JPS642031B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS642031B2 JPS642031B2 JP7083280A JP7083280A JPS642031B2 JP S642031 B2 JPS642031 B2 JP S642031B2 JP 7083280 A JP7083280 A JP 7083280A JP 7083280 A JP7083280 A JP 7083280A JP S642031 B2 JPS642031 B2 JP S642031B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- circuit
- reactor
- switching element
- switching
- 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.)
- Expired
Links
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)
Description
本発明は、交互に導通制御される少なくとも一
対のスイツチング素子を有するインバータ回路
と、このインバータ回路を介して一次巻線が直流
電源に接続される変圧器と、この変圧器の二次巻
線に接続された整流器と、この整流器と負荷との
間に接続された平滑コンデンサと、前記スイツチ
ング素子の通流率を制御することにより負荷に供
給する出力電圧を所望値に保つ制御手段とを備え
たスイツチングレギユレータに関する。
The present invention provides an inverter circuit having at least one pair of switching elements whose conduction is controlled alternately, a transformer whose primary winding is connected to a DC power source via this inverter circuit, and a secondary winding of this transformer. A rectifier connected to the switching element, a smoothing capacitor connected between the rectifier and the load, and a control means for maintaining the output voltage supplied to the load at a desired value by controlling the conduction rate of the switching element. Regarding switching regulators.
従来、直流安定化電源回路として、シリーズレ
ギユレータが安定性に優れ、出力電圧リプルが低
いという特徴を有することから多用されていた
が、効率が低くしかも直列トランジスタで消費す
る電力損失が大きいという欠点を有する。このた
め、今日においては、直流電圧をオンオフ制御
し、このオン時間とオフ時間との比で出力電圧を
制御する効率のよいスイツチングレギユレータが
使用される傾向にある。
一般に、この種のスイツチングレギユレータと
して、例えば、第1図に示す回路構成からなる電
流形スイツチングレギユレータが知られている。
すなわち、第1図に示すスイツチングレギユレー
タは、直流電源Eに対しトランジスタ等のスイツ
チング素子Tr1〜Tr4をブリツジ接続したインバ
ータ回路INVと、このインバータ回路INVの交
流出力端子に変圧器Tを介してダイオード等の整
流素子D1〜D4をブリツジ接続した整流回路REC
とから基本的に構成され、整流回路RECの直流
出力端子側には平滑リアクトルLおよび平滑コン
デンサCからなる出力フイルタを介して負荷Ld
が接続され、この負荷Ld側に印加される電圧を
検出してこの電圧検出値と電圧指令器からの電圧
指令直とに基づいてインバータ回路INVを構成
する各スイツチング素子Tr1〜Tr4の導通率を制
御して負荷Ldに対する出力電圧を一定にするよ
う構成したものである。なお、前記導通率を制御
する回路は、整流回路RECの直流出力側端子に
接続された電圧検出器VDと電圧指令器VCと比
較増幅器Aと導通率調整器CRとから構成するこ
とができる。また、変圧器Tの1次巻線側には、
偏磁防止用コンデンサCPが接続される。
Conventionally, series regulators have been widely used as DC stabilized power supply circuits due to their excellent stability and low output voltage ripple, but they have low efficiency and large power losses due to series transistors. It has its drawbacks. For this reason, today there is a tendency to use efficient switching regulators that control the DC voltage on and off and control the output voltage based on the ratio of the on time to the off time. Generally, as this type of switching regulator, for example, a current source switching regulator having a circuit configuration shown in FIG. 1 is known.
That is, the switching regulator shown in Fig. 1 includes an inverter circuit INV in which switching elements T r1 to T r4 such as transistors are bridge-connected to a DC power source E, and a transformer T to the AC output terminal of this inverter circuit INV. A rectifier circuit REC in which rectifier elements D 1 to D 4 such as diodes are connected via a bridge.
