JPS5925576A - Switching regulator - Google Patents

Switching regulator

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JPS5925576A
JPS5925576A JP13603782A JP13603782A JPS5925576A JP S5925576 A JPS5925576 A JP S5925576A JP 13603782 A JP13603782 A JP 13603782A JP 13603782 A JP13603782 A JP 13603782A JP S5925576 A JPS5925576 A JP S5925576A
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semiconductor
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voltage
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Hideo Tsunoda
角田 秀夫
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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Abstract

PURPOSE:To contrive to enhance efficiency and to reduce noise of switching by a method wherein the period of switching is variably controlled to attain matching with width of the resonance waveform of a switching electric power source, and a switching semiconductor is made to ON always with timing when the terminal voltage of the semiconductor is zero. CONSTITUTION:The temperature of the switching semiconductor in a switching electric power source 4 is detected by a temperature detecting circuit 7, moreover the resonance waveform in the switching electric power source 4 is detected by a waveform detecting circuit 8, and outputs thereof are inputted to a microcomputer 2. The microcomputer 2 makes the period of oscillation of oscillating output of an oscillator 3 and the duty ratio of ON, OFF to variably corresponding to the number of rotation set by a number of rotation setting circuit 1, and controls variably the switching period of the switching semiconductor to attain matching with width of the oscillation waveform of the switching electric power source 4, and the switching semiconductor is made to ON always with timing when the semiconductor terminal voltage is zero.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、たとえば直流モータの速度制御などに適用
される可変印加電圧を供給するスイッチングレギュレー
タに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a switching regulator that supplies a variable applied voltage applied to, for example, speed control of a DC motor.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

第1図は、直流モータへの印加電圧を可変して速度制御
を行う直流モータ用のスイッチングレギュレータの従来
例を示す。このスイッチングレギュレータは準E級電源
回路を使用したスイッチング電源回路である。
FIG. 1 shows a conventional example of a switching regulator for a DC motor that performs speed control by varying the voltage applied to the DC motor. This switching regulator is a switching power supply circuit using a quasi-E class power supply circuit.

ここで、準E級スイッチング電源回路とは、スイッチン
グ半導体(たとえばスイッチングトランジスタ)のオフ
時に電源回路を構成するLC共振閉回路にダイオードを
挿入し、スイッチングトランジスタON、OFF時に発
生していた過渡的発信現象を共振キャパシタンスとスイ
ッチングトランスのリアクタンスにより共振波形に変換
し、共振波形が減衰してきてスイッチング半導体のエミ
ッタ・コレクタ間電圧が零になった瞬間にタイミングを
合せてスイッチング半導体をオンさ せるような回路のことである。すなわち、第1図(二お
いて、Qs はスイッチングトランジスタ、RLはモー
タのダミー負荷、Ll!は回路インダチングトランジス
タQ、のベースに駆動信号が人力され、トランジスタQ
1がオンするとコレクタ電流1cは第2図(alに示す
よう(二徐々(二増加し、同様(−インダクタンスLl
に流れる電流IJも第2図(h)(−示すように徐々(
−増加する。
Here, a quasi-E class switching power supply circuit is one in which a diode is inserted into the LC resonant closed circuit that constitutes the power supply circuit when a switching semiconductor (for example, a switching transistor) is turned off, and transient oscillations that occur when the switching transistor is turned on and off are eliminated. A circuit that converts the phenomenon into a resonant waveform using the resonant capacitance and the reactance of the switching transformer, and turns on the switching semiconductor at the moment when the resonant waveform is attenuated and the emitter-collector voltage of the switching semiconductor becomes zero. That's true. That is, in Figure 1 (2), Qs is a switching transistor, RL is a dummy load of the motor, Ll! is a circuit inducting transistor Q, and a drive signal is input to the base of the transistor Q.
1 turns on, the collector current 1c increases (2 gradually (2) and similarly (-inductance Ll) as shown in Figure 2 (al).
As shown in Fig. 2 (h), the current IJ flowing in
-Increase.

