JPH0747995Y2 - 自励式dc−dcコンバータ - Google Patents

自励式dc−dcコンバータ

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JPH0747995Y2
JPH0747995Y2 JP2318291U JP2318291U JPH0747995Y2 JP H0747995 Y2 JPH0747995 Y2 JP H0747995Y2 JP 2318291 U JP2318291 U JP 2318291U JP 2318291 U JP2318291 U JP 2318291U JP H0747995 Y2 JPH0747995 Y2 JP H0747995Y2
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Japan
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transistor
winding
excited
converter
circuit
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徹志 大竹
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Toko Inc
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、自励式DC−DCコン
バータに関するものであって、その出力端子と接地端子
間の短絡によって生じる異常電流により、スイッチング
素子が破壊されるのを防止する短絡保護回路を具える自
励式DC−DCコンバータに係るものである。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の自励式DC−DCコンバ
ータの一例を示す回路図であり、トランスTの一次巻線
1 に発振回路が形成され、二次巻線N2 に整流平滑回
路が接続されている。1は入力端子、2は出力端子、
3,4は接地端子である。入力端子1に平滑用コンデン
サC1 と主スイッチング・トランジスタQ1 のエミッタ
と抵抗R1 が接続され、トランジスタQ1 のベースが抵
抗R2 に接続され、その他端がスイッチング・トランジ
スタQ2 のコレクタに接続されている。抵抗R1 の他端
にはコンデンサC3 とトランジスタQ2 のベースが接続
され、コンデンサC3 の他端はトランジスタQ1 のコレ
クタとトランスTの一次巻線N1 に接続されている。ト
ランスTの二次巻線N2 には整流用ダイオードD1 のカ
ソードが接続され、そのアノードに、平滑用コンデンサ
2 が接続され整流平滑回路が形成されている。更に、
コンデンサC2 は抵抗R3 及びトランジスタQ3 のエミ
ッタが接続され、抵抗R3 の他端が出力端子2に接続さ
れていると共に抵抗R4 に接続され、抵抗R4 の他端が
トランジスタQ3 のベースに接続され、トランジスタQ
3 のコレクタがトランジスタQ2 のベースに接続されて
短絡保護回路を形成している。尚、コンデンサC1 ,C
2 と、トランスTの一次及び二次巻線N1 ,N2の他端
と、トランジスタQ2 のエミッタは共に接地されてい
る。
【0003】次に、従来の自励式DC−DCコンバータ
の出力端子2と接地端子4間が短絡された場合の動作に
ついて説明すると、コンデンサC2 に負の電荷が充電さ
れている為に、ダイオードD1 とコンデンサC2 との接
続点P1 の電位は、出力端子2(P2 点)の電位より低
くなるので、抵抗R3 には定常動作状態よりも大きな電
流が流れる。すると抵抗R3 の端子間には定常状態より
も大きな電圧が発生し、その端子間電圧によってトラン
ジスタQ3 は、正バイアスされてコレクタ・エミッタ間
が導通状態となる。トランジスタQ3 はトランジスタQ
2 のベース電流をコレクタ電流として引き込むのでトラ
ンジスタQ2 のベース電流は減少する。その結果、トラ
ンジスタQ1 のベース電流も減少し、トランジスタQ1
とQ2 のコレクタ電流は定常動作時に比べると大幅に減
少するので、トランジスタQ1 が異常電流による破壊か
ら保護される。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】図5の自励式DC−D
Cコンバータは、短絡保護回路を具えているにもかかわ
らず出力端子2と接地端子4間が短絡された場合に、ス
イッチング素子が破壊されることが稀に発生する。即
ち、トランスTの一次巻線N1 と二次巻線N2 は、磁気
