JPH0197169A - 高周波共振型パワーコンバータ - Google Patents

高周波共振型パワーコンバータ

Info

Publication number
JPH0197169A
JPH0197169A JP63102845A JP10284588A JPH0197169A JP H0197169 A JPH0197169 A JP H0197169A JP 63102845 A JP63102845 A JP 63102845A JP 10284588 A JP10284588 A JP 10284588A JP H0197169 A JPH0197169 A JP H0197169A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonant
power converter
voltage
circuit
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63102845A
Other languages
English (en)
Inventor
Ii John D Garcia
ジョン　ディ．ガルシャ　セカンド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
American Telephone and Telegraph Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by American Telephone and Telegraph Co Inc filed Critical American Telephone and Telegraph Co Inc
Publication of JPH0197169A publication Critical patent/JPH0197169A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/337—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration
    • H02M3/3376—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration with automatic control of output voltage or current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） ［産業上の利愚と 防釘 本発明は共振パワースルーブツトを有する高周波パワー
コンバータに関する。
［従来技術の説明］ 在来の多くのタイプの単一モード共振パワースルーブツ
トを有するパワーコンバータにおける共通の欠点はパワ
ースルーブツトのレベルによって、パワートレインのコ
ンポーネントに印加される不均衡の電圧と電流ストレス
である。その上、在来の共振型パワーコンバータは単一
のスイッチングデバイス（即ち、単一終端コンバータ）
の制限とパワースイッチのデユーティサイクル範囲に関
する制限という欠点を有する。これらの単一終端コンバ
ータはパワー変換器に一定方向の磁束偏移を有するため
、鉄心のリセット回路のような余分な複雑なものが必要
である。このようなパワー変換器に一定方向の磁束偏移
を有する単一終端共振型ゼロ電流スイッチングパワーコ
ンバータの一例は米国特許４．４１５，９５９　　号に
公表されている。これは従って変圧器の鉄心をリセット
して負荷に連続的パワーを供給するために整流スイッチ
を要する。
これも内部のパワー循環を防ぎ、パワースルーブツトを
保証するために前記の限定されるデユーティサイクルの
欠点を有する。この限定されるデユーティサイクルは更
にパワースイッチ、整流ダイオードと共振キャパシタに
おけるピーク電圧ストレスが処理されるパワーに比べて
過度に大きいことを引き起す。
エフ・シー・り一等によってＡ　Ｐ　Ｅ　Ｃ８８，８４
頁−８９頁に“高周波パワー変換のための２次側共振″
を題目とした論文に発表されたようなパワーコンバータ
は二重終端をもち、２方向の共振通路を有して、２方向
の磁束偏移を容れるので鉄心リセット回路の要求を省略
する。そこに記載された特殊の例は２次巻線をわたって
直接にシャントされる共振キャパシタを用いる。しかし
、このような配置はまだ単一モードで動作しており、パ
ワートレインのコンポーネントに高いストレスを加える
。
その上、発表されたパワー回路はパワースイッチのデユ
ーティサイクルが大き過ぎる（即ち、５０％より大きい
）または非常に軽負荷で動作するならば共振回路のエネ
ルギーを循環する傾向を有するため、出力へのエネルギ
ーフローを防げる。
上述した従来技術の典型的なコンバータが単一モードの
共振で動作しており、パワートレインのコンポーネント
に高いストレスを印加することは明らかである。与えら
れたコンポーネント容量に対して得られるパワーレベル
は従って制限される。
あるデユーティサイクルにおけるコンバータタンク回路
内のエネルギーを循環する傾向はこれらの従来のコンバ
ータの汎用性において更なる制限である。
（発明の概要） 少なくとも２つの位相が微分されるパルス電圧源を有す
る高周波ＤＣ−ＤＣコンバータは２つの位相が微分され
る一定方向のパワーフロー共振回路を用いて、コンバー
タの多重単共振動作を可能にする。従って、ＥＭＩの低
減、高効率、コンポーネントストレスの低減及びパワー
スルーブツトの増加という利益を獲得する。特殊の実施
例は各共振キャパシタが整流ダイオードの後、且つ出力
フィルタ回路の前に加えられる二重終端プッシュプルパ
ワーコンバータによって実現される。ダイオードの寄生
容量とパワー変換器の漏れインダクタンスは２つの位相
が反転する回路の一部として利用され、それの各共振回
路はプッシュプルコンバータの対応するパワースイッチ
の電圧パルスに対して応答する。各共振回路でのパワー
フローは一方向である。２つの共振回路により共用され
る単一の共振キャパシタは次のフィルタ回路のインピー
ダンスに応じて電圧のＤＣ成分だけが負荷に転送される
ように選定される。
本発明を実施するパワーコンバータ回路は示されるよう
に周波数変調モードで動作できる（しかし限定せず）。
この周波数変調モードでは、周期間隔はパワースイッチ
の開閉状態共に対して予め決められた一定のパルス幅に
おいて変化されて、ゼロ電流のスイッチング条件が得ら
れる。５０％以上のデユーティサイクルはエネルギーの
スルーブツトを減損せずに許容される。これらの動作原
理を実施できるイずワーコンバータの他の具体的な実施
例は半ブリッジと全ブリッジインバータを含む。
（実施例の説明） 準共振モードで動作するために用いられるプッシュプル
又は二重終端ＤＣ−ＤＣコンバータは第１図に示される
。入力端子１１と１２に接続されるＤＣ電圧源１０はパ
ワートランジスタ１４と１５の交互の０Ｎ−ＯＦＦスイ
