JPH0147118B2 - - Google Patents
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- JPH0147118B2 JPH0147118B2 JP1939583A JP1939583A JPH0147118B2 JP H0147118 B2 JPH0147118 B2 JP H0147118B2 JP 1939583 A JP1939583 A JP 1939583A JP 1939583 A JP1939583 A JP 1939583A JP H0147118 B2 JPH0147118 B2 JP H0147118B2
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- voltage
- switching transistor
- transistor
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- winding
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 65
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 26
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
- H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
- H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はオンオフ式−石型トランジスタコンバ
ータと呼ばれる直流−直流変換器に関し、更に詳
細には、トランスの1次側に過電流検出抵抗を有
する自励式DC−DCトランジスタコンバータに関
する。
ータと呼ばれる直流−直流変換器に関し、更に詳
細には、トランスの1次側に過電流検出抵抗を有
する自励式DC−DCトランジスタコンバータに関
する。
従来技術
従来の電流制限回路を含んだ自励式オンオフ型
(フライバツク型)DC−DCコンバータを示す第
1図に於いて、1は直流電源、2は出力トラン
ス、3はスイツチングトランジスタであり、トラ
ンス2の1次巻線5の一端は直流電源1の一端
(正端子)に接続され、その他端はスイツチング
トランジスタ3のコレクタに接続され、スイツチ
ングトランジスタ3のエミツタは過電流検出抵抗
4を介して直流電源1の他端(負端子)に接続さ
れている。
(フライバツク型)DC−DCコンバータを示す第
1図に於いて、1は直流電源、2は出力トラン
ス、3はスイツチングトランジスタであり、トラ
ンス2の1次巻線5の一端は直流電源1の一端
(正端子)に接続され、その他端はスイツチング
トランジスタ3のコレクタに接続され、スイツチ
ングトランジスタ3のエミツタは過電流検出抵抗
4を介して直流電源1の他端(負端子)に接続さ
れている。
トランス2は2次巻線6の他に、3次巻線7も
有し、2次巻線6には整流ダイオード8aとコン
デンサ9とから成る整流平滑回路8が接続され、
この出力段に負荷10が接続されている。
有し、2次巻線6には整流ダイオード8aとコン
デンサ9とから成る整流平滑回路8が接続され、
この出力段に負荷10が接続されている。
3次巻線7はベース駆動巻線であり、ベース回
路16によりその一端(上端)がスイツチングト
ランジスタ3のベースに接続され、その他端(下
端)がエミツタに接続されている。15はベース
回路16に設けられた定電圧制御回路であり、ベ
ース回路16に直列に接続された電流制限抵抗1
1と、定電圧制御用コンデンサ12と、コンデン
サ充電用整流ダイオード13と、定電圧ダイオー
ドとしてのツエナーダイオード14とから成る。
この定電圧制御回路15に於けるコンデンサ12
の一端は3次巻線7の下端に接続され、その他端
は整流ダイオード13を介して3次巻線7の上端
に接続されている。整流ダイオード13はトラン
ジスタ3を逆バイアスする向きの3次巻線7の誘
起電圧に応答して導通する方向性を有しているの
で、コンデンサ12にはトランジスタ3のオフ期
間に於ける3次巻線7の電圧即ち定電圧化された
電圧が充電される。定電圧ダイオードとしてのツ
エナーダイオード14はコンデンサ12の他端と
トランジスタ3のベースとの間に接続されてい
る。尚このツエナーダイオード14はトランジス
タ3の順バイアス時に降伏して一定電圧となる方
向性を有して接続されている。
路16によりその一端(上端)がスイツチングト
ランジスタ3のベースに接続され、その他端(下
端)がエミツタに接続されている。15はベース
回路16に設けられた定電圧制御回路であり、ベ
ース回路16に直列に接続された電流制限抵抗1
1と、定電圧制御用コンデンサ12と、コンデン
サ充電用整流ダイオード13と、定電圧ダイオー
ドとしてのツエナーダイオード14とから成る。
この定電圧制御回路15に於けるコンデンサ12
の一端は3次巻線7の下端に接続され、その他端
は整流ダイオード13を介して3次巻線7の上端
に接続されている。整流ダイオード13はトラン
ジスタ3を逆バイアスする向きの3次巻線7の誘
起電圧に応答して導通する方向性を有しているの
で、コンデンサ12にはトランジスタ3のオフ期
間に於ける3次巻線7の電圧即ち定電圧化された
電圧が充電される。定電圧ダイオードとしてのツ
エナーダイオード14はコンデンサ12の他端と
トランジスタ3のベースとの間に接続されてい
る。尚このツエナーダイオード14はトランジス
タ3の順バイアス時に降伏して一定電圧となる方
向性を有して接続されている。
17は起動用抵抗であり、スイツチングトラン
ジスタ3のベースと直流電源1との間に接続され
