JPH0583930A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH0583930A
JPH0583930A JP26881191A JP26881191A JPH0583930A JP H0583930 A JPH0583930 A JP H0583930A JP 26881191 A JP26881191 A JP 26881191A JP 26881191 A JP26881191 A JP 26881191A JP H0583930 A JPH0583930 A JP H0583930A
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JP
Japan
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power supply
transistor
voltage
supply device
switching
Prior art date
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JP26881191A
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English (en)
Inventor
Takashi Izuka
隆志 井塚
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高周波チヨツパ型のスイッチングレギユレー
タにおいて起動時のスイッチング動作開始直後の2次側
への突入電流の発生を防止する。 【構成】 起動時ソフトスタート回路5によりPWM3
を制御しスイッチングパルスPSWのデューテイ比を徐
々に大きくする。トランジスタQ1がPSWに応じてス
イッチング動作を開始する。環流ダイオードD1、コイ
ルL2、コンデンサC1,C2を経て直流電圧V1が得
られる。トランジスタQ2はオン抵抗がスイッチング動
作開始直後の高抵抗から低抵抗状態に緩やかに制御され
る。従って2次側への起動直後の突入電流を防止するこ
とが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電源装置に関し、特に高
周波チヨツパ型のスイツチングレギユレータ構成のもの
に適用し得る。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば 1.5〔V〕でなる乾電池1
本から集積回路用の電源電圧を得る電源装置として、高
周波昇圧チヨツパ型スイツチングレギユレータ構成のも
のがある。
【0003】すなわち図4に示すように、この電源装置
1においては、乾電池(図示せず)から入力される1次
電圧VINが、チヨークコイルL1を通じて電界効果トラ
ンジスタ(FET)でなるスイツチングトランジスタQ
1のドレインに供給されると共に順方向に接続された還
流ダイオードD1を通じて、コイルL2、コンデンサC
1及びC2でなる平滑用フイルタ2に供給される。
【0004】実際上トランジスタQ1のソースは接地さ
れ、またゲートにはパルス幅変調回路(PWM)3で発
生したスイツチングパルスPSWが入力され、これにより
トランジスタQ1がスイツチングパルスPSWに応じてス
イツチング動作して昇圧チヨツパを構成する。
【0005】この結果平滑用フイルタ2を通じて昇圧後
の平滑電圧V1が出力され、これが容量C3やインピー
ダンスZL でなる2次側負荷4に供給されると共に、必
要に応じて電源電圧VOUT として出力される。
【0006】この電源装置1では平滑電圧V1がPWM
3に帰還されており、これによりPWM3がこの平滑電
圧V1を安定化するようなデユーテイ比でスイツチング
パルスPSWを発生し、このようにして安定化電源を得る
ようになされている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところでかかる構成の
電源装置1においては、起動時トランジスタQ1がスイ
ツチングパルスPSWに応じてスイツチング動作を開始し
た直後、2次側負荷4に非常に大きな突入電流が発生
し、2次側負荷4の容量C3やインピーダンスZLを破
壊してしまうおそれがある。
【0008】この問題を解決するため、この電源装置1
には起動時スイツチングパルスPSWのデユーテイ比を徐
々に大きくするようにPWM3を制御して、いわゆるソ
フトスタートさせるソフトスタート回路5が設けられて
いる。
【0009】このような場合、2次側負荷4として非常
に大きな容量C3が存在したり、起動時に2次側に重負
荷がかかつているときには、ソフトスタートの動作時間
を2次側負荷の条件に合わせて非常に長時間に設定しな
ければならない。
【0010】ところがこのように、ソフトスタートの動
作時間が長時間になると、電源装置1自体の起動が不安
