JP2003111402A - 可変出力型ｄｃ／ｄｃコンバータ - Google Patents
可変出力型ｄｃ／ｄｃコンバータInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】構造が簡単で高効率で出力変動の応答が早く、
２次側に高圧出力を得ることのできる可変出力型ＤＣ／
ＤＣコンバータを提供する。 【解決手段】トランス８の１次巻線８ａにセンタータッ
プのある巻線を用い、２個のスイッチング素子４、５を
トランス８の１次巻線８ａの各々に接続して、交互に電
流を流し、２個のスイッチング素子４、５とトランス８
の１次巻線８ａの間にトランス機能を持ったチョークコ
イル２を挿入してチョークコイル２に蓄えられたエネル
ギをスイッチング素子４、５のオフ時に１次側巻線８ａ
を通し直流電源１に戻す事で効率を向上させている。ス
イッチング素子４、５のオンオフ比を変更することで出
力電圧を容易に変更することができ２次側出力変動に対
する応答が速い。２次側にはチョークコイル等が不要で
あり、２次側の電圧を高くすることができる。
２次側に高圧出力を得ることのできる可変出力型ＤＣ／
ＤＣコンバータを提供する。 【解決手段】トランス８の１次巻線８ａにセンタータッ
プのある巻線を用い、２個のスイッチング素子４、５を
トランス８の１次巻線８ａの各々に接続して、交互に電
流を流し、２個のスイッチング素子４、５とトランス８
の１次巻線８ａの間にトランス機能を持ったチョークコ
イル２を挿入してチョークコイル２に蓄えられたエネル
ギをスイッチング素子４、５のオフ時に１次側巻線８ａ
を通し直流電源１に戻す事で効率を向上させている。ス
イッチング素子４、５のオンオフ比を変更することで出
力電圧を容易に変更することができ２次側出力変動に対
する応答が速い。２次側にはチョークコイル等が不要で
あり、２次側の電圧を高くすることができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電源回路に関し、特
にスイッチング方式の可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバーに
関する。 【０００２】 【従来の技術】従来における可変型出力型電源として
は、ＤＣ／ＤＣコンバータに供給する１次側電圧を別の
方法で可変し、２次側電圧を変更する方法、又は、図３
に例を示す特開平５−１７６５３５号公報のように１次
側に共振用チョークコイルを持つ共振型プッシュプル型
スイッチング動作を行うＤＣ／ＤＣコンバータの４つの
スイッチング素子のオンオフ制御を用い、オンオフ比で
２次側電圧を可変する方法、図４に例を示す特開平８−
２４２５７９号公報のように２次側にチョークコイルを
入れた共振型プッシュプル型で２つのスイッチング素子
を制御して電圧を変更する方法あるいは、フルブリッジ
方式などを挙げることができる。 【０００３】例えば図３の方法では直流電源１が入力さ
れるチョークコイル２と、転流回路３、パルス幅変調
（ＰＷＭ）されたプッシュプル信号ａ、ｂとその信号に
同期した逆位相の信号ｃ、ｄを出力する制御回路１２、
この制御信号で動作するスイッチ素子４、５、６、７
と、変圧用のトランス８と、整流回路９、１０と平滑回
路１１から構成される。トランス８の１次側には１次巻
線８ａと、５０％デューティ用１次巻線８ｂが設けられ
ており、特に５０％デューティ用１次巻線８ｂはチョー
クコイル２の２次側へ接続されている。また、１次巻線
８ａにはスイッチ素子４、５を接続し、５０％デューテ
ィ用１次巻線８ｂには、スイッチ素子６、７を接続する
よう構成される。 【０００４】この電源回路では、制御回路１２から出力
されるプッシュプル信号ａ、ｂのデューティを適宜に設
定することで、スイッチ素子４、５のオン時間を制御し
てトランス８の２次側電圧を制御する。５０％デューテ
ィ信号ｃ、ｄは互いに逆位相の５０％のデューティに設
定され、これらの信号ａとｃ、信号ｂとｄの立ち上がり
は各々一致しており、これによりスイッチ素子４とスイ
ッチ素子６のターンオンは同期し、スイッチ素子５とス
イッチ素子７のターンオンも同期する。 【０００５】この構成によれば、スイッチ素子４がオン
している時、直流電圧１から供給されるエネルギは、チ
ョークコイル２を通り、トランス８の１次巻線８ａ、ス
イッチ素子４を流れ２次側へ伝達される。スイッチ素子
４がオフすると、先程まで流れていた電流によってチョ
ークコイル２に蓄えられたエネルギは、転流回路３から
５０％デューテイ用１次巻線８ｂを経て、スイッチ素子
６を通り２次側に伝達される。スイッチ素子６がターン
