JPS5812832B2 - トランジスタ駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータなどで使用されるスイ
ッチング・パワートランジスタのオフする速度を速め、
スイッチング・パワートランジスタでの損失を小さく抑
える回路に関するものである。

ＤＣ−ＤＣコンバータなどで使用されるスイッチング・
パワートランジスタでは、ベース回路での損失を小さく
するため、コレクタ電流に比例したベース電流を変流器
で帰還する方式、いわゆる電流駆動方式が採用されてい
る。

従来方式は、第１図に示すように構成されている。

図において１は直流電源、２は負荷、３は変流器、４は
スイッチング・パワートランジスタ、５は制御用トラン
ジスタ、６はダイオード、７は制御用直流電源、８は抵
抗である。

ｎ１，ｎ２，ｎ３は変流器３の各ターン数である。

この回路の動作を説明する。

スイッチング・パワートランジスタ４は、変流器３によ
りベース電流が帰還されオンしているとする。

コレクタ電流をｉ４とすると、ベース電流は、ｎ１／ｎ
２・１４である。

このときトランジスタ５はオフしている。

スイッチング・パワートランジスタ４をオフさせるため
、トランジスタ５をオンさせる。

ｎ３巻線はトランジスタ５、ダイオード６により短絡状
態になるから、ベース電流ｊＢは零となる。

したがってｉ４も零となる。

その後巻線ｎ３には、抵抗８を介して直流電源７が印加
されるので、励磁電流が流れ始める。

これにより変流器のコアはリセットされる。

つぎにトランジスタ５をオフにすると、変流器３に蓄え
られたエネルギーがスイッチング・パワートランジスタ
４のベースに放出され、スイッチング・パワートランジ
スタ４は再びオンし、電流帰還によってオンし続ける。

この回路では、トランジスタ５がオンしたとき、スイッ
チング・パワートランジスタのベース・エミツタ間が短
絡されるだけであるため、ベース層の蓄積キャリアの放
出が遅れ、スイッチング・パワートランジスタのフォー
ル・タイムが長くなり、損失が増加する欠点がある。

本発明は、これらの欠点を除去するためスイッチング・
パワートランジスタのオフ時に、強制的に逆バイアス電
圧を印加し、フォール・タイムを短くしてスイッチング
・パワートランジスタでの損失を小さくすることを目的
とするもので、以下図面について本発明を詳細に説明す
る。

第２図は、本発明のトランジスタ駆動回路の一実施例で
あって、図において１は直流電源、２は負荷、３は変流
器、４はスイッチング・パワートランジスタ、５は制御
用トランジスタ、６はダイオード、７は制御用直流電源
であり、第１図と同じである。

９は逆バイアス用トランジスタである。またｎ１，ｎ２
，ｎ３は、変流器３の各巻線のターン数である。

しかして負荷２、変流器３の巻線ｎ１、パワートランジ
スタ４を直列にして直流電源１に接続し、巻線ｎ２をト
ランジスタ４のベースとエミツタ間に接続し、巻線ｎ３
に直列に制御用トランジスタ５、制御用直流電源７、逆
バイアス用トランジスタ９を接続し、トランジスタ５と
９のエミツタ間にダイオード６を接続する。

第３図は第２図を説明するための波形である。

ｉ４はスイッチング・パワートランジスタ４のコレクタ
電流、ｉＢはスイッチング・パワートランジスタ４のベ
ース電流、ｉ９は逆バイアス用トランジスタ９のコレク
タ電流、ｉ５は制御用トランジスタ５のコレクタ電流、
ｉ６はダイオード６の電流、Ｅ７は制御用直流電源７の
端子電圧である。

つぎに動作を説明する。

時刻ｔ０で制御用トランジスタ５がオフし、スイッチン
グ・パワートランジスタ４がオンし、コレクタ電流ｉ４
が流れ、変流器によってベース電流ｉＢ（ｉＢ＝ｎ１／
ｎ２・ｉ４）が流れる。

これにより、負荷２には電力が供給される。

時刻ｔ１で制御用トランジスタ５と逆バイアス用トラン
ジスタ９を同時にオンさせると、制御用電源７の電圧が
ｎ３に印加される。

このとき変流器３の、各巻線の巻きはじめは第２図に示
すようになっているから、スイッチング・パワートラン
ジスタ４のベース・エミツタ間には、ｎ２／ｎ３・Ｅ７
が印加されることになるので、ベース電流ｉＢは、第３
図に示すように方向を逆転する。

スイッチングパワートランジスタ４のベースに蓄積され
たキャリアが、時刻ｔ２で全部取り除かれると、スイッ
チング・パワートランジスタ４は完全にオフとなる。

したがってスイッチング・パワートランジスタ４のベー
ス・エミツタ間は高インピーダンスとなる。

しかし、制御用トランジスタ５と逆バイアス用トランジ
スタ９はオンしているので、変流器３の巻線ｎ３には、
第３図に示すように励磁電流が流れる。

この電流は直線的に増加する。

時刻ｔ３で逆バイアス用トランジスタ９がオフすると、
巻線ｎ３を流れていた電流は、制御用トランジスタ５と
ダイオード６の閉ループ回路を流れる。

この電流は直線的に減少していく。

時刻ｔ４で制御用トランジスタ５がオフすると、巻線ｎ
３の電流は零となり、巻線ｎ２に電流が流れ、変流器３
のコアの磁束の連続性は保たれる。

この動作により、スイッチング・パワートランジスタ４
をスイッチングさせることができる。

叙上のように、本発明はスイッチング・パワートランジ
スタ４がオフするときに、ベース・エミツタ間に逆バイ
アス電圧を十分に印加することができるので、スイッチ
ング・パワートランジスタのフォール・タイムを短かく
でき、したがって損失を小さくすることができ、スイッ
チング回路の効率を向上させることができる利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトランジスタ駆動回路図、第２図は本発
明の一実施例におけるトランジスタ駆動回路図、第３図
ｉ４〜ｉ６は、回路の動作説明のための波形図である。 １・・・・・・直流電源、２・・・・・・負荷、３・・
・・・・変流器、４・・・・・・スイッチング・パワー
トランジスタ、５・・・・・・制御用トランジスタ、６
・・・・・・ダイオード、７・・・制御用直流電源、８
・・・・・・抵抗、９・・・・・・逆バイアス用トラン
ジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の直流電源、負荷、第１・第２・第３の巻線を
   持つ変流器の１次巻線、スイッチング・トランジスタで
   直列回路を構成し、該変流器の２次巻線で、該スイッチ
   ング・トランジスタのベース電流を供給し、第３巻線に
   より、該スイッチング・トランジスタをオン、オフさせ
   る回路において、該第３巻線と直列に２個のスイッチと
   第２の直流電源を接続し、該第３巻線といずれかのスイ
   ッチとの直列回路と並列に、ダイオードを接続したこと
   を特徴とするトランジスタ駆動回路。