ている。18は過電流制限用トランジスタであ
り、そのベースはベース電流制限抵抗16を介し
て過電流検出抵抗4の一端(上端)に接続され、
そのエミツタは過電流検出抵抗4の他端(下端)
に接続され、そのコレクタはスイツチングトラン
ジスタ3のベースに接続されている。
ジスタ3のベースと直流電源1との間に接続され
ている。18は過電流制限用トランジスタであ
り、そのベースはベース電流制限抵抗16を介し
て過電流検出抵抗4の一端(上端)に接続され、
そのエミツタは過電流検出抵抗4の他端(下端)
に接続され、そのコレクタはスイツチングトラン
ジスタ3のベースに接続されている。
尚第1図のコンバータの過電流保護回路を除い
た主回路部分は特公昭52−47524号に開示されて
いる回路と実質的に同じである。
た主回路部分は特公昭52−47524号に開示されて
いる回路と実質的に同じである。
次に、第1図の回路の動作を説明する。まずコ
ンバータの電源1を投入すると、起動抵抗17を
通してスイツチングトランジスタ3のベース電流
が流れ、このトランジスタ3がオンになり、発振
を開始する。そして、スイツチングトランジスタ
3のオン期間に於いては1次巻線5に電源電圧が
印加され、これに応じて3次巻線7にも電圧が得
られ、第2図Aに示すようにスイツチングトラン
ジスタ3にベース電流IBが供給される。これによ
り、トランジスタ3の導通が維持され、コレクタ
電流ICは第2図Bに示す如く除々に増大する。こ
の時、2次巻線6にダイオード8aをオフにする
向きの電圧が発生し、エネルギーの放出が阻止さ
れる。しかる後、hFE・IB(但しhFEはトランジスタ
3の電流増幅率)に達してトランジスタ3が飽和
した時点でコレクタ電流ICの増大が不可能にな
り、トランジスタ3が未飽和状態に移行する。こ
の結果、1次巻線5の電圧が低下し、ベース電流
も低下し、トランジスタ3は急激にオフに転換す
る。そして、トランジスタ3のオンの期間(t1〜
t2)にトランス2に蓄えられたエネルギーが、ト
ランジスタ3のオフの期間(t2〜t3)に整流ダイ
オード8を通して放出される。トランス2のエネ
ルギーの放出中は3次巻線7にトランジスタ3を
逆バイアスする向きの電圧が発生しているので、
トランジスタ3がオンにならないが、エネルギー
の放出が終了すると、再びトランジスタ3がオン
になる。
ンバータの電源1を投入すると、起動抵抗17を
通してスイツチングトランジスタ3のベース電流
が流れ、このトランジスタ3がオンになり、発振
を開始する。そして、スイツチングトランジスタ
3のオン期間に於いては1次巻線5に電源電圧が
印加され、これに応じて3次巻線7にも電圧が得
られ、第2図Aに示すようにスイツチングトラン
ジスタ3にベース電流IBが供給される。これによ
り、トランジスタ3の導通が維持され、コレクタ
電流ICは第2図Bに示す如く除々に増大する。こ
の時、2次巻線6にダイオード8aをオフにする
向きの電圧が発生し、エネルギーの放出が阻止さ
れる。しかる後、hFE・IB(但しhFEはトランジスタ
3の電流増幅率)に達してトランジスタ3が飽和
した時点でコレクタ電流ICの増大が不可能にな
り、トランジスタ3が未飽和状態に移行する。こ
の結果、1次巻線5の電圧が低下し、ベース電流
も低下し、トランジスタ3は急激にオフに転換す
る。そして、トランジスタ3のオンの期間(t1〜
t2)にトランス2に蓄えられたエネルギーが、ト
ランジスタ3のオフの期間(t2〜t3)に整流ダイ
オード8を通して放出される。トランス2のエネ
ルギーの放出中は3次巻線7にトランジスタ3を
逆バイアスする向きの電圧が発生しているので、
トランジスタ3がオンにならないが、エネルギー
の放出が終了すると、再びトランジスタ3がオン
になる。
定電圧制御回路15のコンデンサ12はトラン
ジスタ3のオフ期間の3次巻線7の電圧で充電さ
れる。このオフ期間の3次巻線7の電圧は出力電
圧V0に対応した電圧であるので、出力電圧V0の
変動に対応した電圧がコンデンサ12に充電され
る。尚トランジスタ3を逆バイアスする方向にコ
ンデンサ12の充電が行われる。トランジスタ3
のエミツタ・ベース接合に並列即ちベース回路1
6に並列にツエナーダイオード14とコンデンサ
12との直列回路が接続され、ツエナーダイオー
ド14はトランジスタ3をオンする時の電圧で降
伏する方向性を有しているので、ツエナーダイオ
ード14の両端に得られる定電圧即ち基準電圧と
コンデンサ12の充電電圧との差の電圧によりト
ランジスタ3のベースバイアス即ちベース電流が
制御され、定電圧特性が得られる。今、出力電圧
が高くなつたとすれば、オフ期間のコンデンサ1
2はダイオード13を介して高い電圧に充電され
る。この結果、トランジスタ3のオン期間に3次
巻線7に発生する電圧でトランジスタ3にベース
電流を供給する際に、ツエナーダイオード14を
通して流れる電流が増大し、トランジスタ3に流
れるベース電流が減少する。これにより、hFE・
IBで決定されるコレクタ電流ICのピークも低く抑
えられ、トランス2の蓄積エネルギーが小さくな
り、出力電圧V0が基準電圧に戻される。出力電
圧V0が基準値よりも低い場合には上記と逆の動
作となる。
ジスタ3のオフ期間の3次巻線7の電圧で充電さ
れる。このオフ期間の3次巻線7の電圧は出力電
圧V0に対応した電圧であるので、出力電圧V0の
変動に対応した電圧がコンデンサ12に充電され
る。尚トランジスタ3を逆バイアスする方向にコ
ンデンサ12の充電が行われる。トランジスタ3
のエミツタ・ベース接合に並列即ちベース回路1
6に並列にツエナーダイオード14とコンデンサ
12との直列回路が接続され、ツエナーダイオー
ド14はトランジスタ3をオンする時の電圧で降
伏する方向性を有しているので、ツエナーダイオ
ード14の両端に得られる定電圧即ち基準電圧と
