JPH04340366A - Dc−dcコンバータの制御ユニット - Google Patents
Dc−dcコンバータの制御ユニットInfo
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- JPH04340366A JPH04340366A JP13827591A JP13827591A JPH04340366A JP H04340366 A JPH04340366 A JP H04340366A JP 13827591 A JP13827591 A JP 13827591A JP 13827591 A JP13827591 A JP 13827591A JP H04340366 A JPH04340366 A JP H04340366A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、他励型DC−DCコン
バータの主変圧器に流す電流のスイッチング駆動信号を
発生するために用いられるDC−DCコンバータの制御
ユニットに関するものである。
バータの主変圧器に流す電流のスイッチング駆動信号を
発生するために用いられるDC−DCコンバータの制御
ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】商用電源などから電力を得て電子回路に
定電圧直流を供給する電源回路には、近年では小型化の
要求が強まっている。これに応じて、変圧器を小型化す
るために、一旦整流平滑して得られた直流を高周波化し
て変圧器で降圧し、更に整流平滑して直流とする方式が
広まり、このような目的で直流の電圧変換を行うDC−
DCコンバータが次々に開発されている。
定電圧直流を供給する電源回路には、近年では小型化の
要求が強まっている。これに応じて、変圧器を小型化す
るために、一旦整流平滑して得られた直流を高周波化し
て変圧器で降圧し、更に整流平滑して直流とする方式が
広まり、このような目的で直流の電圧変換を行うDC−
DCコンバータが次々に開発されている。
【0003】図3は従来の他励型DC−DCコンバータ
の構成図を示し、制御回路1では、主変圧器2の出力か
ら整流平滑回路3を介して得られる直流電圧即ち主出力
の電圧を検出してこれに応じたデューティ比の矩形波電
圧を発生し、主変圧器2に電流を流すスイッチング素子
4を駆動している。
の構成図を示し、制御回路1では、主変圧器2の出力か
ら整流平滑回路3を介して得られる直流電圧即ち主出力
の電圧を検出してこれに応じたデューティ比の矩形波電
圧を発生し、主変圧器2に電流を流すスイッチング素子
4を駆動している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成における制御回路1は、単独で製造することは
できるが、主変圧器2、整流平滑回路3及びスイッチン
グ素子4と組合わせなければフィードバック機構が機能
しないため、試験や調整を考慮すると単独では完成品に
ならない。なぜなら、組合わせる際に接続に用いる導線
の影響などを除くための再調整が必要となるからである
。このため、完成度の高い製品を量産することが困難で
ある。
うな構成における制御回路1は、単独で製造することは
できるが、主変圧器2、整流平滑回路3及びスイッチン
グ素子4と組合わせなければフィードバック機構が機能
しないため、試験や調整を考慮すると単独では完成品に
ならない。なぜなら、組合わせる際に接続に用いる導線
の影響などを除くための再調整が必要となるからである
。このため、完成度の高い製品を量産することが困難で
ある。
【0005】本発明の目的は、上述の欠点を解消し、単
独でも機能するDC−DCコンバータの制御ユニットを
提供することにある。
独でも機能するDC−DCコンバータの制御ユニットを
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係るDC−DCコンバータの制御ユニット
は、主巻線及びリセット巻線及び複数の2次巻線を備え
たトランス・前記主巻線に接続した第1のスイッチング
素子・前記リセット巻線に接続した第2のスイッチング
素子を有する自励発振回路と、前記複数の2次巻線の1
つに接続した整流平滑回路と、該整流平滑回路から発生
する直流電圧が一定となるようにゲート・リセット時間
比にフィードバックを行う制御回路とを備え、前記複数
の2次巻線から発振波形電圧を出力するようにしたこと
を特徴とするものである。
めの本発明に係るDC−DCコンバータの制御ユニット
は、主巻線及びリセット巻線及び複数の2次巻線を備え
たトランス・前記主巻線に接続した第1のスイッチング
素子・前記リセット巻線に接続した第2のスイッチング
素子を有する自励発振回路と、前記複数の2次巻線の1
つに接続した整流平滑回路と、該整流平滑回路から発生
する直流電圧が一定となるようにゲート・リセット時間
比にフィードバックを行う制御回路とを備え、前記複数
の2次巻線から発振波形電圧を出力するようにしたこと
を特徴とするものである。
【0007】
【作用】上述の構成を有するDC−DCコンバータの制
御ユニットは、2つのスイッチング素子が交互にオン・
オフを繰り返し、主巻線とリセット巻線に交互に電流が
流れ、直流出力端子の電圧を制御回路にフィードバック
することにより、直流出力端子に一定の電圧を出力する
よう動作し、外部のスイッチング素子を同様に駆動する
駆動用の出力電圧を信号出力端子対に生ずる。
御ユニットは、2つのスイッチング素子が交互にオン・
オフを繰り返し、主巻線とリセット巻線に交互に電流が
流れ、直流出力端子の電圧を制御回路にフィードバック
することにより、直流出力端子に一定の電圧を出力する
よう動作し、外部のスイッチング素子を同様に駆動する
駆動用の出力電圧を信号出力端子対に生ずる。
【0008】
【実施例】本発明を図1、図2に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図1は制御ユニットの回路図であり
