JP2000060123A - トランスの１次巻線を利用したｄｃ／ｄｃコンバータ - Google Patents
トランスの１次巻線を利用したｄｃ／ｄｃコンバータInfo
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- JP2000060123A JP2000060123A JP10230612A JP23061298A JP2000060123A JP 2000060123 A JP2000060123 A JP 2000060123A JP 10230612 A JP10230612 A JP 10230612A JP 23061298 A JP23061298 A JP 23061298A JP 2000060123 A JP2000060123 A JP 2000060123A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、トランスを用いたＤＣ／ＤＣコンバー
タにおいて、内部に備えたトランスの２次側からのみ直
流電圧電源となる出力を獲得していたため、その出力の
数に応じたトランスを使用しなければならなく、出力を
増加させたとき、トランスの形状が大きくなり、またコ
ストもかかる。 【解決手段】 トランス１の１次側コイルＬ１とＮＰＮ
型トランジスタＴｒ１のコレクタとの接続部に、ダイオ
ードＤ３とコンデンサＣ３を用いた整流回路を接続し
て、トランス１の１次側からの直流電圧出力を電源とし
て活用することによって、１出力増加した出力電源を獲
得する。
タにおいて、内部に備えたトランスの２次側からのみ直
流電圧電源となる出力を獲得していたため、その出力の
数に応じたトランスを使用しなければならなく、出力を
増加させたとき、トランスの形状が大きくなり、またコ
ストもかかる。 【解決手段】 トランス１の１次側コイルＬ１とＮＰＮ
型トランジスタＴｒ１のコレクタとの接続部に、ダイオ
ードＤ３とコンデンサＣ３を用いた整流回路を接続し
て、トランス１の１次側からの直流電圧出力を電源とし
て活用することによって、１出力増加した出力電源を獲
得する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】内部にトランスを有するＤＣ
／ＤＣコンバータに関するもので、特に、複数の出力を
必要とするＤＣ／ＤＣコンバータに関する。
／ＤＣコンバータに関するもので、特に、複数の出力を
必要とするＤＣ／ＤＣコンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】図８、９に従来使用されているＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータの内部構成を示す。図８は、出力が１つで
あるＤＣ／ＤＣコンバータである。該ＤＣ／ＤＣコンバ
ータは、１次側コイルＬ１と２次側コイルＬ２で構成さ
れたトランス１を有している。直流電圧が入力される１
次側コイルＬ１にはＮＰＮ型トランジスタＴｒ１のコレ
クタが接続している。該トランジスタＴｒ１はベースに
制御回路２が接続されるとともに、エミッタが接地され
ている。出力となる２次側コイルＬ２は、接点ｂがダイ
オードＤ１が接続されるとともに、接点ａが接地されて
いる。また、該ダイオードＤ１は出力端子３に接続する
とともに、他端が接地されているコンデンサＣ１と接続
する。このような構成のＤＣ／ＤＣコンバータにおい
て、出力端子３の出力信号が制御回路２にフィードバッ
クされる。
Ｃコンバータの内部構成を示す。図８は、出力が１つで
あるＤＣ／ＤＣコンバータである。該ＤＣ／ＤＣコンバ
ータは、１次側コイルＬ１と２次側コイルＬ２で構成さ
れたトランス１を有している。直流電圧が入力される１
次側コイルＬ１にはＮＰＮ型トランジスタＴｒ１のコレ
クタが接続している。該トランジスタＴｒ１はベースに
制御回路２が接続されるとともに、エミッタが接地され
ている。出力となる２次側コイルＬ２は、接点ｂがダイ
オードＤ１が接続されるとともに、接点ａが接地されて
いる。また、該ダイオードＤ１は出力端子３に接続する
とともに、他端が接地されているコンデンサＣ１と接続
する。このような構成のＤＣ／ＤＣコンバータにおい
て、出力端子３の出力信号が制御回路２にフィードバッ
クされる。
【０００３】尚、前記ダイオードＤ１はトランス１から
出力端子３に電流が流れるように接続される。
出力端子３に電流が流れるように接続される。
【０００４】このような構成のＤＣ／ＤＣコンバータに
おいて、１次側コイルＬ１に直流電圧が入力された時、
制御回路２によりトランジスタＴｒ１のベースにパルス
電流が流される。トランジスタＴｒ１にベース電流が流
れたとき、トランジスタＴｒ１のコレクタ・エミッタ間
に電流が流れるので、このとき１次側コイルＬ１にも電
流が流れる。また、トランジスタＴｒ１のベースに電流
が流れないとき、トランジスタＴｒ１のコレクタ・エミ
ッタ間にも電流が流れないので、１次側コイルＬ１に電
流が流れない。
おいて、１次側コイルＬ１に直流電圧が入力された時、
制御回路２によりトランジスタＴｒ１のベースにパルス
電流が流される。トランジスタＴｒ１にベース電流が流
れたとき、トランジスタＴｒ１のコレクタ・エミッタ間
に電流が流れるので、このとき１次側コイルＬ１にも電
流が流れる。また、トランジスタＴｒ１のベースに電流
が流れないとき、トランジスタＴｒ１のコレクタ・エミ
ッタ間にも電流が流れないので、１次側コイルＬ１に電
流が流れない。
【０００５】このような動作を行うことにより、１次側
コイルＬ１の電流値が変化するために、該１次側コイル
Ｌ１が励起して磁場が発生し、この発生した磁場によっ
て２次側コイルＬ２が励起される。このようにして、２
