JPH04105552A - Dc―dcコンバータ - Google Patents
Dc―dcコンバータInfo
- Publication number
- JPH04105552A JPH04105552A JP22352190A JP22352190A JPH04105552A JP H04105552 A JPH04105552 A JP H04105552A JP 22352190 A JP22352190 A JP 22352190A JP 22352190 A JP22352190 A JP 22352190A JP H04105552 A JPH04105552 A JP H04105552A
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- Japan
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- resonant
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 26
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はDC−DCコンバータに係り、詳しくはインダ
クタとコンデンサとで共振を起こさせて、スイッチング
素子のスイッチングロスを低減させる共振型コンバータ
に関するものである。
クタとコンデンサとで共振を起こさせて、スイッチング
素子のスイッチングロスを低減させる共振型コンバータ
に関するものである。
[従来の技術]
この種のDC−DCコンバータとしては第5図に示すよ
うに、直流電源Eに対してスイッチング用トランジスタ
Q1ダイオード31、共振用インダクタL1及び共振用
コンデンサCIが直列に接続されるとともに、共振用イ
ンダクタL1と共振用コンデンサCIとの間の接続点に
ダイオード32が接続された共振スイッチ部33と、フ
ィルタ用インダクタL2、フィルタ用コンデンサc2及
びダイオード34からなるフィルタ部35とを備えてい
る。又、スイッチング用トランジスタQのコレクタ端子
と直流電源Eのマイナス端子との間に、配線のインダク
タンスによるサージの発生を抑えるためのコンデンサC
Oが接続されている。
うに、直流電源Eに対してスイッチング用トランジスタ
Q1ダイオード31、共振用インダクタL1及び共振用
コンデンサCIが直列に接続されるとともに、共振用イ
ンダクタL1と共振用コンデンサCIとの間の接続点に
ダイオード32が接続された共振スイッチ部33と、フ
ィルタ用インダクタL2、フィルタ用コンデンサc2及
びダイオード34からなるフィルタ部35とを備えてい
る。又、スイッチング用トランジスタQのコレクタ端子
と直流電源Eのマイナス端子との間に、配線のインダク
タンスによるサージの発生を抑えるためのコンデンサC
Oが接続されている。
そして、このDC−DCコンバータにおいては、スイッ
チング用トランジスタQにベース電流IBが流れる時に
スイッチング用トランジスタQがオンし、それに伴って
負荷36に電圧が印加される。
チング用トランジスタQにベース電流IBが流れる時に
スイッチング用トランジスタQがオンし、それに伴って
負荷36に電圧が印加される。
又、スイッチング用トランジスタQのコレクタ電流I
E 、コレクタ・GND間電圧Va、コンデンサCI両
端電圧vb1コンデンサ02両端電圧Vcは第6図に示
すように変化する。
E 、コレクタ・GND間電圧Va、コンデンサCI両
端電圧vb1コンデンサ02両端電圧Vcは第6図に示
すように変化する。
又、第7図に示すように、容量を増大させる為にスイッ
チング用トランジスタQ、共振用インダクタL1及び共
振用コンデンサCIからなる回路を複数並列に接続した
共振スイッチ部37を設けるとともに、各スイッチング
用トランジスタQを同期して駆動制御するようにしたも
のもある。
チング用トランジスタQ、共振用インダクタL1及び共
振用コンデンサCIからなる回路を複数並列に接続した
共振スイッチ部37を設けるとともに、各スイッチング
用トランジスタQを同期して駆動制御するようにしたも
のもある。
[発明が解決しようとする課題]
ところが、前記従来のDC−DCコンバータではスイッ
