JP2517284Y2 - リンギングチヨ−クコンバ−タ - Google Patents
リンギングチヨ−クコンバ−タInfo
- Publication number
- JP2517284Y2 JP2517284Y2 JP9402086U JP9402086U JP2517284Y2 JP 2517284 Y2 JP2517284 Y2 JP 2517284Y2 JP 9402086 U JP9402086 U JP 9402086U JP 9402086 U JP9402086 U JP 9402086U JP 2517284 Y2 JP2517284 Y2 JP 2517284Y2
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- Japan
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- voltage
- transistor
- output voltage
- ringing choke
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は過負荷のときに出力をしゃ断する過負荷保護
動作の機能回路を持つDC-DCコンバとなるリンギングチ
ョークコンバータに関する。
動作の機能回路を持つDC-DCコンバとなるリンギングチ
ョークコンバータに関する。
〈従来の技術〉 リンギングチョークコンバータは回路構成が簡素であ
り，さらに過負荷時の保護動作機能を原理的に具備して
いるので各種電子機器に広く使用されている。
り，さらに過負荷時の保護動作機能を原理的に具備して
いるので各種電子機器に広く使用されている。
従来のリンギングチョークコンバータは第３図の回路
図に示すようにスイッチング用トランジスタ５のオンに
より変成器14に励磁エネルギーが蓄積され，また，オフ
によってダイオード12,13を介して蓄積エネルギーがコ
ンデンサ11,10に放出され出力電圧が上昇する。ここで
コンバータの入力電圧をＶin，トランジスタのオン時間
をｔon，オフ時間をｔoff，変成器の励磁巻線，ベース
巻線，出力巻線の巻回数をそれぞれｎ1,n2,n3，コンデ
ンサ11,10の端子電圧をそれぞれＶout,VSとすればつぎ
の関係式が成り立つ。
図に示すようにスイッチング用トランジスタ５のオンに
より変成器14に励磁エネルギーが蓄積され，また，オフ
によってダイオード12,13を介して蓄積エネルギーがコ
ンデンサ11,10に放出され出力電圧が上昇する。ここで
コンバータの入力電圧をＶin，トランジスタのオン時間
をｔon，オフ時間をｔoff，変成器の励磁巻線，ベース
巻線，出力巻線の巻回数をそれぞれｎ1,n2,n3，コンデ
ンサ11,10の端子電圧をそれぞれＶout,VSとすればつぎ
の関係式が成り立つ。
また，トランジスタ５の起動は抵抗６を介してトラン
ジスタ５にベース電流が流れはじめ励磁巻線ｎ1の励磁
を開始し，ベース巻線ｎ2は図に示した黒丸の極性から
正帰還動作をし，トランジスタ５を急速にターンオンさ
せベース電流ＩBは下記の通りとなる。但し，抵抗７の
抵抗値をＲbとする。
ジスタ５にベース電流が流れはじめ励磁巻線ｎ1の励磁
を開始し，ベース巻線ｎ2は図に示した黒丸の極性から
正帰還動作をし，トランジスタ５を急速にターンオンさ
せベース電流ＩBは下記の通りとなる。但し，抵抗７の
抵抗値をＲbとする。
ＩB＝Ｖin×ｎ2／（ｎ1×Ｒb） …２ また，励磁巻線ｎ1のインダクタンスをＬPとすればコレ
クタ電流ＩC，およびその最大値ＩC(Max)は次のごとく
なる。
クタ電流ＩC，およびその最大値ＩC(Max)は次のごとく
なる。
ＩC＝Ｖin・ｔon/LP …３ ＩC(Max)＝ＩB・ｈFE …４ 従って，コレクタ電流がＩC(Max)に達するとトランジス
タ５の飽和電圧が上昇し，トランスの鉄心は減磁動作と
なりｎ2巻線の正帰還作用によって急速にトランジスタ
５はターンオフして負荷側コンデンサ10,11に放出され
る蓄積エネルギＥPは でエネルギーの放出の後，再びトランジスタ５はターン
オン状態となり，以下同様の繰り返し動作を行い，コン
デンサ10,11の電圧は１式に示される関係を保ちながら
上昇する。
タ５の飽和電圧が上昇し，トランスの鉄心は減磁動作と
なりｎ2巻線の正帰還作用によって急速にトランジスタ
５はターンオフして負荷側コンデンサ10,11に放出され
る蓄積エネルギＥPは でエネルギーの放出の後，再びトランジスタ５はターン
