JPH07245949A - リンギングチョ−クコンバ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明は、低ノイズ、低損失のリンギングチ
ョ−クコンバ−タ（ＲＣＣ）回路の提供を目的とする。 【構成】 本発明は、スイッチングトランジスタの制御
回路において、制御巻線１４に対し直列に接続された抵
抗８とそれに並列に接続されたコンデンサ１０により遅
延回路を形成しオフ期間を制御する。この遅延期間を、
トランス１２の一次巻線１３と直列のコンデンサ９によ
る共振周期の谷点付近の時においてスイッチングトラン
ジスタ４がオンするように設定することにより、スイッ
チングトランジスタ４のオン時にはコンデンサ９に蓄え
られているエネルギ−を減少させ、オン時の損失、及び
ノイズを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野の説明】本発明は一石式コンバ−タ
に関するものでリンギングチョ−クコンバ−タ（ＲＣ
Ｃ）と呼ばれる直流変換器の改良に関するものである。

【０００２】

【従来技術】図３は従来技術の回路例を示すもので、図
中１は直流電源、２は入力コンデンサ、３は起動抵抗、
４はトランジスタ、５はトランジスタ４のベ−スとエ （２） ミッタに接続された第２のトランジスタで、出力電圧制
御回路１１により制御されている。さらに、トランジス
タ４のドライブ回路として、ダイオ−ド７、コンデンサ
６、抵抗８、が接続されている。

【０００３】図３において、直流電源１がオンになる
と、起動抵抗３よりトランジスタ４にベ−ス電流が供給
されトランジスタ４がオンになる。これにより直流電源
１の電圧が１次巻線１３に印加される。さらに制御巻線
１４に電圧が発生し、トランジスタ４のベ−スに電流を
供給する。これによりトランジスタ４のコレクタ電流は
増加し、トランス１２にエネルギ−を蓄積する。コレク
タ電流がある値まで増加すると、制御回路によりトラン
ジスタ５がオンし、これによりトランジスタ４がオフす
る、トランジスタ４がオフするとトランス１２に蓄えら
れたエネルギ−は２次巻線よりダイオ−ド１６を通しコ
ンデンサ１７を充電する。二次巻線よりエネルギ−の放
出が終わると、残留エネルギ−により制御巻線に電圧が
発生する。この電圧によりトランジスタ４は再びオンと
なり発振を継続する。

【０００４】

【従来技術の問題点】図３に於いて、トランジスタ４が
オフする際トランス１２の１次巻線１３にサ−ジ電圧が
発生する。このサ−ジ電圧によるトランジスタ４の破壊
を防ぐ為に、トランジスタ４と並列にコンデンサ９を接
続しｄｖ／ｄｔを小さくすることによりサ−ジ電圧を低
減させる方法がある。しかしオフ期間中、コンデンサ９
にはエネルギ−が蓄えられており、トランジスタ４がオ
ンする際このエネルギ−が放電されトランジスタ４の損
失が増大し、かつ、放電時のスパイク電流によりノイズ
が発生する等の問題点がある。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、低ノイズ、低損失のリンギン
グチョ−クコンバ−タ（ＲＣＣ）回 （３） 路の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための本発明の手段】本発明は基本回
路構成は従来例とほぼ同じであるが、スイッチングトラ
ンジスタの制御回路において、制御巻線に対し直列に接
続された抵抗とそれに並列に接続されたコンデンサによ
り遅延回路を形成しオフ期間を制御する。この遅延期間
を、トランスの一次巻線と直列のコンデンサによる共振
周期の谷付近の時においてスイッチングトランジスタが
オンするように設定することにより、スイッチングトラ
ンジスタのオン時にはコンデンサに蓄えられているエネ
ルギ−は減少し、オン時の損失、及びノイズを低減する
ことが出来る。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の実施例回路図、図２はその説
明図で、従来例と同一符号は同等部分を示す。図中１は
直流電源、２は入力コンデンサ、３は起動抵抗、４はト
ランジスタ（主スイッチング素子）、５はトランジスタ
４のベ−スとエミッタに接続された第２のトランジスタ
で、出力電圧制御回路１１により制御されている。さら
に、トランジスタ４のドライブ回路として、ダイオ−ド
７、コンデンサ６、抵抗８、遅延回路用にコンデンサ１
０が接続されている。

【０００８】図１において直流電源１がオンになると、
起動抵抗３よりトランジスタ４にベ−ス電流が供給され
トランジスタ４がオンになる。これにより直流電源１の
電圧が１次巻線１３に印加される。さらに制御巻線１４
に電圧が発生しトランジスタ４のベ−スに電流を供給す
る。これによりトランジスタ４のコレクタ電流は増加
し、トランス１２にエネルギ−を蓄積する。コレクタ電
流がある値まで増加すると、制御回路によりトランジス
タ５がオンし、これによりトランジスタ４がオフする、
トランジスタ４がオフするとトランス１２に蓄えられた
エネルギ−は２次巻線よりダイオ−ド１６を通しコンデ
ンサ１７を充電する。 （４） 二次巻線よりエネルギ−の放出が終ると、残留エネルギ
−により制御巻線に電圧が発生する。この電圧が、抵抗
８とコンデンサ１０による遅延回路を通り一定時間遅れ
てトランジスタ４はオンする。

【０００９】このとき、２次巻線がオフすると同時に１
次巻線とコンデンサ９による共振が始まる。コンデンサ
９の共振電圧が谷点付近の時にトランジスタ４がオンす
るように、遅れ時間を抵抗８及びコンデンサ１０の値で
設定する。これによりトランジスタ４のオン時には、コ
ンデンサ９に蓄えられたエネルギ−が減少しているた
め、オン時にコンデンサ９よりトランジスタ４のコレク
タ−に流れ込む放電電流が減少し、トランジスタ４の損
失及びスイッチングによるノイズを低減できる。

【００１０】即ち図２はコンデンサ９の電圧波形を示す
もので、図中Ｖinは入力電圧でトランジスタ４のオフ時
（ＴOFF）は電源電圧にフライバック電圧が重畳した電
圧ＶSレベルを保持する。そして、二次巻線１５のエネ
ルギ−の放出が終ると、トランジスタ４がオンに移行す
る間（ＴD1）１次巻線１３をコンデンサ９とが共振を開
始する。然し乍ら従来回路では、コンデンサ９の電圧が
電源電圧（Ｖin）付近でトランジスタ４はオンに移行す
るため前述の如くこのエネルギ−が放出されることにな
る。

【００１１】一方本発明では共振を継続させてコンデン
サ９の電圧が共振電圧の谷点となるまで（時間ＴD2）ト
ランジスタ４のオン開始を遅延させることにより上記の
効果を得るようにしたものである。因みにコンデンサ９
と一次巻線１２との直列共振周期（Ｔr）は Ｔr＝２π×（Ｌ・Ｃ）1/2・・・・・・・・（１） 但し、 Ｃ：コンデンサ９の容量 Ｌ：１次巻線１２のインダクタンス で表される。従って共振電圧が谷点となる時間は前記周
期Ｔrの１/４となる。 （５） この時間設定はコンバ−タの入力、出力条件等によりコ
ンデンサ９の容量及び抵抗８及びコンデンサ１０の時定
数を調整すればよい。

【００１２】

【発明の効果】従来回路ではトランジスタの発生するス
イッチングノイズのための対策として、高価なノイズ対
策部品、及び多大な開発時間を必要とし、また、ノイズ
対策のため損失が増加し効率を犠牲にしてきた。本発明
は従来回路のわずかな部品の追加、変更で、低ノイズ、
低損失のリンギングチョ−クコンバ−タを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例回路図

【図２】本発明実施例回路の動作説明図

【図３】従来回路図

【符号の説明】

１、直流電源 ２、入力コンデンサ ３、起動抵抗 ４、トランジスタ ５、制御用トランジスタ ６、コンデンサ ７、ダイオ−ド ８、抵抗 ９、コンデンサ １０、コンデンサ １１、出力電圧制御回路 （６） １２、トランス １３、１次巻線 １４、制御巻線 １５、２次巻線 １６、出力ダイオ−ド １７、出力平滑コンデンサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源と、一次巻線、二次巻線及び制
   御巻線を有するトランスと、前記一次巻線直列に接続さ
   れた主スイッチング素子と、前記二次巻線に接続された
   整流平滑回路と、前記主スイッチング素子の制御回路を
   備えたリンギングチョ−クコンバ−タにおいて、前記主
   スイッチング素子と並列にサ−ジ電圧抑制用コンデンサ
   を接続すると共に前記制御巻線間に抵抗及びコンデンサ
   より成る遅延回路を設け、前記主スイッチング素子の動
   作時のオフ期間を制御するようにしたことを特徴とする
   リンギングチョ−クコンバ−タ。
2. 【請求項２】遅延回路の遅延時間を主スイッチング素子
   のオフ時、前記主スイッチング素子と一次巻線のインダ
   クタンスとで形成される直列共振周期（Ｔr）のほぼ１
   ／４に設定したことを特徴とする請求項１のリンギング
   チョ−クコンバ−タ。
3. 【請求項３】 主スイッチング素子としてバイポ−ラト
   ランジスタを用いたことを特徴とする請求項１記載のリ
   ンギングチョ−クコンバ−タ。
4. 【請求項４】 主スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ
   を用いたことを特徴とする請求項１記載のリンギングチ
   ョ−クコンバ−タ。