JPS5932222Y2 - DC-DC converter - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電源投入時に釦ける動作の安定なりＣ−ＤＣ
コンバータに関するものである。[Detailed explanation of the invention] This invention is a C-DC with stable button operation when the power is turned on.
It concerns converters.

一般に、ＤＣ−ＤＣコンバータに釦いては、電源投入時
の動作を確実ならしめるため、起動回路、あるいは外部
補助電源が必要である。Generally, a DC-DC converter button requires a startup circuit or an external auxiliary power source to ensure reliable operation when the power is turned on.

しかしながら、起動回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータ
に釦いては、通常、可飽和トランスを用いることによっ
て、その特性によシ決定されるパルス幅の信号を発生せ
しめ、そのパルス信号から制御回路用電源を作り出し、
それによってコンバータを始動せしめるようになってい
る。However, for a DC-DC converter with a starter circuit, a saturable transformer is usually used to generate a signal with a pulse width determined by the characteristics of the transformer, and the power supply for the control circuit is supplied from the pulse signal. create,
This causes the converter to start.

しかし乍ら、このような可飽和トランスは、その価格が
高価になるという欠点があった。However, such a saturable transformer has the drawback of being expensive.

また、外部補助電源を用いるＤＣ−ＤＣコンバータに釦
いても、素子数の増加による価格の上昇や信頼度の低下
を招く等の欠点を有していた。Further, even if a DC-DC converter using an external auxiliary power source is used, it has disadvantages such as an increase in the number of elements, resulting in an increase in price and a decrease in reliability.

本考案の目的は、可飽和トランス、あるいは外部補助電
源を用いることなく、簡単な起動回路を付加するだけで
、安価で、信頼度の高いＤＣ−ＤＣコンバータを提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide an inexpensive and highly reliable DC-DC converter that does not require a saturable transformer or an external auxiliary power source and only requires a simple starting circuit.

本考案によれば、起動回路と、起動後の持続動作と出力
電圧とを安定に制御する回路とを備えたＤＣ−ＤＣコン
バータにかいて、起動回路が、抵抗およびコンデンサの
時定数回路と単接合型トランジスタとからなる起動用パ
ルス発振回路と、該パルス発振回路の出力パルスをうけ
て、該パルス幅よりも広いパルス幅を出力する単安定マ
ルチバイブレータとによって構成され、該単安定マルチ
バイブレータの出力側はダイオードを介して、前記制御
回路の出力側に接続されたダイオードとダイオード・オ
アの関係で結合されたのち、コンバータの主トランジス
タのベースに接続され、かつ、前記時定数回路にかける
抵抗とコンデンサの接続点はダイオードを介して前記主
トランジスタのコレクタに導通方向に接続され、さらに
、コンバータの主トランスに結合された巻線による誘起
電圧の整流、平滑回路が直流電源として前記制御回路に
接続されてなり、前記パルス発振回路の発振周波数が前
記制御回路にかける動作周波数ようも低く選定されたこ
とを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータが得られる。According to the present invention, in a DC-DC converter that includes a startup circuit and a circuit that stably controls the sustained operation and output voltage after startup, the startup circuit has a time constant circuit of a resistor and a capacitor, and a simple circuit. It is composed of a starting pulse oscillation circuit consisting of a junction type transistor, and a monostable multivibrator that receives the output pulse of the pulse oscillation circuit and outputs a pulse width wider than the pulse width. The output side is connected via a diode to a diode connected to the output side of the control circuit in a diode-OR relationship, and then connected to the base of the main transistor of the converter, and a resistor applied to the time constant circuit. The connection point between the capacitor and the capacitor is connected in a conductive direction to the collector of the main transistor through a diode, and a rectifying and smoothing circuit for the induced voltage by the winding coupled to the main transformer of the converter is connected to the control circuit as a DC power supply. A DC-DC converter is obtained, in which the oscillation frequency of the pulse oscillation circuit is selected to be lower than the operating frequency applied to the control circuit.

以下に、本考案によるＤＣ−ＤＣコンバータについて、
図面を参照して詳細に説明する。Below, regarding the DC-DC converter according to the present invention,
This will be explained in detail with reference to the drawings.

まず、本考案の説明に先立ち、従来例を挙げて本考案と
の比較を容易にする。First, prior to explaining the present invention, a conventional example will be given to facilitate comparison with the present invention.

第１図は公知の外部補助電源を用いた１石式ＤＣ−ＤＣ
コンバータのブロック図である。Figure 1 shows a single-stone type DC-DC using a known external auxiliary power source.
FIG. 2 is a block diagram of a converter.

