JPH08130875A - 直流電源装置 - Google Patents

直流電源装置

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JPH08130875A
JPH08130875A JP6266401A JP26640194A JPH08130875A JP H08130875 A JPH08130875 A JP H08130875A JP 6266401 A JP6266401 A JP 6266401A JP 26640194 A JP26640194 A JP 26640194A JP H08130875 A JPH08130875 A JP H08130875A
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JP
Japan
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transformers
transformer
winding
series
output
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JP6266401A
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English (en)
Inventor
Koichi Okamura
幸一 岡村
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】フライバック式のDC/DCコンバータよりな
る直流電源装置に関し、簡易且つ安価にその出力容量の
増大を可能となす。 【構成】変圧比N1 /N2 を含めそれぞれの諸特性を同
一となすn個の単相変圧器TR1 〜TRn の各1次巻線
を・印で図示する巻線極性に従い直列に接続して1次巻
線直列回路を形成し、この1次巻線直列回路をスイッチ
ング素子TSを介してその出力直流電圧をEI とする直
流電源回路に接続する。また、前記の各変圧器TR1
TRn の2次巻線には、各2次巻線出力電圧の半波整流
用のダイオードD1 〜Dn を図示極性にて直列に接続
し、これら各ダイオードの出力側において前記各変圧器
の2次巻線を並列接続し、この並列接続点の負荷側にお
いて平滑用コンデンサCF を経由して前記DC/DCコ
ンバータとしての所要の直流電圧EO を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、結合変圧器の複数化
によってその出力容量の増大を図ったフライバック方式
のDC/DCコンバータよりなる直流電源装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種フライバック方式のDC/
DCコンバータよりなる直流電源装置における出力容量
の増大は、その結合変圧器をなす前記単相変圧器の容量
増大を主眼として対処されており、前記単相変圧器の使
用個数の増大は行わずに変圧器単体の容量増大を図るも
のと、複数の単相変圧器の並列接続による変圧器群とし
ての総合容量の増大を図るものとの両者が知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記の如く、従来は、
フライバック方式のDC/DCコンバータよりなる直流
電源装置の出力容量の増大時、その結合変圧器の単体容
量の増大を図るか、或いは、複数変圧器をその1次巻線
及び2次巻線において互いに並列に接続し変圧器群とし
ての総合容量の増大を図るか、両者何れかにより対処し
ていた。
【0004】また、一般に、高周波スイッチングを行う
前記DC/DCコンバータにおける結合変圧器の鉄芯と
しては、その所要特性上、フェライトコアが使用され
る。先ず、前記の如く結合変圧器単体の容量増大を図る
場合には、その通電電流の増加に伴う通電経路抵抗損失
の増加を避けるために、変圧器巻線数の低減を要し、こ
のため変圧器鉄芯の磁路断面積の増加を必要とする。こ
の場合、一般に大形のフェライトコアの入手が困難であ
るために、同一窓枠面積の複数コアの積み上げによる前
記磁路断面積の増加が図られる。
【0005】例えば前記の変圧器単体容量をその単位容
量のn倍に増大する場合、その単位容量時に使用するも
のと同一のコアをn個用いるものとすれば、前記磁路断
面積はn倍、変圧器巻線数は1/nとなり、従って同一
コア窓枠面積に収め得る巻線一本当たりの断面積上限は
n倍、巻線抵抗は1/n2 の如く変化し、前記変圧器の
単体容量の増大に伴いn倍に増大した通電電流による通
電経路抵抗損失の増加を避けること可能となる。
【0006】しかしながら、前記の如き巻線断面積の増
