JPS6289478A - Dc−dcコンバ−タ - Google Patents

Dc−dcコンバ−タ

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JPS6289478A
JPS6289478A JP2819486A JP2819486A JPS6289478A JP S6289478 A JPS6289478 A JP S6289478A JP 2819486 A JP2819486 A JP 2819486A JP 2819486 A JP2819486 A JP 2819486A JP S6289478 A JPS6289478 A JP S6289478A
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Susumu Nakajima
晋 中島
Kiyotaka Yamauchi
山内 清隆
Osamu Shimoe
治 下江
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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】 [産業−1−の利用分野] 本発明はD C−I) Cコンバータに関するものであ
り、特に可飽和リアクトルを用いて出力の制御を行なう
D C−1’) Cコンバータの改良に関する。
[従来の技術] DC−DCコンバータによりいては、可飽和リアクトル
による型磁証制御方式が広く用いられている。
第7図にレーミー型磁気制御方式1石フォヮー型DC−
DCコンバータの回路構成図を示す。本方式においては
、可飽和リアクトル9.ダイオード]5、制御回路網1
6より構成されたレーミーの半波形磁気増幅器により出
力の安定化が行なオ〕れすなわち出力電圧を端子17.
18で検出し、前記出力電圧に1.t、:して制御回路
網16が図中破線で示す経路で可飽和リアクトル9に流
すリセッ1−電流jrにより出力電圧の安定化が行なわ
れている(電気学会マタネティクス研究会資料MAG8
4−23参照)。
また、第8図はレーミー型磁気制御方式ハーフブリッジ
型DC−DCコンバータの回路構成であり、本方式の動
作も、第7図の場合と基本的には同様である。本方式に
おいては、可飽和リアクトル9−1.9−2、ダイオー
ド 15−1.15−2、制御回路網I6より構成され
たレーミーの全波形磁気増幅器により出力の安定化が行
なわれる。本方式の動作も、基本的には半波形磁気増幅
器の場合と同様である。なお、プッシュプル型、フルブ
リッジ型D C−I) Cコンバータの場合にも第8図
の主変圧器5の2次側の回路構成は同様であり、出力の
安定化には、全波形磁気増幅器が用いられる。
[発明が解決しようとする問題点コ 第7図の回路構成においては、リセッ1〜電源11・が
主変圧器5に流入するため、主変圧器5が偏磁し、極端
な場合にはスイッチ素子3が破壊に至という問題点があ
った1、また、スイッチ素子3のオフ期間に生じる、主
変圧器5の巻線7のインダクタンスとスイッチ素子;3
の主電極間(コレクターエミッタ間)の接合容量及び主
スィッチ3のターンオフ時に生ずるサージ電圧を吸収す
るために設けるスナバ−回路の容量によって生じる共振
電流の影響で可飽和リアクトル9の損失が大幅に増−3
= 加するという問題点もあった(電気学会マグネティクス
研究会資料MAG84−271参照。)この可飽和リア
ク1〜ル9の損失が大幅に増加する問題点は全波形でも
同様である。
以上説明した共振電流の影響による可飽和リアクトルの
異常i1.x度1−昇は、第5図に示す制御磁化特性H
−ΔBの関係を示す曲線がアモルファス磁心のように原
点に近いところに位置する磁心を用いたときのほうが著
しかった。(制御磁化特性に関しては例えば、村1−孝
−著「磁気応用工学」朝食書店参照) [問題点を解決するための手段] 以上の問題点を解決するために、本発明は第1に半波形
増幅器として少なくとも1以上の2次巻線を有する主変
圧器と、該主変圧器の1次側に接続された少なくとも1
