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KR820001669B1 - Switched-mode voltage converter - Google Patents

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Publication number
KR820001669B1
KR820001669B1 KR7901840A KR790001840A KR820001669B1 KR 820001669 B1 KR820001669 B1 KR 820001669B1 KR 7901840 A KR7901840 A KR 7901840A KR 790001840 A KR790001840 A KR 790001840A KR 820001669 B1 KR820001669 B1 KR 820001669B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
input
capacitor
current
transistor
Prior art date
Application number
KR7901840A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
요스트 리트펠트 얀
모로 알랑
Original Assignee
디 · 제이 · 삭커스
엔 · 브이 · 필립스 글로아이람펜 파브리켄
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 디 · 제이 · 삭커스, 엔 · 브이 · 필립스 글로아이람펜 파브리켄 filed Critical 디 · 제이 · 삭커스
Priority to KR7901840A priority Critical patent/KR820001669B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR820001669B1 publication Critical patent/KR820001669B1/en

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

In the DC voltage converter, typically used in monochrome or small colour TV receivers, the efficiency and responsecan be increased by having no feedback loop. The input voltage is chopped and fed through a transformer to a recfier and capacitor to give the output voltage. The frequency of the switching is made dependant upon the magnitude of the input voltage only, thus changes in input are followed with practically no delay. The frequency may be directly or inversely proprtional to voltage. It is advantageous if the ratio of on to off time in each cycle is constant at approx. 0.5.

Description

스위치형 전압변환기Switched Voltage Converter

제1도는 제어되지 않는 공지된 변환기의 회로도.1 is a circuit diagram of a known transducer which is not controlled.

제2도는 공지된 변환기의 등가회로도.2 is an equivalent circuit diagram of a known transducer.

제3도는 공지된 변환기의 파형도.3 is a waveform diagram of a known transducer.

제4도는 공지된 변환기의 출력특성도.4 is an output characteristic diagram of a known transducer.

제5도는 공지된 변환기와 직렬로 결합된 제어회로도.5 is a control circuit diagram in series with a known transducer.

제6도는 본 발명에 의한 변환기의 출력특성도.6 is an output characteristic diagram of a converter according to the present invention.

제7도는 본 발명에 의한 변환기의 실시예에 대한 회로도.7 is a circuit diagram of an embodiment of a converter according to the present invention.

본 발명은 입력직류 전압을 출력직류전압으로 변환하기 위한 스위치형 변환기에 관한 것으로서, 특히 이 변환기가 정류기 및 평활 캐퍼시티가 결합된 유도성 회로망에 진폭이 입력 전압에 좌우되는 주기적인 구형파 신호를 인가하기 위한 발생기를 구비하여 동작시에 평활된 전압이 이 캐퍼시터 양단에 나타나게 하는 스위치형 변환기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switch type converter for converting an input direct current voltage to an output direct current voltage. The present invention relates in particular to applying a periodic square wave signal whose amplitude depends on the input voltage to an inductive network combined with a rectifier and a smoothing capacity. A switch type converter having a generator for causing a smoothed voltage to appear across the capacitor in operation.

이러한 전압변환기는 프랑스공화국 특허원 제2353991호에 공지되어 있다. 이 공지된 회로에서, 펄스 발생기는 복수의 스위치를 구비하며, 이것에 의해서 구형파 신호가 초크, 변압기 일차권선 및 분리 캐패시터의 직렬 배열에 인가된다. 이 회로의 출력직류전압은 변압기의 제2차측에 나타나는 전압을 정류하므로써 얻어진다. 이 출력전압은, 펄스의 지속시간이 제어될 출력신호에 좌우되며 스위치를 번갈아 차단 및 전도상태로 절환시키는 제어펄스에 대한 펄스지속시간 변조에 의해 안정화된다. 초크는 이 주기의 일부에서 에너지를 저장하고 다른 부분에서 에너지를 전달하는데 이때 전압 및 피크는 억압된다.Such voltage converters are known from French Patent Application No. 2353591. In this known circuit, the pulse generator has a plurality of switches, whereby a square wave signal is applied to a series arrangement of chokes, transformer primary windings and separation capacitors. The output direct voltage of this circuit is obtained by rectifying the voltage appearing on the secondary side of the transformer. This output voltage is stabilized by pulse duration modulation on a control pulse that alternates the switch to the blocking and conducting state, with the duration of the pulse being dependent on the output signal to be controlled. The choke stores energy in part of this cycle and delivers energy in other parts, where voltage and peaks are suppressed.

상술된 제어방식은 다소 값이 비싸고, 펄스들의 연부가 충분히 가파르게 되어야만 되는 동안에 출력신호로부터 유도된 전압을 기준전압과 비교하는 비교단을 변조기에 부가하는 것이 필요하며 따라서 출력전압은 적절히 평활되어야 하고 원치 않는 고주파방사에 대한 방책이 고려되어야 한다. 그러므로 이러한 제어방식은 경제적인 면에서 보아 일정한 공급전력이 필요하고 소비전력이 다소 높은 장치들에만 이용할 수 있다. 예를 들면 이러한 제어방식은 휴대할 수 없는 대형 칼라텔레비젼 수상기들에 적용된다.The control scheme described above is rather expensive and it is necessary to add a comparator to the modulator that compares the voltage derived from the output signal with the reference voltage while the edges of the pulses must be sufficiently steep, so that the output voltage must be smoothed and Measures against high frequency radiation should be considered. Therefore, this control method is economically available only for devices requiring a constant supply power and having a somewhat high power consumption. This control, for example, applies to large color television receivers that are not portable.

본 발명은 간단하고 결과적으로 값싼 제어방식이 사용된다면 종래 기술의 변환기가 펄스지속시간의 제어없이도 사용될 수도 있으며, 이 제어로 효율이 상당히 증진된다는 점에 대한 인식을 기초로 한 것이다. 이러한 목적을 위하여 본 발명에 따른 스위치형 변환기는 입력 직류전압에 좌우되어 구형과 신호의 주파수를 제어하기 위한 수단을 구비하고 있는 것이 특징이다.The present invention is based on the recognition that, if a simple and consequently inexpensive control scheme is used, prior art transducers may be used without control of the pulse duration, and this control significantly improves efficiency. For this purpose, the switch type converter according to the present invention is characterized by having means for controlling the frequency of the sphere and the signal depending on the input DC voltage.

이러한 제어는 순방향제어이고 그것의 장점들은 모두 공지된 바이다. 즉, 입력전압의 변화가 비관성으로 통과하고 회로가 궤환이 없기 때문에 안정하다는 사실은 공지되어 있다. 이 제어는 구형파신호의 주파수가 입력직류전압에 정비례하거나 구형파신호의 주기가 입력직류전압이 증가될 때 감소되고 입력전압이 감소될 때 감소하며, 주기의 상대적인 변화가 입력전압의 변화보다 훨씬 커지는 그러한 특성을 가질 수 있다.This control is forward control and its advantages are all known. In other words, it is known that the change in the input voltage is stable because it passes through inertia and the circuit has no feedback. This control is such that the frequency of the square wave signal is directly proportional to the input direct current voltage or the period of the square wave signal is decreased when the input DC voltage is increased and decreased when the input voltage is decreased, and the relative change in the period is much larger than the change in the input voltage. Can have characteristics.

