JPH04105557A - Converter - Google Patents

Converter

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JPH04105557A
JPH04105557A JP22224990A JP22224990A JPH04105557A JP H04105557 A JPH04105557 A JP H04105557A JP 22224990 A JP22224990 A JP 22224990A JP 22224990 A JP22224990 A JP 22224990A JP H04105557 A JPH04105557 A JP H04105557A
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JP
Japan
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primary
transformer
converter
transformers
current
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Application number
JP22224990A
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Japanese (ja)
Inventor
Kouichi Makinose
公一 牧野瀬
Yasuyuki Mizobuchi
康之 溝渕
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce the ripples in the primary current and the secondary current by controlling switching elements with the phases different from each other, while maintaining specified pause time, in the same primary transformers, and controlling them with the different phases so that they may complement each pause time, between the different primary transformers. CONSTITUTION:First and second transistors 8 and 9, which correspond to each input part 3a and 3b of the first primary transformer 3, are supplied with control signals IB1 and IB2 whose phases are different by approximately 180 deg. while maintaining dead times in front and in rear. Third and fourth transistors 10 and 11, which correspond to each input part 4a and 4b of a second primary transformer 4, are also supplied with the control signals IB3 and IB4 in the same relation. To the control signal IB1, the control signal IB3 is different in phase by about 90 deg. so that it may complement each dead time. Similarly, to the control signal IB2, the control signal IB4 is different in phase by about 90 deg. so as to complement it.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はコンバータに係り、詳しくは所定電圧の直流
電流を昇圧又は降圧させながら直流電流に変換するDC
−DCコンバータに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a converter, and more specifically, a DC converter that converts a DC current of a predetermined voltage into a DC current while boosting or stepping down the voltage.
- It is related to a DC converter.

[従来の技術] 従来、所定電圧の直流電流を昇圧又は降圧させながら直
流電流に変換するコンバータ(DC−DCコンバータ)
としては、例えば第9図に示すような技術が知られてい
る。
[Prior Art] Conventionally, a converter (DC-DC converter) converts a DC current of a predetermined voltage into a DC current while boosting or stepping down the voltage.
For example, a technique as shown in FIG. 9 is known.

即ち、このコンバータは一次側トランス61を備え、同
トランス61は第1の入力部61aと第2の入力部61
bとに二分割されている。各入力部61a、61bには
直流電源62及びコンデンサ63がそれぞれ並列に接続
されている。又、各入力部61a、61bには、互いに
異なる位相でスイッチング制御される第1のスイッチン
グ素子64及び第2のスイッチング素子65がそれぞれ
接続されている。一方、一次側トランス61に対して所
定の巻き比をもって設定された二次側トランス66は、
ダイオードよりなるブリッジ形整流回路67に接続され
ている。この整流回路67の両出力端子68a、68b
の間には、コイル69及びコンデンサ70よりなるフィ
ルタ回路71が設けられている。
That is, this converter includes a primary side transformer 61, and the transformer 61 has a first input section 61a and a second input section 61.
It is divided into two parts b. A DC power supply 62 and a capacitor 63 are connected in parallel to each input section 61a, 61b. Further, a first switching element 64 and a second switching element 65 whose switching is controlled in mutually different phases are connected to each input section 61a, 61b, respectively. On the other hand, the secondary transformer 66 is set to have a predetermined winding ratio with respect to the primary transformer 61.
It is connected to a bridge type rectifier circuit 67 consisting of a diode. Both output terminals 68a, 68b of this rectifier circuit 67
A filter circuit 71 consisting of a coil 69 and a capacitor 70 is provided between them.

そして、上記のように構成したコンバータを作動させる
には、一次側トランス61の各スイッチング素子64.
65を互いに異なる位相で交互にスイッチング制御して
、各入力部61a、61bに電流II、I2を交互に供
給する。即ち、第10図にタイムチャートで示すように
電流II。
In order to operate the converter configured as described above, each switching element 64 .
65 are alternately switched in different phases to alternately supply currents II and I2 to each input section 61a and 61b. That is, as shown in the time chart in FIG. 10, the current II.

I2を交互に流す。これにより、一次側トランス61に
は交互に直流電流が流れ、二次側トランス66では巻き
比に応じて昇圧又は降圧された二次電流が流れる。又、
その二次電流は整流回路67にて整流された後、出力端
子68a、68bから直流電流となって出力される。
Flow I2 alternately. As a result, a direct current alternately flows through the primary transformer 61, and a secondary current whose voltage is stepped up or down depending on the winding ratio flows through the secondary transformer 66. or,
After the secondary current is rectified by a rectifier circuit 67, it is output as a direct current from output terminals 68a and 68b.

[発明が解決しようとする課題] ところが、前記従来例においては、一次側トランス61
に交互に供給される電流11.12の間で、短絡電流防
止のために避けられない休止時間(デッドタイム)Dを
設ける必要かあった。即ち、各スイッチング素子64.
65のスイッチング制御に際して、デッドタイムDを設
ける必要かあった。従って、このデッドタイムDにより
直流電源62からの電流が途切れて、一次側トランス6
1における一次電流のりプル分、延いては二次側トラン
ス66における二次電流のりプル分の原因となっていた
。又、リプル分はノイズ上問題であり、ノイズ防止のた
めに特に一次側ではコンデンサ63の容量を大きくしな
ければならず、全体が大型化するという不具合かあった
。又、コンデンサ63を省略した場合には、一次側配線
におけるインダクタンス分りによって各スイッチング素
子64.65にサージ電圧が生じて破壊される虞があっ
た。このため、コンデンサ63を省略することはできな
かった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional example, the primary side transformer 61
It was necessary to provide an unavoidable dead time D between the currents 11 and 12 supplied alternately to prevent short-circuit currents. That is, each switching element 64.
When controlling the switching of 65, it was necessary to provide a dead time D. Therefore, due to this dead time D, the current from the DC power supply 62 is interrupted, and the primary side transformer 6
This causes a primary current ripple in the transformer 1 and, by extension, a secondary current ripple in the secondary transformer 66. Further, the ripple component is a problem in terms of noise, and in order to prevent noise, the capacitance of the capacitor 63 must be increased, especially on the primary side, resulting in a problem that the overall size becomes larger. Furthermore, if the capacitor 63 is omitted, there is a risk that a surge voltage will be generated in each switching element 64, 65 due to the inductance in the primary wiring, resulting in destruction. Therefore, the capacitor 63 could not be omitted.

