JPH05284742A - リンギングチョークコンバータ - Google Patents

リンギングチョークコンバータ

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JPH05284742A
JPH05284742A JP7653292A JP7653292A JPH05284742A JP H05284742 A JPH05284742 A JP H05284742A JP 7653292 A JP7653292 A JP 7653292A JP 7653292 A JP7653292 A JP 7653292A JP H05284742 A JPH05284742 A JP H05284742A
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Koichi Ueki
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Abstract

(57)【要約】 【目的】リンギングチョークコンバータにおいて、例え
ば電解コンデンサからなる出力用コンデンサの劣化を警
報する出力用コンデンサの劣化警報装置を低コストで構
成する。 【構成】そのエミッタが出力用コンデンサ8と平滑用コ
イル9の接続点に,そのコレクタが限流用抵抗12を介
し出力用コンデンサ8と平滑用コンデンサ10の接続点
に,そのベースが平滑用コイル9と平滑用コンデンサ1
0との接続点にそれぞれ接続された警報用トランジスタ
13と、この警報用トランジスタ13のコレクタに接続
された警報信号端子Sとで出力用コンデンサの劣化警報
装置11を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は低コストの電子装置用定
電圧電源などとして用いられるリンギングチョークコン
バータに関する。
【0002】
【従来の技術】図4はリンギングチョークコンバータ
(フライバックコンバータとも称される)の一般的な回
路図である。図4において、リンギングチョークコンバ
ータは一次巻線P,二次巻線Sおよび補助巻線Aを有す
るトランス2とこのトランス2の一次巻線Pを介し正側
および負側電源端子IP,IN間にそれぞれ直列に接続
されたスイッチング素子、例えばMOSFET1のドレ
イン(以下Dと記す),ソース(以下Sと記す)および
電流検出用抵抗6と、そのコレクタがMOSFET1の
ゲート(以下Gと記す)および起動用抵抗3を介し正側
電源端子IPに,そのエミッタが負側電源端子INおよ
び補助巻線Aの負極に,そのベースがMOSFET1の
Sにそれぞれ接続されたスイッチング制御用トランジス
タ5と、このスイッチング制御用トランジスタ5のコレ
クタとトランス2の補助巻線Aの正極との間にそれぞれ
直列に接続されたコンデンサ4Aおよび抵抗4Bからな
る駆動回路4と、トランス2の二次巻線Sの負極にその
アノードが接続された出力用ダイオード7と、この出力
用ダイオード7のカソードと二次巻線Sの正極との間に
接続された出力用コンデンサ8と、この出力用コンデン
サ8の両端子間にそれぞれ直列に接続された平滑用コイ
ル9および平滑用コンデンサ10と、この平滑用コンデ
ンサ10の両端子にそれぞれ接続された正側および負側
出力端子OP,ONとからなっている。
【0003】図5はその動作波形を示し、時刻t0 にお
いて正側および負側電源端子IP,IN間に直流電圧V
inを印加すると起動用抵抗3を介して駆動回路4のコ
ンデンサ4Aが充電され、図5(2)に示すようにMO
SFET1のG,S間の電圧、すなわちゲート電圧が上
昇する。このゲート電圧が時刻t1 においてしきい値を
越えると、MOSFET1はオン動作を始め、トランス
2の一次巻線Pに直流電圧Vinが印加され、補助巻線
Aに電圧が誘起される。この電圧はMOSFET1のG
に正帰還されてMOSFET1は完全にオンする{図5
(1),(2)}。MOSFET1のオンによりトラン
ス2の一次巻線Pには(Vin/L)・T(但しL:一
次巻線Pのインダクタンス,T:MOSFET1がオン
してからの時間)で示される時間Tに対しほぼ一定に上
昇する一次電流Ipが流れる{図5(3)}。なお、電
流検出用抵抗6の抵抗値はごく小さいので無視してあ
る。この一次電流Ipによって電流検出用抵抗6の両端
子間に電圧降下が生じ、この電圧降下はスイッチング制
御用トランジスタ5のエミッタ・ベース間に加えられる
