JPS61109465A - スイツチング電源 - Google Patents
スイツチング電源Info
- Publication number
- JPS61109465A JPS61109465A JP22865684A JP22865684A JPS61109465A JP S61109465 A JPS61109465 A JP S61109465A JP 22865684 A JP22865684 A JP 22865684A JP 22865684 A JP22865684 A JP 22865684A JP S61109465 A JPS61109465 A JP S61109465A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching power
- transformer
- power supply
- voltage
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 21
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
- H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/28—Conversion 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
- H02M3/325—Conversion 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
- H02M3/335—Conversion 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスイッチング電源、特に１石式スイッチング電
源のパワートランスのリセット回路の改良に係るもので
ある。
源のパワートランスのリセット回路の改良に係るもので
ある。
１石式スイッチング電源は制御回路やドライブ回路が簡
単に構成できることや、スイッチングパ・ワードランシ
スターの蓄積時間にょる両導通の心配がないなどの点の
ために、比較的出力の小さなものには、よく使われてい
る。
単に構成できることや、スイッチングパ・ワードランシ
スターの蓄積時間にょる両導通の心配がないなどの点の
ために、比較的出力の小さなものには、よく使われてい
る。
１石式スイッチング電源では、直流電源とパワートラン
スの間にスイッチングパワートランジスターが直列に挿
入されている。このスイッチングパワートランジスター
がその制御ドライブ回路からの高周波パルス信号によっ
てオン・オフすることによって、パワートランスの一次
巻線を流れる電流が断続し、これに伴いトランスの二次
巻線に交流電圧が発生する。この二次側に誘起された交
流が整流、平滑されて直流出力となる。出力に接続され
た負荷の変動や人力される直流電源の変動によって直流
出力が変動することもあるが、直流出力を別途検出し、
この検出電圧と基準電圧とを比較し、その誤差に従って
スイッチングパワートランジスターのオフ時間あるいは
オン時間を制御することによって、出力電圧を一定に保
つようになっている。
スの間にスイッチングパワートランジスターが直列に挿
入されている。このスイッチングパワートランジスター
がその制御ドライブ回路からの高周波パルス信号によっ
てオン・オフすることによって、パワートランスの一次
巻線を流れる電流が断続し、これに伴いトランスの二次
巻線に交流電圧が発生する。この二次側に誘起された交
流が整流、平滑されて直流出力となる。出力に接続され
た負荷の変動や人力される直流電源の変動によって直流
出力が変動することもあるが、直流出力を別途検出し、
この検出電圧と基準電圧とを比較し、その誤差に従って
スイッチングパワートランジスターのオフ時間あるいは
オン時間を制御することによって、出力電圧を一定に保
つようになっている。
通常の１石式スイッチング電源では、パワートランスな
駆動する回路は例えば第２図に示す如きものになってい
る。直流電源１とパワートランス２の一次巻８３の間に
直列にスイッチングパワートランジスター４が挿入され
ている。このスイッチングパワートランジスター４は制
御・ドライブ回路５から発生する高周波パルス信号によ
って、オン・オフしてパワートランス２の一次巻線６を
通る電流が断続する。パワートランス２に巻回されたリ
セット用の三次巻線６は直流電源１の両端゛にダイオー
ド７を介して接続されている。−次巻線６と三次巻線６