ここで、トランジスタQ1がオフするとそのコレクタ電
流1Cは零(二なる(厳密(:は零(二なるまで(二時
間遅れがある)。この時、インダクタを流、ilはその
まま流れようとし、やがて零まで減衰する。上記コンデ
ンサCの端子電圧vcは第2図(C)(二示すようにト
ランジスタQ1のオフと同時(二急激(−上昇し、飽和
点に到達後、徐々(−減少する。この場合、コイル電流
ipは一度はコレクタ電流1cと同一方向4二流れるが
、コンデンサ0の端子電圧vcが飽和すると逆方向(−
放電を開始する。この放電(=よってコンデンサ0の端
子電圧vcが零付近になると、第2図(d)(二示すよ
う(−コイル電流ipは最大値となり、また元の方向(
電流れ出す。端子電圧vcが零(=なると、インダクタ
電流i/は第2図(blに示すようにまた徐々(−流れ
出す。ついで、これらのコイル電流1p、インダクタ電
流il!、スイッチングトランジスタQ1が前回オンし
た時のそれぞれの’F1m、i p 、 i lO値と
同一になった時にスイッチングトランジスタQ1をオン
させてやれば、動作波形(二逆らうことなくスイッチン
グさせることができる。
Here, when the transistor Q1 is turned off, its collector current 1C becomes zero (2 (exactly): becomes 0 (until it becomes 2 (there is a two-hour delay). At this time, the current flows through the inductor, il tries to flow as it is, and eventually Attenuates to zero. The terminal voltage vc of the capacitor C rises sharply when the transistor Q1 is turned off, as shown in FIG. 2(C), and gradually decreases after reaching the saturation point. In this case, the coil current ip once flows in the same direction as the collector current 1c, but when the terminal voltage VC of the capacitor 0 is saturated, the coil current ip flows in the opposite direction (-
Start discharging. When this discharge (=Therefore, the terminal voltage VC of capacitor 0 approaches zero, the coil current ip reaches its maximum value and returns to its original direction (
Current begins to flow. When the terminal voltage vc becomes zero (=, the inductor current i/ begins to flow again gradually (-) as shown in Figure 2 (bl).Then, these coil current 1p, inductor current il!, and switching transistor Q1 are If the switching transistor Q1 is turned on when the values of 'F1m, i p and i lO become the same as each other, the operating waveforms (switching can be performed without reversing the two).

ここで、電圧可変のため(二第2図(g)(=示すよう
な三角波を発生させ、コンパレータによって第2図(f
)(=示すような出力電圧パルスを発生させる回路を構
成し、第2図(g)に示すよう(二基率Q、をオン、ク
イ−る電圧パルスの周期は第2図(f)(二示すように
Tとなる。一方、電源部の共振周期は回路定数により一
定となるようシー設定されている。したがって、このよ
うな周期T(=おいて、電圧パルスのオフからオンまで
の時間幅W!幅W1とは略等しくW、中W、と々す、ス
イッチングトランジスタQ1はコンデンサ端子電圧vc
が略零の時(ニオンすることができる。また、基準レベ
ルを変更すること(二よ多出力電圧を可変するよう(−
なっている。
Here, in order to vary the voltage (2), a triangular wave as shown in Figure 2 (g) (=) is generated, and a comparator is used to generate a triangular wave as shown in Figure 2 (f).
) (= Construct a circuit that generates an output voltage pulse as shown in FIG. On the other hand, the resonance period of the power supply section is set to be constant due to the circuit constant. Therefore, with such a period T (=, the time from OFF to ON of the voltage pulse Width W! Width W1 is approximately equal to W, medium W, and the switching transistor Q1 has a capacitor terminal voltage vc.
When is approximately zero (can be adjusted), it is also possible to change the reference level (to vary the output voltage (-
It has become.

