JPH06269165A - Pwm dc-dc converter - Google Patents

Pwm dc-dc converter

Info

Publication number
JPH06269165A
JPH06269165A JP5076693A JP5076693A JPH06269165A JP H06269165 A JPH06269165 A JP H06269165A JP 5076693 A JP5076693 A JP 5076693A JP 5076693 A JP5076693 A JP 5076693A JP H06269165 A JPH06269165 A JP H06269165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
voltage
switching element
current
main
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5076693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mantaro Nakamura
萬太郎 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanken Electric Co Ltd filed Critical Sanken Electric Co Ltd
Priority to JP5076693A priority Critical patent/JPH06269165A/en
Publication of JPH06269165A publication Critical patent/JPH06269165A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To reduce switching loss, surge voltage and current by providing a control circuit for detecting the output voltage from a smoothing circuit and delivering an auxiliary control pulse signal to an auxiliary switching element prior to provision of a main control signal to a main switching element. CONSTITUTION:The converter commutates the current I of a load 7 to a resonance capacitor 9 when a main control signal voltage applied from a control circuit 8 to the base terminal of a transistor 3 makes a transition from High to Low level thus turning the transistor 3 OFF. Voltage across the transistor 3 increases linearly up to the sum E of voltages E/2 of first and second DC power supplies 1, 2. A thyristor 10 is turned ON before the transistor 3 is turned ON to feed resonance capacitor 9 and reactor 11 with a resonance current. Voltage across the transistor 3 is lowered according to cosine function and the transistor 3 is turned ON when the voltage goes zero.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【産業上の利用分野】本発明は、PWM(パルス幅変
調)型DC−DCコンバータ、特に降圧形のPWM型D
C−DCコンバータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PWM (pulse width modulation) type DC-DC converter, particularly a step-down type PWM type D
The present invention relates to a C-DC converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング素子のオン・オフ期間の比
率を制御する方式のPWM(パルス幅変調)型DC−D
Cコンバータ、所謂チョッパ回路は従来から電子機器等
の電源回路等に広く使用されている。図3に示す従来の
PWM型DC−DCコンバータは、コレクタ端子が直流
電源1に接続された主スイッチング素子としてのトラン
ジスタ3と、トランジスタ3のエミッタ端子及び直流電
源1の間に接続された還流用ダイオード4と、還流用ダ
イオード4の両端に接続された平滑リアクトル5及び平
滑コンデンサ6から成る平滑回路と、平滑回路の平滑コ
ンデンサ6の両端に接続された負荷7と、平滑回路の出
力電圧を検出してトランジスタ3のベース端子に制御パ
ルス信号を付与する制御回路8とを備えている。このP
WM型DC−DCコンバータでは、平滑回路の出力電圧
の変動に比例してトランジスタ3のベース端子に付与す
る制御パルス信号の時間幅を変化させることにより、ト
ランジスタ3のターンオン期間を制御し、負荷7に供給
される電力の安定化を図っている。
2. Description of the Related Art A PWM (Pulse Width Modulation) type DC-D which controls a ratio of ON / OFF periods of switching elements
C converters, so-called chopper circuits, have been widely used in power supply circuits for electronic devices and the like. The conventional PWM type DC-DC converter shown in FIG. 3 has a transistor 3 as a main switching element whose collector terminal is connected to the DC power supply 1, and a freewheeling connection connected between the emitter terminal of the transistor 3 and the DC power supply 1. A smoothing circuit composed of a diode 4, a smoothing reactor 5 and a smoothing capacitor 6 connected to both ends of the free wheeling diode 4, a load 7 connected to both ends of the smoothing capacitor 6 of the smoothing circuit, and an output voltage of the smoothing circuit are detected. And a control circuit 8 for applying a control pulse signal to the base terminal of the transistor 3. This P
In the WM type DC-DC converter, the turn-on period of the transistor 3 is controlled by changing the time width of the control pulse signal applied to the base terminal of the transistor 3 in proportion to the fluctuation of the output voltage of the smoothing circuit, and the load 7 We are trying to stabilize the power supplied to.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図3のPW
M型DC−DCコンバータでは、トランジスタ3のオン
・オフ動作時に、トランジスタ3のコレクタ−エミッタ
間電圧波形とトランジスタ3のコレクタ電流波形との重
なりによる大きなスイッチング損失が発生する欠点があ
った。また、トランジスタ3のオン・オフ動作時におけ
る電圧及び電流波形の立上り時にスパイク状のサージ電
圧及び電流が発生する欠点があった。
By the way, the PW of FIG.
The M-type DC-DC converter has a drawback that a large switching loss occurs due to the overlap between the collector-emitter voltage waveform of the transistor 3 and the collector current waveform of the transistor 3 during the on / off operation of the transistor 3. Further, there is a drawback that spike-like surge voltage and current are generated when the voltage and current waveforms rise during the on / off operation of the transistor 3.

