JP3332318B2 - DC-DC converter - Google Patents
DC-DC converterInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、入力側にインバ
ータ回路を持ち、その出力側に可飽和リアクトルを使用
し、出力電圧を一定にするためのフィードバック回路を
備えかつ、可飽和リアクトルのエネルギーを有効に使用
してリセットを行うDC−DCコンバータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has an inverter circuit on the input side, uses a saturable reactor on the output side, has a feedback circuit for keeping the output voltage constant, and reduces the energy of the saturable reactor. The present invention relates to a DC-DC converter that is used effectively to perform reset.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5は、入力側にインバータ回路を持
ち、その出力側に可飽和リアクトルを使用し、出力電圧
を一定にするためのフィードバック回路を備えた従来の
DC−DCコンバータ1の回路構成図である。DC−D
Cコンバータ1の回路は、入力部、可飽和リアクトル
部、出力部、フィードバック部で構成されている。入力
部は、直流電源2、前記直流電源2の出力を交流電圧に
変換するインバータ回路3、前記インバータ回路3の出
力を変圧するトランス4により構成されている。可飽和
リアクトル部は、前記トランス4の出力を整流する整流
ダイオード65,66、前記整流ダイオード65,66
の出力を変成する可飽和リアクトル67,68により構
成されている。出力部は、前記可飽和リアクトル67,
68の出力を平滑する帰還用ダイオード9、平滑リアク
トル10、平滑コンデンサ11で構成された平滑回路に
より構成されている。フィードバック部は、前記平滑コ
ンデンサ11の電圧を検出する電圧検出回路15、前記
電圧検出回路15の検出量によりインバータ回路3をフ
ィードバック制御する制御回路16により構成されてい
る。また、可飽和リアクトル67,68の制御巻線7
5,78には制御巻線75,78の電圧を整流する整流
用ダイオード71,72が接続され、整流用ダイオード
71,72の出力は平滑用コンデンサ11に接続されて
いる。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a circuit of a conventional DC-DC converter 1 having an inverter circuit on the input side, using a saturable reactor on the output side, and having a feedback circuit for keeping the output voltage constant. It is a block diagram. DC-D
The circuit of the C converter 1 includes an input unit, a saturable reactor unit, an output unit, and a feedback unit. The input unit includes a DC power supply 2, an inverter circuit 3 for converting an output of the DC power supply 2 into an AC voltage, and a transformer 4 for transforming an output of the inverter circuit 3. The saturable reactor includes rectifier diodes 65 and 66 for rectifying the output of the transformer 4 and the rectifier diodes 65 and 66.
Are constituted by the saturable reactors 67 and 68 which change the output of the saturable reactor. The output unit is the saturable reactor 67,
The smoothing circuit includes a feedback diode 9, a smoothing reactor 10, and a smoothing capacitor 11 for smoothing the output 68. The feedback section includes a voltage detection circuit 15 that detects the voltage of the smoothing capacitor 11 and a control circuit 16 that performs feedback control of the inverter circuit 3 based on the detection amount of the voltage detection circuit 15. Also, the control windings 7 of the saturable reactors 67 and 68
Rectifier diodes 71 and 72 for rectifying the voltages of the control windings 75 and 78 are connected to 5, 78, and the outputs of the rectifier diodes 71 and 72 are connected to the smoothing capacitor 11.
【0003】次に図5、図6を参照して動作について説
明する。直流電源2の出力電圧は、インバータ回路3に
よりあるデューティを持った交流電圧に変換される。イ
ンバータ回路3により変換出力された交流電圧は、トラ
ンス4を介して変圧されて可飽和リアクトル部に入力さ
れる。整流ダイオード65の入力電圧が順方向電圧から
逆方向電圧に変化し、可飽和リアクトル68が飽和にな
ると可飽和リアクトル67の負荷巻線74に流れていた
電流は遮断し、可飽和リアクトル67の制御巻線75に
電圧が誘起する。この誘起電圧によってダイオード71
を介して平滑用コンデンサ11を充電し、可飽和リアク
トル67はリセットする。Next, the operation will be described with reference to FIGS. The output voltage of the DC power supply 2 is converted by the inverter circuit 3 into an AC voltage having a certain duty. The AC voltage converted and output by the inverter circuit 3 is transformed through the transformer 4 and input to the saturable reactor unit. When the input voltage of the rectifier diode 65 changes from the forward voltage to the reverse voltage and the saturable reactor 68 becomes saturated, the current flowing through the load winding 74 of the saturable reactor 67 is cut off and the saturable reactor 67 is controlled. A voltage is induced in the winding 75. This induced voltage causes the diode 71
, The smoothing capacitor 11 is charged, and the saturable reactor 67 is reset.
