JPH04261361A - 多出力電圧変換装置 - Google Patents

多出力電圧変換装置

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JPH04261361A
JPH04261361A JP7599291A JP7599291A JPH04261361A JP H04261361 A JPH04261361 A JP H04261361A JP 7599291 A JP7599291 A JP 7599291A JP 7599291 A JP7599291 A JP 7599291A JP H04261361 A JPH04261361 A JP H04261361A
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JP
Japan
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transformer
main
switching element
slave
primary winding
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JP7599291A
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English (en)
Inventor
Tamotsu Kawachi
保 河内
Isami Norikoshi
勇美 乗越
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MELS CORP
Original Assignee
MELS CORP
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Publication date
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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】
[発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主トランスと従トラン
スとの組み合せにより多出力電圧を得るようにした多出
力電圧変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】多出力電圧装置の一構成例として図4に
示したようなフォワードコンバータ回路が提供されてい
る。この回路は主トランス2と従トランス9との組み合
せから成り、主トランス2の1次側には切替スイッチ2
3によって切替可能な複数のタップ3a,3b,3cを
有する1次巻線3を介して、直流電源1及び主スイッチ
ング素子4が直列接続された閉回路と、コンデンサ12
及び抵抗13から成るスナバ回路11とが設けられてい
る。また主トランス2の2次側には、2次巻線5に接続
された整流平滑回路6及び変換電圧を出力する出力端子
7,8が設けられている。27A,27B,27Cはダ
イオード、28Aはコンデンサである。
【0003】従トランス9は1次巻線10が主トランス
2の1次巻線3に並列接続されると共に、2次側には2
次巻線14に接続された整流平滑回路15,出力端子1
6,17等が設けられて、変換電圧を出力する出力回路
18を構成している。またこのような出力回路18を主
トランス2の2次巻線5に従属接続して、変換電圧を出
力させることも行われている。27D,27Eはダイオ
ード、28Bはコンデンサである。
【0004】このような構成で主トランス2側の主スイ
ッチング素子4を図5の波形4Aのようにオン,オフさ
せることにより、主トランス2には図5の波形2Aのよ
うな電圧が誘起される。またこれに伴って主トランス2
及び従トランス9の2次側の各出力端子7,8及び16
,17からは変換電圧が出力されるようになる。
【0005】なお主トランス2の1次巻線3のタップは
、通常は切替スイッチ23によってタップ3bが選ばれ
、直流電源1による入力電圧Viが高い場合は切替スイ
ッチ23によってタップ3aに切り替えられ、入力電圧
Viが低い場合は切替スイッチ23によってタップ3c
に切り替えられるようになっている。これによって非常
に広い範囲の入力電圧Viに対応させることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の多出力
電圧変換装置では、主トランスに対して従トランスを並
列接続または従属接続すると、各トランスが偏磁されて
飽和するので、動作が不安定となって多出力電圧が得ら
れないという問題がある。
【0007】すなわち、前記のように主スイッチング素
子4を制御する場合この素子4のオフ期間に主トランス
2をリセットする電圧は、スナバ回路11を構成してい
るコンデンサ12及び抵抗13と、これを充電する主ト
ランス2及び従トランス9との励磁電流の和に依存する
ので、各トランス2,9にとっては不都合な電圧となる
のでこの影響を受ける。図5を参照してこれを説明する
と、主スイッチング素子4のオン時及びオフ時の波形4
Aに対応した主トランス2の波形2Aのリセット電圧は
各々Va,Vbのようになり、本来なら等しい電圧時間
積にならなければならないのに、特にオフ時の積が前記
の理由でVcだけ多くなってしまうことになる。このた
め前記のような問題が避けられなくなる。
【0008】本発明は以上のような問題に対処してなさ
れたもので、主トランス及び従トランスの偏磁を防止す
るようにした多出力電圧変換装置を提供することを目的
とするものである。
【0009】[発明の構成]
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、切替可能な複数のタップを有する1次巻線
を介して直流電源及び主スイッチング素子が直列接続さ
れた閉回路と、前記主スイッチング素子に並列接続され
たコンデンサ及び従スイッチング素子から成る直列回路
