JPS58127565A - Constant-voltage power source - Google Patents

Constant-voltage power source

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JPS58127565A
JPS58127565A JP836482A JP836482A JPS58127565A JP S58127565 A JPS58127565 A JP S58127565A JP 836482 A JP836482 A JP 836482A JP 836482 A JP836482 A JP 836482A JP S58127565 A JPS58127565 A JP S58127565A
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transformer
output
winding
converter
switching element
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JP836482A
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Toshiaki Sato
敏明 佐藤
Mikio Maeda
幹夫 前田
Masahiro Kosaka
小坂 雅博
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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

Abstract

PURPOSE:To enable to stabilize the output DC voltage to the wide input/output variations by connecting a resonance condenser of a DC/DC converter in parallel with a variable inductance and controlling it. CONSTITUTION:Switching elements 3, 4 which turn ON and OFF are connected in series with both termninals of input DC power sources 1, 2, and a resonance codenser 7 and the primary coil 5a of a conversion transformer 5 are connected in series with the intermediate points between the elements 3, 4 and the sources 1, 2. The output voltage from the secondary coil 5b of the transformer 5 is applied through a rectifier 8 to a comparator 13, which compares it with a reference voltage ES. This output of the comparator 13 is supplied through a DC current controller 14 to a control transformer 11, thereby controlling the inductance between the input terminals A and B. The signal voltage obtained from the secondary coil of the transformer 11 is transmitted as a discharge energy to the output terminals a and b of a DC/DC converter through a rectifier 12.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、出力直流電圧を安定化した直列共振型DC−
DCコンバータを使用した定電圧電源装置に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a series resonant DC-
This invention relates to a constant voltage power supply device using a DC converter.

従木のスイッチングレギュレータは、スイッチング素子
のオン・オフ動作の時比率を制御して出力直流電圧を安
定化させるPWM方式が一般的である。しかし、上記方
式の欠点は、スイッチング素子のオン・オフ時に電流と
電圧が急峻に変化する期間が存在するため、スイッチン
グ損失が大きく、不要輻射雑も大きいことである。その
ため、上記スイッチングレギュレータを音響機器用電源
と考えるならば、入出力部に不要輻射雑音を大きく減衰
させるためのフィルタを挿入し、さらに、完全密閉した
シールドを施す等の雑音対策を必要とするために、コス
トアップ、信頼性の低下等の問題を有する。
A slave switching regulator is generally of the PWM type that stabilizes the output DC voltage by controlling the duty ratio of the on/off operation of the switching element. However, the disadvantage of the above method is that there is a period in which the current and voltage change sharply when the switching element is turned on and off, resulting in large switching losses and large unnecessary radiation noise. Therefore, if the above switching regulator is considered as a power supply for audio equipment, it is necessary to insert a filter in the input/output section to greatly attenuate unnecessary radiation noise, and also to take noise countermeasures such as applying a completely sealed shield. However, there are problems such as increased cost and decreased reliability.

上記欠点を解決する一手段として、コンデンサとコイル
で構成された直列共振回路を利用した直列共振型DC−
DCC一式−タが提案されている。
As a means to solve the above drawbacks, a series resonant DC-DC converter using a series resonant circuit composed of a capacitor and a coil is proposed.
A complete DCC has been proposed.

この直列共振型DC−DCC一式−タは、直列共振回路
により、スイッチング素子の導通時の電流波形が正弦波
状となり、上記スイッチング素子のオン・オフ時に電流
と電圧が零で交差する。そのため、スイッチング損失お
よび不要輻射雑音が著しく減少する特徴をもつ。しかし
ながら、上記直列共振型DC−DCC一式−タは、入出
力変動に対し、上記特徴を損なわずに出力直流電圧を安
定化させるだめの制御が困難であった。
In this series resonant DC-DCC set, due to the series resonant circuit, the current waveform when the switching element is conductive becomes a sine wave, and the current and voltage intersect at zero when the switching element is turned on and off. Therefore, switching loss and unnecessary radiation noise are significantly reduced. However, in the above series resonant DC-DCC set, it is difficult to control input/output fluctuations to stabilize the output DC voltage without impairing the above characteristics.

