JP2000102251A - ダブルフォワードコンバータ - Google Patents

ダブルフォワードコンバータ

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JP2000102251A
JP2000102251A JP10270844A JP27084498A JP2000102251A JP 2000102251 A JP2000102251 A JP 2000102251A JP 10270844 A JP10270844 A JP 10270844A JP 27084498 A JP27084498 A JP 27084498A JP 2000102251 A JP2000102251 A JP 2000102251A
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JP
Japan
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transformer
rectifier
diode
circuit
voltage
Prior art date
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JP10270844A
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English (en)
Inventor
Atsushi Watanabe
淳 渡邊
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダブルフォワードコンバータにおいて、整流
回路に印加される電圧を小さくする。 【解決手段】 二つの整流回路10a、10bを直列接
続することにより整流ダイオード8a、8bに印加され
る電圧を小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は入力直流電圧を所
望の出力直流電圧に変換するDC/DCコンバータの一
種である、ダブルフォワードコンバータに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のダブルフォワードコンバー
タを示すもので、1は入力端子、2a、2bはリセット
ダイオード、3a、3bはトランス、4a、4bはトラ
ンス3a、3bのリセット巻線、5a、5bはトランス
3a、3bの一次巻線、6a、6bはトランス3a、3
bの二次巻線、7a、7bはスイッチング素子、8a、
8bは整流ダイオード、9a、9bは還流ダイオード、
10a、10bは整流回路、11はチョークコイル、1
2はキャパシタ、13は平滑回路、14は出力端子であ
る。
【0003】図3の動作原理を以下に説明する。入力端
子1には一次電源が印加され、スイッチング素子7a、
7bが一定周期でオン/オフを繰り返すことにより、ト
ランス3a、3bの一次巻線5a、5bにパルス電圧が
印加される。トランス3a、3bの一次巻線5a、5b
に印加されたパルス電圧は、トランス3a、3bの一次
巻線5a、5bと二次巻線6a、6bの巻数比で降圧又
は昇圧され、トランス3a、3bの二次巻線6a、6b
に交流電力として出力される。このとき、スイッチング
素子7aがオンの間にトランス3aに蓄積された励磁エ
ネルギーは、スイッチング素子7aがオフの間にトラン
ス3aのリセット巻線4aとリセットダイオード2aに
より回生される。同様に、スイッチング素子7bがオン
の間にトランス3bに蓄積された励磁エネルギーは、ス
イッチング素子7bがオフの間にトランス3bのリセッ
ト巻線4bとリセットダイオード2bにより回生され
る。トランス3a、3bの二次巻線6a、6bから出力
される交流電力は、整流ダイオード8a、8bと還流ダ
イオード9a、9bからなる整流回路10a、10bに
より整流され、平滑回路13に出力される。このとき、
整流回路10aと整流回路10bは並列に接続されてい
るが、スイッチング素子7a、7bのオン/オフのタイ
ミングは、図3のようになっており、整流回路10aと
整流回路10bの出力が同時に出力されることはないた
め、整流回路10aの出力するパルス電力と整流回路1
0bの出力するパルス電力との合計のパルス電力が平滑
回路13に入力される。平滑回路13は入力されたパル
ス電力を平滑し、出力端子14から直流電圧を出力す
る。このように、ダブルフォワードコンバータでは二つ
の電力変換手段の合計の電力を出力できるため、比較的
大きな出力電力を得られるという長所がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のダブルフォワー
ドコンバータは以上のように構成されており、次のよう
な問題があった。スイッチング素子7a、7bのオン/
オフのタイミングは、図3のようになっており、スイッ
チング素子7aがオン、スイッチング素子7bがオフの
状態からスイッチング素子7aがオフになると、トラン
ス3の励磁エネルギーが回生され始め、トランス3aの
二次巻線6aには逆起電圧が発生し、この逆起電圧は、
整流ダイオード8aに印加される。次に、スイッチング
素子7bがオフからオンになると、トランス3bを介し
て電力が伝送され、整流回路10bの出力段に電圧が発
生する。整流回路10bの出力段に発生した電圧は、平
