JPS6146174A

JPS6146174A - 貫流型変換器を使用した電源回路装置

Info

Publication number: JPS6146174A
Application number: JP60172556A
Authority: JP
Inventors: ハラルト・シユタシユ; ルードルフ・シーアヨツト
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-08-07
Filing date: 1985-08-07
Publication date: 1986-03-06
Also published as: EP0170292A1; US4680687A; DK355285A; FI853016L; DK355285D0; FI853016A0

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特許請求の範囲に記載の電源回路装置に関する
。

今日、電流を供給するための回路は、広い範囲に亘って
使用され、それらは、５０Ｈ２の周波数に対しては、軽
貴、小型、廉価のものが製造されている。

一般に、周知の電源回路装置は変成器を持っていて、そ
の−次巻線がトランジスタを通して、エネルギーを受は
入れ、その二次巻線或いは複数の二次巻線が、このエネ
ルギーを、一つ又は数個の一定の電圧の形で取出すとい
うものである。この変圧器はこ＼では質流型或いは遮断
型かの変成器の構成要素である。これらの変成器の構成
とその動作については、１９７９年ＪｏａｃｈｉｍＷｊ
ｊｓｔｅｈｕｂｅ　’Ｊ　ノＥｘｐｅｒ　ｔ　−Ｖｅｒ
　ｌ　ａｇ出版″５ｃｈａ　Ｉ　ｔｎｅｔｚｔｅｉｌｅ
″２．１章に詳しく記されている。

これらの電源回路装置は普通１６Ｈｚ　−５０ｋＨｚの
周波数範囲で動作する。こ＼で、現れる電流乃至電圧に
は、大きなオーバーシュート成分を持っており、またそ
の上に高電流、高電圧が開閉されなければならず、更に
は１５ＱｋＨ２の周波数領域（長波）を上回る領域では
著しい妨害を受けることを予想しなければならない。公
共の放送に入り込んだり、開放空間に放射したシするこ
とがある限りこの妨害が上記の周波数領域に入り込むこ
とについて、義務づけている規則がある。

本回路における非対称妨害電圧を抑圧するために、変成
器の一次、二次回路間には遮蔽がなされている。この遮
蔽は例えば、−次巻線を蔽う絶縁された銅箔で構成され
ている。

遮断型変換器は空気のすき間をもった変圧器を備えてい
る。特に高電力の場合には、変圧器コアーおよび遮蔽に
高渦電流損失を生ずる。このために、普通遮蔽として銅
箔のかわりに、所謂Ｌｅｉｔｌｉｅｓ（羊毛状繊維導体
）が使用される。

（前記Ｗｉｊｓｔｅｈｕｂｅ　　参照）遮断型変換器の
そのような変換器の製造は上記の理由から高価となる。

周知の質流型変換器は、本質的に、固定的クロック周期
で制御され、周期的に動作する開閉トランジスタ、およ
び空気の隙間のない変成器を使用しており、その−次巻
線はこのトランジスタのコレクタ回路にあり、その二次
巻線には整流器装置によって、直流電圧が取り出される
。

この回路では予め与えられる開閉周波数で動作するので
、開閉トランジスタの導通時点は先に与えられている。

この開閉回路方式では、開閉トランジスタに電流が流れ
ている時点で、このトランジスタが導通となり、また二
次側のフリーホイールダイオードが電流が流れている時
点で遮断されるという欠点をもっている。このことは回
路の導体に高い無線妨害電圧を惹起する。

保護２級即ち接地線なしで直流的分離がなされた本明細
書付図の電力変換器回路が、通信技術の文字端末装置に
設置されると、これらの機器は、限界値Ｂ級の必要な無
線妨害レベル以下に混信を除去することができない。

