JPH04128090U - 自励型オン−オフコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】主スイッチと主スイッチを駆動する駆動スイッ
チを有する自励型オン−オフコンバータに関し、主スイ
ッチの異常発振を防止し、その破壊を防止することを目
的とする。 【構成】駆動電圧供給巻線に接続されるフライバック電
圧検出巻線と、駆動スイッチのベースとの間に接続され
主スイッチをオフにする信号を発生させるオフ信号発生
回路を設けるように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主スイッチと主スイッチを駆動する駆動スイッチを有する自励型オ ン−オフコンバータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の自励型オン−オフコンバータとしては、例えば、図１１および図１２に 示すようなものがある。 図１１および図１２において、Ｎ１は１次主巻線、Ｎ２は２次主巻線であり、 １次主巻線Ｎ１には主スイッチＱ１が直列に接続され、２次主巻線Ｎ２には１次 主巻線Ｎ１とは逆極性の発生電圧を取り出すダイオードＤ１とコンデンサＣ５よ りなる整流回路が接続されている。

【０００３】 １次主巻線Ｎ１と同極性の電圧を発生させる駆動電圧供給巻線Ｎ３には主スイ ッチＱ１を駆動する駆動スイッチＱ２が直列に接続されている。抵抗Ｒ２および コンデンサＣ２は、主スイッチＱ１を駆動するための駆動回路を構成し、抵抗Ｒ ３およびコンデンサＣ３は主スイッチＱ１のオン時間を検出するオン時間検出回 路を構成している。

【０００４】 なお、ＲＬは負荷、Ａは起動回路、Ｖｃｃは電源電圧である。 次に、正常時の各部の波形を図１３および図１４にそれぞれ示す。 Ｉ１は１次主巻線Ｎ１に流れる電流、Ｉ２は２次主巻線Ｎ２に流れる電流、Ｖ b1は主スイッチＱ１のベース電圧、Ｖb2は駆動スイッチＱ２のベース電圧である 。

【０００５】 Ｌは１次主巻線Ｎ１および駆動電圧供給巻線Ｎ３に発生するリンギング電圧で ある。 また、１次主巻線Ｎ１、２次主巻線Ｎ２および駆動電圧供給巻線Ｎ３にそれぞ れ発生する各電圧および主スイッチＱ１および駆動スイッチＱ２のオン、オフ出 力を示している。

【０００６】 リングギア電圧Ｌが小さいときは、主スイッチＱ１の再点弧はなく、正常に動 作する。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の自励型オン−オフコンバータにあっては、１ 次主巻線Ｎ１と２次主巻線Ｎ２の磁気結合が不十分な場合、１次主巻線Ｎ１およ び駆動電圧供給巻線Ｎ３に過大なリンギング電圧Ｌが発生し、これにより主スイ ッチＱ１の再点弧を誘発し、主スイッチＱ１は異常発振となり、主スイッチＱ１ が破壊するという問題点があった（図１５、参照）。

【０００８】 本考案は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、主スイッ チの異常発振を防止し、その破壊を防止するようにした自励型オン−オフコンバ ータを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するために、第１の考案は、１次主巻線と、２次主巻線と、前 記１次主巻線に接続された主スイッチと、駆動電圧供給巻線に接続され主スイッ チを駆動する駆動スイッチと、主スイッチのオン時間を検出するオン時間検出回 路を備えた自励型オン−オフコンバータにおいて、 前記駆動電圧供給巻線に接続されるフライバック電圧検出巻線と、該フライバ ック電圧検出巻線と前記駆動スイッチのベースとの間に接続され前記主スイッチ をオフにする信号を発生させるオフ信号発生回路を設けたものである。

【００１０】 また、第２の考案は、１次主巻線と、２次主巻線と、前記１次主巻線に接続さ れた主スイッチと、駆動電圧供給巻線に接続され主スイッチを駆動する駆動スイ ッチと、主スイッチのオン時間を検出するオン時間検出回路を備えた自励型オン −オフコンバータにおいて、 前記駆動電圧供給巻線に接続されるフライバック電圧検出巻線と、該フライバ ック電圧検出巻線に接続され前記主スイッチをオフにする信号を発生させるオフ 信号発生回路と、該オフ信号発生回路からのオフ信号により前記主スイッチをオ フにする駆動スイッチを設けたものである。

【００１１】

【作用】

第１の考案においては、フライバック電圧検出巻線Ｎ４により、駆動電圧供給 巻線Ｎ３に発生する過大なリンギング電圧を検出し、主スイッチＱ１をオフにす る信号を発生するオフ信号発生回路からオフ信号を駆動スイッチＱ２に供給し、 駆動スイッチＱ２のオン状態を持続させ、主スイッチＱ１を強制的にオフする。

【００１２】 したがって、１次主巻線Ｎ１と２次主巻線Ｎ２の疎結合から、過大なリンギン グ電圧が発生しても、主スイッチＱ１の異常発振を防止することができ、主スイ ッチＱ１の破壊を防止することができる。 また、入力変動、負荷変動に対しても安定動作を保障することができ、電源と しての信頼性を向上させることができる。

