JPH02206362A - スイッチングモード型電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスイッチングモード型電力変換装置に関するも
のである。

従来、比較的に高い直流入力電圧によるスイッチングモ
ード型電力変換装置においては直流入力電圧を分割し、
それら分割した電圧をｔ源として、それぞれに直流間変
換回路を接続し、それら両区λ間変換回路を同時にスイ
ッチング制御し、出力側で並列接続する回路方式が知ら
れている。第１回に従来のスイッチングモード型電力変
換装置の回路例を示す。

■、■は直流間変換回路、Ａ％Ｂはスイッチ制譚部、Ｔ
１、Ｔ２は主変圧器、Ｄｔ％Ｄ２、Ｄｌ、Ｄ、は整流素
子、Ｌ、　　Ｌ、、ＬＪはインダクタンス、０１％Ｃ３
、Ｃ３はコンデンサ、ＲＥは！１流回路、ＡＣは交流入
力、ＤＣは直流＝力である。整流回路ＲＥの出力電圧が
例えば１３５０Ｖにもなると使用部品の定格に制約が生
じるので、コンデンサＣ，Ｃ２で２分割し、それぞれを
ｔ源としてａｉ！ｆ間変換回路Ｉ及びｎを接続する。Ｉ
及び］のスイッチ制御部Ａ、Ｂを同時にオンオフ胴囲し
、Ｊ及び］の出力′電圧ＶＩ及びＶＨを第２図の電圧波
形図に示すごとく発生せしむる。Ｉ及び汀は出力側が並
列接続され、出力電圧ｖＴＥｏは第２３！Ｊのごとく、
Ｖ　Ｉ　、、とＶＨ６が合成されて、ｔＬ流出力ＤＣを
供給するこのようにして、１．Ｈの回路によりパルス幅
制御して出カニＡ整を行う従来装置では、使用部品の定
格の低減の目的は達成するが、１．’：ｌの回路で夫々
平滑されたのち、合成されるため、後に述べるような、
出力フィルタ回路の使用部品の小形化が図れない。

本発明は前記せる従来装置の欠点を解消し、出力フィル
タ回路の周波数の増大により、使用部品を小形化し、死
に、分割によって生じやすいコンデンサ電圧のアンバラ
ンスをなくし、使用部品の損傷、ハンチング等の不安定
動作を防止せんとするものである。

次いで、本発明を図面によって説明する。第３図は本発
明の実施例を示すスイッチングモード型電力変換装置の
回路図であり、第１図と同一符号は間一部分を示す。ス
イッチ素子Ｑ１、Ｑ２等から成る直流間変換回路工のス
イッチ制御部とスイッチ素子Ｑ、、、Ｑ、等から成る直
流間変換回路ｎ分スイッチ制御部を図示していない制御
信号回路により、互に１８０６づらせてオンオフさせる
。それにより１回路■の出力電圧ＶＩと回路■の出力電
圧■■は並列接続されて、第４図のごと＜、ｖｍの出力
゛電圧となる。従って、第１区、第３図の変換回路の変
換周波数を同じとすると第２図のＶＩ又は■］に比し、
第４区のＶＩＩＩは出力フィルタ回路に印加する周波数
は２倍となり、出力フィルタＬ４、ＣＩの小形化をなし
得る。

部ち、直流入力電圧をコンデンサ分割し、回路■及び回
路■を接続し、それら変換回路のスイッチング周期に１
８０°の位相差をもたせ、かつ、回路Ｉと回路■の出力
側を並列接続することにより、前述の目的を達成するも
のである。しかしながら、１８０”位相差をもつ同一制
御信号を回路■及び］に交互に与えて、出力電圧をパル
ス幅制御する場合において、何らかの理田、例えば、過
渡的な動作や、変換回路のバラツキにより、コンデンサ
Ｃ１と０２の電圧間にアンバランスが生じた場合、例え
ば、ＣＩの！圧が小となり、呂刀電圧Ｖ工が第４ズの（
１）のようになり、出力電圧Ｖ■としては予定された平
均値で制御されるため、Ｖｌと■■間、及びＣ１とＣ２
の電圧間のそれぞれのアンバランスを補正する作用は生
じない。その電圧アンバランスが大きければ、その電圧
のため、使用部品の耐圧超過による破損やハンチング等
の動作不安定の要因となる。

前記せるアンバランスの発生を防止する本発明の更に改
良された付加回路は第３図において、１ｆＬａ間変換回
路工の三変圧器Ｔ１に三次巻線Ｎ　＋−：ｌを設け、そ
の発生電圧により整流素子り。、及びインダクタンスＬ
。を通して、ｌｆＬ流１間変換回路Ｈの入力側のコンデ
ンサＣ２を充電するように接続する。

