JPS6364150B2 - - Google Patents
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- JPS6364150B2 JPS6364150B2 JP8938782A JP8938782A JPS6364150B2 JP S6364150 B2 JPS6364150 B2 JP S6364150B2 JP 8938782 A JP8938782 A JP 8938782A JP 8938782 A JP8938782 A JP 8938782A JP S6364150 B2 JPS6364150 B2 JP S6364150B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- switching
- output
- base
- switching regulator
- Prior art date
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- Expired
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- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 14
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003079 width control Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
- H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/1563—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators without using an external clock
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はスイツチングレギユレータに係り、
例えば降圧型のスイツチングレギユレータの効率
等を改善するものに関する。
例えば降圧型のスイツチングレギユレータの効率
等を改善するものに関する。
一般にビデオテープレコーダ(VTR)やビデ
オカメラ等、携帯用或いは車載用の各種電子機器
の場合、その駆動電源にはバツテリが用いられて
いる。この種の電源は作動モードの切り換え等に
伴う負荷の急変によつて、その端子電圧が大きく
変動する虞があり、このような変動を抑制して電
子機器の動作を安定化させるためにスイツチング
レギユレータが用いられている。
オカメラ等、携帯用或いは車載用の各種電子機器
の場合、その駆動電源にはバツテリが用いられて
いる。この種の電源は作動モードの切り換え等に
伴う負荷の急変によつて、その端子電圧が大きく
変動する虞があり、このような変動を抑制して電
子機器の動作を安定化させるためにスイツチング
レギユレータが用いられている。
第1図は従来の降圧型のスイツチングレギユレ
ータを示している。このスイツチングレギユレー
タでは、入力端子2A,2Bの間に供給された直
流入力Viは、この入力端子2A,2Bの間に設
置されたリツプル吸収用コンデンサ4でリツプル
分が除かれるとともに、スイツチングトランジス
タ6で交流に変換され、直流再生回路8で再び直
流に変換された後、出力端子10A,10Bから
安定化出力V0として取り出される。即ち、直流
再生回路8には整流素子としてのダイオード12
と、フイルタを構成するチヨークコイル14及び
コンデンサ16が設置されている。
ータを示している。このスイツチングレギユレー
タでは、入力端子2A,2Bの間に供給された直
流入力Viは、この入力端子2A,2Bの間に設
置されたリツプル吸収用コンデンサ4でリツプル
分が除かれるとともに、スイツチングトランジス
タ6で交流に変換され、直流再生回路8で再び直
流に変換された後、出力端子10A,10Bから
安定化出力V0として取り出される。即ち、直流
再生回路8には整流素子としてのダイオード12
と、フイルタを構成するチヨークコイル14及び
コンデンサ16が設置されている。
出力端子10A,10Bの間に発生する直流電
圧V0は、コンパレータ18の反転入力端子に印
加され、非反転入力端子に電源20で設定された
基準電圧と比較され、この比較動作でその変動が
検出される。コンパレータ18の非反転入力端子
には、スイツチングトランジスタ6のコレクタ側
から交流信号が抵抗22を介して正帰還されてい
る。即ち、このスイツチングレギユレータでは、
コンパレータ18は誤差増幅器とともに発振器を
構成している。このため、その発振出力は前記変
動レベルに対応するON−OFFデユーテイを持つ
パルスを発生し、コンパレータ18はパルス幅変
調回路として機能している。このコンパレータ1
8の出力パルスは、スイツチングトランジスタ6