と、前記主スイッチング素子及び従スイッチング素子を
共通に制御する制御回路とが各々1次側に設けられると
共に、変換電圧を出力する2次巻線が2次側に設けられ
た主トランスと、この主トランスの巻線に1次巻線が接
続された従トランスとを備えたことを特徴とするもので
ある。
【0011】
【作用】主スイッチング素子のオン時に主トランス及び
従トランスの各1次巻線には、一方端を+,他方端を−
とする電圧が誘起される。次に主スイッチング素子のオ
フ時に主トランス及び従トランスの各1次巻線には、一
方端を−,他方端を+とする電圧が誘起される。ここで
主スイッチング素子にコンデンサ及び従スイッチング素
子から成る直列回路を並列に接続したことにより、主ス
イッチング素子のオフ時の各トランスのリセット電圧は
、入力電圧,コンデンサ電圧及び従スイッチング素子の
オン時間によって決定されるようになり、各トランスの
励磁電流に依存することはなくなる。
【0012】これによって各トランスの偏磁は防止され
るので、飽和することがないため動作が安定化されて、
多出力電圧を得ることができる。また広い範囲の入力電
圧に対して、主トランスの1次巻線のタップを切り替え
ることにより、従トランスの巻線を変更せずに対応する
ことができる。
【0013】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
【0014】図1は本発明の多出力電圧変換装置の実施
例を示すもので、2は主トランス,9は従トランスであ
る。主トランス2の1次側には切替スイッチ23によっ
て切替可能な複数のタップ3a,3b,3cを有する1
次巻線3を介して、直流電源1及び主スイッチング素子
4が直列接続された閉回路と、主スイッチング素子4に
並列に接続されたコンデンサ19及び従スイッチング素
子20から成る直列回路と、主スイッチング素子4を直
接に制御すると共に、従スイッチング素子20をパルス
トランス22を介して制御する制御回路21とが設けら
れている。
【0015】また主トランス2の2次側には、2次巻線
5に接続された整流平滑回路6及び変換電圧を出力する
出力端子7,8が設けられている。27B,27Cはダ
イオード、28Aはコンデンサである。
【0016】従トランス9は1次巻線10が主トランス
2の1次巻線3に並列接続されると共に、2次側には2
次巻線14に接続された整流平滑回路15,出力端子1
6,17等が設けられて、変換電圧を出力する第1の出
力回路24を構成している。
【0017】同様に、従トランス9は1次巻線10が主
トランス2の1次巻線3に並列接続されると共に、2次
側が前記第1の出力回路24と同一内容から成る第2の
出力回路25を構成している。
【0018】さらに、従トランス9は1次巻線10が互
いに直列に接続され、2次側が前記第1の出力回路24
と同一内容から成る2つの出力回路が組み合された第3
の出力回路26を構成しており、この第3の出力回路2
6の1次巻線10は第1及び第2の出力回路24,25
と同様に主トランス2の1次巻線10に並列接続されて
いる。27D,27Eはダイオード、28Bはコンデン
サである。
【0019】制御回路21は主スイッチング素子4を図
2の波形4Aのようにオン(t1),オフ(t2)させ
るように制御すると共に、パルストランス22を介して
従スイッチング素子20を図2の波形20Aのようにオ
ン(t3),オフ(t1+d1+d2)させるように制
御する。すなわち、主スイッチング素子4及び従スイッ
チング素子20は交互にオン,オフを繰り返すように制
御され、各素子4,20は同時にオフ期間d1,d2が
設定されている。
【0020】なお主トランス2の1次巻線3のタップは
、通常は切替スイッチ23によってタップ3bが選ばれ
、直流電源1による入力電圧Viが高い場合は切替スイ
ッチ23によってタップ3aに切り替えられ、入力電圧
Viが低い場合は切替スイッチ23によってタップ3c
に切り替えらえるようになっている。これによって非常
に広い範囲の入力電圧Viが設定された場合でも、各従
トランス9の1次巻線10の変更をせずに対応させるこ
とができるように図られている。図1ではタップ3bが
選ばれた通常の場合を示している。
【0021】次に本実施例の作用を説明する。
【0022】主スイッチング素子4が図2のようにオン
制御された期間(t1)は、主トランス2の1次巻線3
及び2次巻線5には各々図示したように一方端を+,他
方端を−とする電圧が誘起される。同時に第1,第2及
び第3の出力回路24,25,26を構成している各従
トランス9の1次巻線10及び2次巻線14にも各々図
示したように一方端を+,他方端を−とする同様な電圧
が誘起される。そしてこれらの2次側に誘起された電圧
は各々整流平滑回路6,15で整流平滑された後、各出
力端子7,8及び16,17から直流定電圧として出力
される。
【0023】次に主スイッチング素子4が図2のように
オフ制御された期間(t2)は、主トランス2の1次巻
線3及び2次巻線5には各々図示したように一方端を(
−),他方端を(+)とする電圧が誘起される。同時に
第1,第2及び第3の出力回路24,25,26を構成
している各従トランス9の1次巻線10及び2次巻線1
4にも各々図示したように一方端を(−),他方端を(
+)とする同様な電圧が誘起される。
【0024】このとき各トランス2,9の2次側に誘起
された電圧によって各コンデンサ28A,28Bに充電
された電荷が転流ダイオードとして動作する各ダイオー
ド27C,27Eを介して、各出力端子7,8及び16
,17に供給されることにより、直流定電圧が出力され
る。ただし第3の出力回路26においては、2つの回路
が直列接続されるように組み合されているので、各従ト
ランス9の2次側の出力端子16,17から出力される
電圧は第1及び第2の出力回路24,25の出力端子1
6,17から出力される電圧に比較して、直列数分割さ
れるため約半分の出力電圧となる。
【0025】このように主スイッチング素子4のオフ時
(t2)においては、主スイッチング素子4に並列にコ
