JPH11285250A - Dc-to-dc converter - Google Patents

Dc-to-dc converter

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JPH11285250A
JPH11285250A JP10098118A JP9811898A JPH11285250A JP H11285250 A JPH11285250 A JP H11285250A JP 10098118 A JP10098118 A JP 10098118A JP 9811898 A JP9811898 A JP 9811898A JP H11285250 A JPH11285250 A JP H11285250A
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power supply
signal
circuit
switch
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Kimisada Kobayashi
公禎 小林
Yutaka Sekine
豊 関根
Hirobumi Matsuo
博文 松尾
Fujio Kurokawa
不二雄 黒川
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable high-precision stable power feeding by operating a DC-DC converter consisting of a plurality input power sources, shifting the phase of each operation timing of a plurality of switches for switching its input current on/off, and to prevent the generation of a simultaneous operation period. SOLUTION: In a DC-DC converter which uses a solar battery and a commercial power source as input power sources, a starting circuit 11 detects a reset signal of an inductor L and outputs an operating signal as a starting signal, and a first oscillator circuit 12 computes the overall operating period Ton, on the basis of a constant-voltage control signal generated by output voltage detection. Next, a switch operation control circuit 13 outputs an operation period signal Ton1 for a solar battery side switch based on a battery cutoff control signal and an optimum operating point tracking signal for the solar battery, and a signal Ton-Ton1 corresponding to an input power deficiency due to this. Here, a second oscillator circuit 14 outputs an operation period signal Ton2 for a commercial power source side switch whose phase of operation timing is shifted from that of the operation period signal Ton1.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、商用電
源,太陽電池,風力発電,地熱発電,畜電池等からなる
複数の電力供給源出力から、これらを加算して得られる
単一体の安定した出力を給電可能なDC−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 single, stable power source obtained by adding a plurality of power supply sources, such as a commercial power source, a solar cell, a wind power generator, a geothermal power generator, a livestock battery, and the like. The present invention relates to a DC-DC converter capable of supplying power to an output.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は本発明の対象である複数の直流入
力電源から負荷に電力を供給するDC−DCコンバータ
の一例を示すものである。図9において、E1,E2は
独立した直流入力電源で、E1は例えば太陽電池,E2
は商用電源から直流に変換された直流電源、D1,D2
は直流入力電源E1,E2への逆方向電流阻止用ダイオ
ード、S1,S2は直流入力電源E1,E2の電流をそ
れぞれ断続動作させるためのスイッチ、Lは磁気閉路を
形成するインダクタである。N1,N2はインダクタL
に相互結合が密に巻回された1次巻線であり、N0は同
様にN1,N2との結合が密に巻回された出力用の2次
巻線である。これらの1次巻線N1,N2及び2次巻線
N0のそれぞれの巻数値は、直流入力電源E1,E2の
電圧値及び負荷Rに供給する出力電圧値E0に対応して
巻数あたりの電圧がほぼ等しくなるように巻数が決定さ
れているものである。D0は2次巻線N0に誘起する2
次交流電圧を整流するダイオード、Cは整流された脈流
を平滑して負荷Rに安定した直流電力を供給するための
コンデンサである。また、同図において、I1,I2,
I0はそれぞれ入力電源E1,E2の入力電流及び出力
電流である。
2. Description of the Related Art FIG. 9 shows an example of a DC-DC converter for supplying power from a plurality of DC input power supplies to a load, which is an object of the present invention. In FIG. 9, E1 and E2 are independent DC input power supplies, E1 is, for example, a solar cell, E2
DC power supplies converted from DC to DC power, D1, D2
Is a diode for blocking a reverse current to the DC input power supplies E1 and E2, S1 and S2 are switches for intermittently operating the currents of the DC input power supplies E1 and E2, and L is an inductor forming a magnetic circuit. N1 and N2 are inductors L
Is a primary winding whose mutual coupling is tightly wound, and N0 is a secondary winding for output whose coupling with N1 and N2 is similarly tightly wound. The winding value of each of these primary windings N1, N2 and secondary winding N0 corresponds to the voltage value of DC input power supplies E1, E2 and the output voltage value E0 supplied to load R, and the voltage per winding number is The number of turns is determined so as to be substantially equal. D0 is 2 induced in the secondary winding N0.
A diode C for rectifying the next AC voltage is a capacitor for smoothing the rectified pulsating current and supplying stable DC power to the load R. Further, in FIG.
I0 is an input current and an output current of the input power supplies E1 and E2, respectively.

