JPH0315421B2 - - Google Patents
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- JPH0315421B2 JPH0315421B2 JP20013884A JP20013884A JPH0315421B2 JP H0315421 B2 JPH0315421 B2 JP H0315421B2 JP 20013884 A JP20013884 A JP 20013884A JP 20013884 A JP20013884 A JP 20013884A JP H0315421 B2 JPH0315421 B2 JP H0315421B2
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- JP
- Japan
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- thyristor
- switching transistor
- overvoltage
- output
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- 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
- H02M3/338—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 in a self-oscillating arrangement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、一石式フオワード型DC−DCコンデ
ンサの過電圧保護に関し、更に詳しくは、過電圧
を検出したときスイツチングトランジスタの非導
通期間中にトランスの二次巻線間を短絡すること
よりコンバータの出力を低下させるようにした一
石式フオワードコンバータの過電圧保護回路に関
するものである。
ンサの過電圧保護に関し、更に詳しくは、過電圧
を検出したときスイツチングトランジスタの非導
通期間中にトランスの二次巻線間を短絡すること
よりコンバータの出力を低下させるようにした一
石式フオワードコンバータの過電圧保護回路に関
するものである。
［従来の技術］
一石式フオワードコンバータは、ブロツキング
発振を利用した自励型スイツチングレギユレータ
の一種であり、部品点数が少なく、リンギングチ
ヨークコンバータに比べて出力電力に多くとるこ
とができるという利点があり、出力容量の比較的
小さい電源に利用されている。
発振を利用した自励型スイツチングレギユレータ
の一種であり、部品点数が少なく、リンギングチ
ヨークコンバータに比べて出力電力に多くとるこ
とができるという利点があり、出力容量の比較的
小さい電源に利用されている。
しかし電源入力電圧が異常に上昇した時、ある
いは定電圧電源の主要各部に故障が生じて定電圧
制御回路が機能しなくなつた場合、出力電圧が上
昇してしまう。そのような過電圧状態が発生する
と、出力平滑用コンデンサの破損、スイツチング
トランジスタや抵抗等の異常発熱、あるいは負荷
の破損等の問題が発生する。特に、出力平滑用の
大容量コンデンサは、エチングリコール等の液体
電解質材料が充填されているため、それがパンク
して焼損し大事故を起こす虞れさえある。従つて
過電圧が生じたならばそれを検知、直に出力を低
下する必要がある。そのため一石式フオワードコ
ンバータにおいても過電圧保護回路が組み込まれ
ている。
いは定電圧電源の主要各部に故障が生じて定電圧
制御回路が機能しなくなつた場合、出力電圧が上
昇してしまう。そのような過電圧状態が発生する
と、出力平滑用コンデンサの破損、スイツチング
トランジスタや抵抗等の異常発熱、あるいは負荷
の破損等の問題が発生する。特に、出力平滑用の
大容量コンデンサは、エチングリコール等の液体
電解質材料が充填されているため、それがパンク
して焼損し大事故を起こす虞れさえある。従つて
過電圧が生じたならばそれを検知、直に出力を低
下する必要がある。そのため一石式フオワードコ
ンバータにおいても過電圧保護回路が組み込まれ
ている。
従来の過電圧保護回路は、例えば第２図に示す
ように構成されていた。同図において破線で囲み
符号１１を付した部分が従来の過電圧保護回路で
ある。即ち、トランスＴに検出巻線N1を設け、
その出力をダイオードD3で整流するとともに、
