JPH01252170A - スイッチング電源 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスイッチング電源に関し、特にインバータ方式
の他励形のスイッチング電源に関する。

〔従来の技術〕

この種のスイッチング電源は、直流電源出力を得る場合
に、スイッチング素子のスイッチング制御により、直流
電圧をパルス状に断続することによってその出力直流電
圧を制御できるので、効率の良い安定化直流電源を構成
することが可能である。

すなわち、出力電圧の可変制御にあたり、入力電圧を断
続制御してこれを行うから、）賢夫の少ないものとする
ことができる。

このような入力直流電圧を断続制御するためのスイッチ
ング素子の駆動については、従来、この種のスイッチン
グ電源では、ドライブ回路からのＯＮ−ＯＦＦ信号をそ
のままスイッチング素子であるメイントランジスタに与
えてこれを行うようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来は、このように、ドライブ回路からのＯ
Ｎ−ＯＦＦ信号をそのままメイントランジスタに伝達し
ていて、メイントランジスタの蓄積時間および降下時間
に対する補償を行っていなかったため、この種のスイッ
チング制御による出力電圧の安定化に際し、そのメイン
トランジスタのスイッチングの速度などの面で次のよう
な難点があった。

すなわち、従来のスイッチング電源はドライブ回路から
のＯＮ−ＯＦＦ信号をそのままメイントランジスタに与
えていたので、負荷電流が減少した場合、メイントラン
ジスタのコレクタ電流の増減に関係なくベース電流が流
れるために、過剰なベース電流により蓄積時間および降
下時間が長くなったり、間欠動作をするという欠点があ
った。

本発明の目的は、入力電圧の断続制御によつ、て出力直
流電圧を制御するスイッチング電源において、メイント
ランジスタのスイッチング動作を改善し、蓄積時間、降
下時間を短縮できるようにしたスイッチング電源を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、入力電圧をパルス状に断続することによって
出力直流電圧を制御するスイッチング電源において、 入力電圧をＯＮ−ＯＦＦする手段を有するスイッチング
回路と、 スイッチング回路の出力電圧を絶縁した状態で変換し、
整流し、平滑して出力直流電圧を得る手段と、 発振回路、基準電圧を発生する基準電圧発生回路、基準
電圧と前記出力直流電圧との誤差を増幅する誤差増幅回
路、及び発振回路の発振波と誤差増幅回路の出力電圧か
らＯＮ−ＯＦＦ波形信号を得る比較回路を有するコント
ロール回路と、コントロール回路の比較回路の出力を増
幅し、メイントランジスタに逆バイアスをかける手段を
有するドライブ回路とを備えることを特徴として−いる
。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のスイッチング電源のブロッ
ク図である。

第１図に示す如く、スイッチング電源は、スイッチング
回路１と、絶縁電圧変換回路２と、整流回路３と、出力
フィルター回路４と、コントロール回路１０と、ドライ
ブ回路５とを備えている。

入力端子１１には、非安定化直流入力が印加され、出力
端子１２から安定化直流出力が取り出される。

スイッチング回路１は、非安定化直流入力が印加される
入力端子１１に接続されており、非安定化直流入力がス
イッチング回路１に供給される。また、非安定化直流入
力はコントロール回路１０への電力供給も行う。

スイッチング回路１は、電圧をＯＮ−ＯＦＦする手段を
有しており、このスイッチング回路１の出力は、絶縁電
圧変換回路２に供給されるようになっている。

絶縁電圧変換回路２は、電圧を絶縁した状態で変換する
手段を有しており、その出力は、出力電圧を整流する手
段を有する整流回路３、出力電圧を平滑する手段を有す
る出力フィルター回路４を介して、再び直流に変換され
、出力端子１２から取り出される。

