JPH03195357A - 電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スイッチング手段のオフ期間にチョークコイ
ルに蓄積された電力をフライホイール用タイオードを通
して負荷に供給する電源回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、スイッチング用１〜ランジスタに入ツノされた直
流電圧をスイッチングし、チョークコイルを通して蓄電
池等の負荷へ電流を供給するとともに、上記スイッチン
グ用トランジスタのオフ期間にチョークコイルに蓄積さ
れた電力をフライホイール用ダイオードを通して負荷に
供給するようにした入出力絶縁型チョッパ方式のＤＣ−
ＤＣ：］ンバータが知られている。

このチョッパ方式のＤＣ，ＤＣコンバータを応用した電
源回路を第５図を用いて説明する。すなわち、直流電源
Ｖｏが接続されて制御回路１２からのハイ信号がスイッ
チング用トランジスタＱ１のベースに入力されると、上
記トランジスタＱ１がオンし、直流電源Ｖｏからの電流
かチョークコイルＬｏを通して蓄電池口に供給される。

そして、上記供給電流を検出するカレントトランス２の
誘起電圧がコンパレータ１１の基準電圧Ｖ　ｒｅｆ以上
Ｅこなると、コンパレータ１１から制御回路１２にハイ
信号が送出される。制御回路１２は、このハイ信号を受
けてトランジスタＱ１に口信号を出力し、１〜ランジス
タＱ１をオフにする。

上記トランジスタＱ１がオフになると、チョクコイルＬ
ｏに蓄積された電力がフライホイール用ダイオードＤ１
を通して蓄電池Ｂに供給される。

そして、上記蓄電他日への電流の供給により蓄積電力が
減少すると、この減少に伴って蓄電池Ｂへの供給電流も
次第に減少する（第６図の供給電流参照）。このため、
カレン１〜１ヘランス２の誘起電圧がコンパレータ１１
の基準電圧Ｖ　ｒｅｆ以下になり、コンパレータ１１か
ら制御回路１２への出力信号がローに反転し、制御回路
１２からハイ信号がトランジスタＱ１に出力され、トラ
ンジスタＱ１は再びオンする。

すなわち、トランジスタＱ１からの電流が一定になるよ
うにオン、オフ動作が繰り返され、この一定電流が蓄電
池Ｂへ供給される。

（発明が解決しようとする課題） 上記電源回路では、上述したように１ヘランジスタＱ１
のオフ期間、チョークコイルＬｏ、蓄電池Ｂおよびダイ
オードＤ１のループに電流が流れるため、ダイオードＤ
１が順方向にバイアスされる。

ところが、次に１〜ランジスタＱ１がオンしてダイオー
ドＤ１に直流電源Ｖｏからの電圧が逆バイアスとして印
加されると、ダイオードの特性上、第６図に示すように
、ダイオード内部のＰＮ接合部のキャリアの消滅する短
時間（Ｔｏ時間）だけ、タイオードＤ１に逆方向電流（
リカバリ電流）１ｏが流れる。そして、この逆方向電流
１ｏが電源回路の高周波ノイズ発生の原因どなっていた
。

また、ダイオードＤ１の順方向に流れている電流が大き
いほど上記逆方向電流Ｉｏが増大し、より高レベルの高
周波ノイズが発生していた。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、フライホ
イール用ダイオードに逆方向電流が流れることを防止し
て高周波ノイズの発生を抑制する電源回路を提供するこ
とを目的どする。

〔課題を解決するだめの手段） 上記目的を達成するために、本発明は、スイッチング手
段からの電力をチョークコイルを通して負荷へ供給する
とともに、上記スイッチング手段のオフ期間に上記チョ
ークコイルに蓄積された電力をフライホイール用ダイオ
ードを用いて上記負荷に供給する電源回路において、上
記フライホイール用タイオードに流れる電流が略零のと
きに検知信号を送出する電流検知手段と、上記電流検知
手段出力により上記スイッチング手段をオンさせる切換
手段とを備えたものである。

〔作用］ 上記構成の電源回路によれば、スイッチング手段のオフ
期間にチョークコイルに蓄積された電力がフライホイー
ル用ダイオードを通して負荷に供給される。そして、フ
ライホイール用ダイオードの電流が略零まで低下したと
きに、上記スイッチング手段がオンする。このため、フ
ライホイール用ダイオードに逆向きの電圧が印加される
時点では、フライホイール用ダイオードはオフになる。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る電源回路の第１実施例の回路図で
ある。

直流電源Ｖｏは電池等からなり、入力端子１１■１に接
続されることにより直流電圧を本電源回路に供給するも
のである。スイッヂング用トランジスタＱ１は１〜ラン
ジスタＱ２　、Ｑ３がいずれもオフになり、抵抗Ｒ１を
通して直流電源Ｖｏからの電流がベースに流れると、オ
ンするものである。

そして、１〜ランジスタＱ１がオンすると、直流電源Ｖ
ｏからの電流が後述する１〜ランス１のチョークコイル
Ｌ　Ｏを通して、出力端子０１，０１に接続された負荷
としての蓄電池Ｂに供給される。

