JPH0510555Y2

JPH0510555Y2 -

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Publication number: JPH0510555Y2
Application number: JP14251186U
Authority: JP
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1993-03-15
Anticipated expiration: 2001-09-19
Also published as: JPS6351589U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、直流電圧を昇圧或は降圧させるため
のリンギングチヨークコンバータに関する。

（従来の技術）第２図には、リンギングチヨークコンバータの
基本回路の一例が示されている。この第２図にお
いて、１はトランスで、一次側に主巻線１ａ及び
帰還用巻線１ｂを有すると共に、二次側に出力用
巻線１ａを有する。上記主巻線１ａは、スイツチ
ング用のトランジスタ２（npn形）のコレクタ・
エミツタ間を介して直流電源３の両端に接続され
ている。また、帰還用巻線１ｂは、トランジスタ
２のベース・エミツタ間にコンデンサ４及び抵抗
５を介して接続され、その誘起電圧によりトラン
ジスタ２に正帰還をかけるように設けられてい
る。さらに、出力用巻線１ｃの両端には図示極性
の整流用ダイオード６及び平滑用コンデンサ７が
接続されており、このコンデンサ７の両端に負荷
（図示せず）が接続される。尚、８はトランジス
タ２のベースと直流電源３のプラス側端子との間
に接続された抵抗である。

しかして、このように構成されたリンギングチ
ヨークコンバータは、以下に述べるように動作す
る。即ち、今、オフ状態にあるトランジスタ２に
ベース電流IBが流れ始めたとすると、これによ
り流れるトランジスタ２のコレクタ電流ICによ
つて、主巻線１ａに矢印の方向の起電力e1が誘起
され、これに応じて帰還用巻線１ｂにも矢印の方
向の起電力e2が誘起される。この起電力e2はトラ
ンジスタ２のベース電流IBを増加させるように
作用して正帰還がかけられるため、さらにコレク
タ電流ICが増加してトランジスタ２が飽和状態
となる。このとき、主巻線１ａにコレクタ電流１
Ｃが流れた状態では、出力用巻線１ｃに矢印の方
向の起電力e3が誘起されるが、ダイオード６が逆
バイアスされるためコンデンサ７には電流が流れ
ない。従つて、トランジスタ２の負荷としてはト
ランス１のインダクタンス分だけであるため、コ
レクタ電流ICは第３図ｂに示すように直線的に
増加する。このような増加は、トランジスタ２が
飽和した後にそのベース電流IBが不足したり、
直流電流増幅率h_FEが不足したりして短時間で停
止され、これに応じて起電力e1及びe2が零にな
る。この場合、コンデンサ５はトランジスタ２に
ベース電流IBが流れている間に起電力e2により
充電されて、端子電圧Vc（その方向を矢印で示
す）が負レベルになつているので、上記のように
起電力e1，e2が零になるのに応じてトランジスタ
２は急速にオフされる。このとき、トランジスタ
２のオン時間をTon、トランス１のインダクタン
ス分をＬ、直流電源３の端子電圧つまり入力電圧
をEinとすると、トランジスタ２のコレクタ電流
ICのピーク値IP、並びにトランス１に蓄えられ
るエネルギーＥは、 IP＝Ein・Ton／ＬＥ＝Ｌ・IP²／２となる。そして、トランジスタ２がオフされる
と、出力用巻線１ｃに矢印の方向の起電力e′3が
誘起されて、ダイオード６に順電圧が印加される
ようになり、これに応じて上記エネルギーＥに応
じた電流が負荷に供給されるようになる。このと
き、コンデンサ７の端子電圧つまり出力電圧を
Eout、主巻線１ａのターン数をn₁、出力用巻線
１ｃのターン数をn₂とすると、負荷に電流が供給
されている時間Toffは、 Toff＝（n₂／n₁）Ｌ・IP／Eout となる。

このようにして供給される負荷電流ILは、第
３図ｃに示すように次第に減少するものであり、
その負荷電流ILが供給停止されると、帰還用巻
線１ｂに現われる逆起電力によつてトランジスタ
２にベース電流が流れ始めるようになり、これに
応じて前述同様にトランジスタ２がオンされるも
のである。そして、このようなトランジスタ２の
オン、オフが繰返されることにより、トランス１
の一次側に蓄えられたエネルギーＥが二次側に放
出されるという動作が反復されるようになり、こ
れに応じて入力電圧Einと異なるレベルの出力電
圧Eoutを得ることができる。尚、第３図には、
トランジスタ２のコレクタ電流IC及び負荷電流
ILの他に、トランジスタ２のコレクタ・エミツ
タ間電圧V_CEの変化状態も示した。

