JPH02106164A - Series resonance type dc-dc converter - Google Patents

Series resonance type dc-dc converter

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JPH02106164A
JPH02106164A JP25974288A JP25974288A JPH02106164A JP H02106164 A JPH02106164 A JP H02106164A JP 25974288 A JP25974288 A JP 25974288A JP 25974288 A JP25974288 A JP 25974288A JP H02106164 A JPH02106164 A JP H02106164A
Authority
JP
Japan
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circuit
switching
capacitor
output voltage
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP25974288A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Kawakita
川北 勝美
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH02106164A publication Critical patent/JPH02106164A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent a switching(SW) frequency from changing steeply relative to an input-output variation by connecting a discharging resistor in parallel with a resonance capacitor via switching(SW) element and by turning ON the SW element within the OFF period of an SW circuit at the time of a light load. CONSTITUTION:A discharging resistor 14 is connected in parallel with a resonance capacitor 8 via switching element 15. In the state of a light load, DC output voltage Io tends to decrease while DC output voltage Vout tends to rise. A load discriminator circuit 16 gives ON signal to the element 15 when the DC output voltage Io is under a set current. When the element 15 is closed, the electric charge of the capacitor 8 is discharged through the resistor 14. Therefore, when transistors 2, 2 are turned ON subsequently, the voltage of the capacitor 8 is reduced so that a resonance current decreases and the DC output voltage Vout lowers. Consequently, a frequency control circuit 19 increases a switching frequency fs to adjust an output frequency.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直列共振型DC−DCコンバータに関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a series resonant DC-DC converter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図は、例えば、特開昭58−98076号公報に記
載された直列共振型DC−DCコンバタを回路図で示し
たものである。図において、1.2はスイッチング素子
(この例では、トランジスタ)、3.4はトランジスタ
1.2にそれぞれ逆並列接続されたフライホイルダイオ
ード、5.6はトランジスタ1.2のベースドライブ回
路、7は共振用リアクトル、8は共振用コンデンサ、9
は変圧器、IOは整流回路、11.12は整流用ダイオ
ード、13は平滑用コンデンサである。
FIG. 4 is a circuit diagram of a series resonant DC-DC converter disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-98076. In the figure, 1.2 is a switching element (transistor in this example), 3.4 is a flywheel diode connected anti-parallel to transistor 1.2, 5.6 is a base drive circuit of transistor 1.2, and 7 is a resonance reactor, 8 is a resonance capacitor, 9
is a transformer, IO is a rectifier circuit, 11.12 is a rectifier diode, and 13 is a smoothing capacitor.

Vsは直流入力電圧である。なお、ベースドライブ回路
5.6には図示しない電圧制御回路からオン/オフ指令
が与えられる。
Vs is the DC input voltage. Note that an on/off command is given to the base drive circuit 5.6 from a voltage control circuit (not shown).

次に、このDC−DCコンバータの動作t−第5図の波
形図を参照して説明する。
Next, the operation of this DC-DC converter will be explained with reference to the waveform diagram in FIG.

ベースドライブ回路5.5からトランジスタ11のベー
スにベース信号(第5図(a))を与えると、両トラン
ジスタ1がオンとなり、点線で示す経路を通って電流i
 (共振電流)が流れる。両トランジスタ1がオンであ
る期間(第5図における領域I)では、共振電流iは正
の正弦波となり、下記(11弐で示す大きさを有する。
When a base signal (Fig. 5(a)) is applied from the base drive circuit 5.5 to the base of the transistor 11, both transistors 1 are turned on, and a current i flows through the path shown by the dotted line.
(resonant current) flows. During the period when both transistors 1 are on (region I in FIG. 5), the resonant current i becomes a positive sine wave and has the magnitude shown below (112).

+ i (to)cos  ωt  −−・−−−・−
・(1)但し、Vc(to): t = t oの時の
コンデンサ電圧VT、ll:変圧器−次側電圧 f=2π π下・・・・・・・・・・(2)この共振電
流iは変圧器9を通して整流回路10に与えられ、この
整流回路10で直流電流1outに変換され、平滑用コ
ンデンサ13て平滑され、該コンデンサ13の両端には
第5図+1141に示す直流出力電圧Voutが現れる
。領域■では両トランジスタlがオフしており、共振電
流iは両ダイオード3を通して流れる。領域■では、ト
ランジスタ2.2がベースドライブ回路6から第5図(
blに示す信号を受けてオンしており、−点鎖線で示す
経路を通って共振電流iが流れる。両トランジスタ2が
オンであるこの期間では、共振電流lは負の正弦波とな
り、両トランジスタ2がオフする期間(領域■)では、
共振電流iは両ダイオド3を通して流れる。
+ i (to) cos ωt −−・−−−・−
・(1) However, Vc(to): Capacitor voltage VT when t = t o, ll: Transformer-next side voltage f = 2π π below (2) This resonance The current i is applied to the rectifier circuit 10 through the transformer 9, converted into a DC current 1out by the rectifier circuit 10, smoothed by the smoothing capacitor 13, and has a DC output voltage across the capacitor 13 as shown in FIG. 5 +1141. Vout appears. In region (3), both transistors l are off, and resonant current i flows through both diodes 3. In region ■, the transistor 2.2 is connected from the base drive circuit 6 to FIG.
It is turned on in response to the signal indicated by bl, and the resonant current i flows through the path indicated by the - dotted chain line. During this period when both transistors 2 are on, the resonant current l becomes a negative sine wave, and during the period when both transistors 2 are off (region ■),
A resonant current i flows through both diodes 3.

