JPS61177164A - Dc−dcコンバ−タ回路 - Google Patents

Dc−dcコンバ−タ回路

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JPS61177164A
JPS61177164A JP1728485A JP1728485A JPS61177164A JP S61177164 A JPS61177164 A JP S61177164A JP 1728485 A JP1728485 A JP 1728485A JP 1728485 A JP1728485 A JP 1728485A JP S61177164 A JPS61177164 A JP S61177164A
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JP
Japan
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base
transistor
circuit
winding
transformer
Prior art date
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Pending
Application number
JP1728485A
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English (en)
Inventor
Fujio Yamakawa
山川 藤夫
Tsutomu Sakamoto
勉 坂本
Koichi Kobayashi
剛一 小林
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.)
Iwaki Electronics Co Ltd
Original Assignee
Iwaki Electronics Co Ltd
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Publication date
Application filed by Iwaki Electronics Co Ltd filed Critical Iwaki Electronics Co Ltd
Priority to JP1728485A priority Critical patent/JPS61177164A/ja
Publication of JPS61177164A publication Critical patent/JPS61177164A/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

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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】 [産業上の利用分野] 本発明は、自励発振のロイヤ型DC−DCコンバータ回
路に関し、更に詳しくはそのベースバイアス回路にコン
デンサを付設してトランジスタのターンオフ時のスパイ
ク電流の発生を抑制するベース蓄積電荷の急速放電回路
を備えたDC−DCコンバータ回路に関するものである
[従来の技術] 自動型マルチコンバータの一種として可飽和トランジス
タいるロイヤ型DC−DCコンバータ回路は周知であり
、1トランス型で回路構成が比較的簡単であるという特
徴を有するため広く利用きれている。
従来のロイヤ型DC−DCコンバータ回路の一例を第3
図に示す。可飽和トランスTにおいてり、、 L2は一
次巻線、L、、 L4はベース巻線、L5は出力用二次
巻線である。また、Q3.Q2はトランジスタ、R1は
発振起動バイアス用抵抗、Dはダイオード、R2はベー
ス電流設定用抵抗であり、符号1はベースバイア3回路
、符号2は整流平滑回路である。
電源が投入されると発振起動バイアス用抵抗R1から可
飽和トランスTのベース巻IIL、、 L4を通してト
ランジスタQ1.Q、にベースバイアス電流が供給され
発振を開始する。トランジスタのhf、のばらつき等に
より、いずれか一方のトランジスタが先にオン状態に移
行する。ここではトランジスタQ□が先にオン方向に向
かうと仮定する。トランジスタQ、がオンに移行すると
、該トランジスタQ、は一次巻線L1を通して可飽和ト
ランスTを励磁する。それによってベース巻線L4はト
ランジスタQ2をオフ方向へ、ベース巻線L3はトラン
ジスタQ1をオン方向へそれぞれ移行さ゛せる誘起電圧
を発生し動作を加速する。ベース巻+i!1IL3、ベ
ース電流設定用抵抗R2およびダイオードDを通してベ
ース電流が流れるので、トランジスタQ1はしばらくオ
ン状態を維持する。−次巻、I@L□を流れる電流は積
分され次第に増加していくが、ついにはトランスTの磁
心を飽和させる。するとトランスTの各巻線に誘起して
いた電圧は急激に消滅し、トランジスタQ、を駆動して
いたベース電流も零になり、オフに移行する。この時−
次巻線L1にはフライバック効果により逆起電力が生じ
、各巻線にも逆電圧が発生する。この逆電圧によって今
