JPS60245470A - Dc−dcコンバ−タ - Google Patents

Dc−dcコンバ−タ

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Publication number
JPS60245470A
JPS60245470A JP59097890A JP9789084A JPS60245470A JP S60245470 A JPS60245470 A JP S60245470A JP 59097890 A JP59097890 A JP 59097890A JP 9789084 A JP9789084 A JP 9789084A JP S60245470 A JPS60245470 A JP S60245470A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
output
oscillation
error
resistor
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.)
Pending
Application number
JP59097890A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikiyo Futagawa
二川 良清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp, Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPS60245470A publication Critical patent/JPS60245470A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion 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
    • H02M3/325Conversion 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
    • H02M3/335Conversion 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
    • H02M3/337Conversion 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 in push-pull configuration

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は出力が安定化されたDC!−DCコンバータに
係り、特に制御電力が極めて小さいDC−DCコンバー
タの構成に関する。
〔従来技術〕
従来のDC−DCコンバータの例を第8図で説明する0
1はバッテリ等の入力電源、2は電源スィッチである。
3は中間タップを電源1に接続した1次フィル3al 
と3α2、中間タップがバイアス電源5に接続されてい
る帰還コイル3b、と3b2、中間タップが接地されて
いる2次出力コイル3C,と3c2 よりなるトランス
である。4α1 と4α2はトランジスタ対である0こ
こで、スイッチ2を閉じると第8図は発振してコイル6
a、と3a2 に交互に電流が流れてコイル鉄芯に交番
磁束を発生させて、コイル3c、 と3c2に交番電圧
を発生させる。この交番電圧をダイオドロで整流して所
望近辺の直流電圧を得る。7は平滑コンデンサー、9は
バイアス抵抗、8は制御トランジスタ、10は誤差増巾
トランジスタである。
11はゼーナダイオドで抵抗12に適当なバイアス電流
を流すと基準電圧を発生する。Voは安定化された直流
電圧である。この■。を抵抗16と14で分圧してトラ
ンジスタ10のベース電極に与える。トランジスタ10
はゼーナダイオドの基準電圧との誤差を増巾してトラン
ジスタ8のベース電流を制御して所望の出力■。を得て
いるのが、従来のDC−DC!Cコンバータ般である。
ところが、第8図の例ではスイッチが投入されていれば
負荷が無くても電力消費が大きい欠陥を有する。それは
、第8図は発振を持続している為、必ず鉄損と銅損を発
生すること。電源投入時にトランジスタ4a1 と44
12 のベース・エミッタ間飽和電圧を帰還コイル36
. と5b2の誘起電圧が超えさせる為バイアス電源5
が必要となり、ここでも電力消費がある。更には、トラ
ンジスタ8のエミッタ・コレクタ間消費、第6図の第6
図(b)に示すゼーナダイオド11の消費電力もある。
DC−Doコンバータの消費電力が大きいことは携帯用
電子機器にとっては困まるのである。
最近0−MO8O8化によって回路の消費電力は極少に
なっており、電子機器の待期時又はスイッチの切忘れて
もバッテリ寿命に余り影響を与えない程度になっている
。上記従来のDC!−Doコンバータの欠陥を解決して
時代の要請に答えるのが本発明になるDC−Doフンバ
ータである。
〔目 的〕
本発明は負荷によって間欠発振周期を変更して制御電力
消費を極小にした安定化した出力を放出するDC−DC
コンバータの提供を目的とする。
本発明の他の目的は唯一のトランスで複数出力電源でも
