JPH11150946A - Dc-dc converter - Google Patents

Dc-dc converter

Info

Publication number
JPH11150946A
JPH11150946A JP33347397A JP33347397A JPH11150946A JP H11150946 A JPH11150946 A JP H11150946A JP 33347397 A JP33347397 A JP 33347397A JP 33347397 A JP33347397 A JP 33347397A JP H11150946 A JPH11150946 A JP H11150946A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
reactor
capacitor
converter
output
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.)
Granted
Application number
JP33347397A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3466448B2 (en
Inventor
Yoshihiro Sekino
吉宏 関野
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki 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 Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Denki Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP33347397A priority Critical patent/JP3466448B2/en
Publication of JPH11150946A publication Critical patent/JPH11150946A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3466448B2 publication Critical patent/JP3466448B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily increase the capacity of a DC-DC converter which has an insulating means between an input and an output. SOLUTION: Input DC voltage Ein is supplied to a reactor L through a pair of semiconductor switches Q1, Q2. Both ends of a winding of the reactor L are connected to a capacitor C1 through a pair of diodes D1, D2. While the semiconductor switches Q1, Q2 are in an ON state, voltage of such a polarity as shown in the Fig. is applied to the reactor L, thereby increasing current and accumulating more electromagnetic energy in the reactor L. During this period, voltage which is the sum of the voltages of the reactor L and the capacitor C1 of such polarities as shown in the figure is applied to the diodes D1, D2. When the semiconductor switches Q1, Q2 becomes an OFF state, voltage having a polarity opposite to that shown in the Fig. is induced in the winding of the reactor L according to the energy conservation law, thereby conducting the diodes D1, D2 conduct and then discharging the electromagnetic energy accumulated in the reactor L toward the side of the capacitor C1 and a load. A section S surrounded by a broken line is a snubber circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業の属する利用分野】本発明は入出力間の絶縁機能
を有するDC−DCコンバータの構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC-DC converter having an input / output insulation function.

【0002】[0002]

【従来の技術】DC−DCコンバータはその入力と出力
間の絶縁を求められる場合が多い、例えば、入力側の電
源と出力の負荷側で電極の一端を接地する場合がある。
両接地点間に電位差(DC−DCコンバータの内部では
電力変換のプロセスで直流的にあるいは交流的に電位差
が生じる)があると大地を介したループに漏洩電流が生
じて保安用の漏洩継電器を誤動作させたり、負荷の機器
のノイズ誤動作や人体保安上の不都合を招く。
2. Description of the Related Art In many cases, a DC-DC converter requires insulation between its input and output. For example, one end of an electrode may be grounded on a power supply on an input side and a load side on an output.
If there is a potential difference between both ground points (a DC or AC potential difference occurs in the process of power conversion inside the DC-DC converter), a leakage current occurs in a loop through the ground, and a leakage relay for security is used. It may cause malfunction, noise malfunction of the equipment of the load, or inconvenience in human safety.

【0003】図4は、接地している例で、DC−DCコ
ンバータにおける絶縁機能の必要性を説明する図であ
る。10はDC−DCコンバータ、Eは直流電源、Rは
負荷、Cはコンデンサである。電話局の直流電源48V
は正極が接地されている。これを入力とするDC−DC
コンバータ10の負荷R側で接地されている場合があ
る。また、ほとんどの負荷Rは電磁ノイズを抑制するた
めに大地と電極の一方とをコンデンサCで接続し、ノイ
ズのバイパス回路をつくっている。この場合、交流的に
接地されていることになり、交流の漏洩電流を生じる。
対処策としてはDC−DCコンバータ10の内部に絶縁
トランスを挿入している。
FIG. 4 is a diagram illustrating the necessity of an insulating function in a DC-DC converter in an example where the DC-DC converter is grounded. 10 is a DC-DC converter, E is a DC power supply, R is a load, and C is a capacitor. Telephone office DC power supply 48V
Has a positive electrode grounded. DC-DC with this as input
The converter 10 may be grounded on the load R side. Most of the loads R have a capacitor C connected between the ground and one of the electrodes to suppress electromagnetic noise, thereby forming a noise bypass circuit. In this case, the AC is grounded, and an AC leakage current is generated.
As a countermeasure, an insulating transformer is inserted inside the DC-DC converter 10.

