JPS58116070A - Dc−dcコンバ−タ - Google Patents

Dc−dcコンバ−タ

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Publication number
JPS58116070A
JPS58116070A JP21367481A JP21367481A JPS58116070A JP S58116070 A JPS58116070 A JP S58116070A JP 21367481 A JP21367481 A JP 21367481A JP 21367481 A JP21367481 A JP 21367481A JP S58116070 A JPS58116070 A JP S58116070A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transformer
voltage
transistor
converter
switch
Prior art date
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Pending
Application number
JP21367481A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Kuwabara
桑原 厚二
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu 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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP21367481A priority Critical patent/JPS58116070A/ja
Publication of JPS58116070A publication Critical patent/JPS58116070A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33538Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only of the forward type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 +1>  発明の技術分野 本発明は、直流の入力電圧あるいは交流電圧を整流して
得た入力電圧から任意のレベルの直流出力電圧を得るD
C−Doコンバータに係り、時に効率がよく、かつ回路
構成が簡単なりC−D。
コンバータに関する。
(2)技術の背景 通信機器は集積化により著しく小形化され、これに伴っ
て電源(DC−DCコンバータ)も小形化■高効率化が
要望されている。
(3)  従来技術の問題点 第1図を用いて、従来のDO−DCコンバータの一実施
例を説明する。
第1図は従来のDo−Doコンバータの一構成図である
。図において%Vlnは[fL入力電圧。
Voutは直流出力電圧、Tlは電力変換用変圧器(以
下、変圧器)、NN11N及びN、は電力変換用変圧器
Tlの入力側巻層、OTは変流器、N1′及びN、′は
変流器OTの入力側巻線、Dl乃至り、はダイオード、
ZD□はツェナーダイオード、R1乃至Dlは抵抗、0
8及び0.はコンデンサ、し□はチ習−クコイル、TR
,及びTR3はスイッチングトランジスタである。
電圧変換の原理は次の通りである。
変圧器T00Å力側巻41N□が、トランジスタスイッ
チTR1のオン・オフによって、入力交流電圧を発生し
、これKよ抄変圧器Tlの出カ側巻aNsにその入力交
流電圧に対応する誘起電圧が発生する。
これにより、変圧器T00出力側では、この誘起電圧を
ダイオードD1によって整流し、さ5にダイオードD1
.チ冒−クコイルL1とjノデンサ0□とからなる平滑
回路を通して平滑化し、目的とする直流出力電圧Vou
t t−得ることができる。
次に、トランジスタR0のオン・オフの動作IIAfM
を説明する。
まず、起動用抵抗RIKよって、トランジスタスイッチ
TR1がオンとなる。この結果%変圧器T。
の入力端巻1mN1及び変tIL器(3Tの入力端巻1
N1′を介してトランジスタスイッチTR,ののコレク
タに電流が流れ、変圧@T、の入力端巻?1ANl及び
変流器OTの入力端巻11Nl’に電圧が発生する。同
時に変圧器Tlの入力側巻線N、により、補助巻−N。
K電圧が発生し、また、変R器OTの入力側−I題N、
’により、入力端巻HN、’にも電圧が発生する。
この質流器OTの入力端巻HNN’に電圧が発生するこ
