JP3407137B2 - Ｄｃ−ｄｃコンバータ及び電圧イコライザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気結合されてい
る複数の二次巻線を有するトランスの磁化状態を検出す
ることのできるＤＣ−ＤＣコンバータ及び電圧イコライ
ザに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の共通に磁気結合されている複数
の二次巻線を有するトランスを用いるＤＣ−ＤＣコンバ
ータとしては、特開昭６３−２５７４５７号公報に記載
のものがある。以下、図８を用いて上記公報に記載のＤ
Ｃ−ＤＣコンバータについて説明する。１は入力電源、
２は制御回路、３はスイッチング素子、９，１０，１
１，１２は平滑回路としての平滑用コンデンサ、１３，
１４，１５，１６は出力電圧端子、１７は出力電圧帰還
ラインである。また、１８は電源トランスで、１９，２
０，２１，２２は整流用スイッチング素子として用いら
れるＦＥＴである。

【０００３】図８において、制御回路２に入力電源１か
ら電源が印加されると、該制御回路２より制御パルスが
出力され、この制御パルスによりスイッチング素子３が
オン・オフ動作する。スイッチング素子３の負荷には、
電源トランス１８の一次側巻線が接続されており、電源
トランス１８の一次側巻線の両端にパルス電圧が誘起さ
れる。

【０００４】電源トランス１８の二次側には、一次側に
誘起されたパルス電圧を適当な振幅のパルス電圧に変換
するための複数のタップが設けられている。このトラン
スの二次巻線は、出力として取り出されるタップ１，
２，３，４の他に更に巻線を巻き上げたところからタッ
プ５，６も必要である。電源トランス１８の二次側各出
力タップ１，２，３，４に取り出されたパルス電圧は、
ＦＥＴ１９〜２２及び平滑用コンデンサ９〜１２によっ
て平滑され、出力電圧端子１３〜１６に出力電圧が得ら
れる。この例では、出力電圧１３，１４，１５には正の
直流電圧、出力電圧端子１６には負の直流電圧が得られ
る。

【０００５】また、このＤＣ−ＤＣコンバータでは、正
の直流電圧を取り出すためのＦＥＴ１９，２０，２１は
ｎチャネルのものを用い、負の直流電圧を取り出すため
のＦＥＴ２２はｐチャネルのものが使用されている。出
力電圧端子の１つ（図では出力電圧端子１５）から制御
回路２へ、出力電圧帰還ライン１７を介して帰還され、
制御回路２より出力される制御パルスのパルス幅または
周波数を変化させて、出力電圧が一定となるように動作
する。

【０００６】次に、上記従来のフライバック方式の同期
整流を行うマルチ出力電源である、ＤＣ−ＤＣコンバー
タの動作及び問題点を図９を用いて説明する。図９は、
従来の図８の回路の動作を説明のために示したもので、
帰還回路を省略した以外は同じである。また、図９の符
号Ｑｃ₁〜Ｑｃ₄は、ＦＥＴＱ₁〜Ｑ₄の寄生容量を、Ｑｄ
はＦＥＴＱｍの寄生ダイオードを示している。

【０００７】図９において、ＦＥＴＱｍがＯＮ時電源Ｅ
₁からトランスＴへエネルギー蓄積が行われ、その後、
ＦＥＴＱｍがＯＦＦになると、各同期整流用ＦＥＴＱ₁
〜Ｑ₄がＯＮ状態となる。この時、トランスＴからのエ
ネルギー放出電流が、トランスＴの二次巻線→ＦＥＴＱ
₁〜Ｑ₄→平滑コンデンサＣ１〜Ｃ４と流れるが、トラン
スＴのエネルギーが放出終了した時点でもＦＥＴＱ₁〜
Ｑ₄のゲート・ソース間の寄生容量に蓄積された電荷に
より、僅かの間ＯＮ状態を維持している。

【０００８】この間は、平滑コンデンサＣ１〜Ｃ４が、
トランスＴの二次巻線に並列接続された形となり、平滑
コンデンサＣ１〜Ｃ４からトランスＴへ電流を流すこと
ができる（平滑コンデンサＣ１〜Ｃ４が電源となり、ト
ランスＴへエネルギーを蓄積できる状態）ので、平滑コ
ンデンサＣ１〜Ｃ４の端子間電圧と、トランスＴの二次
巻線及び、ゲート巻線の巻数比率で決定される電圧がゲ
ートに加わり、ＦＥＴＱ₁〜Ｑ₄はＯＮを継続する。

【０００９】即ち、この状態では、平滑コンデンサＣ１
〜Ｃ４からトランスＴに放電電流（トランスＴへエネル
ギーを蓄積する逆電流）が流れ続ける。したがって、こ
の状態を止めるには、ＦＥＴＱ₁〜Ｑ₄のゲート電圧を強
制的に低下させてＦＥＴＱ₁〜Ｑ₄をＯＦＦにする必要が
ある。

【００１０】一方、上記逆電流によりトランスＴに逆方
向蓄積されたエネルギーは、ＦＥＴＱ₁からＱ₄が強制的
にＯＦＦにされた直後から、トランスＴの一次巻線→電
源１→ＦＥＴＱｍの寄生ダイオード→トランスＴの一次
巻線の経路で回生電流が流れることにより放出される。

【００１１】即ち、一旦、トランスＴの二次側へ送られ
たエネルギーが入力電源Ｅ₁へ戻ることになり、電源装
置としての効率低下を招くことになる。このトランスＴ
の二次側から、トランスＴの一次側への逆電流を流さな
いようにする為には、トランスＴの蓄積エネルギーの放
出が完了するタイミングを検出し、その時点で、ＦＥＴ
Ｑ₁〜Ｑ₄を強制的にＯＦＦにする必要がある。

【００１２】その為には、トランスＴに蓄積されたエネ
ルギーの放出完了した時点を正確に検出する必要があ
る。しかし、このトランスＴに蓄積されたエネルギーの
放出完了を検出するには、トランスＴの巻線電圧を単に
検出する方法では不可能である。その理由を以下に説明
する。

【００１３】ＦＥＴＱｍがＯＮとなり、トランスＴにエ
ネルギーを蓄積している期間は、各平滑コンデンサＣ１
〜Ｃ４の電圧は、トランスＴからエネルギーが放出され
た直後の電圧、即ち（トランスＴの二次巻線の巻数比
率）とは異なった比率の電圧になっていることが考えら
れる。

【００１４】この状態で、ＦＥＴＱｍがＯＦＦとなった
瞬間、トランスＴからの放出電流は、上記二次巻線の巻
数比率で決まる電圧よりも、最も低い電圧の平滑コンデ
ンサ（図９では、例えば、平滑コンデンサＣ３として示
している。）へ集中して流れる。また、同時に、ＦＥＴ
Ｑ₁〜Ｑ₄がＯＮするので、二次巻線の巻数比率で決まる
電圧より高い電圧の平滑コンデンサ（図９では、例え
ば、平滑コンデンサＣ２として示している。）からＦＥ
ＴＱ₂を経由して二次巻線に放電電流が流れる。（この
電流を、図９では、矢印を有する実線ｉｃで示し、この
電流は、トランスＴへのエネルギー蓄積電流（逆電
流）、又は他の平滑コンデンサへのエネルギー移転の放
電電流になる。）

【００１５】そして、巻数比率で決まる電圧よりも低い
電圧の平滑コンデンサ（図では、例えば、平滑コンデン
サＣ３として示している。）へ充電電流が流れることに
より、電圧の高い平滑コンデンサから、電圧の低い平滑
コンデンサへエネルギーの移転が行われる。（図では、
この電流を、矢印を有する点線ｉｄで示し、この電流
は、トランスＴからのエネルギー放出電流、又は、他の
平滑コンデンサからのエネルギー移転の充電電流とな
る。）

【００１６】上記の如く、ＦＥＴＱ₁〜Ｑ₄を介して流れ
る電流の極性及びその値は、トランスＴのエネルギーの
放出状態及び、各平滑コンデンサＣ１〜Ｃ４に接続され
た負荷の状態に依存して変化する。したがって、トラン
スＴのエネルギー放出完了のタイミングを検出するため
には、各ＦＥＴＱ₁〜Ｑ₄に流れる電流の極性及び、その
値を検出し、更に各平滑コンデンサＣ１〜Ｃ４の相互間
で流れるエネルギー移転電流を相殺して、トランスＴか
らの放出電流の合計値のみを検出する必要がある。

