JPH043589Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はスイツチングレギユレータに関する。

〔考案の概要〕

スイツチングレギユレータの出力トランスに設
けられた帰還巻線からバツクアツプ電圧を得て、
これを出力トランスのドライブ回路にバツクアツ
プ用として与えるようにしたものにおいて、バツ
クアツプ電圧の立上りを弁別して一定以上になる
までドライブ回路のパルスデユーテイを制限し、
ドライブエネルギーの不足による起動不能が生じ
ないようにしたものである。

〔従来の技術〕

スイツチングレギユレータにおいて、出力トラ
ンスの一次側ドライブトランジスタ（スイツチン
グトランジスタ）のベース入力にドライブトラン
スを使用したものが知られている。ドライブトラ
ンジスタはオン時に大きなベース電流を必要とす
るので、通常は、ドライブトランスの一次を所定
デユーテイのドライブパルスでパルス駆動（オ
ン・オフ）し、そのオン時にチヤージアツプした
電流をオフ時にドライブトランスの二次側に放出
してドライブトランジスタを駆動している。

このようなスイツチングレギユレータでは、
AC110V〜240Vのワイドレンジ入力に対応しな
ければならない場合がある。この場合、ドライブ
パルスのデユーテイ比を広範囲に変化させ、昇圧
率（又は降圧率）を入力電圧に対応して変えて一
定二次出力を得ている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

AC110Vのような低圧入力の電源オン時には、
昇圧率が非常に大きくなる必要があるために、ド
ライブパルスのデユーテイ比は、ドライブトラン
ジスタのオン期間が長く、オフ期間が短くなるよ
うに変化する。このためドライブトランスの一次
側チヤージが二次側デイスチヤージに間に合わな
くなり、ドライブトランジスタを完全オンにする
ことができなくなることがある。この場合スイツ
チングレギユレータの起動が失敗し、二次安定化
出力が得られなくなる。

低圧入力時でも完全に起動できるようにドライ
ブトランスの一次入力のチヤージエネルギーを大
にすると、AC240Vのような高圧入力時にチヤー
ジエネルギーが過大になつてしまい、発熱や素子
破壊の原因となる。

本考案は上述の問題にかんがみ、低圧入力時の
起動を完全にし、しかも高圧入力時の発熱等を最
小限にすることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案によるスイツチングレギユレータは、第
１図に示すように、一次整流電圧V₀が供給され
ている出力トランス４をスイツチング駆動して二
次出力を得るようになつている。上記出力トラン
ス４をスイツチング駆動するためのドライブトラ
ンジスタＱ１は、ドライブトランス４によつて駆
動される。上記出力トランス４には帰還巻線４Ｆ
が設けられ、この帰還巻線４Ｆから出力し整流さ
れた電圧によりパルス幅を制御したドライブパル
スを制御手段９から上記ドライブトランジスタＱ
１に供給する。電源投入時には、ソフトスタート
手段１６から制御手段９にパルスのデユーテイを
徐々に大きくする信号を供給する。上記制御手段
９に入力する前の上記帰還巻線４Ｆからの出力は
バツクアツプ手段（抵抗Ｒ３）によりドライブト
ランス１２にバツクアツプ電圧としても供給され
る。更に、上記バツクアツプ電圧を検出してその
電圧値に応じてオンオフし、上記バツクアツプ電
圧が一定値以上に立ち上がつた場合に上記ソフト
スタート手段１６を介して上記制御手段９にデユ
ーテイを大にする制御信号を供給するデユーテイ
制御手段２０を設けてある。

〔作用〕

バツクアツプ電圧が十分立上つたときにドライ
ブのデユーテイが大きくなるので、ドライブトラ
ンスから放出するドライブエネルギーは起動時に
十分確保されていて、従つてAC110V〜240Vの
ようなワイドレンジ入力に対応させる場合に、低
圧入力時（昇圧率が高いとき）でも起動不良は生
じない。

