JPS5840912B2 - 多段ｄｃ／ｄｃコンバ−タ - Google Patents
多段ｄｃ／ｄｃコンバ−タInfo
- Publication number
- JPS5840912B2 JPS5840912B2 JP14137378A JP14137378A JPS5840912B2 JP S5840912 B2 JPS5840912 B2 JP S5840912B2 JP 14137378 A JP14137378 A JP 14137378A JP 14137378 A JP14137378 A JP 14137378A JP S5840912 B2 JPS5840912 B2 JP S5840912B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- converter
- stage
- gain
- feedback control
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、フィード・バック制御手段を備えた多段ＤＣ
／ＤＣコンバータに関するものである。
／ＤＣコンバータに関するものである。
Ｄ Ｃ／ＤＣコンバータの変換特性は、スイッチング素
子を駆動する信号のデユーティ・レシオの関数として与
えられる。
子を駆動する信号のデユーティ・レシオの関数として与
えられる。
ＤＣ／ＤＣコンバータを直流電圧のスイッチング・レギ
ュレーションに利用する場合、変換特性の非直線的なり
Ｃ／ＤＣコンバータは、目的によっては便利な使い方が
できる。
ュレーションに利用する場合、変換特性の非直線的なり
Ｃ／ＤＣコンバータは、目的によっては便利な使い方が
できる。
非直線的な変換特性は、ＤＣ／ＤＣコンバータを多段接
続し、全段のスイッチング素子を同一のデユーティ・レ
シオでオン・オフすることによって実現することができ
る。
続し、全段のスイッチング素子を同一のデユーティ・レ
シオでオン・オフすることによって実現することができ
る。
しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータが多段に接続されると、
伝達関数が高次になるので、フィード・バック制御によ
って出力電圧を制御する場合、安定性と応答速度と静的
精度をともに良くすることは困難であった。
伝達関数が高次になるので、フィード・バック制御によ
って出力電圧を制御する場合、安定性と応答速度と静的
精度をともに良くすることは困難であった。
従来は応答速度を堪性にして、安定性と静的精度をよく
するようにしていたが、応答速度も高めることができれ
ば１．実用価値がいっそう高まる。
するようにしていたが、応答速度も高めることができれ
ば１．実用価値がいっそう高まる。
本発明の目的は、安定性と応答速度と静的精度をともに
向上させうる、フィード・バック制ｉ手段を備えた多段
ＤＣ／ＤＣコンバータを提供することにある。
向上させうる、フィード・バック制ｉ手段を備えた多段
ＤＣ／ＤＣコンバータを提供することにある。
本発明は、最終段以外の各段のＤＣ／ＤＣコンバータの
共振周波数を、最終段のＤＣ／Ｉ）Ｃコンバータの共振
周波数よりも充分高くし、フィード・バック制御手段に
、この最終段の共振周波数よりも充分高い周波数におい
てロール・オフする低いゲインと、この共振周波数より
も充分低い周波数においてロール・オフする高いゲイン
とを持たせるようしたものである。
共振周波数を、最終段のＤＣ／Ｉ）Ｃコンバータの共振
周波数よりも充分高くし、フィード・バック制御手段に
、この最終段の共振周波数よりも充分高い周波数におい
てロール・オフする低いゲインと、この共振周波数より
も充分低い周波数においてロール・オフする高いゲイン
とを持たせるようしたものである。
以下図面によって本発明を説明する。
第１図は本発明実施例の概念的構成図である。
第１図において、１は１段目のＤＣ／ＤＣコンバータ、
２は２段目のＤＣ／ＤＣコンバータ、３はフィード・バ
ンク制御回路である。
２は２段目のＤＣ／ＤＣコンバータ、３はフィード・バ
ンク制御回路である。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１は直流電源Ｅｉの電圧を変換し
た電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ２に与える。
た電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ２に与える。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２はその電圧を変換した出力電圧
Ｅｏを生じる。
Ｅｏを生じる。
フィード・バック制御回路３は、出力電圧Ｅｏと基準電
圧Ｅｒｅｆと差に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１，２
を制御し、出力電圧Ｅｏを基準値に一致させる。
圧Ｅｒｅｆと差に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１，２
を制御し、出力電圧Ｅｏを基準値に一致させる。
ＤＣ／’ＤＣコンバータ１，２はいずれもＬＣ回路を含
むもので、２次の伝達関数を持ち、それぞれ共振周波数
を有する。
むもので、２次の伝達関数を持ち、それぞれ共振周波数
を有する。
ここでは、１段目のＤ Ｃ／ＤＣコンバータ１は、２段
目のＤＣ／ＤＣコンバータよりも充分高い共振周波数を
持つように回路定数が定められる。
目のＤＣ／ＤＣコンバータよりも充分高い共振周波数を
持つように回路定数が定められる。
またフィード・バック制御回路３は、この共振周波数よ
りも充分高い周波数においてロール・オフする低ゲイン
と、その共振周波数よりも充分低い周波数においてロー
