JPH06121528A - Resonance dc-dc converter - Google Patents

Resonance dc-dc converter

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Publication number
JPH06121528A
JPH06121528A JP26637092A JP26637092A JPH06121528A JP H06121528 A JPH06121528 A JP H06121528A JP 26637092 A JP26637092 A JP 26637092A JP 26637092 A JP26637092 A JP 26637092A JP H06121528 A JPH06121528 A JP H06121528A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
transistor
resonance
circuit
smoothing
Prior art date
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Pending
Application number
JP26637092A
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Japanese (ja)
Inventor
Kouichi Makinose
公一 牧野瀬
Yasuyuki Mizobuchi
康之 溝渕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority to JP26637092A priority Critical patent/JPH06121528A/en
Publication of JPH06121528A publication Critical patent/JPH06121528A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To protect a transistor against breakdown due to a current, higher than a rated value, flowing through a switching element at the time of starting. CONSTITUTION:The resonance DC-DC converter comprises a resonance circuit for stepping the voltage up and down, a circuit for smoothing the voltage being stepped up or down through the resoance circuit, and a differential amplifier 22 producing the differential voltage between the smoothed voltage and a target voltage. The converter further comprises a VFO 23 for generating a frequency pulse corresponding to the voltage from the differential amplifier 22 and turning a transistor SW1 ON/OFF, and a limiter circuit 1 inserted between the differential amplifier 22 and the VFO 23 and lowering the output voltage from the differential amplifier 22 at the time of starting. Since the limiter circuit 1 limits output voltage from the differential amplifier 22 at a low level, the VFO 23 generates low frequency pulses based on the voltage thus limited and turns the transistor ON/OFF.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は共振形DC−DCコンバ
ータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resonance type DC-DC converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の共振形DC−DCコンバ
ータにおいては、例えば図3に示すようなものがある。
このDC−DCコンバータは電流共振形であり、直流電
源E、スイッチング素子としてのトランジスタSW1、
逆止用のダイオードD、共振用誘導コイルLR 、平滑用
コイルLF 及び出力端子21が直列に接続されている。
前記共振用誘導コイルLR と平滑用コイルLF との間に
は一端が接地された共振用コンデンサCR の他端が接続
されている。また、前記平滑用コイルLF と出力端子2
1との間には一端が接地された平滑用コンデンサCF の
他端が接続されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a resonance type DC-DC converter of this type, for example, as shown in FIG.
This DC-DC converter is a current resonance type, and includes a DC power source E, a transistor SW1 as a switching element,
The non-return diode D, the resonance induction coil LR, the smoothing coil LF, and the output terminal 21 are connected in series.
The other end of the resonance capacitor CR whose one end is grounded is connected between the resonance induction coil LR and the smoothing coil LF. In addition, the smoothing coil LF and the output terminal 2
The other end of the smoothing capacitor CF, whose one end is grounded, is connected to the other end.

【0003】そして、直流電源E、トランジスタSW
1、逆止用のダイオードD、共振用誘導コイルLR 、共
振用コンデンサCR により共振回路が構成されている。
また、平滑用コイルLF 、平滑用コンデンサCF により
平滑回路が構成されている。
A DC power source E and a transistor SW
1. A resonance circuit is composed of the non-return diode D, the resonance induction coil LR, and the resonance capacitor CR.
Further, a smoothing circuit is constituted by the smoothing coil LF and the smoothing capacitor CF.

【0004】前記出力端子21と共振用コンデンサCR
との間には抵抗R1の一端が接続されている。抵抗R1
の他端はオペアンプAの反転入力端子に接続されてい
る。オペアンプAの非反転入力端子は直流電源Vref に
接続されている。この直流電源Vref の電圧値は出力端
子21から出力され、目標となる電圧値と等くなってい
る。また、抵抗R1とオペアンプAの反転入力端子との
間には抵抗R2の一端が接続されている。抵抗R2の他
端はオペアンプAの出力端子に接続されている。そし
て、抵抗R1、R2及びオペアンプAにより出力手段と
しての差動アンプ22が構成されている。
The output terminal 21 and the resonance capacitor CR
One end of a resistor R1 is connected between and. Resistance R1
The other end of is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier A. The non-inverting input terminal of the operational amplifier A is connected to the DC power supply Vref. The voltage value of the DC power supply Vref is output from the output terminal 21, and is equal to the target voltage value. Further, one end of the resistor R2 is connected between the resistor R1 and the inverting input terminal of the operational amplifier A. The other end of the resistor R2 is connected to the output terminal of the operational amplifier A. The resistors R1 and R2 and the operational amplifier A constitute a differential amplifier 22 as output means.