同様に、回路ＨについてもＴ１の三次巻線Ｎ２．．．の
発生電圧によりＣ１を充電するように接続する。

けＣ２の電圧が上昇し、Ｃ２の電圧に対応して、スイッ
チ素子Ｑ・いＱ、のオン時にＴ２の三次巻線Ｎ２−６ｌ
に電圧が誘起され、Ｃ１を充電する。即ち、高い方のコ
ンデンサ電圧に対応した電圧により、低い方のコンデン
サを充電することにより、第４図のｖｍ（ｉ）のアンバ
ランス状態をＶＩＩＩ（ｉｉ）のごとく、バランス状態
に改善する。なお、Ｌａは　９主変圧器Ｔ１、Ｔ２の電
圧が矩形波のため、電圧印加時のラッシュ電流を抑制す
るためのインダクタンスであり、又、整流素子り。２、
Ｄ、、、は主変圧器Ｔ１、Ｔ２の出力オフ時におけるイ
ンダクタンスＬ０の電流の循環回路を形成する。実験に
よれば、第３図の回路において、ＡＣ入カ４８０Ｖ、整
流回路ＲＥの直流電圧６４４Ｖ（Ｃ，及びＣ２の電圧の
和）、主変圧器Ｔ１．Ｔ、の１次巻線３６ターン、３次
巻線３５ターン、Ｌ、を１５０μＨとしだ　場合ニＣＩ
ノ電圧３２５■、Ｃ２ノ電圧３ｉ９Ｖと６■の差となっ
た。これに比し、Ｎ　１−０１．Ｎ　２’−＋ｔの３次
巻線などの付加回路を有しないものでは２．５Ｖの差を
生じた。なお、入力電圧に対応した電圧を得るためには
必ずしも３次巻線によらず、１次巻線からタップで取り
出すなど他の手段によることもできる。

第３図においてはＡＣ入力を整流回路ＲＥで整流し直流
入力を得ているが、電池から直接、直流入力を得た場合
も本発明を適用できるのは当然である。直流間変換回路
工及び■のスイッチ素子はトランジスタに限定されず、
又、公知の種々の回路方式のものを適用できる。更に、
回路上の付加、削除、変更をなしても本発明の要旨の範
囲で本発明の権利に含まれるものである。

以上のごとく、本発明の実施により、直流入力電圧の比
較的高い電力変換装置において、使用部品の小形化、分
割電圧のバランス、動作の安定などを得ることができ、
通信用電源をはじめ、各種電源に利用して、効果、極め
て大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の回路図、第２図は従来装置の電圧波
形図、第３図は本発明の実施例を示す回路図、第４図は
第３図の電圧波形図であり、工、■は直流間変換回路、
Ａ、Ｂはスイッチ制御部、Ｔ１、Ｔ２は主変圧器、Ｄ、
、Ｄ、、Ｄ、、、Ｄ４、Ｄｏｔ、Ｉ）ｏ２、Ｄ　ｏＪ、
　Ｄ　ｏ４は整流素子、Ｌ、、Ｌ、Ｌ、、Ｌ、１％Ｌ１
、はインダクタンス、Ｃ１，Ｃ７、Ｃ，ｌはコンデンサ
、Ｎ　ｌ−Ｉ　　Ｎ　２−１は一次巻線、Ｎ１−１、Ｎ
　ｚ−８は三次巻線、Ｑ、　　Ｑ２、Ｑ３、Ｑ、はスイ
　ッチ素子、ＲＥは整流回路、ＡＣは交流入力、ＤＣは
直流出力、Ｖ　Ｉ　、　Ｖ　Ｉ　、、、ｖｍ、ＶＩＩｏ
、Ｖ■、■ｍｏは夫々図示の電圧である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電圧をコンデンサで分割し、各コンデンサに
   それぞれ直流間変換回路の入力 側を接続し、それら両変換回路の出力側 を並列接続するごとく構成し、かつ、前 記両変換回路の各出力電圧に１８０°の 位相差をもたしめるようにしたことを特 徴とするスイッチングモード型電力変換 装置。
2. （２）直流間変換回路の内、高い方の入力電圧に対応し
   た電圧により、低い方の入力電 圧を供給するコンデンサを充電するよう に構成した特許請求の範囲第（１）項の スイッチングモード型電力変換装置。
3. （３）二つの直流間変換回路の主変圧器にそれぞれ三次
   巻線を設け、それらの三次巻線 の出力側を互に他側のコンデンサに接続 した特許請求の範囲第（２）項のスイッ チングモード型電力変換装置。