JPH0357711B2 - - Google Patents
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- JPH0357711B2 JPH0357711B2 JP666786A JP666786A JPH0357711B2 JP H0357711 B2 JPH0357711 B2 JP H0357711B2 JP 666786 A JP666786 A JP 666786A JP 666786 A JP666786 A JP 666786A JP H0357711 B2 JPH0357711 B2 JP H0357711B2
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、安定化直流電源装置に使用する直流
−直流変換器(DC−DCコンバータ)に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a DC-DC converter (DC-DC converter) used in a stabilized DC power supply.
トランスの1次巻線にスイツチングトランジス
タを直列に接続し、これをオン・オフすることに
よつて直流を断続し、2次巻線に得られる電圧を
整流平滑して直流出力を得るDC−DCコンバータ
は既に知られている。ところで、従来の代表的な
オン・オフ型のDC−DCコンバータ(FCC)は、
発振器を使用してパルス幅変調波(PWM波)を
作り、これにより変換用スイツチングトランジス
タをオン・オフ制御する他励式に構成されてい
る。従つて、回路が複雑且つ高価になつた。この
種の欠点を解決するものとして、特公昭52−
18364号にトランスに制御巻線を設け、この制御
巻線を制御することにより出力電圧を調整する自
励式のオン・オフ型DC−DCコンバータが開示さ
れている。しかし、この方式では、制御巻線を設
けなければならず、大幅に小型化及び簡略化する
ことが困難である。
A DC- DC converters are already known. By the way, the conventional typical on-off type DC-DC converter (FCC) is
It uses an oscillator to create a pulse width modulated wave (PWM wave), and is configured as a separately excited type that controls the conversion switching transistor on and off. Therefore, the circuit has become complex and expensive. As a solution to this kind of drawback, the special public
No. 18364 discloses a self-excited on/off type DC-DC converter in which a transformer is provided with a control winding, and the output voltage is adjusted by controlling the control winding. However, in this method, a control winding must be provided, making it difficult to significantly downsize and simplify the device.
簡単な回路構成のDC−DCコンバータとして、
オン・オフ型の自励式DC−DCコンバータ
(RCC)があるが、軽負荷時に発振周波数が上つ
てスイツチング回数が多くなり、スイツチング損
失が大になるという欠点を有する。また、スイツ
チング素子として電界効果トランジスタを使用す
ることが困難であるという欠点を有する。 As a DC-DC converter with a simple circuit configuration,
There is an on-off type self-excited DC-DC converter (RCC), but it has the disadvantage that the oscillation frequency increases under light loads, increasing the number of switching operations and increasing switching loss. Another disadvantage is that it is difficult to use field effect transistors as switching elements.
そこで、本発明の目的は、比較的簡単な回路で
自励発振し、且つ電圧制御を容易に達成すること
ができる直流−直流変換器を提供することにあ
る。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a DC-DC converter that can self-oscillate with a relatively simple circuit and easily achieve voltage control.
上記問題点を解決し、上記目的を達成するため
の本願の第1番目の発明は、直流電源から供給さ
れる電圧をオン・オフするものであり、制御端子
の電圧がスレツシホールド電圧に達した時にオン
になるように構成されている変換用スイツチと、
前記変換用スイツチのオン・オフに対応した出力
電圧を得るための電圧変換用巻線及びこの電圧変
換用巻線に電磁結合され、前記変換用スイツチを
オン駆動するために前記制御端子に接続されたス
イツチ駆動巻線を有するトランスと、前記電圧変
換用巻線の出力側に接続された整流平滑回路と、
充電電圧によつて前記変換用スイツチをオン駆動
するように前記変換用スイツチに接続されている
第1のコンデンサと、前記第1のコンデンサを充
電するための第1の充電回路と、前記変換用スイ
ツチのオフ開始時点を決定するための第2のコン
デンサと、前記変換用スイツチのオン開始に応答
して前記第2のコンデンサの充電を開始する第2
の充電回路と、前記変換用スイツチと前記第1及
び第2のコンデンサに接続され、前記第2のコン
デンサが所定値まで充電されたことに応答して前
記駆動巻線の電圧による前記変換用スイツチのオ
ン駆動を遮断して前記変換用スイツチをオフ状態
に転換させ、かつ前記第1及び第2のコンデンサ
を放電状態になす制御回路と、前記第2のコンデ
ンサの充電電流を変えることによつて前記第2の
コンデンサの電圧が前記所定値に達するまでの時
間幅を変えて前記整流平滑回路の出力電圧を制御
する電圧制御回路とから成る直流−直流変換器に
係わるものである。
The first invention of the present application to solve the above problems and achieve the above objects turns on and off the voltage supplied from the DC power supply, and the voltage at the control terminal reaches the threshold voltage. a conversion switch configured to turn on when
A voltage conversion winding for obtaining an output voltage corresponding to on/off of the conversion switch; and a voltage conversion winding that is electromagnetically coupled to the voltage conversion winding and connected to the control terminal to turn on the conversion switch. a transformer having a switch drive winding; a rectifier and smoothing circuit connected to the output side of the voltage conversion winding;
a first capacitor connected to the conversion switch so as to turn on the conversion switch with a charging voltage; a first charging circuit for charging the first capacitor; and a first charging circuit for charging the first capacitor; a second capacitor for determining when the switch starts to turn off; and a second capacitor for starting charging the second capacitor in response to the start of turning on the conversion switch.