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、−次電流におけるリプル分及び二次電流
におけるリプル分を低減することが可能で、しかも一次
側におけるコンデンサを省略するか、又はその容量縮小
化を図って体格を小型化することが可能なコンバータを
提供することにある。
This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to reduce the ripple component in the negative current and the ripple component in the secondary current, and to omit the capacitor on the primary side. It is an object of the present invention to provide a converter whose size can be reduced by reducing the size of the converter.

「課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、この発明においては、二
分割された第1の入力部と第2の入力部とからなり、互
いに並列に設けられた複数の一次側トランスと、各一次
側トランスの各入力部にそれぞれ設けられ、同一の一次
側トランスにおいては所定の休止時間を間に保ちながら
互いに異なる位相でスイッチング制御され、異なる一次
側トランスの間では、各々の休止時間を補完するように
異なる位相でスイッチング制御されるスイッチング素子
と、各一次側トランスの各入力部に並列に接続された直
流電源と、各一次側トランスに対応して設けられた二次
側トランスと、各二次側トランスに設けられた整流回路
とを備えている。
"Means for Solving the Problems" In order to achieve the above object, the present invention comprises a first input section and a second input section divided into two, and a plurality of input sections provided in parallel with each other. They are provided in the primary transformer and each input part of each primary transformer, and in the same primary transformer, switching is controlled in different phases while maintaining a predetermined rest time in between, and between different primary transformers, A switching element whose switching is controlled in different phases to complement each rest time, a DC power supply connected in parallel to each input section of each primary transformer, and a secondary transformer provided corresponding to each primary transformer. It includes a secondary transformer and a rectifier circuit provided in each secondary transformer.

[作用] 上記の構成によれば、同一の一次側トランスにおいては
、スイッチング素子を所定の休止時間を間に保ちながら
互いに異なる位相でスイッチング制御すると共に、異な
る一次側トランスの間では、スイッチング素子を各々の
休止時間を補完するように異なる位相でスイッチング制
御することにより、各時点で何れかの一次側トランスの
入力部に直流電源の電流が供給されることになる。この
結果、各一次側トランスに供給される電流は全体として
直流電流となり、リプル分のない一次電流となる。これ
によって、各二次側トランスに現れる昇圧又は降圧され
た二次電流は、全体としてリプル分のない直流電流とな
る。
[Function] According to the above configuration, in the same primary transformer, the switching elements are controlled to switch in different phases while maintaining a predetermined rest time between them, and between different primary transformers, the switching elements are controlled in different phases. By performing switching control in different phases so as to complement each pause time, the current of the DC power supply is supplied to the input section of one of the primary transformers at each time point. As a result, the current supplied to each primary transformer becomes a direct current as a whole, and becomes a primary current without any ripple component. As a result, the boosted or stepped down secondary current appearing in each secondary transformer becomes a DC current without any ripple component as a whole.

又、各一次側トランス全体として供給される一次電流に
リプル分がなくなるので、一次側におけるサージ電圧防
止用のコンデンサを省略するが、又はその容量縮小化が
可能となる。
Furthermore, since there is no ripple component in the primary current supplied to each primary transformer as a whole, it is possible to omit a surge voltage prevention capacitor on the primary side or to reduce its capacity.

[第1実施例] 以下、この発明を車両搭載用のコンバータに具体化した
第1実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
[First Embodiment] Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in a converter to be mounted on a vehicle will be described in detail based on the drawings.

第1図はこの実施例におけるコンバータl及びその制御
回路2を示す電気回路図である。
FIG. 1 is an electrical circuit diagram showing a converter 1 and its control circuit 2 in this embodiment.

コンバータ1は第1の一次側トランス3及び第2の一次
側トランス4を備えている。第1の一次側トランス3は
、二分割された第1の入力部3a及び第2の入力部3b
よりなり、第2の一次側トランス4も同様に二分割され
た第1の入力部4a及び第2の入力部4bよりなってい
る。各入力部3a、3b、4a、4bは、直列接続され
た直流電源5及びコイル6に対してそれぞれ並列に接続
されると共に、サージ電圧防止用のコンデンサ7に並列
に接続されている。又、第1の一次側トランス3の各入
力部3a、3bには、所定の休止時間(デッドタイム)
を間に保ちながら互いに異なる位相でスイッチング制御
されるスイッチング素子としての第1のトランジスタ8
及び第2のトランジスタ9がそれぞれ直列に接続されて
いる。同様に、第2の一次側トランス4の各入力部4a
Converter 1 includes a first primary transformer 3 and a second primary transformer 4. The first primary transformer 3 has a first input section 3a and a second input section 3b divided into two parts.
Similarly, the second primary transformer 4 includes a first input section 4a and a second input section 4b, which are divided into two parts. Each input section 3a, 3b, 4a, 4b is connected in parallel to the DC power supply 5 and coil 6, which are connected in series, and is also connected in parallel to a capacitor 7 for preventing surge voltage. In addition, each input section 3a, 3b of the first primary transformer 3 has a predetermined down time (dead time).
A first transistor 8 as a switching element whose switching is controlled in mutually different phases while maintaining the
and a second transistor 9 are connected in series. Similarly, each input section 4a of the second primary transformer 4
.