【００１７】

【本発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、磁
気結合されている複数の二次巻線を有するトランスを用
いるＤＣ−ＤＣコンバータ及び電圧イコライザにおける
トランスの磁化状態（トランスからのエネルギー放出完
了時点等）を簡単な構成によって、正確に検出すること
である。

【００１８】

【課題を解決するための手段】これを達成するために
は、各ＦＥＴＱ₁〜Ｑ₄に、それぞれ独立した電流トラン
スのそれぞれの検出巻線を並列又は直列接続するか、若
しくは、磁気結合された複数の検出巻線を有する１個の
電流トランスのそれぞれの検出巻線を、前記各ＦＥＴＱ
₁〜Ｑ₄に直列接続して、トランスの磁化状態（トランス
からのエネルギー放出完了時点等）を正確に検出する。

【００１９】上記課題を解決するために、直流電源と、
トランスの一次巻線と、一方のスイッチング素子とを直
列接続した一方の閉回路と、前記トランスの一次巻線と
磁気結合された複数の二次巻線と、他方の複数のスイッ
チング素子と、複数の平滑回路とをそれぞれ直列接続し
た他方の複数の閉回路とを有し、前記一方のスイッチン
グ素子と他方の複数のスイッチング素子とをオン・オフ
させるＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記他方の複数
の閉回路にそれぞれ検出巻線が直列接続され、該複数の
検出巻線と磁気結合された１個の信号巻線を有する第１
の電流トランスを設け、前記他方の複数の閉回路に流れ
る電流に応じた電圧の代数和を前記信号巻線の両端電圧
から求めて、前記トランスのエネルギーの蓄積及び放出
のタイミングを検出することにより、共通に磁気結合さ
れている複数の二次巻線を有するトランスを用いるＤＣ
−ＤＣコンバータにおけるトランスの磁化状態（トラン
スからのエネルギー放出完了時点等）を１個の第1の電
流トランスよりなる簡単な構成によって、正確に検出す
ることができる。（請求項１）

【００２０】また、前記第１の電流トランスの別の検出
巻線を前記一方の閉回路に直列接続することにより、磁
気結合された複数の二次巻線を有するＤＣ−ＤＣコンバ
ータの出力側のみでなく、入力側の電流をも考慮した検
出が可能になる。（請求項２）また、前記トランスのそ
れぞれの巻線同士の巻数比と、前記第１の電流トランス
のそれぞれの検出巻線同士の巻数比とを同一とする。
（請求項３）

【００２１】また、直流電源と、トランスの一次巻線
と、一方のスイッチング素子とを直列接続した一方の閉
回路と、前記トランスの一次巻線と磁気結合された複数
の二次巻線と、他方の複数のスイッチング素子と、複数
の平滑回路とをそれぞれ直列接続した他方の複数の閉回
路とを有し、前記一方のスイッチング素子と他方の複数
のスイッチング素子とをオン・オフさせるＤＣ−ＤＣコ
ンバータにおいて、前記他方の複数の閉回路にそれぞれ
検出巻線が直列接続された複数の第1の電流トランスを
設け、該複数の第1の電流トランスの複数の信号巻線を
並列接続し、前記他方の複数の閉回路に流れる電流に応
じた電圧の代数和を前記信号巻線の両端電圧から求め
て、前記トランスのエネルギーの蓄積及び放出のタイミ
ングを検出することにより、複数の第1の電流トランス
の信号巻線電圧の代数和から、磁気結合されている複数
の二次巻線を有するトランスを用いるＤＣ−ＤＣコンバ
ータにおけるトランスの磁化状態（トランスからのエネ
ルギー放出完了時点等）を、正確に検出することができ
る。（請求項４）

【００２２】また、直流電源と、トランスの一次巻線
と、一方のスイッチング素子とを直列接続した一方の閉
回路と、前記トランスの一次巻線と磁気結合された複数
の二次巻線と、他方の複数のスイッチング素子と、複数
の平滑回路とをそれぞれ直列接続した他方の複数の閉回
路とを有し、前記一方のスイッチング素子と他方の複数
のスイッチング素子とをオン・オフさせるＤＣ−ＤＣコ
ンバータにおいて、前記他方の複数の閉回路にそれぞれ
検出巻線が直列接続された複数の第1の電流トランスを
設け、該複数の第1の電流トランスの複数の信号巻線を
直列接続し、前記他方の複数の閉回路に流れる電流に応
じた電圧の代数和を前記信号巻線の両端電圧から求め
て、前記トランスのエネルギーの蓄積及び放出のタイミ
ングを検出することにより、複数の第1の電流トランス
の信号巻線電圧の代数和から、磁気結合されている複数
の二次巻線を有するトランスを用いるＤＣ−ＤＣコンバ
ータにおけるトランスの磁化状態（トランスからのエネ
ルギー放出完了時点等）を、正確に検出することができ
る。（請求項５）

【００２３】また、前記一方の閉回路に検出巻線が直列
接続された第２の電流トランスを設け、該第２の電流ト
ランスの信号巻線は、前記複数の第１の電流トランスの
複数の信号巻線に並列又は直列に接続することによっ
て、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側のみでなく、入力側
の電流をも考慮した検出が可能になる。（請求項６）

【００２４】また、前記トランスのそれぞれの巻線同士
の巻数比と、前記電流トランスのそれぞれの検出巻線同
士の巻数比と、前記第１の電流トランスのそれぞれの信
号巻線同士の巻数比とを同一とすることによって、複数
の平滑回路の間で移転するエネルギーの相殺を簡単にす
ることができる。（請求項７）

【００２５】また、一方の蓄電素子と、トランスの一次
巻線と、一方のスイッチング素子とを直列接続した一方
の閉回路と、直列接続された他方の複数の蓄電素子と、
前記トランスの一次巻線と共通に磁気結合された複数の
二次巻線と、他方の複数のスイッチング素子とを、それ
ぞれ直列接続した他方の複数の閉回路とを有し、前記一
方のスイッチング素子と、前記他方の複数のスイッチン
グ素子とをオン・オフさせて、前記直列接続された他方
の複数の蓄電素子間での電圧均等化を行う電圧イコライ
ザにおいて、前記他方の複数の閉回路にそれぞれ検出巻
線が直列接続され、該複数の検出巻線と磁気結合された
１個の信号巻線を有する第1の電流トランスを設け、前
記他方の複数の閉回路に流れる電流に応じた電圧の代数
和を前記信号巻線の両端電圧から求めて、前記トランス
のエネルギーの蓄積及び放出のタイミングを検出するこ
とにより、共通に磁気結合されている複数の二次巻線を
有するトランスを用いる電圧イコライザにおけるトラン
スの磁化状態（トランスからのエネルギー放出完了時点
等）を１個の第1の電流トランスよりなる簡単な構成に
よって、正確に検出することができる。（請求項８）

【００２６】また、前記第１の電流トランスの別の検出
巻線を前記一方の閉回路に直列接続することによって、
電圧イコライザの直列接続された蓄電素子側のみでな
く、入力側の蓄電素子の電流をも考慮した検出が可能に
なる。（請求項９）また、前記トランスのそれぞれの巻
線同士の巻数比と、前記第１の電流トランスのそれぞれ
の検出巻線同士の巻数比とを同一とする。（請求項１
０）

