JPH0534235Y2 - - Google Patents

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JPH0534235Y2
JPH0534235Y2 JP8735887U JP8735887U JPH0534235Y2 JP H0534235 Y2 JPH0534235 Y2 JP H0534235Y2 JP 8735887 U JP8735887 U JP 8735887U JP 8735887 U JP8735887 U JP 8735887U JP H0534235 Y2 JPH0534235 Y2 JP H0534235Y2
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voltage
transistor
voltage dividing
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resistor
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案はトランス絶縁型定電流コンバータの電
圧不平衡検出回路に関し、特に正、負出力のう
ち、片線地絡障害が発生した場合の2次障害発生
を防ぐための出力電圧不平衡検出回路に関する。
(従来の技術) 従来、トランス絶縁型定電流コンバータは、第
3図に示すように、トランスによつて入力側と出
力側が絶縁されたDC−DCコンバータ1の出力と
負荷5の間に挿入された出力電流検出回路2の出
力を誤差増幅回路3において基準電圧と比較し、
その差を増幅して誤差信号として光結合素子4を
介しDC―DCコンバータ1へ帰還している。この
帰還された誤差信号によつてコンバータのスイツ
チング動作を制御し、直流入力電源Eiを安定な定
電流に変換し、その正および負出力とアース間を
それぞれ抵抗値の等しい抵抗器R7,R8で接地し、
アースに対し正と負の出力を得ている。
(考案が解決しようとする問題点) 上述した従来のトランス絶縁型定電流コンバー
タは、出力の線間電圧がV0のとき、正、負の出
力はそれぞれプラスV0/2およびマイナスV0
2となつているが、片線地絡障害が発生した場
合、他方の出力は絶対値でV0まで上昇し、特に
電圧が高い場合は、2次障害が発生するおそれが
ある。
このような障害を防ぐ方法としては、前記接地
抵抗R7,R8のそれぞれの両端に最大線間出力電
圧の1/2よりやや高めのツエーナ電圧値の定電圧
ダイオードを並列接続してもよいが、これには相
当容量の大きい定電圧ダイオードを使用しなけら
ばならないという欠点がある。
本考案の目的は、このような欠点を解消し、正
負出力電圧の不平衡を検出して正あるいは負の出
力を抑制するよう制御する定電流コンバータの電
圧不平衡検出回路を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 前記の目的を達成するため、本考案による定電
流コンバータの電圧不平衡検出回路は、出力電流
検出回路2、誤差増幅回路3、光結合素子4によ
つて構成される安定化帰還回路を有し、直流入力
電源Eiを受電して負荷5に定電流を供給するトラ
ンス絶縁型定電流コンバータにおいて、正出力と
正出力端子の間に第1の抵抗器R5を挿入し、負
出力と負出力端子の間に第2の抵抗器R6を挿入
し、前記正出力とアース間に第1の分圧抵抗R1
とR2を接続し、前記負出力とアース間に第2の
分圧抵抗R3とR4を接続し、第1のトランジスタ
Q1のベースを第1の分圧抵抗R3とR4の分圧点に
接続し、第1のトランジスタQ1のエミツタを第
1の定電圧ダイオードD1を介して前記正出力端
子に接続し、第2のトランジスタQ2のベースを
第2の分圧抵抗R3とR4の分圧点に接続し、第2
のトランジスタQ2のエミツタを第2の定電圧ダ
イオードD2を介して前記負出力端子に接続し、
第1のトランジスタQ1のコレクタと第2のトラ
ンジスタQ2のコレクタを接続し、その接続点を
全波整流回路D3の入力の一端に接続し、全波整
流回路D3の入力の他端をアースに接続し、全波
整流回路D3の正負の出力を入力とする光結合素
子6の出力を、前記安定化帰還回路の光結合素子
