JPH0116389Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0116389Y2 JPH0116389Y2 JP13949882U JP13949882U JPH0116389Y2 JP H0116389 Y2 JPH0116389 Y2 JP H0116389Y2 JP 13949882 U JP13949882 U JP 13949882U JP 13949882 U JP13949882 U JP 13949882U JP H0116389 Y2 JPH0116389 Y2 JP H0116389Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oscillation
- transistor
- circuit
- thyristor
- input
- 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
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 55
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 25
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はDC−DCコンバータに係り、特にトラ
ンス２次巻線の短絡や、過負荷時に発振用トラン
ジスタの発振を停止せしめるようにしたDC−DC
コンバータに関する。
ンス２次巻線の短絡や、過負荷時に発振用トラン
ジスタの発振を停止せしめるようにしたDC−DC
コンバータに関する。
従来から堤案実施されているDC−DCコンバー
タにおいては、前記の如き２次巻線の短絡又は過
負荷等の異常時における保護手段として、一次回
路にヒユーズを使用していた。しかし、巻線の部
分短絡等の場合には該ヒユーズが充分動作でき
ず、そのため発振用トランジスタが発熱しプリン
ト基板が発煙する等の危険があつた。又これらの
危険を防止するためヒユーズとは別の復帰形の保
護回路を設けたものもあるが、DC−DCコンバー
タの負荷状態により周波数が変動して誤動作を招
く等の欠点を有していた。
タにおいては、前記の如き２次巻線の短絡又は過
負荷等の異常時における保護手段として、一次回
路にヒユーズを使用していた。しかし、巻線の部
分短絡等の場合には該ヒユーズが充分動作でき
ず、そのため発振用トランジスタが発熱しプリン
ト基板が発煙する等の危険があつた。又これらの
危険を防止するためヒユーズとは別の復帰形の保
護回路を設けたものもあるが、DC−DCコンバー
タの負荷状態により周波数が変動して誤動作を招
く等の欠点を有していた。
本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、発
振トランジスタの発振周波数の変動及び過電流の
双方の信号を検知し、その信号で安全かつ確実に
該発振トランジスタの発振を停止せしめることに
より上記欠点を除去したDC−DCコンバータを提
供することを目的としており、さらに本考案は前
記ヒユーズを必要としないDC−DCコンバータを
提供することをも目的としている。
振トランジスタの発振周波数の変動及び過電流の
双方の信号を検知し、その信号で安全かつ確実に
該発振トランジスタの発振を停止せしめることに
より上記欠点を除去したDC−DCコンバータを提
供することを目的としており、さらに本考案は前
記ヒユーズを必要としないDC−DCコンバータを
提供することをも目的としている。
以下本考案の実施例につき図面に従つて説明す
る。
る。
第１図は本考案に係るDC−DCコンバータの実
施例を示す回路図である。本回路図はDC入力を
１個のトランスＴと１個の発振用トランジスタＱ
３を使用して、AC出力及び正負のDC出力（＋
DC，−DC）に変換する回路を示している。
施例を示す回路図である。本回路図はDC入力を
１個のトランスＴと１個の発振用トランジスタＱ
３を使用して、AC出力及び正負のDC出力（＋
DC，−DC）に変換する回路を示している。
即ち、DC入力の正（＋）側共通線をトランス
Ｔの１次巻線Ｌ１の一端に接続し、他端を発振用
トランジスタＱ３のコレクタ端子に、同トランジ
スタＱ３のエミツタ端子をDC入力の負（−）側
共通線にそれぞれ接続して一次回路を構成してい
る。
Ｔの１次巻線Ｌ１の一端に接続し、他端を発振用
