JPH0353597Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は不足電圧保護回路を備えた電流駆動形
DC−DCコンバータに関するものである。

（従来技術） 電流駆動形DC−DCコンバータは、次の如き回
路構成をもつ。第１図においてPW１はコンバー
タの入力直流電源であつて、商用周波電流電源、
全波整流回路、入力用コンデンサＣ１などから形
成される。７は出力用主変圧器で、１次巻線８と
２次巻線９とを備える。１０，１１はダイオー
ド、１２はチヨーク、１３はコンデンサであつ
て、これらで整流平滑回路を形成する。RLは負
荷である。

つぎにPW２は駆動回路用補助直流電源であつ
て、入力直流電源PW１の出力により動作し、例
えばDC−DCコンバータと、出力トランスおよび
整流回路、入力用コンデンサＣ２などから形成さ
れる。CONは駆動回路用補助直流電源PW２を動
作電源とする制御回路で、前記整流平滑回路の出
力電圧の検出出力と、出力電圧設定のための基準
電圧とを比較する差動増幅器と、これからの比較
差電圧に対応したPWM信号の送出回路などから
なる。２は駆動用トランジスタ、３は駆動用電流
トランス（変成器）で、１次巻線４とベース巻線
５、および制御巻数６を備える。１は変換用主ト
ランジスタ、１４は抵抗であつて、前記出力用主
変圧器７の１次巻線８と駆動用電流トランス３の
１次巻線４、および変換用主トランジスタ１のコ
レクタ・エミツタ間とは直列に接続されて、前記
入力用直流電源PW１の出力端間に接続される。
また駆動用電流トランス３のベース巻線は変換用
主トランジスタ１のベース・エミツタ間に接続さ
れ、制御巻線６は前記抵抗１４を駆動用トランジ
スタ２のコレクタ・エミツタ間と直列接続され
て、駆動回路用補助直流電源PW２の出力端に接
続され、以上で電流駆動形DC−DCコンバータを
形成し、以下のように動作する。

制御回路CONは出力電圧Voutと出力電圧設定
用基準電圧とを比較し、その比較差電圧に対応し
た周期のPWM信号を送出して駆動用トランジス
タ２をオンオフ動作させる。

そして動作説明図である第２図ａのように駆動
用トランジスタ２のオン期間に駆動用電流トラン
ジスタ３に蓄積された励磁エネルギーを、該駆動
用トランジスタ２のオフ時、即ち駆動用電流トラ
ンス３の制御巻線６に、駆動回路用補助直流電源
PW２からの電流が流れない状態においてベース
巻線５に放出して、変換用主トランジスタ１にベ
ースキツク電流を流す。これにより第２図ｂのよ
うに主トランジスタ１がオンし始めると、駆動用
電流トランス３の電流帰還作用により第２図ｄの
ように急速にベース電流を流して、第２図ｂのよ
うに変換用主トランジスタ１をオンにする。

また第２図ａのように駆動用トランジスタ２が
オンの時には、駆動用電流トランス３の制御巻数
６に駆動回路用補助直流電源PW２から電流を流
し、これによりベース巻線５を介して変換用主ト
ランジスタ１に逆バイアス電流を流して第２図ｂ
のようにオフとする。

そして変換用主トランジスタ１のオンのとき、
第２図ｅのように出力用主変圧器７の２次巻線９
に電圧を送出し、これをダイオード１０および平
滑回路により整流平滑して負荷RLに電力を供給
する。そして第２図ｂのように変換用主トランジ
スタ１のオフ時、インダクタンス１２に蓄えられ
たエネルギーを第２図ｇのようにダイオード１１
を通して送出し、負荷RLに連続的に電力を供給
する。

（従来技術の問題点） 以上のように電流駆動形DC−DCコンバータに
おける変換用主トランジスタ１のオフ動作は、駆
動用トランジスタ２のオン動作時に行われる制御
巻線６を介しての逆バイアス電流の供給によつて
行われる。従つて変換用主トランジスタ１のオフ
動作を確実に行うためには、駆動用トランジスタ
２は変換用主トランジスタ１が確実にオフするま
でオン動作を保持し続けることが必要とされる
が、制御回路CONは入力電圧が低下すると動作
しないように作られている。従つて変換用主トラ
ンジスタ１のオフ動作途中において、商用入力オ
フや停電により入力直流電源PW１の出力電圧が
低下し、これに伴つてこの出力電圧により動作す
る駆動回路用補助直流電源PW２の出力電圧が低
下して制御回路CONの動作電圧以下になると、
制御回路CONは動作しなくなるため、駆動用ト
ランジスタ２もオフ状態になる。このため変換用
主トランジスタ１への逆バイアス電流の供給を断
たれると同時に、入力用コンデンサＣ１による、
入力直流電源PW１の出力電圧の一定期間の保持
により、変換用主トランジスタ１にはこれをオン
とするベース電流が流される。

