JPH07264841A

JPH07264841A - Ｄｃ／ｄｃコンバータ装置

Info

Publication number: JPH07264841A
Application number: JP4590894A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kanegae; 毅鐘ケ江
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokimec Inc
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-10-13
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: JP3324863B2

Abstract

(57)【要約】【目的】複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並列運転する
ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に関し、使用部品の電気的性
能のばらつきに左右されることなく、各ＤＣ／ＤＣコン
バータの伝送電力を均等にし得るＤＣ／ＤＣコンバータ
装置を提供する。【構成】ＡおよびＢはそれぞれ非絶縁型ＤＣ／ＤＣコ
ンバータで、ＰＷＭコントロール部１および２と、トラ
ンジスタＱ１およびＱ２と、ダイオードＣＲ１およびＣ
Ｒ２と、コイルＬ１およびＬ２と、コンデンサＣ１およ
びＣ２とよりなる。Ｑ１およびＱ２のエミッタ、ＣＲ１
およびＣＲ２のカソードおよびＬ１およびＬ２との共通
接続点間に、コンデンサＣ₀₁が接続されている。ＣＲ１
で電圧が生じており、ＣＲ２に電圧が殆ど発生していな
いとすると、ＣＲ１の電圧がコンデンサＣ₀₁を介してＣ
Ｒ２に供給されるため、ＣＲ１およびＣＲ２の電圧がそ
れぞれ等しくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータ
装置に係り、特に、複数のＤＣ／ＤＣコンバータをスイ
ッチングのタイミングを同期させて並列運転するＤＣ／
ＤＣコンバータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のＤＣ／ＤＣコンバータ装置
の一例の回路図を示す。同図において、ＤＣ／ＤＣコン
バータ装置は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータＡと第２の
ＤＣ／ＤＣコンバータＢとが、それぞれ電源スイッチＳ
Ｗを介して電圧源Ｅ_INに接続される一方、負荷１０に端
子１１、１２を介して接続された構成である。

【０００３】第１のＤＣ／ＤＣコンバータＡは、ＮＰＮ
トランジスタＱ１と、トランジスタＱ１をスイッチング
制御するＰＷＭ（パルス幅変調）コントロール部１と、
トランジスタＱ１の出力信号が入力されるダイオードＣ
Ｒ１、コイルＬ１および平滑コンデンサＣ１よりなる。
第２のＤＣ／ＤＣコンバータＢも第１のＤＣ／ＤＣコン
バータＡと同様の構成であり、ＮＰＮトランジスタＱ２
と、トランジスタＱ２をスイッチング制御するＰＷＭコ
ントロール部２と、トランジスタＱ２の出力信号が入力
されるダイオードＣＲ２、コイルＬ２および平滑コンデ
ンサＣ２よりなる。また、コイルＬ１、Ｌ２、コンデン
サＣ１、Ｃ２および端子１１の共通接続点は、ＰＷＭコ
ントロール部２に接続されている。また、ＰＷＭコント
ロール部１および２は、同期のために互いに接続されて
いる。

【０００４】次に、この非絶縁型の従来のＤＣ／ＤＣコ
ンバータ装置の動作について説明する。電源スイッチＳ
Ｗをオンとすると、ＰＷＭコントロール部１および２か
らパルス幅変調（ＰＷＭ）されたパルスが発生出力され
て、トランジスタＱ１およびＱ２のベースにそれぞれ供
給される。このＰＷＭパルスのパルス幅は、時間の経過
と共に徐々に長くなるようにされており、電源スイッチ
ＳＷのオン直後は、最小のパルス幅である。

【０００５】トランジスタＱ１およびＱ２は、ベースに
入力されるＰＷＭパルスがハイレベルの時にオン、ロー
レベルの時にオフとなるようにスイッチングされる。ト
ランジスタＱ１およびＱ２がオンの期間は、電源スイッ
チＳＷを介して直流電圧源Ｅ_INよりの直流電圧が、トラ
ンジスタＱ１、Ｑ２のコレクタ・エミッタを介してチョ
ークコイルＬ１、Ｌ２とコンデンサＣ１、Ｃ２とよりな
る平滑回路に入力されて平均化される。

【０００６】一方、トランジスタＱ１およびＱ２がオフ
の期間は、平滑回路への出力が遮断される。なお、ダイ
オードＣＲ１およびＣＲ２は、トランジスタＱ１および
Ｑ２がオンの時に、チョークコイルＬ１およびＬ２に蓄
積されたエネルギーを、トランジスタＱ１およびＱ２が
オフの時に放出させるためのフライホイールダイオード
である。

【０００７】ここで、ＰＷＭコントロール部１および２
は、それぞれ互いに接続されており、出力電圧が設定値
より低い場合は出力パルス幅を広げ、また、設定値より
高い場合は出力パルス幅を狭くするように、互いに同期
して動作する。これにより、負荷１０には、トランジス
タＱ１およびＱ２のオン時間とオフ時間との比（デュー
ティサイクル）で定まる安定な電圧を出力することがで
きる。

