JPH048665Y2 - - Google Patents

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JPH048665Y2
JPH048665Y2 JP2748384U JP2748384U JPH048665Y2 JP H048665 Y2 JPH048665 Y2 JP H048665Y2 JP 2748384 U JP2748384 U JP 2748384U JP 2748384 U JP2748384 U JP 2748384U JP H048665 Y2 JPH048665 Y2 JP H048665Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 (技術分野) 本考案は電子装置の電源に用いられるフイルタ
に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Technical Field) The present invention relates to a filter used as a power source for electronic devices.

(背景技術) 従来、電子装置の電源としてはスイツチング形
の電源が多く用いられている。スイツチング電源
は、よく知られているように商用電源を一度直流
化し、それを電源として高周波パルス電源を作
り、高周波トランスで所望の電圧としたものを整
流及び平滑して所望の直流電源を得る方式であ
る。その際、出力電圧の安定化方式として、高周
波パルスのパルス幅や周波数を変化させる方式を
用いることによつて電力損失を極力少なくするこ
とができるため、一般的に言つてスイツチング電
源は従来のシリーズレギユレータ方式に比べ、小
形かつ高効率である。
(Background Art) Conventionally, switching type power supplies have often been used as power supplies for electronic devices. As is well known, a switching power supply is a method in which a commercial power supply is converted to DC, which is used as a power source to create a high-frequency pulse power supply, and then the desired voltage is rectified and smoothed using a high-frequency transformer to obtain the desired DC power. It is. At that time, power loss can be minimized by using a method of varying the pulse width and frequency of high-frequency pulses as a method of stabilizing the output voltage, so generally speaking, switching power supplies are It is smaller and more efficient than the regulator system.

ここで、スイツチング電源の出力側の雑音は、
高周波パルスの立上り及び立下り部分に起因し、
周波数スペクトラムの広いスパイクパルス性雑
音、高周波パルスを整流及び平滑した後に残留す
る高周波リツプル及び商用電源直流化時に残留す
る低周波リツプルから成る。これらの雑音のう
ち、高周波リツプル及び低周波リツプルは、スイ
ツチング電源の高周波トランスの二次側に接続さ
れて電源フイルタにより除去される。
Here, the noise on the output side of the switching power supply is
Due to the rising and falling parts of the high frequency pulse,
It consists of spike-pulse noise with a wide frequency spectrum, high-frequency ripples that remain after rectifying and smoothing high-frequency pulses, and low-frequency ripples that remain when the commercial power supply is converted to DC. Among these noises, high frequency ripples and low frequency ripples are removed by a power filter connected to the secondary side of the high frequency transformer of the switching power supply.

第1図に従来の電源フイルタの回路図を示す。
この電源フイルタは大容量コンデンサC1,C2
び平滑チヨークコイルLから構成され、その特徴
は電力損失が平滑チヨークコイルLの直流抵抗成
分によるもののみであり、電力損失が少ないこと
にある。
FIG. 1 shows a circuit diagram of a conventional power supply filter.
This power supply filter is composed of large capacitance capacitors C 1 and C 2 and a smoothing choke coil L, and its feature is that the power loss is only due to the DC resistance component of the smoothing choke coil L, and the power loss is small.

しかしながら、大容量コンデンサC1,C2とし
て用いられるアルミ電界コンデンサは、高周波に
対してはインピーダンスが高いので高周波リツプ
ルに対しては効果が少ないこと、及び伝送されて
来る低周波リツプルの除去のためにはかなり大容
量でなければならないこと、更に平滑チヨークコ
イルLが高周波であつてもかなり大形かつ高価で
あることなどの問題点を有する。
However, the aluminum electrolytic capacitors used as large capacitance capacitors C 1 and C 2 have high impedance for high frequencies, so they are less effective against high frequency ripples, and they are used to remove transmitted low frequency ripples. However, there are problems in that the capacitance must be quite large, and that the smoothed York coil L is quite large and expensive even if it is used for high frequencies.

