JP3390602B2

JP3390602B2 - Ｄｃ／ｄｃコンバータ装置

Info

Publication number: JP3390602B2
Application number: JP15431896A
Authority: JP
Inventors: 彰修安藤; 康弘藪西; 浩山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 2003-03-24
Anticipated expiration: 2016-06-14
Also published as: JPH104680A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は直流・直流間の変
換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ装置に関するものであ
り、特に、電気メッキやアルマイト処理に用いる低電
圧、大電流（１０〜５０Ｖ、５００〜２０，０００Ａ程
度）用の大容量ＤＣ／ＤＣコンバータ装置、高電圧（数
ＫＶ）出力用ＤＣ／ＤＣコンバータ装置、更には、高周
波で運転する高周波ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図４８は従来のＤＣ／ＤＣコンバータ装
置を示す回路図であり、１〜４は第１〜第４のスイッチ
ング素子であり、フル・ブリッジ接続して直流電源５に
接続され、直流電力を交流電力に変換する。６〜９は第
１〜第４のスイッチング素子１〜４それぞれに並列接続
された第１〜第４のフライホイル・ダイオードであり、
以上によりインバーター部分を構成する。

【０００３】１２は２次側センタータップ付きの変圧器
であり、１０は変圧器１２内に含まれるリーケージ・イ
ンダクタンス、１１は変圧器１２内に含まれる巻線等の
抵抗を示す。１３、１４は変圧器１２の２次巻線の両端
側に接続された第１、第２の整流用ダイオード、１５、
１６は抵抗とコンデンサとを直列接続して構成されたス
ナバ回路であり、第１、第２の整流用ダイオードに並列
に接続されている。１７は平滑のための直流インダクタ
ンスであり、以上で整流回路部を構成している。１８は
負荷抵抗である。

【０００４】次に動作について説明する。図４９に示す
ように第１と第４のスイッチング素子１、４そして第２
と第３のスイッチング素子２、３はそれぞれ同時にオン
／オフするものとする。まず、第１、第４のスイッチン
グ素子１、４がオンになると図４８の矢印で示すように
電流が流れる。この期間に直流インダクタンス１７に、
１／２・Ｉ²Ｌのエネルギーが蓄積される。ただし、Ｉ
は直流インダクタンス１７に流れる電流、Ｌは直流イン
ダクタンス１７のインダクタンス値である。

【０００５】第１、第４のスイッチング素子１、４がオ
フになると、直流インダクタンス１７に蓄えられたエネ
ルギーは、第２、第３のスイッチング素子がオンするま
でのデッドタイムの間に、図５０に示すように、第１、
第２の整流用ダイオード１３、１４に二分して流れ、放
電される。この時の変圧器１２の２次側ａ−ｂ間の電位
は、ａ−ｃ間とｃ−ｂ間で逆方向に等電圧で加わるの
で、零となる。

【０００６】第２、第３のスイッチング素子２、３がオ
ンになると図５１の矢印で示すように電流が流れ、第１
の整流用ダイオード１３には変圧器１２の２次側ａ−ｂ
間の電圧が逆方向に加わる。図５０に示す直流インダク
タンス１７の放電が完了して第１の整流用ダイオード１
３がオフする前に、第２、第３のスイッチング素子２、
３がオンになり、第１の整流用ダイオード１３は順方向
導通状態から逆方向電圧が印加されたことになって、キ
ャリア蓄積効果により、第１の整流用ダイオード１３が
いわば筒抜け状態となるため、第１の整流用ダイオード
１３内部のキャリアが消滅するまでの間、過渡的に大き
な逆方向電流Ｉｒｒが流れる。この電流は、変圧器１２
を介して第２の整流用ダイオード１４の順方向電流にも
重畳して流れる。第１の整流用ダイオード１３の逆回復
（キャリアの消滅）期間を過ぎると、図５２に示すよう
に第１の整流用ダイオード１３はオフとなり、直流イン
ダクタンス１７には第２の整流用ダイオード１４からの
順方向電流により、段落０００４で説明したのと同様
に、エネルギーが蓄えられる。

【０００７】そして、第２、第３のスイッチング素子
２、３がオフになると、図５３に示すように、直流イン
ダクタンス１７の放電が始まり、次に図５４に示すよう
に第１、第４のスイッチング素子１、４がオンになった
瞬間、第２の整流用ダイオード１４に対して逆方向電圧
が印加され、段落０００６で説明したのと同様に、第２
の整流用ダイオード１４には大きな逆方向電流Ｉｒｒが
流れる。第２の整流用ダイオード１４のキャリアが消滅
し、オフになると、再び図４８に示すように電流が流
れ、以降、上述の動作を繰り返す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のＤＣ／ＤＣコン
バータ装置は、以上のように構成され、動作するので、
整流用ダイオードを流れる電流はスイッチングの際、非
常に大きな逆方向電流傾斜ｄｉ／ｄｔを持ち、変圧器の
リーケージ・インダクタンスによって非常に大きなサー
ジ電圧が発生する。また、逆方向電流Ｉｒｒも大きくな
るのでこの大きな電圧と電流によって大きなスイッチン
グ損失を発生し、高周波化に不利となる。この電圧を低
く抑制するには、スナバ回路内のコンデンサの容量を大
きくすればよいが、増した容量に比例してこのスナバ回
路内の抵抗による損失電力が増すという問題が生じる。
逆に、スナバ回路内のコンデンサの容量が不十分であれ
ば、高逆耐圧の電力用ダイオードや超高速逆回復特性を
持った電力用ダイオードを採用する必要があり、大幅な
コスト高を招くことになる。また、特に超高速逆回復特
性を持つダイオードは一般的に順方向電圧ＶＦが高いた
めに、ダイオード内における順方向損失も増し、したが
って冷却面でも不利である。

【０００９】インバーター部においてスイッチング素子
がオンになると同時に、整流用ダイオードの定常電流分
と逆方向電流分の二つが流れる（例えば、図５１におけ
る整流用ダイオード１４の動作状態参照）ので、非常に
大きなスイッチング損失（オン損失）が発生する。また
上記により電磁波障害が発生するという問題もあった。
なお、変圧器のリーケージ・インダクタンスを大きくす
れば、流れる電流の電流傾斜ｄｉ／ｄｔが抑制され、上
記の問題に対しては有効であるが、反面、システムの高
周波運転と小型化をすることが難しくなる。

