JPS61280770A - Dc−dcコンバ−タの制御方式 - Google Patents

Dc−dcコンバ−タの制御方式

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JPS61280770A
JPS61280770A JP12087785A JP12087785A JPS61280770A JP S61280770 A JPS61280770 A JP S61280770A JP 12087785 A JP12087785 A JP 12087785A JP 12087785 A JP12087785 A JP 12087785A JP S61280770 A JPS61280770 A JP S61280770A
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Haruki Yoshikawa
春樹 吉川
Shigenori Kinoshita
木下 繁則
Yoshihiro Konishi
義弘 小西
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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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、負荷遮断時にDC−DCコンバータの出力
電圧が異常に上昇するのを抑制するDC−DCコンバー
タの制御方式に関する。
〔従来技術とその問題点〕
第4図は2方式フライバック形DC−DCコンバータの
従来例を示す回路図であって、変圧器6の1次巻線6A
の両端にスイッチ素子としてのトランジスタ4と5が別
個に接続されておシ、この両トランジスタ4と5とを同
時にオンさせると、直流電源1→トランジスタ4→1次
巻線6A→トランジスタ5→直流電源1の経路で1次電
流i1が流れて変圧器6の励磁インダクタンスにエネル
ギーが注入される。次いでこの両トランジスタ4,5を
同時にオフにすると、変圧器6の励磁インダクタンスに
蓄積されたエネルギーは2次電流12となってこの変圧
器6の2次巻線6Bから出力ダイオード7を介して出力
コンデンサ8へ放出される。さらにこの出力コンデンサ
8から負荷9に出力電流ioが流れる。このようにして
2個のトランジスタ4と5を同時に芽/・オフさせるこ
とにょ゛シ直流電源lから負荷9ヘエネルギーを供給す
ることができる。
なお第4図における符号2と3は帰還ダイオードであシ
、符号10は出力電圧EOを所望の値に維持するように
トランジスタ4と5の導通率を制御する制御回路である
第5図は第4図に示す従来例回路の電圧O電流波形図で
あって、第5図(イ)は変圧器1次電流i1の波形を、
第5図(ロ)は変圧器2次電流12の波形を。
第5図(ハ)は出力電流i6の波形を、第5図に)は出
力電圧EOの波形をそれぞれがあられしている。ただし
説明を簡単にするため、変圧器6の1次巻線6人と2次
巻線6Bの巻数比は1対1であるものとして波形を描い
ている。この第5図においてTはトランジスタ4,5の
動作周期であシ、制御回路10による制御率すなわちト
ランジスタ4,5の導通率がαであって入力電圧Eiと
負荷の大きさに対応してこの制御率αを調節することに
よシ出力電圧EOが所望の値になるようにしている。
ところでこの第4図に示す従来例のDC−DCコンバー
タが負荷9に電力を供給して運転中に負荷遮断が生じる
と、変圧器6の励磁インダクタンスに蓄積されていたエ
ネルギーはすべて出力コンデンサ8が吸収することにな
るのでこの出力コンデンサ電圧EOのはね上シが大きく
なり、この過電圧が負荷9の絶縁をおびやかすことにな
る。
第6図は第4図に示す従来例回路においてトランジスタ
がオンしているときに負荷遮断した場合の電圧O電流波
形図であって、第6図(イ)は変圧器1次電流i10波
形、第6図(ロ)は変圧器2次電流12の波形、第6図
(ハ)は出力電流i6の波形、第6図に)は出力電圧E
Oの波形をそれぞれがあられしている。
この第6図であきらかなように、時刻toに負荷遮断が
発生すると制御回路10が動作してトランジスタ4と5
の制御率αは直ちにしぼられるのであるが、このように
制御回路10が素早く動作をしても変圧器2次電流12
の斜線で示す部分(第6図(ロ)参照)の電荷はすべて
出力コンデンサ8が吸収するととくなる。そのため出力
電圧Eoは連続負荷運転中は破線で示す状態であったも
のが負荷遮断によシΔVだけはね上って実線で示す状態
となる(第6図に)参照)。この電圧はね上シ量ΔVは
変圧器6の励磁インダクタンスをL1出力コンデンサ8
の静電容量C,)ランジスタの遮断電流値をIsとする
ならば下記の(1)式で示される。(ただし変圧器6の
変圧比は1とする。) ΔV=工5IIVL ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・(1)て この電圧はね上)量ΔVによυ出力コンデンサ電圧EO
が過電圧となって負荷9が絶縁破壊するのを防ぐために
この電圧はね上り量ΔVを抑制して許容電圧値以下にな
