JPH1014236A - 自励式スイッチング電源装置 - Google Patents
自励式スイッチング電源装置Info
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- JPH1014236A JPH1014236A JP17573496A JP17573496A JPH1014236A JP H1014236 A JPH1014236 A JP H1014236A JP 17573496 A JP17573496 A JP 17573496A JP 17573496 A JP17573496 A JP 17573496A JP H1014236 A JPH1014236 A JP H1014236A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路内において発生する無用な損失の発生を
抑制し、変換効率の高い自励式スイッチング電源装置を
提供する。 【解決手段】 第2スイッチングトランジスタQ2のコ
レクタと第1スイッチングトランジスタQ1のベースの
接続点と入力端子1の間に接続された、バイアス供給用
のインピーダンス素子としての抵抗R1に対し、第2ス
イッチングトランジスタQ2とは逆の接合型の補助スイ
ッチとしてのトランジスタQ3を接続する。トランジス
タQ3のベースは抵抗R5を介してアース(低電位側の
入力端子)に接続し、さらにそのベースはコンデンサC
5を介して第1スイッチングトランジスタQ1とトラン
スTの1次巻線N1の接続点に接続する。
抑制し、変換効率の高い自励式スイッチング電源装置を
提供する。 【解決手段】 第2スイッチングトランジスタQ2のコ
レクタと第1スイッチングトランジスタQ1のベースの
接続点と入力端子1の間に接続された、バイアス供給用
のインピーダンス素子としての抵抗R1に対し、第2ス
イッチングトランジスタQ2とは逆の接合型の補助スイ
ッチとしてのトランジスタQ3を接続する。トランジス
タQ3のベースは抵抗R5を介してアース(低電位側の
入力端子)に接続し、さらにそのベースはコンデンサC
5を介して第1スイッチングトランジスタQ1とトラン
スTの1次巻線N1の接続点に接続する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自励発振方式のス
イッチング電源装置において、その変換効率を向上させ
るための技術に関する。
イッチング電源装置において、その変換効率を向上させ
るための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】スイッチング電源の駆動方式には、大別
すると自励発振方式と他励発振方式があり、前者の自励
発振方式は比較的小容量の電源装置に適用される。この
自励発振方式(以下、自励式という)のスイッチング電
源装置としては、その回路が図3に示すように構成され
たものが存在する。図3において、1、2は高電位側の
入力端子及び出力端子を示し、低電位側の入力端子及び
出力端子は、共にアースに接続されることからアースと
同一とみなし、図示は省略してある。なおここでは、ア
ースは必ずしも接地されたものではなく、回路の基準電
位点を示すものとする。
すると自励発振方式と他励発振方式があり、前者の自励
発振方式は比較的小容量の電源装置に適用される。この
自励発振方式(以下、自励式という)のスイッチング電
源装置としては、その回路が図3に示すように構成され
たものが存在する。図3において、1、2は高電位側の
入力端子及び出力端子を示し、低電位側の入力端子及び
出力端子は、共にアースに接続されることからアースと
同一とみなし、図示は省略してある。なおここでは、ア
ースは必ずしも接地されたものではなく、回路の基準電
位点を示すものとする。
【0003】入力端子1とアースとの間にはトランスT
の1次巻線N1と第1スイッチングトランジスタQ1が
直列に接続され、トランスTの2次巻線N2は、一端が
整流ダイオードD1を介して出力端子2に接続され、他
端がアースに接続されている。入力端子1とアースとの
間にはフィルタ用のコンデンサC1が接続され、出力端
子2とアースとの間には平滑コンデンサC2が接続さ
れ、この第1スイッチングトランジスタQ1、トランス
T、整流ダイオードD1、平滑コンデンサC3により、
一般的な電源装置の回路を構成している。この回路に
は、さらに自励発振のために以下の構成要素が接続され
ている。
の1次巻線N1と第1スイッチングトランジスタQ1が
直列に接続され、トランスTの2次巻線N2は、一端が
整流ダイオードD1を介して出力端子2に接続され、他
端がアースに接続されている。入力端子1とアースとの
間にはフィルタ用のコンデンサC1が接続され、出力端
子2とアースとの間には平滑コンデンサC2が接続さ
れ、この第1スイッチングトランジスタQ1、トランス
T、整流ダイオードD1、平滑コンデンサC3により、
一般的な電源装置の回路を構成している。この回路に
は、さらに自励発振のために以下の構成要素が接続され
ている。
【0004】入力端子1とアースとの間に抵抗R1と第
2スイッチングトランジスタQ2が直列に接続される。
第2スイッチングトランジスタQ2のコレクタは第1ス
イッチングトランジスタQ1のベースに接続され、ベー
スは第1スイッチングトランジスタQ1のコレクタに抵
抗R2とコンデンサC3の直列回路を介して接続されて
いる。第2スイッチングトランジスタQ2のベースと第
1スイッチングトランジスタQ1のベースとの間には抵