図に釦いて、入力直流電源１は、コンデンサ２を経由し
て変換トランス４の１次巻線Ｎ１卦よびトランジスタ５
に印加される。As shown in the figure, the input DC power supply 1 is connected to the primary winding N1 of the conversion transformer 4 via the capacitor 2 and to the transistor 5.
is applied to

な訃、１次巻線Ｎ１には並列にクランプ回路が接続され
、動作状態に釦ける入力側の振幅を一定値に抑える。Furthermore, a clamp circuit is connected in parallel to the primary winding N1 to suppress the amplitude of the input side when the button is activated to a constant value.

変換トランス４の２次巻線Ｎ２の誘起電圧は整流器６，
７、チョーク・コイル８およびコンデンサ９により整流
、平滑され、負荷１０に対して所定の電力が供給される
。The induced voltage in the secondary winding N2 of the conversion transformer 4 is passed through the rectifier 6,
7, it is rectified and smoothed by a choke coil 8 and a capacitor 9, and a predetermined power is supplied to a load 10.

一方、この出力の一部は、誤差増幅器１２の第１の入力
に加えられ、基準電池１３の電圧と比較増幅される。On the other hand, a part of this output is applied to the first input of the error amplifier 12 and compared with the voltage of the reference battery 13 and amplified.

その出力はＶ−Ｆ変換器１４に加えられ、入力電圧に応
じた周波数を有する交番周波に変換される。The output is applied to a V-F converter 14 and converted into an alternating frequency having a frequency depending on the input voltage.

その周波数出力は、パルス幅決定用単安定マルチバイブ
レータ１５の入力に加えられ、その出力はトランス１６
釦よび抵抗１７を介してトランジスタ５のベース−エミ
ッタ間に導かれる。Its frequency output is applied to the input of a monostable multivibrator 15 for determining the pulse width, and its output is applied to the input of a transformer 16.
It is led between the base and emitter of the transistor 5 via the button and the resistor 17.

この場合のＶ−Ｆ変換器１４の周波数はマルチバイブレ
ーク１５の出力のパルス幅およびトランス４の２次巻線
Ｎ２の誘起電圧により循環的に決定され、結果的に負荷
１０の両端電圧を所定の一定電圧値に制御する。In this case, the frequency of the V-F converter 14 is determined cyclically by the pulse width of the output of the multi-vib break 15 and the induced voltage in the secondary winding N2 of the transformer 4, and as a result, the voltage across the load 10 is maintained at a predetermined level. Control to a constant voltage value.

この場合、１２〜１７による制御回路への電源の供給は
、外部補助電源１１により行なわれる。In this case, the external auxiliary power supply 11 supplies power to the control circuits 12 to 17.

この外部補助電源としては、普通、ＤＣＤＣコンバータ
の高効率化を計るため、リンギング・チョーク・コンバ
ータ等の形式によるＤＣ−ＤＣコンバータを使用するの
が常である。As this external auxiliary power supply, a DC-DC converter such as a ringing choke converter is usually used in order to improve the efficiency of the DC-DC converter.

次に、本考案の実施例について、第２図の構成図を参照
して説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the configuration diagram of FIG. 2.

図に釦いて、入力直流電源１８はコンデンサ１９を介し
てトランス２１の１次巻線Ｎ１卦よび、トランジスタ２
２に印加される。As shown in the figure, the input DC power supply 18 is connected to the primary winding N1 of the transformer 21 via the capacitor 19, and to the transistor 2.
2.

他方、電源１８に接続された抵抗器３３釦よびコンドン
サ３２からなる時定数回路、単接合型トランジスタ３４
釦よび抵抗３５，３６とによって構成される発振回路が
、周波数ｆｓでパルス発振を開始し、抵抗器３６の両端
に第３図に見られるような信号Ｐｓが得られる。On the other hand, a time constant circuit consisting of a resistor 33 button and a capacitor 32 connected to the power supply 18, and a single junction transistor 34
The oscillation circuit constituted by the button and resistors 35 and 36 starts oscillating pulses at frequency fs, and a signal Ps as seen in FIG. 3 is obtained across resistor 36.

この信号Ｐｓは単安定マルチバイブレータ３７の入力に
加えられ、その出力として第４図に示すように入力パル
ス幅よりも広いパルス幅信号Ｐ ｓ’を得る。This signal Ps is applied to the input of the monostable multivibrator 37, and as its output a pulse width signal Ps' wider than the input pulse width is obtained as shown in FIG.

この信号Ｐ ｓ’は、ダイオード３８を通してトランジ
スタ２２のベース−エミッタ間に加えられ、これによっ
て、トランス２１は周波数ｆＳでスイッチ動作を開始す
る。This signal P s' is applied between the base and emitter of the transistor 22 through the diode 38, thereby causing the transformer 21 to start switching at the frequency fS.