以−ヒの動作が繰り返されて直流出力電圧Voutが取
り出されるが、直流出力電流IOの大きさは下記(3)
式で示すようになる。
The above operations are repeated to obtain the DC output voltage Vout, but the magnitude of the DC output current IO is as shown in (3) below.
It becomes as shown by the formula.

ro=2ip  ’ L+ 、/yr (t+  +τ
)N・・ (3)但し、N:変圧器の巻数 iP :共振電流の最大値 t、:ipの半波骨の周期 この(3)式から明らかなように、トランジスタ1.2
がオフである期間τを大きくすれば、直流出力電流1o
は減少する。このことから、直流入力電圧Vsや負荷が
変動して出力電圧Voutが変動した場合は、トランジ
スタl、2のスイッチング周波数を変化させることによ
り定電圧制御を行うことができる。
ro=2ip' L+ ,/yr (t+ +τ
)N... (3) However, N: Number of turns of transformer iP: Maximum value of resonant current t,: Period of half-wave bone of ip As is clear from this equation (3), transistor 1.2
If the period τ during which is off is increased, the DC output current 1o
decreases. From this, when the DC input voltage Vs or the load fluctuates and the output voltage Vout fluctuates, constant voltage control can be performed by changing the switching frequencies of the transistors 1 and 2.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の直列共振型DC−DCコンバータでは、トランジ
スタI、2のスイッチング周波数を制御することにより
出力電圧を制御するようにしているので、定電圧制御を
行う場合には、スイッチング周波数が負荷抵抗の増減に
対してほぼ反比例するため、軽負荷時には、ノイズが増
大し、ノイズ・フィルタの設計が困難となる他、変圧器
は鉄心が大きくなって大形化し、また、可聴ノイズが発
生する等の問題があった。
In conventional series resonant DC-DC converters, the output voltage is controlled by controlling the switching frequency of transistors I and 2. Therefore, when performing constant voltage control, the switching frequency depends on the increase or decrease in load resistance. Since it is almost inversely proportional to was there.

この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
入出力変動に対してスイッチング周波数を大幅に変化さ
せなくても済む直列共振型DCDCコンバータを提供す
ることを目的とする。
This invention was made to solve the above problem.
It is an object of the present invention to provide a series resonant DC/DC converter that does not require significant changes in switching frequency in response to input/output fluctuations.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明は上記目的を達成するため、共振用コンデンサ
に対して、放電用抵抗を、スイッチング素子弁して並列
接続するとともに、軽負荷時、スイソチグ回路のオフ期
間内に上記スイッチング素子をオンさせる信号を発生す
る負荷状態判別回路を設けたものである。
In order to achieve the above object, the present invention connects a discharging resistor as a switching element valve in parallel to the resonance capacitor, and also sends a signal to turn on the switching element during the off period of the Swissotig circuit when the load is light. This system is equipped with a load condition determination circuit that generates a load condition.

〔作用〕[Effect]

この発明では、軽負荷時には、共振用コンデンサの充電
電圧が低下するので、次にスイッチング回路がオンした
時の直流出力電圧が低下しようとする。これを調整する
ため、スイッチング周波数が上昇し、スイッチング周波
数の周波数特性が改善される。
In this invention, when the load is light, the charging voltage of the resonance capacitor decreases, so the DC output voltage tends to decrease when the switching circuit is next turned on. To adjust this, the switching frequency is increased and the frequency characteristics of the switching frequency are improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において、14は放電用抵抗であって、スイッチ
ング素子15を介して、共振用コンデンサ8に並列に接
続されている。16は負荷状態判別回路であって、出力
電流IOを検出する電流検出回路18の検出信号を取込
んで設定電流I refと比較し、10<Irefであ
る場合にスイッチング素子15をオンさせるためのオン
信号(後述する)Sを発生する。19はオン/オフ指令
を発生する電圧制御回路であって、電圧検出回路17が
検出した直流出力電圧Voutと設定電圧Vrefとの
偏差を取り込んで該偏差が零になるようにオン/オフ指
令の周波数(スイッチング周波数)fsを調整する。他
の構成ば前記従来のものと同じであるので、同じものに
は同一符号を付しである。
In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a discharge resistor, which is connected in parallel to the resonance capacitor 8 via a switching element 15. Reference numeral 16 denotes a load state determination circuit which takes in the detection signal of the current detection circuit 18 that detects the output current IO, compares it with the set current Iref, and turns on the switching element 15 when 10<Iref. Generates an on signal S (described later). Reference numeral 19 denotes a voltage control circuit that generates an on/off command, which takes in the deviation between the DC output voltage Vout detected by the voltage detection circuit 17 and the set voltage Vref, and generates an on/off command so that the deviation becomes zero. Adjust the frequency (switching frequency) fs. Since the other configurations are the same as those of the conventional device, the same components are given the same reference numerals.

