JPH03195362A - Ringing choke converter - Google Patents

Ringing choke converter

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JPH03195362A
JPH03195362A JP33157789A JP33157789A JPH03195362A JP H03195362 A JPH03195362 A JP H03195362A JP 33157789 A JP33157789 A JP 33157789A JP 33157789 A JP33157789 A JP 33157789A JP H03195362 A JPH03195362 A JP H03195362A
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JP
Japan
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voltage
fet
winding
switching element
output
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Application number
JP33157789A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Matsumae
博 松前
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To keep an output voltage constant stably by reducing a period or continuity of switching elements according to the rise of a power voltage. CONSTITUTION:When a power voltage Vi rises, the first FET 7 is turned OFF, an induced voltage VA of a main winding L1a rises, and the threshold of the current is steep. Simultaneously, an induced voltage VB of an auxiliary winding L1b also rises, and the time until an output of an integrating circuit 11 reaches the threshold value of a gate bias voltage of the second FET 9 is reduced. Accordingly, the timing for ON starting of the second FET 9 is quickened, and an ON period of the first FET 7 is reduced. As a result, a level of the current supplied to the main winding L1a is kept in the same level as that of the power voltage Vi in a normal time, and accordingly, a quantity of energy stored in a transformer 3 has also the same level, so that a secondary side output voltage VOUT remains unchanged and is stabilized.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、直流電圧を所定電圧に昇圧(又は降圧)する
直流−直流変換器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a DC-DC converter that steps up (or steps down) a DC voltage to a predetermined voltage.

[従来の技術] 従来より、直流−直流変換器の一つとして、次側に主巻
線及び補助巻線を設けると共1ニニ次側には出力巻線を
設けた変圧器と、直流電源から主巻線への通電を断続す
るスイッチング素子と、次巻線への通電電流により補助
巻線に誘起された電圧をスイッチング素子のバイアス側
に戻すことでスイッチング素子に正帰還をかける正帰還
回路とを備え、スイッチング素子の自励発振(スイッチ
ング)によって直流電圧を昇圧あるいは降圧するリンギ
ングチョークコンバータ(以下、RCCという)が知ら
れている。
[Prior Art] Conventionally, as one type of DC-DC converter, a transformer is provided with a main winding and an auxiliary winding on the next side, and an output winding on the first secondary side, and a DC power supply. A positive feedback circuit that applies positive feedback to the switching element by returning the voltage induced in the auxiliary winding by the current flowing to the next winding to the bias side of the switching element. A ringing choke converter (hereinafter referred to as RCC) is known, which is equipped with the following and steps up or steps down a DC voltage through self-excited oscillation (switching) of a switching element.

[発明が解決しようとする課題] この種のRCCには、電源電圧の変動や出力側負荷の変
化によって出力電圧が変動するといった問題があり、出
力安定化のための回路技術の開発が望まれている。特に
、RCCは他の直流−直流変換器の補助電源として用い
られることが多く、この場合には負荷変動によるよりも
電源電圧の変動によって出力電圧が不安定になるので、
これに対する対策が求められている。
[Problem to be solved by the invention] This type of RCC has a problem in that the output voltage fluctuates due to fluctuations in the power supply voltage and changes in the load on the output side, and the development of circuit technology for output stabilization is desired. ing. In particular, RCC is often used as an auxiliary power supply for other DC-DC converters, and in this case, the output voltage becomes unstable due to fluctuations in the power supply voltage rather than due to load fluctuations.
Measures against this are required.

この対策の一つとして、スイッチング素子にバイポーラ
トランジスタを用いたRCCでは、上記正帰還回路に、
補助巻線の電圧が所定値を超えると、トランジスタのベ
ース電流を分流して低減させるベース電流制御回路を備
え、出力電圧(出力電圧と補助巻線電圧とは比例関係に
ある)が定格電圧を超えるとベース電流を低減させてト
ランジスタをオフさせることで、トランジスタのオン期
間を短縮して電圧上昇を抑え出力電圧を安定化すること
が考えられる。
As one measure against this, in RCCs that use bipolar transistors as switching elements, the positive feedback circuit is
When the voltage of the auxiliary winding exceeds a predetermined value, a base current control circuit is provided that divides and reduces the base current of the transistor, and the output voltage (the output voltage and the auxiliary winding voltage are in a proportional relationship) reaches the rated voltage. If the threshold is exceeded, it is possible to reduce the base current and turn off the transistor, thereby shortening the on-period of the transistor, suppressing the voltage rise, and stabilizing the output voltage.

