JPH02174374A - パワートランジスタ用補償回路 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、パワートランジスタ用補償回路、特に、フラ
イバック出力回路内の出力トランジスタ用の補償回路に
関する。

［従来の技術］ フライバック出力回路として機能するように設計された
パワートランジスタは、典型的には、表示システムの陰
極線管の水平偏向回路のヨーク機構の如き誘導性負荷を
駆動する高電流スインチング素子として動作する。この
フライバック出力回路内の出力トランジスタは、そのペ
ース電極に入力端子を受けるように結合されており、こ
のトランジスタを導通すると、ペースに誘導蓄積電荷を
発生する。出力トランジスタのコレクタに流れる電流が
増加すると、傾斜飽和電圧がこのコレクタに生じる。次
に、逆の大電流をペース電極に供給して、このペース電
極の蓄積電荷を高速に取り去ると共に、トランジスタを
オフにする。ＭＷ電荷がペース電極から除去されると、
トランジスタのコレクタ電極の電圧が例えば１．４ＫＶ
の高い値に急激に上昇する一方、このコレクタに流れる
電流がゼロに低下する。フライバック回路のダンピング
・ダイオードにより電圧スパイクがゼロ・ボルトの丁度
下にクランプされるまで、この電圧スパイクは負方向に
急激に下がる。

［発明が解決しようとする課題］ 出力トランジスタのコレクタ電流がゼロに下がり、電圧
が急激に上昇する期間中、このトランジスタは電力を消
費する。このトランジスタのペース電極への電流のみを
増加させて、そのコレクタ電極の飽和電圧レベルを低下
させることによって、トランジスタの電力消費を減らそ
うとすると、蓄積時間が増加すると共に、トランジスタ
のスイッチング速度が低下して、電力消費が増加する。

トランジスタのペース電極への入力端子を減少すること
により、コレクタの飽和電圧レベルが増加して、掃引が
非直線的になると共に、再び電力が消費される。電力消
費及び蓄積時間を最低にすることにより、出力トランジ
スタを最大効率で、最高速度にするのに最適なペース駆
動電流が存在する。

しかし、現時点では、所定のフライバック出力回路を最
適にペース駆動し続けることは、非常に困難である。温
度変化と、糸巻き歪補正に関連して知られているコレク
タ負荷の変動と、フライバック出力回路内の素子の変動
及び出力トランジスタのばらつきによるベータの変動と
が、トランジスタの出力信号の飽和に影響する。

したがって、本発明の目的は、素子及び環境の変化に対
して、トランジスタの最大速度及び最大効率を維持する
出力トランジスタ用の可変ペース駆動回路、即ち、パワ
ートランジスタ用補償回路の提供にある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明によれば
、パワートランジスタ用ペース駆動補償回路は、出力ト
ランジスタのコレクタ電極飽和電圧レベルの一部をサン
プルすると共に、蓄積し、この蓄積した値を基準と比較
して、パワートランジスタのペース電極への入力電流を
変化させる補正値を発生する。パワートランジスタのペ
ース駆動を変化させることにより効率が高くなる固定飽
和電圧レベルを維持することにより、温度変化、コレク
タ出力の変動、トランジスタのばらつきによるベータの
変動、回路内の他の素子の変動に対する１次補正を行う
。

本発明の好適な実施例では、サンプルし、Ｍ積した飽和
電圧を誤差増幅器内の負方向傾斜信号と比較して、誤差
増幅器の出力端の負方向信号パルスのデユティ・サイク
ルを変化させる。負パルス信号を電源に供給して、誤差
増幅器内で発生した負パルス信号のデユティ・サイクル
に基づく電圧を発生する。電源からの電圧をペース駆動
回路に供給する。このペース駆動回路は、出力トランジ
スタのペース電極に電流を供給して、コレクタ電極の飽
和電圧レベルを制御する。

本発明のその他の目的、利点及び新規な特徴は、添付図
を参照した以下の詳細説明より明らかになろう。

［実施例］ 第１図は、本発明によるパワートランジスタ用補償回路
のブロック図である。出力トランジスタ（１０）のコレ
クタ電極は、ゲート回路に接続されたコンデンサで構成
されるサンプリング回路（サンプリング手段）　（１２
）に結合されており、このサンプリング回路は、所定時
間間隔でコレクタ出力の一部を蓄積する。このサンプリ
ング回路（１２）の出力を補正値発生手段である可変ペ
ース駆動電源（１４・）に供給する。この電源は、基準
信号ＲＥＦも受ける。この基準信号とサンプリング回路
（１２）の出力とを組み合わせて、コレクタ出力内の変
化を表す補正値を発生する。この補正値が可変ペース駆
動電源（１４）に作用して、供給手段であるペース駆動
回路（１６）に供給される出力信号を発生する。