4bには、同じく所定のデッドタイムを間に保ちながら
互いに異なる位相でスイッチング制御されるスイッチン
グ素子としての第3のトランジスタ10及び第4のトラ
ンジスタ11がそれぞれ直列に接続されている。
4b, a third transistor 10 and a fourth transistor 11 are connected in series, respectively, as switching elements whose switching is controlled in different phases while keeping a predetermined dead time between them.

第1の一次側トランス3には、同トランス3に対して所
定の巻き比をもって設定された第1の二次側トランス1
2が設けられている。又、第2の一次側トランス4には
、同トランス4に対して所定の巻き比をもって設定され
た第2の二次側トランス13が設けられている。この実
施例では、各一次側トランス3,4に対して各二次側ト
ランス12.13にて昇圧が行われるように、それらの
巻き比が設定されている。又、各二次側トランス12.
13はダイオードよりなるブリッジ形整流回路14.1
5にそれぞれに接続されている。これら整流回路14.
15の出力側は両出力端子16a、16bにそれぞれ接
続されている。又、両出力端子16a、16bの間には
、コイル17及びコンデンサ18よりなるフィルタ回路
19が設けられている。
The first primary transformer 3 includes a first secondary transformer 1 which is set to have a predetermined winding ratio with respect to the transformer 3.
2 is provided. Further, the second primary transformer 4 is provided with a second secondary transformer 13 set to have a predetermined winding ratio with respect to the transformer 4 . In this embodiment, the winding ratios of the primary transformers 3 and 4 are set so that the respective secondary transformers 12 and 13 step up the voltage. Moreover, each secondary side transformer 12.
13 is a bridge rectifier circuit consisting of diodes 14.1
5 are connected to each other. These rectifier circuits 14.
The output side of 15 is connected to both output terminals 16a and 16b, respectively. Further, a filter circuit 19 consisting of a coil 17 and a capacitor 18 is provided between the output terminals 16a and 16b.

次に、上記のように構成したコンバータ1の各トランジ
スタ8〜11をスイッチング制御するための制御回路2
について説明する。
Next, a control circuit 2 for controlling switching of each transistor 8 to 11 of the converter 1 configured as described above.
I will explain about it.

制御回路2は連続するパルス信号VOを出力する発振器
31と、その発振器31からのパルス信号vOを計数す
るカウンタ32と、そのカウンタ32による計数動作に
基づいて8つの出力信号Vl、V2.V3.V4.V5
.V6.V7゜v8を順次出力するデコーダ33と、そ
のデコーダ33からの各出力信号V1〜v8に基づいて
動作する第1〜第4の合計4つのオア回路34゜35.
36,37とから構成されている。
The control circuit 2 includes an oscillator 31 that outputs a continuous pulse signal VO, a counter 32 that counts the pulse signal vO from the oscillator 31, and eight output signals Vl, V2 . V3. V4. V5
.. V6. A decoder 33 that sequentially outputs V7°v8, and a total of four OR circuits 34°35.
36 and 37.

各オア回路34〜37は、コンバータ1の各トランジス
タ8〜11のベースにそれぞれ接続されている。そして
、第1のオア回路34には出力信号Vl、V2.V3が
、第2のオア回路35には出力信号V5.V6.V7が
それぞれ入力される。
Each OR circuit 34-37 is connected to the base of each transistor 8-11 of converter 1, respectively. The first OR circuit 34 receives output signals Vl, V2 . V3, and the second OR circuit 35 receives the output signal V5. V6. V7 is input respectively.

又、第3のオア回路36には、出力信号V3゜V4.V
5が、第4のオア回路37には、出力信号V7.V8.
Vlがそれぞれ入力される。そして、各出力信号Vl−
7V8の入力に基づき、各オア回路34〜37からは、
各トランジスタ8〜11のベースへ向けて制御信号(ベ
ース電流)IBI。
Further, the third OR circuit 36 receives output signals V3°V4. V
5, and the fourth OR circuit 37 receives the output signal V7. V8.
Vl is input respectively. And each output signal Vl-
Based on the input of 7V8, from each OR circuit 34 to 37,
A control signal (base current) IBI to the base of each transistor 8-11.

IB2.IB3.IB4が供給される。従って、この制
御信号IBI−IB4の供給によって、各トランジスタ
8〜11がスイッチング制御される。
IB2. IB3. IB4 is supplied. Therefore, the switching of each transistor 8-11 is controlled by supplying the control signals IBI-IB4.

次に、上記のように構成したコンバータ1及びその制御
回路2の作用を第2図のタイムチャートに従って説明す
る。
Next, the operation of the converter 1 and its control circuit 2 configured as described above will be explained with reference to the time chart of FIG. 2.

制御回路2において、発振器31からのパルス信号vO
がカウンタ32により順次計数されると、その計数タイ
ミングに応じてデコーダ33から出力信号V1〜V8が
順次出力される。又、それら出力信号V1〜V8の入力
に基づき、各オア回路34〜37では、コンバータlの
各トランジスタ8〜11への制御信号IBI−IB4が
出力される。
In the control circuit 2, the pulse signal vO from the oscillator 31
are sequentially counted by the counter 32, and output signals V1 to V8 are sequentially outputted from the decoder 33 according to the counting timing. Furthermore, based on the input of these output signals V1 to V8, each OR circuit 34 to 37 outputs a control signal IBI to IB4 to each transistor 8 to 11 of converter l.

ここで、第1の一次側トランス3の各入力部3a、3b
に対応する第1及び第2のトランジスタ8,9には、デ
ッドタイムDを前後に保ちながらほぼ180度だけ位相
の異なる制御信号IBI。
Here, each input section 3a, 3b of the first primary side transformer 3
The first and second transistors 8 and 9 corresponding to the control signal IBI have a phase difference of approximately 180 degrees while maintaining the dead time D before and after.

