JP2001095238A - 昇圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ - Google Patents
昇圧型ｄｃ−ｄｃコンバータInfo
- Publication number
- JP2001095238A JP2001095238A JP18807297A JP18807297A JP2001095238A JP 2001095238 A JP2001095238 A JP 2001095238A JP 18807297 A JP18807297 A JP 18807297A JP 18807297 A JP18807297 A JP 18807297A JP 2001095238 A JP2001095238 A JP 2001095238A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータに関し、２次側
の出力電圧が入力電源電圧の変動を受けず、安定した電
圧精度を実現する。 【解決手段】 変成器３の２次側に生ずる電圧を倍電圧
整流回路１０２により整流平滑化する。また変成器３は
１次側と２次側の結合を密にしたサンドウィッチ構造に
する。これにより負荷１４には入力電源１の電圧変動を
受けない安定した出力を得ることができる。
の出力電圧が入力電源電圧の変動を受けず、安定した電
圧精度を実現する。 【解決手段】 変成器３の２次側に生ずる電圧を倍電圧
整流回路１０２により整流平滑化する。また変成器３は
１次側と２次側の結合を密にしたサンドウィッチ構造に
する。これにより負荷１４には入力電源１の電圧変動を
受けない安定した出力を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は昇圧型ＤＣ−ＤＣコ
ンバータに関するものであり、特に電源電圧を昇圧して
得る負荷側の電圧が、電源電圧の変動を受けることのな
いようにしたものである。
ンバータに関するものであり、特に電源電圧を昇圧して
得る負荷側の電圧が、電源電圧の変動を受けることのな
いようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の携帯用電子機器の小型化に伴い、
それに使用する乾電池等も小型で本数も減少する傾向に
ある。このため電源電圧や電池容量が低下するので、よ
り高効率な多出力の昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの需要
が拡大している。
それに使用する乾電池等も小型で本数も減少する傾向に
ある。このため電源電圧や電池容量が低下するので、よ
り高効率な多出力の昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの需要
が拡大している。
【０００３】図３は、従来の多出力の昇圧型ＤＣ−ＤＣ
コンバータを示す回路図である。図において１は直流電
源、２は入力コンデンサである。入力コンデンサ２は、
リップルやノイズの低減の機能をもつが、なくても動作
可能なときもある。３はスイッチング用の変成器、４は
スイッチング素子、５は整流素子、６は平滑用コンデン
サ、７はスイッチング制御回路である。９は整流素子、
１２は平滑用コンデンサであり、変成器３の２次巻き線
の出力の整流回路を構成している。１３，１４は負荷で
あり、負荷１３にはＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０１の
出力電圧を印加し、負荷１４には、変成器３によって１
次側より変換された電圧を出力する。
コンバータを示す回路図である。図において１は直流電
源、２は入力コンデンサである。入力コンデンサ２は、
リップルやノイズの低減の機能をもつが、なくても動作
可能なときもある。３はスイッチング用の変成器、４は
スイッチング素子、５は整流素子、６は平滑用コンデン
サ、７はスイッチング制御回路である。９は整流素子、
１２は平滑用コンデンサであり、変成器３の２次巻き線
の出力の整流回路を構成している。１３，１４は負荷で
あり、負荷１３にはＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０１の
出力電圧を印加し、負荷１４には、変成器３によって１
次側より変換された電圧を出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで直流電源１の入
力電圧をＶｉ、コンデンサ６の両端電圧をＶｏ、スイッ
チング素子４がオンしたときの整流素子５の変成器３と
の接続点と基準電圧点との間の電圧をＶｏｎ、整流素子
５がオンしたときの整流素子５の両端電圧をＶｆ、変成
器３の１次巻き線と２次巻き線の比をＮ２／Ｎ１とす
