JPH061978B2 - 擬似共振を用いるdc/dcコンバータ - Google Patents

擬似共振を用いるdc/dcコンバータ

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JPH061978B2
JPH061978B2 JP1044977A JP4497789A JPH061978B2 JP H061978 B2 JPH061978 B2 JP H061978B2 JP 1044977 A JP1044977 A JP 1044977A JP 4497789 A JP4497789 A JP 4497789A JP H061978 B2 JPH061978 B2 JP H061978B2
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はDC/DCコンバータに関し、特に進行波管増
幅器(TWTA)用の電子電力調節器(EPC)で用い
られる如きコンバータに関する。本発明は高周波数DC
/DCコンバータにも有用である。
従来の技術とその問題点 かかるコンバータは、トランスと、前記トランスの1次
巻線に直列の周期的スイッチング手段と、DC電源に並
列に接続された入力キャパシタと、負荷に並列に接続さ
れた出力キャパシタとからなる。
かかるコンバータの設計の際生じる問題の1つに、スイ
ッチの高いブレーキング電圧及びスイッチング手段のス
イッチング中の寄生電圧によるものである。
また、巻線の寄生リアクタンスにより、特に高周波動作
時に擾乱が発生する。
1982年10月9日のヨーロッパ特許は、整流サイクル内
に電流の打消し時間の生成,同期化及び挿入を行なう数
個の制御電子回路を用いて、整流時にスイッチを流れる
電流が打消されてDC/DCコンバータを開示する。こ
れには複雑で取扱いの面倒な電子回路を用いなければな
らないという欠点がある。
P.ビンシァレリの米国特許4415959は、スイッチング
強度がゼロのDC/DCコンバータを開示する。このコ
ンバータは、出力キャパシタとともに疑似共振回路を構
成する漏れインダクタンスを有するトランスを用いる。
これにより周期的スイッチング手段のブレーキング強度
を打消すことができる。しかしこの従来のDC/DCコ
ンバータの出力には大きなリップル電圧が含まれる。
本発明の目的は、前記の欠点を示さない進行波管増幅器
(TWTA)用電子電力調節器(EPC)等のDC/D
Cコンバータを提供するにある。
問題点を解決するための手段 本発明によるDC/DCコンバータにおいては、入力キ
ャパシタ(Cin)の容量は出力キャパシタ(C)の容
量より大幅に小さくされ、入力キャパシタ(Cin)及び
前記トランスの2次インダクタンス(L,L)全体
が定める回路の共振周期は、前記周期的スイッチング手
段(S,S,S)の動作周期より短くされ、前記ト
ランスの1次巻線の全寄生容量及び前記トランスの磁化
インダクタンスが定める共振周期は、前記周期的スイッ
チング手段の動作周期より短くされる。
本発明の別の特徴によれば同調キャパシタが前記スイッ
チング手段に並列に接続される。
本発明の一例としては、前記トランスが中点接続を有す
る1次巻線からなり、前記周期的スイッチング手段は、
前記1次巻線の一端にそれぞれ直列に接続される2つの
スイッチから構成されてなるプッシュプルDC/DCコ
ンバータがある。この場合前記全寄生容量は、一方の巻
線半体と付随するスイッチとの全寄生容量となる。
実施例 第1図を参照するに、1次巻線21からなるDC/DC
コンバータには、端子10及び11に印加される定常D
C電圧Vinが供給される。トランス20の1次回路は、
直列入力インダクタンスLin及び並列入力キャパシタン
スCinからなる。このコンバータの2次回路は直列イン
ダクタンスL及び出力並列キャパシタンスCからな
り、2次電流はダイオードDにより整流されて、出力端
子12と13との間に接続された抵抗Rで表わされる
負荷が印加される。1次回路にはスイッチング手段S
が、1次回線21と直列に接続される。このスイッチン
グ手段は、制御回路14により制御される、例えば電界
効果トランジスタ等の周期的スイッチング手段である。
磁化インダクタンスL及び浮遊又は寄生容量Cの全
体は破線で示されている。
