JPS5926193B2 - スイッチモ−ド電源回路 - Google Patents
スイッチモ−ド電源回路Info
- Publication number
- JPS5926193B2 JPS5926193B2 JP51130570A JP13057076A JPS5926193B2 JP S5926193 B2 JPS5926193 B2 JP S5926193B2 JP 51130570 A JP51130570 A JP 51130570A JP 13057076 A JP13057076 A JP 13057076A JP S5926193 B2 JPS5926193 B2 JP S5926193B2
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- Japan
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- transistors
- power supply
- inductor
- load
- transistor
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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
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、スイッチモード電源回路に関するもので、そ
の入力は直列に接続された2個のコンデンサと2個のト
ランジスタとの並列回路に供給されるスイッチモード電
源回路に関するものである。
の入力は直列に接続された2個のコンデンサと2個のト
ランジスタとの並列回路に供給されるスイッチモード電
源回路に関するものである。
従来から知られたこの種のスイッチモード電源回路は、
通常スイッチングトランジスタにおける電力損失と無線
周波数の干渉により、約20kH2の高い切換周波数で
使用するように制限されていた。この発明の目的は、相
当に高い切換周波数、即ち約200kH2で動作できる
スイッチモード電源装置を提供するものである。
通常スイッチングトランジスタにおける電力損失と無線
周波数の干渉により、約20kH2の高い切換周波数で
使用するように制限されていた。この発明の目的は、相
当に高い切換周波数、即ち約200kH2で動作できる
スイッチモード電源装置を提供するものである。
本発明によれば、コンデンサの共通接続点とトランジス
タの共通接続点の間にインダクタと負荷の直列回路を接
続することによつて、この目的が達成される。好ましい
実施例では、第3のコンデンサがインダクタと負荷の直
列回路に並列に接続され、また、第4のコンデンサが負
荷に並列に接続される。
タの共通接続点の間にインダクタと負荷の直列回路を接
続することによつて、この目的が達成される。好ましい
実施例では、第3のコンデンサがインダクタと負荷の直
列回路に並列に接続され、また、第4のコンデンサが負
荷に並列に接続される。
本発明は、200kHzまたはそれ以上の切換周波数を
使用でき、更に、より小型で、安く構成するという利点
の他に、電源供給応答時間電非常に短くしようとするも
のである。即ち、負荷または入力の変化に反応して、そ
れを補償するように、供給時間を非常に短くしようとす
るものである。第1図は、普通に知られているスイツチ
モード電源回路を示している。主電源+U,−Uは2つ
のコンデンサ10,11と2つのトランジスタ12,1
3に接続されている。変圧器140一次巻線はコンデン
サ10,11の共通接続点とトランジスタ12のエミツ
タおよびトランジスタ13のコレクタの間の共通接続点
15との間に接続されている。これらのトランジスタは
20kHzの周波数で、交互にオン・オフ切換えされる
。まず、トランジスタ12がある時間の後でオフに切換
えられたと仮定すると、+Uボルトであつた共通接続点
15の電位は、変圧器14の二次巻線に接続された負荷
16で吸収された出力によりOに減少しようとする。こ
こで、トランジスタ13がオンになるならば、接続点1
5の電位は−Uボルトに変更される。従つて、電源出力
は規定の幅で、異なつた繰り返し速度のパルスによつて
トランジスタを駆動することにより制御される。出力を
制御する回路装置は図面には示していないが、出力電圧
を検知して基準電圧と比較し、トランジスタの繰り返し
速度を制御する回路にその電位差を供給する適当な回路
から構成される。上記のように動作する電源において、
トランジスタの電力消費を制限するために、接続点15
の電位が+Uボルトと−Uボルトの間をできるだけ早く
変化する方法でスィツチングが行なわれなければならな
い。
使用でき、更に、より小型で、安く構成するという利点
の他に、電源供給応答時間電非常に短くしようとするも
のである。即ち、負荷または入力の変化に反応して、そ
れを補償するように、供給時間を非常に短くしようとす
るものである。第1図は、普通に知られているスイツチ
モード電源回路を示している。主電源+U,−Uは2つ
のコンデンサ10,11と2つのトランジスタ12,1
3に接続されている。変圧器140一次巻線はコンデン
サ10,11の共通接続点とトランジスタ12のエミツ
タおよびトランジスタ13のコレクタの間の共通接続点
15との間に接続されている。これらのトランジスタは
20kHzの周波数で、交互にオン・オフ切換えされる
。まず、トランジスタ12がある時間の後でオフに切換
えられたと仮定すると、+Uボルトであつた共通接続点
15の電位は、変圧器14の二次巻線に接続された負荷
16で吸収された出力によりOに減少しようとする。こ
こで、トランジスタ13がオンになるならば、接続点1
5の電位は−Uボルトに変更される。従つて、電源出力
は規定の幅で、異なつた繰り返し速度のパルスによつて
トランジスタを駆動することにより制御される。出力を
制御する回路装置は図面には示していないが、出力電圧
を検知して基準電圧と比較し、トランジスタの繰り返し
速度を制御する回路にその電位差を供給する適当な回路
から構成される。上記のように動作する電源において、
トランジスタの電力消費を制限するために、接続点15
の電位が+Uボルトと−Uボルトの間をできるだけ早く
変化する方法でスィツチングが行なわれなければならな
い。
前記電位の早い変化は急傾斜のカーブで増大し、順次無
線周波数範囲の高調波を生ずる。スイツチングトランジ
スタの電力の消費を制限する必要条件と、無線周波数へ
の極端な干渉を避ける必要条件によつて、切換周波数が
約20kHzに制限されているが、この周波数は可聴周
波数でない程、非常に高く、前記の必要条件を満たすに
は低すぎる。
線周波数範囲の高調波を生ずる。スイツチングトランジ
スタの電力の消費を制限する必要条件と、無線周波数へ
の極端な干渉を避ける必要条件によつて、切換周波数が
約20kHzに制限されているが、この周波数は可聴周
波数でない程、非常に高く、前記の必要条件を満たすに
は低すぎる。
第2図は、本発明による電源回路の実施例を示している
。
。
コンデンサ10,11とトランジスタ12,13の配列
は、第1図の回路と同じであるが、変圧器14は負荷1
6と直列のインダクタ17を含む別の回路の配列と置き
替えられる。負荷16はコンデンサ18の両端につなが
れ、更に、コンデンサ19は負荷16、インダクタ17
、コンデンサ18と並列につながれる。各トランジスタ
12,13はそのエミツタとコレクタの間にダイオード
20,21が並列接続される。第2図の回路は次の様に
動作する。
は、第1図の回路と同じであるが、変圧器14は負荷1
6と直列のインダクタ17を含む別の回路の配列と置き
替えられる。負荷16はコンデンサ18の両端につなが
れ、更に、コンデンサ19は負荷16、インダクタ17
、コンデンサ18と並列につながれる。各トランジスタ
12,13はそのエミツタとコレクタの間にダイオード
20,21が並列接続される。第2図の回路は次の様に
動作する。
周知の回路のように、一方のトランジスタのみがある時
間にオンになる。まずトランジスタ12がオンであつて
、オフに切換えられたと仮定すると、接続点15の電位
はインダクタ1rにより、+Uボルトから一Uボルトに
減少し、またインダクタ17はその電流変化を全て妨げ
、従つて、トランジスタ12がオフに切換えられたとき
、インダクタ17の極性を逆にする。これはまだオフに
なつているトランジスタ13で補助されずに接続点15
の電位が一Uボルトに変更されたことを意味する。また
これはコンデンサ19が接続点15の電位の比較的遅い
上昇電圧側面を与えるような大きさにされ、また接続点
15の電位は強い高調波が減らされ、従つて無線周波数
の干渉が減少される。コンデンサ19は普通の独立した
コンデンサであるが、場合によつては、回路の浮遊容量
で構成してもよい。以上の動作を第3図の波形図ととも
にさらに説明する。第3図は、第2図の接続点15の電
位V、トランジスタ13への制御パルスVblおよびト
ランジスタ12への制御パルスV52を示してぃる。ト
ランジスタ12をオンからオフに切換えるようにそのベ
ースに印加されている制御パルスVb2が降下したとす
ると、ベースの蓄積電荷によつてT2の時間だけはコレ
クタ電流が残留し、接続点15の電位は変化しない。制
御パルスV52が降下して時間T2の後にトランジスタ
12はオフとなる。同様にトランジスタ13をオンから
オフに切換えるときも制御パルスVb2が降下後、時間
T2を経てオフとなる。もしコンデンサ19がなければ
(そしてその他の回路条件が理想的であると仮定すれば
)、接続点15の電位はインダクタ17により第3図の
破線で示すように各切換え毎に+Uボルトと−Uボルト
の間を急峻に変化し、矩形波となる。従つて高調波成分
を多く含んでいる。しかし本発明ではコンデンサ19が
接続されているためその急峻な切換えは妨げられ、第3
図の実線で示すように時間t1を要し、従つて高調波成
分が減少されることになる。なお、上述のように蓄積電
荷による残留コレクタ電流があるので、制御電圧の周波
数が変更されたとき、制御パルスの幅は変更されねばな
らない。なおまた、第3図における時間T3は、接続点