【0004】リセット後、次の半サイクルに入ると、整
流ダイオード65の入力電圧が順方向電圧に変化し、可
飽和リアクトル67の負荷巻線74にトランス4を介し
て変圧された電圧が印加される。不飽和時間経過後可飽
和リアクトル67は、不飽和状態から飽和状態に変化す
る。可飽和リアクトル67が不飽和状態の時、可飽和リ
アクトル67の出力は阻止され、飽和状態に変化後出力
される。In the next half cycle after the reset, the input voltage of the rectifier diode 65 changes to a forward voltage, and the transformed voltage is applied to the load winding 74 of the saturable reactor 67 via the transformer 4. You. After the elapse of the unsaturated time, the saturable reactor 67 changes from an unsaturated state to a saturated state. When the saturable reactor 67 is in the unsaturated state, the output of the saturable reactor 67 is blocked, and is output after changing to the saturated state.
【0005】その後、整流ダイオード65の入力電圧が
順方向電圧から逆方向電圧に変化すると、可飽和リアク
トル67は飽和状態から解除される。可飽和リアクトル
68も上記と同様に動作する。可飽和リアクトル67,
68からその飽和状態のときに出力された電圧は、出力
部にて平滑され負荷12に印加される。After that, when the input voltage of the rectifier diode 65 changes from the forward voltage to the reverse voltage, the saturable reactor 67 is released from the saturated state. The saturable reactor 68 operates in the same manner as described above. Saturable reactor 67,
The voltage output from 68 in the saturated state is smoothed at the output section and applied to the load 12.
【0006】次にDC−DCコンバータを可飽和リアク
トル67を中心に定量的に説明する。今、整流用ダイオ
ード65に順方向電圧が印加されたとき、トランス4の
2次電圧すなわち可飽和リアクトル67の不飽和時の電
圧をV1、不飽和時間をT1とし、整流用ダイオード6
5に逆方向電圧が印加されたとき、可飽和リアクトル6
7のエネルギーがリセットされるときに負荷巻線74に
誘起する電圧をV2、出力する時間をT2とする。さら
に、出力部の入力すなわち帰還用ダイオード9に印加す
る電圧の期間をT3、整流用ダイオード65に印加する
電圧方向が順方向のときのトランス4の出力期間をT
4、半周期をT5とする。すると、DC−DCコンバー
タの出力の平均値電圧VOはVO=V1×T3/T5と
なる。一方、可飽和リアクトル67に蓄積されるエネル
ギーは、V1×T1で、そのリセット量はV2×T2で
あり、V1×T1=V2×T2が成立する。また、T2
とT3が等しいのでT1は、T1=T3×V2/V1で
表される。ここで可飽和リアクトル67のリセットは制
御巻線75からダイオード71を介して行われるので、
負荷巻線74と制御巻線75の巻線比を、N=(負荷巻
線/制御巻線)とすると、V2=N×VOとなる。これ
から数1が成立する。Next, the DC-DC converter will be quantitatively described with a focus on the saturable reactor 67. When a forward voltage is applied to the rectifier diode 65, the secondary voltage of the transformer 4, that is, the voltage when the saturable reactor 67 is unsaturated is V1, the unsaturated time is T1, and the rectifier diode 6
When a reverse voltage is applied to the saturable reactor 6
Let V2 be the voltage induced in the load winding 74 when the energy of No. 7 is reset, and let T2 be the output time. Further, the input period of the output unit, that is, the period of the voltage applied to the feedback diode 9 is T3, and the output period of the transformer 4 when the voltage direction applied to the rectifying diode 65 is the forward direction is T3.
4. The half cycle is defined as T5. Then, the average voltage VO of the output of the DC-DC converter is VO = V1 × T3 / T5. On the other hand, the energy stored in the saturable reactor 67 is V1 × T1, the reset amount is V2 × T2, and V1 × T1 = V2 × T2 holds. Also, T2
Since T1 and T3 are equal, T1 is represented by T1 = T3 × V2 / V1. Here, since the saturable reactor 67 is reset from the control winding 75 via the diode 71,
Assuming that the winding ratio between the load winding 74 and the control winding 75 is N = (load winding / control winding), V2 = N × VO. From this, Equation 1 is established.
【0007】[0007]
【数1】T1=N×T3×T3/T5T1 = N × T3 × T3 / T5
【0008】ここでT3はV1に比例することから、不
飽和時間T1はトランス4の2次電圧の2乗に反比例す
ることになる。Here, since T3 is proportional to V1, the unsaturated time T1 is inversely proportional to the square of the secondary voltage of the transformer 4.
