JPH0125314B2 - - Google Patents
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- JPH0125314B2 JPH0125314B2 JP5652182A JP5652182A JPH0125314B2 JP H0125314 B2 JPH0125314 B2 JP H0125314B2 JP 5652182 A JP5652182 A JP 5652182A JP 5652182 A JP5652182 A JP 5652182A JP H0125314 B2 JPH0125314 B2 JP H0125314B2
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- Japan
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- voltage
- switching element
- transformer
- winding
- conductive
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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
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M7/2173—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a biphase or polyphase circuit arrangement
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、整流手段としてスイツチング素子を
用いるようにした電力変換装置に関するものであ
り、更に詳しくは、構成が簡易で損失の発生が少
ない整流回路を備えた電力変換装置に関するもの
である。
用いるようにした電力変換装置に関するものであ
り、更に詳しくは、構成が簡易で損失の発生が少
ない整流回路を備えた電力変換装置に関するもの
である。
スイツチング素子を整流回路に使用した電力変
換装置の従来回路を第１図に、その動作波形を第
２図に示す。
換装置の従来回路を第１図に、その動作波形を第
２図に示す。
第１図において、１は直流電源、２はトランジ
スタ、３は励磁エネルギー帰還ダイオード、４は
変換トランス、５は整流用電界効果トランジス
タ、６は環流用電界効果トランジスタ、７は平滑
用チヨークコイル、８は平滑用コンデンサ、９は
出力端子、１０，１１はそれぞれ電界効果トラン
ジスタ５，６の寄生ダイオード、n1は変換トラン
ス４の１次巻線n1′はリセツト用巻線、n2は２次
巻線である。
スタ、３は励磁エネルギー帰還ダイオード、４は
変換トランス、５は整流用電界効果トランジス
タ、６は環流用電界効果トランジスタ、７は平滑
用チヨークコイル、８は平滑用コンデンサ、９は
出力端子、１０，１１はそれぞれ電界効果トラン
ジスタ５，６の寄生ダイオード、n1は変換トラン
ス４の１次巻線n1′はリセツト用巻線、n2は２次
巻線である。
第２図において、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ整流用
電界効果トランジスタ５のゲート・ドレイン電
圧、ソース・ドレイン電流、ソース・ドレイン電
圧であり、ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ環流用電界効果
トランジスタ６のゲート・ドレイン電圧、ソー
ス・ドレイン電流、ソース・ドレイン電圧であ
る。
電界効果トランジスタ５のゲート・ドレイン電
圧、ソース・ドレイン電流、ソース・ドレイン電
圧であり、ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ環流用電界効果
トランジスタ６のゲート・ドレイン電圧、ソー
ス・ドレイン電流、ソース・ドレイン電圧であ
る。
第１図の回路動作を簡単に説明する。トランス
４の１次側に接続されているトランジスタ２を図
示せざる手段で周期的にオン、オフ駆動するわけ
であるが、トランジスタ２がオンになつていると
きには、１次巻線n1に直流電源１から電圧がかか
る。トランジスタ２をオフにするとダイオード３
が動作し、１次巻線n1にかかつていた電圧が反転
してn1′の方に出てくる。従つて２次巻線n2に生
じる電圧波形は第５図ａの如くなる。つまりトラ
ンジスタ２がオンのときは正の電圧が発生し、オ
フになつてダイオード３が導通したときは負の電
圧が発生する。
４の１次側に接続されているトランジスタ２を図
示せざる手段で周期的にオン、オフ駆動するわけ
