JPH09168278A - フルブリッジ形スイッチングレギュレータの偏磁防止回路 - Google Patents

フルブリッジ形スイッチングレギュレータの偏磁防止回路

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JPH09168278A
JPH09168278A JP7324724A JP32472495A JPH09168278A JP H09168278 A JPH09168278 A JP H09168278A JP 7324724 A JP7324724 A JP 7324724A JP 32472495 A JP32472495 A JP 32472495A JP H09168278 A JPH09168278 A JP H09168278A
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voltage
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transformer
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JP7324724A
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Nobuaki Ueda
展章 上田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フルブリッジ形スイッチングレギュレータを
安定に動作させるとともに、その偏磁を防止する。 【解決手段】 平滑用コンデンサ10の端子間電圧に対
応する出力電圧対応値と基準電圧との間の誤差を誤差増
幅器19で増幅して得た誤差電圧と、電流センサ21に
よって検出したトランス6の1次巻線に流れる電流に対
応する1次巻線電流対応値をローパスフィルタ22に入
力して得た偏磁成分電圧とを加算回路27によって加算
した出力電圧および前記偏磁成分電圧から誤差電圧を減
算した出力電圧をそれぞれPWMコンパレータ23,2
4で三角波発生回路22からの三角波と比較してPWM
制御信号を送出し、このPWM制御信号に基づいてスイ
ッチング素子2,3,4,5の駆動信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフルブリッジ形スイッチ
ングレギュレータの偏磁防止回路に関するもので、さら
に詳しく言えば、フルブリッジ形スイッチングレギュレ
ータのトランスの1次巻線に流れる電流からトランスの
偏磁成分に対応する偏磁成分電圧を検出し、この偏磁成
分電圧を打ち消すようにスイッチング素子を駆動させる
ようにしたフルブリッジ形スイッチングレギュレータの
偏磁防止回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】大容量が得られるスイッチングレギュレ
ータとしては、2石フォワード形とフルブリッジ形とが
広く知られているが、装置を小型化する必要性が少ない
場合には、トランスの利用効率が高いフルブリッジ形を
用いることが多くなってきている。
【0003】上記したフルブリッジ形スイッチングレギ
ュレータは、トランスの利用効率が高いという長所があ
る反面、トランスの偏磁を生じやすいという欠点があ
り、種々の偏磁防止回路とともに用いられている。
【0004】上記したフルブリッジ形スイッチングレギ
ュレータの偏磁防止回路としては、特開昭62−207
173号公報に記載されたものが知られている。
【0005】すなわち、前記公報に記載されたものは、
変圧器の1次巻線に流れる電流を検出する電流検出手段
と、この電流検出手段からの電流検出信号から電流変化
率を検出する電流変化率検出手段と、この電流変化率を
正側と負側に分離して比較する電流変化率比較手段とか
らなり、前記電流変化率比較手段からの比較結果に基づ
いてPWM制御信号を補正するようにしたものである。
【0006】上記したフルブリッジ形スイッチングレギ
ュレータの偏磁防止回路は、前記公報の第9図に記載さ
れたようなものである。
【0007】すなわち、前記公報の第9図に記載された
ものは、トランジスタとダイオードを逆並列接続した電
気弁21〜24からなるインバータブリッジ2に変圧器
3を接続するとともに、この変圧器3の一次側電流を検
出する変流器6を設け、この変流器6によって検出され
た電流検出信号を電流差検出回路19に入力して半サイ
クル毎の電流差とし、この電流差を増幅器20に入力し
て電流バランス補正信号とし、この電流バランス補正信
号を加算器10,11に入力する。一方、前記電流検出
信号と電流基準信号とは電流制御増幅器9でその誤差が
増幅され、それぞれ前記加算器10,11に入力され
る。そして、この加算器10,11によって前記電流バ
ランス補正信号と増幅された誤差とが加算されて比較器
12,13に入力され、この比較器12,13よって3
角波発生器14からの出力信号と比較されてPWM信号
12,V13に変換され、分配回路15、駆動回路16を
介して前記電気弁21〜24が駆動されるようにしたも
のである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のフルブ
リッジ形スイッチングレギュレータの偏磁防止回路は、
変圧器3の一次側電流を瞬時値的に検出しているため、
負荷の瞬時変動等による変圧器3の一次側電流の瞬時変
動も変圧器の偏磁によるものとして検出されることがあ
り、偏磁防止回路が誤動作することがあるという問題が
