JPS6232701B2 - - Google Patents
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- JPS6232701B2 JPS6232701B2 JP1430482A JP1430482A JPS6232701B2 JP S6232701 B2 JPS6232701 B2 JP S6232701B2 JP 1430482 A JP1430482 A JP 1430482A JP 1430482 A JP1430482 A JP 1430482A JP S6232701 B2 JPS6232701 B2 JP S6232701B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
- H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/28—Conversion 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
- H02M3/325—Conversion 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
- H02M3/335—Conversion 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
- H02M3/338—Conversion 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】
本発明はDC−DCコンバータとしてのリンギン
グ・チヨーク・コンバータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a ringing converter as a DC-DC converter.
従来のリンギング・チヨーク・コンバータは第
1図に示すように構成されている。1,1′は入
力端子、2,2′は出力端子、R1は起動抵抗、
R2はスイツチング用のトランジスタQ1のベー
ス抵抗、D1は整流用ダイオード、C1は平滑用
コンデンサ、Tはコンバータ・トランスである。
そして、出力電圧VOUTを検出する抵抗R0およ
び出力検出回路3によつて得られた出力情報を制
御回路4に加え、この制御回路4によつてトラン
ジスタQ1のスイツチング動作を制御することに
より出力を安定化している。この回路では、この
ように出力安定化のためにフイードバツク制御を
行なつているので、出力負荷量に反比例して発振
周波数が変る方式となつている。 A conventional ringing chain converter is constructed as shown in FIG. 1, 1' are input terminals, 2, 2' are output terminals, R1 is a starting resistor,
R2 is a base resistance of the switching transistor Q1, D1 is a rectifying diode, C1 is a smoothing capacitor, and T is a converter transformer.
Then, the output information obtained by the resistor R0 that detects the output voltage V OUT and the output detection circuit 3 is added to the control circuit 4, and the control circuit 4 controls the switching operation of the transistor Q1, thereby increasing the output. It has stabilized. Since this circuit performs feedback control to stabilize the output, the oscillation frequency changes in inverse proportion to the amount of output load.
出力負荷量に反比例して発振周波数が変る理由
は、入力直流電圧VIN:一定、出力直流電圧VOU
T:一定とすると、リンギング・チヨーク・コン
バータの出力容量POUTは次式で表わされる。但
し、損失は無いものとする。 The reason why the oscillation frequency changes in inverse proportion to the output load is that the input DC voltage V IN is constant, and the output DC voltage V OU
Assuming that T : constant, the output capacitance P OUT of the ringing-choke converter is expressed by the following equation. However, it is assumed that there is no loss.
POUT=(VIN・δ)2/2・LP・f ……(1)
θ:デユーテイ比、LP:コンバータ・トラン
スTの一次巻線の自己インダクタンス、f:周波
数。 P OUT = (V IN · δ) 2 /2 · L P · f ... (1) θ: Duty ratio, L P : Self-inductance of the primary winding of converter transformer T, f: Frequency.
これは、出力電圧VOUT、出力電流IOUTの積に
等しいから、
(VIN・δ)2/2・LP・f=VOUT・IOUT
……(2)
またデユーテイ比δは、
δ=1/(1+NS/NP・VIN/VOUT
)……(3)
NP:コンバータ・トランスTの一次巻線数、
NS:同二次巻線数。 This is equal to the product of the output voltage V OUT and the output current I OUT , so (V IN・δ) 2 /2・L P・f=V OUT・I OUT
...(2) Also, the duty ratio δ is δ=1/(1+N S /N P・V IN /V OUT
)...(3) N P : Number of primary windings of converter transformer T,
N S : Number of secondary windings.
ここで、上記したVIN:一定、VOUT:一定と
すると、(3)式は一定となり、(2)式から、
1/LP・f∝IOUT ……(4)
の関係が得られる。LP:一定とすると、(4)式
は、
1/f∝IOUT ……(5)
となり、出力電圧VOUT、つまり出力負荷量に反
比例して発振周波数fが変るのである。 Here, if V IN : constant and V OUT : constant as mentioned above, equation (3) becomes constant, and from equation (2), the relationship 1/L P・f∝I OUT ...(4) can be obtained. . When L P is constant, equation (4) becomes 1/f∝I OUT (5), and the oscillation frequency f changes in inverse proportion to the output voltage V OUT , that is, the amount of output load.
従つて、無負荷時あるいは軽負荷時に発振周波
数が定格負荷時の発振周波数の数倍から10数倍に
まで上昇するので、トランジスタQ1や制御回路
4がその周波数に追いつかず、間欠発振を生じ易
くなり、このためトランジスタの安全動作領域の
逸脱、可聴騒音の発生、リツプルの増大という問
題を生じ、また高域周波数に移行するのでコンバ
ータ・トランスTのコア・ロスやトランジスタQ
1のスイツチング・ロスが増大する問題が生じ
る。 Therefore, when there is no load or a light load, the oscillation frequency increases from several times to more than ten times the oscillation frequency at the rated load, so the transistor Q1 and control circuit 4 cannot catch up with that frequency, making it easy to cause intermittent oscillation. This causes problems such as deviation from the safe operating area of the transistor, generation of audible noise, and increase in ripple.Also, since the frequency shifts to a high frequency, the core loss of the converter transformer T and the transistor Q
A problem arises in which the switching loss of 1 increases.