このため出力用主変圧器７の１次巻線８には電
流が流れ続けて鉄心を飽和させ、これにもとづく
大きな電流により、変換用主トランジスタ１の破
損のおそれを生じさせる問題がある。

（考案の目的） 本考案は上記のような問題点を解消しうる、不
足電圧保護回路付き電流駆動形DC−DCコンバー
タの提供を目的としてなされたものである。

（問題点を解決するための本考案の手段） 本考案の特徴とするところは次の点にある。即
ち入力直流電源の出力電圧の低下を検出する不足
電圧検出回路と、その検出出力によりオンする逆
バイアス電流供給用半導体スイツチング素子を設
ける。一方駆動用電流トランスには従来の制御巻
線の他の第２の制御巻線を設け、これを前記逆バ
イアス電流供給用半導体スイツチング素子を介し
て、入力直流電源の出力端間に接続する。そして
駆動回路用補助直流電源の出力電圧低下時におけ
る制御回路の不動作にもとづいてオフとなる駆動
用トランジスタに代つて入力電圧の低下を検出し
て、変換用主トランジスタの逆バイアス電流を供
給するようにして、変換用主トランジスタの破損
の防止を図つたものである。次に本考案の実施例
について説明する。

（実施例） （構成） 第２図は本考案の一実施例回路図（第１図と同
一符号部分は同等部分を示す）である。図におい
てPW１は入力直流電源で、商用周波数電流電源
ACと全波整流回路RF１、入力用コンデンサＣ１
などからなる。PW２は駆動回路用補助直流電源
であつて、DC−DCコンバータCONV，トラン
スＴ、ダイオードＤ２，Ｄ３などからなる。７は
出力用主変圧器、１０，１１，１２および１３は
整流平滑回路を形成するダイオード、チヨーク、
コンデンサ、RLは負荷、CONは制御回路、１４
は抵抗、２は駆動用トランジスタであつて、以上
の構成は第１図で説明した従来回路と同様であ
る。

次に３は駆動用電流トランスであつて、従来の
１次巻線４、ベース巻線５、制御巻線６の他に、
本考案のための第２の制御巻線６′を設けている。

PCは不足電圧保護回路であつて、不足電圧検
出回路DVと逆バイアス電流供給用半導体スイツ
チング回路Ｒ１からなり、これらは次の各部から
形成される。

不足電圧検出回路DVにおいてＲ１，Ｒ４は抵
抗、DZ１は定電圧ダイオードであつて、これら
は直列回路を形成して入力直流電源PW１の出力
端間に接続される。Ｑ１は不足電圧検出用トラン
ジスタ、Ｒ３は抵抗であつて、トランジスタＱ１
のベースは前記定電圧ダイオードDZ１と抵抗Ｒ
４の接続点に接続され、コレクタ・エミツタ間は
抵抗Ｒ３を介して入力直流電源PW２の出力端間
に接続される。

次に逆バイアス電流供給回路Ｒ１において、Ｑ
２は逆バイアス電流供給用トランジスタ、Ｄ１は
ダイオード、Ｒ２は抵抗で、トランジスタＱ２の
ベースは、前記Ｒ３とトランジスタＱ１の接続点
に接続され、コレクタ・エミツタ間は抵抗Ｒ６と
前記電流駆動用電流トランス３の第２制御巻線
６′と直列回路を形成して、入力直流電源PW１
の出力端間に接続される。またコレクタはダイオ
ードＤ１と抵抗Ｒ２を介して抵抗Ｒ１と定電圧ダ
イオードDZ１の接続点に接続される。

