JPH03851Y2 - - 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と駆動用トランジ
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
ス３に蓄積された励磁エネルギーは、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PW
２からの電流が流れない状態において、ベース巻
線５に放出されて、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の制御巻線
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、これを第２図ｆのようにダイオ
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、商用入力の
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
低下したり、電源PW２そのものの事故により電
源PW２の出力電圧が制御回路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決しうる、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
ち駆動回路用補助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を設ける。そしてその検
出出力により短絡用半導体スイツチング素子をオ
ンさせ、これにより駆動用トランジスタのコレク
タ・エミツタ間を短絡して、駆動用トランジスタ
のオフ後も直ちに強制的に電流トランスの制御巻
線の電流供給が継続して行われるようにして、変
換用主トランジスタの破損の防止を図るようにし
たことを特徴とするものである。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、商用周波交流電源AC、
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、チヨークおよびコ
ンデンサ、RLは負荷、３は電流トランス、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
回路と同じである。

次にPCは本考案の要部である不足電圧保護回
路であつて、不足電圧検出回路DVと駆動用トラ
ンジスタ短絡回路SSとからなり、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駆動回路用補助直流電源
PW２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Ｒ４の接続点と接続され、コレク
タ・エミツタ間は抵抗Ｒ３を介して駆動回路用補
助直流電源PW２の出力端間に接続されている。

次に駆動用トランジスタ短絡回路SSにおいて、
Ｑ２は短絡用トランジス、Ｄ１はダイオード、Ｒ
２は抵抗で、トランジスタＱ２のベースは、前記
抵抗Ｒ３とトランジスタＱ１のコレクタとの接続
点に接続される。またコレクタは駆動用トランジ
スタ２のコレクタに接続され、またダイオードＤ
１と抵抗Ｒ２を介して前記抵抗Ｒ１とツエナーダ
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、駆動回
路用補助直流電源PW２の出力電圧が定電圧ダイ
オードDZ１のツエナ電圧以下に低下すると、抵
抗Ｒ４に流れる電流は小になるためトランジスタ
Ｑ１はオフになり、これに伴い第４図a′のように
短絡用トランジスタＱ２がオンになる。このため
制御回路CONの不動作による駆動用トランジス
タ２のオフと同時に、短絡用トランジスタＱ２に
よる変換用トランジスタ１の逆バイアス電流供給
回路、即ち〔駆動回路用補助直流電源回路PW２
→制御巻線６→抵抗１４→短絡用トランジスタＱ
２〕の回路が形成される。従つて入力用直流電源
PW１の事故または駆動回路用補助直流電源PW
２そのものの事故により、第４図ｂのように変換
用主トランジスタ１のオフ動作中に第４図ａのよ
うに駆動用トランジスタ２のオフを生じても、変
換用主トランジスタ１を確実にオフ状態にでき
る。従つて変換用主トランジスタ１の破損を確実
に防止できる。

また短絡用トランジスタＱ２のオンにより、抵
抗Ｒ２およびダイオードＤ１の並列回路を介して
定電圧ダイオードDZ１のカソード電圧を抵下さ
せて、不足電圧検出用トランジスタＱ１のオフを
確実にする。従つてチヤツタリングなどによる保
護回路の不安定動作が防止され、保護動作は確実
になる。

（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または駆
動回路用補助直流電源そのものの事故による駆動
回路用補助直流電源の出力電圧の低下があつて
も、確実に変換用主トランジスタの破損を防止す
ることができる。

【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を前
   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
   によりベ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、 前記駆動回路用補助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て、前記駆動用半導
   体スイツチング素子を短絡する半導体スイツチン
   グ素子を備えた駆動用半導体スイツチング短絡回
   路を設けたことを特徴とするDC−DCコンバー
   タ。