次に、このDC−DCコンバータの動作を、第2図及び
第3図を参照して説明する。
Next, the operation of this DC-DC converter will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

負荷抵抗が小さい重負荷状態においては、電圧制御回路
19は直流出力電圧Voutが設定電圧Vrefに一敗
するように、スイッチング周波数Isを増大させる。こ
の時、直流出力電流1oは増大するので、負荷状態判別
回路16は直流出力電流■0が設定電流1 refより
大きいことを判別して、スイッチング素子15に対して
オフ指令を与え、スイッチング素子15はオフとなる。
In a heavy load state where the load resistance is small, the voltage control circuit 19 increases the switching frequency Is so that the DC output voltage Vout once falls to the set voltage Vref. At this time, the DC output current 1o increases, so the load state determination circuit 16 determines that the DC output current 0 is larger than the set current 1ref, and gives an OFF command to the switching element 15. is off.

コンデンサ8は共振電流iによって充電され、充電電圧
は、回路損失が非常に小さいとすると、2Vsとなる。
The capacitor 8 is charged by the resonant current i, and the charging voltage is 2Vs, assuming that the circuit loss is very small.

軽負荷状態では、負荷抵抗が大きいため、直流出力電流
IOは減少し、直流出力電圧Voutは上昇しようとす
る。負荷判別回路16は直流出力電流■0が設定電流1
 ref以下になると、軽負荷状態であることを判別し
、スイッチング素子15に対してオン信号(第2図(d
))を発生する。このオン信号は、周波数制御回路19
の出力に対して、Δt1だけ遅延し、Δt2なる幅を有
する信号である。このオン信号を受けて、スイッチング
素子15が閉すると、Δt2の間は、コンデンサ8の電
荷は抵抗14を通して放電されるため、コンデンサ8の
電圧Vcは下記(4)弐で示す値となる。
In a light load state, since the load resistance is large, the DC output current IO decreases and the DC output voltage Vout tends to increase. The load discrimination circuit 16 has a DC output current ■0 is the set current 1
When it becomes less than ref, it is determined that the load is light, and an on signal is sent to the switching element 15 (Fig. 2 (d)
)) occurs. This on signal is transmitted to the frequency control circuit 19
This signal is delayed by Δt1 with respect to the output of , and has a width of Δt2. When the switching element 15 closes in response to this ON signal, the electric charge of the capacitor 8 is discharged through the resistor 14 during Δt2, so that the voltage Vc of the capacitor 8 becomes the value shown in (4) 2 below.

Δt2 C Vc(Δt2)=Vc(to)・ε・・・・・・・(4
)但し、R:抵抗14の抵抗値 C:コンデンサ8の容量 従って、次にトランジスタ2.2がオンした時には(1
)式で示したコンデテサ8の電圧Vc (to)が、ε
 だけ小さくなので、共振電流iの値は第2図(C1に
示すように小さくなり、直流出力電圧Voutは下降し
ようとする。このため、周波数制御回路19はスイッチ
ング周波数Isを増大させて出力周波数を調整する。
Δt2 C Vc(Δt2)=Vc(to)・ε・・・・・・(4
) However, R: resistance value of resistor 14 C: capacitance of capacitor 8 Therefore, next time transistor 2.2 is turned on, (1
) The voltage Vc (to) of the capacitor 8 expressed by the formula is ε
Therefore, the value of the resonant current i becomes small as shown in FIG. adjust.

即ち、スイッチング周波数fsは重負荷時(第3図に(
a)で示す領域)は従来のコンバータの場合と同じであ
るが、軽負荷時(第3図に(blで示す領域)には従来
より高い周波数となり、周波数特性が改善される。
In other words, the switching frequency fs at heavy load (see Fig. 3) is
The region a) is the same as that of the conventional converter, but when the load is light (the region indicated by bl in FIG. 3), the frequency is higher than that of the conventional converter, and the frequency characteristics are improved.

