JPH0340587B2 - - Google Patents

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JPH0340587B2
JPH0340587B2 JP59078069A JP7806984A JPH0340587B2 JP H0340587 B2 JPH0340587 B2 JP H0340587B2 JP 59078069 A JP59078069 A JP 59078069A JP 7806984 A JP7806984 A JP 7806984A JP H0340587 B2 JPH0340587 B2 JP H0340587B2
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pulse
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28Conversion 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
    • H02M3/325Conversion 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
    • H02M3/335Conversion 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
    • H02M3/33569Conversion 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 having several active switching elements
    • H02M3/33571Half-bridge at primary side of an isolation transformer

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は、各種の電子通信機器に用いる直流安
定化電源としてのDC−DCコンバータの改良に関
するものである。
(b) 技術の背景 直流電源を入力とし、安定化した直流電圧を出
力する直流安定化電源としては、主スイツチング
トランジスタの動作パルス幅を制御するDC−DC
コンバータが一般に用いられている。
(c) 従来技術と問題点 一対の主スイツチングトランジスタの動作パル
ス幅を制御するDC−DCコンバータの従来例と問
題点について説明する。
第1図は従来例のDC−DCコンバータの回路
図、第2図は第1図の各部波形のタイムチヤート
図であり、B〜Dの各波形は第1図のb〜d点に
対応する。
第1図中の1は演算増幅器、2は比較器、3は
鋸歯状波発生器、4はフリツプフロツプ回路(以
下FF回路と略す)、5,6は論理積回路、7は負
荷、Tr1,Tr2は主スイツチングトランジス
タ、Tr3,Tr4は駆動トランジスタ、Eは直流
入力電源、C1〜C3,Cfはコンデンサ、R1,
R2,Rfは抵抗、D1,D2は整流ダイオード、
Lはチヨークコイル、T1は駆動トランス、T2
は主トランス、Vrefは基準電圧、Vccは駆動トラ
ンジスタTr3,Tr4の電源電圧をそれぞれ示
す。
まず、点線で示す演算増幅器1のコンデンサ
Cf、抵抗Rfが無く、負荷変動に対して応答速度
が早い場合で、例えば周期的に負荷が変動するデ
ジタル信号を扱う電子通信装置に用い、DC−DC
コンバータのスイツチング周波数に近い周波数の
サイクリツクな負荷変動が起こつた場合について
説明する。
サイクリツクな負荷変動が発生すると、基準電
圧Vrefとの誤差を増幅する演算増幅器1の出力
電圧は、第2図Aの2の如くサイクリツクに変動
する。この電圧は、比較器2で鋸歯状波発生器よ
りの第2図Aの1に示す鋸歯状波電圧と比較さ
れ、鋸歯状波電圧の方が高い期間をパルス幅とす
るパルスが出力される。このパルスはFF回路4、
論理積回路5,6、駆動トランジスタTr3,Tr
4、駆動トランスT1を介して、第2図B,Cに
示す駆動パルス電圧として主スイツチングトラン
ジスタTr1,Tr2にそれぞれ印加されるので、
異なるパルス幅でスイツチング動作が行われる。
これにより、主トランスT2には第2図Dに示す
電圧が印加されて、第2図Eに示すような正負の
大きさの異なる電流が流れるために主トランスT
2は偏磁する。
この偏磁は、トランジスタTr1を駆動する第
2図Bに示すパルス電圧幅が、トランジスタTr
2を駆動する第2図Cに示すパルス電圧幅より広
く、主トランスT2に流れる第2図Eに示すイ,
ロの電流時間積が、ハ,ニ側の電流時間積より大
きいために生じ、これはロ側では累積されるため
にトランジスタTr1には大きな電流が流れて、
破損する場合を生ずる。
この偏磁を防ぐために演算増幅器1に点線で示
すコンデンサCf、抵抗Rfによる帰還回路を設け