であるが、トランジスタ２がオンになつていると
きには、１次巻線n1に直流電源１から電圧がかか
る。トランジスタ２をオフにするとダイオード３
が動作し、１次巻線n1にかかつていた電圧が反転
してn1′の方に出てくる。従つて２次巻線n2に生
じる電圧波形は第５図ａの如くなる。つまりトラ
ンジスタ２がオンのときは正の電圧が発生し、オ
フになつてダイオード３が導通したときは負の電
圧が発生する。
第５図ａの波形において、負の電圧が零レベル
に落ち込んでいるが、ここでダイオード３がカツ
トする。トランス４の２次側における電界効果ト
ランジスタの動作としては、トランジスタ２がオ
ンのとき、整流用電界効果トランジスタ５が動作
して、電流は出力端子９の下側端子から該トラン
ジスタ５、２次巻線n2、チヨークコイル７、上側
端子を通つて図示せざる負荷に流れる。
に落ち込んでいるが、ここでダイオード３がカツ
トする。トランス４の２次側における電界効果ト
ランジスタの動作としては、トランジスタ２がオ
ンのとき、整流用電界効果トランジスタ５が動作
して、電流は出力端子９の下側端子から該トラン
ジスタ５、２次巻線n2、チヨークコイル７、上側
端子を通つて図示せざる負荷に流れる。
次にトランジスタ２がオフのときは、２次巻線
n2に逆方向の電圧が出るので、整流用電界効果ト
ランジスタ５には電流は流れず、２次巻線n2から
電流は流れ出さないが、チヨークコイル７の働き
により電流が維持され、この電流は電界効果トラ
ンジスタ６を通り、負荷を通つて環流する。コン
デンサ８は、トランジスタ２がオンしているとき
とオフしているときとでは、出力端子９に生じる
電圧が異なるので、これを平らにならす役割をも
つている。
n2に逆方向の電圧が出るので、整流用電界効果ト
ランジスタ５には電流は流れず、２次巻線n2から
電流は流れ出さないが、チヨークコイル７の働き
により電流が維持され、この電流は電界効果トラ
ンジスタ６を通り、負荷を通つて環流する。コン
デンサ８は、トランジスタ２がオンしているとき
とオフしているときとでは、出力端子９に生じる
電圧が異なるので、これを平らにならす役割をも
つている。
さて第１図の回路では、整流用電界効果トラン
ジスタ５にはオンすべき期間（t0〜t1）中ゲート
駆動電圧ａが印加されるが、環流用電界効果トラ
ンジスタ６のゲート駆動電圧ｄは主トランス４の
フライバツク電圧を用いているため、オンすべき
期間（t1〜t3）のうちフライバツク電圧の発生し
ているt1〜t2期間しかゲート駆動電圧が印加され
ない。従つてt2〜t3期間の環流用電界効果トラン
ジスタ６はオンせず、寄生PNダイオード１１が
オンして電界効果トランジスタ・オン時のソー
ス・ドレイン電圧よりも上昇する（ｆ参照）。
ジスタ５にはオンすべき期間（t0〜t1）中ゲート
駆動電圧ａが印加されるが、環流用電界効果トラ
ンジスタ６のゲート駆動電圧ｄは主トランス４の
フライバツク電圧を用いているため、オンすべき
期間（t1〜t3）のうちフライバツク電圧の発生し
ているt1〜t2期間しかゲート駆動電圧が印加され
ない。従つてt2〜t3期間の環流用電界効果トラン
ジスタ６はオンせず、寄生PNダイオード１１が
オンして電界効果トランジスタ・オン時のソー
ス・ドレイン電圧よりも上昇する（ｆ参照）。
電界効果トランジスタのようなスイツチング素
子を整流回路に用いるのは、オン電圧を0.1〜
0.2Vと低く抑えて低損失化を図るためであるが、
従来回路の構成では駆動電圧が印加されない期間
があるためこのような整流回路の低損失化の効果
が十分に発揮できないという欠点があつた。
子を整流回路に用いるのは、オン電圧を0.1〜
0.2Vと低く抑えて低損失化を図るためであるが、
従来回路の構成では駆動電圧が印加されない期間
があるためこのような整流回路の低損失化の効果
が十分に発揮できないという欠点があつた。
本発明は、上述のような従来回路の欠点を除去
するためになされたものであり、従つて本発明の
目的は、環流用スイツチング素子（例えば電界効
果トランジスタ）のオンすべき期間全域にわたつ
て、該スイツチング素子がオンするのに必要な駆
動電圧が得られるようにして整流回路の低損失化
の効果が十分に発揮できるようにした電力変換装
置を提供することにある。
するためになされたものであり、従つて本発明の
目的は、環流用スイツチング素子（例えば電界効
果トランジスタ）のオンすべき期間全域にわたつ
て、該スイツチング素子がオンするのに必要な駆
動電圧が得られるようにして整流回路の低損失化
の効果が十分に発揮できるようにした電力変換装
置を提供することにある。
本発明の構成の要点は、直流電圧源と第１のス
イツチング素子の直列回路をトランスの１次巻線
に接続し、チヨークコイルと負荷の直列回路に第
２のスイツチング素子を並列に接続した回路にお