る。
力電圧をＶｉ、コンデンサ６の両端電圧をＶｏ、スイッ
チング素子４がオンしたときの整流素子５の変成器３と
の接続点と基準電圧点との間の電圧をＶｏｎ、整流素子
５がオンしたときの整流素子５の両端電圧をＶｆ、変成
器３の１次巻き線と２次巻き線の比をＮ２／Ｎ１とす
る。
【０００５】出力電圧が定常状態の場合、変成器３の１
次巻き線の両端に発生する電圧は、スイッチング素子４
がオンのときＶｉ−Ｖｏｎであり、スイッチング素子４
がオフのときＶｏ＋Ｖｆ−Ｖｉである。
次巻き線の両端に発生する電圧は、スイッチング素子４
がオンのときＶｉ−Ｖｏｎであり、スイッチング素子４
がオフのときＶｏ＋Ｖｆ−Ｖｉである。
【０００６】よって変成器３の２次巻き線に生じる電圧
は、スイッチング素子４がオンしたとき、（Ｖｉ―Ｖｏ
ｎ）×Ｎ２／Ｎ１、スイッチング素子４がオフしたと
き、（Ｖｏ＋Ｖｆ−Ｖｉ）×Ｎ２／Ｎ１である。整流素
子９によりスイッチング素子４のオンと同相で整流する
と、（Ｖｉ―Ｖｏｎ）×Ｎ２／Ｎ１を平滑することにな
り、逆にスイッチング素子４のオフと同相で整流する
と、（Ｖｏ＋Ｖｆ−Ｖｉ）×Ｎ２／Ｎ１を平滑すること
になる。
は、スイッチング素子４がオンしたとき、（Ｖｉ―Ｖｏ
ｎ）×Ｎ２／Ｎ１、スイッチング素子４がオフしたと
き、（Ｖｏ＋Ｖｆ−Ｖｉ）×Ｎ２／Ｎ１である。整流素
子９によりスイッチング素子４のオンと同相で整流する
と、（Ｖｉ―Ｖｏｎ）×Ｎ２／Ｎ１を平滑することにな
り、逆にスイッチング素子４のオフと同相で整流する
と、（Ｖｏ＋Ｖｆ−Ｖｉ）×Ｎ２／Ｎ１を平滑すること
になる。
【０００７】このように２次側巻き線を整流した出力電
圧には、ともに入力電圧Ｖｉの要素が含まれている。こ
のため電源電圧が低下した場合にその影響を大きく受け
てしまい、電圧精度が良くなかった。
圧には、ともに入力電圧Ｖｉの要素が含まれている。こ
のため電源電圧が低下した場合にその影響を大きく受け
てしまい、電圧精度が良くなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータは、２次巻き
線に生起した電圧を倍電圧整流回路で整流するととも
に、昇圧用の変成器として、１次巻き線と２次巻き線の
結合を密にした構造（いわゆるサンドウィッチ構造）に
したことを特徴としている。
に、本発明の昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータは、２次巻き
線に生起した電圧を倍電圧整流回路で整流するととも
に、昇圧用の変成器として、１次巻き線と２次巻き線の
結合を密にした構造（いわゆるサンドウィッチ構造）に
したことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、直流電源と、前記直流電源の一端に接続された１次
側巻き線と磁気的に密に結合された２次巻き線とをもつ
昇圧用変成器と、一方の主端子が前記昇圧用変成器に接
続され、かつ他方の主端子が前記直流電源の他端に接続
されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と並
列に接続された整流素子及び平滑コンデンサの直列回路
と、前記平滑コンデンサに接続された負荷と、前記平滑
コンデンサに接続された電圧制御手段と、前記昇圧用変
成器の２次巻き線に接続された倍電圧整流回路と、前記
倍電圧整流回路に接続された負荷をもつものであり、こ
の構成により２次側巻き線に生起される電圧を倍電圧整
流回路で整流平滑することで、２次側の負荷には入力電
圧の影響をなくしている。
は、直流電源と、前記直流電源の一端に接続された１次
側巻き線と磁気的に密に結合された２次巻き線とをもつ
昇圧用変成器と、一方の主端子が前記昇圧用変成器に接
続され、かつ他方の主端子が前記直流電源の他端に接続
されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と並
列に接続された整流素子及び平滑コンデンサの直列回路
と、前記平滑コンデンサに接続された負荷と、前記平滑
コンデンサに接続された電圧制御手段と、前記昇圧用変
成器の２次巻き線に接続された倍電圧整流回路と、前記
倍電圧整流回路に接続された負荷をもつものであり、こ
の構成により２次側巻き線に生起される電圧を倍電圧整
流回路で整流平滑することで、２次側の負荷には入力電
圧の影響をなくしている。
【００１０】（実施の形態１）以下本発明の一実施の形
態を図面を参照して説明する。図１は一実施の形態にお
ける昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの回路図を示すもので
ある。図において、負荷１３に出力する１次側のＤＣ−
