JP3343870B2 - Dc−dcコンバータ - Google Patents
Dc−dcコンバータInfo
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Description
の値の直流電圧に変換するDC−DCコンバータに関す
る。
を図7を参照して説明する。
所定の値の電圧を供給する直流電源Eと、この直流電源
Eからの電圧を所定のデューティ比でスイッチング動作
するフルブリッジ構成のスイッチング回路31と、この
スイッチング回路31からのスイッチング出力により一
次巻線が励磁され、センタータップ付きの二次巻線から
スイッチング回路31のデューティ比に応じた図8に示
す二次出力電圧を送出する変圧器32と、この変圧器3
2の二次巻線に接続した整流用の一対のダイオードD1
1,D12と、平滑用の抵抗R及びコンデンサCとを具
備し、このコンデンサCの両端に出力電圧V0を得るよ
うになっている。
ジ構成のMOSFETを用いたトランジスタTR1乃至
TR4からなり、一方の対辺の2個のトランジスタTR
1,TR4、他方の対辺の2個のトランジスタTR2,
TR3を交互に所定のデューティ比でスイッチング動作
させ直流電源Eからの電圧を断続的に変圧器32の一次
巻線に供給することで、図8に示すような正負の値を持
った二次出力電圧を得るようになっている。
30の場合、前記スイッチング回路31を所定のデュー
ティ比でスイッチング動作させる構成であるため、デュ
ーティ比の値によっては、図8に示すように二次出力電
圧に零電圧の期間が存在し、この結果ダイオードD1
1,D12による整流、抵抗R及びコンデンサCによる
平滑を行った出力電圧V0の波形の直線性が不良になる
という問題がある。
ンバータ40を示すものである。
リッジ接続の4個のトランジスタTR1乃至TR4のう
ち一方の対辺の2個のトランジスタTR1,TR4、他
方の対辺の2個のトランジスタTR2,TR3毎に交互
にスイッチング動作させることで直流電源Eからの電圧
を断続的に変圧器42に設けた3個の一次巻線に各々供
給する直列接続された3個のスイッチング回路41a,
41b,41cを設けたこと、変圧器42の二次巻線を
並列接続したことが特徴である。
抗、C1 乃至C3 は分圧コンデンサ、Dは整流用のダイ
オード、DF はフライホイールダイオードである。
各スイッチング回路41a,41b,41cのスイッチ
ング動作が全て均一に行われれば変圧器42の各二次巻
線から等しい二次出力電圧を得ることができるが、実際
には各スイッチング回路41a,41b,41cの4個
のトランジスタTR1乃至TR4のスイッチング動作を
均一に行うことは難しく、例えばスイッチング回路41
aのスイッチング動作においてトランジスタTR1のみ
オンし、トランジスタTR4、さらにはトランジスタT
R2,TR4がオンにならないような場合、このスイッ
チング回路41aに加わる電圧が全てトランジスタTR
1のみに印加されてこのトランジスタTR1の破壊を招
くという問題がある。
いても事情は同じである。
のDC−DCコンバータの場合、出力電圧の直線性が不
良であったり、スイッチング素子の破壊を招いたりとい
う問題がある。
作によりスイッチング素子の破壊を招くことがなく、ま
た、スイッチング動作に基づく変圧器の二次出力電圧に
零電圧期間がなく、直線性の良い出力電圧を得ることが
できるDC−DCコンバータを提供することを目的とす
る。
直流電源からの電圧を所定のデューティ比でスッチング
動作するスッチング手段を介して変圧器の一次巻線に供
給し、この変圧器の二次巻線からの断続的な出力電圧を
整流平滑して所望の直流出力を得るDC−DCコンバー
タにおいて、前記スッチング手段は、フルブリッジ接続
の4個のスイッチング素子のうち対辺の2個のスイッチ
ング素子毎に交互にスッチング動作させ各々の出力を変
圧器に設けた複数の一次巻線に各々供給する直列接続さ
れた複数のスイッチング回路と、各スイッチング回路に
各々設けた一方の対辺の2個のスイッチング素子のオン
期間中に充電され他方の対辺の2個のスイッチング素子
のオン期間中に充電電圧を直流電源からの電圧に重畳し
て前記変圧器の一次巻線に供給する容量素子とを有する
ものである。
圧を所定のデューティ比でスッチング動作するスッチン
グ手段を介して変圧器の一次巻線に供給し、この変圧器
の二次巻線からの断続的な出力電圧を整流平滑して所望
の直流出力を得るDC−DCコンバータにおいて、前記
スッチング手段は、フルブリッジ接続の4個のスイッチ
ング素子のうち対辺の2個のスイッチング素子毎に交互
にスッチング動作させ各々の出力を変圧器に設けた複数
の一次巻線に各々供給する直列接続された複数のスイッ
チング回路と、各スイッチング回路に各々設けた一方の
対辺の2個のスイッチング素子のオン期間中に充電され
他方の対辺の2個のスイッチング素子のオン期間中に充
電電圧を直流電源からの電圧に重畳して前記変圧器の一
次巻線に供給する容量素子と、前記各スイッチング回路
毎に前記変圧器の各二次巻線に設けたセンタータップに
接続した一対ずつのバランスコンデンサとを具備するも
のである。
て、複数のスイッチング回路は、フルブリッジ接続の4
個のスイッチング素子のうち対辺の2個のスイッチング
素子毎に交互にスイッチング動作させて各スイッチング
