JPS6281979A

JPS6281979A - トランジスタ直流変換器

Info

Publication number: JPS6281979A
Application number: JP22167085A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Kikuchi; 菊池　清隆
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 1985-10-04
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1987-04-15
Also published as: JPH0250715B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、ビデオ機器、オーディオ機器等の直流電源回
路に使用するためのトランジスタ直流変換器に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第２図に示す如く、直流電源（ｌ、；にトランス（２）
の１次巻ｍ　（、ｓ＋とスイッチングトランジスタ（４
）との直列回路ン接続し、トランス（２）の２次＠線（
５）にダイオード（６）とコンデンサ（７）とから成る
整流回路ケ接続し、更にベース駆動のためにトランス＋
２１に３次巻ｍ　（９）’！−設げ、この３次善＆＋９
）’抵抗ａｏｒｙ介してトランジスタ（４）のベースに
接続し、更にトランジスタ（４）のベースに電圧制御回
路ＵＵＶ接続し、出力端子α力に定電圧？得るスイッチ
ングレギュレータは公知である。なお、Ｑ４）は商用交
流ｖＬ源であり。

整流回路から成る直流電源（１１に接続されている。

■は起動抵抗であり、酔流ｔＳ山とトランジスタ（４）
のベースとの間に接続されている。電圧制御回路旧Ｊは
、スイッチングトランジスタ（４）のベース・エミッタ
間に接続されたベース電流バイパス用トランジスタ（１
５）と、これＹ　ＩＩ御するためのダイオ−トル、コン
デンサσ７１．及びツェナーダイオードａ８）とから成
り、トランジスタ（４）のオフ時の３次巻線（９）の電
圧（出力電圧に等価）馨コンデンサａｎに光電し、この
電圧とツェナーダイオード（＋８）の逓準電圧との比較
に基づいてトランジスタσ５）　’ｋ　Ｉｌｆ制御−ｆ
るように′Ｉｊ４ＩＮ、されている。

上述のスイッチングレギュレータにおいて、直流電力の
供給ン開始すると、起動抵抗Ｑ４）　ｖ　ｍって起動電
流が流れ１発振が開始する。トランジスタ（４）のオン
時には、１次巻１１Ｊｌ（３）に電源用の電圧が回加さ
れ、３次＠　籾（９）にこれに応じた電圧が光年し。

この巻線（９）からトランジスタ（４）にベース電流稲
が供給される。しかる後、トランジスタ（４）のフレフ
タ電流が飽和すると、オフに転換し、このオフ期間忙ダ
イオード（６）がオンになり、トランス［２＋のエネル
ギが出力側に放出される。出力電圧の制御は、３次巻線
（９）の電流■１の一部がトランジスタロ５）にバイパ
スさせることによって行う。この種の動作は公知である
ので、説明を省略する。

ところで、この種の装置で電源用の電圧Ｅ工、が増大丁
れば、ｊ次善＆ｌ（３＋の電圧、及び３次巻線（９）の
電圧及び電流も増大する。第２図のスイッチングレギュ
レータは電圧制御回路α］Ｊを有するので。

３次＠　！　（９）の電流Ｉ、の全部はトランジスタ（
４）に供給されず、電圧制御トランジスタｕ９にバイパ
スされる。バイパス電流工、はトランジスタ（４）の駆
動に無関係なものであるので、結局、’ａ力損失になる
。

この問題は１機器？接続する交流電源電圧が例えば］　
ＯＯＶから２２０Ｖに変わった時に顕著になる。我が国
の１００ｖの交流電源で使用する場合と、外国の２２０
ｖの交流電源で使用する場合とのいずれにも対処するこ
とが姐来るように、交流電飾電圧の変化に応じて電源回
路の切換えケ行うように構成することも考えられるが１
回路構成が複雑になり、且つ切換え操作が面倒になるば
かりでなく、切換えケ忘れるおそれも生じる。このよう
な問題は、交流電源電圧が変化する場合に限らす、直流
電源電圧が伺んらたの理由で変化するあらゆる場合に生
じる。

上述の如き間跣店を解決するたぬに１本件出願人は１％
願昭６０−４５）８７号で、スイッチングトランジスタ
＋４）のオフ時に３次巻＋＆！　＋９）に誘起するほぼ
一定の電圧で充電されるコンデンサ？設け。

このコンデンサの電荷でスイッチングトランジスタのベ
ース電流ン供給する方式？提案し１こ口この方式によれ
は、入力電圧が高い場合における効軍ン大幅に向上させ
ることができる。