ところで、準E級電源回路の共振波形幅は負荷の大小に
よシ変化するつ壕り負′荷が大きくなると電源回路(電
流れるインダクタ電ff1lI!が増加しそれ(二伴っ
てコンデンサOの端子電圧vcの波形幅が増加する。一
方スイツチングパルス周期は同一であるため、電圧パル
スのオフからオンまでの時間幅W、と共振波形の幅W1
 とが異な)第2図(h)(−示すよう(−スイッチン
グ波形は不良波形となり、スイッチング半導体でのロス
が大となり最悪の場合破壊する。逆に負荷が小さいとき
は第2図(g)に示すようにスイッチング波形は不良波
形となり上記同様に最悪の場合破壊する。そこで、負荷
に応じてスイッチング・ぐルス周期を変更する方法を採
ったが、この方法は零電位スイッチングが成立しない条
件からスイッチング半導体を守る方法としては不充分で
あった。つまりモータ印加電圧を決定するiR)レス幅
制御用にマイコンからでる信号を判読して2〜3段階に
スイッチング半導体のスイッチング周期をコントロール
させようとするものであり、どうしても全ての条件でス
イッチング半導体を保護できんかった0〔発明の目的〕 この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、高効率、低ノイズのスイッチング電源
を負荷変動が大きい条件に使用可能となり、保証電圧範
囲が広いスイッチングレギュレータを提供することにあ
る。
By the way, the resonant waveform width of a quasi-E class power supply circuit varies depending on the size of the load.As the load increases, the inductor current flowing through the power supply circuit (ff1lI!) increases, and The waveform width of voltage vc increases.On the other hand, since the switching pulse period is the same, the time width W from OFF to ON of the voltage pulse and the width W1 of the resonance waveform
Figure 2 (h) As shown in , the switching waveform becomes a bad waveform, and in the worst case it will be destroyed as above.Therefore, we adopted a method of changing the switching cycle according to the load. This was insufficient as a method to protect the switching semiconductor.In other words, an attempt was made to control the switching period of the switching semiconductor in two to three stages by reading the signal output from the microcomputer for iR) response width control that determines the motor applied voltage. [Objective of the Invention] This invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide high-efficiency, low-noise switching. An object of the present invention is to provide a switching regulator that can be used under conditions with large load fluctuations and has a wide guaranteed voltage range.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明=、スイッチング半導体の温度とスイッチング
半導体のオン時の共振波形の状態とを検出し、これらの
検出結果に応じて出力電圧可変のだめのスイッチング周
期を可変制御してスイッチング電源の共振波形幅にマツ
チングさせ、半導体端子電圧が常に零のタイミングでこ
のスイッチング半導体をオンするように構成したもので
ある。
This invention detects the temperature of the switching semiconductor and the state of the resonant waveform when the switching semiconductor is on, and variably controls the switching period of the variable output voltage according to these detection results to adjust the resonant waveform width of the switching power supply. This switching semiconductor is configured to be matched and turned on at a timing when the semiconductor terminal voltage is always zero.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、との発明の一実施例について図面を参′照して説
明する0 第3図はこの発明のスイッチングレギュレータを用いた
直流モータの速度制御装置である。すなわち、lはモー
タの回転数を設定する回転数設定回路、2はマイクロコ
ンピュータ(以下単にマイコンと略称する)、3は発振
器、4は直流出力を得るスイッチング電源、5は交流電
源、6はモータ、7はスイッチング電源4内あスイッチ
ング半導体(図示しない)の温度を検出して上記マイコ
ン2に入力するだめの温度検出回路である。8は上記ス
イッチング半導体のオン時、共振波形が立下りであるか
立上りであるかを検出して上記マイコン2に入力するだ
めの波形検出回路である。この速度制御装置によれば、
スイッチング半導体の温度″を温度検出回路7が検出し
てマイコン2(=フィートノ(ツクする。マイコン2は
、回転数設定回路1でg9定された回転数、スイッチン
グ半導体の温度および器3からの信号(二上ってスイッ
チング電源4はスイッチング時間を可変してモータ6へ
の印加電圧を可変制御し、これ(−よってモータ6の速
度を設定回転数とする速度制御を実行している。
An embodiment of the invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 shows a speed control device for a DC motor using the switching regulator of the invention. That is, l is a rotation speed setting circuit that sets the rotation speed of the motor, 2 is a microcomputer (hereinafter simply referred to as microcomputer), 3 is an oscillator, 4 is a switching power supply that obtains a DC output, 5 is an AC power supply, and 6 is a motor. , 7 is a temperature detection circuit for detecting the temperature of a switching semiconductor (not shown) in the switching power supply 4 and inputting it to the microcomputer 2. Reference numeral 8 denotes a waveform detection circuit which detects whether the resonant waveform is falling or rising when the switching semiconductor is turned on and inputs it to the microcomputer 2. According to this speed control device,
The temperature detection circuit 7 detects the temperature of the switching semiconductor and detects it by the microcomputer 2. (Secondly, the switching power supply 4 changes the switching time to variably control the voltage applied to the motor 6, thereby executing speed control in which the speed of the motor 6 is set to the set rotation speed.