【0009】このことから、トランス4の2次電圧がほ
ぼ一定のとき、可飽和リアクトル67の鉄心材料に影響
されることなく不飽和時間T1もほぼ一定に保つことが
できる。非角形特性の鉄心であっても、可飽和リアクト
ルの不飽和時間を一定に保ち、リセットを確実に行うこ
とができる。これにより、高効率で安定した動作のDC
−DCコンバータを得ることができる。Thus, when the secondary voltage of the transformer 4 is substantially constant, the unsaturated time T1 can be kept substantially constant without being affected by the iron core material of the saturable reactor 67. Even with an iron core having non-square characteristics, the unsaturated time of the saturable reactor can be kept constant and reset can be reliably performed. As a result, DC with high efficiency and stable operation
-A DC converter can be obtained.
【0010】ところで、帰還用ダイオード9に印加する
期間T3に可飽和リアクトル67の不飽和期間T1を加
えた時間は、半周期にほぼ等しい(すなわちT3+T1
≒T5となる)。そして、可飽和リアクトル67の不飽
和時間T1と半周期T5の比をD(=T1/T5)とす
ると、T3=(1−D)×T5となり、数1から可飽和
リアクトル67の負荷巻線74と制御巻線75の巻線比
Nは数2となる。The time obtained by adding the unsaturated period T1 of the saturable reactor 67 to the period T3 applied to the feedback diode 9 is substantially equal to a half cycle (ie, T3 + T1).
≒ T5). When the ratio of the unsaturated time T1 of the saturable reactor 67 to the half cycle T5 is D (= T1 / T5), T3 = (1−D) × T5. The winding ratio N between the control winding 74 and the control winding 75 is given by Expression 2.
【0011】[0011]
【数2】N=D/(1−D)2N = D / (1-D) 2
【0012】また、可飽和リアクトル67の不飽和時間
T1の期間に、整流ダイオード71に印加される電圧V
71は数3となる。The voltage V applied to the rectifier diode 71 during the unsaturated time T1 of the saturable reactor 67
71 becomes Equation 3.
【0013】[0013]
【数3】V71=V0+V1/NV71 = V0 + V1 / N
【0014】今、回路条件として、V1=200V、V
0=150V、D=0.1とすると、数2からN=0.
12となり、数3から整流ダイオード71に印加する電
圧は、1816Vと高圧なものとなる。Now, as circuit conditions, V1 = 200 V, V1
Assuming that 0 = 150V and D = 0.1, N = 0.
12, the voltage applied to the rectifier diode 71 is as high as 1816 V from Equation 3.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】整流ダイオード71及
び72には、逆回路特性の高速なダイオードが要求され
ている。高電圧のダイオードは、逆電圧印加時に残留キ
ャリアの消滅に時間がかかり、高速性を有するダイオー
ドは市場に少なく、DC−DCコンバータ用に特別のダ
イオードを製作するなどの対応が必要となり、そのた
め、DC−DCコンバータが高価なものになっていた。The rectifier diodes 71 and 72 are required to be high-speed diodes having reverse circuit characteristics. For high voltage diodes, it takes time to eliminate residual carriers when a reverse voltage is applied, and there are few high-speed diodes on the market, and it is necessary to take measures such as manufacturing a special diode for DC-DC converters. DC-DC converters have become expensive.
【0016】[0016]
【課題を解決しようとする手段】上記課題を解決するた
めに、この発明のDC−DCコンバータにおいては、可
飽和リアクトルが不飽和から飽和状態に移行して、負荷
に直流を供給しているとき蓄えられた可飽和リアクトル
のエネルギを、可飽和リアクトルの不飽和時に複数の制
御巻線に分圧して電圧を誘起させ、この誘起電圧を加算
して、負荷又は直流電源に回生して可飽和リアクトルを
リセットさせるものである。In order to solve the above-mentioned problems, in a DC-DC converter according to the present invention, when a saturable reactor shifts from an unsaturated state to a saturated state to supply DC to a load. When the saturable reactor is unsaturated, the stored energy of the saturable reactor is divided into a plurality of control windings to induce a voltage, and the induced voltage is added to the saturable reactor to regenerate to a load or a DC power supply. Is to be reset.
【0017】請求項1の発明は、入力側にインバータ回
路を持ち、その出力側に可飽和リアクトルを使用し、出
力電圧を一定にするためのフィードバック回路を備えた
DC−DCコンバータにおいて、上記可飽和リアクトル
の制御巻線と整流用ダイオードとの直列回路と、上記直
列回路の出力に設けられた分圧用コンデンサからなるリ
セット回路を複数個設け、上記リセット回路を直列に接
続して出力に直結したことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a DC-DC converter having an inverter circuit on the input side, a saturable reactor on the output side, and a feedback circuit for keeping the output voltage constant. A series circuit of a control winding of a saturation reactor and a rectifying diode, and a plurality of reset circuits including a voltage dividing capacitor provided at an output of the series circuit were provided, and the reset circuits were connected in series and directly connected to an output. It is characterized by the following.