〔発明が解決しようとする問題や〕

しかし、上記出願において実施例として示されている回
路は、コンデンサの放１！回路ｋｌ杉成するｋめのスイ
ッチ素子が３次巻線で順バイアスされるように構成され
ている。このため、３次巻線の電圧に基づいて放電回路
形成用スイッチ素子に比較的大きな電流が流れる。

そこで０本発明の目的は、上記出願の発明馨利用し、極
めて効率の良いトランジスタ＠＃Ｌ変換器馨提供するこ
とにある。

ｃ問題虞ン解決するための手段〕上記目的ン達成するたぬの本発明は、実施例ｒ示す図面
の符号ン参照して説明すると、血流電源（１＋ニ接Ｈさ
れたトランス１次巻線（３）とスイッチングトランジス
タ（４）との直列回路と、前記１次巻線（３）に電磁結
合された２次巻線（５）と、前記２次巻線（５）に接続
され１ｍＪ記スイスイツチングトランジスタ）のオフ時
にオンになるダイオード（６）？含んでいる整流回路（
８）と、前記１次巻１１６！＋３）及び前記２次巻線ｆ
５＋　１ｃ　電磁結合され且つ前記スイッチングトラン
ジスタ（４）のベースとエミッタとの曲に接伏された３
次巻線（９）と？具備する直流変換器に於いて、前記３
次巻線（９）とｉｊＪ記スイスイツチングトランジスタ
）トの間に接続されたスイッチングトランジスタｍｂ用
コンデンサ（２０）と、前記スイッチングトランジスタ
（４）のオフ時に前記３次巻線（９）に誘起する電圧で
オンになる極性ン有して前記３次巻線（９）の一端と前
記コンデンサ（２０）の一端との間に接続された第］の
ダイオードＯＣＪと、　ｆｆＩＪ記スイラスイツチング
トランジスタのオフ時に前記３次巻線（９）に誘起する
電圧でオンになる極性馨冶して前記３次巻線（９）の他
端と前記コンチンサシ０）の他端との開に接続された第
２のダイオードＩＪＩＩと、Ｅ＋、を配コンデンサ２０
）の一端と前記スイッチングトランジスタ（４）のエミ
ッタとの間に接続され、前記スイッチングトランジスタ
（４）のオン時に前記コンデンサ味の電圧によってエミ
ッタ・コレクタ間に１論方向電圧が印加される向き？有
している放電制御トランジスタ（２２と、前ｆｉｘイツ
チングトランジスタ（４）のオフ時には前記ｆｆ７制御
トランジスタ２ｚにオン駆動ベース電流ン供給せス。

前記スイッチングトランジスタ（４）のオン時には前記
放電制御トランジスタ［２２にオン駆動ベースｔｌｒ［
馨供給するベース制御回路と？備えていること乞＠徴と
するトランジスタ直＠、変換器に係わるものである。

〔作　用〕

上記発明は前述の先願の発明ン利用したものであるので
、基本的動作は先触と同一である。しη・し、放？［１
ｌｌｌランジスタ（２２１がコンデンサ［相］に対して
順方向とな！７．３？：に巻線（９）に対して逆方向に
なる様に接！されているため、スイッチングトランジス
タのオン時に３次巻線から放１１１１．制御トランジス
タののコレクタ電流が供給されない。従って。

オン時に３次巻１ＩＩｌ（９）に殆んど電流が流れず、
電力ｔ１失が大幅に少なくなる。

〔実施例〕

次に、第１図ケ診照して本発明の実施例に係わるスイッ
チングレギュレータについて述べる。但し、符号中〜ａ
８）で示すものは第２図でＬｌ−符号で示したものと実
質的にＬｌ−であるので、その説明ケ省略する。この実
施例では、３次巻ｍＭ（９）の一端とスイッチングトラ
ンジスタ（４）のベースとの間に第１のダイオード０９
と抵抗ａＯ）とン弁してコンデンサ（２１Ｊ　７）′−
接続されている。第１のダイオードＨは３次善Ｉｖ３！
（９）の一端とコンデンサいｌ）の一端（右端）との間
に接続され、スイッチングトランジスタ（４）のオフ時
に３次巻線（９）に誘起する電圧でオンになる極性？有
している。