トランジスタＱ３のコレクタ端子に、同トランジ
スタＱ３のエミツタ端子をDC入力の負（−）側
共通線にそれぞれ接続して一次回路を構成してい
る。
トランスＴの出力巻線（２次巻線）は、AC出
力用の巻線Ｌ２と中間タップをCOM端子（直流
出力の共通端子）とする正負DC出力用の巻線Ｌ
３とから構成される場合を示しており、COM端
子は前記一次回路のDC入力負（−）側共通線に
接続することにより回路の基準レベルを形成して
いる。そして巻線Ｌ３の一端はダイオードＤ４を
介して正の出力端子（＋DC）に、また、他端は
ダイオードＤ５を介して負の出力端子（−DC）
に、それぞれ接続されており、出力端子（＋DC）
とCOM端子間および出力端子（−DC）とCOM
端子間には、それぞれコンデンサＣ２およびＣ３
が接続されている。又、負の出力端子（−DC）
は図の向きに接続されたツエナーダイオードZD
を介して、前記発振トランジスタＱ３のベース端
子の接続され、同端子と入力DCの正（＋）側共
通線間に接続されている抵抗Ｒ５と共に、発振用
トランジスタＱ３ベース端子のバイアス電位を設
定している。同ベース端子には出力巻線Ｌ３に設
けられたタツプｌ１から抵抗Ｒ８とコンデンサＣ
４の直列回路を介して、正帰還がかけられてお
り、これにより発振が持続されるいわゆるブロツ
キング発振回路を構成している。
力用の巻線Ｌ２と中間タップをCOM端子（直流
出力の共通端子）とする正負DC出力用の巻線Ｌ
３とから構成される場合を示しており、COM端
子は前記一次回路のDC入力負（−）側共通線に
接続することにより回路の基準レベルを形成して
いる。そして巻線Ｌ３の一端はダイオードＤ４を
介して正の出力端子（＋DC）に、また、他端は
ダイオードＤ５を介して負の出力端子（−DC）
に、それぞれ接続されており、出力端子（＋DC）
とCOM端子間および出力端子（−DC）とCOM
端子間には、それぞれコンデンサＣ２およびＣ３
が接続されている。又、負の出力端子（−DC）
は図の向きに接続されたツエナーダイオードZD
を介して、前記発振トランジスタＱ３のベース端
子の接続され、同端子と入力DCの正（＋）側共
通線間に接続されている抵抗Ｒ５と共に、発振用
トランジスタＱ３ベース端子のバイアス電位を設
定している。同ベース端子には出力巻線Ｌ３に設
けられたタツプｌ１から抵抗Ｒ８とコンデンサＣ
４の直列回路を介して、正帰還がかけられてお
り、これにより発振が持続されるいわゆるブロツ
キング発振回路を構成している。
次に本考案に係る発振周波数の変動と過電流の
検出及びその信号に基ずく発振停止のための回路
の構成及び動作につき説明する。
検出及びその信号に基ずく発振停止のための回路
の構成及び動作につき説明する。
発振周波数の検出は、発振用トランジスタＱ３
のコレクタと入力DCの負（−）側共通線間に挿
入されたコンデンサＣ１と抵抗Ｒ７の直列回路で
成る微分回路の中間点の微分波形電圧をダイオ
ードＤ３及びコンデンサＣ５で整流・平滑するこ
とにより行つており、又過電流の検出は発振用ト
ランジスタＱ３のエミツタ端子と入力DCの負
（−）側共通線間に抵抗Ｒ６を挿入し、その両端
間の電圧を（第１図の点の電圧を）ダイオード
Ｄ２とコンデンサＣ５で整流・平滑することによ
り行つている。両検出信号は、２つのダイオード
Ｄ２，Ｄ３によりオア（OR）回路として接続さ
れているため、両方の信号が存在する場合は勿論
のこと一方の信号のみが存在する場合にも検出信
号として出力されることになる。前記検出信号に
基ずき発振用トランジスタＱ３の発振を停止せし
める回路はサイリスタSCR、トランジスタＱ１，
Ｑ２で構成される。即ち、発振用トランジスタＱ
３のベース端子は、トランジスタＱ２のコレクタ
及びエミツタを介して負（−）側共通線に接続さ
れ、同トランジスタＱ２のベース端子は分割直列
抵抗Ｒ４，Ｒ３を介して入力DCの正（＋）側共
通線に接続されている。該分割抵抗Ｒ４，Ｒ３の
中間点は他のトランジスタＱ１のコレクタ、エミ
ツタを介して入力DC負（−）側共通線に接続さ
れ、トランジスタＱ１のベースは中間点をサイリ
スタSCRのアノードＡに接続したダイオードＤ
１と抵抗Ｒ１の直列回路で入力DC正（＋）側共
通線に接続されている。サイリスタSCRのカソ
ードＫは直接、ゲートＧはバイアス抵抗Ｒ２を介
してそれぞれ入力DC負（−）側共通線に接続さ
れる。前記した過負荷及び周波数変動時の検出信
号はサイリスタSCRのゲートＧに接続されて構
成される。
のコレクタと入力DCの負（−）側共通線間に挿