후자의 경우, 변환기는 부하가 평활 캐퍼시터와 병렬로 배열되며, 평활전압이 또한 그것의 출력전압이 되는 것과 부하를 통하는 전류가 사실상 일정하게 되는 것 등을 특징으로 한다.In the latter case, the converter is characterized by the fact that the load is arranged in parallel with the smoothing capacitor, the smoothing voltage also being its output voltage and the current through the load being substantially constant.

전자의 경우 및/또는 출력전류가 조금의 변화도 없을 경우에, 본 발명에 의한 변환기는, 직렬제어트랜지스터가 평활캐퍼시터와 부하 사이에 배열되며, 출력전압이 부하 양단에 나타내고 상기 직렬 제어트랜지스터에 의해 사실상 일정하게 유지되는 것을 특징으로 한다. 공지된 변환기는 전력소모가 낮으므로 직렬제어회로와 이것을 결합하면 중간 전력장치 즉, 약 30 및 60W 사이에서 소모되는 장치 예를 들어 대형 스크린의 흑백 텔레비젼 수상기 및 소형 칼라 텔레비젼 수상기의 공급을 위한 훌륭한 해결책을 제시해 줄 수 있다. 직렬제어트랜지스터의 소모 때문에 이러한 결합은 고전력용으로는 경제적으로 적당치 않다.In the former case and / or in the case where there is no change in the output current, the converter according to the present invention has a series control transistor arranged between a smoothing capacitor and a load, and an output voltage is shown across the load, and by the series control transistor. In fact, it is characterized in that it is kept constant. Known converters have low power consumption, so combining them with a serial control circuit is an excellent solution for the supply of medium power devices, ie devices consumed between about 30 and 60 W, for example large screen black and white television receivers and small color television receivers. Can present Due to the consumption of series controlled transistors, this combination is not economically suitable for high power applications.

본 발명에 의한 변환기의 양호한 실시예에서 구형파 신호가 주기에 대해 주어진 값을 시간간격비는 사실상 일정하고 상기 비율이 대략 0.5일 경우 소비전력은 더욱 감소된다.In a preferred embodiment of the converter according to the present invention, the square wave signal has a given value for a period, and the time interval ratio is substantially constant and the power consumption is further reduced when the ratio is approximately 0.5.

구형파신호는 톱니전압 및 임계전압의 장치들에 의하여 생성될 수 있고, 이 톱니전압은 그것의 충전류가 전류원으로부터 생기고 이것이 주기적으로 방전하는 캐패시터 양단에 생성되고, 충전전류는 입력직류전압에 접속된 저항을 통하여 흐르며, 상술된 두번째 경우에는 예를 들면, 제너 다이오드와 같은 고정전압소자가 저항과 직렬로 배열된다.Square wave signals can be generated by devices of tooth and threshold voltages, which are generated across a capacitor whose charge flows from a current source and which periodically discharges, and the charge current is connected to the input DC voltage. Flowing through the resistor, in the second case described above, for example, a fixed voltage element such as a zener diode is arranged in series with the resistor.

본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 제한되지 않은 예제를 통하여 설명될 것이다.The invention will now be described by way of example and not limitation, with reference to the accompanying drawings.

제1도의 회로는 공지된 형태이다. 두 개의 스위칭트랜지스터(Tr1) 및 (Tr2)는 직류전압원(V1)의 단자들 사이에 직렬로 배열된다. 다이오드(D1) 및 (D2)는 각 트랜지스터(Tr1) 및 (Tr2)의 컬렉터-에미터 경로와 병렬로 배열되고, 생기 트랜지스터에 대해 반대 도전 방향으로 배열된다. 또한 nPn 형태인 구동트랜지스터 (Tr3)의 베이스에는 작동증에 발진기(0SC)에 의하여 발생된 펄스들이 공급된다. 발진기(OSC)와 트랜지스터(Tr3)에는 전압원 V1에 의하여 공급에너지가 제공된다. 구동변환기(T1)의 1차 권선(Lp1)은 트랜지스터(Tr3)의 콜렉터선내에 포함된다. 변환기(T1)의 2차 권선 (LS1) 및 (L's1)은 제각기 트랜지스터(Tr1) 및 (Tr2)의 에미터와 베이스 사이에 배열되며, 상기 권선의 권선방향의 트랜지스터(Tr1)가 번갈아 전도상태 다음 차단상태로 되는 반면, 같은 시간에 (Tr2)는 번갈아 차단상태 다음 전도상태로 된다. 전압(V1)은 정류기(D3)와 평활 캐패시터(C1)에 의하여 주전원으로부터 유도된다.The circuit of FIG. 1 is of known type. Two switching transistors Tr 1 and Tr 2 are arranged in series between the terminals of the DC voltage source V 1 . Diodes D 1 and D 2 are arranged in parallel with the collector-emitter paths of each transistor Tr 1 and Tr 2 and in the opposite conducting direction with respect to the live transistor. In addition, the pulses generated by the oscillator 0SC are supplied to the base of the driving transistor Tr 3 having an nPn type. The oscillator OSC and the transistor Tr 3 are supplied with supply energy by the voltage source V 1 . The primary winding Lp 1 of the drive converter T 1 is included in the collector line of the transistor Tr 3 . The secondary windings LS 1 and L's 1 of the converter T 1 are arranged between the emitter and the base of the transistors Tr 1 and Tr 2 , respectively, and the transistors Tr 1 in the winding direction of the windings. ) Alternately become the conduction state following the conduction state, while at the same time (Tr 2 ) is alternately the conduction state after the interruption state. The voltage V 1 is derived from the main power supply by the rectifier D 3 and the smoothing capacitor C 1 .

트랜지스터(Tr1)의 에미터와 트랜지스터(Tr2)의 콜렉터는 상호 접속된다. 이렇게 하여 형성된 집합점(A)과 전원(V1)의 부단자 사이에는 분리 캐패시터(C), 인덕턴스(L) 및 변압기(T2)의 일차권선의 직렬배열이 형성된다. 변압기(T2)의 2차 권서노(Ls2)의 한 종단은 정류기(D4)의 양극에 접속되고 권선(Ls2)의 다른 종단은 정류기 (D5)의 양극에 접속된다. 평활 캐패시터(C2) 및 저항(R)으로서 생각될 수도 있는 부하는 상호 접속된 정류기(D4) 및 (D5)의 접속점과 권선(Ls2)의 중간탭 사이에 포함된다. 작동시, 직류전압(V0)은 캐패시터(C2)와 부하(R) 양단에 나타나고 직류(I0)는 부하(R)을 통하여 흐른다. 전압원(V0)의 부단자는 접지에 접속되고 전원(V1)의 부단자에 접속될 수 있다. 그런데 이와 같이 접속되지 않으면 변환기(T2)는 접지와 주전원 사이에 직류분리를 제공하게 된다.The emitter of transistor Tr 1 and the collector of transistor Tr 2 are interconnected. A series array of primary windings of the separation capacitor C, inductance L and transformer T 2 is formed between the aggregation point A formed in this way and the negative terminal of the power supply V 1 . One end of the secondary winding furnace Ls 2 of the transformer T 2 is connected to the anode of the rectifier D 4 and the other end of the winding Ls 2 is connected to the anode of the rectifier D 5 . A load, which may be thought of as a smoothing capacitor C 2 and a resistor R, is included between the connection points of the interconnected rectifiers D 4 and D 5 and the intermediate tap of the winding Ls 2 . In operation, the direct current voltage V 0 appears across the capacitor C 2 and the load R and the direct current I 0 flows through the load R. The negative terminal of the voltage source V 0 may be connected to ground and may be connected to the negative terminal of the power supply V 1 . However, if not connected in this way the converter (T 2 ) will provide a DC separation between the ground and the main power source.

