JPS62193563A - スイツチング制御型電源回路 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はテレビジョン受像機等の電源として使用される
スイッチング制御型を源回路に関する。

（口１　従来の技術 スイッチング制御型電源回路の一つの方式に例えば特開
昭５６−１４５７７５号公報に示されるブロッキング発
振方式のものがあり、その−例として本出願人はｖＪＡ
図のような電源回路を先に提案した。即ち、この第４図
の電源回路に於いて。

交流電０人力がラッシュ電流制限用抵抗（Ｒ１）を介し
てブリッジ整流回路（ＢＤ）に入力され。

その整流出力をコンデンサ（０１）によって平滑して得
た非安定の直流電圧がコンバータトランス（ＴＩの入力
巻線（Ｎ１）、スイッチングトランジスタ（Ｑｌ）及び
電流検出用抵抗（Ｒ５）の直列回路に印加される。スイ
ッチングトランジスタ（Ｑｌ）は上記トランス（Ｔｌの
帰還巻線（Ｎ２）及び先の入力巻線（Ｎ１）とでブロッ
キング発振回路を構成しており、その九め上記帰還巻線
（Ｎ２）がコンデンサ（０５）及び抵抗（Ｒ５）を介し
てスイッチングトランジスタ（Ｑｌ）のベース・エミッ
タ間及び電流検出用抵抗（Ｒ５）と直列に接続されてい
る。

まな、前記トランス［Ｔｌの出力巻線（Ｎ４）に密結合
された検出巻線（Ｎ３）からダイオード（Ｄ６ンと平滑
用コンデンサ（０６）によって取り出される直流電圧に
対して、トランジスタ（Ｑ５）。

ツェナーダイオード（Ｄ７）、及び抵抗（Ｒ７）〜（Ｒ
１２）からなる誤差検出部が設けられておυ、そのＡ点
に得る出力電圧が後述の各電圧と合成されて制御トラン
ジスタ（Ｑｌ）のベース・エミッタ間に印加されるよう
になっている。即ち。

前記Ａ点の電圧は、スイッチングトランジスタ（Ｑｌ）
のオフ期間に充電されたコンデンサ（０４）の両端間電
圧及びスイッチングトランジスタ（Ｑｌ）のコレゲタ電
流工１によって抵抗（Ｒｓ）に生じコンデンサ（０５）
と抵抗（Ｒ６）を介してＢ点に導かれる電圧と０合成さ
れて印加されるのである。なお、上記コンデンサ（Ｃ４
）の充電は、帰還巻線（Ｎ２］のｄ端側から制御トラン
ジスタ（Ｑｌ）のベース・コレクタ間を通る図示の経路
で流れる電流工０によって行なわれるようになっている
。

なお、制御）ランジスタ（Ｑｌ）のベース・エミッタ間
のダイオード（Ｄｌｌ）は、前述のように充電されるコ
ンデンサ（０４）の両端間電圧を約０．７Ｖに固定する
ためのものである。

この電源回路の各部の電圧・電流波形は第５図のように
なるが、特に定常状態でのスイッチングトランジスタ（
Ｑｌ）のオン、オフは次のように行なわれる。即ち、今
、スイッチングトランジスタ（Ｑｌ）のオン期間では、
そのコレクタ電流工１が時間につれて増大し、それによ
って抵抗（Ｒ５）の両端間の電圧も増大して行く。従っ
て、このオン期間に制御トランジスタ（Ｑｌ）のベース
・エミッタ間に印加される前述の合成電圧は、ライン（
Ｌｌを基準電位とすると、オン期間の初めはＯＶよりも
僅かに低い負の状態になっており、この状態から正の方
向に変化して行く。そして、制御トランジスタ（Ｑｌ）
のベース・エミッタ間立上＃）を圧Ｖ’ｂｅを越えた時
点で、この制御トランジスタ（Ｑｌ）がターンオンする
。すると、上記オン期間に帰還巻線（Ｎ２）からの正帰
還電流（ペース電流）Ｉｆがその制御トランジスタ（Ｑ
ｌ）によってバイパスされることになり、この六めスイ
ッチングトランジスタ（Ｑｌ）がターンオフする。その
後、スイッチングトランジスタ（Ｑｌ）はそのターンオ
フから一定時間経過後に通常のブロッキング発振動作に
よって再びオン状態になり以後はこれまでの動作を繰り
返す。そして、このような動作に於いて、Ａ点の電圧が
出力巻線（Ｎ４）からダイオード（Ｄ６）とコンデン−
！１ｌ−（０７）によって取り出される直流出力電圧の
変動に応じて変化することによって、前述のターンオフ
動作のタイミングが可変され上記出力電圧が安定化され
る訳である。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 さて、第４図の電源回路に於いて、電源のオン。

