(57)【要約】【課題】降圧自励発振型チョッパー回路の効率を改善する。【解決手段】入力側のＮＰＮトランジスタ２のコレクタとＦＥＴ１のゲートとを抵抗２０とダイオード１０を介して接続し、該ＮＰＮトランジスタ２のベースと入力電源２３の正極側とをツェナーダイオード８と起動抵抗１２で直列接続し、上記ＦＥＴ１のドレインとツェナーダイオード８との間に、インダクタ５、第１のコンデンサ７、抵抗２２、および出力電圧制御用シャントレギュレータ４を直列接続し、上記インダクタ５とシャントレギュレータ４とを、ダイオード１１と抵抗１９で直列接続する。シャントレギュレータ４側の起動抵抗１２と入力電源２３の正極との間に、第２のコンデンサ９を接続することにより、起動後には不要となる起動抵抗１２に電流が流れないようにして、該抵抗による消費電力をなくすことができ、チョッパー回路の効率改善を図ることができる。【選択図】　　　　図１
2004129434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側のＮＰＮトランジスタのコレクタとＦＥＴのゲートとを抵抗とダイオードを介して接続し、該ＮＰＮトランジスタのベースと入力電源の正極側とをツェナーダイオードと起動抵抗で直列接続し、上記ＦＥＴのドレインとツェナーダイオードとの間に、インダクタ、第１のコンデンサ、抵抗、および出力電圧制御用シャントレギュレータを直列接続し、上記インダクタとシャントレギュレータとを、ダイオードと抵抗で直列接続し、ＮＰＮトランジスタがオンし、ＦＥＴがオンすると、インダクタを通じて出力側の第１のコンデンサが充電され、第１のコンデンサの電圧が上昇すると出力電圧制御用のシャントレギュレータのカソード電圧が降下し、上記ＮＰＮトランジスタをオフすることで上記ＦＥＴがオフとなり、第１のコンデンサから負荷に放電され、第１のコンデンサの電圧が降下すると、上記シャントレギュレータのカソード電圧が上昇し、上記ＮＰＮトランジスタをオンすることで上記ＦＥＴがオンし、インダクタを通じて第１のコンデンサに充電電流を流す降圧自励発振型のチョッパー回路において、
上記起動抵抗と入力電源の正極との間に、第２のコンデンサを接続したことを特徴とするチョッパー回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チョッパー回路の消費電力を低減し、効率を改善した回路構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、降圧自励発振型チョッパー回路として、図２のようにシャントレギュレータ４のカソードと入力電源２３との間に起動抵抗１２を接続し、該抵抗１２からツェナーダイオード８を介して、ＮＰＮトランジスタ２をオンし、ＦＥＴをオンさせて起動する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１００５９３号（第１−２頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図２の従来例による回路の動作を説明すると、初めに入力電源２３から起動抵抗１２およびツェナーダイオード８を通じてＮＰＮトランジスタ２のベースに電流が流れ、該トランジスタ２がオンし、スイッチング素子であるＦＥＴ１がオンすると、インダクタ５を通じて出力側の第１のコンデンサ７が充電され、第１のコンデンサ７の電圧が上昇する。その後、分圧抵抗１３，１４で分圧した電圧がシャントレギュレータ４の内部基準電圧より高くなると、カソード電圧が降下し、ＮＰＮトランジスタ２をオフすることで、上記ＦＥＴ１がオフとなり、第１のコンデンサ７から負荷に放電され、第１のコンデンサ７の電圧が降下すると、分圧抵抗１３，１４で分圧した電圧がシャントレギュレータ４の内部基準電圧より低くなり、カソード電圧が上昇すると、再びＮＰＮトランジスタ２をオンすることで上記ＦＥＴ１がオンし、インダクタ５を通じて第１のコンデンサ７を充電する動作を繰り返す。
ＮＰＮトランジスタ２を駆動させる電力は、起動時、入力電源２３より起動抵抗１２を経由してツェナーダイオード８を通じ供給されるが、一旦、第１のコンデンサ７が充電され電圧が上昇すると、ダイオード１１および抵抗１９を経由してツェナーダイオード８を通じ供給されるので起動抵抗１２は、起動時以外、不必要な部品であり、この起動抵抗１２が消費している、数１の電力Ｐが無駄なものであった。
【０００５】
【数１】
2004129434.tif 000003
【０００６】
上記したように、回路の発振動作開始時には必要であるが、一旦、第１のコンデンサ７の両端電圧が上昇すると不必要となる起動抵抗１２の消費電力をなくし、効率を改善することが求められていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決したものであり、図１のようにシャントレギュレータ４側の起動抵抗１２と入力電源２３の正極との間に、第２のコンデンサ９を接続し、直流的には回路を遮断するようにし、起動抵抗１２の消費電力を低減するものである。