基本的なリンギングチヨークコンバータの構成
及び動作は以上の通りであるが、実際には、第３
図の回路構成では、入力電圧Ein及び負荷の大き
さの如何によつて出力電圧Eoutが大きく変化す
ることが避けられないため、一般的には第４図に
示すような定電圧機能が付加される。即ち、第４
図において、帰還用巻線１ｂの両端にコンデンサ
９及び図示極性のダイオード１０の直列回路が接
続されており、また、ダイオード１０のアノード
とトランジスタ２のベースとの間に図示極性の定
電圧ダイオード１１が接続される。これによつ
て、トランジスタ２がオフされた状態では、帰還
用巻線１ｂに誘起される矢印方向の起電力e′2が
ダイオード１０を介してコンデンサ９に印加され
るようになる。このとき、上記起電力e′2は、出
力用巻線の起電力e′3（つまり出力電圧Eout）と、
帰還用巻線１ｂ及び出力用巻線１ｃの巻数比とに
よつて一義的に決まるものであり、従つてコンデ
ンサ１０の端子電圧V′cは、出力電圧Eoutに比例
したものとなる。そして、上記出力電圧Eoutが
上昇して、コンデンサ９の端子電圧V′cが定電圧
ダイオード１１のツエナー電圧を越えてこれがブ
レークオーバーするようになると、この後にトラ
ンジスタ２がオンされたときに、そのトランジス
タ２に供給されるベース電流IBが定電圧ダイオ
ード１１によりバイパスされて減少するようにな
る。この結果、トランジスタ２のコレクタ電流
ICが十分に上がらないうちに、そのトランジス
タ２がオフされるようになり、これに応じてトラ
ンス１に蓄えられるエネルギーＥが減少して、出
力電圧Eoutが低下するものであり、このような
動作によつて出力電圧Eoutが定電圧に保持され
る。

（考案が解決しようとする問題点）上記のように出力電圧Eoutの定電圧化を行な
う場合、その出力電圧Eoutのレベルは、帰還用
巻線１ｂと出力用巻線１ｃとの巻数比、並びに定
電圧ダイオード１１のツエナー電圧に応じたもの
となる。しかし、実際にはトランス１の一次側と
二次側との間でのエネルギーＥの受渡しには、そ
のトランス１のインダクタンスＬが関与している
ため、上記インダクタンスＬの大小に応じて出力
電圧Eoutが変動することになる。このような変
動を抑制する手段としては、一般的に、トランス
１の製作時にそのインダクタンスＬが一定の許容
範囲内となるように厳しく管理することが行なわ
れているが、これではそのトランス１の製造工程
が煩雑になつてコストの上昇を来たす問題点があ
る。また、出力電圧Eoutの変動要素としては、
他にも定電圧ダイオード１１のツエナー電圧のば
らつきがあり、実際には出力電圧Eoutが製品毎
にばらつくという問題点があつた。

本考案は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、出力電圧を安定化できると共
に、その出力電圧の製品毎のばらつきを、簡単な
構成にて効果的に抑制できるリンギングチヨーク
コンバータを提供するにある。

［考案の構成］（問題点を解決するための手段）本考案は、スイツチング用のトランジスタがオ
ンされた状態で、直流電源からトランスの一次側
主巻線に対しそのトランジスタを通じて電流を供
給すると共に、このとき上記トランスの一次側帰
還用巻線を通じて上記トランジスタにベース電流
を正帰還させ、このようなトランジスタのオン時
に前記主巻線に蓄えられたエネルギーをそのトラ
ンジスタのオフ時にトランスの二次側出力用巻線
を通じて放出するように構成されたリンギングチ
ヨークコンバータにおいて、前記トランジスタの
オフ時に前記帰還用巻線に誘起される起電力によ
りダイオードを介して充電されるコンデンサ、及
びこのコンデンサの端子電圧が所定値以上となつ
たときに前記帰還用巻線から前記トランジスタに
正帰還されるベース電流をバイパスさせる非線形
回路素子を夫々設け、さらに前記コンデンサの端
子電圧を変化させる可変抵抗を前記ダイオードと
直列に接続する構成としたものである。

（作用）トランジスタのオフ時に帰還用巻線に誘起され
る起電力は、出力用巻線からの出力電圧に比例し
たものとなり、従つてコンデンサの端子電圧も上
記出力電圧に比例したものとなる。このため、出
力電圧が上昇してコンデンサの端子電圧が所定値
以上となつたときには、トランジスタのオン時に
おいて、これに正帰還されるベース電流が非線形
回路素子によつてバイパスされるようになり、ト
ランジスタが早期にオフされる。この結果、出力
電圧の上昇が押さえられるものであり、斯様な動
作によつて出力電圧が安定化されるようになる。
そして、この場合には、出力電圧がコンデンサの
端子電圧に応じたものとなるが、その端子電圧は
可変抵抗により調節することができるから、斯様
な調節によつてトランスのインダクタンス或は非
線形回路素子の定数のばらつきを吸収することが
でき、以て出力電圧の製品毎のばらつきを抑制す
ることができる。

（実施例）以下、本考案の一実施例について第１図を参照
しながら説明するに、前記第４図と同一部分には
同一符号を付すことによりその説明を省略する。

即ち、第１図において、１２はコンデンサ９と
ダイオード１０との間に直列に介在された可変抵
抗で、この可変抵抗１２の抵抗値は外部操作によ
つて任意に調節できるようになつている。