【0004】図5は、従来例における高周波絶縁トラン
スをもつDC−DCコンバータの回路構成図である。回
路の動作を説明する。Hinvは半導体スイッチQx1
〜Qx4で構成したブリッジインバータであり直流入力
電圧Einを高周波の交流電圧に変換してトランスTの
1次巻線n1に与える。2次巻線n2に誘起した交流電
圧をダイオードDで構成したダイオード整流回路Hre
cで直流に変換してリアクタLxとコンデンサCのフィ
ルタで平滑し出力の直流電圧Eoutを得る。このコン
バータ回路では高周波の交流を介在させることによって
挿入するトランスTの小形化、軽量化を図っている。こ
のコンバータはまた、半導体スイッチQx1〜Qx4の
制御によって(図には示されていない制御装置から制御
信号を与える)出力の直流電圧Eoutの電圧レベルの
制御もおこなう。
FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional DC-DC converter having a high-frequency insulating transformer. The operation of the circuit will be described. Hinv is the semiconductor switch Qx1
XQx4, which converts the DC input voltage Ein into a high-frequency AC voltage and supplies it to the primary winding n1 of the transformer T. A diode rectifier circuit Hre configured by a diode D using the AC voltage induced in the secondary winding n2.
The output DC voltage Eout is obtained by converting the output DC voltage into a DC voltage and smoothing the DC voltage with the filter of the reactor Lx and the capacitor C at c. In this converter circuit, the transformer T to be inserted is reduced in size and weight by interposing a high-frequency alternating current. The converter also controls the voltage level of the output DC voltage Eout (by providing a control signal from a control device not shown) by controlling the semiconductor switches Qx1 to Qx4.

【0005】半導体スイッチQx1〜Qx4、ダイオー
ドDに並列に設けられているコンデンサと抵抗の直列回
路S1〜S8はスナバー回路であり、半導体スイッチQ
x1〜Qx4、ダイオードDに印加されるサージ電圧を
回収して過電圧ストレスを抑制している。この従来例に
使われている高周波トランスTは大電流(大容量)用に
なると巻線径が太くなるため1次と2次巻線間の磁気的
な結合を密にする事が困難になる。結合が密にならない
のは漏洩インダクタンスが大きくなるためである。高周
波回路であるため、漏洩インダクタンスによる電圧降下
が無視できないほど大きくなり電圧制御を難しくする。
また電力変換効率を低下させてしまう。一般に1kW以
下の小容量の装置に使われる。
The series circuits S1 to S8 of capacitors and resistors provided in parallel with the semiconductor switches Qx1 to Qx4 and the diode D are snubber circuits.
x1 to Qx4, and a surge voltage applied to the diode D is recovered to suppress overvoltage stress. When the high-frequency transformer T used in this conventional example is used for a large current (large capacity), the winding diameter becomes large, so that it is difficult to make the magnetic coupling between the primary and secondary windings dense. . The reason why the coupling is not dense is that the leakage inductance increases. Since it is a high-frequency circuit, the voltage drop due to the leakage inductance becomes so large that it cannot be ignored, making voltage control difficult.
In addition, the power conversion efficiency is reduced. Generally, it is used for a device having a small capacity of 1 kW or less.

【0006】図6は、従来例におけるチョッパを使用し
たDC−DCコンバータの回路構成図である。図5の高
周波インバータHinvを使った回路に代わってチョッ
パが使われている。直流電圧Einを受け、半導体スイ
ッテQxをオンさせてリアクタLに電磁エネルギを蓄え
させる。半導体スイッチQxがオフしている期間にリア
クタLに蓄えられた電磁エネルギを2次巻線n2,ダイ
オードDxの回路でコンデンサC側に放電させる。コン
デンサCの電圧Eoutが直流出力となる。このリアク
タLがエネルギーの蓄積をするのと同時に絶縁トランス
の役割を果たし、入・出力間を絶縁する。
FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional DC-DC converter using a chopper. A chopper is used instead of the circuit using the high frequency inverter Hinv in FIG. Upon receiving the DC voltage Ein, the semiconductor switch Qx is turned on to cause the reactor L to store electromagnetic energy. While the semiconductor switch Qx is off, the electromagnetic energy stored in the reactor L is discharged to the capacitor C side by the circuit of the secondary winding n2 and the diode Dx. The voltage Eout of the capacitor C becomes a DC output. The reactor L serves as an insulating transformer at the same time as storing energy, and insulates between input and output.

