JP3377128B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、制御回路からの駆動信
号により主スイッチング素子をスイッチングして、直流
入力電圧を主トランスの一次巻線に断続的に印加するス
イッチング電源装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、この種のスイッチング電源装置
は、制御回路からの駆動信号により主スイッチング素子
をスイッチング動作させることで、主トランスの一次巻
線に直流入力電圧を断続的に印加し、主トランスの二次
巻線から出力側に電力を供給する構成となっているが、
制御回路や帰還ループを形成するオペアンプなどに所定
の動作電圧を供給しなければならず、このための手段と
して補助電源回路が主インバータとは別個に装置内に設
けられている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
補助電源回路として、例えば、分圧用の抵抗やドロッパ
ーを用いて直流入力電圧を所定の動作電圧に降圧させる
ものが知られているが、制御回路の動作電圧が直流入力
電圧よりも高い場合には、このような手法を適用するこ
とはできない。これに対して、昇圧型の補助電源回路を
用いて直流入力電圧よりも高い動作電圧を取り出す方法
も知られてはいるが、特に制御回路として各種保護回路
などを内蔵する制御用ＩＣを用いた場合、制御回路の起
動電圧よりも高い動作電圧が定常時においても補助電源
回路から供給され、制御回路の損失が増大するといった
問題点を有する。 【０００４】そこで本発明は上記問題点に鑑み、制御回
路に対する損失を減らすことができ、既存の補助電源回
路に対しても、簡単に制御回路に対する損失を低減する
ことが可能なスイッチング電源装置を提供することをそ
の目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング電
源装置は、主トランスの一次巻線に直流入力電圧を断続
的に印加する主スイッチング素子と、この主スイッチン
グ素子に駆動信号を供給する制御回路とを有し、前記制
御回路に対し所定の動作電圧を供給する補助電源回路を
備えたスイッチング電源装置において、前記制御回路の
動作状態を知らせる動作出力端子を前記制御回路に設け
るとともに、前記動作出力端子からの制御信号に基づき
前記動作電圧を切換える動作電圧切換回路を前記補助電
源回路に設け、前記補助電源回路は前記直流入力電圧を
前記動作電圧に変換するトランスとトランジスタとを備
えた自励式コンバータからなり、前記動作電圧切換回路
は前記トランジスタのベース電流を制御する制御電圧発
生源と、この制御電圧発生源からの制御電圧を前記動作
出力端子からの制御信号に基づき切換える制御電圧切換
手段とからなるものである。 【０００６】 【作用】上記構成により、補助電源回路は制御回路が起
動し得る動作電圧を制御回路に対して先ず供給する。そ
の後、制御回路が動作した旨の制御信号が動作出力端子
から動作電圧切換手段に印加されると、動作電圧切換手
段は制御回路への動作電圧を起動時よりも低い電圧値に
切換える。【０００７】また、最も簡単な回路構成の自励式コンバ
ータからなる補助電源回路を用いて、制御回路に対する
動作電圧を切換えることができ、既存の補助電源回路に
対しても、簡単に制御回路に対する損失を低減すること
が可能となる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の各実施例を添付図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１実施例を示し、同図に
おいて、１は一次側と二次側とを絶縁する主トランス，
２は主トランス１の一次巻線１Ａとの直列回路により主
インバータ３を構成する主スイッチング素子たるＮＰＮ
型トランジスタであり、トランジスタ２のスイッチング
により主トランス１の一次巻線１Ａに直流入力電圧Ｖｉ
が断続的に印加される。また、４はドライブ端子Ｄから
トランジスタ２のベースに駆動信号を供給する制御回路
としての制御用ＩＣであり、動作電圧入力端子Ｖｃｃと
接地端子Ｇ間に所定の動作電圧Ｖｃが印加されると起動
するようになっている。一方、主トランス１の二次巻線
１Ｂ側には、整流平滑回路５を構成する整流ダイオード
６，フライホイールダイオード７，チョークコイル８，
および平滑コンデンサ９が接続される。そして、トラン
ジスタ２のスイッチングに伴い、トランス１の二次巻線
１Ｂに誘起された電圧が整流平滑回路５により整流平滑
され、直流出力電圧Ｖｏとして図示しない負荷側に供給
される。 【０００９】11は、制御用ＩＣ４に対し所定の動作電圧
Ｖｃを供給する補助電源回路である。この補助電源回路
11は、直流入力電圧Ｖｉを動作電圧Ｖｃ，Ｖｄに変換す
る回路構成の簡単な自励式フライバックコンバータから
構成され、主トランス１とは別個に設けられたトランス
12と、トランス12の一次巻線12Ａに接続されたスイッチ
ング素子たるＮＰＮ型トランジスタ13とを備えている。
また、トランス12の一次巻線12Ａとトランジスタ13のベ
ース間には、ツェナーダイオード14と抵抗15との直列回
路が接続されるとともに、トランジスタ13のベースとエ
