JPS6412184B2 - - Google Patents
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- JPS6412184B2 JPS6412184B2 JP1278884A JP1278884A JPS6412184B2 JP S6412184 B2 JPS6412184 B2 JP S6412184B2 JP 1278884 A JP1278884 A JP 1278884A JP 1278884 A JP1278884 A JP 1278884A JP S6412184 B2 JPS6412184 B2 JP S6412184B2
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- Japan
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- voltage
- saturable reactor
- circuit
- diode
- winding
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 22
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、スイツチング電源の定電圧方式の一
つとしての可飽和リアクトルを用いた磁気増幅器
方式スイツチング電源の特性改良に関するもので
ある。
つとしての可飽和リアクトルを用いた磁気増幅器
方式スイツチング電源の特性改良に関するもので
ある。
本発明がかかわるこの種の磁気増幅器方式スイ
ツチング電源の回路の一例を第１図に示す。
ツチング電源の回路の一例を第１図に示す。
図において、１は主スイツチング素子、２は主
トランス、３および４はそれぞれ主トランス２の
一次巻線および二次巻線である。３ａはリセツト
巻線と呼ばれるものである。５は可飽和リアクト
ル、６，７は出力ダイオード、８はチヨークコイ
ル、９は出力コンデンサー、１０は負荷である。
１１は出力電圧の検出点、１２は定電圧制御回
路、１３は制御電流i2を一方向に流すダイオード
である。
トランス、３および４はそれぞれ主トランス２の
一次巻線および二次巻線である。３ａはリセツト
巻線と呼ばれるものである。５は可飽和リアクト
ル、６，７は出力ダイオード、８はチヨークコイ
ル、９は出力コンデンサー、１０は負荷である。
１１は出力電圧の検出点、１２は定電圧制御回
路、１３は制御電流i2を一方向に流すダイオード
である。
次にこの回路の動作を説明する。
直流電圧が主トランス２の一次巻線３に印加さ
れると、一次巻線３に接続された主スイツチング
素子１のON−OFF動作により主トランス２の二
次巻線４にパルス状の電圧が誘起される。この電
圧は可飽和リアクトル５を通つて、ダイオード
６，７、チヨークコイル８、コンデンサ９から構
成される整流回路を通り、負荷１０に直流電圧と
なつて現われる。この時、正パルス電流i1によつ
て可飽和リイクトル５は第２図の飽和点Ａまで達
し、i1が零になつた時にBr点に戻る。負パルス電
流i2は、制御回路１２によつて出力直流電圧の設
定値E0と実際の直流電圧との差にほぼ比例して
変化する。すなわち、パルス電流i2は制御電流で
あり、この値が大きくなればリセツトされる可飽
和リアクトルの動作点は、Br点からＣ点へと移
つてゆく。このように、制御電流i2によりi1が流
れる順方向時に生ずる可飽和リアクトルの磁束変
化ΔBによる電圧降下を変化させ、出力直流電圧
を一定にするのが磁気増幅器方式スイツチング電
源の原理である。
れると、一次巻線３に接続された主スイツチング
素子１のON−OFF動作により主トランス２の二
次巻線４にパルス状の電圧が誘起される。この電
圧は可飽和リアクトル５を通つて、ダイオード
６，７、チヨークコイル８、コンデンサ９から構
成される整流回路を通り、負荷１０に直流電圧と
なつて現われる。この時、正パルス電流i1によつ
て可飽和リイクトル５は第２図の飽和点Ａまで達
し、i1が零になつた時にBr点に戻る。負パルス電
流i2は、制御回路１２によつて出力直流電圧の設
定値E0と実際の直流電圧との差にほぼ比例して
変化する。すなわち、パルス電流i2は制御電流で
あり、この値が大きくなればリセツトされる可飽
和リアクトルの動作点は、Br点からＣ点へと移
つてゆく。このように、制御電流i2によりi1が流
れる順方向時に生ずる可飽和リアクトルの磁束変
化ΔBによる電圧降下を変化させ、出力直流電圧
を一定にするのが磁気増幅器方式スイツチング電
源の原理である。
本方式の設計上の重要な課題は、可飽和リアク
トル５が存在するため、これが一次側から見れば
リーケイジインダクタンスと見られることであ
る。このため、主スイツチング素子１のOFF時
の電圧VCEには、第４図のように瞬間的にスパイ
ク状の電圧１５と激しい振動波形が現われる。一
方、制御電流i2の存在により、主トランスのリセ