【００２７】また、一方の蓄電素子と、トランスの一次
巻線と、一方のスイッチング素子とを直列接続した一方
の閉回路と、直列接続された他方の複数の蓄電素子と、
前記トランスの一次巻線と共通に磁気結合された複数の
二次巻線と、他方の複数のスイッチング素子とを、それ
ぞれ直列接続した他方の複数の閉回路とを有し、前記一
方のスイッチング素子と、前記他方の複数のスイッチン
グ素子とをオン・オフさせて、前記直列接続された他方
の複数の蓄電素子間での電圧均等化を行う電圧イコライ
ザにおいて、前記他方の複数の閉回路にそれぞれ検出巻
線が直列接続された複数の第1の電流トランスを設け、
該複数の第1の電流トランスの複数の信号巻線を並列接
続し、前記他方の複数の閉回路に流れる電流に応じた電
圧の代数和を前記信号巻線の両端電圧から求めて、前記
トランスのエネルギーの蓄積及び放出のタイミングを検
出することにより、複数の第1の電流トランスの信号巻
線電圧の代数和から、磁気結合されている複数の二次巻
線を有するトランスを用いる電圧イコライザにおけるト
ランスの磁化状態（トランスからのエネルギー放出完了
時点等）を正確に検出することができる。（請求項１
１）

【００２８】また、一方の蓄電素子と、トランスの一次
巻線と、一方のスイッチング素子とを直列接続した一方
の閉回路と、直列接続された他方の複数の蓄電素子と、
前記トランスの一次巻線と共通に磁気結合された複数の
二次巻線と、他方の複数のスイッチング素子とを、それ
ぞれ直列接続した他方の複数の閉回路とを有し、前記一
方のスイッチング素子と、前記他方の複数のスイッチン
グ素子とをオン・オフさせて、前記直列接続された他方
の複数の蓄電素子間での電圧均等化を行う電圧イコライ
ザにおいて、前記他方の複数の閉回路にそれぞれ検出巻
線が直列接続された複数の第1の電流トランスを設け、
該複数の第1の電流トランスの複数の信号巻線を直列接
続し、前記他方の複数の閉回路に流れる電流に応じた電
圧の代数和を前記信号巻線の両端電圧から求めて、前記
トランスのエネルギーの蓄積及び放出のタイミングを検
出することにより、複数の第1の電流トランスの信号巻
線電圧の代数和から、磁気結合されている複数の二次巻
線を有するトランスを用いる電圧イコライザにおけるト
ランスの磁化状態（トランスからのエネルギー放出完了
時点等）を正確に検出することができる。（請求項１
２）

【００２９】また、前記一方の閉回路に検出巻線が直列
接続された第２の電流トランスを設け、該第２の電流ト
ランスの信号巻線は、前記複数の第１の電流トランスの
複数の信号巻線に並列又は直列に接続することによっ
て、電圧イコライザの直列接続された蓄電素子側のみで
なく、入力側の蓄電素子の電流をも考慮した検出が可能
になる。（請求項１３）

【００３０】また、前記トランスのそれぞれの巻線同士
の巻数比と、前記第１の電流トランスのそれぞれの検出
巻線同士の巻数比と、前記第１の電流トランスのそれぞ
れの信号巻線同士の巻数比とを同一とすることによっ
て、複数の平滑回路の間で移転するエネルギーの相殺を
簡単にすることができる。（請求項１４）

【００３１】

【発明の実施の形態】次に、図１を用いて本発明のＤＣ
−ＤＣコンバータの動作を説明する。図１は、本発明の
第１の実施の形態（ＤＣ−ＤＣコンバータ）を示す図で
ある。図１に示すように、直流電源Ｅ₁と、トランスＴ
の一次巻線Ｎｆと、一方のスイッチング素子Ｑｍとを直
列接続した一方の閉回路と、前記トランスＴの一次巻線
Ｎｆと磁気結合されている複数の二次巻線Ｎｓと、他方
の複数のスイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄と、複数の平滑回路
Ｃ１〜Ｃ４とをそれぞれ直列接続した他方の複数の閉回
路とを有している。そして、前記一方のスイッチング素
子Ｑｍと他方の複数のスイッチング素子Ｑ ₁〜Ｑ₄とを制
御回路Contによりオン・オフさせる。該ＤＣ−ＤＣコン
バータには、前記トランスＴの二次巻線とＦＥＴとの間
に電流トランスＣＴ１〜ＣＴ４の一次巻線Ｎ₁，Ｎ₂，Ｎ
₃，Ｎ₄を接続し、該電流トランスの二次巻線Ｎ₅，Ｎ₆，
Ｎ₇，Ｎ₈を直列に接続している。

【００３２】図１において、Ｖ１〜Ｖ４は平滑コンデン
サＣ１〜Ｃ４の両端電圧を示し、ｉｃ及びｉｄは、平滑
コンデンサＣ２及びＣ３に対する放電又は充電電流を示
している。また、Ｎ１〜Ｎ８は、電流トランスの一次又
は二次巻線の巻数を示し、Ｎ９〜Ｎ１２はトランスＴの
二次巻線の巻数を示し、ｒ１〜ｒ４は各電流トランスの
二次巻線に接続された抵抗ｒ₁〜ｒ₄の抵抗値を示してい
る。

【００３３】図１では、以下の関係になる。 V1:V2:V3:V4＝(N9+N10+N11)：（N10+N11）：N11：N12 ＝N1：N2：N3：N4＝N5：N6：N7：N8 ＝ｒ１：ｒ２：ｒ３：ｒ４ ・・・・・・(1) （但し、CT1〜CT4の磁芯は同じものとする。）を基本と
するが、この(1)式に対して、V2が少し高く、又V3が少
し低いと仮定すると、Ｖ２（平滑コンデンサＣ２の電
圧）→ＦＥＴＱ₂→電流トランスＣＴ２の一次巻線Ｎ₂→
トランスＴの巻線Ｎ₁₀→Ｎ₁₁→平滑コンデンサＣ２の経
路を通ってＣ３へのエネルギー移転電流ｉｃ（放電電
流）が流れる。

【００３４】また、このエネルギーが平滑コンデンサＣ
３に移転する電流ｉｄ（充電電流）が、トランスＴの巻
線Ｎ₁₁→電流トランスＣＴ３の一次巻線Ｎ₃→ＦＥＴＱ₃
→平滑コンデンサＣ３→トランスＴの巻線Ｎ₁₁の経路を
通って流れる。この場合、エネルギー移転時の損失を無
視すれば、次式が成立する。

【００３５】・平滑コンデンサＣ２からの放出エネルギ
ー（電力Ｗ）は、 Ｗ１＝Ｖ２×ｉｃ ・・・・・・(2) ・平滑コンデンサＣ３への蓄積エネルギー（電力Ｗ）
は、 Ｗ２＝Ｖ３×ｉｄ ・・・・・・(3) ・また、Ｗ１＝Ｗ２ より、 Ｖ２×ｉｃ＝Ｖ３×ｉｄ ・・・・・・(4)

【００３６】・Ｖ２，Ｖ３はトランスからのエネルギー
放出時、二次巻線の巻数比で決まるので、(1)式より、 Ｖ２／Ｖ３＝（Ｎ１０＋Ｎ１１）／Ｎ１１ ・・・・・・(5) ・上記(4)，(5)式より、 ｉｄ＝［（Ｎ１０＋Ｎ１１）／Ｎ１１］×ｉｃ ・・・・・・(6)

【００３７】・また、(1)式から、ｒ２×Ｎ１１＝ｒ３
×（Ｎ１０＋Ｎ１１） ∴ ｒ２＝［（Ｎ１０＋Ｎ１１）／Ｎ１１］×ｒ３ ・・・・・・(7) ・ここで、電流トランスＣＴ２の電流ｉｃによる二次巻
線の両端の抵抗ｒ₂の両端電圧ｖ２は、 ｖ２＝−（Ｎ２／Ｎ６）×ｉｃ×ｒ２ ・・・・・・(8) （電流トランスの巻線の巻終わり方向が＋（プラス）と
なるので、−（マイナス）の電圧とする。） ・また、同様に、電流トランスＣＴ３の電流ｉｄによる
二次巻線の両端の抵抗ｒ₃の両端電圧ｖ３は、 ｖ３＝（Ｎ３／Ｎ７）×ｉｄ×ｒ３ ・・・・・・(9) （電流トランスの巻線の巻始め方向が＋(プラス)となる
ので、＋(プラス)の電圧とする。）

