JPH0623191Y2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、スイッチング電源装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、スイッチング電源装置１においては、例えば第２
図に示すように、トランジスタ２を高周波パルスによっ
てオンオフさせて、先ずトランジスタ２がオンにされる
と、ドライブ電源によりドライバートランス３が駆動さ
れ、それによりこのドライバートランス３の二つの二次
側巻線３ａ，３ｂに矢印で示す方向に電圧が誘起され、
二次側巻線３ａに誘起された電圧によって抵抗を介して
スイッチング用トランジスタ４のベースにＨレベルの信
号が入力されるので、該スイッチング用トランジスタ４
がオンとなり、メインスイッチングトランス５の一次側
巻線５ａ（巻線数Ｎ_Ｐ）に定電圧（電圧Ｖ_０）が印加さ
れることとなり、該メインスイッチングトランス５が駆
動される。従って、メインスイッチングトランス５の二
次側巻線５ｂに電圧が発生する。この際、同時にメイン
スイッチングトランス５の巻線５ｃ（巻線数Ｎ_Ｒ）に
も、その一次側巻線５ａとの巻線数比Ｎ_Ｒ／Ｎ_Ｐに応じ
た電圧Ｖ_１（Ｖ_１＝Ｖ_０×Ｎ_Ｒ／Ｎ_Ｐ）が誘起され、こ
の電圧Ｖ_１がコンデンサ６に充電されることとなる。

続いて、トランジスタ２がオフにされると、ドライバー
トランス３の二次側巻線３ａ，３ｂに矢印と反対方向の
電圧が誘起されれ、二次側巻線３ｂに誘起された電圧に
よって、逆バイアス用のトランジスタ７がオンされて、
スイッチング用トランジスタ４のベースを強制的にコン
デンサ６の一側電位に引き込むので、該スイッチング用
トランジスタ４はオフとなる。従って、メインスイッチ
ングトランス５の一次側巻線５ａには電圧が印加され
ず、該メインスイッチングトランス５の二次側巻線５ｂ
にも電圧が発生しない。

かくして、トランジスタ２のベースに入力される高周波
パルスに同期してメインスイッチングトランス５の二次
側巻線５ｂに直流パルス電圧が発生することとなり、こ
の電圧がダイード，コイル，コンデンサによって整流平
滑されることにより、出力端子８から直流電圧が出力さ
れる。

このように構成されたスイッチング電源装置１によれ
ば、スイッチング用トランジスタ４は通常ストレージタ
イムを有することから、ドライバートランス３の二次側
巻線３ａに誘起される逆電圧のみでは、充分なカットオ
フが得られないが、二次側巻線３ｂに誘起される電圧に
より、別に設けた逆バイアス用トランジスタ７をオンに
して、前記スイッチング用トランジスタ４を強制的にカ
ットオフさせるようにしているので、急激なカットオフ
が実現され得る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このように構成されたスイッチング電源
装置１においては、スイッチング用トランジスタ４のベ
ースに印加される逆電圧が、メインスイッチングトラン
ス５の巻線５ｃに誘起されコンデンサ６に充電された電
圧であるため、この電圧が高い場合には、逆バイアス用
トランジスタ７のオンによりスイッチング用トランジス
タ４をカットオフさせることができるが、上記電圧が低
下すると、逆バイアス用トランジスタ７のオンによるス
イッチング用トランジスタ４のカットオフが充分ではな
くなり、このカットオフがまったく行われなくなること
もある。

ここで、メインスイッチングトランス５の巻線５ｃに誘
起される電圧Ｖ_１は、 Ｖ_１＝Ｖ_０×Ｎ_Ｒ／Ｎ_Ｐ で与えられることから、入力電圧Ｖ_０が低下すると、電
圧Ｖ_１も低下することになり、スイッチング用トランジ
スタ４のベースに対する逆バイアス電圧が充分でなくな
ってしまい、該スイッチング用トランジスタ４のストレ
ージタイムが増大するので、上記スイッチング電源装置
１においてはトランスを負荷としていることから、５０
％以上のオンタイムとなって、メインスイッチングトラ
ンス５のリセットタイムが不足することにより飽和現象
が生じ、スイッチング用トランジスタ４が破壊するおそ
れもあり、極めて危険であるという問題があった。