る方法があり、これにより演算増幅器1は応答速
度が遅くなるために演算増幅器1の出力電圧は、
第2図Aの3のようにほぼ直線になり、主スイツ
チングトランジスタTr1,Tr2に印加されるパ
ルス電圧幅はほぼ等しくなり、主トランスT2の
偏磁が防止できる。
しかし、例えば高速プリンタの電源等では、プ
リンタハンマは周期的に動作し、動作時には急激
に負荷電流が流れ、この時に応答速度が遅いと出
力電圧が急激に低下してプリンタが満足に動作し
ない場合を生ずる。
以上のように従来のDC−DCコンバータは応答
速度を早くすれば偏磁の問題があり、応答速度を
遅くしても上記のような問題を生ずる。
(d) 発明の目的 本発明の目的は上記の問題点に鑑み、負荷変動
に対して応答速度も早く、また偏磁を起こさない
DC−DCコンバータの提供にある。
(e) 発明の構成 上記の目的は、出力電圧を検出し、幅制御され
た駆動パルスにより一対の主スイツチングトラン
ジスタを交互にオン、オフ制御して出力電圧を一
定とする安定化電源装置において、該出力電圧と
基準電圧との誤差電圧を鋸歯状波電圧と比較する
比較回路と、該鋸歯状波電圧の立ち上がり点を検
出する立ち上がり検出回路と、該立ち上がり検出
回路の出力パルスによりレベル反転する第1の出
力パルスと該第1の出力パルスの反転パルスであ
る第2の出力パルスとを出力する第1のフリツプ
フロツプ回路と、該第1のフリツプフロツプ回路
の第1の出力パルスと前記比較回路の出力パルス
とを論理積演算して前記主スイツチングトランジ
スタの一方を駆動する第1の駆動パルスを生成す
る第1の論理積回路と、前記第1のフリツプフロ
ツプ回路の第2の出力パルスの立ち上がり時をセ
ツト信号として出力パルスを送出し、リセツト信
号により出力パルスを停止する第2のフリツプフ
ロツプ回路と、前記第1の駆動パルス期間をアツ
プカウントし、前記第2のフリツプフロツプ回路
のセツト信号によりダウンカウントを開始し、該
アツプカウント値と該ダウンカウント値が等しく
なつた時に前記第2のフリツプフロツプ回路へ前
記リセツト信号を送出するアツプダウンカウンタ
と、前記第2のフリツプフロツプ回路の出力パル
スと前記第1のフリツプフロツプ回路の第2の出
力パルスとを論理積演算して前記主スイツチング
トランジスタの他方を駆動する第2の駆動パルス
を生成する第2の論理積回路とから構成すること
を特徴とするDC−DCコンバータにより達成され
る。
本発明の構成により、一対の主スイツチングト
ランジスタを同じ幅のパルスで駆動制御すること
ができるため、応答速度が早く、また偏磁を起こ
さないDC−DCコンバータが得られる。
(f) 発明の実施例 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。
第3図は本発明の一実施例のDC−DCコンバー
タの回路図、第4図は第3図の各部波形のタイム
チヤート図であり、B〜Kの各波形は、第1図の
b〜k点に対応する。第3図中、第1図の従来例
と同一機能のものは同一記号で示し、8,12は
FF回路、9,10は微分回路、11は比較器、
13はアツプダウンカウンタ、V1は第4図Aの
4に示すような殆ど0電位に近い基準電圧であ
る。また、アツプダウンカウンタ13のクロツク
端子CLKに供給するクロツク周波数は、鋸歯状
波発生器3の鋸歯状波の周波数より十分高く、、
アツプ端子Uにハイレベルが加えらている間はク
ロツクをアツプカウントし、ダウン端子Dにハイ
レベルが加えられている間はクロツクをダウンカ
ウントし、カウント値が0になれば出力端子0よ
りパルスを発生するものである。
従来例と同様にサイクリツクな負荷変動が発生
すると、演算増幅器1は応答が早いので従来と同
様に演算増幅器1の出力電圧は第4図Aの2のよ
うにサイクリツクに変動するために比較器2より
第4図Bに示すような各パルスの幅が大きく相違
するパルスが出力され、論理積回路5およびアツ
プダウンカウンタ13のアツプ端子Uに入力され
る。
鋸歯状波電圧の立ち上がり点を検出する立ち上
がり検出回路は、比較器11と微分回路10とで
構成され、比較器11は、鋸歯状波発生器3より
の第4図Aの1に示す鋸歯状波電圧と、第4図A
の4に示す殆ど0電位に近い基準電圧V1とを比
較して鋸歯状波電圧の立ち上がり点を検出し、微
分回路10にて微分して第4図Cに示すエツジパ
ルスを発生する。
このエツジパルスはFF回路8に入力され、一
方の出力端子Qからは第4図Dに示すエツジパル
スごとに反転するパルスを発生し、ローレベルの
時に論理積回路6の出力を阻止する。
FF回路8の他方の出力端子からは、第4図
Eに示すような出力端子Qの反転パルスを発生
し、論理積回路5へ入力する。即ち、論理積回路
5の出力は、第4図Eに示すFF回路8の出力端
子の出力パルスがハイレベルの期間に第4図B
に示す比較器2の出力パルスと同等幅のパルスを
送出する。このパルスは、第1の駆動パルスとし
