JPH0811061Y2 - Dc−dcコンバータ - Google Patents

Dc−dcコンバータ

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JPH0811061Y2
JPH0811061Y2 JP40378790U JP40378790U JPH0811061Y2 JP H0811061 Y2 JPH0811061 Y2 JP H0811061Y2 JP 40378790 U JP40378790 U JP 40378790U JP 40378790 U JP40378790 U JP 40378790U JP H0811061 Y2 JPH0811061 Y2 JP H0811061Y2
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JP
Japan
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transistor
voltage
diode
output voltage
base
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JP40378790U
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Inventor
初男 松本
明 伴野
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Tokin Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Tokin Corp
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は温度補償機能を有するD
C−DCコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、DC−DCコンバータとしは、リ
ンギングチョークコンバータが簡単な回路構成で安定し
た出力が得られるものとして多用されている。以下に図
面を参照して具体的に説明する。図5は従来の昇圧型リ
ンギングチョクコンバータの一例である。直流入力端子
1に主トランジスタQ1のエミッタが接続されると共
に、トランスT1のベース駆動巻線N1の一端が接続さ
れている。主トランジスタQ1のベースは抵抗素子RB
とコンデンサC2との並列回路を介してトランスT1に
おけるベース駆動巻線N1と出力巻線N2との分岐点に
接続されている。主トランジスタQ1のベースはまた、
定電圧ダイオードDZ1,ダイオードD2及びダイオー
ドD1を介して出力巻線N2の他端に接続されている。
主トランジスタQ1のコレクタはトランスT1における
励磁巻線N3の一端に接続されている。励磁巻線N3の
他端にはグランド端子2が接続されている。主トランジ
スタQ1のベースは更に、起動抵抗器RSを介してグラ
ンド端子2に接続されている。ダイオードD1とD2と
の接続点は出力端子3として導出され、この接続点と励
磁巻線N3の他端との間には出力コンデンサC1が接続
されている。この回路において、入力端子1に直流入力
inが印加されると、起動抵抗器RSを介して主トラン
ジスタQ1のベースに起動電流が流れる。これに伴いコ
レクタ電流がトランスT1の励磁巻線N3を励磁すると
ともに、ベース駆動巻線N1にベース駆動の順方向電圧
を誘起せしめ、正帰還発振動作する。また、出力巻線N
2に接続されたダイオードD1は主トランジスタQ1が
オフの期間にトランスT1の巻線に蓄えられたエネルギ
ーを出力コンデンサC1に放出する。ここで、出力電圧
out 、主トランジスタQ1のオン時間をton、オフ時
間をtoff とすれば、数1の関係が成立する。
【0003】
【数1】
【0004】但し、n1,n2,n3はそれぞれ、巻線
N1,N2,N3の巻数である。上記数1に基づいて出
力電圧Vout は上昇することが理解できよう。しかし、
定電圧ダイオードDZ1の電圧をVz1とすれば、出力電
圧Vout が数2に達した時点で出力電圧は定電圧ダイオ
ードDZ1を介してトランジスタQ1のベースに負バイ
アス源として作用し始める。
【0005】
【数2】
【0006】このため、トランジスタQ1のオンデュー
ティton/(ton+toff )抑制される。この結果、数
1より出力電圧の上昇は抑制され、数2の条件にて安定
化される。
【0007】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このリ
ンギングチョークコンバータでは定電圧ダイオードを使
用しており、出力電圧はこの定電圧ダイオードの電圧レ
ベルに依存することから、主に次のような2つの欠点が
ある。第1の欠点は、定電圧ダイオードの電圧レベルの
温度特性により、高精度の安定化出力が得られないこと
である。第2の欠点は、リンギングチョークコンバータ
を用いる機器において、機器固有の正又は負の電圧温度
特性を必要とする場合でも、従来の回路における出力電
圧の温度特性は、定電圧ダイオードの電圧温度特性に依
存してしまうため、最適な機器の要求電圧条件と整合で
きないことである。本考案の課題は簡単な回路の追加で
出力電圧の温度補償機能を有するDC−DCコンバータ
を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本考案は、出力電圧
