JPH06121528A - 共振形ｄｃ−ｄｃコンバータ - Google Patents
共振形ｄｃ−ｄｃコンバータInfo
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- JPH06121528A JPH06121528A JP26637092A JP26637092A JPH06121528A JP H06121528 A JPH06121528 A JP H06121528A JP 26637092 A JP26637092 A JP 26637092A JP 26637092 A JP26637092 A JP 26637092A JP H06121528 A JPH06121528 A JP H06121528A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】起動時においてスイッチング素子に定格値以上
の電流が流れてトランジスタが破損するのを防止する。 【構成】電圧を昇降圧させる共振回路と、共振回路によ
り昇降圧された電圧を平滑する平滑回路を設けた。平滑
回路により平滑された電圧と目標となる電圧との差を電
圧にて出力する差動アンプ２２を設けた。差動アンプ２
２からの電圧に相対した周波数パルスを発生してトラン
ジスタＳＷ１をオン・オフ動作するＶＦＯ２３を設け
た。差動アンプ２２とＶＦＯ２３との間に、差動アンプ
２２からの電圧を起動時において降下させるリミッタ回
路１を設けた。この構成により、リミッタ回路１により
差動アンプ２２からの出力電圧が降下して低い値に抑え
られる。すると、ＶＦＯ２３はその抑えられた電圧に基
づいて低周波パルスを発生してトランジスタをオン・オ
フ動作させる。
の電流が流れてトランジスタが破損するのを防止する。 【構成】電圧を昇降圧させる共振回路と、共振回路によ
り昇降圧された電圧を平滑する平滑回路を設けた。平滑
回路により平滑された電圧と目標となる電圧との差を電
圧にて出力する差動アンプ２２を設けた。差動アンプ２
２からの電圧に相対した周波数パルスを発生してトラン
ジスタＳＷ１をオン・オフ動作するＶＦＯ２３を設け
た。差動アンプ２２とＶＦＯ２３との間に、差動アンプ
２２からの電圧を起動時において降下させるリミッタ回
路１を設けた。この構成により、リミッタ回路１により
差動アンプ２２からの出力電圧が降下して低い値に抑え
られる。すると、ＶＦＯ２３はその抑えられた電圧に基
づいて低周波パルスを発生してトランジスタをオン・オ
フ動作させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は共振形ＤＣ−ＤＣコンバ
ータに関するものである。
ータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の共振形ＤＣ−ＤＣコンバ
ータにおいては、例えば図３に示すようなものがある。
このＤＣ−ＤＣコンバータは電流共振形であり、直流電
源Ｅ、スイッチング素子としてのトランジスタＳＷ１、
逆止用のダイオードＤ、共振用誘導コイルＬR 、平滑用
コイルＬF 及び出力端子２１が直列に接続されている。
前記共振用誘導コイルＬR と平滑用コイルＬF との間に
は一端が接地された共振用コンデンサＣR の他端が接続
されている。また、前記平滑用コイルＬF と出力端子２
１との間には一端が接地された平滑用コンデンサＣF の
他端が接続されている。
ータにおいては、例えば図３に示すようなものがある。
このＤＣ−ＤＣコンバータは電流共振形であり、直流電
源Ｅ、スイッチング素子としてのトランジスタＳＷ１、
逆止用のダイオードＤ、共振用誘導コイルＬR 、平滑用
コイルＬF 及び出力端子２１が直列に接続されている。
前記共振用誘導コイルＬR と平滑用コイルＬF との間に
は一端が接地された共振用コンデンサＣR の他端が接続
されている。また、前記平滑用コイルＬF と出力端子２
１との間には一端が接地された平滑用コンデンサＣF の
他端が接続されている。
【０００３】そして、直流電源Ｅ、トランジスタＳＷ
１、逆止用のダイオードＤ、共振用誘導コイルＬR 、共
振用コンデンサＣR により共振回路が構成されている。
また、平滑用コイルＬF 、平滑用コンデンサＣF により
平滑回路が構成されている。
１、逆止用のダイオードＤ、共振用誘導コイルＬR 、共
振用コンデンサＣR により共振回路が構成されている。
また、平滑用コイルＬF 、平滑用コンデンサＣF により
平滑回路が構成されている。
【０００４】前記出力端子２１と共振用コンデンサＣR
との間には抵抗Ｒ１の一端が接続されている。抵抗Ｒ１
の他端はオペアンプＡの反転入力端子に接続されてい
る。オペアンプＡの非反転入力端子は直流電源Ｖref に
接続されている。この直流電源Ｖref の電圧値は出力端
子２１から出力され、目標となる電圧値と等くなってい
る。また、抵抗Ｒ１とオペアンプＡの反転入力端子との
間には抵抗Ｒ２の一端が接続されている。抵抗Ｒ２の他
端はオペアンプＡの出力端子に接続されている。そし
て、抵抗Ｒ１、Ｒ２及びオペアンプＡにより出力手段と
しての差動アンプ２２が構成されている。
との間には抵抗Ｒ１の一端が接続されている。抵抗Ｒ１
