JPH01270770A - 自励型ｄｃ／ｄｃ変換回路 - Google Patents
自励型ｄｃ／ｄｃ変換回路Info
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- JPH01270770A JPH01270770A JP9866988A JP9866988A JPH01270770A JP H01270770 A JPH01270770 A JP H01270770A JP 9866988 A JP9866988 A JP 9866988A JP 9866988 A JP9866988 A JP 9866988A JP H01270770 A JPH01270770 A JP H01270770A
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 20
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
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Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、入力直流電圧を昇降圧、極性反転、あるいは
、入出力の絶縁分離といった目的のために使用される自
励型Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃ変換回路に関するものである。
、入出力の絶縁分離といった目的のために使用される自
励型Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃ変換回路に関するものである。
従来の技術
２石式自励型ＤＯ／’ＤＣ変換回路として、代表的なロ
イヤー回路、及び、ジエンセン回路を第３図、第４図に
示す。図をもとに、回路動作を説明する。
イヤー回路、及び、ジエンセン回路を第３図、第４図に
示す。図をもとに、回路動作を説明する。
第３図のロイヤー回路では、トランジスタ１２が導通す
ると、トランジスタ１２０ペース巻線に電圧が誘起され
るという正帰還により、トランジスタ１２は瞬時にオン
する。トランジスタ１２がオンし、時間が経過すると、
変成器１１のコアの磁束密度は飽和に達し、変成器１１
は空芯と同様になり、トランジスタ１２のコレクタ電流
が増加し、トランジスタ１２が飽和から活性状態となり
、コレクタ電圧が上昇し、同時にベース巻線への誘導電
圧も減少することにより、トランジスタ１２は急速にオ
フし、変成器１１０巻線電圧は逆転し、今度はトランジ
スタ１３がオンすることとなり、発振が継続し、変成器
１１の２次側でダイオード７、及び已により整流し、所
用の直流出力電圧を得る。
ると、トランジスタ１２０ペース巻線に電圧が誘起され
るという正帰還により、トランジスタ１２は瞬時にオン
する。トランジスタ１２がオンし、時間が経過すると、
変成器１１のコアの磁束密度は飽和に達し、変成器１１
は空芯と同様になり、トランジスタ１２のコレクタ電流
が増加し、トランジスタ１２が飽和から活性状態となり
、コレクタ電圧が上昇し、同時にベース巻線への誘導電
圧も減少することにより、トランジスタ１２は急速にオ
フし、変成器１１０巻線電圧は逆転し、今度はトランジ
スタ１３がオンすることとなり、発振が継続し、変成器
１１の２次側でダイオード７、及び已により整流し、所
用の直流出力電圧を得る。
第４図に示したジエンセン回路は、ロイヤー回路と同様
な動作をするが、可飽和コアを有する制御用の変成器２
６を、電力伝達用の変成器１と分離したことを特徴とす
る（例えば、清水和実「続安定化電源回路の設計」（昭
４９．１２．１ ）ＣＱ出版Ｐ１９２〜）。
な動作をするが、可飽和コアを有する制御用の変成器２
６を、電力伝達用の変成器１と分離したことを特徴とす
る（例えば、清水和実「続安定化電源回路の設計」（昭
４９．１２．１ ）ＣＱ出版Ｐ１９２〜）。
発明が解決しようとする課題
上記の従来の技術では、回路構成が複雑な上、下記の様
な問題点を有している。
な問題点を有している。
ロイヤー回路は、変成器１１のコアを飽和状態で使用す
る。変成器１１は、電力伝達用の変成器のため、大型で
あり、これを飽和で使用するため、コア損失が大きく、
数ｋＩ（ｚ程度のスイッチング周波数が限度と考えられ
る。
る。変成器１１は、電力伝達用の変成器のため、大型で
あり、これを飽和で使用するため、コア損失が大きく、
数ｋＩ（ｚ程度のスイッチング周波数が限度と考えられ
る。
また、ジエンセン回路は、ロイヤー回路の欠点を補なう
ものであり、変成器１は不飽和で使用するため低損失で
あり、飽和で使用する変成器２６は、トランジスタ１２
．１３のベースを駆動するために使用するだけであり、
ロイヤー回路の変成器１１に比し、十分小型にすること
が可能であシ、コア損失を小さくすることが可能となり