少なくとも第1の定電圧ダイオードを介して第1のトラ
ンジスタのベースに接続し、出力電圧が前記第1の定電
圧ダイオードを通電状態とする値に達すると、前記第1
の定電圧ダイオードを通して前記第1のトランジスタの
ベース電流を低減せしめて前記出力電圧を安定化させる
リンギングチョークコンバータにより構成されるDC−
DCコンバータにおいて、前記出力電圧を、温度依存性
抵抗素子を少なくとも1つ含む複数の抵抗素子により分
圧し、その分圧点には第2のトランジスタのベースを、
前記出力電圧部には前記第2のトランジスタのコレクタ
を、ならびに前記第1のトランジスタのベースには前記
第1の定電圧ダイオードを介して前記第2のトランジス
タのエミッタをそれぞれ接続することにより、前記分圧
点の電圧を前記第2のトランジスタのコレクタ−エミッ
タ間に対して低インピーダンスに作用させ、かつ前記第
1の定電圧ダイオードによる電圧と前記第2のトランジ
スタのコレクタ−エミッタ間電圧との和が前記第1のト
ランジスタのベースに加わるようにし、さらに、前記第
2のトランジスタのコレクタ−エミッタ間に対してその
電圧がリミットされるように第2の定電圧ダイオードを
並列に接続したことを特徴とするDC−DCコンバータ
である。
【0009】
【作用】このような構成により、定電圧ダイオードの温
度特性に起因する出力変動は、温度依存性抵抗素子を含
む分圧回路により補償される。
【0010】
【実施例】以下に本考案の実施例について説明する。図
1は本考案の一実施例の回路図である。この回路は、図
5の回路に温度依存性抵抗素子R1(例えば、サーミス
タ)、固定抵抗素子R2,R3とトランジスタQ2とに
よる回路を付加したものである。すなわち、入力端子1
と出力側(ここでは、ダイオードD1のカソード)との
間に抵抗素子R1と抵抗素子R2,R3とによる分圧回
路を接続している。抵抗素子R2とR3との接続点には
トランジスタQ2のベースを接続し、トランジスタQ2
のエミッタには定電圧ダイオードDZ1のカソードを、
コレクタには抵抗素子R1とダイオードD1との接続点
をそれぞれ接続している。なお、定電圧ダイオードDZ
2はトランジスタQ2のエミッタ−コレクタ電圧をクラ
ンプするためのものである。回路動作としては、図5の
場合と同様に、励磁巻線N3への励磁電流は主トランジ
スタQ1のコレクタにより供給され、主トランジスタQ
1はベース駆動巻線N1の正帰還作用により発振動作が
継続される。ここで、主トランジスタQ1のオン時間を
on,オフ時間をtoff ,励磁巻線N3のインダクタン
スをL,入力電圧をVinとすれば、トランスT1の励磁
期間にはI=Vin・ton/Lの励磁電流が流れ、オフ期
間にLI2 /2のエネルギーが出力コンデンサC1に蓄
積される。このため、出力電圧Vout は図5の場合と同
様に、数3の関係が成立し、出力電圧上昇の後安定化状
態に達する。
【0011】
【数3】
【0012】すなわち、第2のトランジスタQ2がしゃ
断状態と考え、定電圧ダイオードDZ1,DZの電圧を
それぞれVZ1,VZ2とすれば、図5に示した従来の回路
と同様に、図1では、出力電圧Vout は数4として安定
化されることが明らかである。
【0013】
【数4】
【0014】本実施例においては、出力電圧Vout と入
力電圧Vinの間を複数の抵抗素子により分圧し、この分
圧点電圧を第2のトランジスタQ2のベースに接続し、
トランジスタQ2のエミッタにはこの分圧電圧値を低イ
ンピーダンスにて連続的に提供せしめ、第2のトランジ
スタQ2のコレクタ−エミッタ間電圧値と定電圧ダイオ
ードDZ1の電圧値の和が出力電圧Vout を支配可能と
するようにしており、しかも抵抗素子R1,R2,R3
の少なくとも1つ以上に温度依存性抵抗素子を用いるこ
とを特徴とする。図1の例においては、トランジスタQ
2のベース電圧は、出力電圧Vout に対して、数5だけ
電圧降下する。
【0015】
【数5】
【0016】但し、r1,r2,r3はそれぞれ、抵抗
素子R1,R2,R3の抵抗値である。この電圧はほぼ
トランジスタQ2のコレクタ−エミッタ間電圧VCE2
等しい。従って、図1による出力電圧Vout について
は、Vout =Vin+VZ1+VCE2となった時点で、定電
圧ダイオードDZ1が導通し、従来回路と同様に主トラン
ジスタQ1のベース電流を吸収することにより、主トラ
ンジスタQ1のオンデューディを減少せしめ出力電圧安
定化動作を行う。以上、これらの関係を整理すれば、図
1の出力電圧安定化の条件は、数6として示され、抵抗
素子R1〜R3のいずれかに温度依存性抵抗素子を用い
ることにより、出力電圧に任意の温度特性を設定可能な
ことが理解できよう。
【0017】
【数6】
【0018】図2は本考案の他の実施例の他の実施例を
示し、図1における抵抗素子R1とダイオードD1との
間に定電圧ダイオードD1との間に定電圧ダイオードD
Z3を挿入接続したものである。この実施例は、コンバ
ータとしての昇圧比が高い場合でも、既存の抵抗素子を
用いて、十分に電力損失を抑えることができるようにし
たものであり、抵抗素子R1〜R3は出力端子3から定
電圧ダイオードDZ3を介して入力電圧Vinに接続され
ることを特徴としている。この場合、出力電圧Vout
らみたトランジスタQ2のベース電圧は、数7で示さ
れ、トランジスタQ2のエミッタ電圧も上記の値にほぼ
等しい。
【0019】
【数7】
【0020】従って、出力電圧Vout は、数8で示され