コンデンサC1でピーク・チヤージし、その出力
を過電圧検出用ツエナーダイオードZD1に印加す
る。他方コンバータの一次側入力部には抵抗R2、
サイリスタSCR1、および抵抗R3からなる直列回
路が挿入され、該抵抗R3の端子電圧が、発振用
のスイツチングトランジスタQ1のベースエミツ
タ間に接続された過電圧保護用トランジスタQ2
のベースに印加される。そして前記過電圧検出用
ツエナーダイオードZD1を流れる電流がサイリス
タSCR1のゲートに供給される構成である。
ように構成されていた。同図において破線で囲み
符号１１を付した部分が従来の過電圧保護回路で
ある。即ち、トランスＴに検出巻線N1を設け、
その出力をダイオードD3で整流するとともに、
コンデンサC1でピーク・チヤージし、その出力
を過電圧検出用ツエナーダイオードZD1に印加す
る。他方コンバータの一次側入力部には抵抗R2、
サイリスタSCR1、および抵抗R3からなる直列回
路が挿入され、該抵抗R3の端子電圧が、発振用
のスイツチングトランジスタQ1のベースエミツ
タ間に接続された過電圧保護用トランジスタQ2
のベースに印加される。そして前記過電圧検出用
ツエナーダイオードZD1を流れる電流がサイリス
タSCR1のゲートに供給される構成である。
コンデンサが正常な動作をしている間はサイリ
スタSCR1および過電圧保護用トランジスタQ2は
いずれもオフの状態にある。しかし何らかの原因
により過電圧状態となると、異常に高い電圧が検
出巻線N1に誘起され、過電圧検出用ツエナーダ
イオードZD1が導通し、それによつてサイリスタ
SCR1が点弧し導通することになる。そのため抵
抗R3に電流が流れ、電圧降下が生じ、その端子
電圧が過電圧保護用トランジスタQ2のベースに
印加される。それによつて該過電圧保護用トラン
ジスタQ2は導通し、コンバータのスイツチング
トランジスタQ1のベース電位を引き下げ、その
発振動作を停止させるのである。
スタSCR1および過電圧保護用トランジスタQ2は
いずれもオフの状態にある。しかし何らかの原因
により過電圧状態となると、異常に高い電圧が検
出巻線N1に誘起され、過電圧検出用ツエナーダ
イオードZD1が導通し、それによつてサイリスタ
SCR1が点弧し導通することになる。そのため抵
抗R3に電流が流れ、電圧降下が生じ、その端子
電圧が過電圧保護用トランジスタQ2のベースに
印加される。それによつて該過電圧保護用トラン
ジスタQ2は導通し、コンバータのスイツチング
トランジスタQ1のベース電位を引き下げ、その
発振動作を停止させるのである。
［発明が解決しようとする問題点］
ところがこのような構成としたのでは、コンバ
ータ本体は極めて部品点数が少ない簡単な構成で
あるのに対し、過電圧保護回路は、抵抗R1〜R4、
サイリスタSCR1、過電圧保護用トランジスタ
Q2、過電圧検出用ツエナーダイオードZD1、ダイ
オードD3、コンデンサC1およびトランス検出巻
線N1等、部品点数が著しく多くなりコストアツ
プの大きな要因となつていた。また部品点数が多
く回路が複雑化する分、組み立ても面倒であり、
信頼性が低下するといつた欠点があつた。
ータ本体は極めて部品点数が少ない簡単な構成で
あるのに対し、過電圧保護回路は、抵抗R1〜R4、
サイリスタSCR1、過電圧保護用トランジスタ
Q2、過電圧検出用ツエナーダイオードZD1、ダイ
オードD3、コンデンサC1およびトランス検出巻
線N1等、部品点数が著しく多くなりコストアツ
プの大きな要因となつていた。また部品点数が多
く回路が複雑化する分、組み立ても面倒であり、
信頼性が低下するといつた欠点があつた。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、部品点数が極めて少なく回路も簡素化
され、それ故信頼性が高く、組み立ても容易で小
型化しうるような改良された一石式フオワードコ
ンバータの過電圧保護回路を提供することにあ
る。
を解消し、部品点数が極めて少なく回路も簡素化
され、それ故信頼性が高く、組み立ても容易で小
型化しうるような改良された一石式フオワードコ
ンバータの過電圧保護回路を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、一次側巻線と二次側出力巻線とが同
極性のトランスと、一次側巻線に直列に接続した
スイツチングトランジスタと、整流ダイオード
D1，D2とチヨークコイルと平滑コンデンサから
なる二次側整流平滑化回路を具備し、スイツチン