ミッタ間にはエミッタ接地されたＮＰＮ型トランジスタ
16のコレクタとベースが各々接続され、このトランジス
タ16のベースとエミッタ間に抵抗17が接続される。トラ
ンス12は２つの二次巻線12Ｂおよび二次巻線12Ｃを有
し、一方の二次巻線12Ｂは整流ダイオード18および平滑
コンデンサ19を介して、制御用ＩＣ４の動作電圧入力端
子Ｖｃｃと接地端子Ｇに接続され、また、他方の二次巻
線12Ｃは整流ダイオード20および平滑コンデンサ25を介
して、異なる動作電圧Ｖｄで動作する電源装置内のオペ
アンプ（図示せず）などに接続される。 【００１０】前記制御用ＩＣ４には、その動作状態を知
らせる動作出力端子ＯＵＴが設けられており、制御用Ｉ
Ｃ４が立上がるとＨレベルの制御信号が動作出力端子Ｏ
ＵＴから出力されるようになっている。この制御用ＩＣ
４の動作出力端子ＯＵＴとトランス12の二次巻線12Ｂと
の間には、動作出力端子ＯＵＴからの制御信号に基づき
補助電源回路11から制御用ＩＣ４に供給する動作電圧Ｖ
ｃの値を切換える動作電圧切換回路21が設けられる。動
作電圧切換回路21は、動作電圧入力端子Ｖｃｃラインと
トランジスタ16のベースとの間に接続された制御電圧発
生源としてのツェナーダイオード22，23の直列回路と、
一方のツェナーダイオード23の両端にドレインとソース
が接続され、かつ、動作出力端子ＯＵＴにゲートが接続
された制御電圧切換手段としてのＭＯＳ型ＦＥＴとによ
り構成される。なお、制御用ＩＣ４の動作出力端子ＯＵ
Ｔは、フィードバック端子や基準電圧モニター端子など
の少なくとも制御用ＩＣ４が立上がったら何等かの信号
を出力するものであれば、どの様な端子を用いても構わ
ない。本実施例では、例えば、ドライブ端子Ｄからの駆
動信号をそのまま制御信号として利用することもでき
る。この場合、パルス波形状の駆動信号をダイオードお
よびコンデンサからなる整流平滑回路により整流平滑し
て、ＦＥＴ24のゲートに印加するようにすればよい。 【００１１】次に、上記構成に付きその作用を説明す
る。図１における電源装置に直流入力電圧Ｖｉを印加す
ると、補助電源回路11側ではツェナーダイオード14を介
して起動用の抵抗15に発生する電流がトランジスタ13の
ベースに流れ、トランジスタ13はターンオンする。この
とき、トランス12の一次巻線12Ａには直流入力電圧Ｖｉ
からトランジスタ13のコレクタ・エミッタ間電圧を差し
引いた電圧が印加されるが、二次巻線12Ｂ，12Ｃに誘起
される電圧はダイオード18，20に対して逆方向に加わ
り、二次巻線12Ｂ，12Ｃからは電流が流れなくなるた
め、一次巻線12Ａには時間に比例して直線的に増大する
トランス12の励磁電流が流れ、トランジスタ13の動作点
は飽和領域から活性領域に移行する。そして、トランジ
スタ13のコレクタ・エミッタ間電圧の増大に伴いトラン
ジスタ13がターンオフすると、各ダイオード18，20は導
通して、トランス12に蓄積されたエネルギーが二次巻線
12Ｂ，12Ｃから出力側に供給される。これによって、ト
ランス12の二次巻線12Ｂ，12Ｃ側には、各々直流動作電
圧Ｖｃ，Ｖｄが発生する。 【００１２】上記補助電源回路11において、制御用ＩＣ
４が立上がるまでの起動時には、動作出力端子ＯＵＴは
Ｌレベルになっているため、動作電圧切換回路21のＦＥ
Ｔ24はオフ状態となる。この場合、ツェナーダイオード
22，23の制御電圧たるツェナー電圧を各々ＶＺ１，ＶＺ
２とすると、トランジスタ16のベース電位は、Ｖｃ−
（ＶＺ１＋ＶＺ２）にクランプされる。一方、制御用Ｉ
Ｃ４が立上がり、動作出力端子ＯＵＴからＨレベルの制
御信号がＦＥＴ24のゲートに供給されると、ＦＥＴ24は
ターンオンしてツェナーダイオード23の両端は短絡し、
トランジスタ16のベース電位はＶｃ−ＶＺ１に上昇し
て、トランジスタ16のコレクタ・エミッタ間を流れる電
流が増加する。そして、トランジスタ13のベースに流れ
る電流はトランジスタ16のベース電位の上昇に伴い減少
し、結果的にトランジスタ13のオン期間が短くなるた
め、これ以降、補助電源回路11からは制御用ＩＣ４の起
動時よりも低い動作電圧Ｖｃが制御用ＩＣ４に供給され
ることになる。 【００１３】その後、定常時において、制御用ＩＣ４か
らは出力電圧Ｖｏに応じたパルス導通幅を有する駆動信
号が、主インバータ３のトランジスタ２に供給される。
このトランジスタ２のスイッチングにより、主トランス
１の一次巻線１Ａに直流入力電圧Ｖｉが断続的に印加さ
れ、二次巻線１Ｂから整流平滑回路５を介して、安定し
た直流出力電圧Ｖｏが供給される。 【００１４】以上のように上記実施例によれば、請求項
１に対応して、主トランス１の一次巻線１Ａに直流入力
電圧Ｖｉを断続的に印加するトランジスタ２と、このト
ランジスタ２に駆動信号を供給する制御用ＩＣ４とを有
し、制御用ＩＣ４に対し所定の動作電圧Ｖｃを供給する
補助電源回路11を備えたスイッチング電源装置におい
て、制御用ＩＣ４の動作状態を知らせる動作出力端子Ｏ
ＵＴを制御用ＩＣ４に設けるとともに、動作出力端子Ｏ
ＵＴからの制御信号に基づき前記動作電圧Ｖｃを切換え
る動作電圧切換回路21を補助電源回路11に設けたもので
ある。この場合、補助電源回路11からは起動電圧よりも