上記の点を踏まえて、従来使用されていた直列共振型D
C−DCC一式−タについて、その回路構成および動作
について説明する。
Based on the above points, the conventionally used series resonant type D
The circuit configuration and operation of the C-DCC complete set will be explained.

第1図は従来の直列共振型DC−DCC一式−タの基本
回路構成図、第2図(a) 、 (b) 、 (C)は
その動作波形図である。第1図において、直列に接続さ
れた2つの入力直流電源1,2の両端子間にオン・オフ
動作を行なうスイッチング素子(例えば、トランジスタ
、サイリスタ等)3,4を直列に接続し、上記入力直流
電源1,2とスイッチング素子3,4の中点の間に、直
列に接続された共振用コンデンサ7、変換トランス6の
1次巻線6aを接続している。また、変換トランス6の
2次巻線6bには、整流回路8および平滑コンデンサ9
を接続し、その出力端子a、bには負荷10を接続して
いる。ここで、共振用コンデンサ7と変換トランス6の
実効もれインダクタンスで構成された直列共振回路に流
れる共振電流をル、共振用コンデンサ7の充電電圧をV
。とする。第2図(−) 、 (b) 。
FIG. 1 is a basic circuit configuration diagram of a conventional series resonant DC-DCC set, and FIGS. 2(a), (b), and (C) are its operating waveform diagrams. In FIG. 1, switching elements (for example, transistors, thyristors, etc.) 3 and 4 that perform on/off operations are connected in series between the terminals of two input DC power supplies 1 and 2 connected in series, and the input A series-connected resonance capacitor 7 and a primary winding 6a of a conversion transformer 6 are connected between the midpoints of the DC power supplies 1 and 2 and the switching elements 3 and 4. Further, a rectifier circuit 8 and a smoothing capacitor 9 are connected to the secondary winding 6b of the conversion transformer 6.
is connected, and a load 10 is connected to its output terminals a and b. Here, the resonant current flowing in the series resonant circuit composed of the resonant capacitor 7 and the effective leakage inductance of the conversion transformer 6 is expressed as L, and the charging voltage of the resonant capacitor 7 is expressed as V.
. shall be. Figure 2 (-), (b).

(C)にスイッチング素子3,40オン・オフ状態と、
上記共振電流り、充電電圧V。の動作波形図を示す。第
2図において、時刻t1  でスイッチング素子3がオ
ンし、共振電流りは時刻t1から時刻t2間に、共振用
コンデンサ7のキャノ(シタンスと前記実効もれインダ
クタンスにより周期が決まる正なる。
(C) shows the on/off states of the switching elements 3 and 40;
The above resonance current and charging voltage V. The operating waveform diagram is shown. In FIG. 2, the switching element 3 is turned on at time t1, and the resonance current becomes positive between time t1 and time t2, the cycle of which is determined by the capacitance of the resonance capacitor 7 and the effective leakage inductance.

次に、時刻t2≦t≦t3の間は、スイッチング素子3
,4共にオフであるため、共振電流りは零トなり、共振
用コンデンサ7の充電電圧V。1も放電経路がないため
一定のままである。時刻t3で、スイッチング素子4が
オンになると、時刻t1≦t≦食 の間の動作波形と正
負逆の動作波形となり、以後、再びスイッチング素子3
がオンになると、同じ動作を繰り返す。また、共振電流
りは、変換トランス6を介して2次側へ伝達され、整流
・平滑後、所定の出力直流電圧として負荷10に供給さ
れる。
Next, during time t2≦t≦t3, the switching element 3
, 4 are off, the resonant current becomes zero, and the charging voltage V of the resonant capacitor 7. 1 also remains constant since there is no discharge path. When the switching element 4 is turned on at time t3, the operating waveform is opposite in positive and negative to the operating waveform during time t1≦t≦eclipse, and thereafter, the switching element 3 is turned on again.
When turned on, the same operation repeats. Further, the resonant current is transmitted to the secondary side via the conversion transformer 6, and after rectification and smoothing, is supplied to the load 10 as a predetermined output DC voltage.

