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発明の名称 スイッチング電源装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−322243
公開日 平成8年(1996)12月3日
出願番号 特願平7−124857
出願日 平成7年(1995)5月24日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 秀雄 (外1名)
発明者 戸塚 正二 / 長谷川 崇彦 / 小堀 隆
要約 目的
本発明は効率が向上するよう改良したスイッチング電源装置を提供することを目的とする。

構成
直流電圧をスイッチングするスイッチング素子と、出力電圧に応じて前記スイッチング素子をオンオフさせる制御電圧を発生させる制御電圧発生手段と、前記制御電圧発生手段よりの制御電圧に基づいて直流電圧をオンオフさせて前記制御電圧に重畳する電圧加算手段と、を備える。
特許請求の範囲
【請求項1】 直流電圧をスイッチングするスイッチング素子と、出力電圧に応じて前記スイッチング素子をオンオフさせる制御電圧を発生させる制御電圧発生手段と、前記制御電圧発生手段よりの制御電圧に基づいて直流電圧をオンオフさせて前記制御電圧に重畳する電圧加算手段と、を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項2】 前記電圧加算手段の直流電圧をオンオフさせるための駆動手段を、直流電圧を抵抗で分圧し、分圧された電圧をダイオードを介して前記制御電圧発生手段の出力に接続すると共に分圧された電圧をバッファ手段を介して駆動信号を得るようにしたことを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。
【請求項3】 前記駆動信号を出力するバッファ手段に入力する電圧を、分圧された電圧を定電圧素子を介して入力するようにしたことを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。
【請求項4】 前記スイッチング素子をFET、前記電圧加算手段の直流電圧のオンオフをトランジスタ、また前記駆動手段のバッファをトランジスタで構成したことを特徴とする請求項1,2または3記載のスイッチング電源装置。
【請求項5】 前記スイッチング素子のFETのゲートに抵抗を介して直流電圧を供給し、またゲートに抵抗を接続して前記制御電圧発生手段よりの制御電圧を供給するようにしたことを特徴とする請求項4記載のスイッチング電源装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直流電圧をスイッチングして電圧を変換して負荷に供給するスイッチング電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスイッチング電源装置を図3を参照して説明する。図3において、1は直流電源、2は直流電圧をスイッチングするFET、3はFET2をオンオフさせる制御回路、4および5はスイッチングされた電圧を平滑するコイルおよびコンデンサ、6はリターン回路を形成するためのダイオード、7および8は負荷電圧を分圧する抵抗、9,11は抵抗、10は負荷である。
【0003】制御回路3は一定の繰返し周期パルスを出力し、抵抗7および8で分圧された負荷電圧が設定値より低くなると出力パルス巾を大にし、高くなると狭くしたパルスを出力する。図4は制御回路3より出力されるパルス電圧を示しており、パルス電圧が0VになるとFETのゲート電圧が低下してFET2はオン状態となり、パルス電圧が+Vになるとオフ状態となる。
【0004】FET2がオンオフされると、オン時にコイル4に蓄えられたエネルギはオフ時にダイオード6を介し、コンデンサ5で平滑されて負荷10に供給される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来のスイッチング電源装置においては、制御回路より出力されるパルス電圧でFETをオンオフさせていた。FETのゲートソース間には容量が存在し、この容量が存在するために、図4の実線で示す制御信号を印加したとしても点線で示すように制御が行なわれ、この間に損失が発生して効率が悪くなる。
【0006】本発明は効率が良くなるよう改良したスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するために本発明が採用した手段を説明する。直流電圧をスイッチングするスイッチング素子と、出力電圧に応じて前記スイッチング素子をオンオフさせる制御電圧を発生させる制御電圧発生手段と、前記制御電圧発生手段よりの制御電圧に基づいて直流電圧をオンオフさせて前記制御電圧に重畳する電圧加算手段と、を備える。
【0008】また第2の発明においては、前記電圧加算手段の直流電圧をオンオフさせるための駆動手段を、直流電圧を抵抗で分圧し、分圧された電圧をダイオードを介して前記制御電圧発生手段の出力に接続すると共に分圧された電圧をバッファ手段を介して駆動信号を得るようにする。
【0009】また第3の発明においては、前記駆動信号を出力するバッファ手段に入力する電圧を、分圧された電圧を定電圧素子を介して入力する。また第4の発明においては、前記スイッチング素子をFET、前記電圧加算手段の直流電圧のオンオフをトランジスタ、また前記駆動手段のバッファをトランジスタで構成する。
