JPH0678540A - 共振形ｓｍｒコンバータ - Google Patents
共振形ｓｍｒコンバータInfo
- Publication number
- JPH0678540A JPH0678540A JP24419192A JP24419192A JPH0678540A JP H0678540 A JPH0678540 A JP H0678540A JP 24419192 A JP24419192 A JP 24419192A JP 24419192 A JP24419192 A JP 24419192A JP H0678540 A JPH0678540 A JP H0678540A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- frequency transformer
- reactor
- semiconductor switching
- resonance
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＳＭＲコンバータを小形化すると共に高効率
化する。 【構成】 交流電源に昇圧用リアクタ２を介して接続し
た整流回路１，整流回路１の出力側に並列接続した共振
用コンデンサ３と半導体スイッチング素子より成るブリ
ッジ回路４，ブリッジ回路４の出力側に共振用リアクタ
５を介して接続した高周波トランス６，高周波トランス
６の２次側に接続した整流回路７および整流回路７の出
力側に並列接続した平滑コンデンサ８によって構成し
た。
化する。 【構成】 交流電源に昇圧用リアクタ２を介して接続し
た整流回路１，整流回路１の出力側に並列接続した共振
用コンデンサ３と半導体スイッチング素子より成るブリ
ッジ回路４，ブリッジ回路４の出力側に共振用リアクタ
５を介して接続した高周波トランス６，高周波トランス
６の２次側に接続した整流回路７および整流回路７の出
力側に並列接続した平滑コンデンサ８によって構成し
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＵＰＳ等を構成する
コンバータ、ＯＡ機器や情報伝送装置等の直流電源とし
ての整流回路等に用いられているＳＭＲ（Switching Mo
de Rectifier）コンバータに関するものである。
コンバータ、ＯＡ機器や情報伝送装置等の直流電源とし
ての整流回路等に用いられているＳＭＲ（Switching Mo
de Rectifier）コンバータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術によるＳＭＲコンバータの回路
構成は図２に示す通りである。図２において、整流回路
１はその入力回路の一線に接続した昇圧用リアクタ２を
介して交流電源に接続してある。前記整流回路１の直流
出力回路には半導体スイッチング素子４1 〜４4 より成
るブリッジ回路４が接続してあり、この半導体スイッチ
ング素子より成るブリッジ回路４の出力側には高周波ト
ランス６の１次入力側が接続してある。また、この高周
波トランス６の２次出力側には整流回路７が接続してあ
り、この整流回路７の直流出力側には平滑コンデンサ８
が並列接続してある。このＳＭＲコンバータは交流電源
を整流回路によって直流変換し、さらに、この直流電力
を半導体スイッチング素子より成るブリッジ回路におい
て高周波電力に変換し、この高周波電力を高周波トラン
スを介して整流回路に入力させ、再び直流電力に変換す
るものである。
構成は図２に示す通りである。図２において、整流回路
１はその入力回路の一線に接続した昇圧用リアクタ２を
介して交流電源に接続してある。前記整流回路１の直流
出力回路には半導体スイッチング素子４1 〜４4 より成
るブリッジ回路４が接続してあり、この半導体スイッチ
ング素子より成るブリッジ回路４の出力側には高周波ト
ランス６の１次入力側が接続してある。また、この高周
波トランス６の２次出力側には整流回路７が接続してあ
り、この整流回路７の直流出力側には平滑コンデンサ８
が並列接続してある。このＳＭＲコンバータは交流電源
を整流回路によって直流変換し、さらに、この直流電力
を半導体スイッチング素子より成るブリッジ回路におい
て高周波電力に変換し、この高周波電力を高周波トラン
スを介して整流回路に入力させ、再び直流電力に変換す
るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＳＭＲコンバータは入
力力率を略１にすることができ、また、入出力が高周波
トランスによって絶縁されているので、小・中容量のＵ
ＰＳを構成するコンバータや整流回路として使用されて
いる。このＳＭＲコンバータを小形化するためには、構
成要素の中で重量・寸法ともにウエイトの大きい昇圧用
リアクタと高周波トランスを小形化することが肝要であ
り、また、ＳＭＲコンバータを高効率化するためには損
失の大部分を占める昇圧用リアクタの鉄損とスイッチン
グ損失を減少させる必要がある。ＳＭＲコンバータを高
周波化することにより昇圧用リアクタ，共振リアクタ，
高周波トランスは小形化されるのでその損失は低減する