度は他方のトランジスタQ2がオン方向へ、前記のトラ
ンジスタQ1がオフ方向へ動作し始める。以下同様の動
作を繰り返し発振が継続される。
[発明が解決しようとする問題点フ ロイヤ型DC−DCコンバータ回路は、トランスが1個
で済み、回路構成も比較的単純であるという利点を有す
るが、スイッチングの際に大きなスパイク電流が流れる
という欠点がある。
前記の動作の中でトランスが飽和点に達し、トランジス
タQ1がターンオフする時、該トランジスタQ□のベー
スに蓄積された少数キャリアのためシャープにオフでき
ず、キャリアが消滅するまでオン状態を維持する。とこ
ろがこの時既に他方のトランジスタQ2はオン動作を始
めており、その結果トランスTの一次巻線L1. L2
は僅かではあるが同時に駆動される時間帯を有すること
になる。
この時間帯ではトランスTのインピーダンスは零となり
、その結果大きなスパイク電流が流れる。このスパイク
電流によって有害なノイズが発生するばかりでなく、両
トランジスタの発熱が著しく、変換効率を大幅に低下さ
せることになり、ロイヤ型コンバータ回路の大きな欠点
となっている。
このようなスパイク電流をある程度抑制する目的で一次
側の主回路にチョークコイルを挿入することも行われて
いるが、チョークコイルを挿入するとその直流抵抗によ
り損失が生じるほか、フライバック電圧による出力電圧
の変動が問題となり、必ずしも十分満足しうる効果はも
たらされない。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、回路構成が比較的簡単であるといろロイヤ邸DC−D
Cコンパー々rER胞の再所葵生かし、その欠点である
ターンオフ時のストレージの影響による低効率の問題を
解決しうるようなりC−DCコンバータ回路を提供する
ことにある。
[問題点を解決するための手段] 上記のような目的を達成することのできる本発明は、ト
ランジスタのベース電荷急速放電回路の付いたDC−D
Cコンバータ回路であり、その具体的な構成は、ロイヤ
型DC−DCコンバータ回路において、ベースバイアス
回路のベース巻線接続端と直流電源入力端との間に、ト
ランジスタのオフ時のベース蓄積電荷を吸収するコンデ
ンサを付設した点に大きな特徴を有するものである。
ここで取り付けられるコンデンサの容量は、回路条件に
より異なるが、通常1〜10μFの範囲が適当である。
[実施例] 以下、図面に基づき本発明について更に詳しく説明する
。第1図は、本発明に係るロイヤ型DC−DCCコンバ
ーブ路の一実施例を示す回路図である。基本的な構成は
第3図に示す従来構成の場合とほぼ同様であるから、理
解を容易ならしめるため対応する部分には同一符号を付
す。
直流電源入力の一端を可飽和トランスTの一次巻RL、
、 L2の中点に、該−次巻線り、、 L2の両地端を
それぞれトランジスタQ1.Q2を介して直流電源入力
の他端に接続するとともに、前記トランジスタQ1. 
Q2のベースをそれぞれ前記可飽和トランスTの二つの
ベース巻線L3゜L の一端に、該ベース巻線L3. 
L、の他端をベースバイアス回路1に接続して、両ベー
ス巻線L3. L4の誘起電圧で前記トランジスタQ。
Q2を交互にスイッチングさせ、可飽和トランスTの二
次巻線L5の出力を整流平滑口@2で整流して出力する
よう構成される。直流電源の再入力端間に接続されるベ
ースバイアス回路1は、発振起動バイアス用抵抗R2と
ダイオードDとベース電流設定用抵抗R2との直列接続
から構成され、発振起動バイアス用抵抗R,の一端がベ
ース巻線り、、L4に接続される。
ここで本発明が従来技術と顕著に相違する点1、t 、
前記ベースバイアス回路1のベース1iiilL3゜L
4の共通接続端と直流電源入力の一端との間に、即ちダ
イオードDとベース電流設定用抵抗R2とからなる回路
と並列に比較的容量の大きいコンデンサCを付設した点
である。このコンデンサCの容量は回路条件により異な
るが、通常1〜10μF程度のものが適当である。極性
を有するコンデンサを用いる場合には、図示されている
ようにプラス側が直流電源入力の一端に接続されるよう
にする。
次に本発明に係るDC−DCコンバータ回路のコンバー
タとしての基本的な動作は従来技術で説明したのとほぼ
同様であるから、それについての説明は前記の説明と重
複するから省略する。スイッチングの際に生じる有害な
スパイク電流の原因は、トランジスタ特有の少数キャリ
アによることは前述した通りである。そこで本発明では
ベース蓄積電荷をコンデンサに急速放電させてストレー
ジの悪影響を無くすように工夫されている。
さて発振状態にある場合のコンデンサCの端子電圧(A
点の電圧)は電源電圧に対して負の電圧にバイアスされ
ている。例えばトランジスタQ□がオンの時、そのベー
ス電圧は約0.8vである。トランスTのベース巻線L
3. L、の出力電圧が3■の場合、コンデンサCの端
子電圧は−3+ 0.8 = −2,2Vとなり、この
負電圧で充電されていることになる。ここでトランスT
が飽和点に達し、トランジスタQ、がターンオフする時
、ベース巻線L3の誘起電圧は零になる。
該ベース巻線L3の他端は負電圧に充電されたコンデン
