JP2002223566A - Direct current converter - Google Patents

Direct current converter

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JP2002223566A
JP2002223566A JP2001016201A JP2001016201A JP2002223566A JP 2002223566 A JP2002223566 A JP 2002223566A JP 2001016201 A JP2001016201 A JP 2001016201A JP 2001016201 A JP2001016201 A JP 2001016201A JP 2002223566 A JP2002223566 A JP 2002223566A
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Japan
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smoothing
rectifying
output voltage
circuit
control
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JP2001016201A
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Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Tsuruya
守 鶴谷
Akiteru Chiba
明輝 千葉
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Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily stabilize both a first output voltage Vo1 and a second output voltage Vo2, when both output voltages are obtained from a common output transformer 2. SOLUTION: A first rectifying smoothing circuit 4 and a second rectifying smoothing circuit 5a are connected to the transformer 2, and a switching element 3 on the secondary side of the transformer 2 is on/off-controlled, so as to make the output voltage of the first circuit 4 constant. Between the transformer 2 and the second circuit 5a, a magnetic amplifier 6 is connected. The magnetic amplifier 6 is controlled, so as to make the output voltage Vo2 of the circuit 5a constant. First and second smoothing reactors L1, L2 respectively of the first and second circuits 4, 5a are coupled electromagnetically to each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は複数の直流出力電圧
を得ることができる直流変換装置に関する。
[0001] The present invention relates to a DC converter capable of obtaining a plurality of DC output voltages.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の複数の直流出力電圧を得るための
直流変換装置は、図1に示すように直流電力を供給する
ための第1及び第2の電源端子1a、1bを有する直流
電源1と、トランス2と、スイッチング素子3と、第1
及び第2の整流平滑回路4、5と、磁気増幅器(マグア
ンプ)6と、第1及び第2の制御回路7、8と、逆流阻
止用ダイオード9とを備えている。トランス2は1次巻
線N1 と2次巻線N2 と3次巻線N3 とを有する。スイ
ッチング素子3は直流電圧を高い周波数(例えば20〜
150kHz )でオン・オフするものであって、トランス
2の1次巻線N1 を介して第1及び第2の電源端子1
a、1b間に接続されている。第1の整流平滑回路4は
第1の直流出力電圧を得るためにトランス2の2次巻線
N2 に接続され、第1の整流用ダイオードD1 と第1の
転流用ダイオードDc1と、第1の平滑用リアクトルL1
と第1の平滑用コンデンサC1 とを有している。第1の
整流用ダイオードD1 及び第1の平滑用リアクトルL1
は2次巻線N2と第1の対の出力端子10a、10bと
の間のラインに直列に接続されている。第1の平滑用コ
ンデンサC1 は対の出力端子10a、10b間に接続さ
れている。第1の転流用ダイオードDc1は第1の平滑用
リアクトルL1 を介して第1の平滑用コンデンサC1 に
並列に接続されている。対の第1の直流出力端子10
a、10b間に第1の負荷10が接続されている。第2
の整流平滑回路5は第2の直流出力電圧を得るためにト
ランス2の3次巻線N3 に磁気増幅器6を介して接続さ
れ、第2の整流ダイオードD2 と第2の転流用ダイオー
ドDc2と第2の平滑用リアクトルL2 と第2の平滑用コ
ンデンサC2 とを有している。第2の整流用ダイオード
D2 及び第2の平滑用リアクトルL2 は3次巻線N3 と
第2の対の出力端子11a、11bとの間のラインに直
列に接続されている。第2の平滑用コンデンサC2 は対
の第2の出力端子11a、11b間に接続されている。
第2の転流用ダイオードDc2は第2の平滑用リアクトル
L2 を介して第2の平滑用コンデンサC2 に並列に接続
されている。対の第2の直流出力端子11a、11b間
に第2の負荷11が接続されている。磁気増幅器6は3
次巻線N3 から第2の整流平滑回路5に電流が流れる経
路に直列に接続されている。磁気増幅器6は周知のよう
に可飽和リアクトルから成り、制御電流によって飽和に
達するまでの時間を制御することができるものである。
第1の制御回路7は、第1の整流平滑回路4から得られ
る第1の出力電圧Vo1を検出する手段と第1の出力電圧
Vo1を所定値にするためのパルス幅変調信号を形成して
スイッチング素子3をオン・オフ制御するパルス形成手
段とを有する。第2の制御回路8は、第2の整流平滑回
路5から得られる第2の出力電圧Vo2を検出する手段と
前記第2の出力電圧Vo2を所定値にするための制御電流
Ic を磁気増幅器6に供給する手段とを有する。図1の
従来の直流変換装置によれば、第1の制御回路7によっ
て安定化された第1の出力電圧Vo1を得ることができる
と共に第2の制御回路8によって安定化された第2の出
力電圧Vo2を得ることができる。
2. Description of the Related Art A conventional DC converter for obtaining a plurality of DC output voltages includes a DC power supply 1 having first and second power supply terminals 1a and 1b for supplying DC power as shown in FIG. , Transformer 2, switching element 3, first
And a second rectifying / smoothing circuit 4, 5, a magnetic amplifier (mag amplifier) 6, first and second control circuits 7, 8, and a backflow preventing diode 9. The transformer 2 has a primary winding N1, a secondary winding N2, and a tertiary winding N3. The switching element 3 converts the DC voltage to a high frequency (for example,
150 kHz), and the first and second power supply terminals 1 through the primary winding N1 of the transformer 2.
a and 1b. The first rectifying / smoothing circuit 4 is connected to the secondary winding N2 of the transformer 2 to obtain a first DC output voltage, and includes a first rectifying diode D1, a first commutating diode Dc1, and a first Smoothing reactor L1
And a first smoothing capacitor C1. First rectifying diode D1 and first smoothing reactor L1
Are connected in series to the line between the secondary winding N2 and the first pair of output terminals 10a, 10b. The first smoothing capacitor C1 is connected between the pair of output terminals 10a and 10b. The first commutation diode Dc1 is connected in parallel to the first smoothing capacitor C1 via the first smoothing reactor L1. A pair of first DC output terminals 10
The first load 10 is connected between a and 10b. Second
The rectifying / smoothing circuit 5 is connected to the tertiary winding N3 of the transformer 2 via a magnetic amplifier 6 to obtain a second DC output voltage, and the second rectifying diode D2, the second commutating diode Dc2 and A second smoothing reactor L2 and a second smoothing capacitor C2. The second rectifying diode D2 and the second smoothing reactor L2 are connected in series to a line between the tertiary winding N3 and the second pair of output terminals 11a and 11b. The second smoothing capacitor C2 is connected between the pair of second output terminals 11a and 11b.
The second commutating diode Dc2 is connected in parallel to the second smoothing capacitor C2 via the second smoothing reactor L2. The second load 11 is connected between the pair of second DC output terminals 11a and 11b. The magnetic amplifier 6 is 3
It is connected in series to a path through which current flows from the secondary winding N3 to the second rectifying / smoothing circuit 5. As is well known, the magnetic amplifier 6 is formed of a saturable reactor, and can control the time until reaching saturation by a control current.
The first control circuit 7 forms a means for detecting the first output voltage Vo1 obtained from the first rectifying and smoothing circuit 4 and a pulse width modulation signal for setting the first output voltage Vo1 to a predetermined value. Pulse forming means for controlling the on / off of the switching element 3. The second control circuit 8 includes a means for detecting the second output voltage Vo2 obtained from the second rectifying / smoothing circuit 5 and a control current Ic for setting the second output voltage Vo2 to a predetermined value. Means for supplying According to the conventional DC converter shown in FIG. 1, the first output voltage Vo1 stabilized by the first control circuit 7 can be obtained, and the second output voltage stabilized by the second control circuit 8 can be obtained. The voltage Vo2 can be obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、第1の負荷
10が小さくなると、2次巻線N2 、第1の整流用ダイ
オードD1 、第1の平滑用リアクトルL1 を通って流れ
る電流も減少し、ここでの電圧降下が小さくなるために
第1の出力電圧Vo1が上昇する。特に、第1の平滑用リ
アクトルL1を流れる電流がカットオフするように負荷
電流I1が低下すると、平滑用コンデンサC1の電圧上昇
が大きくなる。この結果、第1の出力電圧Vo1を一定値
に保つためにスイッチング素子3のデューティ比が小さ
くなる。これにより、2次巻線N2 から供給する電力量
が低下し、第1の出力電圧Vo1は目標値になる。この
時、3次巻線N3 から供給することができる電力量の低
下が生じる。磁気増幅器6によって導通を制限しない状
態即ち制御角が零の状態において、3次巻線N3 から供
給する電力量の低下が生じると、第2の負荷11が要求
する電力を所定電圧が供給を継続することが不可能にな
り、図2の実線で示すように第2の出力電圧Vo2の低下
が生じる。
By the way, when the first load 10 becomes smaller, the current flowing through the secondary winding N2, the first rectifying diode D1, and the first smoothing reactor L1 also decreases. Since the voltage drop here is small, the first output voltage Vo1 increases. In particular, when the load current I1 decreases so that the current flowing through the first smoothing reactor L1 is cut off, the voltage rise of the smoothing capacitor C1 increases. As a result, the duty ratio of the switching element 3 decreases in order to keep the first output voltage Vo1 at a constant value. As a result, the amount of power supplied from the secondary winding N2 decreases, and the first output voltage Vo1 becomes the target value. At this time, the amount of power that can be supplied from the tertiary winding N3 decreases. If the amount of power supplied from the tertiary winding N3 decreases in a state where conduction is not limited by the magnetic amplifier 6, that is, in a state where the control angle is zero, a predetermined voltage continues to supply the power required by the second load 11. 2 and the second output voltage Vo2 decreases as shown by the solid line in FIG.

