JPH04372575A - スイッチングレギュレ−タ - Google Patents

スイッチングレギュレ−タ

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JPH04372575A
JPH04372575A JP15070891A JP15070891A JPH04372575A JP H04372575 A JPH04372575 A JP H04372575A JP 15070891 A JP15070891 A JP 15070891A JP 15070891 A JP15070891 A JP 15070891A JP H04372575 A JPH04372575 A JP H04372575A
Authority
JP
Japan
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series
power supply
circuit
control
resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP15070891A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Saito
斉藤 利之
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、交流電力を一旦直流
電力に変換し、これをPWM変調制御した後、定電圧の
直流電力に変換して出力する、フォワ−ド型またはフラ
イバック型などの他励式スイッチングレギュレ−タ、こ
とにPWM変調を制御する制御用ICの起動抵抗の電力
損失を低減する回路を備えたスイッチングレギュレ−タ
に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のフォワ−ド型の他励式スイ
ッチングレギュレ−タを示す接続図であり、交流電圧V
acを直流変換するダイオ−ドブリッジ1の出力側には
、一端が接地された平滑コンデンサ2と、絶縁トランス
3の1次巻線3Pと、1次巻線にドレ−ンが接続され,
ソ−スが接地された絶縁ゲ−ト電界効果トランジスタ(
MOSFET)4とで閉回路が形成され、制御用IC5
が1次巻線電流をPWM変調制御する信号5SをMOS
FET4のゲ−トGに向けて出力することにより、MO
SFETは所定の時比率でオンオフ動作し、閉回路には
方形波パルス電流が流れる。また、1次巻線と同じ極性
を有する2次巻線に巻線比に基づく大きさで誘起したパ
ルス電流は、ダイオ−ドDs,Dp,リアクトルL8,
コンデンサC8 からなるフォワ−ド回路8により平均
値化された直流定電圧に変換され、外部負荷に供給され
る。
【0003】一方、制御用IC5の電源電圧Vccの入
力端子5Aには、絶縁トランス3の補助巻線3Aの電圧
をダイオ−ド6D,コンデンサ6Cで直流に変換する電
源回路6と、ダイオ−ドブリッジ1の出力側に一端が接
続された起動抵抗10とが接続され、制御用IC5の起
動時には起動抵抗10を介して電源電圧Vccが供給さ
れ、起動後は起動抵抗10および電源回路6の双方から
電源電圧Vccが供給される。また、フォワ−ド回路8
に流れる電流は検出抵抗R9 の電圧降下として電流検
出器9により検出され、その検出値が制御用ICで基準
値と比較されて誤差増幅され、基準値との差に対応した
時比率の制御信号5SがMOSFET4のゲ−トに供給
される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術におい
て、起動抵抗10は制御用IC5が起動し、補助巻線3
Aに電圧が定常的に発生した時点(スイッチングレギュ
レ−タが定常運転を開始した時点)で不必要になる。と
ころが、従来の装置ではスイッチングレギュレ−タが定
常運転をしている状態でも、起動抵抗10が制御用IC
の電源電圧の入力端子5Aに接続されて制御用ICに電
源電流の一部を供給し続ける。したがって、起動抵抗1
0で定常的に電力損失が発生し、その値が内部抵抗の低
い電源回路6で発生する電力損失を大きく上回るために
、例えば定挌出力100W程度のスイッチングレギュレ
−タで電力変換効率が1ないし2%程度低下するという
問題が発生する。ことに、スイッチングレギュレ−タは
、スイッチング周波数を例えば20KHz 以上に上げ
ることにより、絶縁トランスなどの磁気部品や平滑コン
デンサ等を小型化でき、かつ出力電圧のレギュレ−ショ
ンをMOSFETのスイッチング動作で行うことで電力
損失を小さくできることが特徴の電源装置であり、起動
抵抗での無駄な電力消費と、これによる電力変換効率の
低下の阻止が重要な課題となる。
【0005】この発明は、制御用ICの起動後は起動抵
抗を制御用ICから切り離すことにより、起動抵抗で生
ずる無駄な電力損失の発生を阻止することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、ダイオ−ドブリッジと絶縁トラ
ンスの1次巻線との間に直列接続された電界効果トラン
ジスタをオン,オフ制御する制御用ICが、その電源電
圧の入力端子と前記ダイオ−ドブリッジの出力側との間
に接続された起動抵抗、および前記絶縁トランスの補助
巻線電圧を整流して前記入力端子に供給する電源回路を
備えたものにおいて、前記制御用ICの起動後前記補助