IB2が供給される。又、第2の一次側トランス4の各
入力部4a、4bに対応する第3及び第4のトランジス
タ10.11には、同じくデ、ソドタイムDを前後に保
ちながらほぼ180度だけ位相の異なる制御信号IB3
.IB4が供給される。
IB2 is supplied. Further, the third and fourth transistors 10 and 11 corresponding to each input section 4a and 4b of the second primary transformer 4 are controlled to have a phase difference of approximately 180 degrees while maintaining the de and sodo times D in the same order. Signal IB3
.. IB4 is supplied.

更に、第1のトランジスタ8への制御信号IBIに対し
て第3のトランジスタ10への制御信号■B3は、各々
のデッドタイムDを補完するようにほぼ90度だけ位相
が異なっている。同様に第2のトランジスタ9への制御
信号IB2に対して、第4のトランジスタ11への制御
信号IB4は、各々のデッドタイムDを補完するように
ほぼ90度だけ位相が異なっている。
Furthermore, the control signal B3 to the third transistor 10 is different in phase from the control signal IBI to the first transistor 8 by approximately 90 degrees so as to complement the respective dead times D. Similarly, the control signal IB4 to the fourth transistor 11 has a phase difference of approximately 90 degrees from the control signal IB2 to the second transistor 9 so as to complement each dead time D.

従って、各一次側トランス3,4の各入力部3a、3b
、4a、4bには、それらの各トランジスタ8〜11へ
の制御信号IBI−IB4におけるデッドタイムDを相
互に補完するように、常時何れかの入力部3a、3b、
4a、4bにおいて、凸形に変化する電流II、I2.
I3.I4か直流電源5から供給される。
Therefore, each input section 3a, 3b of each primary side transformer 3, 4
, 4a, 4b are always connected to one of the input sections 3a, 3b, 4b so as to mutually complement the dead times D in the control signals IBI-IB4 to the respective transistors 8 to 11.
4a, 4b, the currents II, I2 .
I3. It is supplied from I4 or DC power supply 5.

この結果、各一次側トランス3,4に供給される各電流
11〜I4は各時点で総合すると、全体として直流電流
となる。即ち、第2,3図に示すように、凸形に変化す
る各電流II〜■4は、各制御信号IBI〜IB4のそ
れぞれに同期した位相差をもって流れるか、それらを総
合すると、常に一定レベルで流れるリプル分のない一次
電流I s (=11+I2+13+I4)となる。よ
って、コンバータ1において、その一次側のローノイズ
化を図ることができる。
As a result, the currents 11 to I4 supplied to the primary transformers 3 and 4 at each time point become a direct current as a whole. That is, as shown in FIGS. 2 and 3, each of the currents II to 4 which change in a convex shape flows with a phase difference that is synchronized with each of the control signals IBI to IB4, or when they are taken together, they are always at a constant level. The primary current I s (=11+I2+13+I4) flows with no ripple component. Therefore, in the converter 1, it is possible to achieve low noise on the primary side.

又、その結果として、各二次側トランス12゜13に現
れる二次電流は、巻き比に応じて昇圧された電流となり
、総合するとりプル分のない直流電流となる。そして、
両出力端子16a、16bからは各整流回路14.15
及びフィルタ回路19を経て整流された直流電流が出力
され、出力電圧はローノイズ化されたものとなる。
As a result, the secondary currents appearing in each of the secondary transformers 12 and 13 become currents that are boosted according to the winding ratio, and collectively become direct currents without any pull component. and,
Each rectifier circuit 14.15 is connected to both output terminals 16a and 16b.
The rectified DC current is outputted through the filter circuit 19, and the output voltage becomes low noise.

更に、−次電流Isにおけるリプル分が低減されること
から、一次側のコイル6及びサージ電圧防止用コンデン
゛す7を省略するか、又はそれらの容量縮小化を図るこ
とができる。同様に、二次電流におけるリプル分が低減
されたことから、二次側のコイル17及びコンデンサ1
8の容量縮小化を図ることもできる。この結果、コンバ
ータlとしての体格を小型化することができる。
Furthermore, since the ripple component in the secondary current Is is reduced, the primary side coil 6 and surge voltage prevention capacitor 7 can be omitted or their capacities can be reduced. Similarly, since the ripple component in the secondary current has been reduced, the secondary coil 17 and capacitor 1
It is also possible to reduce the capacity of 8. As a result, the size of the converter 1 can be reduced.

加えて、この実施例では、第1の一次側トランス3及び
第1の二次側トランス12を一組のトランスとし、第2
の一次側トランス4及び第2の二次側トランス13を他
の一組のトランスとして分割することができるので、各
組のトランスを分散配置することができ、コンバータ1
としての設置の自由度をも高めることができる。
In addition, in this embodiment, the first primary transformer 3 and the first secondary transformer 12 are a set of transformers, and the second
Since the primary side transformer 4 and the second secondary side transformer 13 can be divided into another set of transformers, each set of transformers can be distributed, and the converter 1
It also increases the degree of freedom in installation.

そして、この実施例では、直流電源5から供給される電
流をコンバータ1により適宜に昇圧させることができる
ので、高電圧を要求する車両電装品に合わせてコンバー
タlの出力を使用することができる。
In this embodiment, since the current supplied from the DC power source 5 can be appropriately boosted by the converter 1, the output of the converter 1 can be used in accordance with vehicle electrical components that require high voltage.