オン状態となり，以下同様の繰り返し動作を行い，コン
デンサ10,11の電圧は１式に示される関係を保ちながら
上昇する。
ここでツェナーダイオード９のツェナ電圧をＶZとす
ればコンデンサ10の電圧はやがて,VZに達する状態とな
りこの時点で，トランジスタ５のベース電流ＩBはツェ
ナーダイオード９を介してコンデンサ10に吸収され４式
に示したＩC(Max)以下の励磁時間に低減される。従って
この状態では１式が のように示され明らかに，出力電圧Ｖoutはツェナ電圧
ＶZに関連し安定化状態に達したといえる。
ればコンデンサ10の電圧はやがて,VZに達する状態とな
りこの時点で，トランジスタ５のベース電流ＩBはツェ
ナーダイオード９を介してコンデンサ10に吸収され４式
に示したＩC(Max)以下の励磁時間に低減される。従って
この状態では１式が のように示され明らかに，出力電圧Ｖoutはツェナ電圧
ＶZに関連し安定化状態に達したといえる。
〈考案が解決しようとする問題点〉 第３図のようなリンギングチョークコンバータはツェ
ナーダイオード９によって出力電圧Ｖoutを安定化して
いる。第４図はこの出力電圧Ｖoutと出力電流Ｉoutの関
係を示す特性を示す。つまり負荷インピーダンスを低下
させると４式に示されるＩC(Max)によって規定される出
力エネルギーの範囲内では出力電圧Ｖoutは安定化状態
を継続するものの，これを超えると蓄積エネルギーの限
界に達して出力電圧はＶout減少し始める。さらに３式
の関係からＩC(Max)によるｔon(Max)が一律に定まるけ
れど１式より出力電圧Ｖoutが低下するとｔoffが大きく
なり入力電力が低減し始める。従って第４図のように負
荷インピーダンスを低減させて，電力が抑制されるいわ
ゆるロールオフ現象を生じリンギングチョークコンバー
タが負荷の短絡モードに強いということになる。
ナーダイオード９によって出力電圧Ｖoutを安定化して
いる。第４図はこの出力電圧Ｖoutと出力電流Ｉoutの関
係を示す特性を示す。つまり負荷インピーダンスを低下
させると４式に示されるＩC(Max)によって規定される出
力エネルギーの範囲内では出力電圧Ｖoutは安定化状態
を継続するものの，これを超えると蓄積エネルギーの限
界に達して出力電圧はＶout減少し始める。さらに３式
の関係からＩC(Max)によるｔon(Max)が一律に定まるけ
れど１式より出力電圧Ｖoutが低下するとｔoffが大きく
なり入力電力が低減し始める。従って第４図のように負
荷インピーダンスを低減させて，電力が抑制されるいわ
ゆるロールオフ現象を生じリンギングチョークコンバー
タが負荷の短絡モードに強いということになる。
しかしリンギングチョークコンバータの出力に複数個
の負荷が接続される場合がある。その場合、一方の負荷
に何らかの負荷異常が発生し過負荷となると、その負荷
に対する出力電圧が低下し、されと同時に、負荷異常の
ない他方の負荷に対する出力電圧も安定化出力電圧から
低下した状態が生じるため、他方の負荷である電子回路
においては少くとも正常な回路動作を得ることが不可能
となる欠点がある。
の負荷が接続される場合がある。その場合、一方の負荷
に何らかの負荷異常が発生し過負荷となると、その負荷
に対する出力電圧が低下し、されと同時に、負荷異常の
ない他方の負荷に対する出力電圧も安定化出力電圧から
低下した状態が生じるため、他方の負荷である電子回路
においては少くとも正常な回路動作を得ることが不可能
となる欠点がある。
例えば、第３図に示すように、リンギングチョークコ
ンバータの出力が、スイッチングレギュレータの主トラ
ンジスタの駆動電源として用いられるとともに、他の電
子機器用の直流安定化電源として兼用されるときがあ
る。この場合、他の電子機器において異常が発生した場
合にはスイッチングレギュレータの主トランジスタの駆
動電源の電圧も継続的に低下するため、スイッチングレ
ギュレータの主トランジスタの非飽和現象を引きおこ
し、スイッチングレギュレータの主トランジスタの破損
事故を引き起こす欠点がある。
ンバータの出力が、スイッチングレギュレータの主トラ
ンジスタの駆動電源として用いられるとともに、他の電
子機器用の直流安定化電源として兼用されるときがあ
る。この場合、他の電子機器において異常が発生した場
合にはスイッチングレギュレータの主トランジスタの駆
動電源の電圧も継続的に低下するため、スイッチングレ
ギュレータの主トランジスタの非飽和現象を引きおこ
