JPS635993B2 - - Google Patents

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JPS635993B2
JPS635993B2 JP57001456A JP145682A JPS635993B2 JP S635993 B2 JPS635993 B2 JP S635993B2 JP 57001456 A JP57001456 A JP 57001456A JP 145682 A JP145682 A JP 145682A JP S635993 B2 JPS635993 B2 JP S635993B2
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JP
Japan
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power supply
current
series
resonant
switch element
Prior art date
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Expired
Application number
JP57001456A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS58119015A (en
Inventor
Mikio Maeda
Toshiaki Sato
Masahiro Kosaka
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57001456A priority Critical patent/JPS58119015A/en
Priority to US06/455,533 priority patent/US4563731A/en
Priority to DE19833300428 priority patent/DE3300428A1/en
Publication of JPS58119015A publication Critical patent/JPS58119015A/en
Publication of JPS635993B2 publication Critical patent/JPS635993B2/ja
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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
    • H02M3/33571Half-bridge at primary side of an isolation transformer
    • 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
    • H02M3/01Resonant DC/DC converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は直列共振型DC―DCコンバータを具備
した定電圧電源装置に関するものである。 従来の定電圧電源装置として、特に主流となつ
ているのはスイツチ素子のオン・オフ動作のパル
ス幅制御方式を用いたスイツチングレギユレータ
である。スイツチングレギユレータは高効率であ
るということから、機器の小型,軽量化に役立つ
ているが、原理的に電圧,電流が急峻に変化する
時間,即ちスイツチングタイムが存在するため
に、スイツチング損失が大きい、不要輻射雑音が
大きい,伝導雑音が大きい等と言つた欠点をも
つ。そのためスイツチングレギユレータの使用範
囲は限定され、特に音響機器の電源として使用す
る場合には、入出力部にノイズに対する減衰量の
大きいフイルターを挿入したり、完全密閉したシ
ールドを施す等のノイズ対策をしなければなら
ず、コストアツプになつたり信頼性の低下といつ
た問題点がある。 その一つの解決手段として第1図に示すよう
に、共振用コイルと共振用コンデンサを直列に接
続し、スイツチ素子を交互にオン,オフすること
によりトランスを介して所定の出力エネルギーを
得る直列共振型DC―DCコンバータが提案されて
いる。第1図において、1,2は直流電源、3,
4は例えばトランジスタ、サイリスタ等のスイツ
チ素子、5は共振用コンデンサ、6は共振用コイ
ル、7はもれインダクタンスのない理想的なコン
バータトランス9の1次巻線で、前記の共振用コ
ンデンサ5と共振用コイル6と直列に接続されて
いる。8は上記コンバータトランス9の2次巻線
で、その出力は整流用ダイオード10を介して平
滑用の電解コンデンサ11に接続されている。1
2は負荷抵抗である。スイツチ素子3と4は交互
に切り換わるようになつており、スイツチ素子3
がオン,スイツチ素子4がオフの時、直流電源1
→スイツチ素子3→コンバータトランス9の1次
巻線7→共振用コイル6→共振用コンデンサ5→
直流電源1というループで、正弦波状の電流が流
れる。一方、スイツチ素子3がオフでスイツチ素
子4がオンの時は、直流電源2→共振用コンデン
サ5→共振用コイル6→1次巻線7→スイツチ素
子4→直流電源2のループで正弦波状の電流が流
れる。その周期は、共振用コンデンサ5のキヤパ
シタンスC5と共振用コイル6のインダクタンス
L6で決まる2π√5 6である。その動作波形を第
2図に示す。第2図において、a,bはスイツチ
素子3,4のタイミングチヤートを示し、cはそ
れに対応して流れる電流波形を示す。第2図から
明らかなように、スイツチ素子3,4の切り換り
時においては、電流が零となるためにスイツチン
グ損失は著しく減少し、高効率となるばかりでな
く、不要輻射雑音,伝導雑音の低減を図ることが
できる。 しかしながら第1図のような直列共振型DC―
DCコンバータにおいては、入力および負荷の大
幅な変化に対して、出力を安定化することが難し
く、いかに出力電圧を定定に制御するかが大きな
問題として残されていた。 本発明は、このような直列共振型DC―DCコン
バータにおいて、制御が簡単で、また範囲の広い
制御機能をもつ高効率・低ノイズの定電圧電源装
置を提供しようとするものである。 第3図に本発明の第1の実施例の回路図を示
す。同図において、第1図で説明したものと同じ
ものは同じ符号を付している。この第3図におい
て第1図の構成と異なる点は、共振用コンデンサ
5と並列に制御用コンバータトランス14の1次
