JPH0469057A - Ｄｃ／ｄｃコンバータ - 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】 〔概要〕 複数のコンバータ回路を有するＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバー
タに関し、 回路構成を簡素化し、回路動作を安定化したＤＣ／ＤＣ
コンバータを提供することを目的とし、制御回路によっ
てトランスの一次巻線に直列に設けられたスイッチング
用電界効果トランジスタをオンにしたとき、トランスの
二次巻線に発生した電圧を整流ダイオードおよびチョー
クコイルを経て整流し、電界効果トランジスタをオフに
したとき、チョークコイルに蓄えられたエネルギーによ
って転流ダイオードを介して整流して負荷に直流電力を
供給する複数のフォワード型コンバータ回路を有するＤ
　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータにおいて、第１のコンバータ回
路のトランスに三次巻線を設けてその発生電圧を整流し
て制御回路に直流電源を供給するとともに、第１のコン
バータ回路のチョークコイルに二次巻線を設けてこの巻
線における電界効果トランジスタのオフ時の発生電圧を
整流して第２のコンバータ回路の制御回路に直流電源を
供給することによって構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータに係り、特に複数の
コンバータ回路を有するＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータにお
いて、回路を簡素化し、回路動作を安定化したＤ　Ｃ／
Ｄ　Ｃコンバータに関するものである。

複数の負荷に電力を供給するために、複数のコンバータ
回路を結合して、１つのＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータを構
成する場合がある。

このような複数のコンバータ回路からなるＤＣ／ＤＣコ
ンバータにおいては、回路を簡素化し、回路動作を安定
化できることが要望される。

〔従来の技術〕

第３図は、従来例のＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータを示した
ものであって、２個のコンバータ回路からなる場合が示
されている。

第３図において、Ｔ１１Ｔ、はトランスを示し、Ｎ　＋
　＋　、　Ｎ　１□はその一次巻線、Ｎｆｆ１ｌ、ＮＺ
□は二次巻線、Ｎ１１、Ｎ１２は三次巻線である。ＦＥ
Ｔ１１、ＦＥ　Ｔ　ｌｚはスイッチング用電界効果トラ
ンジスタ、Ｄ　Ｉ１、　　Ｄ＋ｚは整流ダイオード、Ｄ
１１、Ｄ２□は転流ダイオード、Ｌ１１Ｌ２はチョーク
コイル、Ｃ１，。

ＣＩ２はコンデンサ、Ｒｏｔ、ＲＯ２は負荷である。

また１０，１□は制御回路、２．．２□は補助電源であ
る。Ｄ　３１　、　０３２は三次巻線Ｎ３１．Ｎ３□に
設けられた制御回路１２．１□の電源を発生する整流ダ
イオード、Ｃ２１，Ｃ２□は平滑コンデンサである。

なお、Ｅは電源である。

ＬＶ１、ＬＶ２は低電圧検出用リレーであって、”　＋
　、ｌ　ｖ　ｚはリレーＬＶ１１ＬＶ２の接点である。

ＦＥＴ、は突入電流防止回路（突防回路）を構成する電
界効果トランジスタであって、Ｒ１はＦＥＴ２の駆動用
抵抗である。

さらにＴｒは接点ｊ２ｖ１１ｌｖ、とともにシーケンス
回路を構成するトランジスタであって、ＲｚＲ３は抵抗
、Ｃ１はコンデンサである。

第３図に示された２個のコンバータ回路は、それぞれフ
ォワード型Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ回路を構成し、Ｆ
ＥＴ１１、ＦＥＴ１１のオン時には、電源Ｅからトラン
スＴ　＋　、　Ｔ　ｚの一次巻線に電流が流れ、これに
よって二次巻線Ｎｚ＋、Ｎ２２に発生した電圧によって
、整流ダイオードＤ＋１１Ｄ＋□、チョークコイルＬ＋
、Ｌｘを経て負荷Ｒ８Ｉ＋ＲＯ２に電力が供給される。

