(57)【要約】  【課題】スイッチングレギュレータ内の高周波変圧器に特に手を加えることなく、スイッチング制御回路に安定した電源を供給することのできる補助電源回路１を提供する。  【解決手段】高周波変圧器Ｔ１の一次側巻き線に接続された直流遮断用キャパシタと、前記直流遮断用キャパシタと接地との間に接続された逆流防止ダイオードと、前記逆流防止ダイオードに並列に接続されたスイッチングトランジスタと、前記整流回路の出力端子と前記スイッチングトランジスタのベースとの間に接続された定電圧ダイオードとを備える。【選択図】        図２
2005278271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングレギュレータのスイッチング素子をオンオフ制御するスイッチング制御回路に電源を供給するための補助電源回路であって、
スイッチングレギュレータの高周波変圧器の一次側巻き線に接続された直流遮断用キャパシタと、
前記直流遮断用キャパシタと接地との間に接続された逆流防止ダイオードと、
前記直流遮断用キャパシタと逆流防止ダイオードとの接続点に接続され、スイッチング制御回路に供給する電源を得るため整流回路と、
前記整流回路によって整流された電圧を、定電圧に保持するための定電圧回路とを備えることを特徴とする補助電源回路。
【請求項２】
前記定電圧回路は、スイッチング制御回路に供給する電圧が設定電圧を超えた場合に前記逆流防止ダイオードを実質的に短絡し、スイッチング制御回路に供給する電圧が設定電圧を以下になった場合に前記逆流防止ダイオードを実質的に開放する回路である請求項１記載の補助電源回路。
【請求項３】
前記定電圧回路は、前記逆流防止ダイオードに並列に接続されたスイッチングトランジスタと、前記整流回路の出力端子と前記スイッチングトランジスタのベースとの間に接続された定電圧ダイオードとを備えることを特徴とする請求項２記載の補助電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチングレギュレータのスイッチング素子をオンオフ制御するスイッチング制御回路に電源を供給するための補助電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スイッチングレギュレータは、小型、高効率の直流電源回路として広く使用されている。
図３に、従来の典型的なスイッチングレギュレータの回路図を示す。
このスイッチングレギュレータは、直流入力電源に接続された高周波変圧器、高周波変圧器に供給される電源をスイッチングするためのスイッチング素子、スイッチング素子をオンオフ制御するスイッチング制御回路、高周波変圧器の二次側に接続される出力整流回路などから構成されている。
【０００３】
前記スイッチング素子は、例えばＭＯＳＦＥＴからなるものであり、スイッチング制御回路から供給されるゲート制御信号に応じて直流入力電源のオンオフを行う。
前記スイッチング制御回路は、スイッチング素子を高い周波でオンオフさせる回路であり、そのオンオフのデューティ比を設定することによって、出力電圧値を制御する。
前記スイッチング制御回路を駆動するための補助電源が必要である。従来、スイッチング制御回路を駆動するための補助電源は、図３に示すように、高周波変圧器に別の巻き線を作って、この巻き線に発生する交流電圧を、整流器で整流することによって得ていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前述した補助電源回路では、高周波変圧器に新たな巻き線を作る必要があり、このため、高周波変圧器の構造が複雑になり、容積も大きくなり、高周波変圧器の価格も上がる、という課題がある。
また、補助電源回路からスイッチング制御回路に供給される電源電圧は、スイッチングレギュレータの負荷変動によって変動することは好ましくないが、前述した補助電源回路では、負荷変動対策が施されていない。よって、補助電源回路から安定した電源電圧を供給できることが望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、スイッチングレギュレータにおいて、高周波変圧器に特に手を加えることなく、スイッチング制御回路に安定した電源を供給することのできる補助電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の補助電源回路は、高周波変圧器の一次側巻き線に接続された直流遮断用キャパシタと、前記直流遮断用キャパシタと接地との間に接続された逆流防止ダイオードと、前記直流遮断用キャパシタと逆流防止ダイオードとの接続点に接続され、スイッチング制御回路に供給する電源を得るため整流回路と、前記整流回路によって整流された電圧を、定電圧に保持するための定電圧回路とを備えるものである。
【０００７】
前記の構成によれば、高周波変圧器の一次側巻き線から、スイッチング制御回路に供給する電源を取得している。したがって、高周波変圧器に新たな巻き線を作る必要がなくなり、高周波変圧器の構造を簡単にすることができ、その容積も小さくすることができる。
前記定電圧回路は、スイッチング制御回路に供給する電圧が設定電圧を超えた場合に前記逆流防止ダイオードを実質的に短絡し、スイッチング制御回路に供給する電圧が設定電圧を以下になった場合に前記逆流防止ダイオードを実質的に開放する回路で構成することができる。
【０００８】
前記定電圧回路は、定電圧用集積回路素子を用いた回路により実現できるが、例えばトランジスタやダイオードなどディスクリート素子の組み合わせにより実現することもできる。
具体的にいえば、前記定電圧回路は、前記逆流防止ダイオードに並列に接続されたスイッチングトランジスタと、前記整流回路の出力端子と前記スイッチングトランジスタのベースとの間に接続された定電圧ダイオードとにより実現することができる。
【０００９】