個のスイッチ素子と直流電源とを有する1次回路と、前
記主変圧器の2次側に接続された整流回路と、前記主変
圧器の2次巻線の前記スイッチ素子がオンの時市極とな
る一端との間に可飽和リアクトルを挿入して2次側制御
=4= するD C−D Cコンバータにおいて、前記整流回路
出力を検知し前記可飽和リアクトルに制御信号を出力す
る制御回路網を有し、前記可飽和リアクトルとして出力
巻線と共に制御巻線を設け、該制御巻線の一端を前記制
御回路網の出力端に、他端を前記制御回路網の出力端の
負極側に接続したことを特徴とするものである。
第2に全波形磁気増幅器として、少なくとも1以上の中
間タップ付き2次巻線を有する主変圧器と、該主変圧器
の1次側に接続されたオン期間の相異なる2個のスイッ
チ素子と直流電源とを有する1磁回路と、前記主変圧器
の2次側に接続された全波整流回路と、前記主変圧器の
2次巻線の両端にそれぞれ可飽和リアクトルを挿入して
2次制御するDC−DCコンバータにおいて前記整流回
路の出力を検知し前記2個の可飽和リアクトルに制御電
流を出力する制御回路網を有し、前記2個の可飽和リア
クトルに出力巻線と共に制御巻線を設け、前記2個の可
飽和リアクトルの制御巻線を直列接続するとともに該制
御巻線の一端を前記制御回路網の出力端の11(極側に
、他端を+I!I i?!:制餌j回路網の出力端の負
極側に接続したことを特徴とするものである1、 [実施例] 以下本発明4実施例により詳細に説明する。
(実施例1) 第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
第1図に於いてスイッチ素1’−3がオンすると直流電
源1が−iモ変圧盟5の1次巻線7を経て2次巻線8に
電圧を誘A4 L、、これがiil飽和飽和リアー1〜
ル9力巻線19に印加されろ。この際、可飽和リアクト
ル9の出力巻線1!′(は、出力電圧の検出4+tf、
に応じた所定の期間スイッチ索子3がオンすることによ
り主変圧器!’S (7) 2次巻線8に生ずる電圧を
聞+h Lだ後飽和する1、 この結果、可飽和リアクトル9の出力巻線19の後段に
は、スイッチ素子;3のオンIC11間からIIf飽和
リアすトル9の出力巻線】9が1;11止した期間を差
し引いた期間、電圧が供給され、出力電圧が安定化され
る。
この可飽和リアクトル9の出力巻線19が電圧をIll
市する期間は端子]−7,i、8で検出された出力電圧
に応して制御回路網16がリセット電流を可飽和リアク
トル9の制御巻線20にダイオード15を通すことによ
り2次側で直接制御される。
この際、リセット電流は、主変圧器5の2次巻線8に流
入しないため、従来技術のように主変圧器を偏磁するこ
とがなくなった。また可飽和リック1−ル9を負荷巻線
]9のみでなく制御巻線20を磁気結合した構成とした
ため主スィッチ素子3がオフの期間に前記共振電流に起
因して可飽和リアク(〜ル9に流れる電流があったにし
ても、その影響を防止することができる(電気学会資料
マグネティクス研究会MAG84−24参照)。
更に本願発明者は、第1図に示すような回路構成をとる
ことによりスイッチング電源の致命的欠点と言われるノ
イズを低減する効果のあることも見出した。すなオ)ち
、本願発明の技術的思想の具体化として第10図に示す
ような構成もとれるが、このような構成を比較例として
本願発明によるDC−DCコンバータのノイズ71+1
1定結果を第11〜13図に示す。第11図は低減放射
ノイズを、第12図は高域放射ノイズを、第173図は
頌音端r−電圧を示す。いずれも厳しいθζ現制として
知られるドイツのV F)E (11175class
tl限界値に比較例よりも余裕をもっで、適合してj;
++、今後厳しくなることが予視されるノイズ規制に対
して、その産業上の利用性は顕著である。
(実施例2) 本発明を多出力回路に応用した一実施例を第2図に示す
。基本的な回路動作は実施例】と同しであり、主変圧器
5の2次巻線:30にも同様に巻数比に応じた電圧を誘
起し、整流平滑され出力電圧V O1を発生する。この
出力電圧の制御は、出力電圧V。、を検出し制御回路4