【０００８】また、この従来装置では、同一構成のＤＣ
／ＤＣコンバータＡおよびＢをそれぞれ並列に接続し
て、それぞれの出力を同時に負荷１０に出力する、いわ
ゆる並列運転（動作）をしているため、単一のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータでは出力電流が不足する場合でも、十分な
出力電流を得ることができる。

【０００９】図６は、従来のＤＣ／ＤＣコンバータ装置
の他の例の回路図を示す。この従来装置は、第１のＤＣ
／ＤＣコンバータＣおよび第２のＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｄとが、それぞれ電源スイッチＳＷを介して直流電圧源
Ｅ_INに接続されると共に、端子２１、２２を介して負荷
２０に共通に接続された構成で、二つのＤＣ／ＤＣコン
バータＣおよびＤをそれぞれ並列運転する構成である。

【００１０】第１のＤＣ／ＤＣコンバータＣは、入出力
絶縁型の構成で、Ｎチャンネル電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）Ｑ３と、このＦＥＴＱ３のゲートにＰＷＭパ
ルスを供給するＰＷＭコントロール部３と、ＦＥＴＱ３
のドレインに一次巻線の一端が接続され、一次巻線の他
端が電源スイッチＳＷに接続されたトランスＴ１と、ト
ランスＴ１の一次巻線に接続されたコンデンサＣ６、抵
抗Ｒ１およびダイオードＣＲ７よりなるスナーバー回路
と、トランスＴ１の二次巻線に接続されたダイオードＣ
Ｒ３、ＣＲ４、チョークコイルＬ３およびコンデンサＣ
４よりなる整流回路とより構成されている。

【００１１】第２のＤＣ／ＤＣコンバータＤも、第１の
ＤＣ／ＤＣコンバータＣと同一の回路構成の入出力絶縁
型のＤＣ／ＤＣコンバータで、Ｎチャンネル電界効果ト
ランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ４と、ＰＷＭコントロール部４
と、ＦＥＴＱ４のドレインに一次巻線の一端が接続さ
れ、一次巻線の他端が電源スイッチＳＷに接続されたト
ランスＴ２と、トランスＴ２の一次巻線に接続されたコ
ンデンサＣ７、抵抗Ｒ２およびダイオードＣＲ８よりな
るスナーバー回路と、トランスＴ２の二次巻線に接続さ
れたダイオードＣＲ５、ＣＲ６、チョークコイルＬ４お
よびコンデンサＣ５よりなる整流回路とより構成されて
いる。

【００１２】また、チョークコイルＬ３、Ｌ４、コンデ
ンサＣ４、Ｃ５および端子２１の共通接続点は誤差検出
器５を介してＰＷＭコントロール部４に接続され、さら
にＰＷＭコントロール部３に接続されて、ＰＷＭコント
ロール部３および４がそれぞれ誤差検出回路５の出力信
号に基づき、同期したスイッチング用ＰＷＭパルスを出
力する構成とされている。

【００１３】次に、この従来の入出力絶縁型のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ装置の動作について説明する。電源スイッ
チＳＷがオンされると、ＰＷＭコントロール部３および
４よりＰＷＭパルスが出力されて、ＦＥＴＱ３およびＱ
４をそれぞれスイッチングする。これにより、トランス
Ｔ１およびＴ２の一次巻線に直流電圧源Ｅ_INよりの直流
電圧が断続的に印加されるため、トランスＴ１およびＴ
２の二次巻線にパルス電圧が誘起される。このパルス電
圧は、ダイオードＣＲ３、ＣＲ５によりそれぞれ整流さ
れ、さらに、ダイオードＣＲ４、ＣＲ６と、チョークコ
イルＬ３、Ｌ４と、コンデンサＣ４、Ｃ５とを経て平滑
されて、端子２１を介して負荷２０に印加される。

【００１４】この従来装置も、ＰＷＭコントロール部３
および４は、それぞれ誤差検出回路５の誤差検出出力に
基づき、出力電圧が設定値より低い場合は出力パルス幅
を広げ、また、設定値より高い場合は出力パルス幅を狭
くするように互いに同期して動作する。これにより、負
荷２０には、トランスＴ１およびＴ２の二次巻線に誘起
したパルス電圧をＦＥＴＱ３およびＱ４のオン時間とオ
フ時間との比（デューティサイクル）で定まる安定な電
圧を出力することができる。また、この従来装置も、並
列運転（動作）をしているため、単一のＤＣ／ＤＣコン
バータでは出力電流が不足する場合でも、十分な出力電
流を得ることができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記の図５に示した非
絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ装置では、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータＡおよびＢがそれぞれ同一の構成で、トランジ
スタＱ１およびＱ２も同一種類のものを使用している。
しかし、実際には、トランジスタＱ１およびＱ２の直流
電流増幅率ｈ_FEや立ち上がり時間などにばらつきがあ
り、また、ＰＷＭコントロール部１および２の出力電力
にも限界があるため、トランジスタＱ１およびＱ２の一
方が他方に比べて直流電流増幅率ｈ_FEと立ち上がり時間
がそれぞれ大であると、出力ＰＷＭパルスの立ち上がり
に変化が生じ、それにより、コイルＬ１およびＬ２に流
れる電流Ｉ_aおよびＩ_b1に差が生じる。

