JP5506966B1 - Isolated DC / DC converter - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のトランスを備えた絶縁型DC/DCコンバータにおいて、各トランスの励磁インダクタンスの差に起因する2次側電圧の共振を抑制し、2次側回路素子を過電圧から保護することができる絶縁型DC/DCコンバータを得る。
【解決手段】インバータ回路(2)と複数のトランス(3)と複数のチョークコイル(5)と複数の整流回路(4)とを備え、複数のトランスの1次側巻線(31)が互いに直列接続された1次側回路と、1つのチョークコイル、1つの整流回路複数、及び複数のトランスのうちの1つの2次側巻線(32)を含んでなる2次側単位回路が互いに並列接続された2次側回路とで構成される絶縁型DC/DCコンバータであって、複数の2次側単位回路同士を、互いに電気的に接続する2次側回路接続部(8)を更に備える。
【選択図】図1In an isolated DC / DC converter having a plurality of transformers, secondary side circuit elements can be protected from overvoltage by suppressing resonance of a secondary side voltage caused by a difference in excitation inductance of each transformer. An isolated DC / DC converter is obtained.
An inverter circuit (2), a plurality of transformers (3), a plurality of choke coils (5), and a plurality of rectifier circuits (4) are provided, and primary windings (31) of the plurality of transformers are mutually connected. A primary side circuit connected in series, a single choke coil, a plurality of rectifier circuits, and a secondary unit circuit including one secondary side winding (32) of a plurality of transformers are parallel to each other. It is an insulation type DC / DC converter comprised with the connected secondary side circuit, Comprising: The secondary side circuit connection part (8) which electrically connects several secondary side unit circuits mutually is further provided. .
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、複数のトランスを備えた絶縁型DC/DCコンバータに関し、特に、複数のトランスの1次側巻線が互いに直列接続された1次側回路と、1つのチョークコイル、1つの整流回路複数、及び複数のトランスのうちの1つの2次側巻線を含んでなる2次側単位回路が互いに並列接続された2次側回路とで構成される絶縁型DC/DCコンバータに関するものである。 The present invention relates to an isolated DC / DC converter including a plurality of transformers, and in particular, a primary circuit in which primary windings of a plurality of transformers are connected in series, one choke coil, and one rectifier circuit. The present invention relates to an isolated DC / DC converter including a secondary side circuit in which a secondary unit circuit including a secondary winding of one of a plurality of transformers is connected in parallel to each other. .
絶縁型DC/DCコンバータは、小型、低ノイズ、高絶縁の特徴を持ち、産業界で広く利用される。しかしながら、トランスを有する絶縁型DC/DCコンバータにおいては、電圧変換機能の大半をトランスが担うため、1次側電圧と2次側電圧の電圧比が大きい場合には、トランスの1次側巻線と2次側巻線の巻数比が大きくなってしまう。 The isolated DC / DC converter has features of small size, low noise, and high insulation, and is widely used in industry. However, in an insulated DC / DC converter having a transformer, the transformer assumes most of the voltage conversion function, and therefore when the voltage ratio between the primary side voltage and the secondary side voltage is large, the primary side winding of the transformer And the turn ratio of the secondary winding becomes large.
この結果、例えば、トランスの1次側が高電圧側であるとすると、1次側巻線の巻数が多くなってしまい、1次側巻線を構成しにくくなるという課題があった。 As a result, for example, if the primary side of the transformer is the high voltage side, the number of turns of the primary side winding is increased, which makes it difficult to configure the primary side winding.
上記の課題を解決するための従来技術としては、トランスを複数のトランスで構成するようにし、絶縁型DC/DCコンバータを、複数のトランスの1次側巻線が互いに直列接続された1次側回路と、1つのチョークコイル、1つの整流回路複数、及び複数のトランスのうちの1つの2次側巻線を含んでなる2次側単位回路が互いに並列接続された2次側回路とで構成することにより、各1次側巻線の巻数を抑制する方法がある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional technique for solving the above problems, a transformer is constituted by a plurality of transformers, and an insulated DC / DC converter is connected to a primary side in which primary windings of the plurality of transformers are connected in series to each other. A circuit and a secondary side circuit in which a secondary unit circuit including one secondary winding of one choke coil, a plurality of rectifier circuits, and a plurality of transformers are connected in parallel to each other By doing so, there is a method of suppressing the number of turns of each primary winding (see, for example, Patent Document 1).
また、特許文献1の方法では、トランスの2次側単位回路が並列化されるため、2次側回路の電流が分散され、銅損とチョークコイルによる損失電力が抑制されるという利点もある。
Further, the method of
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献1に示すような、複数の2次側単位回路が互いに並列に接続された構成を有する絶縁型DC/DCコンバータにおいては、各トランスの励磁インダクタンスに差がある場合に、各トランスの励磁インダクタンスの差に起因する電流が、並列化された各2次側単位回路間に流れてしまう。
However, the prior art has the following problems.