ル・オフする高ゲインとを持つように構成される。
りも充分高い周波数においてロール・オフする低ゲイン
と、その共振周波数よりも充分低い周波数においてロー
ル・オフする高ゲインとを持つように構成される。
これらＤＣ／ＤＣコンバータ１，２、およびフィード・
バック制御回路３の伝達関数をボード線図に描けば第２
図のようになる。
バック制御回路３の伝達関数をボード線図に描けば第２
図のようになる。
第２図において、ｇｌ ＋ ｇ２ ＋ ｇ３がそれぞれ
ＤＣ／’ＤＣコンバータ１゜２およびフィード・バック
制御回路３のゲインであり、ψ１．φ２．φ３がそれぞ
れの位相である。
ＤＣ／’ＤＣコンバータ１゜２およびフィード・バック
制御回路３のゲインであり、ψ１．φ２．φ３がそれぞ
れの位相である。
ω０．ω２はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ１，２の共
振周波数である。
振周波数である。
ＤＣ／Ｉ）Ｃコンバータ１，２からなる前向き回路の位
相特性はφ、とφ２の和になるが、ω２（ω１なので、
周波数がω１からはなれているうちは位相特性は実質的
にψ２である。
相特性はφ、とφ２の和になるが、ω２（ω１なので、
周波数がω１からはなれているうちは位相特性は実質的
にψ２である。
フィード・バック制御回路３は、ω、（〈ω２）以下の
領域では、ω２よりはるかに低い周波数でロール・オフ
する高いゲインＡ３１を持ち、ωｆより上の領域では、
ω２よりはるかに高い周波数でω。
領域では、ω２よりはるかに低い周波数でロール・オフ
する高いゲインＡ３１を持ち、ωｆより上の領域では、
ω２よりはるかに高い周波数でω。
ロール・オフする比較的低いゲインＡ３２を持つ。
ゲインＡ３□は、フィード・バック制御回路３が前向き
回路と閉ループ接続されたとき、ゲイン交点ω２（ルー
プ・ゲインが１になる周波数）が共振周波数ω２より高
くなり、かつゲイン交点ω２において位相マージンが充
分とれるように定められる。
回路と閉ループ接続されたとき、ゲイン交点ω２（ルー
プ・ゲインが１になる周波数）が共振周波数ω２より高
くなり、かつゲイン交点ω２において位相マージンが充
分とれるように定められる。
このような装置の安定性、応答速度、および静的精度に
ついて述べれば次のとおりである。
ついて述べれば次のとおりである。
まず安定性について述べれば、前向き回路１゜２の位相
回転は、ゲイン交点ω８以下の領域では実質的にφ２と
なり、周波数ωτ付近までは０゜で、そこを過ぎると遅
れ角度を増し始め、共振周波数ω２において一９０°と
なり、周波数の増加につれて−１８００まで達する。
回転は、ゲイン交点ω８以下の領域では実質的にφ２と
なり、周波数ωτ付近までは０゜で、そこを過ぎると遅
れ角度を増し始め、共振周波数ω２において一９０°と
なり、周波数の増加につれて−１８００まで達する。
一方フイード・バック制御回路３の位相回転は、ψ３の
ように、一旦９０°以内の角匪だけ遅れるが、周波数ω
ｆを過ぎると元に戻り、ゲイン交点ω２を過ぎてから−
９００まで遅れる。
ように、一旦９０°以内の角匪だけ遅れるが、周波数ω
ｆを過ぎると元に戻り、ゲイン交点ω２を過ぎてから−
９００まで遅れる。
したがって、このような前向き回路１，２とフィード・
バック制御回路３とを閉ループ接続したとき、ゲイン交
点ω２における位相回転は一１８００以下なので、位相
マージンがある。
バック制御回路３とを閉ループ接続したとき、ゲイン交
点ω２における位相回転は一１８００以下なので、位相
マージンがある。
したがって本装置は安定に動作する。次に応答速度につ
いて述べれば、フィード・バック制御回路３のゲインＡ
３□により、前向き回路の最初の共振周波数ω２より上
の高周波領域まで、■より大きいループ・ゲインが保証
されるので、高周波成分についてもフィード・バック制
御が働き、高速の応答が行われる。
いて述べれば、フィード・バック制御回路３のゲインＡ
３□により、前向き回路の最初の共振周波数ω２より上
の高周波領域まで、■より大きいループ・ゲインが保証
されるので、高周波成分についてもフィード・バック制
御が働き、高速の応答が行われる。
次に静的精度について述べれば、フィード・バック制御
回路３は低周波領域で高いゲインＡ３、を持っているの
で、低周波における高ループ・ゲインが保証され、充分
な静的精度が得られる。
回路３は低周波領域で高いゲインＡ３、を持っているの
で、低周波における高ループ・ゲインが保証され、充分
な静的精度が得られる。
第３図に、本発明による多段Ｄ Ｃ／ＤＣコンバータの
具体例を示す。
具体例を示す。
第３図において、１段目のＤＣ／］）Ｃコンバータ１お
よび２段目のＤＣ，イＤＣコンバータ２は、いずれも公
知のオン・オフ形ＤＣ／ＤＣコンバータによって構成さ
れる。
よび２段目のＤＣ，イＤＣコンバータ２は、いずれも公
知のオン・オフ形ＤＣ／ＤＣコンバータによって構成さ
れる。
ただし両コンバータ１，２はスイッチング素子Ｑとその
駆動回路りを共用している。
駆動回路りを共用している。
両コンバータの共振周波数はそれぞれＬｌ、Ｃ１１およ
びＬ２ ｔ ”１２によって決定される。
びＬ２ ｔ ”１２によって決定される。
これらり、Ｃの値を選らぶことにより、ω２（ω１とさ
れる。
れる。
フィード・バック制御回路３は演算槽幅器ＡとＣＲ回路
の組合わせからなる。
の組合わせからなる。
このフィード・バック制御回路３のＣＲの値を選らぶこ
とにより、周波数がωｆ以下の領域ではコンデンサＣ１
が支配的となるようにして高ゲインＡ３１を得、周波数
がωｆ〜ω、の領域では抵抗Ｒ２が支配的となるように
して低ゲインＡ３２を得、周波数が０４以上の領域では
コンデンサＣ２が支配的となるようにしてゲインをロー
ル・オフさせる。
とにより、周波数がωｆ以下の領域ではコンデンサＣ１
