JPH0549250A - Fly back type converter - Google Patents
Fly back type converterInfo
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- JPH0549250A JPH0549250A JP22842591A JP22842591A JPH0549250A JP H0549250 A JPH0549250 A JP H0549250A JP 22842591 A JP22842591 A JP 22842591A JP 22842591 A JP22842591 A JP 22842591A JP H0549250 A JPH0549250 A JP H0549250A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、任意の直流電圧から電
圧値の異なった安定した直流電圧を得るフライバック形
変換装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flyback converter for obtaining a stable DC voltage having a different voltage value from an arbitrary DC voltage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５は例えば１９８７年３月３１日発行
の「半導体電力変換回路」（電気学会発行、２９９頁）
に記載された従来のフライバック形変換装置を示す図で
あり、図において、１は直流電源、２は変圧器で、２ａ
と２ｂはその１次巻線と２次巻線、３はダイオード、４
はコンデンサ、５はトランジスタである。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows, for example, "Semiconductor power conversion circuit" issued on March 31, 1987 (published by The Institute of Electrical Engineers of Japan, page 299).
It is a figure which shows the conventional flyback type conversion device described in 1 in the figure, 1 is a DC power supply, 2 is a transformer, 2a
And 2b are their primary and secondary windings, 3 is a diode, 4
Is a capacitor and 5 is a transistor.
【０００３】次に動作について図６の波形図を参照して
説明する。トランジスタ５がオンすると、ダイオード３
には逆電圧が印加され、ダイオード３はオフする。この
ため、変圧器２の１次側に励磁電流のみが流れ励磁エネ
ルギーが蓄えられる。トランジスタ５がオフすると、１
次巻線２ａの電圧極性が反転し、ダイオード３がオン
し、励磁エネルギーがコンデンサ４に放出される。そし
て、ダイオード３の電流Ｉ2 は減少して零になる。Next, the operation will be described with reference to the waveform chart of FIG. When the transistor 5 turns on, the diode 3
A reverse voltage is applied to the diode 3, and the diode 3 is turned off. Therefore, only the exciting current flows in the primary side of the transformer 2 and the exciting energy is stored. When the transistor 5 turns off, 1
The voltage polarity of the next winding 2a is reversed, the diode 3 is turned on, and the excitation energy is released to the capacitor 4. Then, the current I 2 of the diode 3 decreases and becomes zero.
【０００４】コンデンサ４に蓄えられる電圧をＶC 、コ
ンデンサ４の容量をＣ、変圧器２の２次側から見た励磁
インダクタンスをＬ、トランジスタ５がオフした直後の
変圧器２の１次電流をＩ1 、変圧器２の巻数比をｎとす
ると、ＶC は次の式によって決まる。The voltage stored in the capacitor 4 is V C , the capacity of the capacitor 4 is C, the exciting inductance seen from the secondary side of the transformer 2 is L, and the primary current of the transformer 2 immediately after the transistor 5 is turned off is When I 1 and the turns ratio of the transformer 2 are n, V C is determined by the following equation.
【０００５】[0005]
【数１】 [Equation 1]
【０００６】次に、図５に示した従来方式の問題点につ
いて、図７に示す等価回路と図８に示す波形図を参照し
て説明する。図７において、２Ｃは変圧器２の漏れイン
ダクタンス、２ｄは変圧器２の浮遊容量である。また、
図８は問題点の一例を取り上げ変圧器２の１次電流Ｉ1
とコンデンサ４の電圧ＶC の関係を説明する図である。Next, the problems of the conventional method shown in FIG. 5 will be described with reference to the equivalent circuit shown in FIG. 7 and the waveform diagram shown in FIG. In FIG. 7, 2C is the leakage inductance of the transformer 2 and 2d is the stray capacitance of the transformer 2. Also,
FIG. 8 shows an example of a problem and the primary current I 1 of the transformer 2
FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the voltage V C of the capacitor 4 and the capacitor 4.
【０００７】図７において、トランジスタ５がオンする
と、変圧器２の１次側に矩形電圧が印加される。そのた
め、１次電流Ｉ1 は励磁電流に漏れインダクタンス２ｃ
と浮遊容量２ｄによる共振電流が加わり、図８に示す様
な波形となる。図８において、例えば１次電流Ｉ1 がＩ
S の値になったところでトランジスタ５をオフすると設
定する。すると、Ｉ1 ＝ＩS となる時点はｔA とｔB の
２点存在することになる。このとき、実際に励磁インダ
クタンスに流れる励磁電流はｔA 時点よりｔB時点の方
が大きい。In FIG. 7, when the transistor 5 is turned on, a rectangular voltage is applied to the primary side of the transformer 2. Therefore, the primary current I 1 is leaked to the exciting current by the leakage inductance 2c.