【0007】次に電圧調整について説明する。半導体ス
イッチQxをオンさせるとリアクタLの1次巻線n1に
流れる電流が増加する。このリアクタLに蓄えられる電
磁エネルギーの大きさは1/2×(インダクタンス)×
(電流)2 である。この半導体スイッチQxのオン期間
には各巻線には図示の極性の電圧が誘起されている。こ
の期間にはダイオードDxにより阻止されコンデンサC
側には電流が流れない。半導体スイッチQxをオフさせ
るとリアクタ2次巻線n2には図示とは逆の極性の電圧
が誘起してダイオードDxが通電してリアクタLに蓄え
られた電磁エネルギーがコンデンサC側に放出される。
半導体スイッチQxのスイッチング・デューティ比X=
オン期間/(オン期間+オフ期間)を変化させると出力
電圧Eoutは次のように電圧ゼロから入力電圧Ein
より高いレベルまで変えられる。 Eout=x/(1−x)・n1/n2・Ein (0≦x<1) (1) 例えばX=0.5,n1/n2=1の場合にはEout
=Einとなる。式(1)の関係は流れる電流の大きさ
に影響されない。S9,S10はスナバー回路である。
Next, voltage adjustment will be described. When the semiconductor switch Qx is turned on, the current flowing through the primary winding n1 of the reactor L increases. The magnitude of the electromagnetic energy stored in the reactor L is ×× (inductance) ×
(Current) 2 . During the ON period of the semiconductor switch Qx, a voltage of the illustrated polarity is induced in each winding. During this period, the capacitor C is blocked by the diode Dx.
No current flows on the side. When the semiconductor switch Qx is turned off, a voltage having a polarity opposite to that shown in the figure is induced in the reactor secondary winding n2, the diode Dx is energized, and the electromagnetic energy stored in the reactor L is discharged to the capacitor C side.
Switching duty ratio X of semiconductor switch Qx =
When the ON period / (ON period + OFF period) is changed, the output voltage Eout changes from zero to the input voltage Ein as follows.
Can be changed to higher levels. Eout = x / (1−x) · n1 / n2 · Ein (0 ≦ x <1) (1) For example, when X = 0.5, n1 / n2 = 1, Eout
= Ein. The relationship in equation (1) is not affected by the magnitude of the flowing current. S9 and S10 are snubber circuits.

【0008】このチョッパコンバータではスイッチング
する周波数を任意に、例えば20kHzに高められるの
で絶縁用のリアクタ自体は小さく、また軽量になる。し
かし、リアクタの電力容量が大きくなると巻線径が太く
なり、入力巻線n1と出力巻線n2の電磁気的な結合が
粗になってしまう。これはリアクタの漏洩インダクタン
スが増すことであり、電圧降下を招き制御性を低下させ
る。また効率も低下させる。さらに電磁気的な放射ある
いは伝導ノイズを増し、強力な抑制策を打つ必要が出で
コストアップをもたらす。一般に100W以下の装置に
使われている。
In this chopper converter, the switching frequency can be arbitrarily increased to, for example, 20 kHz, so that the insulating reactor itself is small and lightweight. However, when the power capacity of the reactor increases, the winding diameter increases, and the electromagnetic coupling between the input winding n1 and the output winding n2 becomes coarse. This is to increase the leakage inductance of the reactor, which causes a voltage drop and lowers controllability. It also reduces efficiency. In addition, electromagnetic radiation or conducted noise is increased, and it is necessary to take strong suppression measures, resulting in an increase in cost. Generally, it is used for a device of 100 W or less.

【0009】これらDC−DCコンバータ回路は、半導
体スイッチ用の制御装置を付加してDC−DCコンバー
タ装置になり、単独でも使われるし、また、整流装置や
UPSの直流部に挿入して入・出力間の絶縁用にも使わ
れる。なお、図5,6の半導体スイッチとしては図示の
バイポーラ・トランジスタの他にパワー・MOSFET
やIGBTも使われている。
These DC-DC converter circuits become a DC-DC converter device by adding a control device for a semiconductor switch, and can be used alone, or can be inserted into a rectifier or a DC portion of a UPS for input / output. Also used for insulation between outputs. The semiconductor switches shown in FIGS. 5 and 6 include power MOSFETs in addition to the illustrated bipolar transistors.
And IGBTs are also used.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は入・出
力間に絶縁手段を設けたDC−DCコンバータの大容量
化は難しいという問題があった。
However, conventionally, there has been a problem that it is difficult to increase the capacity of a DC-DC converter provided with an insulating means between input and output.

