JPS6181173A - 直流変圧装置 - Google Patents
直流変圧装置Info
- Publication number
- JPS6181173A JPS6181173A JP20266184A JP20266184A JPS6181173A JP S6181173 A JPS6181173 A JP S6181173A JP 20266184 A JP20266184 A JP 20266184A JP 20266184 A JP20266184 A JP 20266184A JP S6181173 A JPS6181173 A JP S6181173A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- collector
- circuit
- transistor
- voltage
- 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.)
- Pending
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-
- 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
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- 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】
［発明の技術分野］
本発明は、特に電池駆動型電子機器の電源部に用いられ
る直流変圧装置に関する。
る直流変圧装置に関する。
近年、ヘッドホンステレオ装置をはじめとする超小型の
携帯可能復音￥１機器が各種開発されている。ところで
このような機器は電池収納スペースの関係上、乾電池１
本捏度の低電圧で動作することが不可欠になるため、通
常、電源部には直流変圧装置が設けられている。
携帯可能復音￥１機器が各種開発されている。ところで
このような機器は電池収納スペースの関係上、乾電池１
本捏度の低電圧で動作することが不可欠になるため、通
常、電源部には直流変圧装置が設けられている。
この直流変圧装置は、乾電池から得られる直流電流を１
次コイルと２次コイルおよび発振手段とを備えた変換回
路により所定電圧の交流電流に変換し、この交流電流を
整流回路と平滑回路により直流電流に変換するように構
成されている。
次コイルと２次コイルおよび発振手段とを備えた変換回
路により所定電圧の交流電流に変換し、この交流電流を
整流回路と平滑回路により直流電流に変換するように構
成されている。
しかしながら、上述したような電池駆動型電子機器にお
いて、電源電圧が例えば１〜１．５Ｖ（乾電池１本）と
低レベルである場合には、変換回路および整流回路にお
ける電圧のロスが無視できない。以下この点について詳
述する。
いて、電源電圧が例えば１〜１．５Ｖ（乾電池１本）と
低レベルである場合には、変換回路および整流回路にお
ける電圧のロスが無視できない。以下この点について詳
述する。
第４図は従来の直流変圧装置の構成を示す回路図である
。
。
同図において１は１〜１．５Ｖ程度の直流電源、２は１
次コイルＬ１．２次コイルＬ ２ 、抵抗Ｒ１、コンデ
ンサＣ１およびＮＰＮトランジスタＴｒ＋からなる直流
−交流変換回路、３はツェナーダイオードＤ＋、ＮＰＮ
トランジスタＴｒ２、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ２からな
る、直流−交流変換回路２の出力電圧調整回路、４はダ
イオードＤ２からなる整流回路、５は平滑コンデンサＣ
３からなる平滑回路、６は負荷をそれぞれ示している。
次コイルＬ１．２次コイルＬ ２ 、抵抗Ｒ１、コンデ
ンサＣ１およびＮＰＮトランジスタＴｒ＋からなる直流
−交流変換回路、３はツェナーダイオードＤ＋、ＮＰＮ
トランジスタＴｒ２、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ２からな
る、直流−交流変換回路２の出力電圧調整回路、４はダ
イオードＤ２からなる整流回路、５は平滑コンデンサＣ