【0005】前記オペアンプAの出力側は制御手段とし
ての可変周波数発振器(以下、VFOという)23に接
続されている。また、前記トランジスタSW1のベース
は前記VFO23に接続されており、トランジスタSW
1はこのVFO23から発生される周波数パルスに基づ
いてオン・オフ動作されるようになっている。なお、V
FO23が発生する周波数パルスは前記オペアンプAか
らの出力電圧に基づいて出力されるようになっている。
The output side of the operational amplifier A is connected to a variable frequency oscillator (hereinafter referred to as VFO) 23 as a control means. The base of the transistor SW1 is connected to the VFO 23, and the transistor SW1
1 is turned on / off based on the frequency pulse generated from the VFO 23. In addition, V
The frequency pulse generated by the FO 23 is output based on the output voltage from the operational amplifier A.

【0006】上記のように構成された従来例のDC−D
Cコンバータにおいては、トランジスタSW1のオン・
オフ動作によって電源電圧がパルス状の電圧に変換され
る。このとき、トランジスタSW1にはオン動作中に共
振回路の共振用誘導コイルLR 及び共振用コンデンサC
R により正弦波形の電流が流れる。このため、トランジ
スタSW1のオン・オフ動作はゼロ電流スイッチングと
なっている。続いて、このオン・オフ動作によって、共
振回路にて電源電圧が降圧されて間欠的に平滑回路に入
力される。そして、降圧された電圧が平滑用コンデンサ
CF により平滑されて前記出力端子21に出力されると
ともに、オペアンプAに出力される。
[0006] The conventional DC-D constructed as described above.
In the C converter, the transistor SW1 is turned on.
The power supply voltage is converted into a pulse voltage by the off operation. At this time, the transistor SW1 includes the resonance induction coil LR and the resonance capacitor C of the resonance circuit during the ON operation.
R causes a sinusoidal current to flow. Therefore, the on / off operation of the transistor SW1 is zero current switching. Then, by this on / off operation, the power supply voltage is stepped down by the resonance circuit and is intermittently input to the smoothing circuit. The reduced voltage is smoothed by the smoothing capacitor CF and output to the output terminal 21 and the operational amplifier A.

【0007】オペアンプAではその出力電圧と目標電圧
との差に対応した電圧をVFO23に出力する。VFO
23はその電圧に相対して、出力電圧と目標電圧との差
が大きいときには高周波数パルスを出力し、小さいとき
には低周波数パルスを出力してトランジスタSW1をオ
ン・オフ動作させる。従って、VFO23によりトラン
ジスタSW1のオン・オフ動作のタイミングが変化して
出力電圧が常に目標電圧に維持される。
The operational amplifier A outputs a voltage corresponding to the difference between the output voltage and the target voltage to the VFO 23. VFO
23 outputs a high frequency pulse when the difference between the output voltage and the target voltage is large relative to the voltage, and outputs a low frequency pulse when the difference is small to turn on / off the transistor SW1. Therefore, the VFO 23 changes the timing of the on / off operation of the transistor SW1, and the output voltage is always maintained at the target voltage.

【0008】このため、特に、スイッチング電源の起動
時においては出力電圧が0Vであるため、VFO23は
最大周波数パルスにてトランジスタSW1をオン・オフ
動作させることになる。
Therefore, especially when the switching power supply is started up, the output voltage is 0 V, so that the VFO 23 turns on / off the transistor SW1 with the maximum frequency pulse.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したD
C−DCコンバータにおいては、電源の起動時に最大周
波数パルスにてトランジスタSW1をオン・オフ動作さ
せると、そのトランジスタSW1に定格以上の電流が流
れてトランジスタSW1を破壊する虞がある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the C-DC converter, when the transistor SW1 is turned on / off with a maximum frequency pulse when the power supply is activated, a current higher than the rated current may flow through the transistor SW1 and destroy the transistor SW1.