あった。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、非安定直流電源と、この非安定直流電源
間に接続された2組のスイッチング素子の直列接続回路
と、この各直列接続回路の直列接続点間に1次巻線が接
続されたトランスと、このトランスの2次巻線に接続さ
れ、前記2次巻線に得られた出力を整流する整流回路
と、この整流回路の出力を平滑する、平滑用リアクトル
と平滑用コンデンサとからなる平滑回路とを有するフル
ブリッジ形スイッチングレギュレータの偏磁防止回路に
おいて、前記平滑用コンデンサの端子間電圧に対応する
出力電圧対応値と基準電圧との間の誤差を増幅して誤差
電圧を得る誤差増幅器と、前記トランスの1次巻線に介
挿され、1次巻線電流対応値を出力する電流センサと、
この電流センサからの1次巻線電流対応値を積分して前
記トランスの偏磁成分に対応する偏磁成分電圧を送出す
るローパスフィルタと、このローパスフィルタから送出
される偏磁成分電圧に前記誤差電圧を加算する加算回路
と、前記偏磁成分電圧から前記誤差電圧を減算する減算
回路と、前記加算回路および減算回路の出力電圧をそれ
ぞれ三角波と比較してPWM制御信号を得るPWMコン
パレータと、このPWMコンパレータからのPWM制御
信号をプッシュプル制御信号に変換するプッシュプル回
路と、このプッシュプル制御信号を前記2組のスイッチ
ング素子の駆動信号に変換する駆動回路とを有し、前記
偏磁成分電圧を打ち消すようにスイッチング素子を駆動
させるようにしたことを特徴とするものである。
【0010】また、本発明は、前記フルブリッジ形スイ
ッチングレギュレータの偏磁防止回路において、PWM
コンパレータとプッシュプル回路との間にPWMコンパ
レータからのPWM制御信号の上限値と下限値を制限す
るリミッタ回路を介在させ、プッシュプル制御信号にデ
ッドタイムを設けたことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。
【0012】図1は本発明の実施の形態に係るフルブリ
ッジ形スイッチングレギュレータの偏磁防止回路のブロ
ック図である。
【0013】本発明の特徴は、図1に示した如く、非安
定直流電源1と、この非安定直流電源1間に接続され
た、スイッチング素子2,3の直列接続回路およびスイ
ッチング素子4,5の直列接続回路と、前記スイッチン
グ素子2,3の直列接続点と前記スイッチング素子4,
5の直列接続点との間に1次巻線が接続されたトランス
6と、このトランス6の2次巻線に接続され、前記2次
巻線に得られた出力を整流する、ダイオード7,8から
なる整流回路と、この整流回路の出力を平滑する、平滑
用リアクトル9および平滑用コンデンサ10からなる平
滑回路とを有し、この平滑用コンデンサ10の端子間に
負荷11が接続されてなるフルブリッジ形スイッチング
レギュレータの偏磁防止回路において、前記平滑用コン
デンサ10の端子間電圧に対応する出力電圧対応値VO
と基準電圧VR との間の誤差を増幅して誤差電圧VE
得る誤差増幅器19と、前記トランスの1次巻線に介挿
され、1次巻線電流対応値を出力する電流センサ21
と、この電流センサ21からの1次巻線電流対応値を積
分して前記トランスの偏磁成分に対応する偏磁成分電圧
M を送出するローパスフィルタ22と、このローパス
フィルタ22から送出される偏磁成分電圧VM に前記誤
差電圧VE を加算する加算回路27と、前記偏磁成分電
圧VM から前記誤差電圧VE を減算する減算回路28
と、前記加算回路27および減算回路28の出力電圧を
それぞれ三角波発生回路20からの三角波と比較してP
WM制御信号を得るPWMコンパレータ23,24と、
このPWMコンパレータ23,24からのPWM制御信
号をプッシュプル制御信号に変換するプッシュプル回路
16,17と、前記プッシュプル回路16からのプッシ
ュプル制御信号を前記スイッチング素子2の駆動信号に
変換する駆動回路12、前記プッシュプル回路16から
のプッシュプル制御信号を前記スイッチング素子5の駆
動信号に変換する駆動回路13、前記プッシュプル回路
17からのプッシュプル制御信号を前記スイッチング素
子3の駆動信号に変換する駆動回路14および前記プッ
シュプル回路17からのプッシュプル制御信号を前記ス
イッチング素子4の駆動信号に変換する駆動回路15と
を有したことである。
【0014】また、本発明の特徴は、図2に示した如
く、前記フルブリッジ形スイッチングレギュレータの偏
磁防止回路において、PWMコンパレータ23とプッシ
ュプル回路16との間にリミッタ回路25を介在させる
とともに、PWMコンパレータ24とプッシュプル回路
17との間にリミッタ回路26を介在させ、前記三角波
発生回路20からの三角波とデッドタイム基準電圧VRD
とをデッドタイムコンパレータ18によって比較して得
た出力信号とPWMコンパレータ23,24からのPW
M制御信号とを前記リミッタ回路25,26するように
したことである。
【0015】次に、上記した構成からなるフルブリッジ
形スイッチングレギュレータの偏磁防止回路の動作につ
いて説明する。
【0016】今、このフルブリッジ形スイッチングレギ
ュレータの平滑用コンデンサ10の端子間電圧が定電圧
になるように動作している場合、トランス6の偏磁によ
って電流センサ21の矢印方向に電流が多く流れたとす
ると、ローパスフィルタ22は正の偏磁成分電圧VM
出力するので、加算回路27によって前記偏磁成分電圧
M を誤差増幅器19からの誤差電圧VE に加算してP