a charging circuit connected to the conversion switch and the first and second capacitors, and in response to the second capacitor being charged to a predetermined value, the conversion switch according to the voltage of the drive winding; a control circuit that cuts off the on-drive of the converter switch, turns the conversion switch into an off state, and puts the first and second capacitors in a discharge state; and a control circuit that changes the charging current of the second capacitor. The present invention relates to a DC-DC converter comprising a voltage control circuit that controls the output voltage of the rectifying and smoothing circuit by changing the time width until the voltage of the second capacitor reaches the predetermined value.
なお、上記発明における変換用スイツチは、例
えば実施例のFET5のような素子であり、前記
電圧変換用巻線は例えば実施例の1次巻線3及び
2次巻線6のように電圧変換に関係する巻線であ
り、前記スイツチ駆動巻線は例えば実施例の3次
巻線14であり、前記制御回路は例えば実施例の
制御トランジスタ19を含む回路であり、電圧制
御回路は例えばホトトランジスタ25を含む回路
である。 The conversion switch in the above invention is, for example, an element such as the FET 5 in the embodiment, and the voltage conversion winding is a device for voltage conversion, such as the primary winding 3 and the secondary winding 6 in the embodiment. The related windings, the switch drive winding being, for example, the tertiary winding 14 of the embodiment, the control circuit being, for example, a circuit including the control transistor 19 of the embodiment, and the voltage control circuit being, for example, the phototransistor 25 This is a circuit that includes
本願の第2番目の発明は、変換用スイツチに流
れる電流を検出する回路を設け、この電流検出回
路から得られる電圧と第2のコンデンサの充電電
圧との和で変換用スイツチのオフ制御をするよう
にしたものである。 The second invention of the present application is to provide a circuit that detects the current flowing through the conversion switch, and to control the conversion switch off based on the sum of the voltage obtained from this current detection circuit and the charging voltage of the second capacitor. This is how it was done.
上記発明においては、第1のコンデンサが所定
値まで充電されると変換用スイツチのオフ期間が
終了し、オン期間に入る。また第2のコンデンサ
が所定値まで充電されると、オン期間が終了し、
オフ期間に入る。このため、第1及び第2のコン
デンサの充放電に基づいて変換用スイツチがオ
ン・オフ動作する。第2のコンデンサの充電電流
を変えると、変換用スイツチのオン時間幅が変化
する。
In the above invention, when the first capacitor is charged to a predetermined value, the off period of the conversion switch ends and the on period begins. Also, when the second capacitor is charged to a predetermined value, the on period ends;
Entering an off period. Therefore, the conversion switch operates on and off based on the charging and discharging of the first and second capacitors. Changing the charging current of the second capacitor changes the on-time width of the conversion switch.
また、第2番目の発明において、過電流で電流
検出電圧が高くなると、通常時よりも変換用スイ
ツチのオン時間幅が狭くなる。 Furthermore, in the second invention, when the current detection voltage increases due to overcurrent, the on-time width of the conversion switch becomes narrower than in normal times.
〔第1の実施例〕
次に、第1図及び第2図によつて本発明の第1
の実施例に係わる直流−直流変換器を説明する。
第1図において、一方の直流電源端子1にはトラ
ンス2の1次巻線3の一端が接続されている。1
次巻線3の他端と他方の直流電源端子4との間に
は、変換用スイツチング素子としてNチヤネルの
絶縁ゲート型(MOS型)電界効果トランジスタ
即ちFET5が接続されている。FET5は第1の
端子としてドレイン、第2の端子としてソース、
制御端子としてゲートを有し、ゲートにスレシホ
ールド電圧VTH以上の電圧が印加された時にドレ
イン・ソース間が導通状態(オン状態)になるも
のである。[First Embodiment] Next, referring to FIGS. 1 and 2, the first embodiment of the present invention will be described.
A DC-DC converter according to an embodiment will be explained.
In FIG. 1, one end of a primary winding 3 of a transformer 2 is connected to one DC power supply terminal 1. 1
An N-channel insulated gate type (MOS type) field effect transistor or FET 5 is connected between the other end of the next winding 3 and the other DC power supply terminal 4 as a conversion switching element. FET5 has a drain as the first terminal, a source as the second terminal,
It has a gate as a control terminal, and when a voltage equal to or higher than a threshold voltage V TH is applied to the gate, the drain and source become conductive (on state).
1次巻線3に電磁結合された2次巻線6には、
2つのダイオード7,8と、リアクトル9と、コ
ンデンサ10とから成る整流平滑回路11が接続
されている。整流平滑回路11に接続された出力
端子12,13は安定化された出力電圧を負荷に
供給する部分である。 The secondary winding 6 electromagnetically coupled to the primary winding 3 has
A rectifying and smoothing circuit 11 consisting of two diodes 7 and 8, a reactor 9, and a capacitor 10 is connected. Output terminals 12 and 13 connected to the rectifying and smoothing circuit 11 are parts that supply a stabilized output voltage to a load.
14はトランス3次巻線であつて、1次巻線3
及び2次巻線6に電磁結合されている。この3次
巻線14の一端は、第1のコンデンサ15を介し
てFET5のゲートに接続され、他端はソースに
接続されている。一方の電源端子1とゲートとの
間には第1の充電回路として第1の抵抗16が接
続されている。この抵抗16は第1のコンデンサ
15の充電時定数を得るために設けられている。 14 is the tertiary winding of the transformer, and the primary winding 3
and is electromagnetically coupled to the secondary winding 6. One end of the tertiary winding 14 is connected to the gate of the FET 5 via the first capacitor 15, and the other end is connected to the source. A first resistor 16 is connected between one power supply terminal 1 and the gate as a first charging circuit. This resistor 16 is provided to obtain a charging time constant for the first capacitor 15.
本発明に係わるオン時間終了制御回路は、第2
のコンデンサ17とこれを充電するための第2の
充電回路としての第2の抵抗18とによつて構成
されている。第2のコンデンサ17はこの充電時
定数を決めるための第2の抵抗18を介して3次
巻線14に並列に接続されている。なお、第2の
コンデンサ17に並列にこの逆方向充電電圧を一
定にするためのダイオードD2が接続されている。 The on-time end control circuit according to the present invention has a second
17 and a second resistor 18 serving as a second charging circuit for charging the capacitor 17. A second capacitor 17 is connected in parallel to the tertiary winding 14 via a second resistor 18 for determining this charging time constant. Note that a diode D 2 is connected in parallel to the second capacitor 17 to keep this reverse charging voltage constant.
制御用トランジスタ19は、FET5のゲート
とソースとの間に逆流阻止用ダイオードD1を介
して接続され、第2のコンデンサ17の電圧VC2
によつて制御されている。即ち、第2のコンデン
サ17が制御用トランジスタ19のベース・エミ
ツタ間に接続され、第2のコンデンサ17の電圧
が所定値以上になつた時に制御用トランジスタ1
9がオンになる。 The control transistor 19 is connected between the gate and source of the FET 5 via a reverse blocking diode D1 , and is connected to the voltage V C2 of the second capacitor 17.
controlled by. That is, the second capacitor 17 is connected between the base and emitter of the control transistor 19, and when the voltage of the second capacitor 17 exceeds a predetermined value, the control transistor 1
9 is turned on.
定電圧制御回路として、出力端子12,13間
に接続された電圧検出用抵抗20,21と、この
抵抗20,21の分圧点に一方の入力端子が接続
され、他方の入力端子が基準電圧源22に接続さ
れた誤差増幅器23と、この誤差増幅器23の出
力端子に接続された発光ダイオード24と、この
発光ダイオード24に光結合されたホトトランジ
スタ25とが設けられている。ホトトランジスタ
25は、第2のコンデンサ15の充電時定数を変
えるための可変インピーダンス素子として設けら
れたものであり、第2の抵抗18に並列に接続さ
れている。従つて、第2のコンデンサ17の充電
回路は、第2の抵抗18とホトトランジスタ25
との並列回路で構成されている。 As a constant voltage control circuit, voltage detection resistors 20 and 21 are connected between output terminals 12 and 13, one input terminal is connected to a voltage dividing point of these resistors 20 and 21, and the other input terminal is connected to a reference voltage. An error amplifier 23 connected to the source 22, a light emitting diode 24 connected to the output terminal of the error amplifier 23, and a phototransistor 25 optically coupled to the light emitting diode 24 are provided. The phototransistor 25 is provided as a variable impedance element for changing the charging time constant of the second capacitor 15, and is connected in parallel to the second resistor 18. Therefore, the charging circuit for the second capacitor 17 includes the second resistor 18 and the phototransistor 25.
It consists of a parallel circuit with
トランス2の残留磁気をフライバツク電圧によ
つてリセツトするために、1次巻線3に並列にダ
イオード26を介して抵抗27が接続されてい
る。またフライバツク電圧を抑制するために、抵
抗27に並列にコンデンサ28が接続されてい
る。 In order to reset the residual magnetism of the transformer 2 by the flyback voltage, a resistor 27 is connected in parallel to the primary winding 3 via a diode 26. Further, a capacitor 28 is connected in parallel to the resistor 27 in order to suppress flyback voltage.