オフすると同時にスイッチ素子５、７がオンし同様のエ
ネルギ伝達が行われる。 【０００６】又、図４の方法は高効率のスイッチング電
源として共振を用いる方式である。図４のブロック図で
１は直流電源でスイッチ素子４および５にエネルギを供
給し、出力の他端はスイッチ素子から出力される交流信
号を２次側へ出力するトランス８の１次側巻線８ａの中
点に接続される。４及び５はそれぞれ交互にオンオフす
る浮遊容量を持つスイッチ素子、１６は電流共振用コン
デンサ、９及び１０はトランス８から出力される信号を
直流に変換する整流回路、１３は２次側チョークコイ
ル、１１は２次側チョークコイル１３からの出力を平滑
する平滑コンデンサ、２０は負荷、１４、１５は共振イ
ンダクタである。 【０００７】この電源回路においてスイッチ素子４、５
が交互にオンオフを繰り返している時、スイッチ素子
４、５に加わる電圧値は直流電源１の電圧の約２倍とな
り、いづれかのスイッチ素子がオンしている間中、トラ
ンス８の２次側出力電流を共振インダクタ１４、１５と
トランスの漏れインダクタンスとの合成インダクタンス
と電流共振コンデンサ１６との直列共振により電流共振
し、トランス８の１次側から発生する電流はトランス８
を介して整流回路９、１０へ順次入力され、整流回路９
及び１０によって整流され、その結果得られる直流電流
を２次側チョークコイル１３を介して平滑コンデンサ１
１にチャージする。 【０００８】この場合２つのスイッチ素子４、５のオン
オフ制御で２次側の出力電圧は制御される。又２つのス
イッチ素子４、５がオフの期間はトランス８の自己イン
ダクタンスと共振インダクタ１４、１５との合成インダ
クタンスとスイッチ素子４、５の浮遊容量との並列共振
により電圧共振を行う。すなわち、スイッチ素子４がオ
フするとトランス８の持つ自己インダクタンスと共振イ
ンダクタ１４との合成インダクタンスと、スイッチ素子
４の浮遊容量との並列共振によってスイッチ素子４に掛
かる電圧は緩やかに傾斜を持ち上昇し約２倍の電圧に達
すると共振が止まる。一方、スイッチ素子４がオフした
タイミングではトランス８の自己インダクタンスと共振
インダクタ１４の合成インダクタンスとスイッチ素子４
の浮遊容量との並列共振によって１次側電流ｉｓ１が正
方向に流れスイッチ素子５にチャージしていた電荷がデ
ィスチャージされスイッチ素子５の電圧値は下降し、デ
ィスチャージが終了すると共振も終了する。 【０００９】次にスイッチ素子５がオンになると１次電
流ｉｓ２が順方向に流れ始めると共にトランス８の２次
側から出力される電流ｉｌ２は整流回路１０を通った後
２次側チョークコイル１３を介して平滑コンデンサ１１
にチャージされると共に共振インダクタ１５とトランス
の漏れインダクタンスとの合成インダクタンスと電流共
振用コンデンサ１６との直列共振によって電流共振を行
う。以上の動作を繰り返すことによりスイッチ素子４、
５はプッシュプル動作をしてトランス８を駆動する。従
って、トランス８を介して出力される２次側の電流は整
流回路９、１０によって整流され、さらにチョークコイ
ル１３を通して平滑コンデンサ１１にチャージされ、ト
ランス８の２次側から共振電流が出力される。 【００１０】このようにプッシュプル回路の２つのスイ
ッチ素子の浮遊容量とトランスの自己インダクタンスと
共振インダクタとの合成インダクタンスとにより電圧共
振を行い、さらにトランスの２次側電流を共振させるた
めに電流共振コンデンサと共振インダクタとトランスの
漏れインダクタンスとの合成インダクタンスとによって
直列共振を行い、零電圧スイッチング、及び零電流スイ
ッチングを行う方式である。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】従来の可変直流電源は
上記に記述したように種々の方法が実用化されている。
しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータに供給する１次側
電圧を別の方法で可変し２次側電圧を変更する方法で
は、１次側の直流電圧を別の方法を用い変更するために
新たな制御回路が必要であり、出力を変更する場合の応
答性も悪い。図３に示したスイッチング方式の例やフル
ブリッジ方式では、スイッチング素子が４個必要にな
り、それぞれのスイッチング素子をオンオフする信号は
４種類必要となり制御が複雑になる。図３に示した共振
回路を用いる方法では、トランスの２次側にチョークコ
イルを挿入する必要があり、２次側を高電圧出力とした
場合、チョークコイルの耐圧を増加させる必要から寸法
が大きくなり、現状では１００Ｖ以下での使用に限られ
