JPH07177735A - 昇圧型コンバータ - Google Patents

昇圧型コンバータ

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JPH07177735A
JPH07177735A JP32030893A JP32030893A JPH07177735A JP H07177735 A JPH07177735 A JP H07177735A JP 32030893 A JP32030893 A JP 32030893A JP 32030893 A JP32030893 A JP 32030893A JP H07177735 A JPH07177735 A JP H07177735A
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JP
Japan
Prior art keywords
choke coil
terminal
current
voltage
terminal regulator
Prior art date
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Application number
JP32030893A
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English (en)
Inventor
Tadakazu Nagahara
忠和 永原
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PFU Ltd
Original Assignee
PFU Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 チョーク・コイルの2次側からも電力を取り
出す昇圧型コンバータにおいて、1次側の負荷が軽く且
つ2次側に瞬時的なピーク電流が流れた場合でも、所定
の2次出力電圧を維持すること。 【構成】 3端子レギュレータM12の入力電流を電流検
出抵抗R12とオペアンプM11で検出し、3端子レギュレ
ータM12の入力電流が所定値よりも大きい場合には、ト
ランジスタQ12を介して入力電圧Vinが3端子レギュレ
ータM12の入力端子に供給されるようにする。図示しな
いが、1次出力V1の+側とグランドとの間に可変抵抗
手段を設け、3端子レギュレータM12の入力電圧が低い
ときに可変抵抗手段の抵抗値を下げ、チョーク・コイル
L11に流れる電流を増やし、3端子レギュレータの入力
電圧を上昇させるようにしても良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発熱を低減できる昇圧
型コンバータに関するものである。
【0002】図3は従来の昇圧型コンバータを示す図で
ある。同図において、C1ないしC4はコンデンサ、D
1とD2はダイオード、L1はチョーク・コイルの1次
巻線、L2はチョーク・コイルの2次巻線、M1は3端
子レギュレータ、Q1はトランジスタ、R1は抵抗、V
1は1次出力電圧、V2は2次出力電圧、Vinは入力電
圧をそれぞれ示している。
【0003】例えば、入力電圧Vinは定格で24ボル
ト、1次出力電圧V1は定格で5ボルト、2次出力電圧
V2は定格で12ボルト、1次側の定格出力電流は2ア
ンペア、2次側の定格出力電流は0.3アンペアであ
る。1次出力はプロセッサ等の論理回路を動作させるた
めに使用され、2次出力はFANモータの駆動回路用に
使用される。
【0004】トランジスタQ1のエミッタは入力電圧V
inに接続されおり、トランジスタQ1のコレクタはチョ
ーク・コイルの1次巻線L1の左端に接続されている。
チョーク・コイルの1次巻線L1の右端は1次出力の+
側に接続されている。トランジスタQ1のベースは、1
次出力電圧V1が所定の値になるように、1次出力電圧
V1に応じて制御される。ダイオードD1のカソードは
チョーク・コイルの1次巻線L1の左端に接続され、ダ
イオードD1のアノードはグランドに接続されている。
抵抗R1の上端は1次出力の+側に接続され、抵抗R1
の下端は1次出力の−側(グランド)に接続されてい
る。
【0005】チョーク・コイルの2次巻線L2の下端は
グランドに接続され、2次巻線L2の上端はダイオード
D2のアノードに接続されている。ダイオードD2 のカ
ソードは、3端子レギュレータM1の入力端子Iに接続
されている。3端子レギュレータM1のグランド端子G
はグランドに接続され、3端子レギュレータM1の出力
端子Oは2次出力の+側に接続される。
【0006】前述のように、トランジスタQ1は出力電
圧V1の値に応じてオン/オフされる。トランジスタQ
1がオンすると、電流が1次巻線L1を左から右に向か
って流れる。トランジスタQ1がオフすると、チョーク
・コイルに蓄えられているエネルギーによって、電流は