Ｆ　Ｅ　Ｔ　＋＋、　Ｆ　Ｅ　Ｔ　１２のオフ時に、チ
ョークコイルＬ＋、Ｌｚに蓄えられたエネルギーによっ
て、転流ダイオードＩ）ｚ＋、　　ＤＺ２を経て、負荷
ＲＯＩ＋ＲＯ２に電力が供給される。コンデンサＣ＋＋
、Ｃ＋□は負荷Ｒ８Ｉ＋ＲＯ２に対する供給電圧を平滑
化して、それぞれ出力電圧Ｅ。ｌ、　Ｅ０２を発生する
。制御回路１８，１□は、この際、ＦＥＴ１１、ＦＥＴ
１２のオン、オフを制御する。

制御回路１ｔ、Ｉｇは、起動時には、補助電源２１．２
２から動作用電源を供給されるが、出力電圧Ｅ。Ｉ＋　
Ｅ０２の立ち上がり後は、三次巻線Ｎ３１゜Ｎ３□から
整流ダイオードＤ　３１　＋　　Ｄ３　Ｎを介して与え
られる、動作用電源に切り替えられる。補助電源２１．
２２は、電源Ｅによって動作する。

正常に起動を終了したときは、低電圧検出用リレーＬＶ
１１ＬＶ２は動作状態となり、接点ｌｖ、。

ｆｖｚは開いて、トランジスタＴｒはオフの状態になっ
ている。

起動時における出力電圧Ｅ。Ｉ＋　Ｅｏ２の低下時には
、低電圧検出用リレーＬＶ１１ＬＶｔが不動作となって
、接点ｆｆ１ｖ１１ｊ２ｖ□が閉じることによって、ト
ランジスタＴｒがオンとなって、補助Ｓｉ　源２　＋　
。

２□に遮断信号が与えられるので、補助電源２１゜２□
が停止し、コンバータ回路の保護が行われる。

突入電流防止回路のＦＥＴ、は、電源電圧Ｅがある値以
上のときオンとなるが、起動時の突入電流によってこの
電圧が低下したときオフとなって、電源Ｅを切り離すこ
とによって、過大な突入電流を防止する。

なお、トランジスタＴｒの回路には、抵抗Ｒ２Ｒ３およ
びコンデンサＣ３からなる時定数回路が設けられていて
、電源投入時、出力電圧の立ち上がりによって低電圧検
出用リレーＬＶ１１ＬＶ２が動作して接点１　ｖ　ｒ　
、　４２　ｖ□を開く以前に、トランジスタＴｒがオン
になることを防止している。

［発明が解決しようとする課題］ 第３図に示されるように、従来の、複数のコンバータ回
路からなるＤ　Ｃ／ＤＣコンパ゛−夕は、回路構成が複
雑であり、重複した回路を備えているという問題があっ
た。すなわち、三次巻線Ｎ３．。

Ｎ３□と整流ダイオードＤ３．．　　Ｄ３□およびコン
デンサＣ２１，Ｃ２□からなる、制御回路１．．１□の
ための電源回路、補助電源２１，２□および低電圧検出
用リレーＬＶ１１ＬＶ、は同じものを重複して有してい
る。

また突入電流防止回路が入力電圧の低いところから動作
するようになっているため、このとき低電圧検出用リレ
ーＬＶ１、ＬＶ２が不動作となり、従ってシーケンス回
路が動作して、起動できなくなるという問題があった。

本発明はこのような従来技術の課題を解決しようとする
ものであって、複数のコンバータ回路からなるＤ　Ｃ／
ＤＣコンバータにおいて、回路構成を簡素化することが
できるとともに、回路動作の安定化を図ることができる
Ｄ　Ｃ／ＤＣコンバータを提供することを目的としてい
る。

（課題を解決するための手段］ 本発明は第１図にその原理的構成を示すように、複数の
フォワード型コンバータ回路を有するＤＣ／ＤＣコンバ
ータに関する。

これら複数のフォワード型コンバータ回路は、制御回路
１１．１□によってトランスＴ１１Ｔ、の一次巻線Ｎ＋
＋、Ｎ＋□に直列に設けられた、スイッチング用電界効
果トランジスタＦＥＴ１１、ＦＥＴ、。

をオンにしたとき、トランスＴ１１Ｔ２の二次巻線Ｎ　
２１　、　　Ｎ　＋１２に発生した電圧を整流ダイオー
ドＤ　＋　＋　＋Ｄ１２およびチョークコイルＬ１．Ｌ
ｚを経て整流し、電界効果トランジスタＦＥＴｚ、ＦＥ
ＴＩ２をオフにしたとき、チョークコイルＬ１１Ｌ２に
蓄えられたエネルギーによって転流ダイオードＤＺ１．
　　Ｄ２□を介して整流して負荷Ｒ６Ｉ＋　　ＲＯＺに
直流電力を供給するものである。