【００１６】例えば、トランジスタＱ１がトランジスタ
Ｑ２に比べて直流電流増幅率ｈ_FEと立ち上がり時間がそ
れぞれ大であるとすると、ＰＷＭコントロール部１の出
力パルスは、図３（Ａ）にａで示す如くになり、ＰＷＭ
コントロール部２の出力パルスは図３（Ｂ）にｂで示す
如くになる。これにより、ダイオードＣＲ１、ＣＲ２の
両端に生じる電圧は、それぞれ図３（Ｃ）に示す電圧Ｖ
_a 、同図（Ｄ）に示す電圧Ｖ_b1となり、また、コイルＬ
１およびＬ２に流れる電流Ｉ_a 、Ｉ_b1は、それぞれコイ
ルＬ１およびＬ２の両端の電圧を時間で積分した値をイ
ンダクタンス値で除算した値となるから、図３（Ｆ）お
よび（Ｇ）で示す如くになる。

【００１７】すなわち、この場合は、図３（Ｆ）および
（Ｇ）からわかるように、コイルＬ１およびＬ２に流れ
る電流Ｉ_a、Ｉ_b1が異なるため、定常状態となっても電
流値の差が発生し、並列運転をするＤＣ／ＤＣコンバー
タＡおよびＢ間の伝送電力の均等性が損なわれてしま
う。

【００１８】また、図６に示した絶縁型の従来のＤＣ／
ＤＣコンバータ装置においても、ＦＥＴＱ３およびＱ４
のゲート・ソース間の入力容量（Ｃ_iss ）やゲート・ス
レシホールド電圧にばらつきがあるため、例えば、ＦＥ
ＴＱ３のＣ_iss がＦＥＴＱ４のそれよりも小さく、しか
も、ゲート・スレシホールド電圧も低いものとすると、
やはりＰＷＭコントロール部３、４の出力パルスはそれ
ぞれ図３（Ａ）、（Ｂ）にａ、ｂで示す如く波形が異な
る。

【００１９】従って、ダイオードＣＲ４、ＣＲ６の両端
に生じる電圧は、それぞれ図３（Ｃ）に示す電圧Ｖ_a、
同図（Ｅ）に示す電圧Ｖ_b2となり、また、コイルＬ３お
よびＬ４に流れる電流Ｉ_a 、Ｉ_b2は、それぞれコイルＬ
３およびＬ４の両端の電圧を時間で積分した値をインダ
クタンス値で除算した値となるから、図３（Ｆ）および
（Ｈ）で示す如くになり、電流値の差が発生し、並列運
転をするＤＣ／ＤＣコンバータＣおよびＤ間の伝送電力
の均等性が損なわれてしまう。

【００２０】このため、上記の従来装置は、いずれも伝
送電力に余裕をもったＤＣ／ＤＣコンバータを使用する
か、または、Ｑ１〜Ｑ４として特性を厳選して管理した
素子を使用しなければならない。

【００２１】本発明の目的は、並列運転される複数のＤ
Ｃ／ＤＣコンバータの各フライホイールダイオードの端
子間電圧を等しくすることにより、各ＤＣ／ＤＣコンバ
ータの伝送電力を等しくするＤＣ／ＤＣコンバータ装置
を提供することにある。

【００２２】また、本発明の他の目的は、並列運転する
複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各出力電力を均等にする
ことにより、各ＤＣ／ＤＣコンバータの発熱を均等と
し、信頼性を向上しうるＤＣ／ＤＣコンバータ装置を提
供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、直流電源に共通に接続された複数のＤＣ
／ＤＣコンバータを、スイッチングのタイミングを同期
させて並列運転し共通の負荷を駆動するＤＣ／ＤＣコン
バータ装置において、複数のＤＣ／ＤＣコンバータのス
イッチングによる電力伝送駆動部間を、コンデンサを介
して接続した構成としたものである。

【００２４】また、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ
は、それぞれスイッチングトランジスタと、スイッチン
グトランジスタをスイッチングするためのスイッチング
パルスを発生すると共に、制御入力により出力パルス幅
が制御されるパルス発生回路と、スイッチングトランジ
スタの出力を電力伝送するための、チョークコイル、フ
ライホイールダイオードおよび平滑コンデンサよりな
り、直流電力を出力すると共にパルス発生回路に制御入
力を供給する電力伝送駆動部とより構成することが、入
出力共通グラウンドの非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに
適用することができ好ましい。