巻線13を接続し、その2次巻線15を整流用ダ
イオード16を介して電気的負荷抵抗12に接続
したことである。なお、17は制御回路で、誤差
増幅回路,発振回路,振り分け回路,駆動回路等
から構成されており、スイツチ素子3,4を適当
な間隔で交互にオン,オフさせる。 次に、本発明の実施例の動作を説明する前に、
まず直列共振型DC―DCコンバータの制御原理に
ついて第1図を参照して説明する。 第1図において、スイツチ素子3(または4)
がオンで、スイツチ素子4(または3)がオフの
時にコンバータトランス9の1次巻線7に流れる
正弦波状の電流i1は次式で示される。 ここで、0tπ√5 6,α=RS/2L6
The present invention relates to a constant voltage power supply device equipped with a series resonant DC-DC converter. As a conventional constant voltage power supply device, a switching regulator that uses a pulse width control method for on/off operation of a switching element is particularly popular. Switching regulators are highly efficient and are useful for making devices smaller and lighter. However, in principle, there is a period of time during which voltage and current change rapidly, that is, switching time. It has disadvantages such as high loss, high unnecessary radiation noise, and high conduction noise. Therefore, the scope of use of switching regulators is limited, and especially when used as a power source for audio equipment, it is necessary to insert a filter with a large amount of noise attenuation into the input/output section, or to apply a completely sealed shield. Countermeasures have to be taken, and there are problems such as increased costs and decreased reliability. As shown in Figure 1, one solution is to connect a resonant coil and a resonant capacitor in series, and by alternately turning on and off a switch element, a series resonance system is used to obtain a predetermined output energy via a transformer. A type DC-DC converter has been proposed. In Fig. 1, 1 and 2 are DC power supplies, 3,
4 is a switching element such as a transistor or thyristor, 5 is a resonant capacitor, 6 is a resonant coil, and 7 is the primary winding of an ideal converter transformer 9 without leakage inductance, which is connected to the resonant capacitor 5 described above. It is connected in series with the resonance coil 6. 8 is a secondary winding of the converter transformer 9, the output of which is connected to a smoothing electrolytic capacitor 11 via a rectifying diode 10. 1
2 is a load resistance. Switch elements 3 and 4 are designed to switch alternately, and switch element 3
is on and switch element 4 is off, DC power supply 1
→ Switch element 3 → Primary winding 7 of converter transformer 9 → Resonant coil 6 → Resonant capacitor 5 →
A sinusoidal current flows in a loop called DC power supply 1. On the other hand, when switch element 3 is off and switch element 4 is on, a sinusoidal waveform is generated in the loop of DC power supply 2 → resonance capacitor 5 → resonance coil 6 → primary winding 7 → switch element 4 → DC power supply 2. Current flows. The period is determined by the capacitance C5 of the resonant capacitor 5 and the inductance of the resonant coil 6.
