JPS6212376A - スイツチング電源 - Google Patents
スイツチング電源Info
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- JPS6212376A JPS6212376A JP14830285A JP14830285A JPS6212376A JP S6212376 A JPS6212376 A JP S6212376A JP 14830285 A JP14830285 A JP 14830285A JP 14830285 A JP14830285 A JP 14830285A JP S6212376 A JPS6212376 A JP S6212376A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、スイッチング電源に係り、特に自励発振方式
における保護回路方式に関するものである。
における保護回路方式に関するものである。
従来のスイッチング電源では、実開昭56−52489
号公報に記載のように、可飽和リアクトルを用いたオン
期間制御が行なわれていた。しかし、オン期間の最大値
を決定するものがなく、それらの保護については配慮さ
れていなかった。
号公報に記載のように、可飽和リアクトルを用いたオン
期間制御が行なわれていた。しかし、オン期間の最大値
を決定するものがなく、それらの保護については配慮さ
れていなかった。
本発明の目的は、簡単な回路構成で高い定電圧精度の自
励発振方式の電源を安全に動作させ、信頼性の高い電源
を提供することにちる。
励発振方式の電源を安全に動作させ、信頼性の高い電源
を提供することにちる。
本発明は、自励発振のオフ期間を一定として、オン期間
制御で出力電圧を安定化させる回路構成をとり、オン期
間の最大値が可飽和リアクトルの磁束密度の変化の最大
値を決める回路を具備することにより決定されている。
制御で出力電圧を安定化させる回路構成をとり、オン期
間の最大値が可飽和リアクトルの磁束密度の変化の最大
値を決める回路を具備することにより決定されている。
以下、本発明の実施例を第1図によって説明する。
図において、1は主スィッチ素子Q1のオフ期間決定回
路、2はQlのオン期間決定回路、3は印加された電圧
時間積によってインピーダンスを変化させる変換素子、
4は出力電圧を検出し信号を出す電圧検出回路である。
路、2はQlのオン期間決定回路、3は印加された電圧
時間積によってインピーダンスを変化させる変換素子、
4は出力電圧を検出し信号を出す電圧検出回路である。
以下この回路動作について簡単に説明する。
直流入力電圧Eが投入されると1及び2の回路内に電流
が流れる。1の回路によ多信号電圧が素子Q1のゲート
電極に印加され、Qlはオンし始め起動する。それによ
り2の回路よりQlをオンする電圧を印加しQlはオン
状態となる。次に2の回路のe端子からQlをオフさせ
るための副スイツチ素子Q2のペース電極に電流を流し
Q2をオンし、Qlのゲート・ソース間電極間の電圧を
下げQlはオフする。Qlがオフしてから一定時間経過
後、10回路からQlのオフ期間の終了を知らせる電圧
をQlのゲート電極に与え、Qlがオンする。これらの
動作の繰り返しによりこの回路は発振をする。
が流れる。1の回路によ多信号電圧が素子Q1のゲート
電極に印加され、Qlはオンし始め起動する。それによ
り2の回路よりQlをオンする電圧を印加しQlはオン
状態となる。次に2の回路のe端子からQlをオフさせ
るための副スイツチ素子Q2のペース電極に電流を流し
Q2をオンし、Qlのゲート・ソース間電極間の電圧を
下げQlはオフする。Qlがオフしてから一定時間経過
後、10回路からQlのオフ期間の終了を知らせる電圧
をQlのゲート電極に与え、Qlがオンする。これらの
動作の繰り返しによりこの回路は発振をする。
Qlがオン、′オフを繰り返す事により変圧器T1の第
1次巻線n1には電圧が発生し、変圧器作用によって第
2次巻線n2に電圧が誘起するっn2に誘起した電圧は
ダイオードDI、D2及びリアクトルL1. コンデ
ンサC1の働きにより整流平滑された出力電圧Voが負
荷抵抗比に供給される。
1次巻線n1には電圧が発生し、変圧器作用によって第
2次巻線n2に電圧が誘起するっn2に誘起した電圧は
ダイオードDI、D2及びリアクトルL1. コンデ
ンサC1の働きにより整流平滑された出力電圧Voが負
荷抵抗比に供給される。
出力電圧VoはQlのオン期間teaと発振周期Tによ
って決まり、t、、/Tに比例して増減する。
って決まり、t、、/Tに比例して増減する。
本回路では1の回路動作によってオフ期間一定の発振を