３からなる平滑回路、６は負荷をそれぞれ示している。
このような回路において、直流電源１から出力された直
流電流は、まず直流−交流変換回路２の１次コイルＬ！
に入力されて抵抗ＲＩ 、コンデンサＣ１およびトラン
ジスタＴｒ ＋の発振作用により交流電流に変換され、
次に２次コイルし２および出力電圧調整回路３により所
定の電圧の交流電流に昇圧され、さらに整流回路４、平
滑回路５により再び直流電流に変換された後、負荷６に
印加される。
流電流は、まず直流−交流変換回路２の１次コイルＬ！
に入力されて抵抗ＲＩ 、コンデンサＣ１およびトラン
ジスタＴｒ ＋の発振作用により交流電流に変換され、
次に２次コイルし２および出力電圧調整回路３により所
定の電圧の交流電流に昇圧され、さらに整流回路４、平
滑回路５により再び直流電流に変換された後、負荷６に
印加される。
このとき整流回路４において例えば０．６Ｖ程度の電圧
ロスがあり、出力電圧（負荷６に印加される電圧）が２
■、出力ラインａに流れる電流を■とすると、負荷６に
おいて消費される電力Ｐ１は、 Ｐ＋＝２ＸＩ ダイオードＤ２において消費される電力Ｐ２は、Ｐ２
＝０．６Ｘ ’ｆ となって、ダイオードＤ２において消費される電力は負
荷６で消費される電力の３０％にも達してしまう。
ロスがあり、出力電圧（負荷６に印加される電圧）が２
■、出力ラインａに流れる電流を■とすると、負荷６に
おいて消費される電力Ｐ１は、 Ｐ＋＝２ＸＩ ダイオードＤ２において消費される電力Ｐ２は、Ｐ２
＝０．６Ｘ ’ｆ となって、ダイオードＤ２において消費される電力は負
荷６で消費される電力の３０％にも達してしまう。
［発明の目的］
本発明は上述したような従来の直流変圧装置の問題点を
解決すべくなされたもので、整流回路における電圧ロス
を低減させ、電源効率を大幅に向上させた直流変圧装置
の提供を目的としている。
解決すべくなされたもので、整流回路における電圧ロス
を低減させ、電源効率を大幅に向上させた直流変圧装置
の提供を目的としている。
［発明の概要］
すなわち本発明の直流変圧装置は、直流電流を１次コイ
ルと２次コイルおよび発振手段とを備えた変換回路によ
り所定電圧の交流電流に変換し、この交流電流を整流回
路と平滑回路により直流電流に変換する直流変圧装置に
おいて、前記整流回路が前記２次コイルと磁気結合され
た駆動コイルと、ベースがこの駆動コイルの出力に接続
されるとともにコレクタおよびエミッタが前記２次コイ
ルと前記平滑回路間に接続されたトランジスタとからな
り、前記ベースの電流と前記コレクタ−エミッタ間の電
流とが同期することにより、前記交流電流の整流が行な
われるよう構成されていることを特徴としている。
ルと２次コイルおよび発振手段とを備えた変換回路によ
り所定電圧の交流電流に変換し、この交流電流を整流回
路と平滑回路により直流電流に変換する直流変圧装置に
おいて、前記整流回路が前記２次コイルと磁気結合され
た駆動コイルと、ベースがこの駆動コイルの出力に接続
されるとともにコレクタおよびエミッタが前記２次コイ
ルと前記平滑回路間に接続されたトランジスタとからな
り、前記ベースの電流と前記コレクタ−エミッタ間の電
流とが同期することにより、前記交流電流の整流が行な
われるよう構成されていることを特徴としている。
［発明の実施例〕
以下本発明の実施例の詳細を図面を参照しつつ説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す回路図である。
なお、第４図と共通する部分には共通の符号が付されて
いる。
いる。
同図において１は１〜１．５Ｖ程度の直流電源、２は１
次コイルＬ１．２次コイルＬ２、抵抗Ｒ１、コンデンサ
Ｃ＋ｊ５よびＮＰＮトランジスタＴｒ＋からなる直流−
交流変換回路（自励型チョッパ回路）、３はツェナーダ
イオードＤ１、ＮＰＮトランジスタＴｒ ２ 、抵抗Ｒ
２、コンデンサＣ２からなる、直流−交流変換回路２の
出力電圧調整回路、４′はＮＰＮトランジスタＴｒ３、
駆動コイルＬからなる整流回路、５は平滑コンデンサＣ
３からなる平滑回路、６は負荷をそれぞれ示している。
次コイルＬ１．２次コイルＬ２、抵抗Ｒ１、コンデンサ
