JPH0246166A - 擬似共振を用いるｄｃ／ｄｃコンバータ - Google Patents

擬似共振を用いるｄｃ／ｄｃコンバータ

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JPH0246166A
JPH0246166A JP1044977A JP4497789A JPH0246166A JP H0246166 A JPH0246166 A JP H0246166A JP 1044977 A JP1044977 A JP 1044977A JP 4497789 A JP4497789 A JP 4497789A JP H0246166 A JPH0246166 A JP H0246166A
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    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC 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
    • H02M3/155—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC 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

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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】 産業上の利用分野 本発明はＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータに関し、特に進行波
管増幅器（ＴＷＴＡ）用の電子電力調節器（ＥＰＣ）で
用いられる如きコンバータに関する。
本発明は高周波数ＤＣ／［）Ｃコンパ′−夕にも有用で
ある。
従来の技術とその問題点 かかるコンバータは、トランスと、前記トランスの１次
巻線に直列の周期的スイッチング手段と、ＤＣ電源に並
列に接続された入力キャパシタと、負荷に並列に接続さ
れた出力キャパシタとからなる。
かかるコンバータの設計の際生じる問題の１つに、スイ
ッチの高いブレーキング電圧及びスイッチング手段のス
イッチング中の寄生電圧によるものがある。
また、巻線の寄生リアクタンスにより、特に高周波動作
時に擾乱が発生する。
１９８２年１０月９日のヨーロッパ特許は、整流サイク
ル内に電流の打消し時間の生成、同期化及び挿入を行な
う数個の制御電子回路を用いて、整流時にスイッチを流
れる電流が打消されてＤ　Ｃ／ＤＣコンバータを開示す
る。これには複雑で取扱いの面倒な電子回路を用いなけ
ればならないという欠点がある。
Ｐ、ピンシアレリの米国特許４，４１５，９５９は、ス
イッチング手段がゼロのＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータを開
示する。このコンバータは、出力キャパシタとともに擬
似共振回路を構成する漏れインダクタンスを有するトラ
ンスを用いる。これにより周期的スイッチング手段のブ
レーキング強度を打消すことができる。しかしこの従来
のＤＣ／ＤＣコンバータの出力には大きなリップル電圧
が含まれる。
本発明の目的は、前記の欠点を示さない進行波管増幅器
（ＴＷＴＡ）用電子電力調節器（ＥＰＣ）等のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータを提供するにある。
問題点を解決するための手段 本発明によるＤＣ／ＤＣコンバータにおいては、入力キ
ャパシタ（Ｃｉｎ）の容量は出力キャパシタ（ｃｏ）の
容量より大幅に小さくされ、入力キャパシタ（ｃ、ｏ＞
及び前記トランスの２次インダクタンス（ＬＳ、Ｌえ）
全体が定める回路の共振周期は、前記周期的スイッチン
グ手段（Ｓ、Ｓｌ。
Ｓ２）の動作周期より短くされ、前記トランスの１次巻
線の全寄生容量及び前記トランスの磁化インダクタンス
が定める共振周期は、前記周期的スイッチング手段の動
作周期より短くされる。
本発明の別の特徴によれば同調キャパシタが前記スイッ
チング手段に並列に接続される。
本発、明の一例としては、前記トランスが中点接続を有
する１次巻線からなり、前記周期的スイッチング手段は
、前記１次巻線の一端にそれぞれ直列に接続される２つ
のスイッチから構成されてなるプッシュプルＤ　Ｃ／Ｄ
　Ｃコンバータがある。この場合前記全奇生容量は、一
方の巻線半体と付随するスイッチとの全寄生容量となる
。
実施例 第１図を参照するに、１次巻線２１からなるＤＣ／ＤＣ
コンバータには、端子１０及び１１に印加される定常Ｄ
Ｃ電圧ｖｉｏが供給される。トランス２０の１次回路は
、直列入力インダクタンスＬ１ｏ及び並列入力キャパシ
タンスＣ１ｏからなる。
このコンバータの２次回路は直列インダクタンスＬｘ及
び出力並列キャパシタンスＣ８からなり、２次電流はダ
イオードＤにより整流されて、出力端子１２と１３との
間に接続された抵抗Ｒ８で表わされる負荷に印加される
。１次回路にはスイッチング手段Ｓが、１次回線２１と
直列に接続される。このスイッチング手段は、制御回路
１４により制御される、例えば電界効果トランジスタ等
の周期的スイッチング手段である。磁化インダクタンス
し　及び浮遊又は寄生容量Ｃ８の全体は破線で示されて
いる。
本発明によれば、入力インダクタンスＬｉｏと入力容１
ｃ、ｏとの値は、それぞれ２次回路のインダクタンス全
体、つまりトランスのインダクタンス及び直列インダク
タンスＬ、の和と、出力４：ヤパシタＣ８の値より大幅
に小さい。
入力キャパシタＣ１ｏと、トランスの漏れインダクタン
ス及び存在する場合には直列出力インダクタンスＬＬか
らなる直列出力インダクタンスとは、Ｔ＝π　　　”　
　ｉｎなる周期を有する共振回路を形成する。
本発明によればこの周期Ｔは、周期的スイッチング手段