4の出力に並列に接続した回路構成とする。
(実施例) 次に本考案の実施例について図面を参照して詳
しく説明する。
第1図は、本考案に一実施例を示す回路図であ
る。
第1図に示すように、直流電源Eiを入力して安
定化した出力に変換するトランス絶縁型のDC−
DCコンバータ1の正出力は第1の抵抗器R5を介
して正出力端子T1に接続されている。またDC−
DCコンバータ1の負出力は出力電流検出回路2
および第2の抵抗器R6を介して負出力端子T2
接続されている。
出力電流検出回路2は、誤差増幅回路3、光結
合素子4とともに、DC−DCコンバータ1の出力
電流安定化のための帰還回路を構成している。
さらにDC−DCコンバータ1の正出力とアース
の間には分圧抵抗R1とR2が、また出力電流検出
回路2の出力側とアースの間には分圧抵抗R3
R4が接続され、第1の分圧抵抗の分圧点は第1
のトランジスタQ1のベースに、第2の分圧抵抗
の分圧点は第2のトランジスタQ2のベースにそ
れぞれ接続されている。
そして第1のトランジスタQ1のエミツタは第
1の定電圧ダイオードD1を介して正出力端子T1
に接続され、第2のトランジスタQ2のエミツタ
は、第2の定電圧ダイオードD2を介して負出力
端子T2に接続されている。
そして第1のトランジスタQ1のコレクタと第
2のトランジスタQ2のコレクタは、ともに全波
整流回路D3の一つの入力端子に接続され全波整
流回路D3の他の入力端子はアースに接続されて
いる。
そして全波整流回路D3の正、負2つの出力は
光結合素子6に入力され、光結合素子6の出力は
光結合素子4と並列に接続され、DC−DCコンバ
ータ1の出力電流安定化のための制御入力となつ
ている。
そして正、負の出力端T1とT2間に負荷5が接
続される。
つぎに第1図の回路の動作について説明する。
まず正常時においては、出力電流検出回路2、
誤差増幅回路3、光結合素子4による、出力安定
化のための帰還回路の動作は従来同様であり、出
力電流検出回路2で出力電流を検出し、出力電流
に応じた電圧を誤差増幅回路3に与える。誤差増
幅回路3は差動増幅器で基準電圧と比較した誤差
電圧を増幅し、ホトカプラなどの光結合素子4を
介して、DC−DCコンバータ1の一次側へ帰還
し、図示しない主スイツチングトランジスタの動
作を制御して出力電流を安定化させている。
また第1のトランジスタQ1の動作は、正常動
作時においては、第1の分圧抵抗の抵抗器R1
両端に発生する電圧から第1の抵抗器R5による
電圧降下および第1の定電圧ダイオードD1のツ
エーナ電圧を差引いた値が、第1のトランジスタ
Q1をオン状態とするに必要なベース、エミツタ
間電圧より小さくしてあるので第1のトランジス
タQ1はオフ状態にある。同様に、第2のトラン
ジスタQ2のオン状態におけるベース、エミツタ
間電圧は第1のトランジスタQ1に同じであり、
第2の抵抗器R6の抵抗値は第1の抵抗器R5の抵
抗値に、また第2の定電圧ダイオードD2のツエ
ーナ電圧は第1の定電圧ダイオードのツエーナ電
圧の等しく選んであり、また正常動作時の第2の
分圧抵抗の抵抗器R3の両端に発生する電圧も第
1の分圧抵抗と同様になるよう抵抗器R3,R4
値を選んであるので、第2のトランジスタQ2
正常動作時にはオフ状態である。このように正常
動作時には、第1のトランジスタQ1および第2
のトランジスタQ2がともにオフ状態であるので、
全波整流回路D3には入力がなく、したがつて光
結合素子6の入力もないので、DC−DCコンバー
タ1の安定化動作は、出力電流検出回路2、誤差
増幅回路3、光結合素子4による帰還回路のみに
よつて働き、従来と変るところはない。
つぎに、かりに負出力側が地絡したとすると、
いままで正負出力として分配されていた線間電圧
のすべてが第1の分圧抵抗の両端にかかるので、
抵抗器R1の両端の電圧から、第1の抵抗器R5
電圧降下と第1の定電圧ダイオードD1のツエー
ナ電圧を差引いた値が、第1のトランジスタQ1
のオン状態とするに必要なベース、エミツタ間の
電圧を越え、第1のトランジスタQ1はオン状態
となるので全波整流回路D3に出力が現われ光結
合素子6を介してDC−DCコンバータ1の制御入
力が加えられる。そこで出力電流が抑制されるこ
とになる。
ここにおいて、負荷電流をI0、抵抗器R1,R2