的に結合されている為に、端子間の短絡による二次巻線
2 の誘起電圧の減少に伴って一次巻線N1 の誘起電圧
も減少する。従って、コンデンサC3 によるトランジス
タQ2 への帰還が充分行われなくなり、トランジスタQ
1 ,Q2 による発振動作が維持できなくなり、トランジ
スタQ1 が導通状態のままとなってトランジスタQ1
破壊される可能性があった。
【0005】更に、出力端子2と接地端子4間が短絡さ
れた状態で電源を投入した場合は、その危険性が一層大
きくなる。即ち、電源投入時は、トランスTの一次巻線
1のインダクタンスが定常動作状態に比べ大幅に小さ
くなっており、コンデンサC3 によるトランジスタQ2
への帰還が充分に行われない為に、トランジスタQ1
2 による発振を開始できずトランジスタQ1 が導通状
態のままとなってしまいトランジスタQ1 にラッシュカ
レントが流れて破壊される虞が増大する欠点があった。
本考案の目的は、改良された短絡保護回路を具える自励
式DC−DCコンバータを提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本考案の自励式DC−D
Cコンバータは、主スイッチング素子とトランス間に誘
導性インピーダンス素子を挿入して、該スイッチング素
子と誘導性インピーダンス素子との接続点並びに誘導性
インピーダンス素子とトランスの一次巻線との接続点、
或いはトランスの二次巻線に夫々整流用のダイオードを
接続し、それらの整流用のダイオードの他端に平滑回路
を接続したものである。
【0007】
【作用】本考案の自励式DC−DCコンバータは、スイ
ッチング素子とトランス間に誘導性インピーダンス素子
を接続し、該誘導性インピーダンス素子による誘起電圧
によってスイッチ素子の発振作用を高めることによっ
て、出力端子間の短絡に基づく主スイッチング素子の破
壊から保護するものである。
【0008】
【実施例】図1は、本考案に係る自励式DC−DCコン
バータの一実施例を示す回路図である。図に於いて、1
は入力端子、2は出力端子であり、3,4は接地端子で
ある。入力端子1に平滑用コンデンサC1 と主スイッチ
ング・トランジスタQ1 のエミッタと抵抗R1 が接続さ
れ、トランジスタQ1 のベースは抵抗R2 が接続され、
その他端にトランジスタQ2 のコレクタが接続され、抵
抗R1 の他端にはコンデンサC3 の一端とトランジスタ
2 のベースが接続され、コンデンサC3 の他端はトラ
ンジスタQ1 のコレクタに接続されて発振回路を形成し
ている。トランジスタQ1 のコレクタには整流用のダイ
オードD2 のカソードと巻線L1 が接続され、巻線L1
の他端がトランスTの一次巻線N1 に接続されている。
二次巻線N2 は整流用のダイオードD1 のカソードが接
続されている。ダイオードD1,D2 のアノードには、
平滑用コンデンサC2 からなる平滑回路が接続されてい
る。平滑回路には、抵抗R3,4 及びトランジスタQ3
からなる短絡保護回路が形成されている。トランジスタ
3 のエミッタは抵抗R3 の一端に接続され、そのコレ
クタはトランジスタQ2 のベースに接続され、更にトラ
ンジスタQ3 のベースは抵抗R4 の一端に接続され、抵
抗R4 の他端は抵抗R3 の他端と出力端子2に接続され
ている。尚、コンデンサC1 ,C2 とトランスTの一次
と二次巻線N1 ,N2 の他端とトランジスタQ2 のエミ
ッタが夫々接地されている。
【0009】次に、本考案の自励式DC−DCコンバー
タの動作を説明する。電源を投入するとトランジスタQ
2 のコレクタ・エミッタ間が導通状態となり、スイッチ
ング・トランジスタQ1 のコレクタ・エミッタ間が導通
状態となる。巻線L1 と一次巻線N1 にはトランジスタ
1 を介してコレクタ電流IC1が流れ込み、巻線L1
1 に誘起々電圧が発生する。誘起々電圧によってコン
デンサC3 と巻線L1との接続点P3 の電位は上昇して
トランジスタQ2 を一層導通状態とする。トランジスタ
1 のコレクタ電流IC1が飽和状態に達するまでこの状
態が続くが、トランジスタQ1 のコレクタ電流IC1が飽
和状態になると、巻線L1 ,一次巻線N1 の誘起々電圧
が急激に減少するので、トランジスタQ1,2 は遮断状
態となる。するとトランスTの一次巻線N1 には逆起電
圧が発生する為に、コンデンサC3 は逆向きに充電され
る。コンデンサC3 の充電が完了すると、トランジスタ
2 のベース電位は、抵抗R1 の端子間電圧により正バ
イアスされる為に上昇し、再びトランジスタQ2 は動作
状態となり、トランジスタQ1 が動作状態となって一次