本考案は、以上の点に鑑み、入力電圧が低下した場合に
も、スイッチング用トランジスタが確実にカットオフさ
れ得るようにした、スイッチング電源装置を提供するこ
とを目的としている。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

上記目的を達成するために本考案は、一次側巻線の一端
がドライブ電源に接続されると共にその巻線の他端が高
周波パルスによりオンオフ制御されるトランジスタに接
続されたドライバートランスと、このドライバートラン
スの二次側巻線のうち第１の巻線を経てベース電圧が印
加されるスイッチング用トランジスタと、このスイッチ
ング用トランジスタのコレクタ側に一次巻線のうち第１
の巻線が接続され、このスイッチング用トランジスタの
エミッタ側には一次側巻線のうち第２の巻線が接続され
ていて、上記スイッチング用トランジスタのオン動作に
より基準電圧が供給されるメインスイッチングトランス
と、このメインスイッチングトランスの一次側巻線のう
ち第２の巻線から供給される電圧を充放電する第１の充
放電回路を成すコンデンサと、このコンデンサの充電時
に逆バイアス電圧を印加して前記スイッチング用トラン
ジスタを強制的にオフする逆バイアストランジスタとか
ら成り、逆バイアストランジスタのベースに前記ドライ
バートランスの二次側巻線のうち第２の巻線を経てベー
ス電圧が供給され、前記スイッチング用トランジスタが
強制的にカットオフされるスイッチング電源装置におい
て、前記ドライバートランスの二次側巻線の第１の巻線
と前記スイッチングトランジスタのベースとの間にカソ
ードを接続すると共に、前記ドライバートランスの二次
側巻線の第２の巻線と前記メインスイッチングトランス
の一次側巻線の第２の巻線との間にアノードを接続する
ダイオードを設け、前記コンデンサの充放電時に前記コ
ンデンサから前記ダイオードを経て前記ドライバートラ
ンスの二次側巻線の第１の巻線から前記コンデンサに到
る第２の充放電回路を形成するものである。

この考案によれば、逆バイアス電圧が充電されるコンデ
ンサは、ドライブ電源がオンのときに、メインスイッチ
ングトランスの巻線及びドライバートランスの二次側巻
線により充電されるように構成されているので、メイン
スイッチングトランスの一次側巻線に印加される入力電
圧が低下した場合にも、該コンデンサにはこのメインス
イッチングトランスの巻線に誘起される電圧のほかに、
ドライバートランスの二次側巻線に誘起される電圧が印
加され、この電圧によっても充電されることとなり、ド
ライバートランスに誘起される電圧はドライブ電源の電
圧が安定していることから、該コンデンサには常に充分
な充電が行なわれ得るため、入力電圧が低下した場合で
も、スイッチング用トランジスタは確実にカットオフさ
れることになる。

〔実施例〕

以下、図面に示した実施例に基づいて本考案を詳細に説
明する。

第１図は本考案によるスイッチング電源装置の一実施例
を示している。スイッチング電源装置１０のドライバー
トランス１２には、一次側巻線の一端がドライブ電源に
接続されると共にその巻線の他端が高周波パルスにより
オンオフ制御されるトランジスタ１１に接続される。

またスイッチング用トランジスタ１３のベースには、ド
ライバートランス１２の二次側巻線のうち第１の巻線１
２ａが抵抗を介して接続される。このスイッチング用ト
ランジスタ１３のベースに電圧が印加されると、スイッ
チング用トランジスタ１３のオン動作により、メインス
イッチングトランス１４の一次側巻線の第１の巻線１４
ａを介して基準電圧源から基準電圧がスイッチング用ト
ランジスタ１３のエミッタに供給される。コンデンサ１
８は、メインスイッチングトランス１４の一次側巻線の
うち第２の巻線１４ｃから供給される電圧を充放電する
第１の充放電回路を成している。なお、１７は放電阻止
用のダイオードである。逆バイアストランジスタ１９
は、コンデサ１８の充電時に逆バイアス電圧を印加して
スイッチング用トランジスタ１３を強制的にオフされる
もので、逆バイアストランジスタ１９のベースに抵抗を
介して前記ドライバートランス１２の二次側巻線のうち
第２の巻線１２ｂを経てベース電圧が供給され、前記ス
イッチング用トランジスタが強制的にカットオフされ
る。