オフを電流各機の小さい小型低定格のスイッチ素子によ
って行なう場合には、そのスイッチ素子を０点とＢ点と
の間に接続し、！此をオフさせる時ニソノスイツデ素子
を閉成して制御トランジスタ（Ｑｌ）を強制的にオンさ
せ、スイッチングトランジスタ（Ｑｌ）の動作を停止さ
せることが考えられる。

しかしながら、基準ライン（Ｌｌから見た０点の電圧ｔ
−ｔ、、第３図（ｆｌのＤＱｍＱレベルを特徴とする特
許負両極性の矩形波電圧となっているから、先のＣｌＢ
点間に前記スイッチ素子を直接接続しても正常に動作さ
せることができない。なぜなら、上記矩形波電圧が負の
期間即ちスイッチングトランジスタ（Ｑｌ）がオフとな
っている期間に前記スイッチ素子を閉じても、制御トラ
ンジスタ（Ｑｌ）にペース電流を供給できないからであ
る。従って。

この場合は上記スイッチ素子を閉成してから、スイッチ
ングトランジスタ（Ｑｌ）がブロッキング発振動作によ
って−Ｈターンオンした後に、上記スイッチ素子を通っ
て制御トランジスタ（Ｑｌ）Ｋベース電流が供給され、
その時点で初めて制御トランジスタ（Ｑｌ）がターンオ
ンシテ、スイッチングトランジスタ（Ｑｌ）が停止する
ことになるので、このような過渡状態での動作が不安定
になるからである。

そこで１本発明では、小型低定格のスイッチ素子を使用
しても、スイッチングトランジスタを確実に停止せしめ
得、それによって電源を正確にオフさせることのできる
スイッチング制御型電源回路を提供することを目的とす
る。

に）問題点を解決するための手段 本発明では、前述のブロッキング発振方式のスイッチン
グ制御型電源回路に於いて、一端が直流入力ラインに接
続された起動用抵抗と前記スイッチングトランジスタの
ペース側との接続点と、コンバータトランスの検出巻線
からの直流電圧の取り出し点とを逆流阻止用のダイオー
ドを介して接続し、そのダイオードのカソード側と前記
制御トランジスタのペースとの間に電源、オン、オフ用
のスイッチ素子を接続した。

ホ）作　用 上記構成に依れば、前記スイッチ素子が導通したときに
、前記検出巻線からの直流電圧を電流源として制御トラ
ンジスタに充分なベース電流が供給されるので、この制
御トランジスタが直ちにターンオンしてスイッチングト
ランジスタを確実にターンオフさせることができる。

（へ）実施例 第１図は本発明のスイッチング制御型を源回路の一実施
例を示しており、第４図と同じ記号を付した部分は同一
構成であるが、その他に次の構成が追加されている。即
ち１本実施例では直列接続され九起動用抵抗（Ｒ４’）
（Ｒ４″）間の接続中点ｐ１と検出巻線（Ｎ５）からの
直流電圧の収り出し点（Ｅｌとの間に逆流阻止用の一対
のダイオード（Ｄｌ２）（ＤｌｌＳ）が互いに逆方向に
直列に接続され、その共通接続されたカソード（Ｋｌと
制御トランジスタ（Ｑｌ）のペースとの間にＴ！Ｌ源オ
ン、オフ用のスイッチ素子としてフォトカップラ（ｐａ
）内の受光トランジスタ（Ｑ４）のコレクタ・エミッタ
間を電流制限抵抗（Ｒ１５）を介して直列接続されてお
り、更に、起動用抵抗の一方（Ｒ４“）に並列にダイオ
ード（Ｄ９）が接続されているのである。

ここで、前記フォトカップラ（ｐｏ）内の発光ダイオー
ド（０１０）は、図示しないリモコン信号処理回路から
電源オフ用の制御信号が印加されたときに、オンして発
光するようになっている。

したがって、前記制御信号が印加されず１発光ダイオー
ド（Ｄｌ　０）がオフのときは受光トランジスタ（Ｑ４
）もオフであるので、この場合は電飾回路はオン（作動
）状態にあり、８２図で説明したように動作する。この
定常状態に於いてスイッチングトランジスタ（Ｑｌ）の
オン期間り点はこのＱｌのペース・エミッタ間電圧を無
視すると帰還巻線（Ｎ２）に発生する矩形波電圧（第５
図（ｆｌ参照ンに入力側の平滑コンデンｆ（０１）の電
圧が抵抗（Ｒ４’）（１４″）（Ｒ５）及び（Ｒ５）で
分圧されて重畳され念正の電位となっている。