以上が従来の直列共振型DC−DCコンノ(−タの回路
構成および動作である。上記直列共振型DC−DCC一
式−タを制御する手段として、共振用コンデンサ7のキ
ャパシタンス値を制御することと、スイッチング素子3
,4が共にオフ状態の期間、つまりスイッチング周波数
を制御することが提案されている。しかし、いずれの場
合も、共振電流にの電流量が変わらないため、制御が困
難であった。
The above is the circuit configuration and operation of the conventional series resonant type DC-DC converter. As a means for controlling the series resonant type DC-DC converter, the capacitance value of the resonant capacitor 7 is controlled. , switching element 3
, 4 is proposed to control the off-state period, that is, the switching frequency. However, in either case, control was difficult because the amount of current flowing into the resonance current did not change.

本発明は、上記の直列共振型DC−DCC一式−タを、
共振方式の特徴を損なわずに、広範囲な入出力変動に対
して出力直流電圧を安定化するようにした定電圧電源装
置を提供しようとするもの′ である。
The present invention provides the above series resonant DC-DCC set,
The present invention aims to provide a constant voltage power supply device that can stabilize the output DC voltage over a wide range of input/output fluctuations without impairing the characteristics of the resonance system.

以下、本発明について説明するが、その前に本発明で使
用する可変インダクタンス機能を有する制御トランスに
ついて説明する。第3図はその一例を示す概略構成図、
第4図はその特性図、第5図はその等制約な記号を表わ
した図である。第3図において、E形コアとI形コアの
組合せ体、または2つのE形コアの組合せ体の両脚のそ
れぞれに交流巻線N、Nb、 No、 Ndを設け、中
央脚には直流巻線N。を設け、直流巻線N0の制御端子
Σ。
The present invention will be described below, but first a control transformer having a variable inductance function used in the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example,
FIG. 4 is a characteristic diagram thereof, and FIG. 5 is a diagram showing symbols of equal constraints. In Fig. 3, AC windings N, Nb, No, and Nd are provided on each of the legs of a combination of an E-type core and an I-type core, or a combination of two E-type cores, and a DC winding is provided on the center leg. N. and a control terminal Σ of the DC winding N0.

1間には直流電流源Iが接続されている。また、A、B
は入力端子、C2Dは出力端子である。上記交流巻線N
、Nbは第1の巻線を構成すべく直列に接続され、入力
端子A、Bからの交流電流により中央脚に誘導される磁
束が相殺されるような巻き方とする。つまり、交流巻線
Na、Nbより誘導される磁束Φ2.Φ2が等しい状態
である。さらに、交流巻線N。、Ndは第2の巻線を構
成すべく直列接続されて出力端子C,Dに接続されてお
り、交流巻線Na、Nbに対して成る一定9巻数比にて
形成されている。
A direct current source I is connected between the two terminals. Also, A, B
is an input terminal, and C2D is an output terminal. Above AC winding N
, Nb are connected in series to constitute the first winding, and are wound in such a way that the magnetic flux induced in the center leg by the alternating current from the input terminals A and B is canceled out. That is, the magnetic flux Φ2. induced by the AC windings Na and Nb. This is a state in which Φ2 is equal. Furthermore, the AC winding N. , Nd are connected in series to the output terminals C and D to form a second winding, and are formed at a constant nine turns ratio with respect to the AC windings Na and Nb.

ここで、直流電流源Iから直流電流を流すことにより磁
束Φ1が直流巻線N。に発生し、入力端子A、B間のイ
ンダクタンスが変化する。直流電流による入力端子A、
B間のインダクタンスの変化を第4図に示す。よって、
制御端子E、F間に与える直流電流により、入力端子A
、B間のインダクタンスを減少方向に制御することが可
能となる。
Here, magnetic flux Φ1 is caused to flow through the DC winding N by flowing a DC current from the DC current source I. occurs, and the inductance between input terminals A and B changes. Input terminal A with direct current,
Figure 4 shows the change in inductance between B and B. Therefore,
DC current applied between control terminals E and F causes input terminal A to
, B can be controlled in a decreasing direction.

