JPH04193061A - プッシュプルコンバータ - 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） 本発明は入力電圧にかかわらず動作点を一定とした過電
流保護回路を備えたプッシュプルコンバータに関する。

（従来の技術） 第７図は従来のプッシュプルコンバータの回路を示すも
ので、図において１はフィルタ、２は整流平滑回路、３
はコンバータ制御用発振器、４ａ、４ｂ：よスイッチン
グ素子（ここではＭＯＳＦＥＴが用いられている）、５
は電力変換トランス、５ａは１次巻線、５ｂ、５ｃは２
次巻線、６ａ、６ｂは可飽和リアクタ、７ａ、７ｂ、８
ａ、８ｂ、９はダイオード、１０は平滑用コイル、１１
は平滑用コンデンサ、１２は負荷、１３ａ、１３ｂは２
個のカレントトランス、１４は可飽和リアクタの導通角
制御用トランジスタ、１５は誤差増幅器、１６ａ、１６
ｂは夫々カレントトランスの２次巻線、１７ａ、１７ｂ
は夫々電圧変換用抵抗、１８ａ、１８ｂはダイオード、
１９は平滑用コンデンサ、２０．２３．２５は抵抗、２
１はツェナーダイオード、２２．２４はコンデンサ、２
６はトランジスタであり、ブロック２７は負荷１２に対
する過を流保護回路を示す。

しかして動作にｇＬでは、整流平滑回路２で整流平滑さ
れた電圧を電力変換トランス５で電圧変換し、その２次
巻線の出力を整流して負荷１２に直流電圧を供給するも
のである。

過電流保護作用としては、カレントトランス１３ａ、１
３ｂの２次側出力が規定の電圧に達した場合、過電流保
護回路２７のトランジスタ２６をオンせしめると共に、
トランジスタ１４を制御して導通角制御を行い、負荷に
対し過電流保護を行うものである。

（発明が解決しよつとする課題） この従来の過電流保護回路においては、２個のカレント
トランス１３ａ、１３ｂを使用し、かつ可飽和リアクタ
６ａ、６ｂによって導通角制御を行っていることにより
、第８図に示すようにカレントトランス１３ａ、１３ｂ
の出力電圧の面積はＡＣ３５Ｖ入力の場合Ｓ、＝Ｓ、と
なる。グランドレベルをＸ、とすると、 Ｔ　ａｒｔ　（Ｘｏ　　　ｘ、）＝Ｔｏ、ｔ’　ｘｌ　
となる。ココニ、Ｘ、＝　（Ｔｏｔｔ　／Ｔ）ＸＯとな
る。

ここでＸ。はカレントトランスの１次：２次巻線比を１
：ｕ、２次巻線に接続される負荷をＲＣＴ、１次巻線に
流れる電流を■。とすると、ｘｏ＝Ｔ。／ｕ−ＲＣアで
表される電圧である。

つまり、第７図の回路においては、第８図に示すように
入力電圧に応して導通角が変化する。それにより、２個
のカレントトランス１３ａ、１３ｂの出力電圧が変化す
る。この場合、第９図に示すように、負荷への出力電流
と出力電圧との関係は、交流入力電圧の高（実ｗＡ）、
中（破ｗＡ）、低（細破線）により差がある。従って、
過電流保護開始点が入力端子に依存し、過電流保護回路
２７の出力電圧は、入力端子の高、中、低によって変化
する欠点を有している。

