JPH02155461A

JPH02155461A - チョッパ回路

Info

Publication number: JPH02155461A
Application number: JP30617388A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kobayashi; 和雄小林; Katsuhiko Nishimura; 西村　勝彦
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 1988-12-05
Filing date: 1988-12-05
Publication date: 1990-06-14

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、平滑回路のチョークコイルに流れる電流の不
連続を防止したチョッパ回路に関するものである。

直流電源の電圧をチョッパ制御により設定電圧に安定化
して出力するチョッパ回路に於いては、チョークコイル
とコンデンサとからなる平滑回路が設けられており、軽
負荷時に於いてチョークコイルに流れる電流が不連続と
なって、チョッパ制御が不安定となる場合があり、これ
を防止することが要望されている。

〔従来の技術〕

従来例のチョッパ回路は、例えば、第３図に示すように
、トランジスタ２１を駆動回路２２により制御し、直流
電源２３からの電流をオン、オフし、チョークコイル２
４とコンデンサ２５とからなる平滑回路により平滑化し
、トランジスタ２１がオフの時に、フライホイールダイ
オード２６を介して電流が流れるものである。又制御回
路２７は、直流出力電圧ｖｏを設定基準値と比較して誤
差増幅し、その誤差増幅信号と内蔵発振器の発振波形と
を比較器により比較してパルス幅制御信号を得る。この
パルス幅制御信号を駆動回路２２に加えて、直流出力電
圧Ｖ。の安定化を図るものである。

第４図は第３図の動作説明図であり、ｉａ）はトランジ
スタ２１のＯＮ、ＯＦＦの動作、（ｂ）はチョークコイ
ル２４の電圧Ｖ、と電流１２　、（Ｃ１はトランジスタ
２１に流れる電流１　、　、（ｄ）はフライホイールダ
イオード２６に流れる電流Ｉ３を示す。

又■４は負荷電流、ＶＬはチョークコイル２４に印加さ
れる電圧、ｖｏは直流出力電圧であり、時刻ｔ１にトラ
ンジスタ２１がオンとなると、直流電源２３からトラン
ジスタ２１を介して、負荷電流Ｉ４に対応した電流１１
が（Ｃ１に示すように流れ、時刻ｔ２にオフとなると、
フライホイールダイオード２６を介して電流■３が（ｄ
ｌに示すように流れる。従って、チョークコイル２４に
流れる電流■２は、伽）に示すように変動するが、負荷
電流■４はコンデンサ２５により平均化されたものとな
る。

負荷電流Ｉ４が少なくなった場合、例えば、時刻ｔ５に
トランジスタ２１がオンとなると、トランジスタ２１を
介して流れる電流１．も少なくなる。従って、時刻ｔ６
にトランジスタ２１がオフとなり、フライホイールダイ
オード２６に流れる電流■３も少なくなり、例えば、時
刻ｔ７には零となる。即ち、負荷電流Ｉ４が、チョーク
コイル２４に流れる電流■２の変化のピーク・ピーク値
Ｉ　Ｐ−Ｐの１／２より小さくなった時に、チョークコ
イル２４に流れる電流１２が時刻ｔ７〜ｔ８に示すよう
に零となり、トランジスタ２１のオン。

オフ制御に於いてチョークコイル２４に流れる電流が不
連続となり、直流出力電圧■。が不安定となる。

そこで、従来は、ダミー抵抗をコンデンサ２５と並列に
接続し、少なくとも、１４＝ＩＰ−Ｐ／２以上の電流が
無負荷時でも流れるように構成し、チョークコイル２４
には連続して電流Ｉ２が流れるように、ダミー抵抗を選
定していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

軽負荷時には、前述のように、チョークコイル２４の電
流が不連続となり、直流出力電圧Ｖ、が不安定となり、
又チョークコイル２４に振動が生じる場合もある。従っ
て、チョークコイル２４に流れる電流Ｉ２が不連続とな
らないように、ダミー抵抗をコンデンサ２５と並列に接
続することになるが、このダミー抵抗による電力損失に
より、チョッパ回路の効率が低下する欠点があった。