このようなり　Ｃ／ＤＣコンバータにおいて、第１のコ
ンバータ回路のトランスＴ＋に、三次巻線Ｎ３を設けて
三次巻線Ｎ３の発生電圧を整流して制御回路１１に直流
電源を供給するとともに、コンバータ回路のチョークコ
イルＬ、に、二次巻線Ｎ４を設けて二次巻線Ｎ４におけ
る電界効果トランジスタＦＥＴ１１のオフ時の発生電圧
を整流して第２のコンバータ回路の制御回路１２に直流
電源を供給するようにしたものである。

また、本発明は、第２のコンバータ回路の負荷に並列に
低電圧検出用リレーＬＶを設けるとともに、低電圧検出
用リレーＬＶの動作時、その接点ｌｖの開放によってオ
フとなるトランジスタＴｒを有するシーケンス回路を設
け、出力電圧の異常（低電圧）時、低電圧検出用リレー
の接点ｊ２ｖが短絡し、トランジスタＴｒがオンになっ
て、第１のコンバータ回路の制御回路ｌＩにＤ　Ｃ／Ｄ
　Ｃコンバータの起動時電源を供給する補助電源２の動
作を停止させるようにしたものである。

さらに本発明は、電源に直列に挿入された電界効果トラ
ンジスタＦＥＴｚと、電界効果トランジスタＦＥＴ２に
電源からバイアス電圧を供給するツェナダイオードＺＤ
、とバイアス抵抗Ｒ，との直列回路とからなる突入電流
防止回路を設けるとともに、シーケンス回路において、
接点！■を介して電源から電流を供給してトランジスタ
Ｔｒをオンに保持する回路に直列に、その電圧の総和が
突入電流防止回路のツェナダイオードＺ　Ｄ　＋よりも
高いツェナダイオードＺＤ１１ＺＤ、を挿入したもので
ある。

〔作用］ 複数のフォワード型コンバータ回路からなるＤＣ／ＤＣ
コンバータにおいて、第１のコンバータ回路のトランス
に三次巻線を設けてその発生電圧を整流して制御回路に
直流電源を供給するとともに、第１のコンバータ回路の
チョークコイルに二次巻線を設けてこの二次巻線におけ
るトランス一次電流オフ時の発生電圧を整流して第２の
コンバータ回路の制御回路に直流電源を供給するように
したので、第２のコンバータ回路における三次巻線を含
む整流回路と、補助電源とが不要となる。

また、このようなり　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータにおいて、
第２のコンバータ回路の負荷に並列に設けられた低電圧
検出用リレーの動作時、その接点の開放によってオフと
なるトランジスタによって、第１のコンバータ回路の制
御回路にＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータの起動時電源を供給
する補助電源の動作を停止させるようにしたので、第２
のコンバータ回路の低電圧検出用リレーのみによって、
第１のコンバータ回路と第２のコンバータ回路の出力の
低電圧を検出して保護を行うことができ、第１のコンバ
ータ回路における低電圧検出用リレーが不要となる。

さらに、突入電流防止回路の電界効果トランジスタにバ
イアス電圧を供給するツェナダイオードの電圧より、前
述のシーケンス回路においてトランジスタＴｒをオンに
保持する回路器こ直列に挿入したツェナダイオードの電
圧の総和を高くしたので、電源電圧Ｅの立ち上がりの過
渡状態において、突入電流防止回路の電界効果トランジ
スタがオン状態になったのちでなければ、シーケンス回
路のトランジスタＴｒが動作可能とならない。従って、
電圧立ち上がり中に、シーケンス回路が動作して正常に
起動できな（なることが防止される。

〔実施例］ 第２図は本発明の一実施例を示したものであって、第３
図におけると同じものを同じ記号で示し、Ｎ３はトラン
スＴ、の三次巻線、Ｄ、は三次巻線Ｎ３に設けられた制
御回路ＩＩのための整流用ダイオード、Ｃ２は平滑用コ
ンデンサである。Ｎ４はチョークコイルＬ、の二次巻線
、Ｄ４は整流ダイオード、Ｃ４は平滑コンデンサである
。２は補助電源である。

