JP3405673B2 - 複数の異種電源を備えたフォワード・コンバータ - Google Patents

複数の異種電源を備えたフォワード・コンバータ

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JP3405673B2 JP03056898A JP3056898A JP3405673B2 JP 3405673 B2 JP3405673 B2 JP 3405673B2 JP 03056898 A JP03056898 A JP 03056898A JP 3056898 A JP3056898 A JP 3056898A JP 3405673 B2 JP3405673 B2 JP 3405673B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】無停電電源装置を構成するフ
ォワード・コンバータであって、複数の異種電源を選択
して供給することができるフォワード・コンバータに関
する。
【０００２】
【従来の技術】複数の異種電源を備えたフォワード・コ
ンバータの回路構成は図４と図５に示す通りである。図
４においては、トランス１０５の１次側には直列接続し
た第１の１次コイル１０８と第２の１次コイル１０９が
設けてあり、２次側には共用の２次コイル１１０が設け
てある。直列接続した第１と第２の１次コイルの両端に
は並列コンデンサ１０７と第１の入力電源１０１が接続
してあり、第２の１次コイル１０９の両端には電流阻止
ダイオード１０６とスイッチ素子１０３を介して第２の
入力電源１０２が接続してある。また、トランス１０５
の２次側には、共用の２次コイル１１０を介して２つの
ダイオード１１１と１１２より成る整流回路および並列
コンデンサ１１４とリアクタ１１３より成る平滑回路が
接続してある。
【０００３】図５は２つの１次コイル１０８と１０９を
分離して設けた例であり、第１の１次コイル１０８に対
しては第１の入力電源１０１と第１のスイッチ素子１０
３および並列コンデンサ１０７が接続してあり、第２の
１次コイル１０９に対しては第２の入力電源１０２と第
２のスイッチ素子１０４および電流阻止ダイオード１０
６が接続してある。即ち、２つの１次コイルが分離して
設けてあるので、スイッチ素子も２つ必要となる点を除
くと図４に示す回路と同一であるので、詳細な説明は省
略する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】第１の入力電源が停電
した時は、第２の入力電源からの電力を第２の１次コイ
ルを介して２次出力回路に供給するようにスイッチ素子
（図４においてはスイッチ素子１０３、図５においては
スイッチ素子１０４）をオン・オフ制御する。上述した
スイッチ素子がオフとなった時のリセット電圧は第１の
入力電源に並列接続してあるコンデンサ１０７を充電さ
せるので、前記スイッチ素子の両端子間に加わる電圧
は、図３（ａ）に示すように第２の入力電源電圧Ｖi2の
数倍にもなる。そこで、第１の入力電源のプラス極と第
１の１次コイルの一端との間に電流阻止ダイオードを挿
入すると、前記スイッチ素子のオフに伴うリセット電圧
は阻止され、図３（ｂ）に示すように著しく低減され
る。
【０００５】しかし乍ら、第１の入力電源からの電力を
２次出力回路に供給する場合には、第１の１次コイルを
介してスイッチ素子（図４においてはスイッチ素子１０
３、図５においてもスイッチ素子１０３）をオン・オフ
制御するが、前記スイッチ素子がオフとなった時に発生
するリセット電圧は電流阻止ダイオードの挿入によって
阻止され、このためにトランスのリセットが効かずスイ
ッチ素子がオフしている期間に入力電源に戻らない。こ
の結果、スイッチ素子がターン・オンする時にスイッチ
素子に蓄積されているエネルギーが一挙に放出されるの
で、スイッチ素子の電力損失が増大することになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
技術における欠点を解消するためになされたものであっ
て、第２のスイッチ素子のオフ時におけるリセット電圧
を阻止するように電流阻止ダイオードを設けると共に、
第１のスイッチ素子がオンとなった時における電力損失
を低減させるために、前記電流阻止ダイオードにバイパ