本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもので
、その目的は、入力電圧の高低にかかわらず、カレント
トランスの出力電圧を一定とし、よって入力端子にかか
わらず過′ｇｉ流保護回路の動作点を一定にし、安定に
動作する安価なブノソユブルコンハータを提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明は、ＡＣ入力電圧を
整流平滑回路を介して得られる直流電圧を、スイッチン
グ素子を包有してなる発振回路を介し電流方向を交互に
変化させて電力変換トランスの１次巻線に印加するど共
に、この電力変換トランスの第１及び第２の２次ＳｖＡ
の一端を、センタタップを存する１個のカレントトラン
スの１次ＳｖＡの両端巳こ接続すると共乙こ、前記カレ
ントトランスの１次巻線のセンタタップを負荷の一端に
接続し、前記負荷の他端を前記電力変換トランスの２次
側の整流平滑回路の正極側に接続し、さらに前記カレン
トトランスの２次巻線の出力を前記負荷の過電流保護回
路番こ与え、出力過負荷に対して出力電流を制御するよ
うにし、上記目的を達成している。

また、ＡＣ入力端子を整流平滑回路を介して得）れる直
流電圧を、スイッチング素子を包をしてなる発振回路を
介し電流方向を交互に変化させて電力変換トランスの１
次巻線に印加すると共に、この電力変換トランスの第１
及び第２の２次巻線の一端を接続してセンタタップとし
、このセンタタップを負荷の一端に接続し、かつ第１の
２次巻線の他端に直列に接続された可飽和リアクタ、整
流用ダイオードを介しセンタタップを有する１個のカレ
ントトランスの１次巻線の一端に接続し、かつ前記電力
変換トランスの第２の２次巻線の他端に直列に接続され
た可飽和リアクタ、整流用ダイオードを介し前記カレン
トトランスの１次巻線の他ｆｉｉに接続すると共に、前
記カレントトランスの１次巻線のセンタタップを負荷の
正極側のラインに接続し、さらに前記カレントトランス
の２次巻線の出力を前記負荷の過電流保護回路に与え、
出力過負荷に対して出力電流を制御するようにし、上記
目的を達成している。

さらに、ＡＣ入力端子を整流ｌ−で得られる整流平滑回
路の出力側の一方の端子を、１個のカレントトランスの
１次巻線のセンタタップに接続し、前記１次巻線の両端
を、電力変換トー）ンスの第１、第２の１次巻線の一端
に夫々接続し１、かつ他端を、発振回路により交互にオ
ン、オフされるスイッチング素子を介して、前記整流平
滑回路の他方の端子に接続し、前記電力変換トランスの
第１及び第２の２次巻線に発生する電圧を整流して負荷
に供給すると共に、前記のカレン））ランスの２次巻線
の出力を前記負荷の過電流保護回路に与え、出力過負荷
に対して出力電流を制御するようにし、上記目的を達成
している。

（作用） 従来は２個のカレントトランスを用い、個別に電流検出
を行って過電流保護回路を動作せていたのに対し、本発
明によれば１次巻線にセンタタップを設けた１個のカレ
ントトランスを用いて負荷電流の検出を行うことによっ
て、交流入力電圧の高低に係わらず過電流保護回路の動
作点を一定にし、安定な過電流保護を行い得るようにし
ている。

また、カレントトランスが１個であるため、その分、部
品点数が削減すると共に、回路構成も簡素化でき、安価
なプッシュプルコンバータを得ることができる。

（実施例１） 次に本発明の実施例について説明する。

第１図（イ）は本発明の通電流保護回路を備えたプッシ
ュプルコンバータの第１実施例を示す。図において、１
はフィルタ、２は整流平滑回路、３はコンバータ制御用
発振器、４ａ、４ｂはスイッチング素子、５は電力変換
トランス、５ａはその１次巻線、５ｂ、５Ｃは２次巻線
、６ａ、６ｂは可飽和リアクタ、７ａ、７ｂは整流用ダ
イオード、８ａ、８ｂはダイオード、９は転流ダイオー
ド、１０は平滑用コイル、１１は平滑用コンデンサ、１
２は負荷、１３はカレントトランス　１４は可飽和リア
クタの導通角制御用トランジスタ、１５は誤差増幅器、
１６はカレントトランスの２次巻線、１７は電圧変換用
抵抗、１８はダイオード、１つは平滑用コンデンサ、２
０．２３．２５は抵抗、２１はツェナーダイオード、２
２．２４はコ　。

