JPS6366157B2 - - Google Patents

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JPS6366157B2
JPS6366157B2 JP7158682A JP7158682A JPS6366157B2 JP S6366157 B2 JPS6366157 B2 JP S6366157B2 JP 7158682 A JP7158682 A JP 7158682A JP 7158682 A JP7158682 A JP 7158682A JP S6366157 B2 JPS6366157 B2 JP S6366157B2
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JP
Japan
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circuit
output
voltage
point
capacitor
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JP7158682A
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JPS58190277A (ja
Inventor
Shunichi Nozawa
Shinichi Suido
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SHIKOKU HENATSUKI KK
Original Assignee
SHIKOKU HENATSUKI KK
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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
    • H02M3/33507Conversion 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 with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters

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

Description

【発明の詳細な説明】 励磁巻線に直流電源から適当な時間幅の繰返し
電圧を印加し、該巻線に流れる電流を急激に遮断
することにより該巻線と同じ鉄心上に巻かれた出
力巻線に誘起する跳返り電圧を利用する他励式ス
イツチツグ型直流変換装置において、その動作を
安定にするため上記出力巻線又はそれと同じ波形
電圧を誘起する検出巻線に現れる跳返り電圧波形
のゼロクロス点を検出し、その信号により主スイ
ツチの閉時刻を確定し、振動波形とスイツチ動作
の同期を取る方式が従来用いられている。
本発明はこの種方式の装置に必要なスイツチ駆
動用信号発生回路に関するものであり、その目的
は市販のタイマー用ICなどを使用して極めて容
易に回路組立を可能にすると共に、負荷短絡時の
過大電流を別個の電流制限回路を設けることなし
に自動的に規定値以下の十分小さい値に制限する
ことにある。
図面について具体的に説明するに、第1図にお
いて1点鎖線A−A′から左の部分が本発明を実
施した駆動信号発生回路の1例に該当する。該鎖
線の右側上にある出力変圧器1は1次励磁巻線1
1、2次出力巻線12及び電圧波形検出巻線13
を有し、1次巻線11は主スイツチ素子14と直
列になつて主直流電源V1に接続される。2次巻
線12は整流ダイオードD3と平滑コンデンサC4
の直列回路に接続され、C4と並列に負荷抵抗Rl
出力制御信号電圧発生回路2の電流巻線2aとの
直列回路が接続される。回路2は出力電流即ちRl
の電流とその規定値との差を検出し、出力値が規
定値より小さいほど大になる正の制御信号電圧
Vcを発生するものである。なお巻線11〜13
の各誘起電圧相互間の極性関係は(●)印で示さ
れる。
タイミング回路3は制御用直流電源V2の端子
間に接続される直列充電抵抗R1とコンデンサC1
及びこれと並列の放電用スイツチ素子17を具備
し、その充放電の時定数が本装置のスイツチ開閉
の時間を設定する基準となるものである。
上記検出巻線13に接続される同期パルス成形
回路15は高抵抗R4と整流ダイオードD2の直列
回路及びR4とD2の接合点bから分岐してD2と並
列に接続されるコンデンサC3と低抵抗R3の直列
回路から成り、C3とR3の接合点cは回路15の
出力点となる。C3−R3回路は微分回路を構成し、
従つて入力点aにおける交番電圧はD2により整
流されて後微分されて点cに出力パルスとして現
われる。
上記コンデンサC1の正側端子点Pから分岐す
るコンデンサ充放電回路16はC1と並列に接続
される整流ダイオードD1と高抵抗R2の直列回路
及びD1とR2の接合点dと前記出力点cとの間に