ス回路を設ける。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。図１は第１の実施例であって、第
１の１次コイルと第２の１次コイルは直列接続してあっ
てスイッチ素子は１つだけである。図２は第２の実施例
であって、第１の１次コイルと第２の１次コイルとは分
離して設けてあり、夫々の１次コイルにスイッチ素子を
設ける必要があるが、上記以外の回路構成は全く同一で
ある。
【０００８】図１において、直列接続した第１の１次コ
イル８と第２の１次コイル９の両端には、並列コンデン
サ５を介して第１の入力電源１が接続してあり、第２の
１次コイル９の両端には第２の入力電源２が接続してあ
る。また、第１の入力電源１のプラス極と第１の１次コ
イル８の一端には第１の電流阻止ダイオード６が挿入し
てあり、第２の入力電源２のプラス極と第１と第２の１
次コイルの中間接続点には第２の電流阻止ダイオード７
が挿入してあり、第１と第２の入力電源のマイナス極と
第２の１次コイル９の他端との間にはスイッチ素子３が
設けてある。
【０００９】トランス４の２次側には共用の２次コイル
１０を介して、ダイオード１８と１９より成る整流回路
のリアクタ２１と並列コンデンサ２２より成る平滑回路
が設けてあり、スイッチ素子３のオン・オフ制御に伴う
第１の入力電源１もしくは第２の入力電源２からの電力
を変換して負荷に供給する。
【００１０】第１の１次コイルの巻数をＮP1、第２の１
次コイルの巻数をＮP2とし、第１の入力電源電圧を
Ｖi1、第２の入力電源電圧をＶi2とした場合において、
Ｖi1／ＮP1＞Ｖi2／ＮP2が常に成立するように１次コイ
ルの巻数と電源電圧を設定しておくと磁気ＯＲ回路が形
成され、第１の入力電源が第２の入力電源に優先して２
次側に伝送される。第１の入力電源が停電となった場合
には、第２の入力電源から２次側に電力が伝送される
が、この場合におけるスイッチ素子３がオフとなった時
のリセット電圧を阻止するために第１の電流阻止ダイオ
ード６が設けてある。図３（ａ）は第１の電流阻止ダイ
オード６が設けてない場合におけるスイッチ素子３の両
端に加わる電圧であって、第２の入力電源電圧Ｖi2の数
倍にもなる。第１の電流阻止ダイオード６を挿入するこ
とによってリセット電圧を阻止すると、図３（ｂ）に示
すようにスイッチ素子３に加わる電圧は著しく低減され
る。
【００１１】第１の電流阻止ダイオード６の両端には、
ダイオード１３を介してスイッチ素子１２が並列接続し
てあり、並列コンデンサ５の両端には分圧抵抗１６と１
７より成る直列回路が並列接続してある。また、分圧抵
抗１６と１７の中間接続点にベース端子を接続したスイ
ッチ素子１１のコレクタ端子は、抵抗１５を介してスイ
ッチ素子１２のベース端子に接続してあって、第１の電
流阻止ダイオード６に対するバイパス回路２０を構成し
ている。スイッチ素子３がオフとなった時のリセット電
圧は、第１の電流阻止ダイオード６によって阻止される
ことなしに、バイパス回路２０を構成する２つのスイッ
チ素子がオンとなることによって直流電源１のプラス極
に還流する。この結果、スイッチ素子の両端に加わる電
圧は図３（ｃ）に示す波形が図３（ｄ）に示すように低
減される。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明における複
数の異種電源を備えたフォワード・コンバータは、トラ
ンスの１次コイルを構成する２つの１次コイル間に磁気
ＯＲ回路を形成させているので、第１の１次コイルに入
力する第１の入力電源は、第２の１次コイルに入力する
第２の入力電源に優先して２次側に伝送される。また、
第１の入力電源のプラス極と第１の１次コイルの一端と
の間に第１の電流阻止ダイオードが挿入してあって、第
２の入力電源をオン・オフ制御する時に発生するリセッ
ト電圧を阻止してスイッチ素子の両端に加わる電圧を低
減させ、第１の電流阻止ダイオードの両端にバイパス回
路を構成することによって第１の入力電源をオン・オフ
制御する場合におけるスイッチ素子のオン電力損失を低
下させるようにした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施例を示すフォワード・
コンバータのブロック図。
【図２】本発明による第２の実施例を示すフォワード・
コンバータのブロック図。
【図３】波形図。
【図４】従来技術によるフォワード・コンバータのブロ
ック図。
【図５】従来技術によるもう１つのフォワード・コンバ