抗R3と抵抗R4が直列に接続され、抵抗R3と抵抗R
4の接続点はアースと出力端子2に、それぞれコンデン
サC4、ダイオードD2と定電圧ダイオードDZ1の直
列回路を介して接続されている。以上のような構成とし
た回路の自励発振動作の概略は以下のようであった。
2スイッチングトランジスタQ2が直列に接続される。
第2スイッチングトランジスタQ2のコレクタは第1ス
イッチングトランジスタQ1のベースに接続され、ベー
スは第1スイッチングトランジスタQ1のコレクタに抵
抗R2とコンデンサC3の直列回路を介して接続されて
いる。第2スイッチングトランジスタQ2のベースと第
1スイッチングトランジスタQ1のベースとの間には抵
抗R3と抵抗R4が直列に接続され、抵抗R3と抵抗R
4の接続点はアースと出力端子2に、それぞれコンデン
サC4、ダイオードD2と定電圧ダイオードDZ1の直
列回路を介して接続されている。以上のような構成とし
た回路の自励発振動作の概略は以下のようであった。
【0005】入力端子1に入力電圧が印加されると、入
力端子1より抵抗R1を介して第1スイッチングトラン
ジスタQ1のベースに電流が流入し、第1スイッチング
トランジスタQ1は順方向バイアスを受けてオン状態と
なる。この時、第2スイッチングトランジスタQ2のベ
ース、エミッタ間はターンオンするのに必要な順方向バ
イアスを受けられずオフ状態となる。この第1スイッチ
ングトランジスタQ1がオン状態となることでトランス
Tの1次巻線N1には直線的に増加する電流が流れ始
め、同時にコンデンサC3には抵抗R2側を高電位とす
る充電が行われる。
力端子1より抵抗R1を介して第1スイッチングトラン
ジスタQ1のベースに電流が流入し、第1スイッチング
トランジスタQ1は順方向バイアスを受けてオン状態と
なる。この時、第2スイッチングトランジスタQ2のベ
ース、エミッタ間はターンオンするのに必要な順方向バ
イアスを受けられずオフ状態となる。この第1スイッチ
ングトランジスタQ1がオン状態となることでトランス
Tの1次巻線N1には直線的に増加する電流が流れ始
め、同時にコンデンサC3には抵抗R2側を高電位とす
る充電が行われる。
【0006】ここで、第1スイッチングトランジスタQ
1のコレクタ電流の上限値(以下、コレクタ飽和電流と
いう)は、その時にベースを流れる電流の値によって変
化し、図3の構成の回路においては抵抗R1によってほ
ぼ一定に設定されている。1次巻線N1に流れる電流の
値が第1スイッチングトランジスタQ1のコレクタ飽和
電流に達すると、1次巻線N1に流れる電流は一定とな
り、その一瞬には1次巻線N1の端子間に電位差がなく
なる。この時、コンデンサC3は放電を開始して第2ス
イッチングトランジスタQ2にベース電流を供給し、第
2スイッチングトランジスタQ2を導通させる。すると
第1スイッチングトランジスタQ1のベース電流が減少
し、第1スイッチングトランジスタQ1はそのコレクタ
電流の流量を小さく抑えるため、トランスTの各巻線に
はフライバック電圧が発生する。
1のコレクタ電流の上限値(以下、コレクタ飽和電流と
いう)は、その時にベースを流れる電流の値によって変
化し、図3の構成の回路においては抵抗R1によってほ
ぼ一定に設定されている。1次巻線N1に流れる電流の
値が第1スイッチングトランジスタQ1のコレクタ飽和
電流に達すると、1次巻線N1に流れる電流は一定とな
り、その一瞬には1次巻線N1の端子間に電位差がなく
なる。この時、コンデンサC3は放電を開始して第2ス
イッチングトランジスタQ2にベース電流を供給し、第
2スイッチングトランジスタQ2を導通させる。すると
第1スイッチングトランジスタQ1のベース電流が減少
し、第1スイッチングトランジスタQ1はそのコレクタ
電流の流量を小さく抑えるため、トランスTの各巻線に
はフライバック電圧が発生する。
【0007】この1次巻線N1に発生したフライバック
電圧はコンデンサC3と抵抗R2を介して第2スイッチ
ングトランジスタQ2のベースに印加され、第2スイッ
チングトランジスタQ2をオン状態へと導く。第2スイ
ッチングトランジスタQ2がオン状態となることで第1
スイッチングトランジスタQ1のベース電位が低下し、
順方向バイアス状態が解除されて第1スイッチングトラ
ンジスタQ1はオフ状態となる。第2スイッチングトラ
ンジスタQ2がオン状態にある間、第2スイッチングト
ランジスタQ2のベースには1次巻線N1、コンデンサ
C3及び抵抗R2を介して電流が流れ、コンデンサC3
には1次巻線N1と第1スイッチングトランジスタQ1
の接続点(以下、接続点(a)とする)側を高電位とす
る充電が行われる。
電圧はコンデンサC3と抵抗R2を介して第2スイッチ
ングトランジスタQ2のベースに印加され、第2スイッ
チングトランジスタQ2をオン状態へと導く。第2スイ
ッチングトランジスタQ2がオン状態となることで第1
スイッチングトランジスタQ1のベース電位が低下し、
順方向バイアス状態が解除されて第1スイッチングトラ
ンジスタQ1はオフ状態となる。第2スイッチングトラ
ンジスタQ2がオン状態にある間、第2スイッチングト
ランジスタQ2のベースには1次巻線N1、コンデンサ
C3及び抵抗R2を介して電流が流れ、コンデンサC3
には1次巻線N1と第1スイッチングトランジスタQ1
の接続点(以下、接続点(a)とする)側を高電位とす
る充電が行われる。
【0008】このコンデンサC3の充電が進行すると第
2スイッチングトランジスタQ2のベース電流は減少
し、やがて第2スイッチングトランジスタQ2はオフ状