チング用トランジスタQのコレクタ電流IEすなわち入
力電流のリップル分が大きいため、コンデンサCOの容
量を大きくする必要かあるだけでなく、フィルタ部35
を構成するフィルタ用インダクタL2及びフィルタ用コ
ンデンサC2も大型化し、コンバータ全体が大型化する
という問題がある。
チング用トランジスタQのコレクタ電流IEすなわち入
力電流のリップル分が大きいため、コンデンサCOの容
量を大きくする必要かあるだけでなく、フィルタ部35
を構成するフィルタ用インダクタL2及びフィルタ用コ
ンデンサC2も大型化し、コンバータ全体が大型化する
という問題がある。
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は共振スイッチ部を流れる入力電流のリップル
分を減少することができ、コンバータの小型化及び出力
ノイズの減少を図ることができるDC−DCコンバータ
を提供することにある。
その目的は共振スイッチ部を流れる入力電流のリップル
分を減少することができ、コンバータの小型化及び出力
ノイズの減少を図ることができる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]
前記の目的を達成するため本発明においては、スイッチ
ング素子に対してインダクタとコンデンサとからなる共
振回路が直列に接続された回路を直流電源に対して複数
並列に接続して共振スイッチ部を構成し、その合成電流
をフィルタ部に供給するDc−DCコンバータにおいて
、前記各スイッチング素子への駆動信号を所定周期で位
相をずらせて出力する駆動回路を設けた。
ング素子に対してインダクタとコンデンサとからなる共
振回路が直列に接続された回路を直流電源に対して複数
並列に接続して共振スイッチ部を構成し、その合成電流
をフィルタ部に供給するDc−DCコンバータにおいて
、前記各スイッチング素子への駆動信号を所定周期で位
相をずらせて出力する駆動回路を設けた。
[作用]
駆動回路からの駆動信号に基づき、共振スイッチ部の各
スイッチング素子が所定周期で位相をずらせた状態で駆
動され、各スイッチング素子を流れる電流が合成されて
フィルタ部へ供給される。
スイッチング素子が所定周期で位相をずらせた状態で駆
動され、各スイッチング素子を流れる電流が合成されて
フィルタ部へ供給される。
各共振回路が並列に接続され、しかも所定周期で位相が
ずれた状態で電流が流れるため、フィルタ部へ出力され
るその合成電流はリップル分が減少する。フィルタ部へ
供給された電流はフィルタ部で平滑化されて負荷に供給
される。
ずれた状態で電流が流れるため、フィルタ部へ出力され
るその合成電流はリップル分が減少する。フィルタ部へ
供給された電流はフィルタ部で平滑化されて負荷に供給
される。
[実施例1]
以下、本発明を具体化した第1実施例を第1゜2図に従
って説明する。
って説明する。
第1図に示すように、スイッチング素子としてのPNP
型トランジスタからなるスイッチング用トランジスタQ
l、Q2.Q3.Q4と、共振用インダクタ1,2,3
.4と、共振用コンデンサ5.6,7.8とがそれぞれ
直列に接続された各共振回路が、直流電源Eに対して入
力用インダクタLinを介して並列に接続されている。
型トランジスタからなるスイッチング用トランジスタQ
l、Q2.Q3.Q4と、共振用インダクタ1,2,3
.4と、共振用コンデンサ5.6,7.8とがそれぞれ
直列に接続された各共振回路が、直流電源Eに対して入
力用インダクタLinを介して並列に接続されている。
入力用インダクタLinは配線のインダクタンス分であ
ってもよい。各スイッチング用トランジスタQl、Q2
゜Q3.Q4のエミッタ端子はコンデンサCinを介し
て接地されている。又、各共振用コンデンサ5゜6.7
.8は一端が接地されている。各共振用インダクタl、
2,3.4と各共振用コンデンサ5゜6、 7. 8と
の間の各接続点p 1. p 2. p 3. p 4
はそれぞれダイオード9,10,11.12を介してフ
ィルタ部Fのフィルタ用インダクタ13に接続されてい
る。前記スイッチング用トランジスタQl、Q2.Q3
.、Q4と、共振用インダクタ1゜2.3.4と、共振
用コンデンサ5,6,7.8と、ダイオード9,10,