〔実施例〕

第１図は本考案の実施例を示すスイツチングレ
ギユレータの回路図で、AC110V〜240Vのワイ
ドレンジ入力に対応できるものである。AC入力
は電源スイツチ１を通り、整流器２で整流され、
コンデンサ３で平滑された後、出力トランス４の
一次巻線４Ｐに与えられる。

一次巻線４ＰはドライブトランジスタＱ１によ
つてスイツチング駆動される。出力トランス４の
二次巻線４Ｓの出力はダイオード５及びコンデン
サ６で整流平滑され、出力電圧として導出され
る。

出力トランス４には帰還巻線４Ｆが設けられて
いて、その出力をダイオード７及びコンデンサ８
で整流平滑した帰還電圧が抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧
され、制御IC９内の誤差増幅器１０に与えられ
て基準電圧と比較される。誤差出力はパルス幅変
調器１１に供給され、パルス幅変調（デユーテイ
制御）されたドライブパスルがトランジスタＱ２
に導出される。Ｑ２によつてドライブトランス１
２の一次巻線１２Ｐが駆動され、そのオン時のチ
ヤージ電流がオフ時に二次巻線１２Ｓから放出さ
れて、ドライブトランジスタＱ１のベースが駆動
される。

なお帰還巻線４Ｆの出力を整流平滑したｂ点の
電圧は、バツクアツプ電圧V_bとして抵抗Ｒ３を
介してドライブトランス１２の一次巻線１２Ｐに
も供給され、大電流出力時のバツクアツプを行つ
ている。

制御IC９はシヤントレギユレータ１３を備え、
抵抗Ｒ６を介して与えられる一次側未安定電圧及
びダイオードＤ、抵抗Ｒ７を介して与えられるバ
ツクアツプ電圧V_bを安定化してIC内の各部回路
に供給している。また出力幅制限回路１４が設け
られ、パルス幅変調器１１の出力のドライブパル
スが一定デユーテイ以上にならないような制限が
行われている。

出力幅制限回路１４は抵抗Ｒ４，５及びコンデ
ンサ１５から成るソフトスタート回路１６の出力
ｃ点の電圧V_cによつて制御される。第２図に示
すように、電源投入時t₀には、電圧V_cが抵抗Ｒ６
を介して与えられる未安定一次直流電圧V₀とほ
ぼ同一で、時間の経過に伴うコンデンサ１５の充
電により、電圧V_cが抵抗Ｒ４，Ｒ５の分圧値V_D
まで低下する。このようにすると出力幅の制限値
は徐々に広がるので、起動時にドライブトランジ
スタＱ１に無理がかかることがなく、素子破壊が
防止できる。ドライブパルスのデユーテイの最大
値は約70％に設置されている。

ドライブトランス１２の出力、即ちトランジス
タＱ１のベース入力（ａ点）の電圧V_aは第３図
Ａの如くであり、斜線部がドライブトランジスタ
Ｑ１のベース駆動区間で、無斜線部はトランジス
タＱ２がオンとなつてドライブトランス１２に電
流（磁束）をチヤージしている区間である。

既述のようにAC110Vのような低圧入力時に
は、起動後にドライブデユーテイは第３図Ｂのよ
うに非常に大きくなり、Ｑ２のオン区間で十分に
ドライブ電流をチヤージすることができずに、Ｑ
１のオンが不安定となり、起動不能となることが
ある。

ドライブトランス１２の一次巻線１２Ｐに一次
未安定DC電圧を供給する抵抗Ｒ８の抵抗値を小
さくすれば、ドライブエネルギーの不足が生じな
くなるが、AC240Vのような高圧入力時に抵抗Ｒ
８の発熱が大きく、また部品サイズも大きくな
る。