出力フィルター回路４の出力は、コントロール回路１０
に供給され、またコントロール回路１０の出力がドライ
ブ回路５を介してスイッチング回路１に供給される。

コントロール回路１０は、比較回路６と、発振動作を行
う手段を有する発振回路７と、誤差増幅回路８と、基準
電圧発生回路９とから成っている。

基準電圧発生回路９は、基準電圧を発生する手段を有し
、誤差増幅回路８は、基準電圧と出力フィルター回路４
からの出力電圧との誤差を増幅する手段を有し、また、
比較回路６は、発振回路７からの発振波と誤差増幅回路
８の出力電圧からＯＮ−ＯＦＦ波形信号を生成する手段
を有する。

ドライブ回路５は、比較回路６の出力を増幅し、スイッ
チングのためのメイントランジスタに逆バイアスをかけ
る手段を有している。

このスイッチング電源は、このように、入力電圧をスイ
ッチング素子がパルス状に断続することによって出力直
流電圧を制御するスイッチング電源において、電圧をＯ
Ｎ−ＯＦＦする手段を有したスイッチング回路１と、発
振動作を行う手段を有した発振回路７と、基準電圧を発
生する手段を有した基準電圧発生回路９と、基準電圧と
出力電圧との誤差を増幅する手段を有した誤差増幅回路
８と、発振波と誤差増幅回路８の出力電圧からＯＮ−Ｏ
ＦＦ波形に変換する手段を有した比較回路６と、この比
較回路６の出力を増幅し、メイントランジスタに逆バイ
アスをかける手段を有したドライブ回路５と、電圧を絶
縁した状態で変換する手段を有した絶縁電圧変換回路２
と、出力電圧を整流する手段を有した整流回路３と、出
力電圧を平滑する手段を有した出力フィルター回路４と
よりなる構成となっている。

ドライブ回路５は、第２図に示すような構成のものとす
ることができる。

即ち、第２図に示す如く、コントロール回路１゜の出力
によって制御されるトランジスタＴＲ２゜ＴＲ３と、ト
ランスＴｌとを備え、トランジスタＴＲ２のコレクタは
抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴＲ３のコレクタに接続
され、トランジスタＴＲ３のコレクタ・エミッタ間には
、トランスＴ１のＮ３巻線とコンデンサＣ１との直列回
路が接続されている。

抵抗Ｒ１とコンデンサｃ工と、Ｎ１巻線とは、後述のよ
うに、コンデンサＣ１への充電時の時定数が非常に小さ
なものとなるようにそれぞれの値が設定されている。

トランスＴ１のＮ２巻線は、メイントランジスタＴＲＩ
のベース回路に挿入されており、また、Ｎ５巻線は、メ
イントランジスタＴＲＩのコレクタ回路に挿入されてい
る。

なお、第２図中、Ｔは絶縁電圧変換回路を構成するトラ
ンスで、その１次側には、ダイオードＤＩ、抵抗Ｒ２、
コンデンサｃ２がら成る回路が図示のように接続されて
おり、２次側には、ダイオードＤ２．Ｄ３から成る整流
回路、コイル上１コンデンサＣ３から成る出力フィルタ
ー回路が設けられている。

次に、本実施例の動作について説明する。

第１図において、コントロール回路１０に出力フィルタ
ー回路４からの出力電圧が印加されると、誤差増幅回路
８は基準電圧発生回路９からの基準電圧と出力電圧を比
較し、その誤差を増幅し、比較回路６へ伝える。比較回
路６は、発振回路７からの発振波と誤差増幅回路８から
の出力電圧を比較、ミキシングし、ＯＮ−ＯＦＦ波形に
変換してドライブ回路５へ伝える。ドライブ回路５では
ＯＮ−ＯＦＦ波形を増幅し、ＯＮからＯＦＦへ移行しよ
うとするとき、メイントランジスタに逆バイアスをかけ
ている。

第２図の構成の場合には、これは、次のようにして行わ
れる。

第２図において、まず、コントロール回路１０からの信
号がＯＮとなると、トランジスタＴＲ２がＯＮとなり、
抵抗Ｒ１を通し、トランスＴ１のＮ。

巻線を通してコンデンサＣ１への充電電流が流れる。こ
の時は、Ｎ２巻線には矢印に示すようなメイントランジ
スタＴＲＩを導通ずるような極性の電圧が発生する。こ
れがメイントランジスタＴＲ１のＯＮのトリガーパルス
となり、ＣＩ、　Ｒ１゜Ｎ３からなる充電の時定数は非
常に小さな値としているため極めて短い時間でメイント
ランジスタＴＲＩは導通状態に入る。−旦、メイントラ
ンジスタＴＲＩが導通状態に入ると、そのコレクタ電１
１１ｃがトランスＴ１のＮ１巻線に流れる。このＮ２巻
線はメイントランジスタＴＲＩのベース電流を帰還され
るように決めてあり、導通状態を持続する。したがって
、Ｎ、とＮ２の巻線比率を合わせておくと、適切なベー
ス電流が供給されることとなる。導通期間経過後には、
トランジスタＴＲ３がＯＮして、コンデンサＣＩに充電
されていた電荷がＮ５巻線を介して逆方向に放出される
。

この間、トランスＴ１の各巻線の電圧はメイントランジ
スタＴＲＩをカットオフさせる方向となり、メイントラ
ンジスタＴＲＩが逆バイアスされて短い時間でターンオ
フする。

このようにして、メイントランジスタＴＲＩは、ＯＮ−
ＯＦＦへ移行するときは、ドライブ回路５のトランスＴ
１により逆バイアスがかけられる。

従来では、ドライブ回路からのＯＮ−ＯＦＦ信号をその
ままメイントランジスタに伝達していたので、メイント
ランジスタの蓄積時間、降下時間が長くなったりするな
どの状態が発生するのに対し、上述のように逆バイアス
をかけることによってこれを防ぐことができ、常に良好
なスイッチング動作を行わせることができる。

このようなメイントランジスタＴＲＩのスイッチングに
よって入力電圧がパルス状に断続され、非安定化直流入
力が一旦交流に変換されると、これは絶縁電圧変換回路
２を通して再び直流に変換するため整流回路３に供給さ
れ、この整流回路３および出力フィルタ回路４を経て安
定化直流出力となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、コントロール回
路からの信号゛がＯＦＦとなりメイントランジスタがＯ
ＮからＯＦＦへ移行しようとするときに、ドライブ回路
より電流制御をかけていないために極めて大きな−ｌ、
でメイントランジスタは逆バイアスされるためにメイン
トランジスタの蓄積時間および降下時間を短縮させる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスイッチング電源の一実施例のブロッ
ク図、 第２図はその具体例を示す回路図である。 ｌ・・・スイッチング回路 ２・・・絶縁電圧変換回路 ３・・・整流回路 ４・・・出力フィルター回路 ５・・・ドライブ回路 ６・・・比較回路 ７・・・発振回路 ８・・・誤差増幅回路 ９・・・基準電圧発生回路 １０・・・コントロール回路 ＴＲＩ・・・メイントランジスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力電圧をパルス状に断続することによって出力
   直流電圧を制御するスイッチング電源において、 入力電圧をＯＮ−ＯＦＦする手段を有するスイッチング
   回路と、 スイッチング回路の出力電圧を絶縁した状態で変換し、
   整流し、平滑して出力直流電圧を得る手段と、 発振回路、基準電圧を発生する基準電圧発生回路、基準
   電圧と前記出力直流電圧との誤差を増幅する誤差増幅回
   路、及び発振回路の発振波と誤差増幅回路の出力電圧か
   らＯＮ−ＯＦＦ波形信号を得る比較回路を有するコント
   ロール回路と、コントロール回路の比較回路の出力を増
   幅し、メイントランジスタに逆バイアスをかける手段を
   有するドライブ回路とを備えることを特徴とするスイッ
   チング電源。