、スイッチング周波数を上げることが可能である。とこ
ろが、スイッチング素子としてトランジスタを使用して
いるだめ、カットオフのスピードが遅く、２つのトラン
ジスタ１２、及び、１３が同時ＯＮとなる時間が長く、
スイッチング周波数を高周波化する際のネックとなって
いた。本発明は簡単な回路構成により、スイッチング周
波数の高周波化、小凰化、高効率化が可能な回路方式を
提供するものである。
ものであり、変成器１は不飽和で使用するため低損失で
あり、飽和で使用する変成器２６は、トランジスタ１２
．１３のベースを駆動するために使用するだけであり、
ロイヤー回路の変成器１１に比し、十分小型にすること
が可能であシ、コア損失を小さくすることが可能となり
、スイッチング周波数を上げることが可能である。とこ
ろが、スイッチング素子としてトランジスタを使用して
いるだめ、カットオフのスピードが遅く、２つのトラン
ジスタ１２、及び、１３が同時ＯＮとなる時間が長く、
スイッチング周波数を高周波化する際のネックとなって
いた。本発明は簡単な回路構成により、スイッチング周
波数の高周波化、小凰化、高効率化が可能な回路方式を
提供するものである。
課題を解決するための手段
本発明の自励型ＤＯ／ＤＯ変換回路は、１次。
２次巻線双方め中点に中間タップを有する変成器の１次
巻線の中間タップに直流入力電圧を供給し、上記１次巻
線の両端を２個の電界効果トランジスタのドレインにそ
れぞれ接続し、上記２個の電界効果トランジスタのソー
スは供に接地し、また、互いに一方のゲートは、他方の
ドレインへインピーダンス素子を介して接続し、可飽和
コアを有するコイルの両端を、それぞれ、上記２個の電
界効果トランジスタのゲートへ接続し、上記変成器の２
次巻線の両端は、それぞれ２個のダイオードの一方へ接
続し、上記２個のダイオードの他方は共通とし、この共
通部と、変成器２次巻線の中間タップとの間に生じる電
圧を出力として得るものである。
巻線の中間タップに直流入力電圧を供給し、上記１次巻
線の両端を２個の電界効果トランジスタのドレインにそ
れぞれ接続し、上記２個の電界効果トランジスタのソー
スは供に接地し、また、互いに一方のゲートは、他方の
ドレインへインピーダンス素子を介して接続し、可飽和
コアを有するコイルの両端を、それぞれ、上記２個の電
界効果トランジスタのゲートへ接続し、上記変成器の２
次巻線の両端は、それぞれ２個のダイオードの一方へ接
続し、上記２個のダイオードの他方は共通とし、この共
通部と、変成器２次巻線の中間タップとの間に生じる電
圧を出力として得るものである。
作用
本発明は、上記した構成を用いることにより、スイッチ
ング毎に非常に短時間の電力消費があるだけで、定常的
にはほとんど電力消費のない制御部によって大電流のス
イッチングを継続して行うことが可能となる。
ング毎に非常に短時間の電力消費があるだけで、定常的
にはほとんど電力消費のない制御部によって大電流のス
イッチングを継続して行うことが可能となる。
実施例
第１図は本発明の自励型Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃ変換回路の一実
施例を示すブロック図である。第１図において、１は変
成器、２及び３はエンハンスメントタイプｎチャンネル
ＭＯ８型電界効果トランジスタ（以下ＦＩＣＴと記する
）である。４及び５はインピーダンス素子としての抵抗
、６は高角型比で保磁力の小さな可飽和コアを有するコ
イル、７及び８は整流用ダイオードであり、出力電圧は
、端子ＶＱ＋を正極、端子ＶＱ−を負極とする差電圧と
して、入力と絶縁分離して得ることができる。図面に従
って動作を説明する。ＦＩＣＴ２が導通するとそのドレ
イン電圧が低下し、変成器１０作用によりＦＥＴ３のド
レイン電圧が上昇し、抵抗４を通して、ＦＥＴ２のゲー
ト電圧が上昇し、さらにＦＩＣＴ２のオン抵抗が低下し
て、ＦＥＴ２のドレイン電圧が低下するという正帰還に
より、ＦＥＴ２は瞬時にオンし、同様な正帰還によりＦ
ＥＴ３はオフする。高角形比、低保磁力の可飽和コアを
持つコイルｅのインピーダンスは、定常的に高い値を持
ち、コイル６に流れる電流は微かである。しかし、コア
の磁束密度は、第２図（ｄ）に示すように変化し、飽和
点上Ｂｍに達すると、瞬時にコイル６のインピーダンス
は低下し、ＦＥＴ２及び３のゲートはショート状態とな
り、ＦＥＴ２はゲート電圧が低下し、オフ方向へ動作し
、変成器１の作用により、ＦＥＴ２のドレイン電圧は上
昇し、かつ、ＦＥＴ３のドレイン電圧が低下し、コイル
６に印加される電圧が従前と逆電圧となり、コイル６の
インピーダンスは高い値となる。これによりＦＩＣＴ３
のゲートに高電圧、ＦＥＴ２のゲートには低電圧が印加
され、従前と同様な正帰還により、ＦＥＴ３はオン、Ｆ
ＥＴ２はオフとなる。こうして、変成器１の１次巻線の
両端には、デユーティ比６Ｑ％で概略±２Ｖｉ の電圧
