JPH02228257A - Ｄｃ―ｄｃコンバータ - Google Patents

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】 〔概　要〕 通信装置等に使用されるＤＣ−ＤＣコンバータに関し、 高周波化が可能で、小型、高性能のＤＣ−ＤＣコンバー
タを提供することを目的とし、１次側及び２次側にそれ
ぞれ複数個の捲線を有し、１次側又は２次側のどちらか
一方の捲線を直列に、他方を並列に接続したトランス部
と、トランス部の１次捲線の一端と直流電源の間に挿入
され、制御信号によりオン／オフ動作を行うスイッチ素
子と、トランス部の２次捲線の両端に接続され入力信号
を整流して平滑化する直流平滑化回路と、直流平滑化回
路の出力状態によりスイッチ素子を所定の時間、オン／
オフ制御する制御信号を出力する制御回路とで構成する
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は通信装置等に使用されるＤＣ−ＤＣコンバータ
の改良に関するものである。

この際、高周波化が可能で、小型、高性能のＤＣ−ＤＣ
コンバータが要望されている。

〔従来の技術〕

第４図は従来例のＤＣ−ＤＣコンバークの回路図である
。

第４図において、負荷５の両端の電圧をｖＯとし、負荷
電圧検出回路Ｒの端子ｆにより負荷電圧を検出し、この
電圧を制御回路６に加える。制御回路６において負荷電
圧検出回路Ｒの電圧と予め設定した基準電圧とを比較し
、この比較値（差の電圧）により駆動用のトランジスタ
（以下Ｔｒと称する）３のスイッチング周期を変化させ
ることで負荷電圧を一定に制御する。

Ｔｒ　３がオンの時、トランス２の１次側の捲線Ｎｐに
電流が流れトランス２の２次側の捲線Ｎｓにも電流が流
れその両端に電圧を生じ、ダイオードＤ１により整流し
、チョークコイルＬ＋及びコンデンサＣ１により電流を
平滑化する直流平滑゛化回路４を介して電流を平滑化し
、直流電圧を負荷５に供給する。

次にＴｒ　３がオフの時、トランス２の１次側の捲線Ｎ
ｐ及びＴｒ　３には電流が流れなくなる。その結果、ト
ランス２の２次側の捲線Ｎｓには逆起電力が生じり、に
は逆電圧が加わり、２次捲線Ｎｓには電流が流れなくな
る。この時Ｌ＋の電流が減少し始める結果、Ｃ１を通し
てＤ２を導通する方向にＬｌに起電力が生じてＣ３には
直流電圧が得られる。Ｃ１の電圧は負荷５に直流を供給
する。

負荷５に供給される電圧Ｖｏは、上記Ｔｒ　３のオン／
オフによって作られるパルスの周期をＴ１オンの時間を
ｔ。Ｍとすると、 Ｖｏ＝　（Ｎｓ／Ｎｐ）　・Ｖｉ−Ｄ （ここにＶｉは直流電源１の電圧である。又、Ｄ−ｔ。

Ｎ／Ｔを時比率と称する） で与えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上述のＤＣ−ＤＣコンバータにおいては、
ＤＣ−ＤＣコンバータの大きさは同一出力であれば変換
周波数に関係し、周波数を高めるほどトランスや整流用
チョークコイル、コンデンサ等を小型化することができ
る。しかし一方で高周波化を行う場合、トランス内の捲
線の近接効果や表皮効果によるトランスの特性の劣化が
ＤＣ−ＤＣコンバータの小型化を阻害するという問題点
があった。

したがって本発明の目的は、高周波化が可能で、小型、
高性能のＤＣ−ＤＣコンバータを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は第１図に示す回路構成の（）Ｃ−ＤＣコン
バータによって解決される。

即ち第１図において、２１は１次側及び２次側にそれぞ
れ複数個の捲線Ｎｐ＋−Ｎｐｎ及びＮｓ、〜Ｎｓ。

を有し、１次側又は２次側のどちらか一方の捲線を直列
に、他方を並列に接続したトランス部である。

３０はトランス部２１の１次捲線の一端と直流電源の間
に挿入され、制御信号によりオン／オフ動作を行うスイ
ッチ素子である。

４０はトランス部２１の２次１８線の両端に接続され入
力信号を整流して平滑化する直流平滑化回路である。

６０は直流平滑化回路の出力状態によりスイッチ素子を
所定の時間、オン／オフ制御する制御信号を出力する制
御回路である。

〔作　用〕

トランスの高周波特性を改善するためには、１次捲線Ｎ
ｐと２次捲線Ｎｓの結合を蜜にする必要があり、導体の
近接効果を低減させる方法として１次捲線と２次捲線を
近接して交互に巻（、いわゆるパイフィラー巻きが知ら
れている。このようなトランスを実現するためには１次
捲線数と２次捲線数が等しいトランスが適しており、こ
れを用いてＤＣ−ＤＣコンバータを構成することによっ
て高周波化し、小型化を図ることができる。