巻線電圧の発生を検知して前記起動抵抗を前記電源電圧
の入力端子から切り離す遮断回路を備えてなるものとす
る。
【0007】また遮断回路が、起動抵抗と制御用ICの
電源電圧の入力端子側との間にコレクタおよびエミッタ
が直列接続されたトランジスタと、ダイオ−ドブリッジ
の直流出力側に並列接続された直列抵抗およびトライア
ックの直列回路とからなり、前記トライアックのゲ−ト
が絶縁トランスの補助巻線に接続され、前記トランジス
タのベ−スが前記直列回路の中間接続点に接続されてな
るものとする。
【0008】さらに直列抵抗の抵抗値を起動抵抗のそれ
に比べ10倍程度以上高く形成してなるものとする。
【0009】
【作用】この発明の構成において、制御用ICの起動後
、補助巻線電圧の発生を検知して起動抵抗を制御用IC
の電源電圧の入力端子から切り離す遮断回路を設けるよ
う構成したことにより、スイッチングレギュレ−タの定
常運転中に起動抵抗で発生する電力損失が排除され、し
たがってスイッチングレギュレ−タの電力変換効率を従
来のそれに比べて1ないし2%程度改善する機能が得ら
れる。
【0010】また遮断回路を、起動抵抗と制御用ICの
電源電圧の入力端子側との間にコレクタおよびエミッタ
が直列接続されたトランジスタと、ダイオ−ドブリッジ
の直流出力側に並列接続された直列抵抗およびトライア
ックの直列回路とからなり、トライアックのゲ−トを絶
縁トランスの補助巻線に接続し、トランジスタのベ−ス
を直列回路の中間接続点に接続するよう構成すれば、補
助巻線電圧をトライアックが感知して導通状態となり、
トランジスタのベ−ス電流を大地側に側路するため、ト
ランジスタがオフして起動抵抗に流れる電流を遮断する
機能が得られるとともに、直列抵抗と二つの小容量の半
導体素子とからなる小型かつ簡素な構成の遮断回路を得
ることができる。
【0011】さらに、直列抵抗の抵抗値を起動抵抗のそ
れに比べ10倍程度以上高く形成すれば、スイッチング
レギュレ−タの定常運転中トライアックを介して直列抵
抗に流れる電流が抑制されるので、遮断回路の電力損失
を著しく小さくできる機能が得られる。
【0012】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明する
。図1はこの発明の実施例になるフォワ−ド形の他励式
スイッチングレギュレ−タを示す接続図であり、従来技
術と同じ構成部分には同一参照符号を付すことにより、
重複した説明を省略する。図において、遮断回路11は
、一端が接地されたダイオ−ドブリッジ1の直流出力側
に並列接続された直列抵抗13とトライアック14の直
列回路と、起動抵抗10と制御用IC電源電圧の入力端
子5Aとの間にコレクタCおよびエミッタEが接続され
たトランジスタ(図の場合npnトランジスタ)12と
で構成され、トランジスタ12のベ−スGは直列抵抗と
トライアックの中間接続点mに接続され、トライアック
14のゲ−トGは補助巻線3Aの非接地端子に接続され
る。また、直列抵抗13の抵抗値は起動抵抗10のそれ
に比べて10倍以上高い抵抗値に設定される。
【0013】このように構成された遮断回路11を備え
たスイッチングレギュレ−タにおいて、制御用IC5が
起動しない状態では、MOSFET4が動作せず、補助
巻線電圧も零なのでトライアック14はオフ状態にある
。また、電源回路6のコンデンサ6Cも未充電状態にあ
り、トランジスタ12のエミッタも等価的に接地状態に
ある。したがって、トランジスタのベ−ス,エミッタ間
には直列抵抗13を介して順電圧が印加され、コレクタ
,ベ−ス間には抵抗10および13の電位降下の差によ
る順電圧が印加されるので、トランジスタ12は導通状
態となり、起動抵抗10で所定値に制御されたエミッタ
電流によりコンデンサ6Cが充電され、制御用ICの電
源電圧の入力端子5Aに電源電圧Vccが印加され、制
御用IC5が起動する。
【0014】制御用ICが起動してMOSFET4を所
定の時比率でオンオフ制御すると、1次巻線にパルス電
流が流れ、補助巻線3Aに補助巻線電圧が発生し、ダイ
オ−ド6Dを介してコンデンサ6Cを充電するとともに
、補助巻線電圧がトライアック14のゲ−トに印加され
、トライアックは導通状態となり、トランジスタ12の
ベ−スはほぼ大地電位に低下する。その結果、トランジ
スタのベ−ス,エミッタ間には逆バイアス電圧が加わり
、トランジスタ12はオフ状態に変化し、起動抵抗10
を流れる電流は遮断される。したがって、その後は電源
回路6から制御用ICに電源電圧Vccを供給して定常
運転を行うことになり、起動抵抗10の電力損失は零に
なる。また、電源回路6は内部抵抗が低く、その電力損
失は起動抵抗のそれに比べて大幅に少ない。さらに、ト
ライアックの導通により直列抵抗13には常時ダイオ−
ドブリッジの出力直流電圧が印加されるが、直列抵抗の
抵抗値を起動抵抗10のそれの数十倍とすることにより
、小さく抑えることができる。その結果、スイッチング
レギュレ−タの電力変換効率を従来のそれに比べ例えば
1ないし2%程度改善できる利点が得られる。
【0015】図2はこの発明の異なる実施例になるフラ
イバック形の他励式スイッチングレギュレ−タを示す接
続図であり、前述の実施例と異なる点は、スイッチング
レギュレ−タの絶縁トランス30が、その1次巻線30
Pと2次巻線30Sの極性が互いに逆向きに形成され、
MOSFET4がオフしている時に絶縁トランス30に
