JPS645993Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は半導体スイツチング素子を用いて構成
したパルス幅制御可能な自励コンバータ回路に関
するものである。

従来のこの種自励コンバータ回路は、第１図に
示すように、トランジスタ１，２の負荷となる変
圧器３に帰還巻線４を設け、その帰還巻線４から
抵抗５を通して変圧器６の１次巻線７に結合し、
この変圧器６の２次巻線８，９を前記トランジス
タ１，２のベースに結合して構成されている。な
お１０は起動抵抗、１１，１２は入力端子、１
３，１４は出力端子である。このような自励コン
バータ回路においては以下のような欠点があつ
た。

(1) 発振用変圧器６を飽和領域まで励磁するため
帰還回路１５での電力消費が大きいこと。

(2) 帰還巻線４と変圧器３の２次巻線１６に結合
される負荷とは等価的に並列に接続されるた
め、過負荷状態において、帰還量が不足し、発
振の開始、あるいは継続が困難となることがあ
ること。

(3) スイツチング素子であるトランジスタ１，２
に供給されるベース電流は変圧器６の２次巻線
８，９の巻線電圧と抵抗１７，１８によつて決
定され、コンバータ回路の負荷状態によつては
変化しない。従つて、軽負荷時、トランジスタ
１，２の蓄積時間の影響で一方のトランジスタ
１または２がターンオフ開始時に、他方２また
は１がオフとならずに両方のトランジスタ１，
２に同時に電流が流れることがあり、これは自
励コンバータ回路に極めて有害であること。

本考案は以上のような従来の問題点を解決する
ためになされたもので、２つの半導体スイツチン
グ素子と、この半導体スイツチング素子の負荷制
御側に結合された変圧器とを具備し、前記半導体
スイツチング素子の交互の開閉により変圧器の２
次側に電力を供給するようにしたコンバータ回路
において、前記半導体スイツチング素子の負荷制
御側に可飽和変流器の１次巻線を結合し、前記半
導体スイツチング素子の開閉制御側に前記可飽和
変流器の２次巻線を結合し、前記可飽和変流器の
２次巻線と直流電源入力側との間に制御回路を結
合してなることを特徴とするものである。このよ
うな構成とすることにより前述(1)(2)(3)の各欠点が
悉く解消できるものである。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図は本考案の第１実施例を示すもので、２
０，２１は直流入力電源端子、２２，２３は半導
体スイツチング素子としてNPN形トランジスタ、
２４は変圧器、２５，２６は出力端子である。

前記一方の入力端子２０は変圧器２４の中点に
結合され、この変圧器２４の一方の１次巻線２７
は一方のトランジスタ２２のコレクタに、他方の
１次巻線２８は他方のトランジスタ２３のコレク
タにそれぞれ結合されている。また、これらのト
ランジスタ２２，２３のエミツタには変流器２９
の１次巻線３０，３１が結合され、この１次巻線
３０，３１の中点が前記他方の入力端子２１に結
合されている。前記トランジスタ２２，２３のベ
ースには、変流器２９の２次巻線３２，３３が結
合され、この２次巻線３２，３３の中点と一方の
入力端子２０の間には、起動抵抗３４を挿入し、
２次巻線３２，３２の中点と他方の入力端子２１
の間にはコンデンサ３５とダイオード３６からな
る制御回路３７が結合されている。３８は変圧器
の２次巻線で、整流ろ波回路を介して負荷（とも
に図示せず）が結合されている。

つぎに、以上のように構成された回路の作用を
説明する。

入力端子２０に正、入力端子２１に負の電源電
圧を加えると、起動抵抗３４と２次巻線３２，３
３を通してトランジスタ２２，２３のベースに電
流が供給される。そして、それぞれが増幅され、
コレクタ電流が流れる。このコレクタ電流のアン
バランスにより、負荷に接続された変圧器２４が
励磁され、同時に変流器２９も励磁される。そし
て変流器２９の誘起電流によつてトランジスタ２
２，２３のいずれか一方のベース電流が増加し、
他方は減少し、さらにこの正帰還によつて一方の
トランジスタが急激に導通状態となる。ここで、
トランジスタ２２が導通状態とすると、１次巻線
３０に流れる電流によつて２次巻線３２に電流が
誘起され、この電流によつてトランジスタ２２の
ベースに電流が供給される。この電流は２次巻線
３２からトランジスタ２２のベース、エミツタに
抜け、１次巻線３０を通つてさらにダイオード３
６とコンデンサ３５を経て２次巻線３２に戻る。
この時、ダイオード３６により電圧降下が生じそ
の電圧だけコンデンサ３５の両端には電荷が蓄え
られる。その後、変流器２９が磁気飽和に達する
と２次巻線３２，３３のインダクタンスは急激に
減少し、このうち一方の巻線３２の両端に誘起さ
れていた電圧は急激に低下しトランジスタ２２の
ベース電圧はコンデンサ３５の負電圧と同電位と
なり、また、トランジスタ２２のベース領域に蓄
積されていた蓄積電荷は磁気飽和状態にある変流
器２９の巻線３２を通つてコンデンサ３５に放出
される。そしてトランジスタ２２はオフとなり、
コレクタ、エミツタを流れる電流は急激に減少す
る。すると、変流器２９による逆起電力が生じ、
トランジスタ２２のベースが負電圧にバイアスさ
れるとともに、トランジスタ２３に正電圧が印加
され、このトランジスタ２３が導通状態となる。
そして再び前記の動作をくり返し発振が継続す
る。

