JPS58175975A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPS58175975A
JPS58175975A JP5652182A JP5652182A JPS58175975A JP S58175975 A JPS58175975 A JP S58175975A JP 5652182 A JP5652182 A JP 5652182A JP 5652182 A JP5652182 A JP 5652182A JP S58175975 A JPS58175975 A JP S58175975A
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transistor
transformer
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JP5652182A
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Takashi Yamashita
隆司 山下
Naoki Murakami
直樹 村上
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/2173Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a biphase or polyphase circuit arrangement

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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】 本発明は、整流手段としてスイッチング素子を用いるよ
うにした電力変換装置に関するものであシ、更に詳しく
は、構成が簡易で損失の発生が少ない整流回路を備えた
電力変換装置に関するものである。
スイッチング素子を整流回路に使用した電力変換装置の
従来回路を第1図に、その動作波形を第2図に示す。
第1図において、lは直流電源、2はトランクスタ、3
ti励磁エネルギー帰還ダイオード、4#′i変換トラ
ンス、5は整流用電界効果トランジスタ、6は環流用電
界効果トランジスタ、7は平滑用チョークコイル、8は
平滑用コンデンサ、9は出力端子、10.11はそれぞ
れ電界効果トランジスタ5,6の寄生ダイオード、nl
は変換トランス4の1次巻線、n1′はリセット用巻線
、n2は2次巻線である。
第2図において、a、b、cはそれぞれ整流用電界効果
トランジスタ5のゲート・ドレイン電圧。
ソース・ドレイン電流、ソース・ドレイン電圧であシ、
d、e、fはそれぞれ環流用電界効果トランジスタ6の
ゲート・ドレイン電圧、ソース・ドレイン電流、ソース
・ドレイン電圧である。
第1図の回路動作を簡単に説明する。トランス4の1次
側に接続されているトランジスタ2を図示せざる手段で
周期的にオン、オフ駆動するわけであるが、トランジス
タ2がオンになっているときには、1次巻線n1に直流
電源1から電圧がかかる。トランジスタ2をオフにする
とダイオード3が動作し、1次巻線nlにかかつていた
電圧が反転してn 1/の方に出てくる。従って2次巻
線n2に生じる電圧波形は第5図象の如くなる。つま、
9)ランジスタ2がオンのときは正の電圧が発生し、オ
フになってダイオード3が導通したときは負の電圧が発
生する。
第5図鳳の波形において、負の電圧が零レベルに落ち込
んでいるか、ここでダイオード3がカットする。トラン
ス402次側における電界効果トランジスタの動作とし
ては、トランジスタ2がオンのとき、整流用電界効果ト
ランジスタ5が動作して、電流は出力端子9の下側端子
から該トランジスタ5.2次巻線n2、チョークコイル
7、上側端子を通って図示せざる負荷に流れる。
次にトランジスタ2がオフのときは、2次巻線n2に逆
方向の電圧が出るので、整流用電界効果トランジスタ5
には電流は流れず、2次巻線n2かも電流は流れ出さな
いが、チョークコイル7の働きによシミ流が維持され、
この電流は電界効果トランジスタ6を通り、負荷を通っ
て環流する。コンデンサ8は、トランジスタ2がオンし
ているときとオフしているときとでは、出力端子9に生
じる電圧が異なるので、これを平らにならす役割をもっ
ている。
さて第1図の回路では、整流用電界効果トランジスタ5
にはオンすべき期間(to−tx )中ゲート駆動電圧
(a)が印加されるが、環流用電界効果トランジスタ6
のゲート駆動電圧(d)は主トランス4のフライバック
電圧を用いているため、オンすべき期間(h〜t3)の
うちフライバック電圧の発生しているt1〜t2期間し
かゲート、駆am圧が印加されない。従ってt2〜t3
期間の環流用電界効果トランジスタ6はオンせず、寄生
PNダイオード11がオンして電界効果トランジスタ・
オン時のソース・ドレイン電圧よシも上昇する(f参照
)。
電界効果トランジスタのようなスイッチング素子を整流