And the resonance current due to the stray capacitance 2d is added, the waveform becomes as shown in FIG. In FIG. 8, for example, the primary current I 1 is I
It is set to turn off the transistor 5 when the value of S is reached. Then, there are two points of time t A and t B when I 1 = I S. At this time, the exciting current actually flowing through the exciting inductance is larger at the time point t B than at the time point t A.
【０００８】変圧器２の２次側から見た励磁インダクタ
ンスをＬ、コンデンサ４の容量をＣ、ｔA 時点の励磁電
流をＩLA、ｔB 時点の励磁電流をＩLB、変圧器２の巻数
比をｎとすると、コンデンサ４の電圧ＶC は、マル１．
時点ｔA でトランジスタ５をオフしたとき；The exciting inductance seen from the secondary side of the transformer 2 is L, the capacity of the capacitor 4 is C, the exciting current at time t A is I LA , the exciting current at time t B is I LB , and the number of turns of the transformer 2 is When the ratio is n, the voltage V C of the capacitor 4 is 1.
When the transistor 5 is turned off at time t A ;
【０００９】[0009]
【数２】 [Equation 2]
【００１０】マル２．時点ｔB でトランジスタ５をオフ
したとき；Mar 2. When transistor 5 is turned off at time t B ;
【００１１】[0011]
【数３】 [Equation 3]
【００１２】図８からＩLA＜ＩLBだから、ＶCA＜ＶCBで
ある。このように、１次電流Ｉ1 のしゃ段値を一定にし
ても、コンデンサ４の電圧ＶC は変動するという問題が
ある。Since I LA <I LB from FIG. 8, V CA <V CB . As described above, there is a problem that the voltage V C of the capacitor 4 varies even if the threshold value of the primary current I 1 is constant.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】従来のフライバック形
変換装置は以上の様に動作するため、安定した出力電圧
を得ることが難しかった。また、装置が大電力、高電圧
になるほど変圧器２の浮遊容量が増大して上述した問題
がより顕著になる等の問題点があった。Since the conventional flyback converter operates as described above, it is difficult to obtain a stable output voltage. In addition, there is a problem that the stray capacitance of the transformer 2 increases as the device has higher power and higher voltage, and the above-mentioned problem becomes more prominent.
【００１４】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、変圧器の１次電流の振動を無く
し、安定した出力電圧を得ることができるフライバック
形変換装置を得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and obtains a flyback type conversion device capable of obtaining a stable output voltage by eliminating the oscillation of the primary current of a transformer. The purpose is to
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明に係るフライバッ
ク形変換装置は、変圧器の１次側に励磁電流を流し励磁
エネルギーを蓄え、変圧器の２次側に設けられたコンデ
ンサに上記励磁エネルギーを放出し、上記コンデンサに
電圧を得るフライバック形変換装置において、上記変圧
器の１次側に加わる電圧の立ち上りを抑制するための手
段を、上記変圧器の１次側回路内に設けたことを特徴と
するものである。In a flyback converter according to the present invention, an exciting current is supplied to the primary side of a transformer to store exciting energy, and a capacitor provided on the secondary side of the transformer is subjected to the above-mentioned excitation. In a flyback converter that releases energy and obtains a voltage in the capacitor, means for suppressing the rise of the voltage applied to the primary side of the transformer is provided in the primary side circuit of the transformer. It is characterized by that.
【００１６】[0016]
【作用】本発明におけるフライバック形変換装置は、変
圧器の１次側に印加される電圧の立ち上り速度を変圧器
の漏れインダクタンスと浮遊容量との共振周波数以下に
抑え、変圧器の１次電流から上記漏れインダクタンスと
浮遊容量による共振電流を取り除き、変圧器の１次電流
と励磁電流を等しくすることにより、正確に励磁電流を
検出でき、安定な出力電圧を容易に得る。In the flyback converter according to the present invention, the rising speed of the voltage applied to the primary side of the transformer is kept below the resonance frequency of the leakage inductance and stray capacitance of the transformer, and the primary current of the transformer is reduced. By removing the resonance current due to the leakage inductance and the stray capacitance and making the primary current of the transformer equal to the exciting current, the exciting current can be accurately detected and a stable output voltage can be easily obtained.