ッチングを通じてそれぞれパワー変換器２０の１次巻線
２１と２２に交互に印加される。
２次巻線２３と２４は整流ダイオード３４と３５を介し
てそれぞれ共振キャパシタ４０の向かい合った端子４と
５に結合される。共振キャパシタは更に図示するように
インダクタ４２及びキャパシタ４３を含む出力フィルタ
及び負荷変換ネットワーク４１にわたって接続される。
エネルギーが供給される負荷５０はフィルタキャパシタ
４３をシャントするように出力端子３１と３２と接続さ
れる。
電圧調整用の制御回路は、２つのパワースイッチングト
ランジスタ１４と１５のスイッチングを可変周波数モー
ドで動作させる。出力端子３１で得られる出力電圧は、
基準電圧にも接続される比較器４６に結合される。比較
器４６の出力エラー信号は、周波数がエラー信号の強度
に対応する電圧制御発振器を含むデユーティサイクル制
御装置４７に印加される。デユーティサイクル制御装置
の出力は単安定マルチバイブレータを含むスイッチ駆動
回路４８に印加される。単安定マルチバイブレークにお
いて、出力電圧の調整を行なうために、１つの出力は固
定され、他の出力は変化する。マルチバイブレータの出
力は駆動を交互にするトグルゲートによってａとｂ端子
に、従って、２つのスイッチングトランジスタ１４と１
５のベース入力ａとｂに印加される。バイポーラトラン
ジスタが示されているが、ゲート端子に駆動が印加され
れば、パワーＭＯ３ＦＥＴも利用できることは理解され
る。
パワー変換器２０は漏れリアクタンス３８と３９をもつ
ように設計されることが好ましい。漏れリアクタンスは
２次巻線２３と２４に最も顕著に現われて、コンバータ
共振回路の一部分であるように設計される。必要ならば
、この漏れインダクタンスのかわりに又はこれを追加す
るために個別のインダクタンスを用いてもよい。各整流
ダイオード３４と３５は寄生容ｆｆ１３８と３７含んで
おり、それも共振コンバータ動作の統合された一部分で
ある。これら２つの容量性要素も必要に応じて、個別の
キャパシタによって追加され又は置換えられる。
各整流ダイオード３４と３５は共振キャパシタ４０の向
かい合った端子４と５に接続され、それの容量は、漏れ
インダクタンス、寄生容量及び共振キャパシタの各直列
接続がスイッチングトランジスタ１４と１５の対応する
１つで供給された電圧パルス駆動に応答して共振するよ
うに選定される。同時に駆動されていない他の逆位相の
共振回路はフィルタモードで動作して、共振キャパシタ
４０と出力に印加される高調波を低減する。出力フィル
タ４１は実際にそれを駆動する共振回路のインピーダン
スより大きい入力インピーダンスをもつように設計され
るので、共振キャパシタのＤＣ電圧だけを出力負荷５０
に伝送する。フィルタは１段階のフィルタと示されてい
るが、相似の特性をもつ多段階のフィルタも用いられる
。
この回路及びその多くの利点は定常状態動作の典型的な
周期を記述することによって直ちに理解できる。コンバ
ータ回路は基本的に共振動作の二相モードで動作するが
、この共振動作においては分離された準共振信号の処理
は各スイッチングトランジスタ１４と１５とに独立に関
連す。スイッチングトランジスタ１４と１５のどちらか
１つに電流を流すと、それと関連する準共振回路に電流
が流れる。
共振回路に電流が流れると、共振動作によって、共振キ
ャパシタをまず一方向に充電し、続いて共振キャパシタ
を逆方向に放電する。共振しいてる間、出力負荷の電流
は整流ダイオード３４と３５によって供給される。導通
しているスイッチングトランジスタがオフになると、共
振キャパシタは最終的に負荷に放電する。スイッチング
トランジスタ１４と１５の同時の阻止状態における回路
の連続性はそれぞれ整流ダイオード３５と３４の同時の
順方向導通動作によって与えられる。動作のこのシーケ
ンスはプッシュプル回路動作の各々独立した半位相で行
われ、位相が反転している各準共振回路は交互に且つ他
の１つと独立に動作する。
回路の原理は第４図に示されるコンバータの定常状態動
作での種々の電圧と電流波形を参照すれば直ちに確めら
れる。第４図に示される初期時刻ｔ０の前に両方のスイ
ッチングトランジスター４と１５は阻止状態にバイアス
されており、フィルタインダクタ４２で示される連続性
維持電流は両方の整流ダイオード３４と３５に流れる。
各ダイオード３４と３５は出力負荷電流の半分に等しい
電流を伝導する。
回路動作を調べるために、第４図に示されるｔ。時刻で
は、トランジスター４が丁度導通状態にバイアスされ、
トランジスター５がｔ　以前から短詩間阻止状態にあり
、しばらく阻止状態を保つと仮定する。第４図バートＡ
の電流波形４１０で示される電流は電圧源１０、変圧器
巻線２１及びスイッチングトランジスター４を含む回路
ループに流れ始める。
この際、トランジスター５を含む回路ループに電流がな
い。よって、電圧源１０の電圧値の２倍に等しい電圧は
トランジスター５の両端に現われ、これは第４図パート
Ｄの電圧波形４４０の電圧レベル４４１で示される。
トランジスター４に流れる電流は正弦波の波形を有し、
十分に導通状態が続くことで、ｔ３で最終的に終了する
完全な半周期電流波形を完成する。
これは第４図バートＡのｔ　からｔ３にわたる電流液形
に示される。第４図バートＧの波形４７０で示される電
流は整流ダイオード３５に流れており、ｔ　時刻ではａ
カ負荷回路の１／２に等しい値を有する。これの値は第
４図パートＧの波形４７０で示されるようにｔ１時刻で
の負荷電流に等しい値に着々と増加してｔ２２時刻遂い
にピークになる。
負荷電流を越えるすべての電流は共振キャパシタ４０に
流される。これは第４図バートＦの波形４６０で示され
る。整流ダイオード３４も第４図バートＨの波形４８０
で示されるように時刻ｔ　では負荷電流の１／２に等し
い電流を伝導する。この電流は減衰しており、ｔ１時刻
でゼロになる。出力フィルタインダクタ４２が定電流シ
ンクの役割を果たすため、定常状態の負荷電流に等しい
電流だけ負荷５０に伝送され、過剰電流は共振キャパシ
タ４０に導かれる。この充電電流は第４図パートＦの波
形４６０で示され、時刻ｔ１とｔ４との間にわたって示
されている。これは時刻ｔ３で正弦波関数の３／４周期
を完成するが、その後一定の充電電流は続きｔ４で急峻
に終了する。
時刻１１では、スイッチングトランジスター４及び対応
する導通している整流ダイオード３５の電流は実質的に
全負荷電流に等しい値になっている。
これは第４図パートＧの波形４７０に示される。第４図
パートＨの波形４８０に示されるダイオード３４の電流
は時刻ｔ１でゼロまで減少するが、ダイオード３４は完
全に逆バイアスされて、阻止状態のままである。時刻ｔ
１の後、この電流はトランジスタ１４にもダイオード３
５にも増加し続く。第４図パートＦの波形４８０で示さ
れる充電電流は共振キャパシタ４０に流れ込み始め、そ
れの電圧が第４図バートＥの波形４５０で示されるよう