以上述べた制御トランスの等測的な記号を第5図に示し
、以下、これを使用した本発明の実施例について第6図
以後の図面を参照して説明する。第6図は本発明の第1
の実施例の回路構成図で、第1図で説明したものと同様
の機能を有するものは同一の符号を付している。また、
第7図(a) 、 (b) 。
The isometric symbol of the control transformer described above is shown in FIG. 5, and embodiments of the present invention using this symbol will be described below with reference to FIG. 6 and subsequent drawings. Figure 6 shows the first embodiment of the present invention.
In this circuit configuration diagram of the embodiment, parts having the same functions as those explained in FIG. 1 are given the same reference numerals. Also,
Figure 7(a),(b).

(C) 、 (d) 、 (@) 、 (f)は第6図
における動作波形図である。
(C), (d), (@), and (f) are operation waveform diagrams in FIG. 6.

第6図において、11は第3図に例示したごとき制御ト
ランス、12は整流回路、13は比較回路、14は直流
電流制御回路である。上記トランス11の入力端子A、
Bは共振用コンデンサ7の両端に、出力端子C,Dは整
流回路12に、そして制御端子E、Fは直流電流制御回
路14の出力端子に接続されている。また、上記整流回
路12の出力側はDC−DCコンバータの出力端子a。
In FIG. 6, 11 is a control transformer as illustrated in FIG. 3, 12 is a rectifier circuit, 13 is a comparison circuit, and 14 is a DC current control circuit. Input terminal A of the transformer 11,
B is connected to both ends of the resonance capacitor 7, output terminals C and D are connected to the rectifier circuit 12, and control terminals E and F are connected to the output terminal of the DC current control circuit 14. Further, the output side of the rectifier circuit 12 is an output terminal a of a DC-DC converter.

bに接続されている。比較回路13はその各入力端子に
上記出力端子a、bに得られる直流出力電圧と、予じめ
定められた基準電圧E8とが供給され、それぞれの電圧
値を比較して、その差信号を直流電流制御回路14に供
給する。直流電ら14は、比較回路13からの出力信号
に応じた大きさの直流電流を制御トランス110制御端
子Σ、Fに供給することにより、制御トランス11の入
力端子A、B間 (第1の巻線)のインダクタンスを変
化させるもので、制御手段を構成している。
connected to b. The comparison circuit 13 has input terminals supplied with the DC output voltage obtained at the output terminals a and b and a predetermined reference voltage E8, compares the respective voltage values, and calculates the difference signal. Supplied to the DC current control circuit 14. The DC current generator 14 supplies a DC current of a magnitude corresponding to the output signal from the comparison circuit 13 to the control terminals Σ and F of the control transformer 110, thereby increasing the voltage between the input terminals A and B of the control transformer 11 (first volume). It changes the inductance of the wire) and constitutes the control means.

次に、この第6図の実施例の動作について、第7図の動
作波形図を参照して説明する。なお、第1図に示した従
来例と重複する部分についての動作説明は省略する。共
振回路に流れる共振電流すの周期は、変換トランス6の
実効もれインダクタンスと共振用コンデンサ7のキャパ
シタンスおよび制御トランス11の入力端子A、B間の
インダクタンスにより決定される。また、制御トランス
11の入力端子A、B間を流れる制御電流LL1は連続
した正弦波となり、共振電流すに同期する。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 6 will be explained with reference to the operational waveform diagram shown in FIG. 7. Note that the explanation of the operation of the parts that overlap with the conventional example shown in FIG. 1 will be omitted. The period of the resonant current flowing through the resonant circuit is determined by the effective leakage inductance of the conversion transformer 6, the capacitance of the resonant capacitor 7, and the inductance between the input terminals A and B of the control transformer 11. Further, the control current LL1 flowing between the input terminals A and B of the control transformer 11 becomes a continuous sine wave, and is synchronized with the resonance current S.

また、共振用コンデンサ7の充電電圧v0は、共振電流
すと制御電流”Lの和に比例して増加する。
Further, the charging voltage v0 of the resonance capacitor 7 increases in proportion to the sum of the resonance current and the control current "L".