In an insulated DC / DC converter having a configuration in which a plurality of secondary unit circuits are connected in parallel to each other as shown in
この結果として、チョークコイルのインダクタンスと回路上の容量により2次側電圧の共振が生じ、この共振電圧が通常動作時の電圧に重畳されることにより、2次側電圧のピーク振幅が大きくなってしまうという課題があった。更には、この過電圧により、整流素子等の2次側回路素子が破壊されてしまうという課題があった。 As a result, secondary side voltage resonance occurs due to the inductance of the choke coil and the capacitance on the circuit, and this resonance voltage is superimposed on the voltage during normal operation, thereby increasing the peak amplitude of the secondary side voltage. There was a problem of ending up. Furthermore, there is a problem that the secondary side circuit element such as the rectifying element is destroyed by the overvoltage.
この課題を解決するためには、例えば、耐電圧性能に余裕のある整流素子を用いるようにすればよい。しかしながら、このような整流素子は、通常の整流素子よりも高価になってしまうというコスト上の課題があった。 In order to solve this problem, for example, a rectifying element having a sufficient withstand voltage performance may be used. However, such a rectifying element has a cost problem that it is more expensive than a normal rectifying element.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、各トランスの励磁インダクタンスの差に起因する2次側電圧の共振を抑制し、2次側回路素子を過電圧から保護することができる絶縁型DC/DCコンバータを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses secondary-side voltage resonance caused by a difference in excitation inductance of each transformer, thereby protecting the secondary-side circuit element from overvoltage. It is an object of the present invention to obtain an insulated DC / DC converter that can be used.
本発明に係る絶縁型DC/DCコンバータは、インバータ回路と複数のトランスと複数のチョークコイルと複数の整流回路とを備え、インバータ回路の出力に対して複数のトランスの1次側巻線が互いに直列接続されている1次側回路と、複数のトランスのうちの1つの2次側巻線、複数のチョークコイルのうちの1つ、及び複数の整流回路のうちの1つを含んで構成される2次側単位回路を互いに並列接続してなる2次側回路とで構成されており、2次側単位回路のそれぞれにおいて、チョークコイルは、2次側巻線のセンタータップに第1の信号線を介して電気的に接続され、整流回路は、2次側巻線の両端に第2の信号線及び第3の信号線を介して電気的に接続されている絶縁型DC/DCコンバータであって、複数の2次側単位回路を、それぞれの第1の信号線同士を互いに電気的に接続するか、あるいは、それぞれの第2の信号線同士及びそれぞれの第3の信号線同士を互いに電気的に接続する2次側回路接続部を更に備えるものである。 An insulated DC / DC converter according to the present invention includes an inverter circuit, a plurality of transformers, a plurality of choke coils, and a plurality of rectifier circuits, and primary windings of the plurality of transformers are connected to each other with respect to the output of the inverter circuit. It is configured to include a primary side circuit connected in series, one secondary winding of a plurality of transformers, one of a plurality of choke coils, and one of a plurality of rectifier circuits. Secondary side circuits formed by connecting the secondary side unit circuits in parallel with each other, and in each of the secondary side unit circuits, the choke coil has a first signal at the center tap of the secondary side winding. The rectifier circuit is an insulated DC / DC converter that is electrically connected to both ends of the secondary winding via the second signal line and the third signal line. A plurality of secondary unit circuits The secondary side circuit connection part for electrically connecting the respective first signal lines to each other, or for electrically connecting the respective second signal lines and the respective third signal lines to each other. Is further provided.
本発明によれば、複数のトランスの1次側巻線が互いに直列接続された1次側回路と、1つのチョークコイル、1つの整流回路複数、及び複数のトランスのうちの1つの2次側巻線を含んでなる2次側単位回路が互いに並列接続された2次側回路とで構成される絶縁型DC/DCコンバータにおいて、複数の2次側単位回路同士を互いに電気的に接続する2次側回路接続部を更に備えることにより、各トランスの励磁インダクタンスの差に起因する2次側電圧の共振を抑制し、2次側回路素子を過電圧から保護することができる絶縁型DC/DCコンバータを得ることができる。 According to the present invention, a primary side circuit in which primary windings of a plurality of transformers are connected in series to each other, one choke coil, one rectifier circuit, and one secondary side of the plurality of transformers. In an insulated DC / DC converter including a secondary side circuit in which secondary side unit circuits including windings are connected in parallel to each other, a plurality of secondary side unit circuits are electrically connected to each other. An insulation type DC / DC converter that further suppresses the resonance of the secondary side voltage caused by the difference in the excitation inductance of each transformer and can protect the secondary side circuit element from an overvoltage by further providing the secondary side circuit connection portion. Can be obtained.