【００１３】 第２の考案においては、主スイッチＱ１をオフにする信号を駆動スイッチＱ３ に入力し、駆動スイッチＱ３をオン状態とすることで、主スイッチＱ１を強制的 にオフ状態にする。 第２の考案においては、第１の考案の効果に加えて、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ ３、抵抗Ｒ４、コンデンサＣ４の選定を単純化することができる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の一実施例を示す図である。 図１において、Ｎ１は１次主巻線であり、１次主巻線Ｎ１にはトランジスタよ りなる主スイッチＱ１が直列に接続されている。Ｎ２は１次主巻線Ｎ１と逆極性 に設けられた２次主巻線であり、２次主巻線Ｎ２にはダイオードＤ１とコンデン サＣ５よりなる整流回路が接続されている。

【００１５】 Ｎ３は１次主巻線Ｎ１と同極の電圧を発生する駆動電圧供給巻線であり、駆動 電圧供給巻線Ｎ３には主スイッチＱ１を駆動する駆動スイッチＱ２が接続されて いる。 駆動電圧供給巻線Ｎ３に直列に接続された抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２は、 主スイッチＱ１を駆動するための駆動回路を構成している。

【００１６】 また、主スイッチＱ１のコレクタに接続された抵抗Ｒ３および駆動スイッチＱ ２のベースに接続されたコンデンサＱ３は、主スイッチＱ１の電流値から主スイ ッチＱ１のオン時間を検出するオン時間検出回路を構成している。 Ｎ４は駆動電圧供給巻線Ｎ３に直列に接続されたフライバック電圧検出巻線で あり、フライバック電圧検出巻線Ｎ４は、フライバック電圧（リンギング電圧） を検出する。

【００１７】 フライバック電圧検出巻線Ｎ４には、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ４が直列に接続 され、コンデンサＣ４は駆動スイッチＱ２のベースに接続されている。抵抗Ｒ４ とコンデンサＣ４は、主スイッチＱ１をオフにする信号を発生させるオフ信号発 生回路を構成している。 なお、ＲＬは負荷、Ａは起動回路、Ｖｃｃは電源電圧を示す。

【００１８】 次に、各部波形を図９に示す。 図９において、駆動電圧供給巻線Ｎ３に過大なリンギング電圧Ｌが発生した場 合、リンギング電圧Ｌは、フライバック電圧検出巻線Ｎ４により検出され、抵抗 Ｒ４とコンデンサＣ４よりなるオフ信号発生回路（微分回路）を通して、駆動ス イッチＱ２のベースに印加される。

【００１９】 この駆動スイッチＱ２のベース電圧Ｖb2により、タイミングｔ１〜ｔ２の間、 駆動スイッチＱ２はオン状態がつづく。これにより、ｔ１〜ｔ２の間、主スイッ チＱ１を強制的にオフ状態とすることができる。 こうして、１次主巻線Ｎ１および駆動電圧供給巻線Ｎ２に発生する過大なリン ギング電圧Ｌによる主スイッチＱ１の異常発振を防止することができ、主スイッ チＱ１の破壊を防止することができる。また、入力変動、負荷変動に対しても安 定動作が保障されるため、電源としての信頼性を向上させることができる。

【００２０】 ｔ２以降は、駆動スイッチＱ２はオフ状態となり、主スイッチＱ１は通常の自 励発振状態に戻る。なお、点線は従来回路での波形を示している。 次に、図２は本考案の第２実施例を示す図である。本実施例は、駆動電圧供給 巻線Ｎ３の駆動電圧を抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ３により積分して、主スイッ チＱ１のオン時間を検出している。

【００２１】 図２において、駆動電圧供給巻線Ｎ３には抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ３より なるオフ信号発生回路が設けられ、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３の間に駆動スイッ チＱ２のベースが接続されている。 本実施例の各部波形は、第１実施例と同様に図９に示される。本実施例におい ても前記実施例と同様な効果を得ることができる。

【００２２】 次に、図３は本考案の第３実施例を示す図である。 本実施例においては、第１実施例の主スイッチＱ１としてＦＥＴを使用してい る。 各部波形は図９に示され、前記実施例と同様な効果を得ることができる。 次に、図４は本考案の第４実施例を示す図である。

【００２３】 本実施例においては、第２実施例の主スイッチＱ１としてＦＥＴを使用してい る。 各部波形は、図９に示され、前記実施例と同様な効果を得ることができる。 次に、図５は本考案の第５実施例を示す図である。 本実施例においては、主スイッチＱ１をオフにする信号を駆動スイッチＱ３に 入力し、駆動スイッチＱ３をオンとすることで、主スイッチＱ１をオフにする。