上記状態が、スイッチング素子3がオンする時刻t1か
ら時刻t1である。時刻 /において、制御トランス1
1の出力端子C,D間(第2の巻線)に誘起される電圧
がDC−DCコンノ(−夕の出力端子a、b間に得られ
る直流出力電圧よりも高くなり、共振用コンデンサ7に
蓄えられた充電エネルギーは、制御トランス11を介し
てDC−DCコンバータの出力端子a、b側に放電エネ
ルギーとして伝えられる。この状態が時刻t1からt2
である。また、上記期間に流れる制御トランス11の出
力電流”L2は正弦波となり、その周期は、共振用コン
デンサ7のキャパシタンスと制御トランス11の実効も
れインダクタンスにより決定される。上記の現象により
、充電電圧V。は制御トランス11の出力電流”L2が
流れることでvc4(時刻t2)まで低下し、次のスイ
ッチング素子4がオンになる時刻t3まで制御電流”L
lによりさらに低下し、vo2となる。以後、時刻t3
から時刻t6まで正負逆の現象を繰返し、時刻t6でス
イッチング素子3がオンとなったあとは、時刻t1から
の動作波形と同一となる。また、共振電流にの電流量を
決定する要因は、共振用コンデンサ7の初期充電電圧v
0であるため、初期充電電圧v0の値を変えることによ
り、変換トランス6を介して2次側に伝達される電流量
が変化し、DC−DCコンバータの出力端子a、bに供
給されるエネルギーを制御することが出来る。初期充電
電圧v0は、第7図における時刻t1の−V。2と時刻
t3のv02である。上記初期充電電圧(−■(+2+
 vc2 )は、前述のように制御トランス11の出力
電流LL2に関係し、また、制御トランス11の出力電
流”L2量は制御電流”Llにも関係する。よって、出
力端子a、bに得られる出力直流電圧を変えるには、制
御電流kL1の量を変える制御構成とすればよい。
The above state is from time t1 when switching element 3 is turned on to time t1. At time /, control transformer 1
The voltage induced between output terminals C and D (second winding) of DC-DC converter 1 (second winding) becomes higher than the DC output voltage obtained between output terminals a and b of DC-DC converter (-), and the resonance capacitor 7 The charging energy stored in is transmitted as discharge energy to the output terminals a and b of the DC-DC converter via the control transformer 11. This state changes from time t1 to t2.
It is. Further, the output current "L2" of the control transformer 11 flowing during the above period becomes a sine wave, and its period is determined by the capacitance of the resonance capacitor 7 and the effective leakage inductance of the control transformer 11. Due to the above phenomenon, the charging voltage V. decreases to vc4 (time t2) as the output current "L2" of the control transformer 11 flows, and the control current "L" remains until time t3 when the next switching element 4 is turned on.
It further decreases due to l and becomes vo2. Thereafter, time t3
The phenomenon of polarity reversal is repeated from to time t6, and after the switching element 3 is turned on at time t6, the operating waveform becomes the same as that from time t1. In addition, the factor that determines the amount of current in the resonance current is the initial charging voltage v of the resonance capacitor 7.
0, by changing the value of the initial charging voltage v0, the amount of current transmitted to the secondary side via the conversion transformer 6 changes, and the energy supplied to the output terminals a and b of the DC-DC converter changes. can be controlled. The initial charging voltage v0 is -V at time t1 in FIG. 2 and v02 at time t3. Above initial charging voltage (-■(+2+
vc2 ) is related to the output current LL2 of the control transformer 11 as described above, and the amount of output current "L2" of the control transformer 11 is also related to the control current "Ll". Therefore, in order to change the output DC voltages obtained at the output terminals a and b, a control configuration that changes the amount of the control current kL1 may be used.

つまり、制御電流kL1量は、制御トランス11の入力
端子A、B間のインダクタンスに反比例することを利用
しているのが本発明である。
That is, the present invention utilizes the fact that the amount of control current kL1 is inversely proportional to the inductance between the input terminals A and B of the control transformer 11.