ンデンサ、２６はトランジスタであり、破線で囲んだブ
ロック２７は過電流保護回路を示す。

なお、上記カレントトランス１３は、第１図（ｎ）に示
すように、その１次Ｓｖｉ！２８にセンタタップ２９を
有し、このカレントトランス１３の１次巻線の両端イ、
口とセンタタップハ及び２次巻線３０の両端二、ホとを
、第１図（イ）に示すように接続している。

しかして、従来は２個のカレントトランス１３ａ、１３
ｂを用いたものを、本発明においては１次巻線にセンタ
タップ２９を設けた１個のカレントトランス１３により
′：ｉ流を検出することを特徴とするものである。

そして、電力変換トランス５の２次側回ＷＩに可飽和リ
アクタ６ａ、６ｂ、整流用ダイオード７ａ、７ｂ、平滑
用コイル１０、平滑用コンデンサ１１、ダイオード８ａ
、８ｂ、９、トランジスタ１４が接続され、出力として
直流電圧Ｖｏ、直流電′ｆｔｌ５が得られ、これが負荷
１２に加えられる。

この場合、通常動作時の導通角制御は、誤差増幅器Ｉ５
の出力によりトランジスタＩ４を制御し、ダイオード８
ａ、、８ｂを経て可飽和リアクタ６ａ、６ｂへ割面され
たりセント電流を送ることによって行われている。

すなわち、過１Ｌ流保護回路２７はカレントトラ：／ス
１３の２次巻線１６により電力変換トランス５の２次巻
線側の電流検出を行い、２次巻１１６と並列に接続され
た抵抗１７を介し電圧変換し、これを整流してトランジ
スタ２６のベースに加え、電力変換トランス５の２次側
出力が高ければ過電流保護回路２７の前記トランジスタ
２６をオンさせ、この出力によって導通角制御用のトラ
ンジスタ１４を制御し、可飽和リアクタ６ａ、６ｂの１
１セツト電流をＷＩ御し、導通角制御を行うことにより
、垂下特性が得られるようにしているにのように、従来
では２個のカレントトランスで個別に１を流検出を行っ
ていたのに対し、本発明では、１次巻線２８にセンタタ
ップ２９を設けた１個のカレントトランス１３により電
流を検出するように構成している。第２図と上記従来例
の項において説明した第８図とを対比すれば明らかなよ
うに、本発明においてはカレンｌ−トランス１３（第２
回申カレントトランスはＣＴとして示す）の出力電圧は
、入力電圧が、例えばＡＣ３５Ｖ、ＡＣｌｏｏＶ、ＡＣ
１３２Ｖ等と変化しても常に一定で変化することがない
。

したがって、第３図に示すように、入力電圧によって過
電流保護回路２７の動作点が変化しない電圧・電流特性
が得られ、安定にプッシュプルコン・く−夕を動作させ
ることができる。

（実施例２） 第４図：ま本発明の第２実施例を示す。この例では電力
変換トランス５の２次回路側４こ設けるカレ、１〜トラ
弓／ス１３の挿入位置を異ならせたものである。

すなわち、電力変換トランス５の第１、第２の２次巻線
５ｂ、５ｃの一端を接続し、かつ第１の２次巻線５ｂの
他端に、直列に接続された可飽和＋５７４タロａ、整流
用ダイオード７ａｔ介しカレントトランス１３の１次巻
線の一端を接続している。

また、上記電力変換トランス５の第２の２次巻線５ｃの
他端に直列に接続された可飽和リアクタ６ｂ、整流用ダ
イオード７ｂを介しカレントトランスＩ３の１次巻線の
他端を接続している。

そして、カレントトランス１３のセンタタップを負荷１
２の正極側のラインに接続している。

なお、カレントトランス１３０２次巻線、つまり電流検
出部器よ前述の第１実施例と同様に過電流保護回路２７
側に設け、検出した電流値が規定の値に達した場合には
トランジスタ２６を介し、可飽和リアクタ６ａ、６ｂの
導通角制御用のトランジスタ１４を制御し、負荷１２へ
の過電流を防止するようにしている。