ータのブロック図。
【符号の説明】
１，２ 入力電源 ３，１１，１２，２３ スイッチ素子 ４ トランス ６，７，１３，１８，１９ ダイオード ５，２２ コンデンサ １４，１５，１６，１７ 抵抗 ２１ リアクタ ８，９ １次コイル １０ ２次コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 3/28 H02M 3/335

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トランスの１次側に直列接続して設けた
    第１と第２の１次コイルと、並列コンデンサを介して前
    記１次コイルの両端に並列接続した第１の入力電源と、
    前記第１と第２の１次コイルの中間接続点に第２の電流
    阻止ダイオードを介してプラス極を接続すると共に第２
    の１次コイルの他端にスイッチ素子（３）を介してマイ
    ナス極を接続した第２の入力電源とによって構成した１
    次入力回路と、 前記トランスの２次側に設けた共用の２次コイルに接続
    した整流回路と平滑回路より成る２次出力回路とによっ
    て構成した複数の異種電源を備えたフォワード・コンバ
    ータにおいて、 第１の入力電源のプラス極と第１の１次コイルの一端と
    の間に第１の電流阻止ダイオードを設けると共に２つの
    １次コイル間に磁気ＯＲ回路を形成させ、第１の１次コ
    イルへ入力する第１の入力電源を第２の１次コイルに入
    力する第２の入力電源に優先して電力変換して２次出力
    回路に供給し、第１の入力電源が停止した場合には第２
    の入力電源を自動的に電力変換して２次出力回路に供給
    させることを特徴とする複数の異種電源を備えたフォワ
    ード・コンバータ。
  2. 【請求項２】 第１の電流阻止ダイオードの両端にダイ
    オード（１３）を介して並列接続したスイッチ素子（１
    ２）と、第１の入力電源に並列接続したコンデンサの両
    端に並列接続した分圧抵抗と、該分圧抵抗を介してベー
    ス電流を入力してスイッチ素子（１２）へベース電流を
    供給するスイッチ素子（１１）とによってバイパス回路
    を構成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載
    の複数の異種電源を備えたフォワード・コンバータ。
  3. 【請求項３】 トランスの１次側に分離して設けた第１
    と第２の１次コイルと、前記第１の１次コイルの一端に
    プラス極を接続すると共に第１の１次コイルの他端にス
    イッチ素子（３）を介してマイナス極を接続した第１の
    入力電源と、前記第２の１次コイルの一端に第２の電流
    阻止ダイオードを介してプラス極を接続すると共に第２
    の１次コイルの他端にスイッチ素子（２３）を介してマ
    イナス極を接続した第２の入力電源と、第１の入力電源
    の両端に並列接続したコンデンサと、前記トランスの２
    次側に設けた共用の２次コイルに接続した整流回路と平
    滑回路より成る２次出力回路によって構成した複数の異
    種電源を備えたフォワード・コンバータにおいて、 第１の入力電源のプラス極と第１の１次コイルの一端と
    の間に第１の電流阻止ダイオードを設けると共に、第１
    の電流阻止ダイオードの両端にダイオード（１３）を介
    して並列接続したスイッチ素子（１２）と、第１の入力
    電源に並列接続したコンデンサの両端に並列接続した分
    圧抵抗を介してベース電流を入力し、スイッチ素子（１
    ２）へベース電流を供給するスイッチ素子（１１）とに
    よってバイパス回路を構成すると共に、 第１の１次コイルと第２の１次コイルとの間に磁気ＯＲ
    回路を形成させ、第１の１次コイルへ入力する第１の入
    力電源を第２の１次コイルに入力する第２の入力電源に
    優先して電力変換して２次出力回路に供給し、第１の入
    力電源が停電した場合には第２の入力電源を自動的に電
    力変換して２次出力回路に供給させることを特徴とする
    複数の異種電源を備えたフォワード・コンバータ。
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