JPS6225876A - リンギング・チヨ−ク・コンバ−タ - Google Patents

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】 〔概要〕 直流電圧を断続的にトランスの１次巻線に供給し、２次
巻線に所定の電圧を生成するリンギング・チョーク・コ
ンバータにおいて、トランスに巻線された正帰還用の巻
線と、このｔｌｗＡに生じた電圧を用いて正帰還する態
様でトランスの１次巻線に電源からの直流電圧を供給す
る電圧供給部と、トランスの２次巻線に生じた電圧を所
定値に保持するよう制御する制御回路と、トランスの１
次巻線に供給する電流の振幅値が所定の閾値を超えた場
合に、当該閾値を超えた後にトランスの１次巻線に直流
電圧を供給しない時間が所定時間経過した時に強制的に
直流電圧を供給するよう制御するＯＦＦ時間制限部とを
備え、トランスの２次巻線から所定の電圧を送出してい
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、トランスの１次巻線に流れる電流値が所定の
閾値を超えた場合に、当該閾値を超えた後に直流電圧を
供給しない時間が所定時間経過した時に強制的に直流電
圧を供給するよう制御するリンギング・チョーク・コン
バータに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、自動形リンギング・チョーク・コンバータ（以下
自動形ＲＣＣという）例えば第５図に示すものを用いて
、直流電圧を断続的に高周波トランス２５の１次巻線Ｎ
、に供給し、２次巻線Ｎｘから所定の出力電圧を得るこ
とが行われている。

以下構成および動作を説明する。

第５図において、高周波トランスＴ＋２５の１次巻線Ｎ
１には、直流電圧Ｅ、ｌｌがトランジスタＴＲ１２２に
よって断続的に供給されている。そして、この高周波ト
ランスＴ、２５の２次巻線Ｎ３から変圧された電圧がダ
イオードＤ１によって整流された後、平滑用のコンデン
サＣ９によって平滑された直流電圧が出力電圧として出
力されている。この出力電圧値は電圧モニター２６によ
って検出され、基準値と比較される。この比較の結果、
誤差分が制御回路２３に通知され、この誤差分を零にす
るための制御信号がトランジスタＴＲ，２２のベースに
供給される。また、高周波トランスＴ１２５に巻線され
た正帰還用の巻線Ｎ２が設けられ、トランジスタＴＲ，
２２が一旦導通状態になると、この正帰還用の巻線Ｎ、
に発生した電圧がコンデンサＣ２、ダイオードＤ２およ
び抵抗Ｒ１によって構成される正帰還回路を介してトラ
ンジスタＴＲ，２２のベースに供給される。このため、
第６図に示す一般的なＲＣＣの波形図のような電圧ＶＣ
！および電流■。が得られる。図中■は、リセットが完
了後（高周波トランスＴ、２５に蓄えられたエネルギー
が２次巻線Ｎ、によって放電された後）にトランジスタ
ＴＲ，が導通状態になる位置を示す。また、図中＠は、
１次巻線ＮＩから高周波トランスＴ、２５にエネルギー
の蓄えを完了し、２次巻線Ｎ、から当該エネルギーの放
電を開始する位置を示す。Ｔは発振周波数の周期を示す
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第５図に示すようなＲＣＣでは、定格出力電圧時におけ
る発振周波数ｆ、出力電圧および１次巻線Ｎ１に電圧を
供給するデユーティ比は、１次巻ｗＡＮ　Ｉ　の巻数と
２次巻線Ｎ、の巻数とによって決定される。このため、
デユーティ比を一定にして、出力電圧を低くしようとす
ると、２次巻線Ｎ、の巻数が極端に少なくなり、リーケ
ージインダクタンスが増大してしまい、効率が著しく低
下してしまうという問題点があった。

一方、２次巻線Ｎ、の巻数を多くしようとするとこれに
あわせて１次巻線Ｎ１の巻数も多くしなければならない
が、発振周波数ｆの低下を避けるためにコアに設けるギ
ャップの間隔を増大させてインダクタンスを所定値に保
持しなければならない。このため、リーケージインダク
タンスが非所望に増大する結果となり、効率の悪化を招
くという問題点があった。従って、結果的に１次巻線Ｎ
１の巻数の上限も制限されてしまう。

次に、１次巻線Ｎ１の巻数を一般的な値にし、２次巻線
Ｎ、の巻数のみを多くした場合、１次巻線Ｎ、に直流電
圧を供給するデユーティ比が小さくなると共に発振周波
数ｒが高くなる。しかも、この場合、第５図に示す１次
巻線Ｎ、に電源から直流電圧を断続的な供給を行う制御
用のトランジスタＴＲＩ２２に流れるコレクク電流の振
幅値が極端に大きくなり、当該トランジスタＴ　Ｒｌ　
　２２中で消費される損失が大きくなってしまうと共に
、正帰還用の巻線Ｎ２に生じた電圧を当該トランジスタ
ＴＲ，２２のベースに正帰還する正帰還用の抵抗Ｒ，中
で消費される電力も大きくなってしまい、結果として効
率を悪化させてしまうという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記問題点を解決するために、高周波トラン
スの２次巻線の巻線数を比較的多くし、かつ１次巻線に
流れる電流の振幅値が所定の閾値を超えた後、直流電圧
が供給されない時間が所定時間を経過した場合に強制的
に供給されるように制御を行う構成を採用することによ
り、低出力電圧かつ高出力電流であっても高効率が得ら
れるようにしている。