【００１０】この発明は、以上のような問題を解決する
ためになされたものであり、整流用ダイオード等の整流
器、およびスナバ回路内で発生する電力損失を抑制し、
また、サージ電圧を抑制して一般的な大電力用ダイオー
ドなどの使用を可能にし、また、整流用ダイオード等の
素子におけるスイッチング損失を低減して、システムの
高周波運転と小型化が出来るＤＣ／ＤＣコンバータ装置
を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係るＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ装置は、第１〜第４のスイッチング素子
と、第１、第３のスイッチング素子の一端に陰極が接続
された第１、第３のフライホイル・ダイオードと、第
２、第４のスイッチング素子の一端に陽極が接続された
第２、第４のフライホイル・ダイオードと、第１、第２
のスイッチング素子の一端間に接続された第１の変圧器
と、第３、第４のスイッチング素子の一端間に接続され
た第２の変圧器と、第１、第２の変圧器に接続された第
１、第２の整流器とを備え、第１、第３のスイッチング
素子の他端と第２、第４のフライホイル・ダイオードの
陰極とを直流電源の陽極に接続し、第２、第４のスイッ
チング素子の他端と第１、第３のフライホイル・ダイオ
ードの陽極とを直流電極の陰極に接続するとともに、上
記第１第２の整流器の出力端を並列にして負荷に接続す
る回路を構成し、上記第１〜第４のスイッチング素子の
スイッチング制御により、上記第１の変圧器及び上記第
１の整流器を含む第１の回路と、上記第２の変圧器及び
上記第２の整流器を含む第２の回路とへ、交互に転流さ
せて通電し、該転流時に、転流前に通電していた上記第
１あるいは第２の一方の回路において、変圧器の励磁電
流で整流器内の素子の逆回復電荷を放電させて該整流器
をオフさせるものである。

【００１２】また、第１〜第８のスイッチング素子と、
これらと並列接続された第１〜第８のフライホイル・ダ
イオードとを備え、第１、第３、第５、第７のフライホ
イル・ダイオードの陽極と第２、第４、第６、第８のフ
ライホイル・ダイオードの陰極とを接続するとともに、
第１、第３のフライホール・ダイオードの陽極間に接続
された第１の変圧器と、第５、第７のフライホイル・ダ
イオードの陽極間に接続された第２の変圧器と、第１、
第２の変圧器に接続された第１、第２の整流器を備え、
第１、第３、第５、第７のフライホイル・ダイオードの
陰極を直流電源の陽極に接続し、第２、第４、第６、第
８のフライホイル・ダイオードの陽極を直流電源の陰極
に接続するするとともに、上記第１第２の整流器の出力
端を並列にして負荷に接続する回路を構成し、上記第１
〜第８のスイッチング素子のスイッチング制御により、
上記第１の変圧器及び上記第１の整流器を含む第１の回
路と、上記第２の変圧器及び上記第２の整流器を含む第
２の回路とへ、交互に転流させて通電し、該転流時に、
転流前に通電していた上記第１あるいは第２の一方の回
路において、変圧器の励磁電流で整流器内の素子の逆回
復電荷を放電させて該整流器をオフさせるものである。

【００１３】さらに、第１、第２の変圧器の１次巻線に
直列にリアクトルを接続したものである。さらに、第
１、第２の整流器は逆並列接続された整流能力を持つス
イッチング素子としたものである。

【００１４】さらに、出力端子を平行平板で構成すると
ともに、第１、第２の変圧器の鉄心脚を平行に配置して
両鉄心脚の対向面から出力端子を引き出し、かつ、第
１、第２の整流器を第１、第２の変圧器と一体的に配置
したものである。また、出力端子を平行平板で構成する
とともに、第１、第２の変圧器の鉄心脚を平行に配置し
て両鉄心脚の対向面から出力端子を引き出し、かつ、第
１、第２の整流器を第１、第２の変圧器の２次巻線の途
中に接続したものである。さらに、第１、第２の整流器
を複数の整流素子で構成するとともに、第１、第２の変
圧器の２次巻線を、電流の方向に沿った切り込みを有す
る導体板で構成し、切り込みにより分割されたそれぞれ
の部分に整流素子を接続したものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１であるＤＣ／ＤＣコンバ
ータ装置を示す回路図であり、図において、５は直流電
源、１〜４は第１〜第４のスイッチング素子（図ではＩ
ＧＢＴを示すが、これらはパワーＦＥＴ、ＧＴＯ等であ
ってもよい）、７、６、９、８は第１〜第４のスイッチ
ング素子１〜４にそれぞれ直列に接続された第１〜第４
のフライホイル・ダイオードであり、第１、第３のスイ
ッチング素子１、３の一端に第１、第３のフライホイル
・ダイオード７、９の陰極が図に示すように接続点Ｂ、
Ｄで接続され、第２、第４のスイッチング素子２、４の
一端に第２、第４のフライホイル・ダイオード６、８の
陽極が図に示すように接続点Ｃ、Ｅで接続されている。
そして、第１、第３のスイッチング素子１、３の他端と
第２、第４のフライホイル・ダイオード６、８の陰極と
が図に示すように接続点Ａで一括して直流電源５の陽極
に接続されるとともに、第２、第４のスイッチング素子
２、４の他端と第１、第３のフライホイル・ダイオード
７、９の陽極とが図に示すように接続点Ｆで一括して直
流電源５の陰極に接続されている。第１〜第４のスイッ
チング素子１〜４、および第１〜第４のフライホイル・
ダイオード７、６、９、８でインバーター部を構成す
る。

【００１６】２０、２１は互いに電磁的に独立した第
１、第２の変圧器であり、第１の変圧器２０の１次巻線
８２が接続点Ｂ、Ｃ間に接続され、第２の変圧器２１の
１次巻線８３が接続点Ｄ、Ｅ間に接続されている。２
２、２３は第１、第２の変圧器２０、２１のリーケージ
・インダクタンスを、また２４、２５は第１、第２の変
圧器２０、２１に含まれる巻線等の抵抗を示す。

【００１７】１３、１４は第１、第２の整流器としての
第１、第２の整流用ダイオードであり、それぞれ第１、
第２の変圧器２０、２１の２次巻線７２、７３に直列に
接続されている。１５、１６は抵抗とコンデンサを直列
に接続してなるスナバ回路であり、それぞれ第１、第２
の整流用ダイオード１３、１４に並列に接続されてい
る。１８は負荷抵抗であり、第１、第２の整流用ダイオ
ード１３、１４の出力端が並列となって負荷抵抗１８に
接続されている。１７は平滑用に負荷抵抗１８に直列に
設けられた直流インダクタンスまたは回路中に寄生する
直流インダクタンスである。第１、第２の整流用ダイオ
ード１３、１４、スナバ回路１５、１６、直流インダク
タンス１７で整流回路部を構成する。

【００１８】次に動作について説明する。第１〜第４の
スイッチング素子１〜４は図２に示すタイミングでオン
／オフするものとする。まず、時刻ｔがｔ０≦ｔ＜ｔ１
では、第１のスイッチング素子１だけがオンとなってい
るので回路中には電流が流れない。時刻ｔ１≦ｔ＜ｔ２
で、第１のスイッチング素子１に加えて第２のスイッチ
ング素子２がオンとなるので第１の変圧器２０が励磁さ
れて、図３の矢印で示すように各部に電流が流れる（以
後、電流を矢印により示す）。この期間に直流インダク
タンス１７には、１／２・Ｉ²Ｌのエネルギーが蓄えら
れる。ただし、Ｉは直流インダクタンス１７に流れる電
流、Ｌは直流インダクタンス１７のインダクタンス値で
ある。