するため、出力電圧V。はオン期間t、、によって決定
される。
するため、出力電圧V。はオン期間t、、によって決定
される。
電圧検出回路4は、出力電圧Voをに、 を端子より
検出し、回路内の基準電圧との比較によりその差分に比
例した誤差信号電圧をi+ J端子に出力する。その
電圧は変換素子3に入力される。
検出し、回路内の基準電圧との比較によりその差分に比
例した誤差信号電圧をi+ J端子に出力する。その
電圧は変換素子3に入力される。
変換素子3は第2図に示す様な角形の磁気特性を持ちs
”e J端子間に入力された電圧時間積によって
、g、h端子間の状態が高インピーダンスから低インピ
ーダンス状態へ移るまでの時間を変化させる。その時間
は1周期前のオフ期間に入力された電圧時間積によって
決まる。その入力された電圧時間積が大きい場合にはg
、h端子のインピーダンスの状態が変化するまでの時間
が長く。
”e J端子間に入力された電圧時間積によって
、g、h端子間の状態が高インピーダンスから低インピ
ーダンス状態へ移るまでの時間を変化させる。その時間
は1周期前のオフ期間に入力された電圧時間積によって
決まる。その入力された電圧時間積が大きい場合にはg
、h端子のインピーダンスの状態が変化するまでの時間
が長く。
電圧時間積が小さい場合にはその時間が短かくなる。Q
lのオフ期間は前述の様に一定であるため。
lのオフ期間は前述の様に一定であるため。
変換素子3で変化させ得る時間はi、j端子間に入力さ
れた電圧にのみ依存する。
れた電圧にのみ依存する。
変換素子30g、h間のインピーダンスが高い状態から
低い状態に変化すると、オン期間決定回路2はe端子か
らQ2にベース電流を流し、Q2をオンさせる。それに
よってQlがオフする。即ち出力電圧検出の信号により
Qlのオン期間は変化する。出力電圧Voを一定に保つ
様に誤差信号電圧を出力する様に4の回路を構成する事
により出力電圧を所望の安定した直流電圧として得る事
ができる。いわゆるフィードバック制御の動作をする。
低い状態に変化すると、オン期間決定回路2はe端子か
らQ2にベース電流を流し、Q2をオンさせる。それに
よってQlがオフする。即ち出力電圧検出の信号により
Qlのオン期間は変化する。出力電圧Voを一定に保つ
様に誤差信号電圧を出力する様に4の回路を構成する事
により出力電圧を所望の安定した直流電圧として得る事
ができる。いわゆるフィードバック制御の動作をする。
この回路では、オフ期間を一定としてオン期間制御を行
なうため、簡単な回路構成とする事ができ、高い出力電
圧精度が得られ、発振周期も比較的安定して得られる利
点がある。しかし、この回路ではオン期間の最大値を制
限するものがなく、入力電圧の低下や負荷急変によジオ
ン期間が過大となり%Q1に過大な電流が流れる欠点を
有している。以下、それらについて説明する。
なうため、簡単な回路構成とする事ができ、高い出力電
圧精度が得られ、発振周期も比較的安定して得られる利
点がある。しかし、この回路ではオン期間の最大値を制
限するものがなく、入力電圧の低下や負荷急変によジオ
ン期間が過大となり%Q1に過大な電流が流れる欠点を
有している。以下、それらについて説明する。
例えば、負荷が急変し重くなった場合、出力電圧Voが
低下する。40回路により、変換素子3へその出力電圧
低下分を補償するための電圧が入力される。しかし、4
の回路の過渡応答特性により入力される誤差検出電圧が
過渡応答を示し、一時的に過大となる現象を生ずる。そ
の間、Qlのオン期間も過大となる。
低下する。40回路により、変換素子3へその出力電圧
低下分を補償するための電圧が入力される。しかし、4
の回路の過渡応答特性により入力される誤差検出電圧が
過渡応答を示し、一時的に過大となる現象を生ずる。そ
の間、Qlのオン期間も過大となる。
変圧器T1はQlのオン期間に印加された電圧時間積と
同一の電圧時間積をオフ期間に発生し、リセットする必
要がある。本回路では、オフ期間一定であるため、前記
理由によりオン期間をある一定期間以下としなければな
らない。また変圧器T1のオン期間の設計の許容値によ
っても制限される。オン期間が、その限度を越えた場合
、変圧器T1は飽和し、それによりQlに過大なドレイ
ン電流が流れ破損に至る。
同一の電圧時間積をオフ期間に発生し、リセットする必
要がある。本回路では、オフ期間一定であるため、前記
理由によりオン期間をある一定期間以下としなければな
らない。また変圧器T1のオン期間の設計の許容値によ
っても制限される。オン期間が、その限度を越えた場合
、変圧器T1は飽和し、それによりQlに過大なドレイ
