JPS6248261A - Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、フライバック方式などのＤＣｉ−ＤＣコンバ
ータ忙係シ、特に入力電源が例えばＡＣ３５■〜２６４
ｖなどの広範囲で使用可能なりＣ−ＤＣコンバータの補
助を源回路における損失を低減させるに好適な回路方式
に関する。

〔発明の背景〕

従来の回路例を第５図に示す。第５図は入力電源ＩＫ接
続された変圧器２にスイッチング用トランジスタ３のオ
ン期間エネルギーを蓄積し、そのエネルギーをスイッチ
ング用トランジスタ３のオフ期間にダイオード４を介し
て負荷５に供給するフライバック方式コンバータである
。出力電圧は、電圧検出回路６により検出され、誤差増
幅回路、パルス幅変調回路又は周波数変調回路、ドライ
ブ回路等をもつ制御回路７よ多制御されたオン、オフ信
号がスイッチング用トランジスタ３に供給され安定化さ
れる。

このような制御を行なうためには制御回路７を構成する
工Ｃやトランジスタやその他の素子の駆動用電力が必要
となるが、第５図においては、変圧器２に巻かれている
補助電源用巻線８よ多発生した電圧をダイオード９によ
り整流し供給している。この場合、補助電源用巻線８の
極性はスイッチング用トランジスタ３がオンする時に電
力が供給されるように接続されているので、入力電源１
が所定以上あれば発振のデユーティ比や出力可圧に影響
されず供給されるが、その電圧は入力電源１の電圧に比
例するため、定電圧回路１０を接続することになる。こ
れは、制御回路７を構成している素子の許容電圧に対す
る保論や主トランジスタ３への適正なドライブを行なう
ためである。しかし、その定電圧回路１０は一般には３
端子レギユレータのようなシリーズドロッパ方式によ多
構成されるため特に入力電源１の′Ｆｌｔｓ電圧がＡＣ
３５■〜２６４Ｖのようにワールドワイドレンジに使用
される電源においては入力電源ｌの高い電圧での定電圧
回路ｌＯの損失が大きくなり、効率の低下をもたらし、
その熱処理も難題となる。

第６図も従来の別の（ロ）踏倒である。この回路の基本
構成は第５図と同様であるが、変圧器２に巻力小、てい
る補助電源用巻線１２の極性は第５図とは逆極性となっ
ている。この極性は出力電力を供給する出力巻線１１と
同極となっているので補助電源′電圧は出力電圧の安定
化によ）同様に安定化され、入力電源１の電源１圧がＡ
Ｃ８５■〜２６４Ｖまで変化してもほぼ安定化し、てい
るため第５図の回路例のように定電圧回路は必要なく、
第５図のような定電圧回路による損失や効率低下はない
。

し力化１、直ｔ＆を源には一般的に過■゛流保題回路が
設けられてお垢その保護回路の作用によ多出力電圧が低
下すると補助′ＭＸＬ諒電圧も低下し、制御回路７が不
安定状態となった広スイッチング用トランジスタ３のド
ライブ電力が不足する恐れがある。筐た、負荷急変時勢
の場合も袖助篭Ｉｙｉ１電圧が影響をうけ、同じように
問題が発生する恐れがある０ 〔発明の目的〕 そこで本発明の目的は従来回路の欠点を除去し、特に入
力電源電圧が大きく変化しても十分な制御電力が得られ
、しかも、低損失で安定な補助電源回路を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は、変圧器の一次巻線に直列接続したス
イッチング用トランジスタのオン期間に、該変圧器にエ
ネルギーを蓄積しオフ期間に該変圧器の二次巻線を介し
て蓄積したエネルギーを放出するＤＣ−ＤＣコンバータ
において、変圧器に設けた８ｇ１の補助巻線と、第２の
補助巻線と、この第１・第２の巻線によりそれぞれ構成
する互いに極性の異なる第１・第２の補助電源と、ＤＣ
−ＤＣコンバータの運転状態を検出する運転状態検出手
段と、この運転状態検出手段の検出信号により第】・第
２の補助電源のどちらかを選択する補助電源切換え手段
とから成シ、効果的に制御用の補助電力を供給できるＤ
Ｃ−ＤＣコンバータを提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一つの実施例を第１図により説明す’６
ｏこの実施例はすでに説明した従来例と同様な動作原理
によるＤＣ−ＤＣコンバータを示すものであシ、基本的
には変圧器２の一次巻ｉ３１に直列接続したスイッチン
グ用トランジスタ３のオン期間に、該変圧器２にエネル
ギーを蓄積し、オフ期間に該変圧器２の出力巻線１１を
介して蓄積したエネルギーをダイオード４を通して放出
するものである。なお、３２は入力電力を整流するため
の整流器群、６はＤＣ！−ＤＣ！コンバータの出力電圧
を監視するための出力電圧検出回路、７は出力電圧検出
回路の検出値に応じて、出力′電圧がほぼ一定となるよ
うにスイッチング用トランジスタ３のＯＮ・ＯＦＦ期間
を、ｉ！ＳＩ！？５する制御回路であるｅ４１φ４２は
それぞれ互いに逆極性を有する第１・第２の補助電源で
あシ、第１の補助電源４１は変圧器２に設けた第１の補
助巻線８、この第１の補助巻線８に接続したダイオード
、コンデンサ、さらには３端子レギユレータなどから成
る定電圧回路１０から構成される。またー第２の補助電
源４２は変圧器２に設けた第２の補助巻線Ｊ２、この第
２の前動巻線１２に接続したダイオードおよびコンデン
サから構成される。この第１の補助電源４１からは常に
一足の出力電圧力Ｘ−また、第２の補助電源４２からは
ＤＣ−ＩＩコンバータの出力に応じた出力電圧が得られ
るものである。１４はＤＣ−Ｄｏコンバータの運転状態
、すなわち正常運転であるか異常運転であるかを検出し
、判別する運転状態検出手段でおシ、具体的には、第２
の補助電源４２の出力電圧、あるいけ出力電圧検出回路
６の出力信号を監視し、第２の補助電源４２の出力電圧
が低下したとき、あるいは出力電圧検出回路６の出力信
号が異状値を示したとき、ＤＣ−ＤＣコンバータの運転
が異状であると判別するものである。１３は運転状態検
出手段１４の検出（判別）信号において、第１１１第２
の補助電源４１４２のどちらかを選択する補助電源切換
え手段であシ、ＤＣ−ＤＣコンバータの正常運転時は第
２の補助電源４２を、また、異常運転時は第１の補助電
源４１を選択し、これらの補助電力を制御回路７に給電
するものである。

