JPH03117363A

JPH03117363A - パルス発生回路

Info

Publication number: JPH03117363A
Application number: JP22071990A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kamioka; 秀夫上岡
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1991-05-20
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPH0710169B2

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、スイッチング電源の起動回路等に使用される
パルス発生回路に関する。

〈従来の技術〉第４図はスイッチング電源の従来例を示し、１及び２は
交流入力端子、３は電源スィッチ、４はダイオードブリ
ッジ整流回路等の整流回路及びフィルタ回路等を含む入
力整流回路、５は平滑コンデンサである。入力端子１及
び２に供給された交流入力は入力整流回路４によって整
流され、平滑コンデンサ５によって平滑化されて、直流
電圧Ｖｉｎに変換される。

６は変圧器、６１〜６３は変圧器６の巻線、７はパワー
トランジスタ等によって構成されたスイッチング素子で
、変圧器６の巻線６１に直列に接続されている。８は起
動回路、９は制御回路、１０は出力整流平滑回路、１１
及び１２は出力端子である。

起動回路８は、制御回路９の内部に備えられたタイマー
回路（図示しない）と組合されて、起動用のパルス発生
回路を構成しており、直流入力ラインに対して抵抗８１
及びツェナーダイオード８２の直列接続回路を並列に接
続すると共に、抵抗８１とツェナーダイオード８２の接
続点を、トランジスタ８３のベースに接続しである。ト
ランジスタ８３は、コレクタを抵抗８４を通して直流入
力の（＋）側ライン（イ）に接続し、エミッタを制御回
路９の電源ラインに接続しである。８５はコンデンサで
ある。

制御回路９は電圧検出部９１によって直流出力電圧ｖｏ
を検出し、その検出信号をフォトダイオード９２及びフ
ォトトランジスタ９３等のフォトカブラを通して制御部
９４に伝送し、制御部９４により、スイッチング素子７
を駆動制御するようになっている。制御部９４は、起動
回路８カ）ら与えられる電圧によって起動され、起動後
は巻線６３よりダイオード１３を通して与えられる電圧
によって動作する。

出力整流平滑回路１０はダイオード１０１．１０２、イ
ンダクタ１０３及びコンデンサ１０４を備えて構成され
ている。

上記の従来のスイッチング電源において、まず電源スィ
ッチ３をオンにしてＡＣｌｏｏＶまたは２００Ｖの交流
電源を没入すると、平滑コンデンサ４の端子間に現われ
る直流電圧Ｖｉｎが時間と共に上昇し、電源投入後、或
る時間で、ツェナーダイオード８２に印加される電圧が
そのツェナー電圧を越えるようになる。これによりツェ
ナーダイオード８２が導通ずると、トランジスタ８３が
オンになり、トランジスタ８３を通して制御回路９に電
流が供給され、制御回路９が動作を開始する。制御回路
９の起動時の動作は、起動回路８とともにパルス発生回
路を構成するタイマー回路により、起動用のパルスをス
イッチング素子７に供給する動作となる。

制御回路９の動作開始により、スイッチング素子７が起
動されスイッチング動作を開始し、その巻線６３に電圧
が誘起する０巻線６３に誘起した電圧はダイオード１３
を通して制御回路９に供給されるので、制御回路９は巻
線６３に誘起する電圧を動作電源として定常の運転に入
る。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、起動回路８において約１３０■または２
６０ｖの直流入力電圧Ｖｉｎから、数Ｖの電源を作る必
要があるため、抵抗８１．８４及びツェナーダイオード
８２等の回路部品における電力ロスが大きくなり、起動
時の効率が悪くなること、トランジスタ８３として耐圧
の高いものが必要になり、小信号用のトランジスタが使
用できず、小型化及びコストダウンが困難であること等
の難点がある。

そこで、本発明の課題は、上述する従来の欠点を除去し
、小容量で消費電力が少なく、高効率で、かつ、ハイブ
リッドＩＣ化の可能な部品を使用して構成し得るパルス
発生回路を提供することである。

〈課題を解決するための手段〉上述した課題解決のため、本発明に係るパルス発生回路
は、直流入力ライン間に接続され、直流入力が或るレベル以
上になった時に導通して一方向に充電される時定数回路
と、前記時定数回路における充電電圧が或るレベル以上にな
った時に導通する第１のスイッチング回路と、前記第１のスイッチング回路の導通によって導通し負荷
に対して前記時定数回路の充電電圧を供給するとともに
、前記第１のスイッチング回路をドライブし、前記第１
のスイッチング回路を通して自己保持される第２のスイ
ッチング回路とを備えることを特徴とする。