゛前記スイッチングレギュレータの詳細な回路を第4図
(二示す。すなわち、11は交流電源5からのサージ入
力を抑制するフィルり、12はこのフィルタ11の出力
を整流する整流回路、J3は後述する発振周波数可変の
電圧ノ(ルス(二応じてスイッチングタイミングを可変
して整流回路12の出力から相当する直鋪出力電圧を得
る準E級の電源回路である。この電源回路13は、スイ
ッチングトランジスタQ、1.!解コンデンサC8、コ
ンデンf Ot s ダイオードD、。
゛The detailed circuit of the switching regulator is shown in FIG. This is a quasi-E class power supply circuit that obtains the corresponding direct output voltage from the output of the rectifier circuit 12 by varying the switching timing in accordance with the oscillation frequency variable voltage voltage. , 1.! Solution capacitor C8, capacitor f Ot s diode D,.

抵抗R8〜”as及び出カドラン、スT1 とを有して
おり、この電源回路13の出力電圧は負荷RLであるモ
ータへ供給される。マイコン2は設定回路1の基準回転
数、スイッチングトランジスタQ1の発熱温度および共
振波形の検出波形に応じて3ビツトの出力信号00〜0
.を出力し、しかも設定回路1の基準回転数のみ(=応
じて3ピツトの出力信号03〜0.を出力する。
The output voltage of this power supply circuit 13 is supplied to the motor, which is the load RL. 3-bit output signal 00 to 0 according to the heat generation temperature and the detection waveform of the resonance waveform.
.. In addition, only the reference rotation speed of the setting circuit 1 (=3-pit output signals 03 to 0. is output accordingly).

また、14は後述する周波数可変部へマイコン2の出力
信号0゜〜O!を導く信号伝達部で、この信号伝達部1
4はインバータI、〜11 と抵抗R4〜R8とを有し
ている。さら(=、15はトランジスタQ2〜Q4%抵
抗R1〜R13およびコンデンサC,,C4を有し、前
記信号伝達部14からの出力信号A〜0に応じてOR時
定数を切換え、三角波の周期を可変する発振周波数可変
部、16はマイコン2の出力端に接続されるトランジス
タQ!〜QTl と抵抗RI4〜1’Lttとを有し、
比較のためめ基準電圧を得る比較基準電圧回路、17は
上記発振周波数可変部15で切換えられた時定数と回路
16からの比較基準電圧より所定の信号処理を行って所
定の周期を有する電圧パルスを得る集積回路化された信
号処理回路、18は前記電源回路13に接続されるトラ
ンスT7、トランジスタQ8sコンデンサO1l 、0
0、抵抗R□〜几、4を有し、上記信号処理回路17か
らの電圧パルスを受けてスイッチングトランジスタQ、
を駆動する駆動回路である。
In addition, 14 is an output signal from the microcomputer 2 to a frequency variable section, which will be described later, from 0° to O! This signal transmission unit 1
4 has an inverter I, to 11 and resistors R4 to R8. Furthermore, 15 has transistors Q2 to Q4%, resistors R1 to R13, and capacitors C, C4, and switches the OR time constant according to the output signals A to 0 from the signal transmission section 14 to change the period of the triangular wave. The variable oscillation frequency section 16 includes transistors Q!~QTl and resistors RI4~1'Ltt connected to the output terminal of the microcomputer 2,
A comparison reference voltage circuit 17 obtains a reference voltage for comparison, and a reference voltage circuit 17 performs predetermined signal processing using the time constant switched by the oscillation frequency variable section 15 and the comparison reference voltage from the circuit 16 to generate a voltage pulse having a predetermined period. 18 is a transformer T7 connected to the power supply circuit 13, a transistor Q8s, a capacitor O1l, 0
0, resistance R□~几, 4, and in response to the voltage pulse from the signal processing circuit 17, the switching transistor Q,
This is a drive circuit that drives the.