定になつたり、起動が不可能な状態に陥つてしまう問題
がある。特にこの問題は昇圧チヨツパ型スイツチングレ
ギユレータ構成のもので、1次側入力電圧と2次側出力
電圧の差が大きい場合に一段と顕著に発生する。
【0011】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、起動時のスイツチング動作開始直後に2次側への突
入電流の発生を確実に防止し得る電源装置を提案しよう
とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、高周波チヨツパ型のスイツチング
レギユレータでなり1次電圧VINを所定電圧に変換して
2次側負荷4に供給する電源装置10、20において、
変圧後の平滑電圧V1及び2次側負荷4の間に、オン抵
抗がスイツチング動作開始直後の高抵抗状態から低抵抗
状態に緩やかに制御される半導体スイツチ手段Q2、Q
20を設けるようにした。
【0013】
【作用】変圧後の平滑電圧V1及び2次側負荷4の間に
設けた半導体スイツチ手段Q2、Q20のオン抵抗を、
スイツチング動作開始直後の高抵抗状態から低抵抗状態
に緩やかに制御するようにしたことにより、起動時のス
イツチング動作開始直後に2次側への突入電流の発生を
確実に防止し得る。
【0014】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0015】(1)第1実施例 図4との対応部分に同一符号を付して示す図1におい
て、10は全体として本発明による電源装置を示し、平
滑用フイルタ2及び2次側負荷4の間に電界効果トラン
ジスタ(FET)でなる第2のスイツチングトランジス
タQ2が接続されている。
【0016】この第2のトランジスタQ2がオン制御さ
れた状態で、平滑用フイルタ2から出力される平滑電圧
V1がトランジスタQ2のドレインからソースを通じて
2次側負荷4に電源電圧VOUT として出力される。
【0017】またこの第2のトランジスタQ2のゲート
にはゲート電圧制御回路11から入力されるゲート制御
信号が入力されると共に、一端が平滑用フイルタ2のコ
ンデンサC1、C2等と共通に接続されたコンデンサC
4の他端が接続されている。
【0018】以上の構成において、この電源装置10の
場合1次側入力電圧VINを 0.9〔V〕、2次側出力電圧
VOUT0を5〔V〕、スイツチングトランジスタQ1、Q
2のゲート印加電圧を10〔V〕とすると共に、スイツチ
ングパルスPSWの周波数を 100〜 200〔kHZ 〕に選定
する。
【0019】この2次側出力電圧VOUT0は1次側入力電
圧VIN及びスイツチングトランジスタQ1のオンオフ間
隔、すなわちスイツチングパルスPSWのデユーテイ比で
決まり、定常状態では2次側出力電圧VOUT0又は平滑用
フイルタ2から出力される平滑電圧V1をPWM3に帰
還して、スイツチングパルスPSWのデユーテイ比を制御
することにより、2次側出力電圧VOUT0を安定化するよ
うになされている。
【0020】またこの電源装置10でも、図2に示すよ
うに、起動時ソフトスタート回路5の制御によりトラン
ジスタQ1のオン区間が、最小幅から徐々に広がるよう
に、スイツチングパルスPSW(図2(A))のデユーテ
イ比が制御される。
【0021】実際上このように起動時、時点t1のタイ
ミングでトランジスタQ1のスイツチング動作が開始さ
れると平滑用フイルタ2から出力される平滑電圧V1は
ソフトスタート回路5の効果により、図2(B)に示す
ように緩やかに上昇する。
【0022】やがてこの平滑電圧V1が定常電圧付近ま
で達した時点t2で、トランジスタQ2のゲート電圧制
御回路11が動作を開始し、トランジスタQ2のゲート
電圧VG(図2(C))が緩やかに上昇する。
【0023】なおこのトランジスタQ2のゲート電圧V
Gは、ゲート及び平滑用フイルタ2間に接続されたコン
デンサC4によつて、正確なゲート電圧上昇カーブを得
るようになされている。
【0024】またこのトランジスタQ2のオン抵抗は、
ゲート電圧VGの上昇に連れて、初期の高抵抗状態から
低抵抗状態に緩やかに変化し、定常時は完全にオン状態
になる。
【0025】このトランジスタQ2のオン抵抗が所定の
値まで下がる時点t3のタイミングから、2次側出力電
圧VOUT0は図2(D)に示すように緩やかに上昇し、や
がて時点t4のタイミングから定常状態になる。
【0026】このように起動時、2次側出力電圧VOUT0
が緩やかに上昇するため、起動に伴う突入電流は、1次
側電源においても2次側出力電圧VOUT0においても、全
く発生しない。
【0027】このようにしてこの電源装置10の場合、
スイツチングレギユレータ自身が起動する際に発生する
突入電流と、2次側負荷4に電力を供給するために発生
する突入電流を独立的に防止し得ることにより、完全に
突入電流を防止することができる。これにより、特に低
