JPS6281978A - 直列接続形dc−dcコンバ−タの電流平衡装置 - Google Patents

直列接続形dc−dcコンバ−タの電流平衡装置

Info

Publication number
JPS6281978A
JPS6281978A JP22080685A JP22080685A JPS6281978A JP S6281978 A JPS6281978 A JP S6281978A JP 22080685 A JP22080685 A JP 22080685A JP 22080685 A JP22080685 A JP 22080685A JP S6281978 A JPS6281978 A JP S6281978A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
converter
current
converters
time
transistor
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.)
Pending
Application number
JP22080685A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Konishi
義弘 小西
Yoshitaka Fujiwara
藤原 喜隆
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co 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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP22080685A priority Critical patent/JPS6281978A/ja
Publication of JPS6281978A publication Critical patent/JPS6281978A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、直列接続されて使用するDC−DCコンバ
ータの入力電流の不平衡を補正する電流平衡装置に関す
る。
〔従来技術とその問題点〕
第3図は直列接続されたDC−DCコンバータの従来例
を示す主回路接続図であって、この第3図では2組のリ
ンギングチョーク式DC−DCコンバータの入力側を直
列に接続しているが、入力直流電圧がスイッチ素子の耐
圧を越えるときにこのような直列接続が採用される。
第3図において、等容量の2個の入力コンデンサ12と
nとを直列に接続して直流電源lに接続することにより
Eなる電源電圧が各コンデンサごとにV2に分圧される
ので、この入力コンデンサ12と乙とにそれぞれリンギ
ングチョーク式DC−DCコンバータを並列に接続すれ
ば、各DC−DCコンバータの入力電圧もV2となる。
正極側のDC−DCコンバータは変圧器13の1次巻線
とスイッチ素子としてのトランジスター4とが直列に接
続されており、負極側のDC−DCコンバータも同様に
変圧器乙の1次巻線とスイッチ素子としてのトランジス
タ鴎とが直列に接続されているので、これら両トランジ
スター4と冴とを同時にオンさせることによりi!流が
流れて変圧器13と乙の1次巻線にエネルギーが蓄えら
れる。次いで両トランジスター4と冴とを同時にオフさ
せると、上述の1次巻線に蓄えられていたエネルギーは
、各変圧器13とあの2次巻線から、それぞれダイオー
ド15と5を介して取り出されるので1両DC−DCイ
ンバータの出力側を並列接続すれば、出力コンデンサう 2により平滑された直流電力を負荷格に供給することが
できるのであるが、このような回路構成にすることで入
力コンデンサー2とnに並列接続され7:DC−DCコ
ンバータの等価インピーダンスを平衡させている。
第4図は第3図に示す従来例回路の各部の動作を示す動
作波形図であって、第4図(イ)はトランジスタ14と
冴のオン・オフ状態を、第4図(ロ)は正極側のDC−
DCコンバータ人力’!MUItの波形を、第4図(ハ
)はトランジスタ14の電圧vlの波形ヲ、第4図に)
は負極側のDC−DCコンバータ入力端子12の波形を
、第4図(ハ)はトランジスタ24 (7) i圧v2
の波形をそれぞれがあられしている。
IE極i11;+と負極1111の1)C−DCコンバ
ータのそれぞれの回路定数が等しく、かつ両トランジス
タ】4と斜のスイッチング動作がまったく同じであるな
ラバ、両Dc−L)Cコンバータ内の′心圧=流彼形は