の他端はオペアンプＡの反転入力端子に接続されてい
る。オペアンプＡの非反転入力端子は直流電源Ｖref に
接続されている。この直流電源Ｖref の電圧値は出力端
子２１から出力され、目標となる電圧値と等くなってい
る。また、抵抗Ｒ１とオペアンプＡの反転入力端子との
間には抵抗Ｒ２の一端が接続されている。抵抗Ｒ２の他
端はオペアンプＡの出力端子に接続されている。そし
て、抵抗Ｒ１、Ｒ２及びオペアンプＡにより出力手段と
しての差動アンプ２２が構成されている。
【０００５】前記オペアンプＡの出力側は制御手段とし
ての可変周波数発振器（以下、ＶＦＯという）２３に接
続されている。また、前記トランジスタＳＷ１のベース
は前記ＶＦＯ２３に接続されており、トランジスタＳＷ
１はこのＶＦＯ２３から発生される周波数パルスに基づ
いてオン・オフ動作されるようになっている。なお、Ｖ
ＦＯ２３が発生する周波数パルスは前記オペアンプＡか
らの出力電圧に基づいて出力されるようになっている。
ての可変周波数発振器（以下、ＶＦＯという）２３に接
続されている。また、前記トランジスタＳＷ１のベース
は前記ＶＦＯ２３に接続されており、トランジスタＳＷ
１はこのＶＦＯ２３から発生される周波数パルスに基づ
いてオン・オフ動作されるようになっている。なお、Ｖ
ＦＯ２３が発生する周波数パルスは前記オペアンプＡか
らの出力電圧に基づいて出力されるようになっている。
【０００６】上記のように構成された従来例のＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータにおいては、トランジスタＳＷ１のオン・
オフ動作によって電源電圧がパルス状の電圧に変換され
る。このとき、トランジスタＳＷ１にはオン動作中に共
振回路の共振用誘導コイルＬR 及び共振用コンデンサＣ
R により正弦波形の電流が流れる。このため、トランジ
スタＳＷ１のオン・オフ動作はゼロ電流スイッチングと
なっている。続いて、このオン・オフ動作によって、共
振回路にて電源電圧が降圧されて間欠的に平滑回路に入
力される。そして、降圧された電圧が平滑用コンデンサ
ＣF により平滑されて前記出力端子２１に出力されると
ともに、オペアンプＡに出力される。
Ｃコンバータにおいては、トランジスタＳＷ１のオン・
オフ動作によって電源電圧がパルス状の電圧に変換され
る。このとき、トランジスタＳＷ１にはオン動作中に共
振回路の共振用誘導コイルＬR 及び共振用コンデンサＣ
R により正弦波形の電流が流れる。このため、トランジ
スタＳＷ１のオン・オフ動作はゼロ電流スイッチングと
なっている。続いて、このオン・オフ動作によって、共
振回路にて電源電圧が降圧されて間欠的に平滑回路に入
力される。そして、降圧された電圧が平滑用コンデンサ
ＣF により平滑されて前記出力端子２１に出力されると
ともに、オペアンプＡに出力される。
【０００７】オペアンプＡではその出力電圧と目標電圧
との差に対応した電圧をＶＦＯ２３に出力する。ＶＦＯ
２３はその電圧に相対して、出力電圧と目標電圧との差
が大きいときには高周波数パルスを出力し、小さいとき
には低周波数パルスを出力してトランジスタＳＷ１をオ
ン・オフ動作させる。従って、ＶＦＯ２３によりトラン
ジスタＳＷ１のオン・オフ動作のタイミングが変化して
出力電圧が常に目標電圧に維持される。
との差に対応した電圧をＶＦＯ２３に出力する。ＶＦＯ
２３はその電圧に相対して、出力電圧と目標電圧との差
が大きいときには高周波数パルスを出力し、小さいとき
には低周波数パルスを出力してトランジスタＳＷ１をオ
ン・オフ動作させる。従って、ＶＦＯ２３によりトラン
ジスタＳＷ１のオン・オフ動作のタイミングが変化して
出力電圧が常に目標電圧に維持される。
【０００８】このため、特に、スイッチング電源の起動
時においては出力電圧が０Ｖであるため、ＶＦＯ２３は
最大周波数パルスにてトランジスタＳＷ１をオン・オフ
動作させることになる。
時においては出力電圧が０Ｖであるため、ＶＦＯ２３は
最大周波数パルスにてトランジスタＳＷ１をオン・オフ
動作させることになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したＤ
Ｃ−ＤＣコンバータにおいては、電源の起動時に最大周
波数パルスにてトランジスタＳＷ１をオン・オフ動作さ
せると、そのトランジスタＳＷ１に定格以上の電流が流
れてトランジスタＳＷ１を破壊する虞がある。
Ｃ−ＤＣコンバータにおいては、電源の起動時に最大周
波数パルスにてトランジスタＳＷ１をオン・オフ動作さ
せると、そのトランジスタＳＷ１に定格以上の電流が流
れてトランジスタＳＷ１を破壊する虞がある。
【００１０】すなわち、起動時においてはトランジスタ
ＳＷ１に流れる電流は平滑用コイルＬF に流れる電流Ｉ
ＬF と等しく、出力電圧は平滑用コンデンサＣF の電圧
ＶＣF と等しい。このため、平滑用コンデンサＣF の容
量が大きい場合、最大周波数パルスにてトランジスタＳ
Ｗ１をオン・オフ動作させると、電圧ＶＣF が目標電圧
に達する前に、電流ＩＬF がトランジスタＳＷ１の定格
電流以上の値となる。従って、その電流ＩＬF によりト
ランジスタＳＷ１は破壊される。
ＳＷ１に流れる電流は平滑用コイルＬF に流れる電流Ｉ
ＬF と等しく、出力電圧は平滑用コンデンサＣF の電圧