滑回路13に供給されるが、整流回路10a、10bは
並列に接続されているため、この電圧は整流回路10a
の整流ダイオード8aおよび還流ダイオード9aにも印
加される。この時、トランス3aは励磁エネルギーを回
生している状態でありトランス3aの二次巻線6aから
逆起電圧が出力されているため、整流ダイオード8aに
は、トランス3aの二次巻線6aから出力される逆起電
圧と、整流回路10bから出力される電圧との合計の電
圧が印加される。整流ダイオード8bについても全く同
様であり、整流ダイオード8bには、トランス3bの二
次巻線6bから出力される逆起電圧と、整流回路10a
から出力される電圧との合計の電圧が印加される。この
ため、整流ダイオード8a、8bには、耐圧の大きなダ
イオードが必要となり、部品が大きくなるという問題が
あった。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明によるダブル
フォワードコンバータは、二つの整流回路を直列に接続
することにより、整流ダイオードに必要とされる耐電圧
を小さくしたものである。
【0006】また、第2の発明によるダブルフォワード
コンバータは、二つの整流回路を並列に接続する際に、
互いに逆流防止ダイオードを介して接続することによ
り、整流ダイオードに必要とされる耐電圧を小さくした
ものである。
【0007】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、この発明
の実施の形態1によるダブルフォワードコンバータを示
すもので、1は入力端子、2a、2bはリセットダイオ
ード、3a、3bはトランス、4a、4bはトランス3
a、3bのリセット巻線、5a、5bはトランス3a、
3bの一次巻線、6a、6bはトランス3a、3bの二
次巻線、7a、7bはスイッチング素子、8a、8bは
整流ダイオード、9a、9bは還流ダイオード、10
a、10bは整流回路、11はチョークコイル、12は
キャパシタ、13は平滑回路、14は出力端子である。
【0008】上記図1のダブルフォワードコンバータに
おいて、スイッチング素子7a、7bが一定周期でオン
/オフを繰り返すことによりトランス3a、3bの一次
側から二次側へ電力が伝送され、整流回路10a、10
bからパルス電力が出力される。このとき整流回路10
a、10bは直列に接続されているため、整流回路10
aの出力するパルス電力と整流回路10bの出力するパ
ルス電力との合計のパルス電力が平滑回路13に入力さ
れる。平滑回路13は入力されたパルス電力を平滑し、
出力端子14から直流電圧を出力する。スイッチング素
子7aがオン、スイッチング素子7bがオフの状態から
スイッチング素子7aがオフになると、トランス3aの
励磁エネルギーが回生され始め、トランス3aの二次巻
線6aには逆起電圧が発生し、この逆起電圧は、整流ダ
イオード8aに印加される。次に、スイッチング素子7
bがオフからオンになると、トランス3bの一次側から
二次側へ電力が伝送され、整流回路10bの出力段に電
圧が発生し、平滑回路13に電力を供給する。このと
き、整流回路10a、10bは、直列に接続されている
ため、整流回路10bの出力する電圧が整流回路10a
に印加されることはない。このため、整流ダイオード8
aに印加される電圧は二次巻線6aの出力する逆起電圧
だけである。整流ダイオード8bについても全く同様で
あり、整流ダイオード8bに印加される電圧は二次巻線
6bの出力する逆起電圧だけである。このように、整流
回路10a、10bを直列に接続することにより、整流
ダイオード8a、8bに印加される電圧を小さくするこ
とができるため、耐圧の小さなダイオードを用いること
が可能となり、部品を小さくすることができる。
【0009】実施の形態2.図2は、この発明の実施の
形態2によるダブルフォワードコンバータを示すもの
で、1、2a、2b、3a、3b、4a、4b、5a、
5b、6a、6b、7a、7b、8a、8b、9a、9
b、10a、10b、11〜14は図1と同じものであ
り、15a、15bは逆流防止ダイオードである。
【0010】上記図2のダブルフォワードコンバータに
おいて、スイッチング素子7a、7bが一定周期でオン
/オフを繰り返すことにより、トランス3a、3bの一
次側から二次側へ電力が伝送され、整流回路10a、1
0bからパルス電力が出力される。このとき、整流回路
10a、10bは、互いに逆流防止ダイオード15a、
15bを介して並列に接続されており、整流回路10a
から電圧が出力されているときは逆流防止ダイオード1
5aがオン状態となり、整流回路10bから電圧が出力
されているときは逆流防止ダイオード15bがオン状態
となるため、整流回路10aの出力するパルス電力と整
流回路10bの出力するパルス電力との合計のパルス電
力が平滑回路13に入力される。平滑回路13は入力さ
れたパルス電力を平滑し、出力端子14から直流電圧を
出力する。スイッチング素子7aがオン、スイッチング
素子7bがオフの状態からスイッチング素子7aがオフ
になると、トランス3aの励磁エネルギーが回生され始
め、トランス3aの二次巻線6aには逆起電圧が発生
し、この逆起電圧は、整流ダイオード8aに印加され
る。次に、スイッチング素子7bがオフからオンになる
と、トランス3bの一次側から二次側へ電力が伝送さ
れ、整流回路10bの出力段に電圧が発生する。整流回