コンデンサ12の充電電圧との差の電圧によりト
ランジスタ3のベースバイアス即ちベース電流が
制御され、定電圧特性が得られる。今、出力電圧
が高くなつたとすれば、オフ期間のコンデンサ1
2はダイオード13を介して高い電圧に充電され
る。この結果、トランジスタ3のオン期間に3次
巻線7に発生する電圧でトランジスタ3にベース
電流を供給する際に、ツエナーダイオード14を
通して流れる電流が増大し、トランジスタ3に流
れるベース電流が減少する。これにより、hFE・
IBで決定されるコレクタ電流ICのピークも低く抑
えられ、トランス2の蓄積エネルギーが小さくな
り、出力電圧V0が基準電圧に戻される。出力電
圧V0が基準値よりも低い場合には上記と逆の動
作となる。
負荷10の短絡等でエミツタ電流IEが一定値以
上になると、過電流検出抵抗4の電圧降下が過電
流制限トランジスタ18のしきい値以上になり、
トランジスタ18はエミツタ電流に対応した導通
状態となる。このため、スイツチングトランジス
タ3のベース電流の一部が過電流制限トランジス
タ18に分流し、ベース電流IBが低下し、hFE・IB
で決定されるコレクタ電流ICも低下する。このた
め、トランス2の2次巻線6を通して放出される
エネルギー量も減少し、定電圧特性を維持するこ
とが不可能になり、第3図に示す如く出力電圧
V0が低下し、出力電流I0が無限大に向つて増加す
ることが制限され、垂下動作となる。しかし、供
給エネルギーに対応した出力電流I0は流れ続け、
この電流値は定電圧特性線から垂下特性線への切
換点即ち垂下動作開始点の電流値よりは大にな
る。
上になると、過電流検出抵抗4の電圧降下が過電
流制限トランジスタ18のしきい値以上になり、
トランジスタ18はエミツタ電流に対応した導通
状態となる。このため、スイツチングトランジス
タ3のベース電流の一部が過電流制限トランジス
タ18に分流し、ベース電流IBが低下し、hFE・IB
で決定されるコレクタ電流ICも低下する。このた
め、トランス2の2次巻線6を通して放出される
エネルギー量も減少し、定電圧特性を維持するこ
とが不可能になり、第3図に示す如く出力電圧
V0が低下し、出力電流I0が無限大に向つて増加す
ることが制限され、垂下動作となる。しかし、供
給エネルギーに対応した出力電流I0は流れ続け、
この電流値は定電圧特性線から垂下特性線への切
換点即ち垂下動作開始点の電流値よりは大にな
る。
また、電源1の電圧V1が変化すると、第3図
に示す出力電流I0対出力電圧V0の特性線に於ける
垂下動作開始点がP1,P2,P3のように大幅に変
化する。これは、過電流制限用トランジスタ18
の動作開始点が1次側のエミツタ電流IEのみによ
つて決定され、2次側の出力電流I0によつて直接
に制御されないためである。これを更に詳しく説
明すると、過電流制限用トランジスタ18の動作
開示のエミツタ電流IEは入力電圧V1の大小に無関
係に常に一定値である。従つて、入力電圧V1が
低い状態で垂下動作が開示する場合にはトランス
2の供給エネルギーは小であり、この垂下動作開
始点P1の電流値も第3図の特性線Aで示す如く
比較的小さいI1となる。一方、入力電圧V1が中程
度の場合、及び高い場合には、トランス2の供給
エネルギーが大になり、垂下動作開始点P2,P3
の電流値も、特性線B,Cで示す如く、I2,I3と
順時大きくなる。このため、出力電流I0の所定値
で垂下動作を開始させることが不可能である。前
者の垂下動作時の電流の増大の問題及び後者の垂
下動作開始点の変動の問題は、出力電流I0を直接
に検出して過電流制御を行えば解決される。しか
し、回路構成が必然的に複雑になる。
に示す出力電流I0対出力電圧V0の特性線に於ける
垂下動作開始点がP1,P2,P3のように大幅に変
化する。これは、過電流制限用トランジスタ18
の動作開始点が1次側のエミツタ電流IEのみによ
つて決定され、2次側の出力電流I0によつて直接
に制御されないためである。これを更に詳しく説
明すると、過電流制限用トランジスタ18の動作
開示のエミツタ電流IEは入力電圧V1の大小に無関
係に常に一定値である。従つて、入力電圧V1が
低い状態で垂下動作が開示する場合にはトランス
2の供給エネルギーは小であり、この垂下動作開
始点P1の電流値も第3図の特性線Aで示す如く
比較的小さいI1となる。一方、入力電圧V1が中程
度の場合、及び高い場合には、トランス2の供給
エネルギーが大になり、垂下動作開始点P2,P3
の電流値も、特性線B,Cで示す如く、I2,I3と
順時大きくなる。このため、出力電流I0の所定値
で垂下動作を開始させることが不可能である。前
者の垂下動作時の電流の増大の問題及び後者の垂
下動作開始点の変動の問題は、出力電流I0を直接
に検出して過電流制御を行えば解決される。しか
し、回路構成が必然的に複雑になる。
発明の目的
そこで、本発明の目的は1次側で過電流検出を
行う方式に於いて出力電流対出力電圧特性の垂下
動作開始点を入力電圧の変化にも拘らずほぼ同一
にすることが可能な直流−直流変換器を提供する
ことにある。
行う方式に於いて出力電流対出力電圧特性の垂下
動作開始点を入力電圧の変化にも拘らずほぼ同一
にすることが可能な直流−直流変換器を提供する
ことにある。
発明の構成
上記目的を達成するための本発明は、理解を容
易にするために実施例を示す図面の符号を参照し
て説明すると、トランス2の1次巻線5と、前記
1次巻線5に直流に接続されたスイツチングトラ
ンジスタ3と、前記スイツチングトランジスタ3
のエミツタに直列に接続された過電流検出抵抗4
と、前記1次巻線5と前記スイツチングトランジ
スタ3と前記過電流検出抵抗4とから成る直列回
路に直流電圧を供給する直流電源1と、前記トラ
ンス2の前記1次巻線5に電磁結合された2次巻