蓄えられたエネルギ−が放出され、ダイオ−ド31を介
して1次巻線電流が流れるとともに、2次巻線電流が整
流回路31で整流され、平均化された定電圧直流電力を
外部負荷に供給する、いわゆるフライバック形に形成さ
れていることであり、この場合も、トランジスタ12,
直列抵抗13,およびトライアック14で構成される遮
断回路11を設けることにより、前述の実施例と同様に
、補助巻線電圧を検知して起動抵抗に流れる電流を遮断
し、定常運転時に起動抵抗で生ずる電力損失を排除する
ことができる。
【0016】
【発明の効果】この発明は前述のように、制御用ICの
起動後、補助巻線電圧の発生を検知して起動抵抗を制御
用ICの電源電圧の入力端子から切り離す遮断回路を設
けるよう構成した。その結果、従来の技術で問題となっ
たスイッチングレギュレ−タの定常運転中に起動抵抗で
発生する電力損失が排除され、したがって電力変換効率
を従来のそれに比べて1ないし2%程度改善した電力変
換効率の高いスイッチングレギュレ−タを提供すること
ができる。
【0017】また遮断回路を、起動抵抗と制御用ICの
電源電圧の入力端子側との間にコレクタおよびエミッタ
が直列接続されたトランジスタと、ダイオ−ドブリッジ
の直流出力側に並列接続された直列抵抗とトライアック
の直列回路とで構成し、トライアックのゲ−トを絶縁ト
ランスの補助巻線に接続し、トランジスタのベ−スを直
列回路の中間接続点に接続するようにすれば、補助巻線
電圧をトライアックが感知して導通状態となり、トラン
ジスタのベ−ス電流を大地側に側路するため、トランジ
スタがオフして起動抵抗に流れる電流を遮断する機能を
、直列抵抗と,二つの小容量の半導体素子とからなる小
型かつ簡素な構成の遮断回路を用いて得ることができる
ので、電力変換効率の高いスイッチングレギュレ−タを
経済的に有利に提供することができる。
【0018】さらに、直列抵抗の抵抗値を起動抵抗のそ
れに比べ10倍程度以上高く形成すれば、スイッチング
レギュレ−タの定常運転中トライアックを介して流れる
電流を抑制できるので、電力損失の少ない遮断回路を備
えたスイッチングレギュレ−タを提供することができる
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例になるフォワ−ド形の他励式
スイッチングレギュレ−タを示す接続図
【図2】この発
明の異なる実施例になるフライバック形の他励式スイッ
チングレギュレ−タを示す接続図
【図3】従来のフォワ
−ド型の他励式スイッチングレギュレ−タを示す接続図
【符号の説明】
1    ダイオ−ドブリッジ 2    平滑コンデンサ 3    絶縁トランス 3P  1次巻線 3S  2次巻線 4    絶縁ゲ−ト電界効果トランジスタ(MOSF
ET) 5    制御用IC 6    電源回路 6c  コンデンサ 8    フォワ−ド回路 9    電流検出器 10    起動抵抗 11    遮断回路 12    トランジスタ 13    直列抵抗 14    トライアック 30    絶縁トランス 32    整流回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダイオ−ドブリッジと絶縁トランスの1次
    巻線との間に直列接続された電界効果トランジスタをオ
    ン,オフ制御する制御用ICが、その電源電圧の入力端
    子と前記ダイオ−ドブリッジの出力側との間に接続され
    た起動抵抗、および前記絶縁トランスの補助巻線電圧を
    整流して前記入力端子に供給する電源回路とを備えたも
    のにおいて、前記制御用ICの起動後前記補助巻線電圧
    の発生を検知して前記起動抵抗を前記電源電圧の入力端
    子から切り離す遮断回路を備えてなることを特徴とする
    スイッチングレギュレ−タ。
  2. 【請求項2】遮断回路が、起動抵抗と制御用ICの電源
    電圧の入力端子側との間にコレクタおよびエミッタが直
    列接続されたトランジスタと、ダイオ−ドブリッジの直
    流出力側に並列接続された直列抵抗およびトライアック
    の直列回路とからなり、前記トライアックのゲ−トが絶
    縁トランスの補助巻線に接続され、前記トランジスタの
    ベ−スが前記直列回路の中間接続点に接続されてなるこ
    とを特徴とする請求項1記載のスイッチングレギュレ−
    タ。
  3. 【請求項3】直列抵抗の抵抗値を起動抵抗のそれに比べ
    10倍程度以上高く形成してなることを特徴とする請求
    項2記載のスイッチングレギュレ−タ。
JP15070891A 1991-06-24 1991-06-24 スイッチングレギュレ−タ Pending JPH04372575A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018186084A1 (ja) * 2017-04-07 2018-10-11 富士通株式会社 電源回路

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018186084A1 (ja) * 2017-04-07 2018-10-11 富士通株式会社 電源回路
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