JPH0113309B2 - - Google Patents
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- JPH0113309B2 JPH0113309B2 JP13236482A JP13236482A JPH0113309B2 JP H0113309 B2 JPH0113309 B2 JP H0113309B2 JP 13236482 A JP13236482 A JP 13236482A JP 13236482 A JP13236482 A JP 13236482A JP H0113309 B2 JPH0113309 B2 JP H0113309B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- voltage
- shielding layer
- capacitor
- electrostatic shielding
- Prior art date
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-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は直流電力をスイツチングしてトラン
スの1次巻線へ供給し、そのトランスの2次巻線
の出力を整流平滑して直流出力を得るDC−DC変
換回路に関し、特に入出力間を高インピーダンス
で分離し、しかも同相モードスイツチング雑音の
発生が少ない回路に係わる。
スの1次巻線へ供給し、そのトランスの2次巻線
の出力を整流平滑して直流出力を得るDC−DC変
換回路に関し、特に入出力間を高インピーダンス
で分離し、しかも同相モードスイツチング雑音の
発生が少ない回路に係わる。
<背景>
この種のDC−DC変換回路は例えばデイジタル
加入者線伝送方式における加入者宅内側に設置さ
れるデイジタル回線終端装置の電源として用いら
れる。即ち第1図に示すように、加入者宅内側に
設置されるデイジタル回線終端装置11は一般に
局からの遠方給電によつて動作するように構成さ
れ、デイジタル回線終端装置11に接続された平
衡形ケーブルの加入者線12上にはデイジタル信
号と給電直流電流とが重畳されている。加入者線
12の他端は図に示してないが局内に引込まれ、
局内側のデイジタル回線終端装置に接続される。
加入者線12上のデイジタル信号は装置11との
接続点13、トランス14を介してパルス伝送回
路15に入力される。パルス伝送回路15は等化
増幅回路、パルス送信回路などから構成される。
加入者線12上の給電直流電流は接続点13、電
力分離フイルタ16a,16bを介してDC−DC
変換回路17の1次側18a,18bに入力さ
れ、これら1次側18a,18b間には例えば直
流電圧30Vが印加される。DC−DC変換回路17
ではDC−DC変換を行い、DC−DC変換回路17
の2次側19a,19b間には、例えば直流電圧
5Vを発生する。デイジタル回線終端装置11の
主要部あるいは全体は、DC−DC変換回路17の
2次側19a,19bの出力によつて動作する。
接続点13及びフイルタ16a,16bの接続点
とトランス14との間に挿入された直流阻止コン
デンサ21はトランス14に給電直流電流を流さ
ないために設けている。電力分離フイルタ16
a,16bは、直流低インピーダンス、交流高イ
ンピーダンスとなるように例えばコイルで構成さ
れている。これは、DC−DC変換回路17の1次
側18a,18b間の交流インピーダンスが低い
ため、デイジタル信号を短絡することを避けるた
めである。
加入者線伝送方式における加入者宅内側に設置さ
れるデイジタル回線終端装置の電源として用いら
れる。即ち第1図に示すように、加入者宅内側に
設置されるデイジタル回線終端装置11は一般に
局からの遠方給電によつて動作するように構成さ
れ、デイジタル回線終端装置11に接続された平
衡形ケーブルの加入者線12上にはデイジタル信
号と給電直流電流とが重畳されている。加入者線
12の他端は図に示してないが局内に引込まれ、
局内側のデイジタル回線終端装置に接続される。
加入者線12上のデイジタル信号は装置11との
接続点13、トランス14を介してパルス伝送回
路15に入力される。パルス伝送回路15は等化
増幅回路、パルス送信回路などから構成される。
加入者線12上の給電直流電流は接続点13、電
力分離フイルタ16a,16bを介してDC−DC
変換回路17の1次側18a,18bに入力さ
れ、これら1次側18a,18b間には例えば直
流電圧30Vが印加される。DC−DC変換回路17
ではDC−DC変換を行い、DC−DC変換回路17
の2次側19a,19b間には、例えば直流電圧
5Vを発生する。デイジタル回線終端装置11の
主要部あるいは全体は、DC−DC変換回路17の
2次側19a,19bの出力によつて動作する。
接続点13及びフイルタ16a,16bの接続点
とトランス14との間に挿入された直流阻止コン
デンサ21はトランス14に給電直流電流を流さ
ないために設けている。電力分離フイルタ16
a,16bは、直流低インピーダンス、交流高イ
ンピーダンスとなるように例えばコイルで構成さ
れている。これは、DC−DC変換回路17の1次
側18a,18b間の交流インピーダンスが低い
ため、デイジタル信号を短絡することを避けるた
めである。
さて、以上の構成のデイジタル回線終端装置1
1の電源であるDC−DC変換回路17に、従来構
成のDC−DC変換回路を適用する場合、以下の欠
点が生じる。
1の電源であるDC−DC変換回路17に、従来構
成のDC−DC変換回路を適用する場合、以下の欠
点が生じる。
(a) DC−DC変換回路17の1次側と2次側との
間、すなわち1次側18a及び2次側19a
間、あるいは1次側18b及び2次側19b
間、にDC−DC変換回路17のスイツチングに
ともなうスイツチング雑音v1、いわゆる同相モ
ードスイツチング雑音が発生する。この同相モ
