JPH08275523A - リンギングチョークコンバータ - Google Patents

リンギングチョークコンバータ

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Publication number
JPH08275523A
JPH08275523A JP7107752A JP10775295A JPH08275523A JP H08275523 A JPH08275523 A JP H08275523A JP 7107752 A JP7107752 A JP 7107752A JP 10775295 A JP10775295 A JP 10775295A JP H08275523 A JPH08275523 A JP H08275523A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
resistor
capacitor
positive feedback
emitter
Prior art date
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Pending
Application number
JP7107752A
Other languages
English (en)
Inventor
Morio Sato
守男 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OOHIRA DENSHI KK
Ohira Electronics Co Ltd
Original Assignee
OOHIRA DENSHI KK
Ohira Electronics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by OOHIRA DENSHI KK, Ohira Electronics Co Ltd filed Critical OOHIRA DENSHI KK
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Publication of JPH08275523A publication Critical patent/JPH08275523A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters

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  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リンギングチョークコンバータの出力電流の
制限値を入力電圧の変動に対して一定に保つ。 【構成】 制御トランジスタ16のベースを抵抗17を
介して正帰還巻線11cの一方の端子に接続し、制御ト
ランジスタ16のベースとエミッタ間にコンデンサ18
と抵抗19からなる直列回路を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源装置に
関し、より具体的には、リンギングチョークコンバータ
の出力電圧制御及び出力電流制限の手段に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、リンギングチョークコンバータの
出力電圧制御及び出力電流制限の手段として図5に示し
た回路がある。(特公平4−9034)
【0003】図5において、スイッチングトランジスタ
12がオン期間に正帰還巻線11cに生ずる電圧をV1
ボルトとし、ツェナーダイオード31のツェナー電圧を
V2ボルトとし、また抵抗17の抵抗値をRオームとす
ると、コンデンサ18に流れる順方向電流はおよそ(V
1−V2)/Rアンペアと表すことができる。
【0004】V2がV1に対して十分小さければ、この
順方向電流はほぼV1に比例して大きくなり、コンデン
サ18の電圧上昇も比例して速くなる。コンデンサ18
の電圧が制御トランジスタ16のベース・エミッタ順方
向電圧をオーバーすると制御トランジスタ16がオン状
態になってスイッチングトランジスタ12はターン・オ
フする。スイッチングトランジスタ12のオン期間はコ
ンデンサ18の電圧上昇速度に反比例して小さくなるの
で、オン期間はV1に比例して小さくなる。すなわちオ
ン期間は入力電圧に反比例する。
【0005】しかし、入力電圧の変動に対して出力電流
制限の値を一定に保つためには、オン期間が入力電圧に
対して反比例よりもっと大きな割合で小さくならなけれ
ばならない。
【0006】そこで、前述の式におけるV2の値がある
大きさであれば、V1の変化の割合に対して(V1−V
2)の変化の割合がより大きくなることを利用して出力