、トランス11の主巻線11aは始端が正極入力端子1
2に接続され、終端が主スイッチング素子であるMOS
型FET13のドレイン13dに接続され、FET13
のソース13sは負極入力端子14に接続されている。 FET13のドレイン13dにはダイオード15のアノ
ードが接続され、ダイオード15のカソードとFET1
3のソース13sの間にコンデンサ16が介在されてい
る。
て詳細に説明する。図1は制御ユニットの回路図であり
、トランス11の主巻線11aは始端が正極入力端子1
2に接続され、終端が主スイッチング素子であるMOS
型FET13のドレイン13dに接続され、FET13
のソース13sは負極入力端子14に接続されている。 FET13のドレイン13dにはダイオード15のアノ
ードが接続され、ダイオード15のカソードとFET1
3のソース13sの間にコンデンサ16が介在されてい
る。
【0009】トランス11のリセット巻線11bの始端
は、従スイッチング素子であるMOS型FET17のド
レイン17dに接続され、終端はダイオード15のカソ
ードに接続されていて、FET17のソース17sは正
極入力端子12に接続されている。トランス11の第1
の補助巻線11cには、始端とタップの間に調節用抵抗
器19の両端が結線され、抵抗器19の可動端子は抵抗
器20を介してFET13のゲート13gに接続されて
いる。FET13のソース13sはまたツェナダイオー
ド21のアノードに接続され、ツェナダイオード21の
カソードはツェナダイオード22のアノードに接続され
、ツェナダイオード22のカソードは第1の補助巻線1
1cの終端に接続されている。ツェナダイオード21、
22にはそれぞれコンデンサ23、24が並列に接続さ
れている。ツェナダイオード22のカソードには、抵抗
器25を介してツェナダイオード26のアノードが接続
され、ツェナダイオード26のカソードは正極入力端子
12に結線されている。調整用抵抗器19の可動端子は
抵抗器28を介してツェナダイオード22のアノードに
接続され、抵抗器19の可動端子はまたツェナダイオー
ド30のカソードに接続され、ツェナダイオード30の
アノードは抵抗器31を介してツェナダイオード21の
アノードに接続されている。FET13のゲート13g
には可飽和リアクタ32の一端が接続され、可飽和リア
クタ32の他端はダイオード33のアノードに接続され
、ダイオード33のカソードは第1の補助巻線11cの
終端に接続されている。また、ダイオード33のアノー
ドにはダイオード34のカソードが接続され、ダイオー
ド34のアノードはNPN型トランジスタ35のエミッ
タ35eに接続され、トランジスタ35のコレクタ35
cは第1の補助巻線11cの終端に接続されていて、ト
ランジスタ35のベース35bとコレクタ35cの間に
並列に抵抗器36が介在されている。
は、従スイッチング素子であるMOS型FET17のド
レイン17dに接続され、終端はダイオード15のカソ
ードに接続されていて、FET17のソース17sは正
極入力端子12に接続されている。トランス11の第1
の補助巻線11cには、始端とタップの間に調節用抵抗
器19の両端が結線され、抵抗器19の可動端子は抵抗
器20を介してFET13のゲート13gに接続されて
いる。FET13のソース13sはまたツェナダイオー
ド21のアノードに接続され、ツェナダイオード21の
カソードはツェナダイオード22のアノードに接続され
、ツェナダイオード22のカソードは第1の補助巻線1
1cの終端に接続されている。ツェナダイオード21、
22にはそれぞれコンデンサ23、24が並列に接続さ
れている。ツェナダイオード22のカソードには、抵抗
器25を介してツェナダイオード26のアノードが接続
され、ツェナダイオード26のカソードは正極入力端子
12に結線されている。調整用抵抗器19の可動端子は
抵抗器28を介してツェナダイオード22のアノードに
接続され、抵抗器19の可動端子はまたツェナダイオー
ド30のカソードに接続され、ツェナダイオード30の
アノードは抵抗器31を介してツェナダイオード21の
アノードに接続されている。FET13のゲート13g
には可飽和リアクタ32の一端が接続され、可飽和リア
クタ32の他端はダイオード33のアノードに接続され
、ダイオード33のカソードは第1の補助巻線11cの
終端に接続されている。また、ダイオード33のアノー
ドにはダイオード34のカソードが接続され、ダイオー
ド34のアノードはNPN型トランジスタ35のエミッ
タ35eに接続され、トランジスタ35のコレクタ35
cは第1の補助巻線11cの終端に接続されていて、ト
ランジスタ35のベース35bとコレクタ35cの間に
並列に抵抗器36が介在されている。
【0010】第2の補助巻線11dの始端は正極入力端
子12に接続され、終端はコンデンサ37の一端に接続
されていて、コンデンサ37の他端はダイオード38の
カソードに結線され、ダイオード38のアノードは正極
入力端子12に接続されている。FET17のゲート1
7gは抵抗器39を介してダイオード38のカソードに
接続されている。
子12に接続され、終端はコンデンサ37の一端に接続
されていて、コンデンサ37の他端はダイオード38の
カソードに結線され、ダイオード38のアノードは正極
入力端子12に接続されている。FET17のゲート1
7gは抵抗器39を介してダイオード38のカソードに
接続されている。
【0011】トランス11の第1の2次巻線11eの始
端にダイオード40のアノードが接続され、ダイオード
40のカソードはチョークコイル41を介して正極出力
端子42に接続されている。また、2次巻線11eの終
端には負極出力端子43が結線され、出力端子42、4
3間にはコンデンサ44が介在されており、負極出力端
子43にアノードを結線されたダイオード45のカソー
ドとダイオード40のカソード同志が接続されている。 出力端子42、43の間を抵抗器46、47が直列接続
で結合され、抵抗器48を介して正極出力端子42にカ
ソード側を接続されたツェナダイオード49のアノード