に曲線４５１に沿って上昇するようにする。
ｔ　からｔ３にわたる時間間隔に導通している■ トランジスター４の電流は点４１１で示されるように時
刻ｔ２でそれのピーク値まで上昇して、キャパシタ４０
も波形４５０の点４５２で示されるように同一の時刻ｔ
２にそれのピーク値まで充電される。このトランジスタ
の電流は続いて時刻ｔ３でゼロに減少して、時刻ｔ３の
直後キャパシタ４０に流れる充電電流は負になって、第
４図パートＦの波形４６０で示されるようにｔ４の時刻
で負荷電流値に等しい負の値に減少する。
時刻ｔ３ではトランジスタ１４は阻止状態にバイアスさ
れており、それと関連する回路ループでの波形４１０で
示される電流は流れない。同様に、波形４７０で示され
る整流ダイオード３５の電流もゼロに落ちる。共振キャ
パシタ４０の充電電流は第４図パートＦ波形４６０のレ
ベル４６１で表わされる負荷回路の負の値で安定する。
時刻ｔ４では整流ダイオード３４と３５は共にそれぞれ
負荷電流の半分に等しい電流を伝導する。これによって
回帰電流の通路が与えられて、フィルタインダクタ４２
に連続的な負荷電流が供給される。共振キャパシタ４０
の電流は波形４６０で示されるように半周期の終りに急
激にゼロに落ちる。各トランジスター４と１５にかかる
電圧の減少はそれぞれ第４図パートＣとパートＤの電圧
レベル４３２と４４２で示されるように入力電圧に等し
い。
半周期の終りでは、スイッチングトランジスター４と１
５も時刻ｔ　で導通していない。各トランジスタにかか
る電圧の減少はそれぞれ第４図バートＣとパートＤの電
圧レベル４３２と４４２で示されるように入力電圧に等
しい。スイッチングトランジスター５はｔ　　で第４図
パートＢの波形４２０と一〇 致して電流を伝導し始め、半周期の後半は始まる。
これは前半周期に関して説明したものと同様の方法で行
われる。
前述の説明により、単共振信号動作がコンバータ回路の
２次部分に限定されると有利であることと、各半周期が
望ましい共振動作を得るには十分の接続時間を有するた
め、１次側の可変パルス幅導通間隔が広い範囲にわたっ
て回路の共振特性に悪影響を与えずに動作できることは
明らかである。
この配置の特徴は、整流ダイオードをシャントする整流
ダイオードの寄生容量と、どの半周期においても高調波
フィルタの役目を果して共振キャパシタ４０への高調波
を制限するアイドル共振回路と関連する漏れインダクタ
ンスである。
本発明の原理を具体化するパワートレインの半ブリツジ
実施例は第２図に模式的に示され、図に２つの交互に導
通するトランジスタスイッチ２１４と２１５は直列に接
続されていると示される。この直列接続はＤＣ電圧源２
１０、入力電圧端子２１１及び２１２と並列に接続され
る。スイッチされた出力電圧は２つのスイッチングトラ
ンジスタ２１４と２１５の接合点２１６から取出して、
変換器２２０の１次巻線２２１に印加される。第１図と
同様な２次共振回路は２次巻線２２３と２２４によって
交互にエネルギーが供給される。半ブリツジインバータ
の動作は当業者によく知られるので、それの動作を詳し
く論じる必要がない。
インバータの全ブリッジ実施例は第３図に示される。こ
れは４つのスイッチングトランジスタ３１４．３１５．
３１７と３１８を含み、それの向かい合う２つのスイッ
チは互に同位相で動作して、交互に得られたエネルギー
パルスを交換器３２０の１次巻線３２１に印加する。回
路の２次部分は実質的に第１図に示された回路及び動作
と同一である。
第１図に示された回路の電気的な機能動作を表わす等価
回路は第５図に示される。パワー変換器は示されていな
いため、単位変換比と仮定する。
２つの位相が反転する共振回路はそれらに結合して位相
が反転する電圧パルス源回路５１４と５１５を有すると
示されている。電圧パルス源５１４に結合される第１の
共振回路はダイオードスイッチとして動作するスイッチ
５３５、スイッチをシャントするキャパシタンス５３７
とインダクタンス５３９を含む。電圧パルス源５１５に
結合される第２の共振回路はダイオードスイッチ５３４
、スイッチをシャントするキャパシタンス５３Ｂとイン
ダクタンス５３８を含む。
２つの位相が反転する共振回路が位相の反転する間隔に
交互にパルスされる或いは励起されるため、２つのパル
ス電圧源は位相の反転する間隔で動作する。各共振回路
はインダクタ５４２とキャパシタ５４３を含む出力フィ
ルタ５４１への入力に接続される共通の共振キャパシタ
５４０を共用する。各共振回路がパルスされると、その
回路のインダクタは共振キャパシタ５４０と実質的に動
作の半周期程度共振する。後の共振は対応するスイッチ
ダイオードの導通によって遮断される。逆位相の非共振
回路のインダクタとキャパシタは高調波フィルタとして
動作し、共振キャパシタ５４０に印加される高調波を低
減する。第５図の回路の動作は共振回路の応答及び動作
状態を記述する以下の方程式によって更に明記できる。
（以下余白）ここに ＣＲは共振キャパシタ５４０のキャパシタンスである。
Ｖ　ＭＡＸは電源５１４によって共振網に印加される最
大電圧である。
Ｌ□、。ｈｉｎｇは出力フィルタ４１のインダクタンス
である。
ＶＣＲは共振キャパシタＣＲ５４０両端の電圧である。
工ＣＲは共振キャパシタＣＲ５４０に流れる電流である
。
ＬＲは漏れリアクタンス５３９或いは５３８であって各
共振回路の一部分となっている。
ｖＬＲは漏れリアクタンスＬＲ，５３８或いは５３９に
かかる電圧である。
■　は漏れリアクタンスＬＲ，５３８或いは５３９Ｒ
【図面の簡単な説明】
第１図は一定のパルス、可変間隔の動作モードで動作し
て、本発明の原理を実施する調整される準共振型二重終
端ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の模式図； 第２図は本発明の原理を実施す準共振半ブリッジ型ＤＣ
−ＤＣコンバータパワートレイン回路の模式図； 第３図は本発明の原理を実施す準共振全ブリッジ型ＤＣ
−ＤＣコンバータパワートレイン回路の模式図； 第４図は第１図に示されたコンバータ回路の動作を説明
するには有用である電流と電圧の波形を表示する図、 第５図は第１図に示された回路の動作を記述するには有
用である等価回路を示す図である。 １０・・・ＤＣ電圧源 １１．１２・・・入力端子 １４、１５．１７．１８・・・パワートランジスタ２０
・・・パワー変換器 ２１．２２・・・１次巻線 ２３．２４・・・２次巻線 ３１．３２・・・出力端子 ３４．３５・・・整流ダイオード ３６．３７・・・寄生容量 ３８．３９・・・漏れリアクタンス ４０・・・共振キャパシタ ４１・・・負荷変換ネットワーク ４２・・・インダクタ ４３・・・キャパシタ ４６・・・比較器 ４７・・・デユーティサイクル制御装置４８・・・スイ
ッチ駆動回路 出　願　人：アメリカン　テレフォン　アンドＦ／Ｇ、
３ Ｆ／に、５

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ＤＣ電圧源を引受ける入力手段と； １次巻線と２次巻線を含むパワー変換器と；電圧源を１