ている。 【００１２】本発明はこのような課題を解決し、回路構
成が簡単にでき、高効率で電圧可変が容易にでき、２次
側出力変動に対する応答が速く、さらに２次側の出力電
圧をチョークコイルの耐圧などの制限なく、高くするこ
とが可能な可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータを提供する
ことを目的とする。 【００１３】 【課題を解決するための手段】本発明が提供する可変出
力型ＤＣ／ＤＣコンバータは、上記課題を解決するため
に、トランスの１次巻線にセンタータップのある巻線を
用い、２個のスイッチング素子をトランスの１次巻線の
各々に接続して、交互に電流を流し、２個のスイッチン
グ素子とトランスの１次巻線の間にトランス機能を持っ
たチョークコイルを挿入してスイッチング素子のオンオ
フ比を変更することで出力電圧を変更する。 【００１４】この結果、２次側出力変動に対する応答が
速く、１次側に挿入されたチョークコイルによりノイズ
が少なく、さらにスイッチング素子がオフの時にチョー
クコイルに蓄えられていた磁気エネルギがトランスの１
次巻線を通し直流電源に戻されるために変換効率が共振
タイプと同様に高くすることができる。さらに２次側に
はチョークコイル等が不要のため電圧を高くすることが
可能であり、電源応用範囲の広い可変出力型ＤＣ／ＤＣ
コンバータが実用化できる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施例
にしたがって説明する。本発明が提供する可変出力型Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータは、直流電源１と、トランス機能を
持ったチョークコイル２、スイッチング素子４、５、ト
ランス８、センタータップを持った１次巻線８ａと、２
次巻線８ｃ、転流ダイオード１７、１８と二次側のダイ
オードブリッジ群１９および負荷２０、制御回路１２に
より構成される。 【００１６】図１は本発明の可変出力型ＤＣ／ＤＣコン
バータの要部を示す回路図で、図３、図４と同一の符号
で示される部品は同一の構成部品である。本発明のトラ
ンス８の１次巻線８ａはセンタータップを持ちその中点
に直流電源１が接続される。１次巻線８ａの両端はトラ
ンス機能を持ったチョークコイル２の各々の巻線を通り
スイッチング素子４、５に接続される。トランス８の２
次側では１次側のエネルギをトランス８を介して２次巻
線８ｃに生じた電圧をダイオードブリッジ群１９による
倍電圧整流回路を多段接続した昇圧回路により所定の電
圧にまで昇圧する。 【００１７】本発明による可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバ
ータの回路構成は以上の通りであり、図２に動作のタイ
ムチャートを示す。（ａ）は制御回路１２からのスイッ
チング素子４を制御する信号ａのタイミングを示し、こ
の信号でスイッチング素子４をコントロールする。スイ
ッチング素子４がオンすると直流電源１から電流ｉｓ１
が（ｃ）に示すように流れる。スイッチング素子４がオ
フすると、トランス機能を持ったチョークコイル２に蓄
えられていたエネルギが転流ダイオード１８、トランス
の１次巻線８ａの反対側巻線を通り直流電源１に戻され
る。この時の電流ｉｓ２を（ｄ）に示す。次にスイッチ
ング素子５に与えられる制御信号ｂのタイミングを
（ｂ）に示す。スイッチング素子５がオンの場合に流れ
る電流ｉｓ３を（ｅ）に、スイッチング素子５のオフ時
にチョークコイル２に蓄えられたエネルギによる流れる
電流ｉｓ４を（ｆ）に示す。 【００１８】本発明が提供する可変出力型ＤＣ／ＤＣコ
ンバータは以上詳述したとおり、ｉｓ２、ｉｓ４はトラ
ンス型チョークコイル２に磁気エネルギとして蓄えられ
たものをトランス８の１次巻線８ａを通して直流電源１
に送り返す電流である。このためこれらの電流も逆位相
でトランス８を励振するために用いられるので効率は悪
化しない。この結果トランス８の２次巻線８ｃにはスイ
ッチング素子４、５のオン時間に比例した電流がトラン
ス８のインダクタンスの働きで現れる。このスイッチン
グ素子４、５のオンとオフ比を０〜１００％の間で変化
させることによって２次側電圧を調整し、図１の回路例
では２次側のダイオードブリッジ群１９による倍電圧整
流回路を多段接続することで高電圧出力を得る。２次側
の整流方式はどのような方式でも良く、本発明は、これ
らすべての変形実施例を包含する。 【００１９】 【発明の効果】本発明が提供する可変出力型ＤＣ／ＤＣ
コンバータは以上詳述したとおりであり、小型で構造が
