JP2617911B2 - リンギング・チヨーク・コンバータ - Google Patents

リンギング・チヨーク・コンバータ

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JP2617911B2
JP2617911B2 JP60163560A JP16356085A JP2617911B2 JP 2617911 B2 JP2617911 B2 JP 2617911B2 JP 60163560 A JP60163560 A JP 60163560A JP 16356085 A JP16356085 A JP 16356085A JP 2617911 B2 JP2617911 B2 JP 2617911B2
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茂紀 上杉
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株式会社 ピ−エフユ−
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 直流電圧を断続的にトランスの1次巻線に供給し、2
次巻線に所定の電圧を生成するリンギング・チョーク・
コンバータにおいて、トランスに巻線された正帰還用の
巻線と、この巻線に生じた電圧を用いて正帰還する態様
でトランスの1次巻線に電源からの直流電圧を供給する
電圧供給部と、トランスの2次巻線に生じた電圧を所定
値に保持するよう制御する制御回路と、トランスの1次
巻線に供給する電流の振幅幅が所定の閾値を超えた場合
に、当該閾値を超えた後にトランスの1次巻線に直流電
圧を供給しない時間が所定時間経過した時に強制的に直
流電圧を供給するよう制御するOFF時間制限部とを備
え、トランスの2次巻線から所定の電圧を送出してい
る。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、トランスの1次巻線に流れる電流値が所定
の閾値を超えた場合に、当該閾値を超えた後に直流電圧
を供給しない時間が所定時間経過した時に強制的に直流
電圧を供給するよう制御するリンギング・チョーク・コ
ンバータに関するものである。
〔従来の技術〕
従来、自励形リンギング・チョーク・コンバータ(以
下自励形RCCという)例えば第5図に示すものを用い
て、直流電圧を断続的に高周波トランス25の1次巻線N1
に供給し、2次巻線N3から所定の出力電圧を得ることが
行われている。以下構成および動作を説明する。
第5図において、高周波トランスT125の1次巻線N1
は、直流電圧EinがトランジスタTR122によって断続的に
供給されている。そして、この高周波トランスT125の2
次巻線N3から変圧された電圧がダイオードD1によって整
流された後、平滑用のコンデンサC1によって平滑された
直流電圧が出力電圧として出力されている。この出力電
圧値は電圧モニター26によって検出され、基準値と比較
される。この比較の結果、誤差分が制御回路23に通知さ
れ、この誤差分を零にするための制御信号がトランジス
タTR122のベースに供給される。また、高周波トランスT
125に巻線された正帰還用の巻線N2が設けられ、トラン
ジスタTR122が一旦導通状態になると、この正帰還用の
巻線N2に発生した電圧がコンデンサC2、ダイオードD2
よび抵抗R1によって構成される正帰還回路を介してトラ
ンジスタTR122のベースに供給される。このため、第6
図に示す一般的なRCCの波形図のような電圧VCEおよび電
流ICが得られる。図中は、リセットが完了後(高周波
トランスT125に蓄えられたエネルギーが2次巻線N3によ
って放電された後)にトランジスタTR1が導通状態にな
る位置を示す。また、図中は、1次巻線N1から高周波
トランスT125にエネルギーの蓄えを完了し、2次巻線N3
から当該エネルギーの放電を開始する位置を示す。Tは
発振周波数の周期を示す。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第5図に示すようなRCCでは、定格出力電圧時におけ
る発振周波数f、出力電圧および1次巻線N1に電圧を供
給するデューティ比は、1次巻線N1の巻数と2次巻線N3
の巻数とによって決定される。このため、デューティ比
を一定にして、出力電圧を低くしようとすると、2次巻
線N3の巻数が極端に少なくなり、リーケージインダクタ
ンスが増大してしまい、効率が著しく低下してしまうと
いう問題点があった。
一方、2次巻線N3の巻数を多くしようとするとこれに
あわせて1次巻線N1の巻数も多くしなければならない
が、発振周波数fの低下を避けるためにコアに設けるギ
ャップの間隔を増大させてインダクタンスを所定値に保
持しなければならない。このため、リーケージインダク
タンスが非所望に増大する結果となり、効率の悪化を招
くという問題点があった。従って、結果的に1次巻線N1
の巻数の上限も制限されてしまう。
次に、1次巻線N1の巻数を一般的な値にし、2次巻線
N3の巻数のみを多くした場合、1次巻線N1に直流電圧を
供給するデューティ比が小さくなると共に発振周波数f
