JPS589514Y2 - switching regulator - Google Patents

switching regulator

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JPS589514Y2
JPS589514Y2 JP8882878U JP8882878U JPS589514Y2 JP S589514 Y2 JPS589514 Y2 JP S589514Y2 JP 8882878 U JP8882878 U JP 8882878U JP 8882878 U JP8882878 U JP 8882878U JP S589514 Y2 JPS589514 Y2 JP S589514Y2
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JP
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circuit
diode
rectifier diode
switching regulator
switching transistor
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JP8882878U
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Japanese (ja)
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JPS557544U (en
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石川裕一
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東光株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案はフライホイールダイオード付平滑回路とサージ
吸収回路とを具備したスイッチングレギュレータの改良
に係り、スイッチングトランジスタのターンオフ時fこ
整流ダイオードを通流する逆方向電流を極めで小さく抑
える手段を有するスイッチングレギュレータに関する。
[Detailed description of the invention] The present invention relates to an improvement of a switching regulator equipped with a smoothing circuit with a flywheel diode and a surge absorption circuit, and is capable of minimizing the reverse current flowing through the rectifier diode when the switching transistor is turned off. The present invention relates to a switching regulator having means for reducing the size.

先ず、従来のスイッチングレキュレー□りの一例を第1
図に示し、以下これについで述べる。
First, let's look at an example of a conventional switching regulator.
This is shown in the figure and will be described below.

スイッチングトランジスタQ□は外部から入力される制
御信号fこよりオン・オフ動作をくり返し、電カドラン
スTの1次巻線に流れる電流を断続しで、該電カドラン
スTの2次巻線に交流出力を得、該交流出力を整流、平
滑しで、直流電源Eiの直流電力を出力端fこ接続され
た負荷RLに所望の出力電力としで供給するようになさ
れでいる。
The switching transistor Q□ repeats on and off operations based on the control signal f inputted from the outside, and intermittents the current flowing through the primary winding of the electric quadrant T, and outputs an alternating current to the secondary winding of the electric quadrant T. By rectifying and smoothing the AC output, the DC power of the DC power source Ei is supplied to the load RL connected to the output terminal f as a desired output power.

出カドランスTの1次巻線L1の両端(こは、コンデン
サC1と抵抗R8の並列回路、並びにダイオードD1か
らなるサージ吸収回路が並列に接続されている。
Both ends of the primary winding L1 of the output transformer T are connected in parallel with a parallel circuit of a capacitor C1 and a resistor R8, and a surge absorption circuit consisting of a diode D1.

また、チョークコイルCHとコンデンサC2からなる平
滑回路が出力端の前段1こ並列に接続され、ざらをこス
イッチングトランジスタQ1のオフ時にチョークコイル
CHIこ蓄えられた電磁エネルギを取り出すフライホイ
ールダイオードDFが平滑回路の両端tこ接続されでい
る0 以上のようをこ構成された回路1こおいて、スイッチン
グトランジスタQ1のオン時には、電カドランスTの2
次巻線に得られる交流出力が整流ダイオードD2および
チョークコイルCHを介し、平滑コンデンサC2と負荷
RLに電流を流すととも1こチョークコイルCH)こ電
磁エネルギを蓄える。
In addition, a smoothing circuit consisting of a choke coil CH and a capacitor C2 is connected in parallel to the front stage of the output terminal, and a flywheel diode DF that takes out the electromagnetic energy stored in the choke coil CHI when the switching transistor Q1 is turned off smooths the smoothing circuit. In the circuit 1 configured as described above, where both ends of the circuit are connected, when the switching transistor Q1 is on, 2 of the voltage transformer T is connected.
The AC output obtained from the next winding passes through the rectifier diode D2 and the choke coil CH to cause current to flow through the smoothing capacitor C2 and the load RL, and the choke coil CH) stores electromagnetic energy.

次にスイッチングトランジスタQ1がターンオフすると
、スイッチングトランジスタQ1のオン期間1こ蓄えら
れた電磁エネルギがチョークコイルCH,平滑コンデン
サC2と負荷RLおよびフライホイールダイオードDF
からなる閉回路を通流する。
Next, when the switching transistor Q1 turns off, the electromagnetic energy stored during the ON period of the switching transistor Q1 is transferred to the choke coil CH, the smoothing capacitor C2, the load RL, and the flywheel diode DF.
Flow through a closed circuit consisting of

このとき、電カドランスTの1次、2次巻線L□、L2
間の結合係数は完全に1ではない、所謂電カドランスT
が理想トランスでないため、電カドランスTtこ用いら
れるコア内をこ発生する磁束は、電カドランスTの1次
巻線L1fこ流れた電流と、その2次巻線L2に流れた
電流とで、完全に打消すことはできない。
At this time, the primary and secondary windings L□, L2 of the electric quadrant T
The coupling coefficient between
Since the transformer is not an ideal transformer, the magnetic flux generated in the core used in the quadrature transformer Tt is completely equal to the current flowing through the primary winding L1f of the transformer T and the current flowing through its secondary winding L2. cannot be canceled out.