グトランジスタの導通時に二次側出力巻線に誘起
する電圧によつて整流ダイオードD1が導通しチ
ヨークコイルを通して負荷に電力を供給し、スイ
ツチングトランジスタの非導通時はチヨークコイ
ルの電流が整流ダイオードD2を通して流れ続け
る一石式フオワードコンバータの過電圧保護回路
である。上記の目的を達成するため本発明では、
トランスの二次側出力巻線間にサイリスタを挿入
すると共に、二次側整流平滑化出力と前記サイリ
スタのゲートとの間に過電圧検出素子を接続し、
過電圧検出時に該過電圧検出素子によつてサイリ
スタを点弧して、スイツチングトランジスタの非
導通期間中にトランスの二次側出力巻線間を前記
サイリスタで短絡し、該スイツチングトランジス
タの導通期間を短絡して出力電圧を低下させるよ
うに構成されている。
極性のトランスと、一次側巻線に直列に接続した
スイツチングトランジスタと、整流ダイオード
D1，D2とチヨークコイルと平滑コンデンサから
なる二次側整流平滑化回路を具備し、スイツチン
グトランジスタの導通時に二次側出力巻線に誘起
する電圧によつて整流ダイオードD1が導通しチ
ヨークコイルを通して負荷に電力を供給し、スイ
ツチングトランジスタの非導通時はチヨークコイ
ルの電流が整流ダイオードD2を通して流れ続け
る一石式フオワードコンバータの過電圧保護回路
である。上記の目的を達成するため本発明では、
トランスの二次側出力巻線間にサイリスタを挿入
すると共に、二次側整流平滑化出力と前記サイリ
スタのゲートとの間に過電圧検出素子を接続し、
過電圧検出時に該過電圧検出素子によつてサイリ
スタを点弧して、スイツチングトランジスタの非
導通期間中にトランスの二次側出力巻線間を前記
サイリスタで短絡し、該スイツチングトランジス
タの導通期間を短絡して出力電圧を低下させるよ
うに構成されている。
ここで二次側整流平滑化出力と前記サイリスタ
のゲートとの間に接続される過電圧検出素子とし
ては、通常、過電圧時に導通するような所定の定
電圧特性を有するツエナーダイオードが用いられ
る。またサイリスタに対して直列にダイオードを
挿入し、該サイリスタに逆電圧がかからないよう
に保護するのが望ましい。
のゲートとの間に接続される過電圧検出素子とし
ては、通常、過電圧時に導通するような所定の定
電圧特性を有するツエナーダイオードが用いられ
る。またサイリスタに対して直列にダイオードを
挿入し、該サイリスタに逆電圧がかからないよう
に保護するのが望ましい。
［作用］
このような構成とすると、何らかに原因により
定電圧化制御ができなくなり出力に過大な電圧が
発生すると、過電圧検出素子、例えばツエナーダ
イオードが導通し、それによつてサイリスタにト
リガー電流が流れ、該サイリスタを導通させる。
これによつてスイツチングトランジスタの必導通
期間中に二次側出力巻線間が短絡されてしまうた
め、非導通時の電圧が二次側には発生しないから
スイツチングトランジスタの導通期間が縮めら
れ、出力電圧が低下する。このような動作によつ
て、負荷の保護のみならずコンバータ自身の破損
を防止をも図ることができるのである。
定電圧化制御ができなくなり出力に過大な電圧が
発生すると、過電圧検出素子、例えばツエナーダ
イオードが導通し、それによつてサイリスタにト
リガー電流が流れ、該サイリスタを導通させる。
これによつてスイツチングトランジスタの必導通
期間中に二次側出力巻線間が短絡されてしまうた
め、非導通時の電圧が二次側には発生しないから
スイツチングトランジスタの導通期間が縮めら
れ、出力電圧が低下する。このような動作によつ
て、負荷の保護のみならずコンバータ自身の破損
を防止をも図ることができるのである。
［実施例］
以下、図面に基づき本発明について更に詳しく
説明する。第１図は本発明にかかる過電圧保護回
路を組み込んだ一石式フオワードコンバータの一
実施例を示す回路図である。一石式フオワードコ
ンバータ自体の構成並びに動作は従来公知のもの
と全く同様であつてよい。トランスＴの帰還巻線
P2の誘起電圧を利用してスイツチングトランジ
スタQ1をオン・オフさせて直流を交流に変換し、
コレクタ態巻線P1と二次側出力巻線S1で電圧変
換し、その出力を整流ダイオードD1，D2、チヨ
ークコイルＬおよび平滑コンデンサＣとで整流平
滑化するのである。出力電圧を安定化するには、
スイツチングトランジスタQ1のベースエミツタ
間に制御用トランジスタQ3を設け、該制御用ト
ランジスタQ3のベースに制御信号を与えること