このような構成においてマイコン2の出力信号08−O
7が全てN″0”レベルの場合には、信号伝達回路14
はインバータ■1〜I、i二反転された°′1”レベル
の信号A、B、Oを出力する。これらの信号を受けた可
変部ノ5のトランジスタQ、〜Q4はオフのままとなり
、従って可変部15(二OR時定数04  (R,+R
,十几。
In such a configuration, the output signal 08-O of the microcomputer 2
7 are all at the N″0” level, the signal transmission circuit 14
outputs signals A, B, and O of the inverted °'1'' level from the inverter ■1 to I, i2.The transistors Q and Q4 of the variable section 5 that receive these signals remain off, Therefore, variable part 15 (two OR time constant 04 (R, +R
, ten liters.

十R+o)が選足される。10R+o) is selected.

つぎに、出力信号O1のみl”レベルであるとすると、
信号伝達回路14は信号人のみ0”レベルとした信号を
出力する。この信号Aを受けて可変部15は、トランジ
スタQ、がオンに々り所定のOR時定数04 (几、 
+R,+R1゜)を選定する。
Next, assuming that only the output signal O1 is at the l'' level,
The signal transmission circuit 14 outputs a signal with only the signal person at the 0'' level.Receiving this signal A, the variable section 15 turns on the transistor Q and sets a predetermined OR time constant 04 (几,
+R, +R1°).

同様に、出力信号O8〜0.のレベルに応じてOR時定
数を変化する。そして、出力信号Oo〜0.が全てtl
 O”レベルの時はOR時定数は一番大きく、逆に全て
If 1”レベルの時はOR時定数は一番小さくなる。
Similarly, output signals O8-0. The OR time constant is changed depending on the level of . Then, the output signal Oo~0. are all tl
When the signal is at O'' level, the OR time constant is the largest, and conversely, when all the signals are at If1'' level, the OR time constant is the smallest.

彦オ、スイッチングトランジスタQ1の近傍にはスイッ
チングトランジスタQ、の発熱に応じて抵抗値が変化す
るたとえばサーミスタ(温度検出器)19が設けられて
おり、このサーミスタ19の検出結果は温度検出回路7
(二供給されている。
Hiko, for example, a thermistor (temperature detector) 19 is provided near the switching transistor Q1, and the resistance value changes according to the heat generated by the switching transistor Q. The detection result of this thermistor 19 is sent to the temperature detection circuit 7.
(Two are supplied.

次(二、このような構成において動作を説明する。たと
えば今、所定の負荷のモータを接続したスイッチングレ
ギュレータでは、回転数設定回路1からの設定信号C二
応じてマイコン2から出力信号O8〜0.が出力される
。これ(二より、所定の基準電圧が信号処理回路17へ
供給される。このとき、マイコンの出力信号d。−b。
Next (Second), the operation in such a configuration will be explained.For example, in a switching regulator to which a motor with a predetermined load is connected, the microcomputer 2 outputs output signals O8 to O0 in response to the setting signal C2 from the rotation speed setting circuit 1. . is output. From this (2), a predetermined reference voltage is supplied to the signal processing circuit 17. At this time, the microcomputer output signal d.-b.