またＬＶは第２のコンバータ回路に設けられた低電圧検
出用リレーであって、！■はリレーＬＶの接点である。

さらにＺＤ、は突入電流防止回路の抵抗Ｒ５に直列に設
けられたツェナダイオード、Ｒ４，Ｒｓはシーケンス回
路の抵抗、ＺＤ１１ＺＩｈは抵抗Ｒ，，Ｒ，に直列に設
けられたツェナダイオードである。ツェナダイオードＺ
Ｄ１１ＺＤ３の電圧の総和は、ツェナダイオードＺＤ、
の電圧より高くなるように選ばれている。

第２図の回路における基本的動作は、第３図に示された
Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータと同様である。

第２図に示された実施例では、第１のコンバータ回路の
チョークコイルＬ、の二次巻線Ｎ４に発生した電圧をダ
イオードＤ４を経て整流することによって、ＦＥＴ１１
のオフ時、コンデンサＣ４に充電する。第２のコンバー
タ回路の制御回路１２は、この整流回路から駆動電力を
供給されて動作する。従ってこの実施例では、第２のコ
ンバータ回路における三次巻線からなる電源と補助電源
とが不要となる。

この際、第１のコンバータ回路において、巻線Ｎ４に発
生する電圧は出力電圧Ｅ。１に比例しており、従ってコ
ンデンサＣ４に発生する電圧も出力電圧Ｅ。ｌに比例し
ている。第２のコンバータ回路において制御回路１□は
、コンデンサＣ４の充電電圧によって駆動されるため、
低電圧検出用リレーＬＶは、第１のコンバータ回路と第
２のコンバータ回路の両者の低電圧を検出して動作する
。従ってこの実施例では、第１のコンバータ回路におけ
る低電圧検出用リレーが不要となる。

また、突入電流防止回路の抵抗Ｒ８には、ツェナダイオ
ードＺＤ、が直列に設けられているので、電源の投入時
、電源電圧Ｅが十分立ち上がる以前の低電圧状態から、
突入電流防止回路が動作して電源Ｅを遮断することがな
い。さらに低電圧検出用リレー接点Ａｖによって動作す
るシーケンス回路の抵抗Ｒ４，Ｒ５には、ツェナダイオ
ードＺＤ、。

ＺＤｓが直列に設けられているとともに、ツェナダイオ
ードＺＤ２．ＺＤ、の電圧の総和は、ツェナダイオード
ＺＤ、の電圧より高くなるように選ばれているので、ト
ランジスタＴｒが電源電圧が低い状態からオンになって
補助電源を停止させることがない。従ってこの実施例で
は、Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータの起動が容易になる。さ
らにシーケンス回路の動作電圧を高くしたので、時定数
回路を形成するコンデンサＣ３の容量を小さくできる。

〔発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、複数のコンバータ
回路からなるＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータにおいて、制御
回路駆動電源回路および制御回路駆動用補助電源と、出
力における低電圧検出用回路の一部が不要となり、回路
構成を簡素化し低コスト化を図ることができる。また、
出力における低電圧保護用回路および突入電流防止回路
の動作電圧を明確にしたので、回路動作の安定化が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成を示す図、第２図は本発明
の一実施例を示す図、第３図は従来例のＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃ
コンバータを示す図である。 １＋、ｌｚは制御回路、２は補助電源、Ｔ＋、Ｔｚはト
ランス、Ｎ１１、　　ｌ’ｔＪ、２は一次巻線、Ｎｚ＋
、　　Ｎ２２Ｎ４は二次巻線、Ｎ３は三次巻線、ＦＥＴ
１１、ＦＥ　Ｔ　、ｚ↓よスイッチング用電界効果トラ
ンジスタ、ＦＥＴｚは突入電流防止回路の電界効果トラ
ンジスタ、Ｔｒはトランジスタ、Ｄ　Ｉ　ｌ　＋　　Ｄ
　Ｉ　２は整流ダイオード、Ｄｚ８．　　Ｄｉ□は転流
ダイオード、Ｌ１１Ｌ２はチョークコイル、ＬＶは低電
圧検出用リレー１ｖはその接点、ＺＤ１１ＺＤ１１ＺＤ
３はツェナダイオード、Ｒ８はