JPH0242078Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ビデオ機器、オーデイオ機器等の直
流電源回路に使用するためのトランジスタ直流変
換器に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図に示す如く、直流電源１にトランス２の
１次巻線３とスイツチングトランジスタ４との直
列回路を接続し、トランス２の２次巻線５にダイ
オード６とコンデンサ７とから成る整流回路を接
続し、更にベース駆動のためにトランス２に３次
巻線９を設け、この３次巻線９を抵抗１０を介し
てトランジスタ４のベースに接続し、更にトラン
ジスタ４のベースに定電圧制御回路１１を接続
し、出力端子１２に定電圧を得るスイツチングレ
ギユレータは公知である。なお、１３は商用交流
電源であり、整流回路から成る直流電源１に接続
されている。１４は起動抵抗であり、直流電源１
とトランジスタ４のベースとの間に接続されてい
る。電圧制御回路１１は、スイツチングトランジ
スタ４のベース・エミツタ間に接続されたベース
電流バイパス用トランジスタ１５と、これを制御
するためのダイオード１６、コンデンサ１７、及
びツエナーダイオード１８とから成り、トランジ
スタ４のオフ時の３次巻線９の電圧（出力電圧に
等価）をコンデンサ１７に充電し、この電圧とツ
エナーダイオード１８の基準電圧との比較に基づ
いてトランジスタ１５を制御するように構成され
ている。

上述のスイツチングレギユレータにおいて、直
流電力の供給を開始すると、起動抵抗１４を通つ
て起動電流が流れ、発振が開始する。トランジス
タ４のオン時には、１次巻線３に電源１の電圧が
印加され、３次巻線９にこれに応じた電圧が発生
し、この巻線９からトランジスタ４にベース電流
I_Bが供給される。しかる後、トランジスタ４のコ
レクタ電流が飽和すると、オフに転換し、このオ
フ期間にダイオード６がオンになり、トランス２
のエネルギが出力側に放出される。出力電圧の制
御は、３次巻線９の電流I₁の一部がトランジスタ
１５にバイパスさせることによつて行う。この種
の動作は公知であるので、説明を省略する。

ところで、この種の装置で電源１の電圧E_INが
増大すれば、１次巻線３の電圧、及び３次巻線９
の電圧及び電流も増大する。第２図のスイツチン
グレギユレータは電圧制御回路１１を有するの
で、３次巻線９の電流I₁の全部はトランジスタ４
に供給されず、電圧制御トランジスタ１５にバイ
パスされる。バイパス電流I₂はトランジスタ４の
駆動に無関係なものであるので、結局、電力損失
になる。。この問題は、機器を接続する交流電源
電圧が例えば100Vから220Vに変わつた時に顕著
になる。我が国の100Vの交流電源で使用する場
合と、外国の220Vの交流電源で使用する場合と
のいずれにも対処することが出来るように、交流
電源電圧の変化に応じて電源回路の切換えを行う
ように構成することも考えられるが、回路構成が
複雑になり、且つ切換え操作が面倒になるばかり
でなく、切換えを忘れるおそれも生じる。このよ
うな問題は、交流電源電圧が変化する場合に限ら
ず、直流電源電圧が何んらかの理由で変化するあ
らゆる場合に生じる。

上述の如き問題点を解決するために、スイツチ
ングトランジスタ４のオフ時に３次巻線９に誘起
するほぼ一定の電圧で充電されるコンデンサを設
け、このコンデンサの電荷でスイツチングトラン
ジスタのベース電流を供給する方式が特願昭60−
45187号、及び特願昭60−221670号に示されてい
る。この方式によれば、入力電圧や高い場合にお
ける効率を大幅に向上させることができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、上記出願には、スイツチングトランジ
スタ４を迅速にオフするための回路が開示されて
いない。従つて、本考案の目的は、上記出願の発
明を利用し、スイツチング速度の速いトランジス
タ直流変換器を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本考案は、実施例を
示す図面の符号を参照して説明すると、直流電源
１に接続されたトランス１次巻線３とスイツチン
グトランジスタ４との直列回路と、前記１次巻線
３に電磁結合された２次巻線５と、前記２次巻線
５に接続され、前記スイツチングトランジスタ４
のオフ時にオンになるダイオード６を含んでいる
整流回路８と、前記１次巻線３及び前記２次巻線
５に電磁結合され且つ前記スイツチングトランジ
スタ４のベースとエミツタとの間に接続された３
次巻線９と前記スイツチングトランジスタ４のベ
ースに接続された定電圧制御回路とを具備する直
流変換器に於いて、前記３次巻線９の一端と前記
スイツチングトランジスタ４のベースとの間に接
続された第１のコンデンサ２０と、前記スイツチ
ングトランジスタ４のオフ時に前記３次巻線９に
誘起する電圧でオンになる極性を有して前記３次
巻線９の一端と前記第１のコンデンサ２０の一端
との間に接続されたダイオード１９と、前記スイ
ツチングトランジスタ４のオフ時に前記トランス
に発生する電圧で前記第１のコンデンサ２０を充
電する回路と、そのエミツタが前記第１のコンデ
ンサ２０の一端に接続され、そのコレクタが前記
スイツチングトランジスタ４のエミツタに接続さ
れ、そのベースが抵抗２３を介して前記３次巻線
９の一端に接続され、前記スイツチングトランジ
スタ４のオン時にオンになる極性を有しているオ
ン制御用トランジスタ２２と、前記抵抗２３に並
列接続された第２のコンデンサ２４とを備えてい
ることを特徴とするトランジスタ直流変換器に係
わるものである。