し、スイッチングレギュレータの主トランジスタの破損
事故を引き起こす欠点がある。
〈問題点を解決するための手段〉 本考案は従来のかかる欠点を除き，変成器の励磁巻線
ｎ1と直列に接続されたスイッチング用トランジスタ５
のオンまたはオフによる励磁エネルギーの変化をベース
巻線ｎ2を通じて正帰還また出力巻線ｎ3を介して直流出
力電圧を放出するとともに該出力電圧の上昇に際しツェ
ナーダイオード９を介してトランジスタ５のベース電流
を出力側に吸収し，出力電圧の安定を行なわせるリンギ
ングチョークコンバータにおいて，前記スイッチング用
トランジスタ５のベースとエミッタとに制御用トランジ
スタ15のコレクタとエミッタとをそれぞれ接続し、か
つ、前記制御用トランジスタ15のベースに前記出力電圧
が小さくなるにしたがって大きくなる電圧を印加するベ
ース電圧印加回路を設け、このベース電圧印加回路によ
って前記制御用トランジスタ15は前記出力電圧が所定値
以下となった時にオンとなって前記スイッチング用トラ
ンジスタ５をオフとする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。
ｎ1と直列に接続されたスイッチング用トランジスタ５
のオンまたはオフによる励磁エネルギーの変化をベース
巻線ｎ2を通じて正帰還また出力巻線ｎ3を介して直流出
力電圧を放出するとともに該出力電圧の上昇に際しツェ
ナーダイオード９を介してトランジスタ５のベース電流
を出力側に吸収し，出力電圧の安定を行なわせるリンギ
ングチョークコンバータにおいて，前記スイッチング用
トランジスタ５のベースとエミッタとに制御用トランジ
スタ15のコレクタとエミッタとをそれぞれ接続し、か
つ、前記制御用トランジスタ15のベースに前記出力電圧
が小さくなるにしたがって大きくなる電圧を印加するベ
ース電圧印加回路を設け、このベース電圧印加回路によ
って前記制御用トランジスタ15は前記出力電圧が所定値
以下となった時にオンとなって前記スイッチング用トラ
ンジスタ５をオフとする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。
〈実施例〉 本考案によるリンギングチョークコンバータの回路図
を第１図にまたその特性曲線図を第２図に示す。
を第１図にまたその特性曲線図を第２図に示す。
本考案は第１図に示すように第３図の従来の回路と基
本的にはほぼ同じであるが，スイッチング用トランジス
タ５のベースとエミッタ間に電圧検出とスイッチング用
トランジスタ５のベース制御の機能を有する制御用トラ
ンジスタ15のコレクタとエミッタとを接続する。またコ
ンデンサ10の端子電圧ＶSを検出する分圧抵抗16および1
7の接続点を制御用トランジスタ15のベースに接続する
とともに分圧抵抗16と21の接続点と制御用トランジスタ
15のエミッタ間に基準電圧ＶRet形成用ツェナーダイオ
ード20を接続する。
本的にはほぼ同じであるが，スイッチング用トランジス
タ５のベースとエミッタ間に電圧検出とスイッチング用
トランジスタ５のベース制御の機能を有する制御用トラ
ンジスタ15のコレクタとエミッタとを接続する。またコ
ンデンサ10の端子電圧ＶSを検出する分圧抵抗16および1
7の接続点を制御用トランジスタ15のベースに接続する
とともに分圧抵抗16と21の接続点と制御用トランジスタ
15のエミッタ間に基準電圧ＶRet形成用ツェナーダイオ
ード20を接続する。
いま本考案によるリンギングチョークコンバータの基
本動作は従来の場合と同様で１式〜６式の関係が成り立
ちＩC(Max)に対応する負荷インピーダンスまでの低下範
囲においては直流出力Ｖoutは安定であり，これを超え
るとＶoutは低下しはじめる。
本動作は従来の場合と同様で１式〜６式の関係が成り立
ちＩC(Max)に対応する負荷インピーダンスまでの低下範
囲においては直流出力Ｖoutは安定であり，これを超え
るとＶoutは低下しはじめる。
ここで,VoutとＶSの間には１式の通り比例関係が成立
し以下の関係で示される。
し以下の関係で示される。
またＶoutにしゃ断を発生せしめるべき電圧値をＶoffと
すれば この時点でのＶSの値をＶS(off)とすれば として規定することができる。
すれば この時点でのＶSの値をＶS(off)とすれば として規定することができる。
また，リンギングチョークコンバータの安定化領域で
は少くとも制御用トランジスタ15はオフ,VoutがＶoffに