ので、一次電流Ipが時刻t2 において電流値Ippま
で上昇すると、スイッチング制御用トランジスタ5はオ
ンし、このトランジスタ5のオンによりMOSFET1
はオフする{図5(1),(3)}。一次電流Ipが電
流値Ippになった時点でトランス2の一次コイルPに
は1/2・L・(Ipp)2 のエネルギが蓄積される。
そしてMOSFET1がオフされると二次コイルSの負
極から出力用ダイオード7を通して出力用コンデンサ8
を充電する二次電流Isが流れてこの蓄積エネルギは放
出される。蓄積エネルギが放出されるとトランス2の各
巻線電圧は低下し初期の状態に戻る。一方、MOSFE
T1がオフするとスイッチング制御用トランジスタ5は
ベース電流が遮断されてオフする。このトランジスタ5
がオフすると再び起動用抵抗3を通して駆動回路4のコ
ンデンサ4Aの充電が始まる。これら動作は繰り返され
て発振が継続され、正側および負側出力端子OP,ON
から電圧Voutが出力される。図5(4)は出力用コ
ンデンサ8の電流Ic、すなわちMOSFET1がオフ
されて二次コイルSの負極から出力用コンデンサ8に流
入する充電電流と充電後平滑用コイル9を通して流出す
る放電電流とを示している。この出力用コンデンサ電流
Icのうち放電電流は正側および負側出力端子OP,O
Nから出力される負荷電流Ioにその大きさがほぼ等し
い。
【0004】前述のリンギングチョークコンバータにお
いては、その出力が、例えば出力電圧Voutが5V,
出力電流Ioが1A程度の場合、出力用コンデンサ8の
静電容量8Aは1000マイクロファラッド程度の大容
量となり、このために一般に電解コンデンサが用いられ
る。しかしながら電解コンデンサは時間とともに静電容
量が減少し、内部の等価直列抵抗(以下ESRと称す
る)8Bの抵抗値が増大する劣化が生じ、場合によって
は破損する事故につながる。
【0005】このために、図3に示すように出力用コン
デンサの劣化警報装置11が設けられることが多い。図
3において出力用コンデンサの劣化警報装置11は出力
用コンデンサ8の両端子間にそれぞれ直列に接続された
コンデンサ16Aおよび抵抗16Bと、トランス2に新
しく設けられた補助巻線Bと、この補助巻線Bの負極に
そのアノードが接続されたダイオード15Aと、このダ
イオード15Aのカソードと補助巻線Bの正極との間に
接続されたコンデンサ15Bと、その各電源端子がこの
コンデンサ15Bの両端子に,その一方の入力端子がコ
ンデンサ16Aと抵抗16Bの接続点に,その他方の入
力端子が基準電圧電源16Dに,その出力端子が警報信
号端子Sにそれぞれ接続された比較器としてのオペアン
プ16Cとから構成されている。
【0006】出力用コンデンサ8に劣化を生じると、そ
の静電容量の低下とESRの抵抗値の増大によりこの出
力用コンデンサ8の両端子間のリップル電圧が増大す
る。このリップル電圧はコンデンサ16Aを通して抵抗
16Bの両端子間電圧として現われるので、オペアンプ
16Cでこのリップル電圧と基準電圧電源16Dの電圧
(しきい値となる)とを比較し、このリップル電圧がし
きい値を越えるとその出力端子から出力用コンデンサ劣
化の警報信号が出力される。
【0007】なお、平滑用コンデンサ10は、その静電
容量が100〜数百マイクロファラッドの大容量であ
り、同様電解コンデンサが用いられるが、平滑用コンデ
ンサは出力用コンデンサのように大電流値の充・放電の
繰り返しがなく、劣化することは殆んどないので劣化警
報装置を設ける必要は特にない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述のリンギングチョ
ークコンバータにおいては、出力用コンデンサの劣化警
報装置は、比較器としてのオペアンプ、あるいはこのオ
ペアンプの電源回路などを必要としコストアップの要因
となっていた。本発明の目的は低コストの出力用コンデ
ンサの劣化警報装置を備えたリンギングチョークコンバ
ータを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに本発明のリンギングチョークコンバータは一次巻
線,二次巻線および補助巻線を有するトランスと、この
トランスの一次巻線を介し正側および負側電源端子間に
それぞれ直列に接続されたスイッチング素子の正側主端
子,負側主端子および電流検出用抵抗と、そのコレクタ
が前記スイッチング素子の制御端子および起動用抵抗を