15の電位が切換わつた後、制御パルスが印加されるま
での時間を表わし、制御パルスが印加されると対応する
トランジスタが導通を始める。負荷16はインダクタ1
7と直列に接続されてぃるので、コンデンサ18は1位
相補正器1として動作するように負荷に並列に配列され
る。
間にオンになる。まずトランジスタ12がオンであつて
、オフに切換えられたと仮定すると、接続点15の電位
はインダクタ1rにより、+Uボルトから一Uボルトに
減少し、またインダクタ17はその電流変化を全て妨げ
、従つて、トランジスタ12がオフに切換えられたとき
、インダクタ17の極性を逆にする。これはまだオフに
なつているトランジスタ13で補助されずに接続点15
の電位が一Uボルトに変更されたことを意味する。また
これはコンデンサ19が接続点15の電位の比較的遅い
上昇電圧側面を与えるような大きさにされ、また接続点
15の電位は強い高調波が減らされ、従つて無線周波数
の干渉が減少される。コンデンサ19は普通の独立した
コンデンサであるが、場合によつては、回路の浮遊容量
で構成してもよい。以上の動作を第3図の波形図ととも
にさらに説明する。第3図は、第2図の接続点15の電
位V、トランジスタ13への制御パルスVblおよびト
ランジスタ12への制御パルスV52を示してぃる。ト
ランジスタ12をオンからオフに切換えるようにそのベ
ースに印加されている制御パルスVb2が降下したとす
ると、ベースの蓄積電荷によつてT2の時間だけはコレ
クタ電流が残留し、接続点15の電位は変化しない。制
御パルスV52が降下して時間T2の後にトランジスタ
12はオフとなる。同様にトランジスタ13をオンから
オフに切換えるときも制御パルスVb2が降下後、時間
T2を経てオフとなる。もしコンデンサ19がなければ
(そしてその他の回路条件が理想的であると仮定すれば
)、接続点15の電位はインダクタ17により第3図の
破線で示すように各切換え毎に+Uボルトと−Uボルト
の間を急峻に変化し、矩形波となる。従つて高調波成分
を多く含んでいる。しかし本発明ではコンデンサ19が
接続されているためその急峻な切換えは妨げられ、第3
図の実線で示すように時間t1を要し、従つて高調波成
分が減少されることになる。なお、上述のように蓄積電
荷による残留コレクタ電流があるので、制御電圧の周波
数が変更されたとき、制御パルスの幅は変更されねばな
らない。なおまた、第3図における時間T3は、接続点
15の電位が切換わつた後、制御パルスが印加されるま
での時間を表わし、制御パルスが印加されると対応する
トランジスタが導通を始める。負荷16はインダクタ1
7と直列に接続されてぃるので、コンデンサ18は1位
相補正器1として動作するように負荷に並列に配列され
る。
即ちインダクタ17とコンデンサ18は直列共振回路を
構成する。一般的な回路理論において周知のようにイン
ダクタとコンデンサの直列回路に交流信号を加えたとき
のコンデンサの端子間電圧は、その交流信号の周波数が
該直列回路の共振周波数であるとき最も高く、共振周波
数から遠ざかるにつれて次第に低くなる。従つて直列回
路17,18のコンテンサ18に並列に接続された負荷
16へ供給される電力は2個のトランジスタのベースに
供給される制御パルスの繰返し割合によつて制御される
。即ち、その制御パルスの繰返し周波数を直列回路の共
振周波数に近づける方向に変化させると負荷16への供
給電力をより増加させることができ、逆に共振周波数か
ら遠ざかる方向に変化させると負荷16への供給電力を
より減少させることができる。ダイオード20,21は
インダクタ17のフライホイールダイオードである。
構成する。一般的な回路理論において周知のようにイン
ダクタとコンデンサの直列回路に交流信号を加えたとき
のコンデンサの端子間電圧は、その交流信号の周波数が
該直列回路の共振周波数であるとき最も高く、共振周波
数から遠ざかるにつれて次第に低くなる。従つて直列回
路17,18のコンテンサ18に並列に接続された負荷
16へ供給される電力は2個のトランジスタのベースに
供給される制御パルスの繰返し割合によつて制御される
。即ち、その制御パルスの繰返し周波数を直列回路の共
振周波数に近づける方向に変化させると負荷16への供
給電力をより増加させることができ、逆に共振周波数か
ら遠ざかる方向に変化させると負荷16への供給電力を
より減少させることができる。ダイオード20,21は
インダクタ17のフライホイールダイオードである。
上記の例において、トランジスタ13は、インダクタ1
7の電力の主要部分がダイオード21を含む回路で消費
される前にオンに切換えられなければならない。
7の電力の主要部分がダイオード21を含む回路で消費
される前にオンに切換えられなければならない。
第1図は、従来のスィツチモード電源回路の回路図であ
り、第2図は、本発明の一実施例のスイツチモード電源
回路の回路図であり、第3図は、第2図の電源回路の電
圧曲線と対応する制御パルスの波形図である。 10,11・・・・・・コンデンサ、12,13・・・
・・・トランジスタ、15・・・・・・接続点、16・
・・・・・負荷、17・・・・・・インダクタ、18,