【0011】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、小形で軽量であって制御性低下のない大容量
でも実用性のある絶縁手段を入・出力間に設けたDC−
DCコンバータを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has a small and light-weight DC-DC converter having a large-capacity and practical insulation means between input and output.
An object is to provide a DC converter.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】DC−DCコンバータの
大容量化に支障をきたしているトランスの入・出力間の
粗結合の問題を解決するために、入・出力で共通の巻線
をもつリアクタを使い、また共通巻線を使うことによっ
て失われる入・出力間の絶縁の問題は半導体素子を直列
に挿入してこれを不導通とすることによって解決する。
In order to solve the problem of the loose coupling between the input and output of the transformer which is hindering the increase in the capacity of the DC-DC converter, a common winding is used for the input and output. The problem of insulation between input and output, which is lost by using a reactor and a common winding, is solved by inserting a semiconductor element in series and making it nonconductive.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明は、直流入力電圧Ein
を、それぞれ正極側および負極側に半導体スイッチQ
1,Q2を直列接続したリアクタLで受け、このリアク
タLと並列にコンデンサC1の正極および負極をそれぞ
れダイオードD1,D2と直列接続した回路を接続して
なり、このコンデンサC1の直流電圧を出力とすること
を特徴とするDC−DCコンバータであり、また、前記
リアクタLに第2の巻線n2を設け、この第2の巻線n
2と並列に第3のダイオードD3と第2のコンデンサC
2の直列回路を接続し、この第2のコンデンサC2の直
流電圧も出力とすることを特徴とするDC−DCコンバ
ータであり、また、前記リアクタLに第2の巻線n2を
設け、この第2の巻線n2と並列に第3のダイオードD
3と第2のコンデンサC2の直列回路を接続し、この第
2のコンデンサC2の直流電圧を加算して出力とするこ
とを特徴とするDC−DCコンバータであり、さらに、
前記各リアクタLの巻線と並列にスナバー回路Sを設け
たことを特徴とするDC−DCコンバータを主旨とす
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a DC input voltage Ein.
With the semiconductor switch Q on the positive side and the negative side, respectively.
1 and Q2 are received by a reactor L connected in series, and a circuit in which a positive electrode and a negative electrode of a capacitor C1 are connected in series with diodes D1 and D2, respectively, is connected in parallel with the reactor L. The DC voltage of the capacitor C1 is And a second winding n2 is provided in the reactor L, and the second winding n
2 in parallel with a third diode D3 and a second capacitor C
A DC-DC converter characterized by connecting two series circuits and outputting a DC voltage of the second capacitor C2. The reactor L is provided with a second winding n2. A third diode D in parallel with the second winding n2.
3 is connected to a series circuit of a second capacitor C2, and the DC voltage of the second capacitor C2 is added to produce an output.
A DC-DC converter is characterized in that a snubber circuit S is provided in parallel with the winding of each of the reactors L.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例である。図6の
2巻線をもつリアクタLに代わって1巻線n1のリアク
タLが使われている。入力の直流電圧Einは半導体ス
イッチ対Q1,Q2を介してリアクタLに与えられる。
リアクタLの巻線はまた、両極をダイオード対D1,D
2を介してコンデンサC1に接続されている。半導体ス
イッチ対Q1,Q2がオンしている期間にリアクタLに
図示の極性の電圧が印加され電流が増加する。これに伴
いリアクタLの電磁エネルギーの蓄積量が増加する。こ
の間、ダイオード対D1,D2にはリアクタLとコンデ
ンサC1の図示の極性の和の電圧が加わる。この電圧の
極性はダイオード対D1,D2にとって逆方向になり電
流は流れない。半導体スイッチ対Q1,Q2をオフにす
るとエネルギー保存則に則ってリアクタLの巻線には図
示とは逆の極性の電圧が誘起されダイオード対D1,D
2が通電しリアクタLに蓄えられた電磁エネルギーはコ
ンデンサC1および負荷側へ放出される。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The reactor L having one winding n1 is used instead of the reactor L having two windings in FIG. The input DC voltage Ein is applied to the reactor L via the semiconductor switch pair Q1, Q2.
The winding of the reactor L also connects both poles to the diode pair D1, D
2 is connected to the capacitor C1. While the semiconductor switch pair Q1 and Q2 are on, a voltage having the illustrated polarity is applied to the reactor L, and the current increases. Accordingly, the amount of stored electromagnetic energy in the reactor L increases. During this time, a voltage of the sum of the illustrated polarity of the reactor L and the capacitor C1 is applied to the diode pair D1 and D2. The polarity of this voltage is reversed for the diode pair D1 and D2, and no current flows. When the semiconductor switch pair Q1 and Q2 are turned off, a voltage having a polarity opposite to that shown in FIG.
2 is energized and the electromagnetic energy stored in the reactor L is discharged to the capacitor C1 and the load side.