単純であり、出力変動に対する応答が速い。トランス８
の１次側にチョークコイル２が接続されるためノイズが
少ない。ＤＣコンバータとしての効率が上述したように
良いにもかかわらずスイッチング素子が２個で良い。そ
の上スイッチング素子４、５を制御する信号は同一基準
電位で良く制御回路１２も簡単な回路が使用できる。さ
らにトランス８の２次回路の整流方式は種々の方式を自
由に採用でき２次側回路電圧には制限がないと言った種
々の特徴を持つ可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータを実現
することができる。
にスイッチング方式の可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバーに
関する。 【０００２】 【従来の技術】従来における可変型出力型電源として
は、ＤＣ／ＤＣコンバータに供給する１次側電圧を別の
方法で可変し、２次側電圧を変更する方法、又は、図３
に例を示す特開平５−１７６５３５号公報のように１次
側に共振用チョークコイルを持つ共振型プッシュプル型
スイッチング動作を行うＤＣ／ＤＣコンバータの４つの
スイッチング素子のオンオフ制御を用い、オンオフ比で
２次側電圧を可変する方法、図４に例を示す特開平８−
２４２５７９号公報のように２次側にチョークコイルを
入れた共振型プッシュプル型で２つのスイッチング素子
を制御して電圧を変更する方法あるいは、フルブリッジ
方式などを挙げることができる。 【０００３】例えば図３の方法では直流電源１が入力さ
れるチョークコイル２と、転流回路３、パルス幅変調
（ＰＷＭ）されたプッシュプル信号ａ、ｂとその信号に
同期した逆位相の信号ｃ、ｄを出力する制御回路１２、
この制御信号で動作するスイッチ素子４、５、６、７
と、変圧用のトランス８と、整流回路９、１０と平滑回
路１１から構成される。トランス８の１次側には１次巻
線８ａと、５０％デューティ用１次巻線８ｂが設けられ
ており、特に５０％デューティ用１次巻線８ｂはチョー
クコイル２の２次側へ接続されている。また、１次巻線
８ａにはスイッチ素子４、５を接続し、５０％デューテ
ィ用１次巻線８ｂには、スイッチ素子６、７を接続する
よう構成される。 【０００４】この電源回路では、制御回路１２から出力
されるプッシュプル信号ａ、ｂのデューティを適宜に設
定することで、スイッチ素子４、５のオン時間を制御し
てトランス８の２次側電圧を制御する。５０％デューテ
ィ信号ｃ、ｄは互いに逆位相の５０％のデューティに設
定され、これらの信号ａとｃ、信号ｂとｄの立ち上がり
は各々一致しており、これによりスイッチ素子４とスイ
ッチ素子６のターンオンは同期し、スイッチ素子５とス
イッチ素子７のターンオンも同期する。 【０００５】この構成によれば、スイッチ素子４がオン
している時、直流電圧１から供給されるエネルギは、チ
ョークコイル２を通り、トランス８の１次巻線８ａ、ス
イッチ素子４を流れ２次側へ伝達される。スイッチ素子
４がオフすると、先程まで流れていた電流によってチョ
ークコイル２に蓄えられたエネルギは、転流回路３から
５０％デューテイ用１次巻線８ｂを経て、スイッチ素子
６を通り２次側に伝達される。スイッチ素子６がターン
オフすると同時にスイッチ素子５、７がオンし同様のエ
ネルギ伝達が行われる。 【０００６】又、図４の方法は高効率のスイッチング電
源として共振を用いる方式である。図４のブロック図で
１は直流電源でスイッチ素子４および５にエネルギを供
給し、出力の他端はスイッチ素子から出力される交流信
号を２次側へ出力するトランス８の１次側巻線８ａの中
点に接続される。４及び５はそれぞれ交互にオンオフす
る浮遊容量を持つスイッチ素子、１６は電流共振用コン
デンサ、９及び１０はトランス８から出力される信号を
直流に変換する整流回路、１３は２次側チョークコイ
ル、１１は２次側チョークコイル１３からの出力を平滑
する平滑コンデンサ、２０は負荷、１４、１５は共振イ
ンダクタである。 【０００７】この電源回路においてスイッチ素子４、５
が交互にオンオフを繰り返している時、スイッチ素子
４、５に加わる電圧値は直流電源１の電圧の約２倍とな
り、いづれかのスイッチ素子がオンしている間中、トラ
ンス８の２次側出力電流を共振インダクタ１４、１５と
トランスの漏れインダクタンスとの合成インダクタンス
と電流共振コンデンサ１６との直列共振により電流共振
し、トランス８の１次側から発生する電流はトランス８
を介して整流回路９、１０へ順次入力され、整流回路９
及び１０によって整流され、その結果得られる直流電流
を２次側チョークコイル１３を介して平滑コンデンサ１