線6と、前記スイツチングトランジスタ3のオン
期間に前記2次巻線6の出力を阻止し前記スイツ
チングトランジスタ3のオフ期間に前記トランス
2の蓄積エネルギーを得るように前記2次巻線6
に接続された出力整流平滑回路8と、前記直流電
源1から前記スイツチングトランジスタ3のコレ
クタに至る電源ラインと前記スイツチングトラン
ジスタ3のベースとの間に接続された起動用抵抗
17と、前記トランス2の前記1次巻線5及び前
記2次巻線6に電磁結合され且つ前記スイツチン
グトランジスタ3のオン期間に生じる誘起電圧に
よつて前記スイツチングトランジスタ3にベース
電流を供給するように前記スイツチングトランジ
スタ3のベースとエミツタとの間に接続された3
次巻線7と、出力電圧に対応する電圧と基準電圧
とに基づいて一定の前記出力電圧を得るように前
記スイツチングトランジスタのベース電流を制御
する定電圧制御回路15と、ベースがベース電流
調整抵抗19を介して前記過電流検出抵抗4の一
端に接続され、エミツタが前記過電流検出抵抗4
の他端に接続され、コレクタが前記スイツチング
トランジスタ3のベースに接続された過電流制限
用トランジスタ18とから成る自励式オンオフ型
トランジスタ直流−直流変換器に於いて、充電電
圧によつて前記過電流制限用トランジスタ18に
順方向のバイアスを与えるために一端が前記過電
流検出抵抗4の一端に接続されている垂下制御用
コンデンサ20と、前記垂下制御用コンデンサ2
0を前記スイツチングトランジスタ3のオン期間
に於ける前記3次巻線7の電圧又は前記トランス
2に設けた電圧検出用4次巻線の電圧に充電する
ために前記3次巻線7又は前記4次巻線と前記垂
下制御用コンデンサ20の他端との間に接続され
た整流ダイオード21と、前記過電流検出抵抗4
の両端電圧に基づいて決まる過電流制限用トラン
ジスタ18の導通開始点が前記直流電源1の電圧
の変動に応じて変動することを制限するために前
記垂下制御用コンデンサ20の他端と前記過電流
制限用トランジスタ18のベースとの間に接続さ
れた垂下制御用抵抗22と、を具備していること
を特徴とする直流−直流変換器に係わるものであ
る。
易にするために実施例を示す図面の符号を参照し
て説明すると、トランス2の1次巻線5と、前記
1次巻線5に直流に接続されたスイツチングトラ
ンジスタ3と、前記スイツチングトランジスタ3
のエミツタに直列に接続された過電流検出抵抗4
と、前記1次巻線5と前記スイツチングトランジ
スタ3と前記過電流検出抵抗4とから成る直列回
路に直流電圧を供給する直流電源1と、前記トラ
ンス2の前記1次巻線5に電磁結合された2次巻
線6と、前記スイツチングトランジスタ3のオン
期間に前記2次巻線6の出力を阻止し前記スイツ
チングトランジスタ3のオフ期間に前記トランス
2の蓄積エネルギーを得るように前記2次巻線6
に接続された出力整流平滑回路8と、前記直流電
源1から前記スイツチングトランジスタ3のコレ
クタに至る電源ラインと前記スイツチングトラン
ジスタ3のベースとの間に接続された起動用抵抗
17と、前記トランス2の前記1次巻線5及び前
記2次巻線6に電磁結合され且つ前記スイツチン
グトランジスタ3のオン期間に生じる誘起電圧に
よつて前記スイツチングトランジスタ3にベース
電流を供給するように前記スイツチングトランジ
スタ3のベースとエミツタとの間に接続された3
次巻線7と、出力電圧に対応する電圧と基準電圧
とに基づいて一定の前記出力電圧を得るように前
記スイツチングトランジスタのベース電流を制御
する定電圧制御回路15と、ベースがベース電流
調整抵抗19を介して前記過電流検出抵抗4の一
端に接続され、エミツタが前記過電流検出抵抗4
の他端に接続され、コレクタが前記スイツチング
トランジスタ3のベースに接続された過電流制限
用トランジスタ18とから成る自励式オンオフ型
トランジスタ直流−直流変換器に於いて、充電電
圧によつて前記過電流制限用トランジスタ18に
順方向のバイアスを与えるために一端が前記過電
流検出抵抗4の一端に接続されている垂下制御用
コンデンサ20と、前記垂下制御用コンデンサ2
0を前記スイツチングトランジスタ3のオン期間
に於ける前記3次巻線7の電圧又は前記トランス
2に設けた電圧検出用4次巻線の電圧に充電する
ために前記3次巻線7又は前記4次巻線と前記垂
下制御用コンデンサ20の他端との間に接続され
た整流ダイオード21と、前記過電流検出抵抗4
の両端電圧に基づいて決まる過電流制限用トラン
ジスタ18の導通開始点が前記直流電源1の電圧
の変動に応じて変動することを制限するために前
記垂下制御用コンデンサ20の他端と前記過電流
制限用トランジスタ18のベースとの間に接続さ
れた垂下制御用抵抗22と、を具備していること
を特徴とする直流−直流変換器に係わるものであ
る。
発明の効果
上記発明によれば、垂下制御用コンデンサ20
に電源電圧(入力電圧)に対応した電圧が充電さ
れ、これが過電流制限用トランジスタ18の制御
に利用されるので、電源電圧の変動に対応した出
力電流−出力電圧特性に於ける垂下動作開始点の
バラツキを容易に制限することが可能になる。
に電源電圧(入力電圧)に対応した電圧が充電さ
れ、これが過電流制限用トランジスタ18の制御
に利用されるので、電源電圧の変動に対応した出
力電流−出力電圧特性に於ける垂下動作開始点の
バラツキを容易に制限することが可能になる。
実施例
次に、第4図及び第5図を参照して本発明の実
施例に係わる自励式オンオフ型DC−DCコンバー
タについて述べる。但し、第4図及び第5図に於
いて第1図〜第3図と共通する部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。第4図のコンバ
ータでは、定電圧制御用の第1のコンデンサ12
の他に垂下制御用の第2のコンデンサ20が設け