【００３８】・図示の如く、電流トランスＣＴ１〜ＣＴ
４の全ての二次巻線Ｎ₅，Ｎ₆，Ｎ ₇，Ｎ₈は直列に接続さ
れているので、電流トランスＣＴ２とＣＴ３の二次巻
線電圧である、上記ｖ２とｖ３とを加える（代数和）
と、 ｖ２＋ｖ３＝（Ｎ３／Ｎ７）×ｉｄ×ｒ３−（Ｎ２／Ｎ６）×ｉｃ×ｒ２・・・ ・・(10)

【００３９】・ここで、(1)式から、 Ｎ３／Ｎ７＝Ｎ２／Ｎ６ ・・・・・・(11) この式を(10)に代入すると、 ｖ２＋ｖ３＝（Ｎ２／Ｎ６）（ｉｄ×ｒ３−ｉｃ×ｒ２）・・・・・(12) ・また、(6)式と(7)式を(12)式に代入すると、 ｖ２＋ｖ３＝(N2/N6)［(N10+N11)／N11×ｉｃ×ｒ３−ｉｃ×ｒ２］ ＝(N2/N6)［(N10+N11)／N11×ｉｃ×ｒ３−(N10+N11)／N11×ｉｃ×ｒ３］ ＝０

【００４０】となるので、平滑コンデンサＣ２からの放
電電流ｉｃと、平滑コンデンサＣ３への充電電流ｉｄと
によるエネルギー移転に伴う電流による影響は相殺され
て検出信号端子には現れない。上記説明では、平滑コン
デンサＣ２とＣ３との間のエネルギー移転について説明
したが、全ての平滑コンデンサＣ１〜Ｃ４のエネルギー
移転に伴う電流による影響は、すべて相殺されて、信号
検出端子には現れることはない。

【００４１】上記の如く、エネルギー移転に伴う電流の
影響は検出端子には現れないため、トランスＴからのエ
ネルギー放出電流が電流トランスＣＴ１〜ＣＴ４の一次
側に流れるので、全ての電流トランスの二次巻線を直列
に接続した信号検出端子間には、トランスＴからの放出
電流に比例した電圧のみが現れる。したがって、この信
号検出端子間の電圧を検出することによって、トランス
Ｔからのエネルギー放出の完了したタイミングを簡単な
回路構成よって、正確に検出することができる。

【００４２】次に本発明の第２に実施の形態（ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ）を説明する。図２は本発明の第２の実施
の形態（ＤＣ−ＤＣコンバータ）を示す図である。この
図２のＤＣ−ＤＣコンバータは、前記図１のＤＣ−ＤＣ
コンバータと同様の主回路、即ち、直流電源Ｅ₁と、ト
ランスＴの一次巻線Ｎｆと、一方のスイッチング素子Ｑ
ｍとを直列接続した一方の閉回路と、前記トランスＴの
一次巻線Ｎｆと磁気結合されている複数の二次巻線Ｎｓ
と、他方の複数のスイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄と、複数の
平滑回路Ｃ１〜Ｃ４とをそれぞれ直列接続した他方の複
数の閉回路とを有している。そして、一方のスイッチン
グ素子Ｑｍと他方の複数のスイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄と
を、制御回路Contによりオン・オフさせる。該ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータには、前記トランスＴの二次巻線と、ＦＥ
Ｔとの間に１個の電流トランスＣＴに磁気結合されてい
る複数の一次巻線（検出巻線Ｎ₁，Ｎ₂，Ｎ₃，Ｎ₄を接続
され、該電流トランスの二次巻線（信号巻線Ｎ_S）を、
信号検出端子としている。

【００４３】図２の回路動作は、以下の如くなる。Ｖ２
＝２Ｖ３となるようにトランスＴの二次巻数の巻線をそ
れぞれ、Ｎ₁₀＋Ｎ₁₁＝４Ｔ，Ｎ₁₁＝２Ｔとした時、ある
条件下で、Ｖ２＝3.1ｖ，Ｖ３＝1.5ｖであるとする。本
来、Ｖ２＝２×Ｖ３＝2×1.5ｖ＝3ｖであるべきだが、
負荷等の影響で3.1ｖとなる。即ち0.1ｖ高いことにな
る。この場合、Ｃ２からの放電電流ｉｃがトランスＴを
経由して流れ、その結果、トランスからＣ３への充電電
流ｉｄが流れる。この電流は、Ｃ２からＣ３へのエネル
ギー移転電流であるから、 3.1ｖ×ｉｃ＝1.5ｖ×ｉｄ ∴ ｉｄ＝（3.1ｖ／1.5ｖ）×ｉｃ≒２ｉｃ ・・・・・・(13) 従って、ｉｃによる電流トランスＣＴの磁化力ＡＴは、 ＡＴ＝(−)ｉｃ×Ｎ₂ ・・・・・・(14) （ｉｃの極性がＮ₂の巻終わり方向から流れるので(−)
となる） また、ｉｄによる電流トランスＣＴの磁化力ＢＴは、 ＢＴ＝(＋)ｉｄ×Ｎ₃ ・・・・・・(15) （ｉｄの極性がＮ₃の巻始め方向から流れるので(＋)と
なる） (13)式を(15)式に代入すると、 ＢＴ＝(＋)ｉｄ×Ｎ₃≒(＋)２ｉｃ×Ｎ₃ ・・・・・・(16) ここで(1)式から、（Ｎ₁₀＋Ｎ₁₁）：Ｎ₁₁＝Ｎ₂：Ｎ₃
であるから、 ４：２＝Ｎ₂：Ｎ₃ ∴ ２Ｎ₂＝４Ｎ₃ ∴ Ｎ₃＝（２／４）Ｎ₂＝（１／２）Ｎ₂ ・・・・・・(17) (17)式を(16)式に代入すると、 ＢＴ＝(＋)ｉｄ×Ｎ₃≒(＋)２ｉｃ×（１／２）Ｎ₂＝（＋）ｉｃ×Ｎ₂・・(18) (14)式と(18)式は極性が逆で、絶対値はほぼ同一とな
り、お互いに磁化力は相殺するので、電流トランスとし
ては影響を受けない。このように、トランスの二次巻線
の巻数比が出力電圧となる多出力フライバック電源の各
出力間のエネルギー授受による電流トランスへの影響は
ほとんど相殺可能となる。したがって、この信号検出端
子間の電圧を検出することによって、トランスＴからの
エネルギー放出の完了したタイミングを簡単な回路構成
よって、検出することができる。

【００４４】次に本発明の第３の実施の形態（ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ）を説明する。図３は、本発明の第３の実
施の形態（ＤＣ−ＤＣコンバータ）を示す図である。
この図３のＤＣ−ＤＣコンバータは、前記図２のＤＣ−
ＤＣコンバータと同様の主回路、即ち、直流電源Ｅ
₁と、トランスＴの一次巻線Ｎｆと、一方のスイッチン
グ素子Ｑｍとを直列接続した一方の閉回路と、前記トラ
ンスＴの一次巻線Ｎｆと磁気結合されている複数の二次
巻線Ｎｓと、他方の複数のスイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ
₄と、複数の平滑回路Ｃ１〜Ｃ４とをそれぞれ直列接続
した他方の複数の閉回路とを有している。そして、前記
一方のスイッチング素子Ｑｍと他方の複数のスイッチン
グ素子Ｑ ₁〜Ｑ₄とを、制御回路Contによりオン・オフさ
せる。このＤＣ−ＤＣコンバータには、前記トランスＴ
の二次巻線とＦＥＴとの間に１個の電流トランスＣＴに
磁気結合されている複数の一次巻線（検出巻線Ｎ₁，
Ｎ₂，Ｎ₃，Ｎ₄を接続されている。更に、前記複数の一
次巻線と磁気結合されている電流トランスＣＴの別の一
次巻線（検出巻線Ｎｍ）を前記一方のスイッチング素子
Ｑｍと前記トランスＴの一次巻線とに直列接続して、該
電流トランスＣＴの二次巻線（信号巻線Ｎｓ）を、信号
検出端子としている。

【００４５】図３の回路では、一方の閉回路による電流
と他方の複数の閉回路の電流によるトランスＴに対する
磁化状態を検出することができる。その動作は、図３の
回路では、トランスＴへのエネルギー蓄積電流ｉがＱｍ
のオン時、検出巻線Ｎｍを流れるので、エネルギー移転
に伴う電流による影響は検出端子に現れなく、トランス
Ｔへのエネルギー蓄積電流ｉと、トランスＴからのエネ
ルギー放出電流が、電流トランスＣＴの巻線Ｎｍ，Ｎ₁
〜Ｎ₄に流れるので、該電流トランスＣＴの二次巻線
（信号巻線Ｎｓ）の信号検出端子間には、トランスＴへ
の蓄積電流とトランスＴからの放出電流に比例した電圧
のみが現れる。したがって、この信号検出端子間の電圧
を検出することによって、トランスＴからのエネルギー
放出の完了したタイミングを簡単な回路構成よって、検
出することができる。

【００４６】なお、図２及び図３では、電流トランスＣ
Ｔに信号巻線Nsを設けているが、電流トランスに設けら
れた複数の検出巻線の内の１つを信号巻線として用いる
ことも可能である。

【００４７】図４は本発明の第４の実施の形態（ＤＣ−
ＤＣコンバータ）を示す図である。図４に示すように、
直流電源Ｅ₁と、トランスＴの一次巻線Ｎｆと、一方の
スイッチング素子Ｑｍとを直列接続した一方の閉回路
と、前記トランスＴの一次巻線Ｎｆと磁気結合されてい
る複数の二次巻線Ｎｓと、他方の複数のスイッチング素
子Ｑ₁〜Ｑ₄と、複数の平滑回路Ｃ１〜Ｃ４とをそれぞれ
直列接続した他方の複数の閉回路とを有している。そし
て、前記一方のスイッチング素子Ｑｍと他方の複数のス
イッチング素子Ｑ ₁〜Ｑ₄とを制御回路Contによりオン・
オフさせる。該ＤＣ−ＤＣコンバータには、前記トラン
スＴの二次巻線とＦＥＴとの間に電流トランスＣＴ１〜
ＣＴ４の一次巻線Ｎ₁，Ｎ₂，Ｎ₃，Ｎ₄を接続し、該電流
トランスＣＴの二次巻線（信号巻線）Ｎ₅，Ｎ₆，Ｎ₇，
Ｎ₈を並列に接続している。

【００４８】図４において、Ｖ１〜Ｖ４は平滑コンデン
サＣ１〜Ｃ４の両端電圧を示し、ｉｃ及びｉｄは、平滑
コンデンサＣ２及びＣ３に対する放電又は充電電流を示
している。また、Ｎ₁〜Ｎ₈は電流トランスの一次又は二
次巻線の巻数を示し、Ｎ₉〜Ｎ₁₂はトランスＴの二次巻
線の巻数を示し、ｒ₀は各電流トランスの二次巻線（信
号巻線）に接続された抵抗を示している。

【００４９】図４において、電流トランスの二次巻線Ｎ
₅〜Ｎ₈の巻数は同じとする（(1)式とは異なる）。この
場合、図２と同様に、Ｎ₁₀＋Ｎ₁₁＝４Ｔ，Ｎ₁₁＝２Ｔ，
Ｖ２＝3.1ｖ，Ｖ３＝1.5ｖと仮定し、電流トランスＣＴ
２及びＣＴ３のそれぞれの二次巻線電流をｉｃ₂及びｉ
ｄ₂とすると、 ｉｃ×Ｎ₂＝ｉｃ₂×Ｎ₆＝ｉｃ₂×Ｎ₇ ∴ ｉｃ₂＝（Ｎ₂／Ｎ₇）×ｉｃ ・・・・・・(19) また、ｉｄ×Ｎ₃＝ｉｄ₂×Ｎ₇ ∴ ｉｄ₂＝（Ｎ₃／Ｎ₇）×ｉｄ ・・・・・・(20) (13)式と(20)式とから、 ｉｄ₂＝（Ｎ₃／Ｎ₇）×２ｉｃ ・・・・・・(21) また、(1)式と上記仮定から、 Ｎ₂＝２Ｎ₃ ・・・・・・(22) (19)式と(22)式とから、 ｉｃ₂＝（Ｎ₂／Ｎ₇）×ｉｃ＝（Ｎ₃／Ｎ₇）×２ｉｃ・・・・・(23) ここで(21)式と(23)式の右辺は等しく、かつ、ｉｃ₂と
ｉｄ₂は逆極性の電流であるため、ｉｃ₂＋ｉｄ₂＝０と
なり相殺される。即ち、Ｃ２の放電電流ｉｃとＣ３の充
電電流ｉｄの影響は受けない。

【００５０】上記の如く、エネルギー移転に伴う電流の
影響は検出端子には現れないため、トランスＴからのエ
ネルギー放出電流が電流トランスＣＴ１〜ＣＴ４の一次
側に流れるので、全ての電流トランスの二次巻線を並列
に接続した信号検出端子間には、トランスＴからの放出
電流に比例した電圧のみが現れる。したがって、この信
号検出端子間の電圧を検出することによって、トランス
Ｔからのエネルギー放出の完了したタイミングを簡単な
回路構成よって、正確に検出することができる。

【００５１】この場合には、図１に示すＤＣ−ＤＣコン
バータと比較して、信号巻線両端間に接続される抵抗が
１個で済む。そして、図４のように、並列接続の場合に
は、各信号電流の代数和が得られるのに対して、図１の
ように直列接続の場合には、各信号巻線に接続された並
列抵抗で一旦電圧に置き換えてから代数和を求めること
になるので、各抵抗の抵抗値を揃える必要がある。

【００５２】更に、本発明の第５の実施の形態（電圧イ
コライザ）について説明する。図５は、図１のＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータで示した、トランスの磁化状態の検出回路
を電圧イコライザ回路に適用したものである。図５にお
いて、符号1-1〜1-nは直列接続された複数個の蓄電素子
であり、2-1〜2-nは他方のスイッチング素子である。ま
た、1-mは前記複数個の蓄電素子とは別に設けられた蓄
電素子であり直流電源又は充電器又は発電機を併用した
ものであっても良く、2-mは前記他の蓄電素子1-mからの
電流をトランスＴの共通の磁芯に巻かれた一次巻線4-m
に流すための一方のスイッチング素子である。また、前
記トランスＴの共通の磁芯には、前記複数個の直列接続
された蓄電素子1-1〜1-nに充電電流を流すように二次巻
線4-1〜4-nが設けられている。このような電圧イコライ
ザにおいて、前記各蓄電素子のマイナス端子とＦＥＴと
の間に複数個の電流トランスＣＴ１〜ＣＴｎの一次巻線
（検出巻線Ｎ₁，Ｎ₂，Ｎ_n）が接続されている。そし
て、該電流トランスの二次巻線（信号巻線Ｎｓ）を、電
圧検出回路内において並列又は直列に接続して信号検出
端子としている。

【００５３】上記回路におけるスイッチング素子2-mと
スイッチング素子2-1〜2-nには、図示の如き反対極性の
パルスが与えられて、スイッチング素子2-mがONの期間
にはスイッチング素子2-1〜2-nはOFFに、スイッチング
素子2-1〜2-nがONの期間にはスイッチング素子2-mがOFF
になるように導通制御される。その結果、直列接続され
た複数の蓄電素子1-1〜1-n間でのエネルギー移転が行わ
れて各蓄電素子の端子間電圧の均等化が行われる。

【００５４】図５の電圧イコライザ回路のトランスTの
磁化状態に関する動作は、図１のＤＣ−ＤＣコンバータ
の場合と同様である。直列接続された複数の蓄電素子間
でのエネルギー移転に伴う電流による影響は相殺され
て、電圧検出回路の検出端子には現れない。該電流トラ
ンスの二次巻線（信号巻線）を直列接続した信号検出端
子間には、トランスＴからの放出電流に比例した電圧の
みが現れる。したがって、この信号検出端子間の電圧を
検出することによって、トランスＴからのエネルギー放
出の完了したタイミングを簡単な回路構成よって、正確
に検出することができる。