ける該スイツチング素子の両端のうち一端を前記
トランスの２次巻線の一側に直接接続し、他端を
第３のスイツチング素子を介して前記２次巻線の
他側に接続して成り、前記第１のスイツチング素
子を周期的に導通、非導通にしたときに生じる前
記トランスの２次巻線出力電圧を、前記第３のス
イツチング素子の導通時には第２のスイツチング
素子が非導通、前者が非導通の時には後者が導通
の如く、交互に動作させることにより、整流、平
滑して負荷に供給するようにした電力変換装置に
おいて、前記トランスの巻線に生じる電圧を検出
し、検出電圧が、前記第１のスイツチング素子が
導通しているときに前記トランスの巻線に生じる
電圧の極性とは逆極性の電圧であるか、或いは零
であるとき、前記第２のスイツチング素子を導通
させる手段を設けた点にある。
イツチング素子の直列回路をトランスの１次巻線
に接続し、チヨークコイルと負荷の直列回路に第
２のスイツチング素子を並列に接続した回路にお
ける該スイツチング素子の両端のうち一端を前記
トランスの２次巻線の一側に直接接続し、他端を
第３のスイツチング素子を介して前記２次巻線の
他側に接続して成り、前記第１のスイツチング素
子を周期的に導通、非導通にしたときに生じる前
記トランスの２次巻線出力電圧を、前記第３のス
イツチング素子の導通時には第２のスイツチング
素子が非導通、前者が非導通の時には後者が導通
の如く、交互に動作させることにより、整流、平
滑して負荷に供給するようにした電力変換装置に
おいて、前記トランスの巻線に生じる電圧を検出
し、検出電圧が、前記第１のスイツチング素子が
導通しているときに前記トランスの巻線に生じる
電圧の極性とは逆極性の電圧であるか、或いは零
であるとき、前記第２のスイツチング素子を導通
させる手段を設けた点にある。
次に図を参照して本発明の一実施例を詳細に説
明する。
明する。
第３図は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。同図において、１は直流電源、２はトランジ
スタ、３は励磁エネルギー帰還ダイオード、４は
変換トランス、５は整流用電界効果トランジス
タ、６は環流用電界効果トランジスタ、７は平滑
用チヨークコイル、８は平滑用コンデンサ、９は
出力端子、１０，１１はそれぞれ電界効果トラン
ジスタ５，６の寄生ダイオード、１２は第４図に
示す特性を持つインバータ回路、である。すなわ
ち、インバータ回路１２は、入力が正のとき、出
力として零か負を出力し、入力が零のとき、また
は負のときには、何れの場合でも正を出力すると
いう特性をもつている。そのほか、n1は変換トラ
ンスの１次巻線、n1′はリセツト用巻線、n2は２
次巻線、n5は制御巻線である。
る。同図において、１は直流電源、２はトランジ
スタ、３は励磁エネルギー帰還ダイオード、４は
変換トランス、５は整流用電界効果トランジス
タ、６は環流用電界効果トランジスタ、７は平滑
用チヨークコイル、８は平滑用コンデンサ、９は
出力端子、１０，１１はそれぞれ電界効果トラン
ジスタ５，６の寄生ダイオード、１２は第４図に
示す特性を持つインバータ回路、である。すなわ
ち、インバータ回路１２は、入力が正のとき、出
力として零か負を出力し、入力が零のとき、また
は負のときには、何れの場合でも正を出力すると
いう特性をもつている。そのほか、n1は変換トラ
ンスの１次巻線、n1′はリセツト用巻線、n2は２
次巻線、n5は制御巻線である。
また第５図は第３図の回路の動作波形を示す波
形図であつて、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ整流用電界
効果トランジスタ５のゲート・ドレイン電圧、ソ
ース・ドレイン電流、ソース・ドレイン電圧、
ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ環流用電界効果トランジス
タ６のゲート・ドレイン電圧、ソース・ドレイン
電流、ソース・ドレイン電圧、ｇは変換トランス
巻線n2の電圧、ｈは巻線n5の電圧である。
形図であつて、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ整流用電界
効果トランジスタ５のゲート・ドレイン電圧、ソ
ース・ドレイン電流、ソース・ドレイン電圧、
ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ環流用電界効果トランジス
タ６のゲート・ドレイン電圧、ソース・ドレイン
電流、ソース・ドレイン電圧、ｇは変換トランス
巻線n2の電圧、ｈは巻線n5の電圧である。
次に動作を説明する。時刻t0においてトランジ
スタ２がオンすると、変換トランス４のn5巻線
の・印刷には正の電圧が発生するため、インバー
タ回路１２の出力は零（または負）となり、整流
用電界効果トランジスタ５はオン、環流用電界効
果トランジスタ６はオフとなる。従つて変換トラ
ンス巻線n2の電圧は出力端子９へ伝達される。時
刻t1においてトランジスタ２がオフすると、変換
トランス４のn5巻線の・印刷にはフライバツク電
圧として負の電圧が発生するため、インバータ回
路１２の出力は正となり、整流用電界効果トラン
ジスタ５はオフ、環流用電界効果トランジスタ６
はオンとなる。従つて変換トランス巻線n2の電圧
は阻止され、平滑用チヨークコイル７からの電流
を環流させる。時刻t2においてn5巻線のフライバ
ツク電圧が零となつても、インバータ回路１２の
出力は変化せず、整流用及び環流用電界効果トラ
ンジスタの状態はt1〜t2期間と同一である。時刻
t3以後は以上説明した動作を繰り返す。
スタ２がオンすると、変換トランス４のn5巻線
の・印刷には正の電圧が発生するため、インバー
タ回路１２の出力は零（または負）となり、整流
用電界効果トランジスタ５はオン、環流用電界効
果トランジスタ６はオフとなる。従つて変換トラ
ンス巻線n2の電圧は出力端子９へ伝達される。時
刻t1においてトランジスタ２がオフすると、変換
トランス４のn5巻線の・印刷にはフライバツク電
圧として負の電圧が発生するため、インバータ回
路１２の出力は正となり、整流用電界効果トラン
ジスタ５はオフ、環流用電界効果トランジスタ６
はオンとなる。従つて変換トランス巻線n2の電圧
は阻止され、平滑用チヨークコイル７からの電流
を環流させる。時刻t2においてn5巻線のフライバ
ツク電圧が零となつても、インバータ回路１２の
出力は変化せず、整流用及び環流用電界効果トラ
ンジスタの状態はt1〜t2期間と同一である。時刻
t3以後は以上説明した動作を繰り返す。
このような動作により、整流用電界効果トラン
ジスタ５、環流用電界効果トランジスタ６のオン
電圧は、第７図ｃ，ｆに示すようにオン期間全域
で低い値に押えられ、低損失な整流回路を構成で
きる。
ジスタ５、環流用電界効果トランジスタ６のオン
電圧は、第７図ｃ，ｆに示すようにオン期間全域
で低い値に押えられ、低損失な整流回路を構成で
きる。
整流回路に用いるスイツチング素子をトランジ
スタとしても同様の効果が得られる。
スタとしても同様の効果が得られる。
以上説明したように、本発明によれば、電力変
換装置において、トランスの巻線電圧を検出して
環流用スイツチング素子を駆動することにより、
環流用スイツチング素子がオンすべき全期間にわ
たつて該スイツチング素子がオンするのに必要な
電圧をゲートに印加できるためオン期間の全域に
わたつてオン電圧降下を低く押えることができ、
低損失な整流回路が構成できるという利点があ
る。
換装置において、トランスの巻線電圧を検出して
環流用スイツチング素子を駆動することにより、
環流用スイツチング素子がオンすべき全期間にわ
たつて該スイツチング素子がオンするのに必要な
電圧をゲートに印加できるためオン期間の全域に
わたつてオン電圧降下を低く押えることができ、
低損失な整流回路が構成できるという利点があ
る。
第１図は整流手段としてスイツチング素子を用
いるようにした電力変換装置の従来例を示す回路
図、第２図はその動作波形を示す波形図、第３図
は本発明の一実施例を示す回路図、第４図は第３
図におけるインバータ回路の入力、出力間の特性
説明図、第５図は第３図に示す回路の動作波形を
示す波形図、である。 符号説明 １……直流電源、２……トランジス
タ、３……帰還ダイオード、４……変換トラン
ス、５……整流用電界効果トランジスタ、６……
環流用電界効果トランジスタ、７……平滑用チヨ
ークコイル、８……平滑用コンデンサ、９……出
力端子、１０，１１……電界効果トランジスタの
寄生ダイオード、１２……インバータ回路、ａ…
…整流用電界効果トランジスタ５のゲート・ドレ
イン電圧、ｂ……整流用電界効果トランジスタ５
のソース・ドレイン電流、ｃ……整流用電界効果
トランジスタ５のソース・ドレイン電圧、ｄ……
環流用電界効果トランジスタ６のゲート・ドレイ
ン電圧、ｅ……環流用電界効果トランジスタ６の
ソース・ドレイン電流、ｆ……環流用電界効果ト
ランジスタ６のソース・ドレイン電圧、ｇ……変
換トランス４の巻線n2の電圧、ｈ……変換トラン
ス４の巻線n5の電圧。
いるようにした電力変換装置の従来例を示す回路
図、第２図はその動作波形を示す波形図、第３図
は本発明の一実施例を示す回路図、第４図は第３
図におけるインバータ回路の入力、出力間の特性
説明図、第５図は第３図に示す回路の動作波形を
示す波形図、である。 符号説明 １……直流電源、２……トランジス
タ、３……帰還ダイオード、４……変換トラン
ス、５……整流用電界効果トランジスタ、６……
環流用電界効果トランジスタ、７……平滑用チヨ
