JPH0242075Y2 - - Google Patents
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- JPH0242075Y2 JPH0242075Y2 JP3506484U JP3506484U JPH0242075Y2 JP H0242075 Y2 JPH0242075 Y2 JP H0242075Y2 JP 3506484 U JP3506484 U JP 3506484U JP 3506484 U JP3506484 U JP 3506484U JP H0242075 Y2 JPH0242075 Y2 JP H0242075Y2
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は制御回路からの制御信号によりスイツ
チング素子をスイツチング動作させ、直流入力を
変成して直流電力を得るDC−DCコンバータに関
する。
チング素子をスイツチング動作させ、直流入力を
変成して直流電力を得るDC−DCコンバータに関
する。
第１図は一般的なDC−DCコンバータの回路図
である。同図において、スイツチング素子例えば
トランジスタQ1，Q2を夫々トランジスタ駆動回
路１，２でスイツチングすることにより、直流入
力電源３からフイルタ４を介して供給される直流
電圧を高周波交流電圧に変換し、変圧器T1の１
次巻線N11，N12を介して２次巻線N2に高周波交
流電圧を発生させ、更に整流器５で整流しコンデ
ンサC1で平滑して負荷６に直流電圧を供給する。
ここでフイルタ４は、リアクトルL1，L2、コン
デンサC2，C3、変流器CT1、ダイオードD1から
成り、トランジスタQ1，Q2で発生する高周波電
流を平滑して、直流入力電源３の雑音電圧を低減
するローパスフイルタである。又、CT2，CT3は
変流器、R1，R2は抵抗、７は制御回路である。
第２図は第１図のDC−DCコンバータが昇圧モー
ドで動作しているときの波形図でイはトランジス
タQ1のコレクタ電流iQ1ロはトランジスタ２のコ
レクタ電流iQ2ハはトランジスタQ1，Q2のコレク
タ電流の和で変流器CT1の１次巻線に流れる入力
電流iCT1ニは変圧器T1の２次巻線N2に流れる出力
電流iN2ホはトランジスタQ1のベース駆動信号eQ1B
ヘはトランジスタQ2のベース駆動信号eQ2Bを示
す。
である。同図において、スイツチング素子例えば
トランジスタQ1，Q2を夫々トランジスタ駆動回
路１，２でスイツチングすることにより、直流入
力電源３からフイルタ４を介して供給される直流
電圧を高周波交流電圧に変換し、変圧器T1の１
次巻線N11，N12を介して２次巻線N2に高周波交
流電圧を発生させ、更に整流器５で整流しコンデ
ンサC1で平滑して負荷６に直流電圧を供給する。
ここでフイルタ４は、リアクトルL1，L2、コン
デンサC2，C3、変流器CT1、ダイオードD1から
成り、トランジスタQ1，Q2で発生する高周波電
流を平滑して、直流入力電源３の雑音電圧を低減
するローパスフイルタである。又、CT2，CT3は
変流器、R1，R2は抵抗、７は制御回路である。
第２図は第１図のDC−DCコンバータが昇圧モー
ドで動作しているときの波形図でイはトランジス
タQ1のコレクタ電流iQ1ロはトランジスタ２のコ
レクタ電流iQ2ハはトランジスタQ1，Q2のコレク
タ電流の和で変流器CT1の１次巻線に流れる入力
電流iCT1ニは変圧器T1の２次巻線N2に流れる出力
電流iN2ホはトランジスタQ1のベース駆動信号eQ1B
ヘはトランジスタQ2のベース駆動信号eQ2Bを示
す。
トランジスタQ2が導通中時刻ｔ＝t0でトランジ
スタQ1を導通させると出力への電流伝達は遮断
され、変流器CT1の１次電流iCT1は時刻ｔ＝t0で
の電流をI0とし、直流入力電源３の電圧をEi、変
流器CT1の１次巻線のインダクタンスをＬとする
と(1)式に示すようにEi／Ｌの傾きで上昇する。
スタQ1を導通させると出力への電流伝達は遮断
され、変流器CT1の１次電流iCT1は時刻ｔ＝t0で
の電流をI0とし、直流入力電源３の電圧をEi、変
流器CT1の１次巻線のインダクタンスをＬとする
と(1)式に示すようにEi／Ｌの傾きで上昇する。
iCT1＝Ei／Ｌｔ＋I0 ……(1)
