JP2019033581A - Dc/dcコンバータ - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2には、スナバ回路のサージ吸収特性を向上するためには、スナバコンデンサの静電容量を大きくすることが有効であることが記載されている。スナバコンデンサを大きくすることでサージ吸収能力は強化されるが、トランスのリーケージインダクタンスとスナバコンデンサとの共振による共振電流が大きくなる。この対策として、インダクタンス20(特許文献2の図1の20)を追加している。
まず、本発明のDC/DCコンバータの概要について説明する。二次側の共振回路のコンデンサの電圧が0V以下にならないように設定することにより、リカバリが発生せず、整流器の耐圧を軽減することができる。
図1は、本発明の実施例1に係るDC/DCコンバータの構成図である。実施例1に係るDC/DCコンバータは、直流電源Vin、スイッチング素子Q1〜Q4、ダイオードD1〜D4、トランスT1、共振コンデンサCc、リーケージインダクタンスLr1、整流回路DB1、スナバコンデンサCs、還流ダイオードDs1、充電ダイオードDs2、出力コンデンサCout、リアクトルLch、制御回路10を備えている。
なお、共振コンデンサCcは、トランスT1の一次巻線Npに接続する代わりに、トランスの二次巻線Nsに接続されてもよい。あるいは、共振コンデンサCcの代わりに、インダクタンスを小さくするようにしても良い。
図3は、本発明の実施例2に係るDC/DCコンバータの構成図である。実施例1に係るDC/DCコンバータでは、インバータ回路をフルブリッジ構成としたが、実施例2に係るDC/DCコンバータでは、インバータ回路をハーフブリッジ構成としたことを特徴とする。
図4は、本発明の実施例3に係るDC/DCコンバータの構成図である。実施例3に係るDC/DCコンバータは、トランスT1の二次側を、センタータップとしたことを特徴とする。
図5は、本発明の実施例4に係るDC/DCコンバータを適用した無停電電源装置の構成図である。
Q1〜Q4 スイッチング素子
D1〜D6 ダイオード
T1 トランス
Np 一次巻線
Ns 二次巻線
Ns1 第1の二次巻線
Ns2 第2の二次巻線
Cc 共振コンデンサ
Lr1 リーケージインダクタンス
DB1 整流回路
Cs スナバコンデンサ
Ds1 還流ダイオード
Ds2 ダイオード
Cout 出力コンデンサ
Lch リアクトル
C1,C2 コンデンサ
10 制御回路
Claims (9)
- 互いに電磁結合する一次巻線と二次巻線とを有するトランスと、
前記トランスの一次巻線に接続され且つ複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子がスイッチング周波数でオンオフすることで直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記トランスの二次巻線に接続され且つ前記二次巻線に発生する交流を整流する整流回路と、
前記整流回路に接続され且つスナバコンデンサを有するスナバ回路と、
前記スナバコンデンサに流れる充電電流の共振周波数を前記複数のスイッチング素子のスイッチング周波数以上になるように設定する共振周波数設定素子と、
を備えることを特徴とするDC/DCコンバータ。 - 前記スナバコンデンサは、前記複数のスイッチング素子がオフ期間中に、当該スナバコンデンサに印加される電圧が0Vよりも高くなるようにコンデンサ値が設定されていることを特徴とする請求項1記載のDC/DCコンバータ。
- 前記共振周波数設定素子は、前記トランスの一次巻線又は二次巻線に接続される共振コンデンサからなることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のDC/DCコンバータ。
- 前記充電電流の共振周波数は、前記共振コンデンサと前記スナバコンデンサと前記トランスのリーケージインダクタンスとが直列に接続されたときの共振周波数であることを特徴とする請求項3記載のDC/DCコンバータ。
- 前記インバータは、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との直列回路と、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子との直列回路とが並列に接続されてフルブリッジ構成され、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との接続点と第3スイッチング素子と第4スイッチング素子との接続点とが前記トランスの一次巻線に接続されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載のDC/DCコンバータ。
- 前記整流回路は、前記トランスの二次巻線と前記スナバコンデンサとに接続され且つ前記トランスの二次巻線に発生する交流電力を整流するフルブリッジ構成の全波整流回路からなることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載のDC/DCコンバータ。
- 前記共振周波数は、前記スイッチング周波数の1〜15倍であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載のDC/DCコンバータ。
- 前記共振周波数は、前記スイッチング周波数の3〜5倍であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載のDC/DCコンバータ。
- 充電器により充電されるバッテリと、
前記バッテリに接続される請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載のDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータの直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、
を備えることを特徴とする無停電電源装置。
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