JPS59209068A - １石式スイツチングレギユレ−タ - Google Patents
１石式スイツチングレギユレ−タInfo
- Publication number
- JPS59209068A JPS59209068A JP8242783A JP8242783A JPS59209068A JP S59209068 A JPS59209068 A JP S59209068A JP 8242783 A JP8242783 A JP 8242783A JP 8242783 A JP8242783 A JP 8242783A JP S59209068 A JPS59209068 A JP S59209068A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- switching regulator
- switch
- primary side
- transformer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、１石式スイッチングレギュレータの改良に関
し、更に詳しくは、コイルとコンデンサとの並列共振回
路をトランスの１次側に挿入し、１次側電流を共振させ
るようにした１石式スイッチングレギュレータに関する
ものである。
し、更に詳しくは、コイルとコンデンサとの並列共振回
路をトランスの１次側に挿入し、１次側電流を共振させ
るようにした１石式スイッチングレギュレータに関する
ものである。
１石式スイッチングレギュレータにおいては、半導体ス
イッチにより入力をオン・オフし、トランスで電圧変換
して出力側に供給される。この場合、半導体スイッチの
両端の静電容量等の影響により、半導体スイッチがオン
・オフする瞬間、電圧と電流の交差づる面積ができ、こ
れがスイッチ損となり、スイッチング効率は周波数が高
くなるとともに急激に悪化づる。
イッチにより入力をオン・オフし、トランスで電圧変換
して出力側に供給される。この場合、半導体スイッチの
両端の静電容量等の影響により、半導体スイッチがオン
・オフする瞬間、電圧と電流の交差づる面積ができ、こ
れがスイッチ損となり、スイッチング効率は周波数が高
くなるとともに急激に悪化づる。
そこで、従来、第１図に示すように、トランスＴとトラ
ンジスタスイッチＱを有する１石式スイッチングレギュ
レータの１次側回路で、トランジスタスイッチＱと並列
に１〜ランジスタスイツチＱ自身の静電容量より数倍以
上大きな静電容量をもつコンデンサＣを入れ、トランス
ＴのインダクタンスとコンデンサＣとで直列共振回路を
構成し、電圧共振させることによって、トランジスタス
イッチＱの電圧の切れ際の傾斜を零にする、所謂準Ｅ級
動作をさゼるようにしたスイッチングレギュレータが開
発された。そのコレクタ電圧波形（ｖｏＥ）、コレクタ
電流波形（ｒｃ）を第２図に示ず。なお、前記電圧の切
れ際を符号Ａで示す。このような回路は、スイッチング
損をほとんど無くすことができるため、高周波化が可能
であり、極く小さな成熱板で済ませられる利点がある。
ンジスタスイッチＱを有する１石式スイッチングレギュ
レータの１次側回路で、トランジスタスイッチＱと並列
に１〜ランジスタスイツチＱ自身の静電容量より数倍以
上大きな静電容量をもつコンデンサＣを入れ、トランス
ＴのインダクタンスとコンデンサＣとで直列共振回路を
構成し、電圧共振させることによって、トランジスタス
イッチＱの電圧の切れ際の傾斜を零にする、所謂準Ｅ級
動作をさゼるようにしたスイッチングレギュレータが開
発された。そのコレクタ電圧波形（ｖｏＥ）、コレクタ
電流波形（ｒｃ）を第２図に示ず。なお、前記電圧の切
れ際を符号Ａで示す。このような回路は、スイッチング
損をほとんど無くすことができるため、高周波化が可能
であり、極く小さな成熱板で済ませられる利点がある。
しかし、この種の電圧共振による準Ｅ級回路の出力を安
定化させるための制御には、通常、磁気増幅器が用いら
れる。しかし、この場合、トランスの２次側に直列にイ
ンダクタンスが挿入されるため、効率が悪く、また２次
側での発熱が大きい欠点がある。また、前記電圧共振回
路ではオフ幅を常時一定に保ちオン幅を可変して出力を
安定化する制御方式になるため、トランスの飽和が懸念
される。
定化させるための制御には、通常、磁気増幅器が用いら
れる。しかし、この場合、トランスの２次側に直列にイ
ンダクタンスが挿入されるため、効率が悪く、また２次
側での発熱が大きい欠点がある。また、前記電圧共振回
路ではオフ幅を常時一定に保ちオン幅を可変して出力を
安定化する制御方式になるため、トランスの飽和が懸念
される。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
スイッチ素子のスイッチング損失を減少させることによ
る性能の向上と放熱器の小型化という従来の準Ｅ級回路
の利点を有し、かつ２次側回路を含めて全体としての効
率がよく、オン幅を常時一定に保つ制御方式であるため
トランスが飽和する虞のない改良された１石式スイッチ
ングレギュレータを提供することにある。
スイッチ素子のスイッチング損失を減少させることによ
る性能の向上と放熱器の小型化という従来の準Ｅ級回路
の利点を有し、かつ２次側回路を含めて全体としての効
率がよく、オン幅を常時一定に保つ制御方式であるため
トランスが飽和する虞のない改良された１石式スイッチ
ングレギュレータを提供することにある。
本発明は、１石式スイッチングレギュレータの１次側回
路に、コイルとコンデンサとの並列回路をスイッチ素子
に対して直列に挿入し、１次側電流を共振させるもので
あり、このような構成を採ることによって前記目的を達
成することができる。
路に、コイルとコンデンサとの並列回路をスイッチ素子
に対して直列に挿入し、１次側電流を共振させるもので
あり、このような構成を採ることによって前記目的を達
成することができる。
以下、本発明について更に詳しく説明する。
第３図は本発明の一実施例を示す回路図である。
同図から判るように、本発明は、トランジスタスイッチ
Ｑを有する１石式スイッチングレギュレータの１次側回
路において、コイルＬ１とコンデンサＣ１との並列回路
を主トランスＴの１次巻線及び前記トランジスタスイッ
チＱに対して直列に挿入してなるものである。トランス
の２次側は、従来同様の整流平滑回路１であってよい。
Ｑを有する１石式スイッチングレギュレータの１次側回
路において、コイルＬ１とコンデンサＣ１との並列回路
を主トランスＴの１次巻線及び前記トランジスタスイッ
チＱに対して直列に挿入してなるものである。トランス
の２次側は、従来同様の整流平滑回路１であってよい。
このような回路構成とすると、トランジスタスイッチＱ
がオンしたとき１次側回路には振動電流が生じる。この
振動の周期がトランジスタスイッチＱのスイッチング周
波数よりも極端に短ければ激しい振動電流になるが、前
記並列共振回路の共振周波数がスイッチングレギュレー
タのスイッチング周波数にほぼ等しい値に設定されてい
れば、第４図に示すように、電圧波形は従来通りのＶｃ
Ｅ波形を示すが、トランジスタスイッチＱのコレクタ電
流■。の波形は、コイルＬ１のインダクタンスとコンデ
ンサＣ１の静電容量との値にまり共振の弧を描く。例え
ばスイッチングレギュレータのスイッチング周波数が１
１１ＫＨｚ程麿のときには、インダクタンス４２．５μ
Ｈ程度のコイルＬ１と静電容量０．０４７μＦ程度のコ
ンデンサＣ１とを用いればよい。
がオンしたとき１次側回路には振動電流が生じる。この
振動の周期がトランジスタスイッチＱのスイッチング周
波数よりも極端に短ければ激しい振動電流になるが、前
記並列共振回路の共振周波数がスイッチングレギュレー
タのスイッチング周波数にほぼ等しい値に設定されてい
れば、第４図に示すように、電圧波形は従来通りのＶｃ
Ｅ波形を示すが、トランジスタスイッチＱのコレクタ電
流■。の波形は、コイルＬ１のインダクタンスとコンデ
ンサＣ１の静電容量との値にまり共振の弧を描く。例え
ばスイッチングレギュレータのスイッチング周波数が１
１１ＫＨｚ程麿のときには、インダクタンス４２．５μ
Ｈ程度のコイルＬ１と静電容量０．０４７μＦ程度のコ
ンデンサＣ１とを用いればよい。
これらの値をもつＬＣ並列共振回路の共振周波数は、ｆ
−１／２πｆ「ｄなる式に代入して求めると約１１１
Ｋ ＨＺとなり、前記スイッチング周波数にほぼ等しく
なっていることが判る。第４図から判るように、このよ
うな適切な回路定数を選定して動作させればトランジス
タスイッチＱのコレクターエミッタ間電圧Ｖ（Ｅとコレ
クタ電流ＩＣとが重なり合う部分がなくなり、スイッチ
ングノイズやスイッチング損失を低減することができる
ことになり、スイッチングレギュレータを小型化するた
め高周波化したとき、効率の低下を防ぐことができるの
である。また、前記説明から明らかなように、この回路
は、トランジスタスイッチＱがオンしている期間（オン
幅）を常時一定に保つ制御方式であり、従来技術とは逆
に、オフ幅を可変制御することによって出力電圧を安定
化させることとなる。
−１／２πｆ「ｄなる式に代入して求めると約１１１
Ｋ ＨＺとなり、前記スイッチング周波数にほぼ等しく
なっていることが判る。第４図から判るように、このよ
うな適切な回路定数を選定して動作させればトランジス
タスイッチＱのコレクターエミッタ間電圧Ｖ（Ｅとコレ
クタ電流ＩＣとが重なり合う部分がなくなり、スイッチ
ングノイズやスイッチング損失を低減することができる
ことになり、スイッチングレギュレータを小型化するた
め高周波化したとき、効率の低下を防ぐことができるの
である。また、前記説明から明らかなように、この回路
は、トランジスタスイッチＱがオンしている期間（オン
幅）を常時一定に保つ制御方式であり、従来技術とは逆
に、オフ幅を可変制御することによって出力電圧を安定
化させることとなる。
本発明は上記のように構成した１石式スイッチングレギ
ュレータであるから、スイッチ素子のスイッチング損失
を減少させることができ、放熱器の小型化なども含めて
全体として高周波化による小型化を実現できることは勿
論のこと、出力電圧の安定化を磁気増幅器によって制御
する必要はないので２次側回路の発熱、効率の低下はな
く、また、Ａン幅一定、オフ幅可変の制御方式となるた
め、トランスが飽和する虞はなく、必要最小限のｊ法の
トランスを用いれば済むなど、すぐれた効果を奏しうる