以上このように構成したＤＣ−ＤＣコンバータの動作に
ついて説明する。すなわち、定常負荷時に補助電源切換
え手段１３はＢ点側になっている。

すると、第６図の従来例と同様に第２の補助巻線１２の
極性は出力電力を供給する出力巻線１１と同極になって
いるので、入力電源１の電源電圧がＡＣ３５〜２６４■
と変化してもほぼ安定化しているため、定電圧回路を用
いることなく制御回路７の電源として使用される。した
がって、補助電源回路としての損失はすでに説明した第
６図の従来例と同様小さく効率の低下もないＯ とこで、負荷５が過負荷状態となり図示しない過電流保
護が働いたとすると、出力電圧が低下するため、第２の
補助巻ｆｉ１１２の発生電圧も低下してぐる。この時、
０点およびＤ点には補助電源電圧の低下、またけ、出力
電圧の低下信号が発生しており、その信号を運転状態検
出手段１４により検出し、補助電源切換え手段工３にて
補助電源回路をＢ点からＡ点に切換える。すると、補助
電源は変圧器２の第１補助巻ａ８よシ供給されることに
なる。この第１の補助巻線８０発生電圧は第６図で説明
した従来例と同様、入力電源１が所定以上あれば負荷５
の状態にはかかわらず十分な電圧が発生している。この
場合、第６図と同様に入力電源１が高い電圧になると定
電圧回路１０による損失が発生するが、これは、定常時
には発生しなく、また、過電流保護特等発生する場合で
も制御回路７がスイッチング用トランジスタ３０オンデ
ユーテイをせばめる動作をしているため駆動電力が減少
している場合が多く、定電圧回路１０の損失はそれほど
大きい値とはならない。

第２図は第１図の補助電源切換え手段１３と１４の具体
的回路例である。Ｂ点の電圧が所定以上あると、ツェナ
ーダイオード１５．トランジスタ１６゜１７がオン状態
となシ、制御回路７はＢ点の電圧、すなわち、第２の補
助電源４２からの補助電力が給電される。この時トラン
ジスタ１８．１９はオフ状態となっている。Ｂ点の電圧
が低下すると、ツェナーダイオード１５．トランジスタ
１６．１７はオフ状態となシ、換わシにトランジスタ１
８゜１９がオン状態となるので制御回路７へはＡ点の電
圧すなわち、第１の補助電源４１の補助電力が供給され
る。この実施例においては第２の補助電源４２の出力電
圧を監視することにより、第１・第２の補助電源４１φ
４２の選択を行なったが、これは出力電圧検出回路６の
出力信号を監視することにより同様に行なうこともでき
る。

