JPS5932225Y2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はトランスの巻線を簡略化すると共に効率を改善
したスイッチング電源装置に関する。

従来のスイッチング電源装置に釦いて、スイッチングト
ランジスタの損失を少くするためにそのエミッタに対し
負の電圧源を設けて「オフ」させる方式は一般的によく
用いられる。

本考案の理解を容易にするために、この種の従来のフラ
イバック式のスイッチング電源装置の回路図を第１図に
示しである。

第１図では、直流電源Ｅ１から抵抗Ｒ１を通してスイッ
チングトランジスタＱ１のベース電流を流し、帰還巻線
の役割をする第３の１次巻線Ｌ３から帰還結合素子であ
るコンデンサＣ１を通してベースに正帰還することによ
りスイッチングトランジスタＱ１を「オン」させる。

直流電源Ｅ１の電圧Ｖ１が巻数Ｎ１の第１の１次巻線Ｌ
１に加えられ、１次巻線Ｌ１にコレクタ電流１１が流れ
始める。

同時に巻数Ｎ２の第２の１次巻線Ｌ２には溶Ｖ１の電圧
■２が誘起し、整流ダイオードＤ１を通してコンデンサ
Ｃ２に充電電流１２が流れ、コンデンサＣ２はほぼ電圧
Ｖ２に充電される。

この時２次巻線ＬＩＯにも電圧が誘起するが整流ダイオ
ードＤ１０が逆向きなので電流は流れない。

従ってエレクタ電流１１は時間と共に増加し、トランス
Ｔにはフライバックエネルギが蓄えられる。

次に制御回路２からトランジスタＱ２にベース電流を流
して「オン」させるとスイッチングトランジスタＱ１の
ベースは電圧ｖ２によりエミッタより負電位となり、「
オフ」する。

すると２次巻線ＬＩＯにフライバック電圧が発生し、整
流ダイオードＤ１０に２次電流１１０が流れ、平滑回路
３で平滑され、端子４，５に直流の出力電圧■１ｏを得
る。

出力電圧Ｖ１ｏは誤差増幅回路１で基準電圧ＶＢと比較
された後、誤差電圧が増幅されて制御回路２に送られ、
トランジスタＱ２のベース電流を制御することでスイッ
チングトランジスタＱ１を制御し出力電圧ｖ１ｏを一定
にする動作を行う。

負の電圧源は第２の１次巻線Ｌ２、コンデンサＣ２、整
流ダイオードＤ１、トランジスタＱ２により構成され、
他の機能回路の電圧源を兼ねて用いられる場合もある。

本考案はスイッチングトランジスタのエミッタに対し負
の電圧源を設けたこのようなスイツチングミ源装置に釦
けるトランスの巻線の簡略化と効率の改善を目的とする
。

本考案のスイッチング電源装置は、トランスの１次巻線
として第１釦よび第２の１次巻線、スイッチングトラン
ジスタの帰還巻線の役割をする第３の１次巻線が設けら
れて釦り、直流電源、第１の１次巻線、スイッチングト
ランジスタのコレクタとエミッタ間、第２の１次巻線が
直列接続され、第３の１次巻線は帰還結合素子を介して
スイッチングトランジスタのベースとエミッタ間に接続
され、又エミッタはコンデンサ、整流ダイオードを介し
て直流電源の片側に接続され、スイッチングトランジス
タが「オン」する時第１の１次巻線に直流電源の電圧が
分割され、第２の１次巻線に分割して得られる電圧を整
流、平滑することによりスイッチングトランジスタのエ
ミッタに対し負の電圧源を得るようにしたことを特徴と
する。

以下本考案のスイッチング電源装置の実施例を示す回路
図である第２図によシ説明する。

なｐ第１図と同一部分は同じ符号を付与しである。

第２図に釦いて、トランスＴの１次巻線としては第１の
１次巻線Ｌｌ’、第２の２次巻線Ｌ２、スイッチングト
ランジスタＱ１の帰還巻線の役割をする第３の１次巻線
Ｌ３が設けられている。

直流電源Ｅ１の陽極には、第１の１次巻線Ｌ １’、ス
イッチングトランジスタＱｌのコレクタとエミッタ間、
第２の１次巻線Ｌ２が順次直列接続され、第２の１次巻
線Ｌ２の一端は直流電源Ｅ１の陰極に接続される。

第１の１次巻線Ｌ１’の巻数は、Ｎ１−Ｎ２であり、第
１図の場合より少くしである。

第３の１次巻数Ｌ３はコンデンサＣ１を介してスイッチ
ングトランジスタＱ１のベースとエミッタ間に接続され
、又エミッタはコンデンサＣ２、整流ダイオードＤ１を
介して直流電源Ｅ１の陰極に接続される。