11.12とにより共振スイッチ部Sが構成されている
。
ってもよい。各スイッチング用トランジスタQl、Q2
゜Q3.Q4のエミッタ端子はコンデンサCinを介し
て接地されている。又、各共振用コンデンサ5゜6.7
.8は一端が接地されている。各共振用インダクタl、
2,3.4と各共振用コンデンサ5゜6、 7. 8と
の間の各接続点p 1. p 2. p 3. p 4
はそれぞれダイオード9,10,11.12を介してフ
ィルタ部Fのフィルタ用インダクタ13に接続されてい
る。前記スイッチング用トランジスタQl、Q2.Q3
.、Q4と、共振用インダクタ1゜2.3.4と、共振
用コンデンサ5,6,7.8と、ダイオード9,10,
11.12とにより共振スイッチ部Sが構成されている
。
フィルタ部Fを構成するフィルタ用インダクタ13は負
荷14を介して接地され、フィルタ用コンデンサ15が
負荷14に対して並列に接続されている。又、前記各ダ
イオード9. 10. 11゜12とフィルタ用インダ
クタ13との間の接続点はフライホイールダイオード1
6を介して接地されている。前記フィルタ用インダクタ
13、フィルタ用コンデンサ15及びフライホイールダ
イオード16によりフィルタ部Fが構成されている。
荷14を介して接地され、フィルタ用コンデンサ15が
負荷14に対して並列に接続されている。又、前記各ダ
イオード9. 10. 11゜12とフィルタ用インダ
クタ13との間の接続点はフライホイールダイオード1
6を介して接地されている。前記フィルタ用インダクタ
13、フィルタ用コンデンサ15及びフライホイールダ
イオード16によりフィルタ部Fが構成されている。
前記共振スイッチ部Sの各スイッチング用トランジスタ
Ql、Q2.Q3.Q4へ駆動信号を出力する駆動回路
りを構成する高周波発信回路17はカウンタ18を介し
てデコーダ19に接続され、デコーダ19は8個の出力
端子のうちの4個の出力端子と接続されたNORゲート
20〜23を介して各スイッチング用トランジスタQl
、Q2゜Q3.Q4のベース端子に接続されている。
Ql、Q2.Q3.Q4へ駆動信号を出力する駆動回路
りを構成する高周波発信回路17はカウンタ18を介し
てデコーダ19に接続され、デコーダ19は8個の出力
端子のうちの4個の出力端子と接続されたNORゲート
20〜23を介して各スイッチング用トランジスタQl
、Q2゜Q3.Q4のベース端子に接続されている。
次に前記のように構成されたDC−DCコンバータの作
用について説明する。
用について説明する。
高周波発信回路17からは第2図に示すようにパルス信
号VDが所定周期で出力される。そして、デコーダ19
の第1の出力端子からは、1発目のパルス信号VOの立
ち上がりでHiとなって2発目のパルス信号■0の立ち
上がりでLoとなり、以下(1+ 8 N)発註(Nは
自然数)のパルス信号VOの立ち上がりでHiとなって
(2+8N)発註のパルス信号vOの立ち上がりでLO
となるパルス信号Vlが出力される。又、第2〜第8の
出力端子からは第1の出力端子から出力されるパルス信
号v1と同じ周期でHi及びLoとなり、その立ち上が
り時期の位相がずれた状態のパルス信号V2〜V8が出
力される。
号VDが所定周期で出力される。そして、デコーダ19
の第1の出力端子からは、1発目のパルス信号VOの立
ち上がりでHiとなって2発目のパルス信号■0の立ち
上がりでLoとなり、以下(1+ 8 N)発註(Nは
自然数)のパルス信号VOの立ち上がりでHiとなって
(2+8N)発註のパルス信号vOの立ち上がりでLO
となるパルス信号Vlが出力される。又、第2〜第8の
出力端子からは第1の出力端子から出力されるパルス信
号v1と同じ周期でHi及びLoとなり、その立ち上が
り時期の位相がずれた状態のパルス信号V2〜V8が出
力される。
各スイッチング用トランジスタQ1〜Q4はそのベース
端子が接続された各NORゲート20〜23からのLo
倍信号入力された時オンとなり、直流電源Eから各スイ
ッチング用トランジスタQ1〜Q4を介して共振スイッ
チ部Sに流れる電流IEI−IE4が発生する。各NO
Rゲート20〜23はデコーダ19から当該NORゲー
トの4個の入力端子に入力されるパルス信号の少なくと
も1個がHiの時にLOとなり、対応するスイッチング