以下、本発明における、絶縁型DC/DCコンバータの好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において同一、又は相当する部分については、同一符号を付して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an insulated DC / DC converter according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the part which is the same or it corresponds in each figure.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における絶縁型DC/DCコンバータの回路構成の例示図である。図1に示す絶縁型DC/DCコンバータは、入力端子1、インバータ回路2、複数のトランス3a、3b、複数の整流回路4a、4b、複数のチョークコイル5a、5b、平滑コンデンサ6、出力端子7、及び2次側回路接続部8を備えて構成される。
FIG. 1 is an exemplary diagram of a circuit configuration of an insulated DC / DC converter according to
ここで、インバータ回路2は、複数のスイッチング素子21を備えて構成される。また、トランス3aは、それぞれ1次側巻線31a、2次側巻線32aを備えて構成される。更に、2次側巻線32aは、センタータップ33aを備える。また、整流回路4aは、複数の整流素子41を備えて構成される。また、他の2次側単位回路についても同様である。
Here, the
このように、本実施の形態1における絶縁型DC/DCコンバータは、1次側回路において、複数の1次側巻線31a、31bが、インバータ回路2の出力に対して互いに直列接続され、また、2次側回路において、2次側巻線32a、チョークコイル5a、及び整流回路4aを含んでなる2次側単位回路が、他の2次側単位回路(例えば、2次側巻線32b、チョークコイル5b、及び整流回路4bを含んでなる2次側単位回路)と互いに並列接続された構成をしている。
Thus, in the isolated DC / DC converter according to the first embodiment, in the primary circuit, the plurality of
なお、図1では、簡単のために、2次側回路が2つに並列化された例を示したが、2次側回路が3つ以上に並列化された絶縁型DC/DCコンバータにおいても同様の効果が得られる。 For the sake of simplicity, FIG. 1 shows an example in which the secondary side circuit is paralleled in two. However, in an isolated DC / DC converter in which the secondary side circuit is parallelized in three or more. Similar effects can be obtained.
まず、図1を用いて、本実施の形態1における絶縁型DC/DCコンバータの各構成要素の機能と電圧信号の流れを説明する。なお、各2次側単位回路はどれも同じ構成を有し、機能も同一であるため、2次側回路の説明は、2次側巻線32aを含む2次側単位回路についてのみ行う。
First, the function of each component of the insulated DC / DC converter and the flow of voltage signals will be described with reference to FIG. Since each secondary unit circuit has the same configuration and the same function, the description of the secondary circuit will be made only for the secondary unit circuit including the
入力端子1には、変圧前の直流電圧が入力される。インバータ回路2は、スイッチング素子21をスイッチングすることにより、入力端子1の直流電圧を、一定周期で振幅が反転する交流電圧に変換し、トランス3a、3bの1次側巻線31a、31bに出力する。
A DC voltage before transformation is input to the
トランス3aは、1次側巻線31aの交流電圧を変圧し、2次側巻線32aに出力する。このとき、1次側電圧と2次側電圧の電圧比は、1次側巻線31aと2次側巻線32aの巻数比となっている。
The
整流回路4aは、複数の整流素子41を用いることにより、トランス3aによって変圧された交流電圧を整流する。また、チョークコイル5a及び平滑コンデンサ6は、それぞれ整流回路4aによって整流された交流電圧を平滑化して出力端子7に出力する。
The rectifying
このように、絶縁型DC/DCコンバータを、複数の1次側巻線31a、31bが互いに直列接続された1次側回路と、複数の2次側単位回路が互いに並列接続された2次側回路とで構成することにより、各1次側巻線31a、31bの巻数を抑制することができる。また、2次側回路の電流が分散され、銅損とチョークコイル5a、5bによる損失電力を抑制することができる。
In this way, the isolated DC / DC converter includes a primary side circuit in which a plurality of
また、本実施の形態1における絶縁型DC/DCコンバータは、図1に示すように、複数の2次側単位回路同士を、2次側巻線32a、32bのセンタータップ33a、33bにおいて、互いに電気的に接続する2次側回路接続部8を備えている。
Further, as shown in FIG. 1, the isolated DC / DC converter according to the first embodiment allows a plurality of secondary unit circuits to be connected to each other at the center taps 33a and 33b of the
具体的には、2次側回路接続部8は、各2次側単位回路においてチョークコイル5a、5bと2次側巻線32a、32bのセンタータップ33a、33bとをそれぞれ接続する信号線(以下、第1の信号線と呼ぶ)同士を、互いに電気的に接続することにより、複数の2次側単位回路同士を、互いに電気的に接続している。
Specifically, the secondary side
このように、2次側回路接続部8を設けることによって、先の「発明が解決しようとする課題」で述べたような、トランス3a、3bの励磁インダクタンスの差に起因する電流を、チョークコイル5a、5bを経由することなく、2次側回路接続部8を流れるようにすることができる。この結果、トランス3a、3bの励磁インダクタンスの差に起因する共振電圧を抑制することができる。
As described above, by providing the secondary side
また、2次側回路接続部8を設けることによって、複数のチョークコイル5a、5bのうちのいずれかが、断線等により機能を消失した場合でも、残されたチョークコイル5a、5bによって、全体としての絶縁型DC/DCコンバータとしての機能が維持されるため、耐障害性が向上する。
In addition, by providing the secondary
図2は、本発明の実施の形態1における、トランス3a、3bの励磁インダクタンスに差がある場合の整流素子41両端の電圧のシミュレーション波形である。図2において、波形V1は、2次側回路接続部8を設けない場合の整流素子41両端の電圧のシミュレーション波形を示している。一方、波形V2は、2次側回路接続部8を設けた場合の整流素子41両端の電圧のシミュレーション波形を示している。
FIG. 2 is a simulation waveform of the voltage across the rectifying
2次側回路接続部8を設けない場合には、図2中の波形V1が示すように、整流素子41両端において、トランス3a、3bの励磁インダクタンスの差に起因する共振電圧が、通常動作時の電圧に重畳されてピーク振幅が大きくなっている様子が分かる。
When the secondary
一方、2次側回路接続部8を設けた場合には、図2中の波形V2が示すように、トランス3a、3bの励磁インダクタンスの差に起因する共振電圧は抑制されていることが分かる。
On the other hand, when the secondary
以上のように、実施の形態1では、複数の2次側単位回路の第1の信号線同士を、互いに電気的に接続する2次側回路接続部を備えている。この結果、各トランスの励磁インダクタンスの差に起因する2次側電圧の共振を抑制し、2次側回路素子を過電圧から保護することができる絶縁型DC/DCコンバータを得ることができる。 As described above, the first embodiment includes the secondary side circuit connecting portion that electrically connects the first signal lines of the plurality of secondary side unit circuits to each other. As a result, it is possible to obtain an insulation type DC / DC converter that can suppress the resonance of the secondary side voltage caused by the difference in the excitation inductance of each transformer and protect the secondary side circuit element from the overvoltage.
