JPH01136563A - Dc−dcコンバータ - Google Patents

Dc−dcコンバータ

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JPH01136563A
JPH01136563A JP29377287A JP29377287A JPH01136563A JP H01136563 A JPH01136563 A JP H01136563A JP 29377287 A JP29377287 A JP 29377287A JP 29377287 A JP29377287 A JP 29377287A JP H01136563 A JPH01136563 A JP H01136563A
Authority
JP
Japan
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transistor
voltage
base
load
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP29377287A
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English (en)
Inventor
Masami Furuta
古田 政美
Tamotsu Yoneda
米田 保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は変動する直流電源電圧を主トランジスタを介し
繰返し開閉して、負荷に電圧を可変設定できる安定な直
流電圧を供給するいわゆるDCチョッパ方式のDC−D
Cコンバータに関するもので、 特に効率でしかも電源電圧変動、負荷変動に対して効率
変動が少なくなるようにしたDC−DCコンバータに関
する。 なお以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部
分を示す。
【従来の技術】
第3図はこの種の可変出力型D(、−DCコンバータの
回路構成例を示す。同図においてEOは電圧の変動し得
る直流電源(又は電源電圧)、RLは負荷(又は負荷抵
抗)、Qlは直流電源EOを繰返し開閉して負荷R,L
に一定の負荷電圧(出力電圧ともいう)VLを供給する
ための主トランジスタ、LlとC1はそれぞれ主トラン
ジスタQ1によって負荷RLに断続印加される直流電圧
を平滑化するための平滑リアクトルと平滑コンデンサで
ある。Dlは転流ダイオードで主トランジスタQ1のオ
フ時に導通して平滑リアクトルの電流を維持する。 QCは制御用トランジスタで直流電源EO側(主トラン
ジスタQ1のエミッタ側)から抵抗R1を経て供給され
る主トランジスタQ1のベース電流IBIを開閉する。 CCIは制御回路で可変し得る基準設定電圧Vrと負荷
電圧VLとを比較し両者が等しくなるようなオン、オフ
比の繰返し断続信号を制御トランジスタQCのベースに
与え、該トランジスタQCを開閉駆動しベース電流IB
lを断続するものである。
【発明が解決しようとする問題点】
ところで第3図の回路では主トランジスタQ1のベース
電流IBIは、電源電圧EOで決定され電源電圧EOが
高いと多(低いと少ない。 本来、主トランジスタQ1のコレクタ電流IC1は負荷
電流II、により決まるため、出力電圧(負荷電圧)V
Lが一定であれば、コレクタ電流ICは電源電圧EOと
無関係であり変化しない、従って電源電圧EOが上昇し
てベース電流IBIが増加するのは主トランジスタQ1
のオーバードライブとなって効率低下の原因になってい
る。 また電源電圧EOが一定であっても、負荷抵抗RLがあ
まり変化しない可変出力型のDC−DCコンバータの場
合、出力電圧VLが低くなると負荷電流ILも少なくな
り、やはりオーバードライブとなって効率低下の原因に
なっていた。 ちなみに第4図はこのようなりC−DCコンバータの効
率の特性例を示し、縦軸は効率η、横軸は電源電源EO
である。ここで破線のカーブBが第3図の回路について
のものであり、カーブ3は出力電流(この場合コレクタ
電流)ICIまたは負荷電流ILが大の場合を、カーブ
4は出力電流ICIまたは負荷電流ILが小の場合をそ
れぞれ示す。 そこで本発明の目的は主トランジスタQ1の通常動作時
のベース電流IBIを出力電源VLの増減に応じて増減
させるようにしたDC−DCコンバータを提供すること
により、上記問題点を解決し、D(、−DCコンバータ
を電源電圧変動、負荷変動に対して高効率としながら、
しかもその構成を簡単で安価なものとする点にある。
【問題点を解決するための手段] 前記の目的を達成するために本発明のDC−DCコンバ
