JPH09149633A - 降圧型スイッチングレギュレータ - Google Patents

降圧型スイッチングレギュレータ

Info

Publication number
JPH09149633A
JPH09149633A JP30243495A JP30243495A JPH09149633A JP H09149633 A JPH09149633 A JP H09149633A JP 30243495 A JP30243495 A JP 30243495A JP 30243495 A JP30243495 A JP 30243495A JP H09149633 A JPH09149633 A JP H09149633A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
diode
capacitor
power supply
control circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30243495A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Asahi
興治 旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP30243495A priority Critical patent/JPH09149633A/ja
Publication of JPH09149633A publication Critical patent/JPH09149633A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】より低い入力の直流電圧でも所定の設定値の電
圧が出力できる降圧型スイッチングレギュレータを提供
する。 【解決手段】NチャネルMOSFET61、ダイオード
12、抵抗41を直列接続し、NチャネルMOSFET
61とダイオード12との接続点からトランス62の一
次巻線、コンデンサ15の直列接続による主回路と、制
御回路70と、トランス62の二次巻線に発生する電圧
に直流電源1の電圧を重畳して整流した電圧を制御回路
70の電源部とし、制御回路70によりコンデンサ15
の電圧を調整するようにNチャネルMOSFET61を
オン・オフし、抵抗41の両端の電圧が所定の制限値を
超えたときにNチャネルMOSFET61をオフする構
成にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流電源の電圧
を非絶縁で所定の設定値に降圧して負荷に給電をする降
圧型スイッチングレギュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、この種の降圧型スイッチングレ
ギュレータの従来例を示す回路構成図である。図3にお
いて、1は直流電源、2は負荷、10は降圧型スイッチ
ングレギュレータであり、降圧型スイッチングレギュレ
ータ10は半導体スイッチ素子としてのPチャネルMO
SFET11と、PチャネルMOSFET11がオフ時
にリアクトル13の蓄積エネルギーを負荷2に放出する
ためのダイオード12と、負荷2に流れる電流を検出す
るシャント抵抗14と、負荷2に加わる直流電圧を平滑
するコンデンサ15と、PチャネルMOSFET11を
オン・オフ制御する制御回路20とから構成され、Pチ
ャネルMOSFET11のオン・オフの比率を調整する
ことにより負荷2に加わる直流電圧を所定の設定値に調
整できることは周知の技術である。
【0003】図3の制御回路20の動作を以下に説明を
する。制御回路20においては負荷2に加わる直流電
圧、すなわちコンデンサ15の両端の電圧を抵抗21と
抵抗22で分圧をしている。ここで、コンデンサ15の
両端の電圧が上昇して抵抗22の両端の電圧が定電圧ダ
イオード23のツェナー電圧を超えると、抵抗24に電
圧が発生してトランジスタ25が導通状態となり、この
ときにはトランジスタ25のコレクタ電圧がコンデンサ
26と抵抗27のフィルタ作用により徐々に下降する。
この状態でトランジスタ25のコレクタ電圧と発振器2
8の出力の三角波信号とをコンパレータ29で比較をす
ると、コンパレータ29の出力のロウレベルの期間が徐
々に広くなってナンド(NAND)素子30を介したP
チャネルMOSFET11はオフする期間が広くなるこ
とにより、コンデンサ15の両端の電圧は低くなる。
【0004】反対に、コンデンサ15の両端の電圧が低
下すると、ナンド素子30を介したPチャネルMOSF
ET11はオンする期間が広くなることにより、コンデ
ンサ15の両端の電圧は上昇する。上述の電圧の調整動
作中に、例えば負荷2に短絡事故などが発生をして降圧
型スイッチングレギュレータ10が過電流になると、シ
ャント抵抗14の両端の電圧が上昇し、これを抵抗3
1,32および抵抗33,34の分圧回路を介してコン
パレータ35が検知して、コンパレータ35の出力がロ
ウレベルとなり、ナンド素子30を介したPチャネルM
OSFET11をオフすることにより、PチャネルMO
SFET11に過電流が流れるのを阻止するように動作
をする。
【0005】なお、通常状態ではコンパレータ35の出
力はハイレベルであり、コンパレータ30の出力のハイ
又はロウレベルによりPチャネルMOSFET11はオ
ン又はオフ動作を行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の降圧型ス