この時、変流器CT1の２次巻線に２次電圧が発
生するがダイオードD1に阻止されるので電流は
流れない。又、トランジスタQ1，Q2の電流は変
流器CT1の電流を分流しトランジスタQ2の電流
は1/2に減少しトランジスタQ1とトランジスタQ2
には等しい電流が流れる。
生するがダイオードD1に阻止されるので電流は
流れない。又、トランジスタQ1，Q2の電流は変
流器CT1の電流を分流しトランジスタQ2の電流
は1/2に減少しトランジスタQ1とトランジスタQ2
には等しい電流が流れる。
次に時刻ｔ＝t1でトランジスタQ2をオフさせる
とトランジスタQ1にはトランジスタQ2に流れた
電流が加わり入力電流iCT1と等しくなり、入力電
流iCT1は出力に伝達され入力電流式はトランジス
タQ1，Q2の同時導通期間をτ、出力電圧をE0と
すると iCT1＝Ei−E0／Ｌｔ＋Ei／Ｌτ＋I0 ……(2) となる。そして時刻ｔ＝t2でトランジスタQ2をオ
ンさせると時刻ｔ＝t0の時と同様になり、出力へ
の電流伝達は遮断される。そして時刻ｔ＝t2での
入力電流はｔ＝t0でのそれと等しくなるので(1)式
と(2)式より出力電圧E0はコンバータの動作周期
をＴとすると次式のようになる。
とトランジスタQ1にはトランジスタQ2に流れた
電流が加わり入力電流iCT1と等しくなり、入力電
流iCT1は出力に伝達され入力電流式はトランジス
タQ1，Q2の同時導通期間をτ、出力電圧をE0と
すると iCT1＝Ei−E0／Ｌｔ＋Ei／Ｌτ＋I0 ……(2) となる。そして時刻ｔ＝t2でトランジスタQ2をオ
ンさせると時刻ｔ＝t0の時と同様になり、出力へ
の電流伝達は遮断される。そして時刻ｔ＝t2での
入力電流はｔ＝t0でのそれと等しくなるので(1)式
と(2)式より出力電圧E0はコンバータの動作周期
をＴとすると次式のようになる。
E0＝Ei／１−２τ／Τ ……(3)
(3)式よりτ＞０であればE0はEiより大きくなる
ので昇圧モードという。そしてτを大きくする程
昇圧される。一方時刻ｔ＝t1〜t2の間変流器CT1
の２次巻線には第１図に示した・印の方向に起電
力が発生し、この電圧が入力電圧Eiを越えるとダ
イオードD1が導通する為、変流器CT1の１次巻
線電圧は入力電圧Eiを１次巻線に換算した電圧に
クランプされる。従つて変流器CT1の巻数比が
１：１であれば出力電圧は入力電圧の２倍まで昇
圧可能となる。尚、トランジスタQ1，Q2の同時
導通期間τを零にすると入力電圧と出力電圧は等
しくなり、逆にトランジスタの導通期間を1/2以
下にし同時オフ期間を設けると同時オフ期間に変
流器CT1の１次巻線に流れる電流は２次巻線を介
して直流入力電源３に帰還され出力電圧は入力電
圧より下がるので同時オフ期間を有して動作する
場合を降下モードという。この降下モード時の出
力電圧はオン期間をtpoとすると E0＝Ei（4tpo−Ｔ／2tpo） ……(4) となり、1/4導通（tpo＝Ｔ／４）で出力電圧は零
となる。
ので昇圧モードという。そしてτを大きくする程
昇圧される。一方時刻ｔ＝t1〜t2の間変流器CT1
の２次巻線には第１図に示した・印の方向に起電
力が発生し、この電圧が入力電圧Eiを越えるとダ
イオードD1が導通する為、変流器CT1の１次巻
線電圧は入力電圧Eiを１次巻線に換算した電圧に
クランプされる。従つて変流器CT1の巻数比が
１：１であれば出力電圧は入力電圧の２倍まで昇
圧可能となる。尚、トランジスタQ1，Q2の同時
導通期間τを零にすると入力電圧と出力電圧は等
しくなり、逆にトランジスタの導通期間を1/2以
下にし同時オフ期間を設けると同時オフ期間に変
流器CT1の１次巻線に流れる電流は２次巻線を介
して直流入力電源３に帰還され出力電圧は入力電
圧より下がるので同時オフ期間を有して動作する
場合を降下モードという。この降下モード時の出
力電圧はオン期間をtpoとすると E0＝Ei（4tpo−Ｔ／2tpo） ……(4) となり、1/4導通（tpo＝Ｔ／４）で出力電圧は零
となる。
このように動作するDC−DCコンバータにおい
て、インバータ等低周波の交流成分が流れる負荷
が接続されると、上記DC−DCコンバータの入力
電流は脈動する。しかしながら通信用電源に使用
される直流電源に交流成分が流れると雑音電圧が
発生し通信障害を起す為、通信用電源に接続され