（実施例３） 第５図は本発明の第３実施例を示す。この例でニオ第１
実施例と異なり、１個のカレントトランス１３を電力変
換トランス５の１次回路側に設け、■次回路側における
電流を検出するようζこした点に特徴を存している。

すなわち、整流平滑回路２の出力側の一方の端ｒをカレ
ントトランス１３の七ツタタップに接続している。

また、カレントトランス１３の１次巻線の両端を電力変
換トランス５の第１１、第２の１次巻線の一端に夫々接
続し、電力変換トランス５の１次巻線の他端を交互にオ
ン、オフされるスイッチング素子４ａ、４ｂを介して整
流平滑回路２の他端に接続した構成としている。

電力変換トランス５の２次回路側は第１図に示した第１
実施例において、カレントトランス１３を除去した回路
構成と同一であり、この実施例における動作もカレント
トランス１３によって電力変換トランス５の１次回路の
電流を検出するようにしたこと以外は基本的に第１実施
例と同一であり、カレントトランス１３によって電流を
検出して、それに応じて過電流保護回路２７を動作させ
、トランジスタ２６．１４を介し可飽和リアクタ６ａ、
６ｂのリセット電流を制御するようにしている。

（実施例４） 第６図は本発明の第４実施例を示す。この例はカレント
トランス１３を電力変換トランス５の１次回路側にもっ
てきた点が第３実施例と共通している。

他の回路は通常のブノンユブルコンバータの構成と同一
である。

すなわち、電力変換トランス５の１次回路においてカレ
ントトランス１３を介して電流を検出して、それに応し
て過電流保護回路２７から出力を送出するよう一二一、
この出力をパルス幅制御回路２８に加えている。また、
このパルス幅制御回路２８は負荷１２例の直流出力に応
して出力を送出する誤差増幅器１５の出力が回路絶縁用
フォトカプラ２９を介して加えられ、所定のパルス幅制
御出力をドライバー３０（駆動回路）へ送出し、このド
ライバー３０の出力によってスイッチング素子４ａ、４
ｂを交互にオン、オフさせ、このようにしてスイッチン
グ素子４ａ、４ｂのオン、オフ時間をコントロールし、
電力変換トランス５の２次巻線に誘起される出力が一定
になるようにし、電力変換トランス５の２次回路側にお
いて安定した直流出力が得られるようにしている。

なお、この実施例における過電流保護回路２７の具体的
構成は第１図、第４図、第５図に示したものと同様であ
ることは言うまでもない。

また、本発明は図示のプッシュプルコンバータに限定さ
れるものでなく、その他のプッシュプルコンバータ全般
に適用し得ることは勿論である。

（発明の効果） 以上のように、従来では２個のカレントトランスによっ
て個別に電流検出を行っていたのに対巳、本発明では１
個のカレントトランスによって行い、過電流保護回路を
動作させるようにし、入力電圧によってカレントトラン
スの出力電圧が変化せず、過電流保護回路の動作点が変
化しないようにしたため、安定した過電流保護機能を有
するプッシュプルコンバータを得ることができる。