一方、Ｅ点には前述の如く検出巻線（Ｎ３）から整流平
滑して得た正の直流電圧が発生している。

従って、前記制御信号に応答して受光トランジスタ（Ｑ
４）がオンしたときは、Ｄ点及びＥ点がらこの受光トラ
ンジスタ（Ｑ４）を介して制御トランジスタ（Ｑｌ）に
ベース電流が流れる。

ここで、前記り点の電圧は交流入力電圧が低い場合はそ
れに比例して低くなるが、Ｅ点の電圧は前述の制御動作
によって上記入力電圧が高い場合も低い場合も略一定と
なっているので、上記入ヵ電圧が低い場合でもＥ点側か
らは制御トランジスタ（Ｑｌ）のベースに充分な電流を
供給できる。

このため、制御トランジスタ（Ｑｌ）は受光トランジス
タ（Ｑ４）の導通によって確実にターンオンされ、それ
によってスイッチングトランジスタ（Ｑｌ）のベース・
エミッタ間が抵抗（Ｒｓ）を介して短絡されるので、こ
のスイッチングトランジスタ（Ｑｌ）がターンオフする
。

前記スイッチングトランジスタ（Ｑｌ）がターンオフす
ると、Ｄ点の電位は低下するが、その直後にもコンデン
サ（０６）を電流源とするＥ点からの電流が受光トラン
ジスタ（Ｑ４）を通って制御トランジスタ（Ｑｌ）のベ
ースに流れる。そして、スイッチングトランジスタ（Ｑ
ｌ）のオフ期間では、入力側から起動用抵抗（Ｒ４’）
を介してスイッチングトランジスタ（Ｑｌ）のベース側
ニ向おうとする電流工８がダイオード（］）１２）及び
受光トランジスタ（Ｑ４　）ｔ−通って制御トランジス
タ（Ｑｌ）のベースに流れるので、この制御トランジス
タは引続きオンとなって、スイッチングトランジスタ（
Ｑｌ）が以後も確実にオフ状態に保持されることになる
。

ここで、起動用抵抗（Ｒａ’）（Ｒａ’）の接続中点（
Ｄｉにダイオード（Ｄｌ　２）のアノード側を接続する
ようにしたのは、制御トランジスタ（Ｑｌ）の導通によ
ってスイッチングトランジスタ（０１）が一旦ターンオ
ンし九以後の状態に於いて、０点の電位を低下させてス
イッチングトランジスタ（Ｑｌ）の以後のオフ状態をよ
り確実にするためである。即ち、スイッチングトランジ
スタ（Ｑｌ）のターンオ；Ｐ１．後の状態では、Ｄ点の
電位Ｅｄは制御トランジスタ（Ｑｌ）のベース・エミッ
タ間電圧をＶＢＥ、抵抗（Ｒ１２）の両端間電圧をｖＲ
１２，受光トランジスタ（Ｑ４）のコレクタ・エミッタ
問電圧をｙａｍ１曳とすると。

ｇａ：ｙａ　Ｍ　＋ＶＲ１２＋ＶＣ１！　１であり、一
方、Ｆ点の電位Ｅｆは制御トランジスタ（Ｑｌ）のコレ
クタ・エミッタ間電圧をＶＣｌ２としてＥｆ−ｘＶｃＭ
２であるから、０点の電位ＥＣは となり、抵抗（Ｒ４“）（Ｒ５）の分圧によって充分低
くなるからである。

また、前記起動用抵抗（Ｒ４）に並列にダイオード（Ｄ
９）を接続しているのは、受光トランジスタ（Ｑ４）が
オンしたときに、０点からも上記ダイオード（Ｄ９）を
介して制御トランジスタ（Ｑｌ）のベースに電流を供給
することによって。