ＶＣF と等しい。このため、平滑用コンデンサＣF の容
量が大きい場合、最大周波数パルスにてトランジスタＳ
Ｗ１をオン・オフ動作させると、電圧ＶＣF が目標電圧
に達する前に、電流ＩＬF がトランジスタＳＷ１の定格
電流以上の値となる。従って、その電流ＩＬF によりト
ランジスタＳＷ１は破壊される。
【００１１】この動作を図４のタイムチャートに従って
説明すると、例えばタイミングｔ１において、ＶＦＯ２
３によりトランジスタＳＷ１がオンされる。このオン動
作により共振用コンデンサＣR の電圧ＶＣR は正弦波状
に除々に上昇し始める。これに伴い、平滑用コイルＬF
の電流ＩＬF 及び、共振用コンデンサＣR の電圧ＶＣR
が除々に上昇し始める。そして、トランジスタＳＷ１に
流れる電流（図示しない）が「０」となったタイミング
ｔ２において、トランジスタＳＷ１がオフ動作される。
説明すると、例えばタイミングｔ１において、ＶＦＯ２
３によりトランジスタＳＷ１がオンされる。このオン動
作により共振用コンデンサＣR の電圧ＶＣR は正弦波状
に除々に上昇し始める。これに伴い、平滑用コイルＬF
の電流ＩＬF 及び、共振用コンデンサＣR の電圧ＶＣR
が除々に上昇し始める。そして、トランジスタＳＷ１に
流れる電流（図示しない）が「０」となったタイミング
ｔ２において、トランジスタＳＷ１がオフ動作される。
【００１２】このオフ動作により共振用コンデンサＣR
の電圧ＶＣR は正弦波状に除々に下降し始める。この電
圧ＶＣR の変化に伴い、平滑用コイルＬF の電流ＩＬF
はピーク値に達した後、除々に下降し始める。
の電圧ＶＣR は正弦波状に除々に下降し始める。この電
圧ＶＣR の変化に伴い、平滑用コイルＬF の電流ＩＬF
はピーク値に達した後、除々に下降し始める。
【００１３】そして、電流ＩＬF が「０」になる前にト
ランジスタＳＷ１はＶＦＯ２３の次の高周波数パルスに
より、タイミングｔ３において再びオン動作される。す
ると、オフ期間内に電流ＩＬF は完全に「０」とならな
いまま、再び上昇し始める。この上昇に伴い電圧ＶＣF
も上昇する。そして、タイミングｔ４においてオフ動作
されると、電流ＩＬF はピーク値に達した後、除々に下
降し始める。この時の電流ＩＬF のピーク値は前回のピ
ーク値よりも大きくなっている。
ランジスタＳＷ１はＶＦＯ２３の次の高周波数パルスに
より、タイミングｔ３において再びオン動作される。す
ると、オフ期間内に電流ＩＬF は完全に「０」とならな
いまま、再び上昇し始める。この上昇に伴い電圧ＶＣF
も上昇する。そして、タイミングｔ４においてオフ動作
されると、電流ＩＬF はピーク値に達した後、除々に下
降し始める。この時の電流ＩＬF のピーク値は前回のピ
ーク値よりも大きくなっている。
【００１４】続いて、同様にしてトランジスタＳＷ１は
タイミングｔ５、ｔ６においてオン・オフ動作され、タ
イミングｔ７、ｔ８においてオン・オフ動作される。す
ると、電流ＩＬF は連続的に上昇してトランジスタＳＷ
１の定格値を越えてしまう。この時、電圧ＶＣR が目標
電圧に達する前に、トランジスタＳＷ１は定格値を越え
た電流ＩＬF により破壊される。
タイミングｔ５、ｔ６においてオン・オフ動作され、タ
イミングｔ７、ｔ８においてオン・オフ動作される。す
ると、電流ＩＬF は連続的に上昇してトランジスタＳＷ
１の定格値を越えてしまう。この時、電圧ＶＣR が目標
電圧に達する前に、トランジスタＳＷ１は定格値を越え
た電流ＩＬF により破壊される。
【００１５】本発明の目的は、起動時においてスイッチ
ング素子に定格値以上の電流が流れて素子が破損するの
を防止することができる共振形ＤＣ−ＤＣコンバータを
提供することにある。
ング素子に定格値以上の電流が流れて素子が破損するの
を防止することができる共振形ＤＣ−ＤＣコンバータを
提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、直流電源、スイッチング素子、誘導コイ
ル、共振用コンデンサ等から構成され、前記スイッチン
グ素子のオン・オフ動作に基づいて前記コンデンサの端
子間に発生する電圧を昇降圧させる共振回路と、平滑用
コイル、平滑用コンデンサ等から構成され、前記共振回
路により昇降圧された電圧を平滑する平滑回路と、前記
平滑回路により平滑された電圧と目標となる電圧との差
を電圧にて出力する出力手段と、前記出力手段により出
力された電圧に相対して周波数パルスを発生して前記ス
イッチング素子をオン・オフ動作する駆動手段とを備え
た共振形ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記出力手段
と駆動手段との間に、該出力手段により出力された電圧
を起動時において降下させる制限手段を設けたことを要
旨とする。
めに本発明は、直流電源、スイッチング素子、誘導コイ
ル、共振用コンデンサ等から構成され、前記スイッチン
グ素子のオン・オフ動作に基づいて前記コンデンサの端
子間に発生する電圧を昇降圧させる共振回路と、平滑用
コイル、平滑用コンデンサ等から構成され、前記共振回
路により昇降圧された電圧を平滑する平滑回路と、前記
平滑回路により平滑された電圧と目標となる電圧との差
