JPS61109457A - スイツチング・レギユレ−タ - Google Patents
スイツチング・レギユレ−タInfo
- Publication number
- JPS61109457A JPS61109457A JP22865784A JP22865784A JPS61109457A JP S61109457 A JPS61109457 A JP S61109457A JP 22865784 A JP22865784 A JP 22865784A JP 22865784 A JP22865784 A JP 22865784A JP S61109457 A JPS61109457 A JP S61109457A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- saturable reactor
- reactor
- diode
- voltage
- series
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (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、テレビジョン受信機、電子計算機。
複写機、ファクシミリ−、レーザ光線発生装置。
ミニコン、計測器、交通制御装置などの直流定電圧電源
として使用されるスイッチング・レギュレータ、特に、
軟質磁性材料をコアとして用いたｒｊｌ’飽和リアクト
ルのインダクタンスを定電圧制御回路によって変化させ
る磁気増幅器方式のスイッチング・レギュレータの改良
に関するものである。
として使用されるスイッチング・レギュレータ、特に、
軟質磁性材料をコアとして用いたｒｊｌ’飽和リアクト
ルのインダクタンスを定電圧制御回路によって変化させ
る磁気増幅器方式のスイッチング・レギュレータの改良
に関するものである。
従来の磁気増幅器方式のスイッチング・レギュレータの
回路の構成を第２図に、又、第３図に、第２図の構成の
１部回路図を示した。
回路の構成を第２図に、又、第３図に、第２図の構成の
１部回路図を示した。
第３図において、１はスイッチング素子、２は主トラン
ス、６，４は主トランス２０１次巻線、および２次巻線
である。５は可飽和リアクトル、６は整流回路、７は定
電圧制御回路、Ｂａ、Ｂｈは各々直流出力の正、負極端
子である。
ス、６，４は主トランス２０１次巻線、および２次巻線
である。５は可飽和リアクトル、６は整流回路、７は定
電圧制御回路、Ｂａ、Ｂｈは各々直流出力の正、負極端
子である。
第４図には、第３図に示した可飽和リアクトル５の斜視
図、第５図には、可飽和リアクトル５のコア材料の磁気
ヒステリス曲線模式図を示した。
図、第５図には、可飽和リアクトル５のコア材料の磁気
ヒステリス曲線模式図を示した。
次に、第３図に示した回路の動作を説明する。
直流電圧が印加された一次巻線３に接続されたスイッチ
ング素子の０Ｎ−ＯＦＦによシ主トランス２の二次巻線
４にパルス状の電圧及び電流（龜υが誘起される。スイ
ッチング素子１がＯＮすると、主トランス２の一次巻線
３に電圧ｖＩが誘起し、同様に二次巻線４にも図示黒丸
を正極性とする電圧■１が誘起される。この時、予めス
イッチング素子１がＯＦＦの期間にリセット電流ｉｒに
よシ可飽和リアクトル５は磁化されているから、可飽和
リアクトル５は黒丸を正極性とする極性に電圧ｖＭをも
ち、電圧■諺を阻止する。スイッチング素子１がＯＮし
て時間が経過し、電圧Ｖ、で可飽和リアクトル５が飽和
領域まで磁化されると可飽和リアクトル５は、磁気的ス
イッチとして、後述の作用によ如スイッチオンの状態と
なり、出力整流回路６を経てはじめて直流出力端子８α
、８Ａに電力を供給するようになる。スイッチング素子
１のＯＮ期間に出力電圧ｖ。
ング素子の０Ｎ−ＯＦＦによシ主トランス２の二次巻線
４にパルス状の電圧及び電流（龜υが誘起される。スイ
ッチング素子１がＯＮすると、主トランス２の一次巻線
３に電圧ｖＩが誘起し、同様に二次巻線４にも図示黒丸
を正極性とする電圧■１が誘起される。この時、予めス
イッチング素子１がＯＦＦの期間にリセット電流ｉｒに
よシ可飽和リアクトル５は磁化されているから、可飽和
リアクトル５は黒丸を正極性とする極性に電圧ｖＭをも
ち、電圧■諺を阻止する。スイッチング素子１がＯＮし
て時間が経過し、電圧Ｖ、で可飽和リアクトル５が飽和
領域まで磁化されると可飽和リアクトル５は、磁気的ス
イッチとして、後述の作用によ如スイッチオンの状態と
なり、出力整流回路６を経てはじめて直流出力端子８α
、８Ａに電力を供給するようになる。スイッチング素子