【0003】次に、図9に示したコンバータ回路の動作
を制御する従来の制御回路の一例を図10に示し、その
制御動作をスイッチS1,S2のON−OFFの動作タ
イミングを示す図11のタイムチャートと共に説明す
る。図10において、1はスイッチS1,S2の動作期
間Tonを出力する発振回路で、インダクタLのリセッ
ト信号を利用した起動信号により、出力電圧E0を検出
して生じる定電圧制御信号と図11(a)の鋸歯状発振
波形との比較から、1周期Tsの間に図11(b)の動
作期間Tonを得るようにしている。2はスイッチS
1,S2のスイッチ動作制御回路で動作期間Tonの
内、太陽電池の直流入力電源E1から得られる最大電力
制御信号の図11(c)の動作期間Ton1をスイッチ
S1の動作信号として出力し、その際、差分として生じ
る図11(d)の動作期間Ton−Ton1に相当する
Ton2をスイッチS2の動作信号として出力するもの
で、動作期間Tonに見合う図11(e)の動作期間T
on1+Ton2を出力するようにしている。
Next, FIG. 10 shows an example of a conventional control circuit for controlling the operation of the converter circuit shown in FIG. 9, and its control operation is shown in FIG. 11 showing ON-OFF operation timings of switches S1 and S2. It will be described together with a time chart. In FIG. 10, reference numeral 1 denotes an oscillation circuit that outputs an operation period Ton of the switches S1 and S2, and a constant voltage control signal generated by detecting an output voltage E0 by a start signal using a reset signal of the inductor L and FIG. 11), the operation period Ton of FIG. 11B is obtained during one cycle Ts. 2 is switch S
The operation period Ton1 shown in FIG. 11C of the maximum power control signal obtained from the DC input power supply E1 of the solar cell is output as the operation signal of the switch S1 in the operation period Ton in the switch operation control circuits 1 and S2. In this case, Ton2 corresponding to the operation period Ton-Ton1 in FIG. 11D, which is generated as a difference, is output as the operation signal of the switch S2, and the operation period T in FIG.
on1 + Ton2 is output.