C二より可変部15にて選定されたOR時定数の三角波
形a(第5図(C)に示す)を出方する。この結果、信
号処理回路17はそのOR時定数と回路16からの比較
基準電圧より第5図(h)に東線で示す電圧パルスを出
力する。この電圧パルスにより駆動回路18がスイッチ
ングトランジスタQ1 を駆動することにより、スイッ
チング電源の共振波形は第5図(a)(二示す波形dと
なる。
A triangular waveform a (shown in FIG. 5C) of the OR time constant selected by the variable section 15 is output from C2. As a result, the signal processing circuit 17 outputs a voltage pulse shown by the east line in FIG. 5(h) based on the OR time constant and the comparison reference voltage from the circuit 16. When the drive circuit 18 drives the switching transistor Q1 with this voltage pulse, the resonance waveform of the switching power supply becomes a waveform d shown in FIG. 5(a) (2).

そして、この出力電圧(二よりモータ6を制御する。Then, the motor 6 is controlled by this output voltage (second).

ところで、前述した所定の負荷より 、lSさな負荷の
モータを接続したとする。すると、その共振波形は第5
図(a) C破線で示すように共振電圧が一旦零近傍と
なったのち、再び上昇する。これC二より、共振電圧が
+EYのときスイッチングトランジスタQlがオンし、
このトランジスタQ!の温度が上昇する。その発熱(二
よシサーミスタ19の抵抗値が変化することにょカ、そ
の温度が温度検出回路7で検出される。また、このとき
波形検出回路8によって共振波形が立上り状態であるこ
とが検出され、この検出結果がマイコン2(二供給され
ている。これにより、マイコン2は波形検出回路8から
立上シ波形であることが供給されること(二より負荷R
Lが小さくなったと判断し、温度検出回路7からの検出
温度に応じてOR時定数を切換えて三角波の周期を変更
する出力信号O8〜O1を出力する。
By the way, suppose that a motor with a load smaller than the predetermined load mentioned above is connected. Then, the resonant waveform becomes the fifth
As shown by the broken line C in Figure (a), the resonant voltage once becomes near zero, and then rises again. From this C2, when the resonant voltage is +EY, the switching transistor Ql is turned on,
This transistor Q! temperature increases. The temperature of the heat generated (as the resistance value of the thermistor 19 changes) is detected by the temperature detection circuit 7. At this time, the waveform detection circuit 8 detects that the resonant waveform is in the rising state. , this detection result is supplied to the microcomputer 2 (2).Thereby, the microcomputer 2 is supplied from the waveform detection circuit 8 that the waveform is a rising waveform (2).
It is determined that L has become small, and the OR time constant is switched in accordance with the detected temperature from the temperature detection circuit 7 to output output signals O8 to O1 that change the period of the triangular wave.

この出力信号によ勺可変部15のOR時定数を短かくし
、イS号処理回路17内で発生する三角波の周期を第5
図(cJに示すよう(二波形aから波形b(二変更して
短くすることにより、第5図(h)に示すよう(二周期
T1から周期T、(二移動した電圧パルスつまり周波数
が高くなったスイッチングパルスが信号処理回路17に
て得られる。
By using this output signal, the OR time constant of the first variable section 15 is shortened, and the period of the triangular wave generated in the first S processing circuit 17 is changed to the fifth
As shown in Figure (cJ) (2 waveform a to waveform b (2) By changing and shortening, as shown in Figure 5 (h) (2 period T1 to period T, (2 moved voltage pulse, that is, the frequency is higher) The resulting switching pulse is obtained by the signal processing circuit 17.

この結果、電源回路13の共振波形(= W S と電
圧パルスの時間幅W、が等しくなる電圧パルスによりス
イッチングトランジスタQ、がオン−オフ制御される。
As a result, the switching transistor Q is on-off controlled by a voltage pulse in which the resonant waveform (=WS) of the power supply circuit 13 and the time width W of the voltage pulse are equal.

