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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3229549B2 (ja) | 2001-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |