JPS631030B2 - - Google Patents

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JPS631030B2
JPS631030B2 JP4188480A JP4188480A JPS631030B2 JP S631030 B2 JPS631030 B2 JP S631030B2 JP 4188480 A JP4188480 A JP 4188480A JP 4188480 A JP4188480 A JP 4188480A JP S631030 B2 JPS631030 B2 JP S631030B2
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JP
Japan
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transistor
base
triangular wave
voltage
converter
Prior art date
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JP4188480A
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Japanese (ja)
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JPS56139079A (en
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Takashi Iigahama
Hajime Kasai
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NAGANO AICHI DENKI KK
Original Assignee
NAGANO AICHI DENKI KK
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Publication of JPS56139079A publication Critical patent/JPS56139079A/en
Publication of JPS631030B2 publication Critical patent/JPS631030B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/338Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自励発振式コンバータ装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a self-oscillation type converter device.

従来のコンバータ装置は第1図に示すように、
1次巻線Npに接続されたスイツチング用のトラ
ンジスタTsが導通(オン)するとそのコレクタ
電流Icは直線的に上昇する。なお、変圧器Tが昇
圧型で、漏れインダクタンスや浮遊容量が無視で
きない場合には振動的に上昇する。しかして、変
圧器Tの1次巻線Npに入力電圧Vinが印加され
ると、巻数比に比例した電圧がベース巻線NB
発生し、この電圧でベース電圧VBEとなることに
よつてトランジスタTsは更に導通を続ける。そ
して、コレクタ電流Icがベース電流Iとトランジ
スタTsの電流増幅率hFEとによつて決定される最
大コレクタ電流Icpk=hFE・IBに達すると、コレ
クタ電流Icの増加の割合が減少し、変圧器Tには
逆起電圧が発生する。さらに、トランジスタTs
のベースは逆バイアスされ、ベース電流IBが零に
なりトランジスタTsは阻止(オフ)状態となる。
その瞬間に2次巻線Nsに接続されたダイオード
D1が導通を開始し、変圧器Tに蓄えられたエネ
ルギーはコンデンサC1と負荷RLに供給される。
ここにおいて、ベース電流IBによつて最大コレク
タ電流Icpkが決定されることがら、出力電圧Vo
と基準電圧Vrとを比較器1で比較し、その偏差
Erに応じて等価ベース抵抗を変化させるための
補助トランジスタTRを帰還回路2で制御し、こ
れにより出力電圧Voを安定化するようにしてい
る。しかしながら、かかる従来のコンバータ装置
ではトランジスタTsが阻止状態になる瞬時の損
失が大きく、回路全体の効率を低下させていると
いつた欠点がある。また、効率が低く熱損失が大
きいと、信頼性の低下を招くと共に、装置の小型
化に大きな障害となる等の欠点がある。よつて、
この発明の目的は上述の如き欠点のない自励発振
式コンバータ装置を提供することにある。
The conventional converter device, as shown in Figure 1,
When the switching transistor Ts connected to the primary winding Np becomes conductive (turned on), its collector current Ic increases linearly. Note that if the transformer T is a step-up type and the leakage inductance and stray capacitance cannot be ignored, the voltage increases oscillatingly. Therefore, when the input voltage Vin is applied to the primary winding Np of the transformer T, a voltage proportional to the turns ratio is generated in the base winding N B , and this voltage becomes the base voltage V BE . The transistor Ts then continues to conduct. Then, when the collector current Ic reaches the maximum collector current Icpk= hFEIB determined by the base current I and the current amplification factor hFE of the transistor Ts, the rate of increase in the collector current Ic decreases, A back electromotive voltage is generated in the transformer T. Furthermore, the transistor Ts
The base of is reverse biased, the base current I B becomes zero, and the transistor Ts becomes blocked (off).
At that moment, the diode D1 connected to the secondary winding Ns starts conducting, and the energy stored in the transformer T is supplied to the capacitor C1 and the load R L.
Here, since the maximum collector current Icpk is determined by the base current I B , the output voltage Vo
and the reference voltage Vr are compared by comparator 1, and the deviation is
The auxiliary transistor TR for changing the equivalent base resistance according to Er is controlled by the feedback circuit 2, thereby stabilizing the output voltage Vo. However, such conventional converter devices have the disadvantage that the instantaneous loss when the transistor Ts becomes blocked is large, reducing the efficiency of the entire circuit. Furthermore, low efficiency and large heat loss lead to a decrease in reliability and are a major hindrance to miniaturization of the device. Then,
An object of the present invention is to provide a self-oscillating converter device that does not have the above-mentioned drawbacks.

以下にこの発明を説明する。 This invention will be explained below.

第2図はこの発明の一実施例を第1図に対応さ
せて示すものであり、入力電源Vinを安定した出
力電圧Vo及び出力電流Ioに変換するものである。
しかして、変圧器Tは1次巻線Np、2次巻線Ns
及びベース巻線NBを有し、1次巻線Npの一端は
入力電源Vin(+)に、他端はスイツチング用ト
ランジスタTsのコレクタにそれぞれ接続されて
いる。また、トランジスタTsのエミツタは入力
電源Vin(−)に接続され、ベース巻線NBは、ト
ランジスタTsが導通した時に1次巻線Npに流れ
る1次電流の増加によつてトランジスタTsのベ
ース電流を増加させる正帰還を得るように、トラ
ンジスタTsのベースに電流制限用の抵抗R1を
介して接続されている。さらに、ダイオードD1
及びコンデンサC1は整流平滑回路を形成し、ト
ランジスタTsが導通状態から阻止状態に移行す
る時に変圧器Tに蓄えられたエネルギーを逆電圧
として2次巻線Nsに発生させるが、ダイオード
D1はこの電流を導通させるような極性に接続さ
れている。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention corresponding to FIG. 1, in which an input power supply Vin is converted into a stable output voltage Vo and output current Io.
Therefore, the transformer T has a primary winding Np and a secondary winding Ns.
and a base winding N B , one end of the primary winding Np is connected to the input power supply Vin (+), and the other end is connected to the collector of the switching transistor Ts. Furthermore, the emitter of the transistor Ts is connected to the input power supply Vin (-), and the base winding N B is increased by the increase in the primary current flowing through the primary winding Np when the transistor Ts is turned on. It is connected to the base of the transistor Ts via a current limiting resistor R1 so as to obtain positive feedback that increases the current. Furthermore, diode D1
and capacitor C1 form a rectifying and smoothing circuit, and when the transistor Ts transitions from the conductive state to the blocking state, the energy stored in the transformer T is generated as a reverse voltage in the secondary winding Ns, but the diode D1 absorbs this current. Connected to such a polarity that it conducts.

一方、シヤント用のトランジスタTNのコレク
タはトランジスタTsのベースに接続されると共
に、エミツタは入力電源Vin(−)に、ベースは
帰還回路10にそれぞれ接続されている。また、
2次巻線Nsには出力電圧Voを検出するための出
力電圧検出回路20と、出力電流Ioを検出するた
めの出力電流検出回路21とがそれぞれ接続され
ており、基準電圧Vrと共に比較器22に入力さ
れ、その偏差Erが帰還回路10に入力されるよ
うになつている。しかして、帰還回路10は第3
図に示すように、コンバータの発振周波数に同期
した三角波Rsを発生する三角波発生回路11と、
比較器22からの偏差Er及び三角波Rsをレベル
的に比較して制御パルスCsを出力する比較器1
2と、この比較器12からの制御パルスCsを憎
幅してトランジスタTNのベースへ送る増幅器1
3とで構成されており、制御パルスCssによつて
トランジスタTsのベースを瞬間的に接地するよ
うになつている。
On the other hand, the collector of the shunt transistor TN is connected to the base of the transistor Ts, the emitter is connected to the input power supply Vin(-), and the base is connected to the feedback circuit 10. Also,
An output voltage detection circuit 20 for detecting an output voltage Vo and an output current detection circuit 21 for detecting an output current Io are connected to the secondary winding Ns, and a comparator 22 is connected to the secondary winding Ns. The deviation Er is input to the feedback circuit 10. Therefore, the feedback circuit 10
As shown in the figure, a triangular wave generation circuit 11 that generates a triangular wave Rs synchronized with the oscillation frequency of the converter;
A comparator 1 that compares the deviation Er from the comparator 22 and the triangular wave Rs in terms of levels and outputs a control pulse Cs.
2, and an amplifier 1 which widens the control pulse Cs from this comparator 12 and sends it to the base of the transistor TN .
3, and the base of the transistor Ts is momentarily grounded by the control pulse Css.

このように、この発明ではシヤント用のトラン
ジスタTNをスイツチング用のトランジスタTsの
ベース、エミツタ間に並列にシヤントできるよう
に接続し、トランジスタTNのベースに制御パル
スCssを印加してトランジスタTsのベースを瞬間
的に接地するようにしているので、トランジスタ
Tsが導通から阻止状態に移行する時点における
損失をなくすることが可能になるのである。
As described above, in this invention, the shunting transistor T N is connected in parallel between the base and emitter of the switching transistor Ts, and the control pulse Css is applied to the base of the transistor T N to control the switching transistor Ts. Since the base is momentarily grounded, the transistor
This makes it possible to eliminate the loss at the time when Ts transitions from conduction to blocking state.

ところで、三角波発生回路11の具体的構成例
は第4図に示す通りであり、1次巻線NPによる
ベース巻線NBの誘導起電力をダイオードD2で
半波整流し、電流制限用の抵抗R5を介してトラ
ンジスタT2のベースに加え、このトランジスタ
T2のコレクタ出力がトランジスタT1のベース
に加えられるようになつている。一方、入力電源
Vinには電流制限用の抵抗R2及び定電圧ダイオ
ードZ1が並列に接続され、定電圧ダイオードZ
1には抵抗R3及びコンデンサC2が並列に接続
されている。しかして、抵抗R3とコンデンサC
2との接続点にトランジスタT1のコレクタを接
続し、ベース巻線NBの電圧が正の時、すなわち
トランジスタTsが導通する期間にのみ三角波Rs
を発生するようになつている。トランジスタT1
が導通すると抵抗R3及びコンデンサC2の接続
点は接地されて零電位となり、トランジスタT1
が阻止されるとコンデンサC2はR3,C2の時
定数で充電を開始する。ここで、この動作例をタ
イムチヤートで示すと第5図A〜Eのようにな
る。すなわち、第5図AはトランジスタTsのコ
レクタ・エミツタ間電圧VCEを示し、この時のベ
ース巻線NBの出力電圧は同図Bの如く波形とな
る。そして、トランジスタT2のベースにはダイ
オードD2によつて正パルスのみが印加されるの
でそのベース・エミツタ間電圧VBEは第5図Cの
ようになり、トランジスタT1のベース・エミツ
タ間電圧VBEはその逆になるので同図Dのように
なり、かくしてトランジスタT1のコレクタ・エ
ミツタ間電圧VCEは、つまりコンデンサC2の充
電電圧は同図Eのような三角波R5となるのであ
る。
By the way , a specific configuration example of the triangular wave generation circuit 11 is as shown in FIG . In addition to the base of the transistor T2 via the resistor R5, the collector output of the transistor T2 is applied to the base of the transistor T1. On the other hand, the input power
A current limiting resistor R2 and a constant voltage diode Z1 are connected in parallel to Vin, and a constant voltage diode Z
1, a resistor R3 and a capacitor C2 are connected in parallel. Therefore, resistor R3 and capacitor C
The collector of transistor T1 is connected to the connection point with 2, and the triangular wave Rs is generated only when the voltage of the base winding N B is positive, that is, during the period when the transistor Ts is conductive.
is starting to occur. Transistor T1
When conductive, the connection point between resistor R3 and capacitor C2 is grounded and becomes zero potential, and transistor T1
When is blocked, capacitor C2 starts charging with the time constant of R3 and C2. Here, an example of this operation is shown in time charts as shown in FIGS. 5A to 5E. That is, FIG. 5A shows the collector-emitter voltage V CE of the transistor Ts, and the output voltage of the base winding N B at this time has a waveform as shown in FIG. 5B. Since only a positive pulse is applied to the base of the transistor T2 by the diode D2, the base-emitter voltage V BE is as shown in Figure 5C, and the base-emitter voltage V BE of the transistor T1 is The opposite is true, as shown in figure D, and thus the collector-emitter voltage V CE of transistor T1, that is, the charging voltage of capacitor C2, becomes a triangular wave R5 as shown in figure E.

このようにして得られた三角波発生回路11か
らの三角波Rsは、トランジスタTsの導通時点を
検出する測定回路としての機能を有し、比較器1
2に入力されて比較器22からの偏差Erと比較
される。すなわち、第6図に示すように三角波
Rsが比較器22からの偏差Erのレベルに到る時
間t1,t2とその時の偏差Erの電圧V1,V
2の間に比較関係を得ることができ、したがつて
比較器22の偏差Erを出力電圧Voないしは出力
電圧Ioが増加した時に下げるようにすば、負荷
RLへの出力を安定的に制御することができる。
しかしてリンギング・チヨーク・コンバータの場
合、スイツチング用トランジスタの導通期間にコ
イルに蓄積されたエネルギーをスイツチング用ト
ランジスタの阻止時に2次巻線から負荷に供給す
るので、出力電力を制御するためにはスイツチン
グ用トランジスタの導通期間を制御するようにす
れば良い。なお、この発明の帰還回路10は自励
発振式コンバータの発振周波数に同期しているた
め他励発振式コンバータの場合問題となるインバ
ータ用のトランスが高電圧発生用の場合でもその
漏れインダクタンスや浮遊容量の影響で発生する
乱調が起こり難い。
The triangular wave Rs obtained in this way from the triangular wave generating circuit 11 has a function as a measuring circuit for detecting the conduction point of the transistor Ts, and the comparator 1
2 and is compared with the deviation Er from the comparator 22. In other words, as shown in Figure 6, the triangular wave
Time t1, t2 when Rs reaches the level of deviation Er from comparator 22 and voltage V1, V of deviation Er at that time
Therefore, if the deviation Er of the comparator 22 is lowered when the output voltage Vo or output voltage Io increases, the load
Output to R L can be stably controlled.
However, in the case of a ringing choke converter, the energy stored in the coil during the conduction period of the switching transistor is supplied to the load from the secondary winding when the switching transistor is blocked, so switching is necessary to control the output power. What is necessary is to control the conduction period of the transistor. Furthermore, since the feedback circuit 10 of the present invention is synchronized with the oscillation frequency of the self-excited oscillation type converter, even if the inverter transformer is used for high voltage generation, which is a problem in the case of a separately excited oscillation type converter, leakage inductance and stray Disorders that occur due to the influence of capacitance are less likely to occur.

以上の前提から、第2図の装置の動作を第7図
A〜Gを参照して説明する。
Based on the above premise, the operation of the apparatus shown in FIG. 2 will be explained with reference to FIGS. 7A to 7G.

出力電流Io又は出力電圧Voが第7図Aに示す
ように徐々に低下すると、比較器22からの基準
電圧Vrに対する偏差Erは同図Bに示す如く徐々
に上昇する。しかして、比較器12は比較器22
からの偏差Erと三角波発生回路11からの三角
波Rsとをレベルで比較し(第7図C参照)、三角
波Rsが偏差Erのレベルより大きくなつた時に第
7図Dに示すような制御パルスCsを出力して、
増幅器13を介してトランジスタTNのベースに
印加してトランジスタTSを駆動する。しかして、
制御パルスCsの発生間隔t1,t2は出力電流
Io(又は出力電圧Vo)の大きさに関連して変化
し、この制御パルスCsが印加された時にトラン
ジスタTNが導通することによつてトランジスタ
Tsのベースが接地される(第7図E,F)。ここ
において、トランジスタTsのコレクタ電流Icは
第7図Gに示すようにその導通期間に上昇し、制
御パルスCsによつてベースが接地された時に阻
止されて零となる。また、コイルのインダクタン
スLPに蓄積されるエネルギーは最大コレクタ電
流をIcpkとすれば1/2・Lp・Icpk2と表わされる
から、コレクタ電流Icを適当な位置で零にすれば
所望のエネルギー(出力電力)を得ることができ
る。なお、この実施例では定電流回路、定電圧回
路のため出力が低下した場合にはこれを大きくす
る必要があり、最大コレクタ電流Icpkも大きく
なるようになつている。
When the output current Io or the output voltage Vo gradually decreases as shown in FIG. 7A, the deviation Er from the reference voltage Vr from the comparator 22 gradually increases as shown in FIG. 7B. Therefore, the comparator 12 is the comparator 22
The deviation Er from the triangle wave generation circuit 11 is compared in level with the triangular wave Rs from the triangular wave generating circuit 11 (see Fig. 7C), and when the triangular wave Rs becomes larger than the level of the deviation Er, the control pulse Cs as shown in Fig. 7D is generated. Output
It is applied to the base of transistor T N via amplifier 13 to drive transistor T S. However,
The control pulse Cs generation interval t1, t2 is the output current
It changes in relation to the magnitude of Io (or output voltage Vo), and when this control pulse Cs is applied, the transistor T
The base of Ts is grounded (Fig. 7 E, F). Here, the collector current Ic of the transistor Ts increases during its conduction period as shown in FIG. 7G, and is stopped and becomes zero when the base is grounded by the control pulse Cs. Also, the energy stored in the coil inductance L P is expressed as 1/2 · Lp · Icpk 2 if the maximum collector current is Icpk, so if the collector current Ic is made zero at an appropriate position, the desired energy ( output power). Note that this embodiment uses a constant current circuit and a constant voltage circuit, so when the output decreases, it is necessary to increase it, and the maximum collector current Icpk also increases.

次に、この発明の動作を従来装置と比較して説
明する。
Next, the operation of the present invention will be explained in comparison with a conventional device.