サCに接続されているから、この時トランジスタQ1に
残っている少数キャリアは急激にコンデンサCへ向かっ
て放電し、シャープなターンオフ動作を実行する。この
ような作用によって有害なスパイク電流の発生は最小限
度に抑えられ、変換効率は大きく改善されることになる
ここでコンバータの一次側主回路の直流電源入力とトラ
ンスTの一次巻線中点間に挿入されたチョークコイルC
Hは、そのインダクタンスによってスパイク電流をある
程度抑える機能を果たし、各トランジスタQ、、 Q2
に対して並列に接続されたコンデンサCI、C2は、寄
生振動防止用のものである。
第2図は本発明と従来技術との回路の出力波形の相違を
示す。実線が本発明に係る回路の波形であり、それに対
して破線は従来回路の波形である。この第2図からも明
らかなように、従来顕著に生じていたスパイク状のコレ
クタ電圧a1コレクタ電流す、cは本発明ではほとんど
生じず、またトランジスタのコレクタ電圧の立ち下がり
dも遅れがなく極めてシャープなものとなる。このこと
は特にトランジスタQ1のベース電圧波形の立ち下がり
(本発明のeと従来技術のf)を対比すれば、コンデン
サCの押入によるトランジスタのオフ時における少数キ
ャリアの消滅の速さが判るであろう。本発明ではベース
電圧が急速に立ち下がる分だけスパイク状のコレクタ電
流の発生が抑えられるのである。
スイッチング動作をするトランジスタのコレクタ損失は
、主としてコレクタ電圧波形とコレクタ電流波形とが同
一時間軸上で見たときクロスオーバーしている部分の面
積に依存しているから、従来技術では立ち上がり時およ
び立ち下がり時に大きな損失が生じていたが、本発明で
はその時間帯での損失はほとんどなく、オン時のコレク
タ損失だけとなり、コレクタ損失を従来技術に比べて1
/2〜115程度まで低減できることが種々の実験で確
認されている。
[発明の効果] 本発明は上記のようにロイヤ型DC−DCコンバータ回
路のベースバイアス回路のベース巻m端と直流電源入力
の一端にコンデンサを付設したので、トランジスタのタ
ーンオフ時の蓄積電荷を速やかに放電させシャープなタ
ーンオフ動作を行わせることができるので、ストレージ
の影響による大きなスパンク電流の発生並びにそれに伴
う有害ノイズの発生を防止できるという優れた効果を有
する。
また上記のように大きなスパイク電圧電流を防止できる
ため、トランジスタのコレクタ損失を1/2〜115程
度軽減できるので、コレクタ損失の小さなトランジスタ
に置き換えることが可能であり、回路各部の部品の定格
を下げろことができるためコンバータ回路を小型低廉化
できるし、安全性を大幅に改善でき信頼性向上に大きく
貢献する。
更に本発明によれば、前記のようにコンデンサを1個付
設するだけでよいから、極めて簡単な構成であり、従来
設計されていたコンバータ基板をそのまま用いることも
可能であるし、既に使用されている装置を簡単に改造し
て優れた効果を発揮させることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るDC−DCコンバータ回路の一実
施例を示す説明図、第2図はコンバータ回路の各部にお
ける動作波形図、第3図は従来のコンノ(−夕回路の一
例を示す回路図である。 1・・・ベースバイアス回路、2・・・整流平滑回路、
T・・・可飽和トランス、Ll、 L2・・・−次巻線
、L。 L4−9.ベース巻線、L5・・・二次巻線、Q□、Q
2・・・トランジスタ、C・・・コンデンサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、可飽和トランスの一次巻線とトランジスタを直列に
    接続した2個の回路をそれぞれ直流電源入力間に接続し
    、前記各トランジスタのベースをそれぞれ前記可飽和ト
    ランスの2個のベース巻線の一端に、該ベース巻線の他
    端をベースバイアス回路に接続して、両ベース巻線の誘
    起電圧で前記トランジスタを交互にスイッチングさせ、
    可飽和トランスの二次巻線の出力を整流して出力するD
    C−DCコンバータ回路において、前記ベースバイアス
    回路のベース巻線接続端と直流電源入力端との間に、ト
    ランジスタのオフ時のベース蓄積電荷を吸収するコンデ
    ンサを付設したことを特徴とするDC−DCコンバータ
    回路。
JP1728485A 1985-01-31 1985-01-31 Dc−dcコンバ−タ回路 Pending JPS61177164A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5914983A (ja) * 1982-07-15 1984-01-25 Nippon Typewriter Kk タイプライタに於ける縦送り装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5914983A (ja) * 1982-07-15 1984-01-25 Nippon Typewriter Kk タイプライタに於ける縦送り装置

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