【0004】即ち、図11に示した1周期Tsにおける
2つのスイッチS1とS2との加算された動作期間To
n(Ton1+Ton2)が鋸歯状発振器により定めら
れる。そして太陽電池の直流入力電源E1側のスイッチ
S1を、当該直流入力電源E1の出力電圧値の変化を検
出して得られた最適動作期間Ton1だけ動作させ、負
荷側電力の不足分である動作期間Ton2(Ton−T
on1)を商用電源の直流入力電源E2側のスイッチS
2を動作させて、両者が加算された動作期間Tonとし
て、出力電圧E0を安定に負荷側に供給するようにして
いる。このような回路構成及びスイッチのON−OFF
動作タイミングであるので、電源E1,E2から出力さ
れる電力は常時出力へ伝達され、電力給電において有効
かつ無駄のない手段として実用に供されている。
That is, the added operation period To of the two switches S1 and S2 in one cycle Ts shown in FIG.
n (Ton1 + Ton2) is determined by the sawtooth oscillator. Then, the switch S1 on the side of the DC input power supply E1 of the solar cell is operated for an optimum operation period Ton1 obtained by detecting a change in the output voltage value of the DC input power supply E1, and the operation period corresponding to the shortage of the load-side power. Ton2 (Ton-T
on1) is the switch S on the DC input power supply E2 side of the commercial power supply.
2, the output voltage E0 is stably supplied to the load side as an operation period Ton in which both are added. Such circuit configuration and ON-OFF of the switch
Because of the operation timing, the power output from the power supplies E1 and E2 is constantly transmitted to the output, and is practically used as an effective and efficient means in power supply.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術には図11に示すスイッチS1,S2のON−OFF
動作タイミングからもわかるように、スイッチS1とS
2の動作期間Ton1,Ton2が休み期間なしに接し
ている連続動作タイミングであるため、2つのスイッチ
S1,S2の切り替わり時に同時に動作している期間が
発生し、コンバータ動作が不安定なものとなってしまう
問題がある。本発明は上記した問題を解決するために、
複数入力電源からなるDC−DCコンバータの電流を断
続動作させる複数のスイッチの動作タイミングを同時動
作期間が生じないように位相をずらして動作できるDC
−DCコンバータを提供するものである。
However, in the prior art, the switches S1 and S2 shown in FIG.
As can be understood from the operation timing, the switches S1 and S
2 is a continuous operation timing in which the two operation periods Ton1 and Ton2 are in contact without a rest period, so that a period during which the two switches S1 and S2 are simultaneously operated occurs, and the converter operation becomes unstable. There is a problem. The present invention has been developed to solve the above-mentioned problems.
DC that can operate the switches with different phases so that the simultaneous operation period does not occur, for the operation timings of the plurality of switches that intermittently operate the current of the DC-DC converter composed of a plurality of input power supplies
To provide a DC converter.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明によるDC−DC
コンバータは、複数の直流入力電源と、平滑回路を有す
る出力回路と、磁気閉路を形成するインダクタ又はトラ
ンスと、前記複数の直流入力電源及び前記出力回路にそ
れぞれ接続されて前記インダクタ又はトランスに卷回さ
れている巻線と、前記複数の直流入力電源と該複数の直
流入力電源に接続された前記巻線とをそれぞれ直列接続
するスイッチとを備え、前記出力回路の出力電圧を検出
して、1周期の間の前記各スイッチのオン動作を前記複
数の直流入力電源のうちの第1の直流入力電源の最適入
力電力に対応するようスイッチのオン動作をさせた後、
前記複数の直流入力電源のうちの第2の直流入力電源の
スイッチを前記出力電圧に達する期間だけオン動作せし
め、前記出力回路に電力を給電するようにしたDC−D
Cコンバータにおいて、前記1周期の間の前記第1の直
流入力電源のスイッチのオン動作がオフ動作に切り替わ
ってから所要時間経過した後、前記第2の直流入力電源
のスイッチのオン動作を行なわしめるようにしたことを
特徴とするDC−DCコンバータ。
SUMMARY OF THE INVENTION DC-DC according to the present invention
The converter includes a plurality of DC input power supplies, an output circuit having a smoothing circuit, an inductor or a transformer forming a magnetic circuit, and a plurality of DC input power supplies connected to the plurality of DC input power supplies and the output circuit and wound on the inductor or the transformer. And a switch for serially connecting the plurality of DC input power supplies and the windings connected to the plurality of DC input power supplies, respectively. After turning on the switches during the period so as to correspond to the optimum input power of the first DC input power supply of the plurality of DC input power supplies,
A DC-D which is configured to turn on a switch of a second DC input power supply of the plurality of DC input power supplies only during a period when the output voltage is reached, thereby supplying power to the output circuit.
In the C converter, the switch of the second DC input power supply is turned on after a required time has elapsed since the ON operation of the switch of the first DC input power supply was switched to the OFF operation during the one cycle. A DC-DC converter characterized by the above.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図9に示した
DC−DCコンバータと、このDC−DCコンバータの
動作を制御する図1に示した制御回路、及び図2乃至図
5の回路図,タイミング図、タイムチャート等により説
明する。先ず本発明の基本的な構成と動作は、図1に示
す出力電圧E0を検出して生じる定電圧制御信号から、
1周期Tsの間の2つのスイッチS1,S2の全体の動
作期間Tonを求め、図2のタイミング図に示すように
最初にスイッチS1の最適動作期間Ton1と、その残
余の動作期間Ton2(Ton−Ton1)を遅延させ
てスイッチS2の動作期間としている。これらの条件に
従って出力電圧E0及び入力電流I1,I2を導出する
と、(1),(2),(3)に示す各式が得られる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention is a DC-DC converter shown in FIG. 9, a control circuit shown in FIG. 1 for controlling the operation of the DC-DC converter, and FIGS. This will be described with reference to a circuit diagram, a timing diagram, a time chart, and the like. First, the basic configuration and operation of the present invention is based on the constant voltage control signal generated by detecting the output voltage E0 shown in FIG.
The entire operation period Ton of the two switches S1 and S2 during one cycle Ts is obtained, and as shown in the timing chart of FIG. 2, first, the optimum operation period Ton1 of the switch S1 and the remaining operation period Ton2 (Ton− Ton1) is delayed to be the operation period of the switch S2. When the output voltage E0 and the input currents I1 and I2 are derived in accordance with these conditions, the following equations (1), (2) and (3) are obtained.