に駆動電流dを供給する駆動用のトランジスタ
24のベースにスイツチング制御パルスとして印
加されている。
圧V0は、コンパレータ18の反転入力端子に印
加され、非反転入力端子に電源20で設定された
基準電圧と比較され、この比較動作でその変動が
検出される。コンパレータ18の非反転入力端子
には、スイツチングトランジスタ6のコレクタ側
から交流信号が抵抗22を介して正帰還されてい
る。即ち、このスイツチングレギユレータでは、
コンパレータ18は誤差増幅器とともに発振器を
構成している。このため、その発振出力は前記変
動レベルに対応するON−OFFデユーテイを持つ
パルスを発生し、コンパレータ18はパルス幅変
調回路として機能している。このコンパレータ1
8の出力パルスは、スイツチングトランジスタ6
に駆動電流dを供給する駆動用のトランジスタ
24のベースにスイツチング制御パルスとして印
加されている。
このスイツチングレギユレータでは、トランジ
スタ24がON状態に成るパルス期間にスイツチ
ングトランジスタ6に供給される駆動電流d
は、抵抗26及びトランジスタ24を介して基準
電位点側に放流される。なお、抵抗28はスイツ
チングトランジスタ6のバイアス抵抗である。
スタ24がON状態に成るパルス期間にスイツチ
ングトランジスタ6に供給される駆動電流d
は、抵抗26及びトランジスタ24を介して基準
電位点側に放流される。なお、抵抗28はスイツ
チングトランジスタ6のバイアス抵抗である。
このスイツチングレギユレータにおいて、例え
ば、出力電流oを5(A)に設定し、スイツチング
トランジスタ6の電流増幅率hfeを25とした場合、
前記駆動電流dはd=o/hfe=5/25=
200(mA)となり、相当大きな値となる。この場
合、電力損失は入力電圧Vi、駆動電流d及び
デユーテイ比Dの積(Ploss=Vi・d・D)で
与えられるから、入力電圧を16(V)、前記パルス
のデユーテイ比を0.5とすると、電力損失は16
(W)となる。このように、駆動電流による電力
損失は無視することができない程度の大きい値で
あり、これは効率低下の原因に成るものである。
しかも、この駆動電流の電力損失は入力電圧及び
出力電流に比例して増大するから、比較的大きい
電力を取り出すためのスイツチングレギユレータ
では、その損失は極めて大きいものになる。
ば、出力電流oを5(A)に設定し、スイツチング
トランジスタ6の電流増幅率hfeを25とした場合、
前記駆動電流dはd=o/hfe=5/25=
200(mA)となり、相当大きな値となる。この場
合、電力損失は入力電圧Vi、駆動電流d及び
デユーテイ比Dの積(Ploss=Vi・d・D)で
与えられるから、入力電圧を16(V)、前記パルス
のデユーテイ比を0.5とすると、電力損失は16
(W)となる。このように、駆動電流による電力
損失は無視することができない程度の大きい値で
あり、これは効率低下の原因に成るものである。
しかも、この駆動電流の電力損失は入力電圧及び
出力電流に比例して増大するから、比較的大きい
電力を取り出すためのスイツチングレギユレータ
では、その損失は極めて大きいものになる。
また、最近の低電圧駆動の回路手段を採用する
各種の電子機器では、このような損失は内蔵して
いるバツテリの耐用期間を短縮化する原因になる
ことは言うまでもない。
各種の電子機器では、このような損失は内蔵して
いるバツテリの耐用期間を短縮化する原因になる
ことは言うまでもない。
この発明の目的は、スイツチングトランジスタ
に流す駆動電流を極めて簡単な構成で出力側電流
に加算させ、効率の向上を図つたスイツチングレ
ギユレータの提供にある。
に流す駆動電流を極めて簡単な構成で出力側電流
に加算させ、効率の向上を図つたスイツチングレ
ギユレータの提供にある。
この発明は、スイツチングトランジスタに駆動
電流を流す駆動用のトランジスタを、スイツチン
グトランジスタのベースと直流再生回路の出力側
との間に直流再生回路を跨いで接続し、駆動電流
を整流出力に重畳させることにより、直流出力の
一部を成すようにしたものである。この発明の実
施例を図面を参照して詳細に説明する。第2図は
この発明のスイツチングレギユレータの実施例を
示し、この実施例において第1図に示す回路と同
一部分には同一符号が付してある。図において、
スイツチングトランジスタ6に駆動電流を供給す
るために設置された駆動用トランジスタ30は、
スイツチングトランジスタ6のベースと直流再生
回路8の出力側との間に接続されている。即ち、
トランジスタ30は、スイツチングトランジスタ
6のベース・コレクタ間に、そのコレクタをスイ
ツチングトランジスタ6のベース側にし、直流再
生回路8を跨いで接続されている。
電流を流す駆動用のトランジスタを、スイツチン
グトランジスタのベースと直流再生回路の出力側
との間に直流再生回路を跨いで接続し、駆動電流
を整流出力に重畳させることにより、直流出力の
一部を成すようにしたものである。この発明の実