られ、また第1の整流ダイオード13の他に第2
の整流ダイオード21が設けられ、更に2つの抵
抗22,23が追加され、前記第2のコンデンサ
20と前記第2の整流ダイオード21とが直列に
接続され、この直列回路が3次巻線7に並列接続
されている。そして第2のダイオード21のアノ
ードが3次巻線7の一端に接続されているので、
3次巻線7にスイツチングトランジスタ3をオン
する方向の電圧が誘起されている時に、第2のダ
イオード21はオンになり、垂下特性制御用の第
2のコンデンサ20はオン期間の電圧に充電され
る。コンデンサ20の一端は3次巻線7の下端及
び抵抗19の一端に接続され、このコンデンサ2
0の他端は抵抗22を通してトランジスタ18の
ベース即ち抵抗19の他端に接続されているの
で、このコンデンサ20の電圧が電流制限用トラ
ンジスタ18に順バイアスを与えるように作用
し、トランジスタ18の導通状態を制御する。ま
た、抵抗23は定電圧制御用コンデンサ12の他
端とトランジスタ18のベースとの間に接続され
ているので、コンデンサ12の充電電圧が電流制
限用トランジスタ18に逆バイアスとして作用す
る。従つて、第1のコンデンサ12を垂下制御用
コンデンサ又は逆バイアス用コンデンサと呼ぶこ
とも出来る。
施例に係わる自励式オンオフ型DC−DCコンバー
タについて述べる。但し、第4図及び第5図に於
いて第1図〜第3図と共通する部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。第4図のコンバ
ータでは、定電圧制御用の第1のコンデンサ12
の他に垂下制御用の第2のコンデンサ20が設け
られ、また第1の整流ダイオード13の他に第2
の整流ダイオード21が設けられ、更に2つの抵
抗22,23が追加され、前記第2のコンデンサ
20と前記第2の整流ダイオード21とが直列に
接続され、この直列回路が3次巻線7に並列接続
されている。そして第2のダイオード21のアノ
ードが3次巻線7の一端に接続されているので、
3次巻線7にスイツチングトランジスタ3をオン
する方向の電圧が誘起されている時に、第2のダ
イオード21はオンになり、垂下特性制御用の第
2のコンデンサ20はオン期間の電圧に充電され
る。コンデンサ20の一端は3次巻線7の下端及
び抵抗19の一端に接続され、このコンデンサ2
0の他端は抵抗22を通してトランジスタ18の
ベース即ち抵抗19の他端に接続されているの
で、このコンデンサ20の電圧が電流制限用トラ
ンジスタ18に順バイアスを与えるように作用
し、トランジスタ18の導通状態を制御する。ま
た、抵抗23は定電圧制御用コンデンサ12の他
端とトランジスタ18のベースとの間に接続され
ているので、コンデンサ12の充電電圧が電流制
限用トランジスタ18に逆バイアスとして作用す
る。従つて、第1のコンデンサ12を垂下制御用
コンデンサ又は逆バイアス用コンデンサと呼ぶこ
とも出来る。
第4図の回路の正常時の動作は第1図と同じで
あるので説明を省き、過電流動作について説明す
る。スイツチングトランジスタ3がオンの期間に
は1次巻線5に電源1の電圧即ち入力電圧V1が
ほぼそのまま印加される。この結果、3次巻線7
にも入力電圧V1に対応する電圧が得られ、順バ
イアス用の第2のコンデンサ20は入力電圧V1
に対応した電圧に充電される。一方、従来から設
けられている第1のコンデンサ12はトランジス
タ3のオフ期間の電圧即ち出力電圧V0に対応し
た電圧に充電される。尚、第2のコンデンサ20
はスイツチングトランジスタ3のエミツタ電位を
基準にして正に充電され、第1のコンデンサ12
は負に充電される。
あるので説明を省き、過電流動作について説明す
る。スイツチングトランジスタ3がオンの期間に
は1次巻線5に電源1の電圧即ち入力電圧V1が
ほぼそのまま印加される。この結果、3次巻線7
にも入力電圧V1に対応する電圧が得られ、順バ
イアス用の第2のコンデンサ20は入力電圧V1
に対応した電圧に充電される。一方、従来から設
けられている第1のコンデンサ12はトランジス
タ3のオフ期間の電圧即ち出力電圧V0に対応し
た電圧に充電される。尚、第2のコンデンサ20
はスイツチングトランジスタ3のエミツタ電位を
基準にして正に充電され、第1のコンデンサ12
は負に充電される。
従つて、電流制限用トランジスタ18の動作
は、過電流検出抵抗4の両端電圧と、コンデンサ
20から供給される順方向の直流バイアスと、コ
ンデンサ12から与えられる逆方向直流バイアス
との合成によつて決定される。ところで、定電圧
制御されている状態では入力電圧の変動に無関係
に第1のコンデンサ12の充電電圧はほぼ一定に
保たれている。従つて、入力電圧の変動と垂下動
作の開始点の変動との関係に対して第1のコンデ
ンサ12は実質的に無関係である。一方、第2の
コンデンサ20は入力電圧に対応した充電電圧を
有するので、垂下動作開始点に直接関係する。即
ち、第2のコンデンサ20の充電電圧は、抵抗2
2とトランジスタ18のベース・エミツタ接合と
過電流検出抵抗4と第2のコンデンサ20とから
成る閉回路及び、抵抗22と抵抗19と第2のコ
ンデンサ20とから成る閉回路で決定される順バ
イアスを過電流制限トランジスタ18に付与す
る。そして、入力電圧が高いことに応答してコン
デンサ20に基づく順バイアスが大きければ、エ
ミツタ電流IEに基づく過電流検出抵抗4の電圧が
小さい状態で過電流制限トランジスタ18が導通
を開始する。一方、入力電圧が低いことに応答し
てコンデンサ20に基づく順バイアスが小さけれ
ば、エミツタ電流IEに基づく過電流検出抵抗4の
電圧が高い状態でトランジスタ18が導通する。
即ち、入力電圧が高い時にはスイツチングトラン
ジスタ3のエミツタ電流IEが小さい状態で過電流
制限用トランジスタ18が導通し、入力電圧が低
い時にはスイツチングトランジスタ3のエミツタ
電流IEが大きい状態で過電流制限用トランジスタ
18が導通する。トランス2の蓄積エネルギーは
入力電圧V1とエミツタ電流IEとの積にほぼ等しい
ので、過電流制限用トランジスタ18の導通開始
に入力電圧V1とエミツタ電流IEとが前述の関係で
影響するということは、トランジスタ18の導通
開始時点でのトランス2の蓄積エネルギーを入力
電圧V1の変動に無関係にほぼ一定にすることが
出来ることを意味る。このため、第5図の特性線
A,B,Cで示す如く、入力電圧V1が低、中、
高と順次に変化したとしても、負荷電流I0対出力
電圧V0特性の垂下動作開始点P1,P2,P3は大幅
に変動しない。即ち、入力電圧が変動しても、ほ
ぼ一定の負荷電流I0で垂下動作を開始させること
が出来る。
は、過電流検出抵抗4の両端電圧と、コンデンサ
20から供給される順方向の直流バイアスと、コ
ンデンサ12から与えられる逆方向直流バイアス
との合成によつて決定される。ところで、定電圧
制御されている状態では入力電圧の変動に無関係
に第1のコンデンサ12の充電電圧はほぼ一定に
保たれている。従つて、入力電圧の変動と垂下動
作の開始点の変動との関係に対して第1のコンデ
ンサ12は実質的に無関係である。一方、第2の
コンデンサ20は入力電圧に対応した充電電圧を
有するので、垂下動作開始点に直接関係する。即
ち、第2のコンデンサ20の充電電圧は、抵抗2
2とトランジスタ18のベース・エミツタ接合と
過電流検出抵抗4と第2のコンデンサ20とから
成る閉回路及び、抵抗22と抵抗19と第2のコ
ンデンサ20とから成る閉回路で決定される順バ
イアスを過電流制限トランジスタ18に付与す
る。そして、入力電圧が高いことに応答してコン
デンサ20に基づく順バイアスが大きければ、エ
ミツタ電流IEに基づく過電流検出抵抗4の電圧が
小さい状態で過電流制限トランジスタ18が導通
を開始する。一方、入力電圧が低いことに応答し
てコンデンサ20に基づく順バイアスが小さけれ
ば、エミツタ電流IEに基づく過電流検出抵抗4の
電圧が高い状態でトランジスタ18が導通する。
即ち、入力電圧が高い時にはスイツチングトラン
ジスタ3のエミツタ電流IEが小さい状態で過電流
制限用トランジスタ18が導通し、入力電圧が低
い時にはスイツチングトランジスタ3のエミツタ
電流IEが大きい状態で過電流制限用トランジスタ
18が導通する。トランス2の蓄積エネルギーは
入力電圧V1とエミツタ電流IEとの積にほぼ等しい
ので、過電流制限用トランジスタ18の導通開始
に入力電圧V1とエミツタ電流IEとが前述の関係で
影響するということは、トランジスタ18の導通
開始時点でのトランス2の蓄積エネルギーを入力
電圧V1の変動に無関係にほぼ一定にすることが
出来ることを意味る。このため、第5図の特性線
A,B,Cで示す如く、入力電圧V1が低、中、
高と順次に変化したとしても、負荷電流I0対出力
電圧V0特性の垂下動作開始点P1,P2,P3は大幅
に変動しない。即ち、入力電圧が変動しても、ほ
ぼ一定の負荷電流I0で垂下動作を開始させること
が出来る。
上述の如く、過電流制限用トランジスタ18が
導通を開始すると、トランジスタ18による分流
回路が形成されるので、スイツチングトランジス
タ3のベース電流IBが小さくなり、結局hFE・IBで
決定されるICのピーク値も小さくなり、トランス
2の蓄積エネルギーが低下し、出力電圧V0が低
下する。
導通を開始すると、トランジスタ18による分流
回路が形成されるので、スイツチングトランジス
タ3のベース電流IBが小さくなり、結局hFE・IBで
決定されるICのピーク値も小さくなり、トランス
2の蓄積エネルギーが低下し、出力電圧V0が低
下する。
垂下動作で出力電圧V0の低下が開始すると、
逆バイアス用即ち定電圧制御用の第1のコンデン
サ12の充電電圧も出力電圧V0の低下に追従し
て低下する。このため、第1のコンデンサ12と
抵抗4とトランジスタ18のエミツタ・ベース接
合と抵抗23とから成る閉回路、及び第1のコン
デンサ12と抵抗19と抵抗23とから成る閉回
路とに基づいて決定されるトランジスタ18に対
する逆バイアスの量が低下し、トランジスタ18
は導通しやすい状態となる。従つて、スイツチン
グトランジスタ3のベース電流が大幅に低減さ
れ、コレクタ電流ICが小さくなり、蓄積エネルギ
ーも低下するので、出力電流I0の増大が抑制され
る。即ち正帰還動作となつてコレクタ電流ICの増
大が抑制され、第5図に示す如く出力電流I0は垂
下開始時点の電流値近傍に抑えられ、定電流型又
はフの字型の垂下特性が得られる。尚コレクタ電
流ICが減少すれば、過電流検出抵抗4の両端電圧
も低下するが、第1のコンデンサ12に基づく逆
バイアスが大幅に低減するので、過電流制限用ト
ランジスタ18のオンは維持される。
逆バイアス用即ち定電圧制御用の第1のコンデン
サ12の充電電圧も出力電圧V0の低下に追従し
て低下する。このため、第1のコンデンサ12と
抵抗4とトランジスタ18のエミツタ・ベース接
合と抵抗23とから成る閉回路、及び第1のコン
デンサ12と抵抗19と抵抗23とから成る閉回
路とに基づいて決定されるトランジスタ18に対
する逆バイアスの量が低下し、トランジスタ18
は導通しやすい状態となる。従つて、スイツチン
グトランジスタ3のベース電流が大幅に低減さ
れ、コレクタ電流ICが小さくなり、蓄積エネルギ
ーも低下するので、出力電流I0の増大が抑制され
る。即ち正帰還動作となつてコレクタ電流ICの増
大が抑制され、第5図に示す如く出力電流I0は垂
下開始時点の電流値近傍に抑えられ、定電流型又
はフの字型の垂下特性が得られる。尚コレクタ電
流ICが減少すれば、過電流検出抵抗4の両端電圧
も低下するが、第1のコンデンサ12に基づく逆