2π√ 5 6 determined by L 6 . The operating waveforms are shown in FIG. In FIG. 2, a and b show timing charts of the switch elements 3 and 4, and c shows a corresponding current waveform. As is clear from Fig. 2, when the switch elements 3 and 4 are switched, the current becomes zero, so the switching loss is significantly reduced, resulting in not only high efficiency but also unnecessary radiation noise and conduction noise. It is possible to reduce the However, a series resonant DC as shown in Figure 1
In DC converters, it is difficult to stabilize the output in response to large changes in input and load, and a major problem remains as to how to control the output voltage at a constant level. The present invention aims to provide a high-efficiency, low-noise constant voltage power supply device that is easy to control and has a wide range of control functions in such a series resonant DC-DC converter. FIG. 3 shows a circuit diagram of the first embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those explained in FIG. 1 are given the same reference numerals. The difference between the configuration in FIG. 3 and the configuration in FIG. 1 is that the primary winding 13 of the control converter transformer 14 is connected in parallel with the resonant capacitor 5, and the secondary winding 15 is This is because it is connected to the electrical load resistor 12. A control circuit 17 is composed of an error amplification circuit, an oscillation circuit, a distribution circuit, a drive circuit, etc., and turns the switch elements 3 and 4 on and off alternately at appropriate intervals. Next, before explaining the operation of the embodiment of the present invention,
First, the control principle of a series resonant DC-DC converter will be explained with reference to FIG. In FIG. 1, switch element 3 (or 4)
The sinusoidal current i 1 flowing through the primary winding 7 of the converter transformer 9 when the switch element 4 (or 3) is on and the switch element 4 (or 3) is off is expressed by the following equation. Here, 0tπ√ 5 6 , α=R S /2L 6 ,

【式】 Ec;直流電源1または2の電圧 Vp;1次側に換算された出力電圧 Vc;共振用コンデンサ5の初期充電電圧値 Rs;第1図の等価直列損失抵抗 上式で示される共振電流の平均値が理想的なコ
ンバータトランス9を介して、適当な1―2次巻
線比をもつて2次側に伝達される電流、すなわち
負荷電流となる。(Ec−Vp)≪Vcより、上記共振
用コンデンサ5の初期充電電圧値Vcを制御する
ことにより、共振電流i1(t)が制御され、その
結果、負荷電流が制御される。 本発明は、この原理を応用したもので、共振用
コンデンサ5の初期充電電圧値を共振用コンデン
サ5と並列に付加した制御用コンバータトランス
14により制御し、出力直流電圧を安定化しよう
とするものである。 さて本発明の実施例である第3図の各部の動作
波形を示した第4図を参照して第3図の本発明の
実施例の動作について説明する。第4図におい
て、a,bはスイツチ素子3,4のタイミングチ
ヤートを示し、cのi1(t)はコンバータトラン
ス9の1次巻線7に流れる電流を、i2(t)は制
御用コンバータトランス14の1次巻線13に流
れる電流を、υcp(t)は共振用コンデンサ5の両
端電圧を示す。 第3図において、時刻t1のとき、共振用コンデ
ンサ5の初期充電電圧値を−υcp3とする。時刻t1
からt4の間、スイツチ素子3はオン,スイツチ素
子4はオフとすると、直流電源1のプラス側→ス
イツチ素子3→コンバータトランス9の1次巻線
7→共振コイル6→共振用コンデンサ5→直流電
源1のマイナス側というループで共振電流i1(t)
が流れる。制御用コンバータトランス14の1次
巻線13に流れる電流i2(t)は、t1tt2の間
は、制御用コンバータトランス14の励磁電流と
なつている。共振用コンデンサ5の電圧υcp(t)
は共振電流i1(t)と、上記の励磁電流とによつ
て上昇し、それに伴い制御用コンバータトランス
14の2次巻線15の電圧も上昇し、時刻t2で出
力電圧+整流用ダイオード16の順方向降下電圧