【0010】すなわち、起動時においてはトランジスタ
SW1に流れる電流は平滑用コイルLF に流れる電流I
LF と等しく、出力電圧は平滑用コンデンサCF の電圧
VCF と等しい。このため、平滑用コンデンサCF の容
量が大きい場合、最大周波数パルスにてトランジスタS
W1をオン・オフ動作させると、電圧VCF が目標電圧
に達する前に、電流ILF がトランジスタSW1の定格
電流以上の値となる。従って、その電流ILF によりト
ランジスタSW1は破壊される。
That is, at startup, the current flowing through the transistor SW1 is the current I flowing through the smoothing coil LF.
It is equal to LF and the output voltage is equal to the voltage VCF of the smoothing capacitor CF. Therefore, if the smoothing capacitor CF has a large capacitance, the transistor S
When W1 is turned on / off, the current ILF becomes a value not less than the rated current of the transistor SW1 before the voltage VCF reaches the target voltage. Therefore, the current ILF destroys the transistor SW1.

【0011】この動作を図4のタイムチャートに従って
説明すると、例えばタイミングt1において、VFO2
3によりトランジスタSW1がオンされる。このオン動
作により共振用コンデンサCR の電圧VCR は正弦波状
に除々に上昇し始める。これに伴い、平滑用コイルLF
の電流ILF 及び、共振用コンデンサCR の電圧VCR
が除々に上昇し始める。そして、トランジスタSW1に
流れる電流(図示しない)が「0」となったタイミング
t2において、トランジスタSW1がオフ動作される。
This operation will be described with reference to the time chart of FIG. 4. For example, at timing t1, VFO2
The transistor SW1 is turned on by 3. By this ON operation, the voltage VCR of the resonance capacitor CR begins to rise gradually in a sinusoidal manner. Along with this, the smoothing coil LF
Current ILF and voltage VCR of resonance capacitor CR
Gradually begins to rise. Then, at the timing t2 when the current (not shown) flowing through the transistor SW1 becomes “0”, the transistor SW1 is turned off.

【0012】このオフ動作により共振用コンデンサCR
の電圧VCR は正弦波状に除々に下降し始める。この電
圧VCR の変化に伴い、平滑用コイルLF の電流ILF
はピーク値に達した後、除々に下降し始める。
By this off operation, the resonance capacitor CR
The voltage VCR of the voltage starts to gradually decrease in a sinusoidal manner. With the change of this voltage VCR, the current ILF of the smoothing coil LF
Reaches a peak value and then gradually begins to fall.

【0013】そして、電流ILF が「0」になる前にト
ランジスタSW1はVFO23の次の高周波数パルスに
より、タイミングt3において再びオン動作される。す
ると、オフ期間内に電流ILF は完全に「0」とならな
いまま、再び上昇し始める。この上昇に伴い電圧VCF
も上昇する。そして、タイミングt4においてオフ動作
されると、電流ILF はピーク値に達した後、除々に下
降し始める。この時の電流ILF のピーク値は前回のピ
ーク値よりも大きくなっている。
Then, before the current ILF becomes "0", the transistor SW1 is turned on again at the timing t3 by the next high frequency pulse of the VFO 23. Then, the current ILF starts rising again without completely becoming "0" within the off period. With this rise, the voltage VCF
Also rises. When it is turned off at the timing t4, the current ILF starts to gradually decrease after reaching the peak value. The peak value of the current ILF at this time is larger than the previous peak value.

【0014】続いて、同様にしてトランジスタSW1は
タイミングt5、t6においてオン・オフ動作され、タ
イミングt7、t8においてオン・オフ動作される。す
ると、電流ILF は連続的に上昇してトランジスタSW
1の定格値を越えてしまう。この時、電圧VCR が目標
電圧に達する前に、トランジスタSW1は定格値を越え
た電流ILF により破壊される。
Subsequently, similarly, the transistor SW1 is turned on / off at timings t5 and t6, and turned on / off at timings t7 and t8. Then, the current ILF continuously rises and the transistor SW
The rated value of 1 will be exceeded. At this time, the transistor SW1 is destroyed by the current ILF exceeding the rated value before the voltage VCR reaches the target voltage.