【0008】[0008]

【数1】 E0=N0×E1×Ton1/(N1×(Ts−Ton1)) +N0×E2×Ton2/(N2×(Ts−Ton2))……(1) I1=N0×E0×Ton1/(N1×R×(Ts−Ton1))…(2) I2=N0×E0×Ton2/(N2×R×(Ts−Ton2))…(3)E0 = N0 × E1 × Ton1 / (N1 × (Ts−Ton1)) + N0 × E2 × Ton2 / (N2 × (Ts−Ton2)) (1) I1 = N0 × E0 × Ton1 / ( N1 × R × (Ts−Ton1)) (2) I2 = N0 × E0 × Ton2 / (N2 × R × (Ts−Ton2)) (3)

【0009】これら3式から、出力電圧E0、入力電流
I1,I2はスイッチS1,S2の動作期間Ton1,
Ton2で制御可能なことは明らかである。そして、こ
のスイッチS1,S2の動作期間Ton1とTon2と
を位相ずらし動作が行なわれるように、スイッチS2の
動作を遅延させる手段を設けて、それぞれの動作期間は
独立動作するように制御するものである。即ち、直流入
力電源E1側の図2(b)の動作期間Ton1と直流入
力電源E2側の図2(c)の動作期間Ton2との間に
動作停止期間Toff1を設け、更に動作期間Ton2
と次の直流入力電源E1側の動作期間Ton1との間に
動作停止期間Toff2を設けるようにしたもので、直
流入力電源E1からは、Ton1期間に入力電流I1が
流入し、次の動作停止期間Toff1を経た後、直流入
力電源E2からTon2期間に入力電流I2が流入す
る。
From these three equations, the output voltage E0 and the input currents I1 and I2 are equal to the operating periods Ton1 and Ton1 of the switches S1 and S2.
It is clear that control is possible with Ton2. A means for delaying the operation of the switch S2 is provided so that the phase shift operation is performed between the operation periods Ton1 and Ton2 of the switches S1 and S2, and each operation period is controlled to operate independently. is there. That is, an operation suspension period Toff1 is provided between the operation period Ton1 in FIG. 2B on the DC input power supply E1 side and the operation period Ton2 in FIG. 2C on the DC input power supply E2 side, and further, the operation period Ton2
An operation stop period Toff2 is provided between the DC input power supply E1 and the next operation period Ton1. The input current I1 flows from the DC input power supply E1 during the Ton1 period, and the next operation stop period. After Toff1, the input current I2 flows from the DC input power supply E2 during the Ton2 period.

【0010】更に、動作停止期間Toff2を経た後、
直流入力電源E1からTon1期間に入力電流I1が流
入する1周期Tsの動作を繰り返す。この時、入力電流
I1,I2による1次電流によって励磁された磁束によ
り、動作停止期間Toff1,Toff2にインダクタ
Lの2次巻線N0に、直流入力電源E1,E2からの電
圧が誘起されることで電力が供給される。
Further, after an operation suspension period Toff2,
The operation of one cycle Ts in which the input current I1 flows during the Ton1 period from the DC input power supply E1 is repeated. At this time, the voltage from the DC input power supplies E1 and E2 is induced in the secondary winding N0 of the inductor L during the operation stop periods Toff1 and Toff2 by the magnetic flux excited by the primary currents due to the input currents I1 and I2. Is supplied with power.

【0011】[0011]

【実施例】図1において、11は起動回路で、例えば動
作停止期間Toff1の終りに発生するインダクタLの
リセット信号を検出し、起動信号としている。12は第
1の発振回路で出力電圧E0を検出して生じる定電圧制
御信号と鋸歯状発振波形との比較から全体の動作期間T
onを得るようにしている。13はスイッチ動作制御回
路で、全体の動作期間Tonから例えば太陽電池からの
直流入力電源E1の最大電力を検出して、その最適動作
点信号である動作期間Ton1の制御信号を出力すると
共に、第2の発振回路14により検出された商用電源の
直流入力電源E2の遅延された動作期間Ton2を出力
するものである。なお、前述した起動回路11はスイッ
チ動作制御回路13からの発振器選択信号によって、第
1の発振回路12又は第2の発振回路14に動作信号を
出力するものである。
1, a starter circuit 11 detects a reset signal of an inductor L generated at the end of an operation stop period Toff1 and uses it as a starter signal. Reference numeral 12 denotes an entire operation period T based on a comparison between a constant voltage control signal generated by detecting the output voltage E0 in the first oscillation circuit and a sawtooth oscillation waveform.
I try to get on. Reference numeral 13 denotes a switch operation control circuit that detects the maximum power of the DC input power supply E1 from, for example, a solar cell from the entire operation period Ton, and outputs a control signal of the operation period Ton1 that is an optimal operation point signal thereof. 2 outputs the delayed operation period Ton2 of the DC input power supply E2 of the commercial power supply detected by the second oscillation circuit 14. The starting circuit 11 outputs an operation signal to the first oscillation circuit 12 or the second oscillation circuit 14 according to an oscillator selection signal from the switch operation control circuit 13.