ークコイル、８……平滑用コンデンサ、９……出
力端子、１０，１１……電界効果トランジスタの
寄生ダイオード、１２……インバータ回路、ａ…
…整流用電界効果トランジスタ５のゲート・ドレ
イン電圧、ｂ……整流用電界効果トランジスタ５
のソース・ドレイン電流、ｃ……整流用電界効果
トランジスタ５のソース・ドレイン電圧、ｄ……
環流用電界効果トランジスタ６のゲート・ドレイ
ン電圧、ｅ……環流用電界効果トランジスタ６の
ソース・ドレイン電流、ｆ……環流用電界効果ト
ランジスタ６のソース・ドレイン電圧、ｇ……変
換トランス４の巻線n2の電圧、ｈ……変換トラン
ス４の巻線n5の電圧。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直流電圧源と第１のスイツチング素子の直列
回路をトランスの１次巻線に接続し、チヨークコ
イルと負荷の直列回路に第２のスイツチング素子
を並列に接続した回路における該スイツチング素
子の両端のうち一端を前記トランスの２次巻線の
一側に直接接続し、他端を第３のスイツチング素
子を介して前記２次巻線の他側に接続して成り、
前記第１のスイツチング素子を周期的に導通、非
導通にしたときに生じる前記トランスの２次巻線
出力電圧を、前記第３のスイツチング素子の導通
時には第２のスイツチング素子が非導通、前者が
非導通の時には後者が導通の如く、交互に動作さ
せることにより、整流、平滑して負荷に供給する
ようにした電力変換装置において、前記トランス
の巻線に生じる電圧を検出し、検出電圧が、前記
第１のスイツチング素子が導通しているときに前
記トランスの巻線に生じる電圧の極性とは逆極性
の電圧であるか、或いは零であるとき、前記第２
のスイツチング素子を導通させる手段を設けたこ
とを特徴とする電力変換装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の電力変換装置
において、前記第２および第３のスイツチング素
子が電界効果トランジスタであり、導通時にはソ
ースからドレインに電流が流れるように接続され
ていることを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5652182A JPS58175975A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5652182A JPS58175975A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175975A JPS58175975A (ja) | 1983-10-15 |
| JPH0125314B2 true JPH0125314B2 (ja) | 1989-05-17 |
Family
ID=13029412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5652182A Granted JPS58175975A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58175975A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63257457A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源回路 |
| DE3727170A1 (de) * | 1987-08-14 | 1989-02-23 | Philips Patentverwaltung | Gleichspannungswandler mit einem uebertrager |
| FR2640058B1 (fr) * | 1988-12-07 | 1991-03-08 | Flandin Roger | Regulateur electronique alternatif a decoupage et rapport variable |
| JP2819932B2 (ja) * | 1992-03-05 | 1998-11-05 | 日本電気株式会社 | フォワードコンバータのｍｏｓｆｅｔ整流回路 |
| JP6372182B2 (ja) * | 2014-06-17 | 2018-08-15 | 富士通株式会社 | 信号変換回路および電源装置 |
-
1982
- 1982-04-07 JP JP5652182A patent/JPS58175975A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58175975A (ja) | 1983-10-15 |
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