なお、図1では、インバータ回路2が、4つのスイッチング素子21で構成されるフルブリッジ型の例を示したが、インバータ回路2はフルブリッジ型に限定されない。また、インバータ回路2のスイッチング素子21の数も4つに限定されない。インバータ回路2は、直流電圧を交流電圧に変換できるものであればどのようなものでもよい。例えば、インバータ回路2としてハーフブリッジ形を用いても同様の効果が得られる。
In FIG. 1, the
また、図1では、整流回路4a、4bが、2つのパワーMOSFETで構成される例を示したが、整流素子41はパワーMOSFETに限定されない。また、整流回路4a、4bの整流素子41の数も2つに限定されない。例えば、整流素子41として、ダイオード等を用いても同様の効果が得られる。
In FIG. 1, the example in which the
実施の形態2.
本実施の形態2では、複数の2次側単位回路同士を、互いに電気的に接続して、各トランス3a、3bの励磁インダクタンスの差に起因する2次側電圧の共振を抑制することができるDC/DCコンバータの、先の実施の形態1とは異なる形態を紹介する。
In the second embodiment, a plurality of secondary unit circuits can be electrically connected to each other to suppress secondary voltage resonance caused by differences in excitation inductance between the
図3は、本発明の実施の形態2における絶縁型DC/DCコンバータの回路構成の例示図である。図3に示す絶縁型DC/DCコンバータは、先の図1における2次側回路接続部8の代わりに、2次側回路接続部8(1)及び2次側回路接続部8(2)を備えている。
FIG. 3 is an exemplary diagram of a circuit configuration of an insulation type DC / DC converter according to
具体的には、2次側回路接続部8(1)は、複数の整流回路4a、4bの第1の端点と、複数の2次側巻線32a、32bの第1の端点とを接続する信号線(以下、第2の信号線と呼ぶ)同士を、互いに電気的に接続することにより、複数の2次側単位回路同士を、互いに電気的に接続している。
Specifically, the secondary circuit connection unit 8 (1) connects the first end points of the plurality of
また、2次側回路接続部8(2)は、複数の整流回路4a、4bの第2の端点と、複数の2次側巻線32a、32bの第2の端点とを接続する信号線(以下、第3の信号線と呼ぶ)同士を、互いに電気的に接続することにより、複数の2次側単位回路同士を、互いに電気的に接続している。
Further, the secondary side circuit connection portion 8 (2) is a signal line (second line) connecting the second end points of the plurality of
このように、本実施の形態2では、2次側巻線32a、32bのセンタータップ33a、33bではなく、2次側巻線32a、32bの両端点において、複数の2次側単位回路同士を、互いに電気的に接続している。このような接続によっても、先の実施の形態1の場合と同様の効果が得られる。
As described above, in the second embodiment, a plurality of secondary unit circuits are connected to each other at the end points of the
以上のように、実施の形態2では、複数の2次側単位回路の第2の信号線同士を、互いに電気的に接続し、かつ、複数の2次側単位回路の第3の信号線同士を、互いに電気的に接続する2次側回路接続部を備えている。この結果、各トランスの励磁インダクタンスの差に起因する2次側電圧の共振を抑制し、2次側回路素子を過電圧から保護することができる絶縁型DC/DCコンバータを得ることができる。 As described above, in the second embodiment, the second signal lines of the plurality of secondary unit circuits are electrically connected to each other and the third signal lines of the plurality of secondary unit circuits are connected to each other. Are provided with secondary circuit connection portions that are electrically connected to each other. As a result, it is possible to obtain an insulation type DC / DC converter that can suppress the resonance of the secondary side voltage caused by the difference in the excitation inductance of each transformer and protect the secondary side circuit element from the overvoltage.