(動作)
一対の電源端子1,4から直流電圧を供給する
と、第1の抵抗16、第1のコンデンサ15、3
次巻線14から成る回路によつて第1のコンデン
サ15の充電が開始する。第1のコンデンサ15
は、この容量C1と第1の抵抗16の値R1によつ
て決定される充電時定数R1C1に従つて充電され、
この両端電圧VC1は第2図Eのt1〜t4に示す如く
徐々に高くなる。FET5はスレシホールド電圧
VTH(立上り電圧)を有しているので、電源投入
に同期して直ちにオンにならず、第1のコンデン
サ15がスレシホールド電圧VTH以上に充電され
た時点t3でオンになる。FET5がオンになると、
第2図Cに示す如くFET5のドレイン・ソース
電圧VDSが低くなり、逆に1次巻線3に電源電圧
が印加されるために、第2図Dに示す如く3次巻
線14に電圧V3が発生し、この3次巻線14の
電圧V3が正帰還電圧となつてFET5のゲートに
印加される。電源端子1の電圧は、3次巻線14
の電圧V3よりも高く設定されているので、FET
5がオンのt3〜t4期間でも充電され、コンデンサ
電圧VC1と3次巻線電圧V3との和の電圧がゲート
電圧VGとなる。なお、3次巻線14に得られる
正方向電圧に基づいてFET5のソース・ゲート
間容量を通る電流が流れる。この結果、3次巻線
14の正方向電圧は、コンデンサ15の放電を許
し、しかる後、コンデンサ15を逆方向の極性に
充電する。FET5がオンになると、第2図Bに
示す如くドレイン電流IDが流れ、トランスの2次
巻線6にダイオード7をオンにする向きの電圧が
発生し、これが平滑されて出力電圧となる。(Operation) When DC voltage is supplied from the pair of power supply terminals 1 and 4, the first resistor 16 and the first capacitor 15 and 3
Charging of the first capacitor 15 is started by the circuit consisting of the secondary winding 14 . first capacitor 15
is charged according to a charging time constant R 1 C 1 determined by this capacitance C 1 and the value R 1 of the first resistor 16,
This voltage V C1 between both ends gradually increases as shown from t 1 to t 4 in FIG. 2E. FET5 is the threshold voltage
Since it has V TH (rise voltage), it does not turn on immediately in synchronization with power-on, but turns on at time t 3 when the first capacitor 15 is charged to the threshold voltage V TH or higher. When FET5 turns on,
As shown in FIG. 2C, the drain-source voltage V DS of the FET 5 becomes low, and conversely, since the power supply voltage is applied to the primary winding 3, the voltage increases across the tertiary winding 14 as shown in FIG. 2D. V 3 is generated, and this voltage V 3 of the tertiary winding 14 becomes a positive feedback voltage and is applied to the gate of the FET 5. The voltage at the power supply terminal 1 is the voltage at the tertiary winding 14.
Since the voltage of V is set higher than 3 , the FET
5 is on during the period t 3 to t 4 as well, and the sum of the capacitor voltage V C1 and the tertiary winding voltage V 3 becomes the gate voltage V G. Note that a current flows through the source-gate capacitance of the FET 5 based on the positive voltage obtained in the tertiary winding 14. As a result, the positive voltage in the tertiary winding 14 allows the capacitor 15 to discharge and then charge the capacitor 15 to the opposite polarity. When the FET 5 is turned on, a drain current ID flows as shown in FIG. 2B, and a voltage that turns on the diode 7 is generated in the secondary winding 6 of the transformer, which is smoothed and becomes the output voltage.
FET5がオンに転換し、3次巻線14に正方
向電圧が発生する時点t3から第2のコンデンサ1
7の正方向の充電が開始し、この充電電圧VC2が
第2図Fに示す如く徐々に高くなる。そして、コ
ンデンサ電圧VC2が制御用トランジスタ19の立
上り電圧以上になると、トランジスタ19がオン
に転換し、ゲート・ソース間が短絡され、ゲート
電圧VGが零になり、FET5がオフに転換する。
トランジスタ19のオンがストレージタイムによ
り保持されている間に第1のコンデンサ15の電
荷が、ダイオードD1、トランジスタ19、3次
巻線14の回路で放出され、また、コンデンサ1
7の電荷も放出される。 From the time t 3 when FET 5 turns on and a positive voltage is generated across the tertiary winding 14, the second capacitor 1
7 starts charging in the positive direction, and this charging voltage V C2 gradually increases as shown in FIG. 2F. When the capacitor voltage V C2 becomes equal to or higher than the rising voltage of the control transistor 19, the transistor 19 is turned on, the gate and source are short-circuited, the gate voltage V G becomes zero, and the FET 5 is turned off.
While the transistor 19 is kept on due to the storage time, the charge in the first capacitor 15 is discharged by the circuit of the diode D 1 , the transistor 19, and the tertiary winding 14, and
7 charges are also released.
次に、起動後の動作を説明する。第2図のt1で
FET5がオフに転換すると、フライバツク電圧
VFが発生し、第2図Dに示す如く3次巻線電圧
V3の向きが逆になる。t1〜t2で発生する3次巻線
14の逆方向電圧は、トランジスタ19、ダイオ
ードD1で阻止されるが、FET5のソース・ゲー
ト間容量があるので、ここを通して第1のコンデ
ンサ15を充電する。従つて、フライバツク電圧
が発生している期間t1〜t2では、3次巻線14の
電圧と、電源電圧との両方で第1のコンデンサ1
5が充電される。フライバツク電圧に基づく3次
巻線14の逆方向電圧は、FET5のオン時間幅
TONが広く、ドレイン電流IDが大きい程高くなる。
従つて、FET5のオン時間幅TONが広くなると、
第1のコンデンサ15の充電電圧の上昇の傾きが
大になり、結局、FET5のオフ時間幅TOFFが狭
くなる。このため、負荷電流が変動してもFET
5のオン・オフ周期はあまり変化せず、ほぼ一定
になる。 Next, the operation after startup will be explained. At t 1 in Figure 2
When FET5 turns off, the flyback voltage
V F is generated, and the tertiary winding voltage is as shown in Figure 2D.