【0004】そこで、本発明の目的は、第1の負荷の電
流が低下した場合における第2の出力電圧Vo2の低下を
抑制することができる直流変換装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a DC converter capable of suppressing a decrease in the second output voltage Vo2 when the current of the first load decreases.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、直流電力を供給するた
めの第1及び第2の電源端子と、トランスと、スイッチ
ング素子と、第1及び第2の整流平滑回路と、磁気増幅
器と、第1及び第2の制御回路とを備え、前記スイッチ
ング素子は前記トランスを介して前記第1及び第2の電
源端子間に接続され、前記第1の整流平滑回路は第1の
直流出力電圧を得るために前記トランスに接続され且つ
第1の整流素子と第1の転流用素子と第1の平滑用リア
クトルと第1の平滑用コンデンサとを有し、前記第2の
整流平滑回路は第2の直流出力電圧を得るために前記ト
ランスに接続され且つ第2の整流素子と第2の転流用素
子と第2の平滑用リアクトルと第2の平滑用コンデンサ
とを有し、前記磁気増幅器は前記トランスから前記第2
の整流平滑回路に電流が流れる経路に接続され、前記第
1の制御回路は、前記第1の整流平滑回路から得られる
第1の出力電圧を検出する手段と前記第1の出力電圧を
所定値にするためのパルス幅変調信号を形成して前記ス
イッチング素子をオン・オフ制御するパルス形成手段と
を有し、前記第2の制御回路は、前記第2の整流平滑回
路から得られる第2の出力電圧を検出する手段と前記第
2の出力電圧を所定値にするための制御電流を前記磁気
増幅器に供給する制御電流供給手段とを有し、前記第1
の平滑用リアクトルと前記第2の平滑用リアクトルとが
相互に電磁結合されていることを特徴とする直流変換装
置に係わるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems and to achieve the above object, the present invention provides first and second power supply terminals for supplying DC power, a transformer, a switching element, A first rectifying / smoothing circuit, a magnetic amplifier, and first and second control circuits, wherein the switching element is connected between the first and second power supply terminals via the transformer; The first rectifying and smoothing circuit is connected to the transformer to obtain a first DC output voltage, and includes a first rectifying element, a first commutating element, a first smoothing reactor, and a first smoothing capacitor. The second rectifying and smoothing circuit is connected to the transformer to obtain a second DC output voltage, and includes a second rectifying element, a second commutating element, a second smoothing reactor, And a smoothing capacitor. Said amplifier from said transformer second
The first control circuit is connected to a path through which a current flows to the rectifying / smoothing circuit, and the first control circuit detects a first output voltage obtained from the first rectifying / smoothing circuit, and sets the first output voltage to a predetermined value. Pulse forming means for forming a pulse width modulation signal for turning on / off the switching element, wherein the second control circuit comprises a second rectifying / smoothing circuit obtained from the second rectifying / smoothing circuit. A control current supply unit for supplying a control current for setting the second output voltage to a predetermined value to the magnetic amplifier;
Wherein the smoothing reactor and the second smoothing reactor are electromagnetically coupled to each other.