態へと移行する。第2スイッチングトランジスタQ2が
オフ状態となることにより第1スイッチングトランジス
タQ1のベースには抵抗R1を介して再び電流が流入
し、第1スイッチングトランジスタQ1はオン状態へと
移行する。以上のような動作を繰り返して自励発振動作
が行われる。なお、ダイオードD2と定電圧ダイオード
DZ1の直列回路は、出力電圧に応じた信号を抵抗R3
を介して第2スイッチングトランジスタQ2のベースに
印加し、第2スイッチングトランジスタQ2のオンデュ
ーティを変化させる。その結果、第1スイッチングトラ
ンジスタQ1のオンデューティが変化し、出力電圧を一
定に保つように作用する。
2スイッチングトランジスタQ2のベース電流は減少
し、やがて第2スイッチングトランジスタQ2はオフ状
態へと移行する。第2スイッチングトランジスタQ2が
オフ状態となることにより第1スイッチングトランジス
タQ1のベースには抵抗R1を介して再び電流が流入
し、第1スイッチングトランジスタQ1はオン状態へと
移行する。以上のような動作を繰り返して自励発振動作
が行われる。なお、ダイオードD2と定電圧ダイオード
DZ1の直列回路は、出力電圧に応じた信号を抵抗R3
を介して第2スイッチングトランジスタQ2のベースに
印加し、第2スイッチングトランジスタQ2のオンデュ
ーティを変化させる。その結果、第1スイッチングトラ
ンジスタQ1のオンデューティが変化し、出力電圧を一
定に保つように作用する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図3に示す回路におい
て、抵抗R1を通過する電流は、第1スイッチングトラ
ンジスタQ1がオン状態、第2スイッチングトランジス
タQ2がオフ状態である時には、第1スイッチングトラ
ンジスタQ1をオン状態とするのに寄与している。しか
し、第1スイッチングトランジスタQ1がオフ状態、第
2スイッチングトランジスタQ2がオン状態である場
合、抵抗R1を通過する電流は第2スイッチングトラン
ジスタQ2のコレクタに流入して何事にも寄与していな
い。抵抗素子に電流が流れれば損失が発生するため、図
3に示す回路では第1スイッチングトランジスタQ1が
オフ状態、第2スイッチングトランジスタQ2がオン状
態である期間において抵抗R1に無用な損失を発生させ
る。このことは回路内に発生する損失を増大させ、電源
装置の変換効率を低下させる一因となっていた。従って
本発明は、回路内において発生する無用な損失の発生を
抑制することにより高い変換効率が得られる、自励式ス
イッチング電源装置を提供することを目的とする。
て、抵抗R1を通過する電流は、第1スイッチングトラ
ンジスタQ1がオン状態、第2スイッチングトランジス
タQ2がオフ状態である時には、第1スイッチングトラ
ンジスタQ1をオン状態とするのに寄与している。しか
し、第1スイッチングトランジスタQ1がオフ状態、第
2スイッチングトランジスタQ2がオン状態である場
合、抵抗R1を通過する電流は第2スイッチングトラン
ジスタQ2のコレクタに流入して何事にも寄与していな
い。抵抗素子に電流が流れれば損失が発生するため、図
3に示す回路では第1スイッチングトランジスタQ1が
オフ状態、第2スイッチングトランジスタQ2がオン状
態である期間において抵抗R1に無用な損失を発生させ
る。このことは回路内に発生する損失を増大させ、電源
装置の変換効率を低下させる一因となっていた。従って
本発明は、回路内において発生する無用な損失の発生を
抑制することにより高い変換効率が得られる、自励式ス
イッチング電源装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、相補的な動作
をする第1と第2のスイッチングトランジスタを具備
し、第1のスイッチングトランジスタによって電流を断
続して第1のスイッチングトランジスタに直列接続した
インダクタンス部品を介して出力電圧を得るように構成
した、自励発振方式のスイッチング電源装置において、
第1のスイッチングトランジスタの制御端子と第2のス
イッチングトランジスタの主電流路の接続点と電源装置
の入力端子との間に接続され、第2のスイッチングトラ
ンジスタがオフ状態の時には第1のスイッチングトラン
ジスタに順方向バイアスを与えるための電流路を形成
し、第2のスイッチングトランジスタがオン状態の時に
は該第2のスイッチングトランジスタに電流を流す電流
路を形成するインピーダンス素子に対し、該第2のスイ
ッチングトランジスタとは相補的に動作する補助スイッ
チを直列に接続したことを特徴とする。
をする第1と第2のスイッチングトランジスタを具備
し、第1のスイッチングトランジスタによって電流を断
続して第1のスイッチングトランジスタに直列接続した
インダクタンス部品を介して出力電圧を得るように構成
した、自励発振方式のスイッチング電源装置において、
第1のスイッチングトランジスタの制御端子と第2のス
イッチングトランジスタの主電流路の接続点と電源装置
の入力端子との間に接続され、第2のスイッチングトラ
ンジスタがオフ状態の時には第1のスイッチングトラン
ジスタに順方向バイアスを与えるための電流路を形成
し、第2のスイッチングトランジスタがオン状態の時に
は該第2のスイッチングトランジスタに電流を流す電流
路を形成するインピーダンス素子に対し、該第2のスイ
ッチングトランジスタとは相補的に動作する補助スイッ
チを直列に接続したことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】第1のスイッチングトランジスタ