〈作用〉時定数回路の充電電圧を利用して、第１のスイッチング
回路及び第２のスイッチング回路を順次に駆動し、負荷
に対して電源を供給する回路構成であるから、起動時に
は時定数回路に対するチャージ電流を流すだけで良い。

このため、回路部品として、従来に比べて、著しく小容
量のものを使用することが可能であり、回路構成が小型
化され、消費電力が低下する。

第１及び第２のスイッチング回路はトランジスタ、抵抗
及びツェナーダイオード等で構成し得るから、ハイブリ
ッドＩＣ化が可能であり、より一層小型化される。

また、入力電圧が低下した場合、またはその他の異常時
に、第１のスイッチング回路及び第２のスイッチング回
路の自己保持動作が解除され、ドライブ禁止がかかるの
で、動作の安全性が確保できる。

〈実施例〉第１図は本発明に係るパルス発生回路を起動回路として
備えるスイッチング電源の電気回路接続図、第２図は本
発明に係るパルス発生回路の部分を抜き出して表示した
電気回路接続図である。図において、第４図と同一の参
照符号は同一性ある構成部分を示している。８−６は時
定数回路、８７は第１のスイッチング回路、８８は第２
のスイッチング回路であり、これらはパルス発生回路８
を構成する。第２図のＲＬは負荷であり、第１図の制御
回路９４及びスイッチング素子７が含まれる。

時定数回路８６は、平滑コンデンサ５の端子電圧たる直
流電圧Ｖｉｎの供給される直流入力ライン（イ）と（ロ
）との間に、抵抗８６１、ツェナーダイオード８６２及
びコンデンサ８６３の直列回路を接続した回路構成とな
っている。電源スィッチ３を閉じて電源を投入した後、
平滑コンデンサ５の端子電圧たる直流入力電圧Ｖｉｎが
或るレベル以上になり、ツェナーダイオード８６２に印
加される電圧がそのツェナー電圧以上になると、ツェナ
ーダイオード８６２が導通し、コンデンサ８６３がツェ
ナーダイオード８６２を通して、抵抗８６１の抵抗値Ｒ
，及びコンデンサ８６３の容量値ＣＩで定まる時定数に
従って、一方向に充電される。

第１のスイッチング回路８７は、抵抗８７１及びツェナ
ーダイオード８７２の直列回路を、時定数回路８６のコ
ンデンサ８６３の一端に接続し、他端をトランジスタ８
７３のベースに接続した回路構成となっている。トラン
ジスタ８７３は、そのベース、エミッタ間に抵抗８７４
を接続し、コレクタを、抵抗８７６及び８７７を通して
コンデンサ８６３の一端に接続しである。この第１のス
イッチング回路８７において、時定数回路８６を構成す
るコンデンサ８６３の充電電圧が或るレベル以上になる
と、ツェナーダイオード８７２が導通し、続いてトラン
ジスタ８７３が導通する。

第２のスイッチング回路８８はＰＮＰ形トランジスタ８
８１を備えて構成されている。トランジスタ８８１は、
そのベースを、トランジスタ８７３のコレクタに接続さ
れた抵抗８７６と、抵抗８７７との接続点に接続し、エ
ミッタを、抵抗８７７と一緒に時定数回路８６のコンデ
ンサ８６３の一端に接続すると共に、コレクタを制御回
路９に接続し、更に、第１のスイッチング回路８７を構
成するトランジスタ８７３のベースに抵抗８８２及びツ
ェナーダイオード８８３の直列回路を通して接続しであ
る。ツェナーダイオード８７５のツェナー電圧はツェナ
ーダイオード８７２より低く定めである。また、トラン
ジスタ８８１のエミッタには巻線６３に直列に接続され
たダイオード・１３の一端を接続しである。

上記の回路構成において、電源スィッチ３を閉じ、電源
を投入すると、平滑コンデンサ５の端子間電圧たる直流
電圧Ｖｆｎが時間と共に上昇して行く。平滑コンデンサ
５の端子電圧たる直流電圧Ｖｉｎが或るレベル以上にな
り、ツェナーダイオード８６２に印加される電圧がその
ツェナー電圧以上になると、ツェナーダイオード８６２
が導通し、コンデンサ８６３がツェナーダイオード８６
２を通して、抵抗８６１の抵抗値Ｒ１及びコンデンサ８
６３の容量値Ｃ１で定まる時定数Ｒ１、Ｃ，に従って、
一方向に充電される。