次側コイルＬ２が１次側コイルＬ１によって、相互誘導
され２次側にパルス電圧がかかる。このようにして発生
したパルス電圧を、ダイオードＤ１とコンデンサＣ１に
よって整流し、直流電源として出力する。また、このと
き出力される直流電圧は、コイルＬ１、Ｌ２の巻線比
と、入力側の電圧によって決まる。
コイルＬ１の電流値が変化するために、該１次側コイル
Ｌ１が励起して磁場が発生し、この発生した磁場によっ
て２次側コイルＬ２が励起される。このようにして、２
次側コイルＬ２が１次側コイルＬ１によって、相互誘導
され２次側にパルス電圧がかかる。このようにして発生
したパルス電圧を、ダイオードＤ１とコンデンサＣ１に
よって整流し、直流電源として出力する。また、このと
き出力される直流電圧は、コイルＬ１、Ｌ２の巻線比
と、入力側の電圧によって決まる。
【０００６】上記のようなＤＣ／ＤＣコンバータの出力
をもう１つ増加して出力電圧が２つとなるＤＣ／ＤＣコ
ンバータの構成図を図９に示す。該ＤＣ／ＤＣコンバー
タは、図８で示した出力が１つのＤＣ／ＤＣコンバータ
の２次側コイルＬ２の接点ｃに、ダイオードＤ２を介し
て、他端が接地されたコンデンサＣ２が接続されるとと
もに、出力端子４が接続される。このとき、制御回路２
にフィードバックされる出力信号は、出力端子４より出
力される出力信号である。
をもう１つ増加して出力電圧が２つとなるＤＣ／ＤＣコ
ンバータの構成図を図９に示す。該ＤＣ／ＤＣコンバー
タは、図８で示した出力が１つのＤＣ／ＤＣコンバータ
の２次側コイルＬ２の接点ｃに、ダイオードＤ２を介し
て、他端が接地されたコンデンサＣ２が接続されるとと
もに、出力端子４が接続される。このとき、制御回路２
にフィードバックされる出力信号は、出力端子４より出
力される出力信号である。
【０００７】このような構成のＤＣ／ＤＣコンバータに
おける動作は、図８に示した出力端子が１つのＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータと同様の動作を行う。よって、２次側コイ
ルＬ２が、１次側コイルＬ１によって相互誘導され、該
コイルＬ２の接点ｂ、ｃにパルス電圧がかかる。このよ
うにして発生したパルス電圧を、それぞれダイオードＤ
１、Ｄ２及びコンデンサＣ１、Ｃ２によって整流し、出
力端子３、４よりＤＣ電源としてが出力する。また、こ
のとき出力端子３、４で出力される直流電圧は、１次側
コイルに入力される直流電圧の電圧値以外に、それぞ
れ、１次側コイルと２次側コイルａ−ｂ間の巻線比、１
次側コイルと２次側コイルａ−ｃ間の巻線比によって決
まる。
おける動作は、図８に示した出力端子が１つのＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータと同様の動作を行う。よって、２次側コイ
ルＬ２が、１次側コイルＬ１によって相互誘導され、該
コイルＬ２の接点ｂ、ｃにパルス電圧がかかる。このよ
うにして発生したパルス電圧を、それぞれダイオードＤ
１、Ｄ２及びコンデンサＣ１、Ｃ２によって整流し、出
力端子３、４よりＤＣ電源としてが出力する。また、こ
のとき出力端子３、４で出力される直流電圧は、１次側
コイルに入力される直流電圧の電圧値以外に、それぞ
れ、１次側コイルと２次側コイルａ−ｂ間の巻線比、１
次側コイルと２次側コイルａ−ｃ間の巻線比によって決
まる。
【０００８】尚、前記ダイオードＤ１及びＤ２は、トラ
ンス１から出力端子３、４に向かって電流が流れるよう
に接続されている。
ンス１から出力端子３、４に向かって電流が流れるよう
に接続されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来使用されているＤ
Ｃ／ＤＣコンバータは、図８と図９との関係のように、
トランス１内の２次側コイルＬ２に接続する出力端子を
増やすことによって、直流電源となる出力を増加させて
いる。
Ｃ／ＤＣコンバータは、図８と図９との関係のように、
トランス１内の２次側コイルＬ２に接続する出力端子を
増やすことによって、直流電源となる出力を増加させて
いる。
【００１０】しかしながら、上記のようにして直流電源
となる出力を増加させたとき、トランス１の端子数が増
えるので、該ＤＣ／ＤＣコンバータに使用するトランス
１の形状を大きくする必要がある。このとき、トランス
１の面積は、例えば４端子のトランスを５端子のトラン
スに変えたとき、その面積が４×４ｍｍから５×５ｍｍ
となるように、大きくなる。そのために、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータも大きい形状のものとなり、また、そのコスト
も高くなる。
となる出力を増加させたとき、トランス１の端子数が増
えるので、該ＤＣ／ＤＣコンバータに使用するトランス
１の形状を大きくする必要がある。このとき、トランス
１の面積は、例えば４端子のトランスを５端子のトラン
スに変えたとき、その面積が４×４ｍｍから５×５ｍｍ
となるように、大きくなる。そのために、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータも大きい形状のものとなり、また、そのコスト
も高くなる。
【００１１】本発明は、従来のＤＣ／ＤＣコンバータの
内部に備えているトランスを変更することなく、直流電
源となる出力を増加することができるＤＣ／ＤＣコンバ
ータを提供することを目的とする。
内部に備えているトランスを変更することなく、直流電
源となる出力を増加することができるＤＣ／ＤＣコンバ
ータを提供することを目的とする。
【００１２】また、本発明は、低コストで、かつ、形状
も大きくすることなく、直流電源となる出力を増加する