ードスイツチング雑音は、加入者線12及びデ
イジタル回線終端装置11などによつて決る不
平衡減衰量に応じて差動モード音に変換され、
トランス14の2次側22a,22b間に廻り
込み、デイジタル信号の符号誤りの原因とな
る。このため同相モードスイツチング雑音の発
生を充分に小さくする必要があるが、従来の
DC−DC変換回路ではこれを満足させることが
できなかつた。
間、すなわち1次側18a及び2次側19a
間、あるいは1次側18b及び2次側19b
間、にDC−DC変換回路17のスイツチングに
ともなうスイツチング雑音v1、いわゆる同相モ
ードスイツチング雑音が発生する。この同相モ
ードスイツチング雑音は、加入者線12及びデ
イジタル回線終端装置11などによつて決る不
平衡減衰量に応じて差動モード音に変換され、
トランス14の2次側22a,22b間に廻り
込み、デイジタル信号の符号誤りの原因とな
る。このため同相モードスイツチング雑音の発
生を充分に小さくする必要があるが、従来の
DC−DC変換回路ではこれを満足させることが
できなかつた。
(b) 加入者線12上には、アナログ電話回線から
のインパルス性雑音等の各種縦雑音が誘導さ
れ、デイジタル信号の符号誤りの原因となるた
め、デイジタル回線終端装置11の不平衡減衰
量は充分に高くする必要がある。前記(a)項に記
載した欠点を除去するため、第2図に示すよう
にDC−DC変換回路17のスイツチング周波数
で充分に低インピーダンスの外付コンデンサ2
3を、1次側18a及び2次側19a間(ある
いは1次側18b及び2次側19b間)に接続
することにより前記同相モードスイツチング雑
音を抑圧しているものがある。しかし、このよ
うな構成とし、かつDC−DC変換回路17の2
次側19aあるいは19bを低インピーダンス
でアースに接続する場合、電力分離フイルタ1
6a(あるいは16b)用のコイルと外付コン
デンサ23とから縦回路に共振点を形成し、こ
の共振点においてデイジタル回線終端装置11
の不平衡減衰量が極度に劣化し符号誤りを生じ
る。このため、前記共振点をパルス伝送帯帯域
より充分に高い周波数とする必要があり、これ
には外付コンデンサ23を除去し、DC−DC変
換回路17の1次側18a,18bと2次側1
9a,19bとをトランス14のストレー容量
程度の高インピーダンスで分離することが必要
である。しかし、このようにすると従来の回路
構成では前記(a)項に記載した欠点が生じる。
のインパルス性雑音等の各種縦雑音が誘導さ
れ、デイジタル信号の符号誤りの原因となるた
め、デイジタル回線終端装置11の不平衡減衰
量は充分に高くする必要がある。前記(a)項に記
載した欠点を除去するため、第2図に示すよう
にDC−DC変換回路17のスイツチング周波数
で充分に低インピーダンスの外付コンデンサ2
3を、1次側18a及び2次側19a間(ある
いは1次側18b及び2次側19b間)に接続
することにより前記同相モードスイツチング雑
音を抑圧しているものがある。しかし、このよ
うな構成とし、かつDC−DC変換回路17の2
次側19aあるいは19bを低インピーダンス
でアースに接続する場合、電力分離フイルタ1
6a(あるいは16b)用のコイルと外付コン
デンサ23とから縦回路に共振点を形成し、こ
の共振点においてデイジタル回線終端装置11
の不平衡減衰量が極度に劣化し符号誤りを生じ
る。このため、前記共振点をパルス伝送帯帯域
より充分に高い周波数とする必要があり、これ
には外付コンデンサ23を除去し、DC−DC変
換回路17の1次側18a,18bと2次側1
9a,19bとをトランス14のストレー容量
程度の高インピーダンスで分離することが必要
である。しかし、このようにすると従来の回路
構成では前記(a)項に記載した欠点が生じる。
以下これらの点について更に詳細に説明する。
第3図に従来のDC−DC変換回路の基本構成を
示す。直流電源24から1次側18a,18bを
通じて入力された直流入力電圧E1はスイツチ素
子25のオン/オフの繰返し動作(以下スイツチ
ングと呼ぶ)により交番電圧(以下スイツチング
電圧と呼ぶ)に変換され、トランス26の1次巻
線27の両端29,31間にはスイツチング電圧
e1が生じる。このためトランス26の2次巻線2
8の両端32,33間にはスイツチング電圧e2が
誘起される。このスイツチング電圧e2はダイオー
ド34で半波整流され、出力コンデンサ35で平
滑され、直流出力電圧E2が得られ、この直流出
力は2次側19a,19bを通じて負荷36へ供
給される。なお1次巻線27の両端29,31間
に誘起されるスイツチング電圧e1と2次巻線28
の両端32,33間に誘起されるスイツチング電
圧e2との比は1次巻線27と2次巻線28との巻
線比により定まる。直流電源24の両端間に入力
コンデンサ37が接続され、またスイツチ素子2
5は例えばトランジスタであつて、このトランジ
スタ25は1次巻線27と直列に挿入され、トラ
ンジスタ25のベース・エミツタ間に駆動回路3
8が接続されている。
示す。直流電源24から1次側18a,18bを
通じて入力された直流入力電圧E1はスイツチ素
子25のオン/オフの繰返し動作(以下スイツチ
ングと呼ぶ)により交番電圧(以下スイツチング
電圧と呼ぶ)に変換され、トランス26の1次巻
線27の両端29,31間にはスイツチング電圧
e1が生じる。このためトランス26の2次巻線2
8の両端32,33間にはスイツチング電圧e2が
誘起される。このスイツチング電圧e2はダイオー
ド34で半波整流され、出力コンデンサ35で平
滑され、直流出力電圧E2が得られ、この直流出
力は2次側19a,19bを通じて負荷36へ供
給される。なお1次巻線27の両端29,31間
に誘起されるスイツチング電圧e1と2次巻線28
の両端32,33間に誘起されるスイツチング電
圧e2との比は1次巻線27と2次巻線28との巻
線比により定まる。直流電源24の両端間に入力
コンデンサ37が接続され、またスイツチ素子2
5は例えばトランジスタであつて、このトランジ