【００２５】また、前記電力伝送駆動部は、前記スイッ
チングトランジスタのエミッタにカソードが接続され、
アノードが接地された前記フライホイールダイオード
と、フライホイールダイオードとスイッチングトランジ
スタのエミッタとの接続点に一端が接続された前記チョ
ークコイルと、チョークコイルの他端とグラウンドとの
間に接続された前記平滑コンデンサとよりなり、複数の
ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングトランジスタのエ
ミッタ、フライホイールダイオードのカソードおよびチ
ョークコイルとの共通接続点間に、コンデンサを接続す
ることが、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに本発明を適
用することができ好ましい。

【００２６】また、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ
は、それぞれスイッチングトランジスタと、スイッチン
グトランジスタをスイッチングするためのスイッチング
パルスを発生すると共に、制御入力により出力パルス幅
が制御されるパルス発生回路と、スイッチングトランジ
スタの出力端に一次巻線が接続されたトランスと、トラ
ンスの二次巻線にアノードが接続された整流用ダイオー
ドと、整流用ダイオードのカソードに一端が接続された
チョークコイルと、整流用ダイオードとチョークコイル
との接続点にカソードが接続されたフライホイールダイ
オードと、チョークコイルの他端とグラウンド間に接続
された平滑コンデンサとよりなり、トランス、整流用ダ
イオード、チョークコイル、フライホイールダイオード
および平滑コンデンサは前記電力伝送駆動部を構成し、
複数のＤＣ／ＤＣコンバータの内任意の一のＤＣ／ＤＣ
コンバータ内のチョークコイルと平滑コンデンサとの接
続点から取り出した出力から誤差を検出しその検出誤差
に基づいて前記パルス発生回路の出力パルス幅を可変制
御する誤差検出回路を有する構成とすることが、入出力
絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに本発明を適用することが
でき好ましい。

【００２７】さらに、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ
の前記整流用ダイオードとチョークコイルとフラホイー
ルダイオードとの共通接続点間に、コンデンサを接続す
る構成とすることが、入出力絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバー
タに本発明を適用することができ好ましい。

【００２８】また、さらに前記複数のＤＣ／ＤＣコンバ
ータの前記トランスの一次巻線とスイッチングトランジ
スタとの共通接続点間に、コンデンサを接続した構成と
することが、入出力絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに本発
明を適用することができ好ましい。

【００２９】

【作用】本発明では、複数のＤＣ／ＤＣコンバータのス
イッチングによる電力伝送駆動部間を、コンデンサを介
して接続したため、あるＤＣ／ＤＣコンバータの電力伝
送駆動部で生じた電圧を、まだ対応する電力伝送駆動部
で電圧が発生していない他のＤＣ／ＤＣコンバータの電
力伝送駆動部へ供給することができ、よって、電力伝送
駆動部における出力電圧および出力電流を、複数のＤＣ
／ＤＣコンバータ間で等しくすることができる。

【００３０】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。

【００３１】図１は本発明の第１実施例の回路図を示
す。同図中、図５と同一構成部分には同一符号を付して
ある。

【００３２】図１において、本実施例のコンバータ装置
は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータＡと、第２のＤＣ／Ｄ
ＣコンバータＢと、誤差検出回路５とを有する。そし
て、これらのコンバータＡおよびＢは、それぞれ電源ス
イッチＳＷを介して電圧源Ｅ_INに接続される。また、共
通の端子１１および１２に、負荷１０が接続される。

【００３３】ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータＡおよびＢ
は、それぞれ図５に示すＤＣ／ＤＣコンバータＡおよび
Ｂと同一構成の入出力非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ
である。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータＡは、ＰＷＭ
コントロール部１と、該コントロール部１によってオン
オフ制御されるスイッチングトランジスタＱ１と、電力
伝送駆動部Ｐａとを備える。また、ＤＣ／ＤＣコンバー
タＢは、ＰＷＭコントロール部２と、該コントロール部
２によってオンオフ制御されるスイッチングトランジス
タＱ２と、電力伝送駆動部Ｐｂとを備える。本実施例
は、スイッチングトランジスタＱ１と電力伝送駆動部Ｐ
ａとの接続点と、スイッチングトランジスタＱ２と電力
伝送駆動部Ｐｂとの接続点との間に、コンデンサＣ₀₁を
接続した点に特徴を有するものである。

【００３４】電力伝送駆動部Ｐａは、スイッチングトラ
ンジスタＱ１のエミッタにカソードが接続され、アノー
ドが接地されたフライホイールダイオードＣＲ１と、ス
イッチングトランジスタＱ１のエミッタに一端が接続さ
れたチョークコイルＬ１と、チョークコイルＬ１の他端
とグラウンドとの間に接続された平滑コンデンサＣ１と
で構成される。スイッチングトランジスタＱ１のエミッ
タ、フライホイールダイオードＣＲ１のカソードおよび
チョークコイルＬ１の共通接続点間に、コンデンサＣ₀₁
の一端が接続される。

