JPH03183362A - Ringing choke converter - Google Patents

Ringing choke converter

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JPH03183362A
JPH03183362A JP32133389A JP32133389A JPH03183362A JP H03183362 A JPH03183362 A JP H03183362A JP 32133389 A JP32133389 A JP 32133389A JP 32133389 A JP32133389 A JP 32133389A JP H03183362 A JPH03183362 A JP H03183362A
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transistor
capacitor
diode
transformer
current
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Toshimasa Sugihara
俊正 杉原
Fumiaki Nakao
文昭 中尾
Mitsutsune Tsumura
津村 光恒
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Abstract

PURPOSE:To prevent a transistor from being conducted earlier than resetting of a transformer by additionally providing a diode and a capacitor thereby suppressing base potential rise during OFF interval of a switching transistor without sacrifice of starting characteristic. CONSTITUTION:A diode D3 and a capacitor C3 are additionally provided. Current flowing in from a resistor R1 is shunted to the capacitor C1 side and the capacitor C3 side thus retarding voltage rise of the capacitor C1 correspondingly. Potential rise at the joint of R1 and D3 is also low because the capacitor C3 is charged reversely with the current from the resistor R1 being fed by the voltage of L3 upon turn OFF of a transistor Q1. Since the transistor Q1 is sustained in perfect OFF state for a longer time, the transistor Q1 can be conducted at a time point when the voltages of all windings go to zero after perfect reset of the transformer T.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は自励型DC−DCコンバータの一種であるリ
ンギングチョークコンバータの改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an improvement in a ringing choke converter, which is a type of self-excited DC-DC converter.

(従来の技術) 第3図に従来の代表的なリンギングチョークコンバータ
の要部構成を示している。トランスTの1次巻線L1と
入力端子とを結ぶ一方のラインにスイッチングトランジ
スタQ1が挿入されている。
(Prior Art) FIG. 3 shows the main part configuration of a typical conventional ringing choke converter. A switching transistor Q1 is inserted into one line connecting the primary winding L1 of the transformer T and the input terminal.

入力端子のプラス側とトランジスタQlのベース間に起
動抵抗R1が接続されている。トランスTの2次巻線L
2側には整流用ダイオードD2と平滑用コンデンサC2
が接続され、コンデンサC2の両端に負荷RLが接続さ
れている。また、トランスTのベース駆動巻線L3の一
端とトランジスタQ1のベース間にはベース電流に順方
向にダイオードD1と抵抗R2が直列接続され、ダイオ
ードD1にはスピードアップ用コンデンサC1が並列に
接続されている。
A starting resistor R1 is connected between the positive side of the input terminal and the base of the transistor Ql. Secondary winding L of transformer T
On the 2 side, there is a rectifier diode D2 and a smoothing capacitor C2.
is connected, and a load RL is connected to both ends of the capacitor C2. Furthermore, a diode D1 and a resistor R2 are connected in series in the forward direction of the base current between one end of the base drive winding L3 of the transformer T and the base of the transistor Q1, and a speed-up capacitor C1 is connected in parallel to the diode D1. ing.

よく知られているように、このリンギングチョクコンバ
ータは次のように動作する。
As is well known, this ringing choke converter operates as follows.

起動抵抗R1を通る電流がトランジスタQ1のベースに
流れると、トランジスタQ1が導通状態となり、その結
果トランスTの1次巻線L1に電圧が加わり、同時にベ
ース駆動用巻線L3にも電圧が発生する。この電圧はト
ランジスタQ1をさらに導通させる正帰還の電圧となり
、トランジスタQ1は急速にオンする。ここで2次巻線
L2の電圧はダイオードD2に夕・1し逆方向に加わる
ので2次巻線L2には電流は流れない。したがって1次
巻線L1を流れる電流はトランスの励磁電流だけとなり
トランスTに磁気エネルギーを蓄積する。
When a current flows through the starting resistor R1 to the base of the transistor Q1, the transistor Q1 becomes conductive, and as a result, a voltage is applied to the primary winding L1 of the transformer T, and at the same time, a voltage is also generated in the base drive winding L3. . This voltage becomes a positive feedback voltage that further makes transistor Q1 conductive, and transistor Q1 is rapidly turned on. Here, the voltage of the secondary winding L2 is applied to the diode D2 in the opposite direction, so no current flows through the secondary winding L2. Therefore, the current flowing through the primary winding L1 is only the excitation current of the transformer, and magnetic energy is accumulated in the transformer T.