【0012】次に前述の図1の全体の制御回路動作を、
図4のタイムチャートと第2の発振回路14の具体例と
して示した図3により説明する。前述したように第1の
発振回路12で出力電圧E0を検出して生じる定電圧制
御信号と図4(a)の鋸歯状発振波形との比較から、1
周期Tsの間における図4(b)の全体の動作期間To
nを得て、スイッチ動作制御回路13に出力される。ス
イッチ動作制御回路13は、例えば太陽電池からの直流
入力電源E1の最適動作点信号である図4(c)の動作
期間Ton1の入力により,出力電力の不足分に対応す
る図4(d)のTon−Ton1の信号を第2の発振回
路14に出力する。この第2の発振回路14は、例えば
図3に示すようなスイッチS1,S2の動作の位相ずら
し回路が用いられる。
Next, the operation of the entire control circuit of FIG.
This will be described with reference to the time chart of FIG. 4 and FIG. 3 showing a specific example of the second oscillation circuit 14. As described above, the comparison between the constant voltage control signal generated by detecting the output voltage E0 in the first oscillation circuit 12 and the sawtooth oscillation waveform in FIG.
The entire operation period To of FIG. 4B during the period Ts
n is obtained and output to the switch operation control circuit 13. The switch operation control circuit 13 responds to the shortage of the output power by the input of the operation period Ton1 of FIG. 4C which is the optimum operation point signal of the DC input power supply E1 from the solar cell, for example, as shown in FIG. The signal of Ton-Ton1 is output to the second oscillation circuit 14. As the second oscillation circuit 14, for example, a phase shift circuit for operating the switches S1 and S2 as shown in FIG. 3 is used.

【0013】即ち、トランジスタTr1のベースにスイ
ッチ動作制御回路13からTon−Ton1の信号が入
力されると、トランジスタTr1をオンとしてTon−
Ton1に相当する期間、コンデンサC1を定電流充電
する。この充電が完了した後、起動回路11から動作信
号がフリップフロップ15に入力され、トランジスタT
r2を動作状態としてコンデンサC1を定電流放電状態
にすると共に、直流入力電源E2側のスイッチS2をオ
ン状態にするTon−Ton1に相当するTon2を出
力する。このコンデンサC1の充放電の状況は図4
(e)に示す波形となり、動作期間Ton2は図4
(f)に示す波形となり、この例の場合はTon1とT
on2との間に略Ton2に相当する期間が空き、その
分位相がずれることになる。なお、図4(g)に示す波
形は、インダクタLのリセット信号を起動回路11に起
動信号として与えられるものである。
That is, when the signal of Ton-Ton1 is input from the switch operation control circuit 13 to the base of the transistor Tr1, the transistor Tr1 is turned on and the transistor Tr1 is turned on.
During a period corresponding to Ton1, the capacitor C1 is charged with a constant current. After this charging is completed, an operation signal is input from the starting circuit 11 to the flip-flop 15, and the transistor T
r2 is set to the operating state, the capacitor C1 is set to the constant current discharging state, and Ton2 corresponding to Ton-Ton1 for turning on the switch S2 on the DC input power supply E2 side is output. FIG. 4 shows the state of charge and discharge of the capacitor C1.
FIG. 4E shows the waveform shown in FIG.
(F) shows the waveform, and in this case, Ton1 and T
A period corresponding to approximately Ton2 is vacant between on2 and on2, and the phase is shifted accordingly. The waveform shown in FIG. 4G is obtained by giving a reset signal of the inductor L to the starting circuit 11 as a starting signal.