が負極出力端子43に結線されている。
端にダイオード40のアノードが接続され、ダイオード
40のカソードはチョークコイル41を介して正極出力
端子42に接続されている。また、2次巻線11eの終
端には負極出力端子43が結線され、出力端子42、4
3間にはコンデンサ44が介在されており、負極出力端
子43にアノードを結線されたダイオード45のカソー
ドとダイオード40のカソード同志が接続されている。 出力端子42、43の間を抵抗器46、47が直列接続
で結合され、抵抗器48を介して正極出力端子42にカ
ソード側を接続されたツェナダイオード49のアノード
が負極出力端子43に結線されている。
【0012】FET17のゲート17gには抵抗器50
を介してNPN型トランジスタ51のコレクタ51cが
接続され、トランジスタ51のエミッタ51eは正極入
力端子12に接続されている。トランジスタ51のベー
ス51bはツェナダイオード49のカソードに接続され
、エミッタ51eは抵抗器46と抵抗器47の結合点に
接続している。
を介してNPN型トランジスタ51のコレクタ51cが
接続され、トランジスタ51のエミッタ51eは正極入
力端子12に接続されている。トランジスタ51のベー
ス51bはツェナダイオード49のカソードに接続され
、エミッタ51eは抵抗器46と抵抗器47の結合点に
接続している。
【0013】トランス11の他の2次巻線11f〜11
iはそれぞれが信号出力端子対52〜55に接続されて
いる。また、ダイオード56〜59により構成されたダ
イオードブリッジ60の入力側は過電流検出入力端子対
61に接続され、出力側は調節用抵抗器62の両端に接
続されており、そのカソード側はトランジスタ35のエ
ミッタ35eに結線されている。抵抗器62の可動端は
抵抗器63を介してツェナダイオード64のアノードに
接続され、ツェナダイオード64のカソードはトランジ
スタ35のベース35bに結線されている。
iはそれぞれが信号出力端子対52〜55に接続されて
いる。また、ダイオード56〜59により構成されたダ
イオードブリッジ60の入力側は過電流検出入力端子対
61に接続され、出力側は調節用抵抗器62の両端に接
続されており、そのカソード側はトランジスタ35のエ
ミッタ35eに結線されている。抵抗器62の可動端は
抵抗器63を介してツェナダイオード64のアノードに
接続され、ツェナダイオード64のカソードはトランジ
スタ35のベース35bに結線されている。
【0014】以上の構成において、各部分は次に示すよ
うな機能を持っている。即ち、主スイッチング素子であ
るFET13はゲート13gの電圧が正になると導通し
て、トランス11の主巻線11aと入力端子12、14
を接続し、また従スイッチング素子であるFET17は
、同様にゲート17gの電圧が正になるとリセット巻線
11bとコンデンサ16の直列回路を入力端子12、1
4に接続するようになっている。この接続は主巻線11
aとリセット巻線11bでは、FET13、17の方向
に関して互いに逆方向になっている。
うな機能を持っている。即ち、主スイッチング素子であ
るFET13はゲート13gの電圧が正になると導通し
て、トランス11の主巻線11aと入力端子12、14
を接続し、また従スイッチング素子であるFET17は
、同様にゲート17gの電圧が正になるとリセット巻線
11bとコンデンサ16の直列回路を入力端子12、1
4に接続するようになっている。この接続は主巻線11
aとリセット巻線11bでは、FET13、17の方向
に関して互いに逆方向になっている。
【0015】第1の補助巻線11cは始端を正とする起
電力をFET13のゲート13gに伝達する。また、ツ
ェナダイオード26は入力端子12、14の電圧がツェ
ナ電圧を越えるとコンデンサ23、24に充電し、補助
巻線11cと抵抗器20を介してゲート13gに正電圧
を印加するものであり、入力端子12、14に電圧を印
加した際に、これによって最初にFET13をオンにし
、主巻線11aに電流を流して発振を開始させる。
電力をFET13のゲート13gに伝達する。また、ツ
ェナダイオード26は入力端子12、14の電圧がツェ
ナ電圧を越えるとコンデンサ23、24に充電し、補助
巻線11cと抵抗器20を介してゲート13gに正電圧
を印加するものであり、入力端子12、14に電圧を印
加した際に、これによって最初にFET13をオンにし
、主巻線11aに電流を流して発振を開始させる。
【0016】ゲート13gに正電圧が印加されると主巻
線11aに電流が流れ始めるため、補助巻線11cに始
端を正とする起電力が発生し、抵抗器28に電流が流れ
てコンデンサ24を放電する。起電力が高い時には、更
にツェナダイオード30が導通してコンデンサ23も放
電する。補助巻線11cに始端を正とする起電力が生ず
ると、可飽和リアクタ32とダイオード33を通して電
流が流れる。可飽和リアクタ32が飽和するまではこの
電流は少ないが、飽和すると電流が多くなって抵抗器2
0での電圧降下が増大するため、ゲート13gの電位が
降下し閾値電圧以下になるためFET13はオフになる
。
線11aに電流が流れ始めるため、補助巻線11cに始
端を正とする起電力が発生し、抵抗器28に電流が流れ
てコンデンサ24を放電する。起電力が高い時には、更
にツェナダイオード30が導通してコンデンサ23も放
電する。補助巻線11cに始端を正とする起電力が生ず
ると、可飽和リアクタ32とダイオード33を通して電
流が流れる。可飽和リアクタ32が飽和するまではこの
電流は少ないが、飽和すると電流が多くなって抵抗器2
0での電圧降下が増大するため、ゲート13gの電位が
降下し閾値電圧以下になるためFET13はオフになる
。
【0017】トランジスタ35はコレクタ・ベース間が
抵抗器36で接続されているため、通常はコレクタ・エ
ミッタ間に電圧を印加するとコレクタからエミッタに電
流が流れるため、補助巻線11cに終端を正とする起電
力が生ずれば、トランジスタ35とダイオード34を経
て可飽和リアクタ32にリセット電流が流れる。
