JPS646628B2 - - Google Patents
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- JPS646628B2 JPS646628B2 JP58214511A JP21451183A JPS646628B2 JP S646628 B2 JPS646628 B2 JP S646628B2 JP 58214511 A JP58214511 A JP 58214511A JP 21451183 A JP21451183 A JP 21451183A JP S646628 B2 JPS646628 B2 JP S646628B2
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- Japan
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- converter
- voltage
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- transformer
- switch element
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- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion 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
- H02M3/325—Conversion 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
- H02M3/335—Conversion 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
- H02M3/33569—Conversion 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜発明の属する技術分野＞
本発明は、DC／DCコンバータに関し、さらに
詳しくは大出力化および高耐圧化のために２台の
１石式ON／ON形コンバータの１次側を直列に
接続し、２次側を並列接続した直列接続ON／
ON形のDC／DCコンバータの改良に関する。
詳しくは大出力化および高耐圧化のために２台の
１石式ON／ON形コンバータの１次側を直列に
接続し、２次側を並列接続した直列接続ON／
ON形のDC／DCコンバータの改良に関する。
＜従来例＞
１石式ON／ON形コンバータは第１図に示す
ように、入力電圧EINをスイツチ素子であるトラ
ンジスタQ1でオンオフしてトランスT1の１次巻
線N11に印加し、Q1がオンのときトランスT1の２
次巻線N12に誘起した電圧をダイオードD11，D12
チヨークL1、平滑用コンデンサC12で整流平滑し
て、負荷RLに直流電圧V0を供給するものであ
る。そして１石式ON／ON形コンバータでは、
スイツチ素子Q1のターンオフ時にトランスT1に
蓄積された励磁エネルギによる高圧のバツクスイ
ング電圧がスイツチ素子Q1の両側に生ずる。そ
こで、スイツチ素子Q1を保護するために、通常
はトランスT1にリセツト巻線N13を設け、ターン
オフ時にリセツト巻線N13をダイオードD3により
導通させ、その電圧を入力電圧EINにクランプす
ることによりトランスT1の１次巻線N11側の誘起
電圧を押えたり、抵抗R1、コンデンサC13および
ダイオードD14からなるスナバ回路S1を設けてク
ランプすることが行われている。ところでリセツ
ト巻線N13を設ける方式では、励磁エネルギを入
力電圧EINに返しているので、損失は少ないが、
リセツト巻線N13と１次巻線N11との結合が悪い
とバツクスイング電圧を十分にクランプすること
ができない。またスナバ回路を用いる方式では、
CRの時定数を大きくすればバツクスイング電圧
を低くクランプできるが、抵抗R1で電力を消費
するため損失が大きい。そこで実際の回路では、
第１図に示すように両者の伴用ということがよく
行われている。
ように、入力電圧EINをスイツチ素子であるトラ
ンジスタQ1でオンオフしてトランスT1の１次巻
線N11に印加し、Q1がオンのときトランスT1の２
次巻線N12に誘起した電圧をダイオードD11，D12
チヨークL1、平滑用コンデンサC12で整流平滑し
て、負荷RLに直流電圧V0を供給するものであ
る。そして１石式ON／ON形コンバータでは、
スイツチ素子Q1のターンオフ時にトランスT1に
蓄積された励磁エネルギによる高圧のバツクスイ