本発明によれば、入力インダクタンスLinと入力容量C
inとの値は、それぞれ2次回路のインダクタンス全体、
つまりトランスのインダクタンス及び直列インダクタン
スLの和と、出力キャパシタCの値より大幅に小さ
い。
入力キャパシタCinと、トランスの漏れインダクタン
ス及び存在する場合には直列出力インダクタンスL
らなる直列出力インダクタンスとは、T=π√L・C
inなる周期を有する共振回路を形成する。
本発明によればこの周期Tは、周期的スイッチング手段
Sの動作周期つまりブレーキング周期より短くされる。
その結果、第2b図に示されるスイッチSでの電流I
は、正弦半波波形を有する。第2a図の曲線は、Nをト
ランス20の公称変圧比として値NV+dVからNV
−dVまで低下する、入力キャパシタCin両端の電圧
差を示す。
第2c図の曲線はスイッチS両端の電圧差を示す。本発
明によれば、磁化インダクタンスL及び全浮遊又は寄
生容量Cからなる回路の共振周期も、周期的スイッチ
ング手段の動作周期より短い。その結果スイッチS両端
の電圧差は正弦半波23の形状となる。この電圧差はス
イッチSが改めて閉成する前にゼロとなる。その結果寄
生要素L及びCでの損失はない。
全1次電流Iを得るには磁化インダクタンスLを流
れている磁化電流Iを1次巻線21の電流Iに加え
なければならない。これは、正弦半波22後に電流I
がゼロとなる磁化電流Iが残るということを意味す
る。実際には磁化電流は微弱であるから、スイッチSの
ブレーキングによるスイッチング損失は、微弱である。
第5a図は、第1図の寄生又は浮遊容量Cを詳細に示
す図である。実際には本発明によれば、疑似共振は、全
ての寄生容量、つまりスイッチSを構成するパワーFE
Tのドレイン−ソース容量Cdsと、巻線浮遊容量C
と、物理的な基板レイアウトによる他の容量Cに関
係する。これらの寄生容量の全ては、合わせて第5b図
中FETの両端にまたがって接続される等価総容量C
として表わされる。必要ならば第5b図に示される如く
この総容量を同調キャパシタCの容量と組み合わせる
ことができる。
第3図は、プッシュプルDC/DCコンバータに適用さ
れた本発明の別の実施例を示す。この実施例では、第1
図の構成要素と等価な構成要素は同一の参照番号で示さ
れている。プッシュプルコンバータは、中点接続31を
有する1次巻線からなるトランス30を用いる。周期的
スイッチング手段は、各々がトランス30の1次巻線の
一端に直列に接続される2つのスイッチS1及びS2か
らなる。2次回路は、アノードが2次巻線の一端に接続
される2つのダイオードD1及びD2からなる全波整流
器からなる。ダイオードD1及びD2のカソードは正の
端子12に接続される。負の端子13は2次巻線の中点
接続32に接続される。
この場合寄生リアクタンスの疑似共振は、1次巻線の各
巻線半体に対して起こる。
第3a図乃至第3e図はそれぞれ、入力キャパシタCin
両端の電圧差、1次巻線の第1の巻線半体での電流
s1、1次巻線の第2の巻線半体での電流Is2、第1の
巻線半体両端の電位差、及び第2の巻線半体両端の電位
差を示す。
スイッチS1とS2とは、対称に交番する仕方で動作す
る。(DC電源Vinによる入力キャパシタCinの充電が
行なわれるよう)両方のスイッチが開成されている期間
33及び34中は、トランス32の極性が、磁化インダ
クタンスLに蓄えられたエネルギーにより逆転され
る。この電圧逆転は、磁化インダクタンスL及び浮遊
キャパシタンスCの並列共振により制御される。
第4図は、幾つかの、この場合では2つの、出力を有す
る本発明によるプッシュプルDC/DCコンバータの実
施例を示す。
本発明の好ましい実施例における構成要素の値は次の通
りである。
in=50マイクロヘンリー Cin=0.1マイクロファラッド C=1マイクロファラッド 動作周波数は500kHzであり、出力電力は100Wである。
本発明によるDC/DCコンバータは、効率が大幅に改
善されかつ重量が低減されるようにして寄生リアクタン
スによる損失がなくされるので宇宙船で使用される高周
波数コンバータとして特に有用である。
以上を要約するに、本発明によれば、特に高周波数で動
作し、あるいは進行波管増幅器(TWTA)に給電を行
ない、1次巻線及び2次巻線を有するトランスと、前記