介し正側電源端子に,そのエミッタが負側電源端子およ
び前記補助巻線の負極に,そのベースが前記スイッチン
グ素子の負側主端子にそれぞれ接続されたスイッチング
制御用トランジスタと、このスイッチング制御用トラン
ジスタのコレクタと前記トランスの補助巻線の正極との
間にそれぞれ直列に接続されたコンデンサおよび抵抗か
らなる駆動回路と、前記トランスの二次巻線の負極にそ
のアノードが接続された出力用ダイオードと、この出力
用ダイオードのカソードと前記二次巻線の正極との間に
接続された出力用コンデンサと、この出力用コンデンサ
の両端子間にそれぞれ直列に接続された平滑用コイルお
よび平滑用コンデンサと、この平滑用コンデンサの両端
子にそれぞれ接続された正側および負側出力端子と、そ
のエミッタが前記出力用コンデンサと平滑用コイルの接
続点に,そのコレクタが限流用抵抗を介し前記出力用コ
ンデンサと平滑用コンデンサの接続点に,そのベースが
前記平滑用コイルと平滑用コンデンサの接続点にそれぞ
れ接続された警報用トランジスタと、この警報用トラン
ジスタのコレクタに接続された警報信号端子とからなる
ようにする。
【0010】
【作用】本発明のリンギングチョークコンバータにおい
ては、出力用コンデンサの劣化警報装置は、そのエミッ
タが出力用コンデンサと平滑用コイルの接続点に,その
コレクタが限流用抵抗を介し出力用コンデンサと平滑用
コンデンサの接続点に,そのベースが平滑用コイルと平
滑用コンデンサの接続点にそれぞれ接続された警報用ト
ランジスタと、この警報用トランジスタのコレクタに接
続された警報信号端子とからなっている。
【0011】出力用コンデンサに劣化が生じるとそのE
SRの抵抗値が増大し、このESRの電圧降下が増大す
る。このESRの電圧降下はこの出力用コンデンサおよ
び平滑用コンデンサを通して平滑用コイルの両端子間に
現われるので、警報用トランジスタのベースに入力され
る。そしてその電圧値がこのトランジスタの動作電圧
(しきい値となる)を越えるとこのトランジスタはオン
する。この警報用トランジスタのオンは出力用コンデン
サの各充電サイクルごとに繰り返されるので、このコレ
クタに接続された警報信号端子からパルス波の警報信号
が出力され、出力用コンデンサの劣化が警報される。
【0012】
【実施例】図1は本発明のリンギングチョークコンバー
タの一実施例を示す回路図である。図1に示す本発明の
リンギングチョークコンバータの回路は図4に示す一般
的リンギングチョークコンバータの回路に、そのエミッ
タが出力用コンデンサ8と平滑用コイル9の接続点に,
そのコレクタが限流用抵抗12を介し出力用コンデンサ
8と平滑用コンデンサ10の接続点に,そのベースが平
滑用コイル9と平滑用コンデンサ10の接続点にそれぞ
れ接続された警報用トランジスタ13と、この警報用ト
ランジスタ13のコレクタに接続された警報信号端子S
とが設けられたもので、これらは出力用コンデンサの劣
化警報装置11を構成している。なお14は警報用トラ
ンジスタ13のベース用抵抗で必要に応じて用いられ
る。
【0013】図2はその動作波形を示し、電解コンデン
サからなる出力用コンデンサ8に劣化が生じるとそのE
SRの抵抗値が増大し、その電圧降下Eeは図2(5)
に示すように、正常時は実線で示される電圧降下cが劣
化時には破線で示される電圧降下dに増大する。このE
SRの電圧降下Eeはこの出力用コンデンサ8の静電容
量8Aおよび平滑用コンデンサ10の静電容量を通して
平滑用コイル9の両端子間に現われるので、必要に応じ
て用いられるベース用抵抗14を通して、警報用トラン
ジスタ13のベースに加えられる。そしてその電圧値が
このトランジスタ13の動作電圧(しきい値となる)を
越えるとこのトランジスタ13はオンする。この警報用
トランジスタ13のオンは図2(6)に示すよう出力用
コンデンサ8の各充電サイクルごとに繰り返されるの
で、このコレクタに接続された警報信号端子Sからパル
ス波の警報信号が出力される。その他の動作については
図5と同様である。
【0014】なお、前述では出力用コンデンサが電解用
コンデンサからなる場合について述べたが、通常の紙コ
ンデンサなどからなる場合においても同様にその劣化が
警報できることは勿論である。また、この種のリンギン
グチョークコンバータは電子装置用定電圧電源として、
各種の商用低圧電源、例えば交流100,110,12
0,200,220,240Vを整流して得られる広範