施例を図面を参照して詳細に説明する。第2図は
この発明のスイツチングレギユレータの実施例を
示し、この実施例において第1図に示す回路と同
一部分には同一符号が付してある。図において、
スイツチングトランジスタ6に駆動電流を供給す
るために設置された駆動用トランジスタ30は、
スイツチングトランジスタ6のベースと直流再生
回路8の出力側との間に接続されている。即ち、
トランジスタ30は、スイツチングトランジスタ
6のベース・コレクタ間に、そのコレクタをスイ
ツチングトランジスタ6のベース側にし、直流再
生回路8を跨いで接続されている。
そして、出力端子10A,10Bの間には直流
出力の変動を検出するために、抵抗34,36が
直列に接続されている。この抵抗34,36の接
続点には、第1図に示すコンパレータ18と等価
であるトランジスタ38のベースが接続されてい
る。このトランジスタ38のベースに印加される
直流出力は、トランジスタ38のエミツタと基準
電位点との間に挿入された定電圧ダイオード40
から成る基準電圧源にトランジスタ38のベー
ス・エミツタ間電圧を加算して設定される基準電
圧と比較される。定電圧ダイオード40のカソー
ドは、直流再生回路8の出力側に抵抗42を介し
て接続され、直流再生電圧の印加によつて前記基
準電圧が形成されるように成つている。
出力の変動を検出するために、抵抗34,36が
直列に接続されている。この抵抗34,36の接
続点には、第1図に示すコンパレータ18と等価
であるトランジスタ38のベースが接続されてい
る。このトランジスタ38のベースに印加される
直流出力は、トランジスタ38のエミツタと基準
電位点との間に挿入された定電圧ダイオード40
から成る基準電圧源にトランジスタ38のベー
ス・エミツタ間電圧を加算して設定される基準電
圧と比較される。定電圧ダイオード40のカソー
ドは、直流再生回路8の出力側に抵抗42を介し
て接続され、直流再生電圧の印加によつて前記基
準電圧が形成されるように成つている。
また、このトランジスタ38のコレクタにはト
ランジスタ30のベースが接続され、このトラン
ジスタ30のベースにはスイツチングトランジス
タ6のコレクタがコンデンサ44を介して接続さ
れており、スイツチングトランジスタ6で形成さ
れた交流信号がコンデンサ44を介してトランジ
スタ30のベースに正帰還されるようになつてい
る。即ち、トランジスタ30,38で構成される
回路は誤差増幅器とともに発振器を構成してお
り、このトランジスタ38のコレクタ側には直流
出力の変動レベルに対応したON−OFFデユーテ
イを持つパルス幅変調出力が形成され、このパル
スはスイツチングレギユレータ6のベースにスイ
ツチング制御入力として与えられるようになつて
いる。
ランジスタ30のベースが接続され、このトラン
ジスタ30のベースにはスイツチングトランジス
タ6のコレクタがコンデンサ44を介して接続さ
れており、スイツチングトランジスタ6で形成さ
れた交流信号がコンデンサ44を介してトランジ
スタ30のベースに正帰還されるようになつてい
る。即ち、トランジスタ30,38で構成される
回路は誤差増幅器とともに発振器を構成してお
り、このトランジスタ38のコレクタ側には直流
出力の変動レベルに対応したON−OFFデユーテ
イを持つパルス幅変調出力が形成され、このパル
スはスイツチングレギユレータ6のベースにスイ
ツチング制御入力として与えられるようになつて
いる。
以上の構成において、その動作を説明すると、
抵抗34,36の接続点で検出される直流出力電
圧が定電圧ダイオード40とトランジスタ38の
ベース・エミツタ間電圧で設定される基準電圧よ
り低い場合には、トランジスタ38はこの電位に
応じた動作し、このとき、駆動用トランジスタ3
0はON状態になり、トランジスタ6に駆動電圧
dがトランジスタ30を介して流れる。また、
抵抗34,36で検出される直流出力電圧が前記
基準電圧より高い場合には、この電位に応じたト
ランジスタ38の動作により、トランジスタ30
はOFF状態になる。このようなスイツチング動
作は一定の発振周波数によつて連続して維持され
る。この結果、直流入力Viはスイツチングトラ
ンジスタ6のスイツチング動作によつて交流に変
換され、直流再生回路8によつて再び直流に変換
された後、出力端子10A,10Bから安定化出
力Voとして取り出される。例えば、負荷の変動
等で直流入力に変動が生じた場合には、前記の安
定化動作が瞬時に行われ、常に一定した直流出力
を継続して負荷に供給することが可能になる。
抵抗34,36の接続点で検出される直流出力電
圧が定電圧ダイオード40とトランジスタ38の
ベース・エミツタ間電圧で設定される基準電圧よ
り低い場合には、トランジスタ38はこの電位に
応じた動作し、このとき、駆動用トランジスタ3
0はON状態になり、トランジスタ6に駆動電圧
dがトランジスタ30を介して流れる。また、
抵抗34,36で検出される直流出力電圧が前記