高い動作電圧Ｖｃが先ず制御用ＩＣ４に供給され、その
後、制御用ＩＣ４が立上がった旨の制御信号が動作出力
端子ＯＵＴから動作電圧切換手段21に印加されると、動
作電圧切換手段21は制御用ＩＣ４への動作電圧Ｖｃを起
動電圧よりも低い制御用ＩＣ４が動作し得る電圧値に切
換えるため、制御用ＩＣ４の動作電圧Ｖｃが直流入力電
圧Ｖｉよりも高い場合であっても、定常時における高い
動作電圧Ｖｃによる制御用ＩＣ４の損失を低減させるこ
とができる。 【００１５】また、本実施例では、直流入力電圧Ｖｉを
動作電圧Ｖｃに変換するトランス12とトランジスタ13と
を備えた自励式コンバータにより補助電源回路11を構成
し、トランジスタ13のベース電流を制御するツェナーダ
イオード22，23と、このツェナーダイオード22，23から
のツェナー電圧ＶＺ１，ＶＺ２を動作出力端子ＯＵＴか
らの制御信号に基づき切換えるＭＯＳ型ＦＥＴ24とによ
り動作電圧切換回路21を構成することで、最も簡単な回
路構成の自励式コンバータからなる補助電源回路11を用
いて、制御用ＩＣ４に対する動作電圧Ｖｃを切換えるこ
とができ、既存の補助電源回路11に対しても、簡単に制
御用ＩＣ４に対する損失を低減することが可能となる。 【００１６】なお、実施例では、フォワード型コンバー
タにより出力電圧Ｖｏを得るように構成したが、フライ
バック型や他のプッシュプル型などの多石式コンバータ
にも適用することができる。また、主スイッチング素子
はトランジスタに限らず、ＭＯＳ型ＦＥＴなどを用いて
もよい。 【００１７】次に、本発明の第２実施例を図２に基づい
て説明する。なお、前記第１実施例と共通する部分には
同一符号を付し、その共通する部分の詳細な説明は省略
する。同図において、31は制御用ＩＣ４に供給する動作
電圧Ｖｃの値を切換える動作電圧切換回路であり、本実
施例では、制御電圧発生源としてツェナーダイオードに
代わりシャントレギュレータ32が設けられている。ま
た、制御電圧を切換える制御電圧切換手段33として、動
作出力端子ＯＵＴにベースが接続されたＮＰＮ型トラン
ジスタ34と、動作電圧入力端子Ｖｃｃラインとトランジ
スタ34のコレクタとの間にある抵抗35，36の接続点にベ
ースが接続されたＰＮＰ型トランジスタ37とを備えてい
る。トランジスタ34のエミッタは接地端子Ｇラインに接
続されるとともに、トランジスタ37のエミッタは抵抗38
を介して動作電圧入力端子Ｖｃｃラインに接続される。
また、動作電圧入力端子Ｖｃｃラインと接地端子Ｇライ
ンとの間には、抵抗39，40の直列回路が接続され、この
抵抗39，40の接続点に前記シャントレギュレータ32のリ
ファレンスとトランジスタ37のコレクタが接続される。
シャントレギュレータ32のアノードは接地端子Ｇライン
に接続され、カソードは抵抗41を介して動作電圧入力端
子Ｖｃｃラインに接続される。抵抗41とシャントレギュ
レータ32との接続点にＰＮＰ型トランジスタ42のベース
が接続され、このトランジスタ42のエミッタが動作電圧
入力端子Ｖｃｃラインに接続されるとともに、コレクタ
がトランジスタ16のベースに接続される。他は前記第１
実施例に示すスイッチング電源装置と同一構成を有して
いる。 【００１８】上記構成において、制御用ＩＣ４が立上が
るまでの起動時には、動作出力端子ＯＵＴはＬレベルに
なっており、トランジスタ34，37は共にオフ状態となっ
て、動作電圧Ｖｃを抵抗39，40で分圧した電圧がシャン
トレギュレータ32のリファレンス電圧と等しくなるよう
に動作電圧Ｖｃは制御される。これに対して、制御用Ｉ
Ｃ４が立上がり、動作出力端子ＯＵＴからＨレベルの制
御信号がトランジスタ34のベースに供給されると、トラ
ンジスタ34，37はいずれもターンオンするため、今度は
抵抗38，39の並列回路と抵抗40で分圧した電圧がシャン
トレギュレータ32のリファレンス電圧と等しくなるよう
に動作電圧Ｖｃは制御される。なお、この時の動作電圧
Ｖｃは動作出力端子ＯＵＴがＬレベルの時と比べて低く
なる。一方、トランジスタ42のベース電流は、出力端子
ＯＵＴがＬレベルの時と比べて増大する。そして、トラ
ンジスタ16のベース電位は上昇し、前記前記第１実施例
と同様に、トランジスタ13のオン期間が短くなり、これ
以降、補助電源回路11からは制御用ＩＣ４の起動時より
も低い動作電圧Ｖｃが制御用ＩＣ４に供給されることに
なる。 【００１９】本実施例では、請求項１に対応して、主ト
ランス１の一次巻線１Ａに直流入力電圧Ｖｉを断続的に
印加するトランジスタ２と、このトランジスタ２に駆動
信号を供給する制御用ＩＣ４とを有し、制御用ＩＣ４に
対し所定の動作電圧Ｖｃを供給する補助電源回路11を備
えたスイッチング電源装置において、制御用ＩＣ４の動
作状態を知らせる動作出力端子ＯＵＴを制御用ＩＣ４に
設けるとともに、動作出力端子ＯＵＴからの制御信号に
基づき前記動作電圧Ｖｃを切換える動作電圧切換回路31
を補助電源回路11に設けたものであるから、制御用ＩＣ
４の動作電圧Ｖｃが直流入力電圧Ｖｉよりも高い場合で
あっても、定常時における高い動作電圧Ｖｃによる制御
用ＩＣ４の損失を低減させることが可能となる。 【００２０】また、本実施例では、直流入力電圧Ｖｉを
動作電圧Ｖｃに変換するトランス12とトランジスタ13と
を備えた自励式コンバータにより補助電源回路11を構成
し、トランジスタ13のベース電流を制御するシャントレ
ギュレータ32と、このシャントレギュレータ32からの制
御電圧を動作出力端子ＯＵＴからの制御信号に基づき切
換える制御電圧切換手段33により動作電圧切換回路31を
構成することで、既存の補助電源回路11に対しても、簡
単に制御用ＩＣ４に対する損失を低減することが可能と
なる。 【００２１】図３は、本発明の第３実施例を示したもの
である。前記第２実施例と異なる点は、動作電圧入力端
子Ｖｃｃラインと接地端子Ｇラインとの間に、抵抗35，
36の直列回路が接続され、この抵抗35，36の接続点に、
トランジスタ34のコレクタとＮＰＮ型トランジスタ37の
ベースが接続されている点と、トランジスタ37のエミッ
タは接地端子Ｇラインに接続され、コレクタは抵抗38を
介して抵抗39，40の接続点に接続されている点にあり、
他の部分は前記第２実施例と全く同一の構成となってい
る。 【００２２】そして、動作出力端子ＯＵＴがＬレベルに
なっている制御用ＩＣ４の起動時には、トランジスタ34
がオフ状態になるのに対して、トランジスタ37はオン状
態となり、抵抗39と抵抗38，40の並列回路とで分圧した
電圧がシャントレギュレータ32のリファレンス電圧と等
しくなるように動作電圧Ｖｃを制御する。これに対し
て、動作出力端子ＯＵＴからＨレベルの制御信号が出力
されるようになると、トランジスタ34はターンオンして
抵抗36の両端が短絡し、トランジスタ37のベースには電
流が流れ込まなくなってトランジスタ37はオフ状態とな
る。このため、今度は抵抗39，40で分圧した電圧がシャ
ントレギュレータ32のリファレンス電圧と等しくなるよ
うに動作電圧Ｖｃを制御するようになり、シャントレギ
ュレータ32のカソードに流れ込む電流が増大して、トラ
ンジスタ16のベース電位が上昇する。そして、制御用Ｉ
Ｃ４の立上がり後には、起動時よりも低い動作電圧Ｖｃ
が制御用ＩＣ４に供給され、第２実施例と同様の作用，
効果を奏することになる。 【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実
施が可能である。 【００２４】 【発明の効果】請求項１に記載のスイッチング電源装置
は、主トランスの一次巻線に直流入力電圧を断続的に印
加する主スイッチング素子と、この主スイッチング素子
に駆動信号を供給する制御回路とを有し、前記制御回路
に対し所定の動作電圧を供給する補助電源回路を備えた
スイッチング電源装置において、前記制御回路の動作状
態を知らせる動作出力端子を前記制御回路に設けるとと
もに、前記動作出力端子からの制御信号に基づき前記動
作電圧を切換える動作電圧切換回路を前記補助電源回路
に設け、前記補助電源回路は前記直流入力電圧を前記動
作電圧に変換する トランスとトランジスタとを備えた自
励式コンバータからなり、前記動作電圧切換回路は前記
トランジスタのベース電流を制御する制御電圧発生源
と、この制御電圧発生源からの制御電圧を前記動作出力
端子からの制御信号に基づき切換える制御電圧切換手段
とからなるものであり、高い動作電圧による制御回路に
対する損失を減らすことができるとともに、既存の補助
電源回路に対しても、簡単に制御回路に対する損失を低
減することが可能となる。
号により主スイッチング素子をスイッチングして、直流
入力電圧を主トランスの一次巻線に断続的に印加するス
イッチング電源装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、この種のスイッチング電源装置
は、制御回路からの駆動信号により主スイッチング素子
をスイッチング動作させることで、主トランスの一次巻
線に直流入力電圧を断続的に印加し、主トランスの二次
巻線から出力側に電力を供給する構成となっているが、
制御回路や帰還ループを形成するオペアンプなどに所定
の動作電圧を供給しなければならず、このための手段と
して補助電源回路が主インバータとは別個に装置内に設
けられている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
補助電源回路として、例えば、分圧用の抵抗やドロッパ
ーを用いて直流入力電圧を所定の動作電圧に降圧させる
ものが知られているが、制御回路の動作電圧が直流入力
電圧よりも高い場合には、このような手法を適用するこ
とはできない。これに対して、昇圧型の補助電源回路を
用いて直流入力電圧よりも高い動作電圧を取り出す方法
も知られてはいるが、特に制御回路として各種保護回路
などを内蔵する制御用ＩＣを用いた場合、制御回路の起
動電圧よりも高い動作電圧が定常時においても補助電源
回路から供給され、制御回路の損失が増大するといった
問題点を有する。 【０００４】そこで本発明は上記問題点に鑑み、制御回
路に対する損失を減らすことができ、既存の補助電源回
路に対しても、簡単に制御回路に対する損失を低減する
ことが可能なスイッチング電源装置を提供することをそ
の目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング電
源装置は、主トランスの一次巻線に直流入力電圧を断続
的に印加する主スイッチング素子と、この主スイッチン
グ素子に駆動信号を供給する制御回路とを有し、前記制
