JPH08322247A - スタンバイ動作するスイッチング電源 - Google Patents
スタンバイ動作するスイッチング電源Info
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- JPH08322247A JPH08322247A JP8126094A JP12609496A JPH08322247A JP H08322247 A JPH08322247 A JP H08322247A JP 8126094 A JP8126094 A JP 8126094A JP 12609496 A JP12609496 A JP 12609496A JP H08322247 A JPH08322247 A JP H08322247A
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Abstract
実現するための回路を提供することであり、この回路は
いずれの形式のスイッチング回路に対しても適用するこ
とのできるようにする。 【解決手段】 トランス(Tr)の巻線(W3)が2つ
の整流回路(D1,D2)の入力側に異なる極性で接続
されており、当該整流回路(D1,D2)の出力電圧は
和がスイッチング回路(7)の制御端子に印加される。
Description
よりスタンバイ動作するスイッチング電源であって、1
次巻線を備えたトランスと、該1次巻線に直列に接続さ
れたスイッチングトランジスタと、該スイッチングトラ
ンジスタを制御する集積スイッチング回路と、トランス
巻線により制御され、制御電圧を形成する整流器とを有
する形式のスイッチング電源に関する。
レコーダ用のこの種のスイッチング電源は、例えば通常
動作時に80から120Wのオーダーの電力を伝送し、
約40から100kHzのスイッチング周波数で動作す
る。スタンバイ動作には、このスイッチング電源により
0.5から5Wのオーダーの非常に低い電力が伝送され
る。この種の小電力の際に安定した動作を保証するため
に、動作周波数、すなわちスイッチングトランジスタが
オン・オフする周波数は6kHzのオーダーの値に低減
される。しかしこのような低い動作周波数は可聴領域内
にあり、したがって耳に聞こえるノイズ信号を引き起こ
す。
をいわゆるバーストモードで駆動することが公知であ
る。このバーストモードでは例えば、50から100H
zの周期の間にスイッチングトランジスタが40から1
00kHzでスイッチングされ、残りの大部分の期間の
間はオフ状態となる。スイッチング電源から伝送される
電力は、エネルギー伝送がほとんどの時間で中断される
ことによって格段に低減される。
イッチングトランジスタの制御に特別の回路手段を必要
とする。一方、スイッチングトランジスタを直接、集積
回路を用いて制御すること公知である。この集積回路は
出力側にスイッチングトランジスタに対するスイッチン
グ電圧を送出する。この種の公知で安価な回路はそのま
までは前記のバーストモードで動作することはできな
い。バーストモードのためには付加的な回路が必要であ
る。
ッチング電源に対するバーストモードを実現するための
回路を提供することであり、この回路はいずれの形式の
スイッチング回路に対しても適用することのできるよう
にするものである。
り、トランスの巻線が2つの整流回路の入力側に異なる
極性で接続され、この整流回路の出力電圧の和がスイッ
チング回路の制御端子に印加されるように構成して解決
される。
利には異なる時定数を有する。
の大きく異なるパルスが通常動作とスタンバイ動作とで
有利には、バーストモードに対する制御電圧の形成に利
用される。本発明はいくつかの利点を有する。
用することができる。なぜなら、本発明の回路は自動的
にトランスにおけるそれぞれのパルス形状およびパルス
振幅に適合するからである。回路の高い安定性が達成さ
れ、その際に可聴領域での信号の形成が回避される。本
発明の回路は実質的に、すべての形式の集積スイッチン
グ回路に対して、スイッチング回路を変形することなく
適用することができる。回路技術的コストは小さく、実
施例では抵抗、コンデンサおよびダイオードの形の5つ
の付加的構成部材が必要なだけである。本発明の回路は
シビアな調整を必要としない。
介して相互に接続されており、出力側の一方はダイオー
ドを介してスイッチング回路の制御入力側と接続されて
いる。整流回路の1つとして有利には、すでに備わって
いる整流回路を、形成される動作電圧の安定化のための
制御電圧形成に使用する。この解決手段により、わずか
な付加的構成部材しか必要としない。
と、出力電圧の安定化のための制御電圧はスイッチング
回路の同じ制御入力側に印加される。負電圧に対する整
流回路の時定数は有利には、正電圧に対する整流回路の
時定数よりもはるかに小さい。
ードでスイッチングトランジスタの最大スイッチオン時
間を制限する回路が設けられている。ここで有利には、
2つの整流回路の出力電圧の和がトランジスタのベース