本発明は、簡単な構成により効率を低下させることなく
チョークコイルの電流の不連続を防止することを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のチョッパ回路は、第１図を参照して説明すると
、駆動回路２からパルス幅制御によりオン５オフ制御さ
れる第１のトランジスタｌと、このトランジスタｌによ
って直流電源３からオン。

オフ制御される電流を平滑化する為のチョークコイル４
とコンデンサ５と、第１のトランジスタ１の出力側に接
続されたフライホイールダイオード６と、このフライホ
イールダイオード６に並列に接続されて、第１のトラン
ジスタ１と相補的にオン、オフ制御される第２のトラン
ジスタ７と、第１のトランジスタに並列に接続されて、
トランジスタ１に流れる電流と逆方向に電流を流す極性
のダイオード８とにより構成したもので、制御回路９に
より直流出力電圧を安定化するように、駆動回路２を制
御することになる。

〔作用〕

駆動回路２によるパルス幅制御により第１のトランジス
タ１をオン５オフ制御して、直流出力電圧を安定化する
動作は、従来例と同様であるが、第１のトランジスタ１
がオフの期間に於いて第２のトランジスタ７がオンとな
り、チョークコイル４に流れる電流が不連続となるよう
な軽負荷時に於いて、コンデンサ５の端子電圧、即ち、
直流出力電圧によって、この第２のトランジスタ７を介
して電流が流れるから、チョークコイル４に流れる電流
は不連続となることはない。

又ダイオード８は、第１のトランジスタ１がオンとなる
直前までチョークコイル４に負荷電流と逆方向の電流が
流れているから、この電流を第１のトランジスタ１に対
してバイパスして、直流電源３に帰還する為のものであ
る。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第１図は本発明の実施例の要部回路図であり、従来例の
チッフバ回路に、第２のトランジスタ７とダイオード８
とを設けたもので、第２のトランジスタ７は、第１のト
ランジスタ１の出力側のフライホイールダイオード６と
並列に、且つフライホイールダイオード６に流れる電流
Ｉ３と逆方向に電流Ｉ５が流れるように接続され、第１
のトランジスタ１と第２のトランジスタ７とのベースが
駆動回路２の制御出力端子Ｑ、ｄに接続され、−方がオ
ンの時、他方がオフとなるように相補的に制御される。

又ダイオード８は、第１のトランジスタｌと並列に接続
され、且つ第１のトランジスタ１に流れる電流■１と逆
方向に電流■、が流れる極性に接続されている。又１０
は直流電源３を交流電圧の整流平滑回路により構成した
場合の平滑用コンデンサを示す。

第２図は第１図の動作説明図であり、（ａ）は第１のト
ランジスタｌのＯＮ、ＯＦＦ動作、山）はチョークコイ
ル４の電圧ｖＬ及び電流１２　、（Ｃ）はトランジスタ
１とダイオード８とに流れる電流１１＋Ｉ、との和、（
ｄ）はフライホイールダイオード６に流れる電流１３　
、（”）は第２のトランジスタ７のＯＮ、ＯＦＦ動作、
（ｆ）は第２のトランジスタ７に流れる電流Ｉ５を示し
、第１図に於ける矢印の方向の電流を正とし、その逆方
向の電流を負として示す。

負荷電流Ｉ４が大きい時は、従来例と同様にチョークコ
イル４に流れる電流Ｉ２は連続したものとなり、直流出
力電圧Ｖ、を制御回路９により検出して、設定基準値と
比較し、その差に対応して駆動回路２を制御し、第１の
トランジスタｌのオン期間を制御して、直流出力電圧ｖ
ｏを安定化することができる。