【0004】そこで、本発明はスイッチング損失やサー
ジ電圧及び電流等を低減できるPWM型DC−DCコン
バータを提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a PWM type DC-DC converter capable of reducing switching loss, surge voltage and current.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によるPWM型D
C−DCコンバータは、直列に接続された第1及び第2
の直流電源と、一方の主端子が前記第1の直流電源に接
続された主スイッチング素子と、該主スイッチング素子
に並列に接続された共振用コンデンサと、前記第1及び
第2の直流電源の接続点と前記主スイッチング素子の他
方の主端子との間に接続された補助スイッチング素子及
び共振用リアクトルの直列回路と、前記主スイッチング
素子の他方の主端子及び前記第2の直流電源の間に接続
された還流用整流素子と、該還流用整流素子の両端に接
続されたリアクトル及びコンデンサを含む平滑回路と、
該平滑回路に接続された負荷と、前記平滑回路の出力電
圧を検出して前記主スイッチング素子の制御端子に主制
御パルス信号を付与する前に前記補助スイッチング素子
の制御端子に補助制御パルス信号を付与する制御回路と
を備えている。
A PWM type D according to the present invention
The C-DC converter includes a first and a second connected in series.
Of the DC power supply, a main switching element having one main terminal connected to the first DC power supply, a resonance capacitor connected in parallel with the main switching element, and a DC power supply of the first and second DC power supplies. Between the series circuit of the auxiliary switching element and the resonance reactor connected between the connection point and the other main terminal of the main switching element, and between the other main terminal of the main switching element and the second DC power supply. A connected return rectifying element, and a smoothing circuit including a reactor and a capacitor connected to both ends of the return rectifying element,
An auxiliary control pulse signal is applied to the control terminal of the auxiliary switching element before the load connected to the smoothing circuit and the output voltage of the smoothing circuit are detected and the main control pulse signal is applied to the control terminal of the main switching element. And a control circuit for applying the control signal.

【0006】[0006]