    次巻線に第１の方向に印加する第１のスイッチと； ＤＣ電源を第１の方向と反対の第２の方向に１次巻線に
    印加する第２のスイッチと； ２次巻線の第１の端子と接続され、変圧器の漏れインダ
    クタンスにより生じる第１のインダクタンス、第１の整
    流ダイオード及び第１のキャパシタンスアクセスポート
    を含む第１の２次共振回路と　２次巻線の第２の端子と
    接続され、変換器の漏れインダクタンスにより生じる第
    ２のインダクタンス、第２の整流ダイオード及び第２の
    キャパシタンスアクセスポートを含む第２の２次共振回
    路と； 第１及び第２のキャパシタンスアクセスポートを接続し
    、第１及び第２の共振回路の両方と共に共振動作をする
    共振キャパシタと； 共振キャパシタと接続され、一定の電流シンク特性をも
    ち、エネルギーが供給される負荷を引受けるために用い
    られる出力手段と；を含むことを特徴とする高周波共振
    型パワーコンバータ。
  2. （２）特許請求の範囲第１項に記載のパワーコンバータ
    において、更に第１及び第２のスイッチは入力手段の第
    １の接続点を１次巻線の反対の位置にある端子に各々接
    続し、かつ入力手段の第２の接続点を１次巻線の反対の
    位置にある端子の間にある一時巻線の接続点に接続する
    ことを特徴とする高周波共振型パワーコンバータ。
  3. （３）特許請求の範囲第１項に記載のパワーコンバータ
    において、更に第１と第２のスイッチは直列に接続され
    、この直列の接続は入力手段と並列に接続されることを
    特徴とする高周波共振型パワーコンバータ。
  4. （４）特許請求の範囲第１項に記載のパワーコンバータ
    において、更に第１と第２のスイッチはブリッジの形式
    で接続され、ブリッジ状に接続される第３のスイッチは
    第１のスイッチに従って動作し、ブリッジ状に接続され
    る第４のスイッチは第２のスイッチに従って動作するこ
    とを特徴とする高周波共振型パワーコンバータ。
  5. （５）特許請求の範囲第１項に記載のパワーコンバータ
    において、更に負荷の出力信号を検出する手段と； 検出手段に応答する、予め決められた調整値からの出力
    信号の偏差に応じてエラー信号を発生する手段と； エラー信号を周波数に変換する手段と； 周波数に応じて一定の間隔値と可変周期を有する駆動信
    号を発生する手段と； 駆動信号を交互に第１及び第２のスイッチに印加する手
    段と；からなる調整制御回路を含むことを特徴とする高
    周波共振型パワーコンバータ。
JP63102845A 1987-04-27 1988-04-27 高周波共振型パワーコンバータ Pending JPH0197169A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US043008 1987-04-27
US07/043,008 US4823249A (en) 1987-04-27 1987-04-27 High-frequency resonant power converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0197169A true JPH0197169A (ja) 1989-04-14

Family

ID=21924965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63102845A Pending JPH0197169A (ja) 1987-04-27 1988-04-27 高周波共振型パワーコンバータ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4823249A (ja)
EP (1) EP0289196A3 (ja)
JP (1) JPH0197169A (ja)
KR (1) KR880013300A (ja)
CA (1) CA1301837C (ja)

Families Citing this family (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03501917A (ja) * 1987-10-29 1991-04-25 リフアラ　プロプライエタリー　リミテッド 高効率変換器
FR2627644B1 (fr) * 1988-02-24 1991-05-03 Europ Agence Spatiale Convertisseur continu-continu, sans pertes de commutation, notamment pour alimentation continue haute frequence ou pour amplificateur a tube a ondes progressives
US5396410A (en) * 1990-01-31 1995-03-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Zero current switching resonant converter
US4984146A (en) * 1990-03-27 1991-01-08 International Business Machines Corporation Suppression of radiated EMI for power supplies
US5132888A (en) * 1991-01-07 1992-07-21 Unisys Corporation Interleaved bridge converter
US5291382A (en) * 1991-04-10 1994-03-01 Lambda Electronics Inc. Pulse width modulated DC/DC converter with reduced ripple current coponent stress and zero voltage switching capability
JP3132093B2 (ja) * 1991-09-25 2001-02-05 ヤマハ株式会社 電源回路
US5177675A (en) * 1991-10-16 1993-01-05 Shindengen Archer Corp. Zero voltage, zero current, resonant converter
DE4234772A1 (de) * 1992-10-15 1994-04-21 Ant Nachrichtentech Verfahren zum Betreiben eines Spannungswandlers sowie Spannungswandler und Anwendung