したがってスイッチングトランジスタQ1のオン時1こ
、電磁エネルギが電カドランスTに蓄えられ、スイッチ
ングトランジスタQ1のオフ時1こ、前記電磁エネルギ
fこよって電カドランスTの1次巻線の両端(こ逆方向
の誘起電圧が発生し、サージ吸収回路が動作する。
Therefore, when the switching transistor Q1 is on, electromagnetic energy is stored in the capacitor T, and when the switching transistor Q1 is off, the electromagnetic energy is stored at both ends of the primary winding of the capacitor T (in the opposite direction). An induced voltage is generated and the surge absorption circuit operates.

また2、電カドランスTの2次巻線の両端tこは前記電
磁エネルギにより逆方向の誘起電圧が発生するため、整
流ダイオードD2のアノード側はカソード側に対して負
電位となり、しかも整流ダイオードD21こは蓄積キャ
リヤが残るため、フライホイールダイオードDFを通し
で微少な逆方向電流■、が流れる。
2. Since an induced voltage in the opposite direction is generated at both ends of the secondary winding of the electric cadence T due to the electromagnetic energy, the anode side of the rectifier diode D2 has a negative potential with respect to the cathode side, and the rectifier diode D21 Since the accumulated carriers remain, a small reverse current (2) flows through the flywheel diode DF.

さらに、整流ダイオードD2を逆流する逆方向電流■、
は、急峻なd i / d tをもつで消滅するため、
該整流ダイオードD2の出力電流i2は第2図Qこ示す
電流波形のごとくなる。
Furthermore, a reverse current ■ flowing backward through the rectifier diode D2,
vanishes with steep d i / d t, so
The output current i2 of the rectifier diode D2 has a current waveform as shown in FIG. 2Q.

すなわち第1図tこ示す如き回路においては、整流ダイ
オードD2iこおける電力損失が増大し、かつスイッチ
ングレギュレータの回路動作を不安定にするのみならず
、数十MHzから数百■hの高周波ノイズを発生するた
め、外部装置にも悪影響を与えるという欠点があった。
In other words, in the circuit shown in Figure 1, the power loss in the rectifier diode D2i increases, and it not only makes the circuit operation of the switching regulator unstable, but also generates high frequency noise of tens of MHz to hundreds of h. This has the disadvantage that it also has a negative effect on external devices.

本考案は、上記の欠点を解消するもので、電カドランス
の2次巻線に接続された整流ダイオードに流れる逆方向
電流を非常をこ小さく抑える手段を提供することを目的
としでいる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks, and aims to provide a means for minimizing the reverse current flowing through a rectifier diode connected to the secondary winding of a capacitor.

すなわち本考案は、直流電源、電カドランスの1次巻線
およびスイッチングトランジスタの直列回路と、前記1
次巻線に並列接続されたサージ吸収回路と、電カドラン
スの2次巻線tこ得られる出力を整流ダイオードと、負
荷に対し並列接続されたフライホイールダイオード付平
滑回路とを具備したスイッチングレギュレータをこおい
で、サージ吸収回路の一部が結合トランスを介し、電カ
ドランスの2次巻線と整流ダイオードとの直列回路に接
続されたスイッチングレギュレータである。
That is, the present invention includes a series circuit of a DC power supply, a primary winding of a voltage transformer, and a switching transistor;
A switching regulator is equipped with a surge absorption circuit connected in parallel to the secondary winding, a rectifying diode for the output obtained from the secondary winding of the voltage transformer, and a smoothing circuit with a flywheel diode connected in parallel to the load. Here, a part of the surge absorption circuit is a switching regulator connected to a series circuit of a secondary winding of a capacitor and a rectifier diode via a coupling transformer.

次に本考案の一実施例を第3図をこ示し、以下に本考案
の特徴(こついで述べる。
Next, an embodiment of the present invention is shown in FIG. 3, and the features of the present invention will be described in detail below.

Toは本考案に係るスイッチングレギュレータ瘉こおい
で重要な役割を果す結合トランスであり、他の回路部品
の記号は第、1図の回路部品と同じ記号を付しでいる。
To is a coupling transformer that plays an important role in the switching regulator according to the present invention, and other circuit components are given the same symbols as the circuit components in FIG.