すなわち、入力側のＮＰＮトランジスタ２のコレクタとＦＥＴ１のゲートとを抵抗２０とダイオード１０を介して接続し、該ＮＰＮトランジスタ２のベースと入力電源２３の正極側とをツェナーダイオード８と起動抵抗１２で直列接続し、上記ＦＥＴ１のドレインとツェナーダイオード８との間に、インダクタ５、第１のコンデンサ７、抵抗２２、および出力電圧制御用シャントレギュレータ４を直列接続し、上記インダクタ５とシャントレギュレータ４とを、ダイオード１１と抵抗１９で直列接続し、ＮＰＮトランジスタ２がオンし、ＦＥＴ１がオンすると、インダクタ５を通じて出力側の第１のコンデンサ７が充電され、第１のコンデンサ７の電圧が上昇すると出力電圧制御用のシャントレギュレータ４のカソード電圧が降下し、上記ＮＰＮトランジスタ２をオフすることで上記ＦＥＴ１がオフとなり、第１のコンデンサ７から負荷に放電され、第１のコンデンサ７の電圧が降下すると、上記シャントレギュレータ４のカソード電圧が上昇し、上記ＮＰＮトランジスタ２をオンすることで上記ＦＥＴ１がオンし、インダクタ５を通じて第１のコンデンサ７に充電電流を流す降圧自励発振型のチョッパー回路において、
上記起動抵抗１２と入力電源２３の正極との間に、第２のコンデンサ９を接続したことを特徴とするチョッパー回路である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、上記のように、シャントレギュレータ４側の起動抵抗１２と入力電源の正極との間に、第２のコンデンサ９を接続することにより、起動後には不要となる起動抵抗１２に電流が流れないようにして、該抵抗による消費電力をなくすことができ、チョッパー回路の効率改善を図ることができる。
【０００９】
【実施例】
図１は、本発明の降圧自励発振型チョッパー回路の基本回路図である。
入力電源２３がオンになると第２のコンデンサ９、起動抵抗１２およびツェナーダイオード８を通じてＮＰＮトランジスタ２のベースに電流が流れ、該トランジスタ２がオンし、スイッチング素子であるＦＥＴ１がオンすると、インダクタ５を通じて出力側の第１のコンデンサ７が充電され、電圧が上昇する。その後、分圧抵抗１３，１４で分圧した電圧がシャントレギュレータ４の内部基準電圧より高くなると、カソード電圧が降下するが、このカソード電圧は、ダイオード１１および抵抗１９により供給されるため、ＦＥＴ１が発振動作を継続している間は、シャントレギュレータ４のアノードからみて、ほぼ直流的にＮＰＮトランジスタ２のベース・エミッタ間電圧とツェナーダイオード８の電圧を加算した値と同一である。よって、入力電源２３とシャントレギュレータ４のアノード電圧との間も直流的な電圧印加状態としかならず、直流電圧がコンデンサの両端に印加された場合、コンデンサには電流がほとんど流れないという性質上、この間に接続されている第２のコンデンサ９および起動抵抗１２にも電流は流れないため、起動抵抗１２の消費電力も低減できることがわかる。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の実施例による図１のチョッパー回路と従来例による図２のチョッパー回路において、以下の条件下で出力電流に対する効率の比較を行った。その結果を表１、表２、図３に示す。
〈条件〉
入力電源２３の電圧　　　　　　２４Ｖ
第１のコンデンサ７の両端電圧　５Ｖ
起動抵抗１２の抵抗値　　　　　２．２ｋΩ
第２のコンデンサ９の容量値　　０．１μＦ
【００１１】
【表１】
2004129434.tif 000004
【００１２】
【表２】
2004129434.tif 000005
【００１３】
表１、表２および図３から明らかなように、実施例によるチョッパー回路は従来例と比べて効率が改善されており、その効果は、出力電流が小さいほど著しい。
【００１４】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、シャントレギュレータ４側の起動抵抗１２と入力電源２３の正極との間に、第２のコンデンサ９を接続することにより、起動後には不要となる起動抵抗１２に電流が流れないようにして、該抵抗による消費電力をなくすことができ、チョッパー回路の効率改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるチョッパー回路の基本回路図である。
【図２】従来例によるチョッパー回路の基本回路図である。
【図３】実施例のチョッパー回路と従来例との出力電流に対する効率を比較した図である。
【符号の説明】
１　ＦＥＴ
２　ＮＰＮトランジスタ
３　ＮＰＮトランジスタ
４　シャントレギュレータ（出力電圧制御用）
５　インダクタ
６　ダイオード
７　第１のコンデンサ
８　ツェナーダイオード
９　第２のコンデンサ
１０，１１　ダイオード
１２　起動抵抗
１３，１４　分圧抵抗
１５〜２２　抵抗
２３　入力電源
２４　負荷
【図１】
2004129434.tif 000006
【図２】
2004129434.tif 000007
【図３】
2004129434.tif 000008