以に、第３図、第４図により他の運転状態検出手段１４
２，１４３の具体例について説明する。

第３図に示すのはコンパレータ２０を中心に運転状態検
出手段１４２を構成するものであシ、図中０またけＤ点
の電位、すなわち、第２の補助室の４２、または、出力
電圧検出回路６の出力信号は一コンパレータ２０にて基
準電圧２１と比較され、高い時は補助電源切換え手段１
３内のトランジスタ１７がオン、トランジスタ１９がオ
フし制御回路７へはＢ点の電圧、すなわち、第２の補助
１ｊＬ源４２の補助電力が供給される。Ｃ’ｌたはＤ点
が低い時（ＤＣ−ＤＣコンバータの異常運転時）はトラ
ンジスタ１７がオフ、トランジスタ１９がオンし制御回
路７へはＡ点の電圧、すなわち、第１の補助電源４１の
補助電力が供給される。このようにして、ＤＣ！−ＤＣ
！コンバータの定常動作時はＢ点の電圧力（また、異常
運転時（保護運転時）にＣ′！たけＤ点の電位が低下す
るとＡ点の電圧が制御回路７へ供給されることになる０ 第４図は、負荷２の出力電圧により補助電源を切換え、
しかも、入力側と出力側が絶縁されているＤＣ！−ＤＣ
コンバータの例である。負荷２の出力電圧は、誤差増幅
器２２．７オトカブラ２３よ多制御回路７へ伝達されＤ
Ｃ−ＤＣコンバータの出力の安定化が計られている。そ
こで、このフォトカプラ２３の出力を利用し、第１−第
２の補助電源４１．４２を切換えるものである。すなわ
ち、運転状態検出手段１４内の７オトカブラ２３の出力
をコンパレータ２０にて基準電圧２１と比較し−すでに
説明したと同様、補助電源切換え手段１３内のトランジ
スタ１７．１９の一方を選択する選択信号により第１・
第２の補助電源４１・４２を切換えるもので、定常動作
時はＢ点の電圧、すなわち、第２の補助電源４２の補助
電力、ＤＣ！−ＤＣコンバータの異常動作時はＡ点の電
圧、すなわち、第１の補助電源４１の補助電力が制御回
路７に給電されることになる。

以上説明した実施例においては、変圧器２の一次側に設
けた第１・第２の補助巻線８喰１２によって第１・第２
の補助電源４１．４２を構成した〃ζこの巻線は変圧器
２の二次側に設けても、もちろん同様に構成してゆくこ
とができるものであるＯ また、過電圧検膜回路、過電流保護回路、過負荷保護回
路などが組み込まれたＤＣ−ＤＣコンバータにおいては
、これら採機回路よシ保護動作時に保護信号を受け、こ
の保護信号により補助電源切換え手段を操作することが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように　本発明は変圧器の一次巻線に直列
接続したスイッチング用トランジスタのオン期間Ｋ、該
変圧器にエネルギーを蓄積しオフ期間に該変圧器の出力
巻線を介して蓄積したエネルギーを放出するＤＣ−ＤＣ
コンバータにおいて、変圧器に設けた第１の補助巻線と
、第２の補助巻線と、この第１の補助巻線と第２の補助
巻線によυそれぞれ構成する互いに極性の異なる第１の
補助電源と、第２の補助電源と、ＤＣ−ＤＣコンバータ
の運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状
態検出手段の検出信号により第１の補助電源と第２の補
助電源のどちらかを選択する補助電源切換え手段とから
成るＤＣ−ＤＣコンバータを提供するものであシ、本発
明によれば変圧器の補助電源用巻線の極性を切換えて使
用することにより、補助電源の損失を低減でき、制御回
路に安定な補助電力を供給できる。これは、特に入力電
源の入力電圧がＡＣ！８５〜２６４ｖのようなワールド
ワイドレンジの電源により効来がある。

【図面の簡単な説明】

１．第１図は本発明の一つの基本的な実施例の構成を説
明するための回路図、第２図は第１図に示す実施例の主
要部を説明するための回路図、第３図。 第４図はそれぞれ他の実施例の主要部を説明するための
回路図、第５図、第６区はそれぞれ従来のＤＣ−ＤＣコ
ンバータの構成を説明するための回路図である。 ２・・・変圧器、３・・・スイッチング用トランジスタ
、５・・・負荷、８・・・第１の補助巻線、１２・・・
第２の補助巻線、１３・・・補助電源切換え手段、１４
・・運転状態検出手段、３１・・・−次巻線、４１・・
・第１の補代理人　　弁理士　小　川　　勝　　男　゛
又些□３メ；−仄ノ巴ト詠 第　２　図 第　３　図 第　４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 変圧器の一次巻線に直列接続したスイッチング用トラン
   ジスタのオン期間に、該変圧器にエネルギーを蓄積し、
   オフ期間に該変圧器の出力巻線を介して蓄積したエネル
   ギーを放出するＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、 前記変圧器に設けた第１の補助巻線と、第２の補助巻線
   と、 この第１の補助巻線と第２の補助巻線によりそれぞれ構
   成する互いに極性の異なる第１の補助電源と、第２の補
   助電源と、 ＤＣ−ＤＣコンバータの運転状態を検出する運転状態検
   出手段と、 この運転状態検出手段の検出信号により前記第１の補助
   電源と第２の補助電源のどちらかを選択する補助電源切
   換え手段とから成るＤＣ−ＤＣコンバータ。