【００１９】時刻ｔ２≦ｔ＜ｔ３では、第２のスイッチ
ング素子２がオフとなり（第１のスイッチング素子１は
引き続きオンのままである）、直流インダクタンス１７
に蓄えられたエネルギーの放電が始まり、第１の変圧器
２０の２次側に図４のように電流が流れる。これによ
り、その１次側には第２のフライホイル・ダイオード６
から第１のスイッチング素子１を経由した電流が流れる
（このようにフライホイル・ダイオードを経由して環流
する電流を、以後「フライホイル電流」と称する）。第
３、第４のスイッチング素子３、４がともにオフである
ので第２の変圧器２１には電流が流れない。

【００２０】時刻ｔ３≦ｔ＜ｔ４で、第３のスイッチン
グ素子３がオンになる。この期間、第１、第３のスイッ
チング素子１、３がオンになっているので、それによ
り、直流インダクタンス１７に蓄えられたエネルギーの
放電は図５に示すように二分される。すなわち、第１、
第２の変圧器２０、２１の２次側で電流が二分して流れ
るとともに、１次側でも第２のフライホイル・ダイオー
ド６と第１のスイッチング素子１とを経由する回路、お
よび第４のフライホイル・ダイオード８と第３のスイッ
チング素子３とを経由する回路に、フライホイル電流が
二分して流れる。

【００２１】時刻ｔ４≦ｔ＜ｔ５で、第１のスイッチン
グ素子１がオフになると、直流インダクタンス１７に蓄
えられていたエネルギーの放電と、１次側のフライホイ
ル電流は、図６の実線矢印で示すように、全て第２の変
圧器２１側に流れる。そしてこの時、第１の変圧器２０
の励磁インダクタンスの持つエネルギーが、同図破線矢
印で示すように、第２の変圧器２１の２次巻線と第２の
整流用ダイオード１４を経由して、第１の整流用ダイオ
ード１３に逆方向に放電され、第１の整流用ダイオード
１３はキャリア消滅まで電流が流れてオフとなる。第１
の整流用ダイオード１３がオフになることによって、第
１の変圧器の励磁エネルギーの放電ルートがなくなり、
この励磁エネルギーは、図７の破線矢印で示すように、
１次側から第１、第２のフライホイル・ダイオード７、
６を経由して直流電源５に回生され、第１の変圧器２０
は元の状態に戻る（リセットされる）。

【００２２】時刻ｔ５≦ｔ＜ｔ６で、第４のスイッチン
グ素子４がオンになり、図８に示すように第２の変圧器
２１が励磁されて、第２の整流用ダイオード１４に電流
が流れ、直流インダクタンス１７にエネルギーが蓄えら
れる。時刻ｔ６≦ｔ＜ｔ７で、第４のスイッチング素子
４がオフになり、直流インダクタンス１７に蓄えられて
いたエネルギーの放電と、第２の変圧器２１の１次側で
のフライホイル電流が図９のように流れる。時刻ｔ７≦
ｔ＜ｔ８で第１のスイッチング素子１がオンになり、直
流インダクタンス１７のエネルギーの放電と、１次側の
フライホイル電流は、図１０に示すように二分して流れ
る。

【００２３】時刻ｔ８≦ｔ＜ｔ９で、第３のスイッチン
グ素子３がオフになり、直流インダクタンス１７のエネ
ルギーの放電と、１次側のフライホイル電流は、図１１
の実線矢印で示すように全て第１の変圧器２０側に流れ
る。この時、第２の変圧器２１の励磁インダクタンスに
蓄えられた励磁エネルギーは、段落００２１で述べたの
と同様に、図１１の破線矢印で示すように第１の変圧器
２０の２次巻線と第１の整流用ダイオード１３を経由し
て、第２の整流用ダイオード１４に逆方向に放電され、
第２の整流用ダイオード１４はオフとなる。第２の整流
用ダイオード１４がオフになると、第２の変圧器２１の
励磁エネルギーの放電ルートがなくなり、この励磁エネ
ルギーは、図１２の破線矢印で示すように、第３、第４
のフライホイル・ダイオード９、８を経由して直流電源
５に回生され、第２の変圧器２１は元の状態に戻る。

【００２４】以上がこの回路の動作の１周期分に当た
り、以後はｔ１〜ｔ９の動作を繰り返す。図１３は第
１、第２の整流用ダイオード１３、１４に流れる電流を
示したものであり、負荷抵抗１８には二つの電流を合成
したものが流れる。このように１次側のインバータ部を
制御することによって転流を任意に制御することができ
る。

【００２５】図６において、第１の整流用ダイオード１
３の逆回復特性について見てみる。段落００２１で述べ
たように、この期間では第１の変圧器２０の励磁インダ
クタンスの持つ励磁エネルギーが、第２の変圧器２１の
２次巻線と第２の整流用ダイオード１４が経由して、第
１の整流用ダイオード１３に逆方向に放電される。この
時、第１の整流用ダイオード１３には多量のキャリアが
あるため、これが消滅するまでの期間、大きな逆方向電
流が流れる。この逆方向電流の時間積分値を「逆回復電
荷Ｑｒｒ」というが、これは使用する大電力用ダイオー
ドによって、大方、決まっており、カタログ・データ等
からもその数値を得ることができる。

【００２６】逆回復に必要な時間、「逆回復時間ｔｒ
ｒ」は逆回復電荷Ｑｒｒと逆回復電流Ｉｒｒから求める
ことが出来る。この実施の形態の回路における逆回復電
流Ｉｒｒは、第１の変圧器２０の励磁電流の２次換算値
に相当し、また、逆回復電荷Ｑｒｒが決まっているか
ら、逆回復時間ｔｒｒが求められる。回路の動作の半周
期分からこの逆回復時間ｔｒｒを引いた残りの時間をス
イッチングの「最大オン期間」とすることができる（実
際は、整流用ダイオードの温度変化等の影響を考えて、
逆回復時間ｔｒｒおよびスイッチング期間には十分な余
裕を見込んだ設定が必要であるが）ので、最大オン期間
設定後、残り時間を逆回復時間ｔｒｒに当てればよい。

【００２７】逆回復電流Ｉｒｒは、第１の変圧器２０の
設計・製作過程においてその励磁特性を調整することに
より、適切な値に調整することができ、また、回路中の
寄生インダクタンスを含む変圧器のリーケージ・インダ
クタンスＬ１を小さくすることにより、第１の整流用ダ
イオードに生じるスイッチング損失１／２・Ｉｒｒ²・
Ｌ１を小さくすることができ、第１の整流用ダイオード
１３に並列に接続されたスナバ回路１５内の抵抗に生じ
る電力損失の低減にもつながる。スナバ回路１５をなく
すこともできる。また図１１において、第２の変圧器２
１、第２の整流用ダイオード１４、およびそれに並列に
接続されたスナバ回路１６についても、上述と同様のこ
とが言える。

【００２８】実施の形態２．この発明の実施の形態２
は、前述の実施の形態１と同じ回路に対して異なる制御
を行うものである。図１４に各スイッチング素子のオン
／オフのタイミングを示す。時刻ｔ０≦ｔ＜ｔ７までは
実施の形態１と同様であるので説明を省略する（図１、
３〜９参照）。時刻ｔ７≦ｔ＜ｔ８で、第２のスイッチ
ング素子２がオンになり、直流インダクタンス１７のエ
ネルギーの放電と、１次側のフライホイル電流は、図１
５に示すように二分して流れる。１次側において、実施
の形態１では図１０のように第２、第４のフライホイル
・ダイオード６、８側に分流するのに対し、この実施の
形態では第１、第４のフライホイル・ダイオード７、８
側に分流する。