【0015】本発明の目的は、起動時においてスイッチ
ング素子に定格値以上の電流が流れて素子が破損するの
を防止することができる共振形DC−DCコンバータを
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a resonance type DC-DC converter capable of preventing a current exceeding a rated value from flowing through a switching element and damaging the element at startup.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、直流電源、スイッチング素子、誘導コイ
ル、共振用コンデンサ等から構成され、前記スイッチン
グ素子のオン・オフ動作に基づいて前記コンデンサの端
子間に発生する電圧を昇降圧させる共振回路と、平滑用
コイル、平滑用コンデンサ等から構成され、前記共振回
路により昇降圧された電圧を平滑する平滑回路と、前記
平滑回路により平滑された電圧と目標となる電圧との差
を電圧にて出力する出力手段と、前記出力手段により出
力された電圧に相対して周波数パルスを発生して前記ス
イッチング素子をオン・オフ動作する駆動手段とを備え
た共振形DC−DCコンバータにおいて、前記出力手段
と駆動手段との間に、該出力手段により出力された電圧
を起動時において降下させる制限手段を設けたことを要
旨とする。
In order to solve the above problems, the present invention comprises a direct current power supply, a switching element, an induction coil, a resonance capacitor, etc., and based on the on / off operation of the switching element, A resonance circuit for boosting / decreasing the voltage generated between the terminals of the capacitor, a smoothing coil, a smoothing capacitor, etc., and a smoothing circuit for smoothing the voltage boosted / decreased by the resonance circuit; Output means for outputting the difference between the desired voltage and the target voltage as a voltage, and drive means for turning on / off the switching element by generating a frequency pulse relative to the voltage output by the output means. In a resonance type DC-DC converter including: a voltage output from the output means between the output means and the driving means at the time of starting. And gist in that a limiting means for made.

【0017】[0017]

【作用】上記のように構成したことにより、本発明は起
動時において平滑回路の平滑用コンデンサには電圧がか
かっておらず「0」となっている。この状態で出力手段
より出力される電圧は高い値となっている。制限手段は
その電圧を降下させて低い値に制限する。すると、駆動
手段はその制限された電圧値に基づいて低周波数パルス
を発生してスイッチング素子をオン・オフ制御する。
By virtue of the above-mentioned configuration, in the present invention, no voltage is applied to the smoothing capacitor of the smoothing circuit at the time of start-up, and it is "0". In this state, the voltage output from the output means has a high value. The limiting means drops the voltage to limit it to a low value. Then, the drive means generates a low frequency pulse based on the limited voltage value to control the switching element to be turned on and off.

【0018】そして、スイッチング素子のオン動作に基
づいて共振回路の共振用コンデンサ端子間に電圧が昇降
圧される。この昇降圧に伴い平滑用コイルの電流が上昇
するとともに、平滑用コンデンサの電圧も上昇する。続
いて、スイッチング素子のオフ動作に基づいて共振用コ
ンデンサの電圧が下降する。この下降に伴い平滑用コイ
ルの電流が下降してオフ期間内に「0」となる。従っ
て、平滑用コイルの電流はスイッチング素子に流れる電
流の定格値を越えることはない。その結果、スイッチン
グ素子に定格値以上の電流が流れて素子が破損するのを
防止することができる。
Then, the voltage is stepped up / down between the resonance capacitor terminals of the resonance circuit based on the ON operation of the switching element. Along with this step-up / down, the current of the smoothing coil increases and the voltage of the smoothing capacitor also increases. Then, the voltage of the resonance capacitor drops based on the OFF operation of the switching element. Along with this drop, the current of the smoothing coil drops and becomes “0” within the off period. Therefore, the current of the smoothing coil does not exceed the rated value of the current flowing through the switching element. As a result, it is possible to prevent the switching element from being damaged by the flow of a current exceeding the rated value.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を電流共振形DC−DCコンバ
ータに具体化した一実施例を図1、図2に従って説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied in a current resonance type DC-DC converter will be described below with reference to FIGS.

【0020】なお、前記従来技術と同一の構成について
は同一符号を付し、その説明を省略する。図1に示すよ
うに、本実施例において、オペアンプAとVFO23と
の間には、抵抗R3が直列に接続されている。また、抵
抗R3とVFO23との間には抵抗R4の一端が接続さ
れている。抵抗R4の他端は一端が接地されたスイッチ
SW2の他端に接続されている。そして、本実施例では
抵抗R3、R4及びスイッチSW2によって制限手段と
してのリミッタ回路1が構成されている。
The same components as those of the prior art are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 1, in this embodiment, a resistor R3 is connected in series between the operational amplifier A and the VFO 23. Further, one end of the resistor R4 is connected between the resistor R3 and the VFO 23. The other end of the resistor R4 is connected to the other end of the switch SW2 whose one end is grounded. In this embodiment, the resistors R3 and R4 and the switch SW2 constitute a limiter circuit 1 as a limiting means.