【0018】請求項2の発明は、入力側にインバータ回
路を持ち、その出力側に可飽和リアクトルを使用し、出
力電圧を一定にするためのフィードバック回路を備えた
DC−DCコンバータにおいて、上記可飽和リアクトル
の制御巻線と整流用ダイオードの直列回路と、上記直列
回路の出力に設けられた分圧用コンデンサからなるリセ
ット回路を複数個設け、上記リセット回路を直列に接続
して上記インバータ回路の入力に直結したことを特徴と
する。According to a second aspect of the present invention, there is provided a DC-DC converter having an inverter circuit on the input side, a saturable reactor on the output side, and a feedback circuit for keeping the output voltage constant. A series circuit of a control winding of a saturation reactor and a rectifying diode, and a plurality of reset circuits each including a voltage dividing capacitor provided at an output of the series circuit are provided. The reset circuits are connected in series and input to the inverter circuit. It is characterized by being directly connected to.
【0019】請求項3の発明は、入力側にインバータ回
路を持ち、その出力側に可飽和リアクトルを使用し、出
力電圧を一定にするためのフィードバック回路を備えた
DC−DCコンバータにおいて、上記可飽和リアクトル
の制御巻線と整流用ダイオードの直列回路と、上記直列
回路の出力に設けられた分圧用コンデンサからなるリセ
ット回路を複数個設け、上記リセット回路を直列に接続
して他の電圧源に直結したことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a DC-DC converter having an inverter circuit on the input side, a saturable reactor on the output side, and a feedback circuit for keeping the output voltage constant. A series circuit of a control winding of a saturating reactor and a rectifying diode, and a plurality of reset circuits including a voltage dividing capacitor provided at an output of the series circuit are provided, and the reset circuits are connected in series to another voltage source. It is characterized by being directly connected.
【0020】[0020]
(第1の実施の形態)図1は、この発明の第1の実施の
形態であるDC−DCコンバータ1の回路構成図であ
る。DC−DCコンバータ1の回路は、入力部、可飽和
リアクトル部、出力部、フィードバック部で構成されて
いる。入力部は、直流電源2、直流電源2の出力を交流
電圧に変換するインバータ回路3、インバータ回路3の
出力を変圧するトランス4により構成されている。可飽
和リアクトル部は、トランス4の出力を整流する整流ダ
イオード5,6、整流ダイオード5,6の出力を変成す
る可飽和リアクトル7,8、可飽和リアクトル7,8の
制御巻線25,26,27,28と30,31,32,
33と制御巻線25,26,27,28と30,31,
32,33の電圧を整流する整流用ダイオード34,3
5,36,37と38,39,40,41とが直列回路
を構成し、この直列回路により整流した出力を平滑し、
分圧する分圧用コンデンサ42,43,44,45と4
6,47,48,49によりリセット回路を構成する。
このリセット回路が直列接続されて出力の負荷12に直
結されている。出力部は、可飽和リアクトル7,8の出
力を平滑する帰還用ダイオード9、平滑リアクトル1
0、平滑コンデンサ11で構成された平滑回路により構
成されている。フィードバック部は、前記平滑コンデン
サ11の電圧を検出する電圧検出回路15、電圧検出回
路15の検出量によりインバータ回路3を制御する制御
回路16により構成されている。なお、図1中にトラン
ス4及び可飽和リリアクトル7,8の巻線に付された・
印は、巻線の巻初めを示している。(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a DC-DC converter 1 according to a first embodiment of the present invention. The circuit of the DC-DC converter 1 includes an input unit, a saturable reactor unit, an output unit, and a feedback unit. The input unit includes a DC power supply 2, an inverter circuit 3 for converting the output of the DC power supply 2 into an AC voltage, and a transformer 4 for transforming the output of the inverter circuit 3. The saturable reactor section includes rectifier diodes 5 and 6 for rectifying the output of the transformer 4, saturable reactors 7 and 8 for transforming the output of the rectifier diodes 5 and 6, and control windings 25 and 26 of the saturable reactors 7 and 8. 27, 28 and 30, 31, 32,
33 and control windings 25, 26, 27, 28 and 30, 31,
Rectifier diodes 34, 3 for rectifying the voltages of 32, 33
5, 36, 37 and 38, 39, 40, 41 form a series circuit, and smooth the output rectified by this series circuit,
Voltage dividing capacitors 42, 43, 44, 45 and 4 for dividing the voltage
6, 47, 48 and 49 constitute a reset circuit.