第2図は従来の電源フイルタの別の回路図であ
る。この回路はいわゆるシリーズレギユレータ方
式と呼ばれるもので、商用電源をトランスで希望
値に近い電圧とし、それを整流及び平滑し、更に
直列挿入形の電圧安定化素子であるトランジスタ
Trを通して出力とするものである。ベース電位
VBはツエナーダイオードZDで直流的に固定され
ているので、コレクタ電位VCには関係なく、ベ
ース電位VBにほぼ等しいエミツタ電圧すなわち
出力電圧が得られる。また、トランジスタのコレ
クタ・エミツタ間電圧VCE=VR+VBEであり、こ
のVCEはコレクタ・エミツタ間飽和電圧VCEOより
大きい。トランジスタによる損失で避けられない
ものはIO・VCEOであり、第2図の回路でのIO
VCE=IO(VR+VBE)は不要な電力損失IO(VR+VBE
−VCEOを含む。尚、コレクタ電位VCはVC+ΔHVC
+ΔLVCで表わされる。ただし、ΔHVCは高周波リ
ツプルを示し、ΔLVCは低周波リツプルを示す。
FIG. 2 is another circuit diagram of a conventional power supply filter. This circuit is a so-called series regulator system, which converts the commercial power supply into a voltage close to the desired value using a transformer, rectifies and smoothes it, and then uses a series-inserted voltage stabilizing element (transistor).
The output is passed through a transistor. base potential
Since V B is DC fixed by the Zener diode ZD, an emitter voltage, ie, an output voltage, approximately equal to the base potential V B can be obtained, regardless of the collector potential V C. Further, the collector-emitter voltage V CE of the transistor is V R +V BE , and this V CE is larger than the collector-emitter saturation voltage V CEO . The unavoidable loss due to transistors is I O・V CEO , and I O・V CEO in the circuit shown in Figure 2.
V CE = I O (V R + V BE ) is the unnecessary power loss I O (V R + V BE
-Includes V CEO . In addition, the collector potential V C is V CH V C
It is expressed as +Δ L V C. However, Δ H V C indicates high frequency ripple, and Δ L V C indicates low frequency ripple.

前述したように、ベース電位VBは固定されて
いるのでエミツタ電位VEはVE〜VBであり、従つ
て高周波リツプルΔHVC及び低周波リツプルΔLVC
は遮断される。しかしながら、トランジスタTr
はコレクタ電流をIとするとI(VC−VE)の電力
損失を生じ、コレクタ電位VCの電流変動が大き
い場合、電力損失が極めて大きくなつてしまうと
いう問題点を有する。従つて、このような回路は
スイツチング電源の電源フイルタとしては効率の
点から不適である。
As mentioned above, since the base potential V B is fixed, the emitter potential V E is V E ~V B , and therefore the high frequency ripple Δ H V C and the low frequency ripple Δ L V C
is blocked. However, the transistor Tr
has a problem in that, where I is the collector current, a power loss of I(V C -V E ) occurs, and when the current fluctuation of the collector potential V C is large, the power loss becomes extremely large. Therefore, such a circuit is not suitable as a power filter for a switching power supply from the viewpoint of efficiency.

(考案の目的) 本考案はこのような従来の問題点に着目してな
されたもので、高周波リツプル及び低周波リツプ
ルを効率よく除去することができる電源フイルタ
を提供することを目的とし、その特徴は、トラン
ジスタの入力端子電圧を被安定化脈流電圧の平均
値とするためにトランジスタのコレクタに直列に
コイルが接続され、トランジスタの電圧制御信号
を被安定化脈流電圧の波高値近傍に安定化させる
ために、コイルの一端とトランジスタのベースと
の間に、抵抗、コイル又はダイオードのいずれか
一つで構成される素子を接続し、かつトランジス
タのベースにコンデンサが接続された電源フイル
タにある。
(Purpose of the invention) The present invention was made by focusing on these conventional problems, and aims to provide a power supply filter that can efficiently remove high-frequency ripples and low-frequency ripples, and describes its characteristics. In order to make the input terminal voltage of the transistor the average value of the pulsating current voltage to be stabilized, a coil is connected in series to the collector of the transistor, and the voltage control signal of the transistor is stabilized near the peak value of the pulsating current voltage to be stabilized. In order to achieve this, an element consisting of a resistor, a coil, or a diode is connected between one end of the coil and the base of the transistor, and a capacitor is connected to the base of the transistor. .

以下、本考案を実施例に基づき図面を参照して
詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments with reference to the drawings.