〔作 用〕

上記考案において３次巻線９にスイツチングト
ランジスタ４をオンする向きの電圧が発生する
と、第２のコンデンサ２４と、オン制御用トラン
ジスタ２２のベース・エミツタ間と、第１のコン
デンサ２０と、スイツチングトランジスタ４のベ
ース・エミツタ間とから成る回路に電流が流れ、
２つのトランジスタ４，２２が急速にオンにな
る。逆に、３次巻線９にスイツチングトランジス
タ４をオフする向きの電圧が発生すると、第２の
コンデンサ２４の充電電圧が、３次巻線９と、ス
イツチングトランジスタ４のエミツタ・ベース間
と、第１のコンデンサ２０と、オン制御用トラン
ジスタ２２のエミツタ・ベース間とから成る回路
に印加され、２つのトランジスタ４，２２が逆バ
イアスされ、迅速にオフに転換する。

〔実施例〕

次に、第１図を参照して本考案の実施例に係わ
るスイツチングレギユレータについて述べる。但
し、符号１〜１８で示すものは第２図で同一符号
で示したものと実質的に同一であるので、その説
明を省略する。この実施例では、３次巻線９の一
端とスイツチングトランジスタ４のベースとの間
に第１のダイオード１９と抵抗１０とを介して第
１のコンデンサ２０が接続されている。第１のダ
イオード１９は３次巻線９の一端と第１のコンデ
ンサ２０の一端（右端）との間に接続され、スイ
ツチングトランジスタ４のオフ時に３次巻線９に
誘起する電圧でオンになる極性を有している。

第１のコンデンサ２０の充電回路を構成するた
めに、３次巻線９の他端（下端）と第１のコンデ
ンサ２０の他端（左端）との間に第２のダイオー
ド２１が接続されている。この第２のダイオード
２１は、スイツチングトランジスタ４のオフ時に
オンになる極性を有する。

第１のコンデンサ２０の放電によるオン制御回
路を形成するためにnpn形トランジスタ２２が設
けられている。このオン制御用トランジスタ２２
のエミツタは、第１のコンデンサ２０の一端（右
端）に接続され、このベースは抵抗２３と第２の
コンデンサ２４との並列回路を介して３次巻線９
の一端に接続され、コレクタは逆流阻止用ダイオ
ード２５を介してスイツチングトランジスタ１５
のエミツタに接続されている。第２のコンデンサ
２４は本考案に係わるものであり、第１のコンデ
ンサ２０よりも小さい容量に設定されている。

〔動 作〕

第１図の回路呂で、電源スイツチ（図示せず）
がオンになると、起動抵抗１４を通してスイツチ
ングトランジスタ４のベース電流が供給され、ス
イツチングトランジスタ４がオンになる。しかる
後、スイツチングトランジスタ４が飽和してオフ
転換すると、ダイオード６がオンになり、スイツ
チングトランジスタ４のオン時にトランス２に蓄
えられたエネルギが放出され、この放出が終了す
ると、再びスイツチングトランジスタ４がオンに
なる。

ところで、スイツチングトランジスタ４のオフ
期間には、３次巻線９に電源電圧E_INに歴無関係
のほぼ一定の電圧が発生する。この電圧は、スイ
ツチングトランジスタ４のオン時の電圧と逆向き
の電圧であるので、第２のダイオード２１がオン
になり、３次巻線９、第２のダイオード２１、第
１のコンデンサ２０、及び第１のダイオード１９
から成る閉回路が形成され、第１のコンデンサ２
０が定電圧充電される。このオフ時において、オ
ン制御用トランジスタ２２のコレクタ・エミツタ
間は、３次巻線９の電圧で順バイアスされるが、
ベースは逆バイアスされるため、このオン制御用
トランジスタ２２はオフ状態に保たれる。