したがって、スイッチングトランジスタQ+ の波形は
第5図(a)に破線で不すよつな不良波形とは々らす、
同図+8+の東線で示される波形0のような正常な正弦
波形となり、スイッチングトランジスタQ1が発熱され
ず、その破壊を防止される。
Therefore, the waveform of the switching transistor Q+ is shown by the broken line in FIG.
A normal sine waveform such as waveform 0 shown by the east line +8+ in the figure is obtained, and the switching transistor Q1 does not generate heat and is prevented from being destroyed.

また、所定の負荷より大きな負荷の七〜りを接続したと
する。すると、その共振電圧が零(二なる前+=’F降
する。これC二より、スイッチングトランジスタQ1の
温度が上昇し、その温度(二よりサーミスタ19の抵抗
値が変化することにより、その温度が温度検出回路7で
検出される。
Also, assume that a load larger than a predetermined load is connected. Then, the resonant voltage drops to zero (+='F before becoming 2). Due to this, the temperature of the switching transistor Q1 rises, and as the resistance value of the thermistor 19 changes from that temperature (2), the temperature is detected by the temperature detection circuit 7.

また、このとき波形検出回路8によって共振波形が立下
り状態であることが検出され、この検出結果がマイコン
2C二供給されている。これ(二より、マイコン2は波
形検出回、路8がら立下り波形であることが供給される
こと(二より負荷比りが大きくなったと判断し、温度検
出回路7からの検出温度に応じてOR時定数を切換えて
三角波の周期を変更する出方信号を出方する。
Further, at this time, the waveform detection circuit 8 detects that the resonance waveform is in a falling state, and this detection result is supplied to the microcomputer 2C. From this (2), the microcomputer 2 determines that the waveform detection circuit 8 is supplied with a falling waveform from the circuit 8 (2), and determines that the load ratio has become larger, and accordingly detects the temperature detected from the temperature detection circuit 7. An output signal is output that changes the period of the triangular wave by switching the OR time constant.

この出力信号により可変部15のOR時定数を長くする
こと(二より、信号処理回路17内で発生する三角波の
周期を長くした電圧パルスっまり周波数が低くなったス
イッチングパルスが信号処理回路17にて得られる。こ
の結果、電源回路13の共振波形幅W1と電圧パルスの
時間幅W、が等しくなる電圧パルス(二よりスイッチン
グトランジスタQ1がオン−オフ制御される。
This output signal lengthens the OR time constant of the variable part 15 (secondarily, the voltage pulse with a longer cycle of the triangular wave generated in the signal processing circuit 17, that is, the switching pulse with a lower frequency) is applied to the signal processing circuit 17. As a result, the switching transistor Q1 is controlled on-off by a voltage pulse (2) in which the resonant waveform width W1 of the power supply circuit 13 and the time width W of the voltage pulse are equal.

したがって、スイッチングトランジスタQ1の波形は不
良波形とはならず、正常な正弦波形となり、スイッチン
グトランジスタQ+ が発熱されず、その破壊が防止さ
れる。
Therefore, the waveform of the switching transistor Q1 does not become a defective waveform, but becomes a normal sine waveform, and the switching transistor Q+ does not generate heat and is prevented from being destroyed.

上記のよう(ニすれば、高効率、低ノイズのスイッチン
グ電源を負荷変動が大きい条件(二使用可能となシ、保
証電圧範囲もたとえば「100+JCP10」からrl
oo”’“町位と広く寿る。また、直流モータの可変回
転数比率を従来の50%からioo%に近づけられる。
As mentioned above, if a high-efficiency, low-noise switching power supply can be used under conditions with large load fluctuations (2), the guaranteed voltage range will also be from ``100+JCP10'' to RL.
oo"'"Lived a wide life. Further, the variable rotation speed ratio of the DC motor can be brought closer to ioo% from 50% in the conventional case.

