JPS6253175A - Dc−dcコンバ−タの磁気アンプ制御装置 - Google Patents

Dc−dcコンバ−タの磁気アンプ制御装置

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JPS6253175A
JPS6253175A JP19063985A JP19063985A JPS6253175A JP S6253175 A JPS6253175 A JP S6253175A JP 19063985 A JP19063985 A JP 19063985A JP 19063985 A JP19063985 A JP 19063985A JP S6253175 A JPS6253175 A JP S6253175A
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saturable reactor
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capacitor
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Takashi Yotsutsuji
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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】 〔概要〕 可飽和リアクトルを用いてDC−DCコンバータの出力
電圧を制御する磁気アンプ制御装置では。
可飽和リアクトルの不飽和時に、その2次側に誘起され
る電圧が磁気アンプ制御回路に流れて、電力損失を生じ
る。そこで、可飽和リアクトルの2次側に生じる電圧を
打ち消すに十分な電圧を直列に加えることにより、無駄
な?it流が流れないようにした。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、’1)C−DCコンバータ(スイッチング電
源)に関し、特に可飽和リアクトルを用いて出力電圧を
制御するDC−DCコンバータの磁気アンプ制御装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来、DC−DCコンバータにおいて、可飽和リアクト
ルを用いて出力側に流れる電流を動的に阻止し、出力側
に生しる電圧を制御する磁気アンプ制御装置としては2
例えば第7図に示すものがある。以下、第8図に示す動
作波形図を参照して第7図に示す装置の構成および動作
を説明する。
第7図において、パルストランス24の1次側に設けた
王トランジスタTR,は2周期的に0N10FF制御さ
れる。パルストランス24の1次側に電圧が印加された
ときに流れる電流により。
2次側に生したパルス状の電圧は、ダイオードD。
およびチョークコイルCH,を介してコンデンサCIを
充電する。この充電したコンデンサCIの直it圧は、
出力電圧Aとして出力される。
このとき、可飽和リアクトル21を用いて5 コンデン
サC3に充電する電圧を制j111 シている。この制
1111は、磁気アンプ制御回路22がコンデンサC1
に生しる電圧を所定値に維持するように、当該コンデン
サCIに生した直流電圧を可飽和リアクトル21の2次
側巻線に供給して励磁し、当該可飽和リアクトル21を
所定のデユーティの間。
飽和させることによって行っている。
第8図において、B−A間電圧波形は、第7図図示B点
とA点との間に生しる電圧波形を示し。
パルストランス24の2次側に生した電圧から。
可飽和リアクトル21を用いて電流を阻止させるために
発生させた電圧を引算した態様の電圧波形を示す。これ
により、コンデンサC1に充電される直流電圧が所定値
に保持されることとなる。
C−B間電圧波形は、可飽和リアクトル21の1次側に
生じる電圧波形を示す。これは、M1気アンプ制御回路
22によって可飽和リアクトルの2次側巻線に供給され
た励磁電流によって、所定時間Tの間、1次側に流れる
電流を阻止するように制御した場合め、1次側の電圧波
形を示す、この所定時間Tを制御nすることにより、コ
ンデンサC1に充電される直’aTL圧を所定値に保持
している。
B−D間電圧波形は、第7図図中B点と可飽和リアクト
ル21の2次側のD点との間に生じた電圧波形を示す。
i電流波形は、制御用のトランジスタTR,。
ダイオードD1および可飽和リアクトル21の2次側に