【0006】なお、請求項2に示すように電流によって
インダクタンス値が変化する補助平滑用リアクトルを設
けることが望ましい。
It is desirable to provide an auxiliary smoothing reactor whose inductance value changes according to a current as described in claim 2.

【0007】[0007]

【発明の効果】各請求項の発明によれば、第1の整流平
滑回路の出力電流が低下すると、定電圧制御の結果とし
て第1の平滑用リアクトルの電圧が大きくなる。第2の
平滑用リアクトルは第1の平滑用リアクトルに電磁結合
されているので、第2の平滑用リアクトルの電圧が高く
なると第2の平滑用リアクトルの電圧も高くなり、第2
の整流平滑回路の出力電圧が補償され、第2の出力電圧
を一定に保つことができる。請求項2の発明によれば、
補助平滑用リアクトルのインダクタンス値がここを流れ
る電流値に対して反比例的に変化するので、ここでの電
圧調整作用が生じ、磁気増幅器の制御範囲を狭くするこ
とができ、この小型化を図ることができる。
According to the present invention, when the output current of the first rectifying / smoothing circuit decreases, the voltage of the first smoothing reactor increases as a result of the constant voltage control. Since the second smoothing reactor is electromagnetically coupled to the first smoothing reactor, when the voltage of the second smoothing reactor increases, the voltage of the second smoothing reactor also increases, and
The output voltage of the rectifying / smoothing circuit is compensated, and the second output voltage can be kept constant. According to the invention of claim 2,
Since the inductance value of the auxiliary smoothing reactor changes in inverse proportion to the value of the current flowing therethrough, a voltage adjustment action occurs here, and the control range of the magnetic amplifier can be narrowed, and this size reduction can be achieved Can be.

【0008】[0008]

【実施形態】次に、図3〜図6を参照して本発明の実施
形態を説明する。図3に示す直流変換装置は、図1の直
流変換装置と同様に、直流電力を供給するための第1及
び第2の電源端子1a、1bを有する直流電源1と、ト
ランス2と、FETから成るスイッチング素子3と、第
1及び第2の整流平滑回路4、5aと、磁気増幅器(マ
グアンプ)6と、第1及び第2の制御回路7、8と逆流
阻止用ダイオード9とを備えている。図3の直流変換装
置は、第1及び第2の平滑用リアクトルL1 、L2 が磁
心12を介して相互に電磁結合されていること、及び補
助平滑用リアクトルL3 が設けられていることにおいて
図1の従来の直流変換装置と相違している。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The DC converter shown in FIG. 3 includes a DC power supply 1 having first and second power supply terminals 1a and 1b for supplying DC power, a transformer 2, and an FET, similarly to the DC converter of FIG. A switching element 3, first and second rectifying and smoothing circuits 4 and 5 a, a magnetic amplifier (mag amplifier) 6, first and second control circuits 7 and 8, and a backflow preventing diode 9. . The DC converter shown in FIG. 3 differs from the DC converter shown in FIG. 1 in that the first and second smoothing reactors L1 and L2 are electromagnetically coupled to each other via a magnetic core 12 and that an auxiliary smoothing reactor L3 is provided. Is different from the conventional DC converter.