R5の抵抗値をそれぞれr1,r2,r3とし、定電圧ダ
イオードD1のツエーナ電圧をVz1、トランジスタ
Q1のベース、エミツタ間電圧をVBE1とすると、
最大線間出電圧がV0nのとき (V0n/2+I0×r5)×r1/r1+r2<I0×r5+Vz1
VBE1 となるように各値を設定する。そしてこの条件を
満足させるスレシヨルド電圧をαとする。
つぎに、かりに負出力側が地絡したときにトラ
ンジスタQ1が動作を開始するときの線間出力電
圧をV0とすると、 (Vp+I0×r5)×r1/r1+r5=I0×r5+Vz1+VBE1 で、このとき V0=V0n/2+α の関係を成立させるようにする。
ここでさらに最大出力電圧時に負出力側が地絡
した場合の制限されるべき電圧をV0n/2にしたい 場合は、このときの出力電流をI1として (V0n/2+I1×r5)×r1/r1+r2=I1×r5+Vz1+VBE1 であればよい。
ただしI1は(V0+I0×R5−V0n/2)×1/r5 で表わされる。
以上の説明は負出力側が地絡した場合も、全く
同様の動作によりDC−DCコンバータ1の出力電
流は抑制される。
これらの場合の特性を第2図に示す。
第2図は、ある線間電圧において片線地絡が発
生した場合の、地絡発生前の線間電圧V0を横軸
に、発生後の線間電圧(V1またはV2)を縦軸に
とつて示したものである。
第2図に示す曲線において、図中の線間電圧
V0からV0nまでの間は、本考案による電圧不平衡
検出回路が働き、出力電流を効果的に抑制する状
態を示している。
(考案の効果) 以上詳しく説明したように、本考案は、正負出
力のいづれか片線地絡障害が発生したときに生じ
るコンバータの電圧不平衡を検出し、従来の出力
安定化のための光結合素子に並列に接続した光電
素子を介して、トランス絶縁型DC−DCコンバー
タの一次側制御入力として与えることにより、片
線地絡が生じた場合の出力電圧を有効に制限する
ことができるという効果がある。したがつて本実
施例の回路を使用することにより、このような場
合の二次障害を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本考案の一実施例を示す回路図であ
る。第2図は、第1図の実施例の動作の一例を示
す曲線図である。第3図は、従来の定電流コンバ
ータの例を示す回路図である。 1……トランス絶縁型のDC−DCコンバータ、
2……出力電流検出回路、3……誤差増幅回路、
4,6……光結合素子、5……負荷、Ei……直流
入力電源、D1,D2……定電圧ダイオード、D3
…全波整流回路、Q1,Q2……トランジスタ、R1
R2,R3,R4,R5,R6……抵抗器。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 出力電流検出回路、誤差増幅回路、光結合素子
    によつて構成される安定化帰還回路を有し、直流
    入力電源を受電して負荷に定電流を供給するトラ
    ンス絶縁型定電流コンバータにおいて、正出力と
    正出力端子の間に第1の抵抗器を挿入し、負出力
    と負出力端子の間に第2の抵抗器を挿入し、前記
    正出力とアース間に第1の分圧抵抗を接続し、前
    記負出力とアース間に第2の分圧抵抗を接続し、
    第1のトランジスタのベースを第1の分圧抵抗の
    分圧点に接続し、第1のトランジスタのエミツタ
    を第1の定電圧ダイオードを介して前記正出力端
    子に接続し、第2のトランジスタのベースを第2
    の分圧抵抗の分圧点に接続し、第2のトランジス
    タのエミツタを第2の定電圧ダイオードを介して
    前記負出力端子に接続し、第1のトランジスタの
    コレクタと第2のトランジスタのコレクタを接続
    しその接続点を全波整流回路の入力の一端に接続
    し、前記全波整流回路の入力の他端をアースに接
    続し、前記全波整流回路の正負の出力を入力とす
    る光結合素子の出力を、前記安定化帰還回路の光
    結合素子の出力に並列に接続したことを特徴とす
    る定電流コンバータの電圧不平衡検出回路。
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