加,即ち巻線の太さ増大は、同一のコア窓枠面積中に占
める巻線占有面積の比を低下させ、同一のコア窓枠中に
収納可能な巻線数は実際上減少せざるを得ず、所要の巻
線数を得るためにはコア窓枠面積の増大、従ってコア自
体の大形化を図らざるを得ない。即ち、前記直流電源装
置の出力容量の増大に対してその結合変圧器単体の容量
増大により対処する場合、この容量増大の比率以上に変
圧器体格の増大を来すことになり、直流電源装置全体と
しての大形化と高価格化とを招くことになる。
【0007】また、前記の如く複数の変圧器それぞれの
1次及び2次巻線を互いに並列接続し変圧器群としての
総合容量の増大を図る場合には、並列接続される各変圧
器のコア特性の差、或いは巻線インダクタンスの差等に
起因して、各変圧器の入出力電流における持続的な電流
不平衡が発生し,前記変圧器群の総合容量としてその変
圧器並列数通りの容量増大をなし得ない場合があり、所
要総合容量に対応する変圧器並列数に余裕をもたせる
か、或いは、変圧器単位容量の適当な増大を必要とし、
直流電源装置全体としての大形化と高価格化とを招くこ
とになる。
【0008】上記に鑑みこの発明は、フライバック式の
DC/DCコンバータよりなる直流電源装置であって、
その結合変圧部を複数の単相変圧器により構成し且つこ
れら各変圧器間の自動的な電流平衡を可能とする巻線間
相互接続をなすことにより、簡易且つ安価にその出力容
量の増大を可能とした直流電源装置の提供を目的とする
ものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の直流電源装置は、フライバック方式のD
C/DCコンバータにより形成する直流電源装置であっ
て、その容量,変圧比等の諸特性を同一となす複数の単
相変圧器の1次巻線を直列に接続すると共に、この1次
巻線直列回路をその回路断続用のスイッチング素子を介
して直流電源に接続し、且つ前記各変圧器それぞれの2
次巻線からこれに直列に接続されたダイオードを介して
出力される半波整流電圧の極性を互いに同一となす状態
において、前記各変圧器それぞれの2次巻線を前記各ダ
イオードの出力側において互いに並列に接続した回路構
成となすものとする。
【0010】
【作用】一般に、フライバック方式のDC/DCコンバ
ータは、その結合変圧器の1次巻線に通電中の直流電流
をスイッチング素子により断続し、この電流断続による
変圧器鉄芯中磁束の時間的変化を介して、リアクトルと
して機能する前記変圧器1次巻線中の蓄積エネルギを同
変圧器の2次側へ移行させてその出力となすものであ
る。同様に、その2次側電流の時間的変化の発生時には
2次側から1次側へのエネルギ移行も可逆なものとして
可能であり、このエネルギの移行期間中は、前記変圧器
の1次−2次両巻線間に等アンペアターン則が成り立
つ。
【0011】従って、同一特性の複数の単相変圧器を、
各巻線極性の整合状態で、各変圧器1次巻線を直列に接
続すると共に各2次巻線を並列に接続するならば、前記
の等アンペアターン則に従い、前記各変圧器の直列1次
巻線側における電流変動はこれら各変圧器の2次電流に
互いに同一の電流変動を発生させ、また若し、前記各変
圧器中の何れか一つの変圧器の2次電流に変動が発生す
ればこの変圧器の1次電流も変動するが、同時にこの1
次電流変動がその1次巻線が直列接続された他の全変圧
器に共通の1次電流変動をなすために、この共通1次電
流の変動を介し前記の初期変動発生変圧器以外の全ての
変圧器の2次電流においても同一の電流変動が発生する
ことになる。
【0012】即ち、前記の如き複数の同一特性変圧器か
らなる変圧器群においては、何れか一つの変圧器の1次
或いは2次側における電流変動は、他の全ての変圧器に
おいて同一の変動を発生させるものとなり電流不平衡状
態は自動的に解消され、この不平衡状態が何れか一つの
変圧器のみに持続すること有り得なくなる。上記に従い
この発明は、フライバック方式のDC/DCコンバータ
より形成される直流電源装置に関し、その容量変圧比等
の諸特性が同一の複数の単相変圧器の1次巻線を直列に
接続すると共に、この1次巻線直列回路をその回路断続
用のスイッチング素子を介して直流電源に接続し、且つ
前記各変圧器それぞれの2次巻線からこれに直列に接続
されたダイオードを介して出力される半波整流電圧の極
性を互いに同一となす状態において、前記各変圧器それ
ぞれの2次巻線を前記各ダイオードの出力側において互
いに並列に接続した回路構成となすものであり、この回
路構成における電流不平衡状態の自動解消を可能とする
ものである。
【0013】
【実施例】以下この発明の実施例を図1の回路図により
説明する。ここに、図1はフライバック方式のDC/D