とにより、トランジスタスイッチTfLIK#Lる電流
は、さらに増加して、トランジスタスイッチTR,は完
全にオン状態に入る。17t%変圧器Tlの補助壱@N
4に電圧が発生することKより、抵抗へを介して電圧が
コンデンサOsK蓄積される。
そして、コンデンサC1の光電電圧が上昇し、トランジ
スタスイッチTf’Lsの飽和電圧になるとトラランジ
スタスイッチTR,Fiオン状態となる。この結果、ト
ランジスタスイッチTH□のベース・エミッタ間電圧が
零となることから、トランジスタスイッチTR,はオフ
となり、その状態を保つ。トランジスタスイッチTR1
がオフトなることにエリ、変圧器Tlの入力側巻層N、
には直流入力電圧Vrnが印加される。一方、変流器で
OTはダイオードD、及びツェナーダイオードZDlに
よってリセットされる。このトランジスタスイッチTR
工がオフ状層にある期間中、変圧器Tlの補助巻Iwi
!N4rt。
ドットト@妙1付された方向に負の電圧が誘起さn、こ
の結果、コンデンサ0.の放電が起こり、コンデンサC
sの放電終了後、再び起動用抵抗−によってトランジス
タスイッチTR,□がオンとなり、前述と一様の動作を
繰り返す。
しかしながら、かかる従来のDC−Doコンバータの構
成では、以下の欠点が生じる。
すなわち、従来のDC−DCコンバータで用いられてい
るトランジスタスイッチは、バイポーラトランジスタで
あり、このバイポーラトランジスタが電流制御素子であ
るため、トランジスタのペースに過大電流を必要とし、
入力端子か低いとき、トランジスタスイッチの動作が不
安定になるという欠点がある。また、変圧器の出力側巻
線にチ冒−クコイルLを用いる場合、トランジスタスイ
ッチがオンの場合、チ冒−クコイルLVCF/l、れる
電流に打ち勝つ分の電流を流さなければ動作か不安定に
なるという欠点もある。
(4)  発明の目的 本発明は、かかる従来の欠点を除去するとともに、回路
構成を小形化し、高効率のDo−DOコンバータを提供
することを目的とする。
(5)  発明の構成 一次−二次及び補助巻層を備える変圧器及び直流入力電
圧を断続的に#変圧器にFJ17111する印加手段及
び該印加手段に接続される起動用抵抗よりなるDo−D
Oコンバータにおいて、該印加手段として電界効果トラ
ンジスタを用いるとともK、該電界効果トランジスタの
オフからオンへノ立上りを速めるコンデンサ及び該電界
効果トランジスタにオン、オフ動作を行わせるスイッチ
手段及び抵抗とコンデンサより構成、該スイッチ手段に
オン、オフ動作を行わせる時定数回路を設けたことtl
−特徴とするものである。
(6) 発明の実施例 第8図及び第8図を用いて、本発明のUa−DOコンバ
ータの一実施例を説明す−b。
第2図は、本発明のDO−DOコンバータノー構成図で
ある。図において、#I1図と同一の#照査号ま友は記
号が付されたものは、相互に同一の構成要素でめるo 
1 ft−s ’r Bは電力質洟用変圧器([Ff圧
器)、N、・N、及びN8は変圧器T、の入力側巻線h
N6は変圧器TgO出方側巻層、TR。
は電界効果トランジスタスイッf(以下FETxイツト
)、TR,はトランジスタスイッチ、c、乃至c、Fi
コンデンサ、8.乃至R0は抵抗、D 6 e D 1
はダイオード% ZD、はツェナーダイオードである。
第3図は1第2図の動作説明図である。図において、 
1alI/iP E Tスイ、チTI’L、のドレイン
・ソース間電圧波形、1+blけFETスイッチTR,
のドレイン波形、 IC)はFETスイッチTR,のゲ
ート・ソース間電圧波形、1d)はFETスイッチTR
,のゲート電流波形、 ldはトランジスタスイッチT
R,のベース・エミッタ間電圧波形である。
第S図に示す本発明のDC−Doコンバータの電圧変換
の動作は次の通りである。
変圧器T、の入カ儒巻@N、が、FETスイッチTR,
のオン、オフによって大刀交流電圧を発生し、これkよ
り変圧器T、の出カ巻111 N sにその大刀交流電
圧に対応する誘起電圧が発生する。これにより、変圧器
T、の出力側では、この誘起電圧をダイチョークコイル
L、とコンデン+jC1とからなる平滑回路を通して平
滑化し、目的とする直流出力電圧V outを得ること
ができる。
次にF g TスイッチTR,のオン会オフの動作原理
を説明する。
まず、起動用抵抗R,17cより、FE’l’スイッチ
TI’L、がオンになると、変圧器′r、の入力狽11
巻巌N。
に直流入力電圧Vinが印加される。この結果、変圧器
T、の補助巻(II N gに電圧か発生する。この電
圧を抵抗FL8及びコンデンサC6で微分し、  Fk
jTスイッ、チTR,のゲートに第8図1dlに示す工
うにゲート電流IQが流れる。第8図1dJに示すゲー
