JPH073293U - リンギングチョーク形直流電圧変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、時たま生じるツェナダイオードの
破壊にも対処できるように改良したリンギングチョーク
形直流電圧変換装置を提供することを目的とする。 【構成】 １次巻線と２次巻線と帰還巻線とを有するト
ランスと、１次巻線の電流をオン・オフするトランジス
タと、帰還巻線に誘起された起電力によりダイオードを
介して充電されるコンデンサと、コンデンサの端子電圧
が所定値以上となったとき帰還されるベース電流をバイ
パスさせるツェナダイオードとを備えたリンギングチョ
ーク形直流電圧変換装置において、前記ツェナダイオー
ドと並列にツェナ電圧が異なるツェナダイオードを接続
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はリンギングチョーク形直流電圧変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

負荷が１０Ｗ位までの直流電圧変換装置としては装置構成が簡単なことから、 リンギングチョーク形直流電圧変換装置がよく使用される。 リンギングチョーク形直流電圧変換装置は、１次巻線、２次巻線および帰還巻 線が巻かれたトランジスタを使用して、１次巻線に供給される直流電圧をオン・ オフし、２次巻線に誘起する交流電圧を整流して直流電圧の変換を行うようにし ている。

【０００３】 １次巻線に供給される直流電圧のオン・オフには、トランジスタが使用され、 このトランジスタのベースに帰還巻線で誘起される電圧を帰還してオンオフさせ ている。 また、出力電圧を安定にするため、トランジスタのベースへの帰還は、帰還巻 線より誘起される起電力をダイオードを介して、充電させるコンデンサと並列に 、コンデンサの電圧が一定値になるようツェナダイオードが接続される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前述したリンギングチョーク形直流電圧変換装置を使用して電子機器に直流電 圧を供給した場合、時たま、前述したツェナダイオードが破壊されて、ツェナダ イオードがオープン、すなわちインピーダンスが無限大となって出力電圧が大き く変動することがある。

【０００５】 その原因としては、例えば負荷と接続している接続端子の接触不良等によって チャタリングが発生して負荷が大きく変動し、更に外部よりインパルス性雑音が 加わった場合は、２次巻線の電圧は大きく変動し、これによって帰還巻線には通 常より非常に大なる電圧が誘起されてツェナダイオードを破壊するものと考えら れる。

【０００６】 本考案は時たま生じる高圧の発生によるツェナダイオードの破壊に対処できる よう改良したリンギングチョーク形直流電圧変換装置を提供することを目的とす る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

１次巻線と２次巻線と帰還巻線とを有するトランスと、オン状態時に直流電源 から前記１次巻線を通してコレクタ電流が供給されると共に前記帰還巻線を通し てベース電流が正帰還されるトランジスタと、前記トランジスタのオフ時に前記 帰還巻線に誘起された起電力によりダイオードを介して充電されるコンデンサと 、前記コンデンサの端子電圧が所定値以上となったとき前記帰還巻線から前記ト ランジスタに正帰還されるベース電流をバイパスさせるツェナダイオとを備え、 前記トランジスタのオン時に前記１次巻線に蓄えられたエネルギをオフ時に前記 ２次巻線を通して放出するように構成したリンギングチョーク形直流電圧変換装 置において、前記ツェナダイオと並列にツェナ電圧が異なるツェナダイオードを 接続する。

【０００８】

【作用】

リンギングチョーク形直流電圧変換装置のツェナダイオードと並列にツェナ電 圧が異なるツェナダイオードを接続する。 すなわち、従来のリンギングチョーク形直流電圧変換装置に取付けられている ツェナダイオードのツェナ電圧をＶ_Z1とするとＶ_Z1と少し大なるツェナ電圧Ｖ_Z2 を有するツェナダイオードを並列に接続する。

【０００９】 以上のように、ツェナ電圧がわずか異なる２個のツェナダイオードを並列に接 続するようにしたので、時たまの高電圧の発生によってツェナ電圧の低い方のツ ェナダイオードが破壊されても、もう１個のツェナダイオードが替わって動作す るので負荷の電子機器には安定に電力を供給することができる。