方、トランジスタＱ２　、Ｑ３のいずれか一方がオンす
ると、直流電源Ｖｏからの電流は抵抗Ｒ１から１〜ラン
ジスタＱ２　、Ｑ３内のオンした一方に流れ、上記１〜
ランジスタＱ１はベース電流が遮断されてオフになる。

トランス１は一次側コイルとしてのチョークコイルＬｏ
および二次側コイルＬ１からなり、上記チョークコイル
ｌｏは１−ランシスタＱ１のオン期間に蓄積された電力
をトランジスタＱ１のオフ期間に蓄電池Ｂに供給するも
のである。二次側コイルＬ１は１〜ランジスタＱ１のオ
フ期間にチョークコイルＬｏを介して誘起される電圧を
後述する］ヘランジスタＱ２に出力するものである。な
お、図中、チョークコイルＬｏおよび二次側コイル１−
１に何されたドツト″″は各コイルｌｏ、Ｌ＋　の極性
を示すものである。

１〜ランジスタＱ２は上記トランジスタＱ１のオフ期間
に二次側コイル「１の誘起電圧が入力されるとオンして
、トランジスタＱ１をオフにするものである。カレント
トランス２は蓄電池Ｂへの供給電流を検出するもので、
上記供給電流に応じた誘起電圧をコンパレータ３の非反
転入力端子に送出する。コンパレータ３は上記カレント
１〜ランス２からの誘起電圧が反転入力端子に入力され
る基準電圧Ｖ　ｒｅｆ以上になると、ハイ信号をトラン
ジスタＱ３のベースに出力するものである。また、コン
パレータ３は上記カレントトランス２力冒ろの誘起電圧
が基準電圧＼／　ｒｅｆ以下のときは、ロー信号を出力
する。トランジスタＱ３はコンパレータ３からのハイ信
号がベースに入力されるとオンして、Ｉ〜ランジスタＱ
１をオフにするものである。

フライホイール用ダイオードＤ１はトランジスタＱ１の
オフ期間にチョークコイルＬｏに蓄積された電力を蓄電
池Ｂに供給するためのものである。

コンデンサＣ１は平滑用コンデンサである。そして、コ
ンデンサＣ１により蓄電池Ｂには、はぼ−定した電流が
流れる。

なお、出力端子０＋　、Ｃｈに接続される負荷としては
、蓄電池Ｂ以外に抵抗あるいはモータ等であってもよい
。

次に、上記第１実施例の動作について第２図を用いて説
明する。

直流電源Ｖｏの接続前は、１〜ランジスタＱ１がオフ状
態にあり、チョークコイルＬｏに電流は流れていないた
め、二次側コイルＬ１に電圧が誘起されず、トランジス
タＱ２はオフ状態にある。また、カレント１〜ランス２
にも電圧が誘起されていないため、コンパレータ３から
ロー信号が出力され、トランジスタＱ３はオフ状態にあ
る。

そして、ｔ１時点で直流電源Ｖｏが接続されると、直流
電源Ｖｏからの電流が抵抗Ｒ１を通してトランジスタＱ
１のベースに流れ、トランジスタＱ１がオンし、直流電
源Ｖｏからの電流がチョークコイルＬｏを通して蓄電他
日へ供給される。

上記供給電流はチョークコイルＬｏのインダクタンスを
時定数とする勾配で直線的に増加し、この供給電流に応
じた誘起電圧がカレントトランス２からコンパレータ３
に入力される。そして、該誘起電圧が基準電圧ｖ　ｒｅ
ｆ以上になる１２時点で、コンパレータ３の出力がロー
からハイに反転し、１〜ランジスタＱ３がオンし、１−
ランジスタＱ１がオフになる。また、上記トランジスタ
Ｑ１のオフ後にチョークロイルＬｏに流れる電流は１〜
ランジスタＱ１のオン期間とは逆方向になるため、二次
側コイルＬ１に逆向きの電圧（トッド″側が正側）が誘
起され、この電圧により１〜ランジスタＱ２がオンする
。

そして、」二記トランジスタＱ１のオフにより、チョー
クコイル１ｏに蓄積された電力が蓄電池Ｂへ供給される
。この供給電流は時間とともに減少し、ｔ３時点でカレ
ン１ヘトランス２の誘起電圧が基準電圧Ｖ　ｒｅｆ以下
になると、］コンパレータの出力がローになり、］・ラ
ランシスタコがオフになる。一方、二次側コイル［−１
の電圧も低下するが、トランジスタＱ２のオン電圧は略
ＯＶ（例えば０゜６Ｖ）と極めて低電圧のため、ｔ３時
点ではトランジスタＱ２はオン状態を保持しており、ト
ランジスタＱ１のオフ状態が継続づ−る、にの後、更に
供給電流が減少し、ｔ４時点で二次側コイルＬ１の電圧
が略○＼／（タイオードＤ１に流れる電流は略ＯＡ（ア
ンペア））になると、１−ランジスタＱ２はオフになる
。従って、１〜ランジスタＱ２　、Ｑ３が共にオフにな
り、トランジスタＱ１か再びオンする。