【0014】次に、図1に示した第2の発振回路14の
他の実施例を、図6に基づいて説明する。図6はデジタ
ル回路によるカウンタを用いたもので、アップカウンタ
21はインバータ回路22から成る周辺回路の作用によ
り、太陽電池の直流入力電源E1の動作期間Ton1が
“H”の期間にセットされる。そして、AND回路23
の作用により、全体の動作期間Tonが“H”で、かつ
直流入力電源E1の動作期間Ton1が“L”の期間に
クロック信号のパルスをカウントアップ動作し、このカ
ウントアップデータをダウンカウンタ24へ出力する。
更に、ダウンカウンタ24は、先のカウントアップデー
タをAND回路25から成る周辺回路の作用により、全
体の動作期間Tonが“H”、かつ直流入力電源E1側
の動作期間Ton1が“L”の期間にセットする。ま
た、フリップフロップ26の出力は、動作信号の“H”
の期間に“H”にセットされ、同時にAND回路27へ
も入力されるため、クロック信号パルスのカウントダウ
ンを開始し、データが零となったとき“H”信号をフリ
ップフロップ26へパルスを出力して、当該フリップフ
ロップ26の出力を“L”にし、商用電源側のスイッチ
S2への動作期間Ton2を生成する。
Next, another embodiment of the second oscillation circuit 14 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a counter using a digital circuit. In the up counter 21, the operation period Ton 1 of the DC input power supply E 1 of the solar cell is set to “H” by the action of a peripheral circuit including an inverter circuit 22. And the AND circuit 23
Of the clock signal counts up while the entire operation period Ton is "H" and the operation period Ton1 of the DC input power supply E1 is "L", and outputs the count-up data to the down counter 24. I do.
Further, the down-counter 24 converts the previous count-up data into a period in which the entire operation period Ton is “H” and the operation period Ton1 on the DC input power supply E1 side is “L” by the operation of the peripheral circuit including the AND circuit 25. set. Further, the output of the flip-flop 26 is set to the "H" level of the operation signal.
Is set to "H" during the period, and is simultaneously input to the AND circuit 27. Therefore, the countdown of the clock signal pulse is started, and when the data becomes zero, the "H" signal is output to the flip-flop 26 as a pulse. Then, the output of the flip-flop 26 is set to “L” to generate an operation period Ton2 for the switch S2 on the commercial power supply side.

【0015】また、この実施例における制御として、例
えば、出力電力が著しく低下(いわゆる軽負荷状態)
し、動作期間Tonが太陽電池の直流入力電源E1の電
力で間に合う状態、即ちTon=Ton1なる条件とな
った場合には、商用電源の直流入力電源E2のスイッチ
S2の動作を停止して、スイッチS1のみが1周期Ts
期間に2回効率的に動作し電力を給電するように構成す
ることができる。このような場合、図1に示した2つの
発振回路12と14のいずれに対して動作信号を送出す
るのかを、図5のタイムチャートにより説明する。図5
の左側は、直流入力電源E1の電力では不十分な状態を
示し、図5の右側は、直流入力電源E1の電力で間に合
う状態を示している。
In the control in this embodiment, for example, the output power is significantly reduced (so-called light load state).
When the operation period Ton is sufficient for the power of the DC input power supply E1 of the solar cell, that is, when the condition of Ton = Ton1 is satisfied, the operation of the switch S2 of the DC input power supply E2 of the commercial power supply is stopped, and the switch is stopped. Only S1 has one cycle Ts
It can be configured to operate efficiently and supply power twice a period. In such a case, to which of the two oscillator circuits 12 and 14 shown in FIG. 1 the operation signal is transmitted will be described with reference to the time chart of FIG. FIG.
5 shows a state where the power of the DC input power supply E1 is insufficient, and the right side of FIG. 5 shows a state where the power of the DC input power supply E1 is sufficient.

【0016】先ず、図5の左側の場合は、直流入力電源
E1側の動作期間Ton1が終了した時点において、全
体の動作期間Tonが“H”の状態の場合は、スイッチ
動作制御回路13は起動回路11に第2の発振回路14
を選択する信号を出力し、動作期間Ton1が終了した
時点で動作期間Tonが“L”の状態である右側の場合
は、スイッチ動作制御回路13は起動回路11に第1の
発振回路14を選択する信号出力する。また、夜間や著
しく太陽照射量の少なく太陽電池の電力量が少ない場合
には、太陽電池の出力状態を検出している検出手段から
の図1に示す電池切離し制御信号がスイッチ動作制御回
路13に送られ、商用電源側のスイッチS2のみが1周
期Tsの期間内に2回動作するようにして、電力を効率
的に給電するようにする。
First, in the case of the left side of FIG. 5, when the operation period Ton1 on the side of the DC input power supply E1 ends, if the entire operation period Ton is in the "H" state, the switch operation control circuit 13 is activated. The circuit 11 includes a second oscillation circuit 14
When the operation period Ton is at the “L” state on the right side when the operation period Ton1 ends, the switch operation control circuit 13 selects the first oscillation circuit 14 as the activation circuit 11 Output signal. At night or when the amount of solar irradiation is extremely small and the amount of electric power of the solar cell is small, the battery disconnection control signal shown in FIG. 1 from the detecting means for detecting the output state of the solar cell is sent to the switch operation control circuit 13. Then, only the switch S2 on the commercial power supply side is operated twice within the period of one cycle Ts, so that power is efficiently supplied.