The DC output terminal side of the rectifier circuit REC is connected to a load L d via an output filter consisting of a smoothing reactor L and a smoothing capacitor C.
is connected, detects the voltage applied to this load L d side, and switches each switching element T r1 to T r4 that constitutes the inverter circuit INV based on this voltage detection value and the voltage command direct from the voltage command device. The configuration is such that the conductivity is controlled to keep the output voltage to the load L d constant. The circuit for controlling the conductivity can be composed of a voltage detector VD, a voltage command VC, a comparison amplifier A, and a conductivity regulator CR connected to the DC output side terminal of the rectifier circuit REC. In addition, on the primary winding side of the transformer T,
A capacitor C P for preventing biased magnetism is connected.
このように構成された従来のスイツチングレギ
ユレータにおいては、例えばスイツチング周波数
を20KHzとした場合、出力電圧リプルを充分小さ
くするために、出力フイルタL、Cの共振周波数
はスイツチング周波数よりも約2桁小さくし約
200Hzとするのが一般的である。そこで、このよ
うに設定される共振点を避けるため、定電圧制御
系の応答周波数は100Hz以下、応答遅れ時間5ms
以上となる。従つて応答速度を向上させようとす
る場合、スイツチング周波数を20KHzよりも増大
すればよいが、スイツチング損失の増大等による
限界があるため、負荷急変等の外乱に対する過渡
的な応答特性がシリーズレギユレータに比べて劣
るという難点がある。
また、従来のスイツチングレギユレータにおい
ては、スイツチング素子Tr1〜Tr4の特性のバラ
ツキ等により、変圧器Tの1次巻線に僅かな直流
分が生じて変圧器Tが偏磁し、過大な励磁電流が
流れてスイツチング素子Tr1〜Tr4を破損する恐
れがあるため、第1図に示すように、偏磁防止用
コンデンサCP等の過電流防止手段を施す必要が
ある。
さらに、従来のスイツチングレギユレータにお
いては、超高圧の出力電圧を得る場合、変圧器T
の二次巻線のストレーキヤパシタンスにより大き
な充放電電流が流れてスイツチング素子Tr1〜
Tr4に大きな突入電流を流すため、前記ストレー
キヤパシタンスを極く小さく設定し得る特殊な変
圧器の使用が必要である。
前述したように、従来のスイツチングレギユレ
ータは、効率の点で優れた特徴を有するが、応答
特性並びに製作面において多くの欠点があり、応
用範囲も極めて限定的となる等の難点があつた。
そこで、本発明は、従来のスイツチングレギユ
レータの欠点とされていた応答特性を著しく向上
改善し得ると共に製作の容易なスイツチングレギ
ユレータを提供することを課題とする。
In the conventional switching regulator configured in this way, for example, when the switching frequency is 20KHz, the resonance frequency of the output filters L and C is set to be about 2 times lower than the switching frequency in order to sufficiently reduce the output voltage ripple. Decreasing the order of magnitude to approx.
It is common to set it to 200Hz. Therefore, in order to avoid the resonance point set in this way, the response frequency of the constant voltage control system should be 100Hz or less, and the response delay time should be 5ms.
That's all. Therefore, if you want to improve the response speed, you can increase the switching frequency above 20KHz, but there is a limit due to increased switching loss, etc., so the transient response characteristics to disturbances such as sudden changes in load may not be as good as the series regulation. It has the disadvantage that it is inferior to Rator. Furthermore, in conventional switching regulators, due to variations in the characteristics of the switching elements T r1 to T r4 , a slight DC component is generated in the primary winding of the transformer T, causing the transformer T to become biased. Since an excessive excitation current may flow and damage the switching elements T r1 to T r4 , it is necessary to provide overcurrent prevention means such as a capacitor C P for preventing biased magnetization, as shown in FIG. Furthermore, in conventional switching regulators, when obtaining an ultra-high output voltage, the transformer T
A large charge/discharge current flows due to the stray capacitance of the secondary winding of the switching element T r1 ~
In order to cause a large inrush current to flow through T r4 , it is necessary to use a special transformer that can set the stray capacitance to be extremely small. As mentioned above, conventional switching regulators have excellent characteristics in terms of efficiency, but they also have many drawbacks in terms of response characteristics and manufacturing, and they also have drawbacks such as extremely limited range of application. Ta. SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a switching regulator that can significantly improve the response characteristics, which have been considered to be shortcomings of conventional switching regulators, and is easy to manufacture.