コンデンサ四〇光電回路ン構成するために、３次巻ｍ　
＋９）の他端（下端）とコンデンサ味の他端（左端〕と
の間に第２のダイオード（７ＩＩＩが接続されている。

この第２のダイオード（２Ｄは、スイッチングトランジ
スタ（４）のオフ時にオンになる極性ケ有する。

コンデンサ（２ωの放電回路馨彰成するための放電１１
Ｊ＊ｌランジスタＱ２１は、コンデンサ（２０）の一端
（右端）とスイッチングトランジスタ（４）のエミッタ
との間に接続され、スイッチングトランジスタ（４）の
オフ時の３次巻線（９）の電圧で逆バイアスされる極性
を有する。この放電制御トランジスタ２ｚを、スイッチ
ングトランジスタ（４）のオン時のみオン駆動さぜるた
ぬに、このベースが抵抗（２３）を介して３次巻線（９
）の一端に接続されている。

なお、３次巻線（９）の一端とスイッチングトランジス
タ（４）のベースとの間に接続されたコンデンサーは起
動を迅速に開始するためのものである。

〔動　作〕

第１図の回路で、電像スイッチ（図示せず）がオンにな
ると、起動抵抗［１４）を通してスイッチングトランジ
スタ（４）のベース電流が供給され、スイッチングトラ
ンジスタ（４）がオンになる。しかる後、スイッチング
トランジスタ（４；が飽和してオフに転換すると、ダイ
オード（６）がオンになり、スイッチングトランジスタ
（４）のオン時にトランス（２）に蓄えられたエネルギ
が放出され、杓びスイッチングトランジスタ（４）がオ
ンになる。上述の如き発２搗動作と共に、電圧制御回路
ｕｌＪによる定電圧制御により、出力端子ａカに定電圧
出力が得られるＯところで、スイッチングトランジスタ
（４）のオン期間には、３次巻線（９）に電源電圧ＥＩ
Ｎに無関係のほぼ一定の電圧が発生する。この電圧は、
スイッチングトランジスタ（４）のオン時の電圧と逆向
きの電圧であるので、第２のダイオードＧｌｌがオンに
なり、３次巻線（９）、第２のダイオードＱυ、コンデ
ンサ（２０）、及び第１のダイオードＱ’Ｊ　Ｅ”ら成
る閉回路が形成され、コンデンサ■が定電圧光電される
。このオフ時において、３次善Ｉｖｉｌ（９）の電圧は
放電制御トランジスタのを１順バイアスする向きに発生
するが、放電制御トランジスタののベースが抵抗（２３
Ｉを弁して３次善蛛（９）の上端に接続されてｌ、Ｎる
ため、ベース電流が流れず、放電１１７制御トランジス
タａｔ家オフ状態に保たれる。

コンデンサ四が光電された後のスイッチングトランジス
タ（４）のオン時には、コンデンサ囚、抵抗（１０１，
スイッチングトランジスタ（４）、及び放ｔ　ＩＩ＋御
トランジスタ（２ａ　、Ｓ＞ら成る閉回路により、コン
デンサ（２０）の放＊直流が流れ、スイッチングトラン
ジスタ（４）のベース電流が供給される。この時、３次
善ｋ　（９）の電圧は、放電１１ｊｌＪ御トランジスタ
Ｑ３のエミ′ンタ・コレクタ間を逆バイアスする向きで
あり且つ第１のダイオードａ聾が設けられて１．、Ｓる
ので、３次善＆　（９）を電源として放！　ＩＩ御トラ
ンジスタののコレクタ電流は流れない。しかし、３次巻
線（９）から抵抗のを弁して放ｔｉ１１（９））ランジ
スタ３２１のベース電流は供給され、オン！ＩＩ御され
る。この結果、コンデンサ艶の放電回路が成立し、スイ
ッチングトランジスタ（４）にベース電流が供給される
。

この回路で交流電源電圧が、例えば１００ｖから２２０
ＶＩＣ変化した場合、スイッチングトランジスタ（４）
のオン時に３次巻線（９）の電圧も扁〈なろが、第１の
ダイオードａ鐘力（オフになるため、３次巻線（９）の
電圧はスイッチングトランジスタ（４）の駆動及びコン
デンサ■の光電に実質的に無関係になる。従って、スイ
ッチングトランジスタ（４）は交流？ＩＶ源電圧電圧０
０Ｖの時と同様に制御され、出力端子（１′／！Ｊには
入力電圧の変動に拘らず一定の電圧が得られる。

上述ρλら明ら〃Ｘな如く、第１図の回路では、定石；
圧ＩＩＩ御トランジスタ（１５）で入力電圧の変動を吸
収しないので、電力損失が小さくなる。また、定電圧制
御トランジスタ（１５）のダイナミックレンジが狭くて
もよい。また、出力端子ｕｚが短絡すると、コンデンサ
鴎の電圧が下るので、スイッチングトランジスタ（４）
のオン期間が短かくな９、フの字型垂下特性が得られる
。更に、スイッチングトランジスタ（４）のオン時には
、３次巻線（９）が、放電制御トランジスタののベース
電流の供給と、コンデンサｃ！４）を弁し１の起動電流
の供給を行うの入であり、放電Ｉ制御トランジスタシ２
のコレクタ電流は供給しないので、電力損失が大幅に少
なくなり、特に入力電圧が商い時の効率が大幅に向上す
る。