This reset circuit is connected in series and directly connected to the output load 12. The output section includes a feedback diode 9 for smoothing the outputs of the saturable reactors 7 and 8, a smoothing reactor 1
0, a smoothing circuit including a smoothing capacitor 11. The feedback section includes a voltage detection circuit 15 for detecting the voltage of the smoothing capacitor 11, and a control circuit 16 for controlling the inverter circuit 3 based on the detection amount of the voltage detection circuit 15. In FIG. 1, the windings of the transformer 4 and the saturable reactors 7, 8 are provided.
The mark indicates the beginning of the winding.
【0021】次に図1の動作について説明する。直流電
源2の出力電圧は、インバータ回路3によりあるデュー
ティを持った交流電圧に変換される。インバータ回路3
により変換出力された交流電圧は、トランス4を介して
変圧された可飽和リアクトル部に入力される。整流ダイ
オード5の入力電圧が順方向電圧から逆方向電圧に変化
し、可飽和リアクトル8が飽和になると可飽和リアクト
ル7の負荷巻線24に流れていた電流は遮断し、可飽和
リアクトル7の制御巻線25,26,27,28に電圧
が誘起する。この誘起電圧によってダイオード34,3
5,36,37を介して分圧用コンデンサ42,43,
44,45を充電する。直列接続された分圧用コンデン
サ42,43,44,45の両端電圧は昇圧されて、平
滑コンデンサ11を充電し、可飽和リアクトル7はリセ
ットする。Next, the operation of FIG. 1 will be described. The output voltage of the DC power supply 2 is converted by the inverter circuit 3 into an AC voltage having a certain duty. Inverter circuit 3
The AC voltage converted and output by the above is input to the transformed saturable reactor unit via the transformer 4. When the input voltage of the rectifier diode 5 changes from the forward voltage to the reverse voltage, and the saturable reactor 8 becomes saturated, the current flowing through the load winding 24 of the saturable reactor 7 is cut off, and the saturable reactor 7 is controlled. A voltage is induced in the windings 25, 26, 27, 28. This induced voltage causes the diodes 34, 3
5, 36, 37, the voltage dividing capacitors 42, 43,
44 and 45 are charged. The voltage across the voltage dividing capacitors 42, 43, 44, 45 connected in series is boosted, charging the smoothing capacitor 11 and resetting the saturable reactor 7.
【0022】リセット後、次の半サイクルに入ると、整
流ダイオード5の入力電圧が順方向電圧に変化し、可飽
和リアクトル7の負荷巻線24にトランス4を介して変
圧された電圧が印加される。不飽和時間経過後可飽和リ
アクトル7は、不飽和状態から飽和状態に変化する。可
飽和リアクトル7が不飽和状態の時、可飽和リアクトル
7の出力は阻止され、飽和状態に変化後出力される。After the reset, in the next half cycle, the input voltage of the rectifier diode 5 changes to the forward voltage, and the transformed voltage is applied to the load winding 24 of the saturable reactor 7 via the transformer 4. You. After the elapse of the unsaturated time, the saturable reactor 7 changes from an unsaturated state to a saturated state. When the saturable reactor 7 is in the unsaturated state, the output of the saturable reactor 7 is blocked, and is output after changing to the saturated state.
【0023】その後、整流ダイオード5の入力電圧が順
方向電圧から逆方向電圧に変化すると、可飽和リアクト
ル7は飽和状態から解除される。可飽和リアクトル8も
上記と同様に動作する。可飽和リアクトル7,8からそ
の飽和状態のときに出力された電圧は、出力部により平
滑され負荷12に印加する。Thereafter, when the input voltage of the rectifier diode 5 changes from the forward voltage to the reverse voltage, the saturable reactor 7 is released from the saturated state. The saturable reactor 8 operates in the same manner as described above. The voltage output from the saturable reactors 7 and 8 in the saturated state is smoothed by the output unit and applied to the load 12.