達した時点で制御用トランジスタ15をオンさせる必要が
あるため，制御用トランジスタ15の能動時のベース電圧
をＶBE，抵抗16,17の抵抗値をＲ16,R17として させる場合（但し,VBE≒＋0.7V）にＶSがＶS(off)に達
した時点でスイッチング用トランジスタ15はオンしてス
イッチング用トランジスタ５のベースを地絡させる。こ
の結果コンバータの発振が停止する更にＶout,VSはゼロ
に至る。また，抵抗16を介するベース電流によってトラ
ンジスタ15のオン状態が継続することにより，コンバー
タの停止状態も継続ししゃ断状態を保持する。
は少くとも制御用トランジスタ15はオフ,VoutがＶoffに
達した時点で制御用トランジスタ15をオンさせる必要が
あるため，制御用トランジスタ15の能動時のベース電圧
をＶBE，抵抗16,17の抵抗値をＲ16,R17として させる場合（但し,VBE≒＋0.7V）にＶSがＶS(off)に達
した時点でスイッチング用トランジスタ15はオンしてス
イッチング用トランジスタ５のベースを地絡させる。こ
の結果コンバータの発振が停止する更にＶout,VSはゼロ
に至る。また，抵抗16を介するベース電流によってトラ
ンジスタ15のオン状態が継続することにより，コンバー
タの停止状態も継続ししゃ断状態を保持する。
従って本考案によれば８式よりＶS(off)を算出し，予
め設けた基準電圧ＶRetと制御用トランジスタ15のベー
ス電圧値ＶBE（約0.7V）で９式の関係を満足する様抵抗
16,17を決定することによりＶoutに対する遮断電圧Ｖ
offを任意に設定することが可能である。なお，コンデ
ンサ18は入力投入時に制御用トランジスタ15がオンして
コンバータの起動を阻止することを排除するために設け
たものであり，その静電容量値と抵抗16,17による時定
数にて遅延時間も任意に設定でき，またコンデンサ10の
端子電圧のみを出力電圧としたとき変成器に出力巻線ｎ
3の場合と同様に他の巻線を増設し出力回路数を増すこ
ともできる。
め設けた基準電圧ＶRetと制御用トランジスタ15のベー
ス電圧値ＶBE（約0.7V）で９式の関係を満足する様抵抗
16,17を決定することによりＶoutに対する遮断電圧Ｖ
offを任意に設定することが可能である。なお，コンデ
ンサ18は入力投入時に制御用トランジスタ15がオンして
コンバータの起動を阻止することを排除するために設け
たものであり，その静電容量値と抵抗16,17による時定
数にて遅延時間も任意に設定でき，またコンデンサ10の
端子電圧のみを出力電圧としたとき変成器に出力巻線ｎ
3の場合と同様に他の巻線を増設し出力回路数を増すこ
ともできる。
第２図の出力電流Ｉoutの変化に対し出力電圧Ｖoutの
変化の特性曲線に示すように出力電流Ｉoutはある程度
増加しても出力電圧Ｖoutはほぼ一定であるが過負荷の
状態において出力電圧ＶoutがＶoffの値でしゃ断され
る。
変化の特性曲線に示すように出力電流Ｉoutはある程度
増加しても出力電圧Ｖoutはほぼ一定であるが過負荷の
状態において出力電圧ＶoutがＶoffの値でしゃ断され
る。
〈考案の効果〉 以上に述べたように本考案によればリンギングチョー
クコンバータの過負荷垂下動作において部品点数を比較
的増加させることなく任意の垂下電圧値にて遮断せしめ
る保護動作機能を付加することができるコンバータが得
られる。
クコンバータの過負荷垂下動作において部品点数を比較
的増加させることなく任意の垂下電圧値にて遮断せしめ
る保護動作機能を付加することができるコンバータが得
られる。
従って，複数の負荷回路で１つのコンバータ出力を共
有する場合や，多出力のコンバータのうち１つの出力に
負荷異常が生じた場合など,1つの負荷に異常が生じた場
合に，出力を遮断する回路構成が経済的に実現できる。
有する場合や，多出力のコンバータのうち１つの出力に
負荷異常が生じた場合など,1つの負荷に異常が生じた場
合に，出力を遮断する回路構成が経済的に実現できる。
第１図は本考案のリンギングチョークコンバータの１実
施例を示す回路図，第２図は本考案による第１図の回路
による出力電流Ｉoutと出力電圧Ｖoutとの関係を示す特
性曲線図，第３図は従来のリンギングチョークコンバー
タの回路図，第４図は第３図の回路における出力電流Ｉ
outと出力電圧Ｖoutとの関係を示す特性曲線図である。 なお 1,2:入力端子,3,4:出力端子,5:スイッチング用トランジ
スタ,6,7,8,16,17,21:抵抗,9,20:ツェナーダイオード,1