第1図に示した従来回路の制御方式では上述の
ように、出力側で検出した出力電圧を基準電圧
Vrと比較し、その差Erの変動を帰還回路2で反
転信号に変換してトランジスタTRを制御するよ
うにしている。しかして、トランジスタTRはト
ランジスタTsのベースに直列に接続されている
ため、トランジスタTRの制御はトランジスタTs
のベース電流IBを制御することになり、これによ
りトランジスタTsのコレクタ電流Icを制御して
出力電圧Voを安定化することができる。この場
合のトランジスタTsの動作は連続的であり、そ
の動作点を図示すると第8図のようになり、この
時のトランジスタTsのコレクタ・エミツタ間電
圧VcE及びコレクタ電流Icは第9図A及びBのよ
うになる。すなわち、トランジスタTsが導通す
る動作点はO→Pに移動し、ベース電流IBの電流
増幅率をhFEとすると、コレクタ電流IcはhFE・IB
になるまで上昇を続けP点に達する。P点では電
流Icの増加率が減少するため、この減少作用によ
り1次巻線NPには逆起電力が生じ急速にスイツ
チオフを生じる。この時、動作点はP→Qへ迅速
に移動する。また、コレクタ・エミツタ間電圧
VcEは上昇し、代りに1次巻線Npにかかる電圧
は減少してベース電流IBが減少する。これにより
コレクタ電流Icは減少し、コレクタ電流Icによつ
て誘起されるベース巻線NBの電圧は反転してト
ランジスタTsは阻止される。Q点に動作点があ
る時間にコイルのインダクタンスは蓄積エネルギ
を出力側に送出し、これが終るとIcBoの曲線に
沿つてO点に戻りトランジスタは再び導通する。
動作点はこのような繰返し動作によつて第8図の
矢印方向に移動を続ける。
In the control method of the conventional circuit shown in Figure 1, as mentioned above, the output voltage detected on the output side is used as the reference voltage.
It is compared with Vr, and the fluctuation of the difference Er is converted into an inverted signal by the feedback circuit 2 to control the transistor TR . However, since the transistor TR is connected in series to the base of the transistor Ts, the control of the transistor TR is controlled by the transistor Ts.
By controlling the base current IB of the transistor Ts, it is possible to control the collector current Ic of the transistor Ts and stabilize the output voltage Vo. The operation of the transistor Ts in this case is continuous, and its operating point is shown in FIG. 8, and the collector-emitter voltage Vc E and collector current Ic of the transistor Ts at this time are shown in FIG. It will look like B. In other words, the operating point at which the transistor Ts conducts moves from O to P, and if the current amplification factor of the base current I B is h FE , the collector current Ic becomes h FE・I B
It continues to rise until it reaches point P. Since the rate of increase of current Ic decreases at point P, this decreasing effect generates a back electromotive force in the primary winding N P , causing a rapid switch-off. At this time, the operating point quickly moves from P to Q. Also, the collector-emitter voltage
Vc E increases, and in return the voltage across the primary winding Np decreases, causing the base current I B to decrease. As a result, the collector current Ic decreases, the voltage across the base winding N B induced by the collector current Ic is reversed, and the transistor Ts is blocked. During the time when the operating point is at point Q, the inductance of the coil sends the stored energy to the output side, and when this ends, it returns to point O along the Ic B o curve and the transistor becomes conductive again.
The operating point continues to move in the direction of the arrow in FIG. 8 through such repeated operations.

このようなことから、第1図の装置では動作点
として点P前の電流の増加率の減少特性を利用し
なければならず、そのためP点の電圧VcEOFFが上
昇しこれを小さくすることはできなかつた。ま
た、このP点はコレクタ電流Icが最大値(Icpk)
であり、電圧VcEOFFと電流Icpkとの積がトランジ
スタTsの最大損失となるため、第9図A及びB
の斜線部分を極力小さくすることが強く望まれて
いたのである。
For this reason, in the device shown in Fig. 1, it is necessary to use the decreasing characteristic of the rate of increase of the current before point P as the operating point, so that the voltage Vc EOFF at point P increases and it is impossible to reduce it. I couldn't do it. Also, at this P point, the collector current Ic is the maximum value (Icpk)
Since the product of the voltage Vc EOFF and the current Icpk is the maximum loss of the transistor Ts, Fig. 9 A and B
There was a strong desire to make the shaded area as small as possible.