第8図は本発明の第2の実施例の回路構成図、第9図は
その各部の動作波形図である。なお、第8図において、
第6図で説明したものと同様の機能を有するものは同一
の符号を付している。この第8図において、第6図の回
路と異なる点は、ダイオード15.16を、スイッチン
グ素子3,4の導通方向と反対方向に導通するように、
すなわち入力直流電源1,2に対し逆バイアスとなるご
とくスイッチング素子3,4に並列に接続したことであ
る。この実施例は、基本的には第6図に示した第1の実
施例の動作原理と同様であるが、共振用コンデンサ7に
蓄えられた充電エネルギーをダイオード16または16
を介して入力直流電源1または2へ回生エネルギーとし
て移動させるようにしたものである。その動作について
第9図を参照して説明する。制御トランス11からの出
力省略する。スイッチング素子3がオフとなった時刻t
2時に、共振用コンデンサ7に蓄えられた充電エネルギ
ーは、変換トランス6とダイオード15を介して入力直
流電源1へ回生電流として回生される。上記現象は第9
図(C)に示す共振電流・の波形図の時刻t2から時刻
t2の期間である。従って、制御トランス11の出力電
流社2と回生電流により、スイッチング素子4がオンと
なる時刻t3時の共振用コンデンサ7の充電電圧V。6
が大きく変化する。以後、同様の現象が繰返されていく
。制御手段による制御動作としては、第6図に示した第
1の実施例と全く同様である。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an operation waveform diagram of each part thereof. In addition, in Fig. 8,
Components having the same functions as those explained in FIG. 6 are given the same reference numerals. The difference between the circuit in FIG. 8 and the circuit in FIG. 6 is that the diodes 15 and 16 are conductive in the direction opposite to the conduction direction of the switching elements 3 and 4.
That is, the switching elements 3 and 4 are connected in parallel so as to be reverse biased with respect to the input DC power supplies 1 and 2. This embodiment is basically the same as the operating principle of the first embodiment shown in FIG.
The energy is transferred to the input DC power source 1 or 2 as regenerative energy via the input DC power source 1 or 2. Its operation will be explained with reference to FIG. The output from the control transformer 11 is omitted. Time t when switching element 3 is turned off
At 2 o'clock, the charging energy stored in the resonance capacitor 7 is regenerated as a regenerative current to the input DC power supply 1 via the conversion transformer 6 and the diode 15. The above phenomenon is the 9th
This is the period from time t2 to time t2 in the waveform diagram of the resonant current shown in FIG. Therefore, due to the output current 2 of the control transformer 11 and the regenerative current, the charging voltage V of the resonance capacitor 7 at time t3 when the switching element 4 is turned on. 6
changes significantly. Thereafter, the same phenomenon will be repeated. The control operation by the control means is exactly the same as in the first embodiment shown in FIG.

本発明の第3の実施例を第10図に示す。この第3の実
施例は、第6図に示した第1の実施例における人出変動
に対する制御範囲をさらに広げたもので、この実施例に
おいても先述の第1の実施例で説明したものと同様の機
能を有するものには同一の符号を付している。第10図
において、17.18はダイオード、19.20は回生
コイルで、それぞれ直列に接続されている。この場合、
上記ダイオード17.18と回生コイル19 、20は
、それぞれスイッチング素子3,4と変換トランス5の
1次巻線5aの直列接続回路に対し並列に接続され、か
つ上記ダイオード17.18は、それぞれスイッチング
素子3,4の導通方向と反対方向に導通する向きに、す
なわち入力直流電源1゜2に対し逆バイアスとなるごと
く接続されている。
A third embodiment of the invention is shown in FIG. This third embodiment further expands the range of control over fluctuations in the number of people in the first embodiment shown in FIG. Components having similar functions are given the same reference numerals. In FIG. 10, 17 and 18 are diodes, and 19 and 20 are regenerative coils, which are connected in series. in this case,
The diodes 17 and 18 and the regenerative coils 19 and 20 are connected in parallel to the series connection circuit of the switching elements 3 and 4 and the primary winding 5a of the conversion transformer 5, respectively, and the diodes 17 and 18 are The elements 3 and 4 are connected so as to conduct in a direction opposite to the conduction direction of the elements 3 and 4, that is, to be reverse biased with respect to the input DC power source 1°2.