が、高周波電源である半導体スイッチング素子の損失は
増大するので、従来技術によるＳＭＲコンバータにおい
てスイッチング周波数を上昇させることは制限があっ
た。この発明は、上述した従来技術によるＳＭＲコンバ
ータの欠点を解消するためになされたものであって、Ｓ
ＭＲコンバータの小形化と高効率化を計ることを目的と
するものである。
力力率を略１にすることができ、また、入出力が高周波
トランスによって絶縁されているので、小・中容量のＵ
ＰＳを構成するコンバータや整流回路として使用されて
いる。このＳＭＲコンバータを小形化するためには、構
成要素の中で重量・寸法ともにウエイトの大きい昇圧用
リアクタと高周波トランスを小形化することが肝要であ
り、また、ＳＭＲコンバータを高効率化するためには損
失の大部分を占める昇圧用リアクタの鉄損とスイッチン
グ損失を減少させる必要がある。ＳＭＲコンバータを高
周波化することにより昇圧用リアクタ，共振リアクタ，
高周波トランスは小形化されるのでその損失は低減する
が、高周波電源である半導体スイッチング素子の損失は
増大するので、従来技術によるＳＭＲコンバータにおい
てスイッチング周波数を上昇させることは制限があっ
た。この発明は、上述した従来技術によるＳＭＲコンバ
ータの欠点を解消するためになされたものであって、Ｓ
ＭＲコンバータの小形化と高効率化を計ることを目的と
するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、この発明による共振形ＳＭＲコンバータは、整
流回路の入力側の一線に昇圧用リアクタを接続したうえ
で交流電源と接続し、前記整流回路の出力側に共振コン
デンサと半導体スイッチング素子より成るブリッジ回路
を並列接続し、さらに、前記半導体スイッチング素子よ
り成るブリッジ回路の出力側の一線に接続してある共振
用リアクタを介して高周波トランスを接続し、この高周
波トランスの２次側に整流回路を接続すると共に、この
整流回路の出力側に平滑コンデンサを並列接続したもの
である。
ために、この発明による共振形ＳＭＲコンバータは、整
流回路の入力側の一線に昇圧用リアクタを接続したうえ
で交流電源と接続し、前記整流回路の出力側に共振コン
デンサと半導体スイッチング素子より成るブリッジ回路
を並列接続し、さらに、前記半導体スイッチング素子よ
り成るブリッジ回路の出力側の一線に接続してある共振
用リアクタを介して高周波トランスを接続し、この高周
波トランスの２次側に整流回路を接続すると共に、この
整流回路の出力側に平滑コンデンサを並列接続したもの
である。
【０００５】
【作用】図１において、半導体スイッチング素子４1 と
４4 が同時にオンとなるときは４2 と４3 は同時にオフ
であるので、電流ｉ1 が半導体スイッチング素子４1 ，
共振リアクタ５，高周波トランス６の１次コイルおよび
半導体スイッチング素子４4 の経路で流れる。また、半
導体スイッチング素子４2 と４3 が同時にオンのときは
４1 と４4 は同時にオフとなるので、上述した電流ｉ1
の方向は反対となる。共振コンデンサ３と共振リアクタ
５の挿入によって、前記電流ｉ1 の流通回路における電
圧は共振しながら立上って正弦波状になり、その共振電
圧周波数ｆは〔数１〕に示す通りである。
４4 が同時にオンとなるときは４2 と４3 は同時にオフ
であるので、電流ｉ1 が半導体スイッチング素子４1 ，
共振リアクタ５，高周波トランス６の１次コイルおよび
半導体スイッチング素子４4 の経路で流れる。また、半
導体スイッチング素子４2 と４3 が同時にオンのときは
４1 と４4 は同時にオフとなるので、上述した電流ｉ1
の方向は反対となる。共振コンデンサ３と共振リアクタ
５の挿入によって、前記電流ｉ1 の流通回路における電
圧は共振しながら立上って正弦波状になり、その共振電
圧周波数ｆは〔数１〕に示す通りである。
【０００６】
【数１】
【０００７】半導体スイッチング素子４1 と４4 がオン
のときにおける共振電圧波形は半導体スイッチング素子
４2 と４3 のコレクタ・エミッタ間電圧として印加され
ており、この共振電圧波形が０になったときに半導体ス
イッチング素子４1 と４4 をオフとし、４2 と４3 をオ
ンとすると電流ｉ1 と共振電圧とのオーバーラップが生
じないのでスイッチング損失は殆んど発生しない。
のときにおける共振電圧波形は半導体スイッチング素子
４2 と４3 のコレクタ・エミッタ間電圧として印加され
ており、この共振電圧波形が０になったときに半導体ス
イッチング素子４1 と４4 をオフとし、４2 と４3 をオ
ンとすると電流ｉ1 と共振電圧とのオーバーラップが生
じないのでスイッチング損失は殆んど発生しない。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１はこの発明に係る共振形ＳＭＲコンバ
ータの回路構成を示すブロック図である。図１におい
て、整流回路１の交流電源側の一線には昇圧用リアクタ
２が接続してあり、また、前記整流回路１の出力側には
共振用コンデンサ３と４個の半導体スイッチング素子４
1 〜４4 より成るブリッジ回路４が並列接続してある。