このような課題を解決するために、本発明は、
冒頭で述べた種類のスイツチングレギユレータに
おいて、インバータの出力電流を制限するために
この出力電流に関連した電流が供給され整流回路
と、この整流回路の直流側に接続されたリアクト
ルと、このリアクトルを介して前記整流回路の直
流端子間を短絡する別のスイツチング素子と、こ
の別のスイツチング素子のオフ時にリアクトルの
蓄積エネルギーを回生するためにリアクトルを直
流電源に接続する回別手段と、リアクトルの電流
を所望値に保つべく別のスイツチグ素子をオンオ
フ制御する制御回路とから構成された電流制限回
路を設けたことを特徴とする。
In order to solve such problems, the present invention
The switching regulator of the type mentioned at the beginning includes a rectifier circuit to which a current related to the output current is supplied to limit the output current of the inverter, a reactor connected to the DC side of the rectifier circuit, and a reactor connected to the DC side of the rectifier circuit. another switching element that short-circuits the DC terminals of the rectifier circuit via the reactor; a switching means that connects the reactor to a DC power source in order to regenerate the energy stored in the reactor when the other switching element is turned off; and a reactor. The present invention is characterized by the provision of a current limiting circuit comprising a control circuit for controlling on/off of another switching element to maintain the current at a desired value.
次に、本発明に係るスイツチングレギユレータ
の実施例につき添付図面を参照しながら以下詳細
に説明する。
第2図に示す実施例は、トランジスタからなる
スイツチング素子10a〜10dを直流電流12
に対しブリツジ接続したインバータ回路10と、
インバータ回路10の交流出力側端子に接続され
た変圧器14と、変圧器14の二次巻線側にブリ
ツジ接続されたダイオード整流回路16とからな
り、このダイオード整流回路16の直流出力側端
子に平滑コンデンサ18からなる出力フイルタを
介して負荷20を接続すると共に負荷20の入力
電圧を電圧検出器22で検出し、この電圧検出値
を電圧指令器24の指令値と増幅器26で比較増
幅し導通率調整器28を介してインバータ回路1
0の各スイツチング素子10a〜10dの導通率
を調整し、負荷20に対する出力電圧を一定に制
御するよう基本的に回路構成されたものである。
このような基本的回路構成は、第1図に示す従来
のスイツチングレギユレータの回路構成と略同一
である。
本実施例回路においては、変圧器14の一次巻
線側に電流制限回路30を設けたことを特徴とす
る。すなわち、電流制限回路30は、インバータ
回路10の交流出力側端子に変流器32の一次巻
線を接続し、変圧器32の二次巻線をダイオード
ブリツジ整流回路34に接続し、このダイオード
ブリツジ整流回路34を直流電源12に対しダイ
オード36を介して直列に接続されたスイツチン
グ素子38にリアクトル40を介して並列接続し
たものである。なお、スイツチング素子38は、
ダイオードブリツジ整流回路34に流れる電流を
検出する電流検出器42と電流指令器44と導通
率調整器46とから成るフイードバツク制御回路
によりオンオフ制御される。今、変流器32を介
して電流制限回路30に供給され、ダイオードブ
リツジ整流回路34およびリアクトル40を流れ
る電流をI30とする。この電流I30を便宜上リアク
トル電流と称することにする。しかして、スイツ
チング素子38がオン制御されているときには、
ダイオードブリツジ整流回路34、リアクトル4
0およびスイツチング素子38から成る閉ループ
が構成され、それゆえリアクトル電流I30はスイ
ツチング素子38を通つてかかる閉ループを循環
することになる。この閉ループを循環するリアク
トル電流I30は電流検出器42で検出される。そ
して、この検出リアクトル電流I30が電流指令器
44で設定された電流制限値I30*を超えると、
導通率調整器46によつてスイツチング素子38
がオフ制御される。その結果、上記閉ループが開
路されるので、リアクトル電流I30はダイオード
36を通つて直流電源12側へ流入し、ダイオー
ドブリツジ整流回路34→リアクトル40→ダイ
オード36→直流電源12→ダイオードブリツジ
整流回路34なる経路で循環するようになる。そ
れにより、リアクトル40に蓄積されたエネルギ
ーが直流電源12へ回生される。
次に、このように構成した本発明に係わるスイ
ツチングレギユレータの動作につき、第3図に示
す動作波形図に基づいて説明する。
前述した回路構成から明らかなように、本実施
例において使用する電流制限回路30は、インバ
ータ回路10の出力電流を制限するために生じた
エネルギーを直流電源12へ回生するよう構成さ
れている。まず、電流制限回路30の電流制限値
I30*を第3図1に示すように設定する。また、
導通率調整器28の導通率調整特性e28が第3図
2に示すように設定され、増幅器26の出力電圧
e26が第3図2に示すようになつたとすると、イ
ンバータ回路10の各スイツチング素子10a〜
10dに対する導通率調整器28の出力信号ea〜
edは第3図3に示すようになる。この結果、イン
バータ回路10の出力電圧e10および変圧器14
の一次電流I14は夫々第3図4,5に示すように