【００２９】時刻ｔ８≦ｔ＜ｔ９で、第３のスイッチン
グ素子３がオフになり、直流インダクタンス１７のエネ
ルギーの放電と１次側のフライホイル電流は、図１６の
実線矢印で示すように全て第１の変圧器２０側に流れ
る。この時、第２の変圧器２１の励磁インダクタンスに
蓄えられた励磁エネルギーは、破線矢印で示すように第
１の変圧器２０の２次巻線と第１の整流用ダイオード１
３を経由して、第２の整流用ダイオード１４に逆方向に
放電され、第２の整流用ダイオード１４はオフとなる。
第２の整流用ダイオード１４がオフになると、第２の変
圧器２１の励磁エネルギーの放電ルートがなくなり、こ
の励磁エネルギーは、第３、第４のフライホイル・ダイ
オード９、８を経由して直流電源５に回生され、第２の
変圧器２１は元の状態に戻る。

【００３０】時刻ｔ９≦ｔ＜ｔ１０では、第１のスイッ
チング素子１がオンになり、時刻ｔ１≦ｔ＜ｔ２と同じ
動作をするので説明を省略する（図３参照）。時刻ｔ１
０≦ｔ＜ｔ１１で、第１のスイッチング素子１がオフに
なり、直流インダクタンス１７に蓄えられたエネルギー
が、図１７のように第１の整流用ダイオード１３を経由
して流れ、１次側では第１のフライホイル・ダイオード
７を経由して流れる。時刻ｔ１１≦ｔ＜ｔ１２で、第４
のスイッチング素子４がオンになり、直流インダクタン
ス１７のエネルギーは、図１８のように第１、第２の変
圧器２０、２１に分流し、１次側では第１、第３のフラ
イホイル・ダイオード７、９に分流する。

【００３１】時刻ｔ１２≦ｔ＜ｔ１３で、第２のスイッ
チング素子２がオフになり、直流インダクタンス１７の
エネルギーの放電と１次側のフライホイル電流は、図１
９の実線矢印で示すように全て第２の変圧器２１側に流
れる。この時、第１の変圧器２０の励磁エネルギーは破
線矢印で示すように放電され、第１の整流用ダイオード
１３に逆方向に流れて、第１の整流用ダイオード１３は
オフになる。第１の整流用ダイオード１３がオフになる
と、第１の変圧器２０の励磁エネルギーの放電ルートが
無くなり、この励磁エネルギーは、第１、第２のフライ
ホイル・ダイオード７、６を経由して直流電源５に回生
され、第１の変圧器２０は元の状態に戻る。

【００３２】時刻ｔ１３≦ｔ＜ｔ１４では、第３のスイ
ッチング素子３がオンになり、時刻ｔ５≦ｔ＜ｔ６と同
じ動作をするので説明を省略する（図８参照）。時刻ｔ
１４≦ｔ＜ｔ１５で、第３のスイッチング素子３がオフ
になり、直流インダクタンス１７のエネルギーは、図２
０に示すように第２の整流用ダイオード１４を経由して
流れ、１次側では第３のフライホイル・ダイオード９を
経由して流れる。時刻ｔ１５≦ｔ＜ｔ１６で、第１のス
イッチング素子１がオンになり、直流インダクタンス１
７のエネルギーは図２１に示すように第１、第２の変圧
器２０、２１に分流する。

【００３３】時刻ｔ１６≦ｔ＜ｔ１７で、第４のスイッ
チング素子４がオフになり、直流インダクタンス１７の
エネルギーの放電と１次側のフライホイル電流は、図２
２の実線矢印で示すように全て第１の変圧器２０側に流
れる。第２の変圧器２１の励磁エネルギーは破線矢印で
示すように放電され、第２の整流用ダイオード１４に逆
方向に流れて、第２の整流用ダイオード１４はオフにな
る。第２の整流用ダイオード１４がオフになると、第２
の変圧器２１の励磁エネルギーの放電ルートが無くな
り、第３、第４のフライホイル・ダイオード９、８を経
由して直流電源５に回生され、第２の変圧器２１は元の
状態に戻る。

【００３４】以上が１周期分の動作に当たり、以後はｔ
１〜ｔ１７の動作を繰り返す。この実施の形態では１周
期中のフライホイル電流は、特定のフライホイル・ダイ
オードに偏ることなく、図４〜６、９、１５〜２２に示
すように第１〜第４のフライホイル・ダイオード７、
６、９、８に時間的にばらまかれ、熱的に責務が均等
化、軽減される。

【００３５】実施の形態３．図２３にこの発明の実施の
形態３における回路図を示す。図１の回路図と比べると
第１の変圧器２０の２次巻線７２と第１の整流用ダイオ
ード１４の接続順序が異なっているのみであり、したが
って図１の回路と同様の電気的動作をする。図２４は、
図２３に示した回路のうちの第１、第２の変圧器２０、
２１と第１、第２の整流用ダイオード１３、１４との構
造を示す断面図であり、図において、７０、７１は第
１、第２の変圧器２０、２１の鉄心脚であり、断面が正
方形ないし長方形に形成され、互いに平行に対向して配
置されている。なお、鉄心脚７０、７１は各１脚ずつ図
示されているが、図示外にも鉄心脚があって磁束が循環
するようになっている。第１、第２の変圧器２０、２１
の２次巻線７２、７３は、平板状の導体を用い、鉄心脚
７０、７１の外周側に巻き付くように形成されている。
なお、この図では第１、第２の変圧器２０、２１の１次
巻線の図示が省略されている。

【００３６】７４は第１、第２の整流用ダイオード１
３、１４を冷却するための冷却板であり、第１、第２の
整流用ダイオード１３、１４は冷却板を介して第１、第
２の変圧器２０、２１と一体になるように配置されてい
る。７５、７６は平行平板で構成されたＰ側、Ｎ側の出
力端子であり、間に絶縁物７７を挟んで、フラット面を
対向させて一体化されている。鉄心脚７０、７１が対向
した面にある２次巻線７２、７３それぞれの一端から、
Ｐ側とＮ側の出力端子７５、７６が引き出された形に接
続されている。第１の整流用ダイオード１３の両端はそ
れぞれ第１の変圧器２０の２次巻線７２の他端とＮ側出
力端子７６とに接続されるとともに、第２の整流用ダイ
オード１４の両端はそれぞれ第２の変圧器２１の２次巻
線７３の他端とＰ側出力端子７５とに接続されている。