囲の直流電圧85〜265Vの電源に接続されて用いら
れる場合が多く、出力用コンデンサが劣化し破損すると
直接商用低圧電源に影響を与えるので、この出力用コン
デンサの劣化警報装置により出力用コンデンサの破損前
に劣化が検出され交換が可能となるのでその効果は大き
い。
【0015】
【発明の効果】本発明のリンギングチョークコンバータ
においては、その出力用コンデンサの劣化警報装置は主
としてトランジスタ1個で構成されるので極めて低コス
トとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】出力用コンデンサの劣化警報装置を備えた本発
明のリンギングチョークコンバータの一実施例を示す回
路図
【図2】図1に示すリンギングチョークコンバータの動
作を示す波形図
【図3】出力用コンデンサの劣化警報装置を備えた従来
のリンギングチョークコンバータの一例を示す回路図
【図4】リンギングチョークコンバータの一般的な回路
【図5】図4に示すリンギングチョークコンバータの動
作を示す波形図
【符号の説明】
1 スイッチング素子 2 トランス 3 起動用抵抗 4 駆動回路 4A コンデンサ 4B 抵抗 5 スイッチング制御用トランジスタ 6 電流検出用抵抗 7 出力用ダイオード 8 出力用コンデンサ 9 平滑用コイル 10 平滑用コンデンサ 12 限流用抵抗 13 警報用トランジスタ P 一次巻線(トランス2の) S 二次巻線(トランス2の) A 補助巻線(トランス2の) IP 正側電源端子 IN 負側電源端子 OP 正側出力端子 ON 負側出力端子 S 警報信号端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一次巻線,二次巻線および補助巻線を有す
    るトランスと、このトランスの一次巻線を介し正側およ
    び負側電源端子間にそれぞれ直列に接続されたスイッチ
    ング素子の正側主端子,負側主端子および電流検出用抵
    抗と、そのコレクタが前記スイッチング素子の制御端子
    および起動用抵抗を介し正側電源端子に,そのエミッタ
    が負側電源端子および前記補助巻線の負極に,そのベー
    スが前記スイッチング素子の負側主端子にそれぞれ接続
    されたスイッチング制御用トランジスタと、このスイッ
    チング制御用トランジスタのコレクタと前記トランスの
    補助巻線の正極との間にそれぞれ直列に接続されたコン
    デンサおよび抵抗からなる駆動回路と、前記トランスの
    二次巻線の負極にそのアノードが接続された出力用ダイ
    オードと、この出力用ダイオードのカソードと前記二次
    巻線の正極との間に接続された出力用コンデンサと、こ
    の出力用コンデンサの両端子間にそれぞれ直列に接続さ
    れた平滑用コイルおよび平滑用コンデンサと、この平滑
    用コンデンサの両端子にそれぞれ接続された正側および
    負側出力端子と、そのエミッタが前記出力用コンデンサ
    と平滑用コイルの接続点に,そのコレクタが限流用抵抗
    を介し前記出力用コンデンサと平滑用コンデンサの接続
    点に,そのベースが前記平滑用コイルと平滑用コンデン
    サの接続点にそれぞれ接続された警報用トランジスタ
    と、この警報用トランジスタのコレクタに接続された警
    報信号端子とからなることを特徴とするリンギングチョ
    ークコンバータ。
  2. 【請求項2】請求項1記載のリンギングチョークコンバ
    ータにおいて、出力用コンデンサは電解コンデンサから
    なることを特徴とするリンギングチョークコンバータ。
  3. 【請求項3】各種商用低圧電源を整流して得られる直流
    電源にその正側および負側電源端子が接続されることを
    特徴とする請求項1あるいは2記載のリンギングチョー
    クコンバータ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011188649A (ja) * 2010-03-09 2011-09-22 Omron Corp スイッチング電源
WO2013051351A1 (ja) * 2011-10-05 2013-04-11 株式会社アイ・オー・データ機器 保護機能付きスイッチング電源回路

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