ツトを示す波形が点線で示す波形２３から実線で
示す波形のようにくずれてゆく。これらがひどく
なるとスイツチング素子の破壊につながり、信頼
性設計上好ましくない。
トル５が存在するため、これが一次側から見れば
リーケイジインダクタンスと見られることであ
る。このため、主スイツチング素子１のOFF時
の電圧VCEには、第４図のように瞬間的にスパイ
ク状の電圧１５と激しい振動波形が現われる。一
方、制御電流i2の存在により、主トランスのリセ
ツトを示す波形が点線で示す波形２３から実線で
示す波形のようにくずれてゆく。これらがひどく
なるとスイツチング素子の破壊につながり、信頼
性設計上好ましくない。
従来、これらのスパイク状電圧を抑制する手段
として、リセツト巻線３ａを第１図のようにダイ
オード１４を介して地導体に接続する方法と、第
３図のようにダイオード、抵抗、コンデンサーの
組合せによる各種スナバ回路を併用する方法がと
られた。しかし、これらの方法でもスパイク電圧
１５および激しい振動波形を充分に抑えることが
できず、相変らず磁気増幅器方式を用いたスイツ
チング電源では、スイツチング素子１の信頼性確
保のため特別な注意を払わなければならなかつ
た。
として、リセツト巻線３ａを第１図のようにダイ
オード１４を介して地導体に接続する方法と、第
３図のようにダイオード、抵抗、コンデンサーの
組合せによる各種スナバ回路を併用する方法がと
られた。しかし、これらの方法でもスパイク電圧
１５および激しい振動波形を充分に抑えることが
できず、相変らず磁気増幅器方式を用いたスイツ
チング電源では、スイツチング素子１の信頼性確
保のため特別な注意を払わなければならなかつ
た。
本発明の目的は、上記従来技術の不足部分を補
うべく、リセツト巻線３ａの接続方法について検
討を加え、従来のスナバ回路等では得られない信
頼性の高い磁気増幅器方式スイツチング電源を提
供することができる。
うべく、リセツト巻線３ａの接続方法について検
討を加え、従来のスナバ回路等では得られない信
頼性の高い磁気増幅器方式スイツチング電源を提
供することができる。
上記目的を達成するために、本発明の磁気増幅
器方式スイツチング電源は、主トランスの一次巻
線に直列に接続され周期的に断続するスイツチン
グ素子、前記主トランスの二次巻線に直列に接続
される可飽和リアクトル、前記可飽和リアクトル
と直列に接続された整流回路、前記可飽和リアク
トルに流れる電流を制御する制御回路とを有し、
前記制御回路により前記可飽和リアクトルに反対
方向に流れる電流を制御することにより、前記整
流回路の出力直流電圧を一定にする磁気増幅器方
式スイツチング電源において、前記主トランスに
リセツト用の別巻線を設け、前記リセツト巻線の
一方の端子を地導体に接続するとともに、他の一
方の端子を少なくとも１つのダイオードと１つの
コンデンサーを介して前記一次巻線の両方にそれ
ぞれ接続したことを特徴とするものである。
器方式スイツチング電源は、主トランスの一次巻
線に直列に接続され周期的に断続するスイツチン
グ素子、前記主トランスの二次巻線に直列に接続
される可飽和リアクトル、前記可飽和リアクトル
と直列に接続された整流回路、前記可飽和リアク
トルに流れる電流を制御する制御回路とを有し、
前記制御回路により前記可飽和リアクトルに反対
方向に流れる電流を制御することにより、前記整
流回路の出力直流電圧を一定にする磁気増幅器方
式スイツチング電源において、前記主トランスに
リセツト用の別巻線を設け、前記リセツト巻線の
一方の端子を地導体に接続するとともに、他の一
方の端子を少なくとも１つのダイオードと１つの
コンデンサーを介して前記一次巻線の両方にそれ
ぞれ接続したことを特徴とするものである。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第５図は、本発明の基本となる回路図である。
リセツト巻線３ａの一方の端子がスイツチング素
子１の地導体側に接続されている。他方の端子に
はダイオード１６とコンデンサー１７が接続され
ており、ダイオード１６は一次巻線３の入力側の
端子にコンデンサー１７は一次巻線のスイツチン
グ素子側にそれぞれ接続されている。第６図がこ
の時のスイツチング素子１のOFF時の電圧波形
VCEである。この図を第４図と比較してみると明
らかなようにほとんどスパイク状の電圧１５も激
しい振動波形も消えており、特に磁気増幅器方式
に応用した場合、効果が顕著であることがわか
る。
リセツト巻線３ａの一方の端子がスイツチング素
子１の地導体側に接続されている。他方の端子に
はダイオード１６とコンデンサー１７が接続され
ており、ダイオード１６は一次巻線３の入力側の
端子にコンデンサー１７は一次巻線のスイツチン
グ素子側にそれぞれ接続されている。第６図がこ
の時のスイツチング素子１のOFF時の電圧波形
VCEである。この図を第４図と比較してみると明
らかなようにほとんどスパイク状の電圧１５も激
しい振動波形も消えており、特に磁気増幅器方式
に応用した場合、効果が顕著であることがわか