コンデンサ８６３の充電電圧は第１のスイッチング回路
８７に印加される。そして、コンデンサ８６３の充電電
圧が或るレベル以上になると、まずツェナーダイオード
８７２が導通し、トランジスタ８７３にベースドライブ
がかかり、トランジスタ８７３がオンする。

このようにしてトランジスタ８７３がオンしコレクタ電
流が流れると、第２のスイッチング回路８８を構成する
トランジスタ８８１がドライブされ、オンとなる。トラ
ンジスタ８８１がオンになると、コンデンサ８６３の充
電電圧が、負荷となる制御回路９に印加され、制御回路
９がその充電電荷によって動作を開始する。これと同時
に、抵抗８８２及びツェナーダイオード８８３を通して
トランジスタ８８１のコレクタ側からトランジスタ８７
３に対して、ベースドライブがかかる。このため、第２
のスイッチング回路８８を構成するトランジスタ８８１
は、第１のスイッチング回路８７を構成するトランジス
タ８７３を通して自己保持される。

第１図のスイッチング電源においては、制御回路９の動
作開始により、スイッチング素子７が起動し、変圧器６
の巻線６１を通して与えられる直流電圧Ｖｉｎがスイッ
チングされる。このスイッチング動作に伴い、巻線６３
に話起する電圧がダイオード１３及びトランジスタ８８
１を通して制御回路９に供給され、後は巻線６３に生じ
る誂起電圧を電源として制御回路９が動作を継続し、定
常運転に入る。

次に、第２図の回路図及び第３図の波形図を参照して、
パルス発生回路の回路動作を更に詳しく説明する。直流
電圧Ｖｉｎが抵抗８６１及びツェナーダイオード８６２
を通してコンデンサ８６３に印加され、コンデンサ８６
３に充電電流■１が流れ、その端子電圧Ｖｃ＝が第３図
の波形（ａ）に従って上昇してゆく。コンデンサ８６３
の端子電圧■ｃ３は、ツェナーダイオード８７２０カソ
ードとトランジスタ８７３のエミッタとの間に印加され
る。そして、端子電圧ｖＣ３がツェナーダイオード８７
２のツェナー電圧Ｖｚ、とトランジスタ８７３のベース
、エミッタ間電圧Ｖｂｅの和で与えられる電圧値ＶＨま
で上昇すると、ツェナーダイオード８７２が導通し、ト
ランジスタ８７３のベース、エミッタ間が順方向にバイ
アスされ、トランジスタ８７３がオンになる。

トランジスタ８７３がオンになると、スイッチング素子
８８１も同時にオンとなるので、コンデンサ８６３に蓄
積された電荷がスイッチング素子８８１を通って放電さ
れ、負荷ＲＬに放電電流Ｉ２が流れる。第１図に示した
スイッチング電源の場合には、負荷ＲＬに含まれる制御
回路９４によりスイッチング素子７がオン制御される。

放電によりてコンデンサ８６３の端子電圧Ｖｃ、が低下
し、ツェナーダイオード８７２は直ちにオフとなるが、
抵抗８８２及びツェナーダイオード８８３を介して、ト
ランジスタ８７３にベース電流が供給されるので、スイ
ッチング素子８８１及びトランジスタ８７３はオン状態
を保持する。

ここで、コンデンサ８６３に充電電流１１を流す抵抗８
６１の値を、コンデンサ８６３０両端から負荷ＲＬ側を
見た放電回路インピーダンスより充分に大きい値に選定
しであるとすれば、充電電流工１と放電電流Ｉ２との間
には、Ｉ　１＜　＜　Ｉ　２の関係が成立する。この条
件の下では、上述の放電作用により、コンデンサ８６３
の蓄積電荷が減少し、その端子電圧ＶＣ４が第３図の（
ｂ）に示すように低下してゆくので、負荷ＲＬに供給さ
れる出力電圧Ｖ。ｌも第３図の波形（ｃ）のように低下
して行く、そして、ツェナーダイオード８８３の両端に
印加される電圧が、ツェナー電圧ＶＺ２以下になる電圧
ＶＬまで低下すると、ツェナーダイオード８８３がオフ
となるので、トランジスタ８７３にベース電流を供給す
る回路がなくなり、トランジスタ８７３がオフになり、
これと同時に、スイッチング素子８８１もオフとなり、
最初のサイクルに戻り、同様の回路作用が繰返し行なわ
れ、第３図に示すような大電流のパルスＰ、が得られる
。負荷ＲＬはこのパルスＰ、によって駆動される。