る装置は雑音電圧に対して厳しく規定される。し
かも、高周波の雑音電圧は小さなフイルタで容易
に減衰するが、低周波の低減は大きなフイルタを
必要とし、重さ、形状、価格とも装置に占める割
合は大きなものとなつている。
て、インバータ等低周波の交流成分が流れる負荷
が接続されると、上記DC−DCコンバータの入力
電流は脈動する。しかしながら通信用電源に使用
される直流電源に交流成分が流れると雑音電圧が
発生し通信障害を起す為、通信用電源に接続され
る装置は雑音電圧に対して厳しく規定される。し
かも、高周波の雑音電圧は小さなフイルタで容易
に減衰するが、低周波の低減は大きなフイルタを
必要とし、重さ、形状、価格とも装置に占める割
合は大きなものとなつている。
本考案は以上の欠点を全て除去する新規なDC
−DCコンバータを提供するものである。
−DCコンバータを提供するものである。
第３図は本考案に使用されるDC−DCコンバー
タの制御回路の一実施例を示す図である。同図に
おいて、８は整流器、９は誤差増幅器、１０は基
準電源、１１，１２は電圧比較器、１３は論理回
路、１４は基準信号発生器、Q3，Q4はトランジ
スタ、D2，D3はダイオード、C4〜C6はコンデン
サ、R3〜R6は抵抗である。第１図及び第３図に
おいて、変圧器T1の３次巻線N3から得られる電
圧を整流器８、コンデンサC4により整流・平滑
して出力電圧E0に比例した平均値電圧E0′を得
る。。その平均値電圧E0′を抵抗R3を介して誤差増
幅器９の負入力端子へ入力し、正入力端子には基
準電圧１０を接続して第１の基準電圧Eref1を入
力する。誤差増幅器９の出力電圧e0は、 e0＝R3＋R4／R3｛Eref1−E0′（１−R3／R3＋R4）｝ ……(5) となり、R3／（R3＋R4）＜＜１であれば(5)式は e0≒Ｇ（Eref1−E0′） ……(6) 但しＧ＝（R3＋R4）／R3 となり、第１の基準電圧Eref1と平均値電圧E0′と
の誤差電圧を増幅した電圧となる。そして増幅器
の出力電圧e0を第２の基準電圧Eref2とし電圧比較
器１１，１２の夫々負入力端子へ接続し、正入力
端子にはコンデンサC5，C6を接続し夫々電流iC5，
iC6で時刻ｔ＝t0より充電すると例えばコンデンサ
C5の電位Vc5は、 Vc5＝１／C5∫iCdt ……(7) となり、コンデンサC5の電位Vc5と第２の基準電
圧Eref2（＝e0）とが一致すると電圧比較器１１の
出力はＬレベルからＨレベルへ移動する。この移
動時刻ｔ＝t3でトランジスタQ1をオフさせるとト
ランジスタQ1は （Eref1−E0′）Ｇ＝Vc5 ……(8) となるように制御する。Vc5／Ｇが非常に小さく
なるよう設定すれば(8)式はE0′≒Eref1となり出力
電圧をほぼ定電圧に保つことができる。
タの制御回路の一実施例を示す図である。同図に
おいて、８は整流器、９は誤差増幅器、１０は基
準電源、１１，１２は電圧比較器、１３は論理回
路、１４は基準信号発生器、Q3，Q4はトランジ
スタ、D2，D3はダイオード、C4〜C6はコンデン
サ、R3〜R6は抵抗である。第１図及び第３図に
おいて、変圧器T1の３次巻線N3から得られる電
圧を整流器８、コンデンサC4により整流・平滑
して出力電圧E0に比例した平均値電圧E0′を得
る。。その平均値電圧E0′を抵抗R3を介して誤差増
幅器９の負入力端子へ入力し、正入力端子には基
準電圧１０を接続して第１の基準電圧Eref1を入
力する。誤差増幅器９の出力電圧e0は、 e0＝R3＋R4／R3｛Eref1−E0′（１−R3／R3＋R4）｝ ……(5) となり、R3／（R3＋R4）＜＜１であれば(5)式は e0≒Ｇ（Eref1−E0′） ……(6) 但しＧ＝（R3＋R4）／R3 となり、第１の基準電圧Eref1と平均値電圧E0′と
の誤差電圧を増幅した電圧となる。そして増幅器
の出力電圧e0を第２の基準電圧Eref2とし電圧比較
器１１，１２の夫々負入力端子へ接続し、正入力
端子にはコンデンサC5，C6を接続し夫々電流iC5，
iC6で時刻ｔ＝t0より充電すると例えばコンデンサ
C5の電位Vc5は、 Vc5＝１／C5∫iCdt ……(7) となり、コンデンサC5の電位Vc5と第２の基準電
圧Eref2（＝e0）とが一致すると電圧比較器１１の
出力はＬレベルからＨレベルへ移動する。この移