イッチングレギュレータによると、シャント抵抗14が
負荷2と直列に設置されているため、シャント抵抗14
の電圧降下により、入力の直流電源1の電圧が低下した
ときには負荷2の電圧が前述の設定値に達しない恐れが
あった。
【0007】また、半導体スイッチ素子としてのPチャ
ネルMOSFETは、NチャネルMOSFETに比して
スイッチング速度が遅く、高価格であり、降圧型スイッ
チングレギュレータの高速スイッチングによる性能の向
上と、該スイッチングレギュレータの低価格化とを阻害
する要因となっていた。この発明の目的は、上記問題点
を解決する降圧型スイッチングレギュレータを提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この第1の発明は、入力
の直流電源の正極端子と負極端子との間に接続した半導
体スイッチ素子とダイオードと抵抗とからなる第1直列
接続回路と、前記半導体スイッチ素子とダイオードとの
接続点と前記直流電源の負極端子との間に接続したリア
クトルとコンデンサとからなる第2直列接続回路と、前
記コンデンサの両端に接続されて給電される負荷の直流
電圧が所定の設定値に調整されるように前記半導体スイ
ッチ素子をオン・オフし、前記抵抗の両端の直流電圧が
所定の制限値を超えたときに前記半導体スイッチ素子を
オフする制御回路とを備え、前記直流電源の正極及び負
極端子のそれぞれに前記制御回路の正側及び負側電源端
子それぞれを接続する。
【0009】また第2の発明は、入力の直流電源の正極
端子と負極端子との間に接続した半導体スイッチ素子と
第1ダイオードとからなる第1直列接続回路と、前記半
導体スイッチ素子と第1ダイオードとの接続点と前記直
流電源の負極端子との間に接続したトランスの一次巻線
と第1コンデンサとからなる第2直列接続回路と、前記
第1コンデンサの両端に接続されて給電される負荷の直
流電圧が所定の設定値に調整されるように前記半導体ス
イッチ素子をオン・オフする制御回路と、前記直流電源
の正極端子と負極端子との間に接続した前記トランスの
二次巻線と第2ダイオードと第2コンデンサとからなる
第3直列接続回路と、前記直流電源の正極端子と前記制
御回路の正側電源端子との間に接続した第3ダイオード
とを備え、前記第2コンデンサを前記制御回路の正側及
び負側電源端子間に接続する。
【0010】さらに第3の発明は、入力の直流電源の正
極端子と負極端子との間に接続した半導体スイッチ素子
と第1ダイオードと抵抗とからなる第1直列接続回路
と、前記半導体スイッチ素子と第1ダイオードとの接続
点と前記直流電源の負極端子との間に接続したトランス
の一次巻線と第1コンデンサとからなる第2直列接続回
路と、前記第1コンデンサの両端に接続されて給電され
る負荷の直流電圧が所定の設定値に調整されるように前
記半導体スイッチ素子をオン・オフし、前記抵抗の両端
の直流電圧が所定の制限値を超えたときに該半導体スイ
ッチ素子をオフする制御回路と、前記直流電源の正極端
子と負極端子との間に接続した前記トランスの二次巻線
と第2ダイオードと第2コンデンサとからなる第3直列
接続回路と、前記直流電源の正極端子と前記制御回路の
正側電源端子との間に接続した第3ダイオードとを備
え、前記第2コンデンサを前記制御回路の正側及び負側
電源端子間に接続する。
【0011】この第1の発明によれば、入力の直流電源
の正極端子と負極端子との間に半導体スイッチ素子とダ
イオードと抵抗とを直列接続し、前記半導体スイッチ素
子とダイオードとの接続点と前記直流電源の負極端子と
の間にリアクトルとコンデンサとを直列接続することに
より、前記抵抗の両端の直流電圧により負荷の過電流の
検出が可能にしつつ、前記直流電源の電圧が従来より低
くても所定の設定値の電圧を負荷に供給することができ
る。
【0012】また、第2の発明によれば、入力の直流電
源の正極端子と負極端子との間に半導体スイッチ素子と
ダイオードとを直列接続し、前記半導体スイッチ素子と
ダイオードとの接続点と前記直流電源の負極端子との間
にトランスの一次巻線とコンデンサとを直列接続し、前
記トランスの二次巻線に発生する電圧を整流し、この整
流電圧に前記直流電源の電圧を重畳した電圧を前記制御
回路の電源とすることにより、前記半導体スイッチ素子
をより確実にオン・オフさせることができ、特にNチャ
ネルMOSFETの使用が可能となる。
【0013】さらに第3の発明は、上述の第1および第
2の発明の作用を合わせ持つことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1の実施例
を示す降圧型スイッチングレギュレータの回路構成図で
あり、図3に示した従来例と同一機能を有するものには
同一符号を付してその説明を省略し、図3と異なる機能
を中心に説明をする。すなわち図1において、降圧型ス
イッチングレギュレータ40には、抵抗41と制御回路
50が備えられ、例えば負荷2に短絡事故などが発生を
して降圧型スイッチングレギュレータ40が過電流にな
ると、PチャネルMOSFET11がオフ時に、リアク
トル13の蓄積エネルギーを負荷2に放出するためのダ
イオード12および抵抗41に流れる電流も過電流とな
る。この過電流による抵抗41の両端の電圧を抵抗51
とコンデンサ52による直流電圧として、この直流電圧
が制限値電圧53を超えるとコンパレータ35の出力が
ロウレベルとなり、ナンド素子30を介したPチャネル