抵抗器36で接続されているため、通常はコレクタ・エ
ミッタ間に電圧を印加するとコレクタからエミッタに電
流が流れるため、補助巻線11cに終端を正とする起電
力が生ずれば、トランジスタ35とダイオード34を経
て可飽和リアクタ32にリセット電流が流れる。
【0018】コンデンサ37は第2の補助巻線11dに
始端を正とする起電力が発生すると、ダイオード38の
順方向電流によって充電され、逆向きの起電力が発生す
ると、これと抵抗器39、50とトランジスタ51を直
列にした回路で放電される。そして、この放電中は従ス
イッチング素子であるFET17のゲート17gに正電
圧が印加され、電流が比較的に大きい期間だけFET1
7がオンになる。
始端を正とする起電力が発生すると、ダイオード38の
順方向電流によって充電され、逆向きの起電力が発生す
ると、これと抵抗器39、50とトランジスタ51を直
列にした回路で放電される。そして、この放電中は従ス
イッチング素子であるFET17のゲート17gに正電
圧が印加され、電流が比較的に大きい期間だけFET1
7がオンになる。
【0019】FET13がオフになった直後は、主巻線
11aには終端を正とする誘導起電力が生じ、この起電
力と入力電圧が加算され、ダイオード15を介してコン
デンサ16が充電される。このため、コンデンサ16の
電圧は入力端子12、14の電圧の約2倍になる。
11aには終端を正とする誘導起電力が生じ、この起電
力と入力電圧が加算され、ダイオード15を介してコン
デンサ16が充電される。このため、コンデンサ16の
電圧は入力端子12、14の電圧の約2倍になる。
【0020】FET13がオフになると、補助巻線11
dに発生する起電力の極性が変化し、FET17がオン
になる。このとき、リセット巻線11bの終端を正とす
る起電力が充分に小さくなると、コンデンサ16からリ
セット巻線11bとFET17を通ってリセット電流が
流れる。このリセット電流の増加中は、補助巻線11d
にはFET17をオンにする極性の起電力が生ずるが、
やがてコンデンサ37の放電電流が減って抵抗器50と
トランジスタ51による電圧降下がFET17の閾値以
下になるため、FET17はオフになる。
dに発生する起電力の極性が変化し、FET17がオン
になる。このとき、リセット巻線11bの終端を正とす
る起電力が充分に小さくなると、コンデンサ16からリ
セット巻線11bとFET17を通ってリセット電流が
流れる。このリセット電流の増加中は、補助巻線11d
にはFET17をオンにする極性の起電力が生ずるが、
やがてコンデンサ37の放電電流が減って抵抗器50と
トランジスタ51による電圧降下がFET17の閾値以
下になるため、FET17はオフになる。
【0021】第1の2次巻線11eはFET13がオン
の期間即ちゲート期間には始端を正とする起電力を発生
し、FET17がオンのリセット期間には逆方向の起電
力を発生する。始端が正のときはダイオード40に電流
が流れ、チョークコイル41を介してコンデンサ44が
充電されると同時に、チョークコイル41の磁束が増加
する。始端が負のときは2次巻線11eには電流が流れ
ず、チョークコイル41の磁束が減少することにより、
ダイオード45に電流が流れコンデンサ44が充電され
る。
の期間即ちゲート期間には始端を正とする起電力を発生
し、FET17がオンのリセット期間には逆方向の起電
力を発生する。始端が正のときはダイオード40に電流
が流れ、チョークコイル41を介してコンデンサ44が
充電されると同時に、チョークコイル41の磁束が増加
する。始端が負のときは2次巻線11eには電流が流れ
ず、チョークコイル41の磁束が減少することにより、
ダイオード45に電流が流れコンデンサ44が充電され
る。
【0022】出力端子42、43には、FET13、1
7の動作中には常に電圧が発生しているが、この電圧が
抵抗器46、47により分圧され、また抵抗器48とツ
ェナダイオード49によって定電圧化されて、その差が
トランジスタ51に印加される。ここで、抵抗器46、
47の結合点の電位がツェナダイオード49による基準
電位よりも高ければ、トランジスタ51のベース電流が
流れずトランジスタ51は高抵抗となる。
7の動作中には常に電圧が発生しているが、この電圧が
抵抗器46、47により分圧され、また抵抗器48とツ
ェナダイオード49によって定電圧化されて、その差が
トランジスタ51に印加される。ここで、抵抗器46、
47の結合点の電位がツェナダイオード49による基準
電位よりも高ければ、トランジスタ51のベース電流が
流れずトランジスタ51は高抵抗となる。
【0023】ダイオードブリッジ60の出力側は抵抗器
62を介して短絡されており、過電流検出入力端子対6
1に印加された電圧が、整流、分圧されて抵抗器63に
伝えられる。過電流検出入力端子対61に流れる電流が
充分に大きいと、ツェナダイオード64を通して電流が
流れ、トランジスタ35が遮断されて可飽和リアクタ3
2にリセット電流が流れないため、可飽和リアクタ32
は飽和したままになる。
62を介して短絡されており、過電流検出入力端子対6
1に印加された電圧が、整流、分圧されて抵抗器63に
伝えられる。過電流検出入力端子対61に流れる電流が
充分に大きいと、ツェナダイオード64を通して電流が
流れ、トランジスタ35が遮断されて可飽和リアクタ3
2にリセット電流が流れないため、可飽和リアクタ32
は飽和したままになる。
【0024】次に、全体の動作を説明する。正極入力端
子12を正とし、負荷入力端子14を負とする直流入力
電圧を印加すると、この入力電圧がツェナダイオード2
6のツェナ電圧よりも高ければ、コンデンサ23、24
が充電されてFET13がオンになり、主巻線11aに
電流が流れて発振が開始される。FET13がオンにな
ると、主巻線11aに流れる電流は零から増加を続け、
補助巻線11dに発生した起電力によりコンデンサ37
が充電される。
子12を正とし、負荷入力端子14を負とする直流入力
電圧を印加すると、この入力電圧がツェナダイオード2