【作用】主スイッチング素子をオンした状態で負荷に電
流を流している時に主スイッチング素子をオフ状態に切
替えると、負荷電流が主スイッチング素子から共振用コ
ンデンサに転流して共振用コンデンサが第1及び第2の
直流電源の和の電圧まで充電され、共振用コンデンサの
両端の電圧、即ち主スイッチング素子の両端の電圧が緩
やかに上昇する。これにより、主スイッチング素子のオ
ン状態からオフ状態への切替時のスイッチング損失を低
減することができる。また、主スイッチング素子の制御
端子に主制御パルス信号を付与して主スイッチング素子
をオン状態にする前に、補助スイッチング素子の制御端
子に補助制御パルス信号を付与して補助スイッチング素
子をオン状態にすると、共振用コンデンサ及び共振用リ
アクトルに共振電流が流れ、共振用コンデンサの両端の
電圧、即ち主スイッチング素子の両端の電圧が緩やかに
降下する。そしてこの電圧が0Vになった時、主スイッ
チング素子をオン状態にすることにより、主スイッチン
グ素子のオフ状態からオン状態への切替時のスイッチン
グ損失を低減することができる。以上により、主スイッ
チング素子のオン・オフ動作時のスイッチング損失を低
減することができる。また、主スイッチング素子のオン
・オフ切替時に発生するスパイク状のサージ電圧及び電
流は共振用コンデンサ及び共振用リアクトルにより吸収
されるから、主スイッチング素子のオン・オフ動作時の
サージ電圧及び電流を低減することができる。
When the main switching element is switched to the off state while the current is flowing to the load while the main switching element is on, the load current is commutated from the main switching element to the resonance capacitor, and the resonance capacitor is The voltage is charged to the sum of the voltages of the second DC power supply, and the voltage across the resonance capacitor, that is, the voltage across the main switching element, rises gently. Thereby, the switching loss at the time of switching the main switching element from the on state to the off state can be reduced. Before applying the main control pulse signal to the control terminal of the main switching element to turn on the main switching element, apply the auxiliary control pulse signal to the control terminal of the auxiliary switching element to turn on the auxiliary switching element. Then, a resonance current flows through the resonance capacitor and the resonance reactor, and the voltage across the resonance capacitor, that is, the voltage across the main switching element, drops gently. When this voltage becomes 0 V, the main switching element is turned on, whereby the switching loss at the time of switching the main switching element from the off state to the on state can be reduced. As described above, it is possible to reduce the switching loss during the on / off operation of the main switching element. In addition, the spike-shaped surge voltage and current that occurs when the main switching element is switched on and off is absorbed by the resonance capacitor and resonance reactor, so the surge voltage and current when the main switching element is on and off is reduced. can do.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明によるPWM型DC−DCコン
バータの実施例を図1及び図2に基づいて説明する。但
し、図1では図3に示す箇所と同一の部分には同一の符
号を付し、その説明を省略する。本実施例のPWM型D
C−DCコンバータは、図1に示すように、直列に接続
された第1及び第2の直流電源1、2と、コレクタ端子
(一方の主端子)が第1の直流電源1に接続された主ス
イッチング素子としてのトランジスタ3と、トランジス
タ3に並列に接続された共振用コンデンサ9と、第1及
び第2の直流電源1、2の接続点とトランジスタ3のエ
ミッタ端子(他方の主端子)との間に接続された補助ス
イッチング素子としてのサイリスタ10及び共振用リア
クトル11の直列回路と、トランジスタ3のエミッタ端
子及び第2の直流電源2の間に接続された還流用ダイオ
ード(還流用整流素子)4と、還流用ダイオード4の両
端に接続された平滑リアクトル5及び平滑コンデンサ6
から成る平滑回路と、平滑回路の平滑コンデンサ6の両
端に接続された負荷7と、平滑回路の出力電圧を検出し
てトランジスタ3のベース端子に主制御パルス信号を付
与する前にサイリスタ10のゲート端子に補助制御パル
ス信号を付与する制御回路8とを備えている。第1及び
第2の直流電源1、2の電圧は、本実施例ではそれぞれ
E/2とする。これらの電圧E/2は、例えば商用交流
電源の交流電圧を整流して得られた直流電圧Eを直列に
接続された2つの分圧用コンデンサにて1:1に分圧す
ることにより得られる。もちろん、出力電圧E/2の直
流電源を2個用意して、その各々を直列に接続してもよ
い。また、トランジスタ3及びサイリスタ10には、本
実施例では各々接合型パワートランジスタ及び逆阻止3
端子サイリスタ(SCR)を使用している。特に図示は
しないが、制御回路8は、一定周期の三角波電圧を発生
する発振回路部と、基準電圧に対する平滑回路の出力電
圧の誤差電圧を演算増幅する誤差増幅回路部と、誤差増
幅回路部の誤差出力電圧及び発振回路部の三角波電圧を
比較する比較回路部と、比較回路部の出力電圧に比例し
た時間幅の主制御パルス信号を発生してトランジスタ3
のベース端子に付与する主制御パルス発生回路部と、主
制御パルス発生回路部の主制御パルス信号が立ち上がる
前にサイリスタ10のゲート端子に付与する一定時間幅
の補助制御パルス信号を発生する補助制御パルス発生回
路部とを含む。補助制御パルス発生回路部から発生する
補助制御パルス信号の時間幅はトランジスタ3のオフ時
間より極めて小さい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a PWM type DC-DC converter according to the present invention will be described below with reference to FIGS. However, in FIG. 1, the same parts as those shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. PWM type D of this embodiment
As shown in FIG. 1, the C-DC converter has first and second DC power supplies 1 and 2 connected in series, and a collector terminal (one main terminal) connected to the first DC power supply 1. A transistor 3 as a main switching element, a resonance capacitor 9 connected in parallel with the transistor 3, a connection point between the first and second DC power supplies 1 and 2, and an emitter terminal (the other main terminal) of the transistor 3. A series circuit of a thyristor 10 and a resonance reactor 11 as an auxiliary switching element connected between the two, and a freewheeling diode (freewheeling rectifying element) connected between the emitter terminal of the transistor 3 and the second DC power supply 2. 4 and a smoothing reactor 5 and a smoothing capacitor 6 connected to both ends of the free wheeling diode 4.
Before the main control pulse signal is applied to the base terminal of the transistor 3 by detecting the output voltage of the smoothing circuit and the load 7 connected to both ends of the smoothing capacitor 6 of the smoothing circuit. And a control circuit 8 for applying an auxiliary control pulse signal to the terminal. The voltages of the first and second DC power supplies 1 and 2 are E / 2 in this embodiment. These voltages E / 2 can be obtained, for example, by dividing the DC voltage E obtained by rectifying the AC voltage of the commercial AC power supply into 1: 1 by two voltage dividing capacitors connected in series. Of course, two DC power supplies with output voltage E / 2 may be prepared, and each of them may be connected in series. Further, in this embodiment, the transistor 3 and the thyristor 10 are respectively a junction type power transistor and a reverse blocking circuit 3.
A terminal thyristor (SCR) is used. Although not particularly shown, the control circuit 8 includes an oscillation circuit section that generates a triangular wave voltage of a constant cycle, an error amplification circuit section that performs operational amplification of the error voltage of the output voltage of the smoothing circuit with respect to the reference voltage, and an error amplification circuit section. A comparator circuit for comparing the error output voltage and the triangular wave voltage of the oscillator circuit section, and a transistor 3 for generating a main control pulse signal having a time width proportional to the output voltage of the comparator circuit section.
Of the main control pulse generating circuit section to be applied to the base terminal of the thyristor, and an auxiliary control for generating an auxiliary control pulse signal of a certain time width to be applied to the gate terminal of the thyristor 10 before the main control pulse signal of the main control pulse generating circuit section rises And a pulse generation circuit section. The time width of the auxiliary control pulse signal generated from the auxiliary control pulse generation circuit section is extremely smaller than the off time of the transistor 3.

【0008】上記の構成において、図2(A)に示すよう
に制御回路8からトランジスタ3のベース端子に付与さ
れた主制御パルス信号電圧VBが高レベルから低レベル
になり、トランジスタ3がオン状態からオフ状態になる
と、図2(C)及び(E)に示すようにトランジスタ3に流
れていた電流ITR、即ち負荷7の電流Iが共振用コンデ
ンサ9へ転流する(ICS)。このとき、図2(F)に示す
ように共振用コンデンサ9が第1及び第2の直流電源
1、2の各々の電圧E/2の和、即ち電圧Eまで充電さ
れ、共振用コンデンサ9の両端の電圧VCS、即ちトラン
ジスタ3の両端の電圧VTRが直線的に上昇する。共振用
コンデンサ9が電圧Eまで充電されると、還流用ダイオ
ード4が順バイアスとなり、図2(E)及び(D)に示すよ
うに共振用コンデンサ9の電流ICS、即ち負荷7の電流
Iが還流用ダイオード4に転流する(ID)。このとき
の共振用コンデンサ9の両端の電圧VCS、即ちトランジ
スタ3の両端の電圧VTRは図2(F)に示すように電圧E
に等しい。
In the above structure, as shown in FIG. 2A, the main control pulse signal voltage V B applied from the control circuit 8 to the base terminal of the transistor 3 changes from high level to low level, and the transistor 3 is turned on. When the state changes to the off state, the current I TR flowing in the transistor 3, that is, the current I of the load 7 is commutated to the resonance capacitor 9 (I CS ) as shown in FIGS. 2C and 2E . At this time, as shown in FIG. 2 (F), the resonance capacitor 9 is charged to the sum of the voltages E / 2 of the first and second DC power supplies 1 and 2, that is, the voltage E, and the resonance capacitor 9 The voltage V CS across the terminals, that is, the voltage V TR across the transistor 3, increases linearly. When the resonance capacitor 9 is charged to the voltage E, the freewheeling diode 4 is forward biased, and the current I CS of the resonance capacitor 9, that is, the current I of the load 7 is shown in FIGS. 2 (E) and 2 (D). Are commutated to the free wheeling diode 4 ( ID ). At this time, the voltage V CS across the resonance capacitor 9, that is, the voltage V TR across the transistor 3 is the voltage E as shown in FIG.
be equivalent to.

【0009】図2(B)に示すように制御回路8からサイ
リスタ10のゲート端子に付与された補助制御パルス信
号電圧VGが低レベルから高レベルになり、サイリスタ
10がオン状態になると、図2(G)に示すように第2の
直流電源2、共振用リアクトル11、サイリスタ10、
平滑リアクトル5及び負荷7の経路で共振用リアクトル
11に電流ILSが流れ始め、負荷7の電流Iに等しくな
るまで直線的に増加する。一方、還流用ダイオード4に
流れていた電流IDは図2(D)に示すように直線的に減
少し、共振用リアクトル11の電流ILSが負荷7の電流
Iに等しくなると還流用ダイオード4には電流が流れな
くなる。還流用ダイオード4に電流が流れなくなると、
図2(E)及び(G)に示すように共振用コンデンサ9及び
共振用リアクトル11に共振電流が流れる。このとき、
共振用コンデンサ9の両端の電圧VCS、即ちトランジス
タ3の両端の電圧VTRは図2(F)に示すように共振作用
により余弦関数(E/2)・(1+cosωt)にて降下する。
ここで、ωは共振角周波数、tは共振開始からの経過時
間を示す。この電圧VTRがE/2まで降下したとき、図
2(E)及び(G)に示すように共振用コンデンサ9及び共
振用リアクトル11に流れる共振電流は最大値に達し、
このときの共振用リアクトル11の電流ILSは共振電流
の最大値と負荷7の電流Iとの和に略等しい。その後、
共振用コンデンサ9及び共振用リアクトル11に流れる
共振電流は余弦関数的に減少する。そして、トランジス
タ3の両端の電圧VTRが0Vとなるとき、制御回路8は
図2(A)に示すようにトランジスタ3のベース端子に付
与する主制御パルス信号電圧VBを低レベルから高レベ
ルにしてトランジスタ3をオフ状態からオン状態にす
る。このとき、共振用コンデンサ9の電流ICSは図2
(E)に示すように略消滅し、共振用リアクトル10の電
流ILSは図2(G)に示すように負荷7の電流Iに略等し
くなる。トランジスタ3がオン状態になると、図2(C)
に示すようにトランジスタ3に電流ITRが流れ始め、負
荷7の電流Iに等しくなるまで直線的に増加する。一
方、第2の直流電源2、共振用リアクトル11、サイリ
スタ10、平滑リアクトル5及び負荷7の経路で流れて
いた共振用リアクトル11の電流ILSは図2(G)に示す
ように直線的に減少し、トランジスタ3の電流ITRが負
荷7の電流Iに等しくなると共振用リアクトル11の電
流ILSは消滅する。このとき、制御回路8は図2(B)に
示すようにサイリスタ10のゲート端子に付与する補助
制御パルス信号電圧VGを高レベルから低レベルにして
サイリスタ10をオン状態からオフ状態にする。その後
は第1及び第2の直流電源1、2より負荷7へ電力が供
給される。
As shown in FIG. 2B, when the auxiliary control pulse signal voltage V G applied from the control circuit 8 to the gate terminal of the thyristor 10 changes from low level to high level and the thyristor 10 is turned on, 2 (G), the second DC power source 2, the resonance reactor 11, the thyristor 10,
A current I LS starts to flow in the resonance reactor 11 in the path of the smoothing reactor 5 and the load 7, and increases linearly until it becomes equal to the current I of the load 7. On the other hand, the current I D flowing in the freewheeling diode 4 decreases linearly as shown in FIG. 2D, and when the current I LS of the resonance reactor 11 becomes equal to the current I of the load 7, the freewheeling diode 4 No current flows through it. When current stops flowing in the free wheeling diode 4,
As shown in FIGS. 2E and 2G, a resonance current flows through the resonance capacitor 9 and the resonance reactor 11. At this time,
The voltage V CS across the resonance capacitor 9, that is, the voltage V TR across the transistor 3, drops by a cosine function (E / 2) · (1 + cosωt) due to the resonance action as shown in FIG. 2 (F).
Here, ω is the resonance angular frequency, and t is the elapsed time from the start of resonance. When this voltage V TR drops to E / 2, the resonance current flowing through the resonance capacitor 9 and the resonance reactor 11 reaches the maximum value as shown in FIGS. 2 (E) and (G).
The current I LS of the resonance reactor 11 at this time is substantially equal to the sum of the maximum value of the resonance current and the current I of the load 7. afterwards,
The resonance current flowing through the resonance capacitor 9 and the resonance reactor 11 decreases in a cosine function. When the voltage V TR across the transistor 3 becomes 0 V, the control circuit 8 changes the main control pulse signal voltage V B applied to the base terminal of the transistor 3 from low level to high level, as shown in FIG. Then, the transistor 3 is turned on from the off state. At this time, the current I CS of the resonance capacitor 9 is as shown in FIG.
As shown in (E), it almost disappears, and the current I LS of the resonance reactor 10 becomes substantially equal to the current I of the load 7 as shown in FIG. 2 (G). When the transistor 3 is turned on, FIG.
The current I TR begins to flow in the transistor 3 as shown in FIG. 3 and increases linearly until it becomes equal to the current I of the load 7. On the other hand, the current I LS of the resonance reactor 11 flowing in the path of the second DC power supply 2, the resonance reactor 11, the thyristor 10, the smoothing reactor 5 and the load 7 is linear as shown in FIG. When the current I TR of the transistor 3 decreases and the current I TR of the transistor 3 becomes equal to the current I of the load 7, the current I LS of the resonance reactor 11 disappears. At this time, the control circuit 8 changes the auxiliary control pulse signal voltage V G applied to the gate terminal of the thyristor 10 from the high level to the low level as shown in FIG. After that, electric power is supplied from the first and second DC power supplies 1 and 2 to the load 7.