MOSFET11をオフすることにより、PチャネルM
OSFET11に過電流が流れるのを阻止するように動
作をする。
【0015】図2は、この発明の第2の実施例を示す降
圧型スイッチングレギュレータの回路構成図であり、図
1に示した第1の実施例と同一機能を有するものには同
一符号を付してその説明を省略し、図1と異なる機能を
中心に説明をする。すなわち図2において、降圧型スイ
ッチングレギュレータ60には半導体スイッチ素子とし
てNチャネルMOSFET61と、図1に示したリアク
トル13のインダクタンス値と等価なインダクタンス値
の一次巻線を有するトランス62と、図1と同様のダイ
オード12,抵抗41と、ダイオード63,65と、コ
ンデンサ64と、制御回路70とが備えられている。
【0016】図2に示すトランス62の一次巻線と二次
巻線とは図示の極性で構成され、NチャネルMOSFE
T61がオン時にトランス62の一次巻線に流れる電流
によりトランス62の二次巻線に発生する電圧をダイオ
ード63で整流し、この整流電圧を直流電源1の直流電
圧に重畳し、コンデンサ64で平滑をして制御回路70
の電源として供給するようにしている。なおダイオード
65は、降圧型スイッチングレギュレータ60の起動時
における制御回路70のバックアップ電源として設置さ
れている。
【0017】制御回路70ではコンパレータ29による
所定の設定値に基づく負荷2の電圧の調整動作と、コン
パレータ35による過電流阻止動作とを行うことは、図
1,図3に示した回路と同様であるが、図1,図3に示
した回路と同じ動作極性でのNチャネルMOSFET6
1のオン・オフ動作のためにアンド(AND)素子71
が設けられている。
【0018】
【発明の効果】この第1の発明によれば、入力側の直流
電源の電圧が従来より低くても所定の設定値の電圧を負
荷に供給することができので、例えば蓄電池など広い電
圧変動範囲を有する電源を前記直流電源に使用するとき
に好適である。また、第2の発明によれば、従来のリア
クトルに替えてトランスの一次巻線を使用することによ
り、該トランスの二次巻線に発生する電圧を整流し、こ
の整流電圧に前記直流電源の電圧を重畳した電圧を前記
制御回路の電源とすることにより、半導体スイッチ素子
としてNチャネルMOSFETを使用した回路構成が可
能となり、降圧型スイッチングレギュレータの高速スイ
ッチング動作による制御性能の向上と低価格化をもたら
す。
【0019】さらに第3の発明は、上述の第1および第
2の発明の効果を合わせ持つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示す降圧型スイッチ
ングレギュレータの回路構成図
【図2】この発明の第2の実施例を示す降圧型スイッチ
ングレギュレータの回路構成図
【図3】従来例を示す降圧型スイッチングレギュレータ
の回路構成図
【符号の説明】
1…直流電源、2…負荷、10,40,60…降圧型ス
イッチングレギュレータ、11…PチャネルMOSFE
T、12…ダイオード、13…リアクトル、14…シャ
ント抵抗、15…コンデンサ、20,50,70…制御
回路、21,22,24,27,31〜34…抵抗、2
3…定電圧ダイオード、25…トランジスタ、26…コ
ンデンサ、28…発振器、29,35…コンパレータ、
30…ナンド素子、41…抵抗、51…抵抗、52…コ
ンデンサ、53…制限値電圧、61…NチャネルMOS
FET、62…トランス、63,65…ダイオード、6
4…コンデンサ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力の直流電源の正極端子と負極端子との
    間に接続した半導体スイッチ素子とダイオードと抵抗と
    からなる第1直列接続回路と、 前記半導体スイッチ素子とダイオードとの接続点と前記
    直流電源の負極端子との間に接続したリアクトルとコン
    デンサとからなる第2直列接続回路と、 前記コンデンサの両端に接続されて給電される負荷の直
    流電圧が所定の設定値に調整されるように前記半導体ス
    イッチ素子をオン・オフし、前記抵抗の両端の直流電圧
    が所定の制限値を超えたときに前記半導体スイッチ素子
    をオフする制御回路とを備え、 前記直流電源の正極及び負極端子のそれぞれを前記制御
    回路の正側及び負側電源端子のそれぞれに接続したこと
    を特徴とする降圧型スイッチングレギュレータ。
  2. 【請求項2】入力の直流電源の正極端子と負極端子との
    間に接続した半導体スイッチ素子と第1ダイオードとか
    らなる第1直列接続回路と、 前記半導体スイッチ素子と第1ダイオードとの接続点と
    前記直流電源の負極端子との間に接続したトランスの一
    次巻線と第1コンデンサとからなる第2直列接続回路
    と、 前記第1コンデンサの両端に接続されて給電される負荷
    の直流電圧が所定の設定値に調整されるように前記半導
    体スイッチ素子をオン・オフする制御回路と、 前記直流電源の正極端子と負極端子との間に接続した前
    記トランスの二次巻線と第2ダイオードと第2コンデン
    サとからなる第3直列接続回路と、 前記直流電源の正極端子と前記制御回路の正側電源端子
    との間に接続した第3ダイオードとを備え、 前記第2コンデンサを前記制御回路の正側及び負側電源
    端子間に接続したことを特徴とする降圧型スイッチング