の他に第2のスイッチングトランジスタを設け、第2の
スイッチングトランジスタのベースと第1スイッチング
トランジスタのコレクタの間に抵抗とコンデンサの直列
回路を接続し、第2のスイッチングトランジスタのコレ
クタと第1のスイッチングトランジスタのベースを接続
することにより、第1のスイッチングトランジスタと第
2のスイッチングトランジスタが相補的な動作を行うよ
うにする。第1のスイッチングトランジスタのベースと
電源装置の入力端子との間に、第2のスイッチングトラ
ンジスタとは相補的な動作をする補助スイッチとバイア
ス用のインピーダンス素子の直列回路を接続する。ここ
で補助スイッチの一例としては、そのベースがコンデン
サを介して第1のスイッチングトランジスタとインダク
タンス部品の接続点に接続され、さらにそのべースがベ
ース電流を設定するための抵抗を介して入力端子あるい
は基準電位点に接続されたトランジスタによって構成す
る。
の他に第2のスイッチングトランジスタを設け、第2の
スイッチングトランジスタのベースと第1スイッチング
トランジスタのコレクタの間に抵抗とコンデンサの直列
回路を接続し、第2のスイッチングトランジスタのコレ
クタと第1のスイッチングトランジスタのベースを接続
することにより、第1のスイッチングトランジスタと第
2のスイッチングトランジスタが相補的な動作を行うよ
うにする。第1のスイッチングトランジスタのベースと
電源装置の入力端子との間に、第2のスイッチングトラ
ンジスタとは相補的な動作をする補助スイッチとバイア
ス用のインピーダンス素子の直列回路を接続する。ここ
で補助スイッチの一例としては、そのベースがコンデン
サを介して第1のスイッチングトランジスタとインダク
タンス部品の接続点に接続され、さらにそのべースがベ
ース電流を設定するための抵抗を介して入力端子あるい
は基準電位点に接続されたトランジスタによって構成す
る。
【0012】
【実施例】無用な損失の発生を抑制することを可能とし
た、本発明による自励式スイッチング電源装置の実施例
の回路図を図1に示した。なお図3の回路で示した構成
要素と同じ機能を有する図1中の構成要素に対しては、
同一の符号を付与してある。図1において、電源回路の
主要部を構成するトランスT、NPN型トランジスタに
よる第1スイッチングトランジスタQ1、整流ダイオー
ドD1及び平滑コンデンサC2は図3と同一の構成であ
り、説明は省略する。これに対して自励発振を行うため
の回路構成は以下のようになっている。
た、本発明による自励式スイッチング電源装置の実施例
の回路図を図1に示した。なお図3の回路で示した構成
要素と同じ機能を有する図1中の構成要素に対しては、
同一の符号を付与してある。図1において、電源回路の
主要部を構成するトランスT、NPN型トランジスタに
よる第1スイッチングトランジスタQ1、整流ダイオー
ドD1及び平滑コンデンサC2は図3と同一の構成であ
り、説明は省略する。これに対して自励発振を行うため
の回路構成は以下のようになっている。
【0013】すなわち、第1スイッチングトランジスタ
Q1と同じNPN型トランジスタによる第2スイッチン
グトランジスタQ2を設け、第2スイッチングトランジ
スタQ2のコレクタは第1スイッチングトランジスタQ
1のベースに接続し、エミッタはアースに接続し、ベー
スは抵抗R2とコンデンサC3を介して第1スイッチン
グトランジスタQ1のコレクタに接続する。第2スイッ
チングトランジスタQ2のベースと第1スイッチングト
ランジスタQ1のベースとの間には抵抗R3と抵抗R4
を直列に接続し、抵抗R3と抵抗R4の接続点はアース
と出力端子2に、それぞれコンデンサC4、ダイオード
D2と定電圧ダイオードDZ1の直列回路を介して接続
する。第2スイッチングトランジスタQ2のコレクタと
第1スイッチングトランジスタQ1のベースの接続点
は、抵抗R1と補助スイッチとしてのトランジスタQ3
を介して入力端子1に接続する。PNP型トランジスタ
によるトランジスタQ3のベースは抵抗R5を介してア
ースに接続し、さらにそのベースをコンデンサC5を介
して1次巻線N1と第1スイッチングトランジスタQ1
の接続点(接続点(a))に接続する。
Q1と同じNPN型トランジスタによる第2スイッチン
グトランジスタQ2を設け、第2スイッチングトランジ
スタQ2のコレクタは第1スイッチングトランジスタQ
1のベースに接続し、エミッタはアースに接続し、ベー
スは抵抗R2とコンデンサC3を介して第1スイッチン
グトランジスタQ1のコレクタに接続する。第2スイッ
チングトランジスタQ2のベースと第1スイッチングト
ランジスタQ1のベースとの間には抵抗R3と抵抗R4
を直列に接続し、抵抗R3と抵抗R4の接続点はアース
と出力端子2に、それぞれコンデンサC4、ダイオード
D2と定電圧ダイオードDZ1の直列回路を介して接続
する。第2スイッチングトランジスタQ2のコレクタと
第1スイッチングトランジスタQ1のベースの接続点
は、抵抗R1と補助スイッチとしてのトランジスタQ3
を介して入力端子1に接続する。PNP型トランジスタ
によるトランジスタQ3のベースは抵抗R5を介してア
ースに接続し、さらにそのベースをコンデンサC5を介
して1次巻線N1と第1スイッチングトランジスタQ1
の接続点(接続点(a))に接続する。
【0014】このような構成とした図1の回路の自励発
振動作は以下のようになる。入力端子1に入力電圧が印
加されると、抵抗R5によってベース電流の電流路が形
成されているトランジスタQ3は順方向バイアスを受け