【0021】このリミッタ回路1はスイッチSW2がオ
ンしているとき、オペアンプAから出力された電圧を抵
抗R3、R4にて分圧してVFO23に出力する。従っ
て、VFO23にはリミッタ回路1より低い値に抑えら
れた電圧が入力される。このため、VFO23は電圧が
低い値に抑えられた分だけ低周波数パルスを出力してト
ランジスタSW1をオン・オフ動作させる。すなわち、
低周波数パルスにてトランジスタSW1をオン・オフ動
作させるのは、起動時において電流ILF が毎回「0」
になるに充分なオフ期間を確保するためである。そし
て、そのオフ期間を確保するため、すなわち、低周波パ
ルスをVFO23から出力させるために、リミッタ回路
1は同VFO23に入力する制限電圧を分圧抵抗R3,
R4にて予め設定している。
When the switch SW2 is turned on, the limiter circuit 1 divides the voltage output from the operational amplifier A by the resistors R3 and R4 and outputs it to the VFO 23. Therefore, a voltage suppressed to a value lower than that of the limiter circuit 1 is input to the VFO 23. Therefore, the VFO 23 outputs a low-frequency pulse by the amount that the voltage is suppressed to a low value, and turns on / off the transistor SW1. That is,
The transistor SW1 is turned on and off with a low frequency pulse because the current ILF is "0" every time at startup.
This is to secure a sufficient off period to become. Then, in order to secure the OFF period, that is, in order to output the low-frequency pulse from the VFO 23, the limiter circuit 1 applies the limiting voltage input to the VFO 23 to the voltage dividing resistor R3.
It is preset in R4.

【0022】前記スイッチSW2には同じく制限手段を
構成するタイマ回路2が接続されており、スイッチSW
2はこのタイマ回路2によりオン・オフ制御されるよう
になっている。
The switch SW2 is also connected to the timer circuit 2 which also constitutes a limiting means.
The timer circuit 2 is on / off controlled by the timer circuit 2.

【0023】タイマ回路2は制御回路(図示しない)か
ら出力されたスタート信号に基づいてスイッチSW2を
オンさせると同時に、コンバータの起動開始時間(t
0)としてカウント動作を開始し、予め設定されたt1
1時間になるとタイムアップする。このt11時間は前
記リッミタ回路1にて低周波パルスでトランジスタSW
1をオン・オフ動作させて電圧VCF が目標電圧に充分
達するに要する時間であって、予め実験的又は試験的に
求めた値である。そして、タイマ回路2はカウントアッ
プとなると、カウント動作を停止させると同時に、スイ
ッチSW2をオフ動作させるようになっている。
The timer circuit 2 turns on the switch SW2 on the basis of a start signal output from a control circuit (not shown), and at the same time, starts the start time (t) of the converter.
0), the counting operation is started, and the preset t1
Time goes up when it reaches 1 hour. During this t11 time, the limiter circuit 1 applies a low frequency pulse to the transistor SW.
It is the time required for the voltage VCF to reach the target voltage sufficiently by turning ON / OFF 1 and is a value obtained in advance experimentally or experimentally. When the timer circuit 2 counts up, the counting operation is stopped and the switch SW2 is turned off at the same time.

【0024】次に、本実施例における作用について図2
に従って説明する。なお、当初平滑用コンデンサCF に
は電圧がかかっておらず電圧VCF は「0」となってい
る。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
Follow the instructions below. Initially, no voltage is applied to the smoothing capacitor CF and the voltage VCF is "0".

【0025】まず、起動時のタイミングt0においてタ
イマ回路2はスイッチSW2をオン(閉路)させるとと
もに、カウント動作を開始する。このとき、オペアンプ
Aからは出力電圧「0」と目標電圧との差に対応した大
きな値の電圧がVFO23に出力される。このとき、ス
イッチSW2が閉路されているためリミッタ回路1にて
電圧降下が生じ、VFO23にはオペアンプAからの電
圧よりも低い電圧(抵抗R3,R4にて分圧された電
圧)が出力される。すると、VFO23はこの低い値に
抑えられた電圧によりタイミングt1において低周波数
パルスを出力してトランジスタSW1をオン動作させ
る。
First, at the timing t0 at the time of start-up, the timer circuit 2 turns on (closes) the switch SW2 and starts the counting operation. At this time, the operational amplifier A outputs a voltage having a large value corresponding to the difference between the output voltage “0” and the target voltage to the VFO 23. At this time, since the switch SW2 is closed, a voltage drop occurs in the limiter circuit 1, and a voltage lower than the voltage from the operational amplifier A (voltage divided by the resistors R3 and R4) is output to the VFO 23. . Then, the VFO 23 outputs a low frequency pulse at timing t1 by the voltage suppressed to this low value to turn on the transistor SW1.