19・・・・・・コンデンサ。
り、第2図は、本発明の一実施例のスイツチモード電源
回路の回路図であり、第3図は、第2図の電源回路の電
圧曲線と対応する制御パルスの波形図である。 10,11・・・・・・コンデンサ、12,13・・・
・・・トランジスタ、15・・・・・・接続点、16・
・・・・・負荷、17・・・・・・インダクタ、18,
19・・・・・・コンデンサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 直列に接続された2個のコンデンサおよび直列に接
続された2個のトランジスタの並列接続と、前記2個の
トランジスタの共通接続点と前記2個のコンデンサの共
通接続点との間に接続されたインダクタと負荷との直列
接続と、前記インダクタとの直列共振回路を形成するた
め前記負荷に対し並列に接続されたコンデンサとを備え
、前記並列接続に対し直流電源が供給され、前記2個の
トランジスタを交互にスイッチングさせるためそれらの
トランジスタのベースに制御パルスが供給されて、一方
のトランジスタがその導通状態から非導通状態にスイッ
チされるときに前記インダクタによつて発生される逆起
電力は、他方のトランジスタのコレクタエミッタ電圧の
振幅を、そのトランジスタの非導通状態から導通状態に
遷移するのに先立つて、減少させるように作用し、かつ
前記負荷の電圧振幅は前記制御パルスのパルス繰返えし
数と前記共振回路の共振周波数との差に依存することを
特徴とするスイッチモード電源回路。 2 前記インダクタと負荷の直列接続に対し並列に、実
質的に回路の浮遊容量で構成されるキャパシタンスを有
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のスイ
ッチモード電源回路。 3 前記インダクタと負荷の直列接続に対し並列に、コ
ンデンサを接続したことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のスイッチモード電源回路。 4 トランジスタの交互のスイッチングを生じさせるた
めにトランジスタに制御パルスを供給する制御手段を有
し、前記制御パルスのパルス幅が、トランジスタのスイ
ッチオフ時に残留ベース電荷によつて生じる遅延を補償
するために、パルス繰返えし数の関数として変化するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のい
ずれか1項に記載のスイッチモード電源回路。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7512267A SE399495B (sv) | 1975-11-03 | 1975-11-03 | Switchande stromforsorjningsaggregat for omvandling av likspenning till vexelspenning |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5274853A JPS5274853A (en) | 1977-06-23 |
JPS5926193B2 true JPS5926193B2 (ja) | 1984-06-25 |
Family
ID=20325958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51130570A Expired JPS5926193B2 (ja) | 1975-11-03 | 1976-11-01 | スイッチモ−ド電源回路 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4097773A (ja) |
JP (1) | JPS5926193B2 (ja) |
DE (1) | DE2649315C2 (ja) |
FR (1) | FR2330194A1 (ja) |
GB (1) | GB1515618A (ja) |
IT (1) | IT1075177B (ja) |
NL (1) | NL186987C (ja) |
SE (1) | SE399495B (ja) |
Families Citing this family (54)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3142304A1 (de) * | 1981-10-24 | 1983-05-11 | AEG-Telefunken Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang | Gleichspannungswandler |
SE429220B (sv) * | 1981-12-17 | 1983-08-22 | Bengt J Sterner | Av oberoende av varandra alstrade pulsfoljder styrd elektrisk sekerhetsanordning |