Ｓの動作周期つまりブレーキング周期より短くされる。
その結果、第２ｂ図に示されるスイッチＳでの電流■、
は、正弦半波波形を有する。
第２ａ図の曲線は、Ｎをトランス２０の公称変圧比と、
して値ＮＶ　　＋ｄＶからＮＶｏ−ｄＶまで低下する、
入力キャパシタＣ１一端の電圧差を示す。
第２Ｃ図の曲線はスイッチＳ両端の電圧差を示す。本発
明によれば、磁化インダクタンスＬｌ及び全浮遊又は寄
生容ＩＣ３からなる回路の共振周期も、周期的スイッチ
ング手段の動作周期より短い。その結果スイッチＳ両端
の電圧差は正弦半波２３の形状となる。この電圧差はス
イッチＳが改めて閉成する館にゼロとなる。その結果寄
生要素Ｌ　及びＣ８での損失はない。
全１次電流■。を得るには磁化インダクタンスＬ、を流
れている磁化電流Ｉｌを１次巻線２１の電流ＩＳに加え
なければならない。これは、正弦半波２２後に電流Ｉ、
がゼロとなると磁化電流■１が残るということを意味す
る。実際には磁化電流は微弱であるから、スイッチＳの
ブレーキングによるスイッチング損失は、微弱である。
第５ａ図は、第１図の寄生又は浮遊容ｆｆ１Ｃ８を詳細
に示す図である。実際には本発明によれば、擬似共振は
、全ての寄生容量、つまりスイッチＳを構成するパワー
ＦＥＴのドレイン−ソース容量ＣｄＳと、巻線浮遊各間
Ｃｗと、物理的な基板レイアウトによる他の容量Ｃｂに
関係する。これらの寄生容量の全ては、合わせて第５ｂ
図中ＦＥＴの両端にまたがって接続される等価総容量Ｃ
５として表わされる。必要ならば第５ｂ図に示される如
くこの総容量を同調キャパシタＣ０の容量と組み合わせ
ることができる。
第３図は、プツシ１プルＤＣ／ＤＣコンバータに適用さ
れた本発明の別の実施例を示す。この実施例では、第１
図の構成要素と等価な構成要素は同一の参照番号で示さ
れている。プッシュプルコンバータは、中点接続３１を
有する１次巻線からなるトランス３０を用いる。周期的
スイッチング手段は、各々がトランス３０の１次巻線の
一端に直列に接続される２つのスイッチＳ１及び５２ｈ
１らなる。２次回路は、アノードが２次巻線の一端に接
続される２つのダイオードＤ１及びＤ２からなる全波整
流器からなる。ダイオードＤ１及びＤ２のカソードは正
の端子１２に接続される。負の端子、１３は２次巻線の
中点接続３２に接続される。
この場合寄生リアクタンスの擬似共振は、１次巻線の各
巻線半体に対して起こる。
第３ａ図乃至第３ｅ図はそれぞれ、入力キャパシタＣ１
ｎ両端の電圧差、１次巻線の第１の巻線半体での電流’
ｓ１．１次巻線の第２の巻線半体での電流’ｓ２、第１
の巻線半体両端の電位差、及び第２の巻線半体両端の電
位差を示す。
スイッチＳ１と＄２とは、対称に交番する仕方で動作す
る。（ＤＣ電ＩＶｉｏによる入力キャパシタＣｉｎの充
電が行なわれるよう）両方のスイッチが開成されている
期間３３及び３４中は、トランス３２の極性が、磁化イ
ンダクタンスし　に蓄えられたエネルギにより逆転され
る。この電圧逆転は、磁化インダクタンスＬ、及び浮遊
キャパシタンスＣＳの並列共振により制御される。
第４図は、幾つかの、この場合では２つの、出力を有す
る本発明によるプッシュルブルＤＣ／ＤＣコンバータの
実施例を示す。
本発明の好ましい実施例における構成殻素の値は次の通
りである。
Ｌ　ｉｏ−５０マイクロヘンリー Ｃ：。＝０．１マイクロフアラツド Ｇｏ＝１マイクロフアラツド 動作周波数は５００ｋｌ−ＩＺであり、出力電力は１０
０Ｗである。
本発明によるＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータは、効率が大幅
に改善されかつ重量が低減されるようにして寄生リアク
タンスによる損失がなくされるので宇宙船で使用される
高周波数コンバータとして特に有用である。
以上を要約するに、本発明によれば、特に高周波数で動
作し、あるいは進行波管増幅器（ＴＷＴＡ）に給電を行
ない、１次巻線及び２次巻線を有するトランスと、前記
トランスの１次回路に直列に接続される周期的スイッチ
ング手段（Ｓ、ｓｌ。
８２）と、該トランスの１次回路に並列に接続される入
力キャパシタ（Ｃｉｎ）と、前記トランスの２次回路に
並列に接続される出力キャパシタ（ｃｏ）とからなり、
入力キャパシタ（Ｃｉ、）の容量は出力キャパシタ（ｃ
ｏ）の容量より大幅に小さくされ、入力キャパシタ（Ｃ
ｉｎ）及び前記トランスの２次インダクタンス（Ｌ１、
Ｌｔ）全体が定める回路の共振周期は、前記周期的スイ
ッチング手段（Ｓ、Ｓ、８２）の動作周期より短くフ され、前記トランスの１次巻線の全寄生容量（Ｃ５）及
びトランスの磁化インダクタンス（Ｌ、）が定める共振
周期は、前記周期的スイッチング手段の動作周期より短
くされてなるＤＣ／ＤＣコンバータが提供される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例を示す回路図、第２図は第
１の回路図の特性曲線を示す図、第３図は本発明による
プッシュプルＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータの回路図とその
特性曲線を示′す図、第４図は本発明によるプッシュプ
ル多出力Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータを示す図、第５ａ図
及び第５ｂ図は寄生又は浮遊容量に関する詳細な回路図
である。 １０．１１．１２．１３・・・端子、１４・・・制御回
路、２０．３０・・・トランス、２１・・・１次巻線、
３１．３２・・・中点接続。 特許出願人　アジャンス　スパスヤル ＦＩＧ−５ａ ＦＩＧ−５ｂ 手続祁１正書（自発） １゜ ２゜ ４゜ 事件の表示 平成元年　特許願　第４４９７７号 発明の名称 擬似共振を用いるＤＣ／ＤＣコンバータ補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　フランス国　７５７３８　　パリ　リュ　マリオ
８−１０番地 名称　アジャンス　スバスヤル　ユーロビエエン代表者
　ジー　ヴ７ン　リース