6のツェナ電圧よりも高ければ、コンデンサ23、24
が充電されてFET13がオンになり、主巻線11aに
電流が流れて発振が開始される。FET13がオンにな
ると、主巻線11aに流れる電流は零から増加を続け、
補助巻線11dに発生した起電力によりコンデンサ37
が充電される。
【0025】可飽和リアクタ32が飽和するとFET1
3がオフになり、FET17がオンになる。このとき、
補助巻線11cには終端を正とする起電力が発生し、ト
ランジスタ35とダイオード34を経て可飽和リアクタ
32にリセット電流が流れるが、過電流検出入力端子対
61に或る程度大きな電圧が加わっているとリセット電
流が流れず、可飽和リアクタ32は飽和したままとなる
。FET13がオフになることにより主巻線11aには
慣性電流が流れ続けて、コンデンサ16が充電される。 トランス11の磁束が充分に少なくなり起電力が低減す
ると、コンデンサ16がリセット巻線11bを通して放
電を開始し、トランス11のコアはリセットされて磁束
の向きが逆になる。FET17がオンになったときから
、コンデンサ37の抵抗器50とトランジスタ51とに
よる放電時定数が経過した後に、FET17はオフにな
る。抵抗器46、47で分圧された出力電圧のフィード
バックにより、出力電圧が規定の電圧よりも高いほどト
ランジスタ51のベース電圧が逆バイアスされてトラン
ジスタ51のコレクタ・エミッタ間の抵抗が大きくなる
ために、この放電時定数が長くなる。FET17がオフ
になると補助巻線11cの起電力の極性が変化し、可飽
和リアクタ32が充分にリセットされていればFET1
3がオンになる。FET13がオンになると同時にコン
デンサ37は充電され始め、ダイオード40に電流が流
れ始める。このとき、トランス11の補助巻線11cの
電圧が充分に大きければ、コンデンサ23、24の電荷
がツェナダイオード30を通して放電されるため、可飽
和リアクトル32の飽和時には必ず、FET13のゲー
ト電圧がしきい値電圧以下に低下し、FET13がオフ
になる。
3がオフになり、FET17がオンになる。このとき、
補助巻線11cには終端を正とする起電力が発生し、ト
ランジスタ35とダイオード34を経て可飽和リアクタ
32にリセット電流が流れるが、過電流検出入力端子対
61に或る程度大きな電圧が加わっているとリセット電
流が流れず、可飽和リアクタ32は飽和したままとなる
。FET13がオフになることにより主巻線11aには
慣性電流が流れ続けて、コンデンサ16が充電される。 トランス11の磁束が充分に少なくなり起電力が低減す
ると、コンデンサ16がリセット巻線11bを通して放
電を開始し、トランス11のコアはリセットされて磁束
の向きが逆になる。FET17がオンになったときから
、コンデンサ37の抵抗器50とトランジスタ51とに
よる放電時定数が経過した後に、FET17はオフにな
る。抵抗器46、47で分圧された出力電圧のフィード
バックにより、出力電圧が規定の電圧よりも高いほどト
ランジスタ51のベース電圧が逆バイアスされてトラン
ジスタ51のコレクタ・エミッタ間の抵抗が大きくなる
ために、この放電時定数が長くなる。FET17がオフ
になると補助巻線11cの起電力の極性が変化し、可飽
和リアクタ32が充分にリセットされていればFET1
3がオンになる。FET13がオンになると同時にコン
デンサ37は充電され始め、ダイオード40に電流が流
れ始める。このとき、トランス11の補助巻線11cの
電圧が充分に大きければ、コンデンサ23、24の電荷
がツェナダイオード30を通して放電されるため、可飽
和リアクトル32の飽和時には必ず、FET13のゲー
ト電圧がしきい値電圧以下に低下し、FET13がオフ
になる。
【0026】このような周期を繰り返して自励発振を行
うことになるが、この回路では入力電圧によって可飽和
リアクタ32が飽和するまでの時間が変化し、入力電圧
が高いほどゲート時間が短くなる。入力電圧に対する出
力電圧の比はゲート時間が短いほど巻線比と比較して低
くなるため、出力端子42、43の電圧は入力電圧の大
幅な変動に対して比較的に安定である。更に、抵抗器4
7での分圧と基準電圧の差をトランジスタ51でフィー
ドバックし、リセット時間を調整することにより出力電
圧を一定にしている。
うことになるが、この回路では入力電圧によって可飽和
リアクタ32が飽和するまでの時間が変化し、入力電圧
が高いほどゲート時間が短くなる。入力電圧に対する出
力電圧の比はゲート時間が短いほど巻線比と比較して低
くなるため、出力端子42、43の電圧は入力電圧の大
幅な変動に対して比較的に安定である。更に、抵抗器4
7での分圧と基準電圧の差をトランジスタ51でフィー
ドバックし、リセット時間を調整することにより出力電
圧を一定にしている。
【0027】この回路は単独でもDC−DCコンバータ
を形成しているが、トランス11の他の2次巻線11f
〜11iに発生する電圧がFET13、17の駆動電圧
と相似であるため、これを利用して図2に示すような他
励型DC−DCコンバータを駆動することができる。
を形成しているが、トランス11の他の2次巻線11f
〜11iに発生する電圧がFET13、17の駆動電圧
と相似であるため、これを利用して図2に示すような他
励型DC−DCコンバータを駆動することができる。
【0028】即ち、トランス71の主巻線71aは、始
端が正極入力端子72に接続され、終端が主スイッチン
グ素子であるMOS型FET73のドレイン73dに接
続され、FET73のソース73sは負極入力端子74
に接続されている。FET73のドレイン73dにはダ
イオード75のアノードが接続され、ダイオード75の
カソードとFET73のソースの間にコンデンサ76が
介在されている。
端が正極入力端子72に接続され、終端が主スイッチン
グ素子であるMOS型FET73のドレイン73dに接
続され、FET73のソース73sは負極入力端子74
に接続されている。FET73のドレイン73dにはダ
イオード75のアノードが接続され、ダイオード75の
カソードとFET73のソースの間にコンデンサ76が
