JPS6122760A - 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
- JPS6122760A JPS6122760A JP14380784A JP14380784A JPS6122760A JP S6122760 A JPS6122760 A JP S6122760A JP 14380784 A JP14380784 A JP 14380784A JP 14380784 A JP14380784 A JP 14380784A JP S6122760 A JPS6122760 A JP S6122760A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- wave
- pulse transformer
- capacitor
- 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
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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
- H02M3/325—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Landscapes
- 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。
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、スイッチングレギュレータに関し、特に電源
電圧の所定基準電圧に対する誤差電圧に応じてパルス幅
が変化するパルス信号によってスイッチング制御をなす
パルス幅変調型スイッチングレギュレータに関する。
電圧の所定基準電圧に対する誤差電圧に応じてパルス幅
が変化するパルス信号によってスイッチング制御をなす
パルス幅変調型スイッチングレギュレータに関する。
背景技術
従来この種のスイッチングレギュレータとして第１図に
示すものがあった。図において、パルストランス１の１
次巻線に正及び負方向の電流を交互に流すべく作動する
、１次平滑コンデンサ２ａ。
示すものがあった。図において、パルストランス１の１
次巻線に正及び負方向の電流を交互に流すべく作動する
、１次平滑コンデンサ２ａ。
２ｂを含むスイッチング回路３は、２個のスイッチング
素子４ａ、４ｂを用いたいわゆるノ・−ツブリッジ構成
となっている。パルストランス１の２次側に導出される
交流電圧は整流回路５で整流され、チョークコイル６お
よびコンデンサ７からなる平滑回路８で平滑化されて電
源電圧Ｖ。とじて出力される。この電源電圧Ｖ。は負荷
ＲＬに供給−されると共に誤差増幅器９に供給される。
素子４ａ、４ｂを用いたいわゆるノ・−ツブリッジ構成
となっている。パルストランス１の２次側に導出される
交流電圧は整流回路５で整流され、チョークコイル６お
よびコンデンサ７からなる平滑回路８で平滑化されて電
源電圧Ｖ。とじて出力される。この電源電圧Ｖ。は負荷
ＲＬに供給−されると共に誤差増幅器９に供給される。
誤差増幅器９は可変な基準電圧Ｖｒｅｆを有し、この基
準電圧Ｖｒｅｆに対する電源電圧Ｖ。の誤差分を増幅す
る。誤差増幅器９から出力される誤差電圧はコンパレー
タ１０の比較入力となる。コンパレータ１０は三角波発
生回路１１からの三角波電圧を基準入力としている。な
お、基準入力としてのこぎり波電圧を用いても良い。コ
ンパレータ１０の比較出力は駆動回路１２を介してスイ
ッチング回路３におけるスイッチング素子４ａ、４ｂを
駆動する。
準電圧Ｖｒｅｆに対する電源電圧Ｖ。の誤差分を増幅す
る。誤差増幅器９から出力される誤差電圧はコンパレー
タ１０の比較入力となる。コンパレータ１０は三角波発
生回路１１からの三角波電圧を基準入力としている。な
お、基準入力としてのこぎり波電圧を用いても良い。コ
ンパレータ１０の比較出力は駆動回路１２を介してスイ
ッチング回路３におけるスイッチング素子４ａ、４ｂを
駆動する。
次に動作について説明する。直流電源＋Ｖｏｏ。
−Ｖ。０や負荷ＲＬの変動により電源電圧Ｖ。が変動し
、誤差増幅器９から出力される誤差電圧が第２図（ａ）
に一点鎖線で示す如く変化したとすれば、コンパレータ
１０の出力は、基準入力すなわちキャリアが第２図（ａ
）に実線で示す如き三角波電圧であるので、第２図（１
））に示す様に、一定周期Ｔにおいて上記誤差電圧の大
きさに応じたパルス幅のパルス信号と々る。すなわち、
コンパレータ１０においてパルス幅変調（ＰＷＭ）が行
われるのである。このコノパレータ１０の出力パルスに
よってスイッチング４ａ、４ｂが交互に駆動されるので
、パルストランス１の２次側にはＰＷＭ波の交流電圧が
発生し、この交流電圧は整流回路５で整流された後、平
滑回路８で平滑化されてＰＷＭ波の平均値である電源電
圧Ｖ。とじて出力される。誤差増幅器９における基準電