また、カレントトランスが１個で良いことがら、回路部
品も削減すると共に、回路構成も簡素化でき、安価とな
る、といった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例におけるプッシュプルコン
バータの回路図、第２図は本発明におけるカレントトラ
ンスの出力波形の説明図、第３図は本発明における過電
流保護回路での負荷への出力電流／出力電圧特性図、第
４図は本発明の第２実施例における回路図、第５図は本
発明の第３実施例における回路図、第６図は本発明の第
４実施例における回路図、第７図は従来例における回路
図、第８図は従来例におけるカレントトランスの出力波
形の説明図、第９図は従来例の過電流保護回路での負荷
への出力電流／出力電圧特性を示す。 ｌ−・　・　・　・　・フィルタ ２・・・−・・整流平滑回路 ３・・・・−−コンバータ制御用発振器４ａ、４ｂ・・
スイッチング素子 ５−ｍ−・・・電力変換トランス ５ａ・・・・・１次巻線 ５ｂ、５ｃ・・２次巻線 ６ａ、６ｂ・−可飽和リアクタ ７ａ、７ｂ・・ダイオード ８ａ、８ｂ・・ダイオード ９・・・・・・ダイオード １０・・・・・平滑用コイル １１・・・・・平滑用コンデンサ １２・・・・・負荷 １３・・・・・カレントトランス １４・・−・・可飽和リアクタの導通角制御用トランジ
スタ １５・・−・誤差増幅器 １６・・・・・カレントトラン′スの２次巻線１７・・
・・・電圧変換用抵抗 １８・・・・・ダイオード １９・・・・・平滑用コンデンサ ２０．２３．２５・抵抗 ２１・・・・・ツェナーダイオード ２２・・・・・コンデンサ ２４・・・・・コンデンサ ２６・・・・・トランジスタ ２７・・・・・過電流保護回路 ２８・・・・・１次巻線 ２９・・・・・センタタフ７’ ３０・・・・・２次巻線 ○　　　　　　　　Ｏ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＡＣ入力電圧を整流平滑回路を介して得られる直
   流電圧を、スイッチング素子を包有してなる発振回路を
   介し電流方向を交互に変化させて電力変換トランスの１
   次巻線に印加すると共に、この電力変換トランスの第１
   及び第２の２次巻線の一端を、センタタップを有する１
   個のカレントトランスの１次巻線の両端に接続すると共
   に、前記カレントトランスの１次巻線のセンタタップを
   負荷の一端に接続し、前記負荷の他端を前記電力変換ト
   ランスの２次側の整流平滑回路の正極側に接続し、さら
   に前記カレントトランスの２次巻線の出力を前記負荷の
   過電流保護回路に与え、出力過負荷に対して出力電流を
   制御することを特徴としたプッシュプルコンバータ。
2. （２）ＡＣ入力電圧を整流平滑回路を介して得られる直
   流電圧を、スイッチング素子を包有してなる発振回路を
   介し電流方向を交互に変化させて電力変換トランスの１
   次巻線に印加すると共に、この電力変換トランスの第１
   及び第２の２次巻線の一端を接続してセンタタップとし
   、このセンタタップを負荷の一端に接続し、かつ第１の
   ２次巻線の他端に直列に接続された可飽和リアクタ、整
   流用ダイオードを介しセンタタップを有する１個のカレ
   ントトランスの１次巻線の一端に接続し、かつ前記電力
   変換トランスの第２の２次巻線の他端に直列に接続され
   た可飽和リアクタ、整流用ダイオードを介し前記カレン
   トトランスの１次巻線の他端に接続すると共に、前記カ
   レントトランスの１次巻線のセンタタップを負荷の正極
   側のラインに接続し、さらに前記カレントトランスの２
   次巻線の出力を前記負荷の過電流保護回路に与え、出力
   過負荷に対して出力電流を制御することを特徴としたプ
   ッシュプルコンバータ。
3. （３）ＡＣ入力電圧を整流して得られる整流平滑回路の
   出力側の一方の端子を、１個のカレントトランスの１次
   巻線のセンタタップに接続し、前記１次巻線の両端を、
   電力変換トランスの第１及び第２の１次巻線の一端に夫
   々接続し、かつ他端を、発振回路により交互にオン、オ
   フされるスイッチング素子を介して前記整流平滑回路の
   他方の端子に接続し、前記電力変換トランスの第１及び
   第２の２次巻線に発生する電圧を整流して負荷に供給す
   ると共に、前記カレントトランスの２次巻線の出力を前
   記負荷の過電流保護回路に与え、出力過負荷に対して出
   力電流を制御することを特徴としたプッシュプルコンバ
   ータ。