(考案の構成及び作用) 第3図は本考案を説明するための、電源フイル
タのうち、高周波リツプル及び低周波リツプルを
除去する回路(アクテイブ・リツプル・フイル
タ)を示す参考図である。Trは電圧安定素子を
構成するトランジスタで、図示の如くエミツタフ
オロワとして用いられている。コレクタには例え
ばスイツチング電源の高周波トランスTの二次側
に現れる信号を整流及び平滑化した信号(リツプ
ル成分を含んでいる)が供給される。またエミツ
タは負荷(図示しない)に接続される。トランジ
スタTrのコレクタ・ベース間には、抵抗、コイ
ル又はダイオードのうちのいずれか1つで構成さ
れる素子Zが接続されている。またトランジスタ
TrのベースにはコンデンサC6が接続されている。
従つて、前述した抵抗R1とツエナーダイオード
ZDを用いてベース電位を直流的に固定するのと
は異なり、ベース電圧(電圧制御信号)をコレク
タに供給される信号のうち交流成分(リツプル成
分)に対してのみ安定化させることができる。
尚、コンデンサC5及びC7は平滑コンデンサであ
る。
(Structure and operation of the invention) FIG. 3 is a reference diagram showing a circuit (active ripple filter) for removing high frequency ripples and low frequency ripples in a power supply filter, for explaining the invention. Tr is a transistor that constitutes a voltage stabilizing element, and is used as an emitter follower as shown in the figure. For example, a signal (containing a ripple component) obtained by rectifying and smoothing a signal appearing on the secondary side of a high frequency transformer T of a switching power supply is supplied to the collector. The emitter is also connected to a load (not shown). An element Z constituted by any one of a resistor, a coil, or a diode is connected between the collector and base of the transistor Tr. Also transistor
A capacitor C6 is connected to the base of the Tr.
Therefore, the previously mentioned resistor R 1 and the Zener diode
Unlike fixing the base potential DC-wise using a ZD, the base voltage (voltage control signal) can be stabilized only with respect to the AC component (ripple component) of the signal supplied to the collector.
Note that capacitors C5 and C7 are smoothing capacitors.

以上の構成において、本回路は直流的な入力変
動に対しては追従し、(VC−VE)の値をトランジ
スタTrのコレクタ飽和電圧(〜0.4V)に近い値
にすることができ、コレクタ・エミツタ間の電力
損失を最小のまま、交流成分である高周波リツプ
ルΔHVC及び低周波リツプルΔLVCを安全に遮断す
ることができる。一般に、スイツチング電源は高
周波トランスの一次側で出力電圧安定化機能を果
しているため、本考案のフイルタを用いても出力
電圧安定性は損なわれない。
With the above configuration, this circuit can follow DC input fluctuations and make the value of (V C − V E ) close to the collector saturation voltage (~0.4V) of the transistor Tr. High frequency ripple Δ H V C and low frequency ripple Δ L V C , which are alternating current components, can be safely blocked while minimizing power loss between the collector and emitter. Generally, a switching power supply performs the output voltage stabilizing function on the primary side of a high frequency transformer, so even if the filter of the present invention is used, the output voltage stability will not be impaired.

ここで、トランジスタTrの出力電圧は素子Z
として例えば抵抗を用いた場合、この抵抗による
ベース電位の降下VR及びベース・エミツタ間電
位降下VBEの和に相当する分だけコレクタ電位VC
より低くなる。トランジスタは一般に、ベース・
エミツタ間電圧VBE(一般に約0.7V)はコレクタ
飽和電圧VCE(一般に0.4V)より大きく、出力電
流をI0とすると、全コレクタ損失PCは PC=IO(VBE+VR) となつて、理想的なコレクタ損失VCE・IOよりは
るかに大きくなつてしまう。実測によれば、トラ
ンジスタTrとして2SC2334を用いて出力電流IO
1Aとしたとき、VBE=0.7V、VR=0.6Vであり、
コレクタ損失PC=1.3Wであり、一方、トランジ
スタ2SC2334のVCEは0.4Vであり、コレクタ損失
は0.4Wまで減少できるはずである。
Here, the output voltage of the transistor Tr is the voltage of the element Z
For example, if a resistor is used as the resistor, the collector potential V C will be increased by an amount corresponding to the sum of the base potential drop V R due to this resistor and the base-emitter potential drop V BE .
becomes lower. Transistors generally have a base
The emitter-emitter voltage V BE (generally about 0.7V) is larger than the collector saturation voltage V CE (generally 0.4V), and if the output current is I 0 , the total collector loss P C is P C = I O (V BE + V R ) Therefore, the collector loss V CE ·I O becomes much larger than the ideal one. According to actual measurements, using 2SC2334 as the transistor Tr, the output current I O =
When it is 1A, V BE = 0.7V, V R = 0.6V,
The collector loss P C =1.3W, while the V CE of transistor 2SC2334 is 0.4V, and the collector loss should be able to be reduced to 0.4W.