ちのである。
ュレータであるから、スイッチ素子のスイッチング損失
を減少させることができ、放熱器の小型化なども含めて
全体として高周波化による小型化を実現できることは勿
論のこと、出力電圧の安定化を磁気増幅器によって制御
する必要はないので２次側回路の発熱、効率の低下はな
く、また、Ａン幅一定、オフ幅可変の制御方式となるた
め、トランスが飽和する虞はなく、必要最小限のｊ法の
トランスを用いれば済むなど、すぐれた効果を奏しうる
ちのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来技術を示す回路図、第２図はそのトランジ
スタスイッチの動作波形図、第３図は本発明の一実施例
を示す回路図、第４図はそのトランジスタスイッチの動
作波形図である。 Ｑ・・・トランジスタスイッチ、Ｔ・・・トランス、Ｌ
ｌ・・・コイル、Ｃ１・・・コンデンサ。
スタスイッチの動作波形図、第３図は本発明の一実施例
を示す回路図、第４図はそのトランジスタスイッチの動
作波形図である。 Ｑ・・・トランジスタスイッチ、Ｔ・・・トランス、Ｌ
ｌ・・・コイル、Ｃ１・・・コンデンサ。
Claims (1)
- １．１石式スイッチングレギュレータの１次側回路に、
コイルとコンデンサとの並列回路をスイッチ素子に対し
て直列に挿入し、１次側電流を共振させることを特徴と
する１石式スイッチングレギュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242783A JPS59209068A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | １石式スイツチングレギユレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242783A JPS59209068A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | １石式スイツチングレギユレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59209068A true JPS59209068A (ja) | 1984-11-27 |
| JPH028547B2 JPH028547B2 (ja) | 1990-02-26 |
Family
ID=13774280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8242783A Granted JPS59209068A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | １石式スイツチングレギユレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59209068A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08168243A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-06-25 | Yamaha Corp | スイッチング電源回路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57123426A (en) * | 1981-01-24 | 1982-07-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | Electric power converting circuit |
| JPS58123369A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 定電圧電源装置 |
-
1983
- 1983-05-11 JP JP8242783A patent/JPS59209068A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57123426A (en) * | 1981-01-24 | 1982-07-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | Electric power converting circuit |
| JPS58123369A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 定電圧電源装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08168243A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-06-25 | Yamaha Corp | スイッチング電源回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH028547B2 (ja) | 1990-02-26 |
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