【0026】このオン動作により共振用コンデンサCR
の電圧VCR は正弦波状に除々に上昇し始める。これに
伴い、平滑用コイルLF の電流ILF 及び共振用コンデ
ンサCR の電圧VCR が除々に上昇し始める。そして、
トランジスタSW1に流れる電流(図示しない)が
「0」となったタイミングt2において、トランジスタ
SW1がオフ動作される。
By this ON operation, the resonance capacitor CR
The voltage VCR of the voltage gradually increases in a sinusoidal manner. Along with this, the current ILF of the smoothing coil LF and the voltage VCR of the resonance capacitor CR begin to gradually rise. And
At timing t2 when the current (not shown) flowing through the transistor SW1 becomes “0”, the transistor SW1 is turned off.

【0027】このオフ動作により共振用コンデンサCR
の電圧VCR は正弦波状に除々に下降し始める。この電
圧VCR の変化に伴い、平滑用コイルLF の電流ILF
はピーク値に達した後、除々に下降し始めてオフ期間内
に「0」となる。これは、VFO23が低周波数パルス
を出力しているため、トランジスタSW1のオフ期間が
長くなるためである。このとき、平滑用コンデンサCF
の電圧VCF は一定値に保たれている。
By this off operation, the resonance capacitor CR
The voltage VCR of the voltage starts to gradually decrease in a sinusoidal manner. With the change of this voltage VCR, the current ILF of the smoothing coil LF
Reaches a peak value and then gradually begins to fall and becomes “0” in the off period. This is because the VFO 23 outputs a low-frequency pulse, so that the off period of the transistor SW1 becomes long. At this time, the smoothing capacitor CF
The voltage VCF of V is maintained at a constant value.

【0028】次に、トランジスタSW1はタイミングt
3において再びオン動作される。すると、オフ期間内に
電流ILF は完全に「0」となっているため、再び
「0」から上昇し始める。この上昇に伴い、電圧VCF
も前記した一定値から上昇する。そして、タイミングt
4においてオフ動作されると、電流ILF はピーク値に
達した後、除々に下降し始めてオフ期間内に「0」とな
る。
Next, the transistor SW1 is turned on at the timing t.
At 3, the switch is turned on again. Then, since the current ILF is completely "0" in the off period, it starts to rise from "0" again. With this rise, the voltage VCF
Also rises from the aforementioned constant value. Then, the timing t
When the off operation is performed at 4, the current ILF starts to gradually decrease after reaching the peak value and becomes “0” within the off period.

【0029】そして、同様にしてトランジスタSW1は
タイミングt5、t6においてオン・オフ動作され、タ
イミングt7、t8においてオン・オフ動作される。さ
らに、タイミングt9、t10においてオン・オフ動作
される。すると、電流ILFはトランジスタSW1がオ
フ動作される毎に、そのオフ期間内に「0」となる。従
って、電流ILF が連続的に上昇してトランジスタSW
1に流れる電流が定格値を越えることはない。また、電
圧VCF は上昇してタイミングt10を過ぎた後、目標
電圧に達する。
Similarly, the transistor SW1 is turned on / off at timings t5 and t6, and turned on / off at timings t7 and t8. Further, the on / off operation is performed at the timings t9 and t10. Then, each time the transistor SW1 is turned off, the current ILF becomes "0" within the off period. Therefore, the current ILF continuously rises and the transistor SW
The current flowing through 1 does not exceed the rated value. The voltage VCF rises and reaches the target voltage after the timing t10.