第２図の第１実施例では変流器２９の１次巻線
３０，３１をトランジスタ２２，２３のエミツタ
側に結合したが、第３図に示すように、コレクタ
側に結合してもよい。

つぎに、第４図は、第２図において、制御端子
３９，４０を設けた例を示している。すなわち、
前記変流器２９に制御巻線４１を設け、この制御
巻線４１の中点は抵抗４２を介して一方の制御端
子３９に結合し、また制御巻線４１の両端はダイ
オード４３，４４を介して他方の制御端子４０に
結合する。このような構成において、制御端子３
９，４０に自励周波数より短い時間内で電流を供
給することによつて変流器２９を短絡状態として
トランジスタ２２，３をともにオフ状態とするこ
とができる。そして再び制御端子３９，４０間に
流す電流を零とすると、変流器２９の内部に蓄え
られた磁気エネルギーの放出による起電力が生
じ、制御端子３９，４０間に電流を流す前の状態
と逆のトランジスタが導通し、反転動作が行なわ
れる。従つて、制御端子３９，４０間のパルス電
流入力がコンバータ回路によつて分周動作を行な
い、スイツチングを行なう。このように自励コン
バータであるにも拘らず、制御入力によつて休止
期間を作ることができるため、パルス幅制御が可
能であり、かつ、外部から同期をかけることも容
易である。

制御端子３９，４０は第３図の実施例の場合も
設けることができ、その例が第５図に示される。
この場合の作用は、第４図と同様である。

本考案は上述のように構成したので、以下の効
果を有する。

(1) 本考案のよる自励コンバータ回路は第１図の
従来のコンバータ回路におけるような電流制限
低抗５，１７，１８が不要であり、帰還回路に
おける電力損失がきわめて少ない。

(2) 帰還巻線は、等価的に負荷と直列に接続され
るため負荷電流に応じて、帰還されるベース電
流も変化する。したがつてトランジスタのベー
スに常に最適な量の電流を供給することがで
き、負荷の広範囲な変化に対して安定に発振す
ることができる。

(3) 一方のトランジスタのターンオフ時には、変
流器の飽和によつて両方のトランジスタのベー
ス電圧がともに負電圧にバイアスされることに
よつて両方のトランジスタが同時にオン状態と
なることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自励コンバータ回路図、第２図
は本考案による自励コンバータ回路の第１実施例
を示す電気回路図、第３図、第４図および第５図
はそれぞれ本考案の第２、第３および第４実施例
を示す電気回路図である。 ２０，２１……直流電源入力端子、２２，２３
……半導体スイツチング素子（トランジスタ）、
２４……変圧器、２５，２６……出力端子、２９
……変流器、３０，３１……１次巻線、３２，３
３……２次巻線、３７……制御回路、３９，４０
……制御端子、４１……制御巻線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ２つの半導体スイツチング素子と、この半導
   体スイツチング素子の負荷制御側に結合された
   変圧器とを具備し、前記半導体スイツチング素
   子の交互の開閉により変圧器の２次側に電力を
   供給するようにしたコンバータ回路において、
   前記半導体スイツチング素子の負荷制御側に可
   飽和変流器の１次巻線を結合し、前記半導体ス
   イツチング素子の開閉制御側に前記可飽和変流
   器の２次巻線を結合し、前記可飽和変流器の２
   次巻線と直流電源入力側との間に制御回路を結
   合してなることを特徴とする自励コンバータ回
   路。 (2) 半導体スイツチング素子はNPN形トランジ
   スタからなり、このトランジスタのエミツタに
   変流器の一次巻線を結合し、ベースに２次巻線
   を結合してなる実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の自励コンバータ回路。 (3) 半導体スイツチング素子はNPN形トランジ
   スタからなり、このトランジスタのコレクタに
   変流器の１次巻線を結合し、ベースに２次巻線
   を結合してなる実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の自励コンバータ回路。 (4) 変流器に制御巻線を設け、変流器に自励周波
   数より短かい時間の電流を供給して２個のトラ
   ンジスタをともにオフするようにした実用新案
   登録請求の範囲第２項または第３項記載の自励
   コンバータ回路。