御回路に対し所定の動作電圧を供給する補助電源回路を
備えたスイッチング電源装置において、前記制御回路の
動作状態を知らせる動作出力端子を前記制御回路に設け
るとともに、前記動作出力端子からの制御信号に基づき
前記動作電圧を切換える動作電圧切換回路を前記補助電
源回路に設け、前記補助電源回路は前記直流入力電圧を
前記動作電圧に変換するトランスとトランジスタとを備
えた自励式コンバータからなり、前記動作電圧切換回路
は前記トランジスタのベース電流を制御する制御電圧発
生源と、この制御電圧発生源からの制御電圧を前記動作
出力端子からの制御信号に基づき切換える制御電圧切換
手段とからなるものである。 【０００６】 【作用】上記構成により、補助電源回路は制御回路が起
動し得る動作電圧を制御回路に対して先ず供給する。そ
の後、制御回路が動作した旨の制御信号が動作出力端子
から動作電圧切換手段に印加されると、動作電圧切換手
段は制御回路への動作電圧を起動時よりも低い電圧値に
切換える。【０００７】また、最も簡単な回路構成の自励式コンバ
ータからなる補助電源回路を用いて、制御回路に対する
動作電圧を切換えることができ、既存の補助電源回路に
対しても、簡単に制御回路に対する損失を低減すること
が可能となる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の各実施例を添付図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１実施例を示し、同図に
おいて、１は一次側と二次側とを絶縁する主トランス，
２は主トランス１の一次巻線１Ａとの直列回路により主
インバータ３を構成する主スイッチング素子たるＮＰＮ
型トランジスタであり、トランジスタ２のスイッチング
により主トランス１の一次巻線１Ａに直流入力電圧Ｖｉ
が断続的に印加される。また、４はドライブ端子Ｄから
トランジスタ２のベースに駆動信号を供給する制御回路
としての制御用ＩＣであり、動作電圧入力端子Ｖｃｃと
接地端子Ｇ間に所定の動作電圧Ｖｃが印加されると起動
するようになっている。一方、主トランス１の二次巻線
１Ｂ側には、整流平滑回路５を構成する整流ダイオード
６，フライホイールダイオード７，チョークコイル８，
および平滑コンデンサ９が接続される。そして、トラン
ジスタ２のスイッチングに伴い、トランス１の二次巻線
１Ｂに誘起された電圧が整流平滑回路５により整流平滑
され、直流出力電圧Ｖｏとして図示しない負荷側に供給
される。 【０００９】11は、制御用ＩＣ４に対し所定の動作電圧
Ｖｃを供給する補助電源回路である。この補助電源回路
11は、直流入力電圧Ｖｉを動作電圧Ｖｃ，Ｖｄに変換す
る回路構成の簡単な自励式フライバックコンバータから
構成され、主トランス１とは別個に設けられたトランス
12と、トランス12の一次巻線12Ａに接続されたスイッチ
ング素子たるＮＰＮ型トランジスタ13とを備えている。
また、トランス12の一次巻線12Ａとトランジスタ13のベ
ース間には、ツェナーダイオード14と抵抗15との直列回
路が接続されるとともに、トランジスタ13のベースとエ
ミッタ間にはエミッタ接地されたＮＰＮ型トランジスタ
16のコレクタとベースが各々接続され、このトランジス
タ16のベースとエミッタ間に抵抗17が接続される。トラ
ンス12は２つの二次巻線12Ｂおよび二次巻線12Ｃを有
し、一方の二次巻線12Ｂは整流ダイオード18および平滑
コンデンサ19を介して、制御用ＩＣ４の動作電圧入力端
子Ｖｃｃと接地端子Ｇに接続され、また、他方の二次巻
線12Ｃは整流ダイオード20および平滑コンデンサ25を介
して、異なる動作電圧Ｖｄで動作する電源装置内のオペ
アンプ（図示せず）などに接続される。 【００１０】前記制御用ＩＣ４には、その動作状態を知
らせる動作出力端子ＯＵＴが設けられており、制御用Ｉ
Ｃ４が立上がるとＨレベルの制御信号が動作出力端子Ｏ
ＵＴから出力されるようになっている。この制御用ＩＣ
４の動作出力端子ＯＵＴとトランス12の二次巻線12Ｂと
の間には、動作出力端子ＯＵＴからの制御信号に基づき
補助電源回路11から制御用ＩＣ４に供給する動作電圧Ｖ
ｃの値を切換える動作電圧切換回路21が設けられる。動
作電圧切換回路21は、動作電圧入力端子Ｖｃｃラインと
トランジスタ16のベースとの間に接続された制御電圧発
生源としてのツェナーダイオード22，23の直列回路と、
一方のツェナーダイオード23の両端にドレインとソース
が接続され、かつ、動作出力端子ＯＵＴにゲートが接続
された制御電圧切換手段としてのＭＯＳ型ＦＥＴとによ
り構成される。なお、制御用ＩＣ４の動作出力端子ＯＵ
Ｔは、フィードバック端子や基準電圧モニター端子など
の少なくとも制御用ＩＣ４が立上がったら何等かの信号
を出力するものであれば、どの様な端子を用いても構わ
ない。本実施例では、例えば、ドライブ端子Ｄからの駆
動信号をそのまま制御信号として利用することもでき
る。この場合、パルス波形状の駆動信号をダイオードお
よびコンデンサからなる整流平滑回路により整流平滑し
て、ＦＥＴ24のゲートに印加するようにすればよい。 【００１１】次に、上記構成に付きその作用を説明す
る。図１における電源装置に直流入力電圧Ｖｉを印加す
ると、補助電源回路11側ではツェナーダイオード14を介