The direction of V 3 is reversed. The reverse voltage of the tertiary winding 14 generated between t 1 and t 2 is blocked by the transistor 19 and the diode D 1 , but since there is a capacitance between the source and gate of the FET 5, the first capacitor 15 is connected through this. Charge. Therefore, during the period t 1 to t 2 during which the flyback voltage is generated, both the voltage of the tertiary winding 14 and the power supply voltage are
5 is charged. The reverse voltage of the tertiary winding 14 based on the flyback voltage is the on-time width of the FET 5.
The wider T ON and the larger the drain current I D , the higher it becomes.
Therefore, when the on-time width T ON of FET5 becomes wider,
The slope of the rise in the charging voltage of the first capacitor 15 becomes large, and as a result, the off time width T OFF of the FET 5 becomes narrow. Therefore, even if the load current fluctuates, the FET
The on/off cycle of No. 5 does not change much and remains almost constant.
ゲート電圧VGは、コンデンサ電圧VC1と3次巻
線電圧V3との和であるので、第2図Aに示す如
く変化し、フライバツク電圧VFが発生している
期間t1〜t2においては、VC1−VFの電圧がゲート
電圧VGとなる。t2でトランス2のリセツトが終了
すると、フライバツク電圧VFも消滅するため、
コンデンサ電圧VC1がゲート電圧VGとなる。第1
のコンデンサ15の充電が更に進み、t3でFET5
のスレシホールド電圧VTHに達すると、FET5が
オンになる。オンになつた後のt3〜t4のオン時間
幅TONは、起動時と同様に抵抗18とホトトラン
ジスタ25の合成抵抗値R2と第2のコンデンサ
17の値C2とから成るR2C2時定数回路によつて
決定される。 Since the gate voltage V G is the sum of the capacitor voltage V C1 and the tertiary winding voltage V 3 , it changes as shown in FIG. 2A, and during the period t 1 to t 2 during which the flyback voltage V F is generated. In this case, the voltage V C1 −V F becomes the gate voltage V G. When the reset of transformer 2 is completed at t 2 , the flyback voltage V F also disappears, so
Capacitor voltage V C1 becomes gate voltage V G. 1st
The charging of capacitor 15 further progresses, and at t 3 FET 5
When the threshold voltage V TH is reached, FET 5 is turned on. The on-time width T ON from t 3 to t 4 after turning on is R, which is composed of the combined resistance value R 2 of the resistor 18 and the phototransistor 25 and the value C 2 of the second capacitor 17, as at the time of startup. 2 C Determined by 2 time constant circuit.
出力電圧の制御は、ホトトランジスタ25の抵
抗値制御で行われる。今、出力電圧が一定値より
も低くなつたとすれば、誤差増幅器23の出力が
低くなり、発光ダイオード24の光量が少なくな
り、ホトトランジスタ25の抵抗値が高くなる。
このため、抵抗18とホトトランジスタ25とか
ら成る充電回路で供給する充電電流が減少し、第
2のコンデンサ17の充電速度が第2図Fで点線
で示す如く遅くなり、第2のコンデンサ17の電
圧がトランジスタ19の立上り電圧に達するまで
の時間が長くなる。この結果、t3〜t4のオン時間
幅TONが長くなり、デユテイ比の増大で出力電圧
が所定値に戻される。出力電圧が基準値よりも高
くなつた時には、上記と逆の動作になる。 The output voltage is controlled by controlling the resistance value of the phototransistor 25. Now, if the output voltage becomes lower than a certain value, the output of the error amplifier 23 becomes low, the amount of light from the light emitting diode 24 decreases, and the resistance value of the phototransistor 25 increases.
Therefore, the charging current supplied by the charging circuit consisting of the resistor 18 and the phototransistor 25 decreases, and the charging speed of the second capacitor 17 becomes slower as shown by the dotted line in FIG. The time it takes for the voltage to reach the rising voltage of transistor 19 becomes longer. As a result, the on-time width T ON from t 3 to t 4 becomes longer, and the output voltage is returned to a predetermined value by increasing the duty ratio. When the output voltage becomes higher than the reference value, the operation is opposite to the above.
上述から明らかな如く、この回路はスイツチン
グトランジスタの飽和を利用した自励発振回路で
ないので、軽負荷時にスイツチング周期が短くな
らず、ほぼ一定に保たれる。このため、軽負荷時
のスイツチング損失が少なくなる。また、オン・
オフ形式であるにも拘らず、自励発振が可能であ
る。また回路構成の簡略化及び小型化ができる。 As is clear from the above, since this circuit is not a self-oscillating circuit that utilizes the saturation of the switching transistor, the switching period does not become short when the load is light and is kept almost constant. Therefore, switching loss during light loads is reduced. Also, on
Self-sustained oscillation is possible even though it is an off type. Further, the circuit configuration can be simplified and miniaturized.