が支配的となるようにして高ゲインＡ３１を得、周波数
がωｆ〜ω、の領域では抵抗Ｒ２が支配的となるように
して低ゲインＡ３２を得、周波数が０４以上の領域では
コンデンサＣ２が支配的となるようにしてゲインをロー
ル・オフさせる。
以上はＤＣ／ＤＣコンバータが２段の場合であるが、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータの段数は必要に応じて３以上にする
ことができる。
Ｃ／ＤＣコンバータの段数は必要に応じて３以上にする
ことができる。
そのときは、最終段以外の各段の共振周波数を、最終段
の共振周波数よりも充分高く定めるようにすればよい。
の共振周波数よりも充分高く定めるようにすればよい。
以上のように、本発明は、最終段以外の各段のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータの共振周波数を、最終段の共振周波数より
も充分高くし、フィード・バック制御手段に、この最終
段の共振周波数よりも充分高い周波数でロール・オフす
る低いゲインと、その共振周波数よりも充分低い周波数
においてロール・オフする高いゲインを持させるように
した。
Ｃコンバータの共振周波数を、最終段の共振周波数より
も充分高くし、フィード・バック制御手段に、この最終
段の共振周波数よりも充分高い周波数でロール・オフす
る低いゲインと、その共振周波数よりも充分低い周波数
においてロール・オフする高いゲインを持させるように
した。
このため、本発明によれば、安定性と応答速度と静的精
度をとも向上させうる、フィード・バック制御手段を備
えた多段Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃコンパ−タカ得られる。
度をとも向上させうる、フィード・バック制御手段を備
えた多段Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃコンパ−タカ得られる。
第１図は本発明実施例の概念的構成図、第２図は第１図
の装置の動作説明図、第３図は本発明の装置の具体例の
電気的接続図である。 １ ２・・・・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ、 ３・・・・・・フィー ド・バック制御回路、 Ｅ ・・・・・・基準電圧。 ｅｆ
の装置の動作説明図、第３図は本発明の装置の具体例の
電気的接続図である。 １ ２・・・・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ、 ３・・・・・・フィー ド・バック制御回路、 Ｅ ・・・・・・基準電圧。 ｅｆ
Claims (1)
- １ 最終段以外の各段のＤＣ／ＤＣコンバータの共振周
波数を、最終段のＤ Ｃ／Ｄ Ｃコンバータの共振周波
数よりも充分高くし、フィード・バック制御手段に、こ
の最終段の共振周波数よりも充分高い周波数においてロ
ール・オフする低いゲインと、この共振周波数よりも充
分低い周波数においてロール・オフする高いゲインとを
持たせるようにした多段ＤＣ／ＤＣコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14137378A JPS5840912B2 (ja) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | 多段ｄｃ／ｄｃコンバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14137378A JPS5840912B2 (ja) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | 多段ｄｃ／ｄｃコンバ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5568878A JPS5568878A (en) | 1980-05-23 |
| JPS5840912B2 true JPS5840912B2 (ja) | 1983-09-08 |
Family
ID=15290475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14137378A Expired JPS5840912B2 (ja) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | 多段ｄｃ／ｄｃコンバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5840912B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62196071A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-08-29 | Fanuc Ltd | パワ−デバイス駆動用電源 |
| NL9100445A (nl) * | 1991-03-13 | 1992-10-01 | Philips Nv | Voedingsschakeling. |
| WO2019180883A1 (ja) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 新電元工業株式会社 | 電源装置 |
-
1978
- 1978-11-16 JP JP14137378A patent/JPS5840912B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5568878A (en) | 1980-05-23 |
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