スタ25は1次巻線27と直列に挿入され、トラ
ンジスタ25のベース・エミツタ間に駆動回路3
8が接続されている。
この第3図に示した従来のDC−DC変換回路で
は1次側−2次側間、すなわち1次側18a、2
次側19a間に大きなスイツチング電圧が発生す
る欠点であつた。これを同相モードスイツチング
雑音と呼び、以下第4図を用いて説明する。第4
図は第3図に示したDC−DC変換回路において、
同相モードスイツチング雑音の発生機構を交流成
分に着目して示したものである。第4図中の記号
は第3図に順じ、e1、e2、v1及びv2は任意の時点
での各端子間のスイツチング電圧を、また矢印は
各電圧極性の相互関係を示す。スイツチ素子25
と電源24との接続点を1次側18b、ダイオー
ド34と出力コンデンサ35との接続点を2次側
19bとしている。巻線端29,32間のコンデ
ンサ42、巻線端31,33間のコンデンサ43
はそれぞれ1次巻線27と2次巻線28との間に
分布するストレー容量を集中定数回路で表わした
ものである。スイツチ素子25、1次巻線27、
入力コンデンサ37よりなる閉回路を閉路と名
付け、1次巻線27、2次巻線28、コンデンサ
42,43よりなる閉回路を閉路と、2次巻線
28、ダイオード34、出力コンデンサ35より
なる閉回路を閉路とそれぞれ呼ぶ。
は1次側−2次側間、すなわち1次側18a、2
次側19a間に大きなスイツチング電圧が発生す
る欠点であつた。これを同相モードスイツチング
雑音と呼び、以下第4図を用いて説明する。第4
図は第3図に示したDC−DC変換回路において、
同相モードスイツチング雑音の発生機構を交流成
分に着目して示したものである。第4図中の記号
は第3図に順じ、e1、e2、v1及びv2は任意の時点
での各端子間のスイツチング電圧を、また矢印は
各電圧極性の相互関係を示す。スイツチ素子25
と電源24との接続点を1次側18b、ダイオー
ド34と出力コンデンサ35との接続点を2次側
19bとしている。巻線端29,32間のコンデ
ンサ42、巻線端31,33間のコンデンサ43
はそれぞれ1次巻線27と2次巻線28との間に
分布するストレー容量を集中定数回路で表わした
ものである。スイツチ素子25、1次巻線27、
入力コンデンサ37よりなる閉回路を閉路と名
付け、1次巻線27、2次巻線28、コンデンサ
42,43よりなる閉回路を閉路と、2次巻線
28、ダイオード34、出力コンデンサ35より
なる閉回路を閉路とそれぞれ呼ぶ。
第4図において、まず閉路に着目する。入力
コンデンサ37はスイツチング周波数成分に対し
ては短絡(充分に低インピーダンス)であるから
その両端にはスイツチング電圧は発生しない。従
つてキルヒホツフの電圧側からスイツチ素子25
の両端には1次巻線27の両端29,31間に誘
起されるスイツチング電圧e1に等しい振幅のスイ
ツチング電圧が逆位相で発生する。次に閉路に
着目する。出力コンデンサ35はスイツチング周
波数成分に対しては短絡であるから、その両端に
はスイツチング電圧は発生しない。したがつてキ
ルヒホツフの電圧側からダイオード34の両端に
は2次巻線28の両端32,33間に誘起される
スイツチング電圧e2に等しい振幅のスイツチング
電圧が逆位相で発生する。
コンデンサ37はスイツチング周波数成分に対し
ては短絡(充分に低インピーダンス)であるから
その両端にはスイツチング電圧は発生しない。従
つてキルヒホツフの電圧側からスイツチ素子25
の両端には1次巻線27の両端29,31間に誘
起されるスイツチング電圧e1に等しい振幅のスイ
ツチング電圧が逆位相で発生する。次に閉路に
着目する。出力コンデンサ35はスイツチング周
波数成分に対しては短絡であるから、その両端に
はスイツチング電圧は発生しない。したがつてキ
ルヒホツフの電圧側からダイオード34の両端に
は2次巻線28の両端32,33間に誘起される
スイツチング電圧e2に等しい振幅のスイツチング
電圧が逆位相で発生する。
次に閉路に着目する。通常コンデンサ42,
43の容量値はともに小さく、スイツチング周波
数を含む高周波域に亘り充分に高いインピーダン
スとなる。さて閉路において、コンデンサ4
2,43の両端に発生するスイツチング電圧を
各々v1、v2とすると、キルヒホツフの電圧側から
v1+v2=e1−e2となる関係を満たす。また電圧v1
とv2の比は各々のコンデンサ42,43の容量値
に反比例する。コンデンサ42の両端に発生する
スイツチング電圧v1は同相モードスイツチング雑
音である。以下閉路部分の拡大図である第5図
を用いて説明する。第5図中の記号は第4図に順
ずる。各々コンデンサ42,43の容量値をC1、
C2とする。第5図から同相モードスイツチング
雑音の振幅値v1は v1=C2/C1+C2(e2−e1) (1) となり、1次巻線27の両端に生じるスイツチン
グ電圧e1と、2次巻線28の両端に誘起されるス
イツチング電圧e2との双方の影響から発生する。
通常のDC−DC変換回路においてはe1≠e2であ
る。このため1次側18a,18b、2次側19
a,19b間を高インピーダンスで分離し、かつ
同相モードスイツチング雑音の発生を少なくする
ためにはコンデンサ43の容量値C2をコンデン
サ42の容量値C1に対して充分に小さくする必
要がある。しかし、コンデンサ43の容量値C2
はトランスの1次巻線27、2次巻線28及びコ
アの形状によつて定まり、容量値C2はあまり小
さくできない。一方コンデンサ42の容量値C1
を大きくすると(例えばコンデンサ外付により)、
同相モードスイツチング雑音は小さくなるが、分
離フイルタと共振点を形成し、1次側18a,1
8b−2次側19a,19b間が低インピーダン
スとなつて不平衡減衰量が異なる。以上から1次
側18a,18b−2次側19a,19b間を高
インピーダンスで分離し、かつ同相モードスイツ
チング雑音を低減化させることは従来技術は困難
であつた。一例として第3図に示した構成で直流
入力電圧E1=30V、直流出力電圧E2=5V、出力