【００５５】また、本発明の第６の実施の形態（電圧イ
コライザ）について説明する。図６は、上記図２に示し
たＤＣ−ＤＣコンバータにおけるトランスの磁化状態の
検出回路を電圧イコライザ回路に適用したものである。
図６において、符号1-1〜1-nは直列接続された複数個の
蓄電素子であり、2-1〜2-nは他方のスイッチング素子で
ある。また、1-mは前記複数個の蓄電素子とは別に設け
られた蓄電素子であり直流電源又は充電器又は発電機を
併用したものであっても良く、2-mは前記別の蓄電素子1
-mからの電流をトランスＴの共通の磁芯に巻かれた一次
巻線4-mに流すための一方のスイッチング素子である。
また、前記トランスＴの共通の磁芯には、前記複数個の
直列接続された蓄電素子1-1〜1-nに充電電流を流すよう
に二次巻線4-1〜4-nが設けられている。このような、電
圧イコライザにおいて、前記各蓄電素子のプラス端子と
前記トランスＴの各二次巻線との間に１個の電流トラン
スＣＴに磁気結合されている複数の一次巻線（検出巻線
Ｎ₁，Ｎ₂，Ｎ_nを接続している。そして、該電流トラン
スＣＴの二次巻線（信号巻線Ｎｓ）を、信号検出端子と
している。

【００５６】上記回路におけるスイッチング素子2-mと
スイッチング素子2-1〜2-nには、図示の如き反対極性の
パルスが与えられている。そして、スイッチング素子2-
mがONの期間にはスイッチング素子2-1〜2-nはOFF、スイ
ッチング素子2-1〜2-nがONの期間にはスイッチング素子
2-mがOFFになるように導通制御される。その結果、直列
接続された蓄電素子1-1〜1-n間でのエネルギーの移転が
行われて各蓄電素子の端子間電圧の均等化が行われる。

【００５７】図６の電圧イコライザ回路のトランスTの
磁化状態に関する動作は、図２のＤＣ−ＤＣコンバータ
の場合と同様である。直列接続された複数の蓄電素子間
での、エネルギー移転に伴う電流の影響は相殺されて電
圧検出回路の検出端子には現れない。該電流トランスＣ
Ｔの二次巻線（信号巻線）の信号検出端子間には、トラ
ンスＴからの放出電流に比例した電圧のみが現れる。し
たがって、この信号検出端子間の電圧を検出することに
よって、トランスＴからのエネルギー放出の完了したタ
イミングを簡単な回路構成よって、正確に検出すること
ができる。

【００５８】更に、本発明の第７の実施の形態（電圧イ
コライザ）について説明する。図７は、第７の実施の態
様を示す回路であって、符号1-1〜1-nは直列接続された
複数個の蓄電素子であり、2-1〜2-nは他方のスイッチン
グ素子である。また、1-mは前記複数個の蓄電素子とは
別に設けられた蓄電素子であり直流電源又は充電器又は
発電機を併用したものであっても良く、2-mは前記別の
蓄電素子1-mからの電流をトランスＴの共通の磁芯に巻
かれた一次巻線4-mに流すための一方のスイッチング素
子である。また、前記トランスＴの共通の磁芯には、前
記複数個の直列接続された蓄電素子1-1〜1-nに充電電流
を流すように二次巻線4-1〜4-nが設けられている。

【００５９】また、N₁〜Nn及びＮｓは前記複数個の直列
接続された蓄電素子の各々を含む閉回路に接続された共
通の電流トランスＣＴに巻回された複数の巻線である。
更に、前記複数の一次巻線（検出巻線）N₁〜Nnと磁気結
合されている電流トランスの別の一次巻線（検出巻線）
Ｎｍを前記一方の蓄電素子1-mと前記トランスＴの一次
巻線4-mとに直列接続している。そして、該電流トラン
スＣＴの二次巻線（信号巻線Ｎｓ）を、信号検出端子と
している。この、信号巻線Ｎｓの両端電圧を電圧検出回
路で監視することによって、上記図３の回路と同様に、
トランスＴに対するエネルギーの放出及び蓄積の状態を
知ることができる。

【００６０】なお、図６及び図７では、電流トランスＣ
Ｔに信号巻線Nsを設けているが、電流トランスに設けら
れた複数の検出巻線の内の１つを信号巻線として用いる
ことも可能である。

【００６１】図１〜図７において、スイッチング素子と
してはFETが示されているが、本発明におけるスイッチ
ング素子としてはFETに限るものではなく、トランジス
タ、サイリスタ等の他のスイッチング素子を用いること
ができる。トランジスタ等をもちいる場合には、素子の
OFF期間に逆方向に対して電流を流すためにダイオード
を並列に接続するとよい。

【００６２】また、蓄電素子としては、鉛電池、ニッケ
ル水素電池、リチウムイオン電池、ポリマーリチウム電
池等の種々の電池が利用できると共に、電気二重層コン
デンサも利用できる。また、直列に接続される蓄電素子
1-1〜1-nと他の蓄電素子1-mとを同じ種類の蓄電素子と
することも、また異ならせることも可能である。

【００６３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、直流電源
と、トランスの一次巻線と、一方のスイッチング素子と
を直列接続した一方の閉回路と、前記トランスの一次巻
線と磁気結合された複数の二次巻線と、他方の複数のス
イッチング素子と、複数の平滑回路とをそれぞれ直列接
続した他方の複数の閉回路とを有し、前記一方のスイッ
チング素子と、他方の複数のスイッチング素子とをオン
・オフさせるＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記他方
の複数の閉回路にそれぞれ検出巻線が直列接続され、該
複数の検出巻線と磁気結合された１個の信号巻線を有す
る第1の電流トランスを設け、前記他方の複数の閉回路
に流れる電流に応じた電圧の代数和を前記信号巻線の両
端電圧から求めて、前記トランスのエネルギーの蓄積及
び放出のタイミングを検出することにより、共通に磁気
結合されている複数の二次巻線を有するトランスを用い
るＤＣ−ＤＣコンバータにおけるトランスの磁化状態
（トランスからのエネルギー放出完了時点等）を１個の
第1の電流トランスよりなる簡単な構成によって、正確
に検出することができる。

【００６４】また、請求項２に記載の発明では、前記第
１の電流トランスの別の検出巻線を前記一方の閉回路に
直列接続することにより、磁気結合された複数の二次巻
線を有するＤＣ−ＤＣコンバータの出力側のみでなく、
入力側の電流をも考慮した検出が可能になる。また、請
求項３に記載の発明では、前記トランスのそれぞれの巻
線同士の巻数比と、前記第１の電流トランスのそれぞれ
の検出巻線同士の巻数比とを同一とすることによって、
複数の平滑回路の間でのエネルギー移転に伴う影響は相
殺を確実に行うことができる。

【００６５】また、請求項４に記載の発明では、直流電
源と、トランスの一次巻線と、一方のスイッチング素子
とを直列接続した一方の閉回路と、前記トランスの一次
巻線と磁気結合された複数の二次巻線と、他方の複数の
スイッチング素子と、複数の平滑回路とをそれぞれ直列
接続した他方の複数の閉回路とを有し、前記一方のスイ
ッチング素子と、他方の複数のスイッチング素子とをオ
ン・オフさせるＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記他
方の複数の閉回路にそれぞれ検出巻線が直列接続された
複数の第1の電流トランスを設け、該複数の第1の電流ト
ランスの複数の信号巻線を並列接続し、前記他方の複数
の閉回路に流れる電流に応じた電圧の代数和を前記信号
巻線の両端電圧から求めて、前記トランスのエネルギー
の蓄積及び放出のタイミングを検出することにより、複
数の第1の電流トランスの信号巻線電圧の代数和から、
磁気結合されている複数の二次巻線を有するトランスを
用いるＤＣ−ＤＣコンバータにおけるトランスの磁化状
態（トランスからのエネルギー放出完了時点等）を、正
確に検出することができる。そして、この場合には、信
号巻線両端間に接続される抵抗が１個で済むという効果
もある。