これに対し、第2図に示すこの発明の装置で
は、出力側に設けられた出力電圧検出回路20及
び出力電流検出回路21で検出した電圧(電流は
電圧に換算する)を基準電圧Vrと比較し、その
差Erの変動を帰還回路10でパルス信号化し、
このパルス信号CssをトランジスタTsのベースに
並列に接続されたトランジスタTNのベースに印
加するようにしている。しかして、トランジスタ
TNは制御パルスCssが供給された時に導通し、こ
れによりトランジスタTsを阻止するようになつ
ている。そして、この動作点を図示すると第10
図のようになり、この時のトランジスタTsのコ
レクタ・エミツタ間電圧VcE及びコレクタ電流Ic
は第11図A及びBのようになる。すなわ、トラ
ンジスタTsが導通するとその動作点はIc−VcE
線上をO→Pに移動し、ベース電流IBは所望の最
大電流Icが得られるように設定されているので、
コレクタ電流Icは、そのベース電流Ibをパラメー
タとするトランジスタTsの導通時の飽和電圧特
性に従つて増加する。希望点Pに達すると同時に
トランジスタTRに制御パルスCssが入力され、ト
ランジスタTNを導電させることによつてトラン
ジスタTsのベースを接地する。かくして、それ
までベース巻線NBよりトランジスタTsのベース
に流れ込んでいたベース電流IBが零になるため、
トランジスタTsは阻止される。この時、動作点
はP→R→Qと速く移動し、Q点に動作点がある
時間にコイルのインダクタンスは蓄積エネルギー
を出力側に送出し、これが終るとIcBOの曲線に沿
つてO点に戻りトランジスタTsは再び導通し、
以下かかる動作を繰返す。以上のことから、この
発明のコンバータ装置では動作点が希望点Pに達
しても、電流Icの増加率は直線上にあるため、電
圧VcEOFFは第11図Aの斜線部のように従来装置
(第9図A参照)に比べ格段と小さくなる。かく
して、コレクタ電流Icが最大値Icpkでも電圧
VcEOFFが小さいためその損失が小さく、発熱を抑
えると共に効率を高めることができるのである。
In contrast, in the device of the present invention shown in FIG. 2, the voltage detected by the output voltage detection circuit 20 and output current detection circuit 21 provided on the output side (the current is converted to voltage) is compared with the reference voltage Vr. Then, the fluctuation of the difference Er is converted into a pulse signal by the feedback circuit 10,
This pulse signal Css is applied to the base of a transistor TN connected in parallel to the base of the transistor Ts. However, the transistor
T N is made conductive when the control pulse Css is supplied, thereby blocking the transistor Ts. If this operating point is illustrated, it is the 10th point.
As shown in the figure, the collector-emitter voltage Vc E and collector current Ic of the transistor Ts at this time
is as shown in FIG. 11A and B. In other words, when the transistor Ts conducts, its operating point moves from O to P on the Ic-Vc E curve, and the base current I B is set so that the desired maximum current Ic is obtained.
The collector current Ic increases according to the saturation voltage characteristic when the transistor Ts is turned on, with its base current Ib as a parameter. At the same time as the desired point P is reached, a control pulse Css is input to the transistor TR , causing the transistor T N to conduct, thereby grounding the base of the transistor Ts. In this way, the base current I B that had previously flowed from the base winding N B to the base of the transistor Ts becomes zero, so
Transistor Ts is blocked. At this time, the operating point moves quickly from P→R→Q, and while the operating point is at point Q, the inductance of the coil sends out the stored energy to the output side, and when this ends, it returns to point O along the Ic BO curve. Returning to , transistor Ts becomes conductive again,
Repeat the following operations. From the above, in the converter device of the present invention, even if the operating point reaches the desired point P, the rate of increase of the current Ic is on a straight line, so the voltage Vc EOFF is as shown in the shaded area in FIG. (See FIG. 9A) It is much smaller than that. Thus, even if the collector current Ic is at its maximum value Icpk, the voltage
Since VcEOFF is small, the loss is small, which reduces heat generation and increases efficiency.

ここで、第2図に示すコンバータ装置の具体的
構成例を図示すると第12図の通りであり、この
図において23及び24は比較増幅器であり、2
5は増幅器である。
Here, a specific example of the configuration of the converter device shown in FIG. 2 is shown in FIG. 12, in which 23 and 24 are comparison amplifiers;
5 is an amplifier.

なお、上述した帰還回路10の代りに第13図
に示すような帰還回路30を用いることも可能で
ある。すなわち、この例は、比較器22からの偏
差Erの変化に対応して傾きが変化する三角波Rp
を、三角波発生回路31でトランジスタTsの導
通期間中だけ発生させ、かかる三角波Rpをレベ
ル検出回路32に入力して所定レベルで上述と同
様の制御パルスCsを得るようにしたものである。
ここで、三角波発生回路31及びレベル検出回路
32の具体的構成例を第14図に示し、その動作
を第15図A〜Gのタイムチヤートを参照して説
明する。
Note that it is also possible to use a feedback circuit 30 as shown in FIG. 13 instead of the feedback circuit 10 described above. That is, in this example, a triangular wave Rp whose slope changes in accordance with a change in the deviation Er from the comparator 22 is used.
is generated by the triangular wave generation circuit 31 only during the conduction period of the transistor Ts, and the triangular wave Rp is inputted to the level detection circuit 32 to obtain the same control pulse Cs as described above at a predetermined level.
Here, a specific example of the configuration of the triangular wave generation circuit 31 and the level detection circuit 32 is shown in FIG. 14, and the operation thereof will be explained with reference to the time charts of FIGS. 15A to 15G.