１のＯＮ期間に出力電圧ｖ。
を一定に安定化させるため、■の検出信号を制御回路７
に入力し、リセット電流時を制御している。
に入力し、リセット電流時を制御している。
ここで、出力電圧ｖ０を抵抗７１ 、７２で分割した信
号をオペアンプ７３に入力し、抵抗７４とツェナーダイ
オード７５からなる基準電圧と比較し、誤差信号ζこ応
じて、トランジスタ７６を駆動してリセット電流ｉｒを
ダイオード７７を経て流す。
号をオペアンプ７３に入力し、抵抗７４とツェナーダイ
オード７５からなる基準電圧と比較し、誤差信号ζこ応
じて、トランジスタ７６を駆動してリセット電流ｉｒを
ダイオード７７を経て流す。
第５図に示しよコア材料の磁気ヒステリス曲線模式図に
基づいて説明すると次の通りである。
基づいて説明すると次の通りである。
主トランス２の二次巻線４に誘起されたパルス電流ｔ１
によって可飽和リアクトルのコア材料は、第５図の飽和
点（Ａ）まで番こ達し、ＬＩが零になった時にＢｒ点に
戻る。リセット電流ｉ１は、その値が大きくなれば、リ
セットさせる動作点を（Ｂ）点→（Ｃ）点へと次第に移
していく。ｉＩが大きくなｉ）、（Ｃ）点→（Ａ）点間
での動作を繰り返した時が磁束の時間的変化量が最大で
可飽和リアクトルのインビダンスは最大であり、電圧降
下も最大となる。このようにリセット電流ｉｒにより可
飽和リアクトルによる電圧降下を変化させ、出力電圧を
一定にしているのである。
によって可飽和リアクトルのコア材料は、第５図の飽和
点（Ａ）まで番こ達し、ＬＩが零になった時にＢｒ点に
戻る。リセット電流ｉ１は、その値が大きくなれば、リ
セットさせる動作点を（Ｂ）点→（Ｃ）点へと次第に移
していく。ｉＩが大きくなｉ）、（Ｃ）点→（Ａ）点間
での動作を繰り返した時が磁束の時間的変化量が最大で
可飽和リアクトルのインビダンスは最大であり、電圧降
下も最大となる。このようにリセット電流ｉｒにより可
飽和リアクトルによる電圧降下を変化させ、出力電圧を
一定にしているのである。
コア材料としては、パーマロイ、又はアモルファス金属
合金が使用されているが、材料性能として、飽和磁束密
度ＢｍＯ値と残留磁束密度Ｂｒの値が同じものが理想的
であるが、現実問題としては１．）Ｂｍの値とＢｒの値
とが同一のものは存在しないので、なるべく近い値を有
する材料が選択され使用される。理由は、第６図に示す
トランス２０２次巻線４の電圧Ｖ、の電力を最大に出力
へ供給しようとしても、可飽和リアクトル５の材質特性
が悪いと、ＢｒからＢｍまで上昇するまでの時間以下ま
では可飽和リアクトルの端子電圧ＶＭのパルス幅を狭く
することができないため、出力に供給される電圧Ｖｓの
パルス幅は狭くなり、短時間に大きな電力を出力へ供給
させることになるため、スイッチングトランジスタ１や
整流ダイオード６１ 、６２に大きなピーク電流が流れ
る。よって、定格電流の大きい部品が必要でコストアッ
プになるばかりか、効率も悪化させる。
合金が使用されているが、材料性能として、飽和磁束密
度ＢｍＯ値と残留磁束密度Ｂｒの値が同じものが理想的
であるが、現実問題としては１．）Ｂｍの値とＢｒの値
とが同一のものは存在しないので、なるべく近い値を有
する材料が選択され使用される。理由は、第６図に示す
トランス２０２次巻線４の電圧Ｖ、の電力を最大に出力
へ供給しようとしても、可飽和リアクトル５の材質特性
が悪いと、ＢｒからＢｍまで上昇するまでの時間以下ま
では可飽和リアクトルの端子電圧ＶＭのパルス幅を狭く
することができないため、出力に供給される電圧Ｖｓの
パルス幅は狭くなり、短時間に大きな電力を出力へ供給
させることになるため、スイッチングトランジスタ１や
整流ダイオード６１ 、６２に大きなピーク電流が流れ
る。よって、定格電流の大きい部品が必要でコストアッ
プになるばかりか、効率も悪化させる。
このため、８ｍ値とＢｒ値が近い方が望ましいのである
。
。
リセット電流時によシリセットされ得る動作点は、８１
点と０点との間である。
点と０点との間である。
本発明の目的は、パルス電流ｉｌのみでも発生するマイ
ナーループ（動作点Ｂ、と動作点ｎｔ−）によるリセッ
ト電流ｉｒの制御不能範囲を小さくシ、又、リセット電
流ｉｒによるリセット動作点の範囲な可飽和リアクタの
コア材料の高磁束密度側まで広げるものである。
ナーループ（動作点Ｂ、と動作点ｎｔ−）によるリセッ
ト電流ｉｒの制御不能範囲を小さくシ、又、リセット電
流ｉｒによるリセット動作点の範囲な可飽和リアクタの
コア材料の高磁束密度側まで広げるものである。
第１図には、本発明による回路例を示した。第１図にお