介在されている。
【0029】トランス71のリセット巻線71bの始端
は従スイッチング素子であるMOS型FET77のドレ
イン77dに接続され、終端はダイオード75のカソー
ドに接続されていて、FET77のソース77sは主巻
線71aの始端と信号入力端子78に接続されている。 また、主巻線71aの始端と正極入力端子72を結ぶ導
線には、過電流検出コイル79が取り付けられ、このコ
イル79の出力は過電流検出出力端子対80に結線され
ている。FET73のゲート73gは信号入力端子81
に結線され、FET77のゲート77gは信号入力端子
82に結線されている。
は従スイッチング素子であるMOS型FET77のドレ
イン77dに接続され、終端はダイオード75のカソー
ドに接続されていて、FET77のソース77sは主巻
線71aの始端と信号入力端子78に接続されている。 また、主巻線71aの始端と正極入力端子72を結ぶ導
線には、過電流検出コイル79が取り付けられ、このコ
イル79の出力は過電流検出出力端子対80に結線され
ている。FET73のゲート73gは信号入力端子81
に結線され、FET77のゲート77gは信号入力端子
82に結線されている。
【0030】トランス71は2つの2次巻線71cを有
し、何れも2次巻線71cの始端には、可飽和リアクタ
83を介してダイオード84のアノードとダイオード8
5のカソードが接続され、ダイオード84のカソードは
チョークコイル86を介して正極出力端子87に接続さ
れている。2次巻線71cの終端には負極出力端子88
が結線され、出力端子87、88間はコンデンサ89に
より結合されており、負極出力端子88にアノードを結
線されたダイオード90のカソードが、ダイオード84
のカソードに接続されている。
し、何れも2次巻線71cの始端には、可飽和リアクタ
83を介してダイオード84のアノードとダイオード8
5のカソードが接続され、ダイオード84のカソードは
チョークコイル86を介して正極出力端子87に接続さ
れている。2次巻線71cの終端には負極出力端子88
が結線され、出力端子87、88間はコンデンサ89に
より結合されており、負極出力端子88にアノードを結
線されたダイオード90のカソードが、ダイオード84
のカソードに接続されている。
【0031】出力端子87、88の間は抵抗器91、調
整用抵抗器92の両端、抵抗器93の直列接続及びこの
直列接続に並列な抵抗器94、ツェナダイオード95の
直列接続により結合されている。ダイオード85のアノ
ードは抵抗器94とツェナダイオード95のカソードと
の結合点に接続され、更にダイオード85のアノードは
抵抗器96を介してNPN型トランジスタ97のエミッ
タ97eに接続されている。トランジスタ97のコレク
タ97cは2次巻線71cの終端に接続され、ベース9
7bは調整用抵抗器92の可動端に接続している。
整用抵抗器92の両端、抵抗器93の直列接続及びこの
直列接続に並列な抵抗器94、ツェナダイオード95の
直列接続により結合されている。ダイオード85のアノ
ードは抵抗器94とツェナダイオード95のカソードと
の結合点に接続され、更にダイオード85のアノードは
抵抗器96を介してNPN型トランジスタ97のエミッ
タ97eに接続されている。トランジスタ97のコレク
タ97cは2次巻線71cの終端に接続され、ベース9
7bは調整用抵抗器92の可動端に接続している。
【0032】この回路は図1のDC−DCコンバータか
ら駆動回路を除き、出力安定化回路を追加したものであ
り、図1に示した制御ユニットに次のように接続して用
いられる。即ち、正極入力端子12、72と負荷入力端
子14、74は共通の直流源に接続され、信号出力端子
対52の始端側は信号入力端子81に接続され、終端側
は負極入力端子74に接続され、また信号出力端子対5
3の始端側は信号出力端子78に接続され、終端側は信
号出力端子82に接続され、過電流検出入力端子対61
と過電流検出出力端子対80が接続されて用いられる。
ら駆動回路を除き、出力安定化回路を追加したものであ
り、図1に示した制御ユニットに次のように接続して用
いられる。即ち、正極入力端子12、72と負荷入力端
子14、74は共通の直流源に接続され、信号出力端子
対52の始端側は信号入力端子81に接続され、終端側
は負極入力端子74に接続され、また信号出力端子対5
3の始端側は信号出力端子78に接続され、終端側は信
号出力端子82に接続され、過電流検出入力端子対61
と過電流検出出力端子対80が接続されて用いられる。
【0033】この場合に、一次側の構成が同じであるた
め、図2の他励型コンバータの主要部は、図1の制御ユ
ニットの電力回路と同様の動作をする。即ち、FET7
3とFET77が交互にオンになり、FET73がオン
の時には主巻線71aの電流が増加し、オフになるとコ
ンデンサ76に充電され、次にリセット巻線71bを通
して放電され、トランス71のコアのリセットがなされ
る。このような周期を繰り返す間に、2次側はチョーク
コイル86が磁束の増加と減少を繰り返し、出力端子8
7、88間には一定の直流電圧を生ずる。
め、図2の他励型コンバータの主要部は、図1の制御ユ
ニットの電力回路と同様の動作をする。即ち、FET7
3とFET77が交互にオンになり、FET73がオン
の時には主巻線71aの電流が増加し、オフになるとコ
ンデンサ76に充電され、次にリセット巻線71bを通
して放電され、トランス71のコアのリセットがなされ
る。このような周期を繰り返す間に、2次側はチョーク
コイル86が磁束の増加と減少を繰り返し、出力端子8
7、88間には一定の直流電圧を生ずる。
【0034】ここで、可飽和リアクタ83は磁気増幅器
として機能する。つまり、出力電圧が低いと、ツェナダ
イオード95のカソードよりも抵抗器92の可動端の電
位が低いためトランジスタ97は高抵抗となり、ダイオ
ード85には電流が殆ど流れない。このため、可飽和リ
アクタ83はダイオード84の順方向電流しか流れず、
リセットされないので飽和して低インダクタンスになる