巻線N1 に電流を供給する。このような動作が繰り返し
て行われることにより、巻線L1,1 に誘起々電圧が発
生して夫々ダイオードD1,2 を介して整流され、コン
デンサC2 によって平滑されて直流出力が得られる。整
流用ダイオードD1 に加え、巻線L1 から発生する誘起
々電圧を整流用のダイオードD2 を介して導出すること
によって効率を高めている。
【0010】出力端子2と接地端子4間が短絡した場合
の短絡保護回路の動作について説明すると、コンデンサ
2 は負に充電されているので、出力端子2と接地端子
4間が短絡されると、抵抗R3 の端子間には電圧が発生
してトランジスタQ3 のベースが正バイアスされ、トラ
ンジスタQ3 が導通状態となり、トランジスタQ2 に供
給されているベース電流がトランジスタQ3 によって引
き込まれる為に減少してトランジスタQ1 ,Q2 のコレ
クタ電流IC1,IC2が減少し、トランジスタQ1 に異常
電流が流れないので、トランジスタQ1 は破壊から保護
される。この短絡保護回路の動作過程は、従来と同様で
あるが、本考案の自励式DC−DCコンバータでは誘導
性インピーダンス素子である巻線L1 が主スイッチング
素子とトランスT間に接続されており、二次巻線N2
相互誘導の影響を受けることがなく、誘導性インピーダ
ンス素子に誘起々電圧が発生するので、短絡によって誘
起々電圧が急激に低下することがない。従って、これら
の誘起々電圧によってコンデンサC3 は、充放電動作を
繰り返し発振状態を持続し、出力端子間が短絡したとし
ても直流出力が発生した状態で短絡保護回路が作動する
為にスイッチング素子の破壊は確実に防止できる。
【0011】又、出力端子2と接地端子4間が短絡した
状態で電源が投入されたとしても、巻線L1 には、二次
巻線N2 の相互誘導による影響がない為に、巻線L1
よる誘起々電圧によってコンデンサC3 やトランジスタ
1,2 による自励発振が確実に行われる。従って、抵
抗R3 には短絡によって電流が流れて電圧降下が発生
し、トランジスタQ3 がバイアスされて動作し短絡保護
回路が作動する。主スイッチ・トランジスタQ1 にはラ
ッシュカレントが流れないので、トランジスタQ1 が破
壊から保護される。
【0012】図2は、本考案の自励式DC−DCコンバ
ータの他の一実施例を示す一部省略された回路図であ
る。図1ではトランスTが用いられていたが、図2のよ
うに単巻の巻線L2 からなるトランスであってもよく、
この実施例は巻線L2 とトランジスタQ1 のコレクタ間
にビーズコアL3 が接続された実施例であり、トランジ
スタQ1 とビーズコアL3 の接続点に整流用のダイオー
ドD2 のカソードが接続され、ビーズコアL3 の他端と
巻線L2 との接続点に、整流用のダイオードD1のカソ
ードが接続されている。このようにビーズコアL3 のよ
うな誘導性インピーダンス素子であってもよい。
【0013】図3は、本考案の自励式DC−DCコンバ
ータの他の一実施例を示す一部省略された回路図であ
る。トランジスタQ1 と巻線L2 間には、誘導性インピ
ーダンス素子として巻線L4 が接続され、トランジスタ
1 のコレクタと巻線L4 との接続点に整流用のダイオ
ードD2 が接続されている。巻線L4 の他端と巻線L2
との接続点には、整流用のダイオードD1 が接続されて
いる。巻線L4 はプリントコイルのような誘導性インピ
ーダンス素子であってもよい。
【0014】尚、巻線L1 やビーズコアL3 やプリント
コイルL4 は、一次巻線N1 や巻線L2 を逆励磁するの
を避ける為、通常ビーズコアL3 やプリントコイル型の
巻線L4 のインピーダンスZ1 に対してトランスの一次
巻線N1 或いは巻線L2 のインピーダンスZ2 は大きく
設定される必要がある。且つビーズコアL3 やプリント
コイル型の巻線L4 によって誘起々電圧のエネルギーは
ダイオードD2 を介して放出され、ダイオードD1 に基
づく直流出力に加算されるので、効率を高めることがで
きる。
【0015】図4は、本考案の自励式DC−DCコンバ
ータの他の一実施例を示す回路図である。図4はその発
振回路が図1の発振回路と異なっており、コンデンサC
3 がトランジスタQ1 のベースに接続され、その他端が
トランスTの三次巻線N3 の一端に接続され、三次巻線
3 の他端がトランジスタQ1 のエミッタに接続された
構成となっている。このように自励式CD−DCコンバ
ータの発振回路は、図1に限定するものではなく、公知
の種々の自励型発振回路が用いられ得る。
【0016】
【考案の効果】本考案の自励式DC−DCコンバータ
