JPH0365054A - Dc-dc converter - Google Patents
Dc-dc converterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、PWM制御によシ出力電圧を安定化させるD
C−DC:2ンバータに関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a D
C-DC: This relates to two inverters.
従来、この種のDC−DCコンバータは、第3図に示す
ように入力直流電源1および電圧変換トランス2の1次
側に直列接続されたスイッチ素子3のオン、オフによ多
、電圧変換トランス2を介して2次側にパルス波を送シ
、前記パルス波を整流器4,5シよび平滑コイル6並び
に平滑コンデンサ7によって整流、平滑し、負荷8に直
流電圧を得るとともにこの直流電圧を制御回路9によっ
て監視し、スイッチ素子30オンデユーテイ−を変える
ことで出力を安定化する回路構成となっていた。Conventionally, as shown in FIG. 3, this type of DC-DC converter has been configured to turn on and off a switching element 3 connected in series to the primary side of an input DC power supply 1 and a voltage conversion transformer 2. A pulse wave is sent to the secondary side via a rectifier 2, and the pulse wave is rectified and smoothed by a rectifier 4, 5, a smoothing coil 6, and a smoothing capacitor 7 to obtain a DC voltage to a load 8 and control this DC voltage. The circuit configuration is such that the output is stabilized by monitoring by the circuit 9 and changing the on-duty of the switching element 30.
上述した従来のDC−DCコンバータは、スイッチ素子
3のオン時に電圧変換トランス2に蓄えられたエネルギ
ーをオフ期間に放出することが必要であシ、オンデユー
テイ−を大きくすると、短期間にエネルギーを放出する
ため、スイッチ素子3のサージ電圧が大きくなシ、オン
デユーテイ−を60%程度にしかできなく、また、オン
デユーテイ−を小さくすると、平滑用コイル6およびコ
ンデンサ7を大きくしなければならないという問題があ
った。In the conventional DC-DC converter described above, it is necessary to release the energy stored in the voltage conversion transformer 2 during the off period when the switching element 3 is turned on, and when the on-duty is increased, the energy is released in a short period of time. Therefore, if the surge voltage of the switching element 3 is large, the on-duty can only be reduced to about 60%, and if the on-duty is reduced, the smoothing coil 6 and capacitor 7 must be made larger. Ta.
本発明のDC−DCコンバータは、第1のスイッチ素子
と第1の電圧変換トランスと第1の整流器とからなる第
1のDC−DCコンバータと、第2のスイッチ素子と第
2の電圧変換トランスと第2の整流器とからなる第2の
DC−DCコンバータとが整流器と平滑コイルと平滑コ
ンデンサとからなるフィルタを介して並列接続されると
ともにフィルタの出力電圧に応じて第1のスイッチ素子
および第2のスイッチ素子のオンデユーテイ−を制御す
る制御回路が接続されている。The DC-DC converter of the present invention includes a first DC-DC converter including a first switching element, a first voltage conversion transformer, and a first rectifier, and a second switching element and a second voltage conversion transformer. and a second DC-DC converter, which are connected in parallel via a filter including a rectifier, a smoothing coil, and a smoothing capacitor. A control circuit for controlling the on-duty of the second switch element is connected.
本発明においては、平滑コイルのインダクタンスが1/
2以下とZる。In the present invention, the inductance of the smoothing coil is 1/
2 or less.
次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例によるDC−DCコンバータ
の回路図である。同図において、スイッチ素子3,10
は入力直流電源1をそれぞれ電圧変換トランス2,11
を介して2次側に送出し、整流器4,12によってパル
ス波とする。スイッチ素子3,10のオン期間は等しく
、パルス波はスイッチ素子3,10の動作周波数の2倍
となシ、デユーティ−も2倍となる。フライホイール整
流器5.平滑コイル6および平滑コンデンサ7によって
前記パルス波は整流され、直流電圧となる。FIG. 1 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention. In the figure, switch elements 3, 10
are the input DC power supply 1 and the voltage conversion transformers 2 and 11, respectively.
The signal is sent to the secondary side via the rectifiers 4 and 12 and converted into a pulse wave. The on periods of the switching elements 3 and 10 are equal, the pulse wave is twice the operating frequency of the switching elements 3 and 10, and the duty is also twice. Flywheel rectifier5. The pulse wave is rectified by the smoothing coil 6 and the smoothing capacitor 7, and becomes a DC voltage.