【００６６】また、請求項５に記載の発明では、直流電
源と、トランスの一次巻線と、一方のスイッチング素子
とを直列接続した一方の閉回路と、前記トランスの一次
巻線と磁気結合された複数の二次巻線と、他方の複数の
スイッチング素子と、複数の平滑回路とをそれぞれ直列
接続した他方の複数の閉回路とを有し、前記一方のスイ
ッチング素子と、他方の複数のスイッチング素子とをオ
ン・オフさせるＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記他
方の複数の閉回路にそれぞれ検出巻線が直列接続された
複数の第1の電流トランスを設け、該複数の第1の電流ト
ランスの複数の信号巻線を直列接続し、前記他方の複数
の閉回路に流れる電流に応じた電圧の代数和を前記信号
巻線の両端電圧から求めて、前記トランスのエネルギー
の蓄積及び放出のタイミングを検出することにより、複
数の第1の電流トランスの信号巻線電圧の代数和から、
磁気結合されている複数の二次巻線を有するトランスを
用いるＤＣ−ＤＣコンバータにおけるトランスの磁化状
態（トランスからのエネルギー放出完了時点等）を正確
に検出することができる。

【００６７】また、請求項６に記載の発明では、前記一
方の閉回路に検出巻線が直列接続された第２の電流トラ
ンスを設け、該第２の電流トランスの信号巻線は、前記
複数の第１の電流トランスの複数の信号巻線に並列又は
直列に接続することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータの
出力側のみでなく、入力側の電流をも考慮した検出が可
能になる。

【００６８】また、請求項７に記載の発明では、前記ト
ランスのそれぞれの巻線同士の巻数比と、前記第１の電
流トランスのそれぞれの検出巻線同士の巻数比と、前記
第１の電流トランスのそれぞれの信号巻線同士の巻数比
とを同一とすることによって、複数の平滑回路間で移転
するエネルギーによる信号巻線電圧への影響を相殺する
ことができる。

【００６９】また、請求項８に記載の発明では、一方の
蓄電素子と、トランスの一次巻線と、一方のスイッチン
グ素子とを直列接続した一方の閉回路と、直列接続され
た他方の複数の蓄電素子と、前記トランスの一次巻線と
磁気結合された複数の二次巻線と、他方の複数のスイッ
チング素子のを、それぞれ直列接続した他方の複数の閉
回路とを有し、前記一方のスイッチング素子と、前記他
方の複数のスイッチング素子とをオン・オフさせて、前
記直列接続された他方の複数の蓄電素子間での電圧均等
化を行う電圧イコライザにおいて、前記他方の複数の閉
回路にそれぞれ検出巻線が直列接続され、該複数の検出
巻線と磁気結合された１個の信号巻線を有する第1の電
流トランスを設け、前記他方の複数の閉回路に流れる電
流に応じた電圧の代数和を前記信号巻線の両端電圧から
求めて、前記トランスのエネルギーの蓄積及び放出のタ
イミングを検出することにより、共通に磁気結合されて
いる複数の二次巻線を有するトランスを用いる電圧イコ
ライザにおけるトランスの磁化状態（トランスからのエ
ネルギー放出完了時点等）を１個の第1の電流トランス
よりなる簡単な構成によって、正確に検出することがで
きる。

【００７０】また、請求項９に記載の発明では、前記第
１の電流トランスの別の検出巻線を前記一方の閉回路に
直列接続することによって、電圧イコライザの直列接続
された蓄電素子側のみでなく、入力側の蓄電素子の電流
をも考慮した検出が可能になる。また、請求項１０に記
載の発明では、前記トランスのそれぞれの巻線同士の巻
数比と、前記第１の電流トランスのそれぞれの検出巻線
同士との巻数比とを同一とすることによって、複数の平
滑回路の間でのエネルギー移転に伴う影響は相殺を確実
に行うことができる。

【００７１】また、請求項１１に記載の発明では、一方
の蓄電素子と、トランスの一次巻線と、一方のスイッチ
ング素子とを直列接続した一方の閉回路と、直列接続さ
れた他方の複数の蓄電素子と、前記トランスの一次巻線
と磁気結合された複数の二次巻線と、他方の複数のスイ
ッチング素子とを、それぞれ直列接続した他方の複数の
閉回路とを有し、前記一方のスイッチング素子と、前記
他方の複数のスイッチング素子とをオン・オフさせて、
前記直列接続された他方の複数の蓄電素子間での電圧均
等化を行う電圧イコライザにおいて、前記他方の複数の
閉回路にそれぞれ検出巻線が直列接続された複数の第1
の電流トランスを設け、該複数の第1の電流トランスの
複数の信号巻線を並列接続し、前記他方の複数の閉回路
に流れる電流に応じた電圧の代数和を前記信号巻線の両
端電圧から求めて、前記トランスのエネルギーの蓄積及
び放出のタイミングを検出することにより、磁気結合さ
れている複数の二次巻線を有するトランスを用いる電圧
イコライザにおけるトランスの磁化状態（トランスから
のエネルギー放出完了時点）を１個の第1の電流トラン
スよりなる簡単な構成によって、正確に検出することが
できる。そして、この場合には、信号巻線両端間に接続
される抵抗が１個で済むという効果もある。

【００７２】また、請求項１２に記載の発明では、一方
の蓄電素子と、トランスの一次巻線と、一方のスイッチ
ング素子とを直列接続した一方の閉回路と、直列接続さ
れた他方の複数の蓄電素子と、前記トランスの一次巻線
と磁気結合された複数の二次巻線と、他方の複数のスイ
ッチング素子とを、それぞれ直列接続した他方の複数の
閉回路とを有し、前記一方のスイッチング素子と、前記
他方の複数のスイッチング素子とをオン・オフさせて、
前記直列接続された他方の複数の蓄電素子間での電圧均
等化を行う電圧イコライザにおいて、前記他方の複数の
閉回路にそれぞれ検出巻線が直列接続された複数の第1
の電流トランスを設け、該複数の第1の電流トランスの
複数の信号巻線を直列接続し、前記他方の複数の閉回路
に流れる電流に応じた電圧の代数和を前記信号巻線の両
端電圧から求めて、前記トランスのエネルギーの蓄積及
び放出のタイミングを検出することにより、磁気結合さ
れている複数の二次巻線を有するトランスを用いる電圧
イコライザにおけるトランスの磁化状態（トランスから
のエネルギー放出完了時点）を１個の電流トランスより
なる簡単な構成によって、正確に検出することができ
る。

【００７３】また、請求項１３に記載の発明では、前記
一方の閉回路に検出巻線が直列接続された第２の電流ト
ランスを設け、該第２の電流トランスの信号巻線は、前
記複数の第１の電流トランスの複数の信号巻線に並列又
は直列に接続することによって、電圧イコライザの直列
接続された蓄電素子側のみでなく、入力側の蓄電素子の
電流をも考慮した検出が可能になる。

【００７４】また、請求項１４に記載の発明では、前記
トランスのそれぞれの巻線同士の巻数比と、前記第１の
電流トランスのそれぞれの検出巻線同士の巻数比と、前
記第１の電流トランスのそれぞれの信号巻線同士の巻数
比とを同一とすることによって、複数の平滑回路の間で
のエネルギー移転に伴う影響は相殺を確実に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態であるＤＣ−ＤＣコン
バータの回路図である。

【図２】本発明の第２の実施形態であるＤＣ−ＤＣコン
バータの回路図である。

【図３】本発明の第３の実施形態であるＤＣ−ＤＣコン
バータの回路図である。

【図４】本発明の第４の実施形態であるＤＣ−ＤＣコン
バータの回路図である。

【図５】本発明の第５の実施形態である電圧イコライザ
の回路図である。

【図６】本発明の第６の実施形態である電圧イコライザ
の回路図である。

【図７】本発明の第７の実施形態である電圧イコライザ
の回路図である。

【図８】従来のＤＣ−ＤＣコンバータの回路を示す図で
ある。

【図９】従来のＤＣ−ＤＣコンバータ回路の動作を説明
するための図である。

【符号の説明】

Ｅ₁ 電源 Ｔ トランス ＣＴ１〜ＣＴ４ 電流トランス Ｑ₁〜Ｑ₄ スイッチング素子 Ｃ１〜Ｃ４ 平滑回路 Cont 制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−139074（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−22542（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−43178（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 3/28 H02M 3/335 H02M 7/21