【0024】次にDC−DCコンバータを可飽和リアク
トル7を中心に定量的に説明する。従来技術を示す図5
と同じように、整流用ダイオード5に順方向電圧が印加
されたとき、トランス4の2次電圧すなわち可飽和リア
クトル7の不飽和時の電圧をV1、不飽和時間をT1と
し、整流用ダイオード5に逆方向電圧が印加されたと
き、可飽和リアクトル7のエネルギーがリセットされる
ときに負荷巻線24に誘起する電圧をV2、出力する時
間をT2とし、出力部の入力すなわち帰還用ダイオード
9に印加する電圧の期間をT3、整流用ダイオード5に
印加する電圧方向が順方向のときのトランス4の出力期
間をT4、半周期をT5とする。また、DC−DCコン
バータの出力の平均値電圧をVOとすると、VO=V1
×T3/T5となる。一方、可飽和リアクトル7に蓄積
されるエネルギーは、V1×T1で、このエネルギーは
制御巻線25,26,27,28から行われ、制御巻線
の各巻線のリセット量はV2×T2/4となる。(な
お、制御巻線がn巻線の場合には、V2×T2/nとな
る)。ここで、負荷巻線24と制御巻線25,26,2
7,28の巻線比をN’=(負荷巻線/制御巻線)とす
ると、V2=4×N’×VOとなり、これらから不飽和
時間T1は数4が成立する。Next, the DC-DC converter will be quantitatively described with a focus on the saturable reactor 7. FIG. 5 showing the prior art
Similarly, when a forward voltage is applied to the rectifier diode 5, the secondary voltage of the transformer 4, that is, the voltage when the saturable reactor 7 is unsaturated is V1, the unsaturated time is T1, and the rectifier diode 5 When a reverse voltage is applied to the input of the saturable reactor 7, the voltage induced in the load winding 24 when the energy of the saturable reactor 7 is reset is V2, and the output time is T2. The period of the applied voltage is T3, the output period of the transformer 4 when the voltage applied to the rectifier diode 5 is the forward direction is T4, and the half cycle is T5. When the average voltage of the output of the DC-DC converter is VO, VO = V1
× T3 / T5. On the other hand, the energy stored in the saturable reactor 7 is V1 × T1, and this energy is supplied from the control windings 25, 26, 27, and 28, and the reset amount of each control winding is V2 × T2 / 4. Becomes (If the control winding is an n-winding, it becomes V2 × T2 / n). Here, the load winding 24 and the control windings 25, 26, 2
Assuming that the winding ratio of 7, 28 is N '= (load winding / control winding), V2 = 4.times.N'.times.VO.
【0025】[0025]
【数4】T1=4×N'×T3×T3/T5T1 = 4 × N ′ × T3 × T3 / T5
【0026】ここで、T3はV1に比例することから、
不飽和時間T1はトランスの2次電圧V1の2乗に反比
例し、トランス4の2次電圧がほぼ一定のとき、可飽和
リアクトル7の鉄心材料に影響されることなく、不飽和
時間T1もほぼ一定に保つことができ、リセットを確実
に行うことができる。Here, since T3 is proportional to V1,
The unsaturated time T1 is inversely proportional to the square of the secondary voltage V1 of the transformer, and when the secondary voltage of the transformer 4 is almost constant, the unsaturated time T1 is almost unaffected by the core material of the saturable reactor 7. It can be kept constant and reset can be performed reliably.
【0027】一方、帰還用ダイオード9に印加する期間
T3に可飽和リアクトル7の不飽和時間T1を加えた時
間は、半周期にほぼ等しい(すなわちT3+T1≒T
5)。そして、可飽和リアクトル7の不飽和時間T1と
半周期T5の比をD(=T1/T5)とすると、負荷巻
線と制御巻線の巻線比N'は制御巻線がn巻線の場合、
数5が成立する。On the other hand, the time obtained by adding the unsaturated time T1 of the saturable reactor 7 to the period T3 applied to the feedback diode 9 is substantially equal to a half cycle (that is, T3 + T1 ≒ T).
5). When the ratio between the unsaturated time T1 of the saturable reactor 7 and the half cycle T5 is D (= T1 / T5), the winding ratio N 'between the load winding and the control winding is represented by n-winding of the control winding. If
Equation 5 holds.
【0028】[0028]
【数5】N’=n×D/(1−D)2N ′ = n × D / (1−D) 2
【0029】また、可飽和リアクトル7の不飽和時間T
1の帰還に、整流ダイオードに印加する電圧Vdは、制
御巻線がn巻線の場合、数6が成立する。The unsaturated time T of the saturable reactor 7 is
The voltage Vd applied to the rectifier diode in the feedback of 1 satisfies Equation 6 when the control winding is an n-winding.
【0030】[0030]
【数6】Vd=VO/n+V1/N’Vd = VO / n + V1 / N '
【0031】従って、制御巻線が4巻線の図1の場合、
回路条件を従来と同じようにV1=200V、VO=1
50V、D=0.1とすると、数5からN’=0.4
8、数6から整流ダイオード34,35,36,37の
それぞれには、Vd=417Vが印加する。Therefore, in the case of FIG. 1 having four control windings,
Circuit conditions are the same as before, V1 = 200V, VO = 1
Assuming that 50 V and D = 0.1, N ′ = 0.4 from Equation 5
8, Vd = 417 V is applied to each of the rectifier diodes 34, 35, 36, and 37 from Expression 6.