この励磁電流は時間に比例して増大し、トランジスタQ
1のコレクタ電流が増大し、ベース電流がQlの飽和を
保つことが不可能になると、トランジスタQ1は飽和か
らはずれコレクタ・エミッタ電圧V。I!が増大する。
This exciting current increases in proportion to time, and the transistor Q
When the collector current of Q1 increases and it becomes impossible for the base current to maintain the saturation of Ql, the transistor Q1 goes out of saturation and the collector-emitter voltage V. I! increases.

■o5が増大し1次巻線L1の電圧が下がると、ベース
駆動巻線L3の電圧も下かり、さらにVCEが増加する
。この変化は正帰還されるので、トランジスタQ1は急
速にオフする。トランジスタQ1がオフすると、トラン
スTに蓄積されていたエネルギーが出力側へ移され、ダ
イオードD2が導通して負荷RL側に電流が流れる。ト
ランスに蓄積されていたエネルギーが全て出力側へ移さ
れるとダイオードD2の電流はゼロになり、その瞬間ト
ランスTの各巻線の電圧がゼロになり、トランジスタQ
1は抵抗R1を通して供給されるベース電流とコンデン
サC1の放電によるベース電流とによって再び導通し、
その導通状態への変化が正帰還されて再び急速にオンす
る。以上の動作におけるコレクタ・エミッタ電圧Vcや
とコレクタ電流ICの波形を第4図に示している。
(2) When o5 increases and the voltage of the primary winding L1 decreases, the voltage of the base drive winding L3 also decreases, further increasing VCE. Since this change is fed back positively, transistor Q1 is quickly turned off. When transistor Q1 turns off, the energy stored in transformer T is transferred to the output side, diode D2 becomes conductive, and current flows to load RL. When all the energy stored in the transformer is transferred to the output side, the current in diode D2 becomes zero, and at that moment the voltage in each winding of transformer T becomes zero, and transistor Q
1 becomes conductive again due to the base current supplied through the resistor R1 and the base current due to the discharge of the capacitor C1,
The change to the conductive state is fed back positively and the device is rapidly turned on again. FIG. 4 shows the waveforms of the collector-emitter voltage Vc and collector current IC in the above operation.

(発明が解決しようとする課題) 第3図の従来回路において、トランジスタQ1がオフし
たときに、ベース駆動巻線L3にはトランジスタQ1を
逆バイアスする方向の電圧が発生し、コンデンサC1に
はトランジスタQ1のベース側の蓄積電荷を引き込む形
で充電電流iが流れる。またトランジスタQ1のオフ状
態が続くと抵抗R1−抵抗R2−コンデンサC1の経路
で電流iが流れ、C1の両端電圧が徐々に増大する。こ
のコンデンサC1の充電電圧はトランジスタQ1のベー
ス電位を順方向に高める方向であり、トランジスタQ1
のオフ期間が長くなるように制御が働いていて、しかも
負荷RLのインピーダンスが非常に小さい(過負荷時)
場合などに、トランスTに蓄積されたエネルギーが2次
巻線L2側へ全て移行してトランスTの各巻線の電圧が
ゼロになる前に(トランスTがリセットされる前に)、
トランジスタQ1にベース電流が流れ込んてQlが導通
状態になってしまうことがある。第4図のコレクタ電流
ICの波形において、点線で示すのがトランスTのリセ
ット前の導通によるもので、このようにトランジスタQ
1が不必要に導通してコレクタ電流■。を流してしまう
のはコンバータとしての効率を大幅に低下させることに
なる。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional circuit shown in FIG. 3, when the transistor Q1 is turned off, a voltage that reverse biases the transistor Q1 is generated in the base drive winding L3, and Charging current i flows in a manner that draws in the accumulated charge on the base side of Q1. Further, when the off-state of the transistor Q1 continues, a current i flows through the path of resistor R1-resistor R2-capacitor C1, and the voltage across C1 gradually increases. The charging voltage of the capacitor C1 increases the base potential of the transistor Q1 in the forward direction.
The control is working so that the off period of
In some cases, before all the energy stored in the transformer T is transferred to the secondary winding L2 side and the voltage of each winding of the transformer T becomes zero (before the transformer T is reset),
A base current may flow into the transistor Q1, causing Ql to become conductive. In the waveform of the collector current IC in Figure 4, the dotted line is due to conduction before the reset of the transformer T.
1 conducts unnecessarily and collector current ■. If this happens, the efficiency of the converter will be significantly reduced.

