JPS58179162A - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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Publication number
JPS58179162A
JPS58179162A JP57062210A JP6221082A JPS58179162A JP S58179162 A JPS58179162 A JP S58179162A JP 57062210 A JP57062210 A JP 57062210A JP 6221082 A JP6221082 A JP 6221082A JP S58179162 A JPS58179162 A JP S58179162A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transformer
capacitor
transistors
power
terminals
Prior art date
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Pending
Application number
JP57062210A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirokazu Toya
弘和 遠矢
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP57062210A priority Critical patent/JPS58179162A/ja
Publication of JPS58179162A publication Critical patent/JPS58179162A/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
    • H02M3/33569Conversion 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 having several active switching elements
    • H02M3/33573Full-bridge at primary side of an isolation transformer

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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】 本発明は、大電流出力用に適する。フルブリッジ形Do
−Doコンバータ回路よシなる電源回路K[Qする。
第1図に従来の電源回路の構成を示す。
従来の電源回路は第1図に示すように、トランジスタQ
l 、Qz 、QB 、Q4 、 )ランスTl。
ダイオードDl、D2 、チョークコイルLl。
コンデンサ03とから成る公知のフルブリッジ形Do−
Doコンバータと、トランスTlの一次コイルTr(P
)  と直列(接続されたコンデンサC2シよび必要に
応じて入力直流端子1゜2間に接続されるコンデンサ0
1とから構成されていた。
トランジスタQ1とQ4ThよびQzとQBに交互にパ
ルスが与えられ、これらトランジスタが交互に導通し、
この結果趨子1.2間の直流電力が交流電力に変換され
てトランスTlの二次11に取出され、その交流電力が
ダイオードDl。
D2で整流され、さらにチョークコイルLl。
コンテ、ンサC3で直流電力に再び変換される。
従来、この種のフルブリッジ形DO−DCコンバータは
前記トランジスタQ1〜Q4のスイッチング特性のバラ
ツキにより発生するトランスTlの偏磁をコンデンサC
2によって防止して−た。
しかし、偏磁防止機構がトランスTlの励磁電流にのみ
依存していたため、安定性に欠ける問題があった。
さらに、数百アンペアの電源回路を実現させようとする
と、ダイオードD1.Dzはもちろん、トランスTlの
二次巻線TI(8)およびチIl−クコイルL1巻線に
数百アンペアの電流を流すととくなるので、素子の選定
にはもちろん、トランスやチョークの製造にも困難が伴
なって匹た。
本発明の目的は、フルブリッジ形DO−DCコンバータ
回路を大電力用に使用しても2組のスイッチング素子の
導通時間、飽和電圧およびスイッチング損失の相異によ
る電力変換トランスの偏磁を起1m<<L&、したがっ
てスイッチング素子を破壊されに<<シた、さらKは出
力側整流、平滑用素子の電流負担を軽くシ九電源回路を
提供することKある。
前記目的を達成するために本発明による電源回路は1対
の直流入力端子間に、スイッチング素子2個から成る直
列回路を2回路並列に接続し、前記2つの直列回路のス
イッチング素子の接続点間に、電力変換トランスの一次
コイルとコンデンサの直列回路を接続し、そのトランス
の二次コイルの両端と中点との間にそれぞれ第1、第2
整流回路を接続し、これ等整流回路の出力側の各1端を
第1.第2平滑用チヨークコイルを介して共通のコンデ
ンサの一端に接続し、その共通コンデンサの他端を前記
第1.第2整流回路の出力側の各他端に接続して構成し
である。
前記構成によれば、電力変換トランスの偏磁は生じにく
くなるので、スイッチング素子をより安全に動作させる
ことができ、出力をよシ安定化することができる。また
出力側整流素子、平滑用素子の負担は出力電流の半分に
なるので整流素子等の選定が容易とな9本発明の目的は
完全に達成される。
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
第2図は本発明による電源回路の一実施例を示す回路図
である。
図において、直流入力端子1.2と、端子1゜2間に接
続されたコンデンサO1と、ブリッジを形成するトラン
ジスタQl 、Q2 、QzシよびQ4と、コンデンサ
C2と、トランジスタとからなるフルブリッジ形Do−
DO:yンバータは従来の構成と同じである。トランス
Tlの2次巻線Tl(S)の中点にはダイ×−ドD2.
D4のアノードが、両端子にはそれぞれダイオードD1
.D4のアノードが接続されてbる。ダイオードDlと
D2のカソードおよびダイオードD3とD4のカソード
はそれぞれ接続されて込る。ダイオードDlとD2のカ
ソード接続点はチョークコイルL1を介して直流出力端
子(正側)3に接続されている。同様にダイオードD3
とD4のカソード接続点はチ四−り;イルL2を介して
直流出力端子(正II)3に接続されてbる。一方、ト
ランスT1の2次巻線Tl(8)の中点は直流出力端子
(負側)4に接続され、熾子3,4間にはコンデンサ0
3が接続されている。入力燗子l#2間に印加され九直
流電力はトランジスタQ1とQ4およびトランジスタQ
3とQ6の交互導通、切断により交流電力に変換され、
その交流電力はトランスT1の2次巻線T 1(S)か
ら出力され、ダイオードD1〜D4により整流され、チ
ョークコイルLl。
L2シよびコンデンサO3Kよ〉平滑され端子3.4か
ら出力される。
いま、トランジスタQ1とQ4の導通時間をtl、トラ
ンジスタQ3とQzの導通時間をt2、これらの繰9返
し周期をTとし、トランジスタQl〜Q4の電圧降下お
よびトッンスTI、ダイオードDl〜D4.チョークコ
イルLl 、lL2、配線材の電圧降下を便宜上無視し
、トランスTlの2次巻線Tlr8)の中点と、ダイオ
ードDl。
D3のアノードとの間の電圧をそれぞれVH。
vsg #コンデンサC3の両端電圧をVoとすれば、
チョークコイルL1.L2を流れる1流電流I1.1.
ILsの交流会ΔILtおよびΔ工し!は次式で表わさ
れる。
トランジスタQ2とQ3が導通の時 ΔIL l−(vII −Vo ) t 1/ Lt 
・”−=−−(1)トランジスタQ2とQ3が非導通の
時 ΔILs −Vo (T −tt )/ Lt  −−
(2)トランジスタQl 、Q4が導通のときΔIL*
 −(v5H−Vo ) ts/Lx == (3)ト
ランジスタQl、Q4が非導通のときΔILa −Vo
 (T−U)/ Lm =−(4)なお、Ls 、 L
xはチョークコイルL1.L2の各インダクタンス値で
ある。
これ等(1)〜(4)式において、第2図の回路の定常
動作状態では、(1)式と(2)式とは等しく、また(
3)式と(4)式とは等しbから v、1−VoT/ls ・・・・・・叩・・叫・・叫・
・・・・・・・・・・(5)Vss−VoT/lz  
・・・・・・・・・叩・・・・・叫・・・・・・・・・
・・(6)が得られる。これ等(5) 、 (6)式よ
りVsx tt = jB tt  ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・(7)トfk)h。(7)式oVst 、Vss
 ヲ) 9yxT 1ノ1次側電圧VpK置き代えると vpl + 1−’Ipbi !・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・(8)となる。V p BはトランジスタQz、Qs
が導通した時、vpbはトランジスタQl、Q4が導通
した時のトランスTlの1次巻線TI(P)の両温電圧
である。
ところで、トランスTlの磁束密度は、矩形波印加時K
n印加電圧と印加時間とに比例するので、(8)式よシ
、トランジスタQz、Qiが導通の時のトランスTlの
磁束密度と、トランジスタQl、Q4が導通の時のトラ
ンスTlの磁束密度が等しくなる点でのみ本発明による
第2図の回路は動作し得るというととくなる。
一方、定常動作状態では、コンデンサC2の流入および
流出電荷量は等しくなることより、定常動作状態におけ
るトランジスタQ2 、QBおよびQl、Q4の電流を
41および18とすれば次の関係が導ひかれる。
iI  J  *jlt鵞  ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ (9)(7)式または(8)式は、チョークコ
イルLl、L2の電流値には無関係であり、し九がって
第2図の回路は、(7)式または(8)式が成り立つよ
うにチョークコイルLl 、L2の電流値の和が一定と
なる範囲で自由に変化することを意味するが、fM−ク
コイルLl 、L2の電流値のl/nの電流−1,i!
は最終的には(9)式で定まる値をとることが判る。
ここでnは、トランスTlの巻線比(vp/v、 )で
ある。
なお、コンデンサC2の値は1本発明の動作原理を左右
しないが、02の値が大きすぎると安定動作に致るまで
に時間がかかり、入力電圧または出力電流の急変時にト
ランジスタQl〜Q4に過大な負担がかかる可能性があ
る。ま九C2の値が小さすぎると、トランスT1の1次
電流が正弦波に近づき、ピーク電流が増加してトランジ
スタQl−Q4の負担が大きくなる。
以上詳しく説明したように本発明による電源回路は二次
側に二つの整流平滑回路を独立して構成することにより
、トランジスタの導通時間のバラツキによる電力変換ト
ランスの偏磁を原理的に防止することができる上、二つ
の整流回路には約半分の出力電流しか流れないので、大
電流出力用として使用する場合1部品選定、実装配置が
比較的容島に行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来回路を示す回路図、第2図は本発明による
電源回路の一実施例を示す回路図である。 1.2・・・入力端子  3.4・・・出力1子S〜8
・・・ゲート端子 O1〜03・・・コンデンサ Q1〜Q4・・・トランジスタ T1・・・トランス  DI −D4・・・ダイオード
LllL2・・・チョークコイル 特許出願人  日本電気株式会社 代理人 弁理士 井ノ ロ  壽

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1対の直流入力端子間に、スイッチング素子2個から成
    る直列回路を2回路並列に接続し。 前記2つの直列回路のスイッチング素子の接続点間に電
    力変換トランスの一次コイルとコンデンサの直列回路を
    接続し、そのトランスの二次コイルの両温と中点との間
    にそれぞれ第1.第2整流回路を接続し、これ等整流回
    路の出力側の各−喝を第1、第2平滑用チヨークコイル
    を介して共通のコンデンサの一端に接続し、その共通フ
    ンデンすの油温を前記第1.第2整流回路の出力側の各
    他端に接続して構成したことを特徴とする電源回路。
JP57062210A 1982-04-13 1982-04-13 電源回路 Pending JPS58179162A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0417567A (ja) * 1990-05-10 1992-01-22 Koufu Nippon Denki Kk スイッチング電源回路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS558239A (en) * 1978-06-30 1980-01-21 Nec Corp Power supply circuit
JPS5771A (en) * 1980-05-29 1982-01-05 Fuji Electric Co Ltd Switching regulator

Patent Citations (2)

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