そこで、定格負荷時の周波数を無負荷時の高域
周波数移行を考慮して決定しているが、その定格
負荷時の周波数をあまり高めに設定することがで
きず、コンバータ・トランスTの設計が不経済と
なり易く、また、無負荷時の高域周波数移行を緩
和するために定格負荷量の何割かをダミー・ロー
ドで消費させるので効率が悪かつた。 Therefore, the frequency at rated load is determined by taking into consideration the transition to high frequencies at no load, but the frequency at rated load cannot be set too high, and the design of the converter/transformer T is difficult. This tends to be uneconomical, and it is also inefficient because some percentage of the rated load is consumed by the dummy load in order to alleviate the shift to high frequencies when there is no load.
本発明は以上のような点に鑑みて成されたもの
で、その目的はコンバータ・トランスに改良を加
えて、無負荷、軽負荷時の発振周波数の高域移行
を軽減して、上記したような問題点を解決したリ
ンギング・チヨーク・コンバータを提供すること
にある。 The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to improve the converter transformer and reduce the shift of the oscillation frequency to high frequencies during no-load and light-load conditions. An object of the present invention is to provide a ringing chiyoke converter that solves these problems.
以下、本発明を実施例によつて説明する。第2
図はその一実施例の回路図であり、2個のコンバ
ータ・トランスT1,T2を用い、そのトランス
T1,T2の一次巻線NP1,NP2を直列接続して
入力端子1とスイツチング用のトランジスタQ1
のコレクタとの間に接続し、ベース巻線NB1,N
B2をダイオードD3,D4と介して同極性で並列
接続してベース抵抗R2と入力端子1′との間に
接続し、二次巻線NS1,NS2をダイオードD1,
D2を介して同極性で並列接続してコンデンサC
1に接続している。出力検出回路3は、抵抗R3
とR4の中点に得られる出力電圧VOUTに対応す
る電圧と基準電圧Vrefを比較する誤差増幅器5
と、その誤差増幅器5の出力を抵抗R5を介して
制御回路4に伝えるフオト・カプラPCにて構成
されている。 Hereinafter, the present invention will be explained with reference to Examples. Second
The figure is a circuit diagram of one embodiment. Two converter transformers T1 and T2 are used, and the primary windings N P1 and N P2 of the transformers T1 and T2 are connected in series to connect the input terminal 1 and the switching terminal. Transistor Q1
and the base winding N B1 , N
B2 is connected in parallel with the same polarity via diodes D3 and D4 and connected between the base resistor R2 and input terminal 1', and the secondary windings N S1 and N S2 are connected to the diodes D1 and
Connect capacitor C in parallel with the same polarity via D2.
Connected to 1. The output detection circuit 3 includes a resistor R3
and an error amplifier 5 that compares the voltage corresponding to the output voltage V OUT obtained at the midpoint of R4 with the reference voltage V ref .
and a photocoupler PC that transmits the output of the error amplifier 5 to the control circuit 4 via a resistor R5.
上記したコンバータ・トランスT1,T2の一
次巻線NP1,NP2のインダクタンスLP1,LP2
は、出力電流の定格に対する比に対して、第3図
aに示す、の特性を表わすように設計されて
いる。詳しくは、カーブのインダクタンス値は
比較的低く飽和し難く設計され、カーブのイン
ダクタンス値はカーブのそれより大きく、且つ
飽和点がカーブのそれより小さくなるよう設計
されている。 Inductances L P1 and L P2 of the primary windings N P1 and N P2 of the converter transformers T1 and T2 mentioned above.
is designed to exhibit the characteristics shown in FIG. 3a with respect to the ratio of output current to the rated value. Specifically, the inductance value of the curve is designed to be relatively low and difficult to saturate, and the inductance value of the curve is designed to be larger than that of the curve, and the saturation point is smaller than that of the curve.
一次巻線NP1,NP2は前述のように直列接続さ
れており、従つてカーブに示す合成インダクタ
ンス(LP1+LP2)が、一次側の等価インダクタ
ンスとなる。カーブのインダクタンス値は、出
力が無負荷ないし軽負荷時に大きな値となり、定
格時に少ない値となつている。 The primary windings N P1 and N P2 are connected in series as described above, so the combined inductance (L P1 +L P2 ) shown in the curve is the equivalent inductance on the primary side. The inductance value of the curve has a large value when the output is no load or light load, and a small value when the output is rated.
前述の(5)式より、カーブ(一般のリンギン
グ・チヨーク・コンバータのコンバータ特性)と
カーブ時の発振周波数をみると、その周波数変
化率(f/fo)(但し、foは定格時発振周波数)
が第3図bに示すようになる。′カーブのとき
にはインダクタンス値LP1が一定であるので、出
力電流と発振周波数が反比例し、出力電流が少な
くなつて定格の1/10に達すると計算上定格の10倍
にはね上ることがわかる。これに比べて′カー
ブの場合は、軽負荷時にインダクタンスが変化し
て大きくなり周波数の高域移行を軽減している。
定格の1/10の出力で3倍弱となつている。 From equation (5) above, looking at the curve (converter characteristics of a general ringing-choke converter) and the oscillation frequency at the time of the curve, the frequency change rate (f/fo) (where fo is the oscillation frequency at the rated time)
becomes as shown in FIG. 3b. ' curve, the inductance value L P1 is constant, so the output current and oscillation frequency are inversely proportional, and when the output current decreases and reaches 1/10 of the rated value, it will increase to 10 times the rated value. . In contrast, in the case of the 'curve', the inductance changes and increases when the load is light, reducing the frequency shift to high frequencies.
The output is 1/10 of the rated output, which is slightly less than three times the rated output.
以上のように本発明によれば、無負荷時、軽負
荷時のコンバータ・トランスの一次側のインダク
タンスが定格負荷時に比べて大きくなるので、発
振周波数の高域移行が軽減され、従来問題となつ
ていた間欠発振、効率の悪化等を改善することが
できるようになるという特徴がある。本発明は小
容量スイツチング・レギユレータ、高電圧出力安
定化電源等に好適である。 As described above, according to the present invention, the inductance on the primary side of the converter transformer at no load and light load is larger than that at rated load, so the shift of the oscillation frequency to a high range is reduced, which solves the conventional problem. It is characterized by being able to improve problems such as intermittent oscillation and deterioration of efficiency. The present invention is suitable for small capacity switching regulators, high voltage output stabilized power supplies, etc.
第1図は、従来のリンギング・チヨーク・コン
バータの回路図。第2図は、本発明の一実施例の
リンギング・チヨーク・コンバータの回路図。第
3図a,bは、本実施例のリンギング・チヨー
ク・コンバータの作用説明のための特性図であ
る。
1,1′……入力端子;2,2′……出力端子;
3……出力検出回路;4……制御回路;5……誤
差増幅器;T,T1,T2……コンバータ・トラ
ンス;PC……フオト・カプラ。
FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional ringing choke converter. FIG. 2 is a circuit diagram of a ringing choke converter according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3a and 3b are characteristic diagrams for explaining the operation of the ringing-choke converter of this embodiment. 1, 1'...Input terminal; 2, 2'...Output terminal;
3... Output detection circuit; 4... Control circuit; 5... Error amplifier; T, T1, T2... Converter transformer; PC... Photo coupler.
Claims (1)
グ状態を制御して出力安定化を図つたリンギン
グ・チヨーク・コンバータにおいて、インダクタ
ンスが大きく飽和し易い一次巻線を含む第1のイ
ンバータ・トランスとインダクタンスが小さく飽
和し難い一次巻線を含む第2のインバータ・トラ
ンスとを具備し、両インバータ・トランスの一次
巻線を直列接続すると共に、二次巻線およびベー
ス巻線を並列接続して、両インバータ・トランス
を等価的に1個のインバータ・トランスとして機
能させ、無負荷時および軽負荷時の一次巻線のイ
ンダクタンスを定格出力時に比べて大きくなるよ
うにしたことを特徴とするリンギング・チヨー
ク・コンバータ。1 In a ringing choke converter that feeds back output information to control the switching state and stabilize the output, the first inverter transformer includes a primary winding that has a large inductance and is easily saturated, and the first inverter transformer that has a small inductance and is easily saturated. The primary windings of both inverter transformers are connected in series, and the secondary windings and base windings are connected in parallel to form a second inverter transformer including a primary winding that is difficult to connect. 1. A ringing choke converter, which functions equivalently as one inverter transformer, and has a primary winding inductance larger at no load and light load than at rated output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1430482A JPS58133166A (en) | 1982-02-02 | 1982-02-02 | Ringing choke converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1430482A JPS58133166A (en) | 1982-02-02 | 1982-02-02 | Ringing choke converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58133166A JPS58133166A (en) | 1983-08-08 |
| JPS6232701B2 true JPS6232701B2 (en) | 1987-07-16 |
Family
ID=11857356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1430482A Granted JPS58133166A (en) | 1982-02-02 | 1982-02-02 | Ringing choke converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58133166A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6370294U (en) * | 1986-10-22 | 1988-05-11 |
-
1982
- 1982-02-02 JP JP1430482A patent/JPS58133166A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58133166A (en) | 1983-08-08 |
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