てオン状態となる。すると第1スイッチングトランジス
タQ1のベースにはトランジスタQ3、抵抗R1を介し
て電流が流入し、第1スイッチングトランジスタQ1は
順方向バイアスを受けてオン状態となる。この時、第2
スイッチングトランジスタQ2のベース、エミッタ間は
ターンオンするのに必要な順方向バイアスを受けられず
オフ状態となる。この第1スイッチングトランジスタQ
1がオン状態となることでトランスTの1次巻線N1に
は直線的に増加する電流が流れ始め、同時にコンデンサ
C3には抵抗R2側を高電位とする充電が行われる。
振動作は以下のようになる。入力端子1に入力電圧が印
加されると、抵抗R5によってベース電流の電流路が形
成されているトランジスタQ3は順方向バイアスを受け
てオン状態となる。すると第1スイッチングトランジス
タQ1のベースにはトランジスタQ3、抵抗R1を介し
て電流が流入し、第1スイッチングトランジスタQ1は
順方向バイアスを受けてオン状態となる。この時、第2
スイッチングトランジスタQ2のベース、エミッタ間は
ターンオンするのに必要な順方向バイアスを受けられず
オフ状態となる。この第1スイッチングトランジスタQ
1がオン状態となることでトランスTの1次巻線N1に
は直線的に増加する電流が流れ始め、同時にコンデンサ
C3には抵抗R2側を高電位とする充電が行われる。
【0015】ここで、第1スイッチングトランジスタQ
1のコレクタ飽和電流は、その時にベースを流れる電流
の大きさによって決定され、図1の回路ではトランジス
タQ3がオン状態の時には抵抗R1によってほぼ一定に
設定される。1次巻線N1に流れる電流の値が第1スイ
ッチングトランジスタQ1のコレクタ飽和電流に達する
と、1次巻線N1に流れる電流は一定となり、その一瞬
には1次巻線N1の端子間に電位差がなくなる。この
時、コンデンサC3は放電を開始して第2スイッチング
トランジスタQ2にベース電流を供給し、第2スイッチ
ングトランジスタQ2を導通させる。すると第1スイッ
チングトランジスタQ1のベース電流が減少し、そのコ
レクタ電流が低下するため、トランスTの各巻線にはフ
ライバック電圧が発生する。
1のコレクタ飽和電流は、その時にベースを流れる電流
の大きさによって決定され、図1の回路ではトランジス
タQ3がオン状態の時には抵抗R1によってほぼ一定に
設定される。1次巻線N1に流れる電流の値が第1スイ
ッチングトランジスタQ1のコレクタ飽和電流に達する
と、1次巻線N1に流れる電流は一定となり、その一瞬
には1次巻線N1の端子間に電位差がなくなる。この
時、コンデンサC3は放電を開始して第2スイッチング
トランジスタQ2にベース電流を供給し、第2スイッチ
ングトランジスタQ2を導通させる。すると第1スイッ
チングトランジスタQ1のベース電流が減少し、そのコ
レクタ電流が低下するため、トランスTの各巻線にはフ
ライバック電圧が発生する。
【0016】この1次巻線N1に発生したフライバック
電圧はコンデンサC3と抵抗R2を介して第2スイッチ
ングトランジスタQ2のベースに印加され、第2スイッ
チングトランジスタQ2をオン状態へと導く。また同時
に、このフライバック電圧はコンデンサC5を介してト
ランジスタQ3のベースにも印加され、トランジスタQ
3をオフ状態へと導く。第2スイッチングトランジスタ
Q2がオン状態、トランジスタQ3がオフ状態となるこ
とで、第1スイッチングトランジスタQ1のベース電位
が低下し、また同時に第1スイッチングトランジスタQ
1のベース電流が遮断されるため、第1スイッチングト
ランジスタQ1はオフ状態となる。第2スイッチングト
ランジスタQ2がオン状態にある間、第2スイッチング
トランジスタQ2のベースには1次巻線N1、コンデン
サC3及び抵抗R2を介して電流が流れ、コンデンサC
3には接続点(a)側を高電位とする充電が行われる。
電圧はコンデンサC3と抵抗R2を介して第2スイッチ
ングトランジスタQ2のベースに印加され、第2スイッ
チングトランジスタQ2をオン状態へと導く。また同時
に、このフライバック電圧はコンデンサC5を介してト
ランジスタQ3のベースにも印加され、トランジスタQ
3をオフ状態へと導く。第2スイッチングトランジスタ
Q2がオン状態、トランジスタQ3がオフ状態となるこ
とで、第1スイッチングトランジスタQ1のベース電位
が低下し、また同時に第1スイッチングトランジスタQ
1のベース電流が遮断されるため、第1スイッチングト
ランジスタQ1はオフ状態となる。第2スイッチングト
ランジスタQ2がオン状態にある間、第2スイッチング
トランジスタQ2のベースには1次巻線N1、コンデン
サC3及び抵抗R2を介して電流が流れ、コンデンサC
3には接続点(a)側を高電位とする充電が行われる。
【0017】トランスTの1次巻線N1に発生したフラ
イバック電圧の低下とコンデンサC3、コンデンサC5
の充電の進行とにより、第2スイッチングトランジスタ
Q2のベース電流の減少、トランジスタQ3の逆バイア
スの低下が起こり、やがて第2スイッチングトランジス
タQ2はオフ状態、トランジスタQ3はオン状態へと移
行する。第2スイッチングトランジスタQ2がオフ状
態、トランジスタQ3がオン状態となることにより、第
1スイッチングトランジスタQ1のベースにはトランジ
スタQ3と抵抗R1を介して再び電流が流入し、第1ス
イッチングトランジスタQ1はオン状態へと移行する。
このような動作過程を繰り返して自励発振が行われる。
イバック電圧の低下とコンデンサC3、コンデンサC5
の充電の進行とにより、第2スイッチングトランジスタ
