JP2012005265A - Dcdcコンバータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トランスTの1次側に流れる電流の経路を制御するスイッチング素子M1、M2と、直流電源1からの電流をトランスTの1次側に供給するインダクタL1と、トランスTの2次側から出力される交流を整流する整流器2と、インダクタL1に流れる電流を吸収可能なスナバ回路4と、スイッチング素子M1、M2を所定のデューディ比でオン/オフさせるスイッチング制御部5と、トランスTに流れる電流の遮断時にインダクタL1に流れる電流Icをスナバ回路4にて吸収させるスナバ制御部6を設ける。
【選択図】 図1
Description
図1において、このDCDCコンバータには、トランスTの1次側に流れる電流の経路を制御するスイッチング素子M1、M2と、直流電源1からの電流をトランスTの1次側に供給するインダクタL1と、トランスTの2次側から出力される交流を整流する整流器2と、インダクタL1に流れる電流を吸収可能なスナバ回路4と、スイッチング素子M1、M2を所定のデューディ比でオン/オフさせるスイッチング制御部5と、トランスTに流れる電流の遮断時にインダクタL1に流れる電流Icをスナバ回路4にて吸収させるスナバ制御部6が設けられている。
図2において、直流電源1からの直流はインダクタL1を介してトランスTの1次側に供給される。そして、DCDCコンバータの動作期間K1では、スイッチング素子M1、M2がオン/オフ制御されることによりプッシュプル動作される。このため、トランスTの1次側に流れる電流の反転が繰り返され、直流電源1からの直流が交流に変換された後、トランスTの2次側から出力される。そして、トランスTの2次側から出力された交流は、整流器2にて整流された後、平滑コンデンサC0にて平滑化されることで直流に変換され、負荷3に供給される。
図3において、このDCDCコンバータには、インダクタL1に流れる電流Icをモニタする電流モニタ7、インダクタL1に流れる電流Icが所定値を超える場合、トランスTに流れる電流の遮断させる過電流保護部8、整流器2から負荷3に供給される出力電圧Voをモニタする電圧モニタ9、整流器2から負荷3に流れる電流をオン/オフするスイッチSW1およびスイッチSW1をオン/オフ制御する起動制御部10が図1の構成に追加されている。
図4において、DCDCコンバータが起動されると、電圧モニタ9にて出力電圧Voがモニタされ、起動制御部10に出力される。そして、起動制御部10において、出力電圧Voが、直流電源1からの入力電圧にトランスTの巻線比を乗じた値以下の場合、スイッチSW1がオフされる。
図5において、スナバ回路4aでは、スイッチング素子M3とダイオードD1は直列に接続されている。そして、スイッチング素子M3とダイオードD1の直列回路が、インダクタL1の他端と、抵抗R1とコンデンサC1の並列回路の他端との間に接続されている。
図8において、このDCDCコンバータでは、図1のトランスT、スイッチング素子M1、M2およびインダクタL1の代わりにトランスT2、スイッチング素子M11〜M14およびインダクタL2が設けられている。
2 整流器
3 負荷
4、4a〜4c スナバ回路
5 スイッチング制御部
6 スナバ制御部
7 電流モニタ
8 過電流保護部
9 電圧モニタ
10 起動制御部
T、T2 トランス
C0 平滑コンデンサ
L1、L2 インダクタ
R1 抵抗
C1 コンデンサ
D1 ダイオード
M1〜M3、M11〜M14 スイッチング素子
Claims (6)
- トランスの1次側に流れる電流の経路を制御するスイッチング素子と、
直流電源からの電流を前記トランスの1次側に供給するインダクタと、
前記トランスの2次側から出力される交流を整流する整流器と、
前記インダクタに並列に接続され、前記インダクタに流れる電流を吸収可能なスナバ回路と、
前記スイッチング素子を所定のデューディ比でオン/オフさせるスイッチング制御部と、
前記トランスに流れる電流の遮断時に前記インダクタに流れる電流を前記スナバ回路にて吸収させるスナバ制御部とを備えることを特徴とするDCDCコンバータ。 - 前記スイッチング素子は、
前記トランスの一端と前記直流電源の負極側との間に接続された第1のスイッチング素子と、
前記トランスの他端と前記直流電源の負極側との間に接続された第2のスイッチング素子とを備え、
前記インダクタは、前記トランスの中間タップと前記直流電源の正極側との間に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のDCDCコンバータ。 - 前記スイッチング素子は、
第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子とが互いに直列に接続された第1の直列回路と、
第3および第4のスイッチング素子が互いに直列に接続された第2の直列回路とを備え、
前記第1の直列回路と前記第2の直列回路とは互いに並列に接続され、
前記第1および第2のスイッチング素子の接続点と、前記第3および第4のスイッチング素子の接続点との間に前記トランスの1次巻線が接続され、
前記第1および第3のスイッチング素子の接続点と前記直流電源の正極側との間にインダクタが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のDCDCコンバータ。 - 前記スナバ回路は、
抵抗とコンデンサの並列回路と、
前記スナバ制御部によるオン/オフ制御に基づいて、前記インダクタに流れる電流を前記並列回路に流したり、前記インダクタに流れる電流が前記並列回路に流れるのを遮断したりする第3のスイッチング素子と、
前記インダクタに流れる電流が前記第3のスイッチング素子のボディダイオードを介して前記並列回路に流れるのを防止するダイオードとを備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のDCDCコンバータ。 - 前記整流器から負荷に流れる電流をオン/オフするスイッチと、
前記整流器から前記負荷に供給される出力電圧が、前記直流電源からの入力電圧に前記トランスの巻線比を乗じた値以下の場合、前記DCDCコンバータの起動時に前記スイッチをオフさせる起動制御部とを備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のDCDCコンバータ。 - 前記インダクタに流れる電流が所定値を超える場合、前記トランスに流れる電流の遮断させる過電流保護部と、
前記整流器の後段に接続された平滑コンデンサとをさらに備え、
前記起動制御部は、前記トランスに流れる電流の遮断後に前記トランスに流れる電流を再開させることを繰り返させることにより、前記負荷に供給される出力電圧を段階的に上昇させることを特徴とする請求項5に記載のDCDCコンバータ。
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