なる。また、この場合における変流器32の二次
電圧e32第3図7に示すようになる。このように
して、変圧器14を介して負荷20側に供給され
る出力電流I18および出力電圧e22はそれぞれ第3
図6,8に示すようになり、出力電圧e22は略一
定に制御される。
次にエネルギーが直流電源へ回生される動作に
ついて第4図を参照して詳細に説明する。スイツ
チング素子38がオフ制御されていると、上述し
たように、変流器32の二次側にはダイオードブ
リツジ整流回路34、リアクトル40およびスイ
ツチング素子38から成る閉ループが構成されて
おり、それゆえ、変流器32の二次側に発生した
エネルギーによつてかかる閉ループに流れるリア
クトル電流I30は増加する。このことは第4図の
時点t1〜t2間に示されている。具体的には、第3
図に示された変流器32の二次電圧e32をダイオ
ードブリツジ整流回路34で整流した電圧がリア
クトル40の両端に印加されて、リアクトル電流
I30が増加することになる。このリアクトル電流
I30は上記閉ループにリアクトル40が含まれて
いるので急変しない。インバータ回路10の導通
区間を第4図においてa,b,c,dにて示す
と、この区間では変流器32とダイオードブリツ
ジ整流回路34とを介して変圧器14の一次電流
I14とリアクトル電流I30とは変流器32の変流比
によつて決まる値しか流れ得ない。つまり、変圧
器14の一次電流I14はリアクトル電流I30にクラ
ンプされる。このことが本発明における電流制限
動作の基本である。(但し、変流器32の変流比
を1に設定する場合には、実質的に変流器32が
存在しないのと同じになるので、当然のことなが
ら変流器は省略してもよい。)第4図においては、
リアクトル電流I30の斜線部分A,B,C,Dが
変圧器14の一次電流I14の波高値を決めている
ことになる。このリアクトル電流I30が電流指令
器44で設定された電流制限値I30*を超えると、
導通率調整器46によつてスイツチング素子38
が時点t2でオフ制御される。すると、上述の如
く、リアクトル電流I30はスイツチング素子38
からダイオード36へ転流する。このときのリア
クトル電流I30は全て直流電源12へ流入し、リ
アクトル40のエネルギーが直流電源12へ回生
される。この期間t2〜t3では、変流器32の二次
電圧e32をダイオードブリツジ整流回路34で整
流した電圧よりも電源電圧の方が高いので、リア
クトル電圧I30は減少する。時点t3でリアクトル電
流I30が電流指令器44で設定された電流制限値
I30*を下回ると、導通率調整器46によつてス
イツチング素子38が再びオン制御される。この
ことの繰り返しによつて、円滑に効率よく変圧器
14の一次電流I14を制限し、リアクトル40の
エネルギーが電源に回生されることになる。な
お、第4図においては、スイツチング素子38の
オンオフ周期はインバータ回路10のスイツチン
グ周期よりも充分長く示したが、スイツチング素
子38のオンオフ周期はインバータ回路10とは
独立して選定可能であるので、インバータ回路1
0のスイツチング周期より短くなつても差し支え
ない。
なお、ダイオード36はスイツチング素子38
がオン状態のときには非導通にあり、一方スイツ
チング素子38がオフ状態のときには導通になつ
て、リアクトル電流I30を直流電源12へ導く。
従つて、ダイオード36の代わりに、例えばトラ
ンジスタを接続し、そして、スイツチング素子3
8がオン状態のときには該トランジスタをオフ状
態にし、一方スイツチング素子38がオフ状態の
ときには該トランジスタをオン状態にするよう
に、スイツチング素子38と該トランジスタとを
導通率調整器46によつて制御するようにしても
良いことは、上述した本発明の動作態様から容易
に理解できることである。
なお、また本実施例回路において、出力電圧
e22を一定に制御する応答周波数は、自動制御理
論によつても実験結果でも略一致し、スイツチン
グ周波数は=1/T(Hz)〔第3図5参照〕とな
ることが確認された。また、応答遅れ時間はr≒
T/2(sec)〔第3図6参照〕となることも確認
された。すなわち、スイツチング周波数=20K
Hzと設定すると、応答周波数も20KHzとなり、こ
の場合の応答遅れ時間は約25μsとなる。
Next, embodiments of the switching regulator according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the embodiment shown in FIG. 2, switching elements 10a to 10d made of transistors are
an inverter circuit 10 bridge-connected to the
It consists of a transformer 14 connected to the AC output side terminal of the inverter circuit 10, and a diode rectifier circuit 16 connected to the secondary winding side of the transformer 14. A load 20 is connected through an output filter consisting of a smoothing capacitor 18, and the input voltage of the load 20 is detected by a voltage detector 22. This detected voltage value is compared and amplified with a command value of a voltage command device 24 by an amplifier 26 to establish continuity. Inverter circuit 1 via rate regulator 28
The circuit is basically configured to adjust the conductivity of each of the switching elements 10a to 10d of 0 and to control the output voltage to the load 20 to be constant.