本発明は上述の冥施例に限定されるものでなく、変形が
可能なものである。例えば、第３図に示す如く、定電圧
ｉｕ制御トランジスタ（１５！の制御を行うために、出
力端子ａカの電圧ン検出し、この電圧ン一定するための
Ｉ１１御僅カケ定電圧制御回路ｔ２７１で形成してもよ
い。また、第１図の回路で定電圧制−ｍｌ　ｈランジス
タｕシヲ省き、ツェナーダイオード（１８）のカソード
をスイッチングトランジスタ（４）のベースに接続して
もよい。また、足電圧制御回路ｔｉｕｖ設けない場合に
も適用可能である。−１：Ｔこ、第３図に示す如く、４
次善線印をトランス＋２１に設け、スイッチングトラン
ジスタ（４）のオン時における４次巻線（至）の電圧で
放電制御トランジスタののベース電流を供給するように
してもよい。また、抵抗０ω及びのに並列にスピードア
ップ用コンデンサン接続してもよい。また、コンデンサ
■を３次善Ｈ（９）の下ムのう・オンに直列に接続して
もよい。また、起動抵抗■で起動電流を流丁代９Ｋ、起
動）々ルスン供給するよりにしてもよい。

〔発明のｇｊＪ果〕

上述刀ムら明らかな如く、本発明によれば、コンデンサ
とこの光放電制御回路と刀・ら成る＠牢な回路構成によ
って、入力電源′ｔ５圧の変動に対応する出力電圧の変
動を防ＩＩ：てることが出来る。また、入力電源電圧が
高い場合における効率の低下を抑えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わるスイッチングレギュレ
ータを示す回路図、第２図は従来のスイッチングレギュ
レータを示す回路図、第３図は変形例のスイッチングレ
ギュレータの一部を示す回路図である。（１１・・・１！源、（２１・・・トランス、（３）・
・・１次巻線、（４）・・・スイッチングトランジスタ
、（５）・・・２次巻線、（８）・・・整流回路、（９
：・・・３次巻線、ａ（・・・第１のダイオード、（２
１ノド・・コンデンサ、Ｃ’ｌｌ・・・第２のダイオー
ド、の・・・放電ｉ１Ｊ　ＩＩ　）ランジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）直流電源（１）に接続されたトランス１次巻線（
３）とスイッチングトランジスタ（４）との直列回路と
、前記１次巻線（３）に電磁結合された２次巻線（５）
と、前記２次巻線（５）に接続され、前記スイッチング
トランジスタ（４）のオフ時にオンになるダイオード（
６）を含んでいる整流回路（８）と、前記１次巻線（３
）及び前記２次巻線（５）に電磁結合され且つ前記スイ
ッチングトランジスタ（４）のベースとエミッタとの間
に接続された３次巻線（９）とを具備する直流変換器に
於いて、前記３次巻線（９）と前記スイッチングトランジスタ（
４）との間に接続されたスイッチングトランジスタ駆動
用コンデンサ（２０）と、前記スイッチングトランジスタ（４）のオフ時に前記３
次巻線（９）に誘起する電圧でオンになる極性を有して
前記３次巻線（９）の一端と前記コンデンサ（２０）の
一端との間に接続された第１のダイオード（１９）と、
前記スイッチングトランジスタ（４）のオフ時に前記３
次巻線（１９）に誘起する電圧でオンになる極性を有し
て前記３次巻線（９）の他端と前記コンデンサ（２０）
の他端との間に接続された第２のダイオード（２１）と
、前記コンデンサ（２０）の一端と前記スイッチングト
ランジスタ（４）のエミッタとの間に接続され、前記ス
イッチングトランジスタ（４）のオン時に前記コンデン
サ（２０）の電圧によつてエミッタ・コレクタ間に順方
向電圧が印加される向きを有している放電制御トランジ
スタ（２２）と、前記スイッチングトランジスタ（４）のオフ時には前記
制御トランジスタ（２２）にオン駆動ベース電流を供給
せず、前記スイッチングトランジスタ（４）のオン時に
は前記放電制御トランジスタ（２２）にオン駆動ベース
電流を供給するベース制御回路とを備えていることを特徴とするトランジスタ直流変換器
。