JPH028546B2 - - Google Patents

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JPH028546B2
JPH028546B2 JP57100166A JP10016682A JPH028546B2 JP H028546 B2 JPH028546 B2 JP H028546B2 JP 57100166 A JP57100166 A JP 57100166A JP 10016682 A JP10016682 A JP 10016682A JP H028546 B2 JPH028546 B2 JP H028546B2
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JP
Japan
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transistor
switching
output
voltage
base
Prior art date
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JP57100166A
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English (en)
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JPS58218869A (ja
Inventor
Tetsuhiko Shinho
Isao Fujihata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Chemi Con Corp
Original Assignee
Nippon Chemi Con Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Chemi Con Corp filed Critical Nippon Chemi Con Corp
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Priority to EP86106668A priority patent/EP0196679A3/en
Priority to EP86106670A priority patent/EP0201929A1/en
Priority to EP86106669A priority patent/EP0196680A3/en
Priority to EP83105188A priority patent/EP0095724A3/en
Publication of JPS58218869A publication Critical patent/JPS58218869A/ja
Publication of JPH028546B2 publication Critical patent/JPH028546B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/1563Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators without using an external clock

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、構成素子数の削減により、構成の
簡略化とともに高能率化を実現したスイツチング
レギユレータに関する。
一般に、ビデオテープレコーダ(VTR)やビ
デオカメラ等、携帯用或いは車載用の各種電子機
器では、バツテリを駆動電源として用いている。
この種の電源には、動作モードの切換え等に伴う
負荷の急変によつて、その端子電圧が大きく変動
するおそれがあるため、その変動を抑制して電子
機器の動作を安定に維持させるために、スイツチ
ングレギユレータが用いられている。
従来、降圧型のスイツチングレギユレータとし
て、第1図に示すように、他励式のスイツチング
レギユレータでは、入力端子2A,2Bの間に供
給された直流入力Viは、リツプル吸収用コンデン
サ4でそのリツプル分が除かれるとともに、スイ
ツチングトランジスタ6のスイツチングによつて
パルス状の交流に変換され、ダイオード8、チヨ
ークコイル10及びコンデンサ12で構成される
直流再生回路14により直流に変換された後、出
力端子16A,16Bから安定化出力V0として
直流電圧が取り出される。
このスイツチングレギユレータには、直流出力
の変動レベルを検出し、そのレベル変動に応じた
パルス幅のスイツチング制御パルスを形成するた