【００１０】

【実施例】

本考案の一実施例を図１を参照して説明する。図１は本考案の実施例の構成図 である。 図１において、１はトランスで、１次巻線１ｐ，２次巻線１ｓおよび帰還巻線 １ｆが巻かれている。２および３はトランジスタ、４，８，１２および１５はコ ンデンサ、５，６，７および１３は抵抗、９および１０はツェナダイオード、１ １および１４はダイオードである。

【００１１】 一次側に直流電圧＋Ｖが印加されると、抵抗Ｒｇ６を通ってトランジスタ３の ベースに電流が流れてトランジスタ３は導通状態になる。その結果、抵抗７に電 圧が発生してトランジスタ２はオン状態となって、１次巻線１ｐに電流が流れる 。

【００１２】 １次巻線１ｐに電流が流れると、帰還巻線１ｆには電圧が誘起され、この誘起 された電圧はコンデンサＣｆ４および抵抗Ｒｆ５を通ってトランジスタ３のベー スに正帰還される。 この正帰還によって、トランジスタ２のコレクタ電流が増加して飽和状態に達 する。トランジスタ３のコレクタ電流が飽和すると、帰還巻線１ｐに誘起される 電圧が低下し、トランジスタのベースが減少する。ベース電流が減少するとトラ ンジスタ２および３のコレークタ電流が減少して１次巻線１ｐに流れる電流が減 少し、帰還巻年１ｆに誘起される電圧が減少して、急激にトランジスタ２および ３をオフ状態にする。

【００１３】 トランジスタ２および３がオフ状態になると、オン状態に１次巻線１ｐのイン ダクタンスに蓄えられたエネルギによって、各巻線には逆起電力が発生する。 この２次巻線１ｓに発生した逆起電力によって、ダイオード１４を介して図示 しない負荷に電流を供給する。

【００１４】 負荷への電流の供給によって蓄えられたエネルギは減少し、負荷電流は次第に 減少し供給が停止する。負荷への電流の供給が停止すると、２次巻線１ｓに蓄え られたエネルギによって、帰還巻線１ｆに逆起電力が発生し、発生した起電力に よって、再びトランジスタ３を導通させ、トランジスタ２をオン状態にしてスイ ッチング動作を繰返す。

【００１５】 ツェナダイオード９および１０，ダイオード１１，コンデンサ１２は入力直流 電圧＋Ｖおよび負荷変動によって出力電圧が大きく変動するのを防止するための ものである。 コンデンサＣ_C １２にはトランジスタ２がオフ状態において帰還巻線１ｆに誘 起された起電力によって、ダイオードＤ１１を介して充電される。また、充電電 圧は、２次巻線１ｓの出力電圧に比例した電圧となる。

【００１６】 そこで、トランジスタ３が導通状態のとき、ベス・エミッタ間の電圧Ｖ_BEが Ｖ_BE＝Ｖ_C −Ｖ_Z1 ……………………………（１） ただし、 Ｖ_C ：コンデンサＣ_C １２の電圧 Ｖ_Z1：ツェナダイオードＺ_D1のツェナ電圧 となると、ツェナダイオードＺ_D1を介して電流を流し、トランジスタ３のベース への駆動電流をバイパスさせてオフ状態にする。

【００１７】 したがって、コンデンサＣ_C １２の電圧Ｖ_C は、 Ｖ_C ＝Ｖ_Z1＋Ｖ_BE ……………………………（２） となるよう、トランジスタ２のオンオフ周期が変化して定常状態になる。 式（２）のＶ_C はコンデンサＣ_C に充電される電圧であり、Ｖ_C は２次巻線１ ｓに誘起され、負荷に出力される電圧に比例したものであるから、式（２）の状 態で安定することは、出力電圧も安定することになる。

【００１８】 ツェナダイオードＺ_D2１０のツェナ電圧Ｖ_Z2は、 Ｖ_Z1＞Ｖ_Z2 ……………………………（３） と、わずかにツェナダイオードＺ_D1９のツェナ電圧Ｖ_Z1より高いものが使用され る。

【００１９】 したがって、通常の動作においては、ツェナダイオードＺ_D1９が動作する。 しかし、例えば負荷と接続している接続端子の接触不良等によるチャタリング や外部よりのイパルス性雑音等によって高電圧が加わると、ツェナダイオードＺ _D1 ９に大電力が流れて破壊されることが、時たま発生する。