0,11,18:コンデンサ,12,13:ダイオード,14:変成器,15:
制御用トランジスタ。
施例を示す回路図，第２図は本考案による第１図の回路
による出力電流Ｉoutと出力電圧Ｖoutとの関係を示す特
性曲線図，第３図は従来のリンギングチョークコンバー
タの回路図，第４図は第３図の回路における出力電流Ｉ
outと出力電圧Ｖoutとの関係を示す特性曲線図である。 なお 1,2:入力端子,3,4:出力端子,5:スイッチング用トランジ
スタ,6,7,8,16,17,21:抵抗,9,20:ツェナーダイオード,1
0,11,18:コンデンサ,12,13:ダイオード,14:変成器,15:
制御用トランジスタ。
Claims (2)
- 【請求項１】変成器の励磁巻線ｎ1に直列に接続された
スイッチング用トランジスタ５のオンまたはオフによっ
て生ずる励起エネルギーをベース巻線ｎ2を通じて正帰
還するとともに出力電圧が上昇したときにツエナーダイ
オードを介して前記スイッチング用トランジスタ５のベ
ース電流をコンデンサ10に吸収し出力電圧の安定を行な
わせるリンギングチョークコンバータにおいて、前記ス
イッチング用トランジスタ５のベースとエミッタとに制
御用トランジスタ15のコレクタとエミッタとをそれぞれ
接続し、かつ、前記制御用トランジスタ15のベースに前
記出力電圧が小さくなるにしたがって大きくなる電圧を
印加するベース電圧印加回路を設け、このベース電圧印
加回路によって前記制御用トランジスタ15は前記出力電
圧が所定値以下となった時にオンとなって前記スイッチ
ング用トランジスタ５をオフとすることを特徴とするリ
ンギングチョークコンバータ。 - 【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項に記載のリ
ンギングチョークコンバータにおいて、前記ベース電圧
印加回路は、前記ツエナーダイオードと前記ベース巻線
ｎ2との一端との間に抵抗と前記コンデンサとを並列に
接続し、前記コンデンサと前記ベース巻線ｎ2の他端と
の間にダイオードを接続し、前記コンデンサ10とダイオ
ードとの接続点と前記制御用トランジスタ15のベースと
の間に抵抗を接続し、前記スイッチング用トランジスタ
５のエミッタに基準電圧形成用ツエナーダイオードを接
続し、この基準電圧形成用ツエナーダイオードと前記制
御用トランジスタ15のベースとの間に抵抗を接続してな
り、前記コンデンサ10の端子電圧が小さくなるにしたが
って大きくなる電圧を前記制御用トランジスタ15のベー
スに印加することを特徴とするリンギングチョークコン
バータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9402086U JP2517284Y2 (ja) | 1986-06-21 | 1986-06-21 | リンギングチヨ−クコンバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9402086U JP2517284Y2 (ja) | 1986-06-21 | 1986-06-21 | リンギングチヨ−クコンバ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS634188U JPS634188U (ja) | 1988-01-12 |
| JP2517284Y2 true JP2517284Y2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=30957089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9402086U Expired - Lifetime JP2517284Y2 (ja) | 1986-06-21 | 1986-06-21 | リンギングチヨ−クコンバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517284Y2 (ja) |
-
1986
- 1986-06-21 JP JP9402086U patent/JP2517284Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS634188U (ja) | 1988-01-12 |
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