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NL8701472A (nl) * | 1987-06-24 | 1989-01-16 | Philips Nv | Geintegreerde schakeling met meegeintegreerde, voedingsspanningsverlagende spanningsregelaar. |
GB2212347A (en) * | 1987-11-09 | 1989-07-19 | Lumintech Inc | Transformer system for powering gaseous discharge lamps reduces turn-off time of converter switches |
US4904904A (en) * | 1987-11-09 | 1990-02-27 | Lumintech, Inc. | Electronic transformer system for powering gaseous discharge lamps |
US4862013A (en) * | 1987-12-02 | 1989-08-29 | Zenith Electronics Corporation | Constant current source and battery charger |
IT1227430B (it) * | 1988-07-22 | 1991-04-11 | Sgs Thomson Microelectronics | Circuito a pompa di carica a induttanza e capacita' per il pilotaggio di ponti a transistori mos di potenza. |
SE501046C2 (sv) * | 1993-01-25 | 1994-10-24 | Lindmark Electric Ab | Kraftaggregat med självsvängande serieresonansomvandlare |
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US7901400B2 (en) * | 1998-10-23 | 2011-03-08 | Covidien Ag | Method and system for controlling output of RF medical generator |
CA2484875C (en) * | 2002-05-06 | 2013-04-23 | Sherwood Services Ag | Method and system for optically detecting blood and controlling a generator during electrosurgery |
US7044948B2 (en) | 2002-12-10 | 2006-05-16 | Sherwood Services Ag | Circuit for controlling arc energy from an electrosurgical generator |
CA2524289C (en) | 2003-05-01 | 2016-01-19 | Sherwood Services Ag | Method and system for programming and controlling an electrosurgical generator system |
US8104956B2 (en) * | 2003-10-23 | 2012-01-31 | Covidien Ag | Thermocouple measurement circuit |
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US7628786B2 (en) | 2004-10-13 | 2009-12-08 | Covidien Ag | Universal foot switch contact port |
US9474564B2 (en) | 2005-03-31 | 2016-10-25 | Covidien Ag | Method and system for compensating for external impedance of an energy carrying component when controlling an electrosurgical generator |
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US7947039B2 (en) | 2005-12-12 | 2011-05-24 | Covidien Ag | Laparoscopic apparatus for performing electrosurgical procedures |
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