【００１７】[0017]
【実施例】実施例１．以下、本発明の一実施例を図につ
いて説明する。図１において、６は変圧器２の１次電圧
の立ち上りを抑制するフィルタ、７〜１１は上記フィル
タ６の構成要素で、７はインダクタ、８はインダクタ７
のエネルギーを消費する抵抗、９はインダクタ７の電流
還流用ダイオード、１０はコンデンサ、１１はダンピン
グ抵抗である。EXAMPLES Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 6 is a filter that suppresses the rise of the primary voltage of the transformer 2, 7 to 11 are constituent elements of the filter 6, 7 is an inductor, and 8 is an inductor 7.
Is a resistor for consuming the energy of the current, 9 is a diode for current return of the inductor 7, 10 is a capacitor, and 11 is a damping resistor.
【００１８】次に動作について図２に示す波形図を参照
して説明する。図１において、変圧器２の漏れインダク
タンスと浮遊容量との共振周波数をｆTr、インダクタ７
をＬ、コンデンサ１０をＣとすると、Next, the operation will be described with reference to the waveform chart shown in FIG. In FIG. 1, the resonance frequency between the leakage inductance and the stray capacitance of the transformer 2 is f Tr , and the inductor 7
Is L and the capacitor 10 is C,
【００１９】[0019]
【数４】 [Equation 4]
【００２０】となるようなインダクタ７とコンデンサ１
０を選ぶ。トランジスタ５がオンすると、変圧器２の１
次側には、フィルタ６により上記共振周波数ｆTrより高
い周波数成分はカットされ、立ち上りのゆっくりとした
電圧が印加される。つまり、変圧器２の１次電圧Ｖt
は、上記共振周波数ｆTr成分をもたない。Inductor 7 and capacitor 1 such that
Select 0. When the transistor 5 turns on, the transformer 1
On the next side, a frequency component higher than the resonance frequency f Tr is cut off by the filter 6, and a slow rising voltage is applied. That is, the primary voltage V t of the transformer 2
Does not have the resonance frequency f Tr component.
【００２１】したがって、変圧器２の漏れインダクタン
スと浮遊容量による共振電流は流れず、１次電流Ｉ1 は
振動のない直線的なものとなり、励磁電流と同じ電流波
形となる。図２において、例えば１次電流Ｉ1 がＩS の
値になったときトランジスタ５をオフすると設定する
と、１次電流と励磁電流が等しいため、正確な励磁電流
が検出され常に励磁電流＝ＩS でトランジスタ５がオフ
し、そのためコンデンサ４の電圧は常にＩS に対応した
安定なものとなる。Therefore, the resonance current due to the leakage inductance and stray capacitance of the transformer 2 does not flow, and the primary current I 1 becomes a straight line without vibration and has the same current waveform as the exciting current. In FIG. 2, for example, if the transistor 5 is set to be turned off when the primary current I 1 reaches the value of I S , the primary current and the exciting current are equal, so that an accurate exciting current is detected and the exciting current is always I S Then, the transistor 5 is turned off, so that the voltage of the capacitor 4 is always stable corresponding to I S.
【００２２】実施例２．なお、上記実施例では、フィル
タ６にインダクタ７とコンデンサ１０、抵抗１１からな
るものを示したが、図３のように、抵抗１３とコンデン
サ１４からなるフィルタ１２でも良い。また、コンデン
サ１４がなく、抵抗１３のみのフィルタでも同様の効果
がある。Example 2. Although the filter 6 is composed of the inductor 7, the capacitor 10 and the resistor 11 in the above embodiment, the filter 12 may be composed of the resistor 13 and the capacitor 14 as shown in FIG. Further, a filter having only the resistor 13 without the capacitor 14 has the same effect.
【００２３】実施例３．また、フィルタを設けないで、
トランジスタ５のスイッチング速度を遅くするよう制御
することにより、変圧器２の１次側に加わる電圧の立ち
上りを鈍らせても同じ効果がある。それを説明したのが
図４である。図４において、１５はトランジスタの制御
回路である。Example 3. Also, without a filter,
By controlling the switching speed of the transistor 5 to be slow, the same effect can be obtained even when the rise of the voltage applied to the primary side of the transformer 2 is slowed down. FIG. 4 illustrates this. In FIG. 4, reference numeral 15 is a transistor control circuit.