回路に印加される分割された直流電源からの電圧を断続
的に変圧器に設けた複数の一次巻線に各々供給するが、
このとき、各容量素子は一方の対辺の2個のスイッチン
グ素子のオン期間中に充電され他方の対辺の2個のスイ
ッチング素子のオン期間中に充電電圧を直流電源からの
電圧に重畳して前記変圧器の一次巻線に各々供給する。
対辺の2個のスイッチング素子のオン動作時のスイッチ
ング電圧が自動的に設定され、変圧器の二次出力電圧に
零電圧期間がなくなり、直線性の良い出力電圧を得るこ
とができるとともに、仮に他方の対辺の2個のスイッチ
ング素子のいずれか又は双方のオンのタイミングがずれ
た場合でも、容量素子の放電動作で直流電源からの電圧
がいずれか一つのスイッチング素子に加わることがなく
なり、スイッチング素子の破壊を防止できる。
れば、請求項1記載のDC−DCコンバータの作用に加
えて、前記各スイッチング回路毎に前記変圧器の各二次
巻線に設けたセンタータップに一対ずつのバランスコン
デンサを接続したので、各二次巻線のセンタータップの
電位が常に安定し、これにより、各スイッチング回路の
スイッチング動作の確実性をより向上できる。
バータ1において、図9に示すDC−DCコンバータ4
0と同一の機能を有するものには同一の符号を付して示
す。
圧を供給する直流電源Eと、この直流電源Eからの電圧
を所定のデューティ比でスイッチング動作するフルブリ
ッジ構成のスイッチング手段2と、このスイッチング手
段2からのスイッチング出力によりセンタータップ付き
の3個の一次巻線が各々励磁され、並列接続した3個の
二次巻線から二次出力電圧を得る変圧器3と、この変圧
器3の二次巻線に接続した整流用のダイオードDと、フ
ライホイールダイオードDFと、平滑用の抵抗R及びコ
ンデンサCとを具備し、このコンデンサCの両端に出力
電圧V0を得るようになっている。
接続の4個のトランジスタTR1乃至TR4のうち一方
の対辺の2個のトランジスタTR1,TR4、他方の対
辺の2個のトランジスタTR2,TR3毎に交互にスッ
チング動作させることで直流電源Eからの電圧を断続的
に変圧器2に設けた3個の一次巻線に各々供給する直列
接続された3個のスイッチング回路4a,4b,4cを
具備している。
接するトランジスタTR1 ,TR3、トランジスタTR2
,TR4 の間には各々容量素子としての結合コンデン
サCa,Cbを接続している。
4cには、前記変圧器2の各二次巻線に設けたセンター
タップに各々接続した一対ずつのバランスコンデンサC
c,Cdを設けている。
図2乃至図5をも参照して説明する。
ング回路4a,4b,4cにおけるフルブリッジ接続の
4個のトランジスタTR1 乃至TR4 のうち、一方の対
辺のトランジスタTR1 ,TR4 、他方の対辺のトラン
ジスタTR2 ,TR3 を交互にスッチング動作させて各
スイッチング回路4a,4b,4cに印加される1/3
に分割された直流電源からの電圧を断続的に変圧器2に
設けた3個の一次巻線に各々供給する。
をオンしたときの電流の経路を図2に、他方の対辺のト
ランジスタTR2 ,TR3 をオンしたときの電流の経路
を図3に各々示す。
b,4cのスッチング動作に際して、前記各結合コンデ
ンサCa,Cbは、一方の対辺のトランジスタTR1,
TR4オン期間中に図2に示す極性に充電され、他方の
対辺の2個のトランジスタTR2,TR3のオン期間中
に図3に示すようにトランスのリセット電流が矢印の方
向に流れ前記充電電圧を直流電源Eからの電圧に重畳し
て前記変圧器2の各一次巻線に各々供給する。このとき
のスイッチング回路4aの等価回路を図4に示す。
b,4cの他方の対辺の2個のトランジスタTR2 ,T
R3 のオン動作時のスイッチング電圧が自動的に設定さ
れ、変圧器2の二次出力電圧に図5に示すように零電圧
期間がなくなり、前記コンテンサCの両端から直線性の
良い出力電圧を得ることができる。
タTR2 ,TR3 のいずれか又は双方のオンのタイミン
グがずれた場合でも、結合コンデンサCa,Cbの放電
動作で直流電源Eからの電圧がいずれか一つのトランジ
スタTR2 又はTR3 に加わることがなくなり、トラン
ジスタTR2 又はTR3 の破壊を防止できる。
cにおいて、前記変圧器2の各二次巻線に設けたセンタ
ータップに各々接続した一対ずつのバランスコンデンサ
Cc,Cdは、各スイッチング回路4a,4b,4cに
加わる直流電源Eからの電圧の1/3の電圧をバランス
良く分割するので、各センタータップの電位が常に安定
し、これにより、各スイッチング回路4a,4b,4c
のスイッチング動作の確実性をより向上できる。
あり、同図に示すDC−DCコンバータ1Aは、前記D
C−DCコンバータ1の構成にバイアス抵抗R1 ,R2
,R3 、分圧コンデンサC1 ,C2 ,C3 を付加した
ものである。
も、前記DC−DCコンバータ1と同様な作用効果を発
揮させることができる。
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。
構成としたので、変圧器の二次出力電圧に零電圧期間が
なくなり、直線性の良い出力電圧を得ることができると
ともに、スイッチング素子の破壊を防止できるDC−D
Cコンバータを提供することができる。
えて各二次巻線のセンタータップの電位を常に安定さ
せ、各スイッチング回路のスイッチング動作の確実性を
より向上できるDC−DCコンバータを提供することが
できる。
回路図
ッチング回路の等価回路図
器の二次出力電圧を示す波形図
示す回路図
次出力電圧を示す波形図
Claims (2)
- 【請求項1】 直流電源からの電圧を所定のデューティ
比でスッチング動作するスッチング手段を介して変圧器
の一次巻線に供給し、この変圧器の二次巻線からの断続
的な出力電圧を整流平滑して所望の直流出力を得るDC
−DCコンバータにおいて、前記スッチング手段は、フ
ルブリッジ接続の4個のスイッチング素子のうち対辺の
2個のスイッチング素子毎に交互にスッチング動作させ
各々の出力を変圧器に設けた複数の一次巻線に各々供給
する直列接続された複数のスイッチング回路と、各スイ
ッチング回路に各々設けた一方の対辺の2個のスイッチ
ング素子のオン期間中に充電され他方の対辺の2個のス
イッチング素子のオン期間中に充電電圧を直流電源から
の電圧に重畳して前記変圧器の一次巻線に供給する容量
素子とを有することを特徴とするDC−DCコンバー
タ。 - 【請求項2】 直流電源からの電圧を所定のデューティ
比でスッチング動作するスッチング手段を介して変圧器
の一次巻線に供給し、この変圧器の二次巻線からの断続
的な出力電圧を整流平滑して所望の直流出力を得るDC
−DCコンバータにおいて、前記スッチング手段は、フ
ルブリッジ接続の4個のスイッチング素子のうち対辺の
2個のスイッチング素子毎に交互にスッチング動作させ
各々の出力を変圧器に設けた複数の一次巻線に各々供給
する直列接続された複数のスイッチング回路と、各スイ
ッチング回路に各々設けた一方の対辺の2個のスイッチ
ング素子のオン期間中に充電され他方の対辺の2個のス
イッチング素子のオン期間中に充電電圧を直流電源から
の電圧に重畳して前記変圧器の一次巻線に供給する容量
素子と、前記各スイッチング回路毎に前記変圧器各二次
巻線に設けたセンタータップに接続した一対ずつの電圧
均衡用のバランスコンデンサとを具備することを特徴と
するDC−DCコンバータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17020793A JP3343870B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Dc−dcコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17020793A JP3343870B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Dc−dcコンバータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0731144A JPH0731144A (ja) | 1995-01-31 |
JP3343870B2 true JP3343870B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=15900656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17020793A Expired - Lifetime JP3343870B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Dc−dcコンバータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3343870B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19547064A1 (de) * | 1995-12-18 | 1997-09-25 | Studlar Sikora Jana | Verfahren zur Hochspannungs-Umformung durch Kaskadierung |
WO2010006479A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | City University Of Hong Kong | Dc-dc converter and method of converting a high voltage dc current to a low voltage dc current |
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WO2016134527A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | The University Of Hong Kong | Power converter and power conversion method |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP17020793A patent/JP3343870B2/ja not_active Expired - Lifetime
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