同じであって、以下に記載する動作を繰返す。
すなわちトランジスタ14と屑とが1゛lなる期間オン
することfこより、変圧器13とnそれぞれの1次巻線
には直流電源1の電圧Eを人力コンデンサ12とρによ
り2等分されたン2なる電圧が印加され、これら変圧器
13とるにエネルギーが蓄積される。
各変圧器13とるの1次側に換算したインダクタンス値
をLとするならば、正極側のDC−DCコンバータの入
力電流1.と、負極側のDC−DCコンバータの入力型
[hとは、下記の(1)式であられされる。
ただしIOはトランジスタ14と冴がオンした直後の電
流であり、tはこれらトランジスタ14と24がオンし
てからの経過時間である。
次にトランジスタ14と冴がオフすると、変圧器13と
乙とに蓄積されていたエネルギーがそれぞれダイオード
15と5を介して放出されるので、出力コンデンサ2の
電圧をvo、変圧器13とあの1次巻線と2次巻線との
巻数比をN、 : N2とするならば、トランジスタ1
4と冴とにそれぞれ印加される電圧vxとv2とは下記
の(2)式であられされる。
ここでvJeは配線のインダクタンスにより生ずるはね
上り1江圧であって、トランジスタ14と冴とがオフし
た瞬間が最も大きな値であって、その後急速に減衰して
零となる。トランジスタ14と別がオフしているのはT
2なる期間であって、その後再びオンとオフとを繰返す
のであるが、このオン期間Tlとオフ期間T2との比率
を変えることにより出力側の電圧Voを変化させること
ができる。
ところで実際のDC−DCコンバータでは、それぞれの
回路定数やトランジスタのスイッチング動作をまったく
回−にすることは不可能であるため、電圧・電流に不平
衡を生ずる。t¥flこスイッチ素子としてトランジス
タを使用する場合、キャリヤ蓄積効果によるオフの遅れ
時間(以下では蓄積時間と称する)は10〜20マイク
ロ秒程度であり、トランジスタの個体差により、この蓄
積時間にもばらつきを生ずる。それ故DC−DCコンバ
ータの動作周波数が高い場合やトランジスタの通流率が
小さい場合には、各トランジスタごとの蓄積時間の差が
導通時間にくらべて無視できなくなるので、それぞれの
Dc−DCコンバータ内の電圧・電流の不平衡が顕著と
なる。すなわち蓄積時間の長いトランジスタで構成され
ているDC−DCコンバータ内の電流は大となる。さら
にこの蓄積時間の長さはターンオフ時の電流の大きさに
依存していることから、電流が大になるにつれてその時
間も長くなるので、下記の不都合を生ずる。
蓄積時間の長いトランジスタで構成されている一方のD
C−DCコンバータは%電源からエネルギーが供給され
ている時間が長くなるため、他方のDC−DCコンバー
タよりも電流が大となるのであるが、2つのDC−DC
コンバータの出力側は並列接続されているのでそれぞれ
のDC−DCコンバータの出力を流の和が負荷電流であ
って、一定電流である。それ故一方のトランジスタのタ
ーンオフ電流が大になれば、他方のトランジスタのター
ンオフ電流は必然的lこ小となり、蓄積時間の差がさら
に拡大されるので電流の不平衡もますます拡大されるこ
ととなる。
@aが不平衡になると入力コンデンサ12とnの寅圧分
担が不平衡となる。すなわち蓄積時間が長いトランジス
タを有するDC−DCコンノく一夕がMFaされている
入力コンデンサの電圧が低下するので、このDC−DC
コンバータに流れる電流を減少させる。他方(すなわち
蓄積時間が短いトランジスタを有する側)の入力コンデ
ンサ電圧は上昇し、これに接続されているDC−DCコ
ンノ(−タの1に流を増加させる。
上述の動作が繰返されることにより°、両DC−DCコ
ンバータの間で電流の授受、すなわち電流ハンチングが
発生し、i&悪の場合には、ある期間は一方のDC−D
Cコンバータで負荷電流のスヘてを分担することにもな
る。それ故平衡状態で運転しているときにくらべて過大
な電流が流れることになるので、DC−DCコンバータ
を構成する機器、とくにトランジスタ14 、24は大
電流容量のスナバ回路も大容量のものが必要となり、そ
の損失が増加するなど、各種の不都合がある。
そこでトランジスタ14や冴に直列にリアクトルあるい
は抵抗を挿入することで電流の不平衡を抑制しようとす
ると、+1アクドル挿入の場合はこのリアクトルfi[
エネルギーのために、トランジスタ14,24遮断時の
はね上り電圧■よが更に犬となって更に大容量のスナバ
回路が必要となるし、抵抗挿入の場合は、この抵抗で電
力が消費されるので、装置の効率が低下するし、電力消
費に伴う発熱を放散させる工夫をしなければならないな
どの欠点を有する。