とはドツト（・）の付された側が同極性になるように巻
回されている。
駆動する回路は例えば第２図に示す如きものになってい
る。直流電源１とパワートランス２の一次巻８３の間に
直列にスイッチングパワートランジスター４が挿入され
ている。このスイッチングパワートランジスター４は制
御・ドライブ回路５から発生する高周波パルス信号によ
って、オン・オフしてパワートランス２の一次巻線６を
通る電流が断続する。パワートランス２に巻回されたリ
セット用の三次巻線６は直流電源１の両端゛にダイオー
ド７を介して接続されている。−次巻線６と三次巻線６
とはドツト（・）の付された側が同極性になるように巻
回されている。
スイッチングパワートランジスター４がオンすると一次
巻線３はこの図でドツトのある側から下方向に電流が流
れる。この電流によってパワートランス２の磁心はその
初期状態Ｂｒから磁化される。−次巻線３には直流電源
１の電圧Ｅ （ｖｏＨ）が印加され、このオンの時間を
Ｔｏｎ （５ｅａ） 、−次巻１ｌ１３の巻数をル、磁
心の断面積をＡ（ｍ）とすると、磁心内の磁束密度Ｂは
次式で表わされる。
巻線３はこの図でドツトのある側から下方向に電流が流
れる。この電流によってパワートランス２の磁心はその
初期状態Ｂｒから磁化される。−次巻線３には直流電源
１の電圧Ｅ （ｖｏＨ）が印加され、このオンの時間を
Ｔｏｎ （５ｅａ） 、−次巻１ｌ１３の巻数をル、磁
心の断面積をＡ（ｍ）とすると、磁心内の磁束密度Ｂは
次式で表わされる。
Ｅｌ＃ＴｏＮ
Ｂ ＝ Ｂｙ＋ΔＢ ＋＝ Ｂ？−＋ −Ｘ １０”
（ｇａｕｓｓ ）ＦＬ、 ’ Ａ この磁束密度の変化を示したのが第３図で、磁心の磁束
密度は初期状態で残留磁束密度Ｂｒの位置。
（ｇａｕｓｓ ）ＦＬ、 ’ Ａ この磁束密度の変化を示したのが第３図で、磁心の磁束
密度は初期状態で残留磁束密度Ｂｒの位置。
にある。スイッチングパワートランジスター４がオンす
ると、この図の太い矢印に従って磁束密度が変化し、オ
ン時間ＴＯＮの間に磁束密度はΔＢだけ上昇しＡ点に致
る。
ると、この図の太い矢印に従って磁束密度が変化し、オ
ン時間ＴＯＮの間に磁束密度はΔＢだけ上昇しＡ点に致
る。
スイッチングパワートランジスター４がオフすると、三
次巻線６にはドツトの無い側を正極性とする電圧が発生
する。この時、電流はダイオード７を通って流れ、入力
側へ蓄積エネルギーが帰還される。三次巻線６の電圧は
、ダイオード７によって直流電源１の電圧Ｅ、にクラン
プされることに゛なるので、−次巻線３に誘起される電
圧Ｅｆは、ｑ＝−・Ｅｌ Ｌｓ となる。スイッチングパワートランジスター４の・コレ
クター・エミッター間の電圧は、電源電圧Ｅ。
次巻線６にはドツトの無い側を正極性とする電圧が発生
する。この時、電流はダイオード７を通って流れ、入力
側へ蓄積エネルギーが帰還される。三次巻線６の電圧は
、ダイオード７によって直流電源１の電圧Ｅ、にクラン
プされることに゛なるので、−次巻線３に誘起される電
圧Ｅｆは、ｑ＝−・Ｅｌ Ｌｓ となる。スイッチングパワートランジスター４の・コレ
クター・エミッター間の電圧は、電源電圧Ｅ。
にこの電圧Ｅｊが加算されたものとなる。この誘起
。
。
された電圧はスイッチングパワートランジスター・４が
オンしている間に加えられた電圧Ｅ１と逆方向に加わっ
ているので、パワートランス２の磁心を減磁させる。磁
心の磁束密度は第２図の細い矢印で示されたように変化
し、磁束密度が残留磁束密度Ｂ、になるまで、上記の電
圧Ｅｆが一次巻線に加えられるので、磁心は残留磁束密
度Ｂｒにリセットされる。次に再び、スイッチングパワ
ートランジスター４がオンすると、上と同様に磁束密度
が変化して、同じサイクルをたどる。
オンしている間に加えられた電圧Ｅ１と逆方向に加わっ
ているので、パワートランス２の磁心を減磁させる。磁
心の磁束密度は第２図の細い矢印で示されたように変化
し、磁束密度が残留磁束密度Ｂ、になるまで、上記の電
圧Ｅｆが一次巻線に加えられるので、磁心は残留磁束密
度Ｂｒにリセットされる。次に再び、スイッチングパワ
ートランジスター４がオンすると、上と同様に磁束密度
が変化して、同じサイクルをたどる。
以上説明したように１石式スイッチング電源では、パワ
ートランス２の磁心はそのヒステリシスカーブの第１象
限のみで使用されているので大きな電力を必要とする場
合には、プッシュプル方式のスイッチング電源が使用さ
れる。
ートランス２の磁心はそのヒステリシスカーブの第１象
限のみで使用されているので大きな電力を必要とする場
合には、プッシュプル方式のスイッチング電源が使用さ
れる。
本発明は大きな電力の電源に使用することのできる１石
式スイッチング電源を提供することを目的とするもので
ある。
式スイッチング電源を提供することを目的とするもので
ある。
更に、本発明では従来と同じ容量の電源に適用した場合
、トランスの大きさを小さくすることも・できる。
、トランスの大きさを小さくすることも・できる。
そこで本発明のスイッチング電源は、１石式で、スイッ
チングパワートランジスター４がオフの状態ノトキ、パ
ワートランス２に巻いた巻線６にオン時と逆極性の電圧
を印加してパワートランス２の磁心な逆極性に磁化する
ことを特徴とする。
チングパワートランジスター４がオフの状態ノトキ、パ
ワートランス２に巻いた巻線６にオン時と逆極性の電圧
を印加してパワートランス２の磁心な逆極性に磁化する
ことを特徴とする。
すなわち、スイッチングパワートランジスター４がオフ
状態で、パワートランス２の磁心に逆バイアスを印加し
ておくものである。
状態で、パワートランス２の磁心に逆バイアスを印加し
ておくものである。
本発明の実施例の回路を第１図に示す。第１図で、第２
図の部品と同様な部品は同じ参照符号で示している。第
２図との差は、ダイオード７の両端子間に並列に抵抗８
が挿入されていることである。
図の部品と同様な部品は同じ参照符号で示している。第
２図との差は、ダイオード７の両端子間に並列に抵抗８
が挿入されていることである。
スイッチングパワートランジスター４がオンの時、上で
説明したと同様にＡまで磁心は磁化される。トランジス
ター４がオフした時、三次巻線６にはドツトの無い側を
正極性とする電圧が発生す゛る。この電圧はダイオード
７によって直流電源１の電圧８区にクランプされて、上
で述べたように−゛次巻線５に電圧Ｅｆが誘起される。
説明したと同様にＡまで磁心は磁化される。トランジス
ター４がオフした時、三次巻線６にはドツトの無い側を
正極性とする電圧が発生す゛る。この電圧はダイオード
７によって直流電源１の電圧８区にクランプされて、上
で述べたように−゛次巻線５に電圧Ｅｆが誘起される。
この電圧Ｅｆに。
よって、パワートランス２の磁心の磁束密度な残留磁束
密度Ｂｒまで減磁する。スイッチングパワートランジス
ター４がオンの間に磁心に蓄えられたエネルギーが放出
された後、直流電源１から抵抗８を通って三次巻ｌ１Ｉ
６に電流が流れる。
密度Ｂｒまで減磁する。スイッチングパワートランジス
ター４がオンの間に磁心に蓄えられたエネルギーが放出
された後、直流電源１から抵抗８を通って三次巻ｌ１Ｉ
６に電流が流れる。
このＲＬｌ路の電流は、三次巻線６の自己インダクタン
スし穆とおくと、 となシ、磁束密度の変化は、 で、これだけの磁束密度がＢ？−と反対方向に加えられ
るので、スイッチングパワートランジスター４がオンす
るまでの間にΔＢ′だけの逆バイアスが磁心番こ加えら
れて磁心は第３図の０点の磁束密度となる。
スし穆とおくと、 となシ、磁束密度の変化は、 で、これだけの磁束密度がＢ？−と反対方向に加えられ
るので、スイッチングパワートランジスター４がオンす
るまでの間にΔＢ′だけの逆バイアスが磁心番こ加えら
れて磁心は第３図の０点の磁束密度となる。
そこで、との磁心の使用範囲はＡＣ間の磁束密度・の変
化に使用できるので、パワートランス２の−・次巻線数
３あるいは磁心の断面積Ａを小さくしても同じエネルギ
ーを伝達することが出来る。また、従来と同寸法のトラ
ンスを使用すれば大きなエネ。
化に使用できるので、パワートランス２の−・次巻線数
３あるいは磁心の断面積Ａを小さくしても同じエネルギ
ーを伝達することが出来る。また、従来と同寸法のトラ
ンスを使用すれば大きなエネ。
ルギーを伝達することになる。
本発明を実施するにあたって、第４図に示すよ゛うにリ
セット用の小電源９を別に設けて電流ｔを小さくすれば
、抵抗Ｒ，での損失を小さくすることができる。
セット用の小電源９を別に設けて電流ｔを小さくすれば
、抵抗Ｒ，での損失を小さくすることができる。
〔実施例」
１５０Ｗの１石フォワードスイッチング電源でトランス
用コアとして日本フェライト（株）製の５ＢＺＣ材ＥＩ
−４０を用いた。その断面積Ａはｉ、、ａａｍであった
。トランス２の一次巻線（３）数ａｌ：２７、三次巻線
（６）数ｎｍ：５、−次巻線３の自己インダク。
用コアとして日本フェライト（株）製の５ＢＺＣ材ＥＩ
−４０を用いた。その断面積Ａはｉ、、ａａｍであった
。トランス２の一次巻線（３）数ａｌ：２７、三次巻線
（６）数ｎｍ：５、−次巻線３の自己インダク。
タンスＬ、 １．５７１Ｈとした。また、抵抗８は０．
０８０のものを使用し、直流電源１の電圧は１２０ｖｏ