以上となると、整流用ダイオード16はオンとな
り、出力に向かつて電流が流れる。この電流が流
れることにより、制御用コンバータトランス14
の1次巻線13に流れていた電流方向が反転し、
すなわち共振用コンデンサ5の充電電荷は放電を
開始する。この放電電流i2(t)の周期は共振用
コンデンサ5のキヤパシタンスC5と制御用コン
バータトランス14のもれインダクタンスLlによ
つて決定され、約π√5 lの値となる。 次にt2tt3においては共振用コンデンサ5
には共振電流i1(t)が流入し、同時に制御用コ
ンバータトランス14を介して放電電流i2(t)
が流入する。この期間においては|i1(t)|>|
i2(t)|となるから、共振用コンデンサ5の電圧
は上昇し、|i1(t)|=|i2(t)|となる時、すな
わち時刻t3の時に最大値υcp1をもつ。 次にt3tt5の期間においては|共振電流i1
(t)|<|放電電流i2(t)|となるから、共振用
コンデンサ5の電圧はυcp1より下がり始める。さ
らに、t5tt6の期間においては、制御用コン
バータトランス14の励磁電流成分i2(t)によ
り、共振用コンデンサ5の電圧はさらに下がり、
時刻t6でυcp2となる。 時刻t6でスイツチ素子4はυcp2を共振用コンデ
ンサ5の初期充電電圧値として、前記の式で示し
た共振電流i1(t)が流れ始める。 上記のような動作を繰り返す時、スイツチ素子
3,4の周期Tを変えることにより、上記の動作
説明から明らかなように共振用コンデンサ5の初
期充電電圧値υcp2を変えることができる。すなわ
ち、スイツチ素子3,4の周期Tを変えることに
より、前記の式で示される共振電流i1(t)を変
化させることが可能となり、出力を制御できるこ
とになる。 以上のことから出力が上昇した時は周期Tを長
く、出力が下降した時は、周期Tを短くすること
で出力を制御することができる。 本発明の第2の実施例を第5図に示す。第5図
において第3図で説明したものと同じものは同じ
符号を付している。この第5図は、スイツチ素子
3,4と並列に、スイツチ素子3,4に流れる電
流方向と逆向きに電流を流すことのできるダイオ
ード18,19を付加したものである。この第5
図の回路は、第4図のt2tt5の間、すなわち
制御用コンバータトランス14を介して出力に電
流i2(t)が流れている期間ダイオード18(ま
たは19)を介して直流電源1(または2)へ帰
還電流i3(t)を流すことにより、共振コンデン
サ5の電圧υcp(t)を大きく変化させようとする
ものである。すなわち、共振用コンデンサ5の電
圧を変化させる要素として、第3図の回路におい
ては、制御用コンバータトランス14の1次巻線
13に流れる電流i2(t)だけであるが、第5図
の回路においてi2(t)に加えて、帰還電流i3(t)
を付加するようにしている。従つて、第5図の実
施例においては、第3図の実施例よりも、制御に
必要な周期Tの変化幅が少なく済む利点をもつ。
第6図a,b,cに第5図の動作波形を示す。 本発明の第3の実施例を第7図に示す。第7図
においても第3図で説明したものと同じものは同
じ符号を付している。先述の第5図の実施例にお
いて、帰還電流i3(t)はコンバータトランス9
の1次巻線7を介して直流電源1(または2)へ
もどるわけであるが、第7図の実施例において
は、コンバータトランス9の1次巻線7を介さず
に直接、共振用コンデンサ5より直流電源1(ま
たは2)へ帰還電流i3(t)を流すようにしたも
のである。このために、第7図において、別のダ
イオード20と別の共振用コイル21の直列接続
回路を、直流電源1と共振用コンデンサ5の直列
回路に対して直流電源1のプラス側にダイオード
20のカソード側が接続されるごとく接続し、ま
た、別のダイオード22と別の共振用コイル23
の直列接続回路を、直流電源2と共振用コンデン
サ5の直列回路に対して、直流電源2のマイナス
側にダイオード22のアノード側が接続されるご
とく接続している。 このような構成にすれば、帰還電流i3(t)に
は振用コンデンサ5より直接直流電源1(または
2)へ戻すことができる。また、第5図の実施例
においては帰還電流i3(t)の周期は共振電流i1
(t)と同じものとなるが、第7図の実施例にお
いては、共振用コイル21(または23)のイン
ダクタンス値を変えることにより、帰還電流i3
(t)の周期を必要に応じて変化させることがで
きる。 なお、以上においては、スイツチ素子を2つも
つハーフ・ブリツジの直列共振型DC―DCコンバ
ータについての実施例について示したが、スイツ
チ素子を4つもつフル・ブリツジの直列共振型
DC―DCコンバータにおいても同様な効果を期待
できることはもちろんのことであり、また理想的
なコンバータトランス9の代わりに、共振用コイ
ル6と同じ値のもれインダクタンスをコンバータ
トランス7にもたせることにより、共振用コイル
6を省略することもできる。 このように本発明によれば、簡単な構成によ
り、直列共振型DC―DCコンバータ特長を生かし
ながら、広範囲の入出力変動に対して出力電圧を
安定化することができるという、すぐれた効果を
得ることができるものがある。
[Formula] E c ; Voltage of DC power supply 1 or 2 V p ; Output voltage converted to the primary side V c ; Initial charging voltage value R s of resonance capacitor 5 ; Equivalent series loss resistance in Fig. 1 Above formula The average value of the resonant current represented by is the current transmitted to the secondary side through the ideal converter transformer 9 with an appropriate primary-secondary winding ratio, that is, the load current. (E c − V p )≪V c By controlling the initial charging voltage value V c of the resonance capacitor 5, the resonance current i 1 (t) is controlled, and as a result, the load current is controlled. . The present invention applies this principle, and attempts to