用トランジスタQ1〜Q4にベース電流IBI〜IB4
が流れて各トランジスタQ1〜Q4がオンとなる。従っ
て、各スイッチング用トランジスタQ1〜Q4には、高
周波発信回路17のパルス信号VOの4倍の周期でかっ
、それぞれ1/2周期ずつ位相がずれた状態でベース電
流IBI〜IB4が流れ、それに対応して各共振回路に
電流IEI〜IE4が脈動直流として流れる。そして、
各共振回路の電流IEI〜IE4が合成された電流IE
がフィルタ部Fに流れる。
端子が接続された各NORゲート20〜23からのLo
倍信号入力された時オンとなり、直流電源Eから各スイ
ッチング用トランジスタQ1〜Q4を介して共振スイッ
チ部Sに流れる電流IEI−IE4が発生する。各NO
Rゲート20〜23はデコーダ19から当該NORゲー
トの4個の入力端子に入力されるパルス信号の少なくと
も1個がHiの時にLOとなり、対応するスイッチング
用トランジスタQ1〜Q4にベース電流IBI〜IB4
が流れて各トランジスタQ1〜Q4がオンとなる。従っ
て、各スイッチング用トランジスタQ1〜Q4には、高
周波発信回路17のパルス信号VOの4倍の周期でかっ
、それぞれ1/2周期ずつ位相がずれた状態でベース電
流IBI〜IB4が流れ、それに対応して各共振回路に
電流IEI〜IE4が脈動直流として流れる。そして、
各共振回路の電流IEI〜IE4が合成された電流IE
がフィルタ部Fに流れる。
電流IEI〜IE4が合成された電流IEは第2図に示
すように合成前の個々の電流IEI〜IE4に比較して
リップル分が小さくなる。そして、この電流IEがフィ
ルタ部Fに供給され、従来装置と同様にフィルタ用イン
ダクタ13、フィルタ用コンデンサ15及びフライホイ
ールダイオード16の作用により平滑化されて負荷14
に供給される。
すように合成前の個々の電流IEI〜IE4に比較して
リップル分が小さくなる。そして、この電流IEがフィ
ルタ部Fに供給され、従来装置と同様にフィルタ用イン
ダクタ13、フィルタ用コンデンサ15及びフライホイ
ールダイオード16の作用により平滑化されて負荷14
に供給される。
従来装置ではスイッチング用トランジスタのオン・オフ
に対応してフィルタ部に電流IEが断続的に供給される
のに対して、本発明では共振スイッチ部Sの各共振回路
の電流IEI〜I E4はスイッチング用トランジスタ
のオン・オフに対応して断続するが共振スイッチ部Sか
らはフィルタ部Fに電流IEが連続的に供給され、しか
もリップル分が小さいため、フィルタ部Fに使用される
フィルタ用インダクタ13及びフィルタ用コンデンサ1
5に小型のものを使用できる。又、共振スイッチ部Sの
電流IEのリップル分が小さいため、入力用インダクタ
Lin及びコンデンサCinも小型化できる。
に対応してフィルタ部に電流IEが断続的に供給される
のに対して、本発明では共振スイッチ部Sの各共振回路
の電流IEI〜I E4はスイッチング用トランジスタ
のオン・オフに対応して断続するが共振スイッチ部Sか
らはフィルタ部Fに電流IEが連続的に供給され、しか
もリップル分が小さいため、フィルタ部Fに使用される
フィルタ用インダクタ13及びフィルタ用コンデンサ1
5に小型のものを使用できる。又、共振スイッチ部Sの
電流IEのリップル分が小さいため、入力用インダクタ
Lin及びコンデンサCinも小型化できる。
[実施例2]
次に第2実施例を第3,4図に従って説明する。
この実施例では駆動回路りの構成が前記実施例と異なっ
ており、共振スイッチ部S及びフィルタ部Fの構成は同
じである。第3図に示すようにデコーダ24は4個の出
力端子を有し、各出力端子がワンショットマルチバイブ
レーク25〜28を介して共振スイッチ部Sの各スイッ
チング用トランジスタQl、Q2.Q3.Q4のベース
端子にそれぞれ接続されている。第4図に示すようにデ
コーダ24の第1の出力端子からは、高周波発信回路1
7の1発目のパルス信号VOの立ち上がりでHiとなっ
て2発目のパルス信号VOの立ち上がりでLoとなり、
以下(1+4N)発註(Nは自然数)のパルス信号VO
の立ち上がりでHiとなって(2+4N)発註のパルス
信号■0の立ち上がりでLoとなるパルス信号Vlが出
力される。
ており、共振スイッチ部S及びフィルタ部Fの構成は同