제2도는 제1도 회로의 등가회로도이다. 여기에서 소자들(Tr1), (D1) 및 (Tr2), (D2)는 두 개의 이상적인 스위치(S1) 및 (S2)로 대응하여 왔다. 이렇게 하므로써 점(A)이 번갈아 전위 0와 전위 V1을 취하게 된다. 캐패시터(C)의 용량은 무한히 큰 것으로 가정하고, 변압기(T2) 및 인덕턴스(L)은 무한히 높은 값을 가지는 병렬 인덕턴스(L2) 및 유한 직렬 인덕턴스(L1)로서 대신되며, 변압기(T2)의 누설전류에 대해서는 인덕턴스(L1)로 허용된다. 변압기(T2)의 2차 측에서 대칭형태는 그랫쓰 (Graetz) 브릿지 정류회로(D4),(D'4),(D5),(D'5)를 전파정류기(D4),(D5)로 대응하므로써 제2도의 등가회로에서 복원된다.2 is an equivalent circuit diagram of the circuit of FIG. Here elements Tr 1 , D 1 and Tr 2 , D 2 have corresponded to two ideal switches S 1 and S 2 . In this way, point A alternates between potential 0 and potential V 1 . It is assumed that the capacity of the capacitor C is infinitely large, and the transformer T 2 and the inductance L are replaced by the parallel inductance L 2 and the finite series inductance L 1 having infinitely high values, and the transformer T The leakage current of 2 ) is allowed as an inductance (L 1 ). On the secondary side of the transformer (T 2 ), the symmetrical form of the graze bridge rectifier circuit (D 4 ), (D ' 4 ), (D 5 ), (D' 5 ) is a full-wave rectifier (D 4 ), By corresponding to (D 5 ), the equivalent circuit of FIG. 2 is restored.

제3a도는 정상 상태에서 인덕턴스(L2) 양단의 전압(VL)의 변화를 시간함수로써 계통적으로 도시한 것이며, 제3b는 인덕턴스(LL)를 통과한 전류(i)의 변화를 같은 스케일로 도시한 것이다. 트랜지스터(Tr1)는 발진기 신호의 주기(T)의 부분(δT)동안 전도되고, 반면에 트랜지스터(Tr2)는 주기(T)의 나머지 부분(1-δ) T 동안 전도된다. 캐패시터(C) 양단의 전압(Vc)은 인덕턴스(L2)양단에 아무런 직류전압도 나타나지 않은 상태에 의해서 결정될 수 있다. 그러므로 Vc=δV1인 전압이 제3도에서 생기게 된다. 한 주기(T)동안 전류(i)의 변화는 4개의 연합된 직선으로 표시되는데 거기에는 기간(δT)의 시작부에서 전류(i)의 영교차점을 위한 시간 변이(t1) 및 (VL)에 대해 생기는 기간(1-δ) T의 시작부에서 전류(i)의 영교차점을 위한 시간 변이(t2)가 표시되어 있다. 이 상황에서, 전류(i)의 변화는 해석적으로 결정될 수 있고, (t1) 및 (t2)는 전압(V1) 및 (V0)의 기능과 비율 δ의 기능으로 산정될 수 있다. 따라서 정류기(D4) 및 (D'4)가 도통되는 동안의 기간 δT-t1+t2와 정류기(D5) 및 (D'5)가 도통되는 동안의 기간 (1-δ)T-t1+t2의 양쪽이 다 주기(T)의 반과 일치하게 된다.FIG. 3a systematically shows the change in voltage V L across the inductance L 2 as a function of time in a steady state, and FIG. 3b shows the change in current i passing through the inductance L L on the same scale. It is shown as. Transistor T r1 is conducted during the portion δT of the period T of the oscillator signal, while transistor T r2 is conducted during the remaining portion 1-δ T of the period T. The voltage V c across the capacitor C may be determined by a state in which no DC voltage appears across the inductance L 2 . Therefore, a voltage with V c = δV 1 occurs in FIG. 3. The change in current i during one period T is represented by four associated straight lines, including the time transitions t 1 and V L for the zero crossing point of current i at the beginning of the period δT. The time shift t 2 for the zero crossing of the current i at the beginning of the period (1-δ) T occurring for In this situation, the change in current i can be determined analytically, and (t 1 ) and (t 2 ) can be estimated as the function of voltages V 1 and (V 0 ) and the function of ratio δ. . Thus, the period δT-t 1 + t 2 while the rectifiers D 4 and (D ' 4 ) are conducting and the period (1-δ) Tt 1 while the rectifiers D 5 and (D' 5 ) are conducting. Both sides of + t 2 are equal to half of the period (T).

캐패시터(C)를 통하여 흐르지 않고 인덕턴스(L2)를 통하여 흐를 수 있는 직류(IL)는 인덕턴스(L1)를 통하여 흐르며, 전류(IL)는 제3b도의 전류(i)의 평균치와 같다.The direct current I L which can flow through the inductance L 2 without flowing through the capacitor C flows through the inductance L 1 , and the current I L is equal to the average value of the current i in FIG. 3b. .

Figure kpo00001
임을 알았다. 여기서 (L1)은 2제2도의 인덕턴스(L1)의 값을 표시한다. 전류(I0)는 제3b도의 전류(i)를 정류한 결과의 평균치와 같다.
Figure kpo00001
I knew that. Where (L 1 ) denotes the value of the inductance L 1 of the second degree. The current I 0 is equal to the average value of the result of rectifying the current i of FIG. 3b.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