接続されるコンデンサC2から成り、点dは回路
16の出力点となる。回路D1−C2はこれに前記
の低抵抗R3も直列に入れて、C1の充電期間中そ
の充電に速動的に追従してC2が充電される速動
充電回路を構成し、回路R2−C2はR3も入れて、
C1が瞬時に放電したとき高抵抗R2の故にC2が緩
慢に放電する遅延放電回路を構成する。
総合回路4はタイミング回路3の出力点P及び
回路16の出力点dからの各出力電圧を受けて、
他方前記出力制御信号電圧発生回路2からの制御
電圧Vcに応じてスイツチ素子14の開閉のため
の駆動信号を発生する回路である。この回路は通
常はIC化されているが、図面はその機能を等価
的なブロツク図として表わしたものである。第1
電圧比較回路5は(−)及び(+)各入力として
点Pからの電圧Vp及び上記制御電圧Vcを夫々与
えられ、その出力は微分回路8を経てフリツプフ
ロツプ回路7のリセツト入力Rへ与えられる。第
2の電圧比較回路6は(−)及び(+)各入力と
して制御電圧Vcを電圧分割回路R5−R6で適当な
比率に分圧した電圧Vl及び点dからの電圧Vd
与えられ、その出力は上記回路7のセツト入力S
へ与えられる。回路7のセツト出力Qはスイツチ
素子14の制御点へ与えられ、他方リセツト出力
QはC1の短絡用スイツチ素子17の制御点へ与
えられる。
第1図に示す装置の作動について説明する。巻
線13に誘起する点aの電圧は第2図の曲線aに
示すような波形で、時刻t1からt2の間はスイツチ
14の開期間で正極性の大きな跳返り電圧が現れ
る。t2からt3の間はスイツチ14の閉期間で負極
性の略一定振幅の波形となる。第1図の点bにお
ける電圧波形は抵抗R4とダイオードD2のため第
2図の曲線bに示すように同図曲線aの正部分が
振幅制限された破線のような波形となる。この波
形を回路C3−R3で微分すると第2図の曲線cで
示すように波形bのゼロクロス点で発生するパル
ス波形が第1図の出力点cに生ずる。この中で負
極性のみが同期パルスとして用いられる。
総合回路4内において、フリツプフロツプ回路
7がリセツト状態にあるときはそのQ出力は0、
Q出力は1(正の出力)であるから、スイツチ1
4は開、スイツチ17は閉状態であり、従つてコ
ンデンサC1の電圧は殆んどゼロである。そこで
今回路7が入力Sの附勢によりセツトされたとす
れば、Q出力は1、出力は0となるので、スイ
ツチ14は閉じて巻線11に励磁電流が流れ始
め、同時にスイツチ17は開いてコンデンサC1
は電源V2から抵抗R1を経て流れる電流によつて
充電され、C1の端子電圧Vpは第4図に示すよう
に上昇を始める。このとき第1図において点dの
電圧VdもVpに従つて第4図破線のように上昇す
る。
電圧比較回路5の両入力についてVp<Vcの間
はその出力は正の一定値であるが、VpがVcに等
しくなつた瞬間に該出力は負の値に急変する。こ
の出力は回路8で微分されてフリツプフロツプ回
路7のR入力に与えられ、この回路をリセツトす
る。よつてスイツチ14は開き、スイツチ17は
閉じる。従つてC1の電荷は急速に放電し、Vp
第4図に示すように急にゼロに近い値に低下す
る。しかしC2に充電された電荷はD1が逆バイア
ス状態にあるためすぐには放電しないでVd
R2C2の時定数で(R3≪R2)第4図破線のように
ゆつくり降下する。
若し回路15からの同期パルスがC2を介して
点dに加えられなければ、Vdは比較回路6の
(−)入力電圧Vlに等しくなるまで降下を続ける。
VdがVlに等しくなると、比較回路6の出力は正
から負に急変して微分回路9を経て回路7のS入
力に与えられるので回路7をセツトし、すべては
最初の状態に戻り、再び上記の動作を反復するこ
とになる。しかし正常の動作状態では第4図の時
刻t1でスイツチ14が開くと巻線13には第2図
示のような跳返り電圧が発生し、そのゼロクロス
点において同図の曲線cのような振幅の比較的大
きな同期パルスが現れ、これはコンデンサC2
経て点dに伝えられ、電圧Vdは第5図に示すよ
うに時刻t2で一時Vl以下になるため、比較回路6
が作動してフリツプフロツプ回路7がセツトさ
れ、この時点で最初の状態に戻る。t0とt1の間が
スイツチ14の閉期間Toであり、t1とt2の間が開
期間Tfである。制御電圧Vcの大きさが変わると
Toは変化するが、Tfは常に跳返り電圧波形幅に
一致しており、系の動作が安定に行われる。
本装置の特徴は負荷短絡時の電流が自動的に安
全な小さい値に制限され、短絡が解けると直ちに
正常動作に戻ることである。次にその理由を説明
する。負荷短絡又はそれに近い状態になると、出
力電流は正常値より遥かに大になるので、回路2
の出力Vcは殆んどゼロとなり、スイツチ14の
閉時間を最小にし、出力電圧従つて短絡電流を減
小するように動作する。しかし通常回路4が正常
動作をするVcの最小値には限界があり、そのた
めスイツチ14の閉時間幅をゼロにまで近づける
ことはできない。そのため上述の正常な電流制御
機能のみでは短絡電流を充分小さくすることが困
難になる。本装置の回路では負荷短絡又はそれに