〔第2の実施例〕
次に、第3図及び第4図に示す本発明の第2の
実施例を説明する。但し、第1図及び第2図と共
通する部分には、同一の符号を付してその説明を
省略する。この実施例では、第1のコンデンサ1
5に並列にダイオードD3を介してトランジスタ
30が接続され、このトランジスタ30のベース
が抵抗31を介して3次巻線14の下端に接続さ
れている。従つて、第4図のt1〜t2期間でフライ
バツク電圧が発生し、第4図Dに示す如く逆方向
電圧が3次巻線14に発生すると、このt1〜t2期
間にトランジスタ30がオンになり、第1のコン
デンサ15の電荷が放出される。このため、第4
図Eに示す如く、第1のコンデンサ15の充電
は、トランス2のリセツト後のt2時点から開始さ
れる。これにより、トランス2のリセツト前にゲ
ート電圧VGがスレシホールド電圧VTHに達するこ
とを完全に阻止できる。また、トランス2のリセ
ツト終了時にトランス2の1次巻線3に振動(図
示せず)が生じるが、第1のコンデンサ15が未
充電状態にあるため、振動による正帰還電圧とコ
ンデンサ電圧VC1との和がFET5のスレシホール
ド電圧VTHに達せず、FET5が誤まつてオンに転
換するおそれがない。[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 and 4 will be described. However, parts common to FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals and their explanations will be omitted. In this example, the first capacitor 1
A transistor 30 is connected in parallel to the tertiary winding 14 via a diode D 3 , and the base of the transistor 30 is connected via a resistor 31 to the lower end of the tertiary winding 14 . Therefore , if a flyback voltage is generated in the period t 1 to t 2 in FIG. 4 and a reverse voltage is generated in the tertiary winding 14 as shown in FIG. is turned on, and the charge in the first capacitor 15 is discharged. For this reason, the fourth
As shown in FIG. E, charging of the first capacitor 15 starts at time t2 after the transformer 2 is reset. This completely prevents the gate voltage V G from reaching the threshold voltage V TH before the transformer 2 is reset. Further, when the reset of the transformer 2 is completed, vibration (not shown) occurs in the primary winding 3 of the transformer 2, but since the first capacitor 15 is in an uncharged state, the positive feedback voltage due to the vibration and the capacitor voltage V C1 There is no risk that the sum of V TH and FET 5 will not reach the threshold voltage V TH of FET 5, and FET 5 will be turned on by mistake.
t2時点になると、トランジスタ30がオフにな
るため、この時点から第1のコンデンサ15の充
電が開始し、t3時点でFET5がオンになる。 At time t2 , the transistor 30 is turned off, so charging of the first capacitor 15 starts from this time, and at time t3 , the FET 5 is turned on.
32は過電流検出用抵抗であり、FET5のソ
ースに直列に接続されている。トランジスタ19
のエミツタはソースに直接に接続されずに抵抗3
2の左端に接続されている。このため、第2のコ
ンデンサ17の電圧VC2と抵抗32の両端電圧VO
との和の電圧がトランジスタ19のベース・エミ
ツタ間に印加される。従つて、過電流が流れる
と、第2のコンデンサ17の充電電圧VC2が低い
状態でトランジスタ19がオンになり、FET5
がオフに転換し、FET5のオン期間t3〜t4が短く
なる。 32 is an overcurrent detection resistor, which is connected in series to the source of FET5. transistor 19
The emitter of is not directly connected to the source but is connected to the resistor 3.
It is connected to the left end of 2. Therefore, the voltage V C2 of the second capacitor 17 and the voltage V O across the resistor 32
is applied between the base and emitter of transistor 19. Therefore, when an overcurrent flows, the transistor 19 is turned on while the charging voltage V C2 of the second capacitor 17 is low, and the FET 5
is turned off, and the on period t 3 to t 4 of the FET 5 becomes shorter.
〔第3の実施例〕
次に、第5図に示す本発明の第3の実施例に係
わる直流−直流変換器を説明する。但し、第1図
及び第3図と共通する部分には同一の符号を付し
てその説明を省略する。第5図では、ホトトラン
ジスタ25をバイアスするために、ダイオード3
3とコンデンサ34が巻線14に並列に接続さ
れ、ホトトランジスタ25のコレクタがコンデン
サ34に接続されている。また、第2のコンデン
サ17に並列に抵抗35が接続されている。この
回路では、第2のコンデンサ17に抵抗18とホ
トトランジスタ25との両方から充電電流が流れ
込む。[Third Embodiment] Next, a DC-DC converter according to a third embodiment of the present invention shown in FIG. 5 will be described. However, parts common to FIGS. 1 and 3 are designated by the same reference numerals and their explanations will be omitted. In FIG. 5, diode 3 is used to bias phototransistor 25.
3 and a capacitor 34 are connected in parallel to the winding 14, and the collector of the phototransistor 25 is connected to the capacitor 34. Further, a resistor 35 is connected in parallel to the second capacitor 17. In this circuit, charging current flows into the second capacitor 17 from both the resistor 18 and the phototransistor 25.
本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形例が可能なものである。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and the following modifications are possible, for example.