じである。第3図に示すようにデコーダ24は4個の出
力端子を有し、各出力端子がワンショットマルチバイブ
レーク25〜28を介して共振スイッチ部Sの各スイッ
チング用トランジスタQl、Q2.Q3.Q4のベース
端子にそれぞれ接続されている。第4図に示すようにデ
コーダ24の第1の出力端子からは、高周波発信回路1
7の1発目のパルス信号VOの立ち上がりでHiとなっ
て2発目のパルス信号VOの立ち上がりでLoとなり、
以下(1+4N)発註(Nは自然数)のパルス信号VO
の立ち上がりでHiとなって(2+4N)発註のパルス
信号■0の立ち上がりでLoとなるパルス信号Vlが出
力される。
又、第2〜第4の出力端子からは第1の出力端子から出
力されるパルス信号V1と同じ周期でHi及びLoとな
り、その立ち上がり時期の位相がずれた状態のパルス信
号V2〜V4が出力される。
力されるパルス信号V1と同じ周期でHi及びLoとな
り、その立ち上がり時期の位相がずれた状態のパルス信
号V2〜V4が出力される。
各ワンショットマルチバイブレータ25〜28はその出
力信号がデコーダ24からのパルス信号の立ち上りでH
iになるとともに、高周波発信回路17のパルス信号v
Oの周期の2倍の期間Hiに保持された後、Loに復帰
するようになっている。
力信号がデコーダ24からのパルス信号の立ち上りでH
iになるとともに、高周波発信回路17のパルス信号v
Oの周期の2倍の期間Hiに保持された後、Loに復帰
するようになっている。
従って、この実施例では各スイッチング用トランジスタ
Ql、Q2.Q3.Q4のベース端子に第4図に示す周
期でベース電流IBが流れる。そして、それに対応して
各スイッチング用トランジスタQl、Q2.Q3.Q4
がオンとなって各共振回路に電流IEI〜IE44が流
れ、共振スイッチ部Sからはその合成電流IEがフィル
タ部Fに供給される。電流IEのピークの大きさは前記
実施例と同じであり、その周期が2倍となる。
Ql、Q2.Q3.Q4のベース端子に第4図に示す周
期でベース電流IBが流れる。そして、それに対応して
各スイッチング用トランジスタQl、Q2.Q3.Q4
がオンとなって各共振回路に電流IEI〜IE44が流
れ、共振スイッチ部Sからはその合成電流IEがフィル
タ部Fに供給される。電流IEのピークの大きさは前記
実施例と同じであり、その周期が2倍となる。
なお、本発明は前記両実施例に限定されるものではなく
、例えば、駆動回路りの構成を変えたり、共振スイッチ
部Sに並列接続される共振回路の数を4個より多くした
り、スイッチング素子としてトランジスタの代わりにサ
イリスク等を使用してもよい。
、例えば、駆動回路りの構成を変えたり、共振スイッチ
部Sに並列接続される共振回路の数を4個より多くした
り、スイッチング素子としてトランジスタの代わりにサ
イリスク等を使用してもよい。
[発明の効果]
以上詳述したように本発明によれば、共振スイッチ部に
共振回路が複数並列に接続され、各共振回路に位相がず
れた状態で流れる電流が合成されたものが共振スイッチ
部の出力電流としてフィルタ部に供給されるため、共振
スイッチ部を流れる入力電流のリップル分が減少して入
力電流のローノイズ化及び共振スイッチ部の入力側に設
けるインダクタ及びコンデンサの小型化が可能となる。
共振回路が複数並列に接続され、各共振回路に位相がず
れた状態で流れる電流が合成されたものが共振スイッチ
部の出力電流としてフィルタ部に供給されるため、共振
スイッチ部を流れる入力電流のリップル分が減少して入
力電流のローノイズ化及び共振スイッチ部の入力側に設
けるインダクタ及びコンデンサの小型化が可能となる。
又、共振スイッチ部からの出力電流のリップル分も減少
して出力電圧のローノイズ化及びフィルタ部のインダク
タ及びコンデンサの小型化が可能となり、コンバータの
小型化及び出力ノイズの減少を図ることかできる。
して出力電圧のローノイズ化及びフィルタ部のインダク
タ及びコンデンサの小型化が可能となり、コンバータの
小型化及び出力ノイズの減少を図ることかできる。
第1,2図は本発明を具体化した第1実施例を示し、第
1図は回路図、第2図は出力波形図、第3.4図は第2
実施例を示し、第3図は回路図、第4図は出力波形図、
第5図は従来例を示す回路図、第6図はその出力波形図