は、動作時に出力端子と接地端子間が短絡されたとして
も、発振回路が動作を持続しながら確実に短絡保護回路
が作動するようになされているので、短絡保護回路の動
作により主スイッチング素子に異常電流が流れるのを防
止してスイッチング素子を破壊から保護する効果的なも
のである。
【0017】本考案の自励式DC−DCコンバータは、
トランスTに巻線L1 等の誘導性インピーダンス素子が
付加されているので、出力端子と接地間の短絡にかかわ
りなく発振起動に必要な誘起々電圧が充分に発生する為
に、たとえ電源投入時に出力端子と接地端子間が短絡さ
れていたとしても、電源投入と同時に発振動作が行わ
れ、スイッチング素子が導通した状態を保持することが
ない為に、スイッチング素子にラッシュカレントが流れ
て破壊に到ることがない。むしろ、巻線L1 が付加され
ることによってその誘起々電圧をダイオードD2 を介し
て出力として導出し得るので、従来のものより効率を高
めることができる副次的な効果をも有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の自励式DC−DCコンバータの一実施
例を示す回路図である。
【図2】本考案の自励式DC−DCコンバータの他の実
施例を示す回路図である。
【図3】本考案の自励式DC−DCコンバータの他の実
施例を示す回路図である。
【図4】本考案の自励式DC−DCコンバータの他の実
施例を示す回路図である。
【図5】従来の自励式DC−DCコンバータの一例を示
す回路図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 出力端子 3,4 接地端子 Q1,2 スイッチング・トランジスタ C1,2,3 コンデンサ D1,2 ダイオード L1,2,4 巻線 L3 ビーズコア T トランス N1 一次巻線 N2 二次巻線 R1 乃至R4 抵抗

Claims (4)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランスと、主スイッチング素子を具え
    る発振回路と、該トランスの一次巻線と該スイッチング
    素子との間に接続された誘導性インピーダンス素子と、
    該トランスの二次巻線に接続された整流用の第1のダイ
    オードと、該スイッチング素子と該誘導性インピーダン
    ス素子との接続点に接続された整流用の第2のダイオー
    ドと、該第1と該第2のダイオードの他端に接続された
    平滑回路と、該平滑回路から得られる直流出力の帰還量
    によって該主スイッチング素子の動作を制御する短絡保
    護回路とを具えたことを特徴とする自励式DC−DCコ
    ンバータ。
  2. 【請求項2】 巻線と、主スイッチング素子を具える発
    振回路と、該巻線と該スイッチング素子との間に接続さ
    れた誘導性インピーダンス素子と、該誘導性インピーダ
    ンス素子と該巻線との接続点に接続された整流用の第1
    のダイオードと、該スイッチング素子と該誘導性インピ
    ーダンス素子との接続点に接続された整流用の第2のダ
    イオードと、該第1と該第2のダイオードの他端に接続
    された平滑回路と、該平滑回路から得られる直流出力の
    帰還量によって該主スイッチング素子の動作を制御する
    短絡保護回路とを具えたことを特徴とする自励式DC−
    DCコンバータ。
  3. 【請求項3】 前記誘導性インピーダンス素子が、プリ
    ントコイル或いはビーズコアであることを特徴とする実
    用新案登録請求の範囲第1項又は第2項記載の自励式D
    C−DCコンバータ。
  4. 【請求項4】 前記誘導性インピーダンス素子のインピ
    ーダンスZ1 に対して該誘導性インピーダンス素子に接
    続された巻線のインピーダンスZ2 が大きな値に設定さ
    れていることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第1
    項又は第2項記載の自励式DC−DCコンバータ。
JP2318291U 1991-03-15 1991-03-15 自励式dc−dcコンバータ Expired - Lifetime JPH0747995Y2 (ja)

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JPH04111288U JPH04111288U (ja) 1992-09-28
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