しかし、バイポーラトランジスタは、コレクタエミッタ
間の順電圧降下が大きく、したがってそのコレクタ損失
が大きく電力消費のロスも多い。
However, bipolar transistors have a large collector-emitter forward voltage drop, resulting in large collector losses and large power consumption losses.

一 さらに、ベースバイアス電流は、コレクタ電流に比して
小さいとはいえ、その電力消費も無視できえない。その
ため、バイポーラトランジスタに代えて、たとえば、順
電圧降下が非常に小さくバイアス電流を要しないという
特性をもつ周知の電界効果トランジスタ(以下、FET
という)を用いることが望ましいが、上記のバイポーラ
トランジスタを用いたRCCにおける出力電圧安定化の
技術を、スイッチング素子にFETを用いたRCCに適
用して、その出力電圧を安定化させることはできない。
Furthermore, although the base bias current is smaller than the collector current, its power consumption cannot be ignored. Therefore, in place of bipolar transistors, for example, well-known field effect transistors (hereinafter referred to as FETs), which have a very small forward voltage drop and do not require bias current, may be used.
However, the technique for stabilizing the output voltage in an RCC using bipolar transistors cannot be applied to an RCC using an FET as a switching element to stabilize the output voltage.

つまり、FETはドレイン電流をゲート電圧で制御する
ものであって、ゲートからソースには極めて僅かな電流
しか流れないので、上記のベース電流制御回路を用いて
FFTのオン期間を短縮することはできないからである
In other words, the drain current of an FET is controlled by the gate voltage, and only a very small amount of current flows from the gate to the source, so the on-period of the FFT cannot be shortened using the base current control circuit described above. It is from.

そこで、本発明は電源電圧に応じてスイッチング素子の
バイアス電圧を制御することで出力電圧を安定化させる
リンギングチョークコンバータを提供することを目的と
してなされ!′−[課題を解決するための手段] 4 本発明の要旨とするところは、 一次側に主巻線及び補助巻線を備えると共に二次側に二
次巻線を備えた変圧器と、 直流電源から該主巻線への通電を断続するスイッチング
素子と、 該スイッチング素子に上記補助巻線に誘起された電圧を
バイアス電圧として印加するバイアス回路と、 該バイアス回路の出力するバイアス電圧を制御すること
で上記スイッチング素子の導通を遮断する補助スイッチ
ング素子と、 上記補助巻線に誘起された電圧を所定時定数で蓄電して
バイアス電圧として上記補助スイッチング素子に出力す
る積分回路と、 上記変圧器の二次巻線に接続さね上記主巻線の通電停止
時に導通して該二次巻線からの電流を通す整流素子と、 該整流素子の出力を平滑する平滑回路と、を備えたリン
ギングチョークコンバータにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a ringing choke converter that stabilizes the output voltage by controlling the bias voltage of the switching element according to the power supply voltage. '-[Means for Solving the Problems] 4 The gist of the present invention is to provide a transformer having a main winding and an auxiliary winding on the primary side and a secondary winding on the secondary side, and a direct current a switching element that connects and disconnects current from a power source to the main winding; a bias circuit that applies the voltage induced in the auxiliary winding to the switching element as a bias voltage; and a bias voltage that is output from the bias circuit. the transformer; A ringing choke connected to a secondary winding, comprising a rectifying element that becomes conductive when the main winding stops energizing and passes current from the secondary winding, and a smoothing circuit that smoothes the output of the rectifying element. It's in the converter.