基準電圧より高い場合には、この電位に応じたト
ランジスタ38の動作により、トランジスタ30
はOFF状態になる。このようなスイツチング動
作は一定の発振周波数によつて連続して維持され
る。この結果、直流入力Viはスイツチングトラ
ンジスタ6のスイツチング動作によつて交流に変
換され、直流再生回路8によつて再び直流に変換
された後、出力端子10A,10Bから安定化出
力Voとして取り出される。例えば、負荷の変動
等で直流入力に変動が生じた場合には、前記の安
定化動作が瞬時に行われ、常に一定した直流出力
を継続して負荷に供給することが可能になる。
このようなスイツチング動作において、トラン
ジスタ30がON状態に移行したときには、トラ
ンジスタ30を介してスイツチングトランジスタ
6に駆動電流dが与えられるが、この駆動電流
dは直流再生回路8の出力側に供給され、出力
電流の一部を成している。即ち、このスイツチン
グレギユレータでは、従来と同様のスイツチング
動作とともに、その動作が必要な駆動電流dが
直流出力と成つているため、駆動電流の電力損失
は抑制され、その変換効率が大幅に改善される。
しかも、このような効率の向上のために構成され
た回路は、駆動用トランジスタの接続形態を変更
するのみで実現でき、その構成は極めて簡単であ
り、その素子数を増加していない点が特徴であ
る。
ジスタ30がON状態に移行したときには、トラ
ンジスタ30を介してスイツチングトランジスタ
6に駆動電流dが与えられるが、この駆動電流
dは直流再生回路8の出力側に供給され、出力
電流の一部を成している。即ち、このスイツチン
グレギユレータでは、従来と同様のスイツチング
動作とともに、その動作が必要な駆動電流dが
直流出力と成つているため、駆動電流の電力損失
は抑制され、その変換効率が大幅に改善される。
しかも、このような効率の向上のために構成され
た回路は、駆動用トランジスタの接続形態を変更
するのみで実現でき、その構成は極めて簡単であ
り、その素子数を増加していない点が特徴であ
る。
また、このスイツチングレギユレータによれ
ば、トランジスタ6にhfeが低く、しかもスイツ
チング特性の良いトランジスタを用いた場合、駆
動電流が大きいにも拘わらず、トランジスタ30
に高いhfeのトランジスタを用いて変換損失を減
少させ、その高効率化を図ることができる。
ば、トランジスタ6にhfeが低く、しかもスイツ
チング特性の良いトランジスタを用いた場合、駆
動電流が大きいにも拘わらず、トランジスタ30
に高いhfeのトランジスタを用いて変換損失を減
少させ、その高効率化を図ることができる。
実験によれば、このように駆動電流を直流出力
として取り出すように構成した場合、その変換効
率は93%程度の高効率となることが確認されてい
る。
として取り出すように構成した場合、その変換効
率は93%程度の高効率となることが確認されてい
る。
また、以上説明した実施例では、自励式のスイ
ツチングレギユレータについて説明したが、この
発明は、第3図に示すように他励式のスイツチン
グレギユレータに実施しても同様の効果が期待で
きる。即ち、この実施例のスイツチングレギユレ
ータでは、他励式とするため、前記実施例の正帰
還用のコンデンサ44を除き、且つ、駆動用トラ
ンジスタ30のベースには鋸歯状波又は三角波等
の基準関数発生器46からの基準波形48を誤差
増幅器としてのトランジスタ38のコレクタに現
れる変動レベルとともに与えるものとする。この
結果、同様のパルス幅制御が可能になるが、この
ような他励式のスイツチングレギユレータにおい
ても、この発明の実施によつて得られる作用効果
は全く同様であり、その構成を変更する等の操作
も不要である。
ツチングレギユレータについて説明したが、この
発明は、第3図に示すように他励式のスイツチン
グレギユレータに実施しても同様の効果が期待で
きる。即ち、この実施例のスイツチングレギユレ
ータでは、他励式とするため、前記実施例の正帰
還用のコンデンサ44を除き、且つ、駆動用トラ
ンジスタ30のベースには鋸歯状波又は三角波等
の基準関数発生器46からの基準波形48を誤差
増幅器としてのトランジスタ38のコレクタに現
れる変動レベルとともに与えるものとする。この
結果、同様のパルス幅制御が可能になるが、この
ような他励式のスイツチングレギユレータにおい
ても、この発明の実施によつて得られる作用効果
は全く同様であり、その構成を変更する等の操作
も不要である。
なお、各実施例のように駆動用トランジスタ3
0のNPN形トランジスタを用いた場合、ベース
電流の流出がない点で有利であるが、PNP形ト
ランジスタを用いてもスイツチングトランジスタ
6の駆動電流を直流出力に加算することが可能で
あり、同様に変換効率を向上させることができ
る。また、トランジスタ38についても、実施例
のNPN形トランジスタに限定されるものではな
い。
0のNPN形トランジスタを用いた場合、ベース
電流の流出がない点で有利であるが、PNP形ト
ランジスタを用いてもスイツチングトランジスタ