次に上記構成の作用について述べるに、出力電
圧Eoutが定電圧化される作用は前述と同様であ
るから省略し、可変抵抗１２を設けたことによる
作用のみを述べる。即ち、トランジスタ２のオフ
時に帰還用巻線１ｂの誘起される起電力e′2は、
ダイオード１０及び可変抵抗１２を介してコンデ
ンサ９に印加されるようになる。従つて、可変抵
抗１２の抵抗値を調節することによつて、上記コ
ンデンサ９の端子電圧V′cを変化させることがで
きる。しかして、今、トランジスタ２がオンされ
た状態を考えるに、そのトランジスタ２には、帰
還用巻線１ｂに誘起される起電力e2によつて抵抗
５及びコンデンサ４を通じたベース電流が供給さ
れる。このとき、トランジスタ２のベース・エミ
ツタ間電圧をV_BE、定電圧ダイオード１１のツエ
ナー電圧をVzとすると、トランジスタ２にベー
ス電流IBが流れた状態で、そのベース電流IBが
定電圧ダイオード１１を介してバイパスされる条
件は、 V′c＞V_BE＋Vz ……（Ｉ）となる時点である。つまり、出力電圧Eoutが上
昇し、これに応じて帰還用巻線１ｂからベース電
流が供給される過程において上記（Ｉ）の条件が
成立したときには、上記ベース電流IBが定電圧
ダイオード１１を通じてバイパスされる。従つ
て、トランジスタ２が早期にオフされてトランジ
スタ１に蓄えられるエネルギーが減少するため、
出力電圧Eoutが低下するようになり、このよう
な動作によつて出力電圧Eoutが定電圧に保持さ
れる。

要するに、上記した本実施例によれば、出力電
圧Eoutを定電圧化することができるものであり、
このとき、コンデンサ９の端子電圧V′cを可変抵
抗１２によつて調節するだけの簡単な構成によつ
て、出力電圧Eoutの製品毎のばらつきを抑制で
きるものである。つまり、本実施例によれば、ト
ランス１のインダクタンスＬ及び定電圧ダイオー
ド１１のツエナー電圧Vzのばらつきを、上記可
変抵抗１２による調節によつて容易に吸収するこ
とができる。この結果、トランス１の製作時にそ
のインダクタンスＬを従来のように厳しく管理す
る必要がなくなり、これにより、トランス１の製
造工程が簡単になると共に、その歩留りが向上す
るようなつてコストの低減を図り得る。

尚、上記実施例では非線形回路素子として定電
圧ダイオード１１を用いるようにしたが、これに
代えてトランジスタ、トリガダイオード（pnpn
ダイオード）等の非線形回路素子を用いるように
しても良い。

［考案の効果］本考案によれば以上の説明によつて明らかなよ
うに、スイツチング用のトランジスタがオンされ
た状態で、直流電源からトランスの一次側主巻線
に対しそのトランジスタを通じて電流を供給する
と共に、このとき上記トランスの一次側帰還用巻
線を通じて上記トランジスタにベース電流を正帰
還させ、このようなトランジスタのオン時に前記
主巻線に蓄えられたエネルギーをそのトランジス
タのオフ時にトランスの二次側出力用巻線を通じ
て放出するように構成されたリンギングチヨーク
コンバータにおいて、出力電圧を定電圧化できる
と共に、その出力電圧の製品毎のばらつきを、コ
スト上昇を押さえ得る簡単な構成にて効果的に抑
制できるという実用的な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す結線図であ
る。また、第２図は従来例を示す結線図、第３図
は同従来例の作用説明用の電圧電流波形図、第４
図は第２図と異なる従来例を示す結線図である。図中、１はトランス、１ａは主巻線、１ｂは帰
還用巻線、１ｃは出力用巻線、２はトランジス
タ、３は直流電源、９はコンデンサ、１０はダイ
オード、１１は定電圧ダイオード（非線形回路素
子）、１２は可変抵抗を示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

一次側に主巻線及び帰還用巻線を有すると共に
二次側に出力用巻線を有するトランスと、オン状
態時に直流電源から前記主巻線を通じてコレクタ
電流が供給されると共に前記帰還用巻線を通じて
ベース電流が正帰還されるスイツチング用のトラ
ンジスタとを備え、前記トランジスタのオン時に
前記主巻線に蓄えられたエネルギーをそのトラン
ジスタのオフ時に前記出力用巻線を通じて放出す
るように構成されたリンギングチヨークコンバー
タにおいて、前記トランジスタのオフ時に前記帰
還用巻線に誘起される起電力によりダイオードを
介して充電されるコンデンサと、このコンデンサ
の端子電圧が所定値以上となつたときに前記帰還
用巻線から前記トランジスタに正帰還されるベー
ス電流をバイパスさせる非線形回路素子と、前記
ダイオードと直列に接続されて前記コンデンサの
端子電圧を変化させる可変抵抗とを設けたことを
特徴とするリンギングチヨークコンバータ。