して起動用の抵抗15に発生する電流がトランジスタ13の
ベースに流れ、トランジスタ13はターンオンする。この
とき、トランス12の一次巻線12Ａには直流入力電圧Ｖｉ
からトランジスタ13のコレクタ・エミッタ間電圧を差し
引いた電圧が印加されるが、二次巻線12Ｂ，12Ｃに誘起
される電圧はダイオード18，20に対して逆方向に加わ
り、二次巻線12Ｂ，12Ｃからは電流が流れなくなるた
め、一次巻線12Ａには時間に比例して直線的に増大する
トランス12の励磁電流が流れ、トランジスタ13の動作点
は飽和領域から活性領域に移行する。そして、トランジ
スタ13のコレクタ・エミッタ間電圧の増大に伴いトラン
ジスタ13がターンオフすると、各ダイオード18，20は導
通して、トランス12に蓄積されたエネルギーが二次巻線
12Ｂ，12Ｃから出力側に供給される。これによって、ト
ランス12の二次巻線12Ｂ，12Ｃ側には、各々直流動作電
圧Ｖｃ，Ｖｄが発生する。 【００１２】上記補助電源回路11において、制御用ＩＣ
４が立上がるまでの起動時には、動作出力端子ＯＵＴは
Ｌレベルになっているため、動作電圧切換回路21のＦＥ
Ｔ24はオフ状態となる。この場合、ツェナーダイオード
22，23の制御電圧たるツェナー電圧を各々ＶＺ１，ＶＺ
２とすると、トランジスタ16のベース電位は、Ｖｃ−
（ＶＺ１＋ＶＺ２）にクランプされる。一方、制御用Ｉ
Ｃ４が立上がり、動作出力端子ＯＵＴからＨレベルの制
御信号がＦＥＴ24のゲートに供給されると、ＦＥＴ24は
ターンオンしてツェナーダイオード23の両端は短絡し、
トランジスタ16のベース電位はＶｃ−ＶＺ１に上昇し
て、トランジスタ16のコレクタ・エミッタ間を流れる電
流が増加する。そして、トランジスタ13のベースに流れ
る電流はトランジスタ16のベース電位の上昇に伴い減少
し、結果的にトランジスタ13のオン期間が短くなるた
め、これ以降、補助電源回路11からは制御用ＩＣ４の起
動時よりも低い動作電圧Ｖｃが制御用ＩＣ４に供給され
ることになる。 【００１３】その後、定常時において、制御用ＩＣ４か
らは出力電圧Ｖｏに応じたパルス導通幅を有する駆動信
号が、主インバータ３のトランジスタ２に供給される。
このトランジスタ２のスイッチングにより、主トランス
１の一次巻線１Ａに直流入力電圧Ｖｉが断続的に印加さ
れ、二次巻線１Ｂから整流平滑回路５を介して、安定し
た直流出力電圧Ｖｏが供給される。 【００１４】以上のように上記実施例によれば、請求項
１に対応して、主トランス１の一次巻線１Ａに直流入力
電圧Ｖｉを断続的に印加するトランジスタ２と、このト
ランジスタ２に駆動信号を供給する制御用ＩＣ４とを有
し、制御用ＩＣ４に対し所定の動作電圧Ｖｃを供給する
補助電源回路11を備えたスイッチング電源装置におい
て、制御用ＩＣ４の動作状態を知らせる動作出力端子Ｏ
ＵＴを制御用ＩＣ４に設けるとともに、動作出力端子Ｏ
ＵＴからの制御信号に基づき前記動作電圧Ｖｃを切換え
る動作電圧切換回路21を補助電源回路11に設けたもので
ある。この場合、補助電源回路11からは起動電圧よりも
高い動作電圧Ｖｃが先ず制御用ＩＣ４に供給され、その
後、制御用ＩＣ４が立上がった旨の制御信号が動作出力
端子ＯＵＴから動作電圧切換手段21に印加されると、動
作電圧切換手段21は制御用ＩＣ４への動作電圧Ｖｃを起
動電圧よりも低い制御用ＩＣ４が動作し得る電圧値に切
換えるため、制御用ＩＣ４の動作電圧Ｖｃが直流入力電
圧Ｖｉよりも高い場合であっても、定常時における高い
動作電圧Ｖｃによる制御用ＩＣ４の損失を低減させるこ
とができる。 【００１５】また、本実施例では、直流入力電圧Ｖｉを
動作電圧Ｖｃに変換するトランス12とトランジスタ13と
を備えた自励式コンバータにより補助電源回路11を構成
し、トランジスタ13のベース電流を制御するツェナーダ
イオード22，23と、このツェナーダイオード22，23から
のツェナー電圧ＶＺ１，ＶＺ２を動作出力端子ＯＵＴか
らの制御信号に基づき切換えるＭＯＳ型ＦＥＴ24とによ
り動作電圧切換回路21を構成することで、最も簡単な回
路構成の自励式コンバータからなる補助電源回路11を用
いて、制御用ＩＣ４に対する動作電圧Ｖｃを切換えるこ
とができ、既存の補助電源回路11に対しても、簡単に制
御用ＩＣ４に対する損失を低減することが可能となる。 【００１６】なお、実施例では、フォワード型コンバー
タにより出力電圧Ｖｏを得るように構成したが、フライ
バック型や他のプッシュプル型などの多石式コンバータ
にも適用することができる。また、主スイッチング素子
はトランジスタに限らず、ＭＯＳ型ＦＥＴなどを用いて
もよい。 【００１７】次に、本発明の第２実施例を図２に基づい
て説明する。なお、前記第１実施例と共通する部分には
同一符号を付し、その共通する部分の詳細な説明は省略
する。同図において、31は制御用ＩＣ４に供給する動作
電圧Ｖｃの値を切換える動作電圧切換回路であり、本実
施例では、制御電圧発生源としてツェナーダイオードに
代わりシャントレギュレータ32が設けられている。ま
た、制御電圧を切換える制御電圧切換手段33として、動
作出力端子ＯＵＴにベースが接続されたＮＰＮ型トラン
ジスタ34と、動作電圧入力端子Ｖｃｃラインとトランジ
スタ34のコレクタとの間にある抵抗35，36の接続点にベ