【００３７】上述の構造を採用することにより、第１、
第２の変圧器２０、２１の２次巻線７２、７３の対向部
からＰ側、Ｎ側の出力端子７５、７６にかけて、導体が
互いに対向配置され、そのためコンデンサと同じ効果が
生じて、出力伝送路のインピーダンスが低くなり、出力
電力に含まれる高調波成分を減少させる。また、第１、
第２の変圧器２０、２１と第１、第２の整流用ダイオー
ド１３、１４との距離が近くなって装置が小型化し、回
路の寄生インダクタンスも小さくなり、それによって第
１、第２の整流用ダイオード１３、１４の逆回復特性に
おける逆回復損失（スイッチング損失）が低減される。
さらに転流に要する時間が短縮し、より高周波のスイッ
チングを行うことができる。なお、図１の回路の場合
も、その回路に合わせて各部を接続することにより、図
２４と同様のコンパクトな構成にすることができる。

【００３８】実施の形態４．図２５はこの発明の実施の形態４を示す回路図であり、
図において、５、１７、１８、２０〜２５は実施の形態
１の場合と同様であるので説明を省略する。３０〜３７
は第１〜第８のスイッチング素子、３８〜４５は第１〜
第８のスイッチング素子と並列接続された第１〜第８の
フライホイル・ダイオードであり、これらでフル・ブリ
ッジ・インバーターを２回路構成している。すなわち、
第１、第３、第５、第７のフライホイル・ダイオード３
８、４０、４２、４４の陽極側と、第２、第４、第６、
第８のフライホイル・ダイオード３９、４１、４３、４
５の陰極側とを図に示すようにそれぞれ接続するととも
に、第１、第３、第５、第７のフライホイル・ダイオー
ド３８、４０、４２、４４の陰極側を図に示すように一
括して直流電源５の陽極に接続し、第２、第４、第６、
第８のフライホイル・ダイオード３９、４１、４３、４
５の陽極側を図に示すように一括して直流電源５の陰極
に接続し、そして、第１と第３のフライホイル・ダイオ
ード３８、４０の両陽極側間に第１の変圧器２０の１次
巻線８２を図に示すように接続し、第５と第７のフライ
ホイル・ダイオード４２、４４の両陽極側間に第２の変
圧器２１の１次巻線８３を図に示すように接続してい
る。

【００３９】４６〜４８は整流能力を持つスイッチング
素子としての第１〜第４のサイリスタであり、第１、第
３のサイリスタ４６、４８が逆並列接続されて第１の整
流器を構成し、第１の変圧器２０の２次巻線７２に接続
されるとともに、第２、第４のサイリスタ４７、４９が
逆並列接続されて第２の整流器を構成し、第２の変圧器
２１の２次巻線７３に接続されている。そしてこれらの
出力側は並列になって負荷抵抗１８に接続されている。

【００４０】動作について説明する。まず、第１、第４
のスイッチング素子３０、３３がオンになり、これに同
期して第１のサイリスタ４６をオンにすると、図２５に
示すように電流が流れ、直流インダクタンス１７にエネ
ルギーが蓄えられる。第４のスイッチング素子３３をオ
フにすると、図２６に示すように直流インダクタンス１
７からの放電が始まる。次に第５のスイッチング素子３
４がオンになり、同期して第２のサイリスタ４７をオン
にすると、図２７のように１次側、２次側に流れていた
電流はともに二分される。

【００４１】第１のスイッチング素子３０がオフになる
と、１次側、２次側に流れていた電流は、図２８の実線
矢印で示すように全て第２の変圧器２１側に流れる。こ
の時、第１の変圧器２０の励磁エネルギーが破線矢印で
示すように放電されて、第１のサイリスタ４６はターン
・オフする。第１のサイリスタ４６がオフすると、第１
の変圧器２０の励磁エネルギーは、図２９の破線矢印の
ように直流電源５に回生され、第１の変圧器２０は元の
状態に戻る。

【００４２】以上が動作の半周期分であり、もう一方に
対しても動作（第５、第８のスイッチング素子４２、４
５を通じて直流電源５から第２の変圧器２１に電圧を印
加する動作とこれに続く動作）を行い、これを繰り返す
ことで、負荷抵抗１８に対して正方向出力の電力伝送が
出来る。

【００４３】次に負方向の電力伝送を行う動作について
説明する。まず、第２、第３のスイッチング素子３１、
３２がオンになり、同期して第３のサイリスタ４８をオ
ンにすると、図３０のように電流が流れ、直流インダク
タンス１７にエネルギーが蓄えられる。第２のスイッチ
ング素子３１をオフにすると、図３１のように直流イン
ダクタンス１７からの放電が始まる。次に第７のスイッ
チング素子３６がオンになり、同期して第４のサイリス
タ４９をオンにすると、図３２のように電流が二分され
る。

【００４４】第３のスイッチング素子３２がオフになる
と、１次、２次側に流れていた電流は、図３３の実線矢
印のように第２の変圧器２１側に流れる。第１の変圧器
２０の励磁エネルギーが破線矢印のように放電されて第
３のサイリスタ４８はターン・オフする。すると、第１
の変圧器２０の励磁エネルギーは図３４の破線矢印のよ
うに直流電源５に回生され、第１の変圧器２０は元の状
態に戻る。以上が動作の半周期分であり、もう一方に対
しても動作を行い、これを繰り返すことで、負荷抵抗１
８に対して負方向出力の電力伝送が出来る。

【００４５】さらに、正または負のいずれか一方の電力
伝送だけではなく、段落００３８〜００４２で説明した
動作と段落００４３、００４４で説明した動作とを所望
の時間で交互に繰り返すことにより、例えば図３５に示
すような正負両方向出力の電力伝送を行うことができ
る。このような出力は、特に光沢メッキや、電解脱脂・
剥離等に利用されるＰＲメッキに対して非常に有効であ
る。なお、この実施の形態においても、段落００２５〜
００２７に説明したのと同様の効果を有する。

【００４６】実施の形態５．図３６はこの発明の実施の形態５を示す回路図であり、
図において、５、１３〜１８、２０〜２５は実施の形態
１の場合と同様であるので説明を省略する。５０〜５３
は第１〜第４のスイッチング素子、５４、５５、５８、
５９、５６、６０は第１〜第６のフライホイル・ダイオ
ードであり、第１、第３のスイッチング素子５０、５２
の一端に第１、第３のフライホイル・ダイオード５４、
５８の陰極が図に示すように接続点Ｂ、Ｄで接続され、
第２、第４のスイッチング素子５１、５３の一端に第
２、第４のフライホイル・ダイオード５５、５９の陽極
が図に示すように接続点Ｃ、Ｅで接続されている。そし
て第１、第３のスイッチング素子５０、５２の他端と第
２、第４のフライホイル、ダイオード５５、５９の陰極
とが接続点Ａで一括して直流電源５の陽極に接続される
とともに、第２、第４のスイッチング素子５１、５３の
他端と第１、第３のフライホイル・ダイオード５４、５
８の陽極とが図に示すように接続点Ｆで一括して直流電
源５の陰極に接続されている。