ン電流が流れ破損に至る。
これを第2図に示す変換素子3の磁気特性によってみて
みると、平常動作においては変換素子3に入力された電
圧時間積によって、素子の磁束密度はBmから81まで
変化する。即ち、その変化幅をΔBとすると変換素子の
入力置屋をVIJI素子等によって決まる比例定数をK
とするとΔB=K −VB−tmtt となる。許容される最大オン期間t、0.によって決ま
る磁束密度の変化幅をΔB、、、ヨとすれば。
みると、平常動作においては変換素子3に入力された電
圧時間積によって、素子の磁束密度はBmから81まで
変化する。即ち、その変化幅をΔBとすると変換素子の
入力置屋をVIJI素子等によって決まる比例定数をK
とするとΔB=K −VB−tmtt となる。許容される最大オン期間t、0.によって決ま
る磁束密度の変化幅をΔB、、、ヨとすれば。
ΔBはΔB□8以下としなければならない。しかし、入
力された電圧VIJが大きく磁束密度が第2図中のB2
点にまで達したとすると1次のオン期間はB2からBm
に達するまでの時間となりΔB、、−を越えてしまい危
険である。
力された電圧VIJが大きく磁束密度が第2図中のB2
点にまで達したとすると1次のオン期間はB2からBm
に達するまでの時間となりΔB、、−を越えてしまい危
険である。
本実施例では、変換素子3の磁束密度の変化量をΔB□
8に留めておく手段を設ける事により、Qlのオン期間
が過大とならない様にするものである。Qlがオンして
から一定時間後に信号を発生させ、Q2をオンさせる事
により大きな電圧時間積が変換素子3に入力されても、
ΔBをΔB□よに留めておく事ができる。
8に留めておく手段を設ける事により、Qlのオン期間
が過大とならない様にするものである。Qlがオンして
から一定時間後に信号を発生させ、Q2をオンさせる事
により大きな電圧時間積が変換素子3に入力されても、
ΔBをΔB□よに留めておく事ができる。
次に、この手段を実現するための具体例について述べる
。
。
第3図に1の回路の例を示す。この回路はR31゜C3
1の時定数によって主スィッチ素子Q1のオフ期間を一
定とする様に、Qlのゲート電極に電圧を印加するもの
であり、昭和60年度電子通信学会総会全国大会ム27
77等で発表され公知であるので説明を省略する。
1の時定数によって主スィッチ素子Q1のオフ期間を一
定とする様に、Qlのゲート電極に電圧を印加するもの
であり、昭和60年度電子通信学会総会全国大会ム27
77等で発表され公知であるので説明を省略する。
第4図に2の回路の1例を示す。図中のB4は第1図中
の変圧器T1の第4次巻線である。B4は、Qlのオン
期間に黒丸を正極性とする電圧を誘起し、その電圧はQ
lのゲート電極に印加される。Qlがオンしてから第4
図中のg、h端子間に接続された変換素子3のインピー
ダンスが低くなると、抵抗R41に電流を流す。抵抗に
よる電圧降下によりe、f端子間に電圧を発生させQ2
をオンさせる。
の変圧器T1の第4次巻線である。B4は、Qlのオン
期間に黒丸を正極性とする電圧を誘起し、その電圧はQ
lのゲート電極に印加される。Qlがオンしてから第4
図中のg、h端子間に接続された変換素子3のインピー
ダンスが低くなると、抵抗R41に電流を流す。抵抗に
よる電圧降下によりe、f端子間に電圧を発生させQ2
をオンさせる。
第5図に変換素子3として、角形特性を持った可飽和リ
アクトルを示す。これと同様の動作をする素子を用いて
も構成は可能である。
アクトルを示す。これと同様の動作をする素子を用いて
も構成は可能である。
第6図に電圧検出回路4の回路例を示す。k。
を端子より検出された出力電圧は、R63,ZnS3に
より得られる基準電圧と比較し、その誤差電圧をIC6
1,Q61による回路にて増幅し、変換素子3の入力端
子ie Jに入力する。
より得られる基準電圧と比較し、その誤差電圧をIC6
1,Q61による回路にて増幅し、変換素子3の入力端
子ie Jに入力する。
第7図に変換素子3の磁束密度の最大値ΔB□。
を決定するための回路例を示す。R71とZD71によ
り一定電圧を得て、几7.2及びR73を介してC71
が充電される。その充電電圧が上昇し。
り一定電圧を得て、几7.2及びR73を介してC71
が充電される。その充電電圧が上昇し。
やがてZD72を導通する電圧に達すると、e端子より
電流が流れ、第1図におけるQ2をオンさせる。この他
の回路を用いても一定期間を経てから信号を発生させる
回路の構成は可能であり、同様の効果を得る事ができる
のは明らかである。
電流が流れ、第1図におけるQ2をオンさせる。この他
の回路を用いても一定期間を経てから信号を発生させる
回路の構成は可能であり、同様の効果を得る事ができる
のは明らかである。
次に、他の実施例について第8図に示す。図における記
号は第1図のそれと対応し共通である。
号は第1図のそれと対応し共通である。
この回路では、変換素子3の磁束密度の最大値を決定す
る回路を変圧器T1の2次側で構成した例である。図中
6の回路はm、を端子よりQlのオン状態を検出し、Q
lがオンしてから一定時間経過後にし、を端子に信号電
圧を出力する。その信号が変換素子3及びオン期間決定
回路2に伝達しQ2をオンさせる信号となる。
る回路を変圧器T1の2次側で構成した例である。図中
6の回路はm、を端子よりQlのオン状態を検出し、Q
lがオンしてから一定時間経過後にし、を端子に信号電
圧を出力する。その信号が変換素子3及びオン期間決定
回路2に伝達しQ2をオンさせる信号となる。
第9図に、6の回路の具体例を示す。図においては、抵
抗とコンデンサの時定数によって遅延口・路を用いてい
るが、第7図に示す回路と同様な動作である。しかるに
、第8図に示す回路構成でも第1図に示す回路構成と同
様の効果が得られる事は明らかである。また変圧器の2
次側回路で構成した場合、1次回路の簡素化が計れ、安
全規格等の適合に大変有利である。
抗とコンデンサの時定数によって遅延口・路を用いてい
るが、第7図に示す回路と同様な動作である。しかるに
、第8図に示す回路構成でも第1図に示す回路構成と同
様の効果が得られる事は明らかである。また変圧器の2
次側回路で構成した場合、1次回路の簡素化が計れ、安
全規格等の適合に大変有利である。
本発明によれば、スイッチング電源の起動、停止時及び
負荷急変等における制御の過渡応答に対し、オン期間最
大値が変圧器を飽和させない期間内に限定されるので、
安全な自励発振動作を得られる効果がある。
負荷急変等における制御の過渡応答に対し、オン期間最
大値が変圧器を飽和させない期間内に限定されるので、
安全な自励発振動作を得られる効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は素子3の
特性を示す図、第3図から第7図は第1図に示した回路
の部分構成図、第8図は他の実施例を示す図、第9図は
第8図の部分構成図である。 E・・・直流入力電圧、Ql・・・主スィッチ素子、Q
2・・・副スイツチ素子、T1・・・変圧器、1・・・
オフ期間決定回路、2・・・オン期間決定回路、3・・
・変換素子。 4・・・電圧検出回路、5・・・遅延時間発生回路、6
・・・遅延時間発生回路。
特性を示す図、第3図から第7図は第1図に示した回路
の部分構成図、第8図は他の実施例を示す図、第9図は
第8図の部分構成図である。 E・・・直流入力電圧、Ql・・・主スィッチ素子、Q
2・・・副スイツチ素子、T1・・・変圧器、1・・・
オフ期間決定回路、2・・・オン期間決定回路、3・・
・変換素子。 4・・・電圧検出回路、5・・・遅延時間発生回路、6
・・・遅延時間発生回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、直流入力電源と変圧器の第1次巻線とスイッチ素子
とが直列に接続された回路と、前記変圧器の第2次巻線
より得られた出力を整流、平滑して直流出力電圧を得る
回路とを備えたスイッチング電源において、前記スイッ
チ素子のスイッチング周期の下限を決定する回路を具備
したことを特徴とするスイッチング電源。 2、特許請求の範囲第1項において、スイッチング電源
は、前記直流出力電圧から得られる信号を前記変圧器の
1次回路に磁束密度の変化として伝達する素子を備えて
おり、前記素子の磁束密度の変化の最大値を決定する回
路を具備することを特徴とするスイッチング電源。 3、特許請求の範囲第2項において、前記1次回路には
、前記スイッチ素子のオフ期間を一定とする回路を備え
、前記伝達する素子は前記スイッチ素子のオン期間を決
定する可飽和リアクトルであり、前記可飽和リアクトル
の磁束密度の変化の最大値を決定する回路を具備するこ
とを特徴とするスイッチング電源。 4、特許請求の範囲第3項において、前記可飽和リアク
トルの磁束密度の変化の最大値を決定する回路は、前記
スイッチ素子がオンしてから一定時間経過後に信号を発
生する遅延信号発生回路であることを特徴とするスイッ
チング電源。 5、特許請求の範囲第4項において、前記スイッチング
電源は、前記遅延信号発生回路を前記変圧器の2次側で
構成したことを特徴とするスイッチング電源。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60148302A JPH0753028B2 (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | スイツチング電源 |
US06/854,022 US4700280A (en) | 1985-04-19 | 1986-04-21 | Switching power supply using a saturable reactor to control a switching element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60148302A JPH0753028B2 (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | スイツチング電源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6212376A true JPS6212376A (ja) | 1987-01-21 |
JPH0753028B2 JPH0753028B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=15449743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60148302A Expired - Lifetime JPH0753028B2 (ja) | 1985-04-19 | 1985-07-08 | スイツチング電源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0753028B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0241656A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-09 | Yokogawa Electric Corp | リンギングチョークコンバータ電源装置 |
JPH0449855A (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-19 | Tabuchi Denki Kk | 制限型スイッチングレギュレータ |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5120686A (ja) * | 1974-08-14 | 1976-02-19 | Tokyo Shibaura Electric Co | Hyomenhasochi |
JPS5683995U (ja) * | 1979-11-30 | 1981-07-06 | ||
JPS57144125U (ja) * | 1981-03-02 | 1982-09-10 | ||
JPS58144922A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-29 | Tdk Corp | スイツチング方式安定化電源 |
JPS5990289U (ja) * | 1982-12-08 | 1984-06-19 | ティーディーケイ株式会社 | スイツチング電源 |
-
1985
- 1985-07-08 JP JP60148302A patent/JPH0753028B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5120686A (ja) * | 1974-08-14 | 1976-02-19 | Tokyo Shibaura Electric Co | Hyomenhasochi |
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---|---|---|---|---|
JPH0241656A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-09 | Yokogawa Electric Corp | リンギングチョークコンバータ電源装置 |
JPH0449855A (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-19 | Tabuchi Denki Kk | 制限型スイッチングレギュレータ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0753028B2 (ja) | 1995-06-05 |
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