Ｃ＋ｊ５よびＮＰＮトランジスタＴｒ＋からなる直流−
交流変換回路（自励型チョッパ回路）、３はツェナーダ
イオードＤ１、ＮＰＮトランジスタＴｒ ２ 、抵抗Ｒ
２、コンデンサＣ２からなる、直流−交流変換回路２の
出力電圧調整回路、４′はＮＰＮトランジスタＴｒ３、
駆動コイルＬからなる整流回路、５は平滑コンデンサＣ
３からなる平滑回路、６は負荷をそれぞれ示している。
本実施例の直流変圧装置において直流電源１から出力さ
れた直流電流は、まず、直流−交流変換回路２の１次コ
イルＬ１に入力されて抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１および
トランジスタ下ｒ１の発振作用により交流電流に変換さ
れ、次に２次コイルＬ２および出力電圧調整回路３によ
り所定電圧の交流電流に昇圧される。なお昇圧値は出力
電圧調整回路３の抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２の設定
により決定される。ここで得られた交流電流はＮＰＮト
ランジスタＴｒ３のコレクタに入力される。
れた直流電流は、まず、直流−交流変換回路２の１次コ
イルＬ１に入力されて抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１および
トランジスタ下ｒ１の発振作用により交流電流に変換さ
れ、次に２次コイルＬ２および出力電圧調整回路３によ
り所定電圧の交流電流に昇圧される。なお昇圧値は出力
電圧調整回路３の抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２の設定
により決定される。ここで得られた交流電流はＮＰＮト
ランジスタＴｒ３のコレクタに入力される。
このＮＰＮトランジスタＴｒｓのベースは駆動コイルし
に接続されており、駆動コイルＬ Ｉ、を直流−交流変
換回路２の２次コイルと磁気結合されている。またＮＰ
ＮトランジスタＴｒ３のベース電圧がそのコレクタ−エ
ミッタ間電圧よりも若干大きくなるように駆動コイルＬ
の特性が設定されている。
に接続されており、駆動コイルＬ Ｉ、を直流−交流変
換回路２の２次コイルと磁気結合されている。またＮＰ
ＮトランジスタＴｒ３のベース電圧がそのコレクタ−エ
ミッタ間電圧よりも若干大きくなるように駆動コイルＬ
の特性が設定されている。
しかして第２図に示したようにＮＰＮトランジスタＴｒ
３のベースに流れる電流（波形ｂ）はコレクタに流れる
電流（波形Ｃ）と位相が一致し、２次コイルＬ２から得
られる交流電流はＮＰＮトランジスタＴｒ３のコレクタ
−エミッタ間で整流される。すなわちＮＰＮトランジス
タＴｒ３のコレクタに＋の電圧が印加されると、ベース
には駆動コイルしによりコレクタよりも高い電圧が印加
されるので、ＮＰＮトランジスタＴｒ３はｒＯＮＪ状態
になるが、コレクタの電圧が下降するとき、ベースには
−の電圧が印加されるので、ＮＰＮトランジスタＴｒ３
はｒＯＦＦＪ状態になるのである。
３のベースに流れる電流（波形ｂ）はコレクタに流れる
電流（波形Ｃ）と位相が一致し、２次コイルＬ２から得
られる交流電流はＮＰＮトランジスタＴｒ３のコレクタ
−エミッタ間で整流される。すなわちＮＰＮトランジス
タＴｒ３のコレクタに＋の電圧が印加されると、ベース
には駆動コイルしによりコレクタよりも高い電圧が印加
されるので、ＮＰＮトランジスタＴｒ３はｒＯＮＪ状態
になるが、コレクタの電圧が下降するとき、ベースには
−の電圧が印加されるので、ＮＰＮトランジスタＴｒ３
はｒＯＦＦＪ状態になるのである。
交流電流はエミッタ側において脈流となるが、平滑コン
デンサＣ３の作用により波形ｅのように平滑化され、負
荷６には所定の電圧の直流電流が印加される。
デンサＣ３の作用により波形ｅのように平滑化され、負
荷６には所定の電圧の直流電流が印加される。
、 本実施例の直流変圧回路では第２図からも明らか
なように、ＮＰＮトランジスタＴｒ３のエミッタ電流の
大部分はコレクタ電流であり、しかもコレクタ電流が流
れているときのコレクタ−エミッタ間電圧を小さくする
ことは容易であるため、ＮＰＮトランジスタＴｒ３にお