【0009】トランス2は相互に電磁結合された1次巻
線N1 と2次巻線N2 と3次巻線N3 とを有する。FE
Tから成るスイッチング素子3は直流電圧を高い周波数
(例えば20〜150kHz )でオン・オフするものであ
って、トランス2の1次巻線N1 を介して第1及び第2
の電源端子1a、1b間に接続されている。第1の整流
平滑回路4は第1の直流出力電圧を得るためにトランス
2の2次巻線N2 に接続され、第1の整流用ダイオード
D1 と第1の転流用ダイオードDc1と第1の平滑用リア
クトルL1 と第1の平滑用コンデンサとC1 とを有して
いる。第1の整流用ダイオ−ドD1及び第1の平滑用リ
アクトルL1は2次巻線N2と第1の出力端子10a、1
0bとの間のラインに直列に接続されている。第1の平
滑用コンデンサC1は対の出力端子10a、10b間に
接続されている。第1の転流用ダイオ−ドDc1は第1
の平滑用リアクトルL1を介して第1の平滑用コンデン
サC1に並列に接続されている。対の第1の直流出力端
子10a、10b間に第1の負荷10が接続されてい
る。
The transformer 2 has a primary winding N1, a secondary winding N2 and a tertiary winding N3 which are electromagnetically coupled to each other. FE
The switching element 3 made of T turns on and off a DC voltage at a high frequency (for example, 20 to 150 kHz).
Are connected between the power supply terminals 1a and 1b. The first rectifying / smoothing circuit 4 is connected to the secondary winding N2 of the transformer 2 to obtain a first DC output voltage, and includes a first rectifying diode D1, a first commutating diode Dc1, and a first smoothing diode. Reactor L1, a first smoothing capacitor, and C1. The first rectifying diode D1 and the first smoothing reactor L1 are composed of the secondary winding N2 and the first output terminals 10a, 1a.
0b in series. The first smoothing capacitor C1 is connected between the pair of output terminals 10a and 10b. The first commutation diode Dc1 is the first
Is connected in parallel to the first smoothing capacitor C1 via the smoothing reactor L1. The first load 10 is connected between the pair of first DC output terminals 10a and 10b.

【0010】第2の整流平滑回路5aは第2の直流出力
電圧を得るためにトランス2の3次巻線N3 に磁気増幅
器6を介して接続され、第2の整流ダイオードD2 と第
2の転流用ダイオードDc2と第2の平滑用リアクトルL
2 と補助平滑用リアクトルL3 と第2の平滑用コンデン
サC2 とを有している。第2の平滑用リアクトルL2 は
前述したように第1の平滑用リアクトルL1 に電磁結合
されている。即ち、第1の平滑用リアクトルL1 の電圧
VL1に対して第2の平滑用リアクトルL2 の電圧VL2が
比例的に変化するように相互に電磁結合されている。
A second rectifying / smoothing circuit 5a is connected to a tertiary winding N3 of the transformer 2 via a magnetic amplifier 6 in order to obtain a second DC output voltage. Diversion diode Dc2 and second smoothing reactor L
2 and an auxiliary smoothing reactor L3 and a second smoothing capacitor C2. The second smoothing reactor L2 is electromagnetically coupled to the first smoothing reactor L1 as described above. That is, they are electromagnetically coupled to each other such that the voltage VL2 of the second smoothing reactor L2 changes proportionally to the voltage VL1 of the first smoothing reactor L1.

【0011】第2の平滑用リアクトルL2 に直列に接続
された補助平滑用リアクトルL3 は、ここを流れる電流
IL3とこのインダクタンス値Lとが図6に示す関係を有
するように形成されている。即ち、この補助リアクトル
L3 はこの電流IL3がIa 以下のように小さい領域でイ
ンダクタンス値Lが大きく、Ib 以上のように大きい領
域で小さくなり、電流Ia とIb との間でインダクタン
スが徐々に低下する特性を有する。
The auxiliary smoothing reactor L3 connected in series to the second smoothing reactor L2 is formed such that the current IL3 flowing therethrough and the inductance value L have the relationship shown in FIG. In other words, the auxiliary reactor L3 has a large inductance value L in a region where the current IL3 is small as Ia or less, and decreases in a region where the current IL3 is large as Ib or more. The inductance gradually decreases between the currents Ia and Ib. Has characteristics.