1次巻線L1の中を左から右に向かって流れ続ける。コ
ンデンサC1とC2は、電圧を平滑化するためのもので
ある。
【0007】トランジスタQ1がオフすると、1次巻線
L1の中には左から右に向こう電圧が誘起する。この誘
起電圧によって、2次巻線L2に下から上に向こう誘起
電圧が発生し、ダイオードD2の中を電流が左から右方
向に向かって流れる。
【0008】3端子レギュレータM1は、入力端子Iと
出力端子Oの間に可変抵抗が直列に接続されており、出
力電圧が一定になるように可変抵抗の値を変化させるも
のと比喩的に考えることが出来る。3端子レギュレータ
M1の入力電流は、大部分はそのまま出力電流になる。
3端子レギュレータは周知のものである。コンデンサC
3とC4は電圧を平滑化するためのものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】1次出力の負荷が軽負
荷の場合には、チョーク・コイルには殆ど電流が流れな
い。このような状態の下で、2次出力にピーク電流が流
れると、2次出力電圧V2は急激に低下し、定格電圧を
保持することが出来なくなる。このような事態の発生を
防止するために、従来の技術においては、1次出力側に
ダミー抵抗R1を入れて軽負荷時になっても一定の電流
以上を取り出せるようにしていた。しかしながら、この
ような従来方式では、常に電流が流れているため、部品
が熱くなったり、電力的に無駄があると言う欠点があっ
た。また、チョーク・コイルのインダクタンスを上げる
と言う方式も知られているが、このような従来方式は、
チョーク・コイルの大きさを無視できないと言う欠点が
ある。
【0010】本発明は、この点に鑑みて創作されたもの
であって、昇圧型コンバータでチョーク・コイルの2次
側より電力を取り出す方式において、1次側の負荷が軽
く且つ2次側に瞬時的なピーク電流が流れた場合におい
ても、所定値の2次出力電圧を維持できるようにするこ
とを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の昇圧型コンバ
ータは、1次巻線(L11) と2次巻線(L12) を有するチョ
ーク・コイルと、チョーク・コイルの1次巻線(L11) の
一端と入力電圧端子との間に設けられたスイッチング手
段(Q11) と、チョーク・コイルの1次巻線(L11) の一端
にカソードが接続され、アノードがグランドに接続され
た第1のダイオード(D11) と、チョーク・コイルの2次
巻線(L12) の一端をグランドに接続する導電路と、アノ
ードがチョーク・コイルの2次巻線(L12) の他端に接続
された第2のダイオード(D12) と、3端子レギュレータ
(M12) と、一端が第2のダイオード(D12) のカソードに
接続され、他端が3端子レギュレータ(M12) の入力端子
に接続された電流検出用抵抗(R12) と、電流検出用抵抗
(R12) に流れる電流が基準値を越えた時に所定レベルの
信号を出力する電流検出手段(M11) と、電流検出手段(M
11) が所定レベルの信号を出力しているときには、入力
電圧(Vin) を電流検出用抵抗(R12) の一端に供給する電
圧供給手段(Q12,R11) とを具備することを特徴とするも
のである。
【0012】請求項2の昇圧型コンバータは、1次巻線
(L21) と2次巻線(L22) を有するチョーク・コイルと、
チョーク・コイルの1次巻線(L21) の一端と入力電圧端
子との間に設けられたスイッチング手段(Q21) と、チョ
ーク・コイルの1次巻線(L21) の一端にカソードが接続
され、アノードがグランドに接続された第1のダイオー
ド(D21) と、チョーク・コイルの2次巻線(L12) の一端
をグランドに接続する導電路と、アノードがチョーク・
コイルの2次巻線(L22) の他端に接続された第2のダイ
オード(D22) と、入力端子が第2のダイオード(D22) の
カソードに接続された3端子レギュレータ(M22) と、3
端子レギュレータ(M22) の入力電圧を検出する電圧検出
手段(R21,R22,M21)と、チョーク・コイルの1次巻線(L2
1) の他端とグランドとの間に接続され、電圧検出手段
(R21,R22,M21) によって3端子レギュレータ(M22) の入
力電圧が所定値より低いことが検出されているときに、
電流を流す可変抵抗手段(Q22,R23) とを具備することを
特徴とするものである。
【0013】
【作用】請求項1の昇圧型コンバータの作用について説
明する。2次側電流を電流検出用抵抗(R12) と電流検出
手段(M11) で検出し、2次側電流が基準値より大きい場
合には、電圧供給手段(Q12,R11) によって入力電圧を3
端子レギュレータ(M12)の入力端子に供給するようにす
る。これによって、2次側電流が大きくなっても2次側
出力電圧を所定値に保つことが出来る。