巻き数比が１対１のトランスを用いて所要の電圧を得る
ために、第１図（ａ）に示すように１次捲線Ｎｐ、−ｗ
Ｎｐ、を直列接続し２次捲線Ｎｓ、　〜Ｎｓ、を並列接
続する。あるいは第１図伽）に示すように１次捲線ＮＰ
＋〜Ｎｐ、を並列接続し２次捲線Ｎｓ、〜Ｎｓ。

を直列接続する。前者は降圧回路であり、後者は昇圧回
路である。

第１図（ａ）においては、１次捲線Ｎ９＋　〜Ｎ９ｎと
２次確線Ｎｓ、〜Ｎｓ、をそれぞれ直列及び並列接続す
るため、それぞれのトランス２１−１〜２１−ｎの負荷
は平衡する。即ち、直列接続された１次捲線Ｎｐ＋〜Ｎ
ｐ７には同一電流が流れており、１つのトランスの２次
捲線の負荷電流が減少する時には１次捲線ＮＰ＋〜Ｎｐ
ｎより巻き数比に反比例した電流が各トランスの２次捲
線を介して負荷に供給され、平衡状態を保つ。

第１図し）においては、出力電流Ｉｏがそれぞれのトラ
ンス２４−１〜２４−ｎの２次捲線Ｎｓ、　〜Ｎｓ、に
共通に流れ、一方、１次捲線Ｎｐ＋〜Ｎｐアには巻数比
に反比例した電流が流れる結果トランス間の負荷分担は
平衡する。

このようにして、高周波化が可能で、小型、高性能のＤ
Ｃ−ＤＣコンバータを作ることができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の第１の実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ
の回路図である。

第３図は本発明の第２の実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ
の回路図である。

全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

第２図及び第３図に示すＤＣ−ＤＣコンバータの回路は
フォワード型ＤＣ−ＤＣコンバータの一例であり、第２
図は３対ｌに降圧する場合、第３図は１対３に昇圧する
場合を示している。

第２図において、２−１〜２−３はそれぞれｌ対ｌのト
ランスである。負荷５の両端の電圧を負荷電圧検出回路
Ｒの端子ｒにより検出して制御回路６に入力し、負荷電
流に応じてＴｒ　３のオン／オフの時間を制御して出力
電圧を安定化する点は従来例と同じである。

トランス２−１〜２−３の１次捲線Ｎｐ、　％Ｎｐ、に
流れる電流ｉｏと２次捲線Ｎｓ＋〜Ｎｓ＝に流れる電流
ｉＩ〜ｉ、との間の関係は、１ｏ＝ｉＩ＝ｉｚ＝ｉ３で
ある。

又、出力電圧Ｖｏは Ｖｏ＝　（１／３）　　・Ｖｉ−Ｄ （ここにＤ　＝　ｔ　ＯＮ／　Ｔ　） で与えられる。

そして入力電圧Ｖｉを４８Ｖ、時比率りを０．３１５と
する時、出力電圧Ｖｏとして約５ｖが得られる。

第３図に示す昇圧回路の場合も、基本的動作は第２図に
示す降圧回路と同じである。ただし、トランス２−４〜
２−６の１次捲線Ｎ１）４〜Ｎり６に流れる電流ｉ４、
ｉ３、ｉ６と２次捲線Ｎｓ、　〜Ｎｓ、に流れるＴ。

との間の関係は、Ｉ　４　＝　ｉ　５　＝　ｉ　６　＝
　Ｉ　Ｏである。出力電圧Ｖｏは、 ｖｏ＝３・ｖｉ−Ｄ で与えられる。

が得られ、ＤＣ−ＤＣコンバータの高周波化が容易にな
り、小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の第１の実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ
の回路図、 第３図は本発明の第２の実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ
の回路図、 第４図は従来例のＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である
。 図において ２Ｉはトランス部 を示す。 〔発明の効果〕 以上説明のように本発明によれば、トランスを複数個用
いることにより高周波特性の優れた特性９ｙＩＣ（ 蒲＠＠曵（ −（ｆ＠璽祷臂） 嘗塚？ Ｐｌ環慄常（

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １次側及び２次側にそれぞれ複数個の捲線（Ｎｐ＿ｉ〜
   Ｎｐ＿ｎ及びＮｓ＿ｉ〜Ｎｓ＿ｎ）を有し、１次側又は
   ２次側のどちらか一方の捲線を直列に、他方を並列に接
   続したトランス部（２１）と、 該トランス部（２１）の１次捲線の一端と直流電源の間
   に挿入され、制御信号によりオン／オフ動作を行うスイ
   ッチ素子（３０）と、 該トランス部（２１）の２次捲線の両端に接続され、入
   力信号を整流して平滑化する直流平滑化回路（４０）と
   、 該直流平滑化回路の出力状態により該スイッチ素子を所
   定の時間、オン／オフ制御する制御信号を出力する制御
   回路（６０）とを有することを特徴とするＤＣ−ＤＣコ
   ンバータ。