ペース駆動回路（１６）は、可変ペース駆動電源（１４
）の出力信号に応答して、出力トランジスタ（１０）へ
の入力端子を変化させるので、この出力トランジスタの
コレクタ電極の飽和電圧レベルが変化する。

第２図は、本発明を含むフライバック出力トランジスタ
用ペース駆動補償回路の回路図である。

出力トランジスタ（ｌＯ）のコレクタ電圧は、サンプリ
ング回路（１２）内の抵抗器り２０）を介して、ダイオ
ード（２２）のアノード及びＦ　Ｅ　Ｔ（２４）のドレ
イン電極に供給される。Ｆ　Ｅ　Ｔ（２４）のゲート電
橋は、出力トランジスタ用のペース駆動信号の如きゲー
ト・パルスを受けるので、所定期間毎にＦ　Ｅ　Ｔ（２
４）はオン及びオフする。ダイオード（２２）のカソー
ドをコンデンサ（２６）及びブリーダ抵抗器（２８）に
接続し、Ｆ　Ｅ　Ｔ（２４）がオフの期間中にコンデン
サ（２６）を充電する。コンデンサ（２６）及び抵抗器
（２８）の他端は、ＦＥＴ（２４）のソース電極と同様
に接地する。

コンデンサ（２６）の蓄積電荷は、可変ペース駆動電源
（１４）内の誤差増幅器（３０）の反転入力端に供給す
る。傾斜信号を誤差増幅器（３０）の非反転入力端子に
供給する。誤差増幅ｉ１　（３０）の出力信号は、コン
デンサ（２６）に蓄積されたサンプル電圧により決まる
デユティ・サイクルの負方向パルス信号である。誤差増
幅器（３０）の出力信号をスイッチング・トランジスタ
（３２）のペース電極に供給する。このスイッチング・
トランジスタ（３２）は、このトランジスタ、ダイオー
ド（３４）、インダクタ（３６）及びコンデンサ（３８
）より成るスイッチング電源の一部である。トランジス
タ（３２）のエミッタ電極を電源に結合すると共に、そ
のコレクタ電極はダイオード（３４）を介して接地する
。インダクタ（３６）の一端をトランジスタ（３２）の
コレクタ電極及びダイオード（３４）の共通接続点に接
続すると共に、他端をコンデンサ（３８）に接続する。

コンデンサ（３８）の他端は、接地する。コンデンサ（
３８）の電圧形式である可変ペース駆動電源の出力電圧
をペース駆動回路（１６）に供給する。

動作期間中、第３図、へに示す負方向ペース駆動信号Ａ
をペース駆動回路（１６）に供給する。このペース駆動
回路は、可変ペース駆動電源（１４）から供給される電
圧に基づいて、出力トランジスタ（１０）のペース電極
への電流を発生する。出力トランジスタ（１０）を導通
に駆動して、第３図Ｃに示す如く、正方向に傾斜する電
流をそのコレクタ電極に発生する。同時に、第３図已に
示すように、トランジスタ（１０）のコレクタ電圧が正
方向に上昇する。ペース駆動回路（１６）へのペース駆
動信号Ａが正方向に変化するとき、ペース電極へ流れる
電流により生じたトランジスタ（１０）内の誘導蓄積電
荷を放電して、このトランジスタがオフになると共に、
このトランジスタを流れる電流がゼロに低下し、コレク
タ電圧が約１．４ＫＶに急激に上昇する。パワートラン
ジスタ用ペース駆動回路の例は、１９８８年１１月１４
日に出願されたブルース・バウラ発明の米国特許出願第
半÷−２７０７１６号の「パワー増幅器用高速ペース駆
動回路」に開示されている。

ペース駆動信号Ａが低レベルの期間中、サンプリング回
路（１２）内のＦ　Ｅ　Ｔ　（２４）は、オフであり、
ダイオード（２２）を介して電流を流し、コンデンサ（
２６）を充電する。初めは、出力トランジスタ（１０）
のコレクタ電極の低い負電圧により、ダイオード（２２
）は逆バイアスされている。トランジスタ（１０）の導
通期間中、そのコレクタ電圧が傾斜上昇するので、ダイ
オード（２２）は順バイアスとなり、電流がコンデンサ
（２６）に流れて、トランジスタ（１０）の飽和電圧レ
ベルに応じた値までこのコンデンサを充電する。ペース
駆動信号Ａが高レベルになると、Ｆ　Ｅ　Ｔ（２４）は
、オンとなり、抵抗器（２０）を流れる電流用の電流シ
ンク（電流引き込み回路）として機能する。第３図Ａ及
びＢの波形に示すように、トランジスタ（１０）のコレ
クタ電極に高振幅の電圧スパイクが開始する前に、サン
プリング・ゲート信号として働くペース駆動信号ＡがＦ
ＥＴ（２４）をオンにする。これにより、サンプリング
期間が、トランジスタ（１０）の飽和電圧出力の線形部
分に制限される。図示しない抵抗及びシャント・ダイオ
ードをサンプリング回路（１２）の入力端に付加して、
周知の如く、出力トランジスタ（１０）のコレクタ電極
からの高電圧スパイクを制限してもよい。