【0014】請求項2の昇圧型コンバータの作用につい
て説明する。3端子レギュレータ(M22) の入力電圧を電
圧検出手段(R21,R22,M21) によって検出し、3端子レギ
ュレータ(M22) の入力電圧が所定値より低い場合には、
可変抵抗手段(Q22,R23) に電流を流し、チョーク・コイ
ルの1次巻線(L21) に流れる電流を増やす。これによ
り、3端子レギュレータ(M22) の入力電圧を増加させる
ことができ、2次側にピーク電流が流れたような場合で
も2次出力電圧を所定値に保つことが出来る。
【0015】
【実施例】図1は本発明の1実施例を示す電気回路図で
ある。同図において、C11ないしC14はコンデンサ、D
11とD12はダイオード、L11はチョーク・コイルの1次
巻線、L12はチョーク・コイルの2次巻線、Eは基準電
圧源、M11はオペアンプ、M12は3端子レギュレータ、
R11とR12は抵抗、Q11とQ12はトランジスタ、V1は
1次出力電圧、V2は2次出力電圧、Vinは入力電圧を
示している。
【0016】図1の実施例は基本的には図3の従来例と
略ぼ同じであるので、相違点のみを説明する。トランジ
スタQ12のエミッタは入力電圧Vinに接続され、トラン
ジスタQ12のコレクタはダイオードD12のカソードに接
続されている。抵抗R11の上端はトランジスタQ12のエ
ミッタに接続され、抵抗R11の下端はトランジスタQ12
のベースに接続されると共に、オペアンプM11の出力に
接続されている。
【0017】抵抗R12の左端はダイオードD12のカソー
ドに接続され、抵抗R12の右端は3端子レギュレータM
12の入力端子Iに接続されている。オペアンプM11の+
入力端子は基準電圧源Eの+側に接続され、基準電圧源
Eの−側は抵抗R12の右端に接続されている。オペアン
プM11の−入力端子は抵抗R12の左端に接続されてい
る。
【0018】抵抗R12とオペアンプM11は、2次側を流
れる電流を検出する電流検出回路を構成している。2次
側を流れる電流が所定値を越えると、オペアンプM11の
出力はLレベル(低レベル)になり、トランジスタQ12
のベースもLレベルになる。トランジスタQ12のベース
がLレベルになると、トランジスタQ12は導通し、3端
子レギュレータM12の入力端子Iに入力電圧Vinが印加
される。
【0019】図1の実施例によれば、2次出力側の電流
が大きくなると、入力電圧Vin(24ボルト)が3端子
レギュレータM12の入力端子Iに印加されるので、1次
側の負荷に関係なく、2次出力側にピーク電流が流れて
も2次出力電圧V2を所定の値(12ボルト)に維持す
ることが出来る。
【0020】図2は本発明の第2実施例を示す図であ
る。同図において、C21ないしC24はコンデンサ、D21
とD22はダイオード、L21はチョーク・コイルの1次巻
線、L22はチョーク・コイルの2次巻線、M21はシャン
ト・レギュレータ、M22は3端子レギュレータ、Q21と
Q22はトランジスタ、R21ないしR23は抵抗、V1は1
次出力電圧、V2は2次出力電圧、Vinは入力電圧を示
している。
【0021】図2の実施例は基本的には図3の従来例と
略ぼ同じであるので、相違点のみを説明する。3端子レ
ギュレータM22の入力端子Iとグランドの間には、抵抗
R21と抵抗R22を直列接続した分圧回路が接続されてい
る。抵抗R21と抵抗R22の接合点の電圧は、シャント・
レギュレータM21の制御端子に印加される。シャント・
レギュレータM21のアノードはグランドに接続され、シ
ャント・レギュレータM21のカソードはトランジスタQ
22のベースに接続されている。シャント・レギュレータ
M21は、制御端子の電圧がリファレンス電圧よりも大き
い場合にはカソード電流を引き込む。シャント・レギュ
レータは市販されており、周知のものである。
【0022】トランジスタQ22のコレクタは1次出力の
+側に接続されており、トランジスタQ22のエミッタは
1次出力の−側(グランド)に接続されている。抵抗R
23の上端は1次出力の+側に接続されており、抵抗R23
の下端はトランジスタQ22のベースに接続されている。
【0023】抵抗R21,抵抗R22およびシャント・レギ
ュレータM21は、3端子レギュレータM22の入力電圧を
検出する電圧検出回路を構成している。また、トランジ
スタQ22は可変抵抗として動作する。定常の負荷状態で
は、3端子レギュレータM22の入力電圧Vin(M22)を
R21とR22で分圧した電圧 Vin(M22)×R22÷(R21+R22) がシャント・レギュレータM21のリファレンス電圧Vre
f より大きく、シャント・レギュレータM21がカソード
電流を引き込むため、トランジスタQ22はオフしてい
る。
【0024】1次出力の負荷が軽くチョーク・コイルが
不連続モードの状態の下で2次出力にピーク電流が流れ
た場合、3端子レギュレータM22の入力電圧が下がり、