出力電圧voは、制御回路9でスイッチ素子3゜10の
オンデユーテイ−を変化させて行ない、そのデユーティ
−比δは、電圧変換トランス2,110巻数比をn、入
力電圧をMinとすると、となる。筐た、整流器4,1
2の後のパルス波のデユーティ−比δ′は
δ=2δ ・−−−−−−−一−−−−−−−−−−
−−−−−−−−・(2)となう、δ′=1としても、
δ=0.5となり1各スイッチ素子3,190オンデユ
ーテイ−を0.5’!で広げることによシ、平滑コイル
6前のデユーティ−が100%筐で大きくできる。The output voltage vo is determined by changing the on-duty of the switching elements 3 and 10 in the control circuit 9, and the duty ratio δ is as follows, where n is the turns ratio of the voltage conversion transformer 2,110, and Min is the input voltage. . Housing, rectifier 4, 1
The duty ratio δ' of the pulse wave after 2 is δ=2δ ・−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−・(2) Even if δ′=1,
δ = 0.5 and the on-duty of 3,190 each switch element is 0.5'! By widening it, the duty in front of the smoothing coil 6 can be increased by 100% of the housing.
平滑コイル6のインダクタンスLは、最小負荷電流をI
o(癲)とし、スイッチ素子3,10のオン幅をTON
1周期をTとすると、
と々る。筐た、スイッチ回路が1回路の場合はであるか
ら、
となシ、本回路によう、従来回路に比べ、インダクタン
ス値を1/2以下にできる。また、スイッチ素子3,1
0のデユーティ−は、50%までしか広がらないため、
オフ期間に十分に電圧変換トランス2,11のエネルギ
ーを放出できる。The inductance L of the smoothing coil 6 is such that the minimum load current is I
o (癲), and the ON width of switch elements 3 and 10 is TON.
If one period is T, then it reaches. In the case of a single switch circuit, the present circuit can reduce the inductance value to 1/2 or less compared to the conventional circuit. In addition, switch elements 3 and 1
Since the duty of 0 only extends to 50%,
The energy of the voltage conversion transformers 2 and 11 can be sufficiently released during the off period.
第2図(亀)〜(、)は第1図の各部にかける電圧の動
作波形を示している。2 (tortoise) to (,) show the operating waveforms of the voltages applied to each part of FIG. 1.
以上説明したように本発明によるDC−DCコンバータ
は、第1のDC−DCコンバータと第2のDC−DCコ
ンバータとで構成することによシ、フィルタの平滑コイ
ルのインダクタンスを1/2以下にできるので、小型化
が可能となる。また、デユーティ比を0−100%の範
囲まで変えられるので、広範囲の入力電源に適するなど
の極めて優れた効果が得られる。As explained above, the DC-DC converter according to the present invention is configured with the first DC-DC converter and the second DC-DC converter, thereby reducing the inductance of the smoothing coil of the filter to 1/2 or less. Therefore, miniaturization is possible. Furthermore, since the duty ratio can be changed within the range of 0-100%, extremely excellent effects such as being suitable for a wide range of input power sources can be obtained.
第1図は本発明の一実施例によるDC−DCコンバータ
の回路図、第2図は第1図の動作波形を示す図、第3図
は従来のDC−DCコンバータの回路図である。
1−・am入力直流電源、2.11−・・・トランス、
3.10・・・・スイッチ素子、4,12・・・・整流
器、5・・・・7ライホイール整流器、6m・・・平滑
コイル、7・・・・平滑コンデンサ、8・・・・負荷、
9・・・・制御回路。FIG. 1 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing operating waveforms of FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional DC-DC converter. 1-・am input DC power supply, 2.11-・・transformer,
3.10...Switch element, 4,12...Rectifier, 5...7 Lie wheel rectifier, 6m...Smoothing coil, 7...Smoothing capacitor, 8...Load ,
9...Control circuit.
Claims (1)
ランスを介して2次側にパルス波を出力し、このパルス
波をフィルタにより整流、平滑して直流電圧を得るDC
−DCコンバータにおいて、第1のスイッチ素子と第1
の電圧変換トランスと第1の整流器とからなる第1のD
C−DCコンバータと、第2のスイッチ素子と第2の電
圧変換トランスと第2の整流器とからなる第2のDC−
DCコンバータとが整流器と平滑コイルと平滑コンデン
サとからなるフィルタを介して並列接続されるとともに
このフィルタ出力端と第1のスイッチ素子、第2のスイ
ッチ素子との間に第1のスイッチ素子および第2のスイ
ッチ素子のオンデユテイーを制御する制御回路が接続さ
れたことを特徴とするDC−DCコンバータ。DC voltage is output as a pulse wave to the secondary side via a voltage conversion transformer by turning on and off a switching element, and this pulse wave is rectified and smoothed by a filter to obtain a DC voltage.
- In the DC converter, the first switch element and the first
A first D consisting of a voltage conversion transformer and a first rectifier.
A second DC-DC converter including a C-DC converter, a second switch element, a second voltage conversion transformer, and a second rectifier.
A DC converter is connected in parallel through a filter consisting of a rectifier, a smoothing coil, and a smoothing capacitor, and the first switch element and the second switch element are connected between the filter output terminal and the first switch element and the second switch element. A DC-DC converter, characterized in that a control circuit for controlling on-duty of the second switch element is connected thereto.
Priority Applications (1)
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JP19918889A JPH0365054A (en) | 1989-08-02 | 1989-08-02 | Dc-dc converter |
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