１にチャージする。 【０００８】この場合２つのスイッチ素子４、５のオン
オフ制御で２次側の出力電圧は制御される。又２つのス
イッチ素子４、５がオフの期間はトランス８の自己イン
ダクタンスと共振インダクタ１４、１５との合成インダ
クタンスとスイッチ素子４、５の浮遊容量との並列共振
により電圧共振を行う。すなわち、スイッチ素子４がオ
フするとトランス８の持つ自己インダクタンスと共振イ
ンダクタ１４との合成インダクタンスと、スイッチ素子
４の浮遊容量との並列共振によってスイッチ素子４に掛
かる電圧は緩やかに傾斜を持ち上昇し約２倍の電圧に達
すると共振が止まる。一方、スイッチ素子４がオフした
タイミングではトランス８の自己インダクタンスと共振
インダクタ１４の合成インダクタンスとスイッチ素子４
の浮遊容量との並列共振によって１次側電流ｉｓ１が正
方向に流れスイッチ素子５にチャージしていた電荷がデ
ィスチャージされスイッチ素子５の電圧値は下降し、デ
ィスチャージが終了すると共振も終了する。 【０００９】次にスイッチ素子５がオンになると１次電
流ｉｓ２が順方向に流れ始めると共にトランス８の２次
側から出力される電流ｉｌ２は整流回路１０を通った後
２次側チョークコイル１３を介して平滑コンデンサ１１
にチャージされると共に共振インダクタ１５とトランス
の漏れインダクタンスとの合成インダクタンスと電流共
振用コンデンサ１６との直列共振によって電流共振を行
う。以上の動作を繰り返すことによりスイッチ素子４、
５はプッシュプル動作をしてトランス８を駆動する。従
って、トランス８を介して出力される２次側の電流は整
流回路９、１０によって整流され、さらにチョークコイ
ル１３を通して平滑コンデンサ１１にチャージされ、ト
ランス８の２次側から共振電流が出力される。 【００１０】このようにプッシュプル回路の２つのスイ
ッチ素子の浮遊容量とトランスの自己インダクタンスと
共振インダクタとの合成インダクタンスとにより電圧共
振を行い、さらにトランスの２次側電流を共振させるた
めに電流共振コンデンサと共振インダクタとトランスの
漏れインダクタンスとの合成インダクタンスとによって
直列共振を行い、零電圧スイッチング、及び零電流スイ
ッチングを行う方式である。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】従来の可変直流電源は
上記に記述したように種々の方法が実用化されている。
しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータに供給する１次側
電圧を別の方法で可変し２次側電圧を変更する方法で
は、１次側の直流電圧を別の方法を用い変更するために
新たな制御回路が必要であり、出力を変更する場合の応
答性も悪い。図３に示したスイッチング方式の例やフル
ブリッジ方式では、スイッチング素子が４個必要にな
り、それぞれのスイッチング素子をオンオフする信号は
４種類必要となり制御が複雑になる。図３に示した共振
回路を用いる方法では、トランスの２次側にチョークコ
イルを挿入する必要があり、２次側を高電圧出力とした
場合、チョークコイルの耐圧を増加させる必要から寸法
が大きくなり、現状では１００Ｖ以下での使用に限られ
ている。 【００１２】本発明はこのような課題を解決し、回路構
成が簡単にでき、高効率で電圧可変が容易にでき、２次
側出力変動に対する応答が速く、さらに２次側の出力電
圧をチョークコイルの耐圧などの制限なく、高くするこ
とが可能な可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータを提供する
ことを目的とする。 【００１３】 【課題を解決するための手段】本発明が提供する可変出
力型ＤＣ／ＤＣコンバータは、上記課題を解決するため
に、トランスの１次巻線にセンタータップのある巻線を
用い、２個のスイッチング素子をトランスの１次巻線の
各々に接続して、交互に電流を流し、２個のスイッチン
グ素子とトランスの１次巻線の間にトランス機能を持っ
たチョークコイルを挿入してスイッチング素子のオンオ
フ比を変更することで出力電圧を変更する。 【００１４】この結果、２次側出力変動に対する応答が
速く、１次側に挿入されたチョークコイルによりノイズ
が少なく、さらにスイッチング素子がオフの時にチョー
クコイルに蓄えられていた磁気エネルギがトランスの１
次巻線を通し直流電源に戻されるために変換効率が共振
タイプと同様に高くすることができる。さらに２次側に
はチョークコイル等が不要のため電圧を高くすることが
可能であり、電源応用範囲の広い可変出力型ＤＣ／ＤＣ