回路に用いるのは、オン電圧を01〜02■と低く抑え
て低損失化を図るだめであるが、従来回路の構成ではN
1l電圧が印加されない期間があるためこのような整流
回路の低損失化の効果が十分に発揮できないという欠点
があった。
本発明は、上述のような従来回路の欠点を除去するため
になされたものであり、従って本発明の目的は、環σi
「、用スイッチング素子(例えば電界効果トランジスタ
)のオンすべきル・1間全域にわたって、該スイッチン
グ素子かオンするのに必要な駆動電圧が得られるように
して整流回路の低損失化の効果か十分に発揮できるよう
にした電力変換装置を提供することにある。
本発明の構成の要点は、直流電圧源と第1のスイッチン
グ素子の直列回路をトランスの1次巻線に接続し、チョ
ークコイルと負荷の直列回路に第2のスイッチング素子
を並列に接続した回路における該スイッチング素子の両
端のうち一端を前記トランスの2次巻線の一側に1Ji
f接接続し、他端を第3のスイッチング素子を介して前
記2次巻線の他側に接続して成り、前記第1のスイッチ
ング素子を周期的に4通、非導通にしたときに生じる前
記トランスの2次巻綜出力%EEを、前記第3のスイッ
チング素子の導通時にはM2のスイッチング素子が非導
通、前者が非導通の時には後者が導通の如(、交互に動
作させることにより、整流、平滑して負荷に供給するよ
うにした電力変換装置において、前記トランスの巻線に
生じる電圧を検出し、検出電圧が、前記第1のスイッチ
ング素子が導通しているときに前記トランスOS線に生
じる電圧の極性とは逆極性の電圧であるか、或いは零で
あるとき、前記第2のスイッチング素子を導通させる手
段を設けた点にある。
次に図を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する。
tss図は本発明の一実施例を示す回路図である。
同図において、1は直流電源、2はトランジスタ、3は
励磁エネルギー帰還ダイオード、4は変換トランス、5
は整流用電界効果トランジスタ、6は環流用電界効果ト
ランジスタ、7は平滑用チョークコイル、8は平滑用コ
ンデンサ、9は出力端子、10.11はそれぞれ電界効
果トランジスタ5゜6の寄生ダイオード、12は第4図
に示す特性を持つインバータ回路、である。すなわち、
インバータ回路12は、入力が正のとき、出力として零
か負を出力し、入力が零のとき、または負のときには、
何れの場合でも正を出力するという特性をもっている。
そのほか、nlは変換トランスの1次巻線、n1′はリ
セット用巻線、n2は2次巻線、n5は制御巻線である
また第5図は第3図の回路の動作波形を示す波形図であ
って、a、b、cはそれぞれ整流用電界効果トランジス
タ5のゲート・ドレイン電圧、ソース・ドレイン電流、
ソース・ドレイン電圧、d。
e、fはそれぞれ環流用電界効果トランジスタ6のゲー
ト・ドレイン電圧、ソース・ドレイン電流。
ソース・ドレイン電圧、gは変換トランス巻線n2の電
圧、hは巻線n5の電圧である。
次に動作を説明する。時刻toにおいてトランジスタ2
がオンすると、変換トランス4のn5巻線の・印側には
正の電圧が発生するため、インバータ回路12の出力は
零(または負)となり、整流用電界効果トランジスタ5
はオン、環流用電界効果トランジスタ6はオフとな2)
。従って変換トランス巻線n2の電圧は出力端子9へ伝
達される。時刻りにおいてトランジスタ2がオフすると
、変換トランス4のn5巻線の・印側にはフライバック
電圧として負の電圧が発生するため、インバータ回路1
2の出力は正となυ、整流用電界効果トランジスタ5は
オフ、環流用電界効果トランジスタ6はオンとなる。従
って変換トランス巻線n2の電圧は阻止され、平滑用チ
ョークコイル7からの電流を環流させる。時刻t2にお
いてn5巻線のフライバック電圧が零となっても、イン
バータ回路120出力は変化せず、整流用及び環流用電
界効果トランジスタの状態はtl−t2期間と同一であ
る。時刻t3以後は以上説明した動作を繰υ返す。
このような動作によシ、整流用電界効果トランジスタ5
、環流用電界効果トランジスタ6のオン電圧は、第7図
c、fに示すよ5にオン期間全域で低い値に押えられ、
低損失な整流回路を構成できる。
整流回路に用いるスイッチング素子をトランジスタとし
ても同様の効果が得られる。
以上説明したように、本発明によれば、電力変換装置に
おいて、トランスの巻線電圧を検出して環流用スイッチ
ング素子を駆動することKより、環流用スイッチング素
子がオンすべき全期間にわ九って該スイッチング素子が
オンするのに必要な電圧をゲートに印加できるためオン
期間の全域にわたってオン電圧降下を低く押えることが
でき、低損失な整流回路が構成できるという利点がある
【図面の簡単な説明】
第1図線整流手段としてスイッチング素子を用いるよう
にした電力変換装置の従来例を・示す回路図、第2図は
その動作波形を示す波形図、第3図は本発明の一実施例
を示す回路図、第4図は1g3図におけるインバータ回
路の入力、出力間の特性説明図、第5図は第3図に示す
回路の動作波形を示す波形図、である。 符号説明 1・・・・・・直流電源、2・・・・−・トランジスタ
、3・・曲帰還ダイオード、4・・・・・・変換トラン
ス、5・而・整流用電界効果トランジスタ、6・・・・
・・環流用電界効果トランジスタ、7・・・・・・平滑
用チョークコイル、8・・・・・・平滑用コンデンサ、
9・・・・・・出力端子、10゜11・・・・・・電界
効果トランジスタの寄生ダイオード、12・・・・・・
インバータ回路、a・−・・・・整流用電界効果トラン
ジスタ5のゲート・ドレイン電圧、b・・・・・・整流
用電界効果トランジスタ5のソース・ドレイン電流、C
・・・・・・整流用電界効果トランジスタ5のソース・
ドレイン電圧、d・・・・−・環流用電界効果トランジ
スタ6のゲート・ドレイン電圧、C・・・・・・環流用
電界効果トランジスタ60ソース・ドレイン電流、f・
・・・・・環流用電界効果トランジスタ6のノース・ド
レイン電圧、g・・・・・・変換トランス4の巻線n2
の電圧、h・・・・・・変換トランス40巻線n5の電
圧 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 1  ) 代理人 弁理士 松 崎   清 *2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l)直流電圧源と第1のスイッチング素子の直列回路を
    トランスの1次巻線に接続し、チョークコイルと負荷の
    直列回路に第2のスイッチング素子を並列に接続した回
    路における骸スイッチング素子の両端のうち一端を前記
    トランスの2次巻線の一儒に直接接続し、他端を第3の
    スイッチング素子を介して前記2次巻線の他@に接続し
    て成り、前記第1のスイッチング素子を周期的に導通、
    非導通にしたときに生じる前記トランスの2次巻線出力
    電圧を、前記第3のスイッチング素子の導通時には篇2
    のスイッチング素子が非導通、前者が非導通の時には徒
    者が導通の如く、交互に動作させることによシ、整流、
    平滑して負荷に供給するようにした電力変換装置におい
    て、前記トランスの巻線に生じる電圧を検出し、検出電
    圧が、前記a11のスイッチング素子が導通していると
    きに前記トランスの巻線に生じる電圧の極性とは逆極性
    の電圧であるか、或いは零であるとき、前記第2のスイ
    ッチング素子を導通させる手段を設けたことを特徴とす
    る電力変換装置。 2、特許請求の範囲JIg1項に記載の電力費換装[に
    おいて、前記g2および第3のスイッチング素子が電界
    効果トランジスタであシ、導通時にはソースからドレイ
    ンに電流が流れるように接続されていることを特徴とす
    る電力変換装置。
JP5652182A 1982-04-07 1982-04-07 電力変換装置 Granted JPS58175975A (ja)

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JPH0125314B2 JPH0125314B2 (ja) 1989-05-17

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63257457A (ja) * 1987-04-14 1988-10-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源回路
DE3727170A1 (de) * 1987-08-14 1989-02-23 Philips Patentverwaltung Gleichspannungswandler mit einem uebertrager
FR2640058A1 (fr) * 1988-12-07 1990-06-08 Flandin Roger Regulateur electronique alternatif a decoupage et rapport variable
JPH05252737A (ja) * 1992-03-05 1993-09-28 Nec Corp フォワードコンバータのmosfet整流回路
JP2016005359A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 富士通株式会社 信号変換回路および電源装置

Cited By (6)

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US9577624B2 (en) 2014-06-17 2017-02-21 Fujitsu Limited Signal conversion circuit and power supply apparatus

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