ースが接続されたＰＮＰ型トランジスタ37とを備えてい
る。トランジスタ34のエミッタは接地端子Ｇラインに接
続されるとともに、トランジスタ37のエミッタは抵抗38
を介して動作電圧入力端子Ｖｃｃラインに接続される。
また、動作電圧入力端子Ｖｃｃラインと接地端子Ｇライ
ンとの間には、抵抗39，40の直列回路が接続され、この
抵抗39，40の接続点に前記シャントレギュレータ32のリ
ファレンスとトランジスタ37のコレクタが接続される。
シャントレギュレータ32のアノードは接地端子Ｇライン
に接続され、カソードは抵抗41を介して動作電圧入力端
子Ｖｃｃラインに接続される。抵抗41とシャントレギュ
レータ32との接続点にＰＮＰ型トランジスタ42のベース
が接続され、このトランジスタ42のエミッタが動作電圧
入力端子Ｖｃｃラインに接続されるとともに、コレクタ
がトランジスタ16のベースに接続される。他は前記第１
実施例に示すスイッチング電源装置と同一構成を有して
いる。 【００１８】上記構成において、制御用ＩＣ４が立上が
るまでの起動時には、動作出力端子ＯＵＴはＬレベルに
なっており、トランジスタ34，37は共にオフ状態となっ
て、動作電圧Ｖｃを抵抗39，40で分圧した電圧がシャン
トレギュレータ32のリファレンス電圧と等しくなるよう
に動作電圧Ｖｃは制御される。これに対して、制御用Ｉ
Ｃ４が立上がり、動作出力端子ＯＵＴからＨレベルの制
御信号がトランジスタ34のベースに供給されると、トラ
ンジスタ34，37はいずれもターンオンするため、今度は
抵抗38，39の並列回路と抵抗40で分圧した電圧がシャン
トレギュレータ32のリファレンス電圧と等しくなるよう
に動作電圧Ｖｃは制御される。なお、この時の動作電圧
Ｖｃは動作出力端子ＯＵＴがＬレベルの時と比べて低く
なる。一方、トランジスタ42のベース電流は、出力端子
ＯＵＴがＬレベルの時と比べて増大する。そして、トラ
ンジスタ16のベース電位は上昇し、前記前記第１実施例
と同様に、トランジスタ13のオン期間が短くなり、これ
以降、補助電源回路11からは制御用ＩＣ４の起動時より
も低い動作電圧Ｖｃが制御用ＩＣ４に供給されることに
なる。 【００１９】本実施例では、請求項１に対応して、主ト
ランス１の一次巻線１Ａに直流入力電圧Ｖｉを断続的に
印加するトランジスタ２と、このトランジスタ２に駆動
信号を供給する制御用ＩＣ４とを有し、制御用ＩＣ４に
対し所定の動作電圧Ｖｃを供給する補助電源回路11を備
えたスイッチング電源装置において、制御用ＩＣ４の動
作状態を知らせる動作出力端子ＯＵＴを制御用ＩＣ４に
設けるとともに、動作出力端子ＯＵＴからの制御信号に
基づき前記動作電圧Ｖｃを切換える動作電圧切換回路31
を補助電源回路11に設けたものであるから、制御用ＩＣ
４の動作電圧Ｖｃが直流入力電圧Ｖｉよりも高い場合で
あっても、定常時における高い動作電圧Ｖｃによる制御
用ＩＣ４の損失を低減させることが可能となる。 【００２０】また、本実施例では、直流入力電圧Ｖｉを
動作電圧Ｖｃに変換するトランス12とトランジスタ13と
を備えた自励式コンバータにより補助電源回路11を構成
し、トランジスタ13のベース電流を制御するシャントレ
ギュレータ32と、このシャントレギュレータ32からの制
御電圧を動作出力端子ＯＵＴからの制御信号に基づき切
換える制御電圧切換手段33により動作電圧切換回路31を
構成することで、既存の補助電源回路11に対しても、簡
単に制御用ＩＣ４に対する損失を低減することが可能と
なる。 【００２１】図３は、本発明の第３実施例を示したもの
である。前記第２実施例と異なる点は、動作電圧入力端
子Ｖｃｃラインと接地端子Ｇラインとの間に、抵抗35，
36の直列回路が接続され、この抵抗35，36の接続点に、
トランジスタ34のコレクタとＮＰＮ型トランジスタ37の
ベースが接続されている点と、トランジスタ37のエミッ
タは接地端子Ｇラインに接続され、コレクタは抵抗38を
介して抵抗39，40の接続点に接続されている点にあり、
他の部分は前記第２実施例と全く同一の構成となってい
る。 【００２２】そして、動作出力端子ＯＵＴがＬレベルに
なっている制御用ＩＣ４の起動時には、トランジスタ34
がオフ状態になるのに対して、トランジスタ37はオン状
態となり、抵抗39と抵抗38，40の並列回路とで分圧した
電圧がシャントレギュレータ32のリファレンス電圧と等
しくなるように動作電圧Ｖｃを制御する。これに対し
て、動作出力端子ＯＵＴからＨレベルの制御信号が出力
されるようになると、トランジスタ34はターンオンして
抵抗36の両端が短絡し、トランジスタ37のベースには電
流が流れ込まなくなってトランジスタ37はオフ状態とな
る。このため、今度は抵抗39，40で分圧した電圧がシャ
ントレギュレータ32のリファレンス電圧と等しくなるよ
うに動作電圧Ｖｃを制御するようになり、シャントレギ
ュレータ32のカソードに流れ込む電流が増大して、トラ
ンジスタ16のベース電位が上昇する。そして、制御用Ｉ
Ｃ４の立上がり後には、起動時よりも低い動作電圧Ｖｃ
が制御用ＩＣ４に供給され、第２実施例と同様の作用，
効果を奏することになる。 【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実