るように出力コンデンサ8の静電容量を下記の(2)式
に示す値にする。
すなわち負荷遮断時の最高電圧を許容値以下に制限しよ
うとすると出力コンデンサ8の静電容量を非常に大きく
しなければならないので、この大容量コンデンサのため
に当該DC−DCコンバータが大形化するとともに高価
になるという欠点を有する。
〔発明の目的〕
この発明は、負荷遮断時に出力コンデンサ容量を増大さ
せることなくこの出力コンデンサ電圧のはね上シを抑制
できるDC−DCコンバータの制御方式を提供すること
を目的とする。
〔発明の要点〕
この発明は、2方式フライバック形DC−DCコンバー
タにおいて、負荷遮断時に出力コンデンサ電圧が所定の
過電圧設定値に到達したことを検出すると、変圧器1次
巻線の両端に接続されているスイッチ素子のうちのいず
れか一方をオン状態にするとともに他方のスイッチ素子
をオフ状態にするよう制御して、変圧器励磁インダクタ
ンスに蓄積されているエネルギーを1次巻線側で環流消
費させることにより、このエネルギーは出力コンデンサ
に与えられないことになシ、よって出力コンデンサ容量
を増大させることなくこの出力コンデンサ電圧のはね上
シを抑制しようとするものである。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の実施例を示す回路図である。
この第1図において変圧器6の1次巻線6Aの両端はそ
れぞれ別個のスイッチ素子としてのトランジスタ4と5
とを介して直流電源1の正極側および負極側に接続され
ているので1両トランジスタ4と5とを同時にオンさせ
れば直流電源1からのエネルギーが変圧器6の励磁イン
ダクタンスに蓄えられ、次いで両トランジスタ4と5と
を同時にオフさせると、この蓄積エネルギーは2次巻線
6Bから出力ダイオード7を介して出力コンデンサ8に
放出され、この出力コンデンサ8から負荷9に直流電力
が供給されるのであるが、出力電圧EOは制御回路10
0作用によ)トランジスタ4,5の導通率αを調節する
ことによシ所望値に設定できることは既述の第4図に示
す従来例の場合とまったく同じである。なお符号2と3
は帰還ダイオードである。
本発明においては出力電圧EOが過電圧になったことを
検出する過電圧検出器11が備えられていて。
過電圧が検出されるとそれまで同時にオン・オフしてい
た2個のトランジスタ4と5は過電圧制御回路12から
の信号によりいずれか一方たとえばトランジスタ4のみ
がオフとなり、他方のトランジスタ5はオン状態となる
。そのため変圧器1次巻線6Aは帰還ダイオード3とト
ランジスタ5との直列回路で短絡されることになるので
2次巻線電流12は直ちに零となり、これと同時に1次
巻線6A→トランジスタ5→帰還ダイオード3→1次巻
線弘の経路で流れる環流電流IXの値は2次巻線電流1
2に相当する値まで瞬時に増大することになる。
このように出力コンデンサ8の過電圧が検出されると同
時に両トランジスタ4,5を上述のように制御すること
によシ瞬時にして2次電流12が零になって出力電圧E
oの電圧上昇は停止するので負荷9が過電圧で破損する
危険は出力コンデンサ8の静電容量を増大させなくても
回避することができる。このとき変圧器6の励磁エネル
ギーは環流電流ixが流れる経路にあるトランジスタ5
と帰還ダイオード3とで消費されるので、この環流電流
ixは徐々に減衰するが、その減衰変化率はEX/i、
である。(ただしExはトランジスタ5のオン電圧と帰
還ダイオード3のオン電圧の合計値であJ、Lは変圧器
6の励磁インダクタンスである。)その後出力電圧の過
電圧状態が解除されると過電圧検出器11は動作しなく
なることから過電圧制御回路12も元の状態に戻υ、ト
ランジスタ4と5は再び同時オン・オフを繰返す通常運
転となる。
第2図は第1図に示す実施例回路におけるトランジスタ
に与える動作信号のダイアグラムであって%第2図(イ
)に過電圧検出器11の出力信号、第2図(ロ)は制御
回路10の出力信号、第2図(ハ)は過電圧制御回路1
2の入側(すなわちトランジスタ5制御用)出力信号、
第2図に)は同じく過電圧制御回路12のB側(すなわ
ちトランジスタ4制御用)出力信号をそれぞれあられし
ている。
この第2図において出力電圧Eoの過電圧が検出される
時刻t1以前では制御回路10が出力するトランジスタ
4と5の同時オン・オフ動作信号は過電圧制御回路12
をそのまま通過して両トランジスタ4と5に与えられて
いるので負荷9に直流電力が供給されている。ここで時
刻11に過電圧検出器11が出力電圧Eoの過電圧を検
出すると(第2図(イ)参照)、過電圧制御回路12に
信号が送られてそれまで両トランジスタ4,5を同時に
オン・オフ動作させる信号を出力していた過電圧制御回
路12の入側出力すなわちトランジスタ5の制御信号は
オン動作を連続させるとともに(第2図(ハ)参照)%
B側出出力なわちトランジスタ4の制御信号はオフ状態
を連続させる(第2図に)参照)ようになる1、第3図
は第1図に示す実施例回路においてトランジスタがオン
しているときに負荷遮断を生じた場合の電圧・電流波形
図であって、第3図(イ)は変圧器1次電流i1の波形
、第3図(ロ)は変圧器2次電流12の波形、第3図(
ハ)は出力電流i6の波形、第3図(ロ)は環流電流I
Xの波形、第3図(ホ)は出力電圧E。
の波形をそれぞれがあられしている。ここでTはトラン
ジスタの動作周期、αは制御率(またはトランジスタの
導通率)をあられす。
この第3図であきらかなように、トランジスタ4と5が
オンして変圧器6の励磁インダクタンスにエネルギーを
注入中の時刻toK’負荷遮断が発生したとすると、出
力電圧EOが変化して時刻t1に過電圧が検出されるま
では、このDC−DCコンパータは通常の運転を継続し
ているが1時刻t1にトランジスタ4と5の状態は前述
の第2図に示すようになるのでその瞬間に変圧器2次電
流量2は零とな)(第3図(ロ)参照)、このfzK″
対応する環流電流ixが流れる(第3図に)参照)。そ
のために出力コンデンサ8に流入するはずの変圧器2次
電流i2が(第3図(ロ)の破線部分)消滅するので出
力電圧Eoも過電圧検出値以上には上昇しなくなるので
、負荷9の絶縁がおびやかされるおそれも解消する。
〔発明の効果〕
この発明によれば、2方式フライバック形DC−DCコ
ンバータが負荷に電力を供給中に負荷遮断が発生して出
力電圧が過電圧設定値に到達したことを検出すると同時
に、当該DC−DCコンバータの変圧器1次側の両端に
接続されているスイッチ素子のうちのいずれか一方をオ
ン、他方のスイッチ素子をオフにすることで、この変圧
器1次側はオンしているスイッチ素子と帰還ダイオード
との直列回路で短絡され、変圧器に蓄積されていた励磁
エネルギーはこの短絡回路で消費されるようになるので
、出力コンデンサの容量を増大させなくても出力電圧は
上述の過電圧設定値以上には上昇しない。それ故小容量
すなわち小形軽量の出力コンデンサで負荷の絶縁をおび
やかすような過電圧の発生を抑制できるので、幽該DC
−DCコンバータを小形軽量で安価なもの忙することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回路図であシ、第2図は
第1図に示す実施例回路におけるトランジスタに与える
動作信号のダイアグラム、第3図は第1図に示す実施例
回路においてトランジスタがオンしているときに負荷遮
断を生じた場合の電圧・電流波形図である。第4図は2
方式フライバック形DC−DCコンバータの従来例を示
す回路図でオシ、第5図は第4図に示す従来例回路の電
圧・電流波形図、第6図は第4図に示す従来例回路にお
いてトランジスタがオンしているときに負荷遮断した場
合の電圧・電流波形図である。 1・・・直流電源、2,3・・・帰還ダイオード、4,
5・−・スイッチ素子としてのトランジスタ、6・・・
変圧器。 aA−−・1次巻線、6B・・・2次巻線、7・・・出
力ダイオード、8・・・出力コンデンサ、9・・・負荷
、10・・・制御回路、11・・・過電圧検出器、12
・・・過電圧制御回路。 第1図 第2図 t□   t+ 第41!1 (ニ)E。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)直流電源の正極側と負極側とを別個のスイッチ素子
    を介して変圧器1次巻線の両端に接続するとともに、こ
    の変圧器1次巻線の両端を別個の帰還ダイオードを介し
    て前記直流電源の正極側と負極側に接続し、前記両スイ
    ッチ素子を同時にオン・オフさせることで変圧器2次巻
    線からダイオードとコンデンサを介して直流電力を取り
    出すことができる2石式フライバック形DC−DCコン
    バータにおいて、負荷遮断時に前記DC−DCコンバー
    タの出力電圧が所定値以上に上昇するとき前記両スイッ
    チ素子のいずれか一方をオン状態に、他方のスイッチ素
    子をオフ状態に制御することを特徴とするDC−DCコ
    ンバータの制御方式。
JP12087785A 1985-06-04 1985-06-04 Dc−dcコンバ−タの制御方式 Granted JPS61280770A (ja)

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JPH0350505B2 JPH0350505B2 (ja) 1991-08-01

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02101964A (ja) * 1988-10-06 1990-04-13 Fujitsu Denso Ltd スナバ回路
JPH0624390U (ja) * 1990-05-11 1994-03-29 三星電子株式会社 電源回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02101964A (ja) * 1988-10-06 1990-04-13 Fujitsu Denso Ltd スナバ回路
JPH0624390U (ja) * 1990-05-11 1994-03-29 三星電子株式会社 電源回路

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