【００２４】 図５において、第１実施例に駆動スイッチＱ３を設け、抵抗Ｒ４およびコンデ ンサＣ４を通して、駆動スイッチＱ３のベースにフライバック電圧検出巻線Ｎ４ を接続している。 本実施例の各部波形を図１０に示す。 図１０において、フライバック電圧検出巻線Ｎ４に発生するリンギング電圧Ｌ を抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ４を通して、駆動スイッチＱ３のベースに入力す る。

【００２５】 駆動スイッチＱ３のベース電圧Ｖb3により、タイミングｔ１〜ｔ２の間、駆動 スイッチＱ３はオン状態となり、主スイッチＱ１および駆動スイッチＱ２はオフ 状態となる。 したがって、１次主巻線Ｎ１および駆動電圧供給巻線Ｎ３に発生するリンギン グ電圧Ｌによる主スイッチＱ１の異常発振を防止することができ、主スイッチＱ １の破壊を防止することができる。なお、点線は従来回路の波形を示している。

【００２６】 また、本実施例においては、駆動スイッチＱ２に加えて駆動スイッチＱ３を設 けることにより、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ４、コンデンサＣ４の選定 を単純化することができる。 次に、図６は本考案の第６実施例を示す。 本考案においては駆動電圧供給巻線Ｎ３の駆動電圧を抵抗Ｒ３およびコンデン サＣ３で積分して、主スイッチＱ１のオン時間を検出している。

【００２７】 本実施例の各部波形も図１０に示され、第５実施例と同様な効果を得ることが できる。 次に、図７は本考案の第７実施例を示す。 本実施例は、第５実施例の主スイッチＱ１としてＦＥＴを使用したものである 。

【００２８】 本実施例の各部波形も図１０に示され、前記実施例と同様な効果を得ることが できる。 次に、図８は本考案の第８実施例を示す。 本実施例は第６実施例の主スイッチＱ１としてＦＥＴを使用したものである。 本実施例の各部波形も図１０に示され、前記実施例と同様な効果を得ることが できる。

【００２９】

【考案の効果】

以上説明してきたように、本考案によれば、第１〜第４実施例においては、１ 次主巻線Ｎ１と２次主巻線Ｎ２の疎結合により、過大なリンギング電圧が発生し た場合でも、主スイッチＱ１の異常発振を防止することができ、主スイッチＱ１ の破壊を防止することができる。

【００３０】 また、入力変動、負荷変動に対して安定動作を保障することができ、電源とし ての信頼性を向上させることができる。 第５〜第８実施例においては、前記実施例の効果に加えて、抵抗Ｒ３、コンデ ンサＣ３、抵抗Ｒ４、コンデンサＣ４の選定を単純化することができ、回路設計 の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す図

【図２】本考案の第２実施例を示す図

【図３】本考案の第３実施例を示す図

【図４】本考案の第４実施例を示す図

【図５】本考案の第５実施例を示す図

【図６】本考案の第６実施例を示す図

【図７】本考案の第７実施例を示す図

【図８】本考案の第８実施例を示す図

【図９】第１〜第４実施例の各部波形図

【図１０】第５〜第８実施例の各部波形部

【図１１】従来例を示す図

【図１２】他の従来例を示す図

【図１３】正常時の各部波形図

【図１４】正常時の各部波形図

【図１５】異常時の各部波形図

【符号の説明】

Ｎ１：１次主巻線 Ｎ２：２次主巻線 Ｎ３：駆動電圧供給巻線 Ｎ４：フライバック電圧検出巻線 Ｑ１：主スイッチ Ｑ２：駆動スイッチ Ｑ３：駆動スイッチ Ｒ１〜Ｒ４：抵抗 Ｃ１〜Ｃ５：コンデンサ Ｄ１：ダイオード ＲＬ：負荷 Ａ：起動回路 Ｖｃｃ：電源電圧

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】１次主巻線と、２次主巻線と、前記１次主
   巻線に接続された主スイッチと、駆動電圧供給巻線に接
   続され主スイッチを駆動する駆動スイッチと、主スイッ
   チのオン時間を検出するオン時間検出回路を備えた自励
   型オン−オフコンバータにおいて、前記駆動電圧供給巻
   線に接続されるフライバック電圧検出巻線と、該フライ
   バック電圧検出巻線と前記駆動スイッチのベースとの間
   に接続され前記主スイッチをオフにする信号を発生させ
   るオフ信号発生回路を設けたことを特徴とする自励型オ
   ン−オフコンバータ。
2. 【請求項２】１次主巻線と、２次主巻線と、前記１次主
   巻線に接続された主スイッチと、駆動電圧供給巻線に接
   続され主スイッチを駆動する駆動スイッチと、主スイッ
   チのオン時間を検出するオン時間検出回路を備えた自励
   型オン−オフコンバータにおいて、前記駆動電圧供給巻
   線に接続されるフライバック電圧検出巻線と、該フライ
   バック電圧検出巻線に接続され前記主スイッチをオフに
   する信号を発生させるオフ信号発生回路と、該オフ信号
   発生回路からのオフ信号により前記主スイッチをオフに
   する駆動スイッチを設けたことを特徴とする自励型オン
   −オフコンバータ。