て駆動トランジスタTr3等を介して一方の主ス
イツチングトランジスタTr1を駆動制御する。
また、出力端子Qの出力パルスは微分回路9に
て微分されて第4図Fに示すような立ち上がり時
のエツジパルスを発生し、FF回路12のセツト
端子Sに入力されてFF回路12をセツトして出
力端子Qからの出力を第4図Gのホ点にてハイレ
ベルとし、アツプダウンカウンタ13のダウン端
子Dおよび論理積回路6に印加される。
アツプダウンカウンタ13では、アツプ端子U
に入力される第4図Bに示す比較器2の出力パル
スの1パルス期間をアツプカウントし、次にダウ
ン端子Dに入力される第4図Gに示すFF回路1
2の出力パルスによりダウンカウントを開始し、
ダウンカウント値が上記アツプカウント値と等し
くなり、カウント値が0になると、出力端子Oか
ら第4図Hに示すパルスを発生し、FF回路12
をリセツトする。
即ち、FF回路12の出力端子Qからは、第4
図Gに示すように第4図Iの第1の駆動パルスと
同等幅のパルスが出力され、論理積回路6で、第
4図DのFF回路8の出力端子Qの出力パルスと
の論理積により第4図Jに示す出力パルスを送出
し、第2の駆動パルスとして駆動トランジスタ
Tr4等を介して他方の主スイツチングトランジ
スタTr2を駆動制御する。
従つて、一対の主スイツチングトランジスタ
Tr1,Tr2は同等幅のパルスで駆動制御される
ため、主トランスT2には第4図Kに示すように
+側、−側共に同等のパルス幅の電圧が印加され
るので、偏磁を起こすことがない。
(g) 発明の効果 以上詳細に説明したように本発明によれば、コ
ンデンサ等の遅延要素を使用しないため、負荷変
動に対し応答速度が早く、また主トランスが偏磁
することもなく、さらにアツプダウンカウンタに
より精度良くパルス期間測定を行い、論理回路に
より同等幅の一対の駆動パルスを生成しているの
で、高精度で信頼性の高いDC−DCコンバータが
実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例のDC−DCコンバータの回路
図、第2図は第1図の各部波形のタイムチヤート
図、第3図は本発明の実施例のDC−DCコンバー
タの回路図、第4図は第3図の各部波形のタイム
チヤート図である。 図中1は演算増幅器、2,11は比較器、3は
鋸歯状波発生器、4,8,12はフリツプフロツ
プ回路、5,6は論理積回路、7は負荷、9,1
0は微分回路、Tr1,Tr2は主スイツチングト
ランジスタ、Tr3,Tr4は駆動トランジスタ、
T1は駆動トランス、T2は主トランス、C1〜
C3,Cfはコンデンサ、R1,R2,Rfは抵抗、
Eは直流入力電源、D1,D2は整流ダイオー
ド、Lはチヨークコイルをそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 出力電圧を検出し、幅制御された駆動パルス
    により一対の主スイツチングトランジスタを交互
    にオン、オフ制御して出力電圧を一定とする安定
    化電源装置において、 該出力電圧と基準電圧との誤差電圧を鋸歯状波
    電圧と比較する比較回路と、 該鋸歯状波電圧の立ち上がり点を検出する立ち
    上がり検出回路と、 該立ち上がり検出回路の出力パルスによりレベ
    ル反転する第1の出力パルスと該第1の出力パル
    スの反転パルスである第2の出力パルスとを出力
    する第1のフリツプフロツプ回路と、 該第1のフリツプフロツプ回路の第1の出力パ
    ルスと前記比較回路の出力パルスとを論理積演算
    して前記主スイツチングトランジスタの一方を駆
    動する第1の駆動パルスを生成する第1の論理積
    回路と、 前記第1のフリツプフロツプ回路の第2の出力
    パルスの立ち上がり時をセツト信号として出力パ
    ルスを送出し、リセツト信号により出力パルスを
    停止する第2のフリツプフロツプ回路と、 前記第1の駆動パルス期間をアツプカウント
    し、前記第2のフリツプフロツプ回路のセツト信
    号によりダウンカウントを開始し、該アツプカウ
    ント値と該ダウンカウント値が等しくなつた時に
    前記第2のフリツプフロツプ回路へ前記リセツト
    信号を送出するアツプダウンカウンタと、 前記第2のフリツプフロツプ回路の出力パルス
    と前記第1のフリツプフロツプ回路の第2の出力
    パルスとを論理積演算して前記主スイツチングト
    ランジスタの他方を駆動する第2の駆動パルスを
    生成する第2の論理積回路とから構成することを
    特徴とするDC−DCコンバータ。
JP59078069A 1984-04-18 1984-04-18 Dc−dcコンバ−タ Granted JPS60223473A (ja)

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