US5521807A (en) * 1992-12-31 1996-05-28 Interpoint Corporation DC-To-DC converter with secondary flyback core reset
US5303138A (en) * 1993-04-29 1994-04-12 At&T Bell Laboratories Low loss synchronous rectifier for application to clamped-mode power converters
US5485362A (en) * 1993-09-08 1996-01-16 Eos Corporation Resonant power converter for changing the magnitude of a DC voltage
US5546295A (en) * 1994-02-24 1996-08-13 Rotron Incorporated Electrical power converter, power supply, and inverter with series-connected switching circuits
FR2738417B1 (fr) * 1995-08-30 1997-11-07 Gaia Converter Convertisseur de tension continue a commutation douce
US7269034B2 (en) 1997-01-24 2007-09-11 Synqor, Inc. High efficiency power converter
US5903448A (en) * 1997-08-20 1999-05-11 Lucent Technologies Inc. Four quadrant flyback converter, method of operation thereof and power plant employing the same
US5872703A (en) * 1997-08-25 1999-02-16 The Charles Machine Works, Inc. System and method for regulating power in tank circuits having a bridge configuration
US5909362A (en) * 1998-01-12 1999-06-01 Eldec Corporation Resonant power converter
GB2335317A (en) * 1998-03-11 1999-09-15 Simon Richard Greenwood Bi-directional voltage converter
CA2348072C (en) 1998-10-27 2005-09-20 Richard P. Phillips Transcutaneous energy transmission system with full wave class e rectifier
US6377481B1 (en) 1999-06-30 2002-04-23 Peco Ii, Inc. Power supply including diode recovery current suppression circuit
US6442047B1 (en) 1999-10-08 2002-08-27 Lambda Electronics, Inc. Power conversion apparatus and methods with reduced current and voltage switching
AU2001242322A1 (en) * 2000-04-03 2001-10-15 Aalborg Universitet A resonant converter
JP4556331B2 (ja) * 2001-01-22 2010-10-06 株式会社豊田自動織機 スイッチング電源回路
US6807073B1 (en) 2001-05-02 2004-10-19 Oltronics, Inc. Switching type power converter circuit and method for use therein
EP1303032A3 (de) * 2001-09-04 2005-02-09 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Regelvorrichtung für einen resonanten Konverter
TWI263395B (en) * 2001-11-02 2006-10-01 Delta Electronics Inc Power supply device
US7280026B2 (en) * 2002-04-18 2007-10-09 Coldwatt, Inc. Extended E matrix integrated magnetics (MIM) core
US7046523B2 (en) * 2002-04-18 2006-05-16 Coldwatt, Inc. Core structure and interleaved DC—DC converter topology
US7321283B2 (en) * 2004-08-19 2008-01-22 Coldwatt, Inc. Vertical winding structures for planar magnetic switched-mode power converters
US7427910B2 (en) * 2004-08-19 2008-09-23 Coldwatt, Inc. Winding structure for efficient switch-mode power converters
US7417875B2 (en) * 2005-02-08 2008-08-26 Coldwatt, Inc. Power converter employing integrated magnetics with a current multiplier rectifier and method of operating the same
US7385375B2 (en) * 2005-02-23 2008-06-10 Coldwatt, Inc. Control circuit for a depletion mode switch and method of operating the same
US7176662B2 (en) * 2005-02-23 2007-02-13 Coldwatt, Inc. Power converter employing a tapped inductor and integrated magnetics and method of operating the same