施が可能である。 【００２４】 【発明の効果】請求項１に記載のスイッチング電源装置
は、主トランスの一次巻線に直流入力電圧を断続的に印
加する主スイッチング素子と、この主スイッチング素子
に駆動信号を供給する制御回路とを有し、前記制御回路
に対し所定の動作電圧を供給する補助電源回路を備えた
スイッチング電源装置において、前記制御回路の動作状
態を知らせる動作出力端子を前記制御回路に設けるとと
もに、前記動作出力端子からの制御信号に基づき前記動
作電圧を切換える動作電圧切換回路を前記補助電源回路
に設け、前記補助電源回路は前記直流入力電圧を前記動
作電圧に変換する トランスとトランジスタとを備えた自
励式コンバータからなり、前記動作電圧切換回路は前記
トランジスタのベース電流を制御する制御電圧発生源
と、この制御電圧発生源からの制御電圧を前記動作出力
端子からの制御信号に基づき切換える制御電圧切換手段
とからなるものであり、高い動作電圧による制御回路に
対する損失を減らすことができるとともに、既存の補助
電源回路に対しても、簡単に制御回路に対する損失を低
減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すスイッチング電源装
置の回路構成図である。 【図２】本発明の第２実施例を示す要部の回路構成図で
ある。 【図３】本発明の第３実施例を示す要部の回路構成図で
ある。 【符号の説明】 １ 主トランス ２ トランジスタ（主スイッチング素子） ４ 制御用ＩＣ（制御回路） 11 補助電源回路 12 トランス 13 トランジスタ（スイッチング素子） 21，31 動作電圧切換回路 22，23 ツェナーダイオード（制御電圧発生源） 24 ＭＯＳ型ＦＥＴ（制御電圧切換手段） 32 シャントレギュレータ（制御電圧発生源） ＯＵＴ 動作出力端子
置の回路構成図である。 【図２】本発明の第２実施例を示す要部の回路構成図で
ある。 【図３】本発明の第３実施例を示す要部の回路構成図で
ある。 【符号の説明】 １ 主トランス ２ トランジスタ（主スイッチング素子） ４ 制御用ＩＣ（制御回路） 11 補助電源回路 12 トランス 13 トランジスタ（スイッチング素子） 21，31 動作電圧切換回路 22，23 ツェナーダイオード（制御電圧発生源） 24 ＭＯＳ型ＦＥＴ（制御電圧切換手段） 32 シャントレギュレータ（制御電圧発生源） ＯＵＴ 動作出力端子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０２Ｍ 3/338 Ｈ０２Ｍ 3/338 Ａ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 主トランスの一次巻線に直流入力電圧を
断続的に印加する主スイッチング素子と、この主スイッ
チング素子に駆動信号を供給する制御回路とを有し、前
記制御回路に対し所定の動作電圧を供給する補助電源回
路を備えたスイッチング電源装置において、前記制御回
路の動作状態を知らせる動作出力端子を前記制御回路に
設けるとともに、前記動作出力端子からの制御信号に基
づき前記動作電圧を切換える動作電圧切換回路を前記補
助電源回路に設け、前記補助電源回路は前記直流入力電
圧を前記動作電圧に変換するトランスとトランジスタと
を備えた自励式コンバータからなり、前記動作電圧切換
回路は前記トランジスタのベース電流を制御する制御電
圧発生源と、この制御電圧発生源からの制御電圧を前記
動作出力端子からの制御信号に基づき切換える制御電圧
切換手段とからなることを特徴とするスイッチング電源
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11909494A JP3377128B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11909494A JP3377128B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07327367A JPH07327367A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3377128B2 true JP3377128B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=14752759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11909494A Expired - Fee Related JP3377128B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3377128B2 (ja) |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP11909494A patent/JP3377128B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH07327367A (ja) | 1995-12-12 |
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