コンバータが実用化できる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施例
にしたがって説明する。本発明が提供する可変出力型Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータは、直流電源１と、トランス機能を
持ったチョークコイル２、スイッチング素子４、５、ト
ランス８、センタータップを持った１次巻線８ａと、２
次巻線８ｃ、転流ダイオード１７、１８と二次側のダイ
オードブリッジ群１９および負荷２０、制御回路１２に
より構成される。 【００１６】図１は本発明の可変出力型ＤＣ／ＤＣコン
バータの要部を示す回路図で、図３、図４と同一の符号
で示される部品は同一の構成部品である。本発明のトラ
ンス８の１次巻線８ａはセンタータップを持ちその中点
に直流電源１が接続される。１次巻線８ａの両端はトラ
ンス機能を持ったチョークコイル２の各々の巻線を通り
スイッチング素子４、５に接続される。トランス８の２
次側では１次側のエネルギをトランス８を介して２次巻
線８ｃに生じた電圧をダイオードブリッジ群１９による
倍電圧整流回路を多段接続した昇圧回路により所定の電
圧にまで昇圧する。 【００１７】本発明による可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバ
ータの回路構成は以上の通りであり、図２に動作のタイ
ムチャートを示す。（ａ）は制御回路１２からのスイッ
チング素子４を制御する信号ａのタイミングを示し、こ
の信号でスイッチング素子４をコントロールする。スイ
ッチング素子４がオンすると直流電源１から電流ｉｓ１
が（ｃ）に示すように流れる。スイッチング素子４がオ
フすると、トランス機能を持ったチョークコイル２に蓄
えられていたエネルギが転流ダイオード１８、トランス
の１次巻線８ａの反対側巻線を通り直流電源１に戻され
る。この時の電流ｉｓ２を（ｄ）に示す。次にスイッチ
ング素子５に与えられる制御信号ｂのタイミングを
（ｂ）に示す。スイッチング素子５がオンの場合に流れ
る電流ｉｓ３を（ｅ）に、スイッチング素子５のオフ時
にチョークコイル２に蓄えられたエネルギによる流れる
電流ｉｓ４を（ｆ）に示す。 【００１８】本発明が提供する可変出力型ＤＣ／ＤＣコ
ンバータは以上詳述したとおり、ｉｓ２、ｉｓ４はトラ
ンス型チョークコイル２に磁気エネルギとして蓄えられ
たものをトランス８の１次巻線８ａを通して直流電源１
に送り返す電流である。このためこれらの電流も逆位相
でトランス８を励振するために用いられるので効率は悪
化しない。この結果トランス８の２次巻線８ｃにはスイ
ッチング素子４、５のオン時間に比例した電流がトラン
ス８のインダクタンスの働きで現れる。このスイッチン
グ素子４、５のオンとオフ比を０〜１００％の間で変化
させることによって２次側電圧を調整し、図１の回路例
では２次側のダイオードブリッジ群１９による倍電圧整
流回路を多段接続することで高電圧出力を得る。２次側
の整流方式はどのような方式でも良く、本発明は、これ
らすべての変形実施例を包含する。 【００１９】 【発明の効果】本発明が提供する可変出力型ＤＣ／ＤＣ
コンバータは以上詳述したとおりであり、小型で構造が
単純であり、出力変動に対する応答が速い。トランス８
の１次側にチョークコイル２が接続されるためノイズが
少ない。ＤＣコンバータとしての効率が上述したように
良いにもかかわらずスイッチング素子が２個で良い。そ
の上スイッチング素子４、５を制御する信号は同一基準
電位で良く制御回路１２も簡単な回路が使用できる。さ
らにトランス８の２次回路の整流方式は種々の方式を自
由に採用でき２次側回路電圧には制限がないと言った種
々の特徴を持つ可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータを実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータ
の回路の要部を示す図である。 【図２】本発明による可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータ
の動作のタイムチャートである。 【図３】従来の可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータの回路
の要部を示す図の例である。 【図４】従来の可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータの回路