圧Ｖｒｅｆ を変化させることにより任意の値の電源電
圧Ｖ。を得ることができるのである。
、誤差増幅器９から出力される誤差電圧が第２図（ａ）
に一点鎖線で示す如く変化したとすれば、コンパレータ
１０の出力は、基準入力すなわちキャリアが第２図（ａ
）に実線で示す如き三角波電圧であるので、第２図（１
））に示す様に、一定周期Ｔにおいて上記誤差電圧の大
きさに応じたパルス幅のパルス信号と々る。すなわち、
コンパレータ１０においてパルス幅変調（ＰＷＭ）が行
われるのである。このコノパレータ１０の出力パルスに
よってスイッチング４ａ、４ｂが交互に駆動されるので
、パルストランス１の２次側にはＰＷＭ波の交流電圧が
発生し、この交流電圧は整流回路５で整流された後、平
滑回路８で平滑化されてＰＷＭ波の平均値である電源電
圧Ｖ。とじて出力される。誤差増幅器９における基準電
圧Ｖｒｅｆ を変化させることにより任意の値の電源電
圧Ｖ。を得ることができるのである。
このように構成された従来のスイッチングレギュレータ
では、パルストランス１の２次側にはＰＷＭ波が発生ず
るので、不連続状の電力を連続させるだめには必ずチュ
ークインプノト型の平滑回路８を使用しなければならず
、かつ大きな負荷電流がチョークコイル６に重畳するた
め大型のチョークコイルが必要であるから、小型化の妨
げとなっていた。小型化を目的にスイッチング周波数を
上げると、スイッチング素子４ａ、’４ｂに流れる電流
と加わる電圧とのクロスする部分が犬きくなシ、損失が
増大することになる。
では、パルストランス１の２次側にはＰＷＭ波が発生ず
るので、不連続状の電力を連続させるだめには必ずチュ
ークインプノト型の平滑回路８を使用しなければならず
、かつ大きな負荷電流がチョークコイル６に重畳するた
め大型のチョークコイルが必要であるから、小型化の妨
げとなっていた。小型化を目的にスイッチング周波数を
上げると、スイッチング素子４ａ、’４ｂに流れる電流
と加わる電圧とのクロスする部分が犬きくなシ、損失が
増大することになる。
また、チョークコイル６のインダクタンスによシミ原電
圧Ｖ。の過渡特性、特に立ち上がシが悪化するという欠
点があった。更には、チョークインプット型平滑回路の
場合、流れる電流を連続にして平滑効果を失なわせない
ためにはブリーダ電流が必要であり、その部分でも損失
が増大し、益々小型化の妨げとなっていた。
圧Ｖ。の過渡特性、特に立ち上がシが悪化するという欠
点があった。更には、チョークインプット型平滑回路の
場合、流れる電流を連続にして平滑効果を失なわせない
ためにはブリーダ電流が必要であり、その部分でも損失
が増大し、益々小型化の妨げとなっていた。
発明の概要
本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、小型かつ
安価で損失が少なく、過渡特性に優れたスイッチングレ
ギュレータを提供することを目的とする。
安価で損失が少なく、過渡特性に優れたスイッチングレ
ギュレータを提供することを目的とする。
本発明によるスイッチングレギュレータは、パルス幅変
調型であって、パルストランスの１次巻線には共振コン
デンサが直列接続されかつ平滑回路としてコンチンサイ
ンプツト型のものを用いたことを特徴としている。
調型であって、パルストランスの１次巻線には共振コン
デンサが直列接続されかつ平滑回路としてコンチンサイ
ンプツト型のものを用いたことを特徴としている。
実施例
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第３図は、本発明の一実施例を示す回路図であり、図中
第１図と同等部分は同一符号により示されている。図に
おいて、ノズルストランス１の１次巻線には、ＰＷＭ波
の基本波帯に対し・くルストランス１のリーケージイン
ダクタンスと直列共振させるだめのコンデンサ１３が直
列接続されている。
第１図と同等部分は同一符号により示されている。図に
おいて、ノズルストランス１の１次巻線には、ＰＷＭ波
の基本波帯に対し・くルストランス１のリーケージイン
ダクタンスと直列共振させるだめのコンデンサ１３が直
列接続されている。
また、平滑回路８Ａとしては、コンデンサ７のみからな
るコンデンサづングット型のものが用いられた構成とな
っており、それ以外の構成は第１図と同じである。
るコンデンサづングット型のものが用いられた構成とな
っており、それ以外の構成は第１図と同じである。
次に、本発明の作用について説明する。
まず、ＰＷＭ波をフーリエ展開し、その基本波成分ｌＰ
ＷＭＩｎ−１を求めると、次式で表わされる。
ＷＭＩｎ−１を求めると、次式で表わされる。
ｌＰＷＭｌｎ＝１＝ｑ巡（１−ｃｏｓ πＤ）ｓｉｎω
。ｔ ・−（１）ただし、〜はＰＷＭ波の振幅、Ｄはデ
ー−ティ比（Ｏ〜１）、ω。はキャリア（三角波電圧）
の角周波数である。
。ｔ ・−（１）ただし、〜はＰＷＭ波の振幅、Ｄはデ
ー−ティ比（Ｏ〜１）、ω。はキャリア（三角波電圧）
の角周波数である。
（１）式から明らかな様に、ＰＷＭの基本波振幅は非直
線ながらもデー−ティ比に比例することが解る（第４図
参照）。従って、ＰＷＭ波の基本波を共振させることに
より、歪んではいるが擬似ＡＭ波に変換することができ
、パルストランス１の２次側にＡＭ波の交流電圧を得る
ことができるので、従来ハルス幅変調型スイノチングレ
ギーレータでは不可欠であったチョークコイルが不要と
な９、コンデンサインプ１．／）型の平滑回路８Ａで良
いことになる。擬似ＡＭ波の歪みは、帰還系のループ利
得が十分太きければ問題とならない。
線ながらもデー−ティ比に比例することが解る（第４図
参照）。従って、ＰＷＭ波の基本波を共振させることに
より、歪んではいるが擬似ＡＭ波に変換することができ
、パルストランス１の２次側にＡＭ波の交流電圧を得る
ことができるので、従来ハルス幅変調型スイノチングレ
ギーレータでは不可欠であったチョークコイルが不要と
な９、コンデンサインプ１．／）型の平滑回路８Ａで良
いことになる。擬似ＡＭ波の歪みは、帰還系のループ利
得が十分太きければ問題とならない。
共振の方法は以下に示す通り容易である。すなわち、第
５図の等価回路で示す様に、パルストランス１のリーケ
ージインダクタンスＬとコンデンす１３のキヤパンタン
スＣ８との直列回路によって直列共振させれば良いので
ある。このとき、Ｋ（上）２Ｒ１（ただしＫ 定数、ｎ
ｌ、１次巻線の巻数、ｎ２．２次巻線の巻数）が十分小
さければ電流共振するので、ａ−ｂ間つ捷りパルストラ
ンス１の１次側には擬似ＡＭ波が発生することになる。
５図の等価回路で示す様に、パルストランス１のリーケ
ージインダクタンスＬとコンデンす１３のキヤパンタン
スＣ８との直列回路によって直列共振させれば良いので
ある。このとき、Ｋ（上）２Ｒ１（ただしＫ 定数、ｎ
ｌ、１次巻線の巻数、ｎ２．２次巻線の巻数）が十分小
さければ電流共振するので、ａ−ｂ間つ捷りパルストラ
ンス１の１次側には擬似ＡＭ波が発生することになる。
まだ共振した電流とスイッチング素子４ａ、４．ｂに加
わる電圧とがクロスする部分が非常に小さくなるので、
損失も少なくなる。
わる電圧とがクロスする部分が非常に小さくなるので、
損失も少なくなる。
次に、電源電圧Ｖ。の立ち上がり応答特性について考え
ると、その速さすなわちスルーレートは平滑回路８Ａの
コンデンサ７に流し得る電流の大きさによシ決まる。そ
の電流はきわめて大きな値であるので、コンデンサイン
プット型平滑回路８Ａの場合、従来のチョークインプッ
ト型平滑回路８に較べてスルーレートもずっと大きくな
る。
ると、その速さすなわちスルーレートは平滑回路８Ａの
コンデンサ７に流し得る電流の大きさによシ決まる。そ
の電流はきわめて大きな値であるので、コンデンサイン
プット型平滑回路８Ａの場合、従来のチョークインプッ
ト型平滑回路８に較べてスルーレートもずっと大きくな
る。
なお、上記実施例では、コンパレータ１０の基準入力で
あるキャリアを三角波（又はのこぎシ波）としたが、こ
の乗余弦波とすることにより、擬似ＡＭ波の歪みを消滅
でき、歪みのないＡＭ波を得ることができる。すなわち
、キャリアを二乗余弦波とすると、（１）式中のデユー
ティ比りは次式で表わされる。
あるキャリアを三角波（又はのこぎシ波）としたが、こ
の乗余弦波とすることにより、擬似ＡＭ波の歪みを消滅
でき、歪みのないＡＭ波を得ることができる。すなわち
、キャリアを二乗余弦波とすると、（１）式中のデユー
ティ比りは次式で表わされる。
ただし、ＡＰはコンパレータ１０の低周波入力信号振幅
、Ｎはキャリア振幅である。（２）式を（１）式に代入
すると、 と々る。従って、基本波振幅〜と低周波巻力信号振幅Ａ
Ｐとはリニアな関係となシ、歪みのないＡＭ波が得られ
ることに寿る。
、Ｎはキャリア振幅である。（２）式を（１）式に代入
すると、 と々る。従って、基本波振幅〜と低周波巻力信号振幅Ａ
Ｐとはリニアな関係となシ、歪みのないＡＭ波が得られ
ることに寿る。
捷だ、誤差増幅器９の基準電圧Ｖｒｅｆ は交流を含む
信号であっても良く、例えば負荷ＲＬとして電力増幅器
を用いた場合におい°て、上記基準電圧Ｖｒｅｆを電力
増幅器の入力信号に応じて変化させることにより、当該
入力信号のどベル変化に追従した電源電圧Ｖ。を得るこ
とができる。更に、平滑回路８Ａにおいて、コンデンサ
７の後に小型のチョークコイルを挿入することにより、
残留リンプルを小さくすることも可能である。
信号であっても良く、例えば負荷ＲＬとして電力増幅器
を用いた場合におい°て、上記基準電圧Ｖｒｅｆを電力
増幅器の入力信号に応じて変化させることにより、当該
入力信号のどベル変化に追従した電源電圧Ｖ。を得るこ
とができる。更に、平滑回路８Ａにおいて、コンデンサ
７の後に小型のチョークコイルを挿入することにより、
残留リンプルを小さくすることも可能である。
効果
以上説明したように、本発明によれば、ＰＷＭ波を擬似
ＡＭ波に、変換するように構成し、従来用いられていた
大型で高価なチョークコイルを不要としたので、小型か
つ安価で損失が少なく、シかも立ち上がり応答特性も良
好なスイッチングレギュレータが得られる。
ＡＭ波に、変換するように構成し、従来用いられていた
大型で高価なチョークコイルを不要としたので、小型か
つ安価で損失が少なく、シかも立ち上がり応答特性も良
好なスイッチングレギュレータが得られる。
第１図は従来例を示す回路図、第２図は第１図の動作を
説明するための波形図、第３図は本発明の一実施例を示
す回路図、第４図はＰＷＭ波のデユーディ比りと基本波
振幅との関係を示す図、第５図はパルストランスにおけ
る直列共振の等価回路図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・パルストランス ３・・・・・・スイッチング回路 ４ａ、４ｂ・・・・・スイッチング素子８．８Ａ・・・
・・・平滑回路 ９・・・・誤差増幅器 １０・・・・・・コンパレータ
説明するための波形図、第３図は本発明の一実施例を示
す回路図、第４図はＰＷＭ波のデユーディ比りと基本波
振幅との関係を示す図、第５図はパルストランスにおけ
る直列共振の等価回路図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・パルストランス ３・・・・・・スイッチング回路 ４ａ、４ｂ・・・・・スイッチング素子８．８Ａ・・・
・・・平滑回路 ９・・・・誤差増幅器 １０・・・・・・コンパレータ
Claims (1)
- パルストランスと、前記パルストランスの１次巻線に正
及び負方向の電流を交互に流すべく作動するスイッチン
グ回路と、前記パルストランスの２次側交流電圧を整流
する整流回路と、前記整流回路の出力電圧を平滑化して
電源電圧として出力する平滑回路と、前記電源電圧の所
定基準電圧に対する誤差電圧に応じてパルス幅が変化す
るパルス信号によって前記スイッチング回路を作動せし
める帰還回路とを備えたスイッチングレギュレータであ
って、前記パルストランスの１次巻線に直列接続された
共振コンデンサを有し、前記平滑回路はコンデンサイン
プット型によって構成された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 |
|---|---|---|---|
| JP14380784A JPS6122760A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | スイツチングレギユレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14380784A JPS6122760A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | スイツチングレギユレ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122760A true JPS6122760A (ja) | 1986-01-31 |
Family
ID=15347428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14380784A Pending JPS6122760A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | スイツチングレギユレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122760A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01110069A (ja) * | 1987-10-22 | 1989-04-26 | Asmo Co Ltd | 超音波モータ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5658777A (en) * | 1979-10-10 | 1981-05-21 | Tektronix Inc | Dc*dc converter |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP14380784A patent/JPS6122760A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5658777A (en) * | 1979-10-10 | 1981-05-21 | Tektronix Inc | Dc*dc converter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01110069A (ja) * | 1987-10-22 | 1989-04-26 | Asmo Co Ltd | 超音波モータ |
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