【0017】また、別の制御構成として、スイッチS1
の動作期間Ton1を、太陽電池の最適動作点を検出し
追尾することで得られる動作期間に固定し、出力定電圧
制御より得られる制御動作期間をスイッチS2の動作期
間Ton2として与える制御回路構成としてもよい。ま
た、本発明は、前述した実施例のように、太陽電池と商
用電源との2つの直流入力電源を用いたコンバータ回路
に限定されるものではなく、図7に示すような3種類以
上の多入力電源を用いたコンバータ回路に適用すること
も可能である。また、図8に示すように前述の実施例に
おけるインダクタLをトランスTによる結合に変更し、
出力側にインダクタLを設定するようにしたコンバータ
回路にも適用することができる。
As another control configuration, a switch S1
Is fixed to an operation period obtained by detecting and tracking the optimum operation point of the solar cell, and a control operation period obtained by the output constant voltage control is provided as an operation period Ton2 of the switch S2. Is also good. Further, the present invention is not limited to a converter circuit using two DC input power supplies of a solar cell and a commercial power supply as in the above-described embodiment, but is not limited to three or more types as shown in FIG. It is also possible to apply to a converter circuit using an input power supply. Further, as shown in FIG. 8, the inductor L in the above-described embodiment is changed to the coupling by the transformer T,
The present invention can also be applied to a converter circuit in which an inductor L is set on the output side.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、例えば、給電が常に変動する各種の自然エ
ネルギ発電や商用電源を入力電源として使用する場合、
これら自然エネルギ発電や商用電源の電力供給時の動作
期間を、独立動作するように位相をずらして動作させる
ようにしたことにより、高精度な安定した給電が可能と
なった。また、このことにより商用電源と自然エネルギ
発電、或いは自然エネルギ発電の複数種類の利用を促進
することになり、商用電源の給電電力を低減することが
可能になる効果を奏するものである。
Since the present invention is configured as described above, for example, when various types of natural energy power generation or commercial power supply whose power supply constantly fluctuates are used as an input power supply,
By operating these natural energy generation or commercial power supply operation periods with their phases shifted so that they operate independently, highly accurate and stable power supply is possible. This also promotes the use of a commercial power supply and natural energy power generation, or a plurality of types of natural energy power generation, and has the effect of reducing the power supplied to the commercial power supply.

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

【図1】本発明のDC−DCコンバータの制御回路の一
実施例を示すブロック回路図である。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing one embodiment of a control circuit of a DC-DC converter of the present invention.

【図2】本発明の一実施例におけるスイッチのON−O
FF動作のタイミング図である。
FIG. 2 shows ON-O of a switch according to an embodiment of the present invention.
It is a timing chart of FF operation.

【図3】本発明のDC−DCコンバータの制御回路の要
部の一実施例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of a main part of a control circuit of the DC-DC converter of the present invention.

【図4】本発明の一実施例である制御回路のタイムチャ
ートである。
FIG. 4 is a time chart of a control circuit according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の多入力電源の使用要否の検出手段を説
明するタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart for explaining a means for detecting the necessity of using a multi-input power supply according to the present invention.

【図6】本発明のDC−DCコンバータの制御回路の要
部の他の実施例の回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram of another embodiment of the main part of the control circuit of the DC-DC converter of the present invention.

【図7】本発明を適用する多入力電源のDC−DCコン
バータの一実施例の回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of an embodiment of a DC-DC converter of a multi-input power supply to which the present invention is applied.

【図8】本発明をトランス結合として使用するDC−D
Cコンバータの一実施例の回路図である。
FIG. 8: DC-D using the present invention as a transformer coupling
It is a circuit diagram of one embodiment of a C converter.

【図9】本発明を適用する2種類の直流入力電源を用い
たDC−DCコンバータの基本回路図である。
FIG. 9 is a basic circuit diagram of a DC-DC converter using two types of DC input power supplies to which the present invention is applied.

【図10】従来のDC−DCコンバータの制御回路の一
実施例を示すブロック回路図である。
FIG. 10 is a block circuit diagram showing one embodiment of a control circuit of a conventional DC-DC converter.