【００４７】６２、６３は第１、第２のリアクトルであ
り、第１の変圧器２０の１次巻線８２と第１のリアクト
ル６２とが直列に接続点Ｂ、Ｃ間に接続されるととも
に、第２の変圧器２１の１次巻線８３と第２のリアクト
ル６３とが直列に接続点Ｄ、Ｅ間に接続されている。第
５、第６のフライホイル・ダイオード５６、６０には大
電力用ダイオードが用いられ、第５のフライホイル・ダ
イオード５６が第１の変圧器２０の１次巻線８２と第１
のリアクトル６２との接続点および接続点Ａの間に接続
され、第６のフライホイル・ダイオード６０は第２の変
圧器２１の１次巻線８３と第２のリアクトル６３との接
続点および接続点Ａの間に接続されている。

【００４８】６４、６６は第５のフライホイル・ダイオ
ード５６に対するスナバ回路用のコンデンサと抵抗であ
り、互いの接続点と第５のフライホイル・ダイオード５
６の陽極との間に図に示すようにダイオード５７が接続
されている。６５、６７は第６のフライホイル・ダイオ
ード６０に対するスナバ回路用のコンデンサと抵抗であ
り、互いの接続点と第６のフライホイル・ダイオード６
０の陽極との間に図に示すようにダイオード６１が接続
されている。

【００４９】動作について説明する。まず、第１、第２
のスイッチング素子がオンになり、図３６のように電流
が流れる。次に、この二つのスイッチング素子がオフに
なると、図３７のように電流が流れ、２次側の直流リア
クタンス１７のエネルギーが第１、第２のフライホイル
・ダイオード５４、５５を通じて直流電源５に回生され
る。この時、１次側で第１のリアクトル６２を通るの
で、流れる電流の電流傾斜ｄｉ／ｄｔが抑制され、この
ため、２次側の電流傾斜ｄｉ／ｄｔも抑制される。

【００５０】第３のスイッチング素子５２がオンになる
と、図３８の実線矢印のように、２次側で第２の変圧器
２１側に転流し、１次側で第６のフライホイル・ダイオ
ード６０を経由して電流が流れる。それとともに第１の
変圧器２０の励磁エネルギーが破線矢印の経路で放電さ
れ、１次側で第１のリアクトル６２を通るので、上述と
同様に電流傾斜ｄｉ／ｄｔが抑制され、第１の整流用ダ
イオード１３に逆方向に印加される励磁エネルギーの２
次換算分の電流のｄｉ／ｄｔも抑制される。このため、
第１の整流用ダイオード１３の逆方向回復電荷Ｑｒｒが
小さくなり、つまりは、逆方向電流Ｉｒｒおよび逆方向
回復時間ｔｒｒが小さくなる。その結果、逆方向損失
（スイッチング損失）が小さくなり、並列に接続された
スナバ回路１５内に生じる電力損失も小さくなる。

【００５１】次に第４のスイッチング素子５３がオンに
なると、図３９の実線矢印のように電力が伝送される。
第６のフライホイル・ダイオード６０には図３８で実線
矢印のように電流が流れてキャリアを蓄積しているの
で、このキャリアが消滅するまでの間、図３９の破線矢
印のように電流が流れるが、第２のリアクトル６３を通
るので、この逆方向電流のｄｉ／ｄｔが抑制され、した
がって上述の第１の整流用ダイオード１３についての説
明と同様に逆方向回復電荷Ｑｒｒが小さく、即ち、逆方
向損失（スイッチング損失）は小さい。第６のフライホ
イル・ダイオード６０の蓄積キャリアが消滅してこれが
オフになると、図４０の破線矢印のように、スナバ用コ
ンデンサ６５に蓄えられたエネルギーがダイオード６１
を経由して放電される。スナバ用コンデンサ６５の放電
が完了すると、図４１のように電力が伝送される。

【００５２】次に、第３、第４のスイッチング素子５
２、５３が同時にオフになると、図４２のように直流イ
ンダクタンス１７のエネルギーが直流電源５に回生され
る。この時の電流も第２のリアクトル６３を経由するの
で、ｄｉ／ｄｔが抑制され、２次側の第２の整流用ダイ
オード１４に流れる電流のｄｉ／ｄｔも抑制される。

【００５３】第１のスイッチング素子５０がオンになる
と、図４３の実線矢印のように、２次側で直流インダク
タンス１７の放電ルートが第１の変圧器２０側に転流
し、１次側で第５のフライホイル・ダイオード５６を経
由した電流が流れる。それとともに第２の変圧器２１の
励磁エネルギーが破線矢印の経路で放電され、１次側で
第２のリアクトル６３を通るので電流傾斜ｄｉ／ｄｔが
抑制され、第２の整流用ダイオード１４に逆方向に印加
される励磁エネルギーの２次換算分の電流のｄｉ／ｄｔ
も抑制され、逆方向回復電荷Ｑｒｒが小さくなり、した
がって逆方向損失が小さくなり、併せて、スナバ回路１
６内に生じる電力損失も小さくなる。

【００５４】続いて、第２のスイッチング素子５１がオ
ンになると、図４４の実線矢印のように電流が流れ、先
の第６のフライホイル・ダイオード６０について説明と
同様に、第５のフライホイル・ダイオード５６にはキャ
リア蓄積効果により、破線矢印のように電流が流れる
が、第１のリアクトル６２を経由するのでこの電流のｄ
ｉ／ｄｔが抑制され、第５のフライホイル・ダイオード
５６の逆方向電力損失は小さくなる。第５のフライホイ
ル・ダイオード５６がオフになると、スナバ用コンデン
サ６４に蓄えられていたエネルギーが、図４５の破線矢
印のようにダイオード５７を経由して放電される。この
放電が完了すると、図３６に戻って電力を伝送する。以
上の動作を繰り返すことにより、直流電力を伝送する。
なお、実施の形態４の回路に対して、本実施の形態のよ
うに１次巻線８２、８３に直列に第１、第２のリアクト
ル６２、６３を設けても良く、同様の効果がある。

【００５５】実施の形態６．この実施の形態６は、実施
の形態５の回路構成において、２次側を実施の形態４に
示したものに代えた、すなわち整流ダイオードを逆並列
されたサイリスタに代えた回路構成にしたものである。
基本的動作は実施の形態４と同様である。サイリスタは
点弧（オン）する時、まず、ゲート近くから電流の導通
が始まり、次第に導通面積を広げていくが、ターン・オ
ン直後に流れるオン電流の立ち上がりが急峻であると、
ゲート電極に近接した陰極面の局部にオン電流が集中し
て、電流密度・電力密度が過大となり、その部分の温度
が上昇し過ぎる恐れがある。

【００５６】また、サイリスタは順阻止（オフ）状態
で、陽極−陰極間に急峻な電圧が印加されると静的ブレ
ークオーバー電圧以下でオンになる性質がある。また、
サイリスタ素子の温度が上昇すると、このブレークオー
バー電圧が低くなる。臨界オフ電圧上昇率ｄｖ／ｄｔに
よるターン・オンは、回路の誤動作（例えば、誤点弧に
伴う転流の失敗）、あるいは、ターン・オン直後の順方
向オン電流上昇率ｄｉ／ｄｔによってサイリスタを破壊
する恐れがある。以上のような理由からサイリスタを使
用した整流回路における高周波運転は難しいとされてい
た。