【0032】整流ダイオード34,35,36,37及
び38,39,40,41には市場に多い一般の高速ダ
イオードを使用することができ、DC−DCコンバータ
を安価に製造することができる。As the rectifier diodes 34, 35, 36, 37 and 38, 39, 40, 41, general high-speed diodes available on the market can be used, and a DC-DC converter can be manufactured at low cost.
【0033】(第2の実施の形態)上記実施例の図1に
おいては、可飽和リアクトル7,8の制御巻線25〜2
8及び30〜33の出力電流を平滑し、直列接続した
後、平滑用コンデンサ11と並列に接続し、可飽和リア
クトル7,8のエネルギーを負荷12に供給している
が、図2においては可飽和リアクトル7,8の制御巻線
25,26及び30,31と整流ダイオード34,35
及び38,39の直列回路は、インバータ3の入力に接
続し、可飽和リアクトル7,8のリセットに伴うエネル
ギーを直流電源1に回生している。なお、図2において
は、リセット回路を図1の4回路に対して各可飽和リア
クトルにそれぞれ2回路設けている。このDC−DCコ
ンバータの動作は図1のものと同じてある。(Second Embodiment) In FIG. 1 of the above embodiment, control windings 25 to 2 of saturable reactors 7 and 8 are shown.
The output currents of the saturable reactors 8 and 30 to 33 are connected in series, and then connected in parallel with the smoothing capacitor 11 to supply the energy of the saturable reactors 7 and 8 to the load 12, but in FIG. Control windings 25, 26 and 30, 31 of saturating reactors 7, 8 and rectifier diodes 34, 35
, And the series circuit of 38 and 39 are connected to the input of the inverter 3 to regenerate energy accompanying the reset of the saturable reactors 7 and 8 to the DC power supply 1. In FIG. 2, two reset circuits are provided for each of the saturable reactors with respect to the four circuits shown in FIG. The operation of this DC-DC converter is the same as that of FIG.
【0034】(第3の実施の形態)さらにインバータ3
にハーフブリッジを使用した図3のDC−DCコンバー
タでは、可飽和リアクトル7,8の制御巻線25,26
及び30,31と整流ダイオード34,35及び38,
39との直列回路は、それぞれハーフブリッジの直流電
源51,52に接続し、可飽和リアクトル7,8のリセ
ットに伴うエネルギーを直流電源51,52に回生して
いる。また、このDC−DCコンバータの動作は図1の
第1の実施の形態と同様に行われる。なお、図3におい
ても図2と同じように、リセット回路を各可飽和リアク
トルにそれぞれ2回路設けている。(Third Embodiment) Further, an inverter 3
In the DC-DC converter of FIG. 3 using a half bridge for the saturable reactors 7, 8, the control windings 25, 26
, 30 and 31 and rectifier diodes 34, 35 and 38,
The series circuit with the DC power supply 39 is connected to the DC power supplies 51 and 52 of the half bridge, respectively, and regenerates energy accompanying the reset of the saturable reactors 7 and 8 to the DC power supplies 51 and 52. The operation of the DC-DC converter is performed in the same manner as in the first embodiment shown in FIG. In FIG. 3, two reset circuits are provided for each saturable reactor, similarly to FIG.
【0035】(第4の実施の形態)また、図4では可飽
和リアクトル7,8のリセットに伴うエネルギーは他の
電圧源56,57に回生している。(Fourth Embodiment) Further, in FIG. 4, the energy accompanying the reset of the saturable reactors 7, 8 is regenerated to the other voltage sources 56, 57.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、可飽
和リアクトルのエネルギーを負荷叉は入力の直流電源に
回生させて、リセットさせることができる。これにより
高効率で安定した動作のDC−DCコンバータを得るこ
とができる。さらに可飽和リアクトルの制御巻線に直列
接続される整流ダイオードの逆電圧が比較的低い市販さ
れている高速ダイオードを使用することができる。これ
により、DC−DCコンバータは安価なものが得られ
る。As described above, according to the present invention, the energy of the saturable reactor can be regenerated by the load or the input DC power supply and reset. Thus, a DC-DC converter with high efficiency and stable operation can be obtained. Further, a commercially available high-speed diode having a relatively low reverse voltage of a rectifier diode connected in series to the control winding of the saturable reactor can be used. Thereby, an inexpensive DC-DC converter can be obtained.
【図1】この発明の第1の実施の形態であるDC−DC
コンバータの回路構成図である。FIG. 1 shows a DC-DC according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a converter.