ング電圧がスイツチ素子Q1の両側に生ずる。そ
こで、スイツチ素子Q1を保護するために、通常
はトランスT1にリセツト巻線N13を設け、ターン
オフ時にリセツト巻線N13をダイオードD3により
導通させ、その電圧を入力電圧EINにクランプす
ることによりトランスT1の１次巻線N11側の誘起
電圧を押えたり、抵抗R1、コンデンサC13および
ダイオードD14からなるスナバ回路S1を設けてク
ランプすることが行われている。ところでリセツ
ト巻線N13を設ける方式では、励磁エネルギを入
力電圧EINに返しているので、損失は少ないが、
リセツト巻線N13と１次巻線N11との結合が悪い
とバツクスイング電圧を十分にクランプすること
ができない。またスナバ回路を用いる方式では、
CRの時定数を大きくすればバツクスイング電圧
を低くクランプできるが、抵抗R1で電力を消費
するため損失が大きい。そこで実際の回路では、
第１図に示すように両者の伴用ということがよく
行われている。
したがつてこのような１石式ON／ON形コン
バータを２台用いて、１次側を直列接続し、２次
側を並列接続して、大出力化およびスイツチ素子
の耐圧の軽減を図つた直列接続ON／ON形の
DC／DCコンバータにおいても、従来は第２図に
示すように、２台の１石式ON／ON形コンバー
タCV1，CV2にはそれぞれリセツト巻線N13，
N23とスナバ回路S1，S2が設けられている。この
ため構成が複雑になるとともに、スナバ回路等で
の損失が生ずる。
バータを２台用いて、１次側を直列接続し、２次
側を並列接続して、大出力化およびスイツチ素子
の耐圧の軽減を図つた直列接続ON／ON形の
DC／DCコンバータにおいても、従来は第２図に
示すように、２台の１石式ON／ON形コンバー
タCV1，CV2にはそれぞれリセツト巻線N13，
N23とスナバ回路S1，S2が設けられている。この
ため構成が複雑になるとともに、スナバ回路等で
の損失が生ずる。
また第２図の構成では、各コンバータCV1，
CV2のスイツチ素子Q1，Q2には分圧入力電圧E1
（コンデンサC11の両端電圧）、E2（コンデンサC21
の両端電圧）の２倍の耐圧が必要である。各コン
バータの等価入力インピーダンスが等しい場合に
はE1＝E2＝EIN／2であるので、スイツチ素子の耐
圧はEINだけあればよい。しかし等価インピーダ
ンスが異なると、E1≠E2となり一方が高くなる
ため、EIN以上の耐圧が必要となる。つまり第２
図の回路構成では、耐圧低減効果は少なく、安全
性を考慮するとスイツチ素子にはEINの２倍の耐
圧が必要になつてしまう。
CV2のスイツチ素子Q1，Q2には分圧入力電圧E1
（コンデンサC11の両端電圧）、E2（コンデンサC21
の両端電圧）の２倍の耐圧が必要である。各コン
バータの等価入力インピーダンスが等しい場合に
はE1＝E2＝EIN／2であるので、スイツチ素子の耐
圧はEINだけあればよい。しかし等価インピーダ
ンスが異なると、E1≠E2となり一方が高くなる
ため、EIN以上の耐圧が必要となる。つまり第２
図の回路構成では、耐圧低減効果は少なく、安全
性を考慮するとスイツチ素子にはEINの２倍の耐
圧が必要になつてしまう。
＜発明の目的＞
本発明の目的は、簡単な構成でバツクスイング
電圧を低損失でかつ確実にクランプできる手段を
有する直列接続ON／ON形のDC／DCコンバー
タを実現するにある。
電圧を低損失でかつ確実にクランプできる手段を
有する直列接続ON／ON形のDC／DCコンバー
タを実現するにある。
＜発明の要点＞
本発明は、２台の１石式ON／ON形コンバー
タの１次側を直列接続し、２次側を並列接続した
直列接続ON／ON形のDC／DCコンバータにお
いて、第１の１石式ON／ON形コンバータのス
イツチ素子がオフのとき、このON／ON形コン
バータのトランスと第２の１石式ON／ON形コ
ンバータのコンデンサとともに閉回路を形成する
第１のダイオードと、第２の１石式ON／ON形
コンバータのスイツチ素子がオフのとき、この
ON／ON形コンバータトランスと第１の１石式
ON／ON形コンバータのコンデンサとともに閉
回路を形成する第２のダイオードを設け、一方の
１石式ON／ON形コンバータのバツクスイング
電圧を他方の１石式ON／ON形コンバータの入
力電圧を利用してクランプするようにしたもので
ある。
タの１次側を直列接続し、２次側を並列接続した
直列接続ON／ON形のDC／DCコンバータにお
いて、第１の１石式ON／ON形コンバータのス
イツチ素子がオフのとき、このON／ON形コン
バータのトランスと第２の１石式ON／ON形コ
ンバータのコンデンサとともに閉回路を形成する