This basic circuit configuration is substantially the same as that of the conventional switching regulator shown in FIG. The circuit of this embodiment is characterized in that a current limiting circuit 30 is provided on the primary winding side of the transformer 14. That is, the current limiting circuit 30 connects the primary winding of the current transformer 32 to the AC output side terminal of the inverter circuit 10, connects the secondary winding of the transformer 32 to the diode bridge rectifier circuit 34, and A bridge rectifier circuit 34 is connected in parallel via a reactor 40 to a switching element 38 which is connected in series to the DC power supply 12 via a diode 36. Note that the switching element 38 is
On/off control is performed by a feedback control circuit comprising a current detector 42 that detects the current flowing through the diode bridge rectifier circuit 34, a current command device 44, and a conductivity regulator 46. Now, let the current supplied to the current limiting circuit 30 via the current transformer 32 and flowing through the diode bridge rectifier circuit 34 and the reactor 40 be I30 . For convenience, this current I 30 will be referred to as a reactor current. Therefore, when the switching element 38 is controlled to be on,
Diode bridge rectifier circuit 34, reactor 4
0 and the switching element 38 is formed, so that the reactor current I 30 circulates in such a closed loop through the switching element 38. The reactor current I 30 circulating in this closed loop is detected by a current detector 42 . Then, when this detection reactor current I 30 exceeds the current limit value I 30 * set by the current command device 44,
The switching element 38 is controlled by the conductivity regulator 46.
is controlled off. As a result, the closed loop is opened, so the reactor current I 30 flows into the DC power supply 12 side through the diode 36, and the diode bridge rectifier circuit 34 → reactor 40 → diode 36 → DC power supply 12 → diode bridge rectifier It comes to circulate through a path called circuit 34. Thereby, the energy accumulated in the reactor 40 is regenerated to the DC power supply 12. Next, the operation of the switching regulator according to the present invention constructed as described above will be explained based on the operation waveform diagram shown in FIG. As is clear from the circuit configuration described above, the current limiting circuit 30 used in this embodiment is configured to regenerate energy generated for limiting the output current of the inverter circuit 10 to the DC power supply 12. First, the current limit value of the current limit circuit 30
I 30 * is set as shown in FIG. Also,
The conductivity adjustment characteristic e28 of the conductivity regulator 28 is set as shown in FIG.