WMコンパレータ23に入力して三角波発生回路20か
らの三角波と比較すると、PWMコンパレータ23から
得られるPWM制御信号はプッシュプル回路16、駆動
回路12,13を介して前記スイッチング素子2,5の
オン時間を短くする駆動信号に変換され、減算回路28
によって前記偏磁成分電圧VM から誤差増幅器19から
の誤差電圧VE を減算してPWMコンパレータ24に入
力して三角波発生回路20からの三角波と比較すると、
PWMコンパレータ24から得られるPWM制御信号は
プッシュプル回路17、駆動回路14,15を介して前
記スイッチング素子3,4のオン時間を長くする駆動信
号に変換される。従って、スイッチング素子2,5のオ
ン時間がスイッチング素子3,4のオン時間より短くな
り、電流センサ21の矢印方向に流れる電流が減少し、
矢印方向と反対方向の電流が増加してトランス6の偏磁
が抑制できる。
【0017】同様に、トランス6の偏磁によって電流セ
ンサ21の矢印方向と反対方向に電流が多く流れたとす
ると、スイッチング素子2,5のオン時間がスイッチン
グ素子3,4のオン時間より長くなり、電流センサ21
の矢印方向に流れる電流が増加し、矢印方向と反対方向
の電流が減少してトランス6の偏磁が抑制できる。
【0018】また、本発明では、PWMコンパレータ2
3とプッシュプル回路16との間にリミッタ回路25を
介在させるとともに、PWMコンパレータ24とプッシ
ュプル回路17との間にリミッタ回路26を介在させ、
それぞれにデッドタイムコンパレータ18からの出力信
号を入力しているので、PWMコンパレータ23,24
からのPWM制御信号の上限値と下限値を制限すること
ができ、スイッチング素子2,3が同時にオンしたり、
スイッチング素子4,5が同時にオンするということが
防止できる。
【0019】
【発明の効果】上記した如く、本発明は、トランスの偏
磁をローパスフィルタを用いて平均値的に検出してスイ
ッチング素子のオン時間を制御しているので、負荷の瞬
時変動等による誤動作が防止することができ、フルブリ
ッジ形スイッチングレギュレータの安定な動作の実現に
寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフルブリッジ形スイッチングレギュレ
ータの偏磁防止回路のブロック図である。
【図2】本発明の他の実施例のフルブリッジ形スイッチ
ングレギュレータの偏磁防止回路のブロック図である。
【符号の説明】
1 非安定直流電源 2,3,4,5 スイッチング素子 6 トランス 12,13,14,15 駆動回路 16,17 プッシュプル回路 18 デッドタイムコンパレータ 19 誤差増幅器 20 三角波発生回路 21 電流センサ 22 ローパスフィルタ 23,24 PWMコンパレータ 25,26 リミッタ回路 27 加算回路 28 減算回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非安定直流電源と、この非安定直流電源
    間に接続された2組のスイッチング素子の直列接続回路
    と、この各直列接続回路の直列接続点間に1次巻線が接
    続されたトランスと、このトランスの2次巻線に接続さ
    れ、前記2次巻線に得られた出力を整流する整流回路
    と、この整流回路の出力を平滑する、平滑用リアクトル
    と平滑用コンデンサとからなる平滑回路とを有するフル
    ブリッジ形スイッチングレギュレータの偏磁防止回路に
    おいて、前記平滑用コンデンサの端子間電圧に対応する
    出力電圧対応値と基準電圧との間の誤差を増幅して誤差
    電圧を得る誤差増幅器と、前記トランスの1次巻線に介
    挿され、1次巻線電流対応値を出力する電流センサと、
    この電流センサからの1次巻線電流対応値を積分して前
    記トランスの偏磁成分に対応する偏磁成分電圧を送出す
    るローパスフィルタと、このローパスフィルタから送出
    される偏磁成分電圧に前記誤差電圧を加算する加算回路
    と、前記偏磁成分電圧から前記誤差電圧を減算する減算
    回路と、前記加算回路および減算回路の出力電圧をそれ
    ぞれ三角波と比較してPWM制御信号を得るPWMコン
    パレータと、このPWMコンパレータからのPWM制御
    信号をプッシュプル制御信号に変換するプッシュプル回
    路と、このプッシュプル制御信号を前記2組のスイッチ
    ング素子の駆動信号に変換する駆動回路とを有し、前記
    偏磁成分電圧を打ち消すようにスイッチング素子を駆動
    させるようにしたことを特徴とするフルブリッジ形スイ
    ッチングレギュレータの偏磁防止回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のフルブリッジ形スイッチ
    ングレギュレータの偏磁防止回路において、PWMコン
    パレータとプッシュプル回路との間にPWMコンパレー
    タからのPWM制御信号の上限値と下限値を制限するリ
    ミッタ回路を介在させ、プッシュプル制御信号にデッド
    タイムを設けたことを特徴とするフルブリッジ形スイッ
    チングレギュレータの偏磁防止回路。
JP7324724A 1995-12-13 1995-12-13 フルブリッジ形スイッチングレギュレータの偏磁防止回路 Pending JPH09168278A (ja)

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