【0012】第2の整流用ダイオードD2 、第2の平滑
用リアクトルL2 及び補助平滑用リアクトルL3 は、3
次巻線N3 と第2の対の出力端子11a、11bとの間
のラインに直列に接続されている。第2の平滑用コンデ
ンサC2 は対の第2の出力端子11a、11b間に接続
されている。第2の転流用ダイオードDc2は第2の平滑
用リアクトルL2 及び補助リアクトルを介して第2の平
滑用コンデンサC2 に並列に接続されている。対の第2
の直流出力端子11a、11b間に第2の負荷11が接
続されている。磁気増幅器6は3次巻線N3 から第2の
整流平滑回路5aに電流が流れる経路に直列に接続され
ている。磁気増幅器6は周知のように可飽和リアクトル
から成り、制御電流によって飽和に達するまでの時間を
制御することができるものである。
The second rectifying diode D2, the second smoothing reactor L2, and the auxiliary smoothing reactor L3 are 3
It is connected in series to the line between the next winding N3 and the second pair of output terminals 11a, 11b. The second smoothing capacitor C2 is connected between the pair of second output terminals 11a and 11b. The second commutating diode Dc2 is connected in parallel to the second smoothing capacitor C2 via the second smoothing reactor L2 and the auxiliary reactor. The second of the pair
The second load 11 is connected between the DC output terminals 11a and 11b. The magnetic amplifier 6 is connected in series to a path through which a current flows from the tertiary winding N3 to the second rectifying / smoothing circuit 5a. As is well known, the magnetic amplifier 6 is formed of a saturable reactor, and can control the time until reaching saturation by a control current.

【0013】第1の制御回路7は、第1の整流平滑回路
4から得られる第1の出力電圧Vo1を所定値に制御する
ためのものであって、図4に概略的に示すように電圧帰
還制御信号形成回路20と鋸波発生器21と、パルス幅
変調(PWM)信号形成用比較器22とから成る。電圧
帰還制御信号形成回路20の電圧検出用抵抗R1 、R2
は対の第1の出力端子10a、10b間に接続されてい
る。誤差増幅器23の一方の入力端子は抵抗R1 、R2
の分圧点に接続され、他方の入力端子は基準電圧源24
に接続されている。発光ダイオード25が抵抗R3 を介
して出力端子10aと誤差増幅器23の出力端子との間
に接続されている。発光ダイオード25に光結合された
ホトトランジスタ26は電源端子27とグランドとの間
に抵抗R4 を介して接続されている。PWM信号形成用
比較器22の一方の入力端子は鋸波発生回路21に接続
され、他方の入力端子はホトトランジスタ26と抵抗R
4との分圧点に接続されている。比較器22の出力端子
28は周知の図示されていない駆動回路を介して図3の
スイッチング素子3の制御端子(ゲート)に接続されて
いる。鋸波発生回路21は、例えば20〜150kHz の
ような高い鋸波又は三角波を発生する。比較器22は鋸
波と電圧帰還制御信号形成回路20から得られた信号と
を比較してPWM制御信号を形成する。
The first control circuit 7 is for controlling the first output voltage Vo1 obtained from the first rectifying / smoothing circuit 4 to a predetermined value, and as shown in FIG. It comprises a feedback control signal forming circuit 20, a sawtooth wave generator 21, and a comparator 22 for forming a pulse width modulation (PWM) signal. Voltage detection resistors R1 and R2 of the voltage feedback control signal forming circuit 20
Is connected between the pair of first output terminals 10a and 10b. One input terminal of the error amplifier 23 is connected to resistors R1 and R2.
And the other input terminal is connected to a reference voltage source 24.
It is connected to the. A light emitting diode 25 is connected between the output terminal 10a and the output terminal of the error amplifier 23 via a resistor R3. The phototransistor 26 optically coupled to the light emitting diode 25 is connected between the power supply terminal 27 and the ground via a resistor R4. One input terminal of the PWM signal forming comparator 22 is connected to the sawtooth wave generating circuit 21, and the other input terminal is a phototransistor 26 and a resistor R.
4 and connected to the partial pressure point. An output terminal 28 of the comparator 22 is connected to a control terminal (gate) of the switching element 3 in FIG. 3 via a well-known drive circuit (not shown). The sawtooth wave generating circuit 21 generates a high sawtooth wave or a triangular wave such as 20 to 150 kHz. The comparator 22 compares the sawtooth wave with the signal obtained from the voltage feedback control signal forming circuit 20 to form a PWM control signal.