バイアスが大幅に低減するので、過電流制限用ト
ランジスタ18のオンは維持される。
上述から明らかなように、本実施例によれば入
力電圧の変動に基づく垂下動作開始点の変動の抑
制を簡単な回路で達成することが出来る。
力電圧の変動に基づく垂下動作開始点の変動の抑
制を簡単な回路で達成することが出来る。
また、コンデンサ12による逆バイアス電圧と
エミツタ電流による抵抗4の電圧との合成で垂下
電流が決定されるので、出力電流I0の増大の抑制
を簡単に達成することが出来る。
エミツタ電流による抵抗4の電圧との合成で垂下
電流が決定されるので、出力電流I0の増大の抑制
を簡単に達成することが出来る。
変形例
(A) 入力電圧の変動に対する垂下動作開始点の変
動のみを抑える場合には、第6図に示す如く抵
抗23による逆バイアス回路を除去し、第7図
に示すようなへの字型垂下特性としてもよい。
動のみを抑える場合には、第6図に示す如く抵
抗23による逆バイアス回路を除去し、第7図
に示すようなへの字型垂下特性としてもよい。
(B) コンデンサ12及びコンデンサ20を充電す
るために、トランス2に4次巻線を設け、4次
巻線の一端をトランジスタ3のエミツタに共通
接続し、この4次巻線とコンデンサ12,20
との間にダイオード13,21を接続し、3次
巻線7と同様な電圧が得られる4次巻線の電圧
でコンデンサ12,20を充電してもよい。
るために、トランス2に4次巻線を設け、4次
巻線の一端をトランジスタ3のエミツタに共通
接続し、この4次巻線とコンデンサ12,20
との間にダイオード13,21を接続し、3次
巻線7と同様な電圧が得られる4次巻線の電圧
でコンデンサ12,20を充電してもよい。
(C) 第4図及び第6図に於いて、抵抗11を3次
巻線7の下端ラインに接続し、コンデンサ12
を3次巻線7の上端に接続し、整流ダイオード
13及びツエナーダイオード14を下端ライン
とコンデンサ12との間に接続してもよい。
巻線7の下端ラインに接続し、コンデンサ12
を3次巻線7の上端に接続し、整流ダイオード
13及びツエナーダイオード14を下端ライン
とコンデンサ12との間に接続してもよい。
(D) 定電圧制御回路15は第4図の回路に限定さ
れるものではなく、出力電圧と基準電圧とに基
づいてスイツチングトランジスタ3のベース電
流を調整して定電圧特性を得ることが出来る回
路であれば、どのような構成のものでもよい。
例えばベース回路16に並列にトランジスタを
接続し、このトランジスタの導通状態を出力電
圧に応じて変化させ、定電圧特性を得るように
してもよい。
れるものではなく、出力電圧と基準電圧とに基
づいてスイツチングトランジスタ3のベース電
流を調整して定電圧特性を得ることが出来る回
路であれば、どのような構成のものでもよい。
例えばベース回路16に並列にトランジスタを
接続し、このトランジスタの導通状態を出力電
圧に応じて変化させ、定電圧特性を得るように
してもよい。
(E) コンデンサ12を定電圧制御と第5図に示す
定電流型垂下制御(正帰還制御)とに共用して
いるが、逆バイアスによる垂下制御用のコンデ
ンサを別に設けてもよい。
定電流型垂下制御(正帰還制御)とに共用して
いるが、逆バイアスによる垂下制御用のコンデ
ンサを別に設けてもよい。
(F) 起動抵抗17をトランジスタ3のコレクタに
接続してもよい。また起動後の発振を継続する
ために、1次巻線5に並列にコンデンサ、抵
抗、ダイオード等を接続し、例えばリンギング
チヨークコンバータ方式としてもよい。
接続してもよい。また起動後の発振を継続する
ために、1次巻線5に並列にコンデンサ、抵
抗、ダイオード等を接続し、例えばリンギング
チヨークコンバータ方式としてもよい。
第1図は従来のコンバータの回路図、第2図は
第1図の回路のスイツチングトランジスタのベー
ス電流とコレクタ電流とを示す波形図、第3図は
第1図の回路の出力電流−電圧特性図である。第
4図は本発明の実施例のコンバータを示す回路
図、第5図は第4図の回路の出力電流−電圧特性
図である。第6図は変形例のコンバータを示す回
路図、第7図は第6図の出力電流−電圧特性図で
ある。 1……直流電源、2……トランス、3……スイ
ツチングトランジスタ、4……過電流検出抵抗、
5……1次巻線、6……2次巻線、7……3次巻
線、8……整流平滑回路、11……抵抗、12…
…定電圧制御用コンデンサ、13……整流ダイオ
ード、14……定電圧制御用ツエナーダイオー
ド、15……定電圧制御回路、17……起動抵
抗、18……過電流制限用トランジスタ、19…
…ベース電流調整用抵抗、20……垂下制御用コ
ンデンサ、21……整流ダイオード、22,23
……抵抗。
第1図の回路のスイツチングトランジスタのベー
ス電流とコレクタ電流とを示す波形図、第3図は
第1図の回路の出力電流−電圧特性図である。第
4図は本発明の実施例のコンバータを示す回路
図、第5図は第4図の回路の出力電流−電圧特性
図である。第6図は変形例のコンバータを示す回
路図、第7図は第6図の出力電流−電圧特性図で
ある。 1……直流電源、2……トランス、3……スイ
ツチングトランジスタ、4……過電流検出抵抗、
5……1次巻線、6……2次巻線、7……3次巻
線、8……整流平滑回路、11……抵抗、12…
…定電圧制御用コンデンサ、13……整流ダイオ
ード、14……定電圧制御用ツエナーダイオー
ド、15……定電圧制御回路、17……起動抵
抗、18……過電流制限用トランジスタ、19…
…ベース電流調整用抵抗、20……垂下制御用コ
ンデンサ、21……整流ダイオード、22,23
……抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 トランス2の1次巻線5と、 前記1次巻線5に直列に接続されたスイツチン
グトランジスタ3と、 前記スイツチングトランジスタ3のエミツタに