に印加され、このトランジスタのエミッタは第1のコン
デンサを介してアースされ、第2のコンデンサを介して
スイッチング回路の別の制御端子と接続される。スイッ
チング回路のこの別の制御端子は有利には別の抵抗を介
して電源整流器の出力側と接続される。
点に図2、図3の電圧Ua,Ub,Ucが発生するかを
示す。
1,充電コンデンサ3、1次巻線W1と2次巻線W2を
有する分離トランスTr、動作電圧U2を形成するため
の整流器G2、スイッチングトランジスタT1およびス
イッチングトランジスタT1に対してスイッチング電圧
6を送出する集積スイッチング回路7が示されている。
巻線W3はダイオードD1およびコンデンサC1を有す
る整流回路の入力側に接続されている。この整流回路は
出力側aに電圧を送出する。この電圧は接続点cにおけ
るパルスの正成分によって定められ、R1×C1の時定
数が十分に高いのでほぼ一定である。接続点aの電圧は
制御回路8を介してスイッチング回路7の制御入力側1
に供給され、形成される動作電圧U2の安定化に作用す
る。この整流回路の時定数は約10msである。別のピ
ン2は回路7の別の制御入力側であり、抵抗6を介して
電源整流器G1の出力側と接続され、さらにコンデンサ
C4を介してアースに接続されている。ここまで説明し
た回路は公知である。
びコンデンサC2を有する第2の整流回路に接続され
る。この整流回路は接続点bに負の直流電圧を形成す
る。この負の直流電圧の値は接続点cにおけるパルスの
負の成分の振幅に比例する。整流回路の2つの出力側a
とbを相互に接続する抵抗R3は、接続点bにおいて2
つの整流回路の出力電圧の和が得られるようにする。こ
の出力側はダイオードD3を介して同じようにスイッチ
ング回路7の制御入力側1と接続されている。この第2
の整流回路の時定数は約1msまたはそれ以下である。
cでの電圧Ua,Ub,Ucを示す。ここで電圧は異な
るゼロラインおよび縮尺で示されている。電圧のゼロラ
インはそれぞれ括弧で示してある。接続点aにはほぼ一
定の直流電圧Uaが発生する。この電圧には、D2によ
り形成された負の電圧が重畳される。これにより接続点
bには約−14Vの電圧Ubが発生する。この負の電圧
によってダイオードD3は阻止状態に留まる。接続点b
の電圧はスイッチング回路7の制御入力側1には何の影
響も及ぼさない。入力側1は安定化のための制御電圧U
rを受け取るだけである。
ではスタンバイ動作に対する電圧を示している。スタン
バイ動作では、スイッチング電源から伝送される電力が
大きく低減される。すなわち、接続点cに負の電圧が発
生する間の時間、すなわちT1の導通時間の間、格段に
低減される。このことによってD2により形成される負
の電圧も格段に小さくなる。接続点aにおいてD1によ
り形成される正の電圧はこのような変化はしない。2つ
の電圧UaとUbの加算によって接続点bにはもはや図
2のような負電圧は発生せず、正の電圧が発生する。こ
の正の電圧UbはダイオードD3を導通制御し、スイッ
チング回路7の制御入力側1に達する。その結果、スイ
ッチング回路7は過励振されて遮断され、トランジスタ
T1に対するスイッチング電圧6をもはや送出しなくな
る。スイッチング動作は中断され、その結果接続点cに
はパルス電圧がもはや発生しなくなる。これは図3の時
点t2からt3の状態である。接続点cからダイオード
D2へは信号が導通せず、時定数R1×C1は比較的大
きいから、制御入力側1が大きく過励振されるようなヒ
ステリシスが発生する。
いから、コンデンサC12は放電し、電圧Uaが降下す
る。この正の電圧Uaが所定の値を下回るときダイオー
ドD3は再び遮断する。次にスイッチング回路7は再び
動作を開始し、再びスイッチング電圧6を形成する。ス
イッチング電圧6が存在し、スイッチング動作が行われ
る時間は図3にt1からt2により示されている。接続
点cにパルス電圧Ucが再び存在するから、コンデンサ
C1は、時点t2で電圧Ubが再び大きくなってダイオ
ードD3が再び導通し、スイッチング回路7とスイッチ
ング電圧6を遮断するまで再び充電される。
の通常スイッチング動作の間、トランスのパルス電圧か
ら2つの整流回路によって電圧が形成され、この電圧が
所定の時間の後、すなわちバーストモードのオン時間の
終了時にスイッチング回路ひいてはスイッチングトラン
ジスタに対するスイッチング電圧を遮断する。スイッチ
ング回路の遮断とスイッチング電圧6の停止を以てバー
ストモードのオフ時間が開始する。このオフ時間の間、
2つの整流回路には電圧が供給されない。2つの整流回
路の充電コンデンサの放電によって、これら整流回路の
和電圧が次のように変化する。すなわち、スイッチング
回路がオフ時間の終了時に再びスイッチオンされ、スイ
ッチングトランジスタのスイッチング動作が再び開始す
るように変化する。
zであり、したがって可聴領域より上にある。バースト
周波数はしたがって期間t1〜t3に相当する。このバ