【００５７】この実施の形態のように、実施の形態４と
５を組み合わせた回路ではサイリスタの順方向電流は第
１または第２のリアクトル６２、６３によってそのｄｉ
／ｄｔを抑制することができ、また、オン電圧の上昇率
ｄｖ／ｄｔは、第５、第６のフライホイル・ダイオード
５６、６０に付加されたスナバ回路のコンデンサ６４ま
たは６５の放電によって抑制することが出来る。以上の
ように、正負両方向の出力が出来て、かつ、運転周波数
のより高い、小型の装置が実現出来る。

【００５８】実施の形態７．この実施の形態は実施の形
態３において、第１、第２の整流用ダイオード１３、１
４の接続位置を変えて、これらを第１、第２の変圧器２
０、２１の２次巻線７２、７３の途中に接続するように
したものであり、図４６はその断面図である。こうする
ことにより、電気的特性を損なうことなく、出力端子７
５、７６の位置に関わりなく第１、第２の整流用ダイオ
ード１３、１４を任意の位置に設けることが出来る。例
えば、メンテナンスを要する第１、第２の整流用ダイオ
ード１３、１４を前面に配置し、出力端子７５、７６を
背面に配置することが出来る。勿論、電気的動作は実施
の形態３の場合と同様である。

【００５９】実施の形態８．図４７は実施の形態８を示
す斜視図であり、実施の形態７において、第１、第２の
整流用ダイオードとして各々複数の整流素子を並列にし
て用いる場合に関するものである。図は第１の変圧器２
０側のみを示す。第１の整流用ダイオード１３を２つの
整流素子６８、６９で構成するとともに、２次巻線７２
の電流の流れる方向に切り込み７８を設け、切り込み７
８により分割されたそれぞれの部分に整流素子６８、６
９を接続したものである。切り込み７８は整流素子６
８、６９を接続する個所の前後両側または片側に設け
る。第２の変圧器２１側も同様にする。こうすることに
より、整流素子６８、６９間の特性のばらつき等による
電流の偏りを軽減することが出来る。基本的な電気的動
作は実施の形態７と同様である。また、整流素子の並列
数は幾つでもよく、その数により切り込みの数を選ぶ。
なお、実施の形態３の場合にも、同様の切り込みを設け
ることができ、上記と同様の効果がある。

【００６０】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、２次側の整流器の正方向電流から、突然、アクテ
ィブな（電源電圧の印加による）逆方向電流を印加する
ことがないため、従来の装置で発生していた、スイッチ
ング素子が切り替わったときに流れる非常に大きなスパ
イク状の電流を流さず、従ってスイッチング素子や整流
器に生じる損失、およびノイズを低減することができ、
電磁波障害対策にも有効であり、また装置の高周波運転
が可能になる。さらに、そのスパイク状の電流と変圧器
のリーケージ・インダクタンスとにより発生するサージ
電圧を抑制するので耐圧の低い素子を使用することがで
き、スナバ回路を小さく、または無くすこともできる。
また、それらのことから、装置全体を小型化できる。

【００６１】さらに、変圧器の１次巻線にリアクトルを
直列に入れることにより、各部に流れる電流のｄｉ／ｄ
ｔが抑制される。したがって、逆回復電流Ｉｒｒ、逆回
復電荷Ｑｒｒが小さくなるため、逆回復損失（スイッチ
ング損失）が小さくなり、また発生するノイズ電圧（Ｖ
ｎｏｉｓｅ＝Ｌ１・（ｄｉ／ｄｔ））も小さくなる。さ
らに、インバーター部のスイッチング損失が小さくなる
ため、高周波化、小型化ができる。また、順方向オン電
流上昇率、臨界オフ電圧上昇率が低い素子、例えばサイ
リスタを用いた整流回路で生じる諸問題を解決でき、こ
のような素子を用いて、より高周波で運転が可能にな
り、装置を小型化できる。また、サイリスタのような整
流能力を持つスイッチング素子を逆並列にして２次側の
整流器を構成することにより、正負両方向の出力を得る
ことができる。

【００６２】また、出力端子を平行平板で構成し、第
１、第２の変圧器の鉄心脚の対向面から出力端子を引き
出し、かつ、第１、第２の整流器を第１、第２の変圧器
と一体的に配置することにより、装置が小型化されると
ともに、出力伝送路のインピーダンスが低くなり、出力
の高周波成分が減少し、逆回復損失が減少し、より高周
波での運転が可能になる。さらに、第１、第２の整流器
を第１、第２の変圧器巻線の途中に接続することによ
り、第１、第２の整流器を任意の位置に配置することが
できる。さらに、第１、第２の変圧器の２次巻線に切り
込みを入れて、この切り込みで分割されたそれぞれの部
分に整流素子を接続することにより、整流素子間のばら
つきによる電流の偏りを軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１における回路図であ
る。

