JP2001025252A - リンギングチョークコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リンギングチョークコンバータにおいて、２
次側の出力電力が軽負荷の時、発振周波数を低くするこ
とによって、軽負荷時の効率を高める。 【解決手段】 リンギングチョークコンバータの制御系
のトランスの巻線５の出力電力の変動による、非制御系
のトランスのドライブ系巻線２のフライバック電圧の変
動をツェナーダイオード１６により検出して、軽負荷時
にトランジスタ１８をオフすることによりトランジスタ
６のオン時間を長くし、スイッチング素子３のオフ時間
を長くすることによって発振周波数を低くして、スイッ
チング素子３のスイッチングロスの１サイクルに占める
割合を小さくし、軽負荷時の効率を高めることを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源回路のリ
ンギングチョークコンバータに関し、２次側の出力電流
がある値以下になると発振周波数を下げて、電源の効率
を高めようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来より使用されている直流回路
で、２次側の出力電流が増大すると発振周波数が下が
り、出力電流が減少すると発振周波数が高くなり、スイ
ッチング素子３のスイッチングロスは発振周波数に反比
例するため、出力電流の少ない軽負荷時の効率が悪化す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来より
使用しているリンギングチョークコンバータは、軽負荷
時の発振周波数が定格負荷時に比べて高くなるため、ス
イッチングロスの発振周波数に占める割合が大きくな
り、軽負荷時の効率を悪化させると共に、軽負荷時の雑
音端子電圧および輻射ノイズなどの高周波ノイズが悪化
するという問題があり、軽負荷時の発振周波数を低下さ
せる手段が求められていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決したものであり、リンギングチョークコンバータ回路
が制御巻線系の出力電力によって非制御巻線系のフライ
バック電圧が変動するのを利用して、この電圧を検出し
て待機電力時のような軽負荷電力時において発振周波数
が低くなるように、スイッチング素子３のオフ時間を延
ばすことによって、スイッチング素子３のスイッチング
ロスを少なくして軽負荷電力時の効率を高めようとする
ものである。すなわち、インダクタンスを有するトラン
ス１のドライブ系巻線２の電圧をスイッチング素子３の
ゲートに与えて、該スイッチング素子３をオンさせ、ま
た、２次側の出力電圧検出回路２０につながるフィード
バック制御回路２１に接続されたトランジスタ２２をオ
ンさせてスイッチング素子３をオフさせ、トランスの逆
起電力によって２次巻線に接続されたコンデンサ２４に
電流を流し、安定した電圧を出力する自励発振のリンギ
ングチョークコンバータにおいて、スイッチング素子３
のゲートと第１のＰＮＰ型トランジスタ６のコレクタと
の間に抵抗７を、また、該トランジスタ６のエミッタと
ドライブ系巻線２の一端との間にコンデンサ８を接続
し、さらに該トランジスタ６のエミッタ・ベース間に抵
抗９とコンデンサ１０とを並列接続し、該トランジスタ
６のベースとドライブ系巻線２の他端との間に抵抗１５
を、該トランジスタ６のコレクタと第２のＮＰＮ型トラ
ンジスタ２２のコレクタの間に抵抗７を接続し、第１の
ＰＮＰ型トランジスタ６のエミッタと第３のＰＮＰ型ト
ランジスタ１８のエミッタを接続し、該トランジスタ１
８のエミッタ・ベース間に抵抗１９とコンデンサ２５を
並列接続し、ドライブ系巻線２の一端と他端との間に、
平滑コンデンサ１２および抵抗１４の並列回路と整流ダ
イオード１１と抵抗１３を直列接続し、平滑コンデンサ
１２の負極と第３のＰＮＰ型トランジスタ１８のベース
との間に抵抗１７とツェナーダイオード１６を直列接続
したことを特徴とする、リンギングチョークコンバータ
である。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１において、スイッチング素子
３のドライブ巻線である巻線２のフライバック電圧（コ
ンデンサ１２への印加電圧）は、２次側の制御系の巻線
５の出力電力によって変動する。制御系の巻線５の出力
電力が大きくなるとコンデンサ１２の電圧は上昇し、逆
に制御系の巻線５の出力電圧が下がる。軽負荷電力にな
るとコンデンサ１２の電圧は下降するため、このコンデ
ンサ１２の電圧をツェナーダイオード１６により検出し
て、制御系の巻線５の出力電力が小さいときは、トラン
ジスタ１８がオフとなり、トランジスタ６のオンとなる
時間が長いため、スイッチング素子３のオフ時間が長く
なり発振周波数が短くなる。これと反対に、巻線５の出
力電力が大きくなるとトランジスタ１８がオンとなり、
トランジスタ６のオンとなる時間が短くなるため、スイ
ッチング素子３のオフ時間が短くなり、発振周波数を高
くすることができる。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明の実施例の基本回路である。
この回路を用いて実験で得たデータが、図３の「制御系
出力電力−発振周波数」と図４の「制御系出力電力−効
率」である。また、図２は上記の発振周波数の制御回路
を有しない従来回路であり、これによる実験データも図
３、４に併せて記載した。

