放電用トランジスタ、２５
はダイオード、２６はベース電流制限抵抗、３０は第１
のトランジスタ、３１は第２のトランジスタ、３３はバ
イアス抵抗、３４は過電流制限抵抗である。 第 図 第 図 第 図 第 図 コブ「 τ■了 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源からの電圧をスイッチングして負荷に電
   源を供給するスイッチングトランジスタと、このスイッ
   チングトランジスタをオン、オフ駆動するトランジスタ
   と、上記スイッチングトランジスタの出力に基づいて上
   記駆動トランジスタを制御するスイッチング制御部とを
   具備するスイッチング電源回路において、 上記直流電源に接続された第１の抵抗と、 上記駆動トランジスタのコレクタに接続された第２の抵
   抗と、 上記第１の抵抗と第２の抵抗との間に接続されたコンデ
   ンサと、 アノードが上記第１の抵抗に接続され、カソードがスイ
   ッチングトランジスタのベース電流制限抵抗を介してス
   イッチングトランジスタのベースに接続されたダイオー
   ドと、 コレクタがスイッチングトランジスタのエミッタに接続
   され、エミッタが上記第２の抵抗とコンデンサとの接続
   点に接続され、ベースが駆動トランジスタのコレクタお
   よびスイッチングトランジスタのベース抵抗に接続され
   、上記スイッチングトランジスタのオン時には開放され
   、コンデンサを充電するための経路を形成し、スイッチ
   ングトランジスタのオフ時には導通し、スイッチングト
   ランジスタの蓄積電荷を放電させるための経路を形成す
   る充放電用トランジスタとを含むことを特徴とするスイ
   ッチング電源回路。
2. （２）直流電源からの電圧をスイッチングして負荷に電
   源を供給するスイッチングトランジスタと、このスイッ
   チングトランジスタをオン、オフ駆動する駆動トランジ
   スタと、上記スイッチングトランジスタの出力に基づい
   て上記駆動トランジスタを制御するスイッチング制御部
   とを具備するスイッチング電源回路において、 スイッチングトランジスタのベースに接続される第１の
   抵抗と、 駆動トランジスタのコレクタに接続される第２の抵抗と
   、 上記第１の抵抗と第２の抵抗との間に一端が接続された
   コンデンサと、 上記コンデンサの他端と駆動トランジスタのコレクタと
   の間に接続されたダイオードと、 ベースが上記駆動トランジスタに接続され、コレクタが
   スイッチングトランジスタのエミッタに接続されてエミ
   ッタが上記コンデンサの他端に接続され、スイッチング
   トランジスタオン時には開放され、コンデンサを充電さ
   せるための経路を形成し、スイッチングトランジスタオ
   フ時には導通し、スイッチングトランジスタの蓄積電荷
   を放電させるための経路を形成する充放電用トランジス
   タとを含むことを特徴とするスイッチング電源回路。
3. （３）直流電源から電圧をスイッチングして負荷に電源
   を供給するスイッチングトランジスタと、このスイッチ
   ングトランジスタをオン、オフ駆動する駆動トランジス
   タと、スイッチングトランジスタの出力に基づいて上記
   駆動トランジスタを制御するスイッチング制御部を具備
   するスイッチング電源回路において 上記スイッチングトランジスタの上部電流を増幅するた
   めの第１のトランジスタと、 この第１のトランジスタのベースに一端が共通接続され
   たベース抵抗およびコンデンサと、このコンデンサの他
   端と駆動トランジスタのコレクタとの間に接続された充
   電電流制限抵抗と、上記コンデンサの一旦にベースが接
   続され、上記スイッチングトランジスタのベースエミッ
   タ間を導通させるための第２のトランジスタと、上記コ
   ンデンサの他端と上記直流電源との間に接続され、上記
   第２のトランジスタのバイアスを設定するためのバイア
   ス抵抗とを含み、 スイッチングトランジスタのオン時には上記第１のトラ
   ンジスタが導通し、この第１のトランジスタとコンデン
   サとベース電流制限抵抗とでなす充電経路が形成され、
   スイッチングトランジスタのオフ時には、上記第２のト
   ランジスタが導通し、上記バイアス抵抗とコンデンサと
   スイッチングトランジスタとでなす放電経路が形成され
   ることを特徴とするスイッチング電源回路。