JPS645992Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は半導体スイツチング素子のスイツチン
グ特性改善を目的とした自励コンバータ回路に関
するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a self-excited converter circuit for improving the switching characteristics of a semiconductor switching device.

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第１図において、１，２は直流電源入力端子
で、このうち一方の正側入力端子１はトランス２
０の１次巻線３を介して半導体スイツチング素子
としてのトランジスタ４のコレクタに結合され、
このトランジスタ４のエミツタは抵抗５を介して
他方の負側入力端子２に結合され、さらに、前記
正側入力端子１は起動抵抗６を介して前記トラン
ジスタ４のベースに結合されている。 In Figure 1, 1 and 2 are DC power input terminals, one of which, positive input terminal 1, is the transformer 2.
is coupled to the collector of a transistor 4 as a semiconductor switching element via a primary winding 3 of
The emitter of this transistor 4 is coupled to the other negative input terminal 2 via a resistor 5, and the positive input terminal 1 is coupled to the base of the transistor 4 via a starting resistor 6.

前記トランス２０の２次巻線７には出力端子
８，９が設けられ、整流ろ波回路を介して、負荷
（ともに図示せず）に結合される。また、このト
ランス２０には、第１、第２制御巻線１０，１１
が設けられ、この第１、第２制御巻線１０，１１
の中点は前記負側端子２に結合され、また、第１
の制御巻線１０は、ダイオード１２とスピードア
ツプ用コンデンサ１３の並列回路、抵抗１４を介
して前記トランジスタ４のベースと可飽和リアク
トル１５の正側端に結合されている。この可飽和
リアクトル１５の負側端と前記第２の制御巻線１
１とはダイオード１６，１７を介して結合されて
いる。さらに可飽和リアクトル１５と並列に、ス
パイク防止用コンデンサ１８が結合されている。 The secondary winding 7 of the transformer 20 is provided with output terminals 8 and 9, and is coupled to a load (both not shown) via a rectifier filter circuit. The transformer 20 also includes first and second control windings 10 and 11.
are provided, and the first and second control windings 10, 11
The midpoint of is coupled to the negative terminal 2, and the first
The control winding 10 is coupled to the base of the transistor 4 and the positive end of the saturable reactor 15 via a parallel circuit of a diode 12 and a speed-up capacitor 13, and a resistor 14. The negative end of this saturable reactor 15 and the second control winding 1
1 through diodes 16 and 17. Furthermore, a spike prevention capacitor 18 is coupled in parallel with the saturable reactor 15.

つぎに、本考案による自励コンバータ回路の作
用を説明する。 Next, the operation of the self-excited converter circuit according to the present invention will be explained.

正側入力端子１と負側入力端子２との間に直流
電源電圧を印加すると、起動抵抗６を通してトラ
ンジスタ４のベースに電流が流れる。したがつ
て、トランジスタ４のコレクタ側にはIb×h_feな
る電流が流れ、この電流によつてトランス２０の
１次巻線３に電圧が発生する。すると、第１の制
御巻線１０には１次巻線３の両端電圧に比例した
電圧が誘起され、ダイオード１２と抵抗１４を通
してトランジスタ４のベースに電流Ibを供給す
る。このようにしてベース電流Ibが増加すること
によつてコレクタ電流Icもまた増加し、この正帰
還によつてトランジスタ４は飽和状態となる。こ
のとき、第２の制御巻線１１に誘起される負電圧
によつて可飽和リアクトル１５は励磁される。そ
してこの可飽和リアクトル１５が磁気飽和に達す
ると、急激にインダクタンスが低下し、可飽和リ
アクトル１５の両端電圧はダイオード１６のアノ
ード側の電圧とほぼ同電圧となり、したがつて、
トランジスタ４のベースに同様の逆電圧が加わ
る。その結果、トランジスタ４のベース領域にお
ける蓄積電荷は可飽和リアクトル１５を通して急
激に放出される。この蓄積電圧の放出により、蓄
積時間が短縮され、コレクタ電流が急激に減少
し、トランジスタ４はターンオフする。そして再
び前記同様の動作を繰返して発振を継続する。 When a DC power supply voltage is applied between the positive input terminal 1 and the negative input terminal 2, a current flows through the starting resistor 6 to the base of the transistor 4. Therefore, a current Ib×h _fe flows through the collector side of the transistor 4, and this current generates a voltage in the primary winding 3 of the transformer 20. Then, a voltage proportional to the voltage across the primary winding 3 is induced in the first control winding 10, and a current Ib is supplied to the base of the transistor 4 through the diode 12 and the resistor 14. As the base current Ib increases in this way, the collector current Ic also increases, and this positive feedback brings the transistor 4 into a saturated state. At this time, the saturable reactor 15 is excited by the negative voltage induced in the second control winding 11. When this saturable reactor 15 reaches magnetic saturation, the inductance drops rapidly, and the voltage across the saturable reactor 15 becomes almost the same voltage as the voltage on the anode side of the diode 16. Therefore,
A similar reverse voltage is applied to the base of transistor 4. As a result, the accumulated charge in the base region of transistor 4 is rapidly discharged through saturable reactor 15. This discharge of the stored voltage shortens the storage time, sharply reduces the collector current, and turns off the transistor 4. Then, the same operation as described above is repeated again to continue oscillation.