第１のダイオードと、第２の１石式ON／ON形
コンバータのスイツチ素子がオフのとき、この
ON／ON形コンバータトランスと第１の１石式
ON／ON形コンバータのコンデンサとともに閉
回路を形成する第２のダイオードを設け、一方の
１石式ON／ON形コンバータのバツクスイング
電圧を他方の１石式ON／ON形コンバータの入
力電圧を利用してクランプするようにしたもので
ある。
＜実施例の構成＞
第３図は本発明DC／DCコンバータの一実施例
を示す接続図である。第３図において、第２図の
従来例と異るところは、コンバータCV1側ではト
ランスT1をスイツチ素子Q1のエミツタフオロワ
形で駆動し、コンバータCV2側ではトランスT2
をスイツチ素子Q2のコレクタ側で駆動するよう
にし、トランスT1の１次巻線N11の一端ｂとトラ
ンスT2の１次巻線N21の一端ｃをコンデンサC11，
C21の接続点ｅに共通に接続するとともに、１次
巻線N11の他端ａと直流入力電圧EINの（−）側
間にダイオードD15を接続し、かつ１次巻線N21
の他端ｄと直流入力電圧EINの（＋）側間にダイ
オードD25を接続して、リセツト巻線N13、N23お
よびスナバ回路S1，S2を除いた点である。
を示す接続図である。第３図において、第２図の
従来例と異るところは、コンバータCV1側ではト
ランスT1をスイツチ素子Q1のエミツタフオロワ
形で駆動し、コンバータCV2側ではトランスT2
をスイツチ素子Q2のコレクタ側で駆動するよう
にし、トランスT1の１次巻線N11の一端ｂとトラ
ンスT2の１次巻線N21の一端ｃをコンデンサC11，
C21の接続点ｅに共通に接続するとともに、１次
巻線N11の他端ａと直流入力電圧EINの（−）側
間にダイオードD15を接続し、かつ１次巻線N21
の他端ｄと直流入力電圧EINの（＋）側間にダイ
オードD25を接続して、リセツト巻線N13、N23お
よびスナバ回路S1，S2を除いた点である。
＜実施例の動作＞
このように構成した本発明DC／DCコンバータ
の動作を以下に説明する。まずスイツチ素子Q1
がオンになると、直流入力電圧EINよりQ1→T1→
C21のパスで電流が流れ、トランスT1のａ側が
（＋）に、ｂ側が（−）になる。次にQ1がターン
オフするとT1の極性が反転し、ａ側が（−）側
に、ｂ側が（＋）側になる。その結果ダイオード
D15を通じてトランスT1にリセツト電流がN11→
C21→D15→N11の経由で流れ、トランスT1の両端
はC21の両端電圧E2にクランプされ、それ以上は
上昇しない。このときリセツト電流によりC21が
チヤージされており、トランスT1の励磁エネル
ギは他方のコンバータCV2の入力電圧に返される
ため損失とはならない。またQ1に加わる電圧を
見てみると、E1＋E2＝EIN以上の電圧は加わらな
いため、Q1の耐圧はEIN以上あればよい。これは
E1≠E2となつて、入力電圧E1のほうが高くなつ
てもリセツト期間にはE2によりクランプされる
ので、スイツチ素子にはE1＋E2＝EIN以上は本質
的に加わらない。
の動作を以下に説明する。まずスイツチ素子Q1
がオンになると、直流入力電圧EINよりQ1→T1→
C21のパスで電流が流れ、トランスT1のａ側が
（＋）に、ｂ側が（−）になる。次にQ1がターン
オフするとT1の極性が反転し、ａ側が（−）側
に、ｂ側が（＋）側になる。その結果ダイオード
D15を通じてトランスT1にリセツト電流がN11→
C21→D15→N11の経由で流れ、トランスT1の両端
はC21の両端電圧E2にクランプされ、それ以上は
上昇しない。このときリセツト電流によりC21が
チヤージされており、トランスT1の励磁エネル
ギは他方のコンバータCV2の入力電圧に返される
ため損失とはならない。またQ1に加わる電圧を
見てみると、E1＋E2＝EIN以上の電圧は加わらな
いため、Q1の耐圧はEIN以上あればよい。これは
E1≠E2となつて、入力電圧E1のほうが高くなつ
てもリセツト期間にはE2によりクランプされる
ので、スイツチ素子にはE1＋E2＝EIN以上は本質
的に加わらない。
一方Q2側の動作もQ1側と同様で、Q2がオンで
あると直流入力電圧EINよりC11→T2→Q2のパス
で電流が流れ、トランスT2のｃ側が（＋）、ｄ側
が（−）になる。次にQ2がターンオフするとT2
の極性が反転し、ｃ側が（−）に、ｄ側が（＋）
になる。その結果ダイオードD25を通じてトラン
スT2のリセツト電流がN21→D25→C11→N21の経
由で流れ、トランスT2の両端はC11の両端電圧E1
にクランプされ、それ以上は上昇しない。このと
きもリセツト電流によりC11がチヤージされ、ト