いて、ダイオード９は可飽和リアクトル５に蓄積された
磁気エネルギに起因する自己起電力を利用して、同リア
クトルに順方向直流バイアスを印加するためのダイオー
ドであり、抵抗１１は可飽和リアクトル５の両端子間の
短絡を防止するためのものである。
いて、ダイオード９は可飽和リアクトル５に蓄積された
磁気エネルギに起因する自己起電力を利用して、同リア
クトルに順方向直流バイアスを印加するためのダイオー
ドであり、抵抗１１は可飽和リアクトル５の両端子間の
短絡を防止するためのものである。
第７図は、本回路例の動作を説明するための可飽和リア
クトルのコア材料の磁気ヒステリス曲線を示したもので
ある。可飽和リアクトル５に正パルス電流（ｉ、）が通
過すると、そのコア材料は、飽和磁化Ｂｍに至り、ｉＩ
が０になってもインダクタンスによる蓄積エネルギに起
因する自己起電力により、飽和磁化Ｂｍにとどまろうと
する傾向を有するも、抵抗Ｒ１によシミ気エネルギーを
消耗して、Ｂｒ点に戻らんとするが、これよシ早く次の
正パルス電圧電ｔ＆Ｃｉυがやって来て、再び、飽和磁
化Ｂ、に至る。
クトルのコア材料の磁気ヒステリス曲線を示したもので
ある。可飽和リアクトル５に正パルス電流（ｉ、）が通
過すると、そのコア材料は、飽和磁化Ｂｍに至り、ｉＩ
が０になってもインダクタンスによる蓄積エネルギに起
因する自己起電力により、飽和磁化Ｂｍにとどまろうと
する傾向を有するも、抵抗Ｒ１によシミ気エネルギーを
消耗して、Ｂｒ点に戻らんとするが、これよシ早く次の
正パルス電圧電ｔ＆Ｃｉυがやって来て、再び、飽和磁
化Ｂ、に至る。
このように、可飽和リアクトル５に蓄積されたエネルギ
は、ダイオード９．抵抗８を通して、バイアス電流とし
て転流するために、磁束が（Ａ）１０１点へ進む連層が
２そぐな’）、Ｂｒ’点でまたスイッチング素子１がＯ
ＮシてＢｒ′→（Δ）点へ進む。従って、実質的に常に
このバイアス電流に」：る磁場（ΔＨ）が印加されたと
等〈なっておシ、パルス電１流ｉ、に起因するマイナー
ループは、動作点（Ａ）と口ｒ′間に限定される。ここ
でＢｒ′は、磁場（ΔＩ■）が印加されている場合のコ
ア材料に誘起される磁束密度である。
は、ダイオード９．抵抗８を通して、バイアス電流とし
て転流するために、磁束が（Ａ）１０１点へ進む連層が
２そぐな’）、Ｂｒ’点でまたスイッチング素子１がＯ
ＮシてＢｒ′→（Δ）点へ進む。従って、実質的に常に
このバイアス電流に」：る磁場（ΔＨ）が印加されたと
等〈なっておシ、パルス電１流ｉ、に起因するマイナー
ループは、動作点（Ａ）と口ｒ′間に限定される。ここ
でＢｒ′は、磁場（ΔＩ■）が印加されている場合のコ
ア材料に誘起される磁束密度である。
従って、リセット電流Ｚｙによりリセットされ得る動作
点は Ｂ、！と（Ｃ）との間が使用出来る様になり、バ
イアス電流による磁場（Δ■）が無い場合に昧して拡大
され、可飽和リアクトルのインピーダンスの変化範囲、
従って可飽和リアクトルによる電圧降下も広く変化させ
得ることにより、制御範囲が広くとれる様になるのであ
る。
点は Ｂ、！と（Ｃ）との間が使用出来る様になり、バ
イアス電流による磁場（Δ■）が無い場合に昧して拡大
され、可飽和リアクトルのインピーダンスの変化範囲、
従って可飽和リアクトルによる電圧降下も広く変化させ
得ることにより、制御範囲が広くとれる様になるのであ
る。
第１図は、本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図
は、磁気増幅器方式のスイッチングレギュレータ回路の
構成図、第３図は従来の回路構成図、ｔＩｃ４図は可飽
和リアクトルの斜視図、第５図は可飽和リアクトルのコ
ア材料の磁気ヒステリシス曲線模式図、第６図は回路中
の各部の電圧波形図、第７図は第１図に示した回路例の
動作を説明するための可飽和リアクトルのコア材料の磁
気ヒステリス曲線図である。 １ニスイツチング素子、 ２：主トランス、５：可飽和
リアクトル、 ６：電流回路、７：定電圧制御回路。 第＋２ ＩＩ 第４図 竿５図 第７０ βＪ’ （Ａ） ■ 「 ｃｌ ：
は、磁気増幅器方式のスイッチングレギュレータ回路の
構成図、第３図は従来の回路構成図、ｔＩｃ４図は可飽
和リアクトルの斜視図、第５図は可飽和リアクトルのコ
ア材料の磁気ヒステリシス曲線模式図、第６図は回路中
の各部の電圧波形図、第７図は第１図に示した回路例の
動作を説明するための可飽和リアクトルのコア材料の磁
気ヒステリス曲線図である。 １ニスイツチング素子、 ２：主トランス、５：可飽和