スイツチングトランジスタ４のオン時には、３
次巻線９の電圧に基づいて、第２のコンデンサ２
４と、オン制御用トランジスタ２２のベース・エ
ミツタ間と、第１のコンデンサ２０と、抵抗１０
と、スイツチングトランジスタ４のベース・エミ
ツタ間とから成る回路に電流が流れ、２つのトラ
ンジスタ４，２２が迅速にオンに転換する。オン
制御用トランジスタ２２がオンになると、第１の
コンデンサ２０と、抵抗１０と、スイツチングト
ランジスタ４のベース・エミツタ間と、逆流阻止
用ダイオード２５と、オン制御用トランジスタ２
２とから成る閉回路が形成され、ほぼ一定に充電
されている第１のコンデンサ２０の電圧に基づい
てスイツチングトランジスタ４のベース電流I_Bが
供給される。

この回路で交流電源電圧が、例えば100Vから
220Vに変化した場合、スイツチングトランジス
タ４のオン時に３次巻線９の電圧も高くなるが、
第１のコンデンサ２０の容量C₁よりも第２のコ
ンデンサ２４の容量C₂が低く設定されているた
め、第２のコンデンサ２４が短時間の内に充電完
了し、オン制御用トランジスタ２２のベースには
抵抗２３を介して制限されたベース電流が流れる
のみとなる。従つて、スイツチングトランジスタ
４は、３次巻線９の高い電圧に実質的に依存せず
に、第１のコンデンサ２０に依存して駆動され、
定電圧制御用トランジスタ１５にバイパスさせる
電流の増大が抑えられる。

本考案は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。

(a) 第１図の定電圧制御回路１１の代りに、出力
端子１２の電圧を検出し、この検出電圧と基準
電圧との誤差信号を形成し、この誤差信号に基
づいて定電圧制御用トランジスタ１５を制御す
る回路を設けてもよい。

(b) ダイオード２１の代りに抵抗を接続すること
によつて充電回路を構成してもよい。

〔考案の効果〕

上述から明らかな如く、本考案によれば、第２
のコンデンサによつてスイツチングトランジスタ
及びオン制御用トランジスタを迅速にオン及びオ
フ動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係わるスイツチング
レギユレータを示す回路図、第２図は従来のスイ
ツチングレギユレータを示す回路図である。 １……電源、２……トランス、３……１次巻
線、４……スイツチングトランジスタ、５……２
次巻線、８……整流回路、９……３次巻線、１９
……第１のダイオード、２０……第１のコンデン
サ、２１……第２のダイオード、２２……オン制
御用トランジスタ、２４……第２のコンデンサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 直流電源１に接続されたトランス１次巻線３と
   スイツチングトランジスタ４との直列回路と、前
   記１次巻線３に電磁結合された２次巻線５と、前
   記２次巻線５に接続され、前記スイツチングトラ
   ンジスタ４のオフ時にオンになるダイオード６を
   含んでいる整流回路８と、前記１次巻線３及び前
   記２次巻線５に電磁結合され且つ前記スイツチン
   グトランジスタ４のベースとエミツタとの間に接
   続された３次巻線９と前記スイツチングトランジ
   スタ４のベースに接続された定電圧制御回路とを
   具備する直流変換器に於いて、 前記３次巻線９の一端と前記スイツチングトラ
   ンジスタ４のベースとの間に接続された第１のコ
   ンデンサ２０と、 前記スイツチングトランジスタ４のオフ時に前
   記３次巻線９に誘起する電圧でオンになる極性を
   有して前記３次巻線９の一端と前記第１のコンデ
   ンサ２０の一端との間に接続されたダイオード１
   ９と、 前記スイツチングトランジスタ４のオフ時に前
   記トランスに発生する電圧で前記第１のコンデン
   サ２０を充電する回路と、 そのエミツタが前記第１のコンデンサ２０の一
   端に接続され、そのコレクタが前記スイツチング
   トランジスタ４のエミツタに接続され、そのベー
   スが抵抗２３を介して前記３次巻線９の一端に接
   続され、前記スイツチングトランジスタ４のオン
   時にオンになる極性を有しているオン制御用トラ
   ンジスタ２２と、 前記抵抗２３に並列接続された第２のコンデン
   サ２４と を備えていることを特徴とするトランジスタ直流
   交換器。