めに誤差増幅器18が設置されている。即ち、ト
ランジスタ20,22のエミツタを共通に接続す
るとともに、このエミツタに抵抗24を介して直
流出力が供給され、トランジスタ20のコレクタ
は基準電位点に接続される一方、トランジスタ2
2のコレクタは抵抗26を介して基準電位点に接
続して成る差動増幅器で誤差増幅器18が構成さ
れている。そして、この誤差増幅器18に変動レ
ベルを検出する基準電圧の設定のため、直流入力
側と基準電位点との間には抵抗28、定電圧ダイ
オード30及びダイオード32が直列に接続さ
れ、抵抗28と定電圧ダイオード30との接続点
で形成される基準電圧がトランジスタ20のベー
スに印加されている。トランジスタ22のベース
には出力端子16A,16Bの間に直列に接続さ
れた抵抗34,36の接続点から直流検出電圧が
印加されるとともに、基準波形発生回路38で形
成された三角波等の基準波形入力がコンデンサ4
0を介して印加されている。従つて、トランジス
タ22のコレクタには、直流検出電圧の変動レベ
ルに応じたパルス幅を持つパルス幅変調出力が形
成される。
このパルス幅変調出力はトランジスタ42のベ
ースにスイツチング制御入力として与えられる。
このトランジスタ42のコレクタはスイツチング
トランジスタ6のベースに抵抗44を介して接続
され、エミツタは基準電位点に接続されている。
スイツチングトランジスタ6のベース・エミツタ
間にはバイアス抵抗46が接続されている。この
ため、スイツチングトランジスタ6には抵抗44
を介してトランジスタ42のスイツチング動作に
応動してパルス状の駆動電流が流れ、この結果、
スイツチングトランジスタ6はスイツチング動作
をする。
そして、このような他励式のスイツチングレギ
ユレータには、外部から基準波形を与える構成で
あるため、基準波形発生回路38が必要であると
ともに、誤差増幅器18は少なくとも一対のトラ
ンジスタ20,22等で構成され、しかも、トラ
ンジスタ20に設定する定電圧ダイオード30に
は温度特性を改善するためにダイオード32を付
加する必要がある。このため、構成が複雑で、部
品点数も多くなり、高価に成る等の欠点がある。
特に、前記の携帯用等の電子機器では、IC化等
により小型化、軽量化され、スイツチングレギユ
レータにおいても小型化とともに、バツテリの消
耗を抑えるために高効率化が要請されている。
また、第2図に示すように、自励式のスイツチ
ングレギユレータでは、第1図に示した誤差増幅
器18に対応するコンパレータ48で基準波形発
生回路としてのパルス発振器を兼用させたものが
ある。即ち、コンパレータ48の反転入力端子に
は出力側から直流出力が印加され、非反転入力端
子には電圧源50から基準電圧が印加されている
とともに、スイツチングトランジスタ6で形成さ
れたスイツチングパルスが抵抗52を介して正帰
還されるように成つている。
このような自励式のスイツチングレギユレータ
では、他励式のものに比較して基準波形発生回路
を別に設置する必要がない点で、その構成が簡略
化されているが、コンパレータ48は誤差増幅器
18と同様に複数のトランジスタで構成されるこ
とから同様の欠点を有する。
そこで、発明者は、このような従来のスイツチ
ングレギユレータにおける誤差増幅部の簡略化を
図るとともに、構成素子数の削減により、構成の
簡略化とともに高効率化を実現したスイツチング
レギユレータとして実公昭63−1586号「スイツチ
ングレギユレータ」等を提案した。
このスイツチングレギユレータでは、第3図に
示すように、第1のトランジスタとして設置され
たスイツチングトランジスタ6のベースと直流再
生回路14の出力側との間に、スイツチングトラ
ンジスタ6のベースに駆動電流を流し、且つ、そ
の駆動電流を直流出力に加算させるための第2の
トランジスタ54が設置されている。トランジス
タ54は、そのコレクタをスイツチングトランジ
スタ6のベース、そのエミツタを直流出力側にし
て接続されている。
このトランジスタ54のベースには直流入力側
よりバイアス入力が第1の抵抗56を介して与え
られるとともに、ここのトランジスタ54のベー
スとスイツチングトランジスタ6のコレクタとの
間にはスイツチングトランジスタ6で形成された
交流、即ち、スイツチングパルスをベースに正帰
還させてトランジスタ54を発振させるための帰
還回路58が形成されている。この帰還回路58
はコンデンサ等のリアクタンス素子又はリアクタ
ンス素子と他の素子とで構成され、この実施例で
はコンデンサ60及び抵抗62を直列接続してい
る。即ち、トランジスタ54は帰還回路58の付
加によりパルス発振器を構成するとともに、この
発振器によつて得たパルス状の駆動電流をスイツ
チングトランジスタ6のベースに流すための駆動
回路を構成している。