(1)식에서 δ=0.5이면 전류(IL)는 영이 된다. 이 경우에 제1도의 권선(LP2)을 통하여 흐르는 직류는 없고 따라서 변압기(T2)의 손실은 최소로 된다. 전류(I0)에 대한 식(2)는 비율 δ가 0.3 내지 0.7 사이의 값을 취할 때 조금 변화된다. 즉 트랜지스터(Tr1) 및 (Tr2)의 충격계수는 각각 대칭적인 트랜지스터의 구동에 상당하는 값 주변의 넓은 영역에서 출력전류(I0)에 대해 제한된 영향을 끼친다. 그러므로 회로의 작동은 δ=0.5인 경우 적절함을 알 수 있다. δ=0.5인 경우, 정류기(D4) 및 (D'4)(제3b도 참조)를 통과하는 전류의 최대치(i1)는 최대치(i2) 또는 정류기(D5) 및 (D'5)를 통과한 전류와 같아진다. 시간(δT-t1)의 주기에는 전류(i)는 트랜지스터 (Tr1)를 통하여 흐르고, 시간(t2)의 주기에는 다이오드(D2)를 통하여 흐르고, 시간 (1-δ)2T-t2의 주기에서는 트랜지스터(Tr2)를 통하여 흐르며, 시간(t1)의 주기에서는 다이오드(D1)를 통하여 흐른다.In equation (1), if δ = 0.5, the current I L becomes zero. In this case, there is no direct current flowing through the winding L P2 of FIG. 1 and therefore the loss of the transformer T 2 is minimized. Equation (2) for the current I 0 changes slightly when the ratio δ takes a value between 0.3 and 0.7. That is, the impact coefficients of the transistors T r1 and T r2 have a limited influence on the output current I 0 in a large area around the value corresponding to the driving of the symmetrical transistors, respectively. Therefore, it can be seen that the operation of the circuit is appropriate when δ = 0.5. When δ = 0.5, the maximum value of current (i 1 ) passing through rectifier (D 4 ) and (D ' 4 ) (see also FIG. 3b) is the maximum value (i 2 ) or rectifier (D 5 ) and (D' 5). Equals the current through In the period of time δT-t 1 , the current i flows through the transistor T r1 , and in the period of time t 2 flows through the diode D 2 , and the time (1-δ) 2 Tt 2 In the period of, it flows through the transistor T r2 , and in the period of time t 1 , it flows through the diode D 1 .

전류(I0)는 전압(V0)의 이차함수이다. 이 함수는 δ=0.5인 경우에 다음과 같이 간단하게 표현된다.Current I 0 is the quadratic function of voltage V 0 . This function is simply expressed as follows when δ = 0.5.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

함수(3)은 제4도에 그려지고, 이 도면에서 (I0)는 좌표계의 수평축을 따라 변화하고, 반면에 (V0)는 수직축에 따라 변화한다. 얻어진 곡선은 수평축과 일치하는 대칭축을 가진 포물선이다. 이것은 부하였으면 I0=0로 유지되므로, Vo=0.5V1이 되고, 반면에 단락회로의 전류 값인

Figure kpo00004
의 경우에는 전압(Vo)이 영이 된다.The function 3 is plotted in FIG. 4, in which (I 0 ) changes along the horizontal axis of the coordinate system, while (V 0 ) changes along the vertical axis. The curve obtained is a parabola with an axis of symmetry coinciding with the horizontal axis. This keeps I 0 = 0 when loaded, resulting in Vo = 0.5V 1 , while the short-circuit current value
Figure kpo00004
In the case of, the voltage Vo is zero.

제4도는 일정하게 유지되는 입력전압에서, 출력전류가 (IO1)과 (IO2) 사이에서 변화할 때 출력전압이 (VO1)에서 (VO2)로 변화되는 것을 보여준다.4 shows that at an input voltage that is kept constant, the output voltage changes from (V O1 ) to (V O2 ) when the output current varies between (I O1 ) and (I O2 ).

(3)식에서 회로의 내부저항이

Figure kpo00005
과 같다는 것을 유도할 수 있다. 이것은 내부저항이, (IO)가 증가함에 따라 증가하고 단락회로 출력의 경우에는 무한히 커지는 것을 보인다. 비율 δ의 다른 값들의 경우에 유사한 결과가 얻어질 수 있음은 명백하다.In the formula (3), the internal resistance of the circuit
Figure kpo00005
Can be derived from This shows that the internal resistance increases as (I O ) increases and grows infinitely in the case of a short circuit output. It is clear that similar results can be obtained for other values of the ratio δ.

제4도의 파선으로된 포물선은 상기에 고찰된 값보다 더 큰 전압(V1)의 값(V'1)에 대한 전압(VO)의 변화를 도시한 것이다. 입력전압이 (V1) 및 (V'1) 사이에서 변화하는 경우에, 제4도는 변화하는 출력전류(V'O1) 및 (VO2) 사이에서 출력전압이 변화하는 것을 도시한다. 여러 분야에 사용하기 위해정 이러한 변화는 허용될 수 없으며 따라서 안정화가 요구된다.The dashed parabola of FIG. 4 shows the change in voltage V O with respect to the value V ′ 1 of voltage V 1 larger than the value considered above. In the case where the input voltage varies between (V 1 ) and (V ′ 1 ), FIG. 4 shows that the output voltage changes between the varying output currents (V ′ O1 ) and (V O2 ). For use in many applications these changes are unacceptable and therefore require stabilization.

제5도는 안정화 회로와 연합되고 동일한 소자는 동일한 표시로 사용되어진 제1도의 변류기를 도시한다. 그 내부 저항이 부하 양단의 전압(VO)에 좌우되어 공지된 방식으로 제어되는 PnP형 직렬트랜지스터(Tr4)는 캐패시터(C2)와 부하(R) 사이에 포함된다. 이러한 목적을 위해 nPn 트랜지스터(Tr5)는 제너 다이오드(D6)의 기종전압으로 전압분할저항(R1),(R2)에 의하여 전압(VO)으로부터 유도된 전압을 구성한다. 동시에 트랜지스터(Tr4)의 베이스전류인 트랜지스터(Tr5)의 콜렉터전류는 비교된 전압들 사이의 차에 좌우된다. 평활캐패시터(C3)는 부하(R)와 병렬로 배열되고 제1도와 동일한 상황에서 실질적으로 제1도와 동일한 전류(IO)가 부하(R)를 통하여 흐른다.FIG. 5 shows the current transformer of FIG. 1 associated with a stabilization circuit and the same element being used with the same marking. A PnP type series transistor T r4 whose internal resistance depends on the voltage V O across the load and is controlled in a known manner is included between the capacitor C 2 and the load R. For this purpose, the nPn transistor T r5 forms a voltage derived from the voltage V O by the voltage dividing resistors R 1 and R 2 as the model voltage of the zener diode D 6 . At the same time, the collector current of transistor T r5 , which is the base current of transistor T r4 , depends on the difference between the compared voltages. The smoothing capacitor C 3 is arranged in parallel with the load R, and in the same situation as FIG. 1, a current I O substantially equal to that of FIG. 1 flows through the load R.