第4図は上述した点を考慮した本考案による電
源フイルタの一実施例の回路図である。同図に示
す回路は第3図に示す基本的回路に対し、コレク
タに平滑チヨークコイルLを直列に挿入するとと
もに、トランジスタTrのベースに接続される素
子Zの一端をダイオードD2を介して高周波トラ
ンスTの二次側巻線に接続したことを特徴として
いる。このような構成とすることにより、トラン
ジスタTrのコレクタ電圧VCはチヨークインプツ
ト回路により入力脈流電圧の平均値とされ、一方
ベース電圧はコンデンサインプツト形の整流回路
により入力脈流電圧のピーク値とされる。従つ
て、ベース電位VBはベース抵抗降下分VR及び
(VBE−VC)の和に相当する分だけ高く設定され、
この結果不要な電力損失I0(VR+VBE−VC)は除
去される。
FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment of a power filter according to the present invention, taking into consideration the above-mentioned points. The circuit shown in the figure differs from the basic circuit shown in Fig. 3 by inserting a smoothing York coil L in series in the collector, and connecting one end of the element Z connected to the base of the transistor Tr to a high-frequency transformer via a diode D2 . It is characterized by being connected to the secondary winding of the T. With this configuration, the collector voltage V C of the transistor Tr is set to the average value of the input pulsating current voltage by the choke input circuit, while the base voltage is set to the average value of the input pulsating current voltage by the capacitor input type rectifier circuit. It is considered to be the peak value. Therefore, the base potential V B is set higher by an amount corresponding to the sum of the base resistance drop VR and (V BE −V C ),
As a result, unnecessary power loss I 0 (V R +V BE −V C ) is removed.

第5図は本考案による電源フイルタの他の実施
例の回路図である。この回路が第4図に示す回路
と同様に考察することができるということは、容
易に理解されよう。
FIG. 5 is a circuit diagram of another embodiment of the power filter according to the present invention. It will be readily understood that this circuit can be considered similarly to the circuit shown in FIG.

以上、本考案を実施例に基づき説明した。電圧
安定化素子としてはトランジスタ(バイポーラト
ランジスタ)に限定されるものではなく、電界効
果トランジスタ、三端子レギユレータ又はダーリ
ントン接続されたトランジスタであつてもよい。
The present invention has been described above based on examples. The voltage stabilizing element is not limited to a transistor (bipolar transistor), but may be a field effect transistor, a three-terminal regulator, or a Darlington-connected transistor.

(考案の効果) 以上説明したように、本考案によれば、高周波
リツプル及び低周波リツプルを効率よく除去する
ことができる電源フイルタを提供することができ
る。本考案をスイツチング電源等に用いれば、オ
ーデイオ機器や精密測定器などに適した小型、高
効率及び低雑音の電源を提供することができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power filter that can efficiently remove high frequency ripples and low frequency ripples. If the present invention is applied to a switching power supply or the like, it is possible to provide a compact, high-efficiency, low-noise power supply suitable for audio equipment, precision measuring instruments, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の電源フイルタの一構成例、第2
図は従来の電源フイルタの別の構成例、第3図は
本考案を説明するための電源フイルタの回路構成
のうちリツプル分を除去する機能を有する構成部
分の回路を示す参考図、第4図は本考案による電
源フイルタの一実施例の回路図、及び第5図は本
考案による電源フイルタの他の実施例の回路図で
ある。 Tr……トランジスタ、R1……抵抗、C1〜C7
…コンデンサ、L……平滑チヨークコイル、D1
D2……ダイオード、ZD……ツエナーダイオー
ド、T……高周波トランス、Z……素子。
Figure 1 shows an example of the configuration of a conventional power filter;
The figure shows another configuration example of a conventional power filter, FIG. 3 is a reference diagram showing a circuit of a component having a ripple removal function in the circuit configuration of a power filter for explaining the present invention, and FIG. 4 5 is a circuit diagram of one embodiment of the power filter according to the present invention, and FIG. 5 is a circuit diagram of another embodiment of the power filter according to the present invention. Tr...transistor, R1 ...resistance, C1 to C7 ...
... Capacitor, L ... Smoothed York coil, D 1 ,
D 2 ... diode, ZD ... Zener diode, T ... high frequency transformer, Z ... element.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 トランジスタの入力端子電圧を被安定化脈流電
圧の平均値とするためにトランジスタのコレクタ
に直列にコイルが接続され、 トランジスタの電圧制御信号を被安定化脈流電
圧の波高値近傍に安定化させるために、コイルの
一端とトランジスタのベースとの間に、抵抗、コ
イル又はダイオードのいずれか一つで構成される
素子を接続し、かつトランジスタのベースにコン
デンサが接続されたことを特徴とする電源フイル
タ。
[Claim for Utility Model Registration] A coil is connected in series to the collector of the transistor in order to set the input terminal voltage of the transistor to the average value of the regulated pulsating current voltage, and the voltage control signal of the transistor is set to the average value of the regulated pulsating current voltage. In order to stabilize the voltage near the peak value, an element consisting of a resistor, coil, or diode is connected between one end of the coil and the base of the transistor, and a capacitor is connected to the base of the transistor. A power filter characterized by:
JP2748384U 1984-02-29 1984-02-29 power filter Granted JPS60142524U (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2748384U JPS60142524U (en) 1984-02-29 1984-02-29 power filter

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JPS60142524U JPS60142524U (en) 1985-09-20
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