ＤＣコンバータ回路１０１の構成には、従来のものと特
に相違はない。
態を図面を参照して説明する。図１は一実施の形態にお
ける昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの回路図を示すもので
ある。図において、負荷１３に出力する１次側のＤＣ−
ＤＣコンバータ回路１０１の構成には、従来のものと特
に相違はない。
【００１１】従来の構成と異なるのは、変成器３の２次
巻き線に生じる電圧を、整流素子８，９、平滑用コンデ
ンサ１０，１１，１２よりなる倍電圧整流回路１０２で
整流し平滑化するよう構成したことを特徴としている。
巻き線に生じる電圧を、整流素子８，９、平滑用コンデ
ンサ１０，１１，１２よりなる倍電圧整流回路１０２で
整流し平滑化するよう構成したことを特徴としている。
【００１２】さらに変成器３を図２に示すように、１次
側巻き線２０２の間に２次巻き線２０３を挟み込む（あ
るいは逆に１次巻き線を２次巻き線で挟み込む）構造
（いわゆるサンドウィッチ構造）にすることにより、１
次側と２次側の結合度は密にしたことを特徴としてい
る。
側巻き線２０２の間に２次巻き線２０３を挟み込む（あ
るいは逆に１次巻き線を２次巻き線で挟み込む）構造
（いわゆるサンドウィッチ構造）にすることにより、１
次側と２次側の結合度は密にしたことを特徴としてい
る。
【００１３】ここで、直流電源１からの入力電圧をＶ
ｉ、コンデンサ６の両端電圧をＶｏ、スイッチング素子
４がオンしたときの整流素子５の変成器３との接続点と
基準電圧点との間の電圧をＶｏｎ、整流素子５がオンし
たときの両端電圧をＶｆ、変成器３の１次巻き線と２次
巻き線の比をＮ２／Ｎ１とする。
ｉ、コンデンサ６の両端電圧をＶｏ、スイッチング素子
４がオンしたときの整流素子５の変成器３との接続点と
基準電圧点との間の電圧をＶｏｎ、整流素子５がオンし
たときの両端電圧をＶｆ、変成器３の１次巻き線と２次
巻き線の比をＮ２／Ｎ１とする。
【００１４】出力電圧が定常状態のとき、変成器３の１
次巻き線の両端に発生する電圧は、スイッチング素子４
がオンしたときＶｉ−Ｖｏｎであり、スイッチング素子
４がオフしたときＶｏ＋Ｖｆ−Ｖｉである。２次巻き線
の両端には、この電圧に巻き線の比を乗じた電圧が誘導
される。
次巻き線の両端に発生する電圧は、スイッチング素子４
がオンしたときＶｉ−Ｖｏｎであり、スイッチング素子
４がオフしたときＶｏ＋Ｖｆ−Ｖｉである。２次巻き線
の両端には、この電圧に巻き線の比を乗じた電圧が誘導
される。
【００１５】すなわち整流素子９でスイッチング素子４
のオンと同相で整流すると（Ｖｉ−Ｖｏｎ）×Ｎ２／Ｎ
１を平滑した電圧がコンデンサ１０の両端に印加され
る。またこの電圧を整流素子８でスイッチング素子４の
オフと同相で整流すると（Ｖｏ＋Ｖｆ−Ｖｉ）×Ｎ２／
Ｎ１を平滑した電圧がコンデンサ１１の両端に印加され
る。したがってコンデンサ１０，１１の両端、つまりコ
ンデンサ１２の両端電圧は、これらの和の（Ｖｉ−Ｖｏ
ｎ）×Ｎ２／Ｎ１＋（Ｖｏ＋Ｖｆ−Ｖｉ）×Ｎ２／Ｎ１
＝（Ｖｏ＋Ｖｆ−Ｖｏｎ）×Ｎ２／Ｎ１が発生する。こ
のように負荷１４に印加される電圧には、入力電圧Ｖｉ
の要素が含まれていないので、入力電圧から大きな影響
を受けない電圧が得られることを、計算上証明すること
ができる。
のオンと同相で整流すると（Ｖｉ−Ｖｏｎ）×Ｎ２／Ｎ
１を平滑した電圧がコンデンサ１０の両端に印加され
る。またこの電圧を整流素子８でスイッチング素子４の
オフと同相で整流すると（Ｖｏ＋Ｖｆ−Ｖｉ）×Ｎ２／
Ｎ１を平滑した電圧がコンデンサ１１の両端に印加され
る。したがってコンデンサ１０，１１の両端、つまりコ
ンデンサ１２の両端電圧は、これらの和の（Ｖｉ−Ｖｏ
ｎ）×Ｎ２／Ｎ１＋（Ｖｏ＋Ｖｆ−Ｖｉ）×Ｎ２／Ｎ１
＝（Ｖｏ＋Ｖｆ−Ｖｏｎ）×Ｎ２／Ｎ１が発生する。こ
のように負荷１４に印加される電圧には、入力電圧Ｖｉ
の要素が含まれていないので、入力電圧から大きな影響
を受けない電圧が得られることを、計算上証明すること
ができる。
【００１６】しかし２次側を倍電圧整流回路としただけ
では、実際には電源電圧の変動に対して安定した出力が
得られにくく、変成器３を上述のサンドウィッチ構造に
することが重要である。サンドウィッチ構造にすれば、
１次側に発生する磁束のほぼ全てが２次側を通過する構
造となっているので、電圧変動ばかりでなく、負荷変動
に対しても影響を受けない安定した出力を得ることがで
きる。
では、実際には電源電圧の変動に対して安定した出力が
得られにくく、変成器３を上述のサンドウィッチ構造に
することが重要である。サンドウィッチ構造にすれば、
１次側に発生する磁束のほぼ全てが２次側を通過する構
造となっているので、電圧変動ばかりでなく、負荷変動