【0014】第2の制御回路8は、第2の出力電圧Vo2
を安定化させるために磁気増幅器6を制御するものであ
って、図5に示すように電圧検出用抵抗31、32と、
誤差増幅器33と、基準電圧源34とから成る。電圧検
出抵抗31,32は、対の第2の出力端子11a、11
b間に接続されている。減算器として動作する誤差増幅
器33の負の入力端子は抵抗31、32の分圧点に接続
され、正の入力端子は基準電圧源34に接続され、出力
端子35は図3のダイオード9を介して磁気増幅器6に
接続されている。誤差増幅器33の一方の電源端子36
は+Vで示す電圧が供給される電源端子38に接続さ
れ、他方の電源端子37は出力端子11bに接続されて
いる。従って、誤差増幅器33の出力端子35、ダイオ
ード9、磁気増幅器6、3次巻線N3 、電源端子37の
経路で制御電流Ic を流すことができる。
The second control circuit 8 has a second output voltage Vo2
Controls the magnetic amplifier 6 in order to stabilize the resistance, and as shown in FIG. 5, resistors 31 and 32 for voltage detection,
It comprises an error amplifier 33 and a reference voltage source. The voltage detection resistors 31 and 32 are connected to the second output terminals 11 a and 11
b. The negative input terminal of the error amplifier 33 operating as a subtractor is connected to the voltage dividing point of the resistors 31 and 32, the positive input terminal is connected to the reference voltage source 34, and the output terminal 35 is connected via the diode 9 of FIG. Connected to the magnetic amplifier 6. One power supply terminal 36 of the error amplifier 33
Is connected to a power supply terminal 38 to which a voltage indicated by + V is supplied, and the other power supply terminal 37 is connected to the output terminal 11b. Therefore, the control current Ic can flow through the path of the output terminal 35 of the error amplifier 33, the diode 9, the magnetic amplifier 6, the tertiary winding N3, and the power supply terminal 37.

【0015】次に、図3の各部の電圧を示す図7を参照
して図3の直流変換装置の動作を説明する。スイッチン
グ素子3が図7(A)に示す制御信号Vg に応答してt
1 〜t3 、t4 〜t5 区間等でオンになると、2次巻線
N2 及び3次巻線N3 に巻数比に応じた第1及び第2の
巻線電圧V1 、V2 が図7(B)(D)に示すように得
られる。第1の出力電圧Vo1が例えば目標値よりも高く
なると、PWM制御信号Vg のパルス幅を狭める動作が
生じ、逆に第1の出力電圧Vo1が目標値よりも低くなる
とパルス幅を広げる動作が生じる。
Next, the operation of the DC converter shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. 7 showing the voltage of each part in FIG. The switching element 3 responds to the control signal Vg shown in FIG.
When it is turned on in the sections 1 to t3 and t4 to t5, the first and second winding voltages V1 and V2 corresponding to the turns ratio of the secondary winding N2 and the tertiary winding N3 are changed as shown in FIG. D). When the first output voltage Vo1 becomes higher than the target value, for example, an operation of narrowing the pulse width of the PWM control signal Vg occurs. Conversely, when the first output voltage Vo1 becomes lower than the target value, an operation of expanding the pulse width occurs. .

【0016】3次巻線N3 の電圧V2 の正方向区間の時
間幅は、第2の負荷11の大きさには無関係であり、ス
イッチング素子3のオン時間幅に同一である。しかし、
磁気増幅器6が図7(D)で斜線で示すt1 〜t2 等に
おいて高インダクタンス状態に保たれているために電流
が制限され、第2の出力電圧Vo2の制御が可能になる。
即ち、第2の出力電圧Vo2が目標値よりも高くなると、
制御電流Ic が低下し、t1 〜t2 の時間幅が長くな
り、第2の出力電圧Vo2は目標値に戻される。逆に第2
の出力電圧Vo2が目標値よりも低くなると、制御電流I
c が増大し、磁気増幅器としての可飽和リアクトル6が
早く飽和し、t1 〜t2 の時間幅即ち制御幅が狭くな
り、第2の出力電圧Vo2は目標値に戻される。可飽和リ
アクトル6による出力電圧Vo2の制御を可能にするため
に、3次巻線N3 は第2の出力電圧Vo2の目標値よりも
高い電圧を得ることができるように設定されている。第
1及び第2の平滑用リアクトルL1 、L2 の電圧を
L1、VL2、補助平滑用リアクトルL3 の電圧をVL3
すれば、可飽和リアクトル6の飽和区間t2 〜t3 にお
ける各部の電圧関係を次式で示すことができる。 Vo1=V1 +VL1 Vo2=V2 +VL2+VL3
The time width of the positive direction section of the voltage V2 of the tertiary winding N3 is independent of the size of the second load 11, and is equal to the ON time width of the switching element 3. But,
Since the magnetic amplifier 6 is kept in a high inductance state from t1 to t2 indicated by hatching in FIG. 7D, the current is limited and the second output voltage Vo2 can be controlled.
That is, when the second output voltage Vo2 becomes higher than the target value,
The control current Ic decreases, the time width from t1 to t2 increases, and the second output voltage Vo2 returns to the target value. Conversely, the second
When the output voltage Vo2 becomes lower than the target value, the control current I
c increases, the saturable reactor 6 as a magnetic amplifier saturates quickly, the time width from t1 to t2, that is, the control width becomes narrow, and the second output voltage Vo2 is returned to the target value. In order to enable control of the output voltage Vo2 by the saturable reactor 6, the tertiary winding N3 is set so as to obtain a voltage higher than the target value of the second output voltage Vo2. The first and second voltage smoothing reactor L1, L2 V L1, V L2 , if the voltage of the auxiliary smoothing reactor L3 and V L3, each part of the voltage relationship in saturation interval t2 -t3 saturable reactors 6 Can be expressed by the following equation. Vo1 = V1 + V L1 Vo2 = V2 + V L2 + V L3