2次出力電圧V2は所定の電圧を満足できなくなる。こ
のときシャント・レギュレータM21のカソード電流は小
さくなり、抵抗R23を介してトランジスタQ22のベース
に電流が流れ込み、トランジスタQ22のエミッタ−コレ
クタ間は導通する。そのため、1次側においてはトラン
ジスタQ22を通してダミー電流が流れ、チョーク・コイ
ルは連続モードになり、3端子レギュレータM22の入力
電圧を上げるように動作する。なお、チョーク・コイル
の不連続モードとは、チョーク・コイルの1次巻線に電
流が流れない期間があることを意味している。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、チョーク・コイルの2次側出力がピーク電流
の時のみ動作するため、温度上昇の問題もなく、放熱フ
ィンやチョーク・コイルを大きすることもないため、装
置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す電気回路図である。
【図2】本発明の第2実施例を示す電気回路図である。
【図3】従来の昇圧型コンバータの電気回路図である。
【符号の説明】
C11ないしC14 コンデンサ D11とD12 ダイオード L11 チョーク・コイルの1次巻線 L12 チョーク・コイルの2次巻線 E 基準電圧源 M11 オペアンプ M12 3端子レギュレータ R11とR12 抵抗 Q11とQ12 トランジスタ V1 1次側の出力電圧 V2 2次側の出力電圧 Vin 入力電圧 C21ないしC24 コンデンサ D21とD22 ダイオード L21 チョーク・コイルの1次巻線 L22 チョーク・コイルの2次巻線 M21 シャント・レギュレータ M22 3端子レギュレータ Q21とQ22 トランジスタ R21ないしR23 抵抗

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1次巻線(L11) と2次巻線(L12) を有す
    るチョーク・コイルと、 チョーク・コイルの1次巻線(L11) の一端と入力電圧端
    子との間に設けられたスイッチング手段(Q11) と、 チョーク・コイルの1次巻線(L11) の一端にカソードが
    接続され、アノードがグランドに接続された第1のダイ
    オード(D11) と、 チョーク・コイルの2次巻線(L12) の一端をグランドに
    接続する導電路と、 アノードがチョーク・コイルの2次巻線(L12) の他端に
    接続された第2のダイオード(D12) と、 3端子レギュレータ(M12) と、 一端が第2のダイオード(D12) のカソードに接続され、
    他端が3端子レギュレータ(M12) の入力端子に接続され
    た電流検出用抵抗(R12) と、 電流検出用抵抗(R12) に流れる電流が基準値を越えた時
    に所定レベルの信号を出力する電流検出手段(M11) と、 電流検出手段(M11) が所定レベルの信号を出力している
    ときには、入力電圧(Vin) を電流検出用抵抗(R12) の一
    端に供給する電圧供給手段(Q12,R11) とを具備すること
    を特徴とする昇圧型コンバータ。
  2. 【請求項2】 1次巻線(L21) と2次巻線(L22) を有す
    るチョーク・コイルと、 チョーク・コイルの1次巻線(L21) の一端と入力電圧端
    子との間に設けられたスイッチング手段(Q21) と、 チョーク・コイルの1次巻線(L21) の一端にカソードが
    接続され、アノードがグランドに接続された第1のダイ
    オード(D21) と、 チョーク・コイルの2次巻線(L12) の一端をグランドに
    接続する導電路と、 アノードがチョーク・コイルの2次巻線(L22) の他端に
    接続された第2のダイオード(D22) と、 入力端子が第2のダイオード(D22) のカソードに接続さ
    れた3端子レギュレータ(M22) と、 3端子レギュレータ(M22) の入力電圧を検出する電圧検
    出手段(R21,R22,M21)と、 チョーク・コイルの1次巻線(L21) の他端とグランドと
    の間に接続され、電圧検出手段(R21,R22,M21) によって
    3端子レギュレータ(M22) の入力電圧が所定値より低い
    ことが検出されているときに、電流を流す可変抵抗手段
    (Q22,R23) とを具備することを特徴とする昇圧型コンバ
    ータ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325414A (ja) * 2006-06-01 2007-12-13 Oki Electric Ind Co Ltd 二出力電源回路

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