[作用] 以上のように構成された本発明のリンギングチョークコ
ンバータによれば、スイッチング素子が導通して、直流
電源から変圧器の主巻線へ電流が流れると、電源電圧に
略比例する電圧が主巻線と補助巻線とにそれぞれ誘起さ
れる。すると、バイアス回路により補助巻線の誘起電圧
が、スイッチング素子にバイアス電圧として印加される
ので、スイッチング素子は導通状態を継続する。一方、
補助巻線の誘起電圧が積分回路に入力されると、その誘
起電圧に対して所定時定数をもって積分回路の出力電圧
が上昇し、この出力電圧がバイアス電圧として補助スイ
ッチング素子に印加される。
[Function] According to the ringing choke converter of the present invention configured as described above, when the switching element conducts and current flows from the DC power supply to the main winding of the transformer, a voltage approximately proportional to the power supply voltage is generated. are induced in the main winding and the auxiliary winding, respectively. Then, the bias circuit applies the induced voltage of the auxiliary winding to the switching element as a bias voltage, so that the switching element continues to be in a conductive state. on the other hand,
When the induced voltage of the auxiliary winding is input to the integrating circuit, the output voltage of the integrating circuit increases with a predetermined time constant relative to the induced voltage, and this output voltage is applied to the auxiliary switching element as a bias voltage.

それで、補助スイッチング素子が導通してバイアス回路
の出力するバイアス電圧を制御することで、スイッチン
グ素子の導通を遮断する。電源電圧が上昇すると、補助
巻線の誘起電圧が上昇して、積分回路の出力電圧の立上
がりが急峻になるので、補助スイッチング素子の導通開
始が早くなり、したがってスイッチング素子の遮断タイ
ミングも早くなる。
Therefore, the auxiliary switching element is turned on and the bias voltage output from the bias circuit is controlled, thereby cutting off the conduction of the switching element. When the power supply voltage rises, the induced voltage in the auxiliary winding rises, and the output voltage of the integrating circuit rises steeply, so that the auxiliary switching element starts conducting conduction earlier, and therefore the switching element's cut-off timing also becomes earlier.

[実施例] 以下に本発明の一実施例を図面と共に説明する。[Example] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず第1図は、本発明が適用された実施例のリンギング
チョークコンバータを表す電気回路図である。
First, FIG. 1 is an electrical circuit diagram showing a ringing choke converter according to an embodiment of the present invention.

図に示すように、リンギングチョークコンバタ(以下、
RCCという)]には、−次側に主巻線Lla及び補助
巻線Llbが設けられると共に二次側には主巻線Lla
と反対の極性に巻回された二次巻線L2が設けられた変
圧器3と、直流電源5から主巻線Llaへの通電を断続
する第1の電界効果トランジスタ(以下、第1FETと
いう)7と、補助スイッチング素子としての第2の電界
効果トランジスタ(以下、第2FETという)9と、出
力側が第2FET9のゲートに接続され入力側が補助巻
線Llbの一端に接続された積分回路1]と、第1FE
T7がターンオフしたときに変圧器3の二次巻線L2に
誘起される電圧に対して順方向となるように、二次巻線
L2に設けられた整流用ダイオードDREと、変圧器3
の二次側出力を平滑するための平滑コンデンサC3Mと
が備えられている。
As shown in the figure, a ringing choke converter (hereinafter referred to as
RCC) is provided with a main winding Lla and an auxiliary winding Llb on the negative side, and a main winding Lla on the secondary side.
A transformer 3 is provided with a secondary winding L2 wound with a polarity opposite to that of the transformer 3, and a first field effect transistor (hereinafter referred to as a first FET) that connects and disconnects current from the DC power supply 5 to the main winding Lla. 7, a second field effect transistor (hereinafter referred to as a second FET) 9 as an auxiliary switching element, and an integrating circuit 1 whose output side is connected to the gate of the second FET 9 and whose input side is connected to one end of the auxiliary winding Llb. , 1st FE
A rectifier diode DRE provided in the secondary winding L2 and a rectifier diode DRE provided in the secondary winding L2 of the transformer 3 so that the voltage induced in the secondary winding L2 of the transformer 3 is in the forward direction when T7 is turned off.
A smoothing capacitor C3M is provided for smoothing the secondary side output of.