stabilize the output DC voltage by controlling the initial charging voltage value of the resonance capacitor 5 using a control converter transformer 14 added in parallel with the resonance capacitor 5. It is. Now, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be explained with reference to FIG. 4, which shows operational waveforms of each part of FIG. 3, which is an embodiment of the present invention. In Fig. 4, a and b indicate the timing charts of the switch elements 3 and 4, i 1 (t) in c indicates the current flowing in the primary winding 7 of the converter transformer 9, and i 2 (t) indicates the current flowing in the primary winding 7 of the converter transformer 9. υ cp (t) represents the current flowing through the primary winding 13 of the converter transformer 14, and the voltage across the resonance capacitor 5. In FIG. 3, at time t1 , the initial charging voltage value of the resonance capacitor 5 is −υ cp3 . time t 1
From t4 , switch element 3 is on and switch element 4 is off, then the positive side of DC power supply 1 → switch element 3 → primary winding 7 of converter transformer 9 → resonance coil 6 → resonance capacitor 5 → Resonant current i 1 (t) in the negative side loop of DC power supply 1
flows. The current i 2 (t) flowing through the primary winding 13 of the control converter transformer 14 serves as the exciting current of the control converter transformer 14 during t 1 tt 2 . Voltage of resonance capacitor 5 υ cp (t)
increases due to the resonance current i 1 (t) and the above excitation current, and the voltage of the secondary winding 15 of the control converter transformer 14 also increases, and at time t 2 the output voltage + rectifier diode increases. 16, the rectifying diode 16 turns on and current flows toward the output. As this current flows, the control converter transformer 14
The direction of the current flowing through the primary winding 13 of is reversed,
That is, the charge in the resonance capacitor 5 starts discharging. The period of this discharge current i 2 (t) is determined by the capacitance C 5 of the resonance capacitor 5 and the leakage inductance L l of the control converter transformer 14, and has a value of approximately π√ 5 l . Next, at t 2 tt 3 , the resonance capacitor 5
A resonance current i 1 (t) flows into the , and at the same time a discharge current i 2 (t) flows through the control converter transformer 14.
will flow in. In this period |i 1 (t)|>|
Since i 2 (t)|, the voltage of the resonant capacitor 5 increases and reaches the maximum value υ cp1 when |i 1 (t)|=|i 2 (t)|, that is, at time t 3 . Motsu. Next, in the period t 3 tt 5 | resonant current i 1
Since (t)|<|discharge current i 2 (t)|, the voltage of the resonance capacitor 5 begins to fall below υ cp1 . Furthermore, during the period t 5 tt 6 , the voltage of the resonance capacitor 5 further decreases due to the exciting current component i 2 (t) of the control converter transformer 14.