の要部を示す図の例である。 【符号の説明】 １…直流電源 ２…チョークコイル ４、５…スイッチング素子 ８…トランス ８ａ…１次巻線 ８ｃ…２次巻線 １２…制御回路 １７、１８…転流ダイオード １９…ダイオードブリッジ群 ２０…負荷
の回路の要部を示す図である。 【図２】本発明による可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータ
の動作のタイムチャートである。 【図３】従来の可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータの回路
の要部を示す図の例である。 【図４】従来の可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータの回路
の要部を示す図の例である。 【符号の説明】 １…直流電源 ２…チョークコイル ４、５…スイッチング素子 ８…トランス ８ａ…１次巻線 ８ｃ…２次巻線 １２…制御回路 １７、１８…転流ダイオード １９…ダイオードブリッジ群 ２０…負荷
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 変圧用トランスの１次側にセンタータッ
プのある巻線を用い、このセンタータップに直流電源を
接続し、前記巻線の他端のそれぞれにスイッチング素子
を接続して交互に電流を流す方式のＤＣ／ＤＣコンバー
タにおいて、各々のスイッチング素子とトランス１次巻
線との間にトランス機能を持たせたチョークコイルを挿
入し、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を各々のスイッ
チング素子のオンオフ時間の比を変えることで制御する
ことを特徴とする可変出力型ＤＣ／ＤＣコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307636A JP3767446B2 (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 可変出力型ｄｃ／ｄｃコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307636A JP3767446B2 (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 可変出力型ｄｃ／ｄｃコンバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003111402A true JP2003111402A (ja) | 2003-04-11 |
| JP3767446B2 JP3767446B2 (ja) | 2006-04-19 |
Family
ID=19127070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001307636A Expired - Lifetime JP3767446B2 (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 可変出力型ｄｃ／ｄｃコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3767446B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017130352A (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | フィーサ株式会社 | 高圧電源回路及びこれを用いたイオン発生装置 |
| KR101829910B1 (ko) | 2016-07-13 | 2018-02-19 | 서봉균 | 고전압 직류 발생장치 |
-
2001
- 2001-10-03 JP JP2001307636A patent/JP3767446B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017130352A (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | フィーサ株式会社 | 高圧電源回路及びこれを用いたイオン発生装置 |
| KR101829910B1 (ko) | 2016-07-13 | 2018-02-19 | 서봉균 | 고전압 직류 발생장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3767446B2 (ja) | 2006-04-19 |
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