変圧器3の主巻線Llaでは、一端が直流電源5の正極
に接続され、他端が第1FET7のドレイン−ソースを
介して直流電源5の負極に接続されている。一方補助巻
線Llbでは、一端が第1FET7のソースに接続され
ると共に起動抵抗R]を介して同ゲートに接続され、他
端がコンデンサC]及び抵抗R2を介して第1FET7
のゲートに接続されると共に積分回路]]の入力側に接
続されている。つまり、第1FET7のゲートには、補
助巻線Llbに誘起した電圧VBが印加さね第2FET
9のゲートには誘起電圧VBが積分回路1]を介して印
加されるように構成されている。
One end of the main winding Lla of the transformer 3 is connected to the positive electrode of the DC power source 5 , and the other end is connected to the negative electrode of the DC power source 5 via the drain-source of the first FET 7 . On the other hand, the auxiliary winding Llb has one end connected to the source of the first FET 7 and the gate thereof via the starting resistor R, and the other end connected to the first FET 7 via the capacitor C and the resistor R2.
and the input side of the integrating circuit. In other words, the voltage VB induced in the auxiliary winding Llb is not applied to the gate of the first FET7.
The structure is such that an induced voltage VB is applied to the gate of 9 via an integrating circuit 1.

また、第1FET7のゲートは、抵抗R3及び抵抗R4
を介して直流電源5の正極側に、抵抗R3及びコンデン
サC2を介して直流電源5の負極側に、それぞれ接続さ
れていると共に、第2FET9のドレインにも接続され
、 さらに第1FET=8− 7のソースと第2FET9のソースとが接続されている
。つまり、第2FET9がターンオンすると、第1 F
ET7のゲート−ソース間の電位差がなくなって第1F
ET7がターンオフするように構成されている。
Further, the gate of the first FET7 is connected to a resistor R3 and a resistor R4.
is connected to the positive electrode side of the DC power source 5 via the resistor R3 and the negative electrode side of the DC power source 5 via the resistor R3 and the capacitor C2, and is also connected to the drain of the second FET 9, and further connected to the drain of the second FET 9, and further connected to the drain of the second FET 9. The source of the second FET 9 is connected to the source of the second FET 9. In other words, when the second FET9 turns on, the first FET9 turns on.
The potential difference between the gate and source of ET7 disappears, and the first F
ET7 is configured to turn off.

なお、補助巻線Llbの誘起電圧VBが第2FET9の
ゲートバイアス電圧以上になるように、主巻線Llaと
補助巻線Llbとの巻数比が定められている。また、抵
抗R3、起動抵抗R1及び抵抗R4のそれぞれの大きさ
は、スイッチ]5が入ったときに、起動抵抗R1の両端
電圧が第1FET7のゲートバイアス電圧V GSIの
閾値を超えるように設定されている。
Note that the turns ratio between the main winding Lla and the auxiliary winding Llb is determined so that the induced voltage VB of the auxiliary winding Llb is equal to or higher than the gate bias voltage of the second FET 9. Further, the respective sizes of the resistor R3, the starting resistor R1, and the resistor R4 are set so that the voltage across the starting resistor R1 exceeds the threshold of the gate bias voltage VGSI of the first FET 7 when the switch 5 is turned on. ing.

積分回路]1は、抵抗R5とコンデンサC3とからなる
周知のCR回路に、抵抗R5をバイパスするバイパス回
路]3を設けたものである。バイパス回路]3は、第2
FET9のゲートバイアス電圧VGS2に対して順方向
のダイオードD]と、該バイアス電圧V GS2に対し
て逆方向でありアノードが抵抗R6を介してダイオード
D1のアノードに接続された定電圧ダイオードTZとの
直列回路として構成されている。
Integrating circuit [1] is a well-known CR circuit consisting of a resistor R5 and a capacitor C3, which is provided with a bypass circuit [3] that bypasses the resistor R5. Bypass circuit] 3 is the second
A diode D which is in the forward direction with respect to the gate bias voltage VGS2 of FET9] and a constant voltage diode TZ which is in the reverse direction with respect to the bias voltage VGS2 and whose anode is connected to the anode of the diode D1 via the resistor R6. It is configured as a series circuit.