US7876191B2 (en) * 2005-02-23 2011-01-25 Flextronics International Usa, Inc. Power converter employing a tapped inductor and integrated magnetics and method of operating the same
CN100426056C (zh) * 2005-08-26 2008-10-15 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 多灯管驱动系统及方法
US8595041B2 (en) * 2006-02-07 2013-11-26 Sap Ag Task responsibility system
US8125205B2 (en) * 2006-08-31 2012-02-28 Flextronics International Usa, Inc. Power converter employing regulators with a coupled inductor
US7675758B2 (en) * 2006-12-01 2010-03-09 Flextronics International Usa, Inc. Power converter with an adaptive controller and method of operating the same
US7675759B2 (en) 2006-12-01 2010-03-09 Flextronics International Usa, Inc. Power system with power converters having an adaptive controller
US9197132B2 (en) 2006-12-01 2015-11-24 Flextronics International Usa, Inc. Power converter with an adaptive controller and method of operating the same
US7889517B2 (en) * 2006-12-01 2011-02-15 Flextronics International Usa, Inc. Power system with power converters having an adaptive controller
US7667986B2 (en) * 2006-12-01 2010-02-23 Flextronics International Usa, Inc. Power system with power converters having an adaptive controller
US7468649B2 (en) * 2007-03-14 2008-12-23 Flextronics International Usa, Inc. Isolated power converter
US7906941B2 (en) * 2007-06-19 2011-03-15 Flextronics International Usa, Inc. System and method for estimating input power for a power processing circuit
US8693213B2 (en) * 2008-05-21 2014-04-08 Flextronics Ap, Llc Resonant power factor correction converter
US8531174B2 (en) * 2008-06-12 2013-09-10 Flextronics Ap, Llc AC-DC input adapter
CN102342007B (zh) * 2009-01-19 2015-01-07 伟创力国际美国公司 用于功率转换器的控制器
US9088216B2 (en) 2009-01-19 2015-07-21 Power Systems Technologies, Ltd. Controller for a synchronous rectifier switch
US9019061B2 (en) 2009-03-31 2015-04-28 Power Systems Technologies, Ltd. Magnetic device formed with U-shaped core pieces and power converter employing the same
US8514593B2 (en) * 2009-06-17 2013-08-20 Power Systems Technologies, Ltd. Power converter employing a variable switching frequency and a magnetic device with a non-uniform gap
US9077248B2 (en) 2009-06-17 2015-07-07 Power Systems Technologies Ltd Start-up circuit for a power adapter
US8643222B2 (en) 2009-06-17 2014-02-04 Power Systems Technologies Ltd Power adapter employing a power reducer
US8891803B2 (en) * 2009-06-23 2014-11-18 Flextronics Ap, Llc Notebook power supply with integrated subwoofer
US8638578B2 (en) 2009-08-14 2014-01-28 Power System Technologies, Ltd. Power converter including a charge pump employable in a power adapter
US8976549B2 (en) * 2009-12-03 2015-03-10 Power Systems Technologies, Ltd. Startup circuit including first and second Schmitt triggers and power converter employing the same
US8520420B2 (en) * 2009-12-18 2013-08-27 Power Systems Technologies, Ltd. Controller for modifying dead time between switches in a power converter