トランスの1次回路に直列に接続される周期的スイッチ
ング手段(S,S,S)と、該トランスの1次回路
に並列に接続される入力キャパシタ(Cin)と、前記ト
ランスの2次回路に並列に接続される出力キャパシタ
(C)とからなり、入力キャパシタ(Cin)の容量は
出力キャパシタ(C)の容量より大幅に小さくされ、
入力キャパシタ(Cin)及び前記トランスの2次インダ
クタンス(L,L)全体が定める回路の共振周期
は、前記周期的スイッチング手段(S,S,S)の
動作周期より短くされ、前記トランスの1次巻線の全寄
生容量(C)及びトランスの磁化インダクタンス(L
)が定める共振周期は、前記周期的スイッチング手段
の動作周期より短くされてなるDC/DCコンバータが
提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す回路図、第2図は第
1の回路図の特性曲線を示す図、第3図は本発明による
プッシュプルDC/DCコンバータの回路図とその特性
曲線を示す図、第4図は本発明によるプッシュプル多出
力DC/DCコンバータを示す図、第5a図及び第5b
図は寄生又は浮遊容量に関する詳細な回路図である。 10,11,12,13…端子、14…制御回路、2
0,30…トランス、21…1次巻線、31,32…中
点接続。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】特に高周波数で動作し、あるいは進行波管
    増幅器(TWTA)に給電をおこない、1次巻線及び2
    次巻線を有するトランスと、該トランスの1次回路に直
    列に接続される周期的スイッチング手段(S,S,S
    )と、該トランスの1次回路に並列に接続される入力
    キャパシタ(Cin)と、該トランスの2次回路に並列に
    接続される出力キャパシタ(C)とからなり、入力キ
    ャパシタ(Cin)の容量は出力キャパシタ(C)の容
    量より大幅に小さくされ、入力キャパシタ(Cin)及び
    該トンラスの2次インダクタンス(L,L)全体が
    定める回路の共振周期は、該周期的スイッチング手段
    (S,S,S)の動作周期より短くされ、該トラン
    スの1次巻線の全寄生容量(C)及び該トランスの磁
    化インダクタンス(L)が定める共振周期は、該周期
    的スイッチング手段の動作周期より短くされてなるDC
    /DCコンバータ。
  2. 【請求項2】該スイッチング手段に並列に接続される同
    調キャパシタ(C)からなることを特徴とする請求項
    1記載のDC/DCコンバータ。
  3. 【請求項3】該トランスが中点接続を有する1次巻線か
    らなり、該周期的スイッチング手段は、該1次巻線の一
    端にそれぞれ直列に接続される2つのスイッチ(S
    )から構成されてなるプッシュプルコンバータであ
    って、該全寄生容量(C)は、一方の巻線半体と付随
    するスイッチとの全寄生容量(C)であることを特徴
    とする請求項1又は2記載のDC/DCコンバータ。
  4. 【請求項4】該トランスは、それぞれ出力を行なう少な
    くとも2つの別々の2次巻線からなることを特徴とする
    請求項1乃至3記載のDC/DCコンバータ。
JP1044977A 1988-02-24 1989-02-23 擬似共振を用いるdc/dcコンバータ Expired - Lifetime JPH061978B2 (ja)

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JPH0246166A JPH0246166A (ja) 1990-02-15
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0734652B2 (ja) * 1989-10-14 1995-04-12 東光株式会社 Dc―dcコンバータ
FR2658674B1 (fr) * 1990-02-20 1992-05-07 Europ Agence Spatiale Convertisseur continu-continu a commutation a tension nulle.