ことができるＤＣ／ＤＣコンバータを提供することを目
的とする。
も大きくすることなく、直流電源となる出力を増加する
ことができるＤＣ／ＤＣコンバータを提供することを目
的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のＤＣ／
ＤＣコンバータは、１次側のコイルの両端に、所定の直
流電圧を印加し、１次側のコイルに流れる電流をスイッ
チング素子によって断続して、２次側のコイルにパルス
電圧を得て、このパルス電圧を整流し、直流電圧電源と
して出力するＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記１次
側のコイルに生じるパルス電圧を整流し、直流電圧電源
として出力することを特徴とする。
ＤＣコンバータは、１次側のコイルの両端に、所定の直
流電圧を印加し、１次側のコイルに流れる電流をスイッ
チング素子によって断続して、２次側のコイルにパルス
電圧を得て、このパルス電圧を整流し、直流電圧電源と
して出力するＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記１次
側のコイルに生じるパルス電圧を整流し、直流電圧電源
として出力することを特徴とする。
【００１４】前記トランスの１次側のコイルと前記スイ
ッチング素子との接続部に整流回路を接続して、直流電
圧電源を獲得することによって、同じトランスを用いた
従来のＤＣ／ＤＣコンバータよりも１つ多い直流電圧電
源を獲得する。
ッチング素子との接続部に整流回路を接続して、直流電
圧電源を獲得することによって、同じトランスを用いた
従来のＤＣ／ＤＣコンバータよりも１つ多い直流電圧電
源を獲得する。
【００１５】前記スイッチング素子にトランジスタを用
い、該トランジスタのベースに前記２次側のコイルの出
力をフィードバックして前記トランジスタのＯＮ／ＯＦ
Ｆを制御する制御回路を接続することによって、前記２
次側のコイルの出力を一定に保つ。
い、該トランジスタのベースに前記２次側のコイルの出
力をフィードバックして前記トランジスタのＯＮ／ＯＦ
Ｆを制御する制御回路を接続することによって、前記２
次側のコイルの出力を一定に保つ。
【００１６】更に、前記１次側のコイルに生じるパルス
電圧を整流する整流回路の出力側に抵抗接続するととも
に、該抵抗とアース間にツェナーダイオードとコンデン
サを並列に接続したり、前記整流回路の出力側にトラン
ジスタのコレクタを接続し、該トランジスタのベース・
コレクタ間に抵抗を接続し、更に、該トランジスタのベ
ースとアース間にツェナーダイオードを接続するととも
に、エミッタとアース間にコンデンサを接続したり、ま
た、前記整流回路の出力側に３端子レギュレータの入力
端子を接続し、該３端子レギュレータの接地用端子を接
地するとともに、該３端子レギュレータの出力端子とア
ース間にコンデンサを接続するなどして、前記整流回路
の出力側と直流電圧電源の出力との間に安定化回路を接
続し、出力の安定化を図る。
電圧を整流する整流回路の出力側に抵抗接続するととも
に、該抵抗とアース間にツェナーダイオードとコンデン
サを並列に接続したり、前記整流回路の出力側にトラン
ジスタのコレクタを接続し、該トランジスタのベース・
コレクタ間に抵抗を接続し、更に、該トランジスタのベ
ースとアース間にツェナーダイオードを接続するととも
に、エミッタとアース間にコンデンサを接続したり、ま
た、前記整流回路の出力側に３端子レギュレータの入力
端子を接続し、該３端子レギュレータの接地用端子を接
地するとともに、該３端子レギュレータの出力端子とア
ース間にコンデンサを接続するなどして、前記整流回路
の出力側と直流電圧電源の出力との間に安定化回路を接
続し、出力の安定化を図る。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１に第１の実施形態で使用する
ＤＣ／ＤＣコンバータの内部構成を示す。該ＤＣ／ＤＣ
コンバータは、１次側コイルＬ１と２次側コイルＬ２で
構成されたトランス１を有している。直流電圧が入力さ
れる１次側コイルＬ１にはＮＰＮ型トランジスタＴｒ１
のコレクタが接続している。該トランジスタＴｒ１はベ
ースに制御回路２が接続されるとともに、エミッタが接
地されている。また、トランジスタＴｒ１のコレクタに
ダイオードＤ３が接続し、更に、該ダイオードＤ３に出
力端子５及び他端が接地されたコンデンサＣ３が接続さ
れる。
ＤＣ／ＤＣコンバータの内部構成を示す。該ＤＣ／ＤＣ
コンバータは、１次側コイルＬ１と２次側コイルＬ２で
構成されたトランス１を有している。直流電圧が入力さ
れる１次側コイルＬ１にはＮＰＮ型トランジスタＴｒ１
のコレクタが接続している。該トランジスタＴｒ１はベ
ースに制御回路２が接続されるとともに、エミッタが接
地されている。また、トランジスタＴｒ１のコレクタに
ダイオードＤ３が接続し、更に、該ダイオードＤ３に出
力端子５及び他端が接地されたコンデンサＣ３が接続さ
れる。
【００１８】２次側コイルＬ２は、接点ｂ、ｃに、それ
ぞれダイオードＤ１、Ｄ２が接続されるとともに、接点
ａが接地されている。また、ダイオードＤ１、Ｄ２は出
力端子３、４に接続し、更に、それぞれ他端が接地され
たコンデンサＣ１、Ｃ２と接続している。このようなＤ
Ｃ／ＤＣコンバータにおいて、出力端子４の出力信号が
制御回路２にフィードバックされる。該制御回路２によ
って、前記出力信号に応じてトランジスタＴｒ１のＯＮ
／ＯＦＦのタイミング時間ＴONとＴOFFを制御する。
ぞれダイオードＤ１、Ｄ２が接続されるとともに、接点
ａが接地されている。また、ダイオードＤ１、Ｄ２は出
力端子３、４に接続し、更に、それぞれ他端が接地され
たコンデンサＣ１、Ｃ２と接続している。このようなＤ
Ｃ／ＤＣコンバータにおいて、出力端子４の出力信号が
制御回路２にフィードバックされる。該制御回路２によ
って、前記出力信号に応じてトランジスタＴｒ１のＯＮ
／ＯＦＦのタイミング時間ＴONとＴOFFを制御する。
【００１９】尚、前記ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３は、
それぞれトランス１から出力端子３、４、５に向かって
電流が流れるように接続されている。
それぞれトランス１から出力端子３、４、５に向かって
電流が流れるように接続されている。
【００２０】図３及び図４を用いて、本実施形態で使用
するＤＣ／ＤＣコンバータの動作について説明する。図
３は、該ＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路２のトランジ
スタＴｒ１への入力信号波形とトランス１の接点ｂ、
ｃ、ｅにおける電圧の変化を表している。又、図４は該
ＤＣ／ＤＣコンバータのＴON及びＴOFF時の等価回路を
表す。
するＤＣ／ＤＣコンバータの動作について説明する。図
３は、該ＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路２のトランジ
スタＴｒ１への入力信号波形とトランス１の接点ｂ、
ｃ、ｅにおける電圧の変化を表している。又、図４は該
ＤＣ／ＤＣコンバータのＴON及びＴOFF時の等価回路を
表す。
【００２１】制御回路２によって、図３（ａ）のような
信号がトランジスタＴｒ１のベースに与えられたとき、
トランジスタＴｒ１は、ＴONの間動作するとともに、Ｔ
OFFの間停止している。また、１次側コイルＬ１の接点
ｄには直流電圧ＶINが印加されるものとする。
信号がトランジスタＴｒ１のベースに与えられたとき、
トランジスタＴｒ１は、ＴONの間動作するとともに、Ｔ
OFFの間停止している。また、１次側コイルＬ１の接点
ｄには直流電圧ＶINが印加されるものとする。
【００２２】上記のように、トランジスタＴｒ１が動作
するとき、ＴONの間、図４（ａ）のように、１次側コイ
ルＬ１に直接ＶINが印加された状態となるので、１次側
コイルＬ１にエネルギーが蓄えられる。また、接点ｅが
接地された状態となるので、接点ｅの電圧はＬｏｗとな
る。更に、２次側コイルＬ２に逆方向の電圧がかかるた
め、ｂ点及びｃ点の電圧はＬｏｗとなる。この逆方向の
電圧によりイ及びハの方向に流れようとする電流は、ダ
イオードＤ１及びＤ２によって遮断される。
するとき、ＴONの間、図４（ａ）のように、１次側コイ
ルＬ１に直接ＶINが印加された状態となるので、１次側
コイルＬ１にエネルギーが蓄えられる。また、接点ｅが
接地された状態となるので、接点ｅの電圧はＬｏｗとな
る。更に、２次側コイルＬ２に逆方向の電圧がかかるた
め、ｂ点及びｃ点の電圧はＬｏｗとなる。この逆方向の
電圧によりイ及びハの方向に流れようとする電流は、ダ
イオードＤ１及びＤ２によって遮断される。
【００２３】ＴOFFのとき、トランジスタの動作が停止
するとともに、ダイオードＤ１、Ｄ２、及びＤ３が作動
し、図４（ｂ）のように、２次側コイルＬ２の接点ｂ、
ｃに、それぞれ負荷Ｚ１、Ｚ２が接続するとともに、１
次側コイルＬ１の接点ｅに負荷Ｚ３が接続した状態とな
るので、ＴONの間に１次側コイルＬ１で蓄えられたエネ
ルギーが放出される。コイルに蓄えられたエネルギー
は、該コイルに接続した負荷Ｚ１、Ｚ２及びＺ３に電圧
として供給される。このとき、接点ｂ、ｃ、ｅから、そ
れぞれロ、ニ、ホの方向に電流が流れ、また、接点ｂ、
ｃ、ｅには、それぞれ出力直流電圧ＶO1、ＶO2、ＶO3が
かかる。そのため、接点ｂ、ｃ、ｅの電圧はそれぞれＨ
ｉとなる。また、このときトランジスタＴｒ１のコレク
タ・エミッタ間にかかる耐電圧ＶCEは、ＶO1となる。
するとともに、ダイオードＤ１、Ｄ２、及びＤ３が作動
し、図４（ｂ）のように、２次側コイルＬ２の接点ｂ、
ｃに、それぞれ負荷Ｚ１、Ｚ２が接続するとともに、１
次側コイルＬ１の接点ｅに負荷Ｚ３が接続した状態とな
るので、ＴONの間に１次側コイルＬ１で蓄えられたエネ
ルギーが放出される。コイルに蓄えられたエネルギー
は、該コイルに接続した負荷Ｚ１、Ｚ２及びＺ３に電圧
として供給される。このとき、接点ｂ、ｃ、ｅから、そ
れぞれロ、ニ、ホの方向に電流が流れ、また、接点ｂ、
ｃ、ｅには、それぞれ出力直流電圧ＶO1、ＶO2、ＶO3が
かかる。そのため、接点ｂ、ｃ、ｅの電圧はそれぞれＨ
ｉとなる。また、このときトランジスタＴｒ１のコレク
タ・エミッタ間にかかる耐電圧ＶCEは、ＶO1となる。
【００２４】上記のような動作が繰り返されるため、接
点ｂ、ｃ、ｅでの電圧の変化は図３（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）のようになる。このとき、図３（ｂ）及び図３
（ｃ）のように変化する電圧において負の電圧となって
表れる電圧が、それぞれダイオードＤ１及びＤ２によっ
て図３（ｅ）及び図３（ｆ）のようにカットオフされ
る。また、接点ｂ、ｃ、ｅでの電圧は、それぞれダイオ
ードＤ１、Ｄ２、Ｄ３及びコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３
によって、整流され、直流電圧電源として、出力端子
３、４、５より出力される。
点ｂ、ｃ、ｅでの電圧の変化は図３（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）のようになる。このとき、図３（ｂ）及び図３
（ｃ）のように変化する電圧において負の電圧となって
表れる電圧が、それぞれダイオードＤ１及びＤ２によっ