が高くなる。しかも、この場合、第5図に示す1次巻線
N1に電源から直流電圧を断続的な供給を行う制御用のト
ランジスタTR122に流れるコレクタ電流の振幅値が極端
に大きくなり、当該トランジスタTR122中で消費される
損失が大きくなってしまうと共に、正帰還用の巻線N2
生じた電圧を当該トランジスタTR122のベースに正帰還
する正帰還用の抵抗R1中で消費される電力も大きくなっ
てしまい、結果として効率を悪化させてしまうという問
題点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、前記問題点を解決するために、高周波トラ
ンスの2次巻線の巻線数を比較的多くし、かつ1次巻線
に流れる電流の振幅値が所定の閾値を超えた後、直流電
圧が供給されない時間が所定時間を経過した場合に強制
的に供給されるように制御を行う構成を採用することに
より、低出力電圧かつ高出力電流であっても高効率が得
られるようにしている。
第1図は本発明の原理的構成を示す。図中、1は正帰
還用の巻線N2、2は電圧供給部、3は制御回路、4はOF
F時間制限部、5は高周波トランスT1、6は電圧検出器
を表す。
第1図において、電圧供給部2はトランジスタ等によ
って構成され、直流電圧Einを高周波トランスT1の1次
巻線N1に断続的に供給するものである。この際、当該高
周波トランスT15に巻線された正帰還用の巻線N2に発生
した電圧が、コンデンサC2、ダイオードD2、抵抗R1とか
らなる正帰還回路を介して電圧供給部2に供給されてい
る。そして、高周波トランスT15の2次巻線N3に生じた
電圧は、ダイオードD1によって整流され、平滑コンデン
サC1によって平滑される。この平滑された所定の出力電
圧が出力されている。この出力電圧は、電圧検出器6に
よって検出されると共に、基準値と比較され、誤差分が
制御回路3に通知される。このため、電圧供給部2は所
定の出力電圧が得られるように、直流電圧を高周波トラ
ンスT1の1次巻線N1に供給している。
OFF時間制限部4は、抵抗R2の両端に発生する電圧を
検出し、この検出値が所定の閾値を超えた後、電圧供給
部2が高周波トランスT15の1次巻線N1に電圧を所定時
間継続して供給しない場合に、強制的に供給するように
制御を行っている。
〔作用〕
第1図に示すような構成を採用し、高周波トランスT1
5の2次巻線N3の巻数を比較的多くしておき、電圧供給
部2によって高周波トランスT15の1次巻線N1に供給さ
れる電流が所定の閾値を超えた後、制御回路3が1次巻
線N1に所定時間継続して直流電圧Einを供給するように
電圧供給部2を制御しない場合に、OFF時間制限部4が
強制的に電圧供給部2を制御して直流電圧Einを1次巻
線に供給するように制御している。このため、低出力電
圧かつ高出力電流を高効率の状態で得ることができる。
〔実施例〕
第2図は本発明の1実施例構成図、第3図は定格出力
時の波形図、第4図は軽負荷時の波形図を示す。図中、
2−1はトランジスタ、3−1は自励形RCC制御回路、
7はOFF時間制限部、7−1はコンパレータ、7−2は
タイマー、7−3はドライブユニットを表す。尚、図中
1、5、6は第1図に示すものに夫々対応するものを示
す。
第2図において、自励形RCC制御回路3−1は、電圧
検出器6によって検出される出力電圧値が所定値に保持
されるように、トランジスタ2−1のベースに所定の周
期の制御信号を供給するものである。これにより、負荷
が変動しても、出力電圧は所定値に常に保持されるよう
に制御される。
OFF時間制限部7は、既述したように、抵抗R2の両端
を発生する電圧V1を検出し、この検出した電圧V1が所定
の閾値VTHを超えた後、自励形RCC制御回路3−1がトラ
ンジスタ2−1に対して高周波トランスT15の1次巻線N
1に直流電圧を所定時間継続して供給しない状態を生じ
させた場合に、強制的に直流電圧を供給するように制御
するものである。以下第3図に示す定格出力時の波形図
を参照しつつ構成および動作を詳述する。
第3図(a)は抵抗R2の両端に発生した電圧V1の波形
を示す。この電圧V1と図中に示す閾値VTHとを、第2図
に示すOFF時間制限部7を構成するコンパレータ7−1
が比較する。コンパレータ7−1は、電圧V1が閾値VTH
を超えた場合、第3図(b)に示すような矩形波信号を
生成し、タイマー7−2に通知する。そして、タイマー
7−2は、所定時間T1経過後したドライブユニット7−
3に通知する。これにより、ドライブユニット7−3
は、第3図(c)に示すような矩形信号を生成し、抵抗
を介してトランジスタ2−1のベースに供給する。この
矩形信号の供給を受けたトランジスタ2−1は、当該矩
形信号に対応して導通状態にされ、直流電圧Einを高周
波トランスT15の1次巻線N1に供給する(第3図(d)
および(e))。これにより、正帰還用の巻線N2に発生
した電圧が当該トランジスタ2−1のベースに正帰還の
態様で供給されるため、ドライブユニット7−3から一
時的に矩形信号の供給を受けたトランジスタ2−1はこ
の矩形信号が供給されなくなっても継続して導通状態に
保持される。そして、正帰還用の巻線N2に電圧が生じな
