JPH0660294U - スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力制御を行うスイッチングトランジスタで
のラッシュ動作を効果的に阻止し、かつ、スイッチング
トランジスタ及び過電流検出用抵抗器を小電力化して、
その装置規模の縮小を図る。 【構成】 負荷短絡などの異常動作の発生時にスイッチ
ングトランジスタＱ１のエミッタ電流Ｉｅが増大して抵
抗器Ｒ４の両端電圧が高くなり、ダイオードＤ１がオン
してトランジスタＱ３がオンする。このオンで誤差増幅
用トランジスタＱ２のベース電圧が低下してオンにな
り、スイッチングトランジスタＱ１のベース電圧が低下
してオフになる。この後は抵抗器Ｒ１、誤差増幅用トラ
ンジスタＱ２のエミッタ及びベース、トランジスタＱ３
のコレクタ及びエミッタと順に電流が流れて、その動作
が継続し、抵抗器Ｒ５の両端電圧の低下がなくてもトラ
ンジスタＱ３、誤差増幅用トランジスタＱ２がオン状態
に保持する。すなわち、スイッチングトランジスタＱ１
をオフに設定するラッチ機能が動作する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電気機器に利用し、スイッチングトランジスタのラッシュ動作を効 果的に阻止する自励式のスイッチング電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２は、従来の保護回路を備えた自励式スイッチング電源装置の構成を示す回 路図である。図２において、整流器などから入力直流電圧が平滑用電界コンデン サＣ１を通じて一次側コイルＰ１に印加されるコンバータ用のトランスＴ１と、 トランスＴ１の一次側コイルＰ１とコレクタが接続されるとともに、他の一次側 コイルＮ１に接続されるドライブ用のコンデンサＣ２及び抵抗器Ｒ３の直列回路 と起動用の抵抗器Ｒ１との二つがベースが接続されて、出力制御を行うスイッチ ングトランジスタＱ１とを有している。

【０００３】 さらに、トランスＴ１の二次側コイルＳ１に接続されて整流回路を構成し、直 流出力を得るための整流器Ｄ２及び平滑用電界コンデンサＣ５と、整流器Ｄ２及 び平滑用電界コンデンサＣ５からの直流出力電圧の変動値を増幅するエラー増幅 器６と、エラー増幅器６の出力で駆動され、トランスＴ１の一次側・二次側を直 流的に絶縁するとともに抵抗器Ｒ８が接続されたフォトカップラ８とが設けられ ている。

【０００４】 また、フォトカップラ８のコレクタに接続される抵抗器Ｒ７及びエミッタに接 続される基準電源Ｅと、フォトカップラ８の出力を増幅し、スイッチングトラン ジスタＱ１間に接続されるフィルタである抵抗器Ｒ４、コンデンサＣ３を備えて プリドライブを行う誤差増幅用トランジスタＱ２と、スイッチングトランジスタ Ｑ１のエミッタに接続された過電流検出用の抵抗器Ｒ５での発生電圧が入力され て誤差増幅用トランジスタＱ２をオン・オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）するためのリミッ ター動作を行うトランジスタＱ３とを有している。

【０００５】 この従来例の構成における動作について説明する。 抵抗器Ｒ１を通じて入力直流電圧が印加され、またコンデンサＣ２と抵抗器Ｒ ３を通じてスイッチングトランジスタＱ１のベースに所定波形のドライブ信号が 入力される。このドライブ信号の入力によるスイッチングでトランスＴ１の一次 側コイルＰ１に所定の交流電圧が発生し、二次側コイルＳ１に接続された整流器 Ｄ２と平滑用電界コンデンサＣ５で構成される整流回路から所定電圧の直流出力 が得られる。

【０００６】 また二次側コイルＳ１に接続された整流器Ｄ２と平滑用電界コンデンサＣ５の 整流回路には負荷が接続される。この直流出力電圧に変動が生じた場合はフォト カップラ８の出力で駆動される誤差増幅用トランジスタＱ２からの出力でトラン ジスタＱ３が制御される。すなわち、トランスＴ１の二次側コイルＳ１の整流回 路からの直流出力を安定化している。

【０００７】 このように動作にあって、負荷短絡など異常動作があると、スイッチングトラ ンジスタＱ１のエミッタ電流（コレクタ電流）Ｉｅが増大する。この増大によっ て抵抗器Ｒ４の両端電圧が高くなり、トランジスタＱ３がオン（ＯＮ、導通）と なる。これによってスイッチングトランジスタＱ１のベースが接地されることに なる。このように動作して抵抗器Ｒ４に大きなエミッタ電流が流れる間のみスイ ッチングトランジスタＱ１の動作を制限するリミッタが作動する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような従来例のスイッチング電源装置では、始めのリミッター動作の後 スイッチングトランジスタＱ１のエミッタ電流（コレクタ電流）Ｉｅが減少して 抵抗器Ｒ５の両端電圧は低くなり、トランジスタＱ３がオフとなって、誤差増幅 用トランジスタＱ２がオフとなり、再度、スイッチングトランジスタＱ１がオン となる。いわゆる、不必要な動作を繰り返してしまうラッシュ動作となり、この ため必要以上に大きな大電力用のスイッチングトランジスタＱ１及び過電流検出 用の抵抗器Ｒ５を用いるため、その装置規模が増大するという欠点がある。