入されたコンデンサＣ１と抵抗Ｒ７の直列回路で
成る微分回路の中間点の微分波形電圧をダイオ
ードＤ３及びコンデンサＣ５で整流・平滑するこ
とにより行つており、又過電流の検出は発振用ト
ランジスタＱ３のエミツタ端子と入力DCの負
（−）側共通線間に抵抗Ｒ６を挿入し、その両端
間の電圧を（第１図の点の電圧を）ダイオード
Ｄ２とコンデンサＣ５で整流・平滑することによ
り行つている。両検出信号は、２つのダイオード
Ｄ２，Ｄ３によりオア（OR）回路として接続さ
れているため、両方の信号が存在する場合は勿論
のこと一方の信号のみが存在する場合にも検出信
号として出力されることになる。前記検出信号に
基ずき発振用トランジスタＱ３の発振を停止せし
める回路はサイリスタSCR、トランジスタＱ１，
Ｑ２で構成される。即ち、発振用トランジスタＱ
３のベース端子は、トランジスタＱ２のコレクタ
及びエミツタを介して負（−）側共通線に接続さ
れ、同トランジスタＱ２のベース端子は分割直列
抵抗Ｒ４，Ｒ３を介して入力DCの正（＋）側共
通線に接続されている。該分割抵抗Ｒ４，Ｒ３の
中間点は他のトランジスタＱ１のコレクタ、エミ
ツタを介して入力DC負（−）側共通線に接続さ
れ、トランジスタＱ１のベースは中間点をサイリ
スタSCRのアノードＡに接続したダイオードＤ
１と抵抗Ｒ１の直列回路で入力DC正（＋）側共
通線に接続されている。サイリスタSCRのカソ
ードＫは直接、ゲートＧはバイアス抵抗Ｒ２を介
してそれぞれ入力DC負（−）側共通線に接続さ
れる。前記した過負荷及び周波数変動時の検出信
号はサイリスタSCRのゲートＧに接続されて構
成される。
上記構成でなる保護回路の定常状態における動
作を説明する。即ち、定常状態においては、サイ
リスタSCRがオフ状態になる様検出回路の抵抗
Ｒ６，Ｒ７を設定されている。サイリスタSCR
がオフ状態の場合にはトランジスタＱ１のベース
には入力DCの正（＋）側共通線よりオン状態に
なるのに充分なベース電流が供給され、トランジ
スタＱ１はオン状態となる。その場合、トランジ
スタＱ２に接続された分割抵抗Ｒ３，Ｒ４の中間
点の電位は入力DC負（−）側共通線にほぼ等し
い電位まで引下げられるためトランジスタＱ２は
オフ状態となり、発振用トランジスタＱ３は保護
回路に関係なく正常な発振動作を継続する。正常
動作時の発振用トランジスタのコレクタ電位
VCE、点点の電位VS1，VS2の波形の一例を第
２図に示す。同図において横軸は時間（任意目
盛）縦軸は電圧（任意目盛）を表わしている。
作を説明する。即ち、定常状態においては、サイ
リスタSCRがオフ状態になる様検出回路の抵抗
Ｒ６，Ｒ７を設定されている。サイリスタSCR
がオフ状態の場合にはトランジスタＱ１のベース
には入力DCの正（＋）側共通線よりオン状態に
なるのに充分なベース電流が供給され、トランジ
スタＱ１はオン状態となる。その場合、トランジ
スタＱ２に接続された分割抵抗Ｒ３，Ｒ４の中間
点の電位は入力DC負（−）側共通線にほぼ等し
い電位まで引下げられるためトランジスタＱ２は
オフ状態となり、発振用トランジスタＱ３は保護
回路に関係なく正常な発振動作を継続する。正常
動作時の発振用トランジスタのコレクタ電位
VCE、点点の電位VS1，VS2の波形の一例を第
２図に示す。同図において横軸は時間（任意目
盛）縦軸は電圧（任意目盛）を表わしている。
次に出力巻線の内比較的電圧変動率の高い巻線
例えば第１図においてAC巻線が短絡したような
異常時の動作について説明する。この場合発振用
トランジスタＱ３の発振周波数は異常に上昇す
る。何故ならば、磁性材料で結合された複数のコ
イルがある場合、一方のコイルを短絡すると他方
のコイルのインダクタンスが極端に小さくなる。
従つて、DC−DCコンバータに用いられるトラン
スにおいても、２次巻線のコイルが短絡すると１
次巻線のインダクタンスが減少し、結果として自
励発振の周波数が極端に高くなる。なお、この場
合エミツタ電流はあまり増大しない。その場合の
各部の電圧波形VCE，VS1，VS2を第３図に示す。
発振周波数の上昇によりトランジスタＱ３のコレ
クタ損失が増大し、発熱するが、コレクタ端子よ
り検出する周波数検出信号が増大しサイリスタ
SCRがオン状態になり、ベース電位が引下げら
れることからトランジスタＱ１がオフ状態とな
る。その場合トランジスタＱ２はベースに抵抗Ｒ
３，Ｒ４を介して入力DCの正（＋）側共通線よ
り電流が供給されるためオン状態に変化し、発振