ｌｔとした。・スイッチング周波数５０ＫＨｚで動作さ
せオン時間を５μ８１！ｅ 、オフ時間を１５μｓｅｃ
とした時、第２図のＡ。
０８０のものを使用し、直流電源１の電圧は１２０ｖｏ
ｌｔとした。・スイッチング周波数５０ＫＨｚで動作さ
せオン時間を５μ８１！ｅ 、オフ時間を１５μｓｅｃ
とした時、第２図のＡ。
点の磁束密度は２０００ ｇａｕｓａであった。コア５
Ｂ−７Ｃ。
Ｂ−７Ｃ。
材を直流飽和させた時の残留磁束密度ＢＴは５００゜ｇ
ａｕ８ｇであった。三次巻線６での減磁量ΔＢ′は８０
０゜ｇａｌ１８１１であったので、ＡＣ間の磁束密度差
は２３００ ｇａｕｇｓ＋であった。
ａｕ８ｇであった。三次巻線６での減磁量ΔＢ′は８０
０゜ｇａｌ１８１１であったので、ＡＣ間の磁束密度差
は２３００ ｇａｕｇｓ＋であった。
このように本発明によって、使用可能な磁束密度差は１
．５３倍になった。
．５３倍になった。
第１図は本発明のスイッチング電源の主要部の回路図、
第２図は従来のスイッチング電源の主要部の回路図、第
３図は磁心のヒステリシスカーブを示す図、第４図は本
発明の一実施例である。 １・・・直流電源、 ２・・・パワートラン
ス、３・・・−次巻線、 ４・・・スイッチングパワートランジスタ、５・・・制
御・ドライブ回路、６・・三次巻線、７・・・ダイオー
ド、 ８・・・抵抗。 笛１図 ン３ 回 β Ｂ −−ｆ−−−” ／−−−−−−↓− −″、ン穿ん−一８
第２図は従来のスイッチング電源の主要部の回路図、第
３図は磁心のヒステリシスカーブを示す図、第４図は本
発明の一実施例である。 １・・・直流電源、 ２・・・パワートラン
ス、３・・・−次巻線、 ４・・・スイッチングパワートランジスタ、５・・・制
御・ドライブ回路、６・・三次巻線、７・・・ダイオー
ド、 ８・・・抵抗。 笛１図 ン３ 回 β Ｂ −−ｆ−−−” ／−−−−−−↓− −″、ン穿ん−一８
Claims (1)
- 直流電源とパワートランスの一次巻線の間に直列にスイ
ッチングパワートランジスターが接続されており、この
パワートランスにリセット用の三次巻線が巻回され、こ
の三次巻線はダイオードを介して上記直流電源に接続さ
れているスイッチング電源において、前記ダイオードに
並列に抵抗が接続されており、スイッチングパワートラ
ンジスターがオフの間この抵抗を通して三次巻線に電流
を流してパワートランスの磁心に逆バイアスを加えるこ
とを特徴とするスイッチング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22865684A JPS61109465A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | スイツチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22865684A JPS61109465A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | スイツチング電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61109465A true JPS61109465A (ja) | 1986-05-27 |
| JPH0130388B2 JPH0130388B2 (ja) | 1989-06-19 |
Family
ID=16879749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22865684A Granted JPS61109465A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | スイツチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61109465A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01149487U (ja) * | 1988-04-04 | 1989-10-17 |
-
1984
- 1984-10-30 JP JP22865684A patent/JPS61109465A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0130388B2 (ja) | 1989-06-19 |
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