〔発明の目的〕
この発明は、直列に接続されている複数のDC−DCコ
ンバータに生じる電流の不平衡を、装置の大形化や効率
低下を招くことなしに抑制することができる直列接続形
1)C−DCコンバータの電流平衡装置を提供すること
を目的とする。
〔発明の要点〕 この発明は、直列接続された複数のDC−DCコンバー
タ相互間にvL流不平衡を生じるときは。
隣接せるDC−1)Cコンバータ同士に共通する入力回
路にdt6Lが流れることlこ着目したものであって、
この共通せる入力回路に流れる′α流の大きさと方向と
を検出し、これに対応して、隣接せる一方o2Dc−L
)Cコンバータのスイッチ素子のオン時間を延長させる
ようにスイッチング信号の補正を行うとともに、他方の
DC−DCコンバータのスイッチ素子のオン時間は短縮
させるようにスイ、チング信号の補正を行うことで、不
平衡電流を抑制しようとするものである。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の実施例を示す回路図であって、2組の
DC−DCコンバータを直列接続して使用する場合を示
しているが、この第1図により、本発明の内容を以下に
説明する。
第1図1こおいて、2個の入力コンデンサ12とnとの
直列回路が直流電源lに接続されて電源電圧を各コンデ
ンサごとに分圧している。変圧器13とスイッチ素子と
してのトランジスタ14とダイオード15とで構成され
ている一方のDC−DCコンバータが入力コンデンサ1
2に並列接続されており、変圧器nとスイッチ素子とし
てのトランジスタ冴とダイオード5とで構成されている
他方のDC−DCコンバータが入力コンデンサ乙に並列
接続されており、これら両DC−DCコンバータの出力
側は相互に並列接続されたのち、出力コンデンサ2を介
して負荷3に電力を供給するようになっている。
本発明にあっては、両1)C−DCコンバータに共通す
る入力回路に流れる電流を検出するために。
この共通入力回路に変流器31が設けられていて、この
検出電流は平滑回路羽により平滑されたのち加算器17
に、あるいは反転器おを経て加算器nに与えられるよう
になっている。
電圧設定器あが出力する電圧設定値と、出力コンデンサ
2の両端から得られる゛電圧出力値との偏差値が電圧調
節器あに入力されるので、この電圧調節器おからは入力
偏差値を零にする制御信号が加算器17とnとに出力さ
れる。
発振器あと3角波発生器37とにより形成される所定周
波数の3角波毎号と加算器17からの出カイ百号とはコ
ンパレータ18において両者の大小関係が比較されるこ
とにより、トランジスタ14のオン時間を制御するベー
ス信号が作成され、同じく所定周波数の3角波毎号と加
算器nからの出力信号とはコンパレータ公においてその
大小関係が比較されることにより、トランジスタ潤のオ
ン時間を制御するベース信号が作成される。
第2図は第1図に示す実施例回路の各部の動作をあられ
した動作波形図であって、第2図(イ)は検出電流をあ
られしていて、Aは変流器31の出力信号であり、Bは
このAなる波形を平滑回路32により平滑した信号波形
であって、その大きさがbで示されている。第2図(ロ
)は電圧調節器あの出力信号Cをあられしており、その
大きさはCである。
第2図e→は動作時間補正動作を示すものでCは電圧調
節器あの出力、Dは加算器nの出力であってその値はc
−bであり、Eは加算器17の出力であってその値はC
+bである。またFは3角波発生器37の出力をそれぞ
れあられしている。第2図に)はコンパレータ18の出
力Hであってトランジスタ14ノヘース信号をあられし
、第2図(ホ)はコンパレータ列の出力Gであって、ト
ランジスタラのベース信号をあられし、第2図(へ)は
トランジスタ14の電流■1を、第2図(ト)はトラン
ジスタUの電流■2をあられしている。なおこの第2図
においては、トランジスタ囚の蓄積時間の方がトランジ
スタ14の蓄積時間よりも長い場合であって、時刻t。
以前は本発明に係る電流平衡装置を使用しないとき、ま
た時刻to以降は電流平衡装置を作動させたときの動作
波形をあられしている。
トランジスタ購の方がトランジスタ14よりもオフする
のが遅れると、第1図1こ、おいて電流■1と■2どの
差分が変流器31→変圧器お→トランジスタ潤の方向に
流れるので、結局変流器31には左から右へ不平衡分に
対応した電流、すなわちトランジスタ14と冴のオフ時
の遅れ時間の差T5なる期間に流れるパルス電流であり
(第2図(イ)参照)、このパルス電流を平滑し、電圧
調節器あの出力信号を、この平滑された電流信号で補正