【0010】上記のように、本実施例ではトランジスタ
3のオン状態からオフ状態への切替時に負荷7の電流I
をトランジスタ3から共振用コンデンサ9に転流させて
共振用コンデンサ9を充電し、トランジスタ3の両端の
電圧VTRを直線的に上昇させる。また、トランジスタ3
をオフ状態からオン状態にする前に、サイリスタ10を
オン状態にして、共振用コンデンサ9及び共振用リアク
トル11に共振電流を流し、トランジスタ3の両端の電
圧VTRを余弦関数(E/2)・(1+cosωt)にて降下させ
て電圧VTRが0Vになった時にトランジスタ3をオン状
態にする。以上により、トランジスタ3のゼロボルトス
イッチングが達成されるので、トランジスタ3の電圧波
形(図2(F))と電流波形(図2(C))との重なりが少
なくなり、トランジスタ3のターンオン及びターンオフ
時の電力損失、即ちスイッチング損失を低減することが
できる。また、トランジスタ3のオン・オフ切替時に発
生するスパイク状のサージ電圧及び電流は共振用コンデ
ンサ9及び共振用リアクトル11により吸収されるの
で、トランジスタ3のオン・オフ動作時のサージ電圧及
び電流を低減することができる。
As described above, in this embodiment, the current I of the load 7 is changed when the transistor 3 is switched from the on state to the off state.
Is commutated from the transistor 3 to the resonance capacitor 9 to charge the resonance capacitor 9 and linearly increase the voltage V TR across the transistor 3. Also, the transistor 3
Before turning the off state from the on state, the thyristor 10 is turned on, a resonance current is passed through the resonance capacitor 9 and the resonance reactor 11, and the voltage V TR across the transistor 3 is changed to a cosine function (E / 2). The transistor 3 is turned on when the voltage V TR drops to 0V by (1 + cosωt). As described above, since the zero volt switching of the transistor 3 is achieved, the voltage waveform (FIG. 2 (F)) and the current waveform (FIG. 2 (C)) of the transistor 3 are less overlapped, and when the transistor 3 is turned on and turned off. It is possible to reduce the power loss, that is, the switching loss. Further, since the spike-shaped surge voltage and current generated when the transistor 3 is switched on and off is absorbed by the resonance capacitor 9 and the resonance reactor 11, the surge voltage and current during the on / off operation of the transistor 3 are reduced. can do.