制御回路２にベースが接続されるトランジスタＱ２のコ
レクタが、スイッチングトランジスタＱ１のベースに接
続され、又エミッタは整流ダイオードＤ１を介して直流
電源Ｅ１の陰極に接続される。

スイッチングトランジスタＱ１のベースは抵抗Ｒ１を介
して直流電源Ｅ１の陽極に接続される。

トランスＴには第１図と同じように２次巻線ＬＩＯが設
けられて釦り、整流ダイオードＤ１０、平滑回路３によ
り端子４，５に出力電圧■１ｏが得られ、誤差増幅回路
１で基準電圧ＶＲと比較されるようにしである。

負の電圧源は、第１図と同じように、トランジスタＱ２
、コンデンサＣ２、整流ダイオードＤ１、第２の１次巻
線Ｌ２から構成される。

このように第１の１次巻線Ｌｌ’の巻数をＮ１−Ｎ２に
した場合の本考案のスイッチング電源装置の第１図と異
る動作を次に説明する。

１ず第１の１次巻線Ｌｌ’の巻数をＮ１−Ｎ２にしても
、コンデンサＣ２には第１図と同じ電圧■２が充電され
る。

これは、第２図の回路構成から明らかなように直流電源
Ｅ１の電圧Ｖ１はスイッチングトランジスタＱ１が「オ
ン」してコレクタ電流１１が流れる時、第１の１次巻線
Ｌｌ’と第２の１次巻線Ｌ２に分割されるようにしであ
るからに他ならない。

第２の１次巻線Ｌ２にＰｖ１ の電圧■２が分割され、スイッチングトランジスタＱ１
のコレクタとエミッタ間に生ずる電圧を無視すると、第
１の１次巻線Ｌ１’にはＶｌ−Ｖ２（Ｎ１−２）Ｖｌの
電圧が分割される。

第１図で１ は第１の１＠巻線Ｌ１には電流電源Ｅ１の電圧■１がそ
のま捷加えられてづり、誘起する電圧■２は電圧■１
とはバイアスが異っている。

さらに負の電圧源を構成するコンデンサＣ２の充電電流
ｉ２の方向がスイッチングトランジスタＱ１のコレクタ
電流１１の方向と逆方向になり、互に打消し合うから第
２の１次巻線Ｌ２を流れる電流は第１図の場合に比較し
て少くなる。

以上の動作が第１図のスイッチング電源装置とは異り、
その他の一般的な動作には差を生じない。

なあ一実施例に釦いて、第３の１次巻線Ｌ３は帰還結合
素子であるコンデンサＣ１を介してスイッチングトラン
ジスタＱ１のベースとエミッタ間に接続されているが、
この帰還結合素子としてはコンデンサに限定する必要は
なく、ダイオードその他の回路素子やそれらを組合せた
回路構成であってもよい。

かくのごとき本考案のスイッチング電源装置は直流電源
Ｅ１の電圧■、が第１の１次巻線Ｌ１’と第２の１次巻
線Ｌ２に分割されるので、従来のものに比較して１次巻
線Ｌ１’の巻数を少くすることができ、トランスＴの全
体の巻線を簡略化できる。

又第２の１次巻線Ｌ２を流れる電流は少くなりトランス
Ｔの効率が改善される。

これらの効果はきわめて実用性が太きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスイッチング電源装置の回路図であり、
第２図は本考案のスイッチング電源装置の回路図である
。 １・・・誤差増幅回路、２・・・制御回路、３・・子滑
回路、４，５・・・端子、Ｅｌ・・・直流電源、Ｑｌ・
・・スイッチングトランジスタ、Ｔ・・・トランス、Ｌ
ｌ 、Ｌ１’・・・第１の１次巻線、Ｌ２・・・第２の
１次巻線、Ｖｌ・・・直流電源Ｅ１の電圧、１１ ・・
・スイッチングトランジスタＱ１のコレクタ電流。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. トランスの１次巻線として第１および第２の１次巻線、
   スイッチングトランジスタの帰還巻線の役割をする第３
   の１次巻線が設けてあり、直流電源、第１の１次巻線、
   スイッチングトランジスタのコレクタとエミッタ間、第
   ２の１次巻線が順次直列接続してあり、スイッチングト
   ランジスタのベースとエミッタ間には第３の１次巻線を
   帰還結合素子を介して接続すると共にエミッタはコンデ
   ンサ、整流ダイオードを介して直流電源の片側の電極に
   接続してあり、スイッチングトランジスタの「オン」時
   に直流電源の電圧を第１の１次巻線と第２の１次巻線に
   分割して得られる第２の１次巻線の電圧を整流、平滑す
   ることにより前記コンデンサと整流ダイオードの接続点
   からエミッタに対してベースを負にするための電圧源を
   得ることを特徴とするスイッチング電源装置。