を電圧にて出力する出力手段と、前記出力手段により出
力された電圧に相対して周波数パルスを発生して前記ス
イッチング素子をオン・オフ動作する駆動手段とを備え
た共振形ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記出力手段
と駆動手段との間に、該出力手段により出力された電圧
を起動時において降下させる制限手段を設けたことを要
旨とする。
【００１７】
【作用】上記のように構成したことにより、本発明は起
動時において平滑回路の平滑用コンデンサには電圧がか
かっておらず「０」となっている。この状態で出力手段
より出力される電圧は高い値となっている。制限手段は
その電圧を降下させて低い値に制限する。すると、駆動
手段はその制限された電圧値に基づいて低周波数パルス
を発生してスイッチング素子をオン・オフ制御する。
動時において平滑回路の平滑用コンデンサには電圧がか
かっておらず「０」となっている。この状態で出力手段
より出力される電圧は高い値となっている。制限手段は
その電圧を降下させて低い値に制限する。すると、駆動
手段はその制限された電圧値に基づいて低周波数パルス
を発生してスイッチング素子をオン・オフ制御する。
【００１８】そして、スイッチング素子のオン動作に基
づいて共振回路の共振用コンデンサ端子間に電圧が昇降
圧される。この昇降圧に伴い平滑用コイルの電流が上昇
するとともに、平滑用コンデンサの電圧も上昇する。続
いて、スイッチング素子のオフ動作に基づいて共振用コ
ンデンサの電圧が下降する。この下降に伴い平滑用コイ
ルの電流が下降してオフ期間内に「０」となる。従っ
て、平滑用コイルの電流はスイッチング素子に流れる電
流の定格値を越えることはない。その結果、スイッチン
グ素子に定格値以上の電流が流れて素子が破損するのを
防止することができる。
づいて共振回路の共振用コンデンサ端子間に電圧が昇降
圧される。この昇降圧に伴い平滑用コイルの電流が上昇
するとともに、平滑用コンデンサの電圧も上昇する。続
いて、スイッチング素子のオフ動作に基づいて共振用コ
ンデンサの電圧が下降する。この下降に伴い平滑用コイ
ルの電流が下降してオフ期間内に「０」となる。従っ
て、平滑用コイルの電流はスイッチング素子に流れる電
流の定格値を越えることはない。その結果、スイッチン
グ素子に定格値以上の電流が流れて素子が破損するのを
防止することができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を電流共振形ＤＣ−ＤＣコンバ
ータに具体化した一実施例を図１、図２に従って説明す
る。
ータに具体化した一実施例を図１、図２に従って説明す
る。
【００２０】なお、前記従来技術と同一の構成について
は同一符号を付し、その説明を省略する。図１に示すよ
うに、本実施例において、オペアンプＡとＶＦＯ２３と
の間には、抵抗Ｒ３が直列に接続されている。また、抵
抗Ｒ３とＶＦＯ２３との間には抵抗Ｒ４の一端が接続さ
れている。抵抗Ｒ４の他端は一端が接地されたスイッチ
ＳＷ２の他端に接続されている。そして、本実施例では
抵抗Ｒ３、Ｒ４及びスイッチＳＷ２によって制限手段と
してのリミッタ回路１が構成されている。
は同一符号を付し、その説明を省略する。図１に示すよ
うに、本実施例において、オペアンプＡとＶＦＯ２３と
の間には、抵抗Ｒ３が直列に接続されている。また、抵
抗Ｒ３とＶＦＯ２３との間には抵抗Ｒ４の一端が接続さ
れている。抵抗Ｒ４の他端は一端が接地されたスイッチ
ＳＷ２の他端に接続されている。そして、本実施例では
抵抗Ｒ３、Ｒ４及びスイッチＳＷ２によって制限手段と
してのリミッタ回路１が構成されている。
【００２１】このリミッタ回路１はスイッチＳＷ２がオ
ンしているとき、オペアンプＡから出力された電圧を抵
抗Ｒ３、Ｒ４にて分圧してＶＦＯ２３に出力する。従っ
て、ＶＦＯ２３にはリミッタ回路１より低い値に抑えら
れた電圧が入力される。このため、ＶＦＯ２３は電圧が
低い値に抑えられた分だけ低周波数パルスを出力してト
ランジスタＳＷ１をオン・オフ動作させる。すなわち、
低周波数パルスにてトランジスタＳＷ１をオン・オフ動
作させるのは、起動時において電流ＩＬF が毎回「０」
になるに充分なオフ期間を確保するためである。そし
て、そのオフ期間を確保するため、すなわち、低周波パ
ルスをＶＦＯ２３から出力させるために、リミッタ回路
１は同ＶＦＯ２３に入力する制限電圧を分圧抵抗Ｒ３，
Ｒ４にて予め設定している。
ンしているとき、オペアンプＡから出力された電圧を抵
抗Ｒ３、Ｒ４にて分圧してＶＦＯ２３に出力する。従っ
て、ＶＦＯ２３にはリミッタ回路１より低い値に抑えら
れた電圧が入力される。このため、ＶＦＯ２３は電圧が
低い値に抑えられた分だけ低周波数パルスを出力してト
ランジスタＳＷ１をオン・オフ動作させる。すなわち、
低周波数パルスにてトランジスタＳＷ１をオン・オフ動
作させるのは、起動時において電流ＩＬF が毎回「０」
になるに充分なオフ期間を確保するためである。そし
て、そのオフ期間を確保するため、すなわち、低周波パ
ルスをＶＦＯ２３から出力させるために、リミッタ回路
１は同ＶＦＯ２３に入力する制限電圧を分圧抵抗Ｒ３，
Ｒ４にて予め設定している。