【0010】また第5の発明においては、前記スイッチング素子のFETのゲートに抵抗を介して直流電圧を供給し、またゲートに抵抗を接続して前記制御電圧発生手段よりの制御電圧を供給する。
【0011】
【作用】制御電圧発生手段より発生する制御電圧によってスイッチング素子は直流電圧をオンオフさせる。電圧加算手段は制御電圧発生手段よりの制御電圧に基づいて直流電圧をオンオフさせて制御電圧に重畳する。
【0012】また電圧加算手段を駆動する駆動手段は、直流電圧を分圧し、分圧された電圧をダイオードを介して制御電圧発生手段の出力に接続し、分圧された電圧をバッファ手段を介して電圧加算手段を駆動する。またバッファ手段に入力する電圧を、分圧された電圧を定電圧素子を介して入力する。
【0013】またスイッチング素子をFET、電圧加算手段の直流電圧のオンオフをトランジスタ、またバッファ手段をトランジスタで構成する。またスイッチング素子のFETのゲートに抵抗を介して直流電圧を供給し、またゲートに抵抗を介して制御電圧発生手段よりの制御電圧を供給する。
【0014】以上のように、スイッチング素子による直流電圧のオンオフの制御を制御電圧発生手段よりの制御電圧に加えて、制御電圧に基づいて直流電圧をオンオフさせた電圧を重畳するようにしたので、スイッチング素子のオンオフ特性が改善されて損失が少なくなり効率を向上させることができる。
【0015】また、制御電圧に重畳する電圧加算手段の駆動を、直流電圧を分圧し、分圧された電圧をダイオードを介して制御電圧発生手段の出力に接続し、分圧された電圧をバッファを介して得るようにしたので、直流電圧値にかかわらず容易に駆動電圧を得ることができる。
【0016】またバッファに入力する電圧を、分圧された電圧を定電圧素子を介して入力するようにしたので、直流電圧の変動に左右されることなく動作させることができる。また、スイッチング素子をFET、電圧加算手段およびバッファをトランジスタで構成するようにしたので、高効率のスイッチング電源装置を構成することができる。
【0017】またFETのゲートに直流電圧を抵抗を介して接続し、またゲートに抵抗を介して制御電圧を供給するようにしたので、FETのオンオフ動作を効率よく行なわすことができる。
【0018】
【実施例】本発明の一実施例を図1を参照して説明する。図1は本発明の実施例の構成図である。図1において、電源装置1、FET2、制御回路3、コイル4、コンデンサ5、ダイオード6、抵抗7〜9、および負荷10については図3で説明した通りである。
【0019】また、12および13はトランジスタ、11および14〜17は抵抗、18はツェナダイオード、19はダイオードである。制御回路3より出力される制御パルスによってFET2がオンオフされ負荷10に変換された電圧が供給される動作は従来例の図3で説明した通りである。
【0020】図2(A)に示すように、制御回路3よりパルスが送出されると、電圧が0Vのときはダイオード19を介して電流が流れて抵抗16と17で分圧された電圧が低下し、トランジスタ13は図2(B)で示すようにオンオフ動作する。トランジスタ13が図2(B)で示すようにオンオフされるとトランジスタ12は図2(C)で示すようにオンオフ動作が行なわれ、FETのゲートに直流電圧を重畳する。
【0021】したがって、図4で説明したように、制御回路3よりの出力が0Vより+Vに変化したときにはトランジスタ12もオンとなって直流電圧をFETのゲートに重畳され、ゲートの入力容量の放電がトランジスタ12を介して行なわれるため立上りの早い電圧が供給されることになり損失を少なくすることができる。
【0022】なお実施例ではスイッチング素子としてFETを使用するようにしていたが、トランジスタで行なうようにしても良い。またトランジスタ13のベースにツェナダイオードを介して分圧された電圧を供給するようにしていたが、ツェナダイオードの代りに抵抗を用いても良いが、ツェナダイオードを用いることにより直流電圧が変化しても動作を確実に行なわせることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次の効果が得られる。スイッチング素子による直流電圧のオンオフの制御を制御電圧発生手段よりの制御電圧に加えて、制御電圧に基づいて直流電圧をオンオフさせた電圧を重畳するようにしたので、スイッチング素子のオンオフ特性が改善されて損失が少なくなり効率を向上させることができる。
【0024】また、制御電圧に重畳する電圧加算手段の駆動を、直流電圧を分圧し、分圧された電圧をダイオードを介して制御電圧発生手段の出力に接続し、分圧された電圧をバッファを介して得るようにしたので、直流電圧値にかかわらず容易に駆動電圧を得ることができる。
【0025】またバッファに入力する電圧を、分圧された電圧を定電圧素子を介して入力するようにしたので、直流電圧の変動に左右されることなく動作させることができる。また、スイッチング素子をFET、電圧加算手段およびバッファをトランジスタで構成するようにしたので、高効率のスイッチング電源装置を構成することができる。
【0026】またFETのゲートに直流電圧を抵抗を介して接続し、またゲートに抵抗を介して制御電圧を供給するようにしたので、FETのオンオフ動作を効率よく行なわすことができる。




 

 


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