この結合トランスT。は、スイッチングトランジスタQ
1めターンオフ時に流れる整流ダイオードD2の逆方向
電流■、を従来舌こ比べ非常1こ小さく抑えるためのも
のである。
This coupling transformer T. is the switching transistor Q
This is to suppress the reverse current (2) of the rectifier diode D2 that flows during the first turn-off to one point smaller than the conventional one.

すなわち本考案は、電カドランスTic電磁エネルギが
蓄えられた状態で、スイッチングトランジスタQ1がオ
フするため、前記電磁エネルギをこよりサージ吸収回路
を通しでサージ電流が流れる現象と、スイッチングトラ
ンジスタQ1がオフするのにしたがい整流ダイオードD
2もオフすると、整流ダイオードD2のアノード側はカ
ソード側をこ対しで負電位となるため、整流ダイオード
D2+こは逆方向電流■、が流れる現象とが同時に起こ
ることをこ着目しでなされたものである。
That is, in the present invention, since the switching transistor Q1 is turned off while the electromagnetic energy of the electric quadramp TIC is stored, a surge current flows through the surge absorption circuit due to the electromagnetic energy, and the switching transistor Q1 is turned off. Rectifier diode D according to
This was done by focusing on the fact that when 2 is also turned off, the anode side of the rectifier diode D2 has a negative potential compared to the cathode side, so that a phenomenon in which a reverse current flows through the rectifier diode D2+ occurs at the same time. It is.

この点についで詳述すると、スイッチングトランジスタ
Q1のターンオフ時fこおいで、電カドランスTfこ蓄
えられた電磁エネルギtこよるサージ電流は、サージ吸
収回路のダイオードD1を順方向をこ流れようとするた
め、結合トランスT。
To explain this point in detail, when the switching transistor Q1 is turned off, the surge current caused by the electromagnetic energy stored in the capacitor Tf tries to flow in the forward direction through the diode D1 of the surge absorption circuit. , coupled transformer T.

の巻線L3には整流ダイオードD2に順方向を流すよう
な誘起電圧を発生するの1こ対し、整流ダイオードD2
の蓄積キャリヤ1こより流れる電流は結合トランスT。
In the winding L3, there is one coil that generates an induced voltage that causes the forward direction to flow through the rectifier diode D2.
The current flowing from one of the stored carriers is the coupling transformer T.

の巻線L4に前記サージ電流とは逆方向に流れるような
誘起電圧を発生する。
An induced voltage that flows in the opposite direction to the surge current is generated in the winding L4.

したがって本考案は結合トランスT。Therefore, the present invention uses a coupling transformer T.

の巻線L3およびL4の巻数比を最適に選択することに
より、前記サージ電流と整流ダイオードD2の蓄積キャ
リヤによる電流とを結合トランスTc内で電磁的に結合
させで、各巻線L3およびL4tこ発生する誘起電圧を
相互なこ打消し合せでいる。
By optimally selecting the turns ratio of the windings L3 and L4, the surge current and the current due to the accumulated carriers of the rectifier diode D2 are electromagnetically coupled in the coupling transformer Tc, and the current generated in the windings L3 and L4t is The induced voltages caused by the electromotive force are mutually canceled out.

この結果整流ダイオードD2の出力電流i2は第4図に
示す電流波形のようtこできる。
As a result, the output current i2 of the rectifier diode D2 has a current waveform as shown in FIG.

すなわち本考案は、整流ダイオードD2tこ流れる逆方
向電流■、を極めで小さく抑えることができるため、従
来のような整流ダイオードD2に生じでいた電力損失を
無くすことができ、しかもスイッチングレギュレータの
回路動作を安定fこするばかりでなく、高周波ノイズの
発生もなくなるため、外部装置tこ悪影響を与えること
もなくなる。
In other words, the present invention can suppress the reverse current flowing through the rectifier diode D2t to an extremely low level, thereby eliminating the power loss that occurs in the conventional rectifier diode D2, and also reducing the circuit operation of the switching regulator. Not only does this stabilize the noise level, but also eliminates the generation of high-frequency noise, which eliminates any negative effects on external devices.

加えで、電カドランスT)こ蓄えられた電磁エネルギの
一部が、整流ダイオードD2の蓄積キャリヤの消滅1こ
用いられるため、スイッチングトランジスタQ1のター
ンオフ時tこ流れるサージ電流を小さくすることができ
、これをこよりサージ吸収回路fこおける電力損失も小
さくできる。
In addition, since a part of the electromagnetic energy stored in the electric quadrature T is used to eliminate the accumulated carriers in the rectifier diode D2, it is possible to reduce the surge current that flows when the switching transistor Q1 is turned off. Due to this, the power loss in the surge absorption circuit f can also be reduced.