Q2のベース電流の減少、トランジスタQ3の逆バイア
スの低下が起こり、やがて第2スイッチングトランジス
タQ2はオフ状態、トランジスタQ3はオン状態へと移
行する。第2スイッチングトランジスタQ2がオフ状
態、トランジスタQ3がオン状態となることにより、第
1スイッチングトランジスタQ1のベースにはトランジ
スタQ3と抵抗R1を介して再び電流が流入し、第1ス
イッチングトランジスタQ1はオン状態へと移行する。
このような動作過程を繰り返して自励発振が行われる。
【0018】以上の動作説明から分かるように、第2の
スイッチングトランジスタQ2とトランジスタQ3は、
接続点(a)の電圧の変化に応じて相補的に動作をす
る。そのためトランジスタQ3は、第2スイッチングト
ランジスタQ2がオフ状態の時には第1スイッチングト
ランジスタQ1にベース電流を供給するために抵抗R1
に電流を供給するが、第2スイッチングトランジスタQ
2がオン状態のときには抵抗R1に電流を供給しない。
従って、従来の回路において第2スイッチングトランジ
スタQ2がオン状態の時に抵抗R1に発生していた無用
の損失が、図1に示す回路では低減されることになる。
なお、本発明は自励発振方式のスイッチング電源装置に
広く適用することができ、図1に示す絶縁型の電源装置
のみではなく非絶縁型の電源装置にも適用できる。
スイッチングトランジスタQ2とトランジスタQ3は、
接続点(a)の電圧の変化に応じて相補的に動作をす
る。そのためトランジスタQ3は、第2スイッチングト
ランジスタQ2がオフ状態の時には第1スイッチングト
ランジスタQ1にベース電流を供給するために抵抗R1
に電流を供給するが、第2スイッチングトランジスタQ
2がオン状態のときには抵抗R1に電流を供給しない。
従って、従来の回路において第2スイッチングトランジ
スタQ2がオン状態の時に抵抗R1に発生していた無用
の損失が、図1に示す回路では低減されることになる。
なお、本発明は自励発振方式のスイッチング電源装置に
広く適用することができ、図1に示す絶縁型の電源装置
のみではなく非絶縁型の電源装置にも適用できる。
【0019】非絶縁型のスイッチング電源装置に対して
本発明を適用した、第2の実施例の回路を図2に示し
た。図2において、1は高電位側の入力端子を示し、3
は逆極性の電位側の出力端子を示し、基準電位側の入
力、出力端子は共にアースに接続されることからアース
と同一とみなし、図示は省略してある。入力端子1とア
ースとの間に直列接続されたPNP型トランジスタによ
る第1スイッチングトランジスタQ1とチョークコイル
L1、第1スイッチングトランジスタQ1とチョークコ
イルL1の接続点(b)と出力端子3との間に接続され
た整流ダイオードD1、そして出力端子3とアースとの
間に接続された平滑コンデンサC2によって、一般に極
性反転型コンバータとして知られる電源回路が構成され
ている。
本発明を適用した、第2の実施例の回路を図2に示し
た。図2において、1は高電位側の入力端子を示し、3
は逆極性の電位側の出力端子を示し、基準電位側の入
力、出力端子は共にアースに接続されることからアース
と同一とみなし、図示は省略してある。入力端子1とア
ースとの間に直列接続されたPNP型トランジスタによ
る第1スイッチングトランジスタQ1とチョークコイル
L1、第1スイッチングトランジスタQ1とチョークコ
イルL1の接続点(b)と出力端子3との間に接続され
た整流ダイオードD1、そして出力端子3とアースとの
間に接続された平滑コンデンサC2によって、一般に極
性反転型コンバータとして知られる電源回路が構成され
ている。
【0020】そして、第1スイッチングトランジスタQ
1のエミッタにそのエミッタを接続し、第1スイッチン
グトランジスタQ1のベースにそのコレクタを接続し
た、PNP型トランジスタによる第2スイッチングトラ
ンジスタQ2を設ける。第2スイッチングトランジスタ
Q2のベースと第1スイッチングトランジスタQ1のコ
レクタの間に抵抗R2とコンデンサC3の直列回路を接
続し、第2スイッチングトランジスタQ2のベースと第
1スイッチングトランジスタQ1のベースの間に抵抗R
3を接続する。第2スイッチングトランジスタQ2のコ
レクタと第1スイッチングトランジスタQ1のベースの
接続点とアースとの間に、抵抗R1と制御用トランジス
タQ4を直列に接続し、制御用トランジスタQ4のベー
スをコンデンサC6を介して接続点(b)に接続する。
入力端子1と出力端子3との間に抵抗R5と定電圧ダイ
オードDZ2の直列回路を接続し、抵抗R5と定電圧ダ
イオードDZ2の接続点を制御用トランジスタQ4のベ
ースに接続する。
1のエミッタにそのエミッタを接続し、第1スイッチン
グトランジスタQ1のベースにそのコレクタを接続し
た、PNP型トランジスタによる第2スイッチングトラ
ンジスタQ2を設ける。第2スイッチングトランジスタ
Q2のベースと第1スイッチングトランジスタQ1のコ
レクタの間に抵抗R2とコンデンサC3の直列回路を接
続し、第2スイッチングトランジスタQ2のベースと第
1スイッチングトランジスタQ1のベースの間に抵抗R
3を接続する。第2スイッチングトランジスタQ2のコ
レクタと第1スイッチングトランジスタQ1のベースの
接続点とアースとの間に、抵抗R1と制御用トランジス
タQ4を直列に接続し、制御用トランジスタQ4のベー
スをコンデンサC6を介して接続点(b)に接続する。
入力端子1と出力端子3との間に抵抗R5と定電圧ダイ
オードDZ2の直列回路を接続し、抵抗R5と定電圧ダ
