JPS60249420A - スイツチングトランジスタ−のドライブ回路 - Google Patents

スイツチングトランジスタ−のドライブ回路

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Publication number
JPS60249420A
JPS60249420A JP59105933A JP10593384A JPS60249420A JP S60249420 A JPS60249420 A JP S60249420A JP 59105933 A JP59105933 A JP 59105933A JP 10593384 A JP10593384 A JP 10593384A JP S60249420 A JPS60249420 A JP S60249420A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
base
switching transistor
emitter
switching
Prior art date
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Pending
Application number
JP59105933A
Other languages
English (en)
Inventor
Noboru Abe
安倍 昇
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.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP59105933A priority Critical patent/JPS60249420A/ja
Publication of JPS60249420A publication Critical patent/JPS60249420A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • H03K17/041Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0412Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
    • H03K17/04126Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in bipolar transistor switches

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  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスイッチング式電源などに使用されるスイッチ
ングトランジスターのドライブ回路に係り、特にスイッ
チングトランジスターのオフ時の蓄積時間t atg’
の短縮を図り、スイッチング周波数の高周波化を達成す
ると共にターン・オフ時のスイッチング伊失を低減する
ことの出来るドライブ回路に関するものである。
1石フォーワード型スイッチング式電源の概略回路図を
第1図に示す。ここで、直流電源E、とパワートランス
T、の間にスイッチング(パワー)トランジスター丁r
1が直列に挿入されている。このスイッチングトランジ
スターTr、がその制御・ドライブ回路Bからの信号(
高周波パルス)によってオン・オフ動作を繰返すことに
よって、パワートランスT、の一次巻線N、に流れる電
流が断続し、これに依って、トランスT、02次巻線N
、に交流電圧が誘起される。この交流電圧がダイオード
D、で整流され、更に、チョークコイルL及びコンデン
サ−〇によって平滑されて直流電圧となって出力θに発
生する。さて、出力θに接続された負荷(図示せず)の
変動や直流入力電源E、の変動によって直流出力電圧θ
が変動するため、直流出力電圧を別途検出し、この検出
電圧と基準電圧Sとを制御・ドライブ回路Bで比較し、
その誤差に従ってスイッチングトランジスターTr、の
オフ時間あるいはオン時間を制御することによって、出
力電圧θを一定に保つようになっている。なお、トラン
スT1の一次巻線N、の両端間にはリセット回路Reが
接続されており、スイッチングトランジスターTr、が
オフになった瞬間、トランスT、に蓄積された磁気エネ
ルギーを放出することが出来るので、トランスT、の磁
気飽和及びスイッチングトランジスターTr、の両端間
に異常電圧が印加されることを防止するようになってい
る。
スイッチングトランジスターTr、は上に述べたように
制御回路Bからの高周波パルスによって駆動されるが、
このときペースに信号電流が流れたときにコレクター電
流が少し遅れて流れる。また、ペースの信号電流が零に
なっても、コレクター電流の停止も少し遅れる。このス
イッチングタイムを短くすることがスイッチングレギュ
レーターなどの効率を上げるために必要である。
そこで、スイッチングトランジスターTr、の立上り、
立下りを急峻にするには立上り時はオーバードライブし
、立下り時はペース・エミッター間に逆電圧を印加して
、急速にキャリアの引出しを行うことが行われている。
第2図に一般に使われているドライブ回路の例を示す。
E3は制御回路からの出力によってスイッチングトラン
ジスターTr。
にパルス信号を供給するためのパルス信号電源で、この
パルス信号電源E3とスイッチングトランジスターTr
、のペース間にコンデンサーC!、抵抗へ。
ダイオードD、が接続されている。トランジスターTr
、の正バイアス時、ペース電流は抵抗R,を通して流れ
るとともに、コンデンサー〇、は急激に充電されるので
、この充電電流によってオーバードライブする。また、
逆バイアス時、抵抗への両端の電圧降下はダイオードD
4の順方回分及び抵抗瓜となり、コンデンサー〇、に蓄
えられた電荷とともに、トランジスターTr、のエミッ
ター・ベース間はより深−い逆バイアスとなって、キャ
リアの蓄積時間tstg’を短かくし、スイッチングト
ランジスターTr。
の立下りを急峻にしている。
このようなドライブ回路によって立上り時間は1μSe
e以下、0.2μSec程度とすることもできる。
しかし、立下り時に流すスイッチングトランジス1− 
Tr、のペースの逆電流は順電流(ペース・エミッター
電流)より大きくすることが非常に困難で、゛蓄積時間
tIItf′は数μSec以下にすることができなかっ
た。
スイッチング周波数をfHzとすると、スイッチングの
周期Tは1/f Secとなる。今、トランジスターT
r、のオンの時間toNとオフの時間i OFFがほぼ
等しいとすると、パルス幅はオンの時間toNな(7)
C−1tos=1/2fとなる。そコテ、f = 10