ランスT2の励磁エネルギは他方のコンバータ
CV1の入力電圧に返され損失を生じない。
あると直流入力電圧EINよりC11→T2→Q2のパス
で電流が流れ、トランスT2のｃ側が（＋）、ｄ側
が（−）になる。次にQ2がターンオフするとT2
の極性が反転し、ｃ側が（−）に、ｄ側が（＋）
になる。その結果ダイオードD25を通じてトラン
スT2のリセツト電流がN21→D25→C11→N21の経
由で流れ、トランスT2の両端はC11の両端電圧E1
にクランプされ、それ以上は上昇しない。このと
きもリセツト電流によりC11がチヤージされ、ト
ランスT2の励磁エネルギは他方のコンバータ
CV1の入力電圧に返され損失を生じない。
なおスイツチ素子Q1，Q2は第４図イに示すよ
うに同時に駆動してもよく、また第４図ロに示す
ように交互に駆動してもよい。特に第４図ロに示
すように交互に駆動する場合には、２次側のコン
デンサC12の値を半分以下にすることができる。
また２次側回路は第５図イに示すようにチヨーク
L1およびダイオードD2を共用してもよい。この
場合は第５図ロに示すようにダイオードD12を省
略してもよい。
うに同時に駆動してもよく、また第４図ロに示す
ように交互に駆動してもよい。特に第４図ロに示
すように交互に駆動する場合には、２次側のコン
デンサC12の値を半分以下にすることができる。
また２次側回路は第５図イに示すようにチヨーク
L1およびダイオードD2を共用してもよい。この
場合は第５図ロに示すようにダイオードD12を省
略してもよい。
＜他の実施例＞
第６図は本発明DC／DCコンバータの他の実施
例を示す接続図である。第６図において、第３図
の実施例と異るところは、トランスT1，T2の１
次巻線N11，N21にそれぞれ中間タツプを設けた
点である。そして第６図イに示すように、トラン
スT1，T2の駆動をタツプから行い、ダイオード
D15，D25を巻き始めに接続すれば、バツクスイ
ング電圧を中間タツプの比で減少させることがで
き、第６図ロに示すように、トランスT1，T2の
駆動を巻き始めから行い、ダイオードD15，D25
をタツプに接続すれば、バツクスイング電圧は高
くなるが、リセツト時間を短かくすることができ
る。
例を示す接続図である。第６図において、第３図
の実施例と異るところは、トランスT1，T2の１
次巻線N11，N21にそれぞれ中間タツプを設けた
点である。そして第６図イに示すように、トラン
スT1，T2の駆動をタツプから行い、ダイオード
D15，D25を巻き始めに接続すれば、バツクスイ
ング電圧を中間タツプの比で減少させることがで
き、第６図ロに示すように、トランスT1，T2の
駆動を巻き始めから行い、ダイオードD15，D25
をタツプに接続すれば、バツクスイング電圧は高
くなるが、リセツト時間を短かくすることができ
る。
なお、本発明DC／DCコンバータを複数個用い
て、第７図イに示すように直流入力電圧EINに対
して直列に接続するか、第７図ロに示すように並
列に接続すれば、さらに大出力化することができ
る。
て、第７図イに示すように直流入力電圧EINに対
して直列に接続するか、第７図ロに示すように並
列に接続すれば、さらに大出力化することができ
る。
＜発明の効果＞
本発明においては、２台の１石式ON／ON形
コンバータの１次側を直列接続し、２次側を並列
接続した直列接続ON／ON形のDC／DCコンバ
ータにおいて、簡単な構成でバツクスイング電圧
を低損失でかつ確実にクランプすることができ
る。
コンバータの１次側を直列接続し、２次側を並列
接続した直列接続ON／ON形のDC／DCコンバ
ータにおいて、簡単な構成でバツクスイング電圧
を低損失でかつ確実にクランプすることができ
る。
第１図は１石式ON／ON形コンバータの一例
を示す接続図、第２図は従来の直列接続ON／
ON形のDC／DCコンバータの一例を示す接続
図、第３図は本発明DC／DCコンバータの一実施
例を示す接続図、第４図は本発明DC／DCコンバ
ータのスイツチ素子の駆動波形図、第５図は本発
明DC／DCコンバータの２次側回路の他の例を示
す接続図、第６図は本発明DC／DCコンバータの
他の実施例を示す接続図、第７図は本発明DC／
DCコンバータを複数個用いた場合の接続図であ
る。 CV1，CV2……１石式ON／ON形コンバータ、
Q1，Q2……スイツチ素子、T1，T2……トラン
ス、C11，C21……コンデンサ、D15，D25……ダイ
オード。
を示す接続図、第２図は従来の直列接続ON／
ON形のDC／DCコンバータの一例を示す接続
図、第３図は本発明DC／DCコンバータの一実施