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電源と、トランスの一次巻線と、一方
   のスイッチング素子とを直列接続した一方の閉回路と、 前記トランスの一次巻線と磁気結合された複数の二次巻
   線と、他方の複数のスイッチング素子と、複数の平滑回
   路とをそれぞれ直列接続した他方の複数の閉回路とを有
   し、 前記一方のスイッチング素子と、他方の複数のスイッチ
   ング素子とを交互にオン・オフさせるＤＣ−ＤＣコンバ
   ータにおいて、 前記他方の複数の閉回路にそれぞれ検出巻線が直列接続
   され、該複数の検出巻線と磁気結合された１個の信号巻
   線を有する第１の電流トランスを設け、前記他方の複数の閉回路に流れる電流に応じた電圧の代
   数和を前記信号巻線の両端電圧から求めて 、前記トラン
   スのエネルギーの蓄積及び放出のタイミングを検出する
   ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
2. 【請求項２】 前記第１の電流トランスの別の検出巻線
   が、前記一方の閉回路に直列接続されていることを特徴
   とする請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
3. 【請求項３】 前記トランスのそれぞれの巻線同士の巻
   数比と、前記第１の電流トランスのそれぞれの検出巻線
   同士の巻数比とが同一であることを特徴とする請求項１
   又は２に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
4. 【請求項４】直流電源と、トランスの一次巻線と、一方
   のスイッチング素子とを直列接続した一方の閉回路と、 前記トランスの一次巻線と磁気結合された複数の二次巻
   線と、他方の複数のスイッチング素子と、複数の平滑回
   路とをそれぞれ直列接続した他方の複数の閉回路とを有
   し、 前記一方のスイッチング素子と、他方の複数のスイッチ
   ング素子とを交互にオン・オフさせるＤＣ−ＤＣコンバ
   ータにおいて、 前記他方の複数の閉回路に、それぞれ検出巻線が直列接
   続された複数の第１の電流トランスを設け、該複数の第
   １の電流トランスの複数の信号巻線を並列接続し、前記他方の複数の閉回路に流れる電流に応じた電圧の代
   数和を前記信号巻線の両端電圧から求めて 、前記トラン
   スのエネルギーの蓄積及び放出のタイミングを検出する
   ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
5. 【請求項５】直流電源と、トランスの一次巻線と、一方
   のスイッチング素子とを直列接続した一方の閉回路と、 前記トランスの一次巻線と磁気結合された複数の二次巻
   線と、他方の複数のスイッチング素子と、複数の平滑回
   路とをそれぞれ直列接続した他方の複数の閉回路とを有
   し、 前記一方のスイッチング素子と、他方の複数のスイッチ
   ング素子とを交互にオン・オフさせるＤＣ−ＤＣコンバ
   ータにおいて、 前記他方の複数の閉回路に、それぞれ検出巻線が直列接
   続された複数の第１の電流トランスを設け、該複数の第
   １の電流トランスの複数の信号巻線を直列接続し、前記他方の複数の閉回路に流れる電流に応じた電圧の代
   数和を前記信号巻線の両端電圧から求めて 、前記トラン
   スのエネルギーの蓄積及び放出のタイミングを検出する
   ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
6. 【請求項６】 前記一方の閉回路に、検出巻線が直列接
   続された第２の電流トランスを設け、該第２の電流トラ
   ンスの信号巻線は、前記複数の第１の電流トランスの複
   数の信号巻線に並列又は直列に接続されていることを特
   徴とする請求項４又は５に記載のＤＣ−ＤＣコンバー
   タ。
7. 【請求項７】 前記トランスのそれぞれの巻線同士の巻
   数比と、前記第１の電流トランスのそれぞれの検出巻線
   同士の巻数比と、前記第１の電流トランスのそれぞれの
   信号巻線同士の巻数比とが同一であることを特徴とする
   請求項４〜６のいずれか１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバ
   ータ。
8. 【請求項８】一方の蓄電素子と、トランスの一次巻線
   と、一方のスイッチング素子とを直列接続した一方の閉
   回路と、 直列接続された他方の複数の蓄電素子と、前記トランス
   の一次巻線と磁気結合された複数の二次巻線と、他方の
   複数のスイッチング素子とをそれぞれ直列接続した他方
   の複数の閉回路とを有し、 前記一方のスイッチング素子と、前記他方の複数のスイ
   ッチング素子とを交互にオン・オフさせて、前記直列接
   続された他方の複数の蓄電素子間での電圧均等化を行う
   電圧イコライザにおいて、 前記他方の複数の閉回路にそれぞれ検出巻線が直列接続
   され、該複数の検出巻線と磁気結合された１個の信号巻
   線を有する第１の電流トランスを設け、前記他方の複数の閉回路に流れる電流に応じた電圧の代
   数和を前記信号巻線の両端電圧から求めて 、前記トラン
   スのエネルギーの蓄積及び放出のタイミングを検出する
   ことを特徴とする電圧イコライザ。
9. 【請求項９】 前記第１の電流トランスの別の検出巻線
   が前記一方の閉回路に直列接続されていることを特徴と
   する請求項７に記載の電圧イコライザ。
10. 【請求項１０】 前記トランスのそれぞれの巻線同士の
    巻数比と、前記第１の電流トランスのそれぞれの検出巻
    線同士の巻数比とが同一であることを特徴とする請求項
    ８又は９に記載の電圧イコライザ。
11. 【請求項１１】一方の蓄電素子と、トランスの一次巻線
    と、一方のスイッチング素子とを直列接続した一方の閉
    回路と、 直列接続された他方の複数の蓄電素子と、前記トランス
    の一次巻線と磁気結合された複数の二次巻線と、他方の
    複数のスイッチング素子を、それぞれ直列接続した他方
    の複数の閉回路とを有し、 前記一方のスイッチング素子と前記他方の複数のスイッ
    チング素子とを交互にオン・オフさせて、前記直列接続
    された他方の複数の蓄電素子間での電圧均等化を行う電
    圧イコライザにおいて、 前記他方の複数の閉回路にそれぞれ検出巻線が直列接続
    された複数の第1の電流トランスを設け、該複数の電流
    トランスの複数の信号巻線を並列接続し、前記他方の複数の閉回路に流れる電流に応じた電圧の代
    数和を前記信号巻線の両端電圧から求めて 、前記トラン
    スのエネルギーの蓄積及び放出のタイミングを検出する
    ことを特徴とする電圧イコライザ。
12. 【請求項１２】一方の蓄電素子と、トランスの一次巻線
    と、一方のスイッチング素子とを直列接続した一方の閉
    回路と、 直列接続された他方の複数の蓄電素子と、前記トランス
    の一次巻線と磁気結合された複数の二次巻線と、他方の
    複数のスイッチング素子を、それぞれ直列接続した他方
    の複数の閉回路とを有し、 前記一方のスイッチング素子と、前記他方の複数のスイ
    ッチング素子とをオン・オフさせて、前記直列接続され
    た他方の複数の蓄電素子間での電圧均等化を行う電圧イ
    コライザにおいて、 前記他方の複数の閉回路にそれぞれ検出巻線が直列接続
    された複数の第1の電流トランスを設け、該複数の第1の
    電流トランスの複数の信号巻線を直列接続し、前記他方の複数の閉回路に流れる電流に応じた電圧の代
    数和を前記信号巻線の両端電圧から求めて 、前記トラン
    スのエネルギーの蓄積及び放出のタイミングを検出する
    ことを特徴とする電圧イコライザ。
13. 【請求項１３】 前記一方の閉回路に検出巻線が直列接
    続された第２の電流トランスを設け、該第２の電流トラ
    ンスの信号巻線は、前記複数の第１の電流トランスの複
    数の信号巻線に並列又は直列に接続されていることを特
    徴とする請求項１１又は１２に記載の電圧イコライザ。
14. 【請求項１４】 前記トランスのそれぞれの巻線同士の
    巻数比と、前記第１の電流トランスのそれぞれの検出巻
    線同士の巻数比と、前記第１の電流トランスのそれぞれ
    の信号巻線の巻数比とが同一であることを特徴とする請
    求項１１〜１３のいずれか１項に記載の電圧イコライ
    ザ。