JPH0329988Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ 本考案は、高効率のフライバツク形のコンバー
タ装置に関する。

［考案の技術的背景とその問題点］ 第７図は、従来のフライバツク形コンバータ装
置の一例の概要を示すブロツク図である。すなわ
ち電源１に直列にトランス２の一次巻線およびス
イツチング・トランジスタ３のコレクタ・エミツ
タを接続している。

そしてトランス２の二次側出力をダイオード４
で整流し、コンデンサ５で平滑して直流を得る。
なお、スイツチング・トランジスタ３のベースに
は適宜なパルス幅のパルス信号を与えてスイツチ
ング制御する。

しかしながら、このようなものでは、フライバ
ツク形コンバータの性質上、トランス２は飽和し
ないようにコアにギヤツプを設ける必要があり、
このため一次側と二次側の結合は疎である。

したがつて、特にスイツチング周波数が高い場
合、あるいは多出力の場合等は上述のように疎接
合のトランスを用いると効率が低下し、また多出
力の場合は、その１出力を安定化するように一次
側を制御しても、他の出力の電圧変動を押えられ
ない問題があつた。

［考案の目的］ 本考案は上記の事情に鑑みてなされたもので、
フライバツク形コンバータであつて、コアにギヤ
ツプを設けないのでトランスを密結合にでき、そ
れによつて損失を減少し、特に多出力電源の安定
度を大幅に改善することができるコンバータ装置
を提供することを目的とするものである。

［考案の概要］ 本考案は、トランスの一次側に並列に、スイツ
チングトランジスタがONの期間中にエネルギを
蓄積するインダクタンスを設けたことを特徴とす
るものである。

［考案の実施例］ 以下本考案の一実施例を第１図に示すブロツク
図を参照して詳細に説明する。

電源１１に直列にトランス１２の一次巻線およ
びスイツチング・トランジスタ１３のコレクタ・
エミツタを接続している。そしてトランス１２の
二次側出力を、ダイオード１４で整流し、コンデ
ンサ１５で平滑して直流を得る。

なお、上記トランス１２は一次巻線と二次巻線
が密結合で理想に近い伝達特性を有するものであ
る。

さらに、トランス１２の一次側に並列に、イン
ダクタンス（チヨーク・コイル）を接続し、スイ
ツチング・トランジスタがON期間、エネルギを
蓄積するようにしている。

なお、スイツチング・トランジスタのベースに
は適宜なパルス幅のパルス信号を与えてスイツチ
ング制御する。

このような構成であれば、スイツチング・トラ
ンジスタ１３がONの期間にインダクタンス１６
とトランス１２の一次巻線Ｎ３に流れる電流i₁，
i₂によつて、それぞれe₁，e₂なるエネルギーが蓄
えられる。但し、i₁＞i₂である為エネルギーは、
e₁＞e₂となる。又、この時にトランス１２の二次
巻線Ｎ４に発生する電圧は、ダイオード１４に逆
方向電圧となる為、全てのエネルギーはインダク
タンス１６、トランス１２に蓄えられた状態にな
る。次にスイツチング・トランジスタ１３が
OFFになると、逆起電力の発生によりインダク
タンス１６に逆電圧が発生する。この時、トラン
ス１２にも同様に逆電圧が発生するが、トランス
１２の二次巻線Ｎ４に発生する電圧は、ダイオー
ド１４を通しコンデンサ１５に直流電圧として蓄
積される。又、この時、トランス１２の一次巻線
Ｎ３の蓄積エネルギー（スイツチング・トランジ
スタ１３がON期間の蓄積エネルギー）e₂はイン
ダクタンス１６のエネルギーe₁に比べて少ない為
すぐに二次側に伝達されてなくなるが、その時同
時に発生するインダクタンス１６の逆起電力によ
るエネルギーはトランス１２の一次巻線Ｎ３に流
れその電流は二次巻線Ｎ４を通して負荷へ流れる
ことになる。第８図に第１図の各部の電流i₁〜i₄
及び電圧を示す。ここでトランス１２はコアにギ
ヤツプの無い、理想に近い伝達特性を有するもの
であり、二次側にも巻線比に相当する電圧が発生
する。