Cコンバータより形成される直流電源装置の基本構成を
示すものであり、CI は直流の入力電圧EI を受ける入
力コンデンサ、TS はスイッチング素子としてのトラン
ジスタである。またTR1〜TRn はそれぞれ前記DC
/DCコンバータにおける結合変圧器をなすn個の単相
変圧器であり、変圧比N1 /N2 を含めそれぞれの諸特
性を同一となすものである。ここに、前記各変圧器の1
次巻線は・印で示す巻線極性にて互いに直列に接続され
て1次巻線直列回路を形成し、前記のスイッチング素子
S を介してその出力電圧を前記EI とする直流電源回
路に接続される。
【0014】また、前記の各変圧器TR1 〜TRn の2
次巻線には、各2次巻線出力電圧の半波整流用のダイオ
ードD1 〜Dn が図示極性にて直列に接続されており、
これら各ダイオードの出力側において前記各変圧器の2
次巻線が図示の如く並列接続され、この並列接続点の負
荷側において出力平滑コンデンサCF を経由して前記の
コンバータとしての所要の直流電圧EO が出力される。
【0015】また、図示のi1 は前記各変圧器の1次巻
線を共通に流れる1次電流であり、i21〜i2nはそれぞ
れ各変圧器TR1 〜TRn の2次巻線電流である。因み
に、前記素子TS の断続による前記各変圧器におけるエ
ネルギ移行時には、i1 1 =i2n2 (n=1,2,…)
、即ち、i2n=(N1 /N2 )i1 の関係が成り立
ち、全ての変圧器の2次電流は等しくなる。
【0016】また前記の各変圧器におけるエネルギ移行
中に、何らかの原因により、例えば第1番目変圧器の2
次電流i21のみが i21+Δi21 の如く増大すれば、
その1次電流i1 は Δi1 =(N2 /N1 )Δi21
だけ増大する。この1次電流の増大分は各変圧器の1次
巻線に共通に通電し、前記の関係に従って各変圧器の2
次電流の増大分は Δi2n=(N1 /N2 )Δi1 =Δ
21(n=2,3,…) となる。即ち、前記複数変圧器中の
任意の変圧器の2次電流変動は、前記共通1次電流の変
化を介し他の全ての変圧器の2次巻線に同一の電流変動
を発生させるものとなり、同様にして、全ての変圧器に
おける1次,2次各電流は自動的に平衡状態に維持され
ることになる。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、フライバック方式の
DC/DCコンバータにより形成する直流電源装置に関
し、その容量,変圧比等諸特性を同一となす複数の単相
変圧器の1次巻線を直列に接続すると共に、この1次巻
線直列回路をその回路断続用のスイッチング素子を介し
て直流電源に接続し、且つ前記各変圧器それぞれの2次
巻線からこれに直列に接続されたダイオードを介して出
力される半波整流電圧の極性を互いに同一となす状態に
おいて、前記各変圧器それぞれの2次巻線を前記各ダイ
オードの出力側において互いに並列に接続した回路構成
となすことにより、各変圧器出力における自動負荷平衡
が図られ、各変圧器間出力不平衡に対処するための変圧
器の台数或いは容量上の余裕を最小となすことが可能と
なり、前記の如き単相変圧器の台数選択により、簡易且
つ安価にその出力容量の増大を可能とした直流電源装置
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す直流電源装置の回路図
【符号の説明】
I ,CF コンデンサ Dn ダイオード(n=1,2,…) TRn 単相変圧器(n=1,2,…) TS スイッチング素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フライバック方式のDC/DCコンバータ
    により形成する直流電源装置であって、その容量,変圧
    比等の諸特性を同一となす複数の単相変圧器の1次巻線
    を直列に接続すると共に、この1次巻線直列回路をその
    回路断続用のスイッチング素子を介して直流電源に接続
    し、且つ前記各変圧器それぞれの2次巻線からこれに直
    列に接続されたダイオードを介して出力される半波整流
    電圧の極性を互いに同一となす状態において、前記各変
    圧器それぞれの2次巻線を前記各ダイオードの出力側に
    おいて互いに並列に接続した回路構成となすことを特徴
    とする直流電源装置。
JP6266401A 1994-10-31 1994-10-31 直流電源装置 Pending JPH08130875A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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