【００２２】前記スイッチＳＷ２には同じく制限手段を
構成するタイマ回路２が接続されており、スイッチＳＷ
２はこのタイマ回路２によりオン・オフ制御されるよう
になっている。
構成するタイマ回路２が接続されており、スイッチＳＷ
２はこのタイマ回路２によりオン・オフ制御されるよう
になっている。
【００２３】タイマ回路２は制御回路（図示しない）か
ら出力されたスタート信号に基づいてスイッチＳＷ２を
オンさせると同時に、コンバータの起動開始時間（ｔ
０）としてカウント動作を開始し、予め設定されたｔ１
１時間になるとタイムアップする。このｔ１１時間は前
記リッミタ回路１にて低周波パルスでトランジスタＳＷ
１をオン・オフ動作させて電圧ＶＣF が目標電圧に充分
達するに要する時間であって、予め実験的又は試験的に
求めた値である。そして、タイマ回路２はカウントアッ
プとなると、カウント動作を停止させると同時に、スイ
ッチＳＷ２をオフ動作させるようになっている。
ら出力されたスタート信号に基づいてスイッチＳＷ２を
オンさせると同時に、コンバータの起動開始時間（ｔ
０）としてカウント動作を開始し、予め設定されたｔ１
１時間になるとタイムアップする。このｔ１１時間は前
記リッミタ回路１にて低周波パルスでトランジスタＳＷ
１をオン・オフ動作させて電圧ＶＣF が目標電圧に充分
達するに要する時間であって、予め実験的又は試験的に
求めた値である。そして、タイマ回路２はカウントアッ
プとなると、カウント動作を停止させると同時に、スイ
ッチＳＷ２をオフ動作させるようになっている。
【００２４】次に、本実施例における作用について図２
に従って説明する。なお、当初平滑用コンデンサＣF に
は電圧がかかっておらず電圧ＶＣF は「０」となってい
る。
に従って説明する。なお、当初平滑用コンデンサＣF に
は電圧がかかっておらず電圧ＶＣF は「０」となってい
る。
【００２５】まず、起動時のタイミングｔ０においてタ
イマ回路２はスイッチＳＷ２をオン（閉路）させるとと
もに、カウント動作を開始する。このとき、オペアンプ
Ａからは出力電圧「０」と目標電圧との差に対応した大
きな値の電圧がＶＦＯ２３に出力される。このとき、ス
イッチＳＷ２が閉路されているためリミッタ回路１にて
電圧降下が生じ、ＶＦＯ２３にはオペアンプＡからの電
圧よりも低い電圧（抵抗Ｒ３，Ｒ４にて分圧された電
圧）が出力される。すると、ＶＦＯ２３はこの低い値に
抑えられた電圧によりタイミングｔ１において低周波数
パルスを出力してトランジスタＳＷ１をオン動作させ
る。
イマ回路２はスイッチＳＷ２をオン（閉路）させるとと
もに、カウント動作を開始する。このとき、オペアンプ
Ａからは出力電圧「０」と目標電圧との差に対応した大
きな値の電圧がＶＦＯ２３に出力される。このとき、ス
イッチＳＷ２が閉路されているためリミッタ回路１にて
電圧降下が生じ、ＶＦＯ２３にはオペアンプＡからの電
圧よりも低い電圧（抵抗Ｒ３，Ｒ４にて分圧された電
圧）が出力される。すると、ＶＦＯ２３はこの低い値に
抑えられた電圧によりタイミングｔ１において低周波数
パルスを出力してトランジスタＳＷ１をオン動作させ
る。
【００２６】このオン動作により共振用コンデンサＣR
の電圧ＶＣR は正弦波状に除々に上昇し始める。これに
伴い、平滑用コイルＬF の電流ＩＬF 及び共振用コンデ
ンサＣR の電圧ＶＣR が除々に上昇し始める。そして、
トランジスタＳＷ１に流れる電流（図示しない）が
「０」となったタイミングｔ２において、トランジスタ
ＳＷ１がオフ動作される。
の電圧ＶＣR は正弦波状に除々に上昇し始める。これに
伴い、平滑用コイルＬF の電流ＩＬF 及び共振用コンデ
ンサＣR の電圧ＶＣR が除々に上昇し始める。そして、
トランジスタＳＷ１に流れる電流（図示しない）が
「０」となったタイミングｔ２において、トランジスタ
ＳＷ１がオフ動作される。
【００２７】このオフ動作により共振用コンデンサＣR
の電圧ＶＣR は正弦波状に除々に下降し始める。この電
圧ＶＣR の変化に伴い、平滑用コイルＬF の電流ＩＬF
はピーク値に達した後、除々に下降し始めてオフ期間内
に「０」となる。これは、ＶＦＯ２３が低周波数パルス
を出力しているため、トランジスタＳＷ１のオフ期間が
長くなるためである。このとき、平滑用コンデンサＣF
の電圧ＶＣF は一定値に保たれている。
の電圧ＶＣR は正弦波状に除々に下降し始める。この電
圧ＶＣR の変化に伴い、平滑用コイルＬF の電流ＩＬF
はピーク値に達した後、除々に下降し始めてオフ期間内
に「０」となる。これは、ＶＦＯ２３が低周波数パルス
を出力しているため、トランジスタＳＷ１のオフ期間が
長くなるためである。このとき、平滑用コンデンサＣF
の電圧ＶＣF は一定値に保たれている。
【００２８】次に、トランジスタＳＷ１はタイミングｔ
３において再びオン動作される。すると、オフ期間内に
電流ＩＬF は完全に「０」となっているため、再び
「０」から上昇し始める。この上昇に伴い、電圧ＶＣF
も前記した一定値から上昇する。そして、タイミングｔ
４においてオフ動作されると、電流ＩＬF はピーク値に
達した後、除々に下降し始めてオフ期間内に「０」とな
る。
３において再びオン動作される。すると、オフ期間内に
電流ＩＬF は完全に「０」となっているため、再び