US8787043B2 (en) * 2010-01-22 2014-07-22 Power Systems Technologies, Ltd. Controller for a power converter and method of operating the same
US9246391B2 (en) 2010-01-22 2016-01-26 Power Systems Technologies Ltd. Controller for providing a corrected signal to a sensed peak current through a circuit element of a power converter
US8767418B2 (en) 2010-03-17 2014-07-01 Power Systems Technologies Ltd. Control system for a power converter and method of operating the same
US8964413B2 (en) * 2010-04-22 2015-02-24 Flextronics Ap, Llc Two stage resonant converter enabling soft-switching in an isolated stage
US8488340B2 (en) 2010-08-27 2013-07-16 Flextronics Ap, Llc Power converter with boost-buck-buck configuration utilizing an intermediate power regulating circuit
US8441810B2 (en) 2010-11-09 2013-05-14 Flextronics Ap, Llc Cascade power system architecture
US8520410B2 (en) 2010-11-09 2013-08-27 Flextronics Ap, Llc Virtual parametric high side MOSFET driver
US9054602B2 (en) * 2010-12-10 2015-06-09 Helen Pollock Resonant circuit with constant current characteristics
US8792257B2 (en) 2011-03-25 2014-07-29 Power Systems Technologies, Ltd. Power converter with reduced power dissipation
US8842450B2 (en) 2011-04-12 2014-09-23 Flextronics, Ap, Llc Power converter using multiple phase-shifting quasi-resonant converters
US8792256B2 (en) 2012-01-27 2014-07-29 Power Systems Technologies Ltd. Controller for a switch and method of operating the same
US9190898B2 (en) 2012-07-06 2015-11-17 Power Systems Technologies, Ltd Controller for a power converter and method of operating the same
US9379629B2 (en) 2012-07-16 2016-06-28 Power Systems Technologies, Ltd. Magnetic device and power converter employing the same
US9214264B2 (en) 2012-07-16 2015-12-15 Power Systems Technologies, Ltd. Magnetic device and power converter employing the same
US9106130B2 (en) 2012-07-16 2015-08-11 Power Systems Technologies, Inc. Magnetic device and power converter employing the same
US9099232B2 (en) 2012-07-16 2015-08-04 Power Systems Technologies Ltd. Magnetic device and power converter employing the same
CN104782033B (zh) * 2012-11-09 2018-08-10 株式会社村田制作所 谐振转换器的软启动
US9240712B2 (en) 2012-12-13 2016-01-19 Power Systems Technologies Ltd. Controller including a common current-sense device for power switches of a power converter
CN103337964A (zh) * 2013-04-27 2013-10-02 南京航空航天大学 一种超高频隔离推挽谐振功率变换器
US10199950B1 (en) 2013-07-02 2019-02-05 Vlt, Inc. Power distribution architecture with series-connected bus converter
JP6242654B2 (ja) * 2013-10-23 2017-12-06 東芝テック株式会社 電力変換装置
DE102013223194A1 (de) * 2013-11-14 2015-05-21 Robert Bosch Gmbh Gleichspannungswandler, Verfahren zum Takten eines Umformers eines Gleichspannungswandlers und Verfahren zum Wandeln von Gleichspannung
FR3020523B1 (fr) * 2014-04-29 2016-05-06 Valeo Systemes De Controle Moteur Alimentation electrique et procede de commande d'une alimentation electrique
US10389104B1 (en) * 2015-01-09 2019-08-20 Clemson University Circuit breaker for DC circuits using coupled induction