(a) 逆流阻止用ダイオードD1をゲートとコンデ
ンサ15との間に移してもよい。(a) A backflow blocking diode D1 may be moved between the gate and the capacitor 15.
(b) FET5をバイポーラトランジスタに置き換
えることができる。また、ホトトランジスタ2
5の代りにバイポーラトランジスタを接続し、
これを誤差増幅器23の出力で制御するように
してもよい。また、トランジスタ19をFET
にすることができる。(b) FET5 can be replaced with a bipolar transistor. In addition, phototransistor 2
Connect a bipolar transistor in place of 5,
This may be controlled by the output of the error amplifier 23. Also, transistor 19 is FET
It can be done.
(c) 変換用スイツチング素子を、FET又はバイ
ポーラトランジスタを直列又は並列に接続した
複数のスイツチング素子で構成してもよい。(c) The conversion switching element may be composed of a plurality of switching elements in which FETs or bipolar transistors are connected in series or in parallel.
(d) トランス2に4次巻線を設け、ここに抵抗1
8、コンデンサ17の回路を接続してもよい。
また、第1のコンデンサ15を巻線14の下端
側に移してもよい。(d) A fourth winding is provided in the transformer 2, and a resistor 1 is connected here.
8. A circuit of capacitor 17 may be connected.
Further, the first capacitor 15 may be moved to the lower end side of the winding 14.
(e) 抵抗18を省き、本発明に係わる第2の充電
回路をホトトランジスタ25のような可変イン
ピーダンス素子のみで構成してもよい。(e) The resistor 18 may be omitted and the second charging circuit according to the present invention may be configured only with a variable impedance element such as the phototransistor 25.
(f) 抵抗18の上端を1次巻線3の下端に接続し
てもよい。(f) The upper end of the resistor 18 may be connected to the lower end of the primary winding 3.
(g) 抵抗18に直例に逆流阻止用ダイオードを接
続してもよい。(g) A backflow blocking diode may be connected directly to the resistor 18.
上記発明によれば、スイツチのオフ幅可変制御
の自励式の直流−直流変換器を簡単な回路構成で
得ることができる。
According to the above invention, a self-excited DC-DC converter with variable off-width control of the switch can be obtained with a simple circuit configuration.
第1図は本発明の第1の実施例に係わる直流−
直流変換器を示すブロツク図、第2図は第1図の
各部の波形図、第3図は第2の実施例の直流−直
流変換器を示す回路図、第4図は第3図の各部の
波形図、第5図は第3の実施例の直流−直流変換
器を示す回路図である。
1……電源端子、3……1次巻線、5……
FET、6……2次巻線、11……整流平滑回路、
14……3次巻線、15……第1のコンデンサ、
16……抵抗、17……第2のコンデンサ、18
……抵抗、19……制御用トランジスタ、25…
…ホトトランジスタ、32……過電流検出用抵
抗。
FIG. 1 shows a direct current according to the first embodiment of the present invention.
A block diagram showing the DC converter, Fig. 2 is a waveform diagram of each part of Fig. 1, Fig. 3 is a circuit diagram showing the DC-DC converter of the second embodiment, and Fig. 4 is a diagram of each part of Fig. 3. FIG. 5 is a circuit diagram showing the DC-DC converter of the third embodiment. 1...Power terminal, 3...Primary winding, 5...
FET, 6... Secondary winding, 11... Rectifier smoothing circuit,
14... Tertiary winding, 15... First capacitor,
16...Resistor, 17...Second capacitor, 18
...Resistor, 19...Control transistor, 25...
...Phototransistor, 32...Resistor for overcurrent detection.
Claims (1)
るものであり、制御端子の電圧がスレツシホール
ド電圧に達した時にオンになるように構成されて
いる変換用スイツチと、 前記変換用スイツチのオン・オフに対応した出
力電圧を得るための電圧変換用巻線及びこの電圧
変換用巻線に電磁結合され、前記変換用スイツチ
をオン駆動するために前記制御端子に接続された
スイツチ駆動巻線を有するトランスと、 前記電圧変換用巻線の出力側に接続された整流
平滑回路と、 充電電圧によつて前記変換用スイツチをオン駆
動するように前記スイツチ駆動巻線と直列に接続
された第1のコンデンサと、 前記第1のコンデンサを充電するための第1の
充電回路と、 前記変換用スイツチのオフ開始時点を決定する
ための第2のコンデンサと、 前記変換用スイツチのオン開始に応答して前記
第2のコンデンサの充電を開始する第2の充電回
路と、 前記変換用スイツチと前記第1及び第2のコン
デンサに接続され、前記第2のコンデンサが所定
値まで充電されたことに応答して前記駆動巻線の
電圧による前記変換用スイツチのオン駆動を遮断
して前記変換用スイツチをオフ状態に転換させ、
かつ前記第1及び第2のコンデンサを放電状態に
なす制御回路と、 前記第2のコンデンサの充電電流を変えること
によつて前記第2のコンデンサの電圧が前記所定
値に達するまでの時間幅を変えて前記整流平滑回
路の出力電圧を制御する電圧制御回路と から成る直流−直流変換器。 2 直流電源から供給される電圧をオン・オフす
るものであり、制御端子の電圧がスレツシホール
ド電圧に達した時にオンになるように構成されて
いる変換用スイツチと、 前記変換用スイツチのオン・オフに対応した出
力電圧を得るための電圧変換用巻線及びこの電圧
変換用巻線に電磁結合され、前記変換用スイツチ
をオン駆動するために前記制御端子に接続された
スイツチ駆動巻線を有するトランスと、 前記電圧変換用巻線の出力側に接続された整流
平滑回路と、 充電電圧によつて前記変換用スイツチをオン駆
動するように前記スイツチ駆動巻線と直列に接続
された第1のコンデンサと、 前記第1のコンデンサを充電するための第1の
充電回路と、 前記変換用スイツチのオフ開始時点を決定する
ための第2のコンデンサと、 前記変換用スイツチのオン開始に応答して前記
第2のコンデンサの充電を開始する第2の充電回
路と、 前記変換用スイツチを流れる電流を検出する電
流検出回路と、 前記変換用スイツチをオフ制御するために前記
制御端子に接続され、且つ前記第2のコンデンサ
の充電電圧と前記電流検出回路から得られる電流
検出電圧との和によつてオン制御されるように前
記第2のコンデンサ及び前記電流検出回路に接続
された制御素子と、 前記第2のコンデンサの充電電流を変えること
によつて前記第2のコンデンサの電圧が前記所定
値に達するまでの時間幅を変えて前記整流平滑回
