JPS631592Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はプツシユプルコンバータ回路に係
り、特に初段トランジスタの保護に関する。

スイツチング素子の負荷回路にトランスの巻線
を備え、このトランスに流す電流を断続あるいは
転流して２次側に直流の電圧を誘起するコンバー
タに、トランジスタをスイツチング作用に基づき
プツシユプルに形成したコンバータがある。従
来、このようなコンバータに第１図の回路図に示
されるものがある。図によつて以下に説明する。

まず、図において１はトランスで１ａ，１a′は
１次側コイル、１ｂは２次側コイル、２ａはこの
回路の入力側端子、２ｂは出力側端子である。次
に３ａ，４ａはいずれもダーリントン回路の前段
トランジスタで、そのコレクタは前記トランスの
１次側コイル１ａの第１端子に接続され、また、
ベースは前記トランスの別の１次側コイル１a′の
第１端子に接続され、さらにエミツタは接地され
る。一方前記ダーリントン接続されたNPNトラ
ンジスタ３ａ，４ａとともにダーリントン回路を
形成する後段のNPNトランジスタ３ｂ，４ｂは
各コレクタを前記トランスの１次側コイル１ａの
第１端子に前段トランジスタのコレクタとともに
接続され、また、ベースはそれぞれが隣接する前
段のトランジスタのエミツタにそれぞれ接続さ
れ、さらに、エミツタは接地される。そして、前
記トランスの１次側コイル１ａの中性端子と、他
の１次側コイル１a′の中性端子（接地で後段トラ
ンジスタのエミツタに接続されている）との間に
入力電圧E_INが印加され、トランスの２次側コイ
ル１ｂは出力電圧E_OUTが発生する。

上述したプツシユプルコンバータ回路の動作は
次のとおりである。

今、仮に入力電圧E_INを印加した時にダーリン
トン接続したトランジスタのうち４ａ，４ｂ側が
オンしたとする。やがて、磁束の増加によつてト
ランスの磁気飽和が生じ、ダーリントントランジ
スタ４ａのベースに接続された１次巻線での誘
起々電圧が零となり、トランジスタ４ａ，４ｂ側
がオフ状態になる。

そして、逆に磁束が減少しはじめると誘起々電
圧の極性が反転し、反対側のトランジスタ３ａ，
３ｂ側がオンすることになる。

これらの動作が繰り返されて、いわゆる自励式
発振が行なわれることになる。

この発振動作におけるダーリントン接続された
トランジスタ３ａ，３ｂ及び４ａ，４ｂ側のコレ
クタ電流波形を示したのが第３図である。これは
実測に基づくものである。

図から明らかなようにトランジスタ３ａ，３ｂ
側４ａ，４ｂ側が交互にオンしているが、各々タ
ーンオフする瞬間にラツシユカレントIc、いわゆ
るスパイク電流が流れることがわかる。

そして、これに応じ、他方側のトランジスタに
は負のスパイク電流が流れることがわかる。スパ
イク電流は実測により確認されたものであるが、
これは、オンしていたトランジスタがターンオフ
する瞬間に、オン時にトランジスタ素子のベース
領域（Ｐ導電型領域）に蓄積された電荷が瞬時に
放出され、これがスパイク電流として流れ、例え
ば、トランジスタ４ａ，４ｂ側がオンからオフに
変化する場合には第１図に点線で示すように、ト
ランジスタ４ａ，４ｂ→トランジスタ３ｂ，３ａ
を循環して流れるためと考えられる。この循環電
流はトランジスタ３ａ，３ｂに対しては逆モード
の電流である。

又、ダーリントントランジスタ接続においては
前段トランジスタ３ａ，４ａとして後段トランジ
スタ３ｂ，４ｂよりも小さい電力容量のものを用
いるが、上述した逆モードの電流時にダーリント
ントランジスタの前段のトランジスタが破壊する
といつた事態が起こり問題となつていた。

なお、この逆モード時におけるダーリントント
ランジスタの前段トランジスタの破壊はスパイク
電流がダーリントントランジスタの前段のトラン
ジスタを介して流れることも示すものと考えられ
る。