イオードDZ2の接続点を制御用トランジスタQ4のベ
ースに接続する。
【0021】このような構成とした図2の回路の自励発
振動作の動作過程は、基本的には図1の回路と同じにな
る。ただし、図2における制御用トランジスタQ4は、
本来は出力電圧の定電圧制御を行うために第1スイッチ
ングトランジスタQ1のベース電流を制御する。ここ
で、制御用トランジスタQ4は、第2スイッチングトラ
ンジスタQ2がオン状態の時にはコンデンサC6が導く
接続点(b)の電圧によってオフ状態となり、第2スイ
ッチングトランジスタQ2がオフ状態の時には定電圧ダ
イオードDZ2が導く出力電圧に応じた信号によって第
1スイッチングトランジスタQ2のベース電流を制御す
る。つまり、図2の回路の制御用トランジスタQ4は、
本来の制御用トランジスタとしての機能と、本願におけ
る補助スイッチとしての機能を兼用させているものであ
る。
振動作の動作過程は、基本的には図1の回路と同じにな
る。ただし、図2における制御用トランジスタQ4は、
本来は出力電圧の定電圧制御を行うために第1スイッチ
ングトランジスタQ1のベース電流を制御する。ここ
で、制御用トランジスタQ4は、第2スイッチングトラ
ンジスタQ2がオン状態の時にはコンデンサC6が導く
接続点(b)の電圧によってオフ状態となり、第2スイ
ッチングトランジスタQ2がオフ状態の時には定電圧ダ
イオードDZ2が導く出力電圧に応じた信号によって第
1スイッチングトランジスタQ2のベース電流を制御す
る。つまり、図2の回路の制御用トランジスタQ4は、
本来の制御用トランジスタとしての機能と、本願におけ
る補助スイッチとしての機能を兼用させているものであ
る。
【0022】図1と図2に示す実施例の回路図におい
て、第1スイッチングトランジスタQ1のベースに電流
を供給するためのインピーダンス素子は抵抗R1である
が、例えばトランジスタ素子を使用した定電流素子(回
路)であっても良い。また図1と図2に示す実施例の回
路図では、第1の第2のスイッチングトランジスタQ
1、Q2は共に同じ接合型のバイポーラトランジスタで
示してあるが、MOSFETなどの他のタイプのトラン
ジスタ素子を使用しても構わない。またMOSFETを
使用する時には、インピーダンス素子として、抵抗R1
のほかに定電圧素子を使用しても良い。さらに図1、図
2中の抵抗R2は場合によって省略されることもあり、
本発明を適用する電源装置が図1、図2の構成の回路に
限定されるものでは無い。
て、第1スイッチングトランジスタQ1のベースに電流
を供給するためのインピーダンス素子は抵抗R1である
が、例えばトランジスタ素子を使用した定電流素子(回
路)であっても良い。また図1と図2に示す実施例の回
路図では、第1の第2のスイッチングトランジスタQ
1、Q2は共に同じ接合型のバイポーラトランジスタで
示してあるが、MOSFETなどの他のタイプのトラン
ジスタ素子を使用しても構わない。またMOSFETを
使用する時には、インピーダンス素子として、抵抗R1
のほかに定電圧素子を使用しても良い。さらに図1、図
2中の抵抗R2は場合によって省略されることもあり、
本発明を適用する電源装置が図1、図2の構成の回路に
限定されるものでは無い。
【0023】
【発明の効果】以上に述べたように本発明は、第1のス
イッチングトランジスタのベースと電源装置の入力端子
あるいは基準電位点との間に接続されたバイアス供給用
のインピーダンス素子に対し、第2のスイッチングトラ
ンジスタとは相補的な動作をする補助スイッチを直列に
接続することを特徴としている。この構成により、第1
のスイッチングトランジスタに対してバイアスを供給す
るインピーダンス素子には、第2のスイッチングトラン
ジスタがオフ状態の時には電流が流れ、第2のスイッチ
ングトランジスタがオン状態の時には電流が遮断され
る。これにより、第2のスイッチングトランジスタがオ
ン状態の時にインピーダンス素子に発生していた無用な
損失が低減され、変換効率が高い自励式スイッチング電
源装置を得ることができる。
イッチングトランジスタのベースと電源装置の入力端子
あるいは基準電位点との間に接続されたバイアス供給用
のインピーダンス素子に対し、第2のスイッチングトラ
ンジスタとは相補的な動作をする補助スイッチを直列に
接続することを特徴としている。この構成により、第1
のスイッチングトランジスタに対してバイアスを供給す
るインピーダンス素子には、第2のスイッチングトラン
ジスタがオフ状態の時には電流が流れ、第2のスイッチ
ングトランジスタがオン状態の時には電流が遮断され
る。これにより、第2のスイッチングトランジスタがオ
ン状態の時にインピーダンス素子に発生していた無用な
損失が低減され、変換効率が高い自励式スイッチング電
源装置を得ることができる。
【図1】 本発明による自励式スイッチング電源装置の
第1の実施例の回路図。
第1の実施例の回路図。
【図2】 本発明による自励式スイッチング電源装置の
第2の実施例の回路図。
第2の実施例の回路図。
【図3】 従来の自励式スイッチング電源装置の回路
図。
図。
1 入力端子 2 出力端子 3 出力端子(極性反転側) C2 平滑コンデンサ C3 トリガ用のコンデンサ C5 コンデンサ D1 整流ダイオード DZ1 定電圧ダイオード DZ2 定電圧ダイオード L1 チョークコイル N1 1次巻線 N2 2次巻線 Q1 第1スイッチングトランジスタ Q2 第2スイッチングトランジスタ Q3 補助スイッチとしてのトランジスタ Q4 制御用トランジスタ R1 バイアス供給用のインピーダンス素子とし