모든 소자가 이상적이고 비율 δ=0.5인 이론상의 경우에, 부하가 제외된 제1도의 회로는 전력을 소비하지 않는다. 만약 제5도의 직렬 조정이 사용될 경우 손실이 생기게 되는데, 이 손실은 트랜지스터(Tr4)를 교차하는 전압강하에 기인한 것이다. 제4도에서 출력특성이 점(P)을 통과하게끔 선택된, 그 때문에 IOv=IO2및 VOv=VO2가 유지된다면 이러한 손실은 최소로유지된다. 여기서(VO2)는 실질적으로 일정한 출력전압값이고 (IO2)는 예상되는 최고 출력전압이다. 이 관점에서 상기 손실은 영이다.In the theoretical case where all devices are ideal and the ratio δ = 0.5, the circuit of FIG. 1 with no load consumes no power. If the series adjustment of FIG. 5 is used, a loss is incurred due to the voltage drop across the transistor T r4 . In Fig. 4 this loss is kept to a minimum if the output characteristic is chosen to pass through point P, whereby I Ov = I O2 and V Ov = V O2 are maintained. Where (V O2 ) is the substantially constant output voltage value and (I O2 ) is the highest expected output voltage. In this respect the loss is zero.

다른 출력전류값의 경우에, 그리고 특히 최저 출력전류(IO1)이 기대되는 경우에 일정한 입력전압(IO1)에서 이러한 손실은 영이 아니고, 이 경우에 출력전압은 여전히(VO2)를 가지며, 캐패시터(C2)양단의 전압은(VO1)과 같게된다. (V1)의 입력전압이(V1')으로 증가한다면, IO=IO2인 경우에 트랜지스터(Tr4)양단의 전압 강하는 VO2'-VO2와 같아지고 IO=IO1의 경우 이 전압강하는 VO1'-VO2은 같아진다. 그러므로 이 손실은 상당하게 된다.In the case of a different output current, and in particular such a loss at the lowest output current (I O1) is a constant input voltage (I O1) when the expected is not zero, the output voltage in this case, still have a (V O2), The voltage across capacitor C 2 is equal to (V O1 ). "If increased, I O = I transistor in the case of O2 (Tr 4) the voltage drop across the V O2 input voltage (V 1), of (V 1) is equal to -V O2 I O = I O1 of In this case, the voltage drop is equal to V O1 '-V O2 . This loss is therefore considerable.

전술한 사항은 수식에 의한 예를 참조하여 설명할 수 있다. 일정한 출력전압 25볼트가 0.8내지 1.2암페어사이에서 변화하는 출력전류에서 요구된다. 즉, 20내지 30왓트의 유용한 전력이라고 가정하자, 입력전압(V1)은 230볼트에서 345볼트로 변화한다. V1=230V의 경우에 δ=0.5 및 Io2=0.5 Iomax의 일차전류를 선택한다. 이것은 식(3) 및 (4)를 따르며, 따라서 변압기(T2)의 일차측에서의 전압은 V2=0.353×V1=81.2V이며,

Figure kpo00006
이므로 Io2=0.37A가 된다. 결과적으로, 변압기 T2의 변압비는
Figure kpo00007
가 된다. L1=0.9mH를 택하면
Figure kpo00008
가 얻어지는데, 이것은 21.65KHz의 주파수에 해당한다.The foregoing may be described with reference to an example by a formula. A constant output voltage of 25 volts is required for output currents varying between 0.8 and 1.2 amps. In other words, assume that the power is 20 to 30 watts, the input voltage (V 1 ) changes from 230 volts to 345 volts. For V 1 = 230 V, select the primary currents of δ = 0.5 and Io 2 = 0.5 Iomax. This follows equations (3) and (4), so the voltage at the primary side of transformer T 2 is V 2 = 0.353 × V 1 = 81.2V,
Figure kpo00006
Therefore, Io 2 = 0.37A. As a result, the transformer ratio of transformer T 2 is
Figure kpo00007
Becomes If L 1 = 0.9mH
Figure kpo00008
Is obtained, which corresponds to a frequency of 21.65 KHz.

출력전류를 0.8암페어로 취할 경우, 1차 전류 Io1=0.8×0.31=0.25A이다. 제4도의 포물선을 기초로 Vo1=93.9V가 얻어진다. 따라서 회로의 손실은 (0.25×93.9)-20=3.5W가 된다.Taking the output current at 0.8 amps, the primary current Io 1 = 0.8 × 0.31 = 0.25A. Based on the parabola of FIG. 4, Vo 1 = 93.9 V is obtained. Therefore, the circuit loss is (0.25 x 93.9) -20 = 3.5W.

다음과 같은 결과가 파선으로 제4도에 도시된 포물선특성에 대하여 알려진다. 즉,

Figure kpo00009
이고 Vo2는 140.9V이며 VO1은 152.1볼트이다. 첫번째 경우에서 회로의 손실은 (140.9×0.74)-30=22.1왓트이고 두번째 경우에서는 (152.1×0.25)-20=18왓트이다. 위 사항으로 부터 회로의 효율이 불량하다는 것은 명백해진다. 단락전류 Io max는 입력전류의 증가에 따라 증가하며, 이는 트랜지스터(Tr1) 및 (Tr2)에 대한 많은 요구가 따르게 한다.The following results are known for the parabolic characteristics shown in FIG. 4 in dashed lines. In other words,
Figure kpo00009
Vo 2 is 140.9V and V O1 is 152.1 volts. In the first case the loss of the circuit is (140.9 × 0.74) -30 = 22.1 watts and in the second case (152.1 × 0.25) -20 = 18 watts. From the above it becomes clear that the efficiency of the circuit is poor. The short-circuit current Io max increases with increasing input current, which places many demands on transistors Tr 1 and Tr 2 .

스윗칭 신호의 주파수가 일정하고 따라서 입력전압과 무관하다고 전술한 사항에서 암암리에 가정 하였다. 본 발명은 주파수가 입력전압에 좌우되어 변환하도록 한 주파수의 순방향 제어방식을 사용하므로써 효율이 상당히 개선될 수 있다는 것에 대한 인식에 의거하고 있다.It is implicitly assumed in the foregoing that the frequency of the switching signal is constant and therefore independent of the input voltage. The present invention is based on the recognition that the efficiency can be significantly improved by using a forward control scheme of the frequency in which the frequency is converted depending on the input voltage.

제6도는 제4도의 특성을 도시한 것으로, 상기의 수식예를 근거로한 값을 포함하고 있다. 제6도는 또한 스윗칭신호의 주기와 입력전압(V1)과의 일정한 급 V1T에 대하여 얻어진 곡선(a)을 보인다. 공식(4)로 부터 단락전류가 일정하게 유지되고 반면에 무부하 상태에서의 출력전압이 (Vi)의 입력 전압에 대하여0.5Vi을 유지함을 알 수 있다. 제6도는 곡선(a)에 대한 출력전압값이 파선곡선의 전압값보다 항상 아래에 있음을 보여준다. 그래서 이와같은 제어방식을 통해 일정한 단락전류가 얻어지며, 이렇게 하여 트랜지스터(Tr1),(Tr2)에 유리하게 되고 소비전력이 감소하게 된다. 상기의 예지를 사용하면

Figure kpo00010
가 되는데, 값은 32.47KHz의 주파수에 해당하는 것이다. IO2에 대하여, VO=122V이고, 이것은 파선곡선 경우의 22.1W대신에 15.1W의 소비전력이 회로에서 생기게하며, IO1에 대하여는 VO=140.8V가 되어 18W대신 14.7W의 소비전력이 회로에서 생기게 한다.FIG. 6 shows the characteristics of FIG. 4 and includes values based on the above-described formula. 6 also shows the curve a obtained for a constant class V 1 T between the period of the switching signal and the input voltage V 1 . It can be seen from Equation (4) that the short-circuit current is kept constant, while the output voltage at no load maintains 0.5 Vi with respect to the input voltage of (Vi). 6 shows that the output voltage value for curve a is always below the voltage value of the broken line. Therefore, a constant short-circuit current is obtained through such a control method, which is advantageous for the transistors Tr 1 and Tr 2 and the power consumption is reduced. Using the above examples
Figure kpo00010
The value corresponds to a frequency of 32.47KHz. About I O2, V O = 122V and, in this and causing the power consumption of the circuit 15.1W to 22.1W, instead of when the broken line curve is the V O = 140.8V I O1 with respect to the power consumption of 18W 14.7W instead of To produce in the circuit.