If e 26 becomes as shown in FIG. 3, each switching element 10a to
Output signal e a of the conductivity regulator 28 for 10d
e d becomes as shown in FIG. 3. As a result, the output voltage e 10 of the inverter circuit 10 and the transformer 14
The primary current I14 is as shown in FIGS. 4 and 5, respectively. Further, the secondary voltage e 32 of the current transformer 32 in this case is as shown in FIG. 3, 7. In this way, the output current I 18 and the output voltage e 22 supplied to the load 20 side via the transformer 14 are respectively
As shown in FIGS. 6 and 8, the output voltage e22 is controlled to be substantially constant. Next, the operation of regenerating energy to the DC power source will be explained in detail with reference to FIG. 4. When the switching element 38 is controlled to be off, as described above, a closed loop consisting of the diode bridge rectifier circuit 34, the reactor 40, and the switching element 38 is configured on the secondary side of the current transformer 32. , the reactor current I 30 flowing in this closed loop increases due to the energy generated on the secondary side of the current transformer 32. This is illustrated in FIG. 4 between time points t1 and t2 . Specifically, the third
A voltage obtained by rectifying the secondary voltage e 32 of the current transformer 32 shown in the figure by the diode bridge rectifier circuit 34 is applied to both ends of the reactor 40, and the reactor current
I 30 will increase. This reactor current
I 30 does not change suddenly because the reactor 40 is included in the closed loop. The conduction sections of the inverter circuit 10 are indicated by a, b, c, and d in FIG.
I 14 and reactor current I 30 can only flow at values determined by the current transformation ratio of current transformer 32. That is, the primary current I 14 of the transformer 14 is clamped to the reactor current I 30 . This is the basis of the current limiting operation in the present invention. (However, if the current transformation ratio of the current transformer 32 is set to 1, it is essentially the same as if the current transformer 32 does not exist, so of course the current transformer may be omitted. ) In Figure 4,
Shaded portions A, B, C, and D of the reactor current I 30 determine the peak value of the primary current I 14 of the transformer 14. When this reactor current I 30 exceeds the current limit value I 30 * set by the current command device 44,
The switching element 38 is controlled by the conductivity regulator 46.
is controlled off at time t 2 . Then, as mentioned above, the reactor current I 30 flows through the switching element 38.
The current is commutated from to the diode 36. All of the reactor current I 30 at this time flows into the DC power supply 12, and the energy of the reactor 40 is regenerated to the DC power supply 12. During this period t 2 to t 3 , the power supply voltage is higher than the voltage obtained by rectifying the secondary voltage e 32 of the current transformer 32 by the diode bridge rectifier circuit 34, so the reactor voltage I 30 decreases. At time t3 , the reactor current I30 reaches the current limit value set by the current command device 44.
When I 30 * is lower than I 30 *, the switching element 38 is turned on again by the conductivity regulator 46 . By repeating this process, the primary current I 14 of the transformer 14 is restricted smoothly and efficiently, and the energy of the reactor 40 is regenerated into the power source. In FIG. 4, the on-off period of the switching element 38 is shown to be sufficiently longer than the switching period of the inverter circuit 10, but since the on-off period of the switching element 38 can be selected independently of the inverter circuit 10, Inverter circuit 1
There is no problem even if the switching period is shorter than 0. Note that the diode 36 is a switching element 38.
When the switching element 38 is in the on state, it is non-conducting, and when the switching element 38 is in the off state, it is conducting and leads the reactor current I 30 to the DC power supply 12.
Therefore, instead of the diode 36, for example, a transistor is connected, and the switching element 3
The switching element 38 and the transistor are controlled by the conductivity regulator 46 so that when the switching element 8 is on, the transistor is turned off, and when the switching element 38 is off, the transistor is turned on. It can be easily understood from the above-mentioned operation mode of the present invention that this may be done. Furthermore, in this example circuit, the output voltage
It was confirmed that the response frequency for controlling e 22 to be constant is approximately the same according to automatic control theory and experimental results, and the switching frequency is = 1/T (Hz) [see Fig. 3, 5]. Also, the response delay time is r≒
It was also confirmed that T/2 (sec) [see FIG. 3, 6]. That is, switching frequency = 20K
If it is set to Hz, the response frequency will also be 20KHz, and the response delay time in this case will be approximately 25μs.