本実施例は先の第2の実施例(第8図)で述べた共振用
コンデンサ7からの回生電流を利用することには変わり
はないが、上記回生電流が変換トランス6を介さずに、
直列に接続されたダイオードと回生コイル(17と19
または、18と20)を介して、入力直流電源1または
2へ回生されるため、DC−DCコンバータの出力エネ
ルギーとならないことが異なる。さらに、回生コイル1
9または2oのインダクタンスを変えることで、回生電
流の周期を任意に変えることもできる。制御手段による
制御動作は第1の実施例と全く同様である。
This embodiment still utilizes the regenerative current from the resonant capacitor 7 described in the second embodiment (FIG. 8), but the regenerative current does not pass through the conversion transformer 6.
Diodes and regenerative coils (17 and 19) connected in series
Alternatively, the difference is that the energy is regenerated to the input DC power source 1 or 2 via the input DC power sources 18 and 20) and therefore does not become the output energy of the DC-DC converter. Furthermore, regenerative coil 1
By changing the inductance of 9 or 2 degrees, the period of the regenerative current can be changed arbitrarily. The control operation by the control means is completely the same as in the first embodiment.

なお、以上の本発明の実施例は、スイッチング素子を2
個使用したノ・−ツブリッジ構成の場合で説明したが、
4個のスイッチング素子を使用したフルブリッジ構成と
した場合でも同様の効果が得られる。さらに、直列共振
回路のインダクタンスとして、前述の各実施例では変換
トランス5の実効もれインダクタンスを利用したが、共
振用コンデンサと変換トランスの1次巻線に直列に別の
共搬用コイルを挿入し、上記共振用コイルのインダクタ
ンスを利用して構成することも可能である。
Note that in the above embodiments of the present invention, two switching elements are used.
Although this was explained in the case of a two-bridge configuration using
Similar effects can be obtained even in the case of a full bridge configuration using four switching elements. Furthermore, although the effective leakage inductance of the conversion transformer 5 was used as the inductance of the series resonant circuit in each of the above embodiments, another co-transfer coil may be inserted in series between the resonance capacitor and the primary winding of the conversion transformer. , it is also possible to configure it using the inductance of the resonance coil.

また、本発明で使用する可変インダクタンス機能を有す
る制御トランスは第3図に示した構成のものに限られる
ものではなく、少なくとも第1および第2の巻線を有し
、入力電気信号の大きさに応じて第1の巻線のインダク
タンスを可変できるものであれば、どのようなものでも
使用することが可能である。
Furthermore, the control transformer having a variable inductance function used in the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. Any wire can be used as long as it can vary the inductance of the first winding according to the conditions.

以上のように本発明によれば、簡単な回路構成により、
直列共振型DC−DCコンバータの特長を生かしながら
、広範囲の入出力変動に対して、出力直流電圧を安定化
することができるもので、その工業的価値はきわめて高
いものがある。
As described above, according to the present invention, with a simple circuit configuration,
It is capable of stabilizing the output DC voltage over a wide range of input/output fluctuations while taking advantage of the features of the series resonant DC-DC converter, and has extremely high industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の直列共振型DC−DCコンバータの回路
構成図、第2図(a) 、 (b) 、 (c)はその
動作波形図、第3図は本発明で使用する制御トランスの
構成例を示す概略図、第4図はその特性図、第6図はそ
の等価記号図、第6図は本発明の第1の電−雄側の回路
構成図、第7図(a) 、 (b) 、 (C) l 
(d) 、 (e) 。 (f)はその動作波形図、第8図は本発明の第2の実施
例の回路構成図、第9図(a) 、 (b) 、 (C
) 、 (d) 、 (e) 。 (f)はその動作波形図、第10図は本発明の第3の実
施例の回路構成図である。 1.2・・・・・・入力直流電源、3,4・・・・・・
スイッチング素子、5・・・・・・変換トランス、5a
・・・・・・1次巻線、6b・・・・・・2次巻線、7
・・・・・・共振用コンデンサ、8・・・・・・整流回
路、9・・・・・・平滑用コンデンサ、10・・・・・
・負荷、11・・・・・・制御トランス、12・・・・
・・整流回路、13・・・・・・比較回路、14・・・
・・・直流電流制御回路、15,16.17.18 ・
・・・・・ダイオード、19.20・・・・・・回生コ
イル、a、b・・・・・・出力端子。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名ち 
        〉 y    −6g 13図 14図 第5図 16図 17図 時間 第8図
Figure 1 is a circuit configuration diagram of a conventional series resonant DC-DC converter, Figures 2 (a), (b), and (c) are its operating waveform diagrams, and Figure 3 is a diagram of the control transformer used in the present invention. A schematic diagram showing a configuration example, FIG. 4 is a characteristic diagram thereof, FIG. 6 is an equivalent symbol diagram thereof, FIG. 6 is a circuit configuration diagram of the first electro-male side of the present invention, FIG. 7 (a), (b) , (C) l
(d), (e). (f) is its operating waveform diagram, FIG. 8 is a circuit configuration diagram of the second embodiment of the present invention, and FIGS. 9(a), (b), (C
), (d), (e). (f) is an operating waveform diagram thereof, and FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a third embodiment of the present invention. 1.2...Input DC power supply, 3,4...
Switching element, 5...Conversion transformer, 5a
...Primary winding, 6b...Secondary winding, 7
... Resonance capacitor, 8 ... Rectifier circuit, 9 ... Smoothing capacitor, 10 ...
・Load, 11...Control transformer, 12...
... Rectifier circuit, 13... Comparison circuit, 14...
...DC current control circuit, 15, 16.17.18 ・
...Diode, 19.20...Regeneration coil, a, b...Output terminal. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person
〉 y -6g 13 Figure 14 Figure 5 Figure 16 Figure 17 Figure Time Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)入力直流電源に対して、少なくともオン・オフ動
作するスイッチング素子と変換トランスの1次巻線およ
び共振用コンデンサを含めて成る直列接続回路を接続し
、前記変換トランスの2次巻線に第1の整流回路および
平滑回路を接続して直流出力電圧を出力端子に得るごと
く構成されたDC−DCコンバータと、前記共振用コン
デンサに並列に接続された第1の巻線および出力取出し
用の第2の巻線を有し、かつ供給する電気信号によって
前記第1の巻線のインダクタンスを変えることのできる
制御トランスと、前記制御トランスの第2の巻線から得
られる信号電圧を整流して前記DC−DCコンバータの
出力端子に供給する第2の整流回路と、前記DC−DC
コンバータの出力端子に得られる直流出力電圧の関数と
して前記制御トランスのインダクタンスを制御する制御
手段を具備してなることを特徴とする定電圧電源装置。 (2、特許請求の範囲第(1)項の記載において、スイ
ッチング素子に並列に前記スイッチング素子の導通方向
と反対方向に導通するように一方向性素子を接続したこ
とを特徴とする定電圧電源装置。 (3)特許請求の範囲第(1)項の記載において、コイ
ルと、スイッチング素子の導通方向と反対方向に導通す
るような一方向性素子とが直列に接続された回路を、ス
イッチング素子と変換トランスの1次巻線の直列接続回
路に対して並列に接続したことを特徴とする定電圧電源
装置。
[Scope of Claims] (1) A series connection circuit including at least a switching element that operates on and off, a primary winding of a conversion transformer, and a resonant capacitor is connected to an input DC power source, and the conversion transformer A DC-DC converter configured to connect a first rectifying circuit and a smoothing circuit to the secondary winding of the converter to obtain a DC output voltage at an output terminal, and a first winding connected in parallel to the resonant capacitor. a control transformer having a second winding for output extraction, and capable of changing the inductance of the first winding depending on an electric signal supplied; and a second winding of the control transformer. a second rectifier circuit that rectifies a signal voltage and supplies the signal voltage to an output terminal of the DC-DC converter;
A constant voltage power supply device, characterized in that it comprises control means for controlling the inductance of the control transformer as a function of the DC output voltage obtained at the output terminal of the converter. (2. The constant voltage power supply according to claim (1), characterized in that a unidirectional element is connected in parallel to the switching element so as to conduct in a direction opposite to the conduction direction of the switching element. (3) In the description of claim (1), a circuit in which a coil and a unidirectional element that conducts in a direction opposite to the conduction direction of the switching element are connected in series is referred to as a switching element. A constant voltage power supply device characterized in that the transformer is connected in parallel to a series connection circuit of a primary winding of a conversion transformer.
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