て図３（ｅ）及び図３（ｆ）のようにカットオフされ
る。また、接点ｂ、ｃ、ｅでの電圧は、それぞれダイオ
ードＤ１、Ｄ２、Ｄ３及びコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３
によって、整流され、直流電圧電源として、出力端子
３、４、５より出力される。
【００２５】更に、上記のような動作を示すＤＣ／ＤＣ
コンバータの出力端子５に、抵抗Ｒ１を接続し、該抵抗
Ｒ１の他端を出力端子６とするとともに、該出力端子６
に接地されたツェナーダイオードＤT1と接地されたコン
デンサーＣ５とが並列に接続された安定化回路を図５
（ａ）に示す。尚、ツェナーダイオードＤT1は、接地側
から出力端子６側に順バイアスがかかるように接続され
ている。
コンバータの出力端子５に、抵抗Ｒ１を接続し、該抵抗
Ｒ１の他端を出力端子６とするとともに、該出力端子６
に接地されたツェナーダイオードＤT1と接地されたコン
デンサーＣ５とが並列に接続された安定化回路を図５
（ａ）に示す。尚、ツェナーダイオードＤT1は、接地側
から出力端子６側に順バイアスがかかるように接続され
ている。
【００２６】このとき、ツェナーダイオードＤT1にかか
る逆バイアスが、ある一定の大きさの電圧を提供するの
で、出力端子５と出力端子６の間の回路が安定化回路７
として動作するため、出力端子５から出力される直流電
圧はより安定化された直流電圧として、出力端子６より
出力される。
る逆バイアスが、ある一定の大きさの電圧を提供するの
で、出力端子５と出力端子６の間の回路が安定化回路７
として動作するため、出力端子５から出力される直流電
圧はより安定化された直流電圧として、出力端子６より
出力される。
【００２７】図５（ｂ）は、図５（ａ）とは別の安定化
回路７を接続した例である。前記ＤＣ／ＤＣコンバータ
の出力端子５に、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ３のコレク
タが接続し、該トランジスタＴｒ３のコレクタ・ベース
間に抵抗Ｒ２が接続されている。また、該トランジスタ
Ｔｒ３のエミッタには、他端が接地されたコンデンサＣ
６と出力端子６が接続するとともに、該トランジスタＴ
ｒ３のベースには、他端が接地されたツェナーダイオー
ドＤT2が接続されている。尚、ツェナーダイオードＤT2
は、接地側からトランジスタＴｒ３のベース側に順バイ
アスがかかるように接続されている。
回路７を接続した例である。前記ＤＣ／ＤＣコンバータ
の出力端子５に、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ３のコレク
タが接続し、該トランジスタＴｒ３のコレクタ・ベース
間に抵抗Ｒ２が接続されている。また、該トランジスタ
Ｔｒ３のエミッタには、他端が接地されたコンデンサＣ
６と出力端子６が接続するとともに、該トランジスタＴ
ｒ３のベースには、他端が接地されたツェナーダイオー
ドＤT2が接続されている。尚、ツェナーダイオードＤT2
は、接地側からトランジスタＴｒ３のベース側に順バイ
アスがかかるように接続されている。
【００２８】このような構成の安定化回路７が出力端子
５に接続されているとき、ツェナーダイオードＤT2にか
かる逆バイアスが一定となるので、トランジスタＴｒ３
のベース電圧が一定として、該トランジスタＴｒ３のベ
ース・エミッタ間の電圧を調整することができる。その
ため、より安定した直流電圧を出力として、出力端子６
より得ることができる。
５に接続されているとき、ツェナーダイオードＤT2にか
かる逆バイアスが一定となるので、トランジスタＴｒ３
のベース電圧が一定として、該トランジスタＴｒ３のベ
ース・エミッタ間の電圧を調整することができる。その
ため、より安定した直流電圧を出力として、出力端子６
より得ることができる。
【００２９】図５（ｃ）は、図５（ａ）及び図５（ｂ）
とは別の安定化回路７を接続した例である。前記ＤＣ／
ＤＣコンバータの出力端子５に、３端子レギュレータ８
の入力用端子を接続し、該３端子レギュレータの接地用
端子を接地する。また、該３端子レギュレータの出力用
端子には、他端が接地されたコンデンサーＣ７と出力端
子６が接続されている。このように、安定化回路である
３端子レギュレータ８を接続することによって、出力端
子５より出力される直流電圧を更に安定化した直流電圧
が、出力端子６より得られる。
とは別の安定化回路７を接続した例である。前記ＤＣ／
ＤＣコンバータの出力端子５に、３端子レギュレータ８
の入力用端子を接続し、該３端子レギュレータの接地用
端子を接地する。また、該３端子レギュレータの出力用
端子には、他端が接地されたコンデンサーＣ７と出力端
子６が接続されている。このように、安定化回路である
３端子レギュレータ８を接続することによって、出力端
子５より出力される直流電圧を更に安定化した直流電圧
が、出力端子６より得られる。
【００３０】図２に第２の実施形態で使用するＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータの内部構成を示す。該ＤＣ／ＤＣコンバー
タは、１次側コイルＬ１と２次側コイルＬ２で構成され
たトランス１を有している。直流電圧が入力される１次
側コイルＬ１にはＰＮＰ型トランジスタＴｒ２のコレク
タが接続しており、該１次側コイルＬ１の他点は接地さ
れている。該トランジスタＴｒ２はベースに制御回路２
が接続されるとともに、エミッタには直流電圧ＶINがか
かっている。また、トランジスタＴｒ２のコレクタにダ
イオードＤ４が接続し、更に、該ダイオードＤ４に出力
端子５及び他端が接地されたコンデンサＣ４が接続され
る。
Ｃコンバータの内部構成を示す。該ＤＣ／ＤＣコンバー