近い状態ではC4の端子電圧は正常値より遥かに
小になるので、巻線12に現れる跳返り電圧の振
幅もC4の電圧で小振幅に抑制される。従つて巻
線13の電圧も第3図の曲線aに示すように小に
なる。そのためゼロクロス点付近での波形の傾斜
は図示のように非常に緩かになる。従つてこの波
形を微分した第1図の点cにおける電圧波形も第
3図の曲線cのように負の振幅が小になる。その
ため跳返り電圧の最初のゼロクロス点t2ではVd
Vlより相当大であるから、点cにパルスが加わつ
ても比較回路6は作動しない。跳返り電圧は減衰
振動波形となるので、その後に発生するパルスは
更に小振幅になる。従つてVdがVl近くの値に低
下するまで比較回路6は作動せず、スイツチ14
の開期間は正常動作の場合より非常に長くなる。
回路6の入力抵抗が高ければ抵抗R2の値も大き
くできるため、Vdの減衰の時定数C2R2を大に選
ぶことが可能であり、Vdの減衰曲線の傾斜を緩
やかにして上記の開期間を充分大にし、毎秒当り
のスイツチの開閉回数を小にして出力短絡電流を
充分小さい値に自動的に制限することができる。
なお短絡が解除されると自動的に正常動作に復帰
することは明かである。
以上は制御信号電圧Vcが負荷電流に応動して
自動的に変化する場合について述べたが、変型と
して電圧Vcが出力検出回路2とは関係なく独立
に外部から与えられる場合にも本装置の短絡電流
制限の機能に支障のないことは明かである。
次に本装置による短絡電流制限効果の1例を述
べる。出力定格電流0.5mA、電圧約5000Vのこ
の種電源装置において、本発明によらない場合即
ち短絡が生じてもスイツチ14の開期間が殆んど
変化せず、閉期間のみ最小値となるように制御さ
れ、他に特別な電流制限の手段が講ぜられていな
い場合には短絡電流を数mA以下に制限すること
は困難である。然るに本発明による同定格の装置
では短絡電流を1mA以下に制限できた。
以上の説明から明かなように本発明の駆動回路
は市販のICその他の部品を用いて容易にしかも
安価に製作することができ、変換装置の動作を安
定にし、更に負荷短絡時における電流を別個の電
流制限回路を設けずに十分小さな値に自動的に制
限し、また短絡解除のときには自動的に正常動作
に復帰する特徴を持つている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電気回路図、第2図は正
常動作時の各点の電圧波形図、第3図は負荷短絡
時の同様な波形図、第4図は同期パルス入力のな
い場合の各点の電圧波形図、第5図は該入力のあ
る場合の同様な電圧波形図である。 1:出力変圧器、13:電圧波形検出巻線、
2:出力制御信号電圧発生回路、3:タイミング
回路、5,6:電圧比較回路、7:フリツプフロ
ツプ回路、14,17:スイツチ素子、15:同
期パルス成形回路、16:コンデンサ充放電回
路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直流電源端子間に充電抵抗と直列にコンデン
    サと放電用スイツチ素子との並列回路を接続した
    タイミング回路、 出力変圧器の電圧波形検出巻線に誘起する跳返
    り電圧波を成形微分してそのゼロクロス点でパル
    スを発生するように構成した同期パルス成形回
    路、 上記タイミング回路のコンデンサと並列に整流
    ダイオードと抵抗との直列回路を接続してこれら
    両者の接合点と上記同期パルス成形回路の出力点
    との間にコンデンサを接続し該接合点を出力点と
    するコンデンサ充放電回路、 上記タイミング回路の出力電圧と出力制御信号
    電圧を両入力とする第1電圧比較回路、 上記出力制御信号電圧を適当に分圧した電圧と
    上記コンデンサ充放電回路の出力電圧を両入力と
    する第2電圧比較回路、並びに 上記第1及び第2電圧比較回路の各出力を受け
    て交互に作動するフリツプフロツプ回路を具備
    し、 該フリツプフロツプ回路のセツト及びリセツト
    各出力を夫々出力変圧器の1次巻線と直列のスイ
    ツチ素子及び上記タイミング回路の放電用スイツ
    チ素子の各制御点へ接続して成るスイツチング型
    直流変換装置の駆動回路。
JP7158682A 1982-04-30 1982-04-30 スイツチング型直流変換装置の駆動回路 Granted JPS58190277A (ja)

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JPS58190277A JPS58190277A (ja) 1983-11-07
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JPS6149656A (ja) * 1984-08-15 1986-03-11 Canon Inc 電源装置
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