[第2実施例] 次に、この発明を具体化した第2実施例を図面に従って
説明する。、 第4図はこの実施例におけるコンバータ1及びその制御
回路41を示す電気回路図である。尚、この実施例のコ
ンバータ1は前記第1実施例のそれと同様の構成である
ので、構成要素については同一の符号を付して説明を省
略し、以下には制御回路41の構成についてのみ説明す
る。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. , FIG. 4 is an electrical circuit diagram showing the converter 1 and its control circuit 41 in this embodiment. The converter 1 of this embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, so the same reference numerals are given to the constituent elements and the explanation thereof will be omitted, and only the configuration of the control circuit 41 will be explained below. do.

制御回路41は連続するパルス信号VOを出力する発振
器42と、その発振器42からのパルス信号VOを計数
するカウンタ43と、そのカウンタ43による計数動作
に基づいて4つの出力信号Vl、V2.V3.V4を順
次出力するデコーダ44と、そのデコーダ44からの各
出力信号V1〜V4に基づいて動作する第1〜第4の合
計4つのマルチバイブレーク45,46,47.48と
から構成されている。
The control circuit 41 includes an oscillator 42 that outputs a continuous pulse signal VO, a counter 43 that counts the pulse signals VO from the oscillator 42, and four output signals Vl, V2 . V3. It is composed of a decoder 44 that sequentially outputs V4, and a total of four multi-bye breaks 45, 46, 47, and 48, first to fourth, which operate based on the respective output signals V1 to V4 from the decoder 44.

各マルチバイブレーク45〜48はワンショット型であ
り、それらの出力側はコンバータlの各トランジスタ8
〜11のベースにそれぞれ接続されている。第1のマル
チバイブレーク45には出力信号Vlが、第2のマルチ
バイブレータ46には出力信号V2が、第3のマルチバ
イブレーク47には出力信号V3が、更に第4のマルチ
バイブレーク48には出力信号V4がそれぞれ入力され
る。
Each multi-by-break 45 to 48 is of the one-shot type, and their output side is connected to each transistor 8 of the converter l.
~11 bases, respectively. The first multi-by break 45 receives the output signal Vl, the second multi-vibrator 46 receives the output signal V2, the third multi-by break 47 receives the output signal V3, and the fourth multi-by break 48 receives the output signal V4 is input respectively.

そして、各出力信号V1〜V4の入力に基づき、各マル
チバイブレーク45〜48からは、各トランジスタ8〜
11のベースへ向けて制御信号(ベース電流)IBI、
IB2.IB3.IB4がそれぞれ供給される。従って
、この制御信号IBI〜IB4の供給によって、各トラ
ンジスタ8〜11がスイッチング制御される。
Based on the input of each output signal V1 to V4, each multi-bye break 45 to 48 outputs each transistor 8 to
Control signal (base current) IBI toward the base of 11,
IB2. IB3. IB4 is supplied respectively. Therefore, the switching of each transistor 8-11 is controlled by supplying the control signals IBI-IB4.

次に、上記のように構成したコンバータ1及びその制御
回路41の作用を第5図のタイムチャートに従って説明
する。
Next, the operation of the converter 1 and its control circuit 41 configured as described above will be explained with reference to the time chart of FIG. 5.

制御回路41において、発振器42からのパルス信号v
Oがカウンタ43により順次計数されると、その計数タ
イミングに応じてデコーダ44から出力信号V1〜v4
が順次出力される。又、それら出力信号v1〜■4の入
力に基づき、各マルチバイブレータ45〜48では、コ
ンバータlの各トランジスタ8〜1,1へ向けて制御信
号IBI〜IB4が出力される。
In the control circuit 41, the pulse signal v from the oscillator 42
When O is sequentially counted by the counter 43, the decoder 44 outputs signals V1 to v4 according to the counting timing.
are output sequentially. Further, based on the input of these output signals v1 to 4, each multivibrator 45 to 48 outputs control signals IBI to IB4 to each transistor 8 to 1, 1 of converter l.

ここで、第1の一次側トランス3の各入力部3a、3b
に対応する各トランジスタ8,9には、デッドタイムD
を前後に保ちながらほぼ180度だけ位相の異なる制御
信号IBI、IB2が供給される。又、第2の一次側ト
ランス4の各入力部4a、4bに対応する各トランジス
タ10.11には、同じくデッドタイムDを前後に保ち
ながらほぼ180度だけ位相の異なる制御信号IB3゜
IB4が供給される。更に、第1のトランジスタ8へノ
制御信号IBIに対して第3のトランジスタ10への制
御信号IB3は、各々のデッドタイムDを補完するよう
にほぼ90度だけ位相が異なっている。同様に、第2の
トランジスタ9への制御信号IB2に対して第4のトラ
ンジスタ11への制御信号IB4は、各々のプントタイ
ムDを補完するようにほぼ90度だけ位相が異なってい
る。
Here, each input section 3a, 3b of the first primary side transformer 3
Each transistor 8, 9 corresponding to
Control signals IBI and IB2 having a phase difference of approximately 180 degrees are supplied while maintaining the same order of magnitude. Further, control signals IB3 and IB4 having a phase difference of approximately 180 degrees are supplied to each transistor 10.11 corresponding to each input section 4a, 4b of the second primary transformer 4 while maintaining the same dead time D. be done. Further, the control signal IBI to the first transistor 8 and the control signal IB3 to the third transistor 10 are different in phase by approximately 90 degrees so as to complement each dead time D. Similarly, the control signal IB2 to the second transistor 9 and the control signal IB4 to the fourth transistor 11 are out of phase by approximately 90 degrees so as to complement each punto time D.

従って、各一次側トランス3,4の各入力部3a、3b
、4a、4bには、それらの各トランジスタ8〜11へ
の制御信号IBI〜IB4におけるデッドタイムDを補
完するように、常時何れかの入力部3a、3b、4a、
4bにて凸形に変化する電流11.I2.I3.I4が
直流電源5から供給されることになる。
Therefore, each input section 3a, 3b of each primary side transformer 3, 4
, 4a, 4b are always connected to one of the input sections 3a, 3b, 4a, 4b so as to complement the dead time D in the control signals IBI to IB4 to the respective transistors 8 to 11.
The current 11 changes in a convex shape at 4b. I2. I3. I4 will be supplied from the DC power supply 5.