【０００９】 本考案は、このような従来の技術における欠点を解決するものであり、比較的 簡素な構成によって、自励方式のスイッチング電源装置における出力制御を行う スイッチングトランジスタでのラッシュ動作を効果的に阻止し、スイッチングト ランジスタ及び過電流検出用抵抗器を小電力化して、その装置規模を縮小できる スイッチング電源装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案のスイッチング電源装置は、コレクタがコ ンバータ用トランスの一次巻線を介して直流電源に接続され、ベースが前記トラ ンスの駆動用巻線に接続され、エミッタが過電流検出用抵抗を介して基準電位点 に接続されたスイッチングトランジスタと、前記トランスの２次巻線に接続され た整流回路と前記スイッチングトランジスタのベースと直流電源に接続された抵 抗と、前記スイッチングトランジスタのベースと基準電位点間に接続されて前記 過電流検出用抵抗の端子電圧によって制御され当該端子電圧が所定の値になった ときに前記スイッチングトランジスタを非導通状態に切換えるトランジスタ回路 と、前記過電流検出用抵抗の端子電圧を前記トランジスタ回路に供給するもので 前記過電流検出用抵抗から前記トランジスタ回路に向けて順方向に配置されたダ イオードとを備える構成としている。

【００１１】

【作用】

このような構成の本考案のスイッチング電源装置は、負荷短絡などの異常動作 の発生時にスイッチングトランジスタのエミッタ電流が増大して過電流検出用抵 抗器の両端電圧が高くなり、ダイオードがオンして駆動トランジスタがオンする 。このオンでスイッチングトランジスタベース電圧が低下してオフになる。以降 はこの動作を継続し、過電流検出用抵抗器の両端電圧の低下がなくても駆動トラ ンジスタがオン状態を保持してスイッチングトランジスタをオフに設定する。す なわち、ラッチ機能が動作する。

【００１２】

【実施例】

次に、本考案のスイッチング電源装置の実施例を図面を参照して詳細に説明す る。 図１は本考案のスイッチング電源装置の実施例の構成を示している。なお、図 １及び以下の文中にあって、従前の図２の構成と同様の構成要素には同一の符号 を付した。図１において、このスイッチング電源装置は、図示しない整流器など から入力直流電圧が平滑用電界コンデンサＣ１を通じて印加される一次側コイル Ｐ１と、この一次側コイルＰ１にスナバー回路が設けられたコンバーター用のト ランスＴ１と、一次側コイルＰ１とコレクタが接続されるとともに、トランスＴ １の他の一次側コイルＮ１からドライブ用のコンデンサＣ２と抵抗器Ｒ３との直 列回路と、起動用の抵抗器Ｒ１との二つがベースに接続されて出力制御を行うス イッチングトランジスタＱ１とを有している。

【００１３】 さらに、トランスＴ１の二次側コイルＳ１に接続されて整流回路を構成し、所 定電圧の直流出力電圧を得る整流器Ｄ２及び平滑用電界コンデンサＣ５と、整流 器Ｄ２及び平滑用電界コンデンサＣ５からの直流出力電圧の変動値を増幅するエ ラー増幅器６と、このエラー増幅器６の出力で駆動され、トランスＴ１の一次側 ・二次側を直流的に絶縁するとともに抵抗器Ｒ８を備えるフォトカップラ８とが 設けられている。また、フォトカップラ８のコレクタに接続される抵抗器Ｒ７と エミッタに接続される基準電源Ｅと、フォトカップラ８の出力を増幅するととも にスイッチングトランジスタＱ１間に接続されるフィルタである抵抗器Ｒ４、コ ンデンサＣ３がコレクタに接続され、プリドライブを行う誤差増幅用トランジス タＱ２とを有している。

【００１４】 さらにスイッチングトランジスタＱ１のエミッタに接続された過電流検出用の 抵抗器Ｒ５での降下電圧が入力されて誤差増幅用トランジスタＱ２をオン・オフ （ＯＮ／ＯＦＦ）し、リミッター動作のためのトランジスタＱ３とを有している 。またスイッチングトランジスタＱ１のエミッタに接続されるダイオードＤ１、 トランジスタＱ３のベースと接地間に接続される抵抗器Ｒ６、コンデンサＣ４と を有している。 なお、誤差増幅用トランジスタＱ２とトランジスタＱ３とで請求項における駆 動トランジスタに対応する。