以上、本考案を第3図の実施例に基づき、他励発振式ス
イッチングレギュレータについで説明したが、本考案は
上述の実施例をこ限定されることなく、例えば自励発振
式スイッチングレギュレータにも適用できる実用上大変
有効な手段である。
As above, the present invention has been explained based on the embodiment shown in FIG. 3, with reference to a separately excited oscillation type switching regulator. However, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can also be applied to, for example, a self-excited oscillation type switching regulator. This is a very effective means for practical application.

また、第3図の実施例は、サージ吸収回路の一部が結合
トランスT。
In the embodiment shown in FIG. 3, part of the surge absorption circuit is a coupling transformer T.

を介して電カドランスTの2次巻線L2とフライホイー
ルダイオードDFの1ノードとの間1こ接続された例に
ついで述べたが、本考案は上述の結合トランスT。
An example has been described in which the secondary winding L2 of the quadratic transformer T and one node of the flywheel diode DF are connected through the coupling transformer T.

を例えば電カドランスTの2次巻線L2と整流ダイオー
ドD2の7ノードとの間、整流ダイオードD2のカソー
ドとフライホイールダイオードDFのカソードとの間等
、電カドランスTの2次巻線L2と整流ダイオードD2
の直列回路であればどこに挿入しても上述と同様な効果
が期待できる。
For example, between the secondary winding L2 of the electric cadence T and the 7 node of the rectifier diode D2, between the cathode of the rectifier diode D2 and the cathode of the flywheel diode DF, etc., between the secondary winding L2 of the electric cadence T and the rectifier. Diode D2
The same effect as described above can be expected no matter where the series circuit is inserted.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図・・・・・・従来のスイッチングレギュレータの
例を示す回路図、第2図・・・・・・第1図に示す整流
ダイオードD2に流れる電流波形図、第3図・・・・・
・本考案に係るスイッチングレギュレータの一実施例を
示す回路図、第4図・・・・・・第3図Qこ示す整流ダ
イオードD2に流れる電流波形図、 Ei・・・直流電源、T・・・・・・電カドランス、Q
l ・・・・・・スイッチングトランジスタ、D2・・
・・・・整流ダイオード、DF・・・・・・フライホイ
ールダイオード、CH・・・・・・チョークコイル、C
2・・・・・・平滑コンデンサ、RL・・・・・・負荷
、To・・・・・・結合トランス、サージ吸収回路(C
t・・・・・・コンデンサ、R1・・・・・・抵抗、D
l・・・・・・ダイオード)
Fig. 1: A circuit diagram showing an example of a conventional switching regulator, Fig. 2: A waveform diagram of the current flowing through the rectifier diode D2 shown in Fig. 1, Fig. 3:・
・Circuit diagram showing one embodiment of the switching regulator according to the present invention, FIG. 4...FIG. 3Q: Current waveform diagram flowing through rectifier diode D2 shown in FIG. ...Electronic cadence, Q
l...Switching transistor, D2...
... Rectifier diode, DF ... Flywheel diode, CH ... Choke coil, C
2...Smoothing capacitor, RL...Load, To...Coupling transformer, surge absorption circuit (C
t... Capacitor, R1... Resistor, D
l...diode)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 直流電源、電カドランスの1次巻線およびスイッチング
トランジスタの直列回路と、前記1次巻線3こ並列接続
されたサージ吸収回路と、電カドランスの2次巻線1こ
得られる出力を整流する整流ダイオードと、負荷に対し
並列接続されたフライホイールダイオード付平滑回路と
を具備したスイッチングレギュレータにおいで、サージ
吸収回路の一部が結合トランスを介し、電カドランスの
2次巻線と整流ダイオードの直列回路1こ接続されたこ
とを特徴とするスイッチングレギュレータ。
A DC power supply, a series circuit of the primary winding of the electric quadramp and a switching transistor, a surge absorption circuit in which the three primary windings are connected in parallel, and a rectifier that rectifies the output obtained from the secondary winding of the electric quadrangle. In a switching regulator equipped with a diode and a smoothing circuit with a flywheel diode connected in parallel to the load, part of the surge absorption circuit is connected to a series circuit of the secondary winding of the capacitor and the rectifier diode via a coupling transformer. A switching regulator characterized by one connection.
JP8882878U 1978-06-28 1978-06-28 switching regulator Expired JPS589514Y2 (en)

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Publication Number Publication Date
JPS557544U JPS557544U (en) 1980-01-18
JPS589514Y2 true JPS589514Y2 (en) 1983-02-21

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ID=29015668

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