同時に、変換トランス２１の３次巻線Ｎ３に誘起された
電圧は、ダイオード２８釦よびコンデンサ２９によシ整
流・平滑され、電圧安定回路３０により安定化されて、
３９から４５によって構成される制御回路を駆動するた
めの補助電源として役立てられる。At the same time, the voltage induced in the tertiary winding N3 of the conversion transformer 21 is rectified and smoothed by the diode 28 button and capacitor 29, stabilized by the voltage stabilization circuit 30,
It serves as an auxiliary power source for driving the control circuit constituted by 39 to 45.

一方、トランス２１の２次巻線Ｎ２に誘起された電圧は
整流器２３，２４、コイル２５釦よびコンデンサ２６に
より整流、平滑され、負荷２７に対して所定の電力を供
給する。On the other hand, the voltage induced in the secondary winding N2 of the transformer 21 is rectified and smoothed by the rectifiers 23, 24, the coil 25 button, and the capacitor 26, and supplies a predetermined power to the load 27.

この出力の一部は、誤差増幅器３９の第１の入力に加え
られ、基準電池４０の電圧と比較増幅される。A portion of this output is applied to the first input of the error amplifier 39 and compared with the voltage of the reference battery 40 and amplified.

その出力はＶ−Ｆ変換器４１に加えられ、入力電圧に応
じた周波数を有する交番周波に変換される。The output is applied to a V-F converter 41 and converted into an alternating frequency having a frequency according to the input voltage.

その周波数出力は、パルス幅決定用単安定マルチバイブ
レータ４２の入力に加えられ、その出力はトランス４３
、抵抗４４釦よびダイオード４５を介してトランジスタ
２２のベース−エミッタ間に導かれる。Its frequency output is applied to the input of a monostable multivibrator 42 for determining pulse width, and its output is applied to the input of a transformer 43.
, is led between the base and emitter of the transistor 22 via a resistor 44 and a diode 45.

この場合のＶ−Ｆ変換器４１の変換周波数は、マルチバ
イブレータ４２の出力パルス幅釦よびトランス２１の２
次巻線Ｎ・２の誘起電圧により循環的に決定され、結果
的に負荷２７の両端電圧を所定の一定電圧に制御する。In this case, the conversion frequency of the V-F converter 41 is determined by the output pulse width button of the multivibrator 42 and the output pulse width button of the transformer 21.
It is determined cyclically by the induced voltage of the next winding N.2, and as a result, the voltage across the load 27 is controlled to a predetermined constant voltage.

このとき、前記発振回路３２〜３６の発振周波数ｆｓと
Ｖ−Ｆ変換器４１の周波数ｆｃとの関係は、ｆｃ＞ｆｓ
に選定されて釦り、それによって、トランス２１の１次
巻線Ｎ１ とトランジスタ２２との接続点からダイオー
ド３１を介してコンデンサ３２へ繰返し周波数ｆｃの電
流が流れ、コンデンサ３２は短絡される。At this time, the relationship between the oscillation frequency fs of the oscillation circuits 32 to 36 and the frequency fc of the V-F converter 41 is fc>fs
is selected and the button is pressed, whereby a current with a repetition frequency fc flows from the connection point between the primary winding N1 of the transformer 21 and the transistor 22 to the capacitor 32 via the diode 31, and the capacitor 32 is short-circuited.

かくして、発振回路はその動作を停止し、コンバータ回
路は単一周波数ｆｃで動作を持続する。Thus, the oscillator circuit stops its operation and the converter circuit continues to operate at a single frequency fc.

なか、トランス２１の１次巻線Ｎ１には、従来例と同様
に、並列にクランプ回路２０が接続されている。Among them, a clamp circuit 20 is connected in parallel to the primary winding N1 of the transformer 21, as in the conventional example.

上記実施例にかいて用いられたトランス２１０３次巻線
Ｎ３は、２次巻線Ｎ２の誘起電圧が制御回路用電源の電
圧値を与えるべく十分なものである場合には、特に設け
る必要はなく、代って、ダイオード２３のアノード側に
ダイオード２８のアノード側を接続し、２次巻線Ｎ２の
出力を共用することができる。The tertiary winding N3 of the transformer 210 used in the above embodiment is not particularly necessary if the induced voltage of the secondary winding N2 is sufficient to provide the voltage value of the power supply for the control circuit. Alternatively, the anode side of the diode 28 can be connected to the anode side of the diode 23, so that the output of the secondary winding N2 can be shared.