この考案は上記従来の逆モード破壊に至る欠点
に対しこれを改良するコンバータ回路を提供する
ものである。

この考案のプツシユプルコンバータ回路はトラ
ンジスタをダーリントン接続してなる回路を並列
配置し、各列のコレクタおよびベースをそれぞれ
反対位相の各電源に接続しエミツタを共通に接地
したものにおいて、前段トランジスタのコレクタ
回路にコレクタに対して順方向にダイオードを挿
入し初段トランジスタの逆モード破壊を軽減させ
るようにしたものである。

以下にこの考案を１実施例につき図を参照して
詳細に説明する。なお、コンバータ回路の基本的
部分は従来と変わらないので、改良部分について
のみ説明する。第２図は１実施例のプツシユプル
コンバータ回路を示し、図中１はトランスで１
ａ，１a′は１次側コイル、１ｂは２次側コイル、
２ａはこの回路の入力側端子、２ｂは出力側端子
である。次に１３ａ，１４ａはいずれもダーリン
トン回路を構成する前段のトランジスタで、その
コレクタはそれぞれがこれに向つて順方向のダイ
オード２３，２４を介してトランスの１次側コイ
ル１ａの第１端子に接続され、またベースはトラ
ンスの他の１次側コイル１a′の第１端子に接続さ
れ、エミツタは接地される。一方前記ダーリント
ン接続されたNPNトランジスタ１３ａ，１４ａ
とともにダーリントン回路を形成する後段の
NPNトランジスタ１３ｂ，１４ｂは各コレクタ
を前記トランスの１次側コイル１ａの第１および
第２の各端子に、また、ベースはそれぞれが隣接
する前段トランジスタのエミツタに接続され、さ
らにエミツタは接地される。そして前記トランス
の１次側コイル１ａの中性端子と、他の１次側コ
イル１a′の中性端子（接地で、後段トランジスタ
のエミツタに接続されている）との間に入力電圧
E_INが印加され、トランスの２次側コイル１ｂは
出力側電圧E_OUTが発生する。

上記の回路によれば、ダイオード２３，２４が
前段トランジスタ１３ａ，１４ａの逆モード電流
を阻止する極性で接続されているため発振トラン
スにおけるコイルの磁束の切換時に発生するラツ
シユカレントがプツシユプルの前段トランジスタ
にベース−コレクタを通じて流れることがないの
で、このラツシユカレントが前段トランジスタの
ベース−コレクタに流れて生ずる逆モード破壊が
完全に防止できる顕蓄な利点がある。また、この
考案は実施がきわめて容易である利点もある。さ
らに前段トランジスタのエミツタと後段トランジ
スタのベース間にダイオードを挿入した場合に
は、ダーリントン接続されたトランジスタを駆動
するためのベース入力電圧はダイオードの順方向
電圧V_F分だけ増加させざるを得ないが、本願構
成においては、かかる増加を必要とすることな
く、ラツシユカレントの防止が可能となる。

なお、この考案は実施例に限定されることな
く、PNPトランジスタ、FET等を用いた回路に
も適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプツシユプルコンバータ回路の
回路図、第２図はこの考案の１実施例の回路図、
第３図は上記コンバータ回路における正、逆モー
ドのトランジスタの波形図である。 １……トランス、１ａ，１a′……トランスの１
次側コイル、１ｂ……トランスの２次側コイル、
１３ａ，１４ａ……ダーリントン回路の前段トラ
ンジスタ、１３ｂ，１４ｂ……ダーリントン回路
の後段トランジスタ、２３，２４……ダイオー
ド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. トランジスタをダーリントン接続した第１、第
   ２の回路の各々の後段トランジスタのエミツタを
   共通接続するとともに、後段トランジスタのコレ
   クタ間にトランスの１次巻線を接続し、前記第
   １、第２の回路の前段トランジスタのベースに
   各々逆位相の電圧を供給し、前記１次巻線の中性
   点および前記エミツタの共通接続間に入力電圧を
   供給して、前記トランスの２次巻線から出力電圧
   を得るプツシユプルコンバータ回路において、前
   記前段トランジスタのコレクタ回路にコレクタに
   対し順方向のダイオードを挿入したことを特徴と
   するプツシユプルコンバータ回路。