ト電流IGK工りFETスイッチTR,のゲート・ソー
ス間に存在するコンデンサを急激に光電し、FETスイ
ッチTR,の立上りを速くする。そのiFgTFETス
イッチTf’Lン状態を接続する。また、電圧6T、の
補助巻#N8に発生する電圧により、コンテナC8は光
電される。
そして、コンデンサC8の光電電圧が上昇し、トランジ
スタスイッチTR,の飽和電圧になるとトランジスタス
イッチTR4はオン状態となる。この結果%FETFE
TスイッチTR魯トψノース間の電圧が零となることか
ら、FETスイッチTR,はオフとなる。FETスイッ
チTR拳がオフとなることにより、変圧器T、の入力僻
巻11hには直流入力電圧Winが印加され、変圧器T
、はリセットされる。
変圧器T、かリセットされている期間、変圧器T。
の入力側巻i11Ngにはドツト@ 1が付された方向
に負電圧が発生し、ダイオードD、及び抵抗R,によっ
て、FETスイッチTR1のゲート嗜ソース関には負電
圧が印加されるので、FPXTスイッチTR,はオフ状
態を持続する。そして、コンデンサ0畠の放電終了後、
再び起動用抵抗R,4Cよって、FBTスイッチTRI
がオンとなり、前述と同様の動作を繰り返す。
また1本発明のDC−Doコンノく一夕のFgTスイッ
チのオン・オフ動作部Aは、gS図に示すフォワード形
コンバータだけに限らず、第一1fiK示す0インプッ
ト整流自励式DO/Doコンノ(−タ、第5図に示すリ
ンギングチ冒−クコンバータ及び第6図に示す変圧器の
リセット電圧制御フォワード形スイッチングレギュレー
タ等にも適用することができる。
(7)発明の効果 本発明のDo−Doコンバータでは、スイッチング素子
としてFgTi用いているので、従来のバイポーラトラ
ンジスタと違い、電圧制dKl木子であり、小電力での
躯動が可能であるので、効率は従来のものに比らぺ上昇
し、かつ立上り、立下りのスピードが速いという効果が
得られる。また上記の効果とともに、FgTを用いるこ
とにより。
DC/Doコッパータの高周波化が可能となり、その結
果、変圧器、コンデンサ等の小形化が可能となるという
効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のDC−DOコンバータの一構成図、第
2図は本発明のD(3−DCコンバータの一構成図、第
8図は第2図の動作説明図、第舎図。 第5図及び第6図は本発明のDC−DCコンバータのF
ETのオン・オフ動作部をcインプット整流自励式DO
/DCコンバータ、リンギングチョークコンバータ及び
変圧器のリセット電圧制御フォワード形スイッチングレ
ギュレータに適用した図である。 図中%T□乃至T4は電力変換用変圧器、NllN3及
びN、は変圧器T□の入力側巻森11NSは変圧器T0
の出力側巻機s  N6+Ng及びN8は変圧器T1の
入力側巻線、N6は変圧器T、の出力91巻−1N、及
びN11 Fi を圧器T、の入力側者I1. NIO
は変圧器T、の出カー巻−1NIB及びN□、は変圧器
T、の入力側者−1N08及びN16は変圧器T、の出
カー巻庫、Vinは直流入力電圧、 Voutは1M流
流出電電圧Do乃至り、はダイオード、zDl及びZD
。 はツェナーダイオード、C□乃至C6はコンデンサ、B
、乃至R9は抵抗、TR,#TfL、及びTI’L、は
トランジスタスイッチ、TR,はPETスイッチ、Bは
変圧器のリセット電圧制御回路である。 i)3      γ/  DI  L/簿1F!!3 草2目 纂 3.tJ、−、 茸4図 5#、 Sl’I L    、=1 湊d

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一次、二次及び補助巻線を備える変圧器及び直流入力電
    圧を断続的に該変圧器に印加する印加手段及び該印加手
    段に接続される起動用抵抗よりなルD O−D Oコン
    バータにおいて、該印加手段゛として電界効果トランジ
    スタを用いるとともに、該電界効果トランジスタのゲー
    トに接続され、該電界効果トランジスタのオフからオン
    への立上が9を速めるコンデンサ及び、該電界効果トラ
    ンジスタのゲートに接続され、該電界効果トランジスタ
    にオン、オフ動作を行わせるスイッチ手段及び、抵抗と
    コンデンサより構成され、該スイッチ手段にオン、オフ
    動作を行わせる時定数回路を設けたことを特徴とするD
    o−Doコンバータ。
JP21367481A 1981-12-29 1981-12-29 Dc−dcコンバ−タ Pending JPS58116070A (ja)

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