JPS603638Y2 - Ｄｃ−ａｃ コンバ−タの保護回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ＤＣ−ＡＣコンバータさらには鞭−油コン
バータの過負荷等による発振停止に対してトランジスタ
などの発振用素子が破損されるのを防止するＤＣ−ＡＣ
コンバータの保護回路に関する。

第１図は、一般に用いられるＤＣ−ＡＤコンバータを示
す回路図である。

トランス１の一次側の主巻線ＩＡにはトランジスタ２，
３のオンで直流電源４から電流を流し、この電流変化を
ドライブ巻線ＩＢを介してそれぞれトランジスタ２，３
のベースに正帰還させ、トランス１の飽和によりトラン
ジスタ２，３が交互にオンするプッシュプル発振回路を
得ている。

そして、トランス１の二次側の出力巻線１０に交流電流
を得、整流平滑回路５を介して直流電流を得る。

また、整流平滑回路５を設けなければ、ＤＣ−ＡＣコン
バータとなる。

ここで抵抗６，７は直流電源４の電圧を分圧してトラン
ジスタ２，３にバイアス電圧を与え、発振起動時にトラ
ンジスタ２または３をオンさせて発振を開始させるもの
であり、ドライブ巻線の誘起電圧はバイアス電圧と重畳
されてトランジスタ２゜３のベースに加えられる。

また、コンデンサ８はトランス１の電流が飽和した後の
ドライブ巻線ＩＢの逆電流からトランジスタ２，３を保
護するもので、このコンデンサ８の代りにダイオードを
用いることもある。

上述のようなに−ＡＣコンバータまたは況−ＤＣコンバ
ータにおいては、出力巻線ＩＣに接続される負荷の変動
が激しいときまたは過負荷などの原因で発振停止が起り
うる。

そして、発振停止時の等節回路は第２図に示すように、
トランジスタ２，３共に充分なバイアス電流が供給され
たオン状態となり、そのコレクタは直流電源４に直接接
続となる。

従って、トランジスタ２，３のコレクタ電流を制限する
ものがなく、そのコレクタ損失はその最大定格を越え、
ついには破損する。

このように、ＤＣ−ＡＣまたはＤＣ−ＤＣ−ｚンバータ
においては、過負荷等による発振停止はトランジスタの
破損を引起するので、第１図の場合は発振停止に対して
直ちに直流電源４を開放する必要がある。

また、発振停止を防ぐには、予想される最も重い負荷お
よび急激な負荷変動に耐えるような余裕を持たせた仕様
を必要とする。

そこで、この考案は発振停止時のトランジスタの破損を
防止でき、負荷状態が良くなれば自動的に発振を開始す
るＤＣ−ＡＣコンバータの保護回路を提供しようとする
ものである。

第３図は、この考案によるＤＣ−ＡＣコンバータの保護
回路の一実施例を示す回路図である。

同図において、トランジスタ９，１０は無安定マルチバ
イブレータに構成され、トランジスタ１０の出力として
第４図に示すデユーティレジオの波形を得ている。

トランジスタ１１はトランジスタ１０のオン・オフ出力
でドライブされ、第４図の波形図とは逆相でオン・オフ
動作する構成にされている。

そして、トランジスタ１１は抵抗７と並列に接続され、
そのオン・オフ動作により抵抗７の両端を短絡、開放す
るスイッチ動作をする。

換言すれば、トランジスタ１１はそのオンでトランジス
タ２，３のバイアス電圧を零にする。

なお、トランジスタ１０のコレクタへの直流電源の供給
は、抵抗１２とコンデンサ１３とによる遅延回路を介し
て行なわれ、電源投入時（コンバータの起動時）点から
所定時間はトランジスタ１１をオフ状態に維持する。

上記において、コンバータの発振動作中はドライブ巻線
ＩＢに生じる逆電流によってコンデンサ８が負に充電さ
れる。

従って、トランジスタ１１のコレクタ電位はエミッタ電
位より低くなり、トランジスタ１１はトランジスタ動作
でなく、ベース・コレクタのダイオードとして動作し、
トランジスタ１０側から抵抗１４を通してコンデンサ８
へ放電電流が流れる。

この電流はトランジスタ１０がオン（第４図のｔ１期間
）の間は抵抗１４の抵抗値でコンデンサ８の充電電圧を
除算した値で、トランジスタ１０がオフ（ｔ２期間）の
間はコンデンサ８の電圧と直流電源４電圧との加算値を
抵抗１４の抵抗値で除算した値にほぼ一致する。