【0015】このように半導体スイッチ対Q1,Q2の
断続によって入力の直流電力が出力側に変換される。出
力電圧Eoutは半導体スイッチ対Q1,Q2のオンとオフ
のデューティ比Xを高くすると増加する。これは図6の
従来例のチョッパ回路の制御と同じく式(1)に従う。
半導体スイッチ対Q1,Q2がオンしている期間にはダ
イオード対D1,D2によって入力と出力の間は切り離
されている。つまり絶縁されている。一方、ダイオード
対D1,D2が通電している期間には半導体スイッチ対
Q1,Q2がオフになっていて、この期間も入力と出力
側は切り離されている。つまり絶縁されている。半導体
スイッチ対Q1,Q2とダイオード対D1,D2が通電
する期間は同時には存在しないので常に入力と出力側は
絶縁された状態が保たれる。
As described above, the input DC power is converted to the output side by the intermittent connection of the semiconductor switch pair Q1 and Q2. The output voltage Eout increases as the duty ratio X of turning on and off the semiconductor switch pair Q1 and Q2 increases. This follows equation (1) as in the control of the conventional chopper circuit of FIG.
While the semiconductor switch pair Q1 and Q2 are on, the input and output are separated by the diode pair D1 and D2. That is, it is insulated. On the other hand, during the period when the diode pair D1 and D2 are energized, the semiconductor switch pair Q1 and Q2 are off, and the input and output sides are also disconnected during this period. That is, it is insulated. There is no simultaneous period during which the semiconductor switch pair Q1, Q2 and the diode pair D1, D2 are energized, so that the input and output sides are always kept insulated.

【0016】破線部のSはスナバー回路である。半導体
スイッチ、ダイオードの電流断続にともなって生じるス
パイク状のサージ電圧を整流してスナバーコンデンサC
sに吸収させる。このコンデンサCsに吸収した電荷
(エネルギー)は並列に設けた抵抗Rsに放電させてコ
ンデンサCsの電圧が過度に増加するのを防止する。抵
抗Rs代わってツエナーダイオードDsを設けてこれに
放電させても同じ効果が得られる。またスナバー回路S
に代わって抵抗とコンデンサの直列回路をリアクタLと
並列に設けても効果はある。図示のスナバー回路Sの場
合にはコンデンサとして容量の大きい電解コンデンサも
使えるので充分な効果をあげられる。なお、スナバーと
して従来例(図5,図6)のように半導体素子の端子間
に設けてもサージ電圧抑制の効果はあるが、半導体素子
のオフの期間にこのスナバー回路を介して入出力間に漏
洩電流が流れてしまい、入・出力間を絶縁する効果は弱
められる。
S in the broken line is a snubber circuit. Rectifies the spike-like surge voltage generated by the current interruption of the semiconductor switch and the diode to form the snubber capacitor C
s. The electric charge (energy) absorbed by the capacitor Cs is discharged to the resistor Rs provided in parallel to prevent the voltage of the capacitor Cs from excessively increasing. The same effect can be obtained by providing a Zener diode Ds instead of the resistor Rs and discharging the Zener diode Ds. Snubber circuit S
There is also an effect if a series circuit of a resistor and a capacitor is provided in parallel with the reactor L instead of. In the case of the illustrated snubber circuit S, a sufficient effect can be obtained because an electrolytic capacitor having a large capacity can be used as the capacitor. Although a snubber can be provided between the terminals of the semiconductor element as in the conventional example (FIGS. 5 and 6), the effect of suppressing the surge voltage can be obtained. Leakage current flows through the wire, and the effect of insulating between input and output is weakened.

