JPH0550229B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は共通入力直流電圧からチヨツパ式スイ
ツチング電源回路と変圧器を有するスイツチング
電源回路より複数の異なる直流出力電圧を得るス
イツチング電源装置に関し、特にチヨツパ式スイ
ツチング電源回路のスイツチング素子の簡便な起
動回路を実現するスイツチング電源装置に関す
る。

(ロ) 従来の技術 ラツプトツプパソコンに代表されるバツテリー
入力のポータブルOA機器が増えてきている。こ
れらのOA機器の電源は入力が８〜16Vのバツテ
リーであり、出力は5V、±12V、−5V、35V等の
４〜６種類の直流電圧を得ており、変換効率が良
いことが条件となつている。従つてこれらの電源
には小型、高効率化を図るためスイツチング電源
回路を用いられている。

斯るスイツチング電源回路としては、マイコン
やメモリーを駆動する消費電流の多い5Vの電源
についてはチヨツパ式スイツチングレギユレータ
を用い、消費電流の少いバツテリーより高い直流
電圧（35V、±12V、−5V）の電源についてはフラ
イバツク式スイツチングレギユレータを用いてい
る。第３図を参照して具体的なスイツチング電源
回路を説明する。

第３図の上側に示すものがチヨツパ式スイツチ
ングレギユレータである。直列接続されたダイオ
ードＤ１とコンデンサＣ１はバツテリーからの直
流電圧を充電して制御回路へ供給し、制御回路
IC１（（集積回路で形成されている）は出力電圧
＋5Vに対応してパルス幅変調された制御パルス
を出力し、コンプリメンタリートランジスタTr
１、Tr２は制御パルスによりMOSトランジスタ
で構成されたスイツチング素子Tr３を断続する
ドライバー回路であり、ダイオードＤ２、チヨー
クコイルＬ１およびコンデンサＣ２は平滑回路を
形成し、スイツチング素子Tr３の出力である断
続電圧を平滑して＋5V電源を出力している。

第３図の下側に示すものがフライバツク式スイ
ツチングレギユレータである。制御回路IC２か
ら出力されている出力電圧（例えば＋12V）に対
応してパルス幅変調された制御パルスは、コンプ
リメンタリートランジスタTr４，Tr５で形成さ
れるドライバー回路に入力され、変圧器（フライ
バツクトランス）Ｔの１次巻線に直列に接続され
たMOSトランジスタより成るスイツチング素子
Tr６を断続して、変圧器Ｔの２次巻線より得ら
れる交流電圧をダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ
６およびコンデンサＣ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６で整
流平滑化されて複数の直流出力電圧35V、±12V、
−5Vを得ている。

なおチヨツパ式スイツチングレギユレータとし
ては特開昭62−48260号公報（H02M ３／155）、
フライバツク式スイツチングレギユレータとして
は特開昭62−64262号公報（H02M ３／28）等が
知られている。

(ハ) 発明が解決しようとする課題 しかしチヨツパ式スイツチングレギユレータに
おいて、スイツチング素子tr３として安価なＮチ
ヤンネルMOSトランジスタを用いると、オン状
態にするにはソースに比べてゲートを少くとも
4V以上高い電圧でバイアスする必要がある。こ
のため効率良く動作させる場合にこの電圧を発生
するために別途補助電源回路を設けるか、チヤー
ジアツプ回路を設けなくてはならない問題点を生
じる。

(ニ) 課題を解決するための手段 本発明は斯点に鑑みてなされ、フライバツク式
スイツチングレギユレータの変圧器の１次側に別
巻線を設けて効率良く動作するための電圧を発生
することにより、従来の問題点を解決したスイツ
チング電源装置を実現するものである。

(ホ) 作 用 本発明に依れば、フライバツク式スイツチング
レギユレータが起動して２次巻線に出力が生じる
と、変圧器Ｔの１次側に設けた別巻線に電圧が生
じて入力直流電圧より約5V以上高い電圧を作り、
スイツチング素子Tr３を効率良くドライブでき
る。

(ヘ) 実施例 本発明に依るスイツチング電源装置を第１図お
よび第２図を参照して詳述する。本発明に依るス
イツチング電源装置は従来のものと同様にチヨツ
パ式スイツチングレギユレータとフライバツク式
スイツチングレギユレータとで構成され、同一の
構成要素については第１図と第３図とで共通符号
を付している。

本発明の特徴は変圧器Ｔの１次側に別巻線１を
設け、別巻線１の電圧をダイオードＤ７を介して
チヨツパ式スイツチングレギユレータのドライバ
ー回路に供給する点にある。即ち、変圧器Ｔに付
加して設けた別巻線１から発生する電圧をダイオ
ードＤ７を介してバツテリーからの入力電圧（＋
８〜16V）より約5V高い直流電圧をドライバー
回路のNPNトランジスタTr１のコレクタに印加
し、ドライバー回路がオンしたときスイツチング
素子Tr３のゲートに印加している。

斯上した構成に依れば、バツテリー入力が印加
されると＋5V系のチヨツパ式スイツチングレギ
ユレータは、入力直流電圧がダイオードＤ１を介
してコンデンサＣ１を充電し、Ｎチヤンネル
MOSFETで構成されるスイツチング素子Tr３を
起動する。しかしこの状態では第２図ａに示す如
く、スイツチング素子Tr３のゲートには入力直
流電圧Vin（DC）が印加されるだけで、ソースに
対してゲートは十分に高くないので、スイツチン
グ素子Tr３のオン時の飽和電圧は約4Vとなり、
非常に効率の悪い状態でスイツチング動作をす
る。

次にフライバツク式スイツチングレギユレータ
が起動して変圧器Ｔの２次側に出力電圧を供給す
る様になると、１次側に設けた別巻線１に約5V
以上高い電圧が発生し、ダイオードＤ７を介して
第２図ｂに示す如く、ドライバー回路に入力直流
電圧Vin（DC）より約5V高い直流電圧を印加し、
スイツチング素子Tr３はゲートがソースより約
5V以上高くなり効率良くスイツチング動作を行
う。なお、ダイオードＤ１，Ｄ７は夫々電流が逆
流するのを防止している。

本実施例ではスイツチング素子Tr３としてＮ
チヤンネルMOSFETを用いたが、NPNトランジ
スタを用いてもエミツタに対してベースの電位を
少くとも0.6〜1V以上高くする必要があり、別巻
線１で約0.6〜1V以上の電圧を発生すれば効率の
良いチヨツパ式スイツチングレギユレータを実現
できる。

またフライバツク式スイツチングレギユレータ
の代りにフオワード式スイツチングレギユレータ
を用いても同様に達成できる。

(ト) 発明の効果 本発明に依れば、変圧器Ｔの１次側に別巻線１
を設け、フライバツク式スイツチングレギユレー
タの起動に合せて別巻線１より約5Vの電圧を得
てチヨツパ式スイツチングレギユレータのスイツ
チング素子Tr３のゲートに印加しているので、
ＰチヤンネルMOSFETより安価でオン抵抗の低
いＮチヤンネルMOSFETをスイツチング素子Tr
３として利用でき、極めて高効率を別電源を設け
ることなく実現できる利点を有する。

また本発明では別巻線１とダイオードＤ７のみ
で達成できるのでスペースの増加はなく、小型薄
型化を求められるポータブルOC機器には最適の
スイツチング電源装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスイツチング電源装置を
説明する回路図、第２図は本発明の動作を説明す
る波形図であり、第１図のａ，ｂ点のものと対応
し、第３図は従来のスイツチング電源装置を説明
する回路図である。 Tr１，Tr２，Tr４，Tr５はドライバー回路
を形成するトランジスタ、Tr３，Tr６はスイツ
チング素子、IC１，IC２は制御回路を内蔵する
集積回路、Ｄ１〜Ｄ７はダイオード、Ｃ１〜Ｃ６
はコンデンサ、Ｔは変圧器、Ｌ１はチヨーク、１
は別巻線である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力直流電圧をスイツチング素子で断続して
   得た直流断続電圧を平滑化するチヨツパ式スイツ
   チング電源回路と前記入力直流電圧を変圧器の１
   次巻線を介してスイツチング素子と接続し前記ス
   イツチング素子を断続して前記変圧器の２次巻線
   より得る交流電圧を整流平滑化して直流出力電圧
   を得るスイツチング電源回路とを有するスイツチ
   ング電源装置において、前記変圧器の１次側に別
   巻線を設け、起動すると前記別巻線に発生する電
   圧を用いて前記チヨツパ式スイツチング電源回路
   の前記スイツチング素子を駆動することを特徴と
   するスイツチング電源装置。 ２ 前記スイツチング素子としてＮチヤンネル
   MOSトランジスタを用いたことを特徴とする請
   求項１記載のスイツチング電源装置。