くなった場合に、当該トランジスタ2−1は、非導通状
態になる。
以上説明したように、トランジスタ2−1に流れる電
流ICが所定の閾値を超えた後、自励形RCC制御回路3−
1がトランジスタ2−1に対して直流電圧Einを高周波
トランスT15の1次巻線N1に供給されるよう制御しない
時間が所定の時間T1を超えた場合に、OFF時間制限部7
を構成するドライブユニット7−3が強制的にトランジ
スタ2−1のベースに矩形信号を供給して導通状態にし
ている。これにより、当該トランジスタ2−1に流れる
電流ICの波形が、第3図(e)に示すように、強制的に
ON状態にされることとなる。このため、高周波トランス
T15の1次巻線N1に供給する直流電圧を断続する周期
が、所定値例えば第3図(e)図中時間T2を超えること
がなく、発振周波数の下限が制限されることとなる。こ
のため、特に、出力電圧が低くかつ出力電流が大きい場
合に、2次巻線N3の巻線数を多くしてインダクタンスの
値を大きくしたことによる、高周波トランスT15に蓄え
られたエネルギーが出力側に放出される時間の増大をい
わば強制的に短縮するように制御している。更に、発振
周波数の下限が制限されるため、この下限の周波数で丁
度定格出力が得られるようにコアの寸法、ギャップ等を
設定すればよいこととなる。
第4図は軽負荷時の波形図を示す。第4図(a)に示
すように、軽負荷時、即ち第2図図中抵抗R2の両端を発
生する電圧V1(トランジスタ2−1に流れる電流値IC
対応する電圧)が所定の閾値VTHよりも小さい時には、
第4図(b)に示すようにコンパレータ7−1からのコ
ンパレータ出力信号が“0"であるため、第4図(c)に
示すようにドライブユニット7−3から矩形信号がトラ
ンジスタ2−1のベースに供給されることがない。この
ため、第2図に示す自励形RCCは自励形として動作して
いる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、高周波トラン
スの2次巻線の巻数を比較的多くし、1次巻線に流れる
電流の振幅値が所定の閾値を超えた後、直流電圧が1次
巻線に供給されない時間が所定時間を経過した場合に強
制的に供給するよう制御を行う構成を採用しているた
め、低出力電圧かつ高出力電流であっても高効率を得る
ことができる。また、発振周波数の下限を強制的に制限
することができるため、所定の定格出力を得るための高
周波トランスのコアの寸法、エアギャップ、巻数等の設
計を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理的構成図、第2図は本発明の1実
施例構成図、第3図は定格出力時の波形図、第4図は軽
負荷時の波形図、第5図は従来の自励形RCC(リンギン
グ・チョーク・コンバータ)の構成図、第6図は一般的
な自励形RCCの波形図を示す。 図中、1は正帰還用の巻線N2、2は電圧供給部、3は制
御回路、4はOFF時間制限部、5は高周波トランスT1
6は電圧検出器を表す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電圧をスイッチング素子を介して断続
    的にトランスの1次巻線に供給し,このトランスの2次
    巻線に所定の電圧を生成するよう構成したリンギング・
    チョーク・コンバータにおいて, トランスに巻線された正帰還用の巻線(1)と, この正帰還用の巻線(1)に生じた電圧を前記スイッチ
    ング素子の制御入力に正帰還し電源からの直流電圧をト
    ランクの1次巻線に断続的に供給する電圧供給部(2)
    と, この電圧供給部(2)がトランスの1次巻線に直流電圧
    を断続的に供給する時間を制御して2次巻線に所定の電
    圧を発生させるよう制御を行う制御信号を供給する制御
    回路(3)と, 前記電圧供給部(2)によってトランスの1次巻線に供
    給する電流の振幅値が所定の閾値を超えた場合に,当該
    閾値を超えた後に当該電圧供給部(2)からトランスの
    1次巻線に対して直流電圧を供給しない時間が所定時間
    経過した時に強制的に直流電圧を供給するよう制御する
    OFFB時間制限部(4)とを備え, 前記電流の振幅幅が所定の閾値を超えた状態にあると
    き,前記制御回路(3)の制御にもとづいて,前記電圧
    供給部(2)からトランスの1次巻線に対して直流電圧
    を供給しない時間が前記OFF時間制限部(4)による時
    間を経過した際に,当該OFF時間制限部(4)からの信
    号によって,前記電圧供給部(2)からトランスの1次
    巻線に対して直流電圧を強制的に供給せしめるよう制御
    して, トランスの2次巻線から所定の電圧を出力するよう構成
    した ことを特徴とするリンギング・チョーク・コンバータ。
JP60163560A 1985-07-24 1985-07-24 リンギング・チヨーク・コンバータ Expired - Lifetime JP2617911B2 (ja)

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