効率の高いDo−DCコンバータの提供にある。
本発明の更に他の目的は一般精度の出力電圧程度では無
調整で構わないDC−D(3コンバータの提供にある。
〔実施例〕
第1図と第3図は本発明になるDC−DCコンバータの
基本形を示すものである。第4図と第5図は本発明のD
C−DCコンバータが複数出力を有する場合の例を示す
。以下図に従って本発明になるD C! −D Cコン
バータを説明する。尚1第8図と意味が同じ場合は、同
じ番号を付しである。
15はトランスで中間タップを有して電源に接続される
一部コイル15a、中間タップが接地されているコイル
15bと15cを設けである。第1図で出力コイル15
cと15bを右方向の矢印を付しであるのは後で使用す
るためである。
17αと17bはコレクタがコイル15αに接続しであ
る主電流を制御するトランジスタである。
1Bcとisbはトランジスタ17αと176(7)ベ
ースニエミッタを接続した帰還用トランジスタである。
19aと19bは帰還用抵抗である020αと20bは
トランジスタ17αと176のベース電流を制限する抵
抗である。21αと21bはダイオドでトランジスタ1
7aと176のベース電流を遮断方向に動作するもので
ある。22は誤差増巾用トランジスタである。23,2
4゜25は出力電圧と基準電圧との誤差を検出する本発
明の特徴の一つである簡単な検出手段の構成要素である
ゼーナダイオド、このゼーナダイオドの過電流を防止す
る抵抗、トランジスタ22のバイパス抵抗である。26
と27はフィル15bに発生する電圧を整流するダイオ
ドと平滑コンデンサーである。
この様にDo−DCコンバータを構成すると、トランジ
スタ22がOFFの状態では第8図のバイアス電源が無
くてもトランジスタ17aと176に正バイアスが必ら
ず電源投入時でも印加され第1図は発振し、持続する。
やがて、出力電圧V。
が所定の電圧以上になるとトランジスタ22がONして
トランジスタ18aと18bのベース電流を遮断して第
1図は発振を停止する。発振が停止すると出力電圧V、
が下向して再びトランジスタ22はOFFして発振が開
始される。この様子を示すのが第2図のトランジスタ1
7αと17bのコレクタ電圧波形である。αは発振開始
時又は全負荷時の波形を示す。bは出力電圧■1が所定
の電圧に達した後の軽負荷時の間欠発振の波形を示す。
この時は、トランス15の銅損と鉄損はほとんど無いこ
とになる。電力を消費しているのは当然負荷、抵抗20
(lと20b1ゼーナダイオド23、抵抗24、抵抗2
5、及びトランジスタ22のベース・エミッタ間である
。抵抗は回路系のゲインを充分に高くしである故、大き
な値が選べて極めて小さい消費電力である。即ち、本発
明になるD C−D Cコンバータは変換効率の高いも
のが得れる特徴がある。
次に第3図で本発明になるDC−DC!Cコンバータの
例を説明する。第1図と比して帰還トランジスタの極性
の変更によって抵抗19(Iと19b120CLと20
bの位置の変更、ダイオド21aと21bの削除、トラ
ンジスタ29の追加、及び抵抗30の追加が異なる。こ
の構成でもトランジスタ22かONするとトランジスタ
29が遮断して制御系16の発振は停止することは第1
図と同様である。
第4図で更に他の例を説明する。第4図では、出力電圧
V2−−V、に大略なる様な対称電源を得る例である。
コイルi5bを使用して整流方向を逆にしたダイオド3
oで整流して負電圧出方発生させる。ところが、先述し
た様に軽負荷の時は間欠発振しているので、トランスの
鉄芯内に磁束がほとんど発生して無い故、コイル15b
がら所望の負電圧v2が得れない。
そこで、出力電圧■2に達するまで出力■1に負荷を掛
ける。こうすると出力v1 が下降する故、制御系16
は間欠発振の周期を早めてトランスの鉄芯に充分な磁束
が発生して出力v2=−■1が得られる。この動作の起
因とするものが、基準電圧との誤差を検出するゼーナダ
イド26と同じ特性のゼーナダイオド32、抵抗33、
抵抗34よりなる誤差検出手段と誤差を増巾するトラン
ジスタ65、このトランジスタ35は所望の出力電圧■
2に達するまで開放されている故、抵抗67によってト
ランジスタ38がONL、て抵抗39によって出力■、
に負荷を掛けるものである。所望の出力■2に達すると
トランジスタ35のべ−XIE流が流れてONする。こ
の時、抵抗36はトランジスタ38のベース電流を遮断
する方向に作動して負荷抵抗39を開放する。この様に
して、第4図とほぼ対称なV2=−V、の複数電源が得
られる。
次に第5図で更に他の本発明の詳細な説明する。図では
出力■3が出力v2より高い出力を得る例である。40
はブリッジ整流器で出力の一端は図の様に出力v2か、
接地する。他端は平滑コンデンサー52に接続される0
41は制御用トランジスタ、42はバイアス抵抗、43
はトランジスタ41の最大ベース電流を規制する抵抗、
45と47は誤差増巾用トランジスタである。
第5図では誤差検出手段の例として、基準電圧を発生す
るゼーナダイオドが所望出力■、で無い場合を示す。こ
の場合は出力V3を抵抗5oと51で分割してゼーナダ
イオド48の特性に合せるO この様に構成した第5図は出力v1に対して、抵抗46
と整流器40が負荷となり磁束が発生する。磁束が発生