【００３５】電力伝送駆動部Ｐｂは、スイッチングトラ
ンジスタＱ２のエミッタにカソードが接続され、アノー
ドが接地されたフライホイールダイオードＣＲ２と、ス
イッチングトランジスタＱ２のエミッタに一端が接続さ
れたチョークコイルＬ２と、チョークコイルＬ２の他端
とグラウンドとの間に接続された平滑コンデンサＣ２と
で構成される。スイッチングトランジスタＱ２のエミッ
タ、フライホイールダイオードＣＲ２のカソードおよび
チョークコイルＬ２の共通接続点間に、コンデンサＣ₀₁
の他端が接続される。

【００３６】次に、本実施例の動作について説明する。
本実施例は、基本的には、図５に示す装置と同様に動作
する。パルス発生回路であるＰＷＭコントロール部１お
よび２は、負荷１０へ出力される電圧が分岐されて入力
され、出力電圧が設定値より低い場合は出力パルス幅を
広げ、また、設定値より高い場合は出力パルス幅を狭く
するように互いに同期して動作する。その結果、ＤＣ／
ＤＣコンバータＡおよびＢそれぞれの出力を同時に負荷
１０に出力することにより、十分な出力電流を得ること
ができる。

【００３７】ここで、前記従来装置と同様に、トランジ
スタＱ１がトランジスタＱ２に比べて直流電流増幅率ｈ
_FEと立ち上がり時間がそれぞれ大であるとすると、ソフ
トスタート作用により、ＰＷＭコントロール部１および
２の各出力パルスは、図３（Ａ）、（Ｂ）にａ、ｂで示
すように、それぞれ時間の経過と共にパルス幅が広くな
っていくが、出力パルスｂの立ち上がりが出力パルスａ
の立ち上がりに比し、傾斜した波形となる。

【００３８】これにより、ダイオードＣＲ１の両端に生
じる電圧は図３（Ｃ）に示す電圧Ｖ_aとなる。一方、本
実施例によれば、ＰＷＭコントロール部１および２の出
力パルスが発生した直後は、電圧Ｖ_ａが発生するも、ま
だダイオードＣＲ２の両端に電圧が殆ど生じていない時
間は、コンデンサＣ₀₁を介して電圧Ｖ_ａによる電流がト
ランジスタＱ２のエミッタに流れ、コンデンサＣ₀₁を充
電する。

【００３９】また、ＰＷＭコントロール部１および２の
出力パルスが無くなったとき（ローレベルのとき）は、
コンデンサＣ₀₁に充電された電荷は、ダイオードＣＲ２
→コンデンサＣ₀₁→コイルＬ１→コンデンサＣ１の経路
で放電される。以下、上記と同様の動作が繰り返され
る。これにより、ダイオードＣＲ２の両端の電圧Ｖ_b10
は、図３（Ｉ）に示すように、電圧Ｖ_ａと同一となる。

【００４０】従って、コイルＬ１およびＬ２に流れる電
流Ｉ_a、Ｉ_b10は、それぞれコイルＬ１およびＬ２の両端
の電圧を時間で積分した値をインダクタンス値で除算し
た値となるが、コイルＬ１およびＬ２の両端の電圧は等
しいから、電流Ｉ_ａ、Ｉ_b10も、図３（Ｆ）および
（Ｋ）で示す如く等しくなる。このため、本実施例によ
れば、ＤＣ／ＤＣコンバータＡおよびＢのそれぞれの伝
送電力を等しくすることができる。

【００４１】次に、本発明の第２実施例について、図２
の回路図と共に説明する。同図中、図６と同一構成部分
には同一符号を付してある。図２において、ＤＣ／ＤＣ
コンバータＣおよびＤは、それぞれ図６に示す装置のＤ
Ｃ／ＤＣコンバータＣおよびＤと同一構成の入出力絶縁
型のＤＣ／ＤＣコンバータである。

【００４２】図２において、本実施例のコンバータ装置
は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータＣと、第２のＤＣ／Ｄ
ＣコンバータＤと、誤差検出回路５とを有する。そし
て、これらのコンバータＣおよびＤは、それぞれ電源ス
イッチＳＷを介して電圧源Ｅ_INに接続される。また、共
通の端子２１および２２に、負荷２０が接続される。

【００４３】ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータＣおよびＤ
は、それぞれ図６に示すＤＣ／ＤＣコンバータＣおよび
Ｄと同一構成の入出力非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ
である。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバーＣは、ＰＷＭコ
ントロール部３と、該コントロール部３によってオンオ
フ制御されるスイッチングトランジスタであるＦＥＴＱ
３と、電力伝送駆動部Ｐｃとを備える。また、ＤＣ／Ｄ
ＣコンバータＤは、ＰＷＭコントロール部４と、該コン
トロール部４によってオンオフ制御されるスイッチング
トランジスタであるＦＥＴＱ４と、電力伝送駆動部Ｐｄ
とを備える。本実施例は、ＦＥＴＱ３と電力伝送駆動部
Ｐｃとの接続点と、ＦＥＴＱ４と電力伝送駆動部Ｐｄと
の接続点との間に、コンデンサＣ₀₂を接続した点に特徴
を有するものである。