タは、１次側コイルＬ１と２次側コイルＬ２で構成され
たトランス１を有している。直流電圧が入力される１次
側コイルＬ１にはＰＮＰ型トランジスタＴｒ２のコレク
タが接続しており、該１次側コイルＬ１の他点は接地さ
れている。該トランジスタＴｒ２はベースに制御回路２
が接続されるとともに、エミッタには直流電圧ＶINがか
かっている。また、トランジスタＴｒ２のコレクタにダ
イオードＤ４が接続し、更に、該ダイオードＤ４に出力
端子５及び他端が接地されたコンデンサＣ４が接続され
る。
【００３１】２次側コイルＬ２は、接点ｂ、ｃに、それ
ぞれダイオードＤ１、Ｄ２が接続されるとともに、接点
ａが接地されている。また、ダイオードＤ１、Ｄ２は出
力端子３、４に接続し、更に、それぞれ他端が接地され
たコンデンサＣ１、Ｃ２と接続している。このようなＤ
Ｃ／ＤＣコンバータにおいて、出力端子４の出力信号が
制御回路２にフィードバックされる。該制御回路２によ
って、前記出力信号に応じてトランジスタＴｒ２のＯＮ
／ＯＦＦのタイミング時間ＴONとＴOFFを制御する。
ぞれダイオードＤ１、Ｄ２が接続されるとともに、接点
ａが接地されている。また、ダイオードＤ１、Ｄ２は出
力端子３、４に接続し、更に、それぞれ他端が接地され
たコンデンサＣ１、Ｃ２と接続している。このようなＤ
Ｃ／ＤＣコンバータにおいて、出力端子４の出力信号が
制御回路２にフィードバックされる。該制御回路２によ
って、前記出力信号に応じてトランジスタＴｒ２のＯＮ
／ＯＦＦのタイミング時間ＴONとＴOFFを制御する。
【００３２】尚、前記ダイオードＤ１、Ｄ２は、それぞ
れトランス１から出力端子３、４に向かって電流が流れ
るように接続され、また、前記ダイオードＤ４は出力端
子５からトランス１に向かって電流が流れるように接続
されている。
れトランス１から出力端子３、４に向かって電流が流れ
るように接続され、また、前記ダイオードＤ４は出力端
子５からトランス１に向かって電流が流れるように接続
されている。
【００３３】図６及び図７を用いて、本実施形態で使用
するＤＣ／ＤＣコンバータの動作について説明する。図
６は、該ＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路２のトランジ
スタＴｒ２への入力信号波形とトランス１の接点ｂ、
ｃ、ｆにおける電圧の変化を表している。又、図７は該
ＤＣ／ＤＣコンバータのＴON及びＴOFF時の等価回路を
表す。
するＤＣ／ＤＣコンバータの動作について説明する。図
６は、該ＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路２のトランジ
スタＴｒ２への入力信号波形とトランス１の接点ｂ、
ｃ、ｆにおける電圧の変化を表している。又、図７は該
ＤＣ／ＤＣコンバータのＴON及びＴOFF時の等価回路を
表す。
【００３４】制御回路２によって、図６（ａ）のような
信号がトランジスタＴｒ２のベースに与えられたとき、
トランジスタＴｒ２は、ＴONの間動作するとともに、Ｔ
OFFの間停止している。また、トランジスタＴｒ２のエ
ミッタには直流電圧ＶINが印加されるものとする。
信号がトランジスタＴｒ２のベースに与えられたとき、
トランジスタＴｒ２は、ＴONの間動作するとともに、Ｔ
OFFの間停止している。また、トランジスタＴｒ２のエ
ミッタには直流電圧ＶINが印加されるものとする。
【００３５】上記のように、トランジスタＴｒ２が動作
するとき、ＴONの間、図７（ａ）のように、１次側コイ
ルＬ１に直接ＶINが印加された状態となるので、１次側
コイルＬ１にエネルギーが蓄えられる。また、ｆ点には
電圧ＶINがかかった状態となるので、ｆ点の電圧はＨｉ
となる。このとき、ヘの方向に流れようとする電流は、
ダイオードＤ４によって遮断される。更に、２次側コイ
ルＬ２に逆方向の電圧がかかるため、接点ｂ及びｃの電
圧はＬｏｗとなり、この逆方向の電圧のためにイ及びハ
の方向に流れようとする電流が、ダイオードＤ１及びＤ
２によって遮断される。
するとき、ＴONの間、図７（ａ）のように、１次側コイ
ルＬ１に直接ＶINが印加された状態となるので、１次側
コイルＬ１にエネルギーが蓄えられる。また、ｆ点には
電圧ＶINがかかった状態となるので、ｆ点の電圧はＨｉ
となる。このとき、ヘの方向に流れようとする電流は、
ダイオードＤ４によって遮断される。更に、２次側コイ
ルＬ２に逆方向の電圧がかかるため、接点ｂ及びｃの電
圧はＬｏｗとなり、この逆方向の電圧のためにイ及びハ
の方向に流れようとする電流が、ダイオードＤ１及びＤ
２によって遮断される。
【００３６】ＴOFFのとき、トランジスタの動作が停止
するとともに、ダイオードＤ１、Ｄ２、及びＤ４が作動
し、図７（ｂ）のように２次側コイルＬ２の接点ｂ、ｃ
に、それぞれ負荷Ｚ１、Ｚ２が接続するとともに、１次
側コイルＬ１の接点ｆに負荷Ｚ４が接続した状態となる
ので、ＴONの間に１次側コイルＬ１で蓄えられたエネル
ギーが放出される。コイルに蓄えられたエネルギーは、
該コイルに接続した負荷Ｚ１、Ｚ２及びＺ４に電圧とし
て供給される。このとき、接点ｂ、ｃ、ｆからロ、ニ、
トの方向に電流が流れ、また、接点ｂ、ｃ、ｆには、そ
れぞれ出力直流電圧Ｖ04、Ｖ05、−Ｖ06がかかる。その
ため、接点ｂ及び接点ｃの電圧はそれぞれＨｉとなり、
接点ｆの電圧はＬｏｗとなる。また、このときトランジ
スタＴｒ２のコレクタ・エミッタ間にかかる耐電圧ＶCE
は、ＶIN＋Ｖ06となる。
するとともに、ダイオードＤ１、Ｄ２、及びＤ４が作動
し、図７（ｂ）のように２次側コイルＬ２の接点ｂ、ｃ
に、それぞれ負荷Ｚ１、Ｚ２が接続するとともに、１次
側コイルＬ１の接点ｆに負荷Ｚ４が接続した状態となる
ので、ＴONの間に１次側コイルＬ１で蓄えられたエネル