ンデンサ19及び従スイッチング素子20から成る直列
回路を接続したことによって、直流電源1とその直列回
路が接続されて閉回路が形成されるので、主トランス2
及び従トランス9をリセットする電圧は、直流電源1に
よる入力電圧Vi,コンデンサ電圧Vc及び従スイッチ
ング素子20のオン時間t3によって決定されるように
なる。よって従来のように主トランス2及び従トランス
9の励磁電流に依存することはなくなる。
【0026】図3はこの様子を示す波形図で、主スイッ
チング素子4のオン,オフ波形4Aに対応した主トラン
ス2の波形2Aのリセット電圧は各々Va,Vbのよう
になり、互いに等しい電圧時間積になる。
【0027】このように本実施例によれば、主トランス
2に対して従トランス9を並列接続しても、主スイッチ
ング素子4のオフ時の各トランス2,9のリセット電圧
を各トランス2,9の励磁電流に依存することなく決定
することができるので、各トランス2,9の偏磁を防止
することができる。よって各トランス2,9は飽和しな
いため動作が安定化され、多くの従トランス9を接続す
ることができるので、多出力電圧を得ることができる。
【0028】なお実施例では複数の従トランス9を主ト
ランス2に並列接続する態様は特定の組み合せの内容で
説明したが、何らこれに限定されることなく任意の組み
合わせが可能である。また実施例では主トランス2に従
トランス9を並列接続する例のみを示したが、これに準
じて従属接続する場合に適用しても同様な効果を得るこ
とができる。
【0029】さらに本実施例によれば、主トランス2の
1次巻線3に複数のタップ3a,3b,3cを設けたこ
とにより、広い範囲の入力電圧Viが加わった場合でも
、従トランス9の1次巻線10の巻数を変更することな
くこれに対応させることができる。
【0030】例えばタップ3bが選ばれている通常の状
態で、入力電圧が2倍に高くなったとすると、切替スイ
ッチ23によってタップ3aに切り替えることにより、
従トランス9の1次巻線10をそのままにして各出力端
子7,8及び16,17から出力される多出力電圧を同
一に保つことができる。同様にして入力電圧が1/2に
低くなった場合には、切替えスイッチ23によってタッ
プを3cに切り替えることにより、同じ効果を得ること
ができる。タップの数は3段階に限らず目的,用途等に
応じてより細かな設定が可能である。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、主ト
ランス及び従トランスのリセット電圧を各トランスの励
磁電流に依存することなく決定できるので、各トランス
の偏磁を防止できるため多くの従トランスを接続するこ
とができ、さらに広い範囲の入力電圧に対して従トラン
スの巻線を変更することなくこれに対応することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多出力電圧変換装置の実施例を示す結
線図である。
【図2】本実施例に用いられる主スイッチング素子及び
従スイッチング素子の制御動作時における波形図である
【図3】本実施例の効果を説明する波形図である。
【図4】従来変換装置を示す結線図である。
【図5】従来変換装置における欠点を説明する波形図で
ある。
【符号の説明】
1  直流電源 2  主トランス 3  主トランスの1次巻線 3a,3b,3c  タップ 4  主スイッチング素子 9  従トランス 10  従トランスの1次巻線 19  コンデンサ 20  従スイッチング素子 21  制御回路 23  切替スイッチ 24,25,26  出力回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  切替可能な複数のタップを有する1次
    巻線を介して直流電源及び主スイッチング素子が直列接
    続された閉回路と、前記主スイッチング素子に並列接続
    されたコンデンサ及び従スイッチング素子から成る直列
    回路と、前記主スイッチング素子及び従スイッチング素
    子を共通に制御する制御回路とが各々1次側に設けられ
    ると共に、変換電圧を出力する2次巻線が2次側に設け
    られた主トランスと、この主トランスの巻線に1次巻線
    が接続された従トランスとを備えたことを特徴とする多
    出力電圧変換装置。
  2. 【請求項2】  各々並列接続及び直列接続の組み合せ
    による複数の従トランスが主トランスの巻線に接続され
    た請求項1記載の多出力電圧変換装置。
  3. 【請求項3】  従トランスの1次巻線が主トランスの
    1次巻線に並列接続された請求項1記載の多出力電圧変
    換装置。
  4. 【請求項4】  従トランスの1次巻線が主トランスの
    2次巻線に従属接続された請求項1記載の多出力電圧変
    換装置。
JP7599291A 1991-02-15 1991-02-15 多出力電圧変換装置 Pending JPH04261361A (ja)

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JP (1) JPH04261361A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015073407A (ja) * 2013-10-04 2015-04-16 株式会社デンソー 絶縁電源装置
US10931206B2 (en) 2016-12-27 2021-02-23 Fuji Electric Co., Ltd. Power supply for output of various specifications

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JP2015073407A (ja) * 2013-10-04 2015-04-16 株式会社デンソー 絶縁電源装置
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