流れる電流波形を示す。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第7図に示すような従来の磁気アンプ制御装置は、コン
デンサC3に充電される直流電圧を所定値に;t、II
 tallするために、磁気アンプ制御回路22が当該
コンデンサC1に充電された直流電圧を、トランジスタ
TR,を制御して可飽和リアクトル21の2次側巻線に
直流励磁電流を供給していた。
そして、主トランジスタTR,がONとなった最初の期
間は、可飽和リアクトル21が不飽和であるため、2次
側のB−D間には、1次側に生した電圧の0倍(nは巻
線比)の電圧V0が生じる。
この生した電圧■。とコンデンサCIに充電された電圧
Aとの和からなる大きな電圧(V、、+A)が制御用の
トランジスタTR,のコレクターエミッタ間に印加され
、第8図1電流波形中の(alを用いて示す部分に大き
な電流が流れて、電力損失が生しるという問題があった
〔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、出力電圧と直
列に可飽和リアクトルを接続し、この可飽和リアクトル
の2次側に出力電圧を制御するための直流励磁電流を供
給すると共に、可飽和リアクトルの2次側に生じる電圧
を打ち消すに十分な電圧を付加する構成をとることによ
り、電力損失の軽減を行うようにしている。
次に、第1図に示す本発明の1実施例構成を用いて2問
題点を解決するための手段を説明する。
第1図において、可飽和リアクトル1は、コンデンサC
1に充電される電圧を所定値に保持するように、充電電
流を制御するものである。
磁気アンプ制御回路2は5 コンデンサC1に充電され
る電圧が所定値に保持されるように、トランジスタTR
Iを制御して、可飽和リアクトルlの2次側に励磁電流
を供給するものである。
電圧供給手段3は、不飽和時に可飽和リアクトル1の2
次側に生じる電圧VILEを打ち消すに十分な電圧vt
yを供給するものである。
〔作用〕
第1図を用いて説明した構成を採用することにより、不
飽和時に可飽和リアクトル1の2次側に発生する電圧V
、、(S線比nに比例した電圧)が。
電圧供給手段3を用いて発生させた電圧vtrによって
打ち消され°ζいる。このため、可飽和リアクトルlに
発生した電圧によって、トランジスタTR2,ダイオー
ドD、および可飽和リアクトル1を介して流れる電流が
なくなり、電力iFl失をなくすることが可能となる。
〔実施例〕
第1図は本発明の1実施例構成を示し、第2図は第1図
図示構成の動作波形図を示す。図中、1は可飽和リアク
トル、2は磁気アンプ制御回路。
3は電圧供給手段、4はパルストランス、CHl。
CH,はチョークコイル、C+ 、Czはコンデンサ、
TR,は主トランジスタ、TRzは制御用のトランジス
タ、DlないしD5はダイオードを表革1図において、
パルストランス4の1次側巻線に接続した主トランジス
タT R、を0N10FF制御することにより、2次側
巻線にパルス状の電圧が生じる。このパルス状の電圧は
、ダイオードDtおよびチラークコイルCH+を介して
コンデンサC,を充電する。この充電した直流電圧は。
図示出力電圧Aとして外部の負荷に供給される。
この際、コンデンサCIに充電される電圧を負荷電流に
無関係に一定値に保持するために、磁気アンプ制御回路
2が、コンデンサc1に充電された電圧をトランジスタ
TR,およびダイオードD1を介して可飽和リアクトル
lの2次側の一端に供給して励磁している。この場合、
可飽和リアクトル1の2次側の他端には、電圧供給手段
3によって所定の電圧V。が印加されている。以下第2
図図示動作波形図を用いて第1図図示構成の動作を説明
する。
第2図B−A間電圧波形は、第1図図中B点とA点との
間に発生した電圧波形を示す。このB−A間電圧波形は
、パルストランス4の2次側に発生した電圧から可飽和
リアクトル1によって発生した電圧■。を引算した態様
の電圧波形であるゆC−8間電圧波形は、可飽和リアク
トル1の1次側に生した電圧波形である。このC−B間
′屯圧波形のうち、王トランジスタTR,がONl、、
た後。
磁気アンプ制御回路2によって制御用の可飽和リアクト
ルが飽和する(図中■を用いて示す位置)までの電圧波
形は、コンデンサC2を充電する電流を阻止するための
ものである。このコンデンサC1を充電する電流を阻止
している間中は、当該可飽和リアクトルlは不飽和状態