1次巻線Npによるベース巻線NBの誘導起電力
(第15図B)をダイオードD2で半波整流し、
抵抗R5を介してトランジスタT2のベースに加
え(第15図C)、トランジスタT2のコレクタ
出力をトランジスタT1のベースに印加する(第
15図D)。一方、入力電源Vinには抵抗R2及
び定電圧ダイオードZ1が接続されており、定電
圧ダイオードZ1に並列にトランジスタT3、抵
抗R9及びコンデンサC2が接続されている。ま
た、コンデンサC2には並列にトランジスタT1
が接続されており、このトランジスタT1のコレ
クタ電圧VCEは第15図Eのように、トランジス
タTsの導通期間(第15図Aの0期間)にトラ
ンジスタT3及び抵抗R9による等価抵抗値とコ
ンデンサC2とに基づく時定数で上昇し、三角波
Rpが出力される。しかして、トランジスタT3
のベースには比較器22からの偏差Erが入力さ
れるため、トランジスタT3の等価抵抗が変わる
ことによつて三角波Rpの傾きが変化する。かく
して、得られた三角波Rp(トランジスタT1の
VcE)はダイオードD2及び定電圧ダイオードZ
2で成るレベル検出回路32に入力され、所定レ
ベルで切断され第15図Fのような制御パルス
Csを得る。かかる制御パルスCsの間隔は比較器
22の偏差Erに応じて変化し、このパルス間隔
がトランジスタTsの導通時間を制御することに
なる。
The induced electromotive force (Fig. 15B) in the base winding N B by the primary winding Np is half-wave rectified by the diode D2,
In addition to the base of transistor T2 via resistor R5 (FIG. 15C), the collector output of transistor T2 is applied to the base of transistor T1 (FIG. 15D). On the other hand, a resistor R2 and a constant voltage diode Z1 are connected to the input power supply Vin, and a transistor T3, a resistor R9, and a capacitor C2 are connected in parallel to the constant voltage diode Z1. In addition, a transistor T1 is connected in parallel to the capacitor C2.
is connected, and as shown in FIG. 15E, the collector voltage V E of this transistor T1 is equal to the equivalent resistance value of the transistor T3 and resistor R9 plus the capacitor C2 during the conduction period of the transistor Ts (0 period in FIG. 15A). The triangular wave rises with a time constant based on
Rp is output. However, transistor T3
Since the deviation Er from the comparator 22 is input to the base of , the slope of the triangular wave Rp changes as the equivalent resistance of the transistor T3 changes. Thus, the obtained triangular wave Rp (transistor T1
Vc E ) is diode D2 and voltage regulator diode Z
2 is input to the level detection circuit 32 consisting of
Get Cs. The interval between such control pulses Cs changes according to the deviation Er of the comparator 22, and this pulse interval controls the conduction time of the transistor Ts.

ここで、第13図及び第14図に示した帰還回
路30を用いた場合のコンバータ装置の具体的構
成例を示すと第16図のようになる。第16図に
おいて、34は比較増幅器であり、35は増幅器
である。
Here, a specific example of the configuration of a converter device using the feedback circuit 30 shown in FIGS. 13 and 14 is shown in FIG. 16. In FIG. 16, 34 is a comparison amplifier, and 35 is an amplifier.