「０」から上昇し始める。この上昇に伴い、電圧ＶＣF
も前記した一定値から上昇する。そして、タイミングｔ
４においてオフ動作されると、電流ＩＬF はピーク値に
達した後、除々に下降し始めてオフ期間内に「０」とな
る。
【００２９】そして、同様にしてトランジスタＳＷ１は
タイミングｔ５、ｔ６においてオン・オフ動作され、タ
イミングｔ７、ｔ８においてオン・オフ動作される。さ
らに、タイミングｔ９、ｔ１０においてオン・オフ動作
される。すると、電流ＩＬFはトランジスタＳＷ１がオ
フ動作される毎に、そのオフ期間内に「０」となる。従
って、電流ＩＬF が連続的に上昇してトランジスタＳＷ
１に流れる電流が定格値を越えることはない。また、電
圧ＶＣF は上昇してタイミングｔ１０を過ぎた後、目標
電圧に達する。
タイミングｔ５、ｔ６においてオン・オフ動作され、タ
イミングｔ７、ｔ８においてオン・オフ動作される。さ
らに、タイミングｔ９、ｔ１０においてオン・オフ動作
される。すると、電流ＩＬFはトランジスタＳＷ１がオ
フ動作される毎に、そのオフ期間内に「０」となる。従
って、電流ＩＬF が連続的に上昇してトランジスタＳＷ
１に流れる電流が定格値を越えることはない。また、電
圧ＶＣF は上昇してタイミングｔ１０を過ぎた後、目標
電圧に達する。
【００３０】やがて、タイミングｔ１１においてタイマ
回路２はカウントアップする。このカウントアップに基
づいて、タイマ回路２はカウント動作を停止させるとと
もに、スイッチＳＷ２をオフ（開路）させる。このと
き、電圧ＶＣF は目標電圧に達しているため、オペアン
プＡは動作されず、ＶＦＯ２３からの周波数パルスの出
力が停止される。従って、負荷を駆動させない状態では
電圧ＶＣF は目標電圧に維持される。以後、電圧ＶＣF
が変動すると、その変動に基づいてオペアンプＡの出力
電圧はそのままＶＦＯ２３に出力され、通常の即ち電圧
ＶＣF の変動に対する電圧制御が行われる。
回路２はカウントアップする。このカウントアップに基
づいて、タイマ回路２はカウント動作を停止させるとと
もに、スイッチＳＷ２をオフ（開路）させる。このと
き、電圧ＶＣF は目標電圧に達しているため、オペアン
プＡは動作されず、ＶＦＯ２３からの周波数パルスの出
力が停止される。従って、負荷を駆動させない状態では
電圧ＶＣF は目標電圧に維持される。以後、電圧ＶＣF
が変動すると、その変動に基づいてオペアンプＡの出力
電圧はそのままＶＦＯ２３に出力され、通常の即ち電圧
ＶＣF の変動に対する電圧制御が行われる。
【００３１】このように本実施例では、オペアンプＡと
ＶＦＯ２３との間にリミッタ回路１を設けて起動時にス
イッチスイッチＳＷ２を閉路するようにした。このた
め、トランジスタＳＷ１はＶＦＯ２３から出力される低
周波パルスによりオン・オフ動作される。従って、従来
とは異なり、オフ動作期間が長くなり平滑用コイルＬF
の電流ＩＬF はその期間内に「０」となる。この結果、
電流ＩＬF はトランジスタＳＷ１に流れる電流の定格値
を越えることがなく、トランジスタＳＷ１が破損するの
を防止することができる。
ＶＦＯ２３との間にリミッタ回路１を設けて起動時にス
イッチスイッチＳＷ２を閉路するようにした。このた
め、トランジスタＳＷ１はＶＦＯ２３から出力される低
周波パルスによりオン・オフ動作される。従って、従来
とは異なり、オフ動作期間が長くなり平滑用コイルＬF
の電流ＩＬF はその期間内に「０」となる。この結果、
電流ＩＬF はトランジスタＳＷ１に流れる電流の定格値
を越えることがなく、トランジスタＳＷ１が破損するの
を防止することができる。
【００３２】また、リミッタ回路１を抵抗Ｒ３、Ｒ４及
びスイッチＳＷ２から構成したことにより、簡単な構成
で、トランジスタＳＷ１が破損するのを防止することが
できる。
びスイッチＳＷ２から構成したことにより、簡単な構成
で、トランジスタＳＷ１が破損するのを防止することが
できる。
【００３３】さらに、起動時において電流ＩＬF を低く
抑えるようにしたことにより、トランジスタＳＷ１を負
荷容量が小さい低コストのものを使用することができ
る。また、共振用誘導コイルＬR の小型化及び低コスト
化を図ることができる。
抑えるようにしたことにより、トランジスタＳＷ１を負
荷容量が小さい低コストのものを使用することができ
る。また、共振用誘導コイルＬR の小型化及び低コスト
化を図ることができる。
【００３４】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下のよ
うにしてもよい。 （１）上記実施例では、電流共振形ＤＣ−ＤＣコンバー
タに具体化したが、電圧共振形ＤＣ−ＤＣコンバータに
具体化してもよい。 （２）上記実施例では、スイッチＳＷ２のオン・オフ動
作をタイマ回路２により設定されたタイミングにて行う
ようにしたが、タイマ回路２の代わりにラッチ回路を設
けてスイッチＳＷ２をオン・オフさせるようにしてもよ
い。この場合、ラッチ回路はオペアンプＡの出力側に接
続されている。従って、起動時においてオペアンプＡが
出力電圧「０」と目標電圧との差に対応した大きな電圧
を出力したときに「１」を記憶してスイッチＳＷ２のオ
ン動作させる。また、オペアンプＡが出力電圧が目標電