ける消費電力は極めて少なくできる。
なように、ＮＰＮトランジスタＴｒ３のエミッタ電流の
大部分はコレクタ電流であり、しかもコレクタ電流が流
れているときのコレクタ−エミッタ間電圧を小さくする
ことは容易であるため、ＮＰＮトランジスタＴｒ３にお
ける消費電力は極めて少なくできる。
例えばＮＰＮトランジスタＴｒ３のコレクターベース間
の電圧降下が０．１Ｖ、そのときのベース電流がコレク
タ電流の１／２０、ベース−エミッタ間電圧が０．６Ｖ
、出力電圧（負荷６に印加される電圧）が２ｖの場合、
出力ラインａに流れる電流をＩとして、 コレクタ−エミッタ間で消費される電力Ｐ３は、Ｐ３＝
Ｏ，ＩＸＩ ベース−エミッタ間で消費される電力Ｐ４は、Ｐ４ ＝
０．５ｘ （１／２０）Ｘ １＝０．０３ＸＩ である。
の電圧降下が０．１Ｖ、そのときのベース電流がコレク
タ電流の１／２０、ベース−エミッタ間電圧が０．６Ｖ
、出力電圧（負荷６に印加される電圧）が２ｖの場合、
出力ラインａに流れる電流をＩとして、 コレクタ−エミッタ間で消費される電力Ｐ３は、Ｐ３＝
Ｏ，ＩＸＩ ベース−エミッタ間で消費される電力Ｐ４は、Ｐ４ ＝
０．５ｘ （１／２０）Ｘ １＝０．０３ＸＩ である。
この場合、ＮＰＮトランジスタＴｒ３で消費される電力
の出力電力に対する割合Ｗは、Ｗ＝ （０，１＋０．０
３）÷２−０．０６５となり、６，５％程度で済む。
の出力電力に対する割合Ｗは、Ｗ＝ （０，１＋０．０
３）÷２−０．０６５となり、６，５％程度で済む。
先に）ホべたように整流回路にダイオードを用いた場合
には３０％程度の電圧ロスが生じるが、本実施例の回路
では６，５％程度の電圧ロスしか生じないので、結果と
して２３．５％もの電力が節約されたことになる。
には３０％程度の電圧ロスが生じるが、本実施例の回路
では６，５％程度の電圧ロスしか生じないので、結果と
して２３．５％もの電力が節約されたことになる。
本実施例において、ＮＰＮトランジスタＴｒ３のベース
に過電流からＮＰＮトランジスタＴｒ３を保護するため
に抵抗を直列に介挿することも考えられるが、その場合
でもベース電流はコレクタ電流よりも十分に小さいので
電圧ロスはほとん２生じない。
に過電流からＮＰＮトランジスタＴｒ３を保護するため
に抵抗を直列に介挿することも考えられるが、その場合
でもベース電流はコレクタ電流よりも十分に小さいので
電圧ロスはほとん２生じない。
なお本実施例では自励型のチョッパ回路を用いて直流を
交流に変換しているが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。例えば第３図に示したように、１次コイルお
よび２次コイルとして絶縁型トランスを用い、発振手段
として独立したスイッチング回路７を用いる方式に対し
ても、駆動コイルＬとＮＰＮトランジスタＴｒ３とを本
実施例と同様に接続して整流を行なわせ、さらに平滑し
て直流を得るようにすれば適用可能である。
交流に変換しているが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。例えば第３図に示したように、１次コイルお
よび２次コイルとして絶縁型トランスを用い、発振手段
として独立したスイッチング回路７を用いる方式に対し
ても、駆動コイルＬとＮＰＮトランジスタＴｒ３とを本
実施例と同様に接続して整流を行なわせ、さらに平滑し
て直流を得るようにすれば適用可能である。
また本発明の如く、トランジスタのコレクタ−エミッタ
間電流をベース電流によりυ制御して整流を行なう方式
は、全波整流回路、ブリッチ整流回路等に用いることも
可能である。
間電流をベース電流によりυ制御して整流を行なう方式
は、全波整流回路、ブリッチ整流回路等に用いることも
可能である。
さらに本実施例は正（＋）電源型の構成であるが、負（
−）電源型の場合でも、ＰＮＰトランジスタを用いて同
様な回路を構成すれば電圧ロスの少ない整流を行なうこ
とができる。
−）電源型の場合でも、ＰＮＰトランジスタを用いて同
様な回路を構成すれば電圧ロスの少ない整流を行なうこ
とができる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明の直流変圧装置は、従来用い