CN110932557B (zh) * 2019-11-29 2021-01-12 山东科技大学 一种基于倍压整流电路的高增益准谐振dc-dc变换器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5746673A (en) * 1980-09-05 1982-03-17 Kosuke Harada Dc-dc converter

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3089077A (en) * 1958-10-06 1963-05-07 Basler Electric Co Transistor converters
GB1431262A (en) * 1971-12-16 1976-04-07 Advance Electronics Ltd Power supply apparatus
US4017784A (en) * 1976-05-17 1977-04-12 Litton Systems, Inc. DC to DC converter
US4415959A (en) * 1981-03-20 1983-11-15 Vicor Corporation Forward converter switching at zero current
JPS5846874A (ja) * 1981-09-12 1983-03-18 Hitachi Heating Appliance Co Ltd 自動車用変換器
US4685041A (en) * 1985-03-11 1987-08-04 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Resonant rectifier circuit
US4628426A (en) * 1985-10-31 1986-12-09 General Electric Company Dual output DC-DC converter with independently controllable output voltages
US4720668A (en) * 1986-06-20 1988-01-19 Lee Fred C Zero-voltage switching quasi-resonant converters
US4720667A (en) * 1986-06-20 1988-01-19 Lee Fred C Zero-current switching quasi-resonant converters operating in a full-wave mode

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5746673A (en) * 1980-09-05 1982-03-17 Kosuke Harada Dc-dc converter

Also Published As

Publication number Publication date
KR880013300A (ko) 1988-11-30
EP0289196A2 (en) 1988-11-02
CA1301837C (en) 1992-05-26
US4823249A (en) 1989-04-18
EP0289196A3 (en) 1989-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0197169A (ja) 高周波共振型パワーコンバータ
US5119283A (en) High power factor, voltage-doubler rectifier
US6353547B1 (en) Three-level soft-switched converters
US6992902B2 (en) Full bridge converter with ZVS via AC feedback
US7869237B1 (en) Phase-shifted bridge with auxiliary circuit to maintain zero-voltage-switching
US6356462B1 (en) Soft-switched full-bridge converters
US5132889A (en) Resonant-transition DC-to-DC converter
US5038267A (en) Soft-switching power converter for operation in discrete pulse modulation and pulse width modulation modes
US8891261B2 (en) Three-phase three-level soft-switched PFC rectifiers
JP2875879B2 (ja) Ｄｃ／ｄｃスイッチング・コンバータ回路
JP2583258B2 (ja) 静電電力変換の方法および装置
US7859870B1 (en) Voltage clamps for energy snubbing
JPH0213262A (ja) Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JPH09224374A (ja) 循環電流低減型の高周波ソフトスイッチング・パルス幅変調フルブリッジｄｃ／ｄｃコンバータ
US7609532B1 (en) Phase-shifted PWM bridge with switchable inductors to maintain zero-voltage switching at light load
JP2002101655A (ja) スイッチング電源装置
JPH05191981A (ja) ブーストおよびバックモードで連続動作する電力コンバータ
US5523936A (en) Built-in input filter forward converter
US5870291A (en) Asymmetrical half-bridge converter having adjustable parasitic resistances to offset output voltage DC bias
US5640318A (en) Forward converter for off-line applications
Aydemir et al. A critical evaluation of high power hard and soft switched isolated DC-DC converters
JP4682482B2 (ja) スイッチング電源回路
JP2603646B2 (ja) コンバータ
JPH0750987B2 (ja) 共振形ｄｃ―ｄｃコンバータの制御方法
JP2700801B2 (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