第１図は本発明の原理的構成を示す。図中、１は正帰還
用の巻線Ｎ２．２は電圧供給部、３は制御回路、４はＯ
ＦＦ時間制限部、５は高周波トランスＴ８．６は電圧検
出器を表す。

第１図において、電圧供給部２はトランジスタ等によっ
て構成され、直流電圧ＥＡ、ｌを高周波トランスＴ、の
１次巻線Ｎ、に断続的に供給するものである。この際、
当該高周波トランスＴ、５に巻線された正帰還用の巻Ｈ
Ｎｚに発生した電圧が、コンデンサＣ２、ダイオードＤ
ｚ、抵抗Ｒ１とからなる正帰還回路を介して電圧供給部
２に供給されている。そして、高周波トランスＴ＋５の
２次巻線Ｎ、に生じた電圧は、ダイオードＤ、によって
整流され、平滑コンデンサＣ１によって平滑される。こ
の平滑された所定の出力電圧が出力されている。この出
力電圧は、電圧検出器６によって検出されると共に、基
準値と比較され、誤差分が制御回路３に通知される。こ
のため、電圧供給部２は所定の出力電圧が得られるよう
に、直流電圧を高周波トランスＴ１の１次巻線Ｎ、に供
給している。

ＯＦＦ時間制限部４は、抵抗Ｒ２の両端に発生する電圧
を検出し、この検出値が所定の閾値を超えた後、電圧供
給部２が高周波トランス７．５の１次巻線Ｎ１に電圧を
所定時間ｍ読して供給しない場合に、強制的に供給する
ように制御を行っている。

〔作用〕

第１図に示すような構成を採用し、高周波トランス７．
５の２次巻線Ｎ、の巻数を比較的多くしておき、電圧供
給部２によって高周波トランスＴ。

５の１次巻線Ｎ１に供給される電流が所定の閾値を超え
た後、制御回路３が１次巻線Ｎ、に所定時間継続して直
流電圧Ｅ　ｉ　ｎを供給するように電圧供給部２を制御
しない場合に、ＯＦＦ時間制限部４が強制的に電圧供給
部２を制御して直流電圧Ｅ　＝　ｎを１次巻線に供給す
るように制御している。このため、低出力電圧かつ高出
力電流を高効率の状態で得ることができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の１実施例構成図、第３図は定格出力時
の波形図、第４図は軽負荷時の波形図を示す。図中、２
−１はトランジスタ、３−１は自動形ＲＣＣ制御回路、
７はＯＦＦ時間制限部、７−１はコンパレータ、７−２
はタイマー、７−３はドライブユニットを表す。尚、図
中１．５．６は第１図に示すものに夫々対応するものを
示す。

第２図において、自動形ＲＣＣ１Ｎ［１回路３−１は、
電圧検出器６によって検出される出力電圧値が所定値に
保持されるように、トランジスタ２−１のベースに所定
の周期の制ｍｉ号を供給するものである。これにより、
負荷が変動しても、出力電圧は所定値に常に保持される
ように制御される。

ＯＦＦ時間制限部７は、既述したように、抵抗Ｒ２の両
端に発生する電圧Ｖ、を検出し、この検出した電圧ｖ１
が所定の閾値ＶＴＨを超えた後、自動形ＲＣＣ制御回路
３−１がトランジスタ２−１に対して高周波トランスＴ
＋５の１次巻線Ｎｌに直流電圧を所定時間継続して供給
しない状態を生じさせた場合に、強制的に直流電圧を供
給するように制御するものである。以下第３図に示す定
格出力時の波形図を参照しつつ構成および動作を詳述す
る。

第３図（ａｌは抵抗Ｒｔの両端に発生した電圧ｖ１の波
形を示す。この電圧ｖＩと図中に示す閾（ｉＶｙＨとを
、第２図に示すＯＦＦ時間制限部７を構成するコンパレ
ータ７−１が比較スる。コンパレータ７−１は、電圧ｖ
１が閾値ｖＴＨを超えた場合、第３図中）に示すような
矩形波信号を生成し、タイマー７−２に通知する。そし
て、タイマー７−２は、所定時間Ｔ、経過後にドライブ
ユニット７−３に通知する。これにより、ドライブユニ
ット７−３は、第３図（Ｃ１に示すような矩形信号を生
成し、抵抗を介してトランジスタ２−１のベースに供給
する。この矩形信号の供給を受けたトランジスタ２−１
は、当該矩形信号に対応して導通状態にされ、直流電圧
Ｅｒａを高周波トランスＴ＋５の１次巻線Ｎ、に供給す
る（第３図＋ｄｌおよび（ｅｌ）、これにより、正帰還
用の巻線ＮＺに発生した電圧が当該トランジスタ２−１
のベースに正帰還の態様で供給されるため、ドライブユ
ニット７−３から一時的に矩形信号の供給を受けたトラ
ンジスタ２−１はこの矩形信号が供給されなくなっても
継続して導通状態に保持される。そして、正帰還用の巻
線Ｎ２に電圧が生じなくなった場合に、当該トランジス
タ２−１は、非導通状態になる。