ギーが放出される。コイルに蓄えられたエネルギーは、
該コイルに接続した負荷Ｚ１、Ｚ２及びＺ４に電圧とし
て供給される。このとき、接点ｂ、ｃ、ｆからロ、ニ、
トの方向に電流が流れ、また、接点ｂ、ｃ、ｆには、そ
れぞれ出力直流電圧Ｖ04、Ｖ05、−Ｖ06がかかる。その
ため、接点ｂ及び接点ｃの電圧はそれぞれＨｉとなり、
接点ｆの電圧はＬｏｗとなる。また、このときトランジ
スタＴｒ２のコレクタ・エミッタ間にかかる耐電圧ＶCE
は、ＶIN＋Ｖ06となる。
【００３７】上記のような動作が繰り返されるため、接
点ｂ、ｃ、ｆでの電圧の変化は図６（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）のようになる。このとき、図６（ｂ）及び図６
（ｃ）のように変化する電圧において負の電圧となって
表れる電圧が、それぞれダイオードＤ１及びＤ２によっ
て図６（ｅ）及び図６（ｆ）のようにカットオフされ、
図６（ｄ）のように変化する電圧において正の電圧とな
って表れる電圧が、ダイオードＤ４によって図６（ｇ）
のようにカットオフされる。また、接点ｂ、ｃ、ｆでの
電圧は、それぞれダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ４及びコン
デンサＣ１、Ｃ２、Ｃ４によって、整流され、直流電圧
電源として、出力端子３、４、５より出力される。
点ｂ、ｃ、ｆでの電圧の変化は図６（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）のようになる。このとき、図６（ｂ）及び図６
（ｃ）のように変化する電圧において負の電圧となって
表れる電圧が、それぞれダイオードＤ１及びＤ２によっ
て図６（ｅ）及び図６（ｆ）のようにカットオフされ、
図６（ｄ）のように変化する電圧において正の電圧とな
って表れる電圧が、ダイオードＤ４によって図６（ｇ）
のようにカットオフされる。また、接点ｂ、ｃ、ｆでの
電圧は、それぞれダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ４及びコン
デンサＣ１、Ｃ２、Ｃ４によって、整流され、直流電圧
電源として、出力端子３、４、５より出力される。
【００３８】
【発明の効果】本発明のＤＣ／ＤＣコンバータによる
と、１次側のコイルに表れるパルス電流を整流して、直
流電源の出力として利用するので、従来のＤＣ／ＤＣコ
ンバータのトランスの大きさを変更することなく、その
出力を１つ増加することができる。
と、１次側のコイルに表れるパルス電流を整流して、直
流電源の出力として利用するので、従来のＤＣ／ＤＣコ
ンバータのトランスの大きさを変更することなく、その
出力を１つ増加することができる。
【００３９】本発明のＤＣ／ＤＣコンバータによると、
トランスの大きさを変更することなく、同じ大きさのト
ランスを使用した従来のＤＣ／ＤＣコンバータの出力に
１出力を増加したＤＣ／ＤＣコンバータとなるので、同
じ数の出力を持った従来のＤＣ／ＤＣコンバータよりも
その規模が小さくなり、且つ、コストダウンをはかるこ
とができる。
トランスの大きさを変更することなく、同じ大きさのト
ランスを使用した従来のＤＣ／ＤＣコンバータの出力に
１出力を増加したＤＣ／ＤＣコンバータとなるので、同
じ数の出力を持った従来のＤＣ／ＤＣコンバータよりも
その規模が小さくなり、且つ、コストダウンをはかるこ
とができる。
【００４０】本発明のＤＣ／ＤＣコンバータによると、
１次側のコイルに接続したトランジスタのエミッタ・コ
レクタ間に負荷が接続された状態となるために、無負荷
時に比べて停止時の該トランジスタのエミッタ・コレク
タ間にかかる耐電圧が低くなり、従来のＤＣ／ＤＣコン
バータに使用されるトランジスタよりもコレクタ・エミ
ッタ間の耐電圧が低いトランジスタを使用することがで
きるので、コストダウンをはかれる。
１次側のコイルに接続したトランジスタのエミッタ・コ
レクタ間に負荷が接続された状態となるために、無負荷
時に比べて停止時の該トランジスタのエミッタ・コレク
タ間にかかる耐電圧が低くなり、従来のＤＣ／ＤＣコン
バータに使用されるトランジスタよりもコレクタ・エミ
ッタ間の耐電圧が低いトランジスタを使用することがで
きるので、コストダウンをはかれる。
【００４１】本発明のＤＣ／ＤＣコンバータによると、
１次側にかかるパルス電圧を整流する整流回路に安定化
回路を接続することによって、より安定した出力の直流
電圧が得られる。
１次側にかかるパルス電圧を整流する整流回路に安定化
回路を接続することによって、より安定した出力の直流
電圧が得られる。
【図１】第１の実施形態で使用するＤＣ／ＤＣコンバー
タの回路図。
タの回路図。
【図２】第２の実施形態で使用するＤＣ／ＤＣコンバー
タの回路図。
タの回路図。
【図３】第１の実施形態で使用するＤＣ／ＤＣコンバー
タの制御回路の入力信号波形と接点ｂ、ｃ、ｅの電圧波
形。
タの制御回路の入力信号波形と接点ｂ、ｃ、ｅの電圧波
形。
【図４】第１の実施形態で使用するＤＣ／ＤＣコンバー
タのＴON及びＴOFF時の等価回路図。
タのＴON及びＴOFF時の等価回路図。
【図５】本発明で使用するＤＣ／ＤＣコンバータの出力
端子５に接続する安定化回路の回路図。
端子５に接続する安定化回路の回路図。
【図６】第２の実施形態で使用するＤＣ／ＤＣコンバー
タの制御回路の入力信号波形と接点ｂ、ｃ、ｆの電圧波
形。
タの制御回路の入力信号波形と接点ｂ、ｃ、ｆの電圧波
形。
【図７】第２の実施形態で使用するＤＣ／ＤＣコンバー
タのＴON及びＴOFF時の等価回路図。
タのＴON及びＴOFF時の等価回路図。
【図８】出力端子が１つである従来のＤＣ／ＤＣコンバ
ータの回路図。