以上の説明によって明らかなように、本考案によれば、
入力直流電源によってはたらく起動回路と、主トランス
の誘起電圧から得られる直流電圧を電源としてはたらく
制御回路とが設けられ、さらに、起動時には上記起動回
路を、持続動作時には上記制御回路をそれぞれ忠実に駆
動しわけることができるから、従来のごとき可飽和トラ
ンスや外材補助電源の使用を排除でき、−従って安価で
信頼性の高いＤＣ−ＤＣコンバータが得られる。As is clear from the above explanation, according to the present invention,
It is equipped with a startup circuit that operates from an input DC power source and a control circuit that operates using DC voltage obtained from the induced voltage of the main transformer as a power source.Furthermore, it faithfully drives the startup circuit during startup and the control circuit during sustained operation. Since it can be separated, it is possible to eliminate the use of a conventional saturable transformer or an external auxiliary power source, and thus an inexpensive and highly reliable DC-DC converter can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はＤＣ−ＤＣコンバータの従来例を示す構成図、
第２図は本考案によるＤＣ−ＤＣコンバータの実施例を
示す構成図、第３図は、第２図にあ・ける発振回路の出
力信号Ｐｓの波形図、第４図は、第２図に釦ける単安定
マルチバイブレークの出力信号Ｐｓの波形図である。 図に釦いて、１，１８は入力直流電源、２，９゜１９．
２６，２９，３２はコンデンサ、３，２０はクランプ回
路、４，１６，２１．４３はトランス、５，２２はトラ
ンジスタ、６．７．２３，２４゜２８．３１，３８．４
５はダイオード、８，２５はコイル、１０，２７は負荷
、１１は外部補助電源、１２．３９は誤差増幅器、１３
．４０は基準電池、１４ 、４１はＶ−Ｆ変換器、１５
．４２は単安定マルチバイブレータ、１７，３３，３５
゜３６．４４は抵抗、３０は電圧安定回路、３４は単接
合型トランジスタ、３７は単安定マルチバイブレータで
ある。FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional example of a DC-DC converter.
Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the DC-DC converter according to the present invention, Fig. 3 is a waveform diagram of the output signal Ps of the oscillation circuit shown in Fig. 2, and Fig. 4 is the same as that shown in Fig. 2. FIG. 3 is a waveform diagram of an output signal Ps of a monostable multi-bi break that can be pressed. In the figure, 1, 18 is the input DC power supply, 2, 9° 19.
26, 29, 32 are capacitors, 3, 20 are clamp circuits, 4, 16, 21.43 are transformers, 5, 22 are transistors, 6.7.23, 24゜28.31, 38.4
5 is a diode, 8, 25 is a coil, 10, 27 is a load, 11 is an external auxiliary power supply, 12.39 is an error amplifier, 13
．． 40 is a reference battery, 14, 41 is a V-F converter, 15
．． 42 is a monostable multivibrator, 17, 33, 35
36.44 is a resistor, 30 is a voltage stabilizing circuit, 34 is a single junction transistor, and 37 is a monostable multivibrator.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 起動回路と、起動後の持続動作と出力電圧とを安定に制
御する回路とを備えたＤＣ−ＤＣコンバータにかいて、
起動回路が、抵抗およびコンデンサの時定数回路と単接
合型トランジスタとからなる起動用パルス発振回路と、
該パルス発振回路の出力パルスをうけて、該パルス幅よ
うも広いパルス幅を出力する単安定マルチバイブレータ
とによって構成され、該単安定マルチバイブレータの出
力側はダイオードを介して、前記制御回路の出力側に接
続されたダイオードとダイオード・オアの関係で結合さ
れたのち、コンバータの主トランジスタのベースに接続
され、かつ、前記時定数回路にかける抵抗とコンデンサ
の接続点はダイオードを介して前記主トランジスタのコ
レクタに導通方向に接続され、さらに、コンバータの主
トランスに結合された巻線による誘起電圧の整流、平滑
回路が直流電源として前記制御回路に接続されてなり、
前記パルス発振回路の発振周波数が前記制御回路にかけ
る動作周波数よりも低く選定されたことを特徴とするＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ。Regarding a DC-DC converter equipped with a startup circuit and a circuit that stably controls continuous operation and output voltage after startup,
The starting circuit is a starting pulse oscillation circuit consisting of a time constant circuit of a resistor and a capacitor and a single junction transistor;
The output side of the monostable multivibrator receives the output pulse of the pulse oscillation circuit and outputs a very wide pulse width, and the output side of the monostable multivibrator is connected to the output of the control circuit through a diode. The connection point between the resistor and the capacitor, which is connected to the base of the main transistor of the converter and applied to the time constant circuit, is connected to the main transistor through the diode in a diode-OR relationship. is connected in a conductive direction to the collector of the converter, and further a rectifying and smoothing circuit for the induced voltage caused by the winding coupled to the main transformer of the converter is connected to the control circuit as a DC power supply,
D, characterized in that the oscillation frequency of the pulse oscillation circuit is selected to be lower than the operating frequency applied to the control circuit.
C-DC converter.