【００４４】電力伝送駆動部Ｐｃは、スイッチングトラ
ンジスタであるＦＥＴＱ３のドレインに一次巻線が接続
されたトランスＴ１と、このトランスＴ１の二次巻線に
アノードが接続された整流用ダイオードＣＲ３と、整流
用ダイオードＣＲ３のカソードに一端が接続されたチョ
ークコイルＬ３と、整流用ダイオードＣＲ３とチョーク
コイルＬ３との接続点にカソードが接続されたフラホイ
ールダイオードＣＲ４、と、チョークコイルＬ３の他端
とグラウンド間に接続された平滑コンデンサＣ４とで構
成される。ダイオードＣＲ３のカソードと、ダイオード
ＣＲ４のカソードと、コイルＬ３との共通接続点間に、
コンデンサＣ₀₂の一端が接続される。

【００４５】電力伝送駆動部Ｐｄは、スイッチングトラ
ンジスタであるＦＥＴＱ４のドレインに一次巻線が接続
されたトランスＴ２と、このトランスＴ２の二次巻線に
アノードが接続された整流用ダイオードＣＲ５と、整流
用ダイオードＣＲ５のカソードに一端が接続されたチョ
ークコイルＬ４と、整流用ダイオードＣＲ５とチョーク
コイルＬ４との接続点にカソードが接続されたフライホ
イールダイオードＣＲ６と、チョークコイルＬ４の他端
とグラウンド間に接続された平滑コンデンサＣ５とで構
成される。ダイオードＣＲ５のカソードと、ダイオード
ＣＲ５のカソードと、コイルＬ５との共通接続点間に、
コンデンサＣ₀₂の他端が接続される。

【００４６】なお、トランスＴ１の一次巻線とＦＥＴＱ
３のドレインとの接続点にアノードが接続されたダイオ
ードＣＲ７と、このダイオードＣＲ７のカソードとトラ
ンスＴ１の一次巻線の他端との間に並列に接続された抵
抗Ｒ１およびコンデンサＣ６とは、ＦＥＴＱ３、Ｑ４が
オフ時に高電圧発生により破損することを防止するため
のスナーバー回路を構成している。同様に、ダイオード
ＣＲ８、抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ６はそれぞれスナ
ーバー回路を構成している。また、トランスＴ１および
Ｔ２の各他端はそれぞれ端子２２に共通に接続されてい
る。

【００４７】次に、本実施例の動作について説明する。
本実施例は、基本的には、図６に示す装置と同様の動作
をする。すなわち、パルス発生回路であるＰＷＭコント
ロール部３および４は、負荷２０へ出力される電圧が分
岐されて入力される誤差検出回路５よりの誤差検出出力
により、互いに同期して動作する。このＰＷＭコントロ
ール部３および４より出力されるハイレベルのパルスに
より、ＦＥＴＱ３およびＱ４がオンすると、トランスＴ
１、Ｔ２の一次巻線に直流電圧源Ｅ_INよりの直流電圧が
加わり、トランスＴ１、Ｔ２の二次巻線にはトランスＴ
１、Ｔ２の巻数比に応じた電圧が発生する。

【００４８】また、ＰＷＭパルスがローレベルになるこ
とにより、ＦＥＴＱ３およびＱ４がオフされると、トラ
ンスＴ１、Ｔ２の一次巻線に蓄積されていたエネルギー
により、ダイオードＣＲ７、ＣＲ８がオンとなり、トラ
ンスＴ１、Ｔ２の一次巻線の電圧は、コンデンサＣ６、
Ｃ７の端子電圧と等しくなる。この時は、整流用ダイオ
ードＣＲ３、ＣＲ５は、逆バイアスされてオフとなり、
コイルＬ３、Ｌ４に蓄えられたエネルギーがダイオード
ＣＲ４、ＣＲ６を通して負荷２０へ供給される。以下、
上記と同様の動作が繰り返される。

【００４９】従って、コンデンサＣ４、Ｃ５の端子電圧
（出力電圧）は、ＦＥＴＱ３およびＱ４がオンのときに
二次巻線に発生した電圧をＦＥＴＱ３、Ｑ４のオン期間
とオフ期間とで平均化した値となる。このようにして、
本実施例も、ＤＣ／ＤＣコンバータＣおよびＤそれぞれ
の出力を、同時に負荷２０に出力することができるた
め、十分な出力電流を負荷２０に供給することができ
る。

【００５０】ここで、ＦＥＴＱ３のＣ_issがＦＥＴＱ４
のそれよりも小さく、しかも、ゲート・スレシホールド
電圧も低いものとすると、ＰＷＭコントロール部３、４
の出力パルスは、それぞれ図３（Ａ）、（Ｂ）にａ、ｂ
で示す如く、出力パルスｂの立ち上がりが出力パルスａ
の立ち上がりに比し、傾斜した波形となる。