電力1W程度のDC−DC変換回路においては、同
相モードスイツチング雑音はリツプル成分で約
10Vpp程度生じる。但し、1次、2次巻線の構成
によりこの雑音値は微妙に異なつてくる。
43の容量値はともに小さく、スイツチング周波
数を含む高周波域に亘り充分に高いインピーダン
スとなる。さて閉路において、コンデンサ4
2,43の両端に発生するスイツチング電圧を
各々v1、v2とすると、キルヒホツフの電圧側から
v1+v2=e1−e2となる関係を満たす。また電圧v1
とv2の比は各々のコンデンサ42,43の容量値
に反比例する。コンデンサ42の両端に発生する
スイツチング電圧v1は同相モードスイツチング雑
音である。以下閉路部分の拡大図である第5図
を用いて説明する。第5図中の記号は第4図に順
ずる。各々コンデンサ42,43の容量値をC1、
C2とする。第5図から同相モードスイツチング
雑音の振幅値v1は v1=C2/C1+C2(e2−e1) (1) となり、1次巻線27の両端に生じるスイツチン
グ電圧e1と、2次巻線28の両端に誘起されるス
イツチング電圧e2との双方の影響から発生する。
通常のDC−DC変換回路においてはe1≠e2であ
る。このため1次側18a,18b、2次側19
a,19b間を高インピーダンスで分離し、かつ
同相モードスイツチング雑音の発生を少なくする
ためにはコンデンサ43の容量値C2をコンデン
サ42の容量値C1に対して充分に小さくする必
要がある。しかし、コンデンサ43の容量値C2
はトランスの1次巻線27、2次巻線28及びコ
アの形状によつて定まり、容量値C2はあまり小
さくできない。一方コンデンサ42の容量値C1
を大きくすると(例えばコンデンサ外付により)、
同相モードスイツチング雑音は小さくなるが、分
離フイルタと共振点を形成し、1次側18a,1
8b−2次側19a,19b間が低インピーダン
スとなつて不平衡減衰量が異なる。以上から1次
側18a,18b−2次側19a,19b間を高
インピーダンスで分離し、かつ同相モードスイツ
チング雑音を低減化させることは従来技術は困難
であつた。一例として第3図に示した構成で直流
入力電圧E1=30V、直流出力電圧E2=5V、出力
電力1W程度のDC−DC変換回路においては、同
相モードスイツチング雑音はリツプル成分で約
10Vpp程度生じる。但し、1次、2次巻線の構成
によりこの雑音値は微妙に異なつてくる。
<発明の概要>
この発明の目的は直流及びスイツチング周波数
を含む高周波域に亘り1次側−2次側間を高イン
ピーダンスで分離し、しかも同相モードスイツチ
ング雑音の発生が少ないDC−DC変換回路を提供
することにある。
を含む高周波域に亘り1次側−2次側間を高イン
ピーダンスで分離し、しかも同相モードスイツチ
ング雑音の発生が少ないDC−DC変換回路を提供
することにある。
この発明によれば1次巻線と2次巻線との間に
静電遮へい層が配され、この静電遮へい層は1次
巻線の静止端に接続され、かつ2次巻線の中点か
らみて、2次巻線の一方の側に静電遮へい層に対
して誘起される電圧と、1次巻線の他方の側に静
電遮へい層に対して誘起される電圧が互いに逆極
性となる打消手段が設けられる。
静電遮へい層が配され、この静電遮へい層は1次
巻線の静止端に接続され、かつ2次巻線の中点か
らみて、2次巻線の一方の側に静電遮へい層に対
して誘起される電圧と、1次巻線の他方の側に静
電遮へい層に対して誘起される電圧が互いに逆極
性となる打消手段が設けられる。
<第1実施例>
第6図はこの発明の第1実施例を示す。この実
施例では2次巻線28はその中点が開放されて2
次巻線28a,28bとされ、その開放端44,
45間に半波整流用のダイオード34が接続され
て打消手段が構成される。また1次巻線27と2
次巻線28a,28bとの間に静電遮へい層46
が介在され、この静電遮へい層46は1次巻線2
7の交流的な零電位点(以下静止端と呼ぶ)であ
る1次側18aに接続している。1次側18bも
静止端であり、静電遮へい層46を1次側18b
に接続しても効果は同一である。その他の記号は
第3図に順ずる。このような構成をしているから
以下に説明するように1次側18a−2次側19
a間に発生するスイツチング電圧、すなわち同相
モードスイツチング雑音を低減化する作用があ
る。
施例では2次巻線28はその中点が開放されて2
次巻線28a,28bとされ、その開放端44,
45間に半波整流用のダイオード34が接続され
て打消手段が構成される。また1次巻線27と2
次巻線28a,28bとの間に静電遮へい層46
が介在され、この静電遮へい層46は1次巻線2
7の交流的な零電位点(以下静止端と呼ぶ)であ
る1次側18aに接続している。1次側18bも
静止端であり、静電遮へい層46を1次側18b
に接続しても効果は同一である。その他の記号は
第3図に順ずる。このような構成をしているから
以下に説明するように1次側18a−2次側19
a間に発生するスイツチング電圧、すなわち同相
モードスイツチング雑音を低減化する作用があ
る。
第3図に示した従来のDC−DC変換回路の場
合、同相モードスイツチング雑音は、式(1)から1
次巻線27の両端に生じるスイツチング電圧e1と
2次巻線28の両端に誘起されるスイツチング電
圧e2との双方の影響により発生する。しかし、第
6図に示した実施例では(i)1次巻線27−2次巻
線28a,28b間に静電遮へい層46が設けら
れ、かつこれが1次巻線27の静止端である1次
側18aに接続されていることにより、1次巻線
27の両端に生じるスイツチング電圧e1が1次側
18a−2次側19a間の電圧(同相モードスイ
ツチング雑音)として発生しない。(ii)また、半波
整流用ダイオード34が2次巻線28の中点に挿
入接続されていることにより、静電遮へい層46
と2次巻線28aとの間のスイツチング電圧の電
位分布と、静電遮へい層46と2次巻線28bと
の間のスイツチング電圧の電位分布とが逆極性と