ダイオード２０において、ドライバートランス１２の二
次側巻線の第１の巻線１２ａとスイッチングトランジス
タ１３のベースとの間にダイオードのカソードが接続さ
れると共に、前記ドライバートランス１２の二次側巻線
の第２の巻線１２ｂとメインスイッチングトランス１４
の一次側巻線の第２の巻線１４ｃとの間にアノードが接
続されている。コンデンサ１８の充放電時には、コンデ
ンサ１８から前記ダイオード２０を経てドライバートラ
ンス１２の二次側巻線の第１の巻線１２ａから前記コン
デンサ１８に到る第２の充放電回路が形成される。な
お、メインスイッチングトランス１４の二次側巻線１４
ｂには、ダイオード１５ａ，１５ｂ及びコイル１５ｃ、
コンデンサ１５ｄから成る整流回路１５を介して出力端
子１６が接続される。

本考案によるスイッチング電源装置１０は以上のように
構成されており、上記トランジスタ１１が高周波パルス
によりオンオフ制御されることにより、先ずトランジス
タ１１がオンにされたときには、ドライバートランス１
２の一次側巻線にドライブ電源が印加されることによ
り、該ドライバートランス１２の二次側巻線１２ａ，１
２ｂに矢印方向の電圧が誘起され、二次側巻線１２ａに
誘起された電圧Ｖ_Ｄがスチッチング用トランジスタ１３
のベースにＨレベル信号として入力されるので、該スイ
ッチング用トランジスタ１３がオンとなる。これによっ
てメインスイッチングトランス１４の一次側巻線１４ａ
に入力電圧Ｖ_０が印加されるので、このメインスイッチ
ングトランス１４の二次側巻線１４ｂに電圧が誘起され
ることとなる。このとき同時に、メインスイッチングト
ランス１４の巻線１４ｃにも電圧Ｖ_１が誘起され、この
電圧Ｖ_１がダイオード１７を介してコンデンサ１８に印
加され、また該コンデンサ１８には前記ドライバートラ
ンス１２の二次側巻線１２ａに誘起された電圧Ｖ_Ｄがダ
イオード２０を介して印加されることとなる。

従って、上記入力電圧Ｖ_０が充分に高い場合には、上記
コンデンサ１８に印加される電圧は、メインスイッチン
グトランス１４の巻線１４ｃに誘起された電圧Ｖ_１がド
ライバートランス１４の二次側巻線１４ａに誘起された
電圧Ｖ_Ｄよりも高いことから、コンデンサ１８はメイン
スイッチングトランス１４の巻線１４ｃに誘起された電
圧Ｖ_１により充電されるが、他方、上記入力電圧Ｖ_０が
低下した場合には、ドライブ電源が上記入力電圧Ｖ_０の
増減にかかわらず安定しているためにドライバートラン
ス１２の二次側巻線１２ａに誘起される電圧Ｖ_Ｄがほぼ
一定であるので、これがメインスイッチングトランス１
４の巻線１４ｃに誘起される電圧Ｖ_１より高くなり、従
ってコンデンサ１８はドライバートランス１２の二次側
巻線１２ａに誘起される電圧Ｖ_Ｄによって充電される。

従って、入力電圧Ｖ_０が高い場合には、該入力電圧Ｖ_０
に基づいて巻線１４ｃに誘起される電圧Ｖ_１によって充
電され、また該入力電圧Ｖ_０が低下した場合には、ドラ
イブ電源に基づいてドライバートランス１２の二次側巻
線１２ａに誘起される電圧により充電されることとな
り、かくしてコンデンサ１８は常に充分に、即ちスイッ
チング用トランジスタ１３のカットオフに必要な逆バイ
アス電圧になるように充電され得ることとなる。