に対しても影響を受けない安定した出力を得ることがで
きる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、昇圧用チ
ョークコイルに磁気的に密に結合させた２次巻き線を追
加した昇圧用変成器を用い、さらに２次巻き線の電圧を
倍電圧整流することにより、入力電源電圧の変動の影響
を受けない出力電圧を２次側に得ることのできる、多出
力の昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを実現することができ
る。
ョークコイルに磁気的に密に結合させた２次巻き線を追
加した昇圧用変成器を用い、さらに２次巻き線の電圧を
倍電圧整流することにより、入力電源電圧の変動の影響
を受けない出力電圧を２次側に得ることのできる、多出
力の昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを実現することができ
る。
【図１】本発明の一実施の形態における昇圧型ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの回路図
Ｃコンバータの回路図
【図２】同コンバータに使用する変成器の構成図
【図３】従来の昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの回路図
１ 直流電源 ２ 入力コンデンサ ３ 変成器 ４ スイッチング素子 ５，８，９ 整流素子 ６，１０，１１，１２ 平滑用コンデンサ ７ スイッチング制御回路 １３，１４ 負荷 １０１ ＤＣ−ＤＣコンバータ回路 １０２ 倍電圧整流回路 ２０１ トランスのコア ２０２ トランスの１次巻き線 ２０３ トランスの２次巻き線
Claims (1)
- 【請求項１】直流電源と、前記直流電源の一端に接続さ
れた１次側巻き線と磁気的に密に結合された２次巻き線
とをもつ昇圧用変成器と、一方の主端子が前記昇圧用変
成器に接続され、かつ他方の主端子が前記直流電源の他
端に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング
素子と並列に接続された整流素子及び平滑コンデンサの
直列回路と、前記平滑コンデンサに接続された負荷と、
前記平滑コンデンサに接続された電圧制御手段と、前記
昇圧用変成器の２次巻き線に接続された倍電圧整流回路
と、前記倍電圧整流回路に接続された負荷をもつ昇圧型
ＤＣ−ＤＣコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18807297A JP2001095238A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 昇圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18807297A JP2001095238A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 昇圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001095238A true JP2001095238A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=16217223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18807297A Pending JP2001095238A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 昇圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001095238A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017017845A (ja) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | サンケン電気株式会社 | 高電圧発生装置 |
-
1997
- 1997-07-14 JP JP18807297A patent/JP2001095238A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017017845A (ja) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | サンケン電気株式会社 | 高電圧発生装置 |
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