ータは、r直流電源(EOなど)の電圧を繰返し開閉し
て負荷(RLなど)に設定値を可変できる所定の直流電
圧(VLなど)を供給する第1のトランジスタ(主トラ
ンジスタQ1など)を備えたDC−DCコンバータであ
って、前記直流電源と負荷とはそれぞれ一端を基準電位
部(接地部Gなど)に接続され、前記直流電源の他端は
前記第1のトランジスタのエミッタ側に接続され、また
前記負荷の他端は前記第1のトランジスタのコレクタ側
に接続されてなるDC−DCコンバータにおいて、 第1の抵抗(エミッタ抵抗R11など)と、この第1の
抵抗の一端がエミッタに接続されてなる第2のトランジ
スタ(補助トランジスタQ2など)とを備え、前記第1
の抵抗の他端は前記基準電位部へ接続され、前記第2の
トランジスタのコレクタは、前記第1のトランジスタの
ベース側へ、少なくとも前記第1のトランジスタのベー
ス電流(IBlなど)が前記第2のトランジスタのコレ
クタ電流となるように接続されてなり、さらに前記負荷
の両端電圧を所定の比率で分圧する分圧手段(分圧抵抗
R12,R13など)を備え、この分圧手段の分圧点は
前記第2のトランジスタのベースに接続されてなり、ま
たさらに 前記第2のトランジスタのベースと前記基準電位部との
間を繰返し開閉して前記負荷の両端電圧を前記所定の直
流電圧に制御する制御手段(制御用トランジスタQC、
制御回路CCl0など)を備たjものとするか、または
さらに「前記直流電源から前記第2のトランジスタのベ
ースへ該トランジスタの起動用のベース電流を供給する
第2の抵抗(起動抵抗R14など)を備えたJものとす
る。 【作 用】 本発明は主トランジスタのベース電流をいわゆるエミッ
タホロワ接続の補助トランジスタで開閉し、かつこの補
助トランジスタのベース電圧を負荷電圧にほぼ比例する
ようにすることにより、主トランジスタのベース電流を
負荷電圧(従って負荷電流)に見合ったものとし、これ
により該ベース電流を電源電圧に無関係として、DC−
DCコンバータの効率を電源変動、負荷変動に対して安
定して高効率に保つようにしたものである。
【実施例】
第1図は本発明の一実施例としての構成回路図で第3図
に対応するものである。また第2図は第1図の動作説明
用の波形図である。 第1図において主トランジスタQl、平滑リアクトルL
l、平滑コンデンサCI、転流ダイオードD1からなる
主回路構成は、第3図の従来回路とまったく同じDCチ
ョッパ回路である。ただし第3図と異なる点としては、
主トランジスタQ1のベースB1に補助トランジスタQ
2とエミッタ抵抗R11との直列回路が接続されている
。また補助トランジスタQ2のベースB2は、負荷電圧
(出力電圧)VLを分圧抵抗R12とR13とで分圧し
た分圧点に接続されると共に、起動抵抗R14を通し直
流電源EOの正側に接続され、さらに制御用トランジス
タQCのコレクタにも接続されている。なおここで起動
抵抗R14は分圧抵抗R12,R13に比し充分大きい
値を持つものとする。 新たな制御回路CCl0は第3図の同回路CCIと同様
に基準設定電圧Vrと負荷電圧VLとを比較し両者が等
しくなるように制御用トランジスタQCをオン、オフ駆
動する。この場合、制御用トランジスタQCのオンによ
って補助トランジスタQ2へのベース電流が接地部(基
準電位部)G側に短絡されるので該補助トランジスタQ
2はオフとなり、これにより主トランジスタQ1のベー
ス電流IBIがしゃ断されて主トランジスタQ1はオフ
となる。他方、制御用トランジスタQCのオフ時には前
記の動作と逆になり、補助トランジスタQ2はオンし、
これにより主トランジスタQ1もオンする。 第1図の回路の起動時、直流電源EOが印加されると起
動抵抗R14を通し補助トランジスタQ2に微弱なベー
ス電流が流れ、Q2はオンする。これにより主トランジ
スタQ1にやはり微小なベース電流IBIが流れQlが
オンし出力電圧(負荷電圧)VLが発生する。 この出力電圧VLは分圧抵抗R12,R13で分圧され
補助トランジスタQ2のベースB2にベース電圧VBと
して印加される。補助トランジスタQ2のエミッタE2
には、エミッタ抵抗R11が直列に接続されているため
補助トランジスタQ2にはほぼベース電圧VBに比例す
るエミッタ電流、換言すれば主トランジスタQ1のベー
ス電流IBIが流れる。このようにして出力電圧VL、
従ってベース電流IBIが正常に確立したのち、ベース
電流IBIが前述のように断続制御される。但しここで
補助トランジスタQ2の電流増巾率は充分大きく、つま
りそのベース電流はそのエミッタ電流に比し充分小さく
、従ってそのエミッタ電流はそのコレクタ電流にほぼ等
しいものとする。 従って第2図のように出力電圧VLが高いとベース電圧
VBが高くなり、主トランジスタQ1のベース電流IB
Iも増加して、出力電圧VLが高い時の出力電流ICI
増に対応した充分な主トランジスタQ1へのドライブ電
流が流れることになる。逆に出力電圧VLが低い時はベ
ース電圧VBも低下し、ベース電流IBIも減少して、
余分なベース電流IBIは流さず、第1図の回路は高効
率の動作をする。 また電源電圧EOが変動しても出力電圧VLが一定であ
れば、負荷電流ILが実際上はぼ一定のため、主トラン
ジスタQ1のコレクタ電流ICIは一定になる。またベ
ース電圧VBも一定となり、ベース電流IBIも一定に
なる。従って電源電圧EOが変動しても、変化しないコ
レクタ電流IC1に対応してベース電流IBIも変化し
ないため理想的な動作となる。 第4図の実線カーブAは本発明回路の効率を示す。ここ
でカーブ1は出力電流ICIまたは負荷電流ILが大の
場合であり、カーブ2は出力電流ICIまたは負荷電流
ILが小の場合である。同図から判るように電源電圧E
Oおよび負荷電流ILの変化に対し安定した高効率が得
られる。
【発明の効果】
本発明によれば主トランジスタで直流電源を繰返し開閉
して負荷に安定な直流電圧を供給するDCチョッパ方式
のDC−DCコンバータにおいて、負荷電圧(出力電圧
)の増減に応じて、増減するベース電流を主トランジス
タに流すようにしたので、電源変動、負荷変動があって
も高効率のDC−DCコンバータを構成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例としての構成回路図、第2図
は第1図の動作説明用の波形図、第3図は第1図に対応
する従来の回路図、第4図は本発明回路と従来回路との
効率の比較図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)直流電源の電圧を繰返し開閉して負荷に設定値を可
    変できる所定の直流電圧を供給する第1のトランジスタ
    を備えたDC−DCコンバータであつて、 前記直流電源と負荷とはそれぞれ一端を基準電位部に接
    続され、前記直流電源の他端は前記第1のトランジスタ
    のエミッタ側に接続され、また前記負荷の他端は前記第
    1のトランジスタのコレクタ側に接続されてなるDC−
    DCコンバータにおいて、 第1の抵抗と、この第1の抵抗の一端がエミッタに接続
    されてなる第2のトランジスタとを備え、前記第1の抵
    抗の他端は前記基準電位部へ接続され、前記第2のトラ
    ンジスタのコレクタは、前記第1のトランジスタのベー
    ス側へ、少なくとも前記第1のトランジスタのベース電
    流が前記第2のトランジスタのコレクタ電流となるよう
    に接続されてなり、さらに 前記負荷の両端電圧を所定の比率で分圧する分圧手段を
    備え、この分圧手段の分圧点は前記第2のトランジスタ
    のベースに接続されてなり、またさらに 前記第2のトランジスタのベースと前記基準電位部との
    間を繰返し開閉して前記負荷の両端電圧を前記所定の直
    流電圧に制御する制御手段を備えたことを特徴とするD
    C−DCコンバータ。 2)前記直流電源から前記第2のトランジスタのベース
    へ該トランジスタの起動用のベース電流を供給する第2
    の抵抗を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載のDC−DCコンバータ。
JP29377287A 1987-11-20 1987-11-20 Dc−dcコンバータ Pending JPH01136563A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0412664A (ja) * 1990-04-28 1992-01-17 Mitsubishi Electric Corp スイッチングレギュレータ
JP2007053865A (ja) * 2005-08-19 2007-03-01 Rohm Co Ltd 直流安定化電源装置及びこれを用いた電気機器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58198181A (ja) * 1982-05-15 1983-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 直流モ−タ

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