路10bの出力段に電圧が発生すると、逆流防止ダイオ
ード15bがオンになり、平滑回路13に電力を供給す
る。このとき、逆流防止ダイオード15aはオフしてい
るため、整流回路10bの出力する電圧が整流回路10
aに印加されることはない。このため、整流ダイオード
8aに印加される電圧は二次巻線6aの出力する逆起電
圧だけとなる。整流ダイオード8bについても全く同様
であり、整流ダイオード8bに印加される電圧は二次巻
線6bの出力する逆起電圧だけとなる。このように、整
流回路10a、10bを互いに逆流防止ダイオードを介
して並列に接続することにより、整流ダイオード8a、
8bに印加される電圧を小さくすることができるため、
耐圧の小さなダイオードを用いることが可能となり、部
品を小さくすることができる。
【0011】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を有する。
【0012】第1の発明によれば、整流ダイオードに印
加される電圧を小さくすることにより、耐圧の小さなダ
イオードを用いることが可能となり、部品を小さくする
ことができる。
【0013】また、第2の発明によれば、第1の発明と
同様に、部品を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明によるダブルフォワードコンバータ
の実施の形態1を示す図である。
【図2】 この発明によるダブルフォワードコンバータ
の実施の形態2を示す図である。
【図3】 従来のダブルフォワードコンバータを示す図
である。
【図4】 従来のダブルフォワードコンバータのスイッ
チング素子の動作状態を示す図である。
【符号の説明】
1 入力端子、2 リセットダイオード、3 トラン
ス、4 リセット巻線、5 一次巻線、6 二次巻線、
7 スイッチング素子、8 整流ダイオード、9還流ダ
イオード、10 整流回路、11 チョークコイル、1
2 キャパシタ、13 平滑回路、14 出力端子、1
5 逆流防止ダイオード。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次電源が印加される入力端子と、前記
    入力端子に接続された第一のトランスと、前記第一のト
    ランスの一次巻線に接続された第一のスイッチング素子
    と、前記第一のトランスのリセット巻線に接続された第
    一のリセットダイオードと、前記第一のトランスの二次
    巻線に接続された第一の整流回路と、前記第一の整流回
    路に接続された平滑回路と、前記平滑回路に接続された
    出力端子と、前記入力端子に接続された第二のトランス
    と、前記第二のトランスの一次巻線に接続された第二の
    スイッチング素子と、前記第二のトランスのリセット巻
    線に接続された第二のリセットダイオードと、前記第二
    のトランスの二次巻線と前記平滑回路との間に接続さ
    れ、かつ、前記第一の整流回路に直列に接続された第二
    の整流回路とを備えたことを特徴とするダブルフォワー
    ドコンバータ。
  2. 【請求項2】 一次電源が印加される入力端子と、前記
    入力端子に接続された第一のトランスと、前記第一のト
    ランスの一次巻線に接続された第一のスイッチング素子
    と、前記第一のトランスのリセット巻線に接続された第
    一のリセットダイオードと、前記第一のトランスの二次
    巻線に接続された第一の整流回路と、前記第一の整流回
    路に接続された第一の逆流防止ダイオードと、前記第一
    の逆流防止ダイオードに接続された平滑回路と、前記平
    滑回路に接続された出力端子と、前記入力端子に接続さ
    れた第二のトランスと、前記第二のトランスの一次巻線
    に接続された第二のスイッチング素子と、前記第二のト
    ランスのリセット巻線に接続された第二のリセットダイ
    オードと、前記第二のトランスの二次巻線に接続された
    第二の整流回路と、前記第二の整流回路と前記平滑回路
    との間に接続された第二の逆流防止ダイオードとを備え
    たことを特徴とするダブルフォワードコンバータ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009114663A1 (en) * 2008-03-14 2009-09-17 Illinois Tool Works Inc. Welding or cutting power supply using phase shift double forward converter circuit (psdf)
JP2011205752A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Fujitsu Telecom Networks Ltd フォワード型スイッチング電源装置とフォワード型スイッチング電源装置の駆動方法
US8179100B2 (en) 2009-03-06 2012-05-15 Illinois Tool Works Inc. Battery charger using the phase shift by a pair of forward converting circuits

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