【0017】もし、3次巻線N3 から十分に大きい電圧
V2 が得られ且つ磁気増幅器6における制御幅を大きく
設定すれば、第1の負荷10の電流I1 の大小に無関係
に、3次巻線N3 から目標とする第2の出力電圧Vo2を
供給することができる。しかし、図1の従来装置におい
て磁気増幅器6の制御範囲を小さくし、小型化を図る
と、制御角を零即ち図7のt1 〜t2 区間を零にしても
目標とする第2の出力電圧Vo2を得ることができない。
これに対し、図3の本発明に従う直流変換装置において
は、第1及び第2の平滑用リアクトルL1 、L2 が電磁
結合されているので、第1の負荷10の電流I1 が低下
し、第1の平滑用リアクトルL1の電圧VL1が高くなる
と、第2の平滑用リアクトルL2の電圧VL2も高くな
り、第2の出力電圧Vo2が高くなるように補償され
る。これにより、図2の電流Ia以下の領域に実線で示
されている第2の出力電圧Vo2を点線で示す値まで補
償することができる。
If a sufficiently large voltage V2 can be obtained from the tertiary winding N3 and the control width of the magnetic amplifier 6 is set to be large, the tertiary winding N3 is independent of the magnitude of the current I1 of the first load 10. The target second output voltage Vo2 can be supplied from N3. However, if the control range of the magnetic amplifier 6 is reduced and the size is reduced in the conventional device of FIG. 1, the target second output voltage Vo2 is obtained even when the control angle is zero, that is, the interval between t1 and t2 in FIG. Can not get.
On the other hand, in the DC converter according to the present invention shown in FIG. 3, since the first and second smoothing reactors L1 and L2 are electromagnetically coupled, the current I1 of the first load 10 decreases and the first When the voltage V L1 of the smoothing reactor L1 increases, the voltage V L2 of the second smoothing reactor L2 is also increased, it is compensated such that the second output voltage Vo2 is increased. Thereby, the second output voltage Vo2 indicated by the solid line can be compensated to the value indicated by the dotted line in the region below the current Ia in FIG.

【0018】上述から明らかなように、第2の出力電圧
Vo2を第1の負荷電流I1 の広範囲において安定化させ
ることができる。また、補助平滑用リアクトルL3が図
6に示す特性を有しているので、第2の出力電圧Vo2
の安定を良好に達成できる。
As is apparent from the above, the second output voltage Vo2 can be stabilized over a wide range of the first load current I1. Since the auxiliary smoothing reactor L3 has the characteristics shown in FIG. 6, the second output voltage Vo2
Satisfactorily can be achieved.

【0019】[0019]

【変形例】本発明は上述の実施形態に限定されるもので
なく、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 補助平滑用リアクトルL3 を省くことができ
る。 (2) 磁気増幅器6を、図8に示すように主巻線6a
の他に制御巻線6bを設け、制御巻線6bに制御電流I
c を流す構成にすることができる。 (3) 整流ダイオードD1 、D2 を同期スイッチ等の
別の整流素子にすること、及び転流用ダイオードDc1、
Dc2を同期スイッチ等の別の整流素子とすることができ
る。ここで、同期スイッチとは、出力側に電力を供給す
る期間又は転流電流を流す期間のみオンするトランジス
タ等のスイッチである。 (4) トランス2に更に多くの巻線を設けて3個以上
の負荷に電力を供給する回路とすることができる。 (5) トランス2を単巻トランス構成にすること、又
は1つの2次巻線に1つ又は複数のタップを設け、1つ
の2次巻線から電圧レベルの異なる第1及び第2の出力
電圧Vo1、Vo2を得ることができる。 (6) 磁気増幅器6を整流ダイオードD2 よりも出力
側に配置することができる。
[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) The auxiliary smoothing reactor L3 can be omitted. (2) The magnetic amplifier 6 is connected to the main winding 6a as shown in FIG.
In addition, a control winding 6b is provided, and a control current I is supplied to the control winding 6b.
c can be configured to flow. (3) The rectifier diodes D1 and D2 are used as other rectifiers such as synchronous switches, and commutation diodes Dc1 and D2.
Dc2 can be another rectifying element such as a synchronous switch. Here, the synchronous switch is a switch such as a transistor which is turned on only during a period of supplying power to the output side or a period of flowing commutation current. (4) It is possible to provide a circuit for supplying power to three or more loads by providing more windings in the transformer 2. (5) The transformer 2 has a single-turn transformer configuration, or one or more taps are provided in one secondary winding, and the first and second output voltages having different voltage levels from one secondary winding. Vo1 and Vo2 can be obtained. (6) The magnetic amplifier 6 can be arranged on the output side of the rectifier diode D2.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の直流変換装置を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional DC converter.

【図2】図1及び図3の回路における第1の負荷電流I
1 と第2の出力電圧Vo2との関係を示す図である。
FIG. 2 shows a first load current I in the circuits of FIGS. 1 and 3;
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between 1 and a second output voltage Vo2.

【図3】本発明の実施形態に従う直流変換装置を示す回
路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a DC converter according to an embodiment of the present invention.

【図4】図3の第1の制御回路を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a first control circuit of FIG. 3;

【図5】図3の制御回路を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a control circuit of FIG. 3;

【図6】補助平滑用リアクトルL3 の電流とインダクタ
ンス値との関係を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a current of the auxiliary smoothing reactor L3 and an inductance value.