積分回路]]の出力電圧は、誘起電圧VBが発生すると
、積分回路1]の時定数をもって上昇する。補助巻線L
lbの誘起電圧VBが、さらに上昇し、所定電圧(定電
圧ダイオードTZのブレークダウン電圧vZ)以上にな
ると、定電圧ダイオードTZが導通し抵抗R5と抵抗R
6とが並列になり積分回路]]の時定数を変える。すな
わち、コンデンサC3の充電時間が短縮さね積分回路]
1の出力電圧が第2FET9のゲートバイアス電圧V 
GS2の閾値VSを超えるまでの時間が短縮されので、
第2FET9がターンオンするのが早くなる。
When the induced voltage VB is generated, the output voltage of the integrating circuit 1] rises with the time constant of the integrating circuit 1]. Auxiliary winding L
When the induced voltage VB of lb further increases and exceeds a predetermined voltage (breakdown voltage vZ of the voltage regulator diode TZ), the voltage regulator diode TZ becomes conductive and the resistor R5 and the resistor R
6 are connected in parallel, and the time constant of the integrating circuit] is changed. In other words, the charging time of capacitor C3 is shortened.]
1 output voltage is the gate bias voltage V of the second FET 9
Since the time required to exceed the GS2 threshold VS is shortened,
The second FET 9 turns on faster.

以下に、第2図に沿ってRCCIの動作を説明する。The operation of the RCCI will be explained below with reference to FIG.

まず、スイッチを15を入れると、第1FET7のゲー
トにバイアス電圧V GSIが印加され、 第1FET
7のドレイン−ソース間のチャネルが開通し直流電源5
から変圧器3の主巻線Llaへ電流が流れ始める。する
と、電源電圧V1に略比例して、主巻線Llaに電圧V
Aが誘起されると共に補助巻線Llbにも電圧VBが誘
起さね この誘起電圧VBが第1FFT7のゲートに戻
されてバイアス電圧V GSIが上昇する。そのため、
第1FET7の上記チャネル幅が拡大して完全にドレイ
ン−ソース間が導通する。また、コンデンサC2によっ
て第1FET7のゲートに漏れバイアス電流(極微小電
流)が供給されるので、第1FFT7はオン状態を継続
することができる。尚第2図において、誘起電圧VBは
、第1 FET7の順バイアス方向を正の電圧として記
載されている。
First, when the switch 15 is turned on, the bias voltage V GSI is applied to the gate of the first FET 7, and the first FET
The channel between the drain and source of 7 is opened and the DC power supply 5
Current begins to flow from the main winding Lla of the transformer 3 to the main winding Lla of the transformer 3. Then, a voltage V is applied to the main winding Lla approximately in proportion to the power supply voltage V1.
A is induced, and a voltage VB is also induced in the auxiliary winding Llb. This induced voltage VB is returned to the gate of the first FFT 7, and the bias voltage VGSI increases. Therefore,
The channel width of the first FET 7 is expanded to completely conduct between the drain and the source. Further, since a leakage bias current (extremely small current) is supplied to the gate of the first FET 7 by the capacitor C2, the first FFT 7 can continue to be in the on state. In FIG. 2, the induced voltage VB is shown with the forward bias direction of the first FET 7 as a positive voltage.

第1FFT7のオン期間中には、主巻線Llaを流れる
電流は、主巻線L]aのインダクタンスをし、時間をt
とすると、(Vi*t)/L となり、時間に比例して
増大する。つまり、第1FET7のオン期間の長さによ
って電流レベルが決まり、したがって変圧器3に蓄積さ
れるエネルギ量が決まる。そして、第1FET7のオン
期間中、変圧器3の二次巻線L2では、整流用ダイオー
ドDRE1 に対して逆方向の電圧が発生するので、変圧器3の二次
側には電流が流れない。
During the ON period of the first FFT 7, the current flowing through the main winding Lla increases the inductance of the main winding L]a, and the time t
Then, it becomes (Vi*t)/L, which increases in proportion to time. That is, the length of the ON period of the first FET 7 determines the current level and therefore the amount of energy stored in the transformer 3. During the ON period of the first FET 7, a voltage in the opposite direction to the rectifying diode DRE1 is generated in the secondary winding L2 of the transformer 3, so no current flows to the secondary side of the transformer 3.

一方、誘起電圧VBは積分回路11に入力さね積分回路
]1の出力電圧(=VGS2)が、所定時間の後に、第
2FET9のゲートバイアス電圧VGS2の閾値VSに
達する。そこで、第2FFT9はターンオンし、第1 
FET7がターンオフする。
On the other hand, the induced voltage VB is input to the integrator 11. The output voltage (=VGS2) of the tongue integrator 1 reaches the threshold VS of the gate bias voltage VGS2 of the second FET 9 after a predetermined time. Therefore, the second FFT9 turns on and the first FFT9 turns on.
FET7 turns off.

すると、変圧器3では主巻線Lla及び補助巻線Llb
には、主巻線Llaに電流を流し続ける方向)こ電圧が
発生し誘起電圧VBは負電位となる。
Then, in the transformer 3, the main winding Lla and the auxiliary winding Llb
In this case, a voltage is generated in the direction in which the current continues to flow through the main winding Lla, and the induced voltage VB becomes a negative potential.

したがって、積分回路]]の出力電圧(=VGS2 )
も負電位に反転し第2FET9もターンオフする。
Therefore, the output voltage of the integrating circuit (=VGS2)
is inverted to a negative potential, and the second FET 9 is also turned off.

そして、コンデンサC3に蓄積された電荷が、抵抗R5
、補助巻線Llbから直流電源5に回収される。なお、
ダイオードD]によって、コンデンサC3から定電圧ダ
イオードTZを通しての放電が阻止されコンデンサC3
の負電位が調節される。
Then, the charge accumulated in the capacitor C3 is transferred to the resistor R5.
, is collected from the auxiliary winding Llb to the DC power supply 5. In addition,
Diode D] prevents discharge from capacitor C3 through voltage regulator diode TZ, and capacitor C3
The negative potential of is adjusted.

このとき、変圧器3の二次巻線L2には整流用ダイオー
ドDREに対して順方向の電圧VCが発生するので、整
流用ダイオードDREからコンデンサ2 CSMへと電流が流れコンデンサC3Mが充電され負荷
に電圧VOUTを出力する。そして、変圧器3に蓄積さ
れていたエネルギが二次側へ放出されると、整流用ダイ
オードDREを流れる電流は零になり整流用ダイオード
DREがターンオフする。
At this time, a forward voltage VC is generated in the secondary winding L2 of the transformer 3 with respect to the rectifier diode DRE, so current flows from the rectifier diode DRE to the capacitor 2 CSM, charging the capacitor C3M and loading the load. Outputs voltage VOUT to. Then, when the energy stored in the transformer 3 is released to the secondary side, the current flowing through the rectifier diode DRE becomes zero, and the rectifier diode DRE is turned off.

整流用ダイオードDREがターンオフした瞬間、第1F
ET7のゲートにはバイアス電圧VGSIが印加され直
流電源5から抵抗R3を介して電流が供給されるので、
第1 FET7はターンオンし、第1FET7の自励発
振が継続する。
The moment the rectifier diode DRE turns off, the first F
Bias voltage VGSI is applied to the gate of ET7, and current is supplied from DC power supply 5 via resistor R3, so
The first FET 7 is turned on, and self-oscillation of the first FET 7 continues.

このようにRCClでは、第1FET7が一定周波数で
発振することで、直流電圧を所定電圧VOUTに昇圧し
て外部負荷LDに出力する。
In this way, in RCCl, the first FET 7 oscillates at a constant frequency, thereby boosting the DC voltage to a predetermined voltage VOUT and outputting it to the external load LD.

ここで、電源電圧V1が何等かの理由で定格電圧を超え
て上昇したとする。この場合、第1FET7がターンオ
ンすると、主巻線し]aの誘起電圧VAは電源電圧Vi
が正常のときより上昇し、主巻線Llaを流れる電流の
立ち上がりが急峻となる。同時に、第2図に破線で示す
ように、補助巻線Llbの誘起電圧VBも上昇するので
、積分回路]1の出力(=vGS2)が第2FET9(
7)ゲトバイアス電圧VGS2の閾値vSに達するまで
の時間が短くなる。したがって、第2FET9のオン開
始のタイミングが早くなるので、第1FET7も早くタ
ーンオフし第1FET7のオン期間が短縮される。その
結果、主巻線Llaを流れる電流レベルは電源電圧V1
の正常時と同レベルに留まり、したがって変圧器3に蓄
積されたエネルギ量も同レベルとなるので、二次側出力
電圧VOUTは変化せず安定する。
Here, suppose that the power supply voltage V1 has increased beyond the rated voltage for some reason. In this case, when the first FET 7 is turned on, the induced voltage VA of the main winding [a] is the power supply voltage Vi
is higher than when it is normal, and the rise of the current flowing through the main winding Lla becomes steep. At the same time, as shown by the broken line in FIG. 2, the induced voltage VB of the auxiliary winding Llb also increases, so that the output (=vGS2) of the integrator circuit]1 is transferred to the second FET9 (
7) The time required for the gate bias voltage VGS2 to reach the threshold value vS becomes shorter. Therefore, since the second FET 9 starts turning on earlier, the first FET 7 also turns off earlier, and the on period of the first FET 7 is shortened. As a result, the current level flowing through the main winding Lla is the power supply voltage V1
Since the amount of energy stored in the transformer 3 remains at the same level as during normal operation, the secondary output voltage VOUT remains stable without changing.

しかし、このように電源電圧Viの上昇に応じて、第1
FET7のオン−オフデユーティのオン期間を短縮させ
ても、出力電圧VOUTは、整流ダイオードDREの順
電圧降下、各巻線Lla、Llb、L2の抵抗値、第1
FET7のターンオン時間などの影響で、出力電圧VO
UTの上昇を抑制できないことがある。特に、電源電圧
V1が高い程、出力電圧VOUTが上昇しやすく、電源
電圧V1が大きく上昇したときには、出力電圧VOUT
が上昇してしまう。このように電源電圧V1が著しく上
昇し、補助巻線Llbの誘起電圧VBもブレークダウン
電圧vZを超えて上昇したとき、積分回路11では、定
電圧ダイオードTZが導通し]ンデンザC3が急速に充
電される。そのため、積分回路1]の出力電圧(=VG
S2 )がより短時間で第2FET9のゲートバイアス
電圧V GS2の閾値VSに達するので、第1FET7
がより早くターンオフする。
However, as described above, as the power supply voltage Vi increases, the first
Even if the ON period of the on-off duty of FET7 is shortened, the output voltage VOUT will still be affected by the forward voltage drop of the rectifier diode DRE, the resistance value of each winding Lla, Llb, and L2, and the first
Due to the influence of the turn-on time of FET7, the output voltage VO
It may not be possible to suppress the rise in UT. In particular, the higher the power supply voltage V1 is, the more easily the output voltage VOUT increases, and when the power supply voltage V1 increases significantly, the output voltage VOUT
will rise. In this way, when the power supply voltage V1 increases significantly and the induced voltage VB of the auxiliary winding Llb also increases beyond the breakdown voltage vZ, the constant voltage diode TZ becomes conductive in the integrating circuit 11. be done. Therefore, the output voltage (=VG
S2) reaches the threshold value VS of the gate bias voltage VGS2 of the second FET9 in a shorter time, so the gate bias voltage of the first FET7
turns off faster.

これで、第1FET7のオン期間が大きく短縮され、 
変圧器3に蓄積されるエネルギ量が従前のレベルに留ま
るので二次側出力電圧VOIJTの上昇が抑制され安定
する。
This greatly shortens the on period of the first FET7,
Since the amount of energy stored in the transformer 3 remains at the previous level, the rise in the secondary output voltage VOIJT is suppressed and stabilized.