そのペース電流をより一層大きくして制御トランジスタ
（Ｑｌ）のターンオンを更に確実にするためである。

したがって、Ｅ点の電圧が充分高く且つコンデンサ（０
６）の容量が比較的大きくて、Ｅ点側から充分な電流を
供給できる場合には、第２図及び第３図に示すように上
記ダイオード（Ｄ９）に相当するダイオードを削除して
もよい。なお、第３図の実施例では更に起動用抵抗のＲ
４）削除してＲ４’のみとしているので、この抵抗（Ｒ
４′）を介して流れる起動電流Ｉ９の全てを受光トラン
ジスタ（Ｑ４）によって完全にはバイパスできず、上記
電流Ｉｓの極く一部がスイッチングトランジスタ（Ｑｌ
）のベースに供給されるが、これに起因して出力巻線（
Ｒ４）から収り出される直流出力電圧は定常値の数十分
の一程度であるので、実用上回等問題ない。

また、第１図〜第３図の各実施例では逆流阻止用に２個
のダイオード（Ｄ１２）（Ｄｌ　５）を設けているが、
それは父流入力の入力電圧範囲が充分広い場合には、ス
イッチングトランジスタ（Ｑｌ）がオンのときのＤ点の
電位が上記入力電圧に応じてＥ点の電位よシ高くなる場
合もあれば、低くなる場合もあるからである。従って、
入力電圧に拘わらずＤ点電位がＥ点よりも必ず低くなる
場合は、フォトカップラ（ｐｃ）がオフしている定常動
作状態でＤ点からＥ点側に流入する電流が存在しないか
らダイオード（Ｄｌ５）を削除できる。

また逆に、Ｄ点の電位がＥ点よりも必ず高い場合は、Ｅ
点からＤ点側に流入する電流が存在しないから、他方の
ダイオード（Ｄｌ２）を削除できる。

なお、上記何れの場合であっても、フォトカップラ（ｐ
ａ）がオンとなって、その直後にＤ点又はＥ点の何れか
一万から電流が上記フォトカップラのトランジスタ（Ｑ
４）に一旦電流が流れると。

Ｋ点の電位が低下して他方側からの電流も上記トランジ
スタ（Ｑ４）に流れる訳である。

（ト）　　発明の効果 以上の如く本発明のスイッチング制御型電源回路に依れ
ば、を源オン、オフ用の小型低定格のスイッチ素子によ
ってスイッチングトランジスタの動作を完全に停止させ
て、電源を確実にオフ状態に保持することができる。し
かも、上記スイッチ素子の電源用の直流電圧を得るため
に、別個の平滑用コンデンサ等が不要であるため、安価
に実現でキ、ｊｆＬ源オン、７１′フをリモートコント
ロールする場合等に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のｔ源回路の一実施例を示す回路図、第
２図及び第３図はそれぞれ本発明の他の実施例の要部を
示す回路図、第４図は従来のスイッチング制御型電源回
路を示す回路図、第５図は第１図及び？Ａ４図の各部の
電圧・電流波形図である。 （Ｔ＋・・・コンバータトランス、（Ｎ２）・・・帰還
巻線。 （Ｎ５）・・・検出巻線、（Ｑｌ）・・・スイッチング
トランジスタ、（Ｑ２）・・・制御トランジスタ、（Ｄ
Ｉ　２）（Ｄｌ　５）・・・逆流阻止用ダイオード、（
ＰＣ〕・・・スイッチ素子としてのフォトカップラ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流入力に対してコンバータトランスの入力巻線
   とスイッチングトランジスタのコレクタ・エミッタ間を
   直列に接続し、このトランジスタのベース・エミッタ間
   に前記トランスの帰還巻線を接続してブロッキング発振
   回路を構成すると共に、前記帰還巻線からの正帰還電流
   をバイパスする制御トランジスタを前記ベース・エミッ
   タ間に接続し、この制御トランジスタを前記トランスの
   検出巻線から得る直流電圧の変動に応じて制御すること
   により前記スイッチングトランジスタのターンオフタイ
   ミングを制御するようにした電源回路に於いて、一端が
   直流入力ラインに接続された起動用抵抗と前記スイッチ
   ングトランジスタのベース側との接続点と、前記直流電
   圧の取り出し点とを少なくとも１個の逆流阻止用ダイオ
   ードを介して接続し、そのダイオードのカソード側と前
   記制御トランジスタのベースとの間に電源オン、オフ用
   のスイッチ素子を接続してなるスイッチング制御型電源
   回路。
2. （２）前記起動用抵抗は前記スイッチングトランジスタ
   のベースとの間に複数個直列接続されており、その抵抗
   間の一つの接続中点と前記直流電圧の取り出し点との間
   に互いに逆方向の一対のダイオードをその各カソード側
   を共通接続点として直列に接続し、そのカソード側の共
   通接続点に前記制御トランジスタを接続するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスイッチ
   ング制御型電源回路。