【0017】図2は本発明の第2の実施例で、図1の第
1の実施例のリアクタに第2の巻線を設けている。式
(1)はチョッパDC−DCコンバータにおける入力の
電圧Einと出力電圧Eoutとの関係であるが、ここ
でリアクタの巻線n1,n2(図6)が関係していて巻
線比n1/n2が大きいほど出力電圧は高くなる。とこ
ろが図1の実施例ではリアクタLの巻線が一つであるた
め出力電圧は式(1)においてn2=n1と置いた場合
に等しく、電圧を高めるにはデューティ比Xのみに依存
することになる。これは制御性とも関係するので出力電
圧Eoutを入力電圧Einの2倍以上に高めるのは実
用的でない。そこでより高い出力電圧を得るために図1
の実施例を変形する。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. The reactor of the first embodiment shown in FIG. 1 is provided with a second winding. Equation (1) shows the relationship between the input voltage Ein and the output voltage Eout in the chopper DC-DC converter. Here, the windings n1 and n2 (FIG. 6) of the reactor are related, and the winding ratio n1 / n2 is used. Is larger, the output voltage is higher. However, in the embodiment of FIG. 1, the output voltage is equal to the case where n2 = n1 is set in the equation (1) because the winding of the reactor L is one. In order to increase the voltage, only the duty ratio X depends. Become. Since this is related to controllability, it is not practical to increase the output voltage Eout to twice or more the input voltage Ein. Therefore, in order to obtain a higher output voltage, FIG.
Is modified.

【0018】リアクタLに第2の巻線n2を設けダイオ
ードD3とコンデンサC2と組み合わせて第2の出力電
圧を得る。コンデンサC1とC2の電圧を加算して出力
電圧Eoutとする。C1とC2の電圧の比はリアクタ
Lの巻線の比n2/n1できまる。C1の電圧は図1の
第1の実施例と同じであるからC2の電圧分だけ出力電
圧Eoutは高くなる。また、加算した直流電圧Eou
tを図1のEoutと同じとした場合は、分圧している
分に対応してコンデンサC1の電圧は図1のC1の電圧
より低くなっている。半導体スイッチQ1,Q2がオフ
している期間にはこれらには入力の電圧Einとコンデ
ンサC1の電圧の和が印加されるので図2の実施例で使
う半導体スイッチの耐圧は図1の場合より低くてよいこ
とになる。
A second winding n2 is provided in the reactor L, and a second output voltage is obtained in combination with the diode D3 and the capacitor C2. An output voltage Eout is obtained by adding the voltages of the capacitors C1 and C2. The ratio between the voltages of C1 and C2 is determined by the ratio n2 / n1 of the winding of the reactor L. Since the voltage of C1 is the same as that of the first embodiment of FIG. 1, the output voltage Eout becomes higher by the voltage of C2. In addition, the added DC voltage Eou
When t is the same as Eout in FIG. 1, the voltage of the capacitor C1 is lower than the voltage of C1 in FIG. 1 corresponding to the divided voltage. During the period when the semiconductor switches Q1 and Q2 are off, the sum of the input voltage Ein and the voltage of the capacitor C1 is applied to them, so that the breakdown voltage of the semiconductor switch used in the embodiment of FIG. 2 is lower than that of FIG. Will be fine.

【0019】図3は本発明の第3の実施例である。図2
の実施例におけるコンデンサC1およびC2の直流電圧
をそれぞれDC−DCコンバータの出力とし2系統の負
荷に給電するようにしている。リアクタLに巻装する巻
線の数を増し、巻線n2の回路と同様に構成すれば高電
圧あるいは多出力のDC−DCコンバータが得られる。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. FIG.
In this embodiment, the DC voltages of the capacitors C1 and C2 are output from the DC-DC converter and supplied to two loads. If the number of windings wound around the reactor L is increased and the circuit is configured similarly to the winding n2, a high-voltage or multi-output DC-DC converter can be obtained.

【0020】なお、図2,3の実施例においても図1の
実施例におけるスナバー回路SをリアクタLの各巻線n
1,n2に付加すると半導体にかかる電圧ストレス緩和
に有効であることは言うまでもない。第1ないし第3の
実施例において半導体スイッチ対Q1,Q2の断続の繰
り返し周波数を高くする、たとえば20kHzとすれば
リアクタLは小形になり、軽くもなる。
In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the snubber circuit S in the embodiment shown in FIG.
Needless to say, adding to 1, n2 is effective for alleviating the voltage stress applied to the semiconductor. In the first to third embodiments, if the intermittent repetition frequency of the semiconductor switch pair Q1 and Q2 is increased, for example, to 20 kHz, the reactor L becomes small and light.