この回路によれば、定電圧ダイオードの定電圧と、前記スイッチングトランジスタのベース・エミッタ間の電圧の和が「設定電圧」になる。スイッチング制御回路に供給する電圧が設定電圧を超えた場合に、スイッチングトランジスタが短絡し、スイッチング制御回路に供給する電圧が設定電圧を以下になった場合に、スイッチングトランジスタが開放する。したがって、スイッチング制御回路に供給する電圧を設定電圧に保持することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、高周波変圧器に特に手を加えることなく、スイッチング制御回路に安定した電源を供給することのできる補助電源回路を得ることができるので、小型で安価なスイッチングレギュレータを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、スイッチングレギュレータの全体回路図である。このスイッチングレギュレータは、商用電源から、安定した直流出力電圧を取り出すための装置である。
商用電源は、ヒューズＦ、突入電流防止抵抗Ｒ１、アレスタＡＲ、並びにインダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２により構成されるノイズフィルタを経て、整流回路３に入力される。整流回路３周辺に配置されたキャパシタＣ３，Ｃ４はノイズ吸収用であり、整流回路の出力側に配置されたキャパシタＣ６は平滑用である。なお、キャパシタＣ５，Ｃ１１はコモンノイズ除去用である。
【００１２】
前記整流回路３によって得られた直流電源は、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２によって高周波（例えば数百ＭＨｚ）でオンオフされる。ＭＯＳＦＥＴのゲートにつながっているのは、スイッチングの周波数、デューティ比などを設定するためのスイッチング制御回路２を含む集積回路素子ＩＣ１である。
前記スイッチング素子によってオンオフされた電源は、高周波変圧器Ｔ１の一次側に入力される。高周波変圧器Ｔ１の一次側に直列に挿入されたインダクタＬ３は、ノイズ吸収用である。
【００１３】
高周波変圧器Ｔ１の二次側には、整流用集積回路素子ＩＣ２が接続されている。この集積回路素子ＩＣ２は、高周波変圧器Ｔ１の二次側から得られる交流電源を直流に整流して出力する。整流された直流電源は、キャパシタＣ９及びインダクタＬ４によりノイズ吸収され、大容量キャパシタＣ１０により平滑されて、出力端子ＴOUTから出力される。
なお、スイッチングレギュレータの出力電圧値を一定値に制御するために、その一定値との差電圧をフォトカップラＰＣに入力し、フォトカップラＰＣの出力を集積回路素子ＩＣ１に戻すようにしている。これにより、集積回路素子ＩＣ１の発振周波数及びデューティ比を変化させて、スイッチングレギュレータの出力電圧値が一定値になるようにフィードバック制御している。
【００１４】
以上に説明したスイッチングレギュレータの集積回路素子ＩＣ１内部の、スイッチング制御回路２に電源を供給するための補助電源回路１の構成を、図２に示す。
集積回路素子ＩＣ１の端子３は、高周波変圧器Ｔ１の一次側にキャパシタＣ７を通してつながっている（図１参照）。集積回路素子の端子２は、整流回路の＋側出力につながっていて、この整流回路の＋側出力から電源を得る（図１参照）。
【００１５】
集積回路素子ＩＣ１の補助電源回路１は、図２に示すように、端子３と接地端子９との間につながる逆流防止用ダイオードＤ１、端子３と補助電源用出力端子Ｔとの間に接続された整流用ダイオードＤ２、端子２と補助電源用出力端子Ｔとの間に接続された抵抗Ｒ４、補助電源用出力端子Ｔと接地端子９との間に接続されたキャパシタＣ１２、並びに逆流防止用ダイオードＤ１に並列接続されたトランジスタＱ３及びトランジスタＱ３のベースと補助電源用出力端子Ｔとの間に接続されたツェナーダイオードＺＤを備えている。
【００１６】
この補助電源回路１の動作は次のとおりとなる。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の切替えによって、高周波変圧器Ｔ１の一次側に電流ｉ（図１参照）が流れる時点では、キャパシタＣ７を通して端子３に正電圧がかかる。このため補助電源回路１の整流用ダイオードＤ２が導通する。
補助電源回路１の補助電源用出力端子Ｔにかかる電圧が、ツェナーダイオードの定電圧Ｖｚとトランジスタのベース・エミッタ間電圧ＶBEの和（Ｖｚ＋ＶBE）を超えた場合、トランジスタＱ３が導通して整流用ダイオードＤ２を逆バイアス状態にし、整流用ダイオードＤ２を遮断してしまう。この結果、補助電源用出力端子Ｔは、定電圧（Ｖｚ＋ＶBE）を超えることができない。
【００１７】
補助電源用出力端子Ｔにかかる電圧が、（Ｖｚ＋ＶBE）以下になれば、トランジスタＱ３がオフになり、整流用ダイオードＤ２は導通する。そのため、整流用ダイオードＤ２に電流が流れて、キャパシタＣ１２に電荷が蓄積され、補助電源用出力端子Ｔの電圧を上げる。
以上の動作により、補助電源用出力端子Ｔは、定電圧（Ｖｚ＋ＶBE）に保たれる。この定電圧（Ｖｚ＋ＶBE）が、スイッチング制御回路２に供給される補助電源電圧Ｖccとなる。
【００１８】
以上のように、一定の補助電源電圧Ｖccがスイッチング制御回路２に供給されるので、スイッチング制御回路２の動作を安定させることができる。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】スイッチングレギュレータの全体回路図である。
【図２】集積回路素子ＩＣ１内部の、スイッチング制御回路２に電源を供給するための補助電源回路１の回路図である。
【図３】従来の典型的なスイッチングレギュレータの回路図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  補助電源回路
２  スイッチング制御回路
Ｃ７  直流遮断用キャパシタ
Ｄ１  逆流防止用ダイオード
Ｄ２  整流用ダイオード
Ｑ１，Ｑ２  スイッチング素子
Ｑ３  トランジスタ
Ｔ１  高周波変圧器
ＺＤ  ツェナーダイオード
【図１】
2005278271.tif 000003
【図２】
2005278271.tif 000004
【図３】
2005278271.tif 000005