る。
第７図は、本発明に用いたリセツト巻線３ａの
接続方法により、スパイク電圧１５および振動波
形を吸収する原理を説明するための図である。前
にも説明したように、可飽和リアクトル５のイン
ダクタンスの影響により、スイツチング素子１の
イ点の電圧がOFF時にスパイク状に発生しよう
とする。この傾向は負荷電流I0が大きい程大きく
なる。この場合、この瞬間的なエネルギーは、コ
ンデンサー１７とダイオード１６を通して入力側
に還える。また、この時瞬間的な電圧変化は積分
されるので、事実上イ点には高い電圧となつては
現われない。また、ロ点の電圧が瞬間的に高くな
つた場合も同様で、ダイオード１６を介してエネ
ルギーは入力側に還える。コンデンサー１７の電
圧がスパイク電圧の吸収により、規定の入力側の
電圧Ｅより大きくなつた場合には、その分だけス
イツチング素子１がON時に放電され、エネルギ
ーが負荷側に伝送される。従つて、イおよびロの
点の電圧の激しい変動が本発明の効果により消え
ることとなる。その代りにダイオード１６および
コンデンサー１７に流れる電流i3，i4は瞬間的に
大きな高周波電流となる。実際は、この電流の平
均値は非常に小さいので全体の信頼性は、スイツ
チング素子１の電圧の安全設計に比較すると圧倒
的に簡単な問題に帰着される。
接続方法により、スパイク電圧１５および振動波
形を吸収する原理を説明するための図である。前
にも説明したように、可飽和リアクトル５のイン
ダクタンスの影響により、スイツチング素子１の
イ点の電圧がOFF時にスパイク状に発生しよう
とする。この傾向は負荷電流I0が大きい程大きく
なる。この場合、この瞬間的なエネルギーは、コ
ンデンサー１７とダイオード１６を通して入力側
に還える。また、この時瞬間的な電圧変化は積分
されるので、事実上イ点には高い電圧となつては
現われない。また、ロ点の電圧が瞬間的に高くな
つた場合も同様で、ダイオード１６を介してエネ
ルギーは入力側に還える。コンデンサー１７の電
圧がスパイク電圧の吸収により、規定の入力側の
電圧Ｅより大きくなつた場合には、その分だけス
イツチング素子１がON時に放電され、エネルギ
ーが負荷側に伝送される。従つて、イおよびロの
点の電圧の激しい変動が本発明の効果により消え
ることとなる。その代りにダイオード１６および
コンデンサー１７に流れる電流i3，i4は瞬間的に
大きな高周波電流となる。実際は、この電流の平
均値は非常に小さいので全体の信頼性は、スイツ
チング素子１の電圧の安全設計に比較すると圧倒
的に簡単な問題に帰着される。
第８図は、本発明の他の実施例を表わす図であ
る。この場合は、ダイオード１６の両端の電圧の
急激な変化を抑えるための抵抗１８、コンデンサ
ー１９の簡単なスナバ回路とコンデンサー１７に
流れる最大電流を抑制するため、抵抗２０がそれ
ぞれ別に付加されている。基本的な動作は、第７
図の回路と全く同じであるが、特に逆回復時間の
大きいダイオードを用いた場合に効果がある回路
である。また、抵抗１８，２０は付加せずともコ
ンデンサー１９だけでも本実施例の効果を得るこ
とは可能である。
る。この場合は、ダイオード１６の両端の電圧の
急激な変化を抑えるための抵抗１８、コンデンサ
ー１９の簡単なスナバ回路とコンデンサー１７に
流れる最大電流を抑制するため、抵抗２０がそれ
ぞれ別に付加されている。基本的な動作は、第７
図の回路と全く同じであるが、特に逆回復時間の
大きいダイオードを用いた場合に効果がある回路
である。また、抵抗１８，２０は付加せずともコ
ンデンサー１９だけでも本実施例の効果を得るこ
とは可能である。
第９図は、第５図の本発明の回路においてダイ
オード１６として逆回復時間がカタログ上
400nsecのものと800nsecの両方のものについて、
ダイオード表面の温度上昇を測定した結果であ
る。横軸は負荷電流I0である。図中、ハが
800nsec、ニが400nsecの場合である。図からわか
るように、負荷電流I0が大きくなるにつれてダイ
オードの表面の温度上昇は増加する傾向にある。
特に800nsecの場合は、これが顕著であり、大電
流の場合にはΔTが100℃を越えるものもあり、
ほとんど実用に供し得なかつた。400nsecのもの
は、ΔTが50℃以下であり、使用条件を明確に決
めれば、充分に使用可能であることがわかつた。
その他200nsec、100nsec以下のものについても検
討したが、温度上昇はさらに抑えられた。従つ
て、実用上は400nsec以下のものが適していると
考えられる。
オード１６として逆回復時間がカタログ上
400nsecのものと800nsecの両方のものについて、
ダイオード表面の温度上昇を測定した結果であ
る。横軸は負荷電流I0である。図中、ハが
800nsec、ニが400nsecの場合である。図からわか
るように、負荷電流I0が大きくなるにつれてダイ
オードの表面の温度上昇は増加する傾向にある。
特に800nsecの場合は、これが顕著であり、大電
流の場合にはΔTが100℃を越えるものもあり、