【0021】図1ないし3のDC−DCコンバータ回路
を制御装置と組み合わせてDC−DCコンバータ(装
置)とする。半導体スイッチQ1,Q2としてはバイポ
ーラ・トランジスタを例示したが、これに限らず、パワ
ー・MOSFETやIGBTでも使えることは言うまで
もない。
The DC-DC converter circuit shown in FIGS. 1 to 3 is combined with a control device to form a DC-DC converter (device). Although the bipolar transistors are illustrated as the semiconductor switches Q1 and Q2, it is needless to say that the semiconductor switches Q1 and Q2 can also be used with power MOSFETs and IGBTs.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば半
導体素子によって入・出力間の絶縁ができるのでリアク
タLとして図5および図6のような複数巻線を必要とせ
ず、従って巻線間の粗結合のもたらす欠陥がなくなり、
制御性がよくなる。また、大容量のリアクタLでも実用
に供することができる。半導体スイッチ対Q1,Q2の
スイッチング周波数を容易に高められるのでリアクタL
の小形化が図れる。高電圧出力や多出力DC−DCコン
バータが容易に構成される。これらによりDC−DCコ
ンバータの制御性改善、小形化、軽量化等に大きく寄与
する。特に大容量の装置では顕著な効果がある。また、
整流装置やUPS(無停電電源装置)等の直流電圧制御
や絶縁部として本発明を適用すると同様の効果が得られ
る。入・出力とは独立したスナバー回路Sを設けること
により、入・出力間の絶縁性を損なうことなく半導体に
印加される電圧ストレスを緩和できるので電力変換装置
の寿命ならびに信頼性を高められる。
As described above, according to the present invention, the input and output can be insulated by the semiconductor element, so that the reactor L does not require a plurality of windings as shown in FIGS. Defects caused by loose coupling between
Controllability is improved. Further, even a large-capacity reactor L can be put to practical use. Since the switching frequency of the semiconductor switch pair Q1 and Q2 can be easily increased, the reactor L
Can be miniaturized. A high voltage output or a multi-output DC-DC converter can be easily configured. These greatly contribute to improving controllability, downsizing, and weight reduction of the DC-DC converter. In particular, a large capacity device has a remarkable effect. Also,
A similar effect can be obtained by applying the present invention as a DC voltage control or insulation unit of a rectifier or a UPS (uninterruptible power supply). By providing the snubber circuit S independent of the input and output, the voltage stress applied to the semiconductor can be reduced without impairing the insulation between the input and output, so that the life and reliability of the power converter can be increased.

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

【図1】本発明の第1実施例におけるDC−DCコンバ
ータの回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a DC-DC converter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例におけるDC−DCコンバ
ータの回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a DC-DC converter according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例におけるDC−DCコンバ
ータの回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a DC-DC converter according to a third embodiment of the present invention.

【図4】DC−DCコンバータにおける絶縁機能の必要
性を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the necessity of an insulation function in a DC-DC converter.

【図5】従来例におけるDC−DCコンバータの回路構
成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a DC-DC converter in a conventional example.