この結果、各一次側トランス3,4に供給される各電流
11〜I4は各時点で総合すると、全体として直流電流
となる。即ち、第5,6図に示すように、凸形に変化す
る各電流II〜■4は、各制御信号IBI−IB4のそ
れぞれに同期した位相差をもって流れるが、それらを総
合すると、常に一定レベルで流れるリプル分のない一次
電流I s (=Il+I2+13+I4)となる。よ
って、コンバータlにおいて、その一次側のローノイズ
化を図ることができる。
As a result, the currents 11 to I4 supplied to the primary transformers 3 and 4 at each time point become a direct current as a whole. That is, as shown in FIGS. 5 and 6, each of the currents II to 4 that change in a convex shape flows with a phase difference that is synchronized with each of the control signals IBI to IB4, but when they are taken together, they are always at a constant level. The primary current I s (=Il+I2+13+I4) flows with no ripple component. Therefore, in the converter I, it is possible to achieve low noise on the primary side.

又、その結果として、各二次側トランス12゜13に現
れる二次電流は、巻き比に応じて昇圧された電流となり
、総合するとりプル分のない直流電流となる。そして、
両出力端子16a、16bからは各整流回路14.15
及びフィルタ回路19を経て整流された直流電流が出力
され、出力電圧はローノイズ化されたものとなる。
As a result, the secondary currents appearing in each of the secondary transformers 12 and 13 become currents that are boosted according to the winding ratio, and collectively become direct currents without any pull component. and,
Each rectifier circuit 14.15 is connected to both output terminals 16a and 16b.
The rectified DC current is outputted through the filter circuit 19, and the output voltage becomes low noise.

更に、−次電流Isにおけるリプル分が低減されること
から、一次側のコイル6及びサージ電圧防止用コンデン
サ7を省略するか、又はそれらの容量縮小化を図ること
ができる。同様に、二次電流におけるリプル分が低減さ
れたことから、二次側のコイル17及びコンデンサ18
の容量縮小化を図ることもできる。この結果、コンバー
タ1としての体格を小型化することができる。
Furthermore, since the ripple component in the secondary current Is is reduced, the primary side coil 6 and surge voltage prevention capacitor 7 can be omitted or their capacities can be reduced. Similarly, since the ripple component in the secondary current has been reduced, the secondary coil 17 and capacitor 18
It is also possible to reduce the capacity. As a result, the size of the converter 1 can be reduced.

加えて、この実施例では、第1の一次側トランス3及び
第1の二次側トランス12を一組のトランスとし、第2
の一次側トランス4及び第2の二次側トランス13を他
の一組のトランスとして分割することができるので、各
組のトランスを分散配置することができ、コンバータ1
としての設置の自由度をも高めることができる。
In addition, in this embodiment, the first primary transformer 3 and the first secondary transformer 12 are a set of transformers, and the second
Since the primary side transformer 4 and the second secondary side transformer 13 can be divided into another set of transformers, each set of transformers can be distributed, and the converter 1
It also increases the degree of freedom in installation.

[第3実施例] 次に、この発明を具体化した第3実施例を図面に従って
説明する。
[Third Embodiment] Next, a third embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings.

第7図はこの実施例におけるコンバータを示す電気回路
図であり、前記各実施例におけるコンバータ1の構成に
加えて、第3の一次側トランス51、第3の二次側トラ
ンス52及び整流回路53等が設けられている。つまり
、前記各実施例のコンバータでは二組のトランスが並列
に設けられているのに対して、本実施例では合計三組の
トランスが並列に設けられている。
FIG. 7 is an electric circuit diagram showing the converter in this embodiment, and in addition to the structure of the converter 1 in each of the embodiments described above, it includes a third primary transformer 51, a third secondary transformer 52, and a rectifier circuit 53. etc. are provided. That is, in contrast to the converters of the respective embodiments described above, in which two sets of transformers are provided in parallel, in this embodiment, a total of three sets of transformers are provided in parallel.

第3の一次側トランス51は、二分割された第1の入力
部51a及び第2の入力部51bよりなっている。各入
力部51a、51bは、直列接続された直流電源5及び
コイル6に対してそれぞれ並列に接続されると共に、コ
ンデンサ7に並列に接続されている。又、第3の一次側
トランス51の各入力部51a、51bには、デッドタ
イムDを間に保ちながら互いに異なる位相でスイッチン
グ制御されるスイッチング素子としての第5のトランジ
スタ54及び第6のトランジスタ55がそれぞれ直列に
接続されている。
The third primary side transformer 51 includes a first input section 51a and a second input section 51b which are divided into two parts. Each input section 51a, 51b is connected in parallel to the DC power supply 5 and coil 6, which are connected in series, and is also connected in parallel to the capacitor 7. Further, each input section 51a, 51b of the third primary side transformer 51 is provided with a fifth transistor 54 and a sixth transistor 55 as switching elements whose switching is controlled in mutually different phases while maintaining a dead time D between them. are connected in series.

第3の二次側トランス52は第3の一次側トランス51
に対して所定の巻き比をもって設定されている。又、そ
の第3の二次側トランス52に接続されたブリッジ形整
流回路53はダイオードより構成され、その出力側は両
出力端子16a。
The third secondary transformer 52 is the third primary transformer 51
The winding ratio is set at a predetermined turn ratio. A bridge type rectifier circuit 53 connected to the third secondary transformer 52 is composed of a diode, and its output side is connected to both output terminals 16a.