0KHz 。
200KHzの時のパ/l/ス幅は各k 5μsec 
、 2.5μsecとなるが、上で述べた蓄積時間ts
tg’が数μSecであれば、パルス幅は3μsec以
下とすることが不可能で、100)G(z以上でスイッ
チングトランジスターをドライブさせることが出来なか
った。
そこで、本発明はスイッチングトランジスターTr、の
立下り時に大きな逆バイアスをこのトランジスターのペ
ース・エミッター間に印加することによって、ペースか
らのキャリアの急激な引き抜きをすることのできるドラ
イブ回路を提供するものである。
本発明を実施することにより、スイッチングトランジス
ターTr、の蓄積時間t stg ’を1μSec以下
にすることが出来るので、スイッチング周波数を高くす
ることも可能となった。
本発明のドライブ回路は主スイツチングトランジスター
の立下り時に導通ずるスイッチ、抵抗。
補助直流電源が主スイツチングトランジスターのペース
・エミッター間に直列に挿入されていることにより、こ
のトランジスターの立下り時にペース・エミッター間に
逆バイアスをかけるようにしたことを特徴とする。
本発明の実施にあたり、上記スイッチとじてPNP )
ランシスターのエミッター・コレクター間を使用し、こ
のPNP )ランシスターのベースはコンデンサーを介
して高周波パルス電源に接続して、スイッチングトラン
ジスターの立下り時に逆バイアスを印加することができ
る。
第6図に本発明の第一の実施例を示す。第1図。
第2図と同一部品は同じ参照符号で示した。ここで、ス
イッチングトランジスターTr、のベースとエミッター
間に第二のトランジスターTr、と抵抗島と直流電源E
、が直列に接続されている。こ−の直流電源E、はトラ
ンジスターTr、のベース側が負極性、エミッター側か
正極性になるように接続される。スイッチングトランジ
スターTr、のベースと高周波パルス電源E3は抵抗R
1で接続されるとともに、この抵抗爬と並列に抵抗鳥、
コンデンサーC1が第二のトランジスターTr、のエミ
ッター及ヒベースを介してつながれている。
高周波パルス電源E3からのパルス電流は抵抗鴇を通っ
て流れトランジスターTr、のベースI@j %i i
となって、トランジスターTr、がオンする。次に、高
周波パルス電源E8のパルス電流が停ったとき、スイッ
チングトランジスターTr、のベースに残留している電
位に対して第二のトランジスターTr。
のエミッター、コンデンサーC1,抵抗島の間に、電位
差が生じるので、トランジスターTr!のエミッター・
ベース間にベース電流が流れて、トランジスターTr、
のエミッター・コレクター間がオンする。このように動
作すると、スイッチングトランジスターTr、のベース
・エミッター間に直流電源E、から抵抗馬の両端の電位
差を差し引いた逆電圧が印加され、大きな逆電流が流れ
る。このように瞬時に大きな逆電流を流すことによって
、スイッチングトランジスターTr、のベースに蓄積さ
れていたキャリアは引きぬかれるので、急峻な立下りが
起る。このようなドライブ回路を使うことにより蓄積時
間t@tg’は1μSec以下とすることができた。ま
た、この逆電流の値は抵抗島の大きさを変えることによ
って、調整できるので、蓄積時間j stg’も調整可
能である。
蓄積時間t stg ’がこのように短縮出来たので、
本発明のドライブ回路をスイッチング式電源に利用した
場合、スイッチング周波数fを10010(z以上にす
ることが出来、電源の大きさを小さくすることも可能に
なった。
第4図に本発明の第二の実施例を示す。ここでは第二の
トランジスターTr、のエミッター・ベース間にダイオ
ードD、を並列に接続する。ここで、ダイオードD、の
カソード側をトランジスターTr。
のエミッターに、アノード側をトランジスターTr。
のベースに繋ぐ。また、第3図の直流電源E!に代えて
、トランスT、の二次巻aN3にとのN3の出力を整流
するためのダイオードDsを直列に入れたものを、抵抗
島とスイッチングトランジスターTr、のエミッター間
に挿入し、これに並列にコンデンサー〇sを接続する。
ここでダイオードD8の極性はトランジスターTr、が
オンしたとき、トランジスター Tr、のベース・エミ
ッター間に逆電圧が印加されるようにする。
このような回路とすることにより、パルス電源E1から
のパルス電流は抵抗R1,およびこれと並列に接続され
ている抵抗へ、コンデンサーC8、ダイオードD、を通
ってスイッチングトランジスターTr。
ノベースに流れ込む。この時コンデンサーCIは急激に
充電されるので、この充電電流によってスイッチングト
ランジスターTr、はオーバードライブして急激に立上
る。
ダイオードD8は、そのアノード側が抵抗R,及びコン
デンサー〇、に、そのカソード側をトランスT。
の三次巻線N3に接続されているので、この三次巻線N
3にドツトを示しである側を負極性とする電圧が発生し
たときコンデンサ−C30両端子間には、第4図に示し
たように正負の電圧が印加され、トランジスターTr、
のエミッターとトランジスターTr、のコレクター間に
トランジスターTr1のエミッター側を正とする電圧が
かかる。三次巻線N寡に反対極性の電圧が発生している
間は、その電流はダイオードD11で阻止される。その
間は、コンデンサーC畠に蓄えられている電荷によって
、トランジスターTr、のエミッターとトランジスター
Tr、のコレクター間に上と同様な電圧が印加されてい
る。
そこで、高周波パルス電源E、のパルス電流がオフした
瞬間、スイッチングトランジスターTr、のベース電位
に対して、コンデンサーC1のトランジスターTr、の
ベース側の電位は低くなっているので、トランジスター
Tr、のエミッターからベースへ電流が流れて、トラン
ジスターTr、のエミッター・コレクター間がオンする
。上で述べたコンデンサー〇sの両端子間の龜:圧が、
トランジスターTr。
のベース・エミッター間の逆バイアスとして印加される
ので、急激に逆電流が流れて、トランジスターTr、の
ベースに蓄積されていたキャリアーは引きぬかれ、急峻
な立下りが起こる。
【図面の簡単な説明】
第1図は1石フォーワード型スイッチング式電源の概略
説明図、第2図は従来のドライブ回路を示す図、第5図
は本発明の第一の実施例の回路図、第4図は本発明の第
二の実施例の回路図である。 B:発振・ドライブ回路 C,C,、C,、C,:コンデンサー D、、D、、Ds、D、、D、 :ダイオードE、、E
、:直流電源 El:高周波パルス電源 L:チ田−クコイル N、ニー次巻線 N、二二次巻線 Ns:三次巻線 Q:出力 R1,鳥、鳥、へ;抵抗 Re:リセソト回路 ’l+ : )ランス Tr、、Tr、 : )ランシスター S:基準電圧 代理人弁理千 8 ″ m s 、、<77:)1、゛
・、2/′ 第 l 図 第2図 第 3図 第 4 閃