6の駆動電流を直流出力に加算することが可能で
あり、同様に変換効率を向上させることができ
る。また、トランジスタ38についても、実施例
のNPN形トランジスタに限定されるものではな
い。
以上説明したようにこの発明によれば、スイツ
チングレギユレータに流す駆動電流を極めて簡単
な構成で出力側電流に重畳させることができ、そ
の変換効率を向上させることができる。
チングレギユレータに流す駆動電流を極めて簡単
な構成で出力側電流に重畳させることができ、そ
の変換効率を向上させることができる。
第1図は従来のスイツチングレギユレータを示
す回路図、第2図はこの発明のスイツチングレギ
ユレータの実施例を示す回路図、第3図はこの発
明の他の実施例を示す回路図である。 6…スイツチングトランジスタ、8…直流再生
回路、30…駆動用トランジスタ。
す回路図、第2図はこの発明のスイツチングレギ
ユレータの実施例を示す回路図、第3図はこの発
明の他の実施例を示す回路図である。 6…スイツチングトランジスタ、8…直流再生
回路、30…駆動用トランジスタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 直流入力を交流に変換するスイツチングトラ
ンジスタと、このスイツチングトランジスタで形
成された交流を直流に変換する直流再生回路と、
前記スイツチングトランジスタのベースと前記直
流再生回路の出力側との間に設置され前記スイツ
チングトランジスタに駆動電流を流すとともにそ
の駆動電流を直流再生出力に加算させる駆動用ト
ランジスタとを具備したことを特徴とするスイツ
チングレギユレータ。 2 前記駆動用トランジスタのベースには、前記
スイツチングトランジスタで形成された交流を正
帰還するとともに直流出力の変動レベルに応じて
時間幅を持つ制御パルスを与えることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載のスイツチングレ
ギユレータ。 3 前記駆動用トランジスタのベースには、直流
出力の変動レベルと基準関数波形とを重畳させて
得られる制御パルスを与えることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載のスイツチングレギユ
レータ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8938782A JPS58205224A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | スイツチングレギユレ−タ |
| EP86106668A EP0196679A3 (en) | 1982-05-26 | 1983-05-25 | Switching regulator |
| EP86106670A EP0201929A1 (en) | 1982-05-26 | 1983-05-25 | Switching circuit |
| EP86106669A EP0196680A3 (en) | 1982-05-26 | 1983-05-25 | Switching regulator |
| EP83105188A EP0095724A3 (en) | 1982-05-26 | 1983-05-25 | Switching circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8938782A JPS58205224A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | スイツチングレギユレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58205224A JPS58205224A (ja) | 1983-11-30 |
| JPS6364150B2 true JPS6364150B2 (ja) | 1988-12-09 |
Family
ID=13969245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8938782A Granted JPS58205224A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | スイツチングレギユレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58205224A (ja) |
-
1982
- 1982-05-26 JP JP8938782A patent/JPS58205224A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58205224A (ja) | 1983-11-30 |
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