なお、上記実施例では、コンデンサ8用の放電抵抗14
を設けているが、抵抗14の代わりに、バリスタ等の電
圧制限素子を用いてもよい。
Note that in the above embodiment, the discharge resistor 14 for the capacitor 8
However, instead of the resistor 14, a voltage limiting element such as a varistor may be used.

また、上記放電抵抗の制御は行っていないが、コンデン
サ8の電圧を検出して、スイッチング素子15の閉成時
間を制御するようにすれば、更に、高精度な装置となる
Further, although the discharge resistor is not controlled, if the voltage of the capacitor 8 is detected and the closing time of the switching element 15 is controlled, the device becomes even more accurate.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は以上説明した通り、軽負荷状態になっても、
従来に比してスイッチング周波数を大幅に変化させなく
ても、出力電圧を調整することができるので、スイッチ
ング損失を低減し、ノイズを低減し、可聴覚ノイズを低
減することができる。
As explained above, this invention, even under light load conditions,
Since the output voltage can be adjusted without significantly changing the switching frequency compared to the conventional method, switching losses can be reduced, noise can be reduced, and audible noise can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の実施例を示す回路図、第2図は上記
実施例を動作を説明するための波形図、第3図は上記実
施例におけるスイッチング周波数特性を示す図、第4図
は従来のDC−DCコンバタの回路図、第5図はこの従
来例の動作を説明するための波形図である。 図において、■、2−1−ランジスタ、8−共振コデン
サ、9−変圧器、14−放電用抵抗、15スイツチング
素子、16−・負荷状態判別回路、19−電圧制御回路
。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the above embodiment, Fig. 3 is a diagram showing switching frequency characteristics in the above embodiment, and Fig. 4 is a diagram showing switching frequency characteristics in the above embodiment. FIG. 5, a circuit diagram of a conventional DC-DC converter, is a waveform diagram for explaining the operation of this conventional example. In the figure, 2-1 transistor, 8-resonant codenser, 9-transformer, 14-discharge resistor, 15 switching element, 16-load state determination circuit, 19-voltage control circuit. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 直流入力から単相交流を得るスイッチング回路、該スイ
ッチング回路の出力端子間に挿入された共振用コンデン
サと共振用リアクトル及び変圧器、上記変圧器の2次側
に接続された整流回路、この整流回路の出力を平滑する
平滑回路を備え、上記スイッチグ回路のスイッチング周
波数を制御して出力電圧を調整するDC−DCコンバー
タにおいて、スイッチング素子を介して上記コンデンサ
に対して並列接続された放電用抵抗と、軽負荷時に上記
スイッチング素子をオンさせる信号を発生する負荷状態
判別回路を設け、該信号は上記スイッチング回路のオフ
期間内に発生することを特徴とする直列共振型DC−D
Cコンバータ。
A switching circuit that obtains single-phase alternating current from a direct current input, a resonant capacitor, a resonant reactor, and a transformer inserted between the output terminals of the switching circuit, a rectifier circuit connected to the secondary side of the transformer, and this rectifier circuit. In a DC-DC converter that includes a smoothing circuit that smoothes the output of the switching circuit and adjusts the output voltage by controlling the switching frequency of the switching circuit, a discharging resistor connected in parallel to the capacitor via a switching element; A series resonant DC-D, characterized in that it includes a load state determination circuit that generates a signal that turns on the switching element when the load is light, and that the signal is generated within an off period of the switching circuit.
C converter.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02280666A (en) * 1989-04-20 1990-11-16 Sanken Electric Co Ltd Resonant switching power source
EP0542197A2 (en) * 1991-11-13 1993-05-19 Kyosan Electric Mfg. Co., Ltd. Method of controlling switching regulator
US7692937B2 (en) 2006-06-09 2010-04-06 Delta Electronics, Inc. Resonant converter and voltage stabilizing method thereof
JP2012044853A (en) * 2010-08-23 2012-03-01 Skynet Electronics Co Ltd Series resonance converter
EP3179622A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-14 ABB Technology AG Resonant power converter

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02280666A (en) * 1989-04-20 1990-11-16 Sanken Electric Co Ltd Resonant switching power source
EP0542197A2 (en) * 1991-11-13 1993-05-19 Kyosan Electric Mfg. Co., Ltd. Method of controlling switching regulator
JPH05137332A (en) * 1991-11-13 1993-06-01 Kyosan Electric Mfg Co Ltd Method of controlling switching power source
US5343377A (en) * 1991-11-13 1994-08-30 Kyosan Electric Mfg. Co., Ltd. Method of controlling switching regulator
US7692937B2 (en) 2006-06-09 2010-04-06 Delta Electronics, Inc. Resonant converter and voltage stabilizing method thereof
JP2012044853A (en) * 2010-08-23 2012-03-01 Skynet Electronics Co Ltd Series resonance converter
EP3179622A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-14 ABB Technology AG Resonant power converter

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