なり互いに打ち消し合つて2次巻線28a,28
bの各両端に生じるスイツチング電圧e2/2が1次 側18a−2次側19a間の電圧(同相モードス
イツチング雑音)として発生しない。
合、同相モードスイツチング雑音は、式(1)から1
次巻線27の両端に生じるスイツチング電圧e1と
2次巻線28の両端に誘起されるスイツチング電
圧e2との双方の影響により発生する。しかし、第
6図に示した実施例では(i)1次巻線27−2次巻
線28a,28b間に静電遮へい層46が設けら
れ、かつこれが1次巻線27の静止端である1次
側18aに接続されていることにより、1次巻線
27の両端に生じるスイツチング電圧e1が1次側
18a−2次側19a間の電圧(同相モードスイ
ツチング雑音)として発生しない。(ii)また、半波
整流用ダイオード34が2次巻線28の中点に挿
入接続されていることにより、静電遮へい層46
と2次巻線28aとの間のスイツチング電圧の電
位分布と、静電遮へい層46と2次巻線28bと
の間のスイツチング電圧の電位分布とが逆極性と
なり互いに打ち消し合つて2次巻線28a,28
bの各両端に生じるスイツチング電圧e2/2が1次 側18a−2次側19a間の電圧(同相モードス
イツチング雑音)として発生しない。
これらの点につき第7図を用いて更に詳細に説
明する。第7図は第6図に示したDC−DC変換回
路において同相モードスイツチング雑音の低減化
作用を交流成分に着目して示したものである。第
7図中の記号は第5図に順じ、e1、e2及びv1は任
意の時点での各端子間のスイツチング電圧をまた
矢印は各電圧極性の相互関係を示す。コンデンサ
47,48は2次巻線28aと静電遮へい層46
との間に分布するストレー容量を集中定数回路で
表わし、コンデンサ47,48はそれぞれ2次巻
線28aの両端32,44と静電遮へい層46と
の間に接続してある。コンデンサ49,51は2
次巻線28bと静電遮へい層46との間に分布す
るストレー容量を集中定数回路で表わし、コンデ
ンサ49,51はそれぞれ2次巻線28bの両端
45,33と静電遮へい層46との間に接続され
る。コンデンサ52,53は1次巻線27と静電
遮へい層46との間に分布するストレー容量を集
中定数回路で表わし、コンデンサ52,53は1
次巻線27の両端29,31と静電遮へい層46
との間に接続される。コンデンサ37、1次巻線
27、スイツチ素子25の閉回路を閉路とし、
1次巻線27、コンデンサ52,53、静電遮へ
い層46の閉回路を閉路とし、2次巻線28
a、コンデンサ47,48、静電遮へい層46の
閉回路を閉路とし、ダイオード34、コンデン
サ48,49、静電遮へい層46の閉回路を閉路
とし、2次巻線28b、コンデンサ49,5
1、静電遮へい層46の閉回路を閉路とし、2
次巻線28a,28b、ダイオード34、コンデ
ンサ47,51、静電遮へい層46の閉回路を閉
路とし、2次巻線28a,28b、ダイオード
34、出力コンデンサ35の閉回路を閉路とす
る。
明する。第7図は第6図に示したDC−DC変換回
路において同相モードスイツチング雑音の低減化
作用を交流成分に着目して示したものである。第
7図中の記号は第5図に順じ、e1、e2及びv1は任
意の時点での各端子間のスイツチング電圧をまた
矢印は各電圧極性の相互関係を示す。コンデンサ
47,48は2次巻線28aと静電遮へい層46
との間に分布するストレー容量を集中定数回路で
表わし、コンデンサ47,48はそれぞれ2次巻
線28aの両端32,44と静電遮へい層46と
の間に接続してある。コンデンサ49,51は2
次巻線28bと静電遮へい層46との間に分布す
るストレー容量を集中定数回路で表わし、コンデ
ンサ49,51はそれぞれ2次巻線28bの両端
45,33と静電遮へい層46との間に接続され
る。コンデンサ52,53は1次巻線27と静電
遮へい層46との間に分布するストレー容量を集
中定数回路で表わし、コンデンサ52,53は1
次巻線27の両端29,31と静電遮へい層46
との間に接続される。コンデンサ37、1次巻線
27、スイツチ素子25の閉回路を閉路とし、
1次巻線27、コンデンサ52,53、静電遮へ
い層46の閉回路を閉路とし、2次巻線28
a、コンデンサ47,48、静電遮へい層46の
閉回路を閉路とし、ダイオード34、コンデン
サ48,49、静電遮へい層46の閉回路を閉路
とし、2次巻線28b、コンデンサ49,5
1、静電遮へい層46の閉回路を閉路とし、2
次巻線28a,28b、ダイオード34、コンデ
ンサ47,51、静電遮へい層46の閉回路を閉
路とし、2次巻線28a,28b、ダイオード
34、出力コンデンサ35の閉回路を閉路とす
る。
最初に上記(i)項を説明する。第7図において、
まず閉路に着目する。入力コンデンサ37はス
イツチング周波数成分に対しては短絡(充分に低
インピーダンス)であるから、その両端にはスイ
ツチング電圧は発生しない。従つてキルヒホツフ
の電圧則からスイツチ素子25の両端には1次巻
線27の両端29,31間に誘起されるスイツチ
ング電圧e1に等しい振幅のスイツチング電圧が逆
位相で発生する。次に閉路に着目する。コンデ
ンサ52の両端は静電遮へい層46により短絡さ
れているからスイツチング電圧は発生しない。し
たがつて、閉路におけるキルヒホツフの電圧則
からコンデンサ53の両端には1次巻線27の両
端29,31間に生じるスイツチング電圧e1に等
しい振幅のスイツチング電圧が逆位相で発生す
る。以上から1次側に発生するスイツチング電圧
e1は静電遮へい層46により1次側のみに閉じ1
次側18a−2次側19a間の電圧には影響を及
ぼさないことが説明された。
まず閉路に着目する。入力コンデンサ37はス
イツチング周波数成分に対しては短絡(充分に低
インピーダンス)であるから、その両端にはスイ
ツチング電圧は発生しない。従つてキルヒホツフ
の電圧則からスイツチ素子25の両端には1次巻
線27の両端29,31間に誘起されるスイツチ
ング電圧e1に等しい振幅のスイツチング電圧が逆