【図6】従来例におけるチョッパを使用したDC−DC
コンバータの回路構成図である。
FIG. 6 shows a DC-DC using a chopper according to a conventional example.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 DC−DCコンバータ C,C1,C2,Cs コンデンサ D,D1,D2,D3,Dx ダイオード Ds ツェナーダイオード E 電源 L,Lx リアクタ R,Rs 抵抗 Q1,Q2,Qx,Qx1〜Qx4 半導体スイッチ S,S1〜10 スナバー回路 T トランス 10 DC-DC converter C, C1, C2, Cs Capacitor D, D1, D2, D3, Dx diode Ds Zener diode E Power supply L, Lx Reactor R, Rs Resistance Q1, Q2, Qx, Qx1 to Qx4 Semiconductor switch S, S1 -10 snubber circuit T transformer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流入力電圧(Ein)を、それぞれ正
極側および負極側に半導体スイッチ(Q1,Q2)を直
列接続した巻線(n1)のリアクタ(L)で受け、この
リアクタ(L)と並列にコンデンサ(C1)の正極およ
び負極をそれぞれダイオード(D1,D2)と直列接続
した回路を接続してなり、このコンデンサ(C1)の直
流電圧を出力とすることを特徴とするDC−DCコンバ
ータ。
1. A DC input voltage (Ein) is received by a reactor (L) of a winding (n1) having semiconductor switches (Q1, Q2) connected in series on a positive electrode side and a negative electrode side, respectively. A DC-DC converter comprising a circuit in which a positive electrode and a negative electrode of a capacitor (C1) are connected in series with diodes (D1, D2), respectively, and a DC voltage of the capacitor (C1) is output. .
【請求項2】 請求項1においてリアクタ(L)に第2
の巻線(n2)を設け、この第2の巻線(n2)と並列
に第3のダイオード(D3)と第2のコンデンサ(C
2)の直列回路を接続し、この第2のコンデンサ(C
2)の直流電圧も出力とすることを特徴とするDC−D
Cコンバータ。
2. The reactor (L) according to claim 1, wherein
And a third diode (D3) and a second capacitor (C) in parallel with the second winding (n2).
2) and the second capacitor (C
DC-D characterized in that the DC voltage of 2) is also output.
C converter.
【請求項3】 請求項1においてリアクタ(L)に第2
の巻線(n2)を設け、この第2の巻線(n2)と並列
に第3のダイオード(D3)と第2のコンデンサ(C
2)の直列回路を接続し、この第2のコンデンサ(C
2)の直流電圧と請求項1のコンデンサ(C1)の直流
電圧を加算して出力とすることを特徴とするDC−DC
コンバータ。
3. The reactor (L) according to claim 1, wherein
And a third diode (D3) and a second capacitor (C) in parallel with the second winding (n2).
2) and the second capacitor (C
2. A DC-DC, comprising adding the DC voltage of 2) and the DC voltage of the capacitor (C1) according to claim 1 to an output.
converter.
【請求項4】 リアクタ(L)の巻線と並列にスナバー
回路(S)を設けたことを特徴とする請求項1ないし3
のDC−DCコンバータ。
4. A snubber circuit (S) is provided in parallel with a winding of a reactor (L).
DC-DC converter.
JP33347397A 1997-11-17 1997-11-17 DC-DC converter Expired - Fee Related JP3466448B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33347397A JP3466448B2 (en) 1997-11-17 1997-11-17 DC-DC converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33347397A JP3466448B2 (en) 1997-11-17 1997-11-17 DC-DC converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11150946A true JPH11150946A (en) 1999-06-02
JP3466448B2 JP3466448B2 (en) 2003-11-10

Family

ID=18266471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33347397A Expired - Fee Related JP3466448B2 (en) 1997-11-17 1997-11-17 DC-DC converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3466448B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010522528A (en) * 2007-03-20 2010-07-01 エナーデル、インク System and method for equalizing the state of charge of series connected cells
KR20190134207A (en) * 2018-05-25 2019-12-04 인하대학교 산학협력단 Non-Isolated Converter with Low Leakage Current

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010522528A (en) * 2007-03-20 2010-07-01 エナーデル、インク System and method for equalizing the state of charge of series connected cells
KR20190134207A (en) * 2018-05-25 2019-12-04 인하대학교 산학협력단 Non-Isolated Converter with Low Leakage Current

Also Published As

Publication number Publication date
JP3466448B2 (en) 2003-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6388904B2 (en) Power supply device for electromotive railcar
EP1189333A1 (en) Switching power supply
JP5693820B2 (en) Power supply
US11273315B2 (en) Method and device for defibrillation
US11296607B2 (en) DC-DC converter
JPH05344708A (en) Power converter
US6909617B1 (en) Zero-voltage-switched, full-bridge, phase-shifted DC-DC converter with improved light/no-load operation
US10917004B2 (en) Snubber circuit and power conversion system using same
JP3520961B2 (en) Inverter device
JP3330232B2 (en) AC / DC uninterruptible power supply
CA2116394C (en) Gate power supply circuit
JP3454345B2 (en) Inverter device
JP3466448B2 (en) DC-DC converter
JPH08228486A (en) Control method of dc-ac inverter
JP3395859B2 (en) Switching power supply
JP4461446B2 (en) AC / DC power supply
JPH11215832A (en) Power converting device
JPH05211767A (en) Snubber circuit for forward converter
JPH0336221Y2 (en)
KR200194413Y1 (en) Battery charger of zero switching type
JP3332296B2 (en) Power supply
RU2103793C1 (en) Frequency changer for ozonizer feeding
JPH01298953A (en) Power source
JP2004282973A (en) Switching power supply
JPH0698553A (en) Gate-power supplying circuit

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070829

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080829

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080829

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090829

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100829

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130829

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees