JPH06178535A - スイッチング・レギュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無負荷及び軽負荷時だけダミー負荷を接続
し、それ以外では遮断することにより、効率を向上させ
たスイッチング・レギュレータを提供する。 【構成】 スイッチング・レギュレータトランス１と、
整流・平滑回路２と、パルス幅制御回路５と、負荷４を
備えたスイッチング・レギュレータにおいて、ダミー負
荷抵抗３ｂとトランジスタ３ｅとが直列に接続され、こ
の直列回路が整流・平滑回路に並列接続されたダミー負
荷回路３１と、スイッチング素子３ｂを駆動するバイア
ス電圧を供給し、定常的にスイッチング素子３ｅを駆動
させるバイアス回路３２と、整流・平滑回路２のフライ
ホイールダイオード２ｄの両端電圧を整流、平滑し、そ
の両端電圧が所定値を越えると、バイアス回路３２のバ
イアス電圧を調整してトランジスタ３ｅを非駆動状態に
させるバイアス電圧調整回路３３とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は出力電圧を一定に制御す
るスイッチング・レギュレータ、特にその出力側に接続
されるダミー負荷回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のスイッチング・レギュレー
タの回路図である。図３において、スイッチング・レギ
ュレータトランス１は、その一次巻線１ａにスイッチン
グ用トランジスタ１ｃが直列に接続され、パルス電圧が
一次巻線１ａに印加すると、一次巻線１ａに断続的に励
磁電流が流れて、二次巻線１ｂ及び補助巻線１ｆの両端
にそれぞれ二次電圧が発生する。また、補助巻線１ｆに
は補助巻線側ダイオード１ｄ及び補助巻線側コンデンサ
１ｅが接続されて半波整流回路が形成されている。補助
電圧はこのコンデンサ１ｅの両端から得られており、パ
ルス幅制御回路５等の電源として利用される。この補助
電圧としては常時１２Ｖ〜１５Ｖ程度の電圧が必要であ
る。

【０００３】整流・平滑回路２は、整流ダイオード２
ａ、平滑チョーク２ｂ、平滑コンデンサ２ｃ及びフライ
ホイールダイオード２ｄから構成されている。スイッチ
ング・レギュレータトランス１の二次巻線１ｂのホット
側は整流ダイオード２ａのアノードに接続され、コール
ド側はグランドに接続されている。整流ダイオード２ａ
のカソードにはフライホイールダイオード２ｄが接続さ
れている。また、フライホイールダイオード２ｄのアノ
ードはグランドに接続されている。フライホイールダイ
オード２ｄのカソードには平滑チョーク２ｂの一端が接
続され、この平滑チョーク２ｂの他端は平滑コンデンサ
２ｃの一端と接続されている。この平滑コンデンサ２ｃ
の他端はグランドと接続されている。この整流・平滑回
路はスイッチング・レギュレータトランスの二次巻線１
ｂの電圧を整流及び平滑して、負荷４に出力電圧を印加
する。

【０００４】ダミー負荷抵抗３は整流・平滑回路２に並
列に接続されている。出力電圧が一定であれば、それに
流れるダミー負荷電流も不変である。負荷４は整流・平
滑回路２と並列に接続され、整流・平滑回路２の出力電
圧が印加される。

【０００５】パルス幅制御回路５は、整流・平滑の出力
の両端から出力電圧を検出し、予め設定した基準電圧と
比較する。そして、出力電圧の変動に応じて、スイッチ
ング・レギュレータトランス１のスイッチング用トラン
ジスタ１ｃの駆動時間（デューティー比）を調整するこ
とにより、出力電圧を一定に制御する。

【０００６】次に動作について説明する。従来のスイッ
チング・レギュレータは上記のように構成され、スイッ
チング・レギュレータの動作が開始すると、負荷電圧は
上昇を始め、パルス幅制御回路５の上述の動作により出
力電圧は一定値に達すると安定する。補助電圧は補助巻
線１ｆに得られる電圧をコンデンサ入力方式による半波
整流回路のコンデンサ１ｅから得られているため、トラ
ンジスタ１ｃのスイッチングの一周期に対してダイオー
ド２ａがオンしている期間の割合であるデューティー比
が補助電圧と比例しているので、数％以上あればほぼ一
定の補助電圧を得ることができる。

【０００７】ところで、負荷のインピーダンスが増加し
て、負荷電流が小さくなると、負荷電流に比例して補助
巻線１ｆに発生する電圧波形のディーテイー比も変化し
て小さくなり、例えば、負荷電流が”零”になると、デ
ィーテイー比が極めて小さくなる。このような状態で
は、補助電圧も低下し、スイッチング・レギュレータの
パルス幅制御回路５が正常に動作できなくなる。このよ
うな弊害を防ぐために、図３に示すようにダミー抵抗３
ｂを負荷回路４と並列に接続して、それにある程度の電
流を流している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、出力電
圧は一定に制御されており、ダミー負荷抵抗３ｂには負
荷電流の大小と関係なく一定の電流が流れるので、負荷
のインピーダンスが低下して負荷電流が大きくなってダ
ミー負荷抵抗３に電流を流す必要がなくなった場合で
も、ダミー負荷電流が流れてしまい、スイッチング・レ
ギュレータの効率を低下させるという問題点があった。

【０００９】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、無負荷及び軽負荷時だけダミ
ー負荷を接続し、それ以外では遮断することにより、効
率を向上させたスイッチング・レギュレータを提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るスイッチン
グ・レギュレータは、ダミー用抵抗とスイッチング素子
とが直列に接続され、この直列回路が整流・平滑回路に
並列接続されたダミー負荷抵抗回路と、スイッチング素
子を駆動するバイアス電圧を供給し、定常的にスイッチ
ング素子を駆動させるバイアス回路と、フライホイール
ダイオードの両端電圧を整流、平滑し、両端電圧が所定
値を越えると、バイアス回路のバイアス電圧を調整して
スイッチング素子を非駆動状態にさせるバイアス電圧調
整回路とを有することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明においては、負荷電流が小さい場合に
は、バイアス回路により、スイッチング素子が駆動され
ダミー負荷抵抗にダミー電流が流れ、その結果、スイッ
チング・レギュレータの補助巻線に適切な出力電圧が得
られる。負荷電流が大きい場合には、フライホイールダ
イオードの順方向電圧が整流平滑されて、スイッチング
素子のバイアス電圧が低下し、このスイッチング素子が
非駆動状態になり、ダミー負荷抵抗にダミー電流が流れ
なくなる。このようにダミー負荷電流を流す必要がない
領域においてそれを遮断しているので、スイッチング・
レギュレータの効率を向上させることができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例の示すスイッチング
・レギュレータの回路図である。”１”、”２”、”
４”、”５”で示されたものは図３に示されたものと同
様なものである。３はダミー電流制御回路であり、ダミ
ー負荷回路３１、バイアス回路３２及びバイアス電圧調
整回路３３から構成されている。

【００１３】ダミー負荷回路３１はダミー用抵抗３ｂと
トランジスタ３ｅとが直列に接続され、これが整流・平
滑回路２に並列に接続されることによって形成される。

【００１４】バイアス回路３２は抵抗３ａと抵抗３ｇと
が直列に接続され、これが整流・平滑回路２に並列に接
続され、そして、抵抗３ａと抵抗３ｇの接続点がトラン
ジスタ３ｅのベースに直列に接続されることによって形
成される。このバイアス回路３２はトランジスタ３ｅを
駆動するバイアス電圧を供給し、定常的にトランジスタ
３ｅを駆動させる。

【００１５】バイアス電圧調整回路３３はトランジスタ
３ｅのベースとグランド間にせつぞくされたコンデンサ
３ｆと、一端がトランジスタ３ｅのベースに接続された
抵抗３ｄ、アノードが抵抗３ｄの他端に接続され、カソ
ードがライホイールダイオード２ｄのカソードに接続さ
れたダイオード３ｃとから構成されている。このバイア
ス電圧調整回路３３はフライホイールダイオード２ｄの
両端電圧を整流、平滑し、その両端電圧が所定値を越え
ると、バイアス回路３２のバイアス電圧を調整してトタ
ンジスタ３ｅを非駆動状態にさせる。

【００１６】図２は図１の実施例の動作のタイミングチ
ャートである。図２のＡ領域に示すような負荷電流が小
さい場合、フライホイールダイオード２ｄの順方向の電
圧はダイオード２ｄの出力特性によりフライホイール電
流の低下と共に低下する（図２のｄ）。このことはダイ
オード２ａ、２ｄ、３ｃの接続点とグランドとの間の電
圧を低下させることを意味する。従って、ダイオード３
ｃに引加される順方向の電圧が小さいため電流が順方向
に流れず（図２のｆ）、バイアス回路３２によるバイア
ス電圧がトランジスタ３ｅのベースに印加されトランジ
スタ３ｅが駆動される。（図２のｇ）。このため、ダミ
ー電流がダミー負荷抵抗３ｂに流れるようになるため、
補助巻線１ｆの出力側には従来通り必要な補助電圧を得
ることができる。スイッチング・レギュレータの動作は
正常に行うことができる。

【００１７】図２のＢ領域に示すような負荷電流が大き
い場合には、フライホイールダイオード２ｄの順方向の
電圧が大きい状態になる（図２のｅ）。従って、バイア
ス電圧調整回路３３のダイオード３ｃに印加される順方
向電圧が大きくなり、順方向電流が流れるので、電流が
間欠的にコンデンサ３ｆからダイオード３ｃ方向に流れ
るので、コンデンサ３ｆの電圧は抵抗３ａ、３ｇの分圧
比により決められたバイアス電圧より低くなり、トラン
ジスタ３ｅのベース電圧が低下し（図２のｇ）、トラン
ジスタ３ｅが非駆動状態になる。このため、トランジス
タ３ｅのコレクタ電流即ちダミー電流が零になり（図２
のｈ）、必要でないダミー電流が流れなくて済むので、
スイッチング・レギュレータの効率を向上させることに
なる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、無負荷時
と軽負荷時には、ダミー電流を流して補助巻線の出力電
圧が適切な大きさとなるようにし、ダミー電流の不要な
大きなふかのときにはダミー電流を遮断するようにした
ので、スイッチング・レギュレータの効率を向上させる
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のスイッチング・レギュレー
タの回路図である。

【図２】図１の実施例動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図３】従来のスイッチング・レギュレータの回路図で
ある。

【符号の説明】

１ スイッチング・レギュレータトランス １ａ 一次巻線 １ｂ 二次巻線 １ｃ スイッチング用トランジスタ １ｄ 補助巻線側整流ダイオード １ｅ 補助巻線側コンデンサ １ｆ 補助巻線 ２ 整流・平滑回路 ２ａ ダイオード ２ｂ 平滑チョーク ２ｃ コンデンサ ２ｄ フライホイールダイオード ３ ダミー電流制御回路 ３１ バイアス回路 ３２ ダミー負荷回路 ３３ バイアス電圧調整回路 ３ａ 分圧抵抗 ３ｂ ダミー負荷抵抗 ３ｃ ダイオード ３ｄ 抵抗 ３ｅ トランジスタ ３ｆ コンデンサ ３ｇ 分圧抵抗 ４ 負荷 ５ パルス幅制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次巻線、二次巻線及び補助巻線を有
   し、該一次巻線にはパルス電圧が印加され、該補助巻線
   の出力は補助電源として利用されるスイッチング・レギ
   ュレータトランスと、 整流素子、該整流素子に接続されたチョークコイル、該
   チョークコイルの出力側に接続された平滑コンデンサ及
   び前記整流素子とチョークコイルとの接続点に接続され
   たフライホイールダイオードを備え、前記二次巻線の出
   力電圧を整流・平滑化して出力する整流・平滑回路とを
   有し、 前記一次巻線に印加するパルス電圧のパルス幅を調整し
   て、前記整流・平滑回路の出力電圧を一定に制御するス
   イッチング・レギュレータにおいて、 ダミー用抵抗とスイッチング素子とが直列に接続され、
   この直列回路が前記整流・平滑回路に並列接続されたダ
   ミー負荷回路と、 前記スイッチング素子を駆動するバイアス電圧を供給
   し、定常的に前記スイッチング素子を駆動させるバイア
   ス回路と、 前記フライホイールダイオードの両端電圧を整流、平滑
   し、該両端電圧が所定値を越えると、前記バイアス回路
   のバイアス電圧を調整して前記スイッチング素子を非駆
   動状態にさせるバイアス電圧調整回路とを有することを
   特徴とするスイッチング・レギュレータ。