なお、図3においても、先の実施の形態1における図1と同様に、2次側回路の並列化数は2つに限定されない。また、インバータ回路2はフルブリッジ型に限定されず、インバータ回路2のスイッチング素子21の数は4つに限定されない。また、整流素子41はパワーMOSFETに限定されず、整流回路4a、4bの整流素子41の数は2つに限定されない。
Also in FIG. 3, as in FIG. 1 in the first embodiment, the number of parallelization of the secondary side circuit is not limited to two. Moreover, the
実施の形態3.
本実施の形態3では、先の実施の形態1における2次側回路接続部8の複数の具体例を、図4〜図7を用いて紹介する。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a plurality of specific examples of the secondary
図4は、本発明の実施の形態3における2次側回路接続部8の例示図である。図4に示すトランス3aは、図示されていない1次側巻線31a、2次側巻線32a、及びトランスのコア34aを備えて構成される。更に、2次側巻線32aは、センタータップ33aを備える。また、チョークコイル5aは、チョークコイルの巻線51a、及びチョークコイルのコア52aを備えて構成される。また、他の2次側単位回路についても同様である。
FIG. 4 is an exemplary diagram of the secondary
図4に示す2次側回路接続部8は、複数の第1の信号線86a、86bを電気的、物理的に一体化して構成されている。この結果、複数のセンタータップ33a、33bと複数のチョークコイルの巻線51a、51bとは、ネジ84を介して、電気的、機械的に接続されている。
The secondary
このように、2次側回路接続部8を、複数の第1の信号線86a、86bを電気的、物理的に一体化して形成することにより、部品点数及び部材コストを低減した簡素な構成で、複数の2次側単位回路同士を、互いに電気的に接続することができる。
As described above, the secondary side
図5は、本発明の実施の形態3における一体部材100の第1の例示図である。図5に示す、一体部材100は、複数の第1の信号線86a、86bを含む2次側回路接続部8と、複数の2次側巻線32a、32b、複数のセンタータップ33a、33b、及び、複数のチョークコイルの巻線51a、51bを、電気的、物理的に一体化して構成したものである。
FIG. 5 is a first exemplary view of the
図5に示すように、2次側巻線32aを含む2次側単位回路において、2次側巻線32aとチョークコイルの巻線51aとは、第1の信号線86aにより、互いに電気的に接続されている。また、他の2次側単位回路についても同様である。更に、複数の2次側単位回路同士は、2次側回路接続部8によって、互いに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 5, in the secondary unit circuit including the secondary winding 32a, the secondary winding 32a and the
このように、2次側回路接続部8と第1の信号線86a、86bのそれぞれとともに、複数のチョークコイルの巻線51a、51b、複数の2次側巻線32a、32b、複数のセンタータップ33a、33bとを電気的、物理的に接続された一体部材100として構成することにより、更に、部品点数及び部材コストを低減することができる。
Thus, together with the secondary
図6は、本発明の実施の形態3における一体部材100の第2の例示図である。図6に示す一体部材100は、複数の一体部材100a、100bから構成される。
FIG. 6 is a second exemplary view of the
ここで、2次側巻線32aを含む2次側単位回路において、一体部材100aは、第1の信号線86aと、2次側巻線32a、センタータップ33a、及び、チョークコイルの巻線51aを、電気的、物理的に一体化して構成されている。また、他の2次側単位回路についても同様である。
Here, in the secondary unit circuit including the secondary winding 32a, the
更に、複数の一体部材100a、100b同士は、第1の信号線86a、86b上に設けられた穴部が重なるように、ネジ88により固定されることにより、互いに電気的、機械的に接続される。
Further, the plurality of
このとき、複数の一体部材100a、100bのうちの少なくとも1つは、他の前記一体部材100a、100bと穴部が重なり易くするための延長部87を、第1の信号線86a、86b上に有している。
At this time, at least one of the plurality of
このように、一体部材100を、2次側単位回路ごとに一体化して形成された部材を互いに機械的に接続することで構成することにより、組み立て性に優れ、部品の捨て代を削減して部材コストを低減することができる。
Thus, by constructing the
なお、図6では、簡単のために、一体部材100が、2つの一体部材100a、100bから構成されている例を示したが、一体部材100a、100bの数は2つに限定されない。一体部材100が3以上の一体部材100a、100bで構成される場合においても同様の効果が得られる。
In FIG. 6, for the sake of simplicity, an example in which the
また、図6では、複数の一体部材100a、100bのうち、一体部材100aが延長部87を有する例を示したが、他の一体部材100bが延長部87を有する場合でも同様の効果が得られる。
6 shows an example in which the
図7は、本発明の実施の形態3における一体部材100の第3の例示図である。図7に示す2次側回路接続部8は、同一形状の2つの一体部材100a及び一体部材100bから構成される。
FIG. 7 is a third exemplary view of the
一体部材100aと一体部材100bとは、同一形状であり、どちらも延長部87を有している。図7に示すように、一方を裏返して他方の鏡面対象になるようにし、一方の延長部87の穴部が、他方の延長部87の穴部に重なるように、ネジ88によって固定されることにより、互いに電気的、機械的に接続される。
The
このように、一体部材100を、同一形状の2つの一体部材100a、100bから構成することにより、更に、部材コストを低減した簡素な構成とすることができる。
In this way, by configuring the
以上のように、実施の形態3によれば、2次側回路接続部を、複数の第1の信号線を電気的、物理的に一体化して形成することにより、部品点数及び部材コストを低減した簡素な構成で、複数の2次側単位回路同士を、互いに電気的に接続することができる。 As described above, according to the third embodiment, the number of parts and the member cost are reduced by forming the secondary circuit connection portion by electrically and physically integrating the plurality of first signal lines. With this simple configuration, a plurality of secondary unit circuits can be electrically connected to each other.