、第7図は別の従来例を示す回路図である。 図中1〜4は共振用インダクタ、5〜8は共振用コンデ
ンサ、13はフィルタ用インダクタ、14は負荷、15
はフィルタ用コンデンサ、Dは駆動回路、Eは直流電源
、Sは共振スイッチ部、Fはフィルタ部、Linは入力
用インダクタ、Cinはコンデンサ、Q1〜Q4はスイ
ッチング用トランジスタである。
1図は回路図、第2図は出力波形図、第3.4図は第2
実施例を示し、第3図は回路図、第4図は出力波形図、
第5図は従来例を示す回路図、第6図はその出力波形図
、第7図は別の従来例を示す回路図である。 図中1〜4は共振用インダクタ、5〜8は共振用コンデ
ンサ、13はフィルタ用インダクタ、14は負荷、15
はフィルタ用コンデンサ、Dは駆動回路、Eは直流電源
、Sは共振スイッチ部、Fはフィルタ部、Linは入力
用インダクタ、Cinはコンデンサ、Q1〜Q4はスイ
ッチング用トランジスタである。
Claims (1)
- 1、スイッチング素子に対してインダクタとコンデンサ
とからなる共振回路が直列に接続された回路を直流電源
に対して複数並列に接続して共振スイッチ部を構成し、
その合成電流をフィルタ部に供給するDC−DCコンバ
ータにおいて、前記各スイッチング素子への駆動信号を
所定周期で位相をずらせて出力する駆動回路を設けたD
C−DCコンバータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22352190A JPH04105552A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | Dc―dcコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22352190A JPH04105552A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | Dc―dcコンバータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04105552A true JPH04105552A (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=16799446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22352190A Pending JPH04105552A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | Dc―dcコンバータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04105552A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006340476A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電流共振型マルチフェーズdc/dcコンバータおよびその制御方法 |
WO2008032362A1 (fr) * | 2006-09-12 | 2008-03-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Convertisseur cc-cc |
US7602624B2 (en) | 2005-06-27 | 2009-10-13 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Current resonance type multi-phase DC/DC converting apparatus having a large capacity without restricting multi-phase |
US8542501B2 (en) | 2008-10-30 | 2013-09-24 | Sanken Electric Co., Ltd. | Switching power-supply apparatus |
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