このため第１図の点線で示すデユーテイ制御回
路２０を付加して、帰還巻線４Ｆから得られるバ
ツクアツプ電圧を検出してドライブパルスのデユ
ーテイを制御している。デユーテイ制御回路２０
はスイツチングトランジスタＱ３を備え、そのベ
ースには抵抗９及びＲ１０で分圧したバツクアツ
プ電圧V_bが、ツエナーダイオード２１を介して
供給されている。トランジスタＱ３のコレクタは
抵抗Ｒ１１を介してソフトスタート回路１６のｃ
点に接続されている。

起動直後には、バツクアツプ電圧V_bが立上つ
ていないので、トランジスタＱ３はオフで、ソフ
トスタート回路１６の出力は第２図に示すように
抵抗Ｒ４，Ｒ５の分圧値V_Dで定まる比較的高い
電圧に保持されている。このためドライブ幅（デ
ユーテイ）は例えば50％以下に制限されている。

時点t₁でバツクアツプ電圧V_bがある程度立上る
と、ツエナーダイオード２１がオンし、Ｑ３がオ
ンする。この結果、抵抗Ｒ１１が抵抗Ｒ４と並列
になるように接地され、電圧V_cは第２図に示す
ように時点t₁から下降を始め、抵抗Ｒ４，Ｒ５，
Ｒ１１で定まるより低い分圧電圧V_Dまで下がる。
これによつてドライブパルス幅が例えば上限の70
％程度まで広がることが可能となる。

一方、t₁の時点ではバツクアツプ電圧V_bが抵抗
Ｒ３を通じてドライブトランス１２の一次巻線１
２Ｐに供給されているから、ドライブパルス幅が
広がつても、ドライブトランス１２にて十分なエ
ネルギーをチヤージして、これをドライブトラン
ジスタＱ２に放出することができる。

〔考案の効果〕

本考案は上述の如く、出力トランスの帰還巻線
から得られるバツクアツプ電圧が低いときにはド
ライブデユーテイを小さく制限し、バツクアツプ
電圧が立上つた時点でドライブデユーテイの上限
を広げたので、AC110V〜240Vのようなワイル
ドレンジ入力の低圧入力時でも、ドライブトラン
ジスタに十分なオンエネルギーを注入して支障な
く起動させることができる。

また帰還電圧によるデユーテイ制御をソフトス
タートのデユーテイ制御と組合わせたので、簡単
な構成により、低入力時の起動を完全にし、高入
力時の発熱等のロスを最小限にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を適用したスイツチングレギユ
レータの回路図、第２図はソフトスタートの波形
図、第３図Ａ，Ｂはドライブトランジスタのデユ
ーテイを示す波形図である。 なお図面に用いた符号において、４……出力ト
ランス、１２……ドライブトランス、１４……出
力幅制限回路、１６……ソフトスタート回路、２
０……デユーテイ制限回路、Ｑ１……ドライブト
ランジスタである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一次整流電圧が供給されている出力トランス４
   をスイツチング駆動して二次出力を得るようにし
   たスイツチングレギユレータにおいて、 上記出力トランス４をスイツチング駆動するド
   ライブトランジスタＱ１と、 該ドライブトランジスタＱ１を駆動するドライ
   ブトランス１２と、 上記出力トランス４に設けられた帰還巻線４Ｆ
   と、 該帰還巻線４Ｆから出力し整流された電圧によ
   りパルス幅を制御したドライブパルスを上記ドラ
   イブトランジスタＱ１に供給する制御手段９と、 電源投入時に該制御手段９にパルスのデユーテ
   イを徐々に大きくする信号を供給するソフトスタ
   ート手段１６と、 上記制御手段９に入力する前の上記帰還巻線４
   Ｆからの出力を上記ドライブトランス１２にバツ
   クアツプ電圧として供給するバツクアツプ手段Ｒ
   ３と、 上記バツクアツプ電圧を検出してその電圧値に
   応じてオンオフし、上記バツクアツプ電圧が一定
   値以上に立ち上がつた場合に上記ソフトスタート
   手段１６を介して上記制御手段９にデユーテイを
   大にする制御信号を供給するデユーテイ制御手段
   ２０とを有するスイツチングレギユレータ。