又軽負荷時は、負荷電流■４がチョークコイル４に流れ
る電流Ｉ２のピーク・ピーク値■、−１の１／２より小
さくなった場合、例えば、時刻Ｈに（ａｔ、　（ｅｌに
示すように、第１のトランジスタ１がオン、第２のトラ
ンジスタ７がオフとなると、負荷電流■４に対応して電
流Ｉ、が流れ、又時刻乞２に第１のトランジスタｌがオ
フ、第２のトランジスタ７がオンとなると、フライホイ
ールダイオード６に電流■３が（ｄｌに示すように流れ
る。この電流■３が例えば時刻ｔ３に零となると、コン
デンサ５の端子電圧、即ち、直流出力電圧Ｖ、により第
２のトランジスタ７に電流Ｉ５が（ｆｌに示すように流
れる。即ち、チョークコイル４に流れる電流■２は（ｂ
）に示すように時刻ｔ３に於いて反転して流れる。

次の時刻ｔ４に第１のトランジスタ１がオン、第２のト
ランジスタ７がオフとなると、時刻ｔ４以前にチョーク
コイル４に流れていた電流！２が継続して流れようとす
るから、この電流成分はダイオード８を介して直流電源
３に帰還される。整流平滑回路の場合は、平滑回路のコ
ンデンサｌＯに帰還される。そして、直流電源３又は平
滑回路が前段にある場合には、コンデンサ１０からの電
流は、第１のトランジスタ１の電流■１とダイオード８
の電流Ｉ、とを加えた（Ｃ）に示すような１１＋Ｉｈの
電流が流れる。

前述のように、軽負荷時に於いても、チョークコイル４
に流れる電流が不連続となることがないから、直流出力
電圧Ｖｏの安定化を図ることができる。又チョークコイ
ル４の振動等を生じることもなくなる。

前述の実施例は、バイポーラトランジスタを用いた場合
を示すものであるが、電界効果トランジスタ等のスイッ
チング半導体素子を用いることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、パルス幅制御される第
１のトランジスタ１と並列にダイオード８を接続し、そ
の第１のトランジスタ１の出力側のフライホイールダイ
オード６と並列に第２のトランジスタ７を接続し、第１
と第２とのトランジスタ１．７を駆動回路２により相補
的に制御するもので、軽負荷時に、第１のトランジスタ
１のオフ期間にチラークコイル４に流れる電流■２が零
となっても、第２のトランジスタ７を介して直流出力電
圧■θにより逆方向に電流！５が流れるから、チョーク
コイル４に流れる電流が不連続となることを防止し、軽
負荷時に於いても直流出力電圧ＶＯを安定に制御するこ
とができる。

又軽負荷時に、チョークコイル４に流れる電流が第２の
トランジスタ７がオン期間に反転することになるが、第
１のトランジスタ１がオンとなった時に、その反転した
電流をダイオード８を介して直流電源３に帰還すること
ができるから、第１のトランジスタ１を破損するような
ことはない。

従って、チッンパ回路に於ける軽負荷時の動作を安定化
し、且つダミー抵抗等による損失の増加もない利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部回路図、第２図は本発明
の実施例の動作説明図、第３図は従来例の要部回路図、
第４図は従来例の動作説明図である。１は第１のトランジスタ、２は駆動回路、３は直流電源
、４はチラークコイル、５はコンデンサ、６はフライホ
イールダイオード、７は第２のトランジスタ、８はダイ
オード、９は制御回路である。特許出願人　　富士通電装株式会社代理人弁理士　　　相　谷　昭　司代理人弁理士　　　渡　邊　弘　−

Claims

【特許請求の範囲】駆動回路（２）からパルス幅制御によりオン、オフ制御
される第１のトランジスタ（１）と、該第１のトランジ
スタ（１）によって直流電源（３）からオン、オフ制御
された電流を平滑化する為のチョークコイル（４）とコ
ンデンサ（５）と、前記第１のトランジスタ（１）の出力側に接続されたフ
ライホィールダイオード（６）と、該フライホィールダ
イオード（６）に並列に接続され、前記駆動回路（２）
により前記第１のトランジスタ（１）と相補的にオン、
オフ制御される第２のトランジスタ（７）と、前記第１のトランジスタ（１）に並列に、該トランジス
タ（１）に流れる電流と逆方向に電流を流す極性に接続
したダイオード（８）とを備えたことを特徴とするチョッパ回路。