입력전압에 역비례하는 주기를 가지며 따라서 트랜지스터(Tr3)를 제어하는데 적합한 신호를 발생시키는 발진기는 다음과 같은 간단한 방법으로 구성될 수 있다. 캐패시터는 전류원으로 충전되고, 이 전류는 전압(V1)으로 부터 직접 유도된다. 전압은 캐패시터 양단에서 선형으로 증가한다. 이 전압은 기정의 값이 도달하자마자 캐패시터는 재빨리 방전된다. 이렇게 하여 상승연부동안 기울기가 전압(V1)에 비례하는 톱니파전압이 발생된다. 만약 전압(V1)이 어떤 인자로 급해질 경우 캐패시터의 충전시간은 동일 인자로서, 나누어진다. 따라서, 곱 V1T는 일정하고 주파수

Figure kpo00011
은 전압(V1)에 비례한다. 이러한 원리에 따라 동작하는 발진기에 대해서는 여러 문헌으로 부터 공지되어 있다. 생성된 톱니신호는 공지된 방법으로 구형파 신호로 변환한다.An oscillator having a period inversely proportional to the input voltage and thus generating a signal suitable for controlling the transistor Tr 3 can be constructed in the following simple manner. The capacitor is charged with a current source, which is derived directly from the voltage (V 1 ). The voltage increases linearly across the capacitor. This voltage quickly discharges the capacitor as soon as the default value is reached. In this way, a sawtooth voltage is generated in which the slope is proportional to the voltage V 1 during the rising edge. If the voltage V 1 suddenly becomes a factor, the charge time of the capacitor is divided by the same factor. Thus, the product V 1 T is constant and frequency
Figure kpo00011
Is proportional to the voltage V 1 . Oscillators operating according to this principle are known from several documents. The generated sawtooth signal is converted into a square wave signal by a known method.

제6도의 파선곡선에 관한 개량은 또한 곡선(b)으로 표시되는 출력특성을 가진 회로로써 얻어진다. 이 회로에서 스윗칭신호의 주파수는 곡선(b)이 점(p)을 통과하는 그러한 방식으로 변화된다. 곡선(b)의 점들이 (3)식을 만족해야 하므로, 이 곡선은 곡선(a) 및 파선포물선으로 동일한 점에서 수직축을 교차하는 포물선이다. 이것으로 부터 단락전류 IOmax 감소 대(對) 입력전압증가 및 직렬제어회로내의 손실이 곡선(a)의 경우에 비하여 한층 더 감소된다. 상기에 언급된 실시예에서, V1=345V 경우에 Iomax는

Figure kpo00012
와 같아지고 이로부터
Figure kpo00013
가 되는데, 이 값은 단지 9.5W의 소비전력에 상당하는 값이며, 반면에 (P)점에서의 최소 소비 전력은 영이된다.An improvement on the broken curve of FIG. 6 is also obtained with a circuit having the output characteristic indicated by curve b. In this circuit the frequency of the switching signal is changed in such a way that curve b passes through point p. Since the points of curve (b) must satisfy equation (3), this curve is a parabola that crosses the vertical axis at the same point as curve (a) and dashed parabola. From this, the short-circuit current I O max decrease versus the input voltage increase and the loss in the series control circuit are further reduced compared to the case of the curve (a). In the above-mentioned embodiment, Iomax when V 1 = 345 V
Figure kpo00012
Equal to and from this
Figure kpo00013
This value is equivalent to just 9.5 W of power consumption, while the minimum power consumption at point (P) is zero.

이 회로에서 모든 특성은 점(P)을 교차한다. 만일 부하에 흐르는 전류(IO)가 변화되지 않는다면, 전혀 안정화가 필요없으며 부하는 캐패시터(C2')와 병렬로 직접 접속될 수 있다. 만약 이 전류가 어느 정도 변화할 경우, 예를들어 공지된 형태의 분로 제어방식 즉, 트랜지스터가 연결되고 저항(R)을 통과한 전류와 트랜지스터를 통과한 전류와의 합이 일정하게 유지되도록 제어되는 방식을 사용할 수 있다. 전압(V1)의 변화에 대하여 동작점은 점(P)에 남아 있게 된다. 저항(R)과 분로 트랜지스터는 함께 변환기의 부하를 구성한다.In this circuit all properties intersect point P. If the current I O flowing in the load does not change, no stabilization is required at all and the load may be directly connected in parallel with the capacitor C 2 ′. If this current changes to some extent, for example, a known shunt control scheme, i.e. the transistor is connected and controlled so that the sum of the current through the resistor R and the current through the transistor is kept constant. Can be used. The operating point remains at point P with respect to the change in voltage V 1 . Resistor R and shunt transistor together form the load of the converter.

또한 제6도에서, 점(P)에 대한 출력전압이 주전압에서 생기게 되는 리플전압을 포함하지 않는다는 것을 알 수 있다. 너무 크지 않은(IO)의 변화의 경우에는 출력에서의 리플전압은 파곡선 및 곡선(a)의 경우와 비교할때 크게 감쇄된다. 분로제어방식에 의하여 이것은 한층 더 감소될 수 있다. 그러므로, 스위칭주파수 성분들 및 그의 고조파가 제거될 필요가 있으므로, 직렬 배열이 사용될 경우에 캐패시터 (C2) 및 캐패시터(C3)는 저용량이 될 수 있다.Also, in FIG. 6, it can be seen that the output voltage to point P does not include the ripple voltage generated at the main voltage. In the case of a change not too large (I O ), the ripple voltage at the output is greatly attenuated compared to the case of the curve and curve (a). This can be further reduced by the shunt control scheme. Therefore, since the switching frequency components and their harmonics need to be removed, the capacitor C 2 and the capacitor C 3 can be low capacitance when a series arrangement is used.