【0030】やがて、タイミングt11においてタイマ
回路2はカウントアップする。このカウントアップに基
づいて、タイマ回路2はカウント動作を停止させるとと
もに、スイッチSW2をオフ(開路)させる。このと
き、電圧VCF は目標電圧に達しているため、オペアン
プAは動作されず、VFO23からの周波数パルスの出
力が停止される。従って、負荷を駆動させない状態では
電圧VCF は目標電圧に維持される。以後、電圧VCF
が変動すると、その変動に基づいてオペアンプAの出力
電圧はそのままVFO23に出力され、通常の即ち電圧
VCF の変動に対する電圧制御が行われる。
Eventually, the timer circuit 2 counts up at the timing t11. Based on this count-up, the timer circuit 2 stops the counting operation and turns off (opens) the switch SW2. At this time, since the voltage VCF has reached the target voltage, the operational amplifier A is not operated and the output of the frequency pulse from the VFO 23 is stopped. Therefore, the voltage VCF is maintained at the target voltage when the load is not driven. After that, the voltage VCF
, The output voltage of the operational amplifier A is output to the VFO 23 as it is based on the fluctuation, and the normal voltage control for the fluctuation of the voltage VCF is performed.

【0031】このように本実施例では、オペアンプAと
VFO23との間にリミッタ回路1を設けて起動時にス
イッチスイッチSW2を閉路するようにした。このた
め、トランジスタSW1はVFO23から出力される低
周波パルスによりオン・オフ動作される。従って、従来
とは異なり、オフ動作期間が長くなり平滑用コイルLF
の電流ILF はその期間内に「0」となる。この結果、
電流ILF はトランジスタSW1に流れる電流の定格値
を越えることがなく、トランジスタSW1が破損するの
を防止することができる。
As described above, in this embodiment, the limiter circuit 1 is provided between the operational amplifier A and the VFO 23 so that the switch SW2 is closed at the time of startup. Therefore, the transistor SW1 is turned on / off by the low-frequency pulse output from the VFO 23. Therefore, unlike the conventional case, the off operation period becomes longer and the smoothing coil LF
Current ILF becomes "0" within that period. As a result,
The current ILF does not exceed the rated value of the current flowing through the transistor SW1, and it is possible to prevent the transistor SW1 from being damaged.

【0032】また、リミッタ回路1を抵抗R3、R4及
びスイッチSW2から構成したことにより、簡単な構成
で、トランジスタSW1が破損するのを防止することが
できる。
Further, since the limiter circuit 1 is composed of the resistors R3 and R4 and the switch SW2, it is possible to prevent the transistor SW1 from being damaged with a simple structure.

【0033】さらに、起動時において電流ILF を低く
抑えるようにしたことにより、トランジスタSW1を負
荷容量が小さい低コストのものを使用することができ
る。また、共振用誘導コイルLR の小型化及び低コスト
化を図ることができる。
Further, since the current ILF is kept low at the time of startup, the transistor SW1 having a small load capacitance and a low cost can be used. Further, it is possible to reduce the size and cost of the resonance induction coil LR.

【0034】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下のよ
うにしてもよい。 (1)上記実施例では、電流共振形DC−DCコンバー
タに具体化したが、電圧共振形DC−DCコンバータに
具体化してもよい。 (2)上記実施例では、スイッチSW2のオン・オフ動
作をタイマ回路2により設定されたタイミングにて行う
ようにしたが、タイマ回路2の代わりにラッチ回路を設
けてスイッチSW2をオン・オフさせるようにしてもよ
い。この場合、ラッチ回路はオペアンプAの出力側に接
続されている。従って、起動時においてオペアンプAが
出力電圧「0」と目標電圧との差に対応した大きな電圧
を出力したときに「1」を記憶してスイッチSW2のオ
ン動作させる。また、オペアンプAが出力電圧が目標電
圧に達したことにより電圧「0」を出力したときに
「0」を記憶してスイッチSW2のオフ動作させるよう
にすればよい。 (3)上記実施例のスイッチング素子としてのトランジ
スタSW1は、バイポーラトランジスタ又は静電誘導ト
ランジスタ等の素子でもよい。 (4)上記実施例におけるリミッタ回路1のスイッチS
W2は特に限定されず、リレー、トランジスタ及びサイ
リスタ等の半導体スイッチング素子等を使用すればよ
い。 (5)上記実施例では、共振回路の共振用誘導コイルL
R と平滑回路の平滑用コイルLF とを直列に接続した
が、その共振用誘導コイルLR と平滑用コイルLFとの
間にトランスを設けてもよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but may be carried out as follows without departing from the spirit of the present invention. (1) In the above embodiment, the current resonance type DC-DC converter is embodied, but the voltage resonance type DC-DC converter may be embodied. (2) In the above embodiment, the switch SW2 is turned on / off at the timing set by the timer circuit 2, but a latch circuit is provided instead of the timer circuit 2 to turn on / off the switch SW2. You may do it. In this case, the latch circuit is connected to the output side of the operational amplifier A. Therefore, when the operational amplifier A outputs a large voltage corresponding to the difference between the output voltage "0" and the target voltage at startup, "1" is stored and the switch SW2 is turned on. Further, when the operational amplifier A outputs the voltage “0” due to the output voltage reaching the target voltage, “0” is stored and the switch SW2 is turned off. (3) The transistor SW1 as the switching element in the above embodiment may be an element such as a bipolar transistor or a static induction transistor. (4) Switch S of the limiter circuit 1 in the above embodiment
W2 is not particularly limited, and a semiconductor switching element such as a relay, a transistor and a thyristor may be used. (5) In the above embodiment, the resonance induction coil L of the resonance circuit.
Although R and the smoothing coil LF of the smoothing circuit are connected in series, a transformer may be provided between the resonance induction coil LR and the smoothing coil LF.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上詳述したように本発明の共振形DC
−DCコンバータによれば、起動時においてスイッチン
グ素子に定格値以上の電流が流れて素子が破損するのを
防止することができるという優れた効果を奏する。
As described above in detail, the resonance type DC of the present invention.
The -DC converter has an excellent effect that it is possible to prevent the damage of the switching element due to the flow of the current of the rated value or more at the time of startup.