前記ブリッジ回路４の出力回路の一線に直列接続した共
振用リアクタ５を介して高周波トランス６が前記ブリッ
ジ回路の出力側に接続してあり、前記高周波トランス６
の２次出力側には平滑コンデンサ８を直流出力回路に並
列接続した整流回路７が設置してある。
ら説明する。図１はこの発明に係る共振形ＳＭＲコンバ
ータの回路構成を示すブロック図である。図１におい
て、整流回路１の交流電源側の一線には昇圧用リアクタ
２が接続してあり、また、前記整流回路１の出力側には
共振用コンデンサ３と４個の半導体スイッチング素子４
1 〜４4 より成るブリッジ回路４が並列接続してある。
前記ブリッジ回路４の出力回路の一線に直列接続した共
振用リアクタ５を介して高周波トランス６が前記ブリッ
ジ回路の出力側に接続してあり、前記高周波トランス６
の２次出力側には平滑コンデンサ８を直流出力回路に並
列接続した整流回路７が設置してある。
【０００９】次に、この発明による共振形ＳＭＲコンバ
ータを構成する各回路要素の動作について説明する。交
流電源は整流回路１において直流変換され、半導体スイ
ッチング素子４1 〜４4 より成るブリッジ回路４へ入力
され、高周波に変換される。前記ブリッジ回路４におい
て、半導体スイッチング素子４1 と４4 が同時にオンの
ときは４2 と４3 は同時にオフであり、４2 と４3 が同
時にオンのときは４1 と４4 は同時にオフとなるように
制御される。従って、４1 と４4 がオンのとき高周波ト
ランス６の１次コイルを流れる電流ｉ1 の方向は、４2
と４3 がオンのときには反対となるので、半導体スイッ
チング素子４1 〜４4 のスイッチング周波数を上げるこ
とにより高周波トランス６の１次コイルには高周波電流
が流れる。上述した半導体スイッチング素子より成るブ
リッジ回路４と高周波トランス６を環流する高周波電流
の流通経路には共振コンデンサ３と共振リアクタ５が設
置されているので、電圧波形は共振して正弦波状にな
り、その共振電圧周波数は〔数１〕に示す通りである。
この電圧共振により半導体スイッチング素子のスイッチ
ングにおける電流と電圧のオーバーラップは生じないの
で、スイッチング損失は殆んど発生しない。従って、上
述したスイッチング周波数を上昇させることによって高
周波トランス６と共振リアクタ５および昇圧用リアクタ
２を小形化でき、鉄損も減少させることができる。
ータを構成する各回路要素の動作について説明する。交
流電源は整流回路１において直流変換され、半導体スイ
ッチング素子４1 〜４4 より成るブリッジ回路４へ入力
され、高周波に変換される。前記ブリッジ回路４におい
て、半導体スイッチング素子４1 と４4 が同時にオンの
ときは４2 と４3 は同時にオフであり、４2 と４3 が同
時にオンのときは４1 と４4 は同時にオフとなるように
制御される。従って、４1 と４4 がオンのとき高周波ト
ランス６の１次コイルを流れる電流ｉ1 の方向は、４2
と４3 がオンのときには反対となるので、半導体スイッ
チング素子４1 〜４4 のスイッチング周波数を上げるこ
とにより高周波トランス６の１次コイルには高周波電流
が流れる。上述した半導体スイッチング素子より成るブ
リッジ回路４と高周波トランス６を環流する高周波電流
の流通経路には共振コンデンサ３と共振リアクタ５が設
置されているので、電圧波形は共振して正弦波状にな
り、その共振電圧周波数は〔数１〕に示す通りである。
この電圧共振により半導体スイッチング素子のスイッチ
ングにおける電流と電圧のオーバーラップは生じないの
で、スイッチング損失は殆んど発生しない。従って、上
述したスイッチング周波数を上昇させることによって高
周波トランス６と共振リアクタ５および昇圧用リアクタ
２を小形化でき、鉄損も減少させることができる。
【００１０】上述した共振形ＳＭＲコンバータにおい
て、高周波トランス６の有するリーケージ・インダクタ
ンスを利用することによって共振用リアクタを省略する
ことが可能な場合もある。
て、高周波トランス６の有するリーケージ・インダクタ
ンスを利用することによって共振用リアクタを省略する
ことが可能な場合もある。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による共
振形ＳＭＲコンバータは、交流入力電源を直流変換する
整流回路、この整流回路の直流側に設けられた半導体ス
イッチング素子より成るブリッジ回路、このブリッジ回
路の出力側に設けられた高周波トランス、この高周波ト
ランスの２次側に設けられた平滑コンデンサを備えた整
流回路によって構成したＳＭＲコンバータにおいて、前
記半導体スイッチング素子と高周波トランスを含んだ回
路に並列接続した共振コンデンサと直列接続した共振用
リアクタを設けたものである。従って、前記共振コンデ
ンサと共振リアクタによる電圧共振により前記半導体ス
イッチング素子のスイッチング損失を減少させることが
できるのでＳＭＲコンバータの効率を向上させることが
でき、また、スイッチング周波数を上昇させることによ
り昇圧用リアクタ，高周波トランス，共振リアクタの小
形化と高効率を計ることができる。