電流制限の値が入力電圧が変動しても一定とすることが
可能となる。例えば、V1が5ボルトから10ボルトに
変化したとき、V2が十分小さければ(V1−V2)の
変化の割合も2倍であるが、V2として2.5ボルトを
選べば、(V1−V2)は2.5ボルトから7.5ボル
トに変化し、変化の割合は3倍となる。
【0007】図5においては、出力電圧はフォトカプラ
ー受光部21aによってツェナーダイオード31を経由
する電流とは別の経路でコンデンサ18の充電々流が加
減されて一定に保たれている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図5に示した従来の方
式において、ツェナーダイオード31は、正帰還巻線1
1cに生ずる電圧との関係から、2.0〜3.3ボルト
のツェナー電圧を持つものが選ばれている。そのため負
の温度特性を有し、温度変化に対する出力電流制限の値
のバラツキが大きくなるという欠点がある。一方、ツェ
ナーダイオード31に温度補償タイプが用いられれば温
度特性は改善されるが、コストがアップするという別な
問題が生ずる。
【0009】そこで、本発明は入力電圧の変動に対して
も、また、温度変化に対しても、出力電流制限の値のバ
ラツキが小さくて清む安価なリンギングチョークコンバ
ータを提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明にお
いては図1に示すように、制御トランジスタ16のベー
ス・エミッタ間にコンデンサ18と抵抗19からなる直
列回路を接続し、ベース・エミッタ間にコンデンサ18
の充電々圧と抵抗19を流れる電流によるドロップ電圧
の和の電圧が加わるようにし、これによって出力電流を
制限している。
【0011】更に、フォトカプラー受光部21aを流れ
る電流を抵抗19に流し、この電流による抵抗19両端
のドロップ電圧を変化させることによって出力電圧を制
御している。
【0012】請求項2記載の発明においては図3に示す
ように、フォトカプラー受光部21aを流れる電流をコ
ンデンサ18及び抵抗19に流し、制御トランジスタ1
6のベース・エミッタ間電圧の上昇速度を変えることに
よって出力電圧を制御している。
【0013】
【作用】図1の回路において、スイッチングトランジス
タ12のオン期間をTON秒とし、オン期間に正帰還巻
線11bに生ずる電圧をV1ボルトとし、抵抗17と抵
抗19を各々R1オームとR2オームとし、コンデンサ
18をCファラッドとすると、オン期間のコンデンサ1
8の電圧上昇値はR1がR2に比べて十分大きいとする
とV1・TON/(C・R1)と表すことができる。ま
たスイッチングトランジスタ12のオフ期間に正帰還巻
線11bに生する電圧をV2ボルトとすると、抵抗19
のドロップ電圧のオン期間とオフ期間の差は(V1−V
2)・R2/R1と表すことができる。制御トランジス
タ16のベース電圧は正方向にベース・エミッタ順方向
電圧に相当する電圧の振れを示し、また負方向にはオン
期間の長さに応じた電圧の振れを示す。今、正負両方向
合わせた振れが最大で1.2ボルトと仮定すると、V1
・TON/(C・R1)+(V1−V2)R2/R1=
1.2を満足するTONが最大値となる。
【0014】上の式を簡単にするために、R1とR2に
各々2200オームと75オームをCに0.022マイ
クロファラッドを、またV2は出力電圧に比例する−5
ボルトを代入すると、0.021・V1・(TON+
1.6)=1.0が得られる。この式からTONは、V
1が5ボルトのとき7.9マイクロ秒となり、V1が1
0ボルトのとき3.2マイクロ秒となり、V1の値の反
比例より大きい割合で小さくなることがわかる。
【0015】上の計算例で示されたように、抵抗19の
存在によって、オン期間は入力電圧の上昇に伴って、反
比例より大きな割合で小さくなる。そこでこの抵抗の値
を適当に選ぶことにより、出力電流制限の値を入力電圧
の変動に対して一定となるように調整することが可能と
なる。
【0016】フォトカプラー発光部21bは出力電圧が
ツェナーダイオード21cのツェナー電圧と発光部21
b自身の順方向電圧の和によって決まる電圧を上まわる
と発光し、フォトカプラー受光部21aを流れる電流が
増える。
【0017】請求項1記載の発明においては図1に示す
ように、フォトカプラー受光部21aの電流が抵抗19
を流れて制御トランジスタ16のベース・エミッタ電圧
を押し上げ、結果としてオン期間を短縮して出力電圧を
下げる。すなわち出力電圧が上昇しようとするとそれを
抑える制御が働く。
【0018】請求項2記載の発明においては図3に示す
ように、フォトカプラー受光部21aの電流がコンデン
サ18と抵抗19を流れて、制御トランジスタ16のベ