【図２】この発明の実施の形態１におけるスイッチン
グ素子のオン／オフを示すタイミングチャートである。

【図３】この発明の実施の形態１における回路図であ
る。

【図４】この発明の実施の形態１における回路図であ
る。

【図５】この発明の実施の形態１における回路図であ
る。

【図６】この発明の実施の形態１における回路図であ
る。

【図７】この発明の実施の形態１における回路図であ
る。

【図８】この発明の実施の形態１における回路図であ
る。

【図９】この発明の実施の形態１における回路図であ
る。

【図１０】この発明の実施の形態１における回路図で
ある。

【図１１】この発明の実施の形態１における回路図で
ある。

【図１２】この発明の実施の形態１における回路図で
ある。

【図１３】この発明の実施の形態１において整流用ダ
イオードに流れる電流を示すグラフである。

【図１４】この発明の実施の形態２におけるスイッチ
ング素子のオン／オフを示すタイミングチャートであ
る。

【図１５】この発明の実施の形態２における回路図で
ある。

【図１６】この発明の実施の形態２における回路図で
ある。

【図１７】この発明の実施の形態２における回路図で
ある。

【図１８】この発明の実施の形態２における回路図で
ある。

【図１９】この発明の実施の形態２における回路図で
ある。

【図２０】この発明の実施の形態２における回路図で
ある。

【図２１】この発明の実施の形態２における回路図で
ある。

【図２２】この発明の実施の形態２における回路図で
ある。

【図２３】この発明の実施の形態３における回路図で
ある。

【図２４】この発明の実施の形態３における構造を示
す断面図である。

【図２５】この発明の実施の形態４における回路図で
ある。

【図２６】この発明の実施の形態４における回路図で
ある。

【図２７】この発明の実施の形態４における回路図で
ある。

【図２８】この発明の実施の形態４における回路図で
ある。

【図２９】この発明の実施の形態４における回路図で
ある。

【図３０】この発明の実施の形態４における回路図で
ある。

【図３１】この発明の実施の形態４における回路図で
ある。

【図３２】この発明の実施の形態４における回路図で
ある。

【図３３】この発明の実施の形態４における回路図で
ある。

【図３４】この発明の実施の形態４における回路図で
ある。

【図３５】この発明の実施の形態４における出力を示
すグラフである。

【図３６】この発明の実施の形態５における回路図で
ある。

【図３７】この発明の実施の形態５における回路図で
ある。

【図３８】この発明の実施の形態５における回路図で
ある。

【図３９】この発明の実施の形態５における回路図で
ある。

【図４０】この発明の実施の形態５における回路図で
ある。

【図４１】この発明の実施の形態５における回路図で
ある。

【図４２】この発明の実施の形態５における回路図で
ある。

【図４３】この発明の実施の形態５における回路図で
ある。

【図４４】この発明の実施の形態５における回路図で
ある。

【図４５】この発明の実施の形態５における回路図で
ある。

【図４６】この発明の実施の形態７における構造を示
す断面図である。

【図４７】この発明の実施の形態８における構造を示
す斜視図である。

【図４８】従来のＤＣ／ＤＣコンバータ装置を示す回
路図である。

【図４９】従来のＤＣ／ＤＣコンバータ装置における
スイッチング素子のオン／オフを示すタイミングチャー
トである。

【図５０】従来のＤＣ／ＤＣコンバータ装置を示す回
路図である。

【図５１】従来のＤＣ／ＤＣコンバータ装置を示す回
路図である。

【図５２】従来のＤＣ／ＤＣコンバータ装置を示す回
路図である。

【図５３】従来のＤＣ／ＤＣコンバータ装置を示す回
路図である。

【図５４】従来のＤＣ／ＤＣコンバータ装置を示す回
路図である。

【符号の説明】

１〜４第１〜第４のスイッチング素子、５直流電
源、７，６，９，８第１〜第４のフライホイル・ダイ
オード、１３，１４第１，第２の整流用ダイオード、
１８負荷抵抗、２０，２１第１，第２の変圧器、３
０〜３７第１〜第８のスイッチング素子、３８〜４５
第１〜第８のフライホイル・ダイオード、４６〜４９
第１〜第４のサイリスタ、５０〜５３第１〜第４の
スイッチング素子、５４，５５，５８，５９第１〜第
４のフライホイル・ダイオード、６８，６９整流素
子、７０，７１鉄心脚、７２，７３２次巻線、７
５，７６出力端子、７７絶縁物、８２，８３１次
巻線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−274501（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−260560（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−22471（ＪＰ，Ａ) 実開平７−23990（ＪＰ，Ｕ) 国際公開95／16301（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 3/28 H02M 1/00 H02M 3/335 H02M 7/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１〜第４のスイッチング素子と、これ
らのうちの第１、第３のスイッチング素子の一端にそれ
ぞれ陰極が接続された第１、第３のフライホイル・ダイ
オードと、上記第２、第４のスイッチング素子の一端に
それぞれ陽極が接続された第２、第４のフライホイル・
ダイオードと、上記第１、第２のスイッチング素子の一
端間に１次巻線が接続された第１の変圧器と、この第１
の変圧器とは電磁的に独立して上記第３、第４のスイッ
チング素子の一端間に１次巻線が接続された第２の変圧
器と、上記第１、第２の変圧器の２次巻線にそれぞれ接
続された第１、第２の整流器とを備え、上記第１、第３
のスイッチング素子の他端と上記第２、第４のフライホ
イル・ダイオードの陰極とを直流電源の陽極に接続し、
上記第２、第４のスイッチング素子の他端と上記第１、
第３のフライホイル・ダイオードの陽極とを上記直流電
源の陰極に接続するとともに、上記第１第２の整流器の
出力端を並列にして負荷に接続する回路を構成し、上記
第１〜第４のスイッチング素子のスイッチング制御によ
り、上記第１の変圧器及び上記第１の整流器を含む第１
の回路と、上記第２の変圧器及び上記第２の整流器を含
む第２の回路とへ、交互に転流させて通電し、該転流時
に、転流前に通電していた上記第１あるいは第２の一方
の回路において、変圧器の励磁電流で整流器内の素子の
逆回復電荷を放電させて該整流器をオフさせることを特
徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項２】第１〜第８のスイッチング素子と、これ
らの第１〜第８のスイッチング素子にそれぞれ並列接続
された第１〜第８のフライホイル・ダイオードとを備
え、上記第１、第３、第５、第７のフライホイル・ダイ
オードの陽極と上記第２、第４、第６、第８のフライホ
イル・ダイオードの陰極とをそれぞれ接続するととも
に、上記第１、第３のフライホール・ダイオードの陽極
間に１次巻線が接続された第１の変圧器と、この第１の
変圧器とは電磁的に独立して上記第５、第７のフライホ
イル・ダイオードの陽極間に１次巻線が接続された第２
の変圧器と、上記第１、第２の変圧器の２次巻線にそれ
ぞれ接続された第１、第２の整流器とを備え、上記第
１、第３、第５、第７のフライホイル・ダイオードの陰
極を直流電源の陽極に接続し、上記第２、第４、第６、
第８のフライホイル・ダイオードの陽極を上記直流電源
の陰極に接続するとともに、上記第１、第２の整流器の
出力端を並列にして負荷に接続する回路を構成し、上記
第１〜第８のスイッチング素子のスイッチング制御によ
り、上記第１の変圧器及び上記第１の整流器を含む第１
の回路と、上記第２の変圧器及び上記第２の整流器を含
む第２の回路とへ、交互に転流させて通電し、該転流時
に、転流前に通電していた上記第１あるいは第２の一方
の回路において、変圧器の励磁電流で整流器内の素子の
逆回復電荷を放電させて該整流器をオフさせることを特
徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項３】第１、第２の変圧器それぞれの１次巻線
と直列にリアクトルを接続したことを特徴とする請求項
１または２記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項４】第１、第２の整流器はそれぞれ逆並列接
続された整流能力を持つスイッチング素子であることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣ
コンバータ装置。
【請求項５】負荷に接続するための出力端子が絶縁物
を介してフラット面を対向させて一体化した平行平板で
構成されるとともに、第１、第２の変圧器の鉄心脚を互
いに平行に配置して上記両鉄心脚の互いの対向面から上
記出力端子を引き出し、第１、第２の整流器をそれぞれ
上記第１、第２の変圧器と一体的に配置して、上記第１
の整流器の両極をそれぞれ上記第１の変圧器の２次巻線
と上記出力端子の一方とに接続するとともに、上記第２
の整流器の両極をそれぞれ上記第２の変圧器の２次巻線
と上記出力端子の他方とに接続したことを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装
置。
【請求項６】負荷に接続するための出力端子が絶縁物
を介してフラット面を対向させて一体化した平行平板で
構成されるとともに、第１、第２の変圧器の鉄心脚を互
いに平行に配置して上記両鉄心脚の互いの対向面から上
記出力端子を引き出し、第１、第２の整流器をそれぞれ
上記第１、第２の変圧器の２次巻線の途中に接続して上
記第１、第２の変圧器と一体的に配置したことを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバ
ータ装置。
【請求項７】第１、第２の整流器を、それぞれ複数の
整流素子を並列にして構成するとともに、第１、第２の
変圧器の２次巻線を、電流の流れる方向に沿って設けら
れた切り込みを有する導体板で構成し、上記第１、第２
の変圧器の２次巻線の上記切り込みにより分割されたそ
れぞれの部分に上記整流素子を接続したことを特徴とす
る請求項５または６記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。