電圧かつ内部抵抗の大きい乾電池等を使用する際に最適
な電源装置10を実現できる。
【0028】以上の構成のよれば、変圧後の平滑電圧V
1及び2次側負荷4の間に設けたトランジスタQ2のオ
ン抵抗を、スイツチング動作開始直後の高抵抗状態から
低抵抗状態に緩やかに制御するようにしたことにより、
起動時のスイツチング動作開始直後に2次側への突入電
流の発生を確実に防止し得る電源装置10を実現でき
る。
【0029】さらに上述の構成によれば、トランジスタ
Q2のゲートに接続するコンデンサC4を外付部品とす
れば、2次側負荷の軽重や2次側容量(C3)の大小に
応じて、コンデンサC4の容量を選定することもでき、
かくして汎用性を格段的に向上し得る電源装置10を実
現できる。
【0030】(2)第2実施例 図1との対応部分に同一符号を付して示す図3におい
て、20は全体として電源装置を示し、電源装置10の
電界効果トランジスタ(FET)Q1、Q2に代え、バ
イポーラトランジスタQ10、Q20が用いられてい
る。
【0031】またこの電源装置20の場合トランジスタ
Q20のベース電圧を必要に応じて放電するようなトラ
ンジスタスイツチQ30が設けられており、電源装置2
0の電源がオフ制御されると、放電信号SHによつてト
ランジスタQ30をオン制御することにより、コンデン
サC10の電荷が放電され、トランジスタQ20のベー
ス電圧が0〔V〕に急速に立ち下がる。
【0032】これにより電源装置20でオンオフ動作を
連続的に繰り返した場合でも、オン動作されたときに
は、トランジスタQ20のオン抵抗を高抵抗に制御で
き、これにより2次側への突入電流の発生を未然に防止
し得る。
【0033】以上の構成によれば、変圧後の平滑電圧V
1及び2次側負荷4の間に設けたトランジスタQ20の
オン抵抗を、スイツチング動作開始直後の高抵抗状態か
ら低抵抗状態に緩やかに制御するようにしたことによ
り、起動時のスイツチング動作開始直後に2次側への突
入電流の発生を確実に防止し得ると共に、放電回路を設
けたことにより、オンオフ動作を連続的に繰り返した場
合にも、スイツチング動作開始直後に2次側への突入電
流の発生を確実に防止し得る電源装置20を実現でき
る。
【0034】(3)他の実施例 (3−1)上述の実施例においては、変圧後の平滑電圧
V1及び2次側負荷4の間に電界効果トランジスタ(F
ET)やバイポーラトランジスタ構成のスイツチングト
ランジスタを設けた場合について述べたが、これに代
え、温度サーミスタや抵抗とサイリスタの並列回路等を
用いるようにしても良い。
【0035】因に、電源装置を連続的にオンオフ制御す
る場合や、突入電流を完全に防止する場合には、上述の
実施例のようにトランジスタスイツチのオン抵抗を連続
的に可変する方が良い。
【0036】(3−2)上述の実施例においては、本発
明の電源装置として、1.5〔V〕の乾電池の電圧を昇圧
して集積回路駆動用の5〔V〕の電源を得る場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、高周波チヨツパ型
のスイツチングレギユレータ構成であれば、降圧型の電
源装置にも広く適用し得る。
【0037】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、変換後の
平滑電圧及び2次側負荷間に設けた半導体スイツチのオ
ン抵抗を、スイツチング動作開始直後の高抵抗状態から
低抵抗状態に緩やかに制御するようにしたことにより、
簡易な構成で起動時のスイツチング動作開始直後に2次
側への突入電流の発生を確実に防止し得る電源装置を実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電源装置の一実施例を示す接続図
である。
【図2】その動作の説明に供する信号波形図である。
【図3】本発明による電源装置の他の実施例を示す接続
図である。
【図4】従来の電源装置を示す接続図である。
【符号の説明】
1、10、20……電源装置、2……平滑フイルタ、3
……PWM、4……2次側負荷、5……ソフトスタート
回路、11……ゲート電圧制御回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高周波チヨツパ型のスイツチングレギユレ
    ータでなり1次電圧を所定電圧に変換して2次側負荷に
    供給する電源装置において、 上記変換後の平滑電圧及び上記2次側負荷の間に、オン
    抵抗がスイツチング動作開始直後の高抵抗状態から低抵
    抗状態に緩やかに制御される半導体スイツチ手段を具え
    ることを特徴とする電源装置。
JP26881191A 1991-09-19 1991-09-19 電源装置 Pending JPH0583930A (ja)

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