JPS6230465Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、直流電源とスイツチングトランジス
タとトランスを主たる構成要素として形成される
スイツチング回路のトランスの出力側に、整流回
路と負荷とを接続して構成されるDC−DCコンバ
ータに係り、特にトランジスタのスイツチング時
に１次巻線側に発生するスパイク電圧のエネルギ
ーを出力側に伝送することによつて変換効率を向
上させたDC−DCコンバータ回路に関するもので
ある。

第１図は従来のこの種のDC−DCコンバータ回
路の概略の構成を示すもので、１は直流電源、２
はトランス、３はスイツチングトランジスタであ
る。トランジスタ３のコレクタはトランス２の一
次巻線４を介して電源１の＋側に接続され、エミ
ツタは電源１の一側に接続されている。トランジ
スタ３はベース・エミツタ間に加えられる矩形波
信号で駆動される。トランス２の一次巻線４に生
じた電磁エネルギーにより二次巻線５に誘起され
た交流出力は、ダイオード６及び平滑コンデンサ
７で構成された半波整流回路により直流化され、
負荷８に供給されるようになされている。

しかし、このようにトランジスタ３をオン・オ
フさせて矩形波電圧をトランス２に供給する方式
のDC−DCコンバータでは、トランジスタ３がオ
フしたときトランス２の漏洩インダクタンスのた
めに大きなスパイク電圧が一次巻線４側に発生す
る。すなわち、第３図ａのような矩形波電圧をト
ランジスタ３のベース・エミツタ間に加えたと
き、トランジスタ３のコレクタとエミツタ間に
は、第３図ｂに示すようなパルス状のスパイク電
圧がのつた信号波形が現われる。一方、トランス
２の二次巻線５の両端には、トランス２の持つ伝
送特性のためにスパイク電圧エネルギーはほとん
ど伝送されず、第３図ｃのような波形の信号が誘
起されるのみである。第３図ｂのような大きなス
パイク電圧が存在すると、トランジスタ３の負担
が増し、大電力用の高価なトランジスタが必要と
なる。そこで従来は、抵抗９とコンデンサ１０の
直列回路等で構成したスナバー回路１１を一次巻
線４に並列に挿入し、スパイク電圧エネルギーを
このスナバー回路１１で消費することによつてス
パイク電圧を抑えるようにしていた。スナバー回
路１１のコンデンサ１０の容量を大きなものにす
れば、スパイク電圧抑制効果を高めることができ
るが、その反面、スナバー回路１１で大きな電力
が消費されることになり、変換効率が著しく低下
する問題がある。このため、実用的な変換効率を
確保するためにはスパイク電圧が一部残留する程
度にとどめざるを得なかつた。したがつて、従来
は比較的大電力用のトランジスタ３及びコンデン
サ１０を必要としていたので高価になる上、変換
効率の低下をもきたしていた。

本考案はこのような従来の欠点に鑑みなされた
もので、トランジスタ３のコレクタ・エミツタ間
に生じていたスパイク電圧を確実に除去するとと
もに、従来損失となつていたスパイク電力をも出
力側に伝送し、効率のよいDC−DCコンバータ回
路を提供することを目的とするものである。この
目的を達成するために本考案においては、一次巻
線の巻端部と、これと同極性の二次巻線の巻端部
との間に、スパイク電圧エネルギー伝送用のハイ
パスフイルター回路を接続したことを特徴とす
る。

以下、本考案の一実施例について第２図により
説明する。第２図においても、第１図と同一の部
分には同一符号を付してある。このDC−DCコン
バータ回路が第１図に示した回路と異なるのは、
従来のスナバー回路１１に代えて、一次巻線４の
巻端、すなわちトランジスタ３のコレクタと一次
巻線４との接続点１２と、二次巻線５の接続点１
２と同極性側の巻端１３との間に、コンデンサ１
４と抵抗１５の直列回路で構成したハイパスフイ
ルタ回路１６を接続した点にある。ハイパスフイ
ルタ回路１６は、スパイク電圧成分のみを通過さ
せて二次側に伝送するためのものなので、一次巻
線４と二次巻線５の同極性側間に接続することが
必要である。