つぎに、第２図は可飽和リアクトル１５の負側
の制御端子１９より電流を流すことにより自励コ
ンバータにおけるオン時間を制御することができ
る例を示している。すなわち、可飽和リアクトル
１５のコアが飽和状態のとき、第３図のＢ−Ｈ曲
線上のＡ点に達している。そしてトランジスタ４
の反転によつてエネルギーを放出し、Ｂ点に達す
る。ここで、制御端子１９より逆方向の励磁電流
を流すことによつて、任意のＣ点まで励磁され
る。このＣ点の位置は制御端子１９より流す電流
値によつてＢ点とＤ点間の任意の位置をとること
ができる。 Next, FIG. 2 shows an example in which the on-time in a self-exciting converter can be controlled by flowing current from the negative side control terminal 19 of the saturable reactor 15. That is, when the core of the saturable reactor 15 is in a saturated state, it has reached point A on the B-H curve in FIG. and transistor 4
Energy is released by the reversal of and reaches point B. Here, by flowing an excitation current in the opposite direction from the control terminal 19, the magnet is excited to an arbitrary point C. The position of this point C can be any position between points B and D depending on the value of the current flowing from the control terminal 19.

その後トランジスタ４のターンオン直前には、
Ｅ点に達していてコアが飽和するまでの時間はＡ
点とＥ点の磁束密度の差に比例する。したがつて
可飽和リアクトル１５としてアモルフアスなどの
角形比のすぐれたコアを使用することによつて自
励コンバータ回路のパルス巾を広範囲に制御でき
る。 Then, just before turning on transistor 4,
The time it takes for the core to reach point E and saturate is A
It is proportional to the difference in magnetic flux density between point and E point. Therefore, by using a core with a good squareness ratio, such as amorphous, as the saturable reactor 15, the pulse width of the self-exciting converter circuit can be controlled over a wide range.

本考案は上述のように構成したので、半導体ス
イツチング素子はターンオフ時に可飽和リアクト
ルの飽和を利用して逆バイアスが与えられる。し
たがつて、この半導体スイツチング素子を急激に
オフすることができる。また、可飽和リアクトル
の負側端に制御端子を設けて逆方向の励磁電流を
流すことにより、パルス巾を広範囲に制御でき
る。 Since the present invention is configured as described above, a reverse bias is applied to the semiconductor switching device by utilizing the saturation of the saturable reactor at the time of turn-off. Therefore, this semiconductor switching element can be abruptly turned off. Further, by providing a control terminal at the negative end of the saturable reactor and passing an excitation current in the opposite direction, the pulse width can be controlled over a wide range.

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

第１図は本考案による自励コンバータ回路の第
１実施例を示す電気回路図、第２図は本考案の第
２実施例を示す電気回路図、第３図は第２図のＢ
−Ｈ曲線図である。 １，２……入力端子、３……１次巻線、４……
半導体スイツチング素子（トランジスタ）、５，
６，１４……抵抗、７……２次巻線、８，９……
出力端子、１０，１１……制御巻線、１２，１
６，１７……ダイオード、１３，１８……コンデ
ンサ、１５……可飽和リアクトル、１９……制御
端子、２０……トランス。 Fig. 1 is an electric circuit diagram showing a first embodiment of a self-excited converter circuit according to the present invention, Fig. 2 is an electric circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a B of Fig. 2.
-H curve diagram. 1, 2...Input terminal, 3...Primary winding, 4...
Semiconductor switching element (transistor), 5,
6, 14... Resistor, 7... Secondary winding, 8, 9...
Output terminal, 10, 11... Control winding, 12, 1
6, 17...Diode, 13, 18...Capacitor, 15...Saturable reactor, 19...Control terminal, 20...Transformer.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 直流入力電源を半導体スイツチング素子によ
りオン、オフし、トランスの２次側に出力を得
るようにした自励コンバータ回路において、前
記トランスに第１、第２の制御巻線を設け、こ
のうち第１の制御巻線を、ダイオード、抵抗を
介して前記半導体スイツチング素子の開閉制御
側と可飽和リアクトルの正側端に結合し、この
可飽和リアクトルの負側端と前記第２の制御巻
線とをダイオードを介して結合してなることを
特徴とする自励コンバータ回路。 (2) 半導体スイツチング素子はNPN形トランジ
スタからなり、このトランジスタのコレクタ
を、トランスの１次巻線に結合し、エミツタ
を、抵抗を介して第１、第２制御巻線の結合点
に結合するとともに負側電源入力端子に結合
し、ベースを、起動抵抗を介して正側電源入力
端子に結合するとともに、可飽和リアクトルの
正側端に結合してなる実用新案登録請求の範囲
第１項記載の自励コンバータ回路。 (3) 可飽和リアクトルの負側端にパルス巾制御用
の制御端子を設けてなる実用新案登録請求の範
囲第１項または第２項記載の自励コンバータ回
路。[Claims for Utility Model Registration] (1) In a self-exciting converter circuit in which a DC input power source is turned on and off by a semiconductor switching element and an output is obtained on the secondary side of a transformer, the transformer has first and second A first control winding is connected to the opening/closing control side of the semiconductor switching element and the positive end of the saturable reactor through a diode and a resistor, and the first control winding is connected to the positive end of the saturable reactor through a diode and a resistor. A self-exciting converter circuit, characterized in that the end and the second control winding are coupled via a diode. (2) The semiconductor switching element consists of an NPN transistor, the collector of which is coupled to the primary winding of the transformer, and the emitter coupled to the connection point of the first and second control windings via a resistor. and the base is coupled to the positive power input terminal via a starting resistor and to the positive end of the saturable reactor as described in claim 1. self-excited converter circuit. (3) The self-excited converter circuit according to claim 1 or 2, wherein a control terminal for pulse width control is provided at the negative end of the saturable reactor.