この問題を避けるためには、抵抗R1の値を大きくした
り、コンデンサC1の容量を大きくし、コンデンサC1
の充電時定数を大きくすればよい。
To avoid this problem, increase the value of resistor R1, increase the capacitance of capacitor C1, and
All you have to do is increase the charging time constant.

しかしこの対策では起動特性が悪くなり、特にトランジ
スタQ1の電流増幅率が小さい低温時に起動できなくな
る。
However, with this measure, the startup characteristics deteriorate, and startup becomes impossible, especially at low temperatures where the current amplification factor of transistor Q1 is small.

この発明は前述した従来の問題点に鑑みなされたもので
、その目的は、起動特性を損なわずに、スイッチングト
ランジスタのオフ期間におけるベース電位の上昇を抑え
て、トランジスタがトランスのリセット状態より速く導
通状態になるのを防止することにある。
This invention was made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to suppress the rise in base potential during the off period of the switching transistor without impairing the startup characteristics, so that the transistor conducts more quickly than in the reset state of the transformer. The purpose is to prevent the situation from occurring.

(課題を解決するための手段) この発明に係るリンギングチョークコンバータは、トラ
ンスの1次巻線と直列に入力端子間に接続されたトラン
ジスタと、入力端子の一方と前記トランジスタのベース
との間に直列でベース電流に順方向に接続された抵抗R
1およびダイオードD3と、前記トランスのベース駆動
巻線と前記トランジスタのベースとの間に直列でベース
電流に順方向に接続されたダイオードD1および抵抗R
2と、前記ダイオードD1−に並列接続されたコンデン
サC1と、前記抵抗R1とダイオードD3の接続点と前
記トランジスタのエミッタとの間に接続されたコンデン
サC3とを備えたものである。
(Means for Solving the Problem) A ringing choke converter according to the present invention includes a transistor connected between input terminals in series with the primary winding of a transformer, and a transistor connected between one of the input terminals and the base of the transistor. A resistor R connected in series and forward to the base current
1 and a diode D3, and a diode D1 and a resistor R connected in series and forward to the base current between the base drive winding of the transformer and the base of the transistor.
2, a capacitor C1 connected in parallel to the diode D1-, and a capacitor C3 connected between the connection point between the resistor R1 and the diode D3 and the emitter of the transistor.

(作 用) 前記トランジスタQ1のオフ時に、抵抗R1を流れる電
流はコンデンサC1とコンデンサC2側へ分流し、トラ
ンジスタQ1のベース電位の上昇が遅くなる。
(Function) When the transistor Q1 is off, the current flowing through the resistor R1 is shunted to the capacitor C1 and capacitor C2, and the rise in the base potential of the transistor Q1 is slowed down.

(実施例) 第1図は本発明の一実施例によるリンギングチョークコ
ンバータの構成を示している。この構成は、第3図の従
来回路にダイオードD3とコンデンサC3を付加したも
ので、他の構成は第3図と同じである。その基本的な動
作も先に説明したのと同じであるが、ダイオードD3と
コンデンサC3との追加により次のような動作・作用の
相違がある。
(Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of a ringing choke converter according to an embodiment of the present invention. This configuration is obtained by adding a diode D3 and a capacitor C3 to the conventional circuit shown in FIG. 3, and the other configurations are the same as those shown in FIG. Although its basic operation is the same as described above, the addition of diode D3 and capacitor C3 causes the following differences in operation and effect.