16bに接続されている。16b.

そして、各一次側トランス3,4.51のそれぞれにお
いて、各トランジスタ8〜11,54゜55のベースに
は、図示しない制御回路から、デッドタイムDを前後に
保ちながら互いに異なる位相を持った制御信号IBI、
IB2.IB3゜IB4.IB5.IB6が供給される
ようになっている。即ち、各一次側トランス3. 4.
 51の各入力部3a、3b、4a、4b、51a、5
1bには、それらの各トランジスタ8〜11,54゜5
5への制御信号IBI〜IB6におけるデッドタイムD
を補完するように、第8図に示すように、常時何れかの
入力部3a、3b、4a、4b。
In each of the primary transformers 3, 4.51, the bases of the transistors 8 to 11, 54.55 are controlled by a control circuit (not shown) to have different phases while maintaining the dead time D around them. signal IBI,
IB2. IB3゜IB4. IB5. IB6 is now available. That is, each primary side transformer 3. 4.
51 input sections 3a, 3b, 4a, 4b, 51a, 5
1b, each of those transistors 8 to 11,54°5
Dead time D in control signals IBI to IB6 to 5
As shown in FIG. 8, one of the input sections 3a, 3b, 4a, 4b is always used to complement the input section.

51a、51bにて二段凸形に変化する電流It。The current It changes in a two-stage convex shape at 51a and 51b.

I2.I3.I4.I5,16が直流電源5から供給さ
れる。
I2. I3. I4. I5 and 16 are supplied from the DC power supply 5.

この結果、各一次側トランス3,4.51に供給される
各電流11〜■6は各時点で総合すると、全体として直
流電流となる。即ち、第8図に示すように、二段凸形に
変化する各電流11〜I6は、各制御信号IBI〜IB
6のそれぞれに同期した位相差をもって流れるが、それ
らを総合すると、常に一部レベルで流れるリプル分のな
い一次電流I S (=II+12+I3+I4+15
+I6)となる。よって、このコンバータにおいても、
一次側のローノイズ化を図ることができる。
As a result, the currents 11 to 6 supplied to the primary transformers 3, 4, and 51 at each time point become a direct current as a whole. That is, as shown in FIG.
6 flows with a phase difference synchronized with each other, but when they are combined, the primary current I S (=II + 12 + I 3 + I 4 + 15
+I6). Therefore, also in this converter,
It is possible to achieve low noise on the primary side.

又、その結果として、各二次側トランス12゜13.5
2に現れる二次電流は、巻き比に応じて昇圧された電流
となり、総合するとりプル分のない直流電流となる。そ
して、両出力端子16a。
Also, as a result, each secondary transformer 12°13.5
The secondary current appearing at 2 becomes a current boosted according to the winding ratio, and in total becomes a direct current without a pull component. And both output terminals 16a.

16bからは各整流回路14,15.53及びフィルタ
回路19を経て整流された直流電流が出力され、出力電
圧はローノイズ化されたものとなる。
A rectified DC current is output from the rectifier circuit 16b through the rectifier circuits 14, 15.53 and the filter circuit 19, and the output voltage is made low noise.

更に、−次電流Isにおけるリプル分が低減されること
から、一次側のコイル6及びサージ電圧防止用コンデン
サ7を省略するか、又はそれらの容量縮小化を図るこ、
とができる。同様に、二次電流におけるリプル分が低減
されたことから、二次側のコイル17及びコンデンサ1
8の容量縮小化を図ることもできる。この結果、コンバ
ータとしての体格を小型化することができる。
Furthermore, since the ripple component in the secondary current Is is reduced, it is possible to omit the primary side coil 6 and surge voltage prevention capacitor 7, or to reduce their capacity.
I can do it. Similarly, since the ripple component in the secondary current has been reduced, the secondary coil 17 and capacitor 1
It is also possible to reduce the capacity of 8. As a result, the size of the converter can be reduced.

加えて、この実施例では、第1の一次側トランス3及び
第1の二次側トランス12を一組のトランスとし、第2
の一次側トランス4及び第2の二次側トランス13を他
の一組のトランスとし、第3の一次側トランス51及び
第3の二次側トランス52を更に他の一組のトランスと
して分割することができるので、各組のトランスを分散
配置することができ、コンバータとしての設置の自由度
をも高めることができる。
In addition, in this embodiment, the first primary transformer 3 and the first secondary transformer 12 are a set of transformers, and the second
The primary transformer 4 and the second secondary transformer 13 are divided into another set of transformers, and the third primary transformer 51 and the third secondary transformer 52 are further divided into another set of transformers. Therefore, each set of transformers can be arranged in a distributed manner, and the degree of freedom in installation as a converter can be increased.

尚、この発明は前記各実施例に限定されるものではなく
、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適
宜に変更して次のように実施することもできる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and may be implemented as follows by appropriately changing a part of the structure without departing from the spirit of the invention.

(1)前記各実施例では、直流電源5の電圧を昇圧する
タイプのコンバータ1に具体化したが、各一次側トラン
ス3,4.51に対する各二次側トランス12,13.
52の巻き比を適宜に設定して直流電源の電圧を降圧す
るタイプのコンバータに具体化してもよい。
(1) In each of the embodiments described above, the converter 1 is of a type that boosts the voltage of the DC power supply 5, but each secondary side transformer 12, 13.
The present invention may be implemented as a type of converter that steps down the voltage of the DC power supply by appropriately setting the winding ratio of 52.

(2)前記各実施例では、ダイオードよりなるブリッジ
形整流回路14,15.53を設けたが、それ以外のタ
イプの整流回路を設けてもよい。
(2) In each of the embodiments described above, the bridge rectifier circuits 14, 15, and 53 made of diodes were provided, but other types of rectifier circuits may be provided.