する。この補正された結果が加算器17から出力される
信号Eと、加算器nから出力される信号りであって、信
号Eは蓄積時間が短い方のトランジスタ14のオン時間
を長くさせるようなベース信号を出力させ。
信号りは蓄積時間が長い方のトランジスタ別のオン時間
を短縮させるようなベース信号を出力させ  ゛るので
1両トランジスタ14と冴の蓄積時間lこよるオフ時間
のばらつきTJが零方向に修正される。
その結果面トランジスタ14と勢の電流I、と12とは
等しくなって不平衡電流は抑制されることとなる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、入力側を直列接続し、出力側を並列
接続することにより、高い電源電圧lこ対処できるよう
にしている複数のDC−DCコンバータを運転するとき
、隣接せるDC−DCコンバータ同士に共通の入力回路
に流れる電流の大きさと方向に対応して、一方のDC−
DCコンバータのスイ、テ素子のオン時間を延長させる
とともに、他方のDC−DCコンバータのスイッチ素子
のオン時間を短縮させるようlこして、各スイツナ累子
の蓄積時間のばらつきに起因して生ずるDC−DCコン
バータ相互間の不平衡電流を抑制するようにしているの
で、主回路に抵抗やりアクドルを挿入する必要がなく、
電力損失の発生による装置の幼名低下や、スイッチ素子
に付属するスナバ回路の大容量化lこよる装置の大形化
や高価格化を回避して、素早く、かつ確実に不平衡電流
を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回路図であり。 第2図は第1図に示す実施例回路の谷部の動作をあられ
した動作波形図である。第:(図は直列接続されたDC
−DCコンバータの従来例を示す主回路接続図であり、
第4図は第3図に示す従来例回路の各部の動作を示す動
作波形図である。 l・・・直流電源、2・・・出力コンデンサ、3・・・
負荷。 12 、22・・・入力コンデンサ、13.23・・・
変圧器、14.24・・・スイッチ素子としてのトラン
ジスタ、15 、25・・・ダイオード、17.27・
・・加算器、1b、28・・・コンパレータ、31・・
・変流器、32・・・平滑回路、あ・・・反転器、讃・
・・電圧設定器、35・・・電圧調節器、あ・・・発振
V 3由這全1器 第1図 電流〒fjt←:→電:t〒衡 装置イ初作 :  呆1会〃作 t。 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)変圧器の1次巻線とスイッチ素子との直列回路に直
    流を印加し、前記スイッチ素子をオン・オフ動作させる
    ことで前記変圧器の2次巻線から電力をとり出すことが
    できるDC−DCコンバータの複数を、その入力側で相
    互に直列接続するとともに、各DC−DCコンバータの
    出力側を相互に接続して構成されている直列接続形DC
    −DCコンバータにおいて、隣接せる前記DC−DCコ
    ンバータ同士に共通する入力側回路に流れる電流の方向
    と大きさとを検出する電流検出手段と、この検出電流の
    方向と大きさに対応して、隣接せる一方のDC−DCコ
    ンバータのスイッチ素子のオン時間を延長させるととも
    に、他方のDC−DCコンバータのスイッチ素子のオン
    時間を短縮させる動作時間補正手段とを備えていること
    を特徴とする直列接続形DC−DCコンバータの電流平
    衡装置。
JP22080685A 1985-10-03 1985-10-03 直列接続形dc−dcコンバ−タの電流平衡装置 Pending JPS6281978A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22080685A JPS6281978A (ja) 1985-10-03 1985-10-03 直列接続形dc−dcコンバ−タの電流平衡装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22080685A JPS6281978A (ja) 1985-10-03 1985-10-03 直列接続形dc−dcコンバ−タの電流平衡装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6281978A true JPS6281978A (ja) 1987-04-15

Family