MX9200368A (es) * 1991-01-29 1992-08-01 Dawari Datubo Dan Harry Sistema de conversion de potencia de alta densidad y alta frecuencia.
WO1992013385A1 (en) * 1991-01-29 1992-08-06 Dan Harry Dawari Datubo High frequency, high density power conversion system
FR2672447B1 (fr) * 1991-02-05 1995-06-16 Europ Agence Spatiale Convertisseur continu-continu, en particulier convertisseur push-pull a mosfets.
DE4120147A1 (de) * 1991-06-19 1993-01-07 Ant Nachrichtentech Schaltregler
US5177675A (en) * 1991-10-16 1993-01-05 Shindengen Archer Corp. Zero voltage, zero current, resonant converter
US5430635A (en) * 1993-12-06 1995-07-04 Bertonee, Inc. High power factor electronic transformer system for gaseous discharge tubes
FR2720567B1 (fr) * 1994-05-27 1996-07-26 Europ Agence Spatiale Convertisseur continu continu à rendement élevé.
DE19745008A1 (de) * 1997-10-11 1999-04-15 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Steuerung des Schaltverhaltens eines Durchflußwandler-Stellgliedes sowie Durchflußwandler
US6175255B1 (en) * 1998-11-23 2001-01-16 National Seniconductor Corporation Line driver circuit for low voltage and low power applications
US6807073B1 (en) * 2001-05-02 2004-10-19 Oltronics, Inc. Switching type power converter circuit and method for use therein
US6466460B1 (en) 2001-08-24 2002-10-15 Northrop Grumman Corporation High efficiency, low voltage to high voltage power converter
US6836414B1 (en) 2002-10-17 2004-12-28 University Of Central Florida PWM half-bridge converter with dual-equally adjustable control signal dead-time
US7352596B2 (en) * 2004-12-23 2008-04-01 Astec International Limited Method of operating a resonant push-pull converter in an above resonant frequency mode
US9461552B2 (en) * 2006-03-23 2016-10-04 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for power conversion
WO2013070094A2 (en) * 2011-11-10 2013-05-16 Powerbyproxi Limited A method for controlling a converter
US10110118B2 (en) 2014-09-11 2018-10-23 Philips Lighting Holding B.V. Charge pump effect compensation for high frequency isolation transformer in lighting device power supplies
WO2018048312A1 (en) 2016-09-06 2018-03-15 Powerbyproxi Limited An inductive power transmitter
CN113012907B (zh) * 2021-02-26 2022-06-28 西安微电子技术研究所 一种无偏磁电压推挽电路的平板变压器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4415959A (en) * 1981-03-20 1983-11-15 Vicor Corporation Forward converter switching at zero current
DE3142304A1 (de) * 1981-10-24 1983-05-11 AEG-Telefunken Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang Gleichspannungswandler
FR2569913B1 (fr) * 1984-09-05 1986-09-19 Matra Convertisseur de courant continu en courant continu a decoupage
US4675797A (en) * 1985-11-06 1987-06-23 Vicor Corporation Current-fed, forward converter switching at zero current
US4785387A (en) * 1986-04-28 1988-11-15 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Resonant converters with secondary-side resonance
US4720667A (en) * 1986-06-20 1988-01-19 Lee Fred C Zero-current switching quasi-resonant converters operating in a full-wave mode
FR2608857B1 (fr) * 1986-12-19 1989-05-12 Sodilec Sa Convertisseur continu-continu du type " forward " a commutation a courant nul et a fonctionnement en courants bidirectionnels
US4823249A (en) * 1987-04-27 1989-04-18 American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories High-frequency resonant power converter
US4788634A (en) * 1987-06-22 1988-11-29 Massachusetts Institute Of Technology Resonant forward converter
US4841220A (en) * 1987-09-23 1989-06-20 Tabisz Wojciech A Dc-to-Dc converters using multi-resonant switches

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Publication number Publication date
JPH0246166A (ja) 1990-02-15
FR2627644A1 (fr) 1989-08-25
US4959765A (en) 1990-09-25
FR2627644B1 (fr) 1991-05-03

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