前述した実施例の説明から充分理解できるよう
に、本発明によるスイツチングレギユレータによ
ればインバータ回路の出力電流を制限することが
出来ると共に、インバータ回路の出力電流を制限
するために生じたエネルギーを直流電源に回生し
て有効利用することが出来る。
さらに、本発明によれば、従来出力フイルタと
して必要とされた平滑リアクトルの設置を省略す
ることがき、しかも過渡的な応答速度を従来のス
イツチングレギユレータに比べて約200倍向上さ
せることが可能となつた。すなわち、応答周波数
は100Hzから20KHzまで向上させることができ、
応答遅れ時間は5msから25μsまで向上させること
ができる。
また、電流制限回路を設けることにより、変圧
器の偏磁が生じた際の過電流も制限し得るので、
従来のように変圧器に対する偏磁防止手段が不要
となる利点がある。なお、電流制限回路を構成す
る変流器に偏磁防止手段を施す必要はある。
さらに、変圧器巻線のストレーキヤパシタンス
に対して非常に有利となり、このため超高圧用の
直流安定化電源回路の実現が容易となり、殊に変
圧器結合していることからレーダ電源等の高電圧
高精度の直流安定化電源回路として好適に応用す
ることがきる。
以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
As can be fully understood from the description of the embodiments described above, the switching regulator according to the present invention can limit the output current of the inverter circuit, and also reduce the energy generated to limit the output current of the inverter circuit. can be regenerated into DC power and used effectively. Furthermore, according to the present invention, it is possible to omit the installation of a smoothing reactor that was conventionally required as an output filter, and moreover, it is possible to improve transient response speed by approximately 200 times compared to a conventional switching regulator. It became possible. In other words, the response frequency can be improved from 100Hz to 20KHz,
Response delay time can be improved from 5ms to 25μs. In addition, by providing a current limiting circuit, it is possible to limit overcurrent when unbalanced magnetization occurs in the transformer.
There is an advantage that there is no need for a bias prevention means for the transformer as in the conventional case. Note that it is necessary to provide a bias prevention means to the current transformer constituting the current limiting circuit. Furthermore, it is very advantageous for the stray capacitance of transformer windings, making it easy to realize ultra-high voltage DC stabilized power supply circuits, and in particular, since it is transformer-coupled, radar power supplies, etc. It can be suitably applied as a high-voltage, high-precision DC stabilized power supply circuit. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
第1図は従来のスイツチングレギユレータの回
路図、第2図は本発明に係るスイツチングレギユ
レータの一実施例を示す回路図、第3図および第
4図はそれぞれ第2図に示す回路の動作も説明す
るための波形図である。
10…インバータ回路、10a〜10d…スイ
ツチング素子、12…直流電源、14…変圧器、
16…ダイオード整流回路、18…平滑コンデン
サ、20…負荷、22…電圧検出器、24…電圧
指令器、26…増幅器、28…導通率調整器、3
0…電流制限回路、32…変流器、34…ダイオ
ードブリツジ整流回路、36…ダイオード、38
…スイツチング素子、40…リアクトル、42…
電流検出器、44…電流指令器、46…導通率調
整器。
Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional switching regulator, Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a switching regulator according to the present invention, and Figs. 3 and 4 are respectively shown in Fig. 2. FIG. 3 is a waveform chart for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 10... Inverter circuit, 10a to 10d... Switching element, 12... DC power supply, 14... Transformer,
16...Diode rectifier circuit, 18...Smoothing capacitor, 20...Load, 22...Voltage detector, 24...Voltage command device, 26...Amplifier, 28...Conductivity regulator, 3
0... Current limiting circuit, 32... Current transformer, 34... Diode bridge rectifier circuit, 36... Diode, 38
...Switching element, 40...Reactor, 42...
Current detector, 44...Current command device, 46...Conductivity regulator.