上記したように本実施例では、電源電圧v1の上昇に応
じで、第1FET7のオン−オフデユティのオン期間を
短縮させて出力電圧V OUTを所定レベルに保ち、さ
らに、電源電圧V1が著しく上昇し、補助巻線Llbの
誘起電圧VBが所定レベル(VZ )を超えて上昇した
ときには、積分回路]]の時定数を変えることで第1F
ET7のオ゛ン期間を一層短縮して出力電圧VOUTの
上昇を抑5− 制する。それゆえ、電源電圧V1が大きく上昇しても出
力電圧VOUTを所定レベルに安定的に保つことができ
る。
As described above, in this embodiment, as the power supply voltage V1 rises, the on period of the on-off duty of the first FET 7 is shortened to maintain the output voltage V OUT at a predetermined level, and furthermore, the power supply voltage V1 increases significantly. , when the induced voltage VB of the auxiliary winding Llb rises above a predetermined level (VZ), the first F
The on-period of ET7 is further shortened to suppress the rise in output voltage VOUT. Therefore, even if the power supply voltage V1 increases significantly, the output voltage VOUT can be stably maintained at a predetermined level.

また、スイッチング素子としてFETを用いたので、従
来のバイポーラトランジスタを用いたRCCよりも電力
消費のロスが少なく、発熱量も少ない。
Furthermore, since FETs are used as switching elements, there is less loss in power consumption and less heat generation than in conventional RCCs using bipolar transistors.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、電源電圧の上昇に
応じてスイッチング素子の導通期間が短縮されるので、
電源電圧が上昇しても出力電圧を安定的に保つことがで
きる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the conduction period of the switching element is shortened as the power supply voltage increases.
Even if the power supply voltage increases, the output voltage can be kept stable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は実施例のリンギングチョークコンバータの電気
回路図、第2図はリンギングチョークコンバータの動作
タイミングを表す説明図である。 ]・・・リンギングチョークコンバータ 3・・・変圧
器5・・・直流電源 7・・・第1の電界効果トランジ
スタ9・・・第2の電界効果トランジスタ]]・・・積
分回路Ll計・・主巻線Llb・・・補助巻線L2・・
・二次巻線6− TZ・・・定電圧ダイオード C1・・・コンデンサ DRE・・・整流ダイオード
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a ringing choke converter according to an embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation timing of the ringing choke converter. ]...Ringing choke converter 3...Transformer 5...DC power supply 7...First field effect transistor 9...Second field effect transistor]]...Integrator circuit Ll meter... Main winding Llb...Auxiliary winding L2...
・Secondary winding 6- TZ... Constant voltage diode C1... Capacitor DRE... Rectifier diode

Claims (1)

【特許請求の範囲】 一次側に主巻線及び補助巻線を備えると共に二次側に二
次巻線を備えた変圧器と、 直流電源から該主巻線への通電を断続するスイッチング
素子と、 該スイッチング素子に上記補助巻線に誘起された電圧を
バイアス電圧として印加するバイアス回路と、 該バイアス回路の出力するバイアス電圧を制御すること
で上記スイッチング素子の導通を遮断する補助スイッチ
ング素子と、 上記補助巻線に誘起された電圧を所定時定数で蓄電して
バイアス電圧として上記補助スイッチング素子に出力す
る積分回路と、 上記変圧器の二次巻線に接続され、上記主巻線の通電停
止時に導通して該二次巻線からの電流を通す整流素子と
、 該整流素子の出力を平滑する平滑回路と、 を備えたリンギングチョークコンバータ。
[Scope of Claims] A transformer including a main winding and an auxiliary winding on the primary side and a secondary winding on the secondary side, and a switching element that cuts off and on energization of the main winding from a DC power source. , a bias circuit that applies a voltage induced in the auxiliary winding to the switching element as a bias voltage; an auxiliary switching element that interrupts conduction of the switching element by controlling the bias voltage output from the bias circuit; an integrating circuit that stores the voltage induced in the auxiliary winding at a predetermined time constant and outputs it as a bias voltage to the auxiliary switching element; A ringing choke converter comprising: a rectifying element that is electrically conductive and passing current from the secondary winding; and a smoothing circuit that smoothes an output of the rectifying element.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5488552A (en) * 1992-10-07 1996-01-30 Hiroshi Sakamoto Inverter power supply
WO2009130808A1 (en) * 2008-04-24 2009-10-29 パナソニック電工株式会社 Power converter, discharge lamp ballast and headlight ballast
US8110330B2 (en) 2006-09-19 2012-02-07 Ricoh Company, Ltd. Toner, developer, toner container, process cartridge, image forming method, and image forming apparatus

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