【００１５】 次に、この実施例の構成における動作について説明する。 抵抗器Ｒ１から入力直流電圧が印加され、またコンデンサＣ２と抵抗器Ｒ３を 通じてスイッチングトランジスタＱ１のベースに所定波形のドライブ信号が入力 される。この入力によるスイッチングでトランスＴ１の一次側コイルＰ１に所定 の交流電圧が発生し、二次側コイルＳ１に接続された整流器Ｄ２と平滑用電界コ ンデンサＣ５で構成される整流回路から所定の直流出力電圧が得られる。

【００１６】 また二次側コイルＳ１に接続された整流回路には負荷が接続される。この直流 出力電圧に変動が生じた場合はフォトカップラ８の出力で駆動される誤差増幅用 トランジスタＱ２からの出力でトランジスタＱ３が制御される。すなわち、トラ ンスＴ１の二次側コイルＳ１の整流回路からの直流出力を安定化している。

【００１７】 このような動作にあって、負荷短絡などの異常動作が発生するとスイッチング トランジスタＱ１のエミッタ電流（コレクタ電流）Ｉｅが増大する。この増大に よって抵抗器Ｒ５の両端電圧が高くなり、ダイオードＤ１がオン（ＯＮ、導通） してトランジスタＱ３のベースに電圧が印加されてオンする。このトランジスタ Ｑ３のオンで誤差増幅用トランジスタＱ２のベース電圧が低下してオンになる。 この誤差増幅用トランジスタＱ２のオンでスイッチングトランジスタＱ１のベー ス電圧が低下して、スイッチングトランジスタＱ１がオフ（ＯＦＦ、非導通）に なる。

【００１８】 このスイッチングトランジスタＱ１のオフによって、抵抗器Ｒ５の両端電圧が 低下し、トランジスタＱ３のベース電圧も低下するが、この後は抵抗器Ｒ１、誤 差増幅用トランジスタＱ２のエミッタ及びベース、トランジスタＱ３のコレクタ 及びエミッタと順に電流が流れて、その動作が継続する。すなわち、抵抗器Ｒ５ の両端電圧の低下がなくてもトランジスタＱ３、誤差増幅用トランジスタＱ２が オン状態を維持し、スイッチングトランジスタＱ１をオフに設定するラッチ機能 を果たすことになる。

【００１９】 この場合、ダイオードＤ１は、誤差増幅用トランジスタＱ２のコレクタ電流を 異常発生時に全てトランジスタＱ３のベースに印加するために抵抗器Ｒ５に流れ ないように動作している。また、抵抗器Ｒ６、コンデンサＣ４は通常動作にトラ ンジスタＱ３が動作してしまわないように時定数を持たせるためのものである。

【００２０】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案のスイッチング電源装置は、負荷短絡 などの異常動作の発生時にスイッチングトランジスタのエミッタ電流が増大して 過電流検出用抵抗器の両端電圧が高くなり、ダイオードがオンして駆動トランジ スタがオンする。このオンでスイッチングトランジスタベース電圧が低下してオ フになる。以降はこの動作を継続し、過電流検出用抵抗器の両端電圧の低下がな くても駆動トランジスタがオン状態を保持してスイッチングトランジスタをオフ に設定する。すなわち、ラッチ機能が動作する。これによって、比較的簡素な構 成によって、自励方式のスイッチング電源装置における出力制御を行うスイッチ ングトランジスタでのラッシュ動作を効果的に阻止し、スイッチングトランジス タ及び過電流検出用抵抗器を小電力化して、その装置規模を縮小できるという効 果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のスイッチング電源装置の実施例におけ
る構成を一部ブロックで示す回路図である。

【図２】従来のスイッチング電源装置の構成を一部ブロ
ックで示す回路図である。

【符号の説明】

Ｃ４…コンデンサ Ｄ１…ダイオード Ｑ１…スイッチングトランジスタ Ｑ２…誤差増幅用
トランジスタ Ｑ３…トランジスタ Ｒ１〜Ｒ７…抵抗
器 Ｔ１…トランス

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コレクタがコンバータ用トランスの一次
   巻線を介して直流電源に接続され、ベースが前記トラン
   スの駆動用巻線に接続され、エミッタが過電流検出用抵
   抗を介して基準電位点に接続されたスイッチングトラン
   ジスタと、前記トランスの２次巻線に接続された整流回
   路と前記スイッチングトランジスタのベースと直流電源
   に接続された抵抗と、前記スイッチングトランジスタの
   ベースと基準電位点間に接続されて前記過電流検出用抵
   抗の端子電圧によって制御され当該端子電圧が所定の値
   になったときに前記スイッチングトランジスタを非導通
   状態に切換えるトランジスタ回路と、前記過電流検出用
   抵抗の端子電圧を前記トランジスタ回路に供給するもの
   で前記過電流検出用抵抗から前記トランジスタ回路に向
   けて順方向に配置されたダイオードとを具備したことを
   特徴とするスイッチング電源装置。