によつて行うことができる。
説明する。第１図は本発明にかかる過電圧保護回
路を組み込んだ一石式フオワードコンバータの一
実施例を示す回路図である。一石式フオワードコ
ンバータ自体の構成並びに動作は従来公知のもの
と全く同様であつてよい。トランスＴの帰還巻線
P2の誘起電圧を利用してスイツチングトランジ
スタQ1をオン・オフさせて直流を交流に変換し、
コレクタ態巻線P1と二次側出力巻線S1で電圧変
換し、その出力を整流ダイオードD1，D2、チヨ
ークコイルＬおよび平滑コンデンサＣとで整流平
滑化するのである。出力電圧を安定化するには、
スイツチングトランジスタQ1のベースエミツタ
間に制御用トランジスタQ3を設け、該制御用ト
ランジスタQ3のベースに制御信号を与えること
によつて行うことができる。
さて第１図において破線で囲つた部分が本発明
にかかる過電圧保護回路１である。この回路図か
ら明らかなように、発明にかかる過電圧保護回路
１は、一石式フオワードコンバータの二次側出力
巻線S1の両端子間にダイオードＤとサイリスタ
SCRとの直列接続を挿入するとともに、二次側
チヨークコイルＬの出力と前記サイリスタSCR
のゲート端子との間に過電圧検出素子としてツエ
ナーダイオードZDをを接続し、またサイリスタ
SCRのゲート−カソード端子間に抵抗Ｒを接続
した構成である。
にかかる過電圧保護回路１である。この回路図か
ら明らかなように、発明にかかる過電圧保護回路
１は、一石式フオワードコンバータの二次側出力
巻線S1の両端子間にダイオードＤとサイリスタ
SCRとの直列接続を挿入するとともに、二次側
チヨークコイルＬの出力と前記サイリスタSCR
のゲート端子との間に過電圧検出素子としてツエ
ナーダイオードZDをを接続し、またサイリスタ
SCRのゲート−カソード端子間に抵抗Ｒを接続
した構成である。
この過電圧保護回路は次のように動作する。
今、何らかの原因によつて一石式フオワードコン
バータの定電圧動作が制御できなくなり出力電圧
が上昇したとする。上昇した出力電圧が過電圧と
して設定された電圧値以上になると、ツエナーダ
イオードZDが導通し、それによつてサイリスタ
SCRを点弧して、導通させる。するとトランス
Ｔの二次側出力巻線S1はサイリスタSCRおよび
ダイオードＤを通じてそれらの順方向に短絡され
ることになる。その結果、スイツチングトランジ
スタQ1の非導通期間中、二次側出力巻線Ｓ間は
短絡され、二次側には非導通時に電圧が発生しな
い。トランスは１周期の磁束変化量が零となるよ
うに（正の負と面積が等しくなるように）動作す
るので、非導通時に電圧が発生しないと導通時間
が狭められることになり、その結果、出力電圧が
低下し、負荷の保護並びにコンバータ自体の損傷
防止を実現することができるのである。
今、何らかの原因によつて一石式フオワードコン
バータの定電圧動作が制御できなくなり出力電圧
が上昇したとする。上昇した出力電圧が過電圧と
して設定された電圧値以上になると、ツエナーダ
イオードZDが導通し、それによつてサイリスタ
SCRを点弧して、導通させる。するとトランス
Ｔの二次側出力巻線S1はサイリスタSCRおよび
ダイオードＤを通じてそれらの順方向に短絡され
ることになる。その結果、スイツチングトランジ
スタQ1の非導通期間中、二次側出力巻線Ｓ間は
短絡され、二次側には非導通時に電圧が発生しな
い。トランスは１周期の磁束変化量が零となるよ
うに（正の負と面積が等しくなるように）動作す
るので、非導通時に電圧が発生しないと導通時間
が狭められることになり、その結果、出力電圧が
低下し、負荷の保護並びにコンバータ自体の損傷
防止を実現することができるのである。
ここで、サイリスタSCRに対して直列に挿入
されているダイオードＤは、原理的には設ける必
要のないものであるが、正常動作時にサイリスタ
に過大な逆電圧がかからないように、該サイリス
タを保護する機能を果たすものである。またサイ
リスタのゲート−カソード間に挿入されている抵
抗Ｒは、ゲート並列抵抗であり、サイリスタの耐
圧を確保するとともに誤動作を防止する機能を果
たすものである。
されているダイオードＤは、原理的には設ける必
要のないものであるが、正常動作時にサイリスタ
に過大な逆電圧がかからないように、該サイリス
タを保護する機能を果たすものである。またサイ
リスタのゲート−カソード間に挿入されている抵
抗Ｒは、ゲート並列抵抗であり、サイリスタの耐
圧を確保するとともに誤動作を防止する機能を果
たすものである。
［発明の効果］