At time t 6 , υ cp2 . At time t6 , the switch element 4 sets υ cp2 as the initial charging voltage value of the resonance capacitor 5, and the resonance current i 1 (t) shown by the above equation starts to flow. When repeating the above operation, by changing the period T of the switch elements 3 and 4, the initial charging voltage value υ cp2 of the resonance capacitor 5 can be changed, as is clear from the above operation description. That is, by changing the period T of the switch elements 3 and 4, it becomes possible to change the resonance current i 1 (t) shown by the above equation, and the output can be controlled. From the above, the output can be controlled by lengthening the period T when the output increases and by shortening the period T when the output decreases. A second embodiment of the invention is shown in FIG. In FIG. 5, the same parts as those explained in FIG. 3 are given the same reference numerals. In FIG. 5, diodes 18 and 19 are added in parallel with the switch elements 3 and 4, allowing current to flow in the direction opposite to that flowing through the switch elements 3 and 4. This fifth
The circuit shown in the figure is connected to the DC power source 1 through the diode 18 (or 19) during t 2 tt 5 in FIG. By flowing a feedback current i 3 (t) to (or 2), the voltage υ cp (t) of the resonant capacitor 5 is intended to be greatly changed. That is, in the circuit of FIG. 3, the only element that changes the voltage of the resonant capacitor 5 is the current i 2 (t) flowing through the primary winding 13 of the control converter transformer 14, but in the circuit of FIG. In addition to i 2 (t) in the circuit, the feedback current i 3 (t)
I am trying to add . Therefore, the embodiment of FIG. 5 has the advantage that the range of change in the period T required for control is smaller than that of the embodiment of FIG. 3.
6a, b, and c show the operating waveforms of FIG. 5. A third embodiment of the invention is shown in FIG. In FIG. 7, the same parts as those explained in FIG. 3 are given the same reference numerals. In the embodiment of FIG. 5 described above, the feedback current i 3 (t) is
However, in the embodiment shown in FIG. 5, a feedback current i 3 (t) is made to flow to the DC power supply 1 (or 2). For this purpose, in FIG. 7, a series connection circuit of another diode 20 and another resonance coil 21 is connected to the positive side of the DC power supply 1 with respect to the series circuit of the DC power supply 1 and the resonance capacitor 5. Connect as if the cathode side is connected, and also connect another diode 22 and another resonance coil 23.
is connected to the series circuit of the DC power supply 2 and the resonant capacitor 5 such that the anode side of the diode 22 is connected to the negative side of the DC power supply 2. With this configuration, the feedback current i 3 (t) can be directly returned to the DC power supply 1 (or 2) via the diversion capacitor 5. In addition, in the embodiment shown in FIG. 5, the period of the feedback current i 3 (t) is equal to the resonant current i 1
(t), but in the embodiment shown in FIG. 7, by changing the inductance value of the resonant coil 21 (or 23), the feedback current i 3
The period of (t) can be changed as necessary. In the above, an example of a half-bridge series resonant type DC-DC converter with two switch elements has been shown, but a full bridge series resonant type converter with four switch elements has been described.