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）特に高周波数で動作し、あるいは進行波管増幅器
    （ＴＷＴＡ）に給電をおこない、１次巻線及び２次巻線
    を有するトランスと、該トランスの１次回路に直列に接
    続される周期的スイッチング手段（Ｓ、Ｓ＿１、Ｓ＿２
    ）と、該トランスの１次回路に並列に接続される入力キ
    ャパシタ（Ｃ＿ｉ＿ｎ）と、該トランスの２次回路に並
    列に接続される出力キャパシタ（Ｃ＿ｏ）とからなり、
    入力キャパシタ（Ｃ＿ｉ＿ｎ）の容量は出力キャパシタ
    （Ｃ＿ｏ）の容量より大幅に小さくされ、入力キャパシ
    タ（Ｃ＿ｉ＿ｎ）及び該トランスの２次インダクタンス
    （Ｌ＿ｓ、Ｌ＿ｌ）全体が定める回路の共振周期は、該
    周期的スイッチング手段（Ｓ、Ｓ＿１、Ｓ＿２）の動作
    周期より短くされ、該トランスの１次巻線の全寄生容量
    （Ｃ＿ｓ）及び該トランスの磁化インダクタンス（Ｌ＿
    ｍ）が定める共振周期は、該周期的スイッチング手段の
    動作周期より短くされてなるＤＣ／ＤＣコンバータ。
  2. （２）該スイッチング手段に並列に接続される同調キャ
    パシタ（Ｃ＿ｔ）からなることを特徴とする請求項１記
    載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
  3. （３）該トランスが中点接続を有する１次巻線からなり
    、該周期的スイッチング手段は、該１次巻線の一端にそ
    れぞれ直列に接続される２つのスイッチ（Ｓ＿１、Ｓ＿
    ２）から構成されてなるプッシュプルコンバータであつ
    て、該全寄生容量（Ｃ＿ｓ）は、一方の巻線半体と付随
    するスイッチとの全寄生容量（Ｃ＿ｓ）であることを特
    徴とする請求項１又は２記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
  4. （４）該トランスは、それぞれ出力を行なう少なくとも
    ２つの別々の２次巻線からなることを特徴とする請求項
    １乃至３記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
JP1044977A 1988-02-24 1989-02-23 擬似共振を用いるｄｃ／ｄｃコンバータ Expired - Lifetime JPH061978B2 (ja)

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