なお、前記実施例のモータの速度゛制御だけでなく、そ
の他の装置(二も適用できる。
It should be noted that in addition to the motor speed control of the embodiment described above, other devices (2) can also be applied.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したよう(二この発明C二よれば、高効率、低
ノイズのスイッチングbmを負荷変動が大きい条件(二
使用可能となυ、保証電圧範囲が広いスイッチングレギ
ュレータを提供できる。
As described in detail above, according to this invention C2, it is possible to provide a switching regulator that can be used for high efficiency, low noise switching bm under conditions of large load fluctuations, and has a wide guaranteed voltage range.

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

第1図は従来のモータ速度制御装置に適用されるスイッ
チングレギュレータの回路構成図、第2図(a)〜(¥
1は第1図のスイッチングレギュレータの回路動作を説
明するための波形図、第3図から第5図はこの発明の一
実施例を示すもので、第3図はこの発明に係わるモータ
速度制御装置の回路構成図、第4図は全体の回路構成を
示す図、第5図(3)〜(c)は動作を説明するための
波形図である。 2・・・マイコン、4・・・スイッチング電源、5・・
・交@電源、7・・・温度検出回路、8・・・波形検出
回路、13・・・電源回路、14・・・信号伝達部、1
5・・・発振周波数可変部、16・・・基準電圧回路、
17・・・信号処理回路、18・・・駆動回路、19・
・・サーミスタ(温度検出器)、Q、・・・スイッチン
グトランジスタ(スイッチング半導体)、RL・・・負
荷(モータ)。 第1図 第2図 第2図 (h)     (i)
Fig. 1 is a circuit diagram of a switching regulator applied to a conventional motor speed control device, and Fig. 2 (a) to (¥
1 is a waveform diagram for explaining the circuit operation of the switching regulator shown in FIG. 1, FIGS. 3 to 5 show an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a motor speed control device according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the overall circuit configuration, and FIGS. 5(3) to 5(c) are waveform diagrams for explaining the operation. 2...Microcomputer, 4...Switching power supply, 5...
- AC @ power supply, 7... temperature detection circuit, 8... waveform detection circuit, 13... power supply circuit, 14... signal transmission section, 1
5... Oscillation frequency variable section, 16... Reference voltage circuit,
17... Signal processing circuit, 18... Drive circuit, 19.
...Thermistor (temperature detector), Q,...Switching transistor (switching semiconductor), RL...Load (motor). Figure 1 Figure 2 Figure 2 (h) (i)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] スイッチングパルスによってオン−オフ制御されるスイ
ッチング半導体を有し、上記スイッチングパルスのデユ
ーティ比に応じて負荷に与える所定の出力制御電圧を得
る準E級スイッチング電源回路を備えたスイッチングレ
ギュレータにおいて、前記スイッチング半導体のオン時
、共振波形が立上りであるか立下りであるかを検出する
波形検出手段と、前記スイッチング半導体の温度を検出
する温度検出手段と、この検出手段の検出結果と波形検
出手段の検出結果とに応じて前記出力制御電圧可変のだ
めのスイッチングパルスの周波数を可変制御する制御手
段とを具備し、スイッチングパルス周期の可変制御によ
り前記スイッチング電源回路の共振波形幅にマツチング
させ、半導体端子電圧が常に零のタイミングでこのスイ
ッチング半導体をオンするように構成したことを特徴と
するスイッチングレギュレータ。
A switching regulator comprising a quasi-E class switching power supply circuit that has a switching semiconductor that is controlled on-off by a switching pulse and obtains a predetermined output control voltage applied to a load according to a duty ratio of the switching pulse, wherein the switching semiconductor waveform detection means for detecting whether the resonant waveform is rising or falling when turned on; temperature detection means for detecting the temperature of the switching semiconductor; a detection result of this detection means; and a detection result of the waveform detection means. control means for variably controlling the frequency of the switching pulse of the variable output control voltage according to the output control voltage; A switching regulator characterized in that the switching semiconductor is configured to turn on at zero timing.
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