位相で発生する。次に閉路に着目する。コンデ
ンサ52の両端は静電遮へい層46により短絡さ
れているからスイツチング電圧は発生しない。し
たがつて、閉路におけるキルヒホツフの電圧則
からコンデンサ53の両端には1次巻線27の両
端29,31間に生じるスイツチング電圧e1に等
しい振幅のスイツチング電圧が逆位相で発生す
る。以上から1次側に発生するスイツチング電圧
e1は静電遮へい層46により1次側のみに閉じ1
次側18a−2次側19a間の電圧には影響を及
ぼさないことが説明された。
次に前記(ii)項について説明する。第7図におい
て閉路に着目する。出力コンデンサ35はスイ
ツチング周波数成分に対しては短絡であるから、
その両端にはスイツチング電圧は発生しない。2
次巻線28は中点44,45にて2分割されてい
るから、2次巻線28aの両端32,44間と2
次巻線28bの両端33,45間とには、等しい
振幅のスイツチング電圧e2/2が同位相で誘起され る。ここで閉路におけるキルヒホツフの電圧側
からダイオード34の両端には2次巻線28aの
両端32,44間、2次巻線28bの両端45,
33間にそれぞれ誘起されるスイツチング電圧の
和e2に等しい振幅のスイツチング電圧が逆位相で
発生する。
て閉路に着目する。出力コンデンサ35はスイ
ツチング周波数成分に対しては短絡であるから、
その両端にはスイツチング電圧は発生しない。2
次巻線28は中点44,45にて2分割されてい
るから、2次巻線28aの両端32,44間と2
次巻線28bの両端33,45間とには、等しい
振幅のスイツチング電圧e2/2が同位相で誘起され る。ここで閉路におけるキルヒホツフの電圧側
からダイオード34の両端には2次巻線28aの
両端32,44間、2次巻線28bの両端45,
33間にそれぞれ誘起されるスイツチング電圧の
和e2に等しい振幅のスイツチング電圧が逆位相で
発生する。
次に閉路、及びに着目する。通常コンデ
ンサ47,48,49及び51の容量値はともに
小さく、スイツチング周波数を含む高周波域に亘
り充分に高インピーダンスとなる。また、通常2
次巻線28a,28bとその一端32,45を同
一側としてバイフアイラ巻きにすることにより、
静電遮へい層46−巻線端32間と、静電遮へい
層46−巻線端45間との物理的な位置関係は等
しくなる。このため、コンデンサ47とコンデン
サ49の容量値は概ね等しく、これをC3とする。
同様に静電遮へい層46−巻線端44間と静電遮
へい層46−巻線点33間との物理的な位置関係
は等しい。このためコンデンサ48とコンデンサ
51の容量値は概ね等しく、これをC4とする。
ンサ47,48,49及び51の容量値はともに
小さく、スイツチング周波数を含む高周波域に亘
り充分に高インピーダンスとなる。また、通常2
次巻線28a,28bとその一端32,45を同
一側としてバイフアイラ巻きにすることにより、
静電遮へい層46−巻線端32間と、静電遮へい
層46−巻線端45間との物理的な位置関係は等
しくなる。このため、コンデンサ47とコンデン
サ49の容量値は概ね等しく、これをC3とする。
同様に静電遮へい層46−巻線端44間と静電遮
へい層46−巻線点33間との物理的な位置関係
は等しい。このためコンデンサ48とコンデンサ
51の容量値は概ね等しく、これをC4とする。
ここで閉路に着目する。コンデンサ47の両
端にスイツチング電圧v1が発生したとする。先に
述べた2次巻線28a,28bの電圧とダイオー
ド34の電圧とは等しく逆位相であるから、キル
ヒホツフの電圧則から、コンデンサ51の両端に
はコンデンサ47の両端に発生するスイツチング
電圧v1に等しい振幅のスイツチング電圧が逆位相
で発生する。このスイツチング電圧v1は同層モー
ドスイツチング電圧である。次に第8図を用いて
説明する。第8図は第7図中の閉路、及び
部分を抽象したものであり、記号は第7図に順ず
る。コンデンサ47,49の容量値をC3、コン
デンサ47,51の容量値をC4とする。第8図
の閉路、及びについてそれぞれ閉路方程式
を解くと、 v1=C4−C3/C3+C4 e2/4 (2) v2=3C3+C4/C3+C4 e2/4 (3) v3=C3+3C4/C3+C4 e2/4 (4) となる。式(2)から同相モードスイツチング雑音は
コンデンサ47,49の容量値C3とコンデンサ
48,51の容量値C4との差が小さい程、低減
化される。さて、第6図において、静電遮へい層
46−巻線端32(あるいは45)間のストレー
容量と静電遮へい層46−巻線端44(あるいは
33)間のストレー容量を等しくする技術は比較
的容易であり、静電遮へい層46に対する巻線端
32(あるいは45)の物理的位置と、静電遮へ
い層46−巻線端44(あるいは33)との物理
的位置を対称とすればよい。例えば2次巻線28
a,28bを静電遮へい層46に対して1層巻き
となるよう構成すればよい。すなわち、第8図に
おいてコンデンサ47(あるいはコンデンサ4
9)の容量値C3と、コンデンサ48(あるいは
コンデンサ51)の容量値C4とを概ね等しくす
る技術は既知である。以上から半波整流用のダイ
オード34を2次巻線28の中点に挿入接続する
ことにより、2次巻線28a,28bの両端に誘
起されるスイツチング電圧e2/2が1次側18a− 2次側19a間の電圧に及ぼす影響を低減化させ
得ることを説明できた。
端にスイツチング電圧v1が発生したとする。先に
述べた2次巻線28a,28bの電圧とダイオー
ド34の電圧とは等しく逆位相であるから、キル
ヒホツフの電圧則から、コンデンサ51の両端に
はコンデンサ47の両端に発生するスイツチング
電圧v1に等しい振幅のスイツチング電圧が逆位相
で発生する。このスイツチング電圧v1は同層モー
ドスイツチング電圧である。次に第8図を用いて
説明する。第8図は第7図中の閉路、及び
部分を抽象したものであり、記号は第7図に順ず
る。コンデンサ47,49の容量値をC3、コン
デンサ47,51の容量値をC4とする。第8図