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 直流電源と負荷の間に直列に挿入されたスイッチングト
    ランジスターのベースに接続されたパルス信号電源、上
    記スイッチングトランジスターのベースとパルス信号電
    源間に挿入された抵抗、この抵抗に並列に接続されたコ
    ンデンサーを有するドライブ回路において、゛第二のト
    ランジスターを上記スイッチングトランジスターのベー
    スと上記コンデンサーの間に配置し、スイッチングトラ
    ンジスターのベースは第二のトランジスターのエミッタ
    ーに、上記コンデンサーは第二のトランジスターのベー
    スに各々接続されているとともに、この第二のトランジ
    スターのコレクターは抵抗を介して負電源に接続されて
    第二のトランジスターがオンの時に前記負電源がスイッ
    チングトランジスターのベース、エミッター間に逆バイ
    アスをかけるようにしたことを特徴とするスイッチング
    トランジスタ〜のドライプロ路。
JP59105933A 1984-05-25 1984-05-25 スイツチングトランジスタ−のドライブ回路 Pending JPS60249420A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62109523U (ja) * 1985-12-26 1987-07-13
JPH0321115A (ja) * 1989-04-06 1991-01-29 Nec Corp トランジスタスイッチング回路
JP2012231347A (ja) * 2011-04-27 2012-11-22 Konica Minolta Ij Technologies Inc 駆動回路、駆動信号出力回路及びインクジェットヘッド
JP2013013044A (ja) * 2011-05-31 2013-01-17 Sanken Electric Co Ltd ゲートドライブ回路

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