ータの回路図。
【図９】出力端子が２つである従来のＤＣ／ＤＣコンバ
ータの回路図。
ータの回路図。
１ トランス ２ 制御回路 ３〜６ 出力端子 ７ 安定化回路 ８ ３端子レギュレータ Ｃ１〜Ｃ７ コンデンサ Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード ＤT1，ＤT2 ツェナーダイオード Ｌ１ １次側コイル Ｌ２ ２次側コイル Ｒ１，Ｒ２ 抵抗 Ｔｒ１，Ｔｒ３ ＮＰＮ型トランジスタ Ｔｒ２ ＰＮＰ型トランジスタ
Claims (6)
- 【請求項１】 １次側のコイルの両端に、所定の直流電
圧を印加し、１次側のコイルに流れる電流をスイッチン
グ素子によって断続して、２次側のコイルにパルス電圧
を得て、このパルス電圧を整流し、直流電圧電源として
出力するＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、 前記１次側のコイルに生じるパルス電圧を整流し、直流
電圧電源として出力することを特徴とするＤＣ／ＤＣコ
ンバータ。 - 【請求項２】 前記１次側のコイルと前記スイッチング
素子との接続部に整流回路を接続し、 該整流回路の出力を直流電圧電源として使用することを
特徴とする請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。 - 【請求項３】 前記スイッチング素子としてトランジス
タが使用されるとともに、 前記２次側のコイルの出力をフィードバックして前記２
次側のコイルの出力を一定にするように前記トランジス
タのＯＮ／ＯＦＦを制御する制御回路を設けたことを特
徴とする請求項１又は２に記載のＤＣ／ＤＣコンバー
タ。 - 【請求項４】 前記１次側のコイルに生じるパルス電圧
を整流する整流回路の出力側に抵抗接続するとともに、
該抵抗とアース間にツェナーダイオードとコンデンサを
並列に接続したことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。 - 【請求項５】 前記１次側のコイルに生じるパルス電圧
を整流する整流回路の出力側にトランジスタのコレクタ
を接続し、該トランジスタのベース・コレクタ間に抵抗
を接続し、また、該トランジスタのベースとアース間に
ツェナーダイオードを接続するとともに、エミッタとア
ース間にコンデンサを接続したことを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。 - 【請求項６】 前記１次側のコイルに生じるパルス電圧
を整流する整流回路の出力側に３端子レギュレータの入
力端子を接続し、該３端子レギュレータの接地用端子を
接地するとともに、該３端子レギュレータの出力端子と
アース間にコンデンサを接続したことを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23061298A JP3732012B2 (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | トランスの１次巻線を利用したｄｃ／ｄｃコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23061298A JP3732012B2 (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | トランスの１次巻線を利用したｄｃ／ｄｃコンバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000060123A true JP2000060123A (ja) | 2000-02-25 |
| JP3732012B2 JP3732012B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=16910500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23061298A Expired - Fee Related JP3732012B2 (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | トランスの１次巻線を利用したｄｃ／ｄｃコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3732012B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170006625A (ko) * | 2015-07-09 | 2017-01-18 | 숭실대학교산학협력단 | 결합인덕터를 갖는 부스트-차지펌프-플라이백 컨버터 |
-
1998
- 1998-08-17 JP JP23061298A patent/JP3732012B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170006625A (ko) * | 2015-07-09 | 2017-01-18 | 숭실대학교산학협력단 | 결합인덕터를 갖는 부스트-차지펌프-플라이백 컨버터 |
| KR101710537B1 (ko) | 2015-07-09 | 2017-03-13 | 숭실대학교산학협력단 | 결합인덕터를 갖는 부스트-차지펌프-플라이백 컨버터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3732012B2 (ja) | 2006-01-05 |
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