例を示す接続図、第４図は本発明DC／DCコンバ
ータのスイツチ素子の駆動波形図、第５図は本発
明DC／DCコンバータの２次側回路の他の例を示
す接続図、第６図は本発明DC／DCコンバータの
他の実施例を示す接続図、第７図は本発明DC／
DCコンバータを複数個用いた場合の接続図であ
る。 CV1，CV2……１石式ON／ON形コンバータ、
Q1，Q2……スイツチ素子、T1，T2……トラン
ス、C11，C21……コンデンサ、D15，D25……ダイ
オード。
Claims (1)
- １ ２台の１石式ON／ON形コンバータの１次
側を直列接続し、２次側を並列接続した直列接続
ON／ON形のDC／DCコンバータにおいて、第
１のON／ON形コンバータのスイツチ素子がオ
フのとき、第１のON／ON形コンバータのトラ
ンスと第２のON／ON形コンバータのコンデン
サとともに閉回路を形成する第１のダイオード
と、第２のON／ON形コンバータのスイツチ素
子がオフのとき、第２のON／ON形コンバータ
のトランスと第１のON／ON形コンバータのコ
ンデンサとともに閉回路を形成する第２のダイオ
ードを設けたことを特徴とするDC／DCコンバー
タ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58214511A JPS60106363A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | Ｄｃ／ｄｃコンバ−タ |
| GB08427797A GB2152770B (en) | 1983-11-15 | 1984-11-02 | Dc/dc converter |
| CA000467746A CA1217810A (en) | 1983-11-15 | 1984-11-14 | Dc/dc converter |
| DE19843441631 DE3441631A1 (de) | 1983-11-15 | 1984-11-14 | Umrichter |
| US06/873,091 US4685039A (en) | 1983-11-15 | 1986-06-04 | DC/DC converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58214511A JPS60106363A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | Ｄｃ／ｄｃコンバ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60106363A JPS60106363A (ja) | 1985-06-11 |
| JPS646628B2 true JPS646628B2 (ja) | 1989-02-03 |
Family
ID=16656927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58214511A Granted JPS60106363A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | Ｄｃ／ｄｃコンバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60106363A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2777913B2 (ja) * | 1989-07-28 | 1998-07-23 | 富士通株式会社 | 電源回路 |
| JP3280635B2 (ja) * | 1999-04-21 | 2002-05-13 | 長野日本無線株式会社 | エネルギー移送装置および蓄電システム |
| JP3280641B2 (ja) * | 1999-09-08 | 2002-05-13 | 長野日本無線株式会社 | エネルギー移送装置 |
| EP2475087B1 (en) * | 2011-01-11 | 2016-03-23 | OSRAM GmbH | Power supply device, for example for light sources |
-
1983
- 1983-11-15 JP JP58214511A patent/JPS60106363A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60106363A (ja) | 1985-06-11 |
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