また、2次側回路接続部と第1の信号線のそれぞれとともに、複数のチョークコイルの巻線、複数の2次側巻線とを、電気的、物理的に接続された一体部材として構成することにより、更に、部品点数及び部材コストを低減することができる。 In addition, together with each of the secondary circuit connection portion and the first signal line, the windings of the plurality of choke coils and the plurality of secondary windings are configured as an integral member that is electrically and physically connected. This further reduces the number of parts and the member cost.
また、一体部材を、2次側単位回路ごとに一体化して形成された部材を互いに機械的に接続することで構成することにより、組み立て性に優れ、部品の捨て代を削減して部材コストを低減することができる。 In addition, by constructing the integrated member by mechanically connecting the members formed by integrating each unit circuit on the secondary side to each other, it is excellent in assemblability and reduces the part discarding cost. Can be reduced.
また、一体部材を、同一形状の2つの部材から構成することにより、更に、部材コストを低減した簡素な構成とすることができる。 Further, by configuring the integral member from two members having the same shape, it is possible to further simplify the configuration with reduced member costs.
なお、図4、図5及び図6では、チョークコイルの巻線51a、51bの巻回方向を互いに逆方向とした例を示したが、互いに同方向としてもよい。特に、図4において、巻回方向を同方向にする場合には、チョークコイルの巻線51a、51b間に段差が生じてしまうが、この段差は、2次側回路接続部8にちょうどこの段差を打ち消すような反対の段差を設けることで解消できる。
Although FIGS. 4, 5 and 6 show examples in which the winding directions of the
また、図4、図5及び図6では、簡単のために、2次側回路が2つに並列化された例を示したが、2次側回路が3つ以上に並列化された絶縁型DC/DCコンバータにおいても同様の効果が得られる。 4, 5, and 6, for the sake of simplicity, an example in which the secondary side circuit is paralleled to two is shown, but an insulation type in which the secondary side circuit is paralleled to three or more is shown. The same effect can be obtained in the DC / DC converter.
実施の形態4.
図8は、本発明の実施の形態4における2次側回路接続部8の例示図である。図8に示す2次側回路接続部8は、2次側回路接続部8のヒートシンク接触部89において、図示されていない絶縁物を介して、図示されていないヒートシンクに接触している。
FIG. 8 is an exemplary diagram of the secondary
先の実施の形態1で述べたように、図8に示すような、複数の2次側単位回路の2次側巻線32a、32bが互いに電気的に接続された構成を有する絶縁型DC/DCコンバータにおいては、複数のチョークコイル5a、5bのうちのいずれかが、断線等により機能を消失した場合でも、残されたチョークコイル5a、5bによって、全体としての絶縁型DC/DCコンバータとしての機能が維持される。
As described in the first embodiment, as shown in FIG. 8, the isolated DC / DC having a configuration in which the
しかしながら、チョークコイル5a、5bのいずれか断線した場合には、例えば、2次側単位回路が2つであり、チョークコイル5aが断線したとすると、残されたチョークコイル5bには、正常時の2倍の電流が流れることにより、チョークコイル5bによる銅損は、電流の2乗の4倍となってしまう。
However, if any one of the choke coils 5a and 5b is disconnected, for example, if there are two secondary unit circuits and the
この結果として、残されたチョークコイルの巻線51bが、過剰に発熱して焼損する可能性があるという課題があった。 As a result, there is a problem that the remaining choke coil winding 51b may generate heat and burn out.
そこで、本実施の形態4における絶縁型DC/DCコンバータでは、2次側回路接続部8を、絶縁物を介してヒートシンクに接触させることにより、チョークコイル5a、5bの温度上昇を抑制して熱耐性を高め、より大きな電流値領域における動作を可能としている。
Therefore, in the insulated DC / DC converter according to the fourth embodiment, the secondary side
以上のように、実施の形態4では、2次側回路接続部を、絶縁物を介してヒートシンクに接触させることにより、チョークコイルの温度上昇を抑制して熱耐性を高め、より大きな電流値領域における動作を可能としている。この結果、複数のチョークコイルのうちいずれか数個が機能を消失した場合でも、残されたチョークコイルによって、絶縁型DC/DCコンバータとしての機能を維持することができる。 As described above, in the fourth embodiment, the secondary circuit connection portion is brought into contact with the heat sink through the insulator, thereby suppressing the temperature rise of the choke coil and increasing the heat resistance, thereby increasing the current value region. Is possible. As a result, even if any one of the plurality of choke coils loses its function, the remaining choke coil can maintain the function as an isolated DC / DC converter.
