JPH03183362A - リンギングチョークコンバータ - Google Patents

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） 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。

（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。

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。

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。

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。

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。

■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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

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。

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
。

（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。

【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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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。