により主スィッチ素子3のパルス幅殻直接変えることに
よってなされている。
また、制御回路網16において、出力電圧V。2を分割
抵抗27と28によj1分割された電圧がシャン1へレ
ギュレータ26(本素子の動作はりファレンズ化)J−
値に応じて、カソード・アノード間の電圧を変化させう
る可変ツェナーダイオードである)のリファ1ノンス端
子に印加される。この時、出力電圧V。2の変動に応じ
てリファレンス端子電圧が変化し、これによってカソー
ド・アノード間電圧がそれに応じて変化し、制御用トラ
ンジスタ22のバイアス量が変化することにより可飽和
リアクトルのりセラ1〜電流が出力電圧■。、に応じて
変化することにより出力電圧の安定化を図るものである
第1表は、各種可飽和リアクトル磁心を用いたときの本
実施例における可飽和リアクトル9の温度ト昇と、第4
図に示すレーミ一方式における可飽和リアクトル9の温
度−I−昇の比較を示す。ここで入出力条件は下記の通
りである。
本発明により、可飽和リアアクドルの温度−E昇が低減
でき、その効果は特にアモルファス磁心のように第9図
におけるT(−Δ■3の曲線が原点に近い所に位置する
磁心はど顕著である。
入力 DC130V  周波数 1− (’) 0kl
IzVo、=    5V   T、1=1 0AV、
2=   IOV   T、、、=   4AAl1 (実施例3) 本発明をハーフブリッジ型DC−DCコンバータに応用
した回路構成図を第3図に示す。回路動作は実施例1と
同様である。
本方式によれば、可飽和リアクトルを2ケ使用するため
、それぞれの可飽和リアクトル9−1が主スイッチ素子
3−2のオフ期間、可飽和リアクトル9−2が主スイッ
チ素子3−1のオフ期間というように交互に充分な制御
期間を利用できるため制御が可能であるという効果があ
る。
また、磁心材質を変えたときの可飽和リアクトル9−1
..9−2の温度−1−昇と、比較例として第4図に示
したレーミー型回路を2方式DC−DCコンバータに用
いた場合の可飽和リアクトルの温度上昇を比較すると、
第2表に示す如く、本発明の場合は温度l−昇が極めて
改良されており、この傾向はアモルファス磁心のように
第9図におけるH−△Bの曲線が原点に近い所に位置す
る磁心はど顕著である。
なお入出力条件は下記の通りである。
=11− 人力 DC130V  周波数 1.00kHz出力 
12VIOA (実施例4) 本発明をプッシュプル型D C−1) Cコンバータに
応用した回路構成図を第4図に示す。本回路の全波形磁
気増幅器の動作は第3図と同様であり、従来のレーミ一
方式に比べ可飽和リアクトル9−1.9−2の温度」二
昇は大幅に改善される。
(実施例5) 本発明をフルブリッジ型DC−DCコンバータに応用し
た回路構成を第5図に示す。本回路の動作及び効果は実
施例3及び4と同様である。
(実施例6) 第6図は本発明をプッシュプル型多用力DC−DCコン
バータに応用した回路構成図である。なお、主変圧器5
の1次側はハーフブリッジ型あるいはフルブリッジ型と
しても効果は同様である。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように本発明によれば主変圧器
の偏磁を防止し、もって破壊しにくいDC−DCコンバ
ータが実現するとともに、可飽和リアクトルの温度上昇
を著しく低減する効果もあること、又ノイズ発生も低減
した構成となること等、実用性の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1石フォワード型D C−1’) C
コンバータへの実施例を示す構成図、第2図は本発明の
1石フォワード型の多出力回路への一応用例を示す構成
図、第3図は本発明のハーフブリッジ型D C−1) 
Cコンバータへの一応用例を示す構成図、第4図は本発
明のプッシュプル型D C−DCコンバータへの一応用
例を示す構成図、第5図は、本発明のフルブリッジ型I
I C−D Cコンバータへの一応用例を示す構成図、
第6図は本発明の2石式多出力D C−D Cコンバー
タへの一応用例を示す構成図、第7図は従来のレーミー