にある。このため、を通のトランスと同様に動作し、2
次側には巻線比nに比例した電圧■1が発生する。
E−D間電圧波形は、可飽和リアクトル1の2次側巻線
に生した電圧波形である。この電圧波形中、主トランジ
スタTR,がONした後2図中■を用いて示す位置まで
は、可飽和リアクトル1が不飽和p状態にあるために生
じたものである。
F−E間電圧波形は、電圧供給手段3によって発生され
る電圧波形であって2例えばパルストランス4に他の2
次側巻線を設け、ダイオードD。
を用いて半波整流することによって生成されるものであ
る。このF−E間電圧は、E−DI’am圧を打ち消す
に十分な電圧である。
i電流波形は、可飽和リアクトルlの2次側に流れる電
流波形である。このI電流波形に示すように2本発明に
よれば、可飽和リアクトル1が不飽和の領域では、可飽
和リアクトルlの2次側に生じた電圧V、が電圧供給手
段3によって生成された電圧VEFによって少なくとも
打ち消されているため、不要な電流がトランジスタTR
,、ダイオード凹およ゛び可飽和リアクトルlの2次側
を経由して流れることがない。このため、電力損失を軽
減することが可能となる。
次に、第3図ないし第5図は、第1図図示構成の等価回
路を夫々示す、以下可飽和リアクトルlに印加される電
圧および流れる電流について詳細に説明する。
第3図は主トランジスタTR,がOFF、可飽和リアク
トル1をす七ノドしている状態における動作説明図を示
す。第3図において、王トランジスタ′I″R1がOF
Fであるため、可飽和リアクトルlの2次側巻、腺に印
加される電圧V2は下式を用いて表される。
v、=V+V、−i、R= ・・・−−−・−(tlこ
こで、■はコンデンサC3に充電された電圧。
■、は電圧供給手段3によって発生された電圧。
RはトランジスタT R,の等価抵抗(コレクターエミ
ッタ間の抵抗)、iは可飽和リアクトルlの2次側巻線
に流れる電流を表す。
第4図は主トランジスタTR,がON、可飽和リアクト
ルlがOFFとなっている状態における動作説明図を示
す。第4図において、主トランジスタTR,がONかつ
可飽和リアクトル1が飽和していないため、可飽和リア
クトルlの2次側巻線には、電圧v2が発生している。
そして、この可飽和リアクトル1の2次側巻線に流れる
電流■は下式を用いて表される。
ここで、■はコンデンサC1に充電されている電圧、■
2は可飽和リアクトル1の2次側巻線に発生した電圧、
■、は電圧供給手段3によって発生された電圧、Rはト
ランジスタT RZのコレクターエミ、り間の抵抗を表
す。式(2)で、  (V+V。
)の値に比し、  (V−VF)の値が大きければ。
式(2)の値が負になるため、第4図中ダイオードD1
によって可飽和リアクトルlの2次側巻線に電流が流れ
ないこととなる。このため、可飽和リアクトル1が不飽
和の状態における電力を置火を少なくともなくすること
ができる。
第5図は主トランジスタTR,がON、可飽和リアクト
ルlがONとなっている状態における動作説明図を示す
、第5図において、主トランジスタTR,がONであり
、かつ可飽和リアクトル1が飽和しているため、可飽和
リアクトル1の2次側巻線に流れる電流Iは下式を用い
て表される。
V −(v   V F  ) R十「1 ここで、■はコンデンサC1に充電されている電圧、 
 (V−VF)は電圧供給手段3によって発生された電
圧、RはトランジスタTR2のコレクターエミッタ間の
抵抗、r、は可飽和リアクトルの2次側巻線の抵抗を表
す。式(3)で、■の値に比し、  (V  VF)の
値が大きければ、弐(3)の値が負になるため、第5図
中ダイオードD1によって可飽和リアクトルlの2次側
巻線に電流が流れないこととなる。このため、可飽和リ
アクトルlによる電力損失をなくすることができる。
以上説明したように、可飽和リアクトルlに対して、電
圧供給手段3が式(2)および式(3)を用いて示す所
定の電圧(v−vF)を供給することにより、可飽和リ
アクトルlの2次側巻線に電流が流れないようにするこ
とが可能となる。
第6図は本発明の他の実施例構成を示し、電圧供給手段
3として独立に設けたパルストランスTZ5を用いた例
を示す。
第6図において、主トランジスタTR,およびトランジ
スタTR,は夫々同期して0N10FF制御するように
運転されているものである。この主トランジスタTR,
およびトランジスタT R3を同期して0N10FF制