ての抵抗 T トランス
ての抵抗 T トランス
Claims (3)
- 【請求項1】 相補的な動作をする第1と第2のスイッ
チングトランジスタを具備し、該第1のスイッチングト
ランジスタによって電流を断続して該第1のスイッチン
グトランジスタに直列接続したインダクタンス部品を介
して出力電圧を得るように構成した、自励発振方式のス
イッチング電源装置において、 該第1のスイッチングトランジスタの制御端子と該第2
のスイッチングトランジスタの主電流路の接続点と電源
装置の入力端子との間に接続され、該第2のスイッチン
グトランジスタがオフ状態の時には該第1のスイッチン
グトランジスタに順方向バイアスを与えるための電流路
を形成し、該第2のスイッチングトランジスタがオン状
態の時には該第2のスイッチングトランジスタに電流を
流す電流路を形成するインピーダンス素子に対し、該第
2のスイッチングトランジスタとは相補的に動作する補
助スイッチを直列に接続したことを特徴とする自励式ス
イッチング電源装置。 - 【請求項2】 前記補助スイッチは、その制御端子が容
量素子を介して該第1のスイッチングトランジスタと該
インダクタンス部品の接続点に接続されたトランジスタ
であることを特徴とする、請求項1に記載した自励式ス
イッチング電源装置。 - 【請求項3】 前記インピーダンス素子は抵抗であるこ
とを特徴とする、請求項1あるいは請求項2に記載した
自励式スイッチング電源装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17573496A JP3229549B2 (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 自励式スイッチング電源装置 |
US08/864,830 US5796241A (en) | 1996-05-31 | 1997-05-29 | Self-excited oscillation type power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17573496A JP3229549B2 (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 自励式スイッチング電源装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001168013A Division JP3406585B2 (ja) | 2001-06-04 | 2001-06-04 | 自励式スイッチング電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1014236A true JPH1014236A (ja) | 1998-01-16 |
JP3229549B2 JP3229549B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=16001317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17573496A Expired - Fee Related JP3229549B2 (ja) | 1996-05-31 | 1996-06-14 | 自励式スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3229549B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6909249B2 (en) | 2002-12-12 | 2005-06-21 | Toko Kabushiki Kaisha | Switching constant-current power supply |
US7235899B2 (en) | 2003-03-07 | 2007-06-26 | Toko, Inc. | Switching constant-current power supply system |
KR100853359B1 (ko) | 2000-04-07 | 2008-08-22 | 소니 가부시끼 가이샤 | 전원 장치 |
-
1996
- 1996-06-14 JP JP17573496A patent/JP3229549B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100853359B1 (ko) | 2000-04-07 | 2008-08-22 | 소니 가부시끼 가이샤 | 전원 장치 |
US6909249B2 (en) | 2002-12-12 | 2005-06-21 | Toko Kabushiki Kaisha | Switching constant-current power supply |
US7235899B2 (en) | 2003-03-07 | 2007-06-26 | Toko, Inc. | Switching constant-current power supply system |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3229549B2 (ja) | 2001-11-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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