ース・エミッタ間の電圧上昇速度を速め、結果として、
オン期間を短縮して出力電圧を下げる。すなわち出力電
圧が上昇しようとするとそれを抑える制御が働く。
【0019】
【実施例】図1は請求項1記載の発明の実施例を示す回
路図である。
【0020】図1において、出力電圧が変化すればフォ
トカプラーの発光部21bの輝度の変化から受光部22
bでの電流の変化として伝達され抵抗19両端の電圧が
変えられる。抵抗19両端の電圧の変化はスイッチング
トランジスタ12のオン期間の変化となりその結果は再
び出力電圧の変化として現われ、最初の変化が差し引き
ゼロとなる。このようにして、出力電流が制限電流の値
以下で動作している場合はフォトカプラー受光部21a
を流れる電流によって出力電圧が制御されている。
【0021】出力電流が制限電流の値を越えて出力電圧
が少し下がり始めるとフォトカプラー受光部21aはオ
フ状態となる。制限電流の値は
【課題を解決するための手段】で述べたように抵抗17
と抵抗19とコンデンサ18の各値の選び方によって決
まるが、出力電圧が下がり始めると正帰還巻線11cに
発生する逆方向電圧も比例して下がり、そのためコンデ
ンサ18と抵抗19の各々の両端の電圧の和が制御トラ
ンジスタ16のベース・エミッタ順方向電圧に達するま
での時間が短くなり、その結果、スイッチングトランジ
スタ12のオン期間が短くなり出力電流は出力電流が下
がった分だけ小さくなる。すなわち電流がフォールドバ
ックされる。
【0022】図4は図1に示した回路の制御トランジス
タ16のベース・エミッタ間の電圧とスイッチングトラ
ンジスタ12のコレクタ・エミッタ間の電圧を各々時間
軸を合わせて測定した波形の例を示す図である。
【0023】制御トランジスタ16のベース・エミッタ
間電圧波形においてターン・オンと同時に立上がる電圧
は抵抗19に流れる電流により、ターン・オン後ゆっく
り立上がる電圧はコンデンサ18の充電によるものであ
る。ターン・オフと同時に下がる電圧は抵抗19を逆に
流れる電流によるものであり、ゆっくり下がる電圧はコ
ンデンサ18の逆充電によるものである。
【0024】図1の回路においてコンデンサ18に並列
に接続されているダイオード20はコンデンサ18が逆
充電されてその負電圧が大きくなると電圧制御が働きに
くくなるので、負電圧をクランプするために付けられて
いる。
【0025】図3は請求項2記載の発明の実施例を示す
回路図である。
【0026】図3において、出力電圧の変化はフォトカ
プラー発光部21bの輝度の変化からフォトカプラー受
光部22aでの電流の変化として伝達されコンデンサ1
8と抵抗19の直列回路両端の電圧変化の速さが変えら
れる。以降の動作と出力電流制限の動作は図1の回路と
同じである。
【0027】また、図3に示した回路の制御トランジス
タ16のベース・エミッタ間の電圧波形とスイッチング
トランジスタ12のコレクタ・エミッタ間の電圧波形も
図1の回路の各々の波形例を示した図4と同じである。
【0028】図2は請求項1記載の発明の別の実施例を
示す回路図である。図2において、基準電圧源21gと
オペアンプ21hによって出力電圧の変動を検出増幅
し、抵抗19に流れる電流を制御している。
【0029】
【発明の効果】以上のようにこの発明によって、出力電
圧制御と出力電流制限が一般的に入手が容易な部品で構
成された回路によって実現され、出力電流制限の値が入
力電圧の変動に対して一定に保たれ、かつ温度に対する
バラツキが従来の方式に比べ改善された。回路が簡素で
ローコストである点から応用範囲が広い。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明の実施例を示す回路図であ
る。
【図2】請求項1記載の発明の別の実施例を示す回路図
である。
【図3】請求項2記載の発明の実施例を示す回路図であ
る。
【図4】図1における制御トランジスタのベース・エミ
ッタ間電圧とスイッチングトランジスタのコレクタ・エ
ミッタ間電圧を各々時間軸を合わせて測定した波形の例
を示す図である。
【図5】従来のリンギングチョークコンバータの一例を
示す回路図である。
【符号の説明】
1 直流電源 2 負荷 11 トランス 12 スイッチングトランジスタ 13 ダイオード 14 起動抵抗 15 正帰還回路 16 制御トランジスタ 17 抵抗 18 コンデンサ 19 抵抗 20 ダイオード 21 帰還制御回路 22 コンデンサ 15a 抵抗 15b コンデンサ 15c ダイオード 21a フォトカプラー受光部 21b フォトカプラー発光部 21c ツェナーダイオード 21d 抵抗 21e ダイオード 21f コンデンサ 21g 基準電圧源 21h オペアンプ 21k 抵抗 21m 抵抗