圧に達したことにより電圧「０」を出力したときに
「０」を記憶してスイッチＳＷ２のオフ動作させるよう
にすればよい。 （３）上記実施例のスイッチング素子としてのトランジ
スタＳＷ１は、バイポーラトランジスタ又は静電誘導ト
ランジスタ等の素子でもよい。 （４）上記実施例におけるリミッタ回路１のスイッチＳ
Ｗ２は特に限定されず、リレー、トランジスタ及びサイ
リスタ等の半導体スイッチング素子等を使用すればよ
い。 （５）上記実施例では、共振回路の共振用誘導コイルＬ
R と平滑回路の平滑用コイルＬF とを直列に接続した
が、その共振用誘導コイルＬR と平滑用コイルＬFとの
間にトランスを設けてもよい。
とはなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下のよ
うにしてもよい。 （１）上記実施例では、電流共振形ＤＣ−ＤＣコンバー
タに具体化したが、電圧共振形ＤＣ−ＤＣコンバータに
具体化してもよい。 （２）上記実施例では、スイッチＳＷ２のオン・オフ動
作をタイマ回路２により設定されたタイミングにて行う
ようにしたが、タイマ回路２の代わりにラッチ回路を設
けてスイッチＳＷ２をオン・オフさせるようにしてもよ
い。この場合、ラッチ回路はオペアンプＡの出力側に接
続されている。従って、起動時においてオペアンプＡが
出力電圧「０」と目標電圧との差に対応した大きな電圧
を出力したときに「１」を記憶してスイッチＳＷ２のオ
ン動作させる。また、オペアンプＡが出力電圧が目標電
圧に達したことにより電圧「０」を出力したときに
「０」を記憶してスイッチＳＷ２のオフ動作させるよう
にすればよい。 （３）上記実施例のスイッチング素子としてのトランジ
スタＳＷ１は、バイポーラトランジスタ又は静電誘導ト
ランジスタ等の素子でもよい。 （４）上記実施例におけるリミッタ回路１のスイッチＳ
Ｗ２は特に限定されず、リレー、トランジスタ及びサイ
リスタ等の半導体スイッチング素子等を使用すればよ
い。 （５）上記実施例では、共振回路の共振用誘導コイルＬ
R と平滑回路の平滑用コイルＬF とを直列に接続した
が、その共振用誘導コイルＬR と平滑用コイルＬFとの
間にトランスを設けてもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の共振形ＤＣ
−ＤＣコンバータによれば、起動時においてスイッチン
グ素子に定格値以上の電流が流れて素子が破損するのを
防止することができるという優れた効果を奏する。
−ＤＣコンバータによれば、起動時においてスイッチン
グ素子に定格値以上の電流が流れて素子が破損するのを
防止することができるという優れた効果を奏する。
【図１】本実施例を具体化した一実施例における電流共
振形ＤＣ−ＤＣコンバータを示す電気回路図である。
振形ＤＣ−ＤＣコンバータを示す電気回路図である。
【図２】一実施例における電流共振形ＤＣ−ＤＣコンバ
ータの作用を示すタイミングチャートである。
ータの作用を示すタイミングチャートである。
【図３】従来例における電流共振形ＤＣ−ＤＣコンバー
タを示す電気回路図である。
タを示す電気回路図である。
【図４】従来例における電流共振形ＤＣ−ＤＣコンバー
タの作用を示すタイミングチャートである。
タの作用を示すタイミングチャートである。
１…制限手段としてのリミッタ回路、２…制限手段とし
てのタイマ回路、２２…出力手段としての差動アンプ、
２３…駆動手段としてのＶＦＯ、Ｅ…直流電源、ＳＷ１
…スイッチング素子としてのトランジスタ、ＬR …共振
用誘導コイル、ＣR …共振用コンデンサ、ＬF …平滑用
コイル、ＣF …平滑用コンデンサ
てのタイマ回路、２２…出力手段としての差動アンプ、
２３…駆動手段としてのＶＦＯ、Ｅ…直流電源、ＳＷ１
…スイッチング素子としてのトランジスタ、ＬR …共振
用誘導コイル、ＣR …共振用コンデンサ、ＬF …平滑用
コイル、ＣF …平滑用コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 直流電源、スイッチング素子、誘導コイ
ル、共振用コンデンサ等から構成され、前記スイッチン
グ素子のオン・オフ動作に基づいて前記コンデンサの端
子間に発生する電圧を昇降圧させる共振回路と、 平滑用コイル、平滑用コンデンサ等から構成され、前記
共振回路により昇降圧された電圧を平滑する平滑回路
と、 前記平滑回路により平滑された電圧と目標となる電圧と
の差を電圧にて出力する出力手段と、 前記出力手段により出力された電圧に相対した周波数パ
ルスを発生して前記スイッチング素子をオン・オフ動作
する駆動手段とを備えた共振形ＤＣ−ＤＣコンバータに
おいて、 前記出力手段と駆動手段との間に、該出力手段により出
力された電圧を起動時において降下させる制限手段を設