すると整流器4oは出力を放出する。所望の出力v3に
達するとトランジスタ47がONl トランジスタ45
がOFFとなり、トランジスタ41もOFFする。出力
v3が下降するとトランジスタ47.45.41はそれ
ぞれ0FIP、ON、ONしてv3が回復する様に作動
する。
最後に、誤差検出手段を簡単に触れて来たが、第6図と
第7図で詳細に説明する。第6(a)図のaはゼーナダ
イオド特性である。これに対する負荷allは第1図で
はトランジスタ22のベース・エミッタ間特性と抵抗2
5の並列特性である。この交点の電流しか流れない故、
ゼーナダイオド系の消費電力が従来の第6(b)図に比
して極めて小さくなる。これ以下の電流ではトランジス
タ22のベース電流が流れなくなりOFFする。又これ
以上の電流ではトランジスタ22がONして出力を下降
せしめるのは先程した通りである0 この様に制御系全体を極めて低消費電力でDC−Doコ
ンバータの出力電圧を安定化させているのが本発明の大
きな特徴である。
ここで、ゼーナダイオド23の過電流防止抵抗24の値
をr、抵抗25の値をRとすれば・R)rに選ぶ。この
関係にしないと、第6(α)図の交点が大電流が流れる
方向に移動して発明の主旨から離れるのである。
次に第7図であるが、第7(α)図が第5図の応用を抜
書したものであるが、等測的に第7(b)図に展開出来
る。この場合も、分割抵抗R8とR2の並列抵抗rに対
してR)rに設計する・ 〔作用効果〕 以上述べた如く、確実な発振回路の形成と特徴あるゼー
ナダイオドの応用方式で高い変換効率、安定化された複
数の出力、しかも無調整の安価なりC−DCコンバータ
が得れることが本発明になるDC!−DCコンバータの
大きな効果である。
【図面の簡単な説明】
第1図と第3図は本発明の基本的な実施例を示す図で、
第2図は説明の為の発振波形を示す図である。第4図と
第5図は本発明の安定化された複数の出力電圧を得る異
なる方法、での実施例をそれぞれ示す・ 第6図では、第6(a)図が本発明の特徴であるゼーナ
ダイオドの応用方式、第6(b)図が従来の応用おける
誤差検出手段の変形と等価回路を示す図である。第8図
は従来のDC−DCコンバータの例を示す図である。 6.15・・・・・トランス 4.17・・・・・・主電流(発振)トランジスタ18
.28・・・・・・帰還用トランジスタ22.1[)・
・・・・誤差電圧増巾用トランジスタ11.23,32
.48・・・・・ゼーナダイオド以 上 出願人 エプソン株式会社 代理人 弁理士最上 務 第1図 第2図 第3図 第5図 (D−2くんヲ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 発振用−次コイルと出力用の単数又&ま複数の2次
    コイルを有するトランス、前記−次フイルと共働してト
    ランジスタを帰還ル−プに組込んだ複数のトランジスタ
    対で構成した発振制御手段、前記二次コイルの整流平滑
    出力電圧と所望の出力電圧との誤差を検出する誤差検出
    手段、及び該誤差検出手段の誤差信号を増巾する誤差増
    巾手段よりなり、該誤差増巾手段が前記発振制御手段に
    作用せしめて間欠発振となして所望の安定化された出力
    電圧を得るDC!−Doコンノく一タ。 2、特許請求の範囲の1項の記載に於し)で、複数の出
    力電圧を得る場合は前記発振制御手段に直接作用せしめ
    ている出力に対して負荷ル−プを形成した]) Q−D
     Oコンノく一夕0 6 特許請求の範囲の1項、又は2項の記載に於いて、
    誤差検出手段と誤差増巾手段の構成がトランジスタ、該
    トランジスタのベース・エミッタ間に並列にした側路抵
    抗、前記トランジスタのペースと出力の一端間にゼーナ
    ダイオドと等価的に直列になる抵抗を挿入したものから
    なり、前記側路抵抗の値が前記等価的に直列になる抵抗
    の値より大なる関係にしたD C−D Cコンバータ0
JP59097890A 1984-05-16 1984-05-16 Dc−dcコンバ−タ Pending JPS60245470A (ja)

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JPS60245470A true JPS60245470A (ja) 1985-12-05

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ID=14204344

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JP (1) JPS60245470A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6501921B2 (en) 2000-10-12 2002-12-31 Funai Electric Co., Ltd. High voltage generating circuit for a toner system printer

Cited By (1)

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