。すると、可飽和リアクタ83を通りチョークコイル8
6に流れる電流が増加するため出力電圧が上昇する。 逆に、出力電圧が高過ぎるとトランジスタ97は低抵抗
になり、ダイオード85を通してリセット電流が流れる
ため、可飽和リアクタ83はリセットされインダクタン
スが高くなり、ゲート時の出力電圧が下降する。このよ
うに可飽和リアクタ83はダイオード85を流れる電流
によってリセット量が連続的に変化するため、ゲート時
の出力電圧は負荷の変動に対して一定に保たれる。
として機能する。つまり、出力電圧が低いと、ツェナダ
イオード95のカソードよりも抵抗器92の可動端の電
位が低いためトランジスタ97は高抵抗となり、ダイオ
ード85には電流が殆ど流れない。このため、可飽和リ
アクタ83はダイオード84の順方向電流しか流れず、
リセットされないので飽和して低インダクタンスになる
。すると、可飽和リアクタ83を通りチョークコイル8
6に流れる電流が増加するため出力電圧が上昇する。 逆に、出力電圧が高過ぎるとトランジスタ97は低抵抗
になり、ダイオード85を通してリセット電流が流れる
ため、可飽和リアクタ83はリセットされインダクタン
スが高くなり、ゲート時の出力電圧が下降する。このよ
うに可飽和リアクタ83はダイオード85を流れる電流
によってリセット量が連続的に変化するため、ゲート時
の出力電圧は負荷の変動に対して一定に保たれる。
【0035】負荷のインピーダンスが極度に低くなった
場合には、2次巻線71cに大電流が流れ、トランス7
1の磁束の変化を介して主巻線71aの電流も増加する
。このような過電流で過電流検出コイル79に生ずる起
電力による電流は、ダイオードブリッジ60で整流され
トランジスタ35を高抵抗にする。すると、可飽和リア
クタ32のリセット電流が減少するため、ゲート時間が
減少し、入力電流が減少することにより出力電流も制限
される。
場合には、2次巻線71cに大電流が流れ、トランス7
1の磁束の変化を介して主巻線71aの電流も増加する
。このような過電流で過電流検出コイル79に生ずる起
電力による電流は、ダイオードブリッジ60で整流され
トランジスタ35を高抵抗にする。すると、可飽和リア
クタ32のリセット電流が減少するため、ゲート時間が
減少し、入力電流が減少することにより出力電流も制限
される。
【0036】このような他励型コンバータは、信号出力
端子対54、55にも接続して用いることができる。そ
の場合には、出力電力が最大のコンバータに過電流検出
コイル79を設ければよい。
端子対54、55にも接続して用いることができる。そ
の場合には、出力電力が最大のコンバータに過電流検出
コイル79を設ければよい。
【0037】このように、図1に示される制御ユニット
を用いると、その長所は次のようになる。先ず、可飽和
リアクタ32の飽和によってゲート時間を決めているた
め、入力電圧の大幅な変動に対して、トランス11の磁
束の最大値の変動は小さくなり、また回路構成により発
振周波数の変動も少なくなる。更に、直流出力電圧をフ
ィードバックしているため、入力電圧の変動による2次
側出力の変動は最小限に抑えられることになる。即ち、
図2に示す回路を駆動する際には、出力端子42、43
間の電圧をフィードバックすることにより、出力端子8
7、88間の電圧をフィードバックした場合とほぼ同等
の効果が得られると考えられるからである。これはスイ
ッチング素子の個体差が回路の特性に殆ど影響しないた
めである。
を用いると、その長所は次のようになる。先ず、可飽和
リアクタ32の飽和によってゲート時間を決めているた
め、入力電圧の大幅な変動に対して、トランス11の磁
束の最大値の変動は小さくなり、また回路構成により発
振周波数の変動も少なくなる。更に、直流出力電圧をフ
ィードバックしているため、入力電圧の変動による2次
側出力の変動は最小限に抑えられることになる。即ち、
図2に示す回路を駆動する際には、出力端子42、43
間の電圧をフィードバックすることにより、出力端子8
7、88間の電圧をフィードバックした場合とほぼ同等
の効果が得られると考えられるからである。これはスイ
ッチング素子の個体差が回路の特性に殆ど影響しないた
めである。
【0038】また、この制御ユニットは単独でDC−D
Cコンバータを構成しているため、図2に示すような被
駆動回路に接続する前に、動作試験や調整を行うことが
できる。そして、被駆動回路の調整個所は少なく、これ
も単独で調整可能である。このため、制御ユニットのト
ランス11を小型化し、ユニットそのものを小型化すれ
ば取り扱いが容易で、試験や調整はそれだけ簡便になる
。更に、被駆動回路の出力電圧や電流の規格に拘わらず
、この制御ユニットは1種類で済むため、その都度制御
回路を設計する必要がなく量産化が容易となる。また、
一般の駆動回路と異なり、ゲート電源としては極めてイ
ンピーダンスが低いため、外来ノイズに対しても強いと
いう長所を有している。しかも、信号出力端子対52〜
55は互いに絶縁されているため、電位差のある2つの
他励型DC−DCコンバータを同時に駆動できる。
Cコンバータを構成しているため、図2に示すような被
駆動回路に接続する前に、動作試験や調整を行うことが
できる。そして、被駆動回路の調整個所は少なく、これ
も単独で調整可能である。このため、制御ユニットのト
ランス11を小型化し、ユニットそのものを小型化すれ
ば取り扱いが容易で、試験や調整はそれだけ簡便になる
。更に、被駆動回路の出力電圧や電流の規格に拘わらず
、この制御ユニットは1種類で済むため、その都度制御
回路を設計する必要がなく量産化が容易となる。また、
一般の駆動回路と異なり、ゲート電源としては極めてイ
ンピーダンスが低いため、外来ノイズに対しても強いと
いう長所を有している。しかも、信号出力端子対52〜
55は互いに絶縁されているため、電位差のある2つの
他励型DC−DCコンバータを同時に駆動できる。
【0039】なお、実施例では信号出力巻線11f〜1
1iを用いて1個の他励型コンバータを駆動するものと