このトランジスタ54のベースには、その動作
電流を直流出力レベルの変動に応じて制御する発
振制御用の第3のトランジスタ64のコレクタが
接続され、このトランジスタ64のエミツタと基
準電位点(GND)との間には、基準電圧を設定
するための定電圧ダイオード66が基準電位点側
をカソードにして接続されている。この定電圧ダ
イオード66のアノードには直流出力が第2の抵
抗68を介して印加されている。そして、このよ
うにしてエミツタ側に基準電圧が設定されたトラ
ンジスタ64のベースには、抵抗34,36の接
続点から直流検出出力が印加されている。
このようなスイツチングレギユレータでは、ト
ランジスタ64のエミツタには定電圧ダイオード
66のツエナー電圧で基準電圧が設定され、この
基準電圧とそのベース・エミツタ間電圧の合成値
で比較電圧が形成されている。この比較電圧とベ
ースに抵抗34,36の接続点から印加された直
流検出電圧とが比較され、トランジスタ64には
直流検出電圧の変動レベルに応じて動作電流が直
流入力側から抵抗56を介して流れる。この動作
電流の値に応じてトランジスタ54はスイツチン
グ動作をし、即ち、前記変動レベルに対応して上
限トリツプレベル、下限トリツプレベルが形成さ
れる。このような制御動作が加えられるトランジ
スタ54のベースには、スイツチングトランジス
タ6のコレクタ側から出力信号が正帰還される。
この結果、トランジスタ6,54は発振動作を
し、この発振動作は前記のようにトランジスタ6
4の動作電流で制御され、このため、その出力は
パルス幅制御出力と成り、トランジスタ54のス
イツチング動作におけるON−OFFのデユーテイ
比は直流変動レベルに対応したものとなる。この
結果、トランジスタ54のスイツチング動作に応
動してトランジスタ6には、パルス状の駆動電流
が流れ、直流入力はその動作によつてスイツチン
グパルスに変換される。このスイツチングパルス
は直流再生回路14で直流に変換されて安定化出
力V0が形成される。この場合、直流再生回路1
4で得られる整流出力は、整流前のスイツチング
パルスのデユーテイ比が直流出力の変動に対応し
てその変動を抑制するように制御されるので、直
流出力の安定化が図られる。
したがつて、トランジスタ64は誤差増幅器と
して機能し、直流変動レベルに応じた制御出力を
発生する。従来、このように応じた誤差増幅器で
は少なくとも1対のトランジスタから成る差動増
幅器を必要としていたが、このスイツチングレギ
ユレータでは単一のトランジスタ64のみで同様
の機能が得られ、その構成は極めて簡略化されて
いる。また、トランジスタ64のエミツタには定
電圧ダイオード66のみで定電圧源が形成され、
温度特性の改善については定電圧ダイオード66
にトランジスタ64のベース・エミツタ間の温度
特性に対応する温度係数を持つ定電圧ダイオード
を選択して使用することで、従来必要としていた
温度補償用ダイオードは不要に成り、その簡略化
を図ることができる。そして、誤差増幅器の構成
は、温度特性も考慮にいれて簡略化でき、スイツ
チングレギユレータを小型化、軽量化することが
できる。また、この実施例ではトランジスタ54
を介して流れる駆動電流が直流出力側に加算して
出力の一部を成しているため、変換効率を向上さ
せることができる。
そこで、この発明は、他励式のスイツチングレ
ギユレータについて、構成素子数の削減により、
構成の簡略化とともに高効率化を実現したスイツ
チングレギユレータの提供を目的とする。
即ち、この発明のスイツチングレギユレータ
は、スイツチングにより直流入力を交流に変換す
る第1のトランジスタと、基準波形電圧を発生す
る基準波形発生回路と、前記第1のトランジスタ
のベースに接続されるとともに直流入力側から第
1の抵抗を通してベース電流が供給され、かつ、
前記基準波形発生回路から前記基準波形電圧が加
えられ、前記第1のトランジスタをスイツチング
させる第2のトランジスタと、前記第1のトラン
ジスタで得られた交流を直流出力に変換させる直
流再生回路と、前記直流出力が第2の抵抗を通し
て供給されて基準電圧を発生する定電圧ダイオー
ドと、前記第1の抵抗を介してコレクタ側に前記
直流入力、エミツタ側に前記定電圧ダイオードに
よつて前記基準電圧、ベースに前記直流出力が加
えられ、直流出力に応じた電流を前記第2のトラ
ンジスタのベースから引き込み、前記第2のトラ
ンジスタを通じて前記第1のトランジスタのベー
ス電流を制御する第3のトランジスタとを備えた
ものである。
以下、この発明を図面に示した実施例を参照し
て詳細に説明する。
第4図は、この発明のスイツチングレギユレー
タの実施例を示す。
このスイツチングレギユレータは、第3図に示
したスイツチングレギユレータから帰還回路58