【００５１】これにより、ダイオードＣＲ４の両端に生
じる電圧は、図３（Ｃ）に示す電圧Ｖ_aとなる。一方、
本実施例によれば、ＰＷＭコントロール部３および４の
出力パルスが発生した直後は、電圧Ｖ_aが発生するも、
まだダイオードＣＲ６の両端に電圧が殆ど生じていない
時間は、コンデンサＣ₀₂を介して電圧Ｖ_aによる電流が
流れ、コンデンサＣ₀₂を充電するため、ダイオードＣＲ
６の両端の電圧も電圧Ｖ_aとなる。

【００５２】また、ＰＷＭコントロール部３および４の
出力パルスが無くなったとき（ローレベルのとき）は、
コンデンサＣ₀₂に充電された電荷は、ダイオードＣＲ６
→コンデンサＣ₀₂→コイルＬ３→コンデンサＣ４の経路
で放電される。以下、上記と同様の動作が繰り返され
る。これにより、ダイオードＣＲ６の両端の電圧Ｖ_b20
は、図３（Ｊ）に示すように電圧Ｖ_ａと同一となる。

【００５３】従って、コイルＬ３、Ｌ４に流れる電流Ｉ
_a、Ｉ_b20は、それぞれ図３（Ｆ）および（Ｋ）で示す如
く等しくなる。このため、本実施例も、第１実施例と同
様に、ＤＣ／ＤＣコンバータＣおよびＤのそれぞれの伝
送電力を等しくすることができる。

【００５４】次に、本発明の第３実施例について図４の
回路図と共に説明する。同図中、図２と同一構成部分に
は同一符号を付し、その説明を省略する。本実施例は、
図６に示した入出力絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ装置
において、トランスＴ１の一次側のＦＥＴＱ３のドレイ
ンと、トランスＴ２の一次側のＦＥＴＱ４のドレインと
の間にコンデンサＣ₀₃を接続した点に特徴を有する。

【００５５】本実施例では、ＦＥＴのＣ_issやゲート・
スレシホールド電圧がＦＥＴＱ３およびＱ４の間でばら
つき、ＰＷＭコントロール部３および４の出力パルスが
発生した直後にＦＥＴＱ３のドレイン電圧が発生する
も、まだＱ４のドレインに電圧が殆ど生じていないもの
とすると、この時は、コンデンサＣ₀₃を介してＦＥＴＱ
３のドレイン電圧による電流が流れ、コンデンサＣ₀₃を
充電するため、ＦＥＴＱ４のドレイン電圧もＦＥＴＱ３
と等しくなる。

【００５６】このようにして、トランスＴ１およびＴ２
の一次側の電圧を等しくすることにより、トランスＴ１
およびＴ２のそれぞれの一次巻線と二次巻線との巻数比
が等しいものとすると、トランスＴ１およびＴ２の二次
側の電圧Ｖ_aおよびＶ_b2がそれぞれ等しくなる。その結
果、コイルＬ３およびＬ４に流れる電流もそれぞれ等し
くすることができる。

【００５７】パルス発生時にコンデンサＣ₀₃に充電され
た電荷は、上記の場合は、パルスオフ時に、トランスＴ
１の一次巻線→ＣＲ８→Ｃ７，Ｒ２を介して放電され
る。次のサイクルも同様の動作を繰り返す。

【００５８】なお、以上の実施例において、電流Ｉａと
Ｉｂ１，Ｉｂ２との差が大きいほどコンデンサＣ₀₁の容
量値は大きくされる。電流ＩａとＩｂ１，Ｉｂ２との差
のエネルギーを補償してやらなければならないからであ
る。また、図２と図４の実施例では、直流電圧Ｅ_INと、
トランスの２次側電圧でコンデンサＣ₀₂，Ｃ₀₃の耐圧を
決定して使用する。一次側の電圧Ｅ_INが高電圧で、２次
側電圧が低圧の場合は、コンデンサＣ₀₂の方がＣ₀₃より
低い耐圧でよいことになる。

【００５９】なお、本発明は、以上の実施例に限定され
るものではなく、例えば、トランジスタＱ３およびＱ４
は、バイポーラトランジスタでもよいことは勿論であ
る。また、ＤＣ／ＤＣコンバータＡおよびＢ以外の構成
の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータにも本発明を適用する
ことができる。例えば、図１のコイルＬ１とダイオード
ＣＲ１を入れ替え、また、コイルＬ２とダイオードＣＲ
２を入れ替え、ダイオードのカソードをトランジスタの
エミッタに接続した構成とすることができる。