の閉路、及びについてそれぞれ閉路方程式
を解くと、 v1=C4−C3/C3+C4 e2/4 (2) v2=3C3+C4/C3+C4 e2/4 (3) v3=C3+3C4/C3+C4 e2/4 (4) となる。式(2)から同相モードスイツチング雑音は
コンデンサ47,49の容量値C3とコンデンサ
48,51の容量値C4との差が小さい程、低減
化される。さて、第6図において、静電遮へい層
46−巻線端32(あるいは45)間のストレー
容量と静電遮へい層46−巻線端44(あるいは
33)間のストレー容量を等しくする技術は比較
的容易であり、静電遮へい層46に対する巻線端
32(あるいは45)の物理的位置と、静電遮へ
い層46−巻線端44(あるいは33)との物理
的位置を対称とすればよい。例えば2次巻線28
a,28bを静電遮へい層46に対して1層巻き
となるよう構成すればよい。すなわち、第8図に
おいてコンデンサ47(あるいはコンデンサ4
9)の容量値C3と、コンデンサ48(あるいは
コンデンサ51)の容量値C4とを概ね等しくす
る技術は既知である。以上から半波整流用のダイ
オード34を2次巻線28の中点に挿入接続する
ことにより、2次巻線28a,28bの両端に誘
起されるスイツチング電圧e2/2が1次側18a− 2次側19a間の電圧に及ぼす影響を低減化させ
得ることを説明できた。
以上、第6図に示した構成により直流及びスイ
ツチング周波数を含む高周波数に亘り1次側18
a,18b−2次側19a,19b間を高インピ
ーダンスで分離し、かつ同相モードスイツチング
雑音の発生が少ないDC−DC変換回路を提供し得
る。
ツチング周波数を含む高周波数に亘り1次側18
a,18b−2次側19a,19b間を高インピ
ーダンスで分離し、かつ同相モードスイツチング
雑音の発生が少ないDC−DC変換回路を提供し得
る。
第6図において2次側が多出力で2次巻線を複
数個有するDC−DC変換回路とする場合には1次
巻線、複数の2次巻線を順次同軸心上に形成し、
2次巻線相互間にも静電遮へい層を設け、かつこ
の静電遮へい層を、1次巻線−2次巻線間の静電
遮へい層46に接続した構成とすることが、同相
モードスイツチング雑音の発生を少なくする上で
有利である。
数個有するDC−DC変換回路とする場合には1次
巻線、複数の2次巻線を順次同軸心上に形成し、
2次巻線相互間にも静電遮へい層を設け、かつこ
の静電遮へい層を、1次巻線−2次巻線間の静電
遮へい層46に接続した構成とすることが、同相
モードスイツチング雑音の発生を少なくする上で
有利である。
<第2実施例>
以上はいわゆる電流伝送形、つまり第6図にお
いて、1次側のスイツチ素子25がオフの時に、
2次側の半波整流用のダイオード34が導通する
形式のDC−DC変換回路にこの発明を適用した
が、いわゆる電圧伝送形、つまり1次側のスイツ
チ素子がオンの時に2次側の半波整流用のダイオ
ードが導通する形式のDC−DC変換回路にも、こ
の発明を適用できる。第6図を対応するこの発明
の電圧伝送形のDC−DC変換回路を第9図に示
す。これらの場合において整流用ダイオード34
が第6図の場合と逆極性とされ、その他は同一構
成である。
いて、1次側のスイツチ素子25がオフの時に、
2次側の半波整流用のダイオード34が導通する
形式のDC−DC変換回路にこの発明を適用した
が、いわゆる電圧伝送形、つまり1次側のスイツ
チ素子がオンの時に2次側の半波整流用のダイオ
ードが導通する形式のDC−DC変換回路にも、こ
の発明を適用できる。第6図を対応するこの発明
の電圧伝送形のDC−DC変換回路を第9図に示
す。これらの場合において整流用ダイオード34
が第6図の場合と逆極性とされ、その他は同一構
成である。
<効果>
以上説明したようにこの発明により、直流及び
スイツチング周波数を含む高周波域に亘り1次側
及び2次側間を高インピーダンスで分離し、かつ
同相モードスイツチング雑音の発生が少ないDC
−DC変換回路が提供できるため、平衡形ケーブ
ルを用いたデイジタル加入者線伝送系において、
局からの遠方給電によつて動作する加入者宅内側
に設置されるデイジタル回線終端装置用の受電用
電源としての適用に利点がある。具体的にはDC
−DC変換回路の発生するスイツチング雑音のパ
ルス伝送系回路への廻り込みが少なく、デイジタ
ル回線終端装置と加入者線との高インピーダンス
分離が可能である。これによる効果はパルス伝送
帯域においてデイジタル回線終端装置の高い不平
衡減衰量が得られ、加入者線上に誘導される大き
な縦雑音に対してデイジタル信号の符号誤りを極
力抑圧し得ることである。
スイツチング周波数を含む高周波域に亘り1次側
及び2次側間を高インピーダンスで分離し、かつ
同相モードスイツチング雑音の発生が少ないDC
−DC変換回路が提供できるため、平衡形ケーブ
ルを用いたデイジタル加入者線伝送系において、
局からの遠方給電によつて動作する加入者宅内側
に設置されるデイジタル回線終端装置用の受電用
電源としての適用に利点がある。具体的にはDC
−DC変換回路の発生するスイツチング雑音のパ
ルス伝送系回路への廻り込みが少なく、デイジタ
ル回線終端装置と加入者線との高インピーダンス
分離が可能である。これによる効果はパルス伝送
帯域においてデイジタル回線終端装置の高い不平
衡減衰量が得られ、加入者線上に誘導される大き
な縦雑音に対してデイジタル信号の符号誤りを極
力抑圧し得ることである。
次に数値例を示す。第6図に示した構成におい
て、入力電圧E1を約26V、入力電流を約24mA、
出力電圧E2を5V±3.5%、出力電力約500mW1次
巻線27の巻線数を80回程度、2次巻線28a,
28bの巻線数を各8回程度の2線巻き(バイフ
アイラ巻き)、静電遮へい層46は銅箔、スイツ
チ素子25はMOS−FET、整流用ダイオード3
4はシヨツトキーバリアダイオード、トランス2
次巻線28a,28bは静電遮へい層46に対し
て1層巻き、スイツチング周波数約70KHzとした
DC−DC変換回路において、同相モードスイツチ