Of course, a similar effect can be expected in a DC-DC converter, and by providing the converter transformer 7 with a leakage inductance of the same value as the resonant coil 6 instead of the ideal converter transformer 9, The resonance coil 6 can also be omitted. As described above, the present invention has the excellent effect of stabilizing the output voltage over a wide range of input/output fluctuations with a simple configuration while taking advantage of the features of the series resonant DC-DC converter. There are things you can do.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の直列共振型DC―DCコンバータ
の回路図、第2図a,b,cは第1図における各
部の動作波形図、第3図は本発明の第1の実施例
の回路図、第4図a,b,cは第3図の実施例に
おける各部の動作波形図、第5図は本発明の第2
の実施例の回路図、第6図a,b,cは第5図の
実施例における各部の動作波形図、第7図は本発
明の第3の実施例の回路図である。 1,2……直流電源、3,4……スイツチ素
子、5……共振用コンデンサ、6……共振用コイ
ル、7……1次巻線、8……2次巻線、9……コ
ンバータトランス、10……整流用ダイオード、
11……平滑用電解コンデンサ、12……電気的
負荷抵抗、13……1次巻線、14……制御用コ
ンバータトランス、15……2次巻線、16……
整流用ダイオード、17……制御回路、18,1
9,20,22……ダイオード、21,23……
共振用コイル。
Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional series resonant DC-DC converter, Fig. 2 a, b, and c are operation waveform diagrams of each part in Fig. 1, and Fig. 3 is a circuit diagram of the first embodiment of the present invention. Figures 4a, b, and c are operation waveform diagrams of each part in the embodiment of Figure 3, and Figure 5 is a diagram of the second embodiment of the present invention.
FIGS. 6a, b, and c are operation waveform diagrams of various parts in the embodiment of FIG. 5, and FIG. 7 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention. 1, 2...DC power supply, 3, 4...Switch element, 5...Resonance capacitor, 6...Resonance coil, 7...Primary winding, 8...Secondary winding, 9...Converter Transformer, 10... rectifier diode,
11...Smoothing electrolytic capacitor, 12...Electrical load resistance, 13...Primary winding, 14...Control converter transformer, 15...Secondary winding, 16...
Rectifier diode, 17... Control circuit, 18, 1
9, 20, 22...diode, 21, 23...
Resonant coil.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 入力直流電源に対し、オン・オフ動作を行な
うスイツチ素子と共振用コンデンサと第1の変換
トランスの1次巻線とを直列に接続し、上記変換
トランスの2次巻線に整流・平滑回路を接続し、
その出力端子に接続される電気的負荷に直流電圧
を供給するように構成した直列共振型DC―DCコ
ンバータを具備し、かつ前記共振用コンデンサと
並列に別の第2の変換トランスの1次巻線を接続
するとともに、その第2の変換トランスの2次巻
線を整流器を介して前記出力端子の電気的負荷に
接続するように構成したことを特徴とする定電圧
電源装置。 2 特許請求の範囲第1項の記載において、スイ
ツチ素子には、そのスイツチ素子の導通方向と反
対方向に導通するようにダイオードが並列に接続
されていることを特徴とする定電圧電源装置。 3 特許請求の範囲第1項の記載において、入力
直流電源と共振用コンデンサの直列回路に対し
て、ダイオードと別の共振用コイルとの直列接続
回路を、そのダイオードが逆方向にバイアスされ
るごとく接続してなることを特徴とする定電圧電
源装置。
[Scope of Claims] 1. A switch element that performs on/off operation, a resonant capacitor, and a primary winding of a first conversion transformer are connected in series with respect to an input DC power supply, and a secondary winding of the conversion transformer is connected in series. Connect a rectifier/smoothing circuit to the wire,
A series resonant DC-DC converter configured to supply a DC voltage to an electrical load connected to the output terminal thereof, and a primary winding of another second conversion transformer in parallel with the resonant capacitor. 1. A constant voltage power supply device, characterized in that the constant voltage power supply device is configured such that the secondary winding of the second conversion transformer is connected to the electrical load of the output terminal via a rectifier. 2. A constant voltage power supply device as set forth in claim 1, wherein a diode is connected in parallel to the switch element so as to conduct in a direction opposite to the conduction direction of the switch element. 3 In the statement of claim 1, a series connection circuit of a diode and another resonance coil is connected to a series circuit of an input DC power supply and a resonance capacitor so that the diode is biased in the opposite direction. A constant voltage power supply device characterized by being connected.
JP57001456A 1982-01-07 1982-01-07 Constant voltage power source device Granted JPS58119015A (en)

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