【００６０】また、ＤＣ／ＤＣコンバータＣおよびＤ以
外の構成の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータにも適用するこ
とができる。例えば、図２において、コイルＬ３，Ｌ
４をダイオードＣＲ４，ＣＲ６のアノードとコンデンサ
Ｃ４，Ｃ５および端子２２の接続点との間に接続し、コ
ンデンサをダイオードＣＲ４，ＣＲ６のアノード間に接
続した構成に適用することができる。また、前記スナ
ーバー回路を削除し、ＦＥＴＱ３、Ｑ４のドレイン・ソ
ース間またはバイポーラトランジスタのコレクタ・エミ
ッタ間に抵抗とコンデンサの直列回路を接続した構成に
適用することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
あるＤＣ／ＤＣコンバータの電力伝送駆動部で生じた電
圧を、電圧が殆ど発生していない他のＤＣ／ＤＣコンバ
ータの電力伝送駆動部へコンデンサを介して供給するこ
とにより、電力伝送駆動部における出力電圧および出力
電流を複数のＤＣ／ＤＣコンバータ間で等しくすること
ができる。このため、並列運転する複数のＤＣ／ＤＣコ
ンバータの電力余裕を従来よりも低減することができ、
また、回路素子として従来ほど厳しく管理していない素
子でも使用することができる。

【００６２】また、本発明によれば、各ＤＣ／ＤＣコン
バータの出力電力を均等にすることができる。このた
め、各ＤＣ／ＤＣコンバータの発熱も均等となり、放熱
も容易で信頼性を向上することができる。従って、以上
より装置全体を小型・軽量化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の回路図である。

【図２】本発明の第２実施例の回路図である。

【図３】図１および図２、図５および図６の各部の動作
説明用タイムチャートである。

【図４】本発明の第３実施例の回路図である。

【図５】従来の一例の回路図である。

【図６】従来の他の例の回路図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ…非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＣ、Ｄ…絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＱ１、Ｑ２…スイッチング用ＮＰＮトランジスタＱ３、Ｑ４…スイッチング用Ｎチャンネル電界効果トラ
ンジスタＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ４、ＣＲ６…フライホイールダイ
オードＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４…チョークコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５…平滑コンデンサＣ₀₁、Ｃ₀₂、Ｃ₀₃…コンデンサ１〜４…ＰＷＭコントロール部１０、２０…負荷

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源に共通に接続された複数のＤＣ
／ＤＣコンバータを、スイッチングのタイミングを同期
させて並列運転し、共通の負荷を駆動するＤＣ／ＤＣコ
ンバータ装置において、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングによる
電力伝送駆動部間を、コンデンサを介して接続したこと
を特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項２】前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、そ
れぞれ入出力共通グラウンドの非絶縁型ＤＣ／ＤＣコン
バータであり、入出力共通グラウンドの非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ
は、スイッチングトランジスタと、該スイッチングトランジスタをスイッチングするための
スイッチングパルスを発生すると共に、制御入力により
出力パルス幅が制御されるパルス発生回路と、該スイッチングトランジスタの出力を電力伝送するため
の、チョークコイル、フライホイールダイオードおよび
平滑コンデンサを有し、直流電力を出力すると共に、該
パルス発生回路に該制御入力を供給する電力伝送駆動部
とで構成されることを特徴とする請求項１記載のＤＣ／
ＤＣコンバータ装置。
【請求項３】前記電力伝送駆動部は、前記スイッチングトランジスタのエミッタにカソードが
接続され、アノードが接地された前記フライホイールダ
イオードと、該フライホイールダイオードと該スイッチ
ングトランジスタのエミッタとの接続点に一端が接続さ
れた前記チョークコイルと、該チョークコイルの他端と
グラウンドとの間に接続された前記平滑コンデンサとを
有し、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの該スイッチングトラ
ンジスタのエミッタ、フライホイールダイオードのカソ
ードおよびチョークコイルとの共通接続点間に、コンデ
ンサを接続したことを特徴とする請求項２記載のＤＣ／
ＤＣコンバータ装置。
【請求項４】前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、そ
れぞれ入出力絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、入出力絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは、スイッチングトランジスタと、該スイッチングトランジスタをスイッチングするための
スイッチングパルスを発生すると共に、制御入力により
出力パルス幅が制御されるパルス発生回路と、該スイッチングトランジスタの出力端に一次巻線が接続
されたトランスと、該トランスの二次巻線にアノードが接続された整流用ダ
イオード、該整流用ダイオードのカソードに一端が接続
されたチョークコイル、該整流用ダイオードと該チョー
クコイルとの接続点にカソードが接続されたフラホイー
ルダイオード、および、該チョークコイルの他端とグラ
ウンド間に接続された平滑コンデンサを有する電力伝送
駆動部と、を構成し、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち任意の一のＤＣ
／ＤＣコンバータ内の該チョークコイルと該平滑コンデ
ンサとの接続点から取り出した出力から誤差を検出し、
その検出誤差に基づいて前記パルス発生回路の出力パル
ス幅を可変制御する誤差検出回路を有する、入出力絶縁
型ＤＣ／ＤＣコンバータであることを特徴とする請求項
１記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。
【請求項５】前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの前記
整流用ダイオードとチョークコイルとフラホイールダイ
オードとの共通接続点間に、コンデンサを接続したこと
を特徴とする請求項４記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装
置。
【請求項６】前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの前記
トランスの一次巻線とスイッチングトランジスタとの共
通接続点間に、コンデンサを接続したことを特徴とする
請求項４記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。