動時刻ｔ＝t3でトランジスタQ1をオフさせるとト
ランジスタQ1は （Eref1−E0′）Ｇ＝Vc5 ……(8) となるように制御する。Vc5／Ｇが非常に小さく
なるよう設定すれば(8)式はE0′≒Eref1となり出力
電圧をほぼ定電圧に保つことができる。
次にコンデンサC5を充電する手段としてトラ
ンジスタQ1のコレクタ電流を使用し、変流器
CT2の変流比をＮとすると、(1)式、(2)式、(3)式よ
り Vc5＝１／C5∫icdt＝Ｔ／２・１／C5 （I0＋Ei／2Lτ）／Ｎ ……(9) となる。一方入力電流の平均値iCT1は iCT1＝I0＋Ei／2Lτ ……(10) となり、(9)式と(10)式より Vc5＝Ｔ／２・１／C5・１／NiCT1 ……(11) となる。Ｔはコンバータの動作周期であるから、
コンデンサC5の充電々圧Vc5は入力電流の平均値
iCT1に比例する。従つてトランジスタQ1は毎導通
時コレクタ電流iQ1を入力電流iCT1に比例させ毎導
通時同一平均値電流を流すことになる。
ンジスタQ1のコレクタ電流を使用し、変流器
CT2の変流比をＮとすると、(1)式、(2)式、(3)式よ
り Vc5＝１／C5∫icdt＝Ｔ／２・１／C5 （I0＋Ei／2Lτ）／Ｎ ……(9) となる。一方入力電流の平均値iCT1は iCT1＝I0＋Ei／2Lτ ……(10) となり、(9)式と(10)式より Vc5＝Ｔ／２・１／C5・１／NiCT1 ……(11) となる。Ｔはコンバータの動作周期であるから、
コンデンサC5の充電々圧Vc5は入力電流の平均値
iCT1に比例する。従つてトランジスタQ1は毎導通
時コレクタ電流iQ1を入力電流iCT1に比例させ毎導
通時同一平均値電流を流すことになる。
一方トランジスタQ2もトランジスタQ1と同様
に時刻ｔ＝t2でオンさせ、コンデンサC6を充電し
該コンデンサC6の充電々圧Vc6と第２の基準電圧
Eref2とが等しくなる時刻ｔ＝t5でオフさせること
によりトランジスタQ1とトランジスタQ2の電流
は等しくなり入力電流を負荷電流の脈動に影響さ
れることなく制御すると同時に出力電圧の平均値
を定電圧に保つ。又、入力雑音電圧用ローパスフ
イルタはトランジスタQ1，Q2の動作周波数に対
するものでよく小さなものでよい。
に時刻ｔ＝t2でオンさせ、コンデンサC6を充電し
該コンデンサC6の充電々圧Vc6と第２の基準電圧
Eref2とが等しくなる時刻ｔ＝t5でオフさせること
によりトランジスタQ1とトランジスタQ2の電流
は等しくなり入力電流を負荷電流の脈動に影響さ
れることなく制御すると同時に出力電圧の平均値
を定電圧に保つ。又、入力雑音電圧用ローパスフ
イルタはトランジスタQ1，Q2の動作周波数に対
するものでよく小さなものでよい。
以上述べたように本考案は制御回路からの制御
信号によりスイツチング素子をスイツチング動作
させ、直流入力を変成して直流出力を得るDC−
DCコンバータにおいて、上記制御回路が、上記
DC−DCコンバータの出力電圧の平均値に比例す
る電圧と基準電圧との差に比例する誤差電圧を得
る誤差増幅器と、該誤差電圧と上記スイツチング
素子を流れる電流の積分値に比例する電圧とを比
較して、この電圧と上記誤差電圧とが等しくなる
ように上記スイツチング素子の導通期間を制御す
る電圧比較器とからなることを特徴とするDC−
DCコンバータである。
信号によりスイツチング素子をスイツチング動作
させ、直流入力を変成して直流出力を得るDC−
DCコンバータにおいて、上記制御回路が、上記
DC−DCコンバータの出力電圧の平均値に比例す
る電圧と基準電圧との差に比例する誤差電圧を得
る誤差増幅器と、該誤差電圧と上記スイツチング
素子を流れる電流の積分値に比例する電圧とを比
較して、この電圧と上記誤差電圧とが等しくなる
ように上記スイツチング素子の導通期間を制御す
る電圧比較器とからなることを特徴とするDC−
DCコンバータである。
本考案はこのような特徴を有するので、インバ
ータ等低周波の交流成分が流れる負荷が接続され
負荷に交流電流が流れても、小型の高周波用ロー
パスフイルタで入力電流の脈動を平滑し、入力の
雑音電圧を低減し、出力電圧の平均値を定電圧に
制御できる。
ータ等低周波の交流成分が流れる負荷が接続され
負荷に交流電流が流れても、小型の高周波用ロー