型磁気制御方式1石フォワー1へ型1) 0−I) C
コンバータの構成図、第8図は従来のレーミー型ハーフ
ブリッジ型D C−D Cコンバータの構成図、第9図
は各種可飽和磁心の制御磁化特性である。第10図は本
願発明の一比較例を示回路構成図、第11図は低減放射
ノイズの1llll定値を示す図、第12図は高域放射
ノイズの測定値を示す図、第13図は雑音端子電圧の1
1定値を示す図である。 図面の浄書(内容に変更なし) 第 / 図 第 2 図 率 3 図 第 4 Z 第5図 第 6 図 第 7 図 第 8 図 ぐ 第 9 図 H(A/m)          /−/Lyn (ん
侮)第70図 恢      第11図 第1?図 (シフ7”EIp)gも−i導)資 手続補正書(ガへ) 事ヂ1の表示 昭和61年特前願第 281.94号 発明の名称 rl (ニー 1’l Gコンバータ 補正をする者 事件との関係  特許出願人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも1以上の2次巻線を有する主変圧器と、
    該主変圧器の1次側に接続された少なくとも1個のスイ
    ッチ素子と直流電源とを有する1次回路と、前記主変圧
    器の2次巻線の前記スイッチ素子がオンの時正極となる
    一端に可飽和リアクトルを挿入して2次側制御するDC
    −DCコンバータにおいて、前記整流回路の出力を検知
    し前記可飽和リアクトルに制御信号を出力する制御回路
    網を有し、前記可飽和リアクトルとして出力巻線と共に
    制御巻線を設け、該制御巻線の一端を前記制御回路網の
    出力端の正極側に、他端を前記制御回路網の出力端の負
    極側に接続したことを特徴とするDC−DCコンバータ
    。 2、少なくとも1以上の中間タップ付き2次巻線を有す
    る主変圧器と、該主変圧器の1次側に接続されたオン期
    間の異なる2個のスイッチ素子と直流電源とを有する1
    次回路と、前記主変圧器の2次側に接続された全波整流
    回路と、前記主変圧器の2次巻線の両端にそれぞれ可飽
    和リアクトルを挿入して2次側制御するDC−DCコン
    バータにおいて、前記整流回路の出力を検知し前記2個
    の可飽和リアクトルに制御信号を出力する制御回路網を
    有し、前記2個の可飽和リアクトルに出力巻線と共に制
    御巻線を設け、前記2個の可飽和リアクトルの制御巻線
    の一端を前記制御網の出力端の正極側に、他端を前記制
    御回路網の負極側に接続したことを特徴とするDC−D
    Cコンバータ。 3、主変圧器の1次側にスイッチ素子を4個用いてフル
    ・ブリッジ回路とした特許請求の範囲第2項記載のDC
    −DCコンバータ。 4、可飽和リアクトルの磁心としてアモルファスを用い
    た特許請求の範囲第1〜3項から選ばれる1つの項に記
    載のDC−DCコンバータ。
JP2819486A 1985-02-12 1986-02-12 Dc−dcコンバ−タ Granted JPS6289478A (ja)

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JP2489885 1985-02-12
JP60-24898 1985-02-12
JP60-135203 1985-06-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6289478A true JPS6289478A (ja) 1987-04-23
JPH0250710B2 JPH0250710B2 (ja) 1990-11-05

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02216508A (ja) * 1988-10-24 1990-08-29 American Teleph & Telegr Co <Att> 2点出力電源
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