以上説明したように、トランジスタ２−１に流れる電流
ＩＣが所定の閾値を超えた後、自動形ＲＣＣ制御回路３
−１がトランジスタ２−１に対して直流電圧Ｅｉｎを高
周波トランスＴ＋５の１次巻線Ｎ１に供給させるよう制
御しない時間が所定の時間Ｔ、を超えた場合に、ＯＦＦ
時間制限部７を構成するドライブユニット７−３が強制
的にトランジスタ２−１のベースに矩形信号を供給して
導通状態にしている。これにより、当該トランジスタ２
−１に流れる電流■、の波形が、第３図（ｅｌに示すよ
うに、強制的にＯＮ状態にされることとなる。このため
、高周波トランスＴ＋５の１次巻線Ｎ１に供給する直流
電圧を断続する周期が、所定値例えば第３図＋１）１図
中時間Ｔ２を超えることがなく、発振周波数の下限が制
限されることとなる。

このため、特に、出力電圧が低くかつ出力電流が大きい
場合に、２次巻線Ｎ、の巻線数を多くしてインダクタン
スの値を大きくしたことによる、高周波トランスＴｔ５
に蓄えられたエネルギーが出力側に放出される時間の増
大をいわば強制的に短縮するように制御している。更に
、発振周波数の下限が制限されるため、この下限の周波
数で丁度定格出力が得られるようにコアの寸法、ギャッ
プ等を設計すればよいこととなる。

第４図は軽負荷時の波形図を示す。第４図（ａｌに示す
ように、軽負荷時、即ち第２図図中抵抗Ｒ２の両端に発
生する電圧■、　（トランジスタ２−１に流れる電流値
！。に対応する電圧）が所定の閾値ＶＴＩＩよりも小さ
い時には、第４図（ｂｌに示すようにコンパレータ７−
１からのコンパレータ出力信号が′０″であるため、第
４図（Ｃ１に示すようにドライブユニット７−３から矩
形信号がトランジスタ２−１のベースに供給されること
がない。このため、第２図に示す自励形ＲＣＣは自励形
として動作している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、高周波トランス
の２次巻線の巻数を比較的多くし、１次巻線に流れる電
流の振幅値が所定の閾値を超えた後、直流電圧が１次巻
線に供給されない時間が所定時間を経過した場合に強制
的に供給するよう制御を行う構成を保用しているため、
低出力電圧かつ高出力電流であっても高効率を得やこと
ができる。また、発振周波数の下限を強制的に制限する
ことができるため、所定の定格出力を得るための高周波
トランスのコアの寸法、エアギャップ、巻数等の設計を
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成図、第２図は本発明の１実
施例構成図、第３図は定格出力時の波形図、第４図は軽
負荷時の波形図、第５図は従来の自励形ＲＣＣ（リンギ
ング・チョーク・コンバータ）の構成図、第６図は一般
的な自動形ＲＣＣの波形図を示す。 図中、１は正帰還用の巻線Ｎ２．２は電圧供給部、３は
制御回路、４はＯＦＦ時間制限部、５は高周波トランス
Ｔ７．６は電圧検出器を表す。 ト発日訃片標的積べ 方１　ｍ ４４や緩Ｗ 軒争術崎肖シ象形凹 伏、東輪ら励欝ＲｃｃａＴ奪床 第５図 ｌＴｌ− −Ｍ１．的な１励躬ＲＣＣす板形 唯　ら　ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流電圧を断続的にトランスの１次巻線に供給し、この
   トランスの２次巻線に所定の電圧を生成するよう構成し
   たリンギング・チョーク・コンバータにおいて、 トランスに巻線された正帰還用の巻線（１）と、この正
   帰還用の巻線（１）に生じた電圧を正帰還する態様で電
   源からの直流電圧をトランスの１次巻線に断続的に供給
   する電圧供給部（２）と、この電圧供給部（２）がトラ
   ンスの１次巻線に直流電圧を断続的に供給する時間を制
   御して２次巻線に所定の電圧を発生させるよう制御を行
   う制御信号を供給する制御回路（３）と、 前記電圧供給部（２）によってトランスの１次巻線に供
   給する電流の振幅値が所定の閾値を超えた場合に、当該
   閾値を超えた後に当該電圧供給部（２）からトランスの
   １次巻線に対して直流電圧を供給しない時間が所定時間
   経過した時に強制的に直流電圧を供給するよう制御する
   ＯＦＦ時間制限部（４）とを備え、 トランスの２次巻線から所定の電圧を出力するよう構成
   したことを特徴とするリンギング・チョーク・コンバー
   タ。