なお、図8では、ヒートシンク接触部89を、図4に示す絶縁型DC/DCコンバータに設けた例を示したが、ヒートシンク接触部89を設ける対象は、複数の2次側単位回路が互いに電気的に接続されたものであればどのようなものでもよい。
8 shows an example in which the heat
例えば、図1、図3〜図7、及び後述する図9〜図11に示す絶縁型DC/DCコンバータに設けることもできる。また、センタータップ33a、33bとチョークコイル5a、5bを接続する機能を持たない、2次側単位回路同士を接続する部材でも良い。
For example, it can also be provided in the insulation type DC / DC converter shown in FIGS. 1, 3 to 7, and FIGS. 9 to 11 described later. Moreover, the member which connects secondary side unit circuits which do not have the function to connect
また、図8では、ヒートシンク接触部89を、第1の信号線86a、86bに設けた例を示したが、ヒートシンク接触部89は、2次側回路接続部8のどこに設けてもよい。
FIG. 8 shows an example in which the heat
実施の形態5.
図9は、本発明の実施の形態5における2次側回路接続部8の第1の例示図である。図9に示す2次側回路接続部8は、プリント基板35上のパターンとなっている。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 9 is a first exemplary diagram of the secondary
図9に示すプリント基板35上のパターンである2次側回路接続部8は、各2次側巻線32a、32bのセンタータップ33a、33bにおいて、複数の2次側巻線32a、32b同士を、互いに電気的に接続している。
The secondary
また、図10は、本発明の実施の形態5における2次側回路接続部8の第2の例示図である。図10に示す2次側回路接続部8(1)及び2次側回路接続部8(2)は、プリント基板35上のパターンとなっている。
FIG. 10 is a second example of the secondary
図10に示すプリント基板35上のパターンである2次側回路接続部8(1)及び2次側回路接続部8(2)は、各2次側巻線32a、32bの両端点において、複数の2次側巻線32a、32b同士を、互いに電気的に接続している。
The secondary circuit connection portion 8 (1) and the secondary circuit connection portion 8 (2), which are patterns on the printed
以上のように、実施の形態5によれば、2次側回路接続部を、プリント基板上のパターンとすることにより、更に、部品点数及び部材コストを低減した2次側回路接続部を得ることができる。 As described above, according to the fifth embodiment, by providing the secondary circuit connection portion as a pattern on the printed circuit board, it is possible to obtain a secondary side circuit connection portion that further reduces the number of components and the member cost. Can do.
なお、図9及び図10では、簡単のために、2次側回路が2つに並列化された例を示したが、2次側回路が3つ以上に並列化された絶縁型DC/DCコンバータにおいても同様の効果が得られる。 9 and 10 show an example in which two secondary circuits are arranged in parallel for the sake of simplicity, but an isolated DC / DC in which three or more secondary circuits are arranged in parallel is shown. The same effect can be obtained in the converter.
実施の形態6.
図11は、本発明の実施の形態6における2次側回路接続部8の例示図である。図11に示す2次側回路接続部8は、異常検出部9を更に備えている。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 11 is an exemplary diagram of the secondary
ここで、異常検出部9は、温度センサ91、プリント基板92、及び出力端子接続部93を備えて構成される。
Here, the
先の実施の形態4で述べたように、図11に示すような、複数の2次側単位回路の2次側巻線32a、32bが互いに電気的に接続された構成を有する絶縁型DC/DCコンバータにおいては、複数のチョークコイル5a、5bのうちのいずれか機能を消失した場合に、残されたチョークコイル5a、5bが過剰に発熱して焼損する可能性がある。
As described in the fourth embodiment above, the isolated DC / DC having a configuration in which the
そこで、本実施の形態6における絶縁型DC/DCコンバータでは、異常検出部9に温度センサ91を備えている。温度センサ91は、プリント基板92上に設置され、チョークコイルの巻線51a、51bの温度に追従する出力端子接続部93の温度変化を測定することにより、チョークコイル5a、5bの異常を検出することができる。
Therefore, in the insulated DC / DC converter according to the sixth embodiment, the
ここで、出力端子接続部93は、本来は、チョークコイルの巻線51a、51bと図示されていない出力端子7とを電気的、機械的に接続するためのものであるが、本実施の形態6における出力端子接続部93は、更に、プリント基板92を、ネジ94を介して温度的、機械的に接続している。
Here, the output
このように、チョークコイルの巻線51a、51bの温度に追従する出力端子接続部93の温度変化を、温度センサ91を用いて測定することにより、チョークコイル5a、5bの異常を検出することができる。
In this way, by measuring the temperature change of the output
また、既存の部材である出力端子接続部93を、チョークコイルの巻線51a、51bとプリント基板92とを温度的、機械的に接続する部材として用いることにより、部品点数及び部材コストを抑えている。
Further, by using the output
以上のように、実施の形態6によれば、プリント基板上に温度センサを有し、チョークコイルの巻線と出力端子とを接続する出力端子接続部の温度を、温度センサを用いて測定することにより、チョークコイルの異常を検出することができる。 As described above, according to the sixth embodiment, the temperature sensor is provided on the printed circuit board, and the temperature of the output terminal connection portion that connects the winding of the choke coil and the output terminal is measured using the temperature sensor. Thus, the abnormality of the choke coil can be detected.