すなわち、上述したトランジスタ０１〜Ｑ３のオン、オ
フ動作が繰り返されて、蓄電池Ｂへの電流供給が行われ
る。

このように第１実施例では、簡単な回路構成でありなが
ら、１〜ランジスタＱ１がオンするときにダイオードＤ
１に流れる電流を略零（ＯＡ）まで０ 低下させることができ、ダイオードＤ１に逆方向電流が
流れることを防止することができる。

また、直流電源Ｖｏの電圧のふらつきや、別の直流電源
を接続すること等により本電源回路への入力電圧が上昇
すると、第２図の供給電流の二点鎖線Ａに示すように、
供給電流の増加時の勾配は大きくなるが、１〜ランジス
タＱ１をオフにする電流はコンパレータ３の基準電圧Ｖ
　ｒｅｆて決まるため、この基準電圧Ｖ　ｒｅｆの設定
を変更することにより任意の定電流特性を得ることがで
きる。

次に、本発明に係る電源回路の第２実施例について第３
図を用いて説明する。なお、図中、第１図と同一番号が
付されたものは同一機能を果たすものである。

制御回路４は後述するピーク検知回路５からのピーク検
知信号が入力されると、トランジスタＱ１への出力をロ
ーに反転し、一方、後述するゼロ検知回路６からのゼロ
検知信号が入力されると、トランジスタＱ１への出力を
ハイに反転するものである。ピーク検知回路５はカレン
トトランス２１ の誘起電圧が予め設定された電圧以上になると、制御回
路４にピーク検知信号を出力するものである。ゼロ検知
回路６はカレンミル１〜ランス２の誘起電圧が略ＯＶに
なると、制御回路４にゼロ検知信号を出力するものであ
る。

次に、上記第２実施例の動作について第４図を用いて説
明する。

ｔ５時点で直流電源Ｖｏが接続されたとき、トランジス
タＱ１はオフ状態にあり、蓄電池Ｂへ電流が流れていな
いため、カレントトランス２がらの電圧はＯＶになる。

このため、ゼロ検知回路６は制御回路４にゼロ検知信号
を出力し、制御回路４はトランジスタＱ１にハイ検知信
号を出力する。

このため、１〜ランジスタＱ１はオンし、チョークコイ
ルＬｏを通して蓄電池Ｂに電流か供給される。

この供給電流は時間とともに増加し、カレントトランス
２の誘起電圧も上昇する。そして、ｔ６時点で誘起電圧
が予め設定された電圧以上になると、ピーク検知回路５
から制御回路４にピーク検知信号が出力され、制御回路
４は出力をハイから２ ０−に反転する。従って、トランジスタＱ１はオフにな
り、チョークコイルＬｏに蓄積された電力が蓄電池Ｂへ
供給される。この供給電流は時間とともに減少し、ｔ７
時点でカレントトランス２の誘起電圧が略ＯＶ（ダイオ
ードＤ１に流れる電流は略ＯＡ）になると、ゼロ検知回
路６はゼロ検知信号を出力し、制御回路４はトランジス
タＱ１にハイ検知信号を出力する。このため、トランジ
スタＱ１は再びオンし、蓄電池Ｂに電流が供給される。

この結果、トランジスタＱ１のオン、オフ動作が繰り返
されて、蓄電池Ｂへの電流供給が行われる。

このように第２実施例では、第１実施例のようにトラン
ス１を設ける必要がなく、更に電源回路の低コスト化を
図ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は、フライホイール用ダイオードの電流が略零ま
で低下したときにスイッチング手段をオンさせるので、
フライホイール用ダイオードに逆方向電流が流れること
を防止し、高周波ノイズの３ 発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電源回路の第１実施例の回路図、
第２図は第１実施例の電源回路の動作を示すタイミング
チャー１〜、第３図は本発明に係る電源回路の第２実施
例の回路図、第４図は第２実施例の電源回路の動作を示
すタイミングチャート、第５図は従来の電源回路の回路
図、第６図は従来の電源回路の動作を示すタイミングチ
ャートである。 １・・・１〜ランス、２・・・カレントトランス、３・
・・コンパレータ、４・・・制御回路、５・・・ピーク
検知回路、６・・・ゼロ検知回路、Ｂ・・・蓄電池（負
荷）、Ｄｌ・・・フライホイール用ダイオード、Ｌ　ｏ
・・・チョークコイル、Ｌｌ・・・二次側コイル〈電流
検知手段）、Ｑｌ・・・トランジスタ（スイッチング手
段）、Ｑ２゜Ｑ３・・・１〜ランジスタ（切換手段）、
Ｒ１・・・抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、スイッチング手段からの電力をチョークコイルを通
   して負荷へ供給するとともに、上記スイッチング手段の
   オフ期間に上記チョークコイルに蓄積された電力をフラ
   イホィール用ダイオードを用いて上記負荷に供給する電
   源回路において、上記フライホィール用ダイオードに流
   れる電流が略零のときに検知信号を送出する電流検知手
   段と、上記電流検知手段出力により上記スイッチング手
   段をオンさせる切換手段とを備えたことを特徴とする電
   源回路。