Claims (1)
ツチング素子を有するインバータ回路10と、 このインバータ回路を介して一次巻線が直流電
源に接続される変圧器14と、 この変圧器の二次巻線に接続された整流器16
と、 この整流器と負荷20との間に接続された平滑
コンデンサ18と、 前記スイツチング素子の通流率を制御すること
により前記負荷に供給する出力電圧を所望値に保
つ制御手段28とを備えたスイツチングレギユレ
ータにおいて、 前記インバータの出力電流を制限するためにこ
の出力電流に関連した電流が供給される整流回路
34と、 この整流回路の直流側に接続されたリアクトル
40と、 このリアクトルを介して前記整流回路の直流端
子間を短絡する別のスイツチング素子38と、 この別のスイツチング素子のオフ時に前記リア
クトルの蓄積エネルギーを回生するために前記リ
アクトルを直流電源に接続する回路手段36と、 前記リアクトルの電流を所望値に保つべく前記
別のスイツチング素子をオンオフ制御する制御回
路46と、 から構成された電流制限回路30を設けたことを
特徴とするスイツチングレギユレータ。[Claims] 1. An inverter circuit 10 having at least one pair of switching elements whose conduction is controlled alternately; a transformer 14 whose primary winding is connected to a DC power source via this inverter circuit; Rectifier 16 connected to the secondary winding
and a smoothing capacitor 18 connected between the rectifier and the load 20, and a control means 28 for maintaining the output voltage supplied to the load at a desired value by controlling the conduction rate of the switching element. The switching regulator includes a rectifier circuit 34 to which a current related to the output current is supplied to limit the output current of the inverter, a reactor 40 connected to the DC side of the rectifier circuit, and a reactor 40 connected to the DC side of the rectifier circuit. another switching element 38 for short-circuiting the DC terminals of the rectifier circuit through the switching element; and circuit means 36 for connecting the reactor to a DC power source in order to regenerate the energy stored in the reactor when the other switching element is off. A switching regulator comprising: a control circuit 46 that controls on/off the other switching element to maintain the current of the reactor at a desired value; and a current limiting circuit 30.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7083280A JPS5771A (en) | 1980-05-29 | 1980-05-29 | Switching regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7083280A JPS5771A (en) | 1980-05-29 | 1980-05-29 | Switching regulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5771A JPS5771A (en) | 1982-01-05 |
| JPS642031B2 true JPS642031B2 (en) | 1989-01-13 |
Family
ID=13442936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7083280A Granted JPS5771A (en) | 1980-05-29 | 1980-05-29 | Switching regulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5771A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58179162A (en) * | 1982-04-13 | 1983-10-20 | Nec Corp | Power source circuit |
-
1980
- 1980-05-29 JP JP7083280A patent/JPS5771A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5771A (en) | 1982-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH02273072A (en) | Electric source circuit | |
| US4001665A (en) | High efficiency power supply having a reactive buck automatic d.c. voltage regulator | |
| JPS5931245B2 (en) | Power supply voltage controlled amplifier | |
| US3818308A (en) | Inverting bridge circuit | |
| US4644254A (en) | Switch controller having a regulating path and an auxiliary regulating path parallel thereto | |
| US3894280A (en) | Frequency limited ferroresonant power converter | |
| US4352055A (en) | AC Variable voltage source utilizing pulse width modulation | |
| USRE28359E (en) | Closed loop ferroresohant regulator | |
| JPH09121559A (en) | Inverter device | |
| US4232363A (en) | AC to DC Converter with enhanced buck/boost regulation | |
| JPS642031B2 (en) | ||
| US4189651A (en) | Transistor switch device | |
| JPH03296117A (en) | Variable automatic voltage controller | |
| JPH01295670A (en) | Overcurrent protective circuit | |
| JP3215127B2 (en) | Switching power supply control circuit | |
| JPS627773B2 (en) | ||
| US5367447A (en) | Signal separation circuit | |
| JP2001169539A (en) | Active feedback chopper circuit and voltage adjusting using the same | |
| JP2577561B2 (en) | AC voltage regulator | |
| JPH05146143A (en) | Rush current preventive circuit | |
| JPH07327361A (en) | Inverter device | |
| JPS5925580A (en) | Switching regulator | |
| JP2500989Y2 (en) | Switching power supply | |
| JPH031914B2 (en) | ||
| JPS6318962A (en) | Switching power source |