けた共振形ＤＣ−ＤＣコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26637092A JPH06121528A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 共振形ｄｃ−ｄｃコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26637092A JPH06121528A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 共振形ｄｃ−ｄｃコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06121528A true JPH06121528A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=17430004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26637092A Pending JPH06121528A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 共振形ｄｃ−ｄｃコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06121528A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998016003A1 (fr) * | 1996-10-08 | 1998-04-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Bloc d'alimentation et transformateur de tension |
| US6198258B1 (en) | 1999-04-28 | 2001-03-06 | Rohm Co., Ltd. | DC-DC converter capable of soft starting function by slowly raising reference voltage |
| JP2007215316A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | スイッチング電源制御回路 |
| JP2012182880A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Toshiba Corp | スイッチング電源装置とその起動方法 |
| US10113784B2 (en) | 2013-10-18 | 2018-10-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct-current power supply device, motor driving device, air conditioner, and refrigerator |
-
1992
- 1992-10-05 JP JP26637092A patent/JPH06121528A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998016003A1 (fr) * | 1996-10-08 | 1998-04-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Bloc d'alimentation et transformateur de tension |
| US6201382B1 (en) | 1996-10-08 | 2001-03-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Low noise and energy loss power supply apparatus and voltage converter |
| US6326772B2 (en) | 1996-10-08 | 2001-12-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Power supply apparatus with energy return for reuse |
| US6198258B1 (en) | 1999-04-28 | 2001-03-06 | Rohm Co., Ltd. | DC-DC converter capable of soft starting function by slowly raising reference voltage |
| JP2007215316A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | スイッチング電源制御回路 |
| JP2012182880A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Toshiba Corp | スイッチング電源装置とその起動方法 |
| US10113784B2 (en) | 2013-10-18 | 2018-10-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct-current power supply device, motor driving device, air conditioner, and refrigerator |
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