ことろで、第７図に示すような、従来のフライ
バツク形コンバータにおいてはトランス２が飽和
しないように、コアにギヤツプを設けている。こ
のため、一次側Ｎ１（第２図ａ）と二次側Ｎ２
（第２図ｂ）の巻線が疎結合で、その波形も異な
り、特に一次側はOFFの時にスパイク・ノイズ
Ｓが発生している。したがつて、このようなもの
では漏洩磁束も多く、効率も低い。

これに対して、上記実施例のものでは、トラン
ス１２は、一次側と二次側の巻線が密結合で、良
好な伝達特性を有するものを用い得るので一次側
Ｎ３（第３図ａ）と二次側Ｎ４（第３図ｂ）およ
びインダクタンス１６（第３図ｃ）に発生する電
圧波形はほぼ相似形であり、スパイク・ノイズも
発生せず、高効率を得られる。

さらに、従来の、フライバツク形コンバータで
は、スイツチング・トランジスタのOFF時に発
生する、逆起電力によつてスイツチング・トラン
ジスタが破損することがある。

このため、トランスの一次側スナバー回路とし
て抵抗とコンデンサ、またはこれにダイオードを
組合わせて用いているが、このスナバー回路でか
なりの損失を生じる。これに対して上記実施例に
よれば、ほとんどのエネルギが二次側へ伝達され
るので、スナバー回路が不要またはここでの損失
を極めて小さくできる。

尚、本考案は上記実施例に限定されるものでは
なく、たとえば二次巻線側の出力電圧を一次側へ
負帰還して基準電圧と比較し、その差分に応じて
スイツチング・トランジスタのON期間または
ON周期を制御して出力電圧を安定化するよにし
てもよい。

また、第４図に示すように複数の出力を有する
ものにも応用できる事は勿論である。このような
構成で、その一出力を安定化した場合、第７図に
示すような従来のものでは、他の出力の電圧変動
は約10％程度であるが、上記実施例の場合には複
数の二次巻線を設けてその一出力を安定化した場
合、各出力の電圧変動を５％程度とすることが可
能である。

また本考案の他の実施例として第５図、第６図
に示すような自励式のリンギング・チヨーク・コ
ンバータにも応用することができる。

なお、ここで第５図に示すものはベース巻線を
トランス１７に巻回したものである。

また、第６図に示すものはベース巻線をインダ
クタンス１８に巻回したものである。

［考案の効果］ 以上のように本考案によれば、比較的簡単な構
成で効率を向上することができ、多出力電源の場
合も安定度を著しく改善できるコンバータ装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すブロツク図、
第２図は従来のコンバータの動作を説明する波形
図、第３図は上記実施例の動作を説明する波形
図、第４図、第５図、第６図は本考案の各別の他
の実施例を示すブロツク図、第７図は従来のコン
バータを示すブロツク図、第８図は第１図の各部
の電流及び電圧の一例を示す波形図である。 １１……電源、１２……トランス、１３……ス
イツチング・トランジスタ、１４……ダイオー
ド、１５……コンデンサ、１６……インダクタン
ス。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) フライバツク形のスイツチングレギユレータ
   に於いて、 スイツチングトランジスタと電源との間に直
   列に接続されスイツチングトランジスタがON
   期間にエネルギを蓄積するインダクタンスと、 一次巻線を上記インダクタンスに並列に接続
   し二次巻線側から出力を得るトランスとを具備
   するコンバータ装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載のもの
   において、 トランスは複数の二次巻線を有することを特
   徴とするコンバータ装置。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載のもの
   において、 リンギング・チヨーク形であることを特徴と
   するコンバータ装置。 (4) 実用新案登録請求の範囲第２項に記載のもの
   において、 複数の二次巻線の一つの電圧を一次側へ負帰
   還して出力電圧を安定化することを特徴とする
   コンバータ装置。