ースト周波数は実質的にコンデンサC1により定めら
れ、約50Hzである。
される。この分圧器の中点dはトランジスタT2のベー
スに接続されている。このトランジスタのエミッタはコ
ンデンサC3を介してアースされ、コンデンサC4を介
してスイッチング回路7の制御端子2、並びに抵抗R6
を介して電源整流器G1の出力側と接続されている。こ
の付加的回路は、スイッチングトランジスタT1の最大
スイッチオン時間をバーストモードのオン時間の間、制
限するための用いられ、次のように動作する。
の開始時に、すなわちバーストモードのオン時間の開始
時に小さくなり、スイッチング回路7が最大スイッチオ
ン時間に移行するように動作する。この最大スイッチオ
ン時間は抵抗R6とコンデンサC4との時定数によって
定められる。ここでスイッチングトランジスタT1を流
れる大きな電流は4Aまで上昇することができ、再び5
0Hzの可聴障害の問題を引き起こす。この欠点を除去
するために、図示の回路R4,R5,T2,C3,C
4,R6が用いられる。通常動作の間、トランジスタT
2は導通する。すなわち飽和状態にある。なぜならベー
スがコンデンサC2からの電圧Ubにより負にバイアス
されているからである。したがってコンデンサC4がア
ースと接続され、その値はドレイン区間に対する電流シ
ミュレーションの時定数を定める。スタンバイ動作では
トランジスタT2のベースは抵抗R5を介して正の安定
化直流電圧に接続されている。したがってトランジスタ
T2は遮断される。スイッチング回路7のピン2に接続
されたキャパシタンスはコンデンサC4とC3の直列回
路により定められる。これらのコンデンサは約0.89
nFである。この時定数は通常動作の間よりも格段に小
さく、その結果スイッチングトランジスタT1の最大ス
イッチオン時間は所望のようにわずか約3μsとなり、
このトランジスタの最大コレクタ電流は約1.8Aであ
る。
路はスイッチング回路7に集積することができる。図1
で使用されるスイッチング回路が形式TDA4605の
場合、集積スイッチング回路のすでに存在する入力側、
例えばピン8=ゼロクロスディテクタをこのために使用
することができる。
路図である。
ある。
Claims (11)
- 【請求項1】 バーストモードによりスタンバイ動作す
るスイッチング電源であって、1次巻線を備えたトラン
ス(Tr)と、該1次巻線に直列に接続されたスイッチ
ングトランジスタ(T1)と、該スイッチングトランジ
スタを制御する集積スイッチング回路(7)と、トラン
ス巻線(W3)により制御され、制御電圧(Ur)を形
成する整流器(D1)とを有する形式のスイッチング電
源において、 トランス(Tr)の巻線(W3)が2つの整流回路(D
1,D2)の入力側に異なる極性で接続されており、 当該整流回路(D1,D2)の出力電圧は和がスイッチン
グ回路(7)の制御端子に印加される、ことを特徴とす
る、スタンバイ動作するスイッチング電源。 - 【請求項2】 2つの整流回路は異なる大きさの時定数
を有する、請求項1記載のスイッチング電源。 - 【請求項3】 2つの整流回路の出力側は抵抗(R3)
を介して相互に接続されており、 一方の出力側(b)はダイオード(D3)を介してスイ
ッチング回路(7)の制御入力側と接続されている、請
求項1記載のスイッチング電源部。 - 【請求項4】 整流回路の1つとして、すでに備わって
いる整流回路(D1)が、形成される動作電圧(U2)
の安定化のための制御電圧(Ur)を形成するために使
用される、請求項1記載のスイッチング電源部。 - 【請求項5】 出力電圧の和および制御電圧(Ur)は
スイッチング回路(7)の同じ制御入力側に印加され
る、請求項4記載のスイッチング電源部。 - 【請求項6】 負電圧に対する整流回路(D2)の時定
数は、正電圧に対する整流回路(D1)の時定数よりも
小さい、請求項2記載のスイッチング電源部。 - 【請求項7】 2つの時定数はそれぞれ約1msと約1
0msである、請求項6記載のスイッチング電源部。 - 【請求項8】 バーストモードでスイッチングトランジ
スタ(T1)の最大スイッチオン時間を制限する回路が
設けられている、請求項1記載のスイッチング電源部。 - 【請求項9】 出力電圧の和がトランジスタ(T2)の
ベースに印加され、 該トランジスタはエミッタは第1のコンデンサ(C3)
を介してアースされ、第2のコンデンサ(C4)を介し
てスイッチング回路(7)の別の制御端子(2)と接続
されている、請求項8記載のスイッチング電源部。 - 【請求項10】 スイッチング回路(7)の第2の制御
端子(2)は抵抗(R6)を介して電源整流器(G1)
の出力側と接続されている、請求項9記載のスイッチン
グ電源。 - 【請求項11】 前記回路は集積スイッチング回路
(7)に集積されている、請求項1記載のスイッチング
電源部。
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