주파수의 변화는 식(3)에 따른다. T=19.8㎲이고 따라서 f=50.5킬로헤르쯔이다. 곱 V1T는 230×46.2=10-3×10.6과 345×19.8=6.8×10-3사이에서 변화한다. 공지된 회로에 있어서 이 곱은 입력전압이 증가할때 증가하고, 반면에 그것은 a경우에 일정하게 유지되며 또 b경우에는 감소한다. 위의 숫자값으로 부터 T의 상대 변화는 약-57%인 반면 V1의 상대 변화는 약 33%가 된다는 것을 알 수 있다. 즉, 이것은 다른말로 표현하면 주기는 입력전압증가보다 더 큰비율로 감소한다. 이와 반대로 전압(V1)이 어떤 값으로부터 감소할 경우에는, 곱 V1T가 증가하고 주기 (T) 또한 (V1)의 변화보다 더 큰 상대변화로써 증가한다.The change in frequency is according to equation (3). T = 19.8 Hz and thus f = 50.5 kHz. The product V 1 T varies between 230 × 46.2 = 10 −3 × 10.6 and 345 × 19.8 = 6.8 × 10 −3 . In known circuits this product increases as the input voltage increases, while it remains constant in case a and decreases in case b. From the numerical values above, it can be seen that the relative change of T is about -57% while the relative change of V 1 is about 33%. In other words, in other words, the period decreases at a greater rate than the increase in input voltage. Conversely, when the voltage V 1 decreases from a value, the product V 1 T increases and the period T also increases with a relative change that is larger than the change in V 1 .

제7도는 완전한 회로를 도시한 것으로, 거기에서 제1도 내지5도의 소자들에 상응하는 소자들은 동일한 기준숫자들로 표시되었으며 또한 발진기는 상기의 조건을 만족시킨다. 캐패시터(C4)는 전압(V1)에 접속된, 제너다이어드(D7)과 저항(R)의 직렬 배열을 통하여 흐르는 전류로 충전된다. 저항(R3)은 전류원으로 생각될 수도 있다. 두 개의 트랜지스터(Tr6) 및 (Tr7)로써 공지된 방법으로 구성되고 사이 리스터로 작용하도록 상보형이며, 캐패시터(C4)양단의 전압이 저항(R4)과 제너 다이오드(D8)의 직렬배열 양단의 실질적으로 일정한 전압값에 도달할때 도통상태가 되는 스위치가 캐패시터(C4)운 방전 소자로 사용된다. 사이리스터(Tr6),(Tr7)의 양극게이트는 저항(R6)을 통하여 전압(V1)에 접속되고 음극게이트는 저항(R7)을 통하여 전압원(V1)의 부단자에 접속된다. 캐패시터(C4)양단의 전압이 대략 사이리스터의 음극리이드에 위치한 RC 병렬회로망(R5),(C5)양단의 일정한 전압값으로 감소되어졌을 때 방전은 중단된다.7 shows a complete circuit, in which the elements corresponding to the elements of FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals and the oscillator satisfies the above condition. Capacitor C 4 is charged with current flowing through a series arrangement of Zener Diet D 7 and resistor R, connected to voltage V 1 . Resistor R 3 may be thought of as a current source. Two transistors (Tr 6 ) and (Tr 7 ) are constructed in a known manner and are complementary to act as thyristors, and the voltage across capacitor (C 4 ) is equal to that of resistor (R 4 ) and zener diode (D 8 ). A switch, which is in a conductive state when reaching a substantially constant voltage value across the series array, is used as the discharge element of the capacitor C 4 . The positive gates of thyristors Tr 6 and Tr 7 are connected to voltage V 1 through resistor R 6 and the negative gate is connected to negative terminal of voltage source V 1 through resistor R 7 . . The discharge is stopped when the voltage across the capacitor C 4 is reduced to a constant voltage value across the RC parallel network R 5 and C 5 located approximately at the negative lead of the thyristor.

전압(V1)에서 공제된 실질적으로 일정한 전압은 다이오드(D7)양단에 나타나며, 여기서 다이오드(D7)는 전압종속저항으로 대용할 수도 있다. 저항(R3)양단의 전압강하, 결과적으로 이를 통과하는 캐패시터(C4)의 충전전류는 다이오드(D7)가 없을 경우보다 더 큰 상대 변화를 받게 된다. 캐패시터(C4)양단에 생성된, 일정한 진폭을 가지는 톱니파 전압의 상대적인 주기변화는 전압(V1)의 변화보다 크다. 캐패시터 (C4)의 방전시간은 방전전류가 저 저항성 통로가 되는 트랜지스터(Tr6)의 에미터를 통하여 흐름에 따라 매우 짧아진다. 소자(D7),(R3) 및 (C4)의 적당한 선택에 의하여, 주기(T)의 변화를 전압(V1)의 함수로서 얻을 수 있다. 다음의 값들은 상기에 언급된 예제에 적합하다. 즉, (R3)는 100kΩ, (C4)는 10nF, 다이오드(D7) 양단의 전압은 대략 145V이다. 상술된 톱니파 발진기는 다이오드(D7)가 단락회로로 대용된다면, 제6도의 곡선(a)의 경우에 사용될 수도 있다는 사실에 유의해야 한다.A substantially constant voltage is subtracted from the voltage (V 1) appears across the diode (D 7), wherein a diode (D 7) may be replaced by a voltage dependent resistance. The voltage drop across the resistor R 3 , and consequently, the charging current of the capacitor C 4 passing therethrough is subject to a greater relative change than without the diode D 7 . The relative periodic change of the sawtooth wave voltage having a constant amplitude, generated across the capacitor C 4 , is greater than the change of the voltage V 1 . The discharge time of the capacitor C 4 becomes very short as the discharge current flows through the emitter of the transistor Tr 6 , which becomes a low resistive passage. By appropriate selection of the elements D 7 , R 3 and C 4 , the change in the period T can be obtained as a function of the voltage V 1 . The following values are suitable for the example mentioned above. That is, (R 3 ) is 100 kΩ, (C 4 ) is 10 nF, and the voltage across diode D 7 is approximately 145V. It should be noted that the sawtooth oscillator described above may be used in the case of curve a of FIG. 6 if diode D 7 is substituted for a short circuit.

분리용 단으로 사용된 에미터폴로워 트랜지스터(Tr8)를 통하여, 캐패시터 (C4) 양단에 나타나는 톱니파 전압은 톱니파를 구형파로 변환시키는 구동기 트랜지스터(Tr3)의 베이스에 인가된다. 이러한 목적을 위해 직렬로 배열된 다수의 다이오드, 예컨대, 두 다이오드(D9) 및 (D10)과 저항(R8)은 분리 캐패시터(C6)에 의해 분로되고 트랜지스터(Tr3)의 에미터 리이드에 포함된다. 실질적으로 일정한 임계전압이 에미터에 나타난다. 트랜지스터(Tr3)는 그것의 베이스 전압이 이 임계전압보다 더 높게 되자마자 곧 포화상태에 이른다. 저항(R8)은 조정가능하고, 비율 δ는 이 저항을 통해 일정한 값으로 셋트될 수 있다.Through the emitter follower transistor Tr 8 used as the separating stage, the sawtooth voltage appearing across the capacitor C 4 is applied to the base of the driver transistor Tr 3 which converts the sawtooth wave into a square wave. For this purpose a number of diodes arranged in series, for example two diodes (D 9 ) and (D 10 ) and a resistor (R 8 ) are divided by a separate capacitor (C 6 ) and emitter of the transistor (Tr 3 ) It is included in the lead. A substantially constant threshold voltage appears at the emitter. Transistor Tr 3 is saturated as soon as its base voltage becomes higher than this threshold voltage. The resistance R 8 is adjustable and the ratio δ can be set to a constant value through this resistance.