以上本発明につき好的な実施例を挙げて種々説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多く
の改変を施し得るのはもちろんのことである。
Although the present invention has been variously explained above with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. That's true.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のコンバータ装置の一例を示す回
路構成図、第2図はこの発明の一実施例を示す回
路構成図、第3図はその一部を詳細に示すブロツ
ク図、第4図は第3図における三角波発生回路の
具体例を示す回路図、第5図A〜Eはその動作例
を示すタイムチヤート、第6図は比較器12の動
作を説明するための図、第7図A〜Gは第2図の
動作例を示すタイムチヤート、第8図は第1図の
装置の動作点の様子を示す図、第9図A,Bはそ
のコレクタ・エミツタ間電圧VcE、コレクタ電流
Icの波形図、第10図は第2図の装置の動作点の
様子を示す図、第11図A,Bはそのコレクタ・
エミツタ間電圧VcE、コレクタ電流Icの波形図、
第12図は第2図の具体構成例を示す回路図、第
13図はこの発明に用いる帰還回路の他の例を示
すブロツク図、第14図は第13図における三角
波発生回路の具体例を示す回路図、第15図A〜
Gはその動作例を示すタイムチヤート、第16図
は第13図の帰還回路を用いた場合のコンバータ
装置の具体的構成例を示す回路図である。 1……比較器、2……帰還回路、10……帰還
回路、11……三角波発生回路、12……比較
器、13……増幅器、20……出力電圧検出回
路、21……出力電流検出回路、22……比較
器、23,24……比較増幅器、25……増幅
器、30……帰還回路、31……三角波発生回
路、32……レベル検出回路、33……増幅器。
Fig. 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional converter device, Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a block diagram showing a part of the converter in detail, and Fig. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional converter device. FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific example of the triangular wave generation circuit, FIGS. 5A to 5E are time charts showing an example of its operation, FIG. 〜G is a time chart showing the operation example of FIG. 2, FIG. 8 is a diagram showing the operating point of the device of FIG. 1, and FIGS. 9A and B are the collector-emitter voltage Vc E and collector current.
Ic waveform diagram, Figure 10 is a diagram showing the operating point of the device in Figure 2, and Figures 11A and B are the collector and
Waveform diagram of emitter voltage Vc E and collector current Ic,
12 is a circuit diagram showing a specific example of the configuration shown in FIG. 2, FIG. 13 is a block diagram showing another example of the feedback circuit used in the present invention, and FIG. 14 is a specific example of the triangular wave generating circuit shown in FIG. 13. The circuit diagram shown in Fig. 15A~
G is a time chart showing an example of its operation, and FIG. 16 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a converter device using the feedback circuit of FIG. 13. 1... Comparator, 2... Feedback circuit, 10... Feedback circuit, 11... Triangle wave generation circuit, 12... Comparator, 13... Amplifier, 20... Output voltage detection circuit, 21... Output current detection Circuit, 22...Comparator, 23, 24...Comparison amplifier, 25...Amplifier, 30...Feedback circuit, 31...Triangle wave generation circuit, 32...Level detection circuit, 33...Amplifier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 コンバータの1次巻線に接続されたスイツチ
ング用トランジスタと、このスイツチング用トラ
ンジスタのベースに接続されたシヤント用のシヤ
ントトランジスタと、前記コンバータの発振周波
数に同期した三角波を発生する三角波発生回路
と、前記コンバータの出力電流又は出力電圧を検
出して基準電圧との偏差信号を出力する比較検出
回路と、前記三角波及び偏差信号のレベルを比較
して制御パルスを出力する比較回路とを具え、前
記制御パルスによつて前記シヤントトランジスタ
をオンオフ制御し、前記スイツチング用トランジ
スタの阻止時における損失を減少するようにした
ことを特徴とする自励発振式コンバータ。 2 コンバータの1次巻線に接続されたスイツチ
ング用トランジスタと、このスイツチング用トラ
ンジスタのベースに接続されたシヤント用のシヤ
ントトランジスタと、前記コンバータの出力電流
又は出力電圧を検出して基準電圧との偏差信号を
出力する比較検出回路と、前記偏差信号に対応し
た傾きで前記コンバータの発振周波数に同期した
三角波を発生する三角波発生回路と、前記三角波
を所定レベルで切断して制御パルスを出力するレ
ベル検出回路とを具え、前記制御パルスによつて
前記シヤントトランジスタをオンオフ制御し、前
記スイツチング用トランジスタの阻止時における
損失を減少するようにしたことを特徴とする自励
発振式コンバータ装置。
[Claims] 1. A switching transistor connected to the primary winding of the converter, a shunt transistor connected to the base of the switching transistor, and a triangular wave synchronized with the oscillation frequency of the converter. A triangular wave generation circuit that generates a triangular wave, a comparison detection circuit that detects the output current or output voltage of the converter and outputs a deviation signal from a reference voltage, and a comparison circuit that compares the levels of the triangular wave and the deviation signal and outputs a control pulse. 1. A self-oscillation type converter comprising: a circuit for controlling on/off of said shunt transistor by said control pulse to reduce loss when said switching transistor is blocked. 2. A switching transistor connected to the primary winding of the converter, a shunt transistor connected to the base of this switching transistor, and a shunt transistor connected to the base of the switching transistor, detecting the output current or output voltage of the converter and comparing it with the reference voltage. a comparison detection circuit that outputs a deviation signal; a triangular wave generation circuit that generates a triangular wave synchronized with the oscillation frequency of the converter with a slope corresponding to the deviation signal; and a level that cuts the triangular wave at a predetermined level and outputs a control pulse. A self-oscillation type converter device comprising: a detection circuit, the shunt transistor is controlled on and off by the control pulse to reduce loss when the switching transistor is blocked.
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