このように構成した回路の動作は次のようにな
る。トランジスタ３のベース・エミツタ間に第３
図ａのような矩形波電圧を加えると、トランジス
タ３がオン・オフ動作を始め、トランス２の二次
巻線５に矩形波電圧が誘起される。そして、この
矩形波電圧をダイオード６、コンデンサ７で整
流、平滑してなる直流出力が負荷８に供給され
る。トランジスタ３がオフする際には、一次巻線
４側にスパイク電圧が発生するが、この回路にお
いては接続点１２と二次巻線５の巻端１３との間
にハイパスフイルタ回路１６が接続してあるため
に、スパイク電圧エネルギーはこのハイパスフイ
ルタ回路１６を通じて伝送され、二次巻線５側の
矩形波電圧に重畳されることになる。このため、
スパイク電圧エネルギーはダイオード６、コンデ
ンサ７で整流平滑化されて負荷８に供給され、ト
ランジスタ３のコレクタ・エミツタ間にはスパイ
ク電圧の除去された矩形波電圧が現われる。した
がつて、トランジスタ３の負坦が軽減され、小電
力のトランジスタを使用できることになる。ハイ
パスフイルタ回路１６の構成としては、コンバー
タの出力電力が３〜6W程度の場合、コンデンサ
１４の容量を0.01〜1.5μＦ、抵抗１５を０〜50
Ωの範囲で選ぶのがよい。

なお、ハイパスフイルタ回路は、一次巻線及び
二次巻線のそれぞれの巻端間に接続するのが最も
有効であるが、一次巻線及び二次巻線のそれぞれ
の巻端近傍にタツプを設け、このタツプに接続す
るようにしても略同様の効果を得ることができ
る。また、トランス２に三次、四次巻線などが設
けられるコンバータ回路にも本考案を適用できる
ことは勿論である。その場合には、一次巻線の巻
端またはタツプと、残りの巻線のうちのいずれか
一つの巻線の巻端またはタツプとの間にハイパス
フイルタ回路１６を接続すればよい。

上述のように、本考案によれば、スパイク電力
を無駄に消費することなく出力側に伝達して負荷
に供給するようにしているため、電圧変換効率を
向上させることができる。入力電圧１２Ｖ、出力
電圧±16V、200ｍＡのコンバータで実験したと
ころ、変換効率が約７％向上することが確認され
た。また、小電力のトランジスタを使用できるの
で、安価で高性能のコンバータが得られる効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコンバータの回路図、第２図は
本考案によるコンバータの一実施例を示す回路
図、第３図ａ〜ｃは第１図及び第２図に示したコ
ンバータの動作を説明するための波形図である。 １……直流電源、２……トランス、３……トラ
ンジスタ、４……一次巻線、５……二次巻線、１
６……ハイパスフイルタ回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) コレクタがトランスの第１の巻線を介して直
   流電源に接続されたトランジスタのベースを制
   御して該トランジスタをオン・オフすることに
   より、第１の巻線に生じる電磁エネルギーを第
   １の巻線に誘導結合された第２の巻線から取出
   し、これを整流平滑して直流出力を得るように
   したDC−DCコンバータ回路において、第１の
   巻線及び第２の巻線のそれぞれの同極性の巻端
   またはタツプ間に、ハイパスフイルタ回路を接
   続したことを特徴とするDC−DCコンバータ回
   路。 (2) ハイパスフイルタ回路が、コンデンサと抵抗
   の直列回路から成る実用新案登録請求の範囲第
   １項記載のDC−DCコンバータ回路。 (3) ハイパスフイルタ回路が、コンデンサのみか
   ら成る実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   DC−DCコンバータ回路。