を除き、トランジスタ54のベースに基準波形発
生回路70で発生させた三角波、鋸歯状波等の基
準波形電圧72を加えて他励式としたものであ
る。そして、このスイツチングレギユレータにお
いて、その他の構成は、第3図に示したスイツチ
ングレギユレータと同様である。
このようにすれば、トランジスタ64から加え
られる出力変動に対応した電圧レベルと、基準波
形発生回路70からの基準波形電圧72とが制御
入力としてトランジスタ54のースに加えられ、
パルス幅変調が行われる。このパルス幅変調出力
はスイツチングトランジスタ6のベースに印加さ
れる。この結果、スイツチングトランジスタ6の
スイツチング動作は前記実施例と同様になり、安
定化出力を得ることができる。
このような他励式のスイツチングレギユレータ
では、基準波形発生回路70を必要とするもの
の、第3図に示したスイツチングレギユレータと
同様に誤差増幅部を形成することができるため、
同様の効果が期待できる。
以上説明したように、この発明によれば、誤差
増幅部を単一のトランジスタで構成する等構成素
子数の削減により、構成の簡略化とともに高効率
化を実現することができ、小型化、軽量化を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来のスイツチングレギユ
レータを示す回路図、第3図は自励式のスイツチ
ングレギユレータの実施例を示す回路図、第4図
はこの発明のスイツチングレギユレータの実施例
を示す回路図である。 6……スイツチングトランジスタ(第1のトラ
ンジスタ)、14……直流再生回路、54……第
2のトランジスタ、56……第1の抵抗、60…
…コンデンサ、64……第3のトランジスタ、6
6……定電圧ダイオード、68……第2の抵抗、
70……基準波形発生回路、72……基準波形電
圧。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 スイツチングにより直流入力を交流に変換す
    る第1のトランジスタと、 基準波形電圧を発生する基準波形発生回路と、 前記第1のトランジスタのベースに接続される
    とともに直流入力側から第1の抵抗を通してベー
    ス電流が供給され、かつ、前記基準波形発生回路
    から前記基準波形電圧が加えられ、前記第1のト
    ランジスタをスイツチングさせる第2のトランジ
    スタと、 前記第1のトランジスタで得られた交流を直流
    出力に変換させる直流発生回路と、 前記直流出力が第2の抵抗を通して供給されて
    基準電圧を発生する定電圧ダイオードと、 前記第1の抵抗を介してコレクタ側に前記直流
    入力、エミツタ側に前記定電圧ダイオードによつ
    て前記基準電圧、ベースに前記直流出力が加えら
    れ、前記直流出力に応じた電流を前記第2のトラ
    ンジスタのベースから引き込み、前記第2のトラ
    ンジスタを通じて前記第1のトランジスタのベー
    ス電流を制御する第3のトランジスタとを備えた
    ことを特徴とするスイツチングレギユレータ。
JP10016682A 1982-05-26 1982-06-11 スイツチングレギユレ−タ Granted JPS58218869A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10016682A JPS58218869A (ja) 1982-06-11 1982-06-11 スイツチングレギユレ−タ
EP86106668A EP0196679A3 (en) 1982-05-26 1983-05-25 Switching regulator
EP86106670A EP0201929A1 (en) 1982-05-26 1983-05-25 Switching circuit
EP86106669A EP0196680A3 (en) 1982-05-26 1983-05-25 Switching regulator
EP83105188A EP0095724A3 (en) 1982-05-26 1983-05-25 Switching circuit

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Publication Number Publication Date
JPS58218869A JPS58218869A (ja) 1983-12-20
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JPS58218869A (ja) 1983-12-20

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