ほとんど実用に供し得なかつた。400nsecのもの
は、ΔTが50℃以下であり、使用条件を明確に決
めれば、充分に使用可能であることがわかつた。
その他200nsec、100nsec以下のものについても検
討したが、温度上昇はさらに抑えられた。従つ
て、実用上は400nsec以下のものが適していると
考えられる。
以上実施例を用いて詳細に説明したように、本
発明の回路方式を用いれば、スイツチング素子
OFF時のスパイク状電圧によるスイツチング素
子の破壊等、信頼性設計上きわめて重要な問題を
解決した高信頼性磁気増幅器方式スイツチング電
源を実現できる。
発明の回路方式を用いれば、スイツチング素子
OFF時のスパイク状電圧によるスイツチング素
子の破壊等、信頼性設計上きわめて重要な問題を
解決した高信頼性磁気増幅器方式スイツチング電
源を実現できる。
第１図および第３図は従来技術の回路図、第２
図は可飽和リアクトルの特性説明図、第４図は従
来技術による主スイツチング素子の電圧波形図、
第５図および第７図は本発明の基本回路図、第６
図は本発明の効果を示す主スイツチング素子の電
圧波形図、第８図は本発明の他の実施例の回路
図、第９図はダイオードの温度上昇図である。
図は可飽和リアクトルの特性説明図、第４図は従
来技術による主スイツチング素子の電圧波形図、
第５図および第７図は本発明の基本回路図、第６
図は本発明の効果を示す主スイツチング素子の電
圧波形図、第８図は本発明の他の実施例の回路
図、第９図はダイオードの温度上昇図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ トランスの一次巻線に直列に接続され、周期
的に断続するスイツチング素子、前記トランスの
出力の二次巻線に直列に接続される可飽和リアク
トル、前記可飽和リアクトルと直列に接続された
整流回路、前記可飽和リアクトルに流れる電流を
制御するための制御回路とを有し、前記可飽和リ
アクトルに反対方向に流れる電流を制御すること
により、前記整流回路の出力直流電圧を一定にす
る磁気増幅器方式スイツチング電源において、前
記トランスにリセツト用の別巻線を設け、前記リ
セツト巻線の一方の端子を地導体に接続するとと
もに、他の一方の端子を少なくとも一つのダイオ
ードを有する回路と、少なくとも一つのコンデン
サを有する回路とにより、前記一次巻線の両方の
端子にそれぞれ接続したことを特徴とする磁気増
幅器方式スイツチング電源。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載された磁気増幅
器方式スイツチング電源において、前記ダイオー
ドの逆回復時間が400nsec以下のものを用いたこ
とを特徴とする磁気増幅器方式スイツチング電
源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1278884A JPS60160372A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 磁気増幅器方式スイツチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1278884A JPS60160372A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 磁気増幅器方式スイツチング電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60160372A JPS60160372A (ja) | 1985-08-21 |
| JPS6412184B2 true JPS6412184B2 (ja) | 1989-02-28 |
Family
ID=11815131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1278884A Granted JPS60160372A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 磁気増幅器方式スイツチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60160372A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH067747B2 (ja) * | 1988-04-28 | 1994-01-26 | 横河電機株式会社 | 正負出力スイッチング電源の制御回路 |
-
1984
- 1984-01-26 JP JP1278884A patent/JPS60160372A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60160372A (ja) | 1985-08-21 |
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