なお、図11では、異常検出部9を、図4に示す絶縁型DC/DCコンバータに適用した例を示したが、異常検出部9を適用する対象は、複数の2次側単位回路が互いに電気的に接続されたものであればどのようなものでもよい。例えば、図1、及び図3〜図10に示す絶縁型DC/DCコンバータに適用することもできる。
FIG. 11 shows an example in which the
1 入力端子、2 インバータ回路、3a、3b トランス、4a、4b 整流回路、5a、5b チョークコイル、6 平滑コンデンサ、7 出力端子、8 2次側回路接続部、8a、8b 2次側回路接続部、9 異常検出部、21 スイッチング素子、31a、31b 1次側巻線、32a、32b 2次側巻線、33a、33b センタータップ、34a、34b トランスのコア、35 プリント基板、41 整流素子、51a、51b チョークコイルの巻線、52a、52b チョークコイルのコア、84 ネジ、86a、86b 第1の信号線、87 延長部、88 ネジ、89 ヒートシンク接触部、91 温度センサ、92 プリント基板、93 出力端子接続部、94 ネジ、100 一体部材、100a、100b 一体部材。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記2次側単位回路のそれぞれにおいて、
前記チョークコイルは、前記2次側巻線のセンタータップに第1の信号線を介して電気的に接続され、
前記整流回路は、前記2次側巻線の両端に第2の信号線及び第3の信号線を介して電気的に接続されている絶縁型DC/DCコンバータであって、
複数の前記2次側単位回路を、それぞれの第1の信号線同士を互いに電気的に接続するか、あるいは、それぞれの第2の信号線同士及びそれぞれの第3の信号線同士を互いに電気的に接続する2次側回路接続部を更に備える
絶縁型DC/DCコンバータ。 A primary side circuit comprising an inverter circuit, a plurality of transformers, a plurality of choke coils, and a plurality of rectifier circuits, wherein primary side windings of the plurality of transformers are connected in series to the output of the inverter circuit; A secondary unit circuit including one secondary winding of the plurality of transformers, one of the plurality of choke coils, and one of the plurality of rectifier circuits. It is composed of secondary circuits connected in parallel to each other,
In each of the secondary unit circuits,
The choke coil is electrically connected to a center tap of the secondary winding via a first signal line,
The rectifier circuit is an isolated DC / DC converter electrically connected to both ends of the secondary winding via a second signal line and a third signal line,
The plurality of secondary-side unit circuits are configured to electrically connect the first signal lines to each other, or to electrically connect the second signal lines to each other and the third signal lines to each other. An insulation type DC / DC converter further comprising a secondary side circuit connection portion connected to the.
前記2次側回路接続部は、前記第1の信号線同士を互いに電気的に接続するように構成され、
前記2次側回路接続部と前記第1の信号線のそれぞれは、電気的、物理的に一体化して形成されている
絶縁型DC/DCコンバータ。 The insulated DC / DC converter according to claim 1,
The secondary circuit connection part is configured to electrically connect the first signal lines to each other,
Each of the secondary circuit connection portion and the first signal line is formed electrically and physically as an integrated DC / DC converter.
前記2次側回路接続部と前記第1の信号線のそれぞれとともに、前記複数のチョークコイルの巻線と、前記複数の2次側巻線とが、電気的、物理的に接続された一体部材として構成されている
絶縁型DC/DCコンバータ。 The insulated DC / DC converter according to claim 2,
An integral member in which the windings of the plurality of choke coils and the plurality of secondary windings are electrically and physically connected together with each of the secondary circuit connection portion and the first signal line. An isolated DC / DC converter.
前記一体部材は、前記2次側単位回路ごとに一体化して形成された部材を互いに機械的に接続することで構成されている
絶縁型DC/DCコンバータ。 The insulated DC / DC converter according to claim 3,
The said integral member is comprised by mutually connecting the member formed integrally for every said secondary side unit circuit mutually, The insulation type DC / DC converter.
前記2次側回路接続部は、絶縁部材を介してヒートシンクに接触している
絶縁型DC/DCコンバータ。 In the insulated DC / DC converter according to any one of claims 1 to 4,
The secondary side circuit connection portion is in contact with a heat sink via an insulating member. Insulated DC / DC converter.
前記2次側回路接続部は、プリント基板上のパターンとなっている
絶縁型DC/DCコンバータ。 The insulated DC / DC converter according to claim 1 or 2,
The secondary side circuit connection portion is a pattern on a printed circuit board. An insulated DC / DC converter.
前記チョークコイルの巻線の温度を測定することにより前記チョークコイルの異常を検出する温度センサを更に備える
絶縁型DC/DCコンバータ。 The insulated DC / DC converter according to any one of claims 1 to 6,
An insulated DC / DC converter, further comprising a temperature sensor that detects an abnormality of the choke coil by measuring a temperature of the winding of the choke coil.
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