【図11】従来の制御回路の一例を示すタイムチャート
である。
FIG. 11 is a time chart showing an example of a conventional control circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発振回路 2,13 スイッチ動作制御回路 11 起動回路 12 第1の発振回路 14 第2の発振回路 15,26 フリップフロップ回路 21 アップカウンタ 22 インバータ回路 23,25,27 AND回路 24 ダウンカウンタ E1 太陽電池による直流入力電源 E2 商用電源による直流入力電源 EM 入力電源 E0 出力電圧 D1,D2,D0,DM,DR,D01,D02 ダイオー
ド S1,S2,SM スイッチ L インダクタ C,C1 コンデンサ R 負荷抵抗 N1,N2,NM,NR L又はTの1次巻線 N0 L又はTの2次巻線 I1 E1の電流 I2 E2の電流 IM EMの電流 I0 負荷Rに流れる電流 Tr1,Tr2 トランジスタ T トランス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oscillator circuit 2, 13 Switch operation control circuit 11 Starter circuit 12 First oscillator circuit 14 Second oscillator circuit 15, 26 Flip-flop circuit 21 Up counter 22 Inverter circuit 23, 25, 27 AND circuit 24 Down counter E1 Solar cell DC input power supply E2 DC input power supply by commercial power supply EM input power supply E0 Output voltage D1, D2, D0, DM, DR, D01, D02 Diode S1, S2, SM switch L Inductor C, C1 Capacitor R Load resistance N1, N2 NM, NR L or T primary winding N0 L or T secondary winding I1 E1 current I2 E2 current IM EM current I0 Current flowing to load R Tr1, Tr2 Transistor T Transformer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の直流入力電源と、平滑回路を有す
る出力回路と、磁気閉路を形成するインダクタ又はトラ
ンスと、前記複数の直流入力電源及び前記出力回路にそ
れぞれ接続されて前記インダクタ又はトランスに卷回さ
れている巻線と、前記複数の直流入力電源と該複数の直
流入力電源に接続された前記巻線とをそれぞれ直列接続
するスイッチとを備え、 前記出力回路の出力電圧を検出して、1周期の間の前記
各スイッチのオン動作を前記複数の直流入力電源のうち
の第1の直流入力電源の最適入力電力に対応するようス
イッチのオン動作をさせた後、前記複数の直流入力電源
のうちの第2の直流入力電源のスイッチを前記出力電圧
に達する期間だけオン動作せしめ、前記出力回路に電力
を給電するようにしたDC−DCコンバータにおいて、 前記1周期の間の前記第1の直流入力電源のスイッチの
オン動作がオフ動作に切り替わってから所要時間経過し
た後、前記第2の直流入力電源のスイッチのオン動作を
行なわしめるようにしたことを特徴とするDC−DCコ
ンバータ。
A plurality of DC input power supplies; an output circuit having a smoothing circuit; an inductor or transformer forming a magnetic circuit; and a plurality of DC input power supplies connected to the plurality of DC input power supplies and the output circuit, respectively. A winding connected to the plurality of DC input power supplies and a switch configured to serially connect the plurality of windings connected to the plurality of DC input power supplies, and detecting an output voltage of the output circuit. After turning on the switches during one cycle so as to correspond to the optimum input power of the first DC input power supply of the plurality of DC input power supplies, A DC-DC converter in which a switch of a second DC input power supply of the power supply is turned on only during a period of reaching the output voltage to supply power to the output circuit. After a required time has elapsed since the on-operation of the switch of the first DC input power supply was switched to the off-operation during the one cycle, the on-operation of the switch of the second DC input power supply is performed. A DC-DC converter characterized in that:
【請求項2】 前記第1の直流入力電源のスイッチのオ
ン動作がオフ動作に切り替わってから所要時間経過した
後動作せしめる前記第2の直流入力電源のスイッチのオ
ン動作を、コンデンサの充放電回路を用いて遅延動作さ
せるようにした請求項1記載のDC−DCコンバータ。
2. A capacitor charging / discharging circuit that turns on the switch of the second DC input power supply which is operated after a required time has elapsed since the ON operation of the switch of the first DC input power supply is switched to the OFF operation. 2. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the DC-DC converter is operated by using a delay.
【請求項3】 前記第1の直流入力電源のスイッチのオ
ン動作がオフ動作に切り替わってから所要時間経過した
後動作せしめる前記第2の直流入力電源のスイッチのオ
ン動作を、カウンタによる加算・減算回路を用いて遅延
動作させるようにした請求項1記載のDC−DCコンバ
ータ。
3. An on / off operation of a switch of the second DC input power supply, which is operated after a required time has elapsed since the on operation of the switch of the first DC input power supply is switched to an off operation, is added / subtracted by a counter. 2. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the DC-DC converter is configured to perform a delay operation using a circuit.
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