ID=16756855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22080685A Pending JPS6281978A (ja) 1985-10-03 1985-10-03 直列接続形dc−dcコンバ−タの電流平衡装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6281978A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06269171A (ja) * 1993-03-11 1994-09-22 Ekusen Kk リンギングチョークコンバータ方式のスイッチング電源装置
US7697306B2 (en) 2007-04-09 2010-04-13 Tdk Corporation DC/DC converter
JP2014017992A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd Dc−dcコンバ−タ
TWI472140B (zh) * 2012-06-27 2015-02-01 Hitachi Info & Telecomm Eng DC-DC converter
US9007042B2 (en) 2010-07-30 2015-04-14 Mitsubishi Electric Corporation DC/DC converter

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06269171A (ja) * 1993-03-11 1994-09-22 Ekusen Kk リンギングチョークコンバータ方式のスイッチング電源装置
US7697306B2 (en) 2007-04-09 2010-04-13 Tdk Corporation DC/DC converter
US9007042B2 (en) 2010-07-30 2015-04-14 Mitsubishi Electric Corporation DC/DC converter
TWI472140B (zh) * 2012-06-27 2015-02-01 Hitachi Info & Telecomm Eng DC-DC converter
JP2014017992A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd Dc−dcコンバ−タ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6031737A (en) AC-DC power supply
US5930122A (en) Inverter and DC power supply apparatus with inverter used therein
US4333134A (en) Converters
JP2010263683A (ja) 充電装置
JP2007097319A (ja) 交直変換回路
JP2002101655A (ja) スイッチング電源装置
US3930194A (en) Inverter control circuit
JP2005253295A (ja) 準共振ソフトスイッチングタイプのインバータを備えた溶接セット
JP2009171807A (ja) 3相電圧形インバータシステム
JP4682482B2 (ja) スイッチング電源回路
JPS6281978A (ja) 直列接続形dc−dcコンバ−タの電流平衡装置
JP6503268B2 (ja) 直列共振型電源装置の制御方法及び制御装置
JPH0564461A (ja) ハーフブリツジ形電力変換回路
JPS61189167A (ja) スイツチング電源装置
JPH01295675A (ja) 直流電源装置用スナバ回路
JPS6281977A (ja) 直列接続形dc−dcコンバ−タの電流平衡装置
JPS62290356A (ja) スイツチング電源
JP2628059B2 (ja) 直流電源装置
JPH11332251A (ja) 電流制御型インバータ回路、その制御方法、コンデン サ充電器及びそれを備えたレーザ装置
JP6802048B2 (ja) 制御装置
JPH04362714A (ja) 電流電圧変換回路
SU447693A1 (ru) Стабилизированный выпр митель
CN117616680A (zh) 一种用于两个dc链路电容器的串联连接的平衡器电路、用于控制平衡器电路的方法及转换器装置
JPH01117653A (ja) 電力変換器
JP2004129438A (ja) 共振型スイッチング電源装置