(3)前記各実施例では、二組又は三組のトランスを並
列に設けたタイプのコンバータに具体化したが、四組以
上の数のトランスを並列に設けたコンバータに具体化し
てもよい。
(3) In each of the above embodiments, the converter is of a type in which two or three sets of transformers are arranged in parallel, but it may be embodied in a converter in which four or more sets of transformers are arranged in parallel.

[発明の効果] 以上詳述したように、この発明によれば、−次電流にお
けるリプル分を低減することができると共に二次電流に
おけるリプル分を低減することができ、一次側における
サージ電圧防止用のコンデンサを省略するか、又はその
容量の縮小化を図ることができ、全体として体格を小型
化することができるという優れた効果を発揮する。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, it is possible to reduce the ripple component in the negative current, and also to reduce the ripple component in the secondary current, thereby preventing surge voltage on the primary side. It is possible to omit a secondary capacitor or to reduce its capacity, and the overall size can be reduced, which is an excellent effect.

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

第1図〜第3図はこの発明を具体化した第1実施例を示
し、第1図はコンバータ及びその制御回路を示す電気回
路図、第2図は制御回路における各信号及びコンバータ
の一次側に供給される電流を示すタイムチャート、第3
図はコンバータの一次側に供給される電流を説明するタ
イムチャートである。第4図〜第6図はこの発明を具体
化した第2実施例を示し、第4図はコンバータ及びその
制御回路を示す電気回路図、第5図は制御回路における
各信号及びコンバータの一次側に供給される電流を示す
タイムチャート、第6図はコンバータの一次側に供給さ
れる電流を説明するタイムチャートである。第7図及び
第8図はこの発明を具体化した第3実施例を示し、第7
図はコンバータを示す電気回路図、第8図はコンバータ
の一次側に供給される電流を説明するタイムチャートで
ある。第9図は従来例のコンバータを示す電気回路図、
第10図はそのコンバータの一次側に供給される電流を
説明するタイムチャートである一0図中、3は第1の一
次側トランス、4は第2の一次側トランス、3a、4a
は第1の入力部、3b、4bは第2の入力部、5は直流
電源、8は第1のトランジスタ、9は第2のトランジス
タ、10は第3のトランジスタ、11は第4のトランジ
スタ(8〜11はそれぞれスイッチング素子を構成して
いる)、12は第1の二次側トランス、13は第2の二
次側トランス、14.15は整流回路、51は第3の一
次側トランス、51aは第1の入力部、51bは第2の
入力部、52は第3の二次側トランス、53は整流回路
、54は第5のトランジスタ、55は第6のトランジス
タ(54゜55はそれぞれスイッチング素子を構成して
いる)。 特許出願人  株式会社 豊田自動織機製作所代理人 
弁理士  恩 1)博 宣(ほか1名)第2図 第7図
1 to 3 show a first embodiment embodying the present invention, FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a converter and its control circuit, and FIG. 2 shows each signal in the control circuit and the primary side of the converter. A time chart showing the current supplied to the third
The figure is a time chart illustrating the current supplied to the primary side of the converter. 4 to 6 show a second embodiment embodying the present invention, FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a converter and its control circuit, and FIG. 5 shows each signal in the control circuit and the primary side of the converter. FIG. 6 is a time chart illustrating the current supplied to the primary side of the converter. FIG. 7 and FIG. 8 show a third embodiment embodying the present invention.
The figure is an electric circuit diagram showing the converter, and FIG. 8 is a time chart explaining the current supplied to the primary side of the converter. FIG. 9 is an electrical circuit diagram showing a conventional converter;
Fig. 10 is a time chart explaining the current supplied to the primary side of the converter. In Fig. 10, 3 is the first primary transformer, 4 is the second primary transformer, 3a, 4a.
is the first input part, 3b and 4b are the second input parts, 5 is the DC power supply, 8 is the first transistor, 9 is the second transistor, 10 is the third transistor, and 11 is the fourth transistor ( 8 to 11 each constitute a switching element), 12 is a first secondary transformer, 13 is a second secondary transformer, 14.15 is a rectifier circuit, 51 is a third primary transformer, 51a is a first input section, 51b is a second input section, 52 is a third secondary transformer, 53 is a rectifier circuit, 54 is a fifth transistor, 55 is a sixth transistor (54 and 55 are respectively (constitutes a switching element). Patent applicant Toyota Industries Corporation representative
Patent Attorney On 1) Hironobu (and 1 other person) Figure 2 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 二分割された第1の入力部と第2の入力部とからな
り、互いに並列に設けられた複数の一次側トランスと、 前記各一次側トランスの前記各入力部にそれぞれ設けら
れ、同一の一次側トランスにおいては所定の休止時間を
間に保ちながら互いに異なる位相でスイッチング制御さ
れ、異なる一次側トランスの間では、各々の休止時間を
補完するように異なる位相でスイッチング制御されるス
イッチング素子と、 前記各一次側トランスの前記各入力部に並列に接続され
た直流電源と、 前記各一次側トランスに対応して設けられた二次側トラ
ンスと、 前記各二次側トランスに設けられた整流回路とを備えた
コンバータ。
[Scope of Claims] 1. A plurality of primary side transformers that are arranged in parallel to each other and that are composed of a first input section and a second input section that are divided into two parts, and each of the input sections of each of the primary side transformers. In the same primary transformer, switching is controlled at different phases while maintaining a predetermined rest time in between, and between different primary transformers, switching is controlled at different phases to complement each rest time. a DC power supply connected in parallel to each of the input sections of each of the primary transformers; a secondary transformer provided corresponding to each of the primary transformers; and each of the secondary transformers. A converter equipped with a rectifier circuit provided in the converter.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6853042B2 (en) 2001-09-20 2005-02-08 Sony Corporation Hybrid optical element and photodetector device

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