られていたダイオードに代り、トランジスタを用い、そ
のコレクタ−エミッタ電流をベース電流で制御すること
により整流を行なうように構成したので、整流回路にお
ける電圧ロスが大幅に減少し、電源効率が極めて良好に
なる。
られていたダイオードに代り、トランジスタを用い、そ
のコレクタ−エミッタ電流をベース電流で制御すること
により整流を行なうように構成したので、整流回路にお
ける電圧ロスが大幅に減少し、電源効率が極めて良好に
なる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す回路０図、第２
図はその構成要素であるトランジスタのコレクタ電流、
エミッタ電流およびベース電流の波形を示す図、第３図
は本発明の他の実施例の構成を示す回路図、第４図は従
来の直流変圧装置の構成を示す回路図である。 １・・・・・・・・・・・・直流電源 ２・・・・・・・・・・・・直流−交流変換回路３・・
・・・・・・・・・・出力電圧調整回路４．４′・・・
整流回路 ５・・・・・・・・・・・・平滑回路 ６・・・・・・・・・・・・負荷 ７・・・・・・・・・・・・スイッチング回路代理人弁
理士 須 山 佐 − 第１図 。 第３図 第４図
図はその構成要素であるトランジスタのコレクタ電流、
エミッタ電流およびベース電流の波形を示す図、第３図
は本発明の他の実施例の構成を示す回路図、第４図は従
来の直流変圧装置の構成を示す回路図である。 １・・・・・・・・・・・・直流電源 ２・・・・・・・・・・・・直流−交流変換回路３・・
・・・・・・・・・・出力電圧調整回路４．４′・・・
整流回路 ５・・・・・・・・・・・・平滑回路 ６・・・・・・・・・・・・負荷 ７・・・・・・・・・・・・スイッチング回路代理人弁
理士 須 山 佐 − 第１図 。 第３図 第４図
Claims (1)
- （１）直流電流を１次コイルと２次コイルおよび発振手
段とを備えた変換回路により所定電圧の交流電流に変換
し、この交流電流を整流回路と平滑回路により直流電流
に変換する直流変圧装置において、前記整流回路が前記
２次コイルと磁気結合された駆動コイルと、ベースがこ
の駆動コイルの出力に接続されるとともにコレクタおよ
びエミッタが前記２次コイルと前記平滑回路間に接続さ
れたトランジスタとからなり、前記ベースの電流と前記
コレクタ−エミッタ間の電流とが同期することにより、
前記交流電流の整流が行なわれるよう構成されているこ
とを特徴とする直流変圧装置。 載の直流変圧装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20266184A JPS6181173A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 直流変圧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20266184A JPS6181173A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 直流変圧装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6181173A true JPS6181173A (ja) | 1986-04-24 |
Family
ID=16461045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20266184A Pending JPS6181173A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 直流変圧装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6181173A (ja) |
-
1984
- 1984-09-27 JP JP20266184A patent/JPS6181173A/ja active Pending
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