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1次巻線と2次巻線と正帰還巻線を有す
    るトランスと、前記1次巻線に直列に接続された制御電
    極を有するスイッチング素子と、前記2次巻線に接続さ
    れたダイオードと、前記正帰還巻線と前記スイッチング
    素子の制御電極を結ぶ正帰還回路を備えたリンギングチ
    ョークコンバータにおいて、前記スイッチング素子の制
    御電極に加わる信号の強さを制御する目的の制御トラン
    ジスタを、そのコレクタを前記スイッチング素子の制御
    電極に、そのベースを抵抗を介して前記正帰還巻線の一
    方の端子に、そのエミッタを前記正帰還巻線の他方の端
    子に各々接続し、前記制御トランジスタのベース・エミ
    ッタ間にコンデンサと抵抗からなる直列回路を接続し、
    かつ前記コンデンサと抵抗からなる直列回路の抵抗に出
    力電圧検出値に応じた可変電流を流す帰還制御回路を接
    続したことを特徴とするリンギングチョークコンバー
    タ。
  2. 【請求項2】 1次巻線と2次巻線と正帰還巻線を有す
    るトランスと、前記1次巻線に直列に接続された制御電
    極を有するスイッチング素子と、前記2次巻線に接続さ
    れたダイオードと、前記正帰還巻線と前記スイッチング
    素子の制御電極を結ぶ正帰還回路を備えたリンギングチ
    ョークコンバータにおいて、前記スイッチング素子の制
    御電極に加わる信号の強さを制御する目的の制御トラン
    ジスタを、そのコレクタを前記スイッチング素子の制御
    電極に、そのベースを抵抗を介して前記正帰還巻線の一
    方の端子に、そのエミッタを前記正帰還巻線の他方の端
    子に各々接続し、前記制御トランジスタのベース・エミ
    ッタ間にコンデンサと抵抗からなる直列回路を接続し、
    かつ前記制御トランジスタのベースに出力電圧検出値に
    応じた可変電流を流す帰還制御回路を接続したことを特
    徴とするリンギングチョークコンバータ。
JP7107752A 1995-03-27 1995-03-27 リンギングチョークコンバータ Pending JPH08275523A (ja)

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JP7107752A JPH08275523A (ja) 1995-03-27 1995-03-27 リンギングチョークコンバータ
KR1019960002636A KR100226878B1 (ko) 1995-03-27 1996-02-03 링잉 쵸크 컨버터

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KR (1) KR100226878B1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1557934A3 (en) * 2004-01-26 2006-05-17 Mitsumi Electric Co., Ltd. DC/DC converter including a zener diode having a substantially zero temperature coefficient
CN107888063A (zh) * 2018-02-11 2018-04-06 漳州科华技术有限责任公司 一种提高逆变器的输出电流峰值系数方法及装置

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US7123488B2 (en) 2004-01-26 2006-10-17 Mitsumi Electric Co., Ltd. DC/DC converter including a Zener diode having a substantially zero temperature coefficient
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CN107888063B (zh) * 2018-02-11 2019-10-01 漳州科华技术有限责任公司 一种提高逆变器的输出电流峰值系数方法及装置

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KR960036263A (ko) 1996-10-28

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