上述の実施例の場合は、コンデンサ８６３の端子電圧Ｖ
ｃ３を利用して、ツェナーダイオード８７２．８８３及
びトランジスタ８７３をオン、オフ動作させると共に、
コンデンサ８６３の充電電荷をスイッチング素子８８１
を通して放電させて必要なパルスＰ、を得るものである
から、大電流パルスＰ、を出力するにも拘わらず、消費
電力が非常に小さくなり、効率が高くなる。また、集積
回路によるタイマー回路を用いた場合のような不安定動
作をする余地がなく、信顆性が高くなる。

上述のように、本発明に係るパルス発生回路８は、時定
数回路８６のコンデンサ８６３の充電電圧を利用して、
第１のスイッチング回路８７及び第２のスイッチング回
路８８を順次に駆動して、制御回路９に対して起動電源
を供給する回路構成であるから、起動時にはコデンサ８
６３に対するチャージ電流を流すだけで良い。このため
、抵抗８７１及びツェナーダイオード８７２として、従
来に比べて、著しく小容量のものを使用することが可能
であり、回路構成が小型化され、消費電力が低下する。

トランジスタ（８７３，８８１）、抵抗（８７４，８７
６，８７７）及びツェナーダイオード８８３等の他の回
路部品に関しても同様である。

しかも、実施例に示すように、第１及び第２のスイッチ
ング回路８７．８８はトランジスタ（８７３，８８１）
、抵抗（８７１，８７４，８７６，８７７）及びツェナ
ーダイオード（８７２，８８３）等で構成し得るから、
ハイブリッドＩＣ化が可能であり、より一層小型化され
る。

また、第１図のスイッチング電源において、例えば入力
電圧が低下した場合、またはその他の異常により、巻線
６３の８起電圧が所定レベルより低下すると、第１のス
イッチング回路８７及び第２のスイッチング回路８８の
自己保持動作が解除され、ドライブ禁止がかかるので、
動作の安全性が確保できる利点も得られる。

〈発明の効果〉以上述べたように、本発明に係るパルス発生回路は、直
流入力ライン間に接続され、直流入力が或るレベル以上
になった時に導通して一方向に充電される時定数回路と
、時定数回路における充電電圧が或るレベル以上になっ
た時に導通する第１のスイッチング回路と、第１のスイ
ッチング回路の導通によって導通し、負荷に対して時定
数回路の充電電圧を供給するとともに、第１のスイッチ
ング回路をドライブし、第１のスイッチング回路を通し
て自己保持される第２のスイッチング回路とを備えるか
ら、小容量で消費電力が少なく、高効率で、かつハイブ
リッドＩＣ化の可能な部品を使用して構成されたパルス
発生回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパルス発生回路を備えるスイッチ
ング電源の電気回路接続図、第２図は本発明に係るパル
ス発生回路の部分を抜き出して表示した電気回路接続図
、第３図は本発明に係るパルス発生回路の動作を説明す
る波形図、第４図は従来のスイッチング電源の電気回路
接続図である。８・・・パルス発生回路９・・・負荷となる制御回路６１．６２．６３・・・変圧器の巻線８６・・・時定数回路８７・・・第１のスイッチング回路８８・・・第２のスイッチング回路部２図Ｃイ）手続補正置平成２年９月２１日平成２年特許願第２２０７１９号２゜発明の名称パルス発生回路代表者佐藤博５、補正命令の日付自発補正６、補正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄７、補正の内容別紙の通り補正の内容（１）明細書第７頁第１７行及び同第１３頁第１行に「
制御回路９４」とあるのを、「制御回路９」と補正する
。（２）明細書第９頁第１１行から同頁第１２行に「制御
回路９」とあるのを、「制御部９４」と補正する。（３）明細書第９頁第１５行から同頁第１６行に「ツェ
ナーダイオード８７５」とあるのを、「ツェナーダイオ
ード８８３」と補正する。

Claims

【特許請求の範囲】直流入力ライン間に接続され、直流入力が或るレベル以
上になった時に導通して一方向に充電される時定数回路
と、前記時定数回路における充電電圧が或るレベル以上にな
った時に導通する第１のスイッチング回路と、前記第１のスイッチング回路の導通によって導通し、負
荷に前記時定数回路の充電電圧を供給するとともに、前
記第１のスイッチング回路をドライブし、前記第１のス
イッチング回路を通して自己保持される第２のスイッチ
ング回路とを備えることを特徴とするパルス発生回路。