本発明の目的は、その接続線上にはほんの僅かの妨害パ
ルスしか現れず、また渦電流損失の少い変成器を使用し
た直流的分離を行なう電源回路装置を提供することであ
る。

この目的は、特許請求の範囲の特長として記載される部
分で提供される事項によって達成される。

次に図面に基いて本発明の詳細な説明する。

図面の回路は、その交流電圧がＵＥである、２つの入力
端子Ｅ１．Ｅ２　をもった整流回路でちリ、ブリッジ整
流器ＢＧはこの入力交流電圧を直流電圧ＵＧに変える。

この直流電圧ＵＧは端−子１００間の電圧であり、端子
１が端子２に対して高電位となっている。この直流電圧
ＵＧは端子１．２間に接続されたコンデンサー０１によ
り平滑化される。また端子１，２間には、２つの抵抗Ｒ
１，Ｒ２が直列に接続され、更に一次巻線Ｗ１と開閉ト
ランジスタＴ１ρコ°レクター、エミッター区間との直
列回路が接続され、また更に、トランジスタＴ１のベー
スと抵抗Ｒ１ｂ　Ｒ２の接続個所とが接続されている。

一次巻線Ｗ１、消磁巻線Ｗ２、制御巻線Ｗ３そして二次
巻線Ｗ４は変圧器Ｏの各巻線であり、−次巻線Ｗ１、と
二次巻線Ｗ４とは同一方向、制御巻線Ｗ５と消磁巻線Ｗ
２とは前者と逆の巻線方向となっている。消磁巻線Ｗ２
は、ダイオードＤ１と直列で端子１．２の間に接続され
、ダイオードＤ。

のカソードが端子１に接続されている。

トラン・ジスタＴ１のベースと端子２との間に制御トラ
ンジスタＴ２のコレクター、エミッター区間が接続され
、このトランジスタのベースはコンデンサー０３を通り
、また抵抗Ｒ４と制御巻線Ｗ３の直列回路を通って、端
子２と接続されている。抵抗Ｒ４はダイオードＤ２と並
列に接続され、このアノードはトラン、ジスタＴ２のベ
ースと接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、
コンデンサー０２と抵抗Ｒ３の直列回路を通って、トラ
ンジスタＴ１のベースと接続されている。

抵抗Ｒ５はコンデンサーＣ２と共同して、トランジスタ
Ｔ１のＯＮ回路を、コンデンサーＣ３は抵抗Ｒ４、トラ
ンジスターＴ２およびダイオードＤ２と共同して、トラ
ンジスタＴ１のＯＦＦ回路をそれぞれ構成している。

二次巻線Ｗ４の一端は整流ダイオードＤ３およびインダ
クタンスＬを通って出力端子Ａ１に接続され、二次巻線
Ｗ４　　の他端は、直接出力端子Ａ２と接続され、この
端子は、電流の方向に極性が与えられているフリーホイ
ールダイオードＤ４を通って整流ダイオードＤ３のカソ
ードと接続されている。出力端子ＡＩ、Ａ２間に出る直
流電圧ＵＡを平滑化するため、これらの端子間にコンデ
ンサーＣ４が接続されている。　出力端子ＡＩ＋Ａ２間
には、外部負荷を象徴的に示す負荷抵抗ＲＬが更に接続
される。

次に本発明の回路の作用を記述する。

・整流される入力交流電圧ＵＥ、従って直流電圧ＵＧは
、まず、変圧器Ｕの一次巻線Ｗ１、トランジスタＴ１で
、クロック制御された電圧に変換される。電源回路装置
をＯＮすると、コンデンサーＣ２が抵抗Ｒ１，Ｒ３およ
び制御巻線Ｗ３を通して充電される。トランジスタＴ１
のベース電圧が限界値に達すると、トランジスタＴ１が
導通し、整流回路が働き始める。

トランジスタＴ１が導通している期間中、変圧器Ｕの二
次側にエネルギーが伝達される。このとき整流ダイオー
ドＤ３が導通し、フリーホイルダイオード０４は遮断さ
れている。　インダクタンスＬを通してこのとき流れる
電流により、コンデンサーＣ４で出力直流電圧ＵＡを取
出すことができる。この電流が流れている間負荷抵抗Ｒ
Ｌがエネルギーを消費するだけでなく、インダクタンス
しにも供給されてここで磁気エネルギーとしてエネルギ
を貯える。−次回路の電流のピーク値は、インダクタン
ス上１−次及び二次回路の全損失抵抗、トランジスタＴ
１　の導通期間、そして出力直流電圧ＵＡの値によって
、定められる。またトランジスタＴ１が導通している間
、変圧器Ｕの一次側のコンデンサーＣ３が、制御巻線Ｗ
３　に誘起される電流によって、抵抗Ｒ４を通して充電
される。制御トランジスタＴ２のベース電圧が限界値に
達するまでコンデンサーＣ３が充電されると、　トラン
ジスタＴ２がパルス状に導通し、開閉トランジスタＴ１
　　が遮断される。トランジスタＴ１の導通期間はまた
、抵抗Ｒ４とコンデンサー〇ｓ　Ｋよる時定数によって
、主として定められる。トランジスタＴ１の遮断の間は
、そのベース電・圧が、ブリッジ整流器ＢＧの端子２か
ら取出される電位に対応する負の電位にある。このトラ
ンジスタＴ１のベース電圧の反転は、制御巻線Ｗ３から
取出される電圧の反転によって生ずる。開閉トランジス
タＴ１　　の遮断は制御トランジスタＴ２　　を通して
行われ、また制御巻線Ｗ３の消磁の間保持される。

開閉トランジスタＴ１が遮断期間にある間、変圧器Ｕの
二次側の整流ダイオードＤ５は逆方向に電圧が加えられ
ており、電流が流れていない。

インダクタンスしに貯えられているエネルギーによって
、このインダクタ、ンス°、負荷抵抗ＲＬおよびこのと
き導通しているフリーホイルダイオードＤ４を通して、
同、じ方向に続けて電流が流れている。

開閉トランジスタＴ１の導通期間の間、変成（圧）器Ｕ
のコアが蓄積する磁化エネルギーが、トランジスタＴ１
の遮断期間の間、消磁巻線Ｗ２とダイオードＤ１を通し
て、電圧源即ちコンデンサーＣ１に電流として戻される
。　この変圧器ｄの消磁の後、フライホイールダイホー
ドＤ４に電流が流れていない状態において、トランジス
タＴ１は新たに導通に切換えられる。トランジスタＴ１
の遮断期間の間、そのペースにある負電圧は、消磁の後
消失する。抵抗Ｒ３、制御巻線Ｗ３を通してコンデンサ
ー０２が再び充電され、トランジスタＴ１が新たに導通
に切換わる。ダイオードＤ２は、トランジスタＴ１の遮
断期間の始めに、コンデンサー０３の放電を急激に行う
のに役立つ。

本発明に従う回路の構成の根拠となっている思想は、開
閉トランジスタＴ１の導通時点、従ってその０Ｎ−ＯＦ
Ｆ周波数が、固定的に与えられているのではないという
ことである。開閉トランジスタＴ１は、変圧器Ｕの消磁
の後で、フリーホイールダイオードＤ４に電流が流れて
いない状態で、独立的に再び導通となる。それによって
開閉トランジスタＴ１は電流が流れていないときに、確
実に導通となり、また簡単に雑音除去が行える、三角形
状波形の一次回路でのコレクタ電流が確実に流れる。

本発明の回路においては開閉トランジスタＴ１は一定時
間導通となる。この導通期間の後、即ちこのトランジス
タの遮断位相の間に変圧器が消磁される。この消磁の後
、適宜導通ダイオードＤ４に電流が流れていない状態で
、トランジスタＴ１が新たに導通となる。消磁の緩結は
主に制御巻線Ｗ３を通して認められる。

本発明における開閉トランジスタＴ１としては、あらゆ
る制御可能な半導体回路素子を使用することができる。

発明の効果　一本発明の装置の利点は、三角形状のコレクタ電流により
、電力変換器が容易に妨害雑音を除去し得る点にある。

開閉トランジスタが電流が流れそいないとき導通になる
ということにより、回路損失が減少せしめられる。

本発明の装置は貫流型交換器を使用しているので、変圧
器の一次巻線の遮蔽のため、簡単な加工された金民箔を
使用することができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施別の回路を示す。Ｔ１・・・開閉トランジスタ、Ｔ２・・・制御トラン・
ジスタ、Ｗｌ・・・−次巻線、Ｗ２・・・消磁巻線、Ｗ
３・・・制御巻線、Ｗ４・・・二次巻線、Ｕ・・・変圧
器、ＢＧ・・・ブリッジ整流器、ＵＥ・・・入力交流電
圧、ＵＡ・・・出力直流電圧、Ｄｌ、Ｄ２・・・ダイオ
−）’、　Ｄ３・・・整流ダイオード、Ｄ４・・・フリ
ーホイールダイオード、し・・・インダクタンス、ＲＬ
・・・負荷抵抗、Ｅｌ・Ｅ２・・・入力端子、Ａ１．Ａ
２・・・出力端子、ＵＧ・・、直流電圧、０１〜Ｃ４・
・・コンデンサー、Ｒ１−Ｒ４・・・抵抗

Claims

【特許請求の範囲】１、入力交流電圧（ＵＥ）から直流電圧（ＵＧ）を作る
ための整流器装置と、開閉トランジスタ（Ｔ＿１）と変
成器（■）とを備えている電力変換装置とを有する電源
回路装置において、前記電力変換装置は、自由振動形貫
流型変換器として構成され、前記開閉トランジスタは電
流が流れていない状態で、導通接続されることを特徴と
する電源回路装置。２、前記開閉トランジスタ（Ｔ＿１）のベースに前記直
流電圧（ＵＧ）の一部が加えられ、前記変成器（■）は
、制御巻線（Ｗ＿３）を備え、前記開閉トランジスタ（
Ｔ＿１）の制御のためＯＮ回路とＯＦＦ回路が設けられ
、そして変成器（■）が消磁されるとき、トランジスタ
（Ｔ＿１）が前記ＯＮ回路および前記制御巻線（Ｗ＿３
）を通して導通され、設定可能な導通期間の後、前記制
御巻線（Ｗ＿３）に誘起される電流によって、ＯＦＦ回
路を通して遮断される前記特許請求の範囲第１項記載の
電源回路装置。３、前記ＯＮ回路は直列の抵抗（Ｒ＿３）及びコンデン
サー（Ｃ＿２）からなる前記特許請求の範囲第１項又は
第２項記載の電源回路装置。４、前記ＯＦＦ回路は制御トランジスタ（Ｔ＿２）、コ
ンデンサー（Ｃ＿３）および抵抗（Ｒ＿４）からなり、
その際前記導通期間は、前記抵抗（Ｒ＿４）とコンデン
サー（Ｃ＿３）とによって決定される前記特許請求の範
囲第１項から第３項までのいずれかに記載の電源回路装
置。５、ダイオード（Ｄ＿２）が前記抵抗（Ｒ＿４）に並列
に接続されており、このダイオードは、前記変成器（■
）の消磁の始めに、前記コンデンサー（Ｃ＿３）を急激
に放電することを前記特許請求の範囲第１項から第４項
までのいずれかに記載の源回路装置。６、前記電力変換装置の二次側に、整流ダイオード（Ｄ
＿３）、フリーホイールダイオード（Ｄ＿４）およびコ
ンデンサー（Ｃ＿４）が設けられ、その際コンデンサー
（Ｃ＿４）が、その両端に出る出力直流電圧（ＵＡ）を
平滑化するのに役立ち、そして両方のダイオード（Ｄ＿
３、Ｄ＿４）が出力直流電圧（ＵＡ）の発生と、これを
維持するのに役立つことを前記特許請求の範囲第１項か
ら第５項までのいずれかに記載の電源回路装置。７、二次側に更にコンデンサー（Ｃ＿４）に直列に、イ
ンダクタンスＬが設けられた前記特許請求の範囲第６項
記載の電源回路装置。