トランジスタ（１０）の飽和電圧レベルを表すコンデン
サ（２６）の電荷による電圧を誤差増幅器（３０）の反
転入力端に供給する。この誤差増幅器（３０）の非反転
入力端には、第３図りに示す傾斜信号を供給する。誤差
増幅器（３０）の出力信号は、この誤差増幅器の反転入
力端の電圧で決まるデユティ・サイクルの負方向パルス
信号である。この関係を第３図Ｅ及びＦに示す。サンプ
リング回路（１２）がサンプルすると、トランジスタ（
１０）の飽和電圧レベルの変化に応じて、負方向パルス
信号のデユティ・サイクルが変化する。この負方向パル
ス信号をトランジスタ（３２）のペースに供給する。ト
ランジスタ（３２）の導通期間中、電流がこのトランジ
スタ（３２）及びインダクタ（３６）を介して流れ、コ
ンデンサ（３８）を充電する。トランジスタ（３２）が
非導通期間中は、インダクタ（３６）に蓄積された電荷
により、ダイオード（３４）及びこのインダクタ（３６
）を介してコンデンサ（３８）に電流が流れ続ける。コ
ンデンサ（３８）の電荷による電圧をペース駆動回路（
１６）に供給して、出力トランジスタ（１０）のペース
電極に供給する電流値を制御して、この出力トランジス
タの電圧飽和レベルを制御する。

出力トランジスタ（１０）の飽和電圧レベルのいかなる
増加又は減少も、サンプリング回路（１２）により検出
する。第３図りで代表的にＥｌ及びＥ２で示すサンプル
した飽和電圧の変化により、それぞれ第３図Ｅ及びＦに
示すように、誤差増幅器（３０）からの負方向パルス信
号のデユティ・サイクル増加又は減少する。これにより
、可変ペース駆電源の電圧出力が変化する。ペース駆動
回路（１６）に供給された電源電圧は、出力トランジス
タ（１０）へのペース電流を変化させ、コレクタ電極の
飽和電圧レベルを定める。出力トランジスタ（ｌＯ）の
ばらつきによる動作特性の変化、又は、関連回路の素子
特性の変化は、補償回路により自動的に補償する。

この方法により、最良の効率及び最速のスイッチングに
とって最適な動作レベルに出力トランジスタ（１０）を
維持する。

上述したスイッチング電源の使用は、出力トランジスタ
（１０）のペース電極への電流を供給するペース駆動回
路（１６）の入力端の電圧を制御するのに有効な方法で
ある。線形電源を用いて、ペース駆動回路（１６）の入
力端の電圧を制御してもよい。これを実現するには、サ
ンプリング回路（１２）からのサンプル飽和電圧を、線
形電源の誤差増幅器に直接供給する。

［発明の効果］ 上述した如く、本発明のパワートランジスタ用補償回路
では、パワートランジスタの出力端の飽和電圧レベルを
固定して、その回路の環境及び素子の変化の１次近似を
行う。飽和電圧レベルをサンプリングし、それを基準レ
ベルと比較することにより、補正値を発生し、パワート
ランジスタのペース電極への入力端子を変化させて、こ
のパワートランジスタが最大効率及び最高速度とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパワートランジスタ用補償回路のブロ
ック図、第２図は本発明を含んだフライバック出力トラ
ンジスタ用ペース駆動補償回路の回路図、第３図は本発
明の詳細な説明するための波形図である。 （１２）はサンプリング手段、（１４）は補正値発生手
段、（１６）は供給手段である。 代　　理　　人 松　　隈　　秀　　盛 Ａ ＯＶ　−−−−− ＦＩＧ、　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 パワートランジスタに結合し、該パワートランジスタか
   らの飽和電圧レベルをサンプリングするサンプリング手
   段と、 上記サンプリングした飽和電圧及び基準値から補正値を
   発生する補正値発生手段と、 上記補正値に応答して、上記飽和電圧レベルを所定レベ
   ルに維持するように上記パワートランジスタへペース駆
   動入力信号を供給する供給手段とを具えたパワートラン
   ジスタ用補償回路。