が発生する。この結果変成器１の１次、２次の巻線数を
それぞれｎｌ、ｎ２とすると、変成器の２次巻線の両端
には、概略±２−・ｖｉの電圧が発生し、これをダイオ
ード７．８によって整流し、所用の出力電圧を端子ＶＱ
−）−、ＶＱ−の間に得る。第２図は、第１図に示した
実施例の主要部の概略波形であり、（＆） 、 （ｂ）
はそれぞれＦＩＣＴ２のドレイン、及び、ゲートの電圧
波形、（ｃ）はＦＥＴ２のドレイン電流波形（ｄ） 、
（６）はそれぞれコイル６のコアの磁束密度、及び、
両端の電位差、Ｖｉ、工。はそれぞれ入力電圧、出力負
荷電流を表わす。
施例を示すブロック図である。第１図において、１は変
成器、２及び３はエンハンスメントタイプｎチャンネル
ＭＯ８型電界効果トランジスタ（以下ＦＩＣＴと記する
）である。４及び５はインピーダンス素子としての抵抗
、６は高角型比で保磁力の小さな可飽和コアを有するコ
イル、７及び８は整流用ダイオードであり、出力電圧は
、端子ＶＱ＋を正極、端子ＶＱ−を負極とする差電圧と
して、入力と絶縁分離して得ることができる。図面に従
って動作を説明する。ＦＩＣＴ２が導通するとそのドレ
イン電圧が低下し、変成器１０作用によりＦＥＴ３のド
レイン電圧が上昇し、抵抗４を通して、ＦＥＴ２のゲー
ト電圧が上昇し、さらにＦＩＣＴ２のオン抵抗が低下し
て、ＦＥＴ２のドレイン電圧が低下するという正帰還に
より、ＦＥＴ２は瞬時にオンし、同様な正帰還によりＦ
ＥＴ３はオフする。高角形比、低保磁力の可飽和コアを
持つコイルｅのインピーダンスは、定常的に高い値を持
ち、コイル６に流れる電流は微かである。しかし、コア
の磁束密度は、第２図（ｄ）に示すように変化し、飽和
点上Ｂｍに達すると、瞬時にコイル６のインピーダンス
は低下し、ＦＥＴ２及び３のゲートはショート状態とな
り、ＦＥＴ２はゲート電圧が低下し、オフ方向へ動作し
、変成器１の作用により、ＦＥＴ２のドレイン電圧は上
昇し、かつ、ＦＥＴ３のドレイン電圧が低下し、コイル
６に印加される電圧が従前と逆電圧となり、コイル６の
インピーダンスは高い値となる。これによりＦＩＣＴ３
のゲートに高電圧、ＦＥＴ２のゲートには低電圧が印加
され、従前と同様な正帰還により、ＦＥＴ３はオン、Ｆ
ＥＴ２はオフとなる。こうして、変成器１の１次巻線の
両端には、デユーティ比６Ｑ％で概略±２Ｖｉ の電圧
が発生する。この結果変成器１の１次、２次の巻線数を
それぞれｎｌ、ｎ２とすると、変成器の２次巻線の両端
には、概略±２−・ｖｉの電圧が発生し、これをダイオ
ード７．８によって整流し、所用の出力電圧を端子ＶＱ
−）−、ＶＱ−の間に得る。第２図は、第１図に示した
実施例の主要部の概略波形であり、（＆） 、 （ｂ）
はそれぞれＦＩＣＴ２のドレイン、及び、ゲートの電圧
波形、（ｃ）はＦＥＴ２のドレイン電流波形（ｄ） 、
（６）はそれぞれコイル６のコアの磁束密度、及び、
両端の電位差、Ｖｉ、工。はそれぞれ入力電圧、出力負
荷電流を表わす。
なお、第１図に示した実施例では、インピーダンス素子
を抵抗としたが、ＦＥＴ２．３のオン。
を抵抗としたが、ＦＥＴ２．３のオン。
オフ反転時に十分な電流を供給でき、かつ、定常時にコ
イル６に印加する電圧を十分に維持できるものであれば
何でもよい。例えば、コンデンサ、あるいは、コンデン
サと抵抗による複合回路等が考えられる。特にコンデン
サのみで実現すれば、抵抗でのロスの発生がなくなり、
コンデンサ間での電荷移動のみとなり、制御電力はさら
に減少すると考えられる。
イル６に印加する電圧を十分に維持できるものであれば
何でもよい。例えば、コンデンサ、あるいは、コンデン
サと抵抗による複合回路等が考えられる。特にコンデン
サのみで実現すれば、抵抗でのロスの発生がなくなり、
コンデンサ間での電荷移動のみとなり、制御電力はさら
に減少すると考えられる。
また、入出力ノイズ低減のためには、入出力に並列のコ
ンデンサ、あるいは、コンデンサとコイルによるＬ型、
π型等のフィルタの付加、ＦＥＴ２゜３へのスナバ回路
の付加が有効である。
ンデンサ、あるいは、コンデンサとコイルによるＬ型、
π型等のフィルタの付加、ＦＥＴ２゜３へのスナバ回路
の付加が有効である。
整流用グイ・オード７．８については、カンードを共通
としたが、用途によっては、第６図に示すようにアノー
ド共通の方が有利の場合もあり、また、第６図に示すよ
うにダイオード７．８にスナバＡを付加し、カン一ド、
アノードがともに共通とならないようにもできる。
としたが、用途によっては、第６図に示すようにアノー
ド共通の方が有利の場合もあり、また、第６図に示すよ
うにダイオード７．８にスナバＡを付加し、カン一ド、
アノードがともに共通とならないようにもできる。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明は簡単な回路構
成で、電力消費の少ないＤ Ｃ／Ｄ Ｃ変換回路を実現
可能であり、スイッチング周波数の高周波化によって、