振形ＳＭＲコンバータは、交流入力電源を直流変換する
整流回路、この整流回路の直流側に設けられた半導体ス
イッチング素子より成るブリッジ回路、このブリッジ回
路の出力側に設けられた高周波トランス、この高周波ト
ランスの２次側に設けられた平滑コンデンサを備えた整
流回路によって構成したＳＭＲコンバータにおいて、前
記半導体スイッチング素子と高周波トランスを含んだ回
路に並列接続した共振コンデンサと直列接続した共振用
リアクタを設けたものである。従って、前記共振コンデ
ンサと共振リアクタによる電圧共振により前記半導体ス
イッチング素子のスイッチング損失を減少させることが
できるのでＳＭＲコンバータの効率を向上させることが
でき、また、スイッチング周波数を上昇させることによ
り昇圧用リアクタ，高周波トランス，共振リアクタの小
形化と高効率を計ることができる。
【図１】この発明の実施例を示す共振形ＳＭＲコンバー
タのブロック図。
タのブロック図。
【図２】従来技術によるＳＭＲコンバータのブロック
図。
図。
１，７ 整流回路 ２ 昇圧用リアクタ ３ 共振用コンデンサ ４ 半導体スイッチング素子より成るブリッジ回路 ５ 共振用リアクタ ６ 高周波トランス ８ 平滑用コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 入力回路の一線に昇圧用リアクタを接続
したうえで交流電源と接続した整流回路と、この整流回
路の出力側に並列接続した共振用コンデンサおよび半導
体スイッチング素子より成るブリッジ回路と、入力回路
の一線に共振用リアクタを接続したうえで前記半導体ス
イッチング素子より成るブリッジ回路の出力回路と接続
した高周波トランスと、この高周波トランスの２次側に
接続した整流回路およびこの整流回路の出力側に並列接
続した平滑コンデンサと、 によって構成したことを特徴とする共振形ＳＭＲコンバ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24419192A JPH0678540A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 共振形ｓｍｒコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24419192A JPH0678540A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 共振形ｓｍｒコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0678540A true JPH0678540A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=17115132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24419192A Pending JPH0678540A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 共振形ｓｍｒコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678540A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5915676A (en) * | 1996-03-22 | 1999-06-29 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Lever-type frictional resistance force variable system |
| DE102012002292A1 (de) * | 2011-05-02 | 2012-11-08 | Motech Industries Inc. | Schaltung zum Umwandeln einer Gleichspannung in eine Wechselspannung |
-
1992
- 1992-08-20 JP JP24419192A patent/JPH0678540A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5915676A (en) * | 1996-03-22 | 1999-06-29 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Lever-type frictional resistance force variable system |
| DE102012002292A1 (de) * | 2011-05-02 | 2012-11-08 | Motech Industries Inc. | Schaltung zum Umwandeln einer Gleichspannung in eine Wechselspannung |
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