この電流は、抵抗１４の抵抗値が充分に大きい（トラン
ジスタ１１のドライブ電流で制限される）ので、トラン
ジスタ２，３の発振には何ら影響を及ぼすものでない。

つぎに、コンバータの発振が停止したとき、ドライブ巻
線ＩＢには出力が生ぜず、コンデンサ８の負電圧は抵抗
７を通して放電され、トランジスタ１１のコレクタは正
Ｗになる。

ここで、発振停止が第４図のｔ２期間で生じた場合、こ
の間ではトランジスタ１１がオン状態にあるので、コン
デンサ８の両端を短絡した状態にナリ、トランジスタ２
，３は完全にカットオフ状態に保持され、トランジスタ
２，３のコレクタ電流は断たれる。

一方、発振停止がｔ１期間で生じた場合、トランジスタ
１１がオフでトランジスタ２．３にはコレクタ電流が流
れるが、１．＜１２に設定すれば、トランジスタ２，３
の最大定格を越える時間が短かく、直ちにｔ２期間に移
行してトランジスタ２，３の破損が防止される。

そして、次のｔ１期間でトランジスタ１１がオフになる
と、トランジスタ２または３がオンして発振の再開が行
なわれる。

なお、コンバータの過負荷状態が継続する場合には、上
述の動作を繰り返し、過負荷が取除かれれば、発振を再
開して正常状態に復帰する。

なお、直流電源４の投入時にトランジスタ１１がオン状
態にあるとｔ２期間だけ発振開始の動作が遅れるが、コ
ンデンサ１３と抵抗１２との遅延回路で、電源投入時は
トランジスタ１１がオフに保持される。

上記実施例においては、プッシュプル発振回路を持つＤ
Ｃ−ＤＣコンバータの場合を示したが、この考案はこれ
に限定されるものでなく、第５図に示すように、−石式
のコンバータにも適用できる。

また、上記実施例においては、発振停止の原因が取除か
れたときに、保護回路により自動復帰させる場合を示し
たが、自動復帰の必要がなければ、第６図に示す保護回
路でも良い。

同図の動作としては、トランジスタ１５は電源投入から
所定時間後は常にオンされうる状態にあり、コンバータ
が発振動作中は前述のように単にダイオードとして動作
し、発振停止に対してはトランジスタ２．３をオフ状態
に保持する。

この場合、コンパ−タの発振再開は直流電源４を一旦開
放することにより行なえる。

要するに、この考案においては、マルチバイブレータの
出力で常時オン・オフ動作するトランジスタ１１を設え
、このトランジスタ１１のスイッチ動作でコンバータの
発振停止時にはトランジスタ２，３をカットオフ状態に
保持してその破損を防止できる。

さらに、トランジスタ１１のオフ状態においてトランジ
スタ２，３の発振開始準備を行ない、発振停止の原因が
取除かれた場合は自動的に発振を再開させることも可能
である。

また、保護回路を設けることに関連して、コンバータは
予想される最大負荷に耐える容量のもので良く、何ら余
裕を持たせる必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般のＤＣ−ＤＣコンバータ回路を示す図、第
２図は第１図における発振停止時の等節回路を示す図、
第３図はこの考案によるＤＣ−ＡＣコンバータの保護回
路の一実施例を示す図、第４図はトランジスタ１０の出
力波形図、第５図、第６図はこの考案の他の実施例を示
す図である。 １・・・・・・トランス、２，３・・・・・・トランジ
スタ、４・・・・・・直流電源、５・・・・・・整流平
滑回路、６，７・・・・・・抵抗、８・・・・・・コン
デンサ、９，１０，１１・・・・・・トランジスタ、１
２・・・・・・抵抗、１３・・・・・・コンデンサ、１
４・・・・・・抵抗、１５・・・・・・トランジスタ、
ＩＡ・・・・・・主巻線、１Ｂ・・・・・・ドライブ巻
線、ＩＣ・・・・・・出力巻線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一次側主巻線と、ドライブ巻線と、二次側出力巻線を有
   するトランスと、このトランスの上記−次側主巻線に直
   列にコレクタエミッタ間が接続され、そのオン動作によ
   り、直流電源からの電流を上記−次側主巻線に流すため
   の発振用トランジスタと、この発振用トランジスタの発
   振起時においてそのベースとエミッタ間に上記ドライブ
   巻線を介してトランジスタがオンとなる方向に直流電圧
   を与える発信起動用のバイアス電圧源とを備えたＤＣ−
   ＡＣコンバータにおいて、発振用トランジスタのベース
   に一端が接続された上記ドライブ巻線の他端と、発信用
   トランジスタのエミッタとの間にスイッチング素子を設
   け、このスイッチング素子を常時オン・オフ動作させ、
   上記トランジスタの発振停止時には上記スイッチング素
   子のオン期間中上記トランジスタをカットオフ状態に保
   持することを特徴とするＤＣ−ＡＣコンバータの保護回
   路。