トランス、コイル、コンデンサ等を小型化でき、また、
コンデンサとして電解コンデンサを使用しない小型で長
寿命なものが実現できるという効果が得られる。
成で、電力消費の少ないＤ Ｃ／Ｄ Ｃ変換回路を実現
可能であり、スイッチング周波数の高周波化によって、
トランス、コイル、コンデンサ等を小型化でき、また、
コンデンサとして電解コンデンサを使用しない小型で長
寿命なものが実現できるという効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例におけるＤ Ｃ／Ｄ Ｃ変換
回路の回路図、第２図（＆）〜（ｅ）は第１図の主要部
における波形図、第３図、第４図は従来のＤＣ／ＤＣ変
換回路の回路図、第６図、第６図は本発明の他の実施例
の要部回路図である。 １・・・・・・変成器、２．３・・・・・・ＦＥＴ、４
．５・・・・・・抵抗、６・・・・・・コイル、７．８
・・・・・・ダイオード。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ＦＥＴ 第２図 第３図 第４図 ！
回路の回路図、第２図（＆）〜（ｅ）は第１図の主要部
における波形図、第３図、第４図は従来のＤＣ／ＤＣ変
換回路の回路図、第６図、第６図は本発明の他の実施例
の要部回路図である。 １・・・・・・変成器、２．３・・・・・・ＦＥＴ、４
．５・・・・・・抵抗、６・・・・・・コイル、７．８
・・・・・・ダイオード。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ＦＥＴ 第２図 第３図 第４図 ！
Claims (1)
- １次、２次巻線双方の中点に中間タップを有する変成器
の１次巻線の中間タップに直流入力電圧を供給し、上記
１次巻線の両端を２個の電解効果トランジスタのドレイ
ンにそれぞれ接続し、上記２個の電解効果トランジスタ
のソースは共に接地し、また、互いに一方のゲートは、
他方のドレインへインピーダンス素子を介して接続し、
可飽和コアを有するコイルの両端をそれぞれ上記２個の
電界効果トランジスタのゲートへ接続し、上記変成器の
２次巻線の両端は、それぞれ２個のダイオードの一方へ
接続し、上記２個のダイオードの他方は共通とし、この
共通部と、変成器２次巻線の中間タップとの間に生じる
電圧を出力として取り出す自励型ＤＣ／ＤＣ変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9866988A JPH01270770A (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | 自励型ｄｃ／ｄｃ変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9866988A JPH01270770A (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | 自励型ｄｃ／ｄｃ変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01270770A true JPH01270770A (ja) | 1989-10-30 |
Family
ID=14225922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9866988A Pending JPH01270770A (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | 自励型ｄｃ／ｄｃ変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01270770A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105890505A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-08-24 | 上海云统信息科技有限公司 | 金属尺寸形状检测装置和方法 |
-
1988
- 1988-04-21 JP JP9866988A patent/JPH01270770A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105890505A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-08-24 | 上海云统信息科技有限公司 | 金属尺寸形状检测装置和方法 |
| CN105890505B (zh) * | 2016-03-30 | 2018-06-08 | 上海云统信息科技有限公司 | 金属尺寸形状检测装置和方法 |
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