る。
【0021】
【数8】
【0022】このことにより、図2の場合においても抵
抗素子R1,R2,R3及び電圧VZ1,VZ3の値を適当
に定めることにより、出力電圧Vout を任意に設定でき
る。しかも、抵抗素子R1,R2,R3のいずれかに温
度依存性抵抗素子を用いることによって、任意の出力電
圧温度特性を有するDC−DCコンバータの提供が可能
となる。また、上記出力電圧温度特性に上限値を設ける
場合には、トランジスタQ2のコレクタ−エミッタ間に
定電圧ダイオードDZ2を並列に接続して、トランジス
タQ2のコレクタ−エミッタ間電圧をクランプする方法
が有効であり、定電圧ダイオードDZ2のツェナ電圧を
Z2とすれば、出力電圧Vout は、図1の場合、数9と
して示される。
【0023】
【数9】
【0024】一方、図2の場合、数10として示され
る。
【0025】
【数10】
【0026】なお、実施例では、主トランジスタQ1に
PNPトランジスタを用いた昇圧型リンギングチョーク
コンバータについて説明したが、NPNトランジスタを
用いたリンギングチョークコンバータや自励チョッパ回
路においても、実施例と同等の効果が得られることは明
らかである。
【0027】図3,図4はそれぞれ、主トランジスタQ
1としてNPNトランジスタを用いた回路図である。図
3の回路について言えば、トランジスタQ1のエミッタ
がグランド端子2に接続され、トランジスタQ1のベー
スに接続されている起動抵抗RSの一端が入力端子1に
接続されている等の点で異っている。図4の回路では、
図3におけるトランジスタQ2のエミッタ−コレクタ間
に定電圧ダイオードDZ2を付加接続したものである。
出力電圧Vout について言えば、図3の場合、数11と
なる。
【0028】
【数11】
【0029】一方、図4の場合、数12となる。
【0030】
【数12】
【0031】
【考案の効果】以上述べた如く、本考案によれば、リン
ギングチョークコンバータの出力電圧を温度依存性抵抗
素子を用いて内部分圧し、かつ該電圧をトランジスタに
より低インピーダンスに変換して、出力安定化用定電圧
ダイオードの電圧レベルに重畳させることにより、容易
に出力電圧の温度補償を行うリンギングチョークコンバ
ータを提供できる。つまり、本考案によってリンギング
チョークコンバータ本来の簡素な構成をくずさずして、
任意の出力電圧の温度特性を依存性抵抗素子と固定抵抗
素子との組合せにより、容易に操作できるため、経済
性、電気特性共に工業的に益するところ極めて大なるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の第1の実施例の回路図である。
【図2】本考案の第2の実施例の回路図である。
【図3】本考案の第3の実施例の回路図である。
【図4】本考案の第4の実施例の回路図である。
【図5】従来のリンギングチョークコンバータの回路図
である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 グランド端子 3 出力端子 N1 ベース駆動巻線 N2 出力巻線 N3 励磁巻線 R1 温度依存性抵抗素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−159668(JP,A) 特開 昭62−58876(JP,A) 実開 昭57−179720(JP,U)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力電圧少なくとも第1の定電圧ダ
    イオードを介して第1のトランジスタのベースに接続
    し、出力電圧が前記第1の定電圧ダイオードを通電状態
    とする値に達すると、前記第1の定電圧ダイオードを通
    して前記第1のトランジスタのベース電流を低減せしめ
    て前記出力電圧を安定化させるリンギングチョークコン
    バータにより構成されるDC−DCコンバータにおい
    て、前記出力電圧を、温度依存性抵抗素子を少なくとも
    1つ含む複数の抵抗素子により分圧し、その分圧点には
    第2のトランジスタのベースを、前記出力電圧部には前
    記第2のトランジスタのコレクタを、ならびに前記第1
    のトランジスタのベースには前記第1の定電圧ダイオー
    ドを介して前記第2のトランジスタのエミッタをそれぞ
    れ接続することにより、前記分圧点の電圧を前記第2の
    トランジスタのコレクタ−エミッタ間に対して低インピ
    ーダンスに作用させ、かつ前記第1の定電圧ダイオード
    による電圧と前記第2のトランジスタのコレクタ−エミ
    ッタ間電圧との和が前記第1のトランジスタのベースに
    加わるようにし、さらに、前記第2のトランジスタのコ
    レクタ−エミッタ間に対してその電圧がリミットされる
    ように第2の定電圧ダイオードを並列に接続したことを
    特徴とするDC−DCコンバータ。
JP40378790U 1990-12-20 1990-12-20 Dc−dcコンバータ Expired - Lifetime JPH0811061Y2 (ja)

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JPH079091U JPH079091U (ja) 1995-02-07
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