用トランジスタの発振が停止されることにより異
常事態を回避する。尚この場合一旦入力DC電源
を切り、短絡部を修理し電源を再投入すればサイ
リスタSCRの電流が保持電流以下となるためコ
ンバータは正常に復帰する。同様に、直流を出力
する２次巻線Ｌ３が短絡した場合にも、発振用ト
ランジスタの発振が停止する。
例えば第１図においてAC巻線が短絡したような
異常時の動作について説明する。この場合発振用
トランジスタＱ３の発振周波数は異常に上昇す
る。何故ならば、磁性材料で結合された複数のコ
イルがある場合、一方のコイルを短絡すると他方
のコイルのインダクタンスが極端に小さくなる。
従つて、DC−DCコンバータに用いられるトラン
スにおいても、２次巻線のコイルが短絡すると１
次巻線のインダクタンスが減少し、結果として自
励発振の周波数が極端に高くなる。なお、この場
合エミツタ電流はあまり増大しない。その場合の
各部の電圧波形VCE，VS1，VS2を第３図に示す。
発振周波数の上昇によりトランジスタＱ３のコレ
クタ損失が増大し、発熱するが、コレクタ端子よ
り検出する周波数検出信号が増大しサイリスタ
SCRがオン状態になり、ベース電位が引下げら
れることからトランジスタＱ１がオフ状態とな
る。その場合トランジスタＱ２はベースに抵抗Ｒ
３，Ｒ４を介して入力DCの正（＋）側共通線よ
り電流が供給されるためオン状態に変化し、発振
用トランジスタの発振が停止されることにより異
常事態を回避する。尚この場合一旦入力DC電源
を切り、短絡部を修理し電源を再投入すればサイ
リスタSCRの電流が保持電流以下となるためコ
ンバータは正常に復帰する。同様に、直流を出力
する２次巻線Ｌ３が短絡した場合にも、発振用ト
ランジスタの発振が停止する。
次に直流を出力する２次巻線Ｌ３に流れる負荷
電流が過電流になつた場合について説明する。こ
の場合には発振周波数は下がる。即ち、自励発振
回路では負荷が大きくなるほど発振周波数が低く
なる。何故ならば、負荷が大きくなるほど励磁が
深くなり、発振用トランジスタＱ３の導通時間
TONが長くなるので、ダイオードＤ４とＤ５を通
じてトランスの２次側にエネルギーを伝達する
（消磁する）時間TOFFも長くなる。その結果、一
回の自励発振周期が長くなるので、発振周波数が
下がることになる。そして、発振用トランジスタ
Ｑ３のエミツタ電流が増大する。こんどはダイオ
ードＤ２を通じて検出信号がサイリスタSCRの
ゲートＧに入力され、該サイリスタSCRがオン
状態になり、上記と同様の働きにより発振を停止
し、回路を保護することになる。同様に、交流を
出力する２次巻線Ｌ２に流れる電流が過電流にな
つた場合にも、発振用トランジスタＱ３の発振が
停止する。
電流が過電流になつた場合について説明する。こ
の場合には発振周波数は下がる。即ち、自励発振
回路では負荷が大きくなるほど発振周波数が低く
なる。何故ならば、負荷が大きくなるほど励磁が
深くなり、発振用トランジスタＱ３の導通時間
TONが長くなるので、ダイオードＤ４とＤ５を通
じてトランスの２次側にエネルギーを伝達する
（消磁する）時間TOFFも長くなる。その結果、一
回の自励発振周期が長くなるので、発振周波数が
下がることになる。そして、発振用トランジスタ
Ｑ３のエミツタ電流が増大する。こんどはダイオ
ードＤ２を通じて検出信号がサイリスタSCRの
ゲートＧに入力され、該サイリスタSCRがオン
状態になり、上記と同様の働きにより発振を停止
し、回路を保護することになる。同様に、交流を
出力する２次巻線Ｌ２に流れる電流が過電流にな
つた場合にも、発振用トランジスタＱ３の発振が
停止する。
更に、無負荷或ひは微少負荷時には、発振周波
数が相当高くなるがエミツタ電流が極端に下るた
め、サイリスタSCRのゲート電位はオン状態に
なるまでは上らない。従つて保護回路の誤動作は
起らない。
数が相当高くなるがエミツタ電流が極端に下るた
め、サイリスタSCRのゲート電位はオン状態に
なるまでは上らない。従つて保護回路の誤動作は
起らない。
以上の説明で明らかなように、本考案の周波数
及び電流の両方を検出して保護回路を働かせる構
成のDC−DCコンバータを提供するものであるた
め、従来のDC−DCコンバータに比較し保護動作
が安定、確実であり、保護用の電流ヒユーズが省
略できると共に、自動復帰形であるためサービス
が不要であるという効果を有する。
及び電流の両方を検出して保護回路を働かせる構
成のDC−DCコンバータを提供するものであるた