トランジスタQ1がオフした時、ベース駆動巻線L3に
トランジスタQ1を逆バイアスする方向の電圧が発生す
る。このときトランジスタQ1のへ一ス側の蓄積電荷が
引き抜かれる形でコンデンサC1に充電電流iが流れる
。またベース駆動巻線L3の電圧によりC3→D3→R
2→C2→L3というループにも瞬間的に電流が流れる
。その後トランジスタQ1のオフ状態がさらに続くと、
R1−C5の経路で電流が流れるとともに、R1−D 
3−R2−CI−L 3の経路でも電流が流れる。つま
り抵抗R1から流れ込んでくる電流はコンデンサC1側
とコンデンサC3側へ分流され、その分だけコンデンサ
C1の電圧の上昇は遅くなる。ま5たコンデンサC3に
はトランジスタQ1のオフ特にL3の電圧によりR]か
らの電流と逆方向に充電されていたので、R1とD3の
接続点の電位の上昇も少ない。その結果トランジスタQ
]を完全なオフ状態に保つ時間が長くなり、トランスT
が完全にリセットして各巻線の電圧がゼロになった時点
でトランジスタQ1が導通ずることになる。
When transistor Q1 is turned off, a voltage is generated in base drive winding L3 that reverse biases transistor Q1. At this time, a charging current i flows through the capacitor C1 in a manner that the accumulated charge on the heath side of the transistor Q1 is extracted. Also, depending on the voltage of the base drive winding L3, C3→D3→R
Current also instantaneously flows through the loop 2→C2→L3. After that, if the off state of transistor Q1 continues further,
While current flows through the R1-C5 path, R1-D
Current also flows through the path 3-R2-CI-L3. In other words, the current flowing from the resistor R1 is shunted to the capacitor C1 side and the capacitor C3 side, and the rise in the voltage of the capacitor C1 is delayed accordingly. Furthermore, since the capacitor C3 was charged in the opposite direction to the current from R] when the transistor Q1 was turned off, especially by the voltage of L3, the potential at the connection point between R1 and D3 did not rise much. As a result, transistor Q
] is kept completely off for a longer time, and the transformer T
The transistor Q1 becomes conductive when the voltage across each winding becomes zero after the voltage is completely reset.

第2図は第1図のリンギングチョークコンバタにトラン
ジスタQ2、コンデンサC4、ツェナーダイオードD4
、抵抗R3からなる過電流保護回路10を付加したもの
で、本発明の要点であるダイオードD3とコンデンサC
3を追加したことによる作用効果は第1図と同じである
Figure 2 shows the ringing choke converter in Figure 1 with transistor Q2, capacitor C4, and Zener diode D4.
, an overcurrent protection circuit 10 consisting of a resistor R3 is added, and the main points of the present invention are a diode D3 and a capacitor C.
The effect of adding 3 is the same as in FIG.

(発明の効果〉 以上詳細に説明したように、この発明によれば、従来の
回路構成にダイオードとコンデンサを追加するだけの簡
単な改良により、トランスが完全にリセットするまでの
間スイッチングトランジスタを確実にオフ状態に保つこ
とができ、しかも本発明の改良によって起動特性が損な
われることがなく、低温状態でも良好に起動するととも
に、大きく負GIが変動しても常に安定に動作するよう
になる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, according to the present invention, by simply adding a diode and a capacitor to the conventional circuit configuration, the switching transistor can be reliably operated until the transformer is completely reset. Furthermore, due to the improvements of the present invention, the starting characteristics are not impaired, the device starts well even in low temperature conditions, and always operates stably even when the negative GI fluctuates greatly.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例によるリンギングチョークコ
ンバータの回路図、第2図は第1図の実施例に過電流保
護回路を付けたものの回路図、第3図は従来のリンギン
グチョークコン/く−7の回路図、第4図はリンギング
チョークコンノく−7の基本的な動作と従来の問題点を
示す波形図である。 10・・過電流保護回路
[Brief Description of the Drawings] Figure 1 is a circuit diagram of a ringing choke converter according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a circuit diagram of the embodiment of Figure 1 with an overcurrent protection circuit added, and Figure 3 is a circuit diagram of a ringing choke converter according to an embodiment of the present invention. 4 is a circuit diagram of a conventional ringing choke converter/7, and FIG. 4 is a waveform diagram showing the basic operation of the ringing choke converter/7 and problems with the conventional ringing choke converter. 10... Overcurrent protection circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] トランスの1次巻線と直列に入力端子間に接続されたト
ランジスタと、入力端子の一方と前記トランジスタのベ
ースとの間に直列でベース電流に順方向に接続された抵
抗R1およびダイオードD3と、前記トランスのベース
駆動巻線と前記トランジスタのベースとの間に直列でベ
ース電流に順方向に接続されたダイオードD1および抵
抗R2と、前記ダイオードD1に並列接続されたコンデ
ンサC1と、前記抵抗R1とダイオードD3の接続点と
前記トランジスタのエミッタとの間に接続されたコンデ
ンサC3とを備えたリンギングチョークコンバータ。
a transistor connected between input terminals in series with the primary winding of the transformer; a resistor R1 and a diode D3 connected in series with the base current in a forward direction between one of the input terminals and the base of the transistor; a diode D1 and a resistor R2 connected in series to the base current between the base drive winding of the transformer and the base of the transistor, a capacitor C1 connected in parallel to the diode D1, and the resistor R1. A ringing choke converter comprising a capacitor C3 connected between the connection point of the diode D3 and the emitter of the transistor.
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