【0011】本発明の実施態様は前記の実施例に限定さ
れず変更が可能である。例えば、上記の実施例では主ス
イッチング素子及び補助スイッチング素子として各々接
合型パワートランジスタ及び逆阻止3端子サイリスタ
(SCR)を使用した例を示したが、この組合せに限定
されるものではなく、また接合型パワートランジスタ及
び逆阻止3端子サイリスタ(SCR)の代わりにFET
(電界効果トランジスタ)等の他のスイッチング素子を
使用してもよい。
The embodiment of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be modified. For example, in the above-described embodiment, an example in which the junction type power transistor and the reverse blocking three-terminal thyristor (SCR) are used as the main switching element and the auxiliary switching element, respectively, is shown, but the invention is not limited to this combination, and Type power transistor and reverse blocking 3-terminal thyristor (SCR) instead of FET
Other switching elements such as (field effect transistor) may be used.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、主スイ
ッチング素子の電圧波形と電流波形との重なりを少なく
して主スイッチング素子のターンオン及びターンオフ時
の電力損失、即ちスイッチング損失を低減することがで
きる。また、主スイッチング素子のスイッチング動作時
のサージ電圧及びサージ電流を低減することができる。
As described above, according to the present invention, the overlap between the voltage waveform and the current waveform of the main switching element is reduced to reduce the power loss when the main switching element is turned on and off, that is, the switching loss. be able to. Further, it is possible to reduce the surge voltage and the surge current during the switching operation of the main switching element.

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

【図1】 本発明の実施例を示すPWM型DC−DCコ
ンバータの電気回路図
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a PWM type DC-DC converter showing an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の回路の各部の電圧及び電流を示す波形
FIG. 2 is a waveform diagram showing the voltage and current of each part of the circuit of FIG.

【図3】 従来のPWM型DC−DCコンバータを示す
電気回路図
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a conventional PWM type DC-DC converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...第1の直流電源、2...第2の直流電源、
3...トランジスタ(主スイッチング素子)、
4...還流用ダイオード(還流用整流素子)、
5...平滑リアクトル、6...平滑コンデンサ、
7...負荷、8...制御回路、9...共振用コン
デンサ、10...サイリスタ(補助スイッチング素
子)、11...共振用リアクトル
1. . . First DC power supply, 2. . . Second DC power supply,
3. . . Transistor (main switching element),
4. . . Reflux diode (recirculation rectifier),
5. . . Smooth reactor, 6. . . Smoothing capacitor,
7. . . Load, 8. . . Control circuit, 9. . . Resonant capacitor, 10. . . Thyristor (auxiliary switching element), 11. . . Resonance reactor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直列に接続された第1及び第2の直流電
源と、一方の主端子が前記第1の直流電源に接続された
主スイッチング素子と、該主スイッチング素子に並列に
接続された共振用コンデンサと、前記第1及び第2の直
流電源の接続点と前記主スイッチング素子の他方の主端
子との間に接続された補助スイッチング素子及び共振用
リアクトルの直列回路と、前記主スイッチング素子の他
方の主端子及び前記第2の直流電源の間に接続された還
流用整流素子と、該還流用整流素子の両端に接続された
リアクトル及びコンデンサを含む平滑回路と、該平滑回
路に接続された負荷と、前記平滑回路の出力電圧を検出
して前記主スイッチング素子の制御端子に主制御パルス
信号を付与する前に前記補助スイッチング素子の制御端
子に補助制御パルス信号を付与する制御回路とを備えた
ことを特徴とするPWM型DC−DCコンバータ。 【0001】
1. A first and a second DC power supply connected in series, a main switching element having one main terminal connected to the first DC power supply, and a main switching element connected in parallel. A resonance capacitor, a series circuit of an auxiliary switching element and a resonance reactor connected between a connection point of the first and second DC power supplies and the other main terminal of the main switching element, and the main switching element Of the free-wheeling rectifier connected between the other main terminal of the free-flowing rectifier and the second DC power supply, a smoothing circuit including a reactor and a capacitor connected to both ends of the free-wheeling rectifier, and a smoothing circuit connected to the smoothing circuit. Auxiliary load control pulse to the control terminal of the auxiliary switching element before detecting the output voltage of the smoothing circuit and applying the main control pulse signal to the control terminal of the main switching element. A PWM type DC-DC converter, comprising: a control circuit for giving a signal. [0001]
JP5076693A 1993-03-11 1993-03-11 Pwm dc-dc converter Pending JPH06269165A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5076693A JPH06269165A (en) 1993-03-11 1993-03-11 Pwm dc-dc converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5076693A JPH06269165A (en) 1993-03-11 1993-03-11 Pwm dc-dc converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06269165A true JPH06269165A (en) 1994-09-22