直列に接続された過電流検出抵抗4と、 前記1次巻線5と前記スイツチングトランジス
タ3と前記過電流検出抵抗4とから成る直列回路
に直流電圧を供給する直流電源1と、 前記トランス2の前記1次巻線5に電磁結合さ
れた2次巻線6と、 前記スイツチングトランジスタ3のオン期間に
前記2次巻線6の出力を阻止し前記スイツチング
トランジスタ3のオフ期間に前記トランス2の蓄
積エネルギーを得るように前記2次巻線6に接続
された出力整流平滑回路8と、 前記直流電源1から前記スイツチングトランジ
スタ3のコレクタに至る電源ラインと前記スイツ
チングトランジスタ3のベースとの間に接続され
た起動用抵抗17と、 前記トランス2の前記1次巻線5及び前記2次
巻線6に電磁結合され且つ前記スイツチングトラ
ンジスタ3のオン期間に生じる誘起電圧によつて
前記スイツチングトランジスタ3にベース電流を
供給するように前記スイツチングトランジスタ3
のベースとエミツタとの間に接続された3次巻線
7と、 出力電圧に対応する電圧と基準電圧とに基づい
て一定の前記出力電圧を得るように前記スイツチ
ングトランジスタのベース電流を制御する定電圧
制御回路15と、 ベースがベース電流調整抵抗19を介して前記
過電流検出抵抗4の一端に接続され、エミツタが
前記過電流検出抵抗4の他端に接続され、コレク
タが前記スイツチングトランジスタ3のベースに
接続された過電流制限用トランジスタ18と から成る自励式オンオフ型トランジスタ直流−直
流変換器に於いて、 充電電圧によつて前記過電流制限用トランジス
タ18に順方向のバイアスを与えるために一端が
前記過電流検出抵抗4の一端に接続されている垂
下制御用コンデンサ20と、 前記垂下制御用コンデンサ20を前記スイツチ
ングトランジスタ3のオン期間に於ける前記3次
巻線7の電圧又は前記トランス2に設けた電圧検
出用4次巻線の電圧に充電するために前記3次巻
線7又は前記4次巻線と前記垂下制御用コンデン
サ20の他端との間に接続された整流ダイオード
21と、 前記過電流検出抵抗4の両端電圧に基づいて決
まる過電流制限用トランジスタ18の導通開始点
が前記直流電源1の電圧の変動に応じて変動する
ことを制限するために前記垂下制御用コンデンサ
20の他端と前記過電流制限用トランジスタ18
のベースとの間に接続された垂下制御用抵抗22
と、 を具備していることを特徴とする直流−直流変換
器。 2 前記定電圧制御回路は、 前記スイツチングトランジスタ3のオン期間に
於ける前記3次巻線7の電圧で定電圧が得られる
方向性を有して一端が前記スイツチングトランジ
スタ3のベース又はエミツタに接続されている定
電圧ダイオード14と、 前記定電圧ダイオード14に直列に接続され且
つ前記スイツチングトランジスタ3のエミツタ・
ベース間接合に並列となるように配されている定
電圧制御用コンデンサ12と、 前記定電圧制御用コンデンサ12を前記スイツ
チングトランジスタ3のオフ期間に前記3次巻線
7に誘起する電圧に充電するように前記3次巻線
7と前記定電圧制御用コンデンサ12との間に接
続されている定電圧制御用コンデンサ充電用整流
ダイオード13と、 前記3次巻線7から前記スイツチングトランジ
スタ3に至るベース回路に直列に接続され且つ前
記定電圧ダイオード14と前記3次巻線7との間
に配されている電流制限用抵抗11と、 から成る回路である特許請求の範囲第1項記載の
直流−直流変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1939583A JPS59148562A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | 直流−直流変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1939583A JPS59148562A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | 直流−直流変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59148562A JPS59148562A (ja) | 1984-08-25 |
| JPH0147118B2 true JPH0147118B2 (ja) | 1989-10-12 |
Family
ID=11998086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1939583A Granted JPS59148562A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | 直流−直流変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59148562A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2563188B2 (ja) * | 1987-10-20 | 1996-12-11 | サンケン電気株式会社 | 過電流保護機能付自励形コンバータ |
| JP3707409B2 (ja) * | 2001-09-10 | 2005-10-19 | 株式会社村田製作所 | スイッチング電源装置 |
-
1983
- 1983-02-08 JP JP1939583A patent/JPS59148562A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59148562A (ja) | 1984-08-25 |
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