御することにより、パルストランスTI 4およびパル
ストランスTz5の1次側巻線に夫々所定のパルス状の
′上圧が印加される。そして、パルストランスT、4の
2次側巻線から出力されたパルス電圧は、ダイオードD
2およびチョークコイルCH,を介してコンデンサC3
が充電され、出力電圧Aとして出力される。
この際、磁気アンプ制御回路2が可飽和リアクトル1に
励GfiTi、流を供給して、コンデンサC8に充電さ
れる電圧が所定値に保持されるように制御している。ま
た、独立に設けたパルストランスT25を用いた電圧供
給手段3によって生成された(VVEF)T1.圧が可
飽和リアクトル1に供給されている。このように、同期
した態様の独立したパルストランスTz5を用いても、
第3図ないし第5図を用いて説明したと同様の効果が得
られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように9本発明によれば、出力電圧と直列
に可飽和リアクトルを接続し、この可飽和リアクトルの
2次側に出力電圧を制御するための直流励磁電流を供給
すると共に、可飽和リアクトルの2次側に生じる電圧を
打ち消すに十分な電圧を供給する電圧供給手段を設ける
構成を採用しているため、電力損失を軽減することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例構成図、第2図は第1図図示
構成の動作波形図、第3図は主トランジスタTR,OF
F、可飽和リアクトルがリセット時の動作説明図、第4
図は主トランジスタT R+ON、可飽和リアクトルが
OFF時の動作説明図。 第5図は主トランジスタTR,ON、可飽和リアクトル
がON時の動作説明図、第6図は本発明の他の実施例構
成図、第7図は従来の磁気アンプ制御装置の構成図、第
8図は第7図図示構成の動作波形図を示す。 図中、lは可飽和リアクトル、2は磁気アンプ制御回路
、3は電圧供給手段、4はパルストランス、CH+ 、
CHzはチョークコイル、C,、C2はコンデンサ、T
R,は主トランジスタ、TRzは制jI用のトランジス
タ、DIないしり、はダイオードを表す。 特許出願人  ユーザツク電子工業株式会社代理人弁理
士 長谷用 文廣(外2名)主トランシ゛スタT尺、o
FF、可季乞オロリアクトIVリセ・ント綺めiM−f
   3@ 主トランジスタTR+0へHelノYりF/νoFFi
4−切穆カ作オ  4   回 矛 6 面

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 可飽和リアクトルを用いて電圧を制御するDC−DCコ
    ンバータの磁気アンプ制御装置において、出力電圧と直
    列に接続された1次側をもつ可飽和リアクトル(1)と
    、 この可飽和リアクトル(1)の2次側に、出力電圧を制
    御するための直流励磁電流を供給する磁気アンプ制御回
    路(2)と、 可飽和リアクトル(1)の不飽和時に、1次側から2次
    側に誘起される電圧を打ち消すのに十分な電圧を供給す
    る電圧供給手段(3)とを備えたことを特徴とするDC
    −DCコンバータの磁気アンプ制御装置。
JP19063985A 1985-08-29 1985-08-29 Dccdckonbaatanojikianpuseigyosochi Expired - Lifetime JPH0245433B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5132889A (en) * 1991-05-15 1992-07-21 Ibm Corporation Resonant-transition DC-to-DC converter
WO2003023945A2 (en) * 2001-09-07 2003-03-20 Power-One, Inc. Power converter having regulated dual outputs

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WO2003023945A3 (en) * 2001-09-07 2003-10-09 Power One Inc Power converter having regulated dual outputs

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