【０００７】

【発明の効果】本発明は、制御系出力電力が軽負荷電力
になると、ドライブ系の巻線２のフライバック電圧（コ
ンデンサ１２への印加電圧）が下がるのをツエナーダイ
オード１６によって検出して、トランジスタ１８をオフ
とし、トランジスタ６をオンとする時間を長くすること
によりスイッチング素子３のオフ時間を長くして図３の
ように発振周波数を低くすることができる。このため、
スイッチング素子３のオン時間の１サイクル（発振周波
数の逆数）に占める割合が小さくなるため図４のように
軽負荷電力時の効率を従来回路２に比べ高くすることが
でき、省電力化、省エネルギー化に貢献するところ大で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の基本回路である。

【図２】従来の基本回路である。

【図３】「制御系出力電力−発振周波数」特性図であ
る。

【図４】「制御系出力電力−効率」特性図である。

【符号の説明】

１ コンバータトランス ２ トランスのドライブ系巻線 ３ スイッチング素子（ＦＥＴ） ４ トランスの１次巻線 ５ トランスの２次巻線 ６、１８、２２ トランジスタ ７、９、１３、１４、１５、１７、１９ 抵抗 ８、１０、１２、２４、２５ コンデンサ １１、２３ ダイオード １６ ツェナーダイオード ２０ 電圧検出回路 ２１ フィードバック制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インダクタンスを有するトランス（１）
   のドライブ系巻線（２）の電圧をスイッチング素子
   （３）のゲートに与えて、該スイッチング素子（３）を
   オンさせ、また、２次側の出力電圧検出回路（２０）に
   つながるフィードバック制御回路（２１）に接続された
   トランジスタ（２２）をオンさせてスイッチング素子
   （３）をオフさせ、トランスの逆起電力によって２次巻
   線に接続されたコンデンサ（２４）に電流を流し、安定
   した電圧を出力する自励発振のリンギングチョークコン
   バータにおいて、 スイッチング素子（３）のゲートと第１のＰＮＰ型トラ
   ンジスタ（６）のコレクタとの間に抵抗（７）を、ま
   た、該トランジスタ（６）のエミッタとドライブ系巻線
   （２）の一端との間にコンデンサ（８）を接続し、さら
   に該トランジスタ（６）のエミッタ・ベース間に抵抗
   （９）とコンデンサ（１０）とを並列接続し、該トラン
   ジスタ（６）のベースとドライブ系巻線（２）の他端と
   の間に抵抗（１５）を、該トランジスタ（６）のコレク
   タと第２のＮＰＮ型トランジスタ（２２）のコレクタの
   間に抵抗（７）を接続し、 第１のＰＮＰ型トランジスタ（６）のエミッタと第３の
   ＰＮＰ型トランジスタ（１８）のエミッタを接続し、該
   トランジスタ（１８）のエミッタ・ベース間に抵抗（１
   ９）とコンデンサ（２５）を並列接続し、 ドライブ系巻線（２）の一端と他端との間に、平滑コン
   デンサ（１２）および抵抗（１４）の並列回路と整流ダ
   イオード（１１）と抵抗（１３）を直列接続し、平滑コ
   ンデンサ（１２）の負極と第３のＰＮＰ型トランジスタ
   （１８）のベースとの間に抵抗（１７）とツェナーダイ
   オード（１６）を直列接続したことを特徴とする、リン
   ギングチョークコンバータ。