リアクトル、 ６：電流回路、７：定電圧制御回路。 第＋２ ＩＩ 第４図 竿５図 第７０ βＪ’ （Ａ） ■ 「 ｃｌ ：
Claims (1)
- トランスの一次巻線に直列に接続され、周期的に断続す
るスイッチング素子、前記トランスの出力の二次巻線に
直列に接続される可飽和リアクトル、さらに前記可飽和
リアクトルと直列に接続される整流回路、前記整流回路
の出力端の直流電圧を一定にするために前記可飽和リア
クトルのインダクタンスを変化させる制御回路を有する
スイッチング・レギュレータにおいて、前記可飽和リア
クトルと並列にダイオードと抵抗素子をダイオードのカ
ソード側端子が前記可飽和リアクトルのトランス側に、
又、アノード側端子が可飽和リアクトルと制御回路との
接続点間に結線されることを特徴とするスイッチング・
レギュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22865784A JPS61109457A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | スイツチング・レギユレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22865784A JPS61109457A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | スイツチング・レギユレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61109457A true JPS61109457A (ja) | 1986-05-27 |
| JPH0241273B2 JPH0241273B2 (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=16879764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22865784A Granted JPS61109457A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | スイツチング・レギユレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61109457A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS637993U (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-19 | ||
| JPS6356168A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-10 | Hitachi Ltd | 磁気制御形スイツチングレギユレ−タ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5739430A (en) * | 1980-08-22 | 1982-03-04 | Tohoku Metal Ind Ltd | Switching regulator |
-
1984
- 1984-10-30 JP JP22865784A patent/JPS61109457A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5739430A (en) * | 1980-08-22 | 1982-03-04 | Tohoku Metal Ind Ltd | Switching regulator |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS637993U (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-19 | ||
| JPS6356168A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-10 | Hitachi Ltd | 磁気制御形スイツチングレギユレ−タ |
| JPH0574309B2 (ja) * | 1986-08-27 | 1993-10-18 | Hitachi Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0241273B2 (ja) | 1990-09-17 |
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