続いて、トランジスタ１１がオフにされたときには、上
記ドライバートランス１２の二次側巻線１２ａ，１２ｂ
に矢印と反対方向の電圧が誘起され、該二次側巻線１２
ｂに誘起された電圧が逆バイアス用トランジスタ１９の
ベースにＨレベル信号として入力されるので、該逆バイ
アス用トランジスタ１９がオンとなる。これによって、
スイッチング用トランジスタ１３のベースがコンデンサ
１８の−側に短絡されることにより、コンデンサ１８か
ら逆バイアス電圧を付加され、該スイッチング用トラン
ジスタ１３は急激にカットオフされることとなる。従っ
て、メインスイッチングトランス１４の一次側巻線１４
ａには入力電圧Ｖ_０が印加されず、該メインスイッチン
グトランス１４の二次側巻線１４ｂにも電圧が発生しな
い。

このようにして、トランジスタ１１のベースに入力され
る高周波パルスに同期してメインスイッチングトランス
１４の二次側巻線１４ｂに直流パルス電圧が発生するこ
ととなり、この直流パルス電圧がダイオード１５ａ，１
５ｂ，コイル１５ｃ，コンデンサ１５ｄにより構成され
た整流平滑回路１５によって整流平滑されることによ
り、出力端子１６から直流電圧が出力される。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案によれば、メインスイッチン
グトランスの一次側巻線に印加される入力電圧が低下し
た場合にも、該コンデンサにはこのメインスイッチング
トランスの巻線に誘起される電圧のほかに、ドライバー
トランスの二次側巻線に誘起される電圧が印加され、こ
の電圧によっても充電されることとなる。

従って、ドライバートランスに誘起される電圧はドライ
ブ電源の電圧が安定していることから、該コンデンサに
は常に充分な充電が行なわれ得るため、入力電圧が低下
した場合でも、スイッチング用トランジスタは確実にカ
ットオフされることになる。

かくして、本考案によれば、入力電圧が低下した場合に
も、常に充分高い逆バイアス電圧によって、スチッチン
グ用トランジスタが確実にカットオフされ得る、極めて
優れたスイッチング電源装置が提供され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるスイッチング電源装置の一実施例
を示す回路図である 第２図は従来のスイッチング電源装置の一例を示す回路
図である。 １０……スイッチング電源装置；１１……トランジス
タ；１２……ドライバートランス；１３……スイッチン
グ用トランジスタ；１４……メインスイッチングトラン
ス；１５……整流平滑回路；１６……出力端子；１７…
…ダイオード；１８……コンデンサ；１９……逆バイア
ス用トランジスタ；２０……ダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一次側巻線の一端がドライブ電源に接続さ
   れると共にその巻線の他端が高周波パルスによりオンオ
   フ制御されるトランジスタに接続されるドライバートラ
   ンスと、 該ドライバートランスの二次側巻線のうち第１の巻線を
   経てベース電圧が印加されるスイッチング用トランジス
   タと、 該スイッチング用トランジスタのコレクタ側に一次側巻
   線のうち第１の巻線が接続され、該スイッチング用トラ
   ンジスタのエミッタ側には一次側巻線のうち第２の巻線
   が接続されていて、上記スイッチング用トランジスタの
   オン動作により基準電圧が供給されるメインスイッチン
   グトランスと、 該メインスイッチングトランスの一次側巻線のうち第２
   の巻線から供給される電圧を充放電する第１の充放電回
   路を成すコンデンサと、 該コンデンサの充電時に逆バイアス電圧を印加して前記
   スイッチング用トランジスタを強制的にオフする逆バイ
   アストランジスタとから成り、 該逆バイアストランジスタのベースに前記ドライバート
   ランスの二次側巻線のうち第２の巻線を経てベース電圧
   が供給され、前記スイッチング用トランジスタが強制的
   にカツトオフされるスイッチング電源装置において、 前記ドライバートランスの二次側巻線の第１の巻線と前
   記スイッチングトランジスタのベースとの間にカソード
   を接続すると共に、前記ドライバートランスの二次側巻
   線の第２の巻線と前記メインスイッチングトランスの一
   次側巻線の第２の巻線との間にアノードを接続するダイ
   オードを設け、 前記コンデンサの充放電時に前記コンデンサから前記ダ
   イオードを経て前記ドライバートランスの二次側巻線の
   第１の巻線から前記コンデンサに到る第２の充放電回路
   を形成することを特徴とする、スイッチング電源装置。