したが、信号出力巻線の数は4個に限定されず、何個の
コンバータを駆動してもよい。また、直流出力電圧や過
電流のフィードバックをフォトカプラ等を介して行って
もよい。また、トランジスタ35を用いた制限回路を必
ずしも用いなくてもよく、他のフィードバックの方法を
用いることもできる。更には、被駆動回路の定電圧回路
は磁気増幅器を用いたものに限定されず、更に直流出力
は2組でなくてもよい。被駆動回路は図2に示したもの
が望ましいが、他の構成のものを用いてもよいことは当
然である。
1iを用いて1個の他励型コンバータを駆動するものと
したが、信号出力巻線の数は4個に限定されず、何個の
コンバータを駆動してもよい。また、直流出力電圧や過
電流のフィードバックをフォトカプラ等を介して行って
もよい。また、トランジスタ35を用いた制限回路を必
ずしも用いなくてもよく、他のフィードバックの方法を
用いることもできる。更には、被駆動回路の定電圧回路
は磁気増幅器を用いたものに限定されず、更に直流出力
は2組でなくてもよい。被駆動回路は図2に示したもの
が望ましいが、他の構成のものを用いてもよいことは当
然である。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るDC−
DCコンバータの制御ユニットは、単独でもDC−DC
コンバータとして機能するため試験や調整が可能であり
、また、被駆動回路の容量によらないため、小型化と量
産化が容易である。
DCコンバータの制御ユニットは、単独でもDC−DC
コンバータとして機能するため試験や調整が可能であり
、また、被駆動回路の容量によらないため、小型化と量
産化が容易である。
【図1】制御ユニットの実施例の回路図である。
【図2】実施例の被駆動回路の回路図である。
【図3】従来のDC−CDコンバータの構成図である。
11、71 トランス
11a、71a 主巻線
11b、71b リセット巻線
11c、11d 補助巻線
11e〜11i、71c 2次巻線
12、72 正極入力端子
13、17、73、77 MOS型FET14,74
負極入力端子 15、38、40、45、75、84、90 ダイオ
ード 16、37、44、76、89 コンデンサ20、3
9、46〜48、50 抵抗器32 可飽和リアク
タ 41、86 チョークコイル 42、87 正極出力端子 43、88 負極出力端子 49 ツェナダイオード 51 トランジスタ 52〜55 信号出力端子対 78、81、82 信号入力端子
負極入力端子 15、38、40、45、75、84、90 ダイオ
ード 16、37、44、76、89 コンデンサ20、3
9、46〜48、50 抵抗器32 可飽和リアク
タ 41、86 チョークコイル 42、87 正極出力端子 43、88 負極出力端子 49 ツェナダイオード 51 トランジスタ 52〜55 信号出力端子対 78、81、82 信号入力端子
Claims (2)
- 【請求項1】 主巻線及びリセット巻線及び複数の2
次巻線を備えたトランス・前記主巻線に接続した第1の
スイッチング素子・前記リセット巻線に接続した第2の
スイッチング素子を有する自励発振回路と、前記複数の
2次巻線の1つに接続した整流平滑回路と、該整流平滑
回路から発生する直流電圧が一定となるようにゲート・
リセット時間比にフィードバックを行う制御回路とを備
え、前記複数の2次巻線から発振波形電圧を出力するよ
うにしたことを特徴とするDC−DCコンバータの制御
ユニット。 - 【請求項2】 過電流検出回路からの信号電圧により
前記ゲート・リセット時間比を変化させるようにした請
求項1に記載のDC−DCコンバータの制御ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13827591A JPH04340366A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | Dc−dcコンバータの制御ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13827591A JPH04340366A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | Dc−dcコンバータの制御ユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04340366A true JPH04340366A (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=15218110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13827591A Pending JPH04340366A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | Dc−dcコンバータの制御ユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04340366A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09140133A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-05-27 | Samsung Electro Mech Co Ltd | パワーサプライのシングルソフトスイッチング回路 |
JP2003092880A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-03-28 | Fuji Electric Co Ltd | 多出力直流−直流変換装置 |
-
1991
- 1991-05-13 JP JP13827591A patent/JPH04340366A/ja active Pending
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