【００２４】実施例４．さらに、上記までの実施例で
は、スイッチ素子にトランジスタ５を用いたが、他の半
導体スイッチでも同じ効果が得られる。Example 4. Furthermore, although the transistor 5 is used as the switch element in the above-described embodiments, the same effect can be obtained with other semiconductor switches.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、変圧器
の１次電流に含まれていた漏れインダクタンスと浮遊容
量による共振電流を除去したため、変圧器の１次電流と
励磁電流が常に等しくなり、正確に励磁電流を検出でき
るようになり、常に安定した出力電圧を得ることができ
る。As described above, according to the present invention, the resonance current due to the leakage inductance and the stray capacitance included in the primary current of the transformer is removed, so that the primary current and the exciting current of the transformer are always maintained. They become equal to each other, the exciting current can be accurately detected, and a stable output voltage can be obtained at all times.
【図１】本発明の一実施例によるフライバック形変換装
置を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a flyback converter according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の動作を説明した波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram illustrating the operation of FIG.
【図３】本発明の他の実施例によるフライバック形変換
装置を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a flyback converter according to another embodiment of the present invention.
【図４】本発明の他の実施例によるフライバック形変換
装置を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a flyback converter according to another embodiment of the present invention.
【図５】従来のフライバック形変換装置を示す回路図で
ある。FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional flyback converter.
【図６】図５の動作を説明した波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram illustrating the operation of FIG.
【図７】従来のフライバック形変換装置の等価回路を示
す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a conventional flyback converter.
【図８】図７の動作説明の波形図である。8 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG.
２ 変圧器 ４ コンデンサ ６ フィルタ １２ フィルタ １５ 制御回路 2 Transformer 4 Capacitor 6 Filter 12 Filter 15 Control circuit
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成３年１１月１日[Submission date] November 1, 1991
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００３[Name of item to be corrected] 0003
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００３】次に動作について図６の波形図を参照して
説明する。トランジスタ５がオンすると、２次巻線２ｂ
の電圧はダイオード３に逆電圧が印加される方向に発生
し、そのため、ダイオード３はオフする。このため、変
圧器２の１次側に励磁電流のみが流れ励磁エネルギーが
蓄えられる。トランジスタ５がオフすると、１次巻線２
ａ及び２次巻線２ｂの電圧極性が反転し、ダイオード３
が順バイアスされオンし、励磁エネルギーがコンデンサ
４に放出される。そして、ダイオード３の電流Ｉ2 は減
少して零になる。Next, the operation will be described with reference to the waveform chart of FIG. When the transistor 5 turns on , the secondary winding 2b
Voltage is generated in the direction reverse voltage is applied to the diode 3
And, therefore, diode 3 is turned off. Therefore, only the exciting current flows in the primary side of the transformer 2 and the exciting energy is stored. When the transistor 5 turns off, the primary winding 2
a and the voltage polarity of the secondary winding 2b are reversed, and the diode 3
There was on-forward biased, the excitation energy is released to the condenser 4. Then, the current I 2 of the diode 3 decreases and becomes zero.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図３[Name of item to be corrected] Figure 3
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図３】 [Figure 3]
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図５[Name of item to be corrected] Figure 5
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図５】 [Figure 5]
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図８[Correction target item name] Figure 8
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図８】 [Figure 8]
Claims (1)
ネルギーを蓄え、変圧器の２次側に設けられたコンデン
サに上記励磁エネルギーを放出し、上記コンデンサに電
圧を得るフライバック形変換装置において、上記変圧器
の１次側に加わる電圧の立ち上りを抑制するための手段
を、上記変圧器の１次側回路内に設けたことを特徴とす
るフライバック形変換装置。1. A flyback conversion in which an exciting current is supplied to a primary side of a transformer to store exciting energy, and the exciting energy is discharged to a capacitor provided on a secondary side of the transformer to obtain a voltage at the capacitor. In the device, a flyback conversion device, characterized in that means for suppressing rise of a voltage applied to the primary side of the transformer is provided in a primary side circuit of the transformer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22842591A JPH0549250A (en) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | Fly back type converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22842591A JPH0549250A (en) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | Fly back type converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0549250A true JPH0549250A (en) | 1993-02-26 |
Family
ID=16876281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22842591A Pending JPH0549250A (en) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | Fly back type converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0549250A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012075210A (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Hitachi Ltd | Dc power supply unit |
| JP2015180139A (en) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | コーセル株式会社 | switching power supply |
-
1991
- 1991-08-13 JP JP22842591A patent/JPH0549250A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012075210A (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Hitachi Ltd | Dc power supply unit |
| JP2015180139A (en) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | コーセル株式会社 | switching power supply |
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