【図7】図3の各部の状態を示す波形図である。FIG. 7 is a waveform chart showing a state of each unit in FIG. 3;

【図8】変形された磁気増幅器を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a modified magnetic amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 トランス 3 スイッチング素子 4、5、5a 整流平滑回路 6 磁気増幅器 7、8 第1及び第2の制御回路 D1 、D2 整流ダイオード L1 、L2 第1及び第2の平滑用リアクトル L3 補助平滑用リアクトル C1 、C2 平滑用コンデンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Transformer 3 Switching element 4, 5, 5a Rectifying smoothing circuit 6 Magnetic amplifier 7, 8 First and second control circuit D1, D2 Rectifying diode L1, L2 First and second smoothing reactor L3 Auxiliary smoothing Reactor C1, C2 Smoothing capacitor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H006 CA07 CA08 CB03 CC08 DA04 DC01 5H730 AA04 AS01 BB23 BB57 DD04 EE08 EE10 EE45 EE46 EE59 EE73 FD01 FG05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H006 CA07 CA08 CB03 CC08 DA04 DC01 5H730 AA04 AS01 BB23 BB57 DD04 EE08 EE10 EE45 EE46 EE59 EE73 FD01 FG05

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電力を供給するための第1及び第2
の電源端子と、トランスと、スイッチング素子と、第1
及び第2の整流平滑回路と、磁気増幅器と、第1及び第
2の制御回路とを備え、 前記スイッチング素子は前記トランスを介して前記第1
及び第2の電源端子間に接続され、 前記第1の整流平滑回路は第1の直流出力電圧を得るた
めに前記トランスに接続され且つ第1の整流素子と第1
の転流用素子と第1の平滑用リアクトルと第1の平滑用
コンデンサとを有し、 前記第2の整流平滑回路は第2の直流出力電圧を得るた
めに前記トランスに接続され且つ第2の整流素子と第2
の転流用素子と第2の平滑用リアクトルと第2の平滑用
コンデンサとを有し、 前記磁気増幅器は前記トランスから前記第2の整流平滑
回路に電流が流れる経路に接続され、 前記第1の制御回路は、前記第1の整流平滑回路から得
られる第1の出力電圧を検出する手段と前記第1の出力
電圧を所定値にするためのパルス幅変調信号を形成して
前記スイッチング素子をオン・オフ制御するパルス形成
手段とを有し、 前記第2の制御回路は、前記第2の整流平滑回路から得
られる第2の出力電圧を検出する手段と前記第2の出力
電圧を所定値にするための制御電流を前記磁気増幅器に
供給する制御電流供給手段とを有し、 前記第1の平滑用リアクトルと前記第2の平滑用リアク
トルとが相互に電磁結合されていることを特徴とする直
流変換装置。
1. A first and a second power supply for supplying DC power.
Power terminal, a transformer, a switching element, and a first
And a second rectifying / smoothing circuit, a magnetic amplifier, and first and second control circuits, wherein the switching element is connected to the first
And a second power supply terminal, wherein the first rectifying and smoothing circuit is connected to the transformer to obtain a first DC output voltage, and is connected to the first rectifying element and the first rectifying element.
, A first smoothing reactor, and a first smoothing capacitor, wherein the second rectifying and smoothing circuit is connected to the transformer to obtain a second DC output voltage, Rectifier and second
Wherein the magnetic amplifier is connected to a path through which current flows from the transformer to the second rectifying / smoothing circuit, and wherein the first amplifier includes a first smoothing reactor, a second smoothing reactor, and a second smoothing capacitor. The control circuit turns on the switching element by forming means for detecting a first output voltage obtained from the first rectifying / smoothing circuit and a pulse width modulation signal for setting the first output voltage to a predetermined value. A pulse forming means for performing off control, wherein the second control circuit detects a second output voltage obtained from the second rectifying and smoothing circuit, and sets the second output voltage to a predetermined value. Control current supply means for supplying a control current to the magnetic amplifier for performing the control, wherein the first smoothing reactor and the second smoothing reactor are electromagnetically coupled to each other. DC converter.
【請求項2】 更に、前記第2の平滑用リアクトルに直
列に接続された補助平滑用リアクトルを有し、、前記補
助平滑用リアクトルは、ここを流れる電流が小さい時の
インダクタンス値がここを流れる電流が大きい時のイン
ダクタンス値よりも大きくなる特性を有していることを
特徴とする請求項1記載の直流変換装置。
2. An auxiliary smoothing reactor connected in series with the second smoothing reactor, wherein the auxiliary smoothing reactor has an inductance value when a current flowing therethrough is small. 2. The DC converter according to claim 1, wherein the DC converter has a characteristic that becomes larger than an inductance value when a current is large.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7071582B2 (en) * 2003-04-29 2006-07-04 Delta Electronics, Inc. Output rising slope control technique for power converter
CN109980943A (en) * 2019-04-08 2019-07-05 北京承力电源有限公司 A kind of two-way voltage-stabilizing Switching Power Supply of the voltage superposition based on magnetic amplifier

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