ング雑音はリツプル成分で約0.5Vpp、電力変換
効率は約80%であつた。なお、スイツチ素子の駆
動回路38は他励形あるいは自励形としても、上
記同相モードスイツチング雑音は同一であつた。
て、入力電圧E1を約26V、入力電流を約24mA、
出力電圧E2を5V±3.5%、出力電力約500mW1次
巻線27の巻線数を80回程度、2次巻線28a,
28bの巻線数を各8回程度の2線巻き(バイフ
アイラ巻き)、静電遮へい層46は銅箔、スイツ
チ素子25はMOS−FET、整流用ダイオード3
4はシヨツトキーバリアダイオード、トランス2
次巻線28a,28bは静電遮へい層46に対し
て1層巻き、スイツチング周波数約70KHzとした
DC−DC変換回路において、同相モードスイツチ
ング雑音はリツプル成分で約0.5Vpp、電力変換
効率は約80%であつた。なお、スイツチ素子の駆
動回路38は他励形あるいは自励形としても、上
記同相モードスイツチング雑音は同一であつた。
第1図及び第2図はそれぞれ加入者宅内側に設
置されるデイジタル回線終端装置の構成を示す
図、第3図は従来の電流伝送形DC−DC変換回路
の基本構成を示す接続図、第4図は第3図のDC
−DC変換回路における同相モードスイツチング
雑音発生機構の説明図、第5図は第4図の閉路
部分の拡大図、第6図はこの発明を電流伝送形
DC−DC変換回路に適用した実施例を示す接続
図、第7図は第6図のDC−DC変換回路における
同相モードスイツチング雑音低減化作用の説明
図、第8図は第7図の閉路、、部分の拡大
図、第9図はこの発明を電圧伝送形DC−DC変換
回路に適用した実施例を示す接続図である。 24:直流電源、25:スイツチ素子、26:
トランス、27:1次巻線、28:2次巻線、2
8a,28b:中点で2分割した2次巻線、3
4:半波整流用のダイオード、35:出力コンデ
ンサ、36:負荷、37:入力コンデンサ、3
8:スイツチ素子の駆動回路、46:静電遮へい
層。
置されるデイジタル回線終端装置の構成を示す
図、第3図は従来の電流伝送形DC−DC変換回路
の基本構成を示す接続図、第4図は第3図のDC
−DC変換回路における同相モードスイツチング
雑音発生機構の説明図、第5図は第4図の閉路
部分の拡大図、第6図はこの発明を電流伝送形
DC−DC変換回路に適用した実施例を示す接続
図、第7図は第6図のDC−DC変換回路における
同相モードスイツチング雑音低減化作用の説明
図、第8図は第7図の閉路、、部分の拡大
図、第9図はこの発明を電圧伝送形DC−DC変換
回路に適用した実施例を示す接続図である。 24:直流電源、25:スイツチ素子、26:
トランス、27:1次巻線、28:2次巻線、2
8a,28b:中点で2分割した2次巻線、3
4:半波整流用のダイオード、35:出力コンデ
ンサ、36:負荷、37:入力コンデンサ、3
8:スイツチ素子の駆動回路、46:静電遮へい
層。
Claims (1)
- 1 直流電力をスイツチングしてトランスの1次
巻線へ供給し、そのトランスの2次巻線の出力を
整流平滑して直流出力を得るDC−DC変換回路に
おいて、前記1次巻線と2次巻線との間に、その
1次巻線の静止端に接続された静電遮へい層を有
し、前記2次巻線がその中点で開放され、その開
放端子間に前記整流のための半波整流用のダイオ
ードが接続されたものであることを特徴とする
DC−DC変換回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13236482A JPS5925578A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Dc−dc変換回路 |
| US06/515,754 US4507721A (en) | 1982-07-28 | 1983-07-21 | DC-DC Converter for remote power feeding |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP13236482A JPS5925578A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Dc−dc変換回路 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63262622A Division JPH0295168A (ja) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | Dc−dc変換回路 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS5925578A JPS5925578A (ja) | 1984-02-09 |
| JPH0113309B2 true JPH0113309B2 (ja) | 1989-03-06 |
Family
ID=15079635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13236482A Granted JPS5925578A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Dc−dc変換回路 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPS5925578A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1982
- 1982-07-28 JP JP13236482A patent/JPS5925578A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5925578A (ja) | 1984-02-09 |
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