（作用） 本考案は以上のような構成をもつから、事故に
より入力直流電源PW１の出力電圧が低下し、こ
れにより駆動回路用補助直流電源PW２の出力電
圧が低下して制御回路CONが動作しなくなり、
駆動用トランジスタトランス２がオフとなつて
も、従来回路のように交換用主トランジスタ１の
破損を招くことがない。即ち入力用直流電源PW
１の出力電圧が、低下電圧設定用定電圧ダイオー
ドDZ１のツエナ電圧以下になると、不足電圧検
出用トランジスタＱ１は直ちにオフとなつて、出
力電圧の低下を検出し、これに伴つてベース電流
が流されて逆バイアス電流供給回路Ｒ１の逆バイ
アス電流供給用トランジスタＱ２が第４図a′のよ
うにオンになる。このため〔入力直流電源PW１
→抵抗Ｒ６→第２制御巻線６′→トランジスタＱ
２のエミツタ・コレクタ→入力直流電源PW１〕
の回路が形成されて第２制御巻線６′に逆バイア
ス用電流が流される。従つて駆動用トランジスタ
入力のオフと同時に、変換用主トランジスタ１は
オフとなるので、大きな電流が流れることによる
変換用主トランジスタ１の破損を招くおそれを防
ぐことができる。

また逆バイアス電流供給用トランジスタＱ２の
オン時、定電圧ダイオードDZ１のカソード電圧
を低下させるため、不足電圧検出用トランジスタ
Ｑ１は確実にオフ状態になる。従つてチヤツタリ
ングなどが防がれて保護動作の安定化を図りう
る。

なおこの本考案回路では、入力直流電源PW１
の出力電圧低下時のみ保護動作が行われ、駆動回
路用補助直流電源PW２のみに出力電圧の低下を
生じた時には、本考案の不足電圧保護回路は動作
しないので保護が行われない。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、電流駆動形DC
−DCコンバータにおける入力直流電源の出力電
圧の低下があつて、確実に変換用主トランジスタ
の破損を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来回路の説明図、第２図はその動作
説明用の波形図、第３図は本考案の一実施例回路
図、第４図はその動作説明用の波形図である。 PW１……入力直流電源、AC……商用周波交
流電源、FR１……全波整流回路、Ｃ１……入力
用コンデンサ、PW２……駆動回路用補助直流電
源、CONV……DC−DCコンバータ、Ｃ２……
入力用コンデンサ、７……出力用主変圧器、８…
…１次巻線、９……２次巻線、１０，１１……ダ
イオード、１２……チヨーク、１３……コンデン
サ、RL……負荷、３……駆動用電流トランス、
４……１次巻線、５……ベース巻線、６……制御
巻線、CON……制御回路、２……駆動用トラン
ジスタ、PC……不足電圧保護回路、DV……不足
電圧検出回路、Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４……抵抗、DZ
１……主電圧ダイオード、Ｑ１……不足電圧検出
用トランジスタ、SSS……駆動用トランジスタ短
絡回路、Ｑ２……短絡用トランジスタ、Ｒ２……
抵抗、Ｄ１……ダイオード。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 入力直流電源により動作する駆動回路用補助直
   流電源の所定出力により動作して、出力電圧と出
   力電圧設定用基準電圧の比較差出力に対応したオ
   ンオフ信号を送出する制御回路出力によりオンオ
   フ制御される駆動用半導体スイツチング素子と、
   前記入力用直流電源に接続された出力用主変圧器
   の１次巻線、駆動用電流トランスの１次巻線およ
   び変換用主トランジスタのコレクタ・エミツタ間
   の直列回路を備え、前記駆動用半導体スイツチン
   グ素子のオン時、前記駆動用電流トランスに設け
   た制御巻線に電流を流して、駆動用電流トランス
   のベース巻線を介して前記変換用主トランジスタ
   に逆バイアス電流を与えてオフし、かつ前記駆動
   用半導体スイツチング素子のオン期間に前記駆動
   用電流トランスに蓄積された励磁エネルギーによ
   り前記駆動用半導体スイツチング素子のオフ時
   に、前記駆動用電流トランスのベース巻線に変成
   器作用によりべース電流を流して前記変換用主ト
   ランジスタをオン動作させ、この変換用主トラン
   ジスタのオンオフ動作により送出される出力用主
   変圧器の２次巻線電圧を整流平滑して、負荷に電
   力を供給するDC−DCコンバータにおいて、 前記駆動用電流トランスに第２制御巻線を設
   け、また前記入力直流電源の出力電圧の低下を検
   出する不足電圧検出回路と、この不足電圧検出回
   路出力によりオン動作し、前記駆動用電流トラン
   スの第２制御巻線と直列に接続して前記入力直流
   電源の出力端間に接続する逆バイアス電流供給用
   半導体スイツチング素子を備えた逆バイアス電流
   供給回路を設けたことを特徴とするDC−DCコン
   バータ。