Family

ID=12867965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5076693A Pending JPH06269165A (en) 1993-03-11 1993-03-11 Pwm dc-dc converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06269165A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002252965A (en) * 2001-02-22 2002-09-06 Denso Corp Power conversion apparatus using auxiliary resonance commutation circuit
CN105871188A (en) * 2016-05-18 2016-08-17 青岛海信移动通信技术股份有限公司 Surge protection circuit and mobile terminal
WO2018163792A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 株式会社オートネットワーク技術研究所 Direct-current voltage conversion device
WO2018163794A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 株式会社オートネットワーク技術研究所 Direct-current voltage conversion device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002252965A (en) * 2001-02-22 2002-09-06 Denso Corp Power conversion apparatus using auxiliary resonance commutation circuit
CN105871188A (en) * 2016-05-18 2016-08-17 青岛海信移动通信技术股份有限公司 Surge protection circuit and mobile terminal
WO2018163792A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 株式会社オートネットワーク技術研究所 Direct-current voltage conversion device
WO2018163794A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 株式会社オートネットワーク技術研究所 Direct-current voltage conversion device
JP2018148725A (en) * 2017-03-07 2018-09-20 株式会社オートネットワーク技術研究所 DC voltage converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7075801B2 (en) Dc converter
US5070294A (en) Multi-output dc-dc converter using field-effect transistor switched at high frequency
JP3097886B2 (en) Step-up chopper type switching power supply
JP3038701B2 (en) Step-up DC-DC converter
JP4605532B2 (en) Multi-output type switching power supply
JP3055121B2 (en) Chopper type DC-DC converter
JP3033085B2 (en) Step-down DC-DC converter
JPH06269165A (en) Pwm dc-dc converter
JP3097519B2 (en) Chopper type DC-DC converter
JP2858407B2 (en) PWM DC-DC converter
JPH10210736A (en) Step-down type dc-dc converter
JP2002300777A (en) Switching power supply device
JP3104875B2 (en) Step-up DC-DC converter
JPH06269166A (en) Pwm dc-dc converter
JP3402362B2 (en) Chopper type DC-DC converter
JP2882472B2 (en) Power supply circuit using power insulated gate type FET
JP3104874B2 (en) Step-down DC-DC converter
JPH06269167A (en) Pwm dc-dc converter
JPS61280769A (en) Noise absorber circuit
JPH06303769A (en) Step-down chopper type switching power supply
JP2993635B2 (en) Transformer connection type DC-DC converter
JP3351482B2 (en) Insulated switching power supply
JP3138998B2 (en) Transformer isolated DC-DC converter
JP2858412B2 (en) Transformer connection type DC-DC converter
JP2000152624A (en) Transformer-insulated dc-to-dc converter