【図2】この発明の第2の実施の形態であるDC−DC
コンバータの回路構成図である。FIG. 2 shows a DC-DC according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a converter.
【図3】この発明の第3の実施の形態であるDC−DC
コンバータの回路構成図である。FIG. 3 shows a DC-DC according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a converter.
【図4】この発明の第4の実施の形態であるDC−DC
コンバータの回路構成図である。FIG. 4 shows a DC-DC according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a converter.
【図5】従来のDC−DCコンバータの回路構成図であ
る。FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a conventional DC-DC converter.
【図6】図5のDC−DCコンバータの動作時のタイム
チャートである。FIG. 6 is a time chart at the time of operation of the DC-DC converter of FIG. 5;
1 DC−DCコンバータ本体 2,51,52 直流電源 3 インバータ回路 4 トランス 5,6,34,35,36,37,38,39,40,
41 整流用ダイオード 7,8 可飽和リアクトル 9 帰還用ダイオード 10 平滑リアクトル 11 平滑コンデンサ 12 負荷 15 電圧検出回路 16 制御回路 24,29 可飽和リアクトルの負荷巻線 25,26,27,28,30,31,32,33 可
飽和リアクトルの制御巻線 42,43,44,45,46,47,48,49 分
圧用コンデンサDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC-DC converter main body 2, 51, 52 DC power supply 3 Inverter circuit 4 Transformer 5, 6, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
41 Diode for rectification 7,8 Saturable reactor 9 Feedback diode 10 Smooth reactor 11 Smoothing capacitor 12 Load 15 Voltage detection circuit 16 Control circuit 24,29 Load winding of saturable reactor 25,26,27,28,30,31 , 32,33 Control winding of saturable reactor 42,43,44,45,46,47,48,49 Voltage dividing capacitor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 西村 泰英 (56)参考文献 特開 平6−165487(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/28 H02M 3/335 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page Examiner Yasuhide Nishimura (56) References JP-A-6-165487 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02M 3/28 H02M 3 / 335
Claims (3)
力側に可飽和リアクトルを使用し、出力電圧を一定にす
るためのフィードバック回路を備えたDC−DCコンバ
ータにおいて、上記可飽和リアクトルの制御巻線と整流
用ダイオードとの直列回路と、上記直列回路の出力に設
けられた分圧用コンデンサからなるリセット回路を複数
個設け、上記リセット回路を直列に接続して出力に直結
したことを特徴とするDC−DCコンバータ。1. A DC-DC converter having an inverter circuit on an input side, a saturable reactor on an output side thereof, and a feedback circuit for making an output voltage constant, wherein a control winding of the saturable reactor is provided. A series circuit of a line and a rectifying diode, and a plurality of reset circuits including a voltage dividing capacitor provided at an output of the series circuit are provided, and the reset circuits are connected in series and directly connected to an output. DC-DC converter.
力側に可飽和リアクトルを使用し、出力電圧を一定にす
るためのフィードバック回路を備えたDC−DCコンバ
ータにおいて、上記可飽和リアクトルの制御巻線と整流
用ダイオードの直列回路と、上記直列回路の出力に設け
られた分圧用コンデンサからなるリセット回路を複数個
設け、上記リセット回路を直列に接続して上記インバー
タ回路の入力に直結したことを特徴とするDC−DCコ
ンバータ。2. A DC-DC converter having an inverter circuit on the input side, a saturable reactor on the output side, and a feedback circuit for keeping the output voltage constant. A series circuit of a line and a rectifying diode, and a plurality of reset circuits each including a voltage dividing capacitor provided at an output of the series circuit are provided, and the reset circuits are connected in series and directly connected to an input of the inverter circuit. Characteristic DC-DC converter.
力側に可飽和リアクトルを使用し、出力電圧を一定にす
るためのフィードバック回路を備えたDC−DCコンバ
ータにおいて、上記可飽和リアクトルの制御巻線と整流
用ダイオードの直列回路と、上記直列回路の出力に設け
られた分圧用コンデンサからなるリセット回路を複数個
設け、上記リセット回路を直列に接続して他の電圧源に
直結したことを特徴とするDC−DCコンバータ。3. A DC-DC converter having an inverter circuit on the input side, a saturable reactor on the output side, and a feedback circuit for keeping the output voltage constant. A plurality of reset circuits including a series circuit of a line and a rectifying diode and a voltage dividing capacitor provided at an output of the series circuit are provided, and the reset circuits are connected in series and directly connected to another voltage source. DC-DC converter.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP18816896A JP3332318B2 (en) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | DC-DC converter |
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JP18816896A JP3332318B2 (en) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | DC-DC converter |
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JPH1014230A JPH1014230A (en) | 1998-01-16 |
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