    レギュレータ。
  3. 【請求項3】入力の直流電源の正極端子と負極端子との
    間に接続した半導体スイッチ素子と第1ダイオードと抵
    抗とからなる第1直列接続回路と、 前記半導体スイッチ素子と第1ダイオードとの接続点と
    前記直流電源の負極端子との間に接続したトランスの一
    次巻線と第1コンデンサとからなる第2直列接続回路
    と、 前記第1コンデンサの両端に接続されて給電される負荷
    の直流電圧が所定の設定値に調整されるように前記半導
    体スイッチ素子をオン・オフし、前記抵抗の両端の直流
    電圧が所定の制限値を超えたときに該半導体スイッチ素
    子をオフする制御回路と、 前記直流電源の正極端子と負極端子との間に接続した前
    記トランスの二次巻線と第2ダイオードと第2コンデン
    サとからなる第3直列接続回路と、 前記直流電源の正極端子と前記制御回路の正側電源端子
    との間に接続した第3ダイオードとを備え、 前記第2コンデンサを前記制御回路の正側及び負側電源
    端子間に接続したことを特徴とする降圧型スイッチング
    レギュレータ。
JP30243495A 1995-11-21 1995-11-21 降圧型スイッチングレギュレータ Pending JPH09149633A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30243495A JPH09149633A (ja) 1995-11-21 1995-11-21 降圧型スイッチングレギュレータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30243495A JPH09149633A (ja) 1995-11-21 1995-11-21 降圧型スイッチングレギュレータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09149633A true JPH09149633A (ja) 1997-06-06

Family

ID=17908888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30243495A Pending JPH09149633A (ja) 1995-11-21 1995-11-21 降圧型スイッチングレギュレータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09149633A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011188732A (ja) * 2010-02-09 2011-09-22 Canon Inc スイッチング電源装置、電源システムおよび画像形成装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011188732A (ja) * 2010-02-09 2011-09-22 Canon Inc スイッチング電源装置、電源システムおよび画像形成装置
US8903263B2 (en) 2010-02-09 2014-12-02 Canon Kabushiki Kaisha Switching power supply device using switching regulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8482938B2 (en) Method and apparatus providing a multi-function terminal for a power supply controller
JP4347423B2 (ja) 同期整流を用いる電源
JP2888729B2 (ja) 出力短絡保護回路
CA2264437C (en) Voltage regulator circuit
US4768142A (en) Power-supply circuit
JPS6154874A (ja) 電気的負荷への給電用回路装置
JP2002252980A (ja) 変流器入力型電源装置
JP2000032743A (ja) 電源装置
US5668704A (en) Self-exciting flyback converter
JPH10108452A (ja) 一方の直流電圧を、他方の直流電圧に変換し、それと同時に、取り出すことができる電圧を所定値に調整するための回路装置
JP3419134B2 (ja) 自励式コンバータ装置
JPH09149633A (ja) 降圧型スイッチングレギュレータ
JPH01270727A (ja) 突入電流制限回路
JP2003189464A (ja) 突入電流防止回路
JP2000175449A (ja) スイッチング電源回路
JPS61244271A (ja) スイツチングレギユレ−タ
JP3059361B2 (ja) スイッチング電源回路
JP4363777B2 (ja) 電源回路
JP2000299940A (ja) 充電装置
JP2751153B2 (ja) 車両充電発電機の電圧調整装置
JPH08280134A (ja) 並列運転直流電源の選択遮断回路
JP3425107B2 (ja) 過電流保護回路
JPH0214289Y2 (ja)
JPS639279Y2 (ja)
JPH0732598B2 (ja) スイッチング電源装置