め、従来のDC−DCコンバータに比較し保護動作
が安定、確実であり、保護用の電流ヒユーズが省
略できると共に、自動復帰形であるためサービス
が不要であるという効果を有する。
第１図は本考案に係るDC−DCコンバータの回
路図、第２図は正常動作時における電圧波形及び
第３図は電圧変動率の高い巻線が短絡した場合の
電圧波形を示す。 SCR：サイリスタ、Ｑ１：第１のトランジス
タ、Ｑ２：第２のトランジスタ、Ｑ３：発振用ト
ランジスタ、Ｌ１：１次巻線、Ｄ４，Ｄ５：ダイ
オード、Ｌ２，Ｌ３：２次巻線、Ｔ：トランス、
Ｇ：ゲート、Ｃ１：コンデンサ、Ｒ６，Ｒ７：抵
抗、Ｄ１：トランジスタＱ１のオン／オフレベル
をシフトするために付加されたダイオード、Ｄ
２：サイリスタSCRのゲート抵抗、Ｃ２，Ｄ４，
Ｃ３，Ｄ５：それぞれコンバータ出力正負（＋
DC，−DC）の直流電圧を作るための、整流ダイ
オード及び平滑コンデンサ。
路図、第２図は正常動作時における電圧波形及び
第３図は電圧変動率の高い巻線が短絡した場合の
電圧波形を示す。 SCR：サイリスタ、Ｑ１：第１のトランジス
タ、Ｑ２：第２のトランジスタ、Ｑ３：発振用ト
ランジスタ、Ｌ１：１次巻線、Ｄ４，Ｄ５：ダイ
オード、Ｌ２，Ｌ３：２次巻線、Ｔ：トランス、
Ｇ：ゲート、Ｃ１：コンデンサ、Ｒ６，Ｒ７：抵
抗、Ｄ１：トランジスタＱ１のオン／オフレベル
をシフトするために付加されたダイオード、Ｄ
２：サイリスタSCRのゲート抵抗、Ｃ２，Ｄ４，
Ｃ３，Ｄ５：それぞれコンバータ出力正負（＋
DC，−DC）の直流電圧を作るための、整流ダイ
オード及び平滑コンデンサ。
Claims (1)
- サイリスタと、このサイリスタの後段に順次接
続された第１のトランジスタ、第２のトランジス
タおよび発振用トランジスタと、この発振用トラ
ンジスタのコレクタ回路に接続され前記発振用ト
ランジスタとともに発振回路を形成する１次巻線
と整流器を介してDC電圧を出力する２次巻線と
を有するトランスと、前記サイリスタ、第１と第
２のトランジスタ、発振用トランジスタおよびト
ランスに電圧を供給するDC入力とを有するDC−
DCコンバータであつて、前記２次巻線の短絡時
に生じる前記発振回路の発振周波数の増大或いは
前記２次巻線の過負荷時に生じる発振用トランジ
スタの過電流を検出し、その検出信号を前記サイ
リスタのゲートに導くことによつて、順次、前記
サイリスタ、第１のトランジスタおよび第２のト
ランジスタを介して前記発振用トランジスタの導
通の停止を行うことにより前記発振回路の発振を
停止せしめ、且つ前記発振回路の発振周波数の増
大の検出は、前記発振用トランジスタのコレクタ
とDC入力の負側共通線間に挿入したコンデンサ
と抵抗の直列回路でなる微分回路の中間点の微分
波形を整流平滑することにより行い、また前記発
振用トランジスタの過電流の検出は、前記発振用
トランジスタのエミツタ端子とDC入力の負側共
通線間に挿入した抵抗の両端間の電圧を整流平滑
することにより行うことを特徴とするDC−DCコ
ンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13949882U JPS5944183U (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13949882U JPS5944183U (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5944183U JPS5944183U (ja) | 1984-03-23 |
| JPH0116389Y2 true JPH0116389Y2 (ja) | 1989-05-15 |
Family
ID=30312643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13949882U Granted JPS5944183U (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944183U (ja) |
-
1982
- 1982-09-13 JP JP13949882U patent/JPS5944183U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5944183U (ja) | 1984-03-23 |
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