이렇게 하여 얻어진 구형파신호는 변압기(T1)를 거쳐 트랜지스터(Tr1)와 트랜지스터(Tr2)의 베이스에 인가되는데, 트랜지스터(Tr1)은 차단되고 반면에 트랜지스터(Tr2)는 트랜지스터(Tr3)가 전도되는 기간 동안 전도된다. 회로망은 변압기(T1)의 제2차측 분만 아니라 제1차측에도 제공된다. 캐패시터(C7)는 다이오드(D2)와 병렬로 배열되어 과도기 동안 점(A)에서의 전압의 기울기를 감소시키며 따라서 스위칭 손실이 감소된다. 인덕턴스(L)는 변압기(I2)의 누설인덕턴스로 구성된다. 전술한 내용에서 캐패시터(C)의 용량은 매우 높은 것으로 가정하였다. 실제로, 이러한 값을 이용량에 대해 직렬회로망 C . L이 모든 경우에 유도성 임피던스를 가지도록 선택될 것이며, 이는 상기 회로망의 직렬 공진이 최소 스위칭 주파수를 최소입력전압에 상당하는 주파수 이하가 됨을 의미한다. 다음의 값들은 상기에 언급된 회로의 구성을 위해 선택되었다. (C)는 1μF이고 (C7)은 1.5nF이다.The square wave signal thus obtained is applied to the bases of the transistors Tr 1 and Tr 2 via the transformer T 1 , where the transistor Tr 1 is cut off while the transistor Tr 2 is the transistor Tr 3. ) During the period of evangelism. The network is provided not only on the secondary side of the transformer T 1 but also on the primary side. Capacitor C 7 is arranged in parallel with diode D 2 to reduce the slope of the voltage at point A during the transition and thus switching losses. Inductance L is composed of the leakage inductance of transformer I 2 . In the foregoing description, it is assumed that the capacity of the capacitor C is very high. In practice, these values are used for serial C. L will be chosen to have inductive impedance in all cases, which means that the series resonance of the network will be below the minimum switching frequency corresponding to the minimum input voltage. The following values were chosen for the construction of the circuit mentioned above. (C) is 1 μF and (C 7 ) is 1.5 nF.

상술된 구조에서, 트랜지스터(Tr4)를 포함하는 직렬제어회로를 제외하고는 궤환이 사용되지 않는다. 적어도 출력전류 값(IO1)과 (IO2) 사이에서 위에서 고려한 포물선보다 수평인 출력특성을 얻기 위해서 상술된 정방향 제어와 조합되는 캐패시터(C2) 양단의 전압으로부터의 궤환이 사용된다면 이와 같은 직렬 조정이 필요없어짐을 명백히 알 수 있다. 궤환은 예를들면 캐패시터(C2) 양단의 전압에 좌우되는 발진기 주파수 변화를 낳는다. 이 마지막으로 언급한 경우에 있어서, 권선(Ls2)에 견과하게 결합된 제2차 권선 양단에 나타나는 전압은 기준전압에 비교된다. 상기 전압들 사이에 측정된 차의 값에 좌우되는 정보는 가변저항을 나타내는 트랜지스터를 제어하고 전원(V1)의 부단자와 트랜지스터(Tr7)의 콜렉터 사이에 포함된다. 이것은 스위칭신호의 주파수에 영향을 미친다. 이와는 달리 사이리스터(Tr6), (Tr7)의 게이트 전극들 중의 하나에 대해 트리거링 작용을 하는 것을 가능한데, 그 이유는 순방향 제어가 관성이 없고, 주파수가 곧 입력전압에 의하여 결정된 값을 가지기 때문이다. 역방향제어는 약간 더 늦게 작용되고 주파수를 제조정한다. 이것은 결과적으로, 매우 복잡한 회로가 필요치 않으면, 루우프 이득이 너무 높을 필요성이 없는데 이 너무 높은 환선이득은 불안정을 초래할 수도 있다.In the above-described structure, no feedback is used except for the series control circuit including the transistor Tr 4 . Such a series is used if feedback from the voltage across capacitor C 2 , in combination with the above-mentioned forward control, is used to obtain an output characteristic that is horizontal than the parabolic considered above at least between output current values I O1 and I O2 . It is clear that no adjustment is necessary. The feedback results in a change in the oscillator frequency, for example, which depends on the voltage across capacitor C 2 . In this last mentioned case, the voltage across the secondary winding tightly coupled to the winding Ls 2 is compared to the reference voltage. Information depending on the value of the difference measured between the voltages is controlled between the negative terminal of the power supply V 1 and the collector of the transistor Tr 7 to control the transistor representing the variable resistance. This affects the frequency of the switching signal. Alternatively, it is possible to trigger on one of the gate electrodes of thyristors Tr 6 and Tr 7 because forward control is inertial and the frequency has a value determined by the input voltage. . Reverse control works slightly later and manufactures the frequency. As a result, unless very complex circuits are needed, there is no need for the loop gain to be too high, which may lead to instability.

Claims (1)

입력 dC 전압원의 접속하기 위한 입력단자와, 유도성 회로망과, 입력단자에 결합되고 진폭이 입력전압에 좌우되는 주기적인 구형파신호로 상기 유도성 회로망에 인가하기 위하여 배열되는 신호발생기와, 정류기 및 평활 캐패시터, 그리고 상기 유도성 회로망에 정류기 및 캐패시터를 결합하며 따라서 동작중에 평활전압이 캐패시터 양단에 나타나게 하는 수단을 구비하여서 입력직류전압을 출력직류전압으로 변환하기 위한 스위칭형 변환기에 있어서, 입력단자에서의 입력 dC 전압에 응답하여 입력직류전압에 따라 구형파신호의 주파수를 제어하며 따라서 동작시에 입력직류전압과 구형파신호의 주기와의 곱이 입력직류전압의 변화에 대해 기정의 특성을 보이게 하고 이 구형파신호의 충격계수를 실질적으로 일정하게 유지시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭형 변환기.An input terminal for connecting an input dC voltage source, an inductive network, a signal generator coupled to the input terminal and arranged to apply to the inductive network as a periodic square wave signal whose amplitude depends on the input voltage, rectifier and smoothing A switching converter for converting an input DC voltage to an output DC voltage having a capacitor and a means for coupling a rectifier and a capacitor to the inductive network and thus causing a smooth voltage to appear across the capacitor during operation, the switching converter for converting an input DC voltage to an output DC voltage. In response to the input dC voltage, the frequency of the square wave signal is controlled according to the input DC voltage. Therefore, in operation, the product of the input DC voltage and the period of the square wave signal shows a predetermined characteristic with respect to the change of the input DC voltage. Comprising means for keeping the coefficient of impact substantially constant Switching type converter as claimed.
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