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

【図1】本実施例を具体化した一実施例における電流共
振形DC−DCコンバータを示す電気回路図である。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a current resonance type DC-DC converter in an embodiment embodying the present embodiment.

【図2】一実施例における電流共振形DC−DCコンバ
ータの作用を示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the current resonance type DC-DC converter in one embodiment.

【図3】従来例における電流共振形DC−DCコンバー
タを示す電気回路図である。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a current resonance type DC-DC converter in a conventional example.

【図4】従来例における電流共振形DC−DCコンバー
タの作用を示すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing an operation of a current resonance type DC-DC converter in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…制限手段としてのリミッタ回路、2…制限手段とし
てのタイマ回路、22…出力手段としての差動アンプ、
23…駆動手段としてのVFO、E…直流電源、SW1
…スイッチング素子としてのトランジスタ、LR …共振
用誘導コイル、CR …共振用コンデンサ、LF …平滑用
コイル、CF …平滑用コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Limiter circuit as limiting means, 2 ... Timer circuit as limiting means, 22 ... Differential amplifier as output means,
23 ... VFO as drive means, E ... DC power supply, SW1
... Transistor as switching element, LR ... Resonance induction coil, CR ... Resonance capacitor, LF ... Smoothing coil, CF ... Smoothing capacitor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源、スイッチング素子、誘導コイ
ル、共振用コンデンサ等から構成され、前記スイッチン
グ素子のオン・オフ動作に基づいて前記コンデンサの端
子間に発生する電圧を昇降圧させる共振回路と、 平滑用コイル、平滑用コンデンサ等から構成され、前記
共振回路により昇降圧された電圧を平滑する平滑回路
と、 前記平滑回路により平滑された電圧と目標となる電圧と
の差を電圧にて出力する出力手段と、 前記出力手段により出力された電圧に相対した周波数パ
ルスを発生して前記スイッチング素子をオン・オフ動作
する駆動手段とを備えた共振形DC−DCコンバータに
おいて、 前記出力手段と駆動手段との間に、該出力手段により出
力された電圧を起動時において降下させる制限手段を設
けた共振形DC−DCコンバータ。
1. A resonance circuit, which comprises a DC power supply, a switching element, an induction coil, a resonance capacitor, and the like, and which boosts / decreases the voltage generated between the terminals of the capacitor based on the on / off operation of the switching element, A smoothing circuit configured by a smoothing coil, a smoothing capacitor, and the like, for smoothing the voltage stepped up and down by the resonance circuit, and outputting the difference between the voltage smoothed by the smoothing circuit and the target voltage as a voltage. A resonance type DC-DC converter comprising: an output means; and a drive means for generating a frequency pulse corresponding to a voltage output by the output means to turn on / off the switching element, the output means and the drive means And a limiting means for lowering the voltage output by the output means at the time of startup, a resonance type DC-DC converter. Data.
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