本発明は上記のように構成した一石式フオワー
ドコンバータの過電圧保護回路であるから、部品
点数が非常に少なく、回路構成も簡素化され、そ
のため信頼性が極めて高く、かつ組み立ても容易
であり、小型化を図ることができる等、優れた効
果を奏しうるものである。
ドコンバータの過電圧保護回路であるから、部品
点数が非常に少なく、回路構成も簡素化され、そ
のため信頼性が極めて高く、かつ組み立ても容易
であり、小型化を図ることができる等、優れた効
果を奏しうるものである。
第１図は本発明に係る過電圧保護回路を組み込
んだ一石込フオワードコンバータの一実施例を示
す回路図、第２図は従来技術の回路図である。 １，１１……過電圧保護回路、Ｔ……トラン
ス、Q1……発振用のスイツチングトランジスタ、
S1……二次側出力巻線、D1，D2……整流ダイオ
ード、Ｌ……チヨークコイル、Ｃ……平滑用コン
デンサ、SCR……サイリスタ、ZD……過電圧検
出用ツエナーダイオード。
んだ一石込フオワードコンバータの一実施例を示
す回路図、第２図は従来技術の回路図である。 １，１１……過電圧保護回路、Ｔ……トラン
ス、Q1……発振用のスイツチングトランジスタ、
S1……二次側出力巻線、D1，D2……整流ダイオ
ード、Ｌ……チヨークコイル、Ｃ……平滑用コン
デンサ、SCR……サイリスタ、ZD……過電圧検
出用ツエナーダイオード。
Claims (1)
- １ 一次側巻線と二次側出力巻線とが同極性のト
ランスと、一次側巻線に直列に接続したスイツチ
ングトランジスタと、整流ダイオードD1，D2と
チヨークコイルと平滑コンデンサからなる二次側
整流平滑化回路を具備し、スイツチングトランジ
スタの導通時に二次側出力巻線に誘起する電圧に
よつて整流ダイオードD1が導通しチヨークコイ
ルを通して負荷に電力を供給し、スイツチングト
ランジスタの非導通時はチヨークコイルの電流が
整流ダイオードD2を通して流れ続ける一石式フ
オワードコンバータにおいて、前記二次側出力巻
線間にサイリスタを挿入すると共に、二次側整流
平滑化出力と前記サイリスタのゲートとの間に過
電圧検出素子を接続し、過電圧検出時に該過電圧
検出素子によつてサイリスタを点弧して、スイツ
チングトランジスタの非導通期間中にトランスの
二次側出力巻線間を前記サイリスタで短絡し、該
スイツチングトランジスタの導通期間を短縮して
出力電圧を低下させるようにした一石式フオワー
ドコンバータの過電圧保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20013884A JPS6181175A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 一石式フオワ−ドコンバ−タの過電圧保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20013884A JPS6181175A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 一石式フオワ−ドコンバ−タの過電圧保護回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6181175A JPS6181175A (ja) | 1986-04-24 |
| JPH0315421B2 true JPH0315421B2 (ja) | 1991-03-01 |
Family
ID=16419422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20013884A Granted JPS6181175A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 一石式フオワ−ドコンバ−タの過電圧保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6181175A (ja) |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP20013884A patent/JPS6181175A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6181175A (ja) | 1986-04-24 |
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