パスフイルタで入力電流の脈動を平滑し、入力の
雑音電圧を低減し、出力電圧の平均値を定電圧に
制御できる。
第１図は一般的なDC−DCコンバータの回路
図、第２図は第１図のDC−DCコンバータが昇圧
モードで動作しているときの波形図、第３図は本
考案に使用されるDC−DCコンバータの制御回路
の一実施例を示す図である。 １，２……トランジスタ駆動回路、３……直流
入力電源、４……フイルタ、５，８……整流器、
６……負荷、７……制御回路、９……誤差増幅
器、１０……基準電源、１１，１２……電圧比較
器、１３……論理回路、１４……基準信号発生
器、Q1〜Q4……トランジスタ、T1……変圧器、
C1〜C6……コンデンサ、L1，L2……リアクトル、
CT1〜CT3……変流器、D1〜D3……ダイオード、
R1〜R6……抵抗。
図、第２図は第１図のDC−DCコンバータが昇圧
モードで動作しているときの波形図、第３図は本
考案に使用されるDC−DCコンバータの制御回路
の一実施例を示す図である。 １，２……トランジスタ駆動回路、３……直流
入力電源、４……フイルタ、５，８……整流器、
６……負荷、７……制御回路、９……誤差増幅
器、１０……基準電源、１１，１２……電圧比較
器、１３……論理回路、１４……基準信号発生
器、Q1〜Q4……トランジスタ、T1……変圧器、
C1〜C6……コンデンサ、L1，L2……リアクトル、
CT1〜CT3……変流器、D1〜D3……ダイオード、
R1〜R6……抵抗。
Claims (1)
- 制御回路からの制御信号によりスイツチング素
子をスイツチング動作させ、直流入力を変成して
直流出力を得るDC−DCコンバータにおいて、上
記制御回路が、上記DC−DCコンバータの出力電
圧の平均値に比例する電圧と基準電圧との差に比
例する誤差電圧を得る誤差増幅器と、該誤差電圧
と上記スイツチング素子を流れる電流の積分値に
比例する電圧とを比較して、この電圧と上記誤差
電圧とが等しくなるように上記スイツチング素子
の導通期間を制御する電圧比較器とからなること
を特徴とするDC−DCコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3506484U JPS60147986U (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3506484U JPS60147986U (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60147986U JPS60147986U (ja) | 1985-10-01 |
| JPH0242075Y2 true JPH0242075Y2 (ja) | 1990-11-08 |
Family
ID=30539009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3506484U Granted JPS60147986U (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60147986U (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63299770A (ja) * | 1987-05-27 | 1988-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スイッチングレギュレ−タ装置 |
| JPH0626472B2 (ja) * | 1987-10-02 | 1994-04-06 | 横河電機株式会社 | 直流電源装置 |
| JP4677292B2 (ja) * | 2005-06-20 | 2011-04-27 | オリジン電気株式会社 | 電源装置 |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP3506484U patent/JPS60147986U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60147986U (ja) | 1985-10-01 |
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