【００２０】 このようなツェナダイオードＺ_D1９が破壊されてオープンになると、ツェナダ イオードＺ_D2１０が以後の動作を続行する。 この場合ツェナ電圧Ｖ_Z1とＶ_Z2の差はわずかであるから、出力電圧に与える影 響は殆どない。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば次の効果が得られる。 ツェナ電圧がわずか異なる２個のツェナダイオードを並列に接続するようにした ので、時たまの高電圧の発生によってツェナ電圧の低い方のツェナダイオードが 破壊されても、もう１個のツェナダイオードが替わって動作するので負荷の電子 機器には安定に電力を供給することができる。

【提出日】平成５年９月２１日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】 １次巻線と２次巻線と帰還巻線とを有するトランスと、オン状態時に直流電源 から前記１次巻線を通してコレクタ電流が供給されると共に前記帰還巻線を通し てベース電流が正帰還されるトランジスタと、前記トランジスタのオフ時に前記 帰還巻線に誘起された起電力によりダイオードを介して充電されるコンデンサと 、前記コンデンサの端子電圧が所定値以上となったとき前記帰還巻線から前記ト ランジスタに正帰還されるベース電流をバイパスさせるツェナダイオードとを備 え、前記トランジスタのオン時に前記１次巻線に蓄えられたエネルギをオフ時に 前記２次巻線を通して放出するように構成したリンギングチョーク形直流電圧変 換装置において、前記ツェナダイオードと並列にツェナ電圧が異なるツェナダイ オードを接続する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】 １次巻線１ｐに電流が流れると、帰還巻線１ｆには電圧が誘起され、この誘起 された電圧はコンデンサＣｆ４および抵抗Ｒｆ５を通ってトランジスタ３のベー スに正帰還される。 この正帰還によって、トランジスタ２のコレクタ電流が増加して飽和状態に達 する。トランジスタ３のコレクタ電流が飽和すると、帰還巻線１ｐに誘起される 電圧が低下し、トランジスタのベースが減少する。ベース電流が減少するとトラ ンジスタ２および３のコレクタ電流が減少して１次巻線１ｐに流れる電流が減少 し、帰還巻線１ｆに誘起される電圧が減少して、急激にトランジスタ２および３ をオフ状態にする。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】 そこで、トランジスタ３が導通状態のとき、ベース・エミッタ間の電圧Ｖ_BEが Ｖ_BE＝Ｖ_C −Ｖ_Z1 ……………………………（１） ただし、Ｖ_C ：コンデンサＣ_C １２の電圧 Ｖ_Z1：ツェナダイオードＺ_D1のツェナ電圧 となると、ツェナダイオードＺ_D1を介して電流を流し、トランジスタ３のベース への駆動電流をバイパスさせてオフ状態にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の構成図である。

【符号の説明】

１ トランス １ｐ １次巻線 １ｓ ２次巻線 １ｆ 帰還巻線 ２，３ トランジスタ ４，８，１２，１５ コンデンサ ５，６，７，１３ 抵抗 ９，１０ ツェナダイオード １１，１４ ダイオード

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【手続補正書】

【提出日】平成５年９月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次巻線と２次巻線と帰還巻線とを有す
   るトランスと、オン状態時に直流電源から前記１次巻線
   を通してコレクタ電流が供給されると共に前記帰還巻線
   を通してベース電流が正帰還されるトランジスタと、前
   記トランジスタのオフ時に前記帰還巻線に誘起された起
   電力によりダイオードを介して充電されるコンデンサ
   と、前記コンデンサの端子電圧が所定値以上となったと
   き前記帰還巻線から前記トランジスタに正帰還されるベ
   ース電流をバイパスさせるツェナダイオとを備え、前記
   トランジスタのオン時に前記１次巻線に蓄えられたエネ
   ルギをオフ時に前記２次巻線を通して放出するように構
   成したリンギングチョーク形直流電圧変換装置におい
   て、前記ツェナダイオと並列にツェナ電圧が異なるツェ
   ナダイオードを接続したことを特徴とするリンギングチ
   ョーク形直流電圧変換装置。