路の出力電圧を制御する電圧制御回路と から成る直流−直流変換器。[Scope of Claims] 1. A conversion switch that turns on and off a voltage supplied from a DC power source and is configured to be turned on when the voltage at a control terminal reaches a threshold voltage; A voltage conversion winding for obtaining an output voltage corresponding to on/off of the conversion switch; and a voltage conversion winding that is electromagnetically coupled to the voltage conversion winding and connected to the control terminal to turn on the conversion switch. a rectifying and smoothing circuit connected to the output side of the voltage converting winding; and a rectifying and smoothing circuit connected in series with the switch driving winding so as to turn on the converting switch by a charging voltage. a first capacitor connected to the first capacitor; a first charging circuit for charging the first capacitor; a second capacitor for determining when the conversion switch starts to turn off; and a first capacitor connected to the conversion switch. a second charging circuit that starts charging the second capacitor in response to the start of turning on; In response to being charged, the on-drive of the conversion switch by the voltage of the drive winding is cut off, and the conversion switch is turned off;
and a control circuit for bringing the first and second capacitors into a discharge state, and controlling the time width until the voltage of the second capacitor reaches the predetermined value by changing the charging current of the second capacitor. and a voltage control circuit that controls the output voltage of the rectifying and smoothing circuit. 2. A conversion switch that turns on and off the voltage supplied from the DC power source and is configured to turn on when the voltage at the control terminal reaches a threshold voltage, and a conversion switch that turns on the voltage supplied from the DC power supply. - A voltage conversion winding for obtaining an output voltage corresponding to the OFF state, and a switch drive winding that is electromagnetically coupled to the voltage conversion winding and connected to the control terminal to turn on the conversion switch. a rectifying and smoothing circuit connected to the output side of the voltage conversion winding; and a first rectifying and smoothing circuit connected in series with the switch drive winding so as to turn on the conversion switch by the charging voltage. a first charging circuit for charging the first capacitor; a second capacitor for determining when the conversion switch starts to turn off; and a second capacitor that responds to the start of turning on the conversion switch. a second charging circuit that starts charging the second capacitor when the conversion switch is activated; a current detection circuit that detects the current flowing through the conversion switch; and a current detection circuit that is connected to the control terminal to turn off the conversion switch; and a control element connected to the second capacitor and the current detection circuit so as to be turned on by the sum of the charging voltage of the second capacitor and the current detection voltage obtained from the current detection circuit; and a voltage control circuit that controls the output voltage of the rectifying and smoothing circuit by changing the charging current of the second capacitor to change the time width until the voltage of the second capacitor reaches the predetermined value. DC-DC converter.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP666786A JPS62166775A (en) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | Dc-dc converter |
| US07/004,143 US4758937A (en) | 1986-01-16 | 1987-01-15 | DC-DC converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP666786A JPS62166775A (en) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | Dc-dc converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62166775A JPS62166775A (en) | 1987-07-23 |
| JPH0357711B2 true JPH0357711B2 (en) | 1991-09-03 |
Family
ID=11644724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP666786A Granted JPS62166775A (en) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | Dc-dc converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62166775A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101997419B (en) | 2000-12-28 | 2012-10-10 | 株式会社村田制作所 | Switching power supply unit |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6387171A (en) * | 1986-09-29 | 1988-04-18 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | One-transistor type converter |
| JPS6387170A (en) * | 1986-09-29 | 1988-04-18 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | One-transistor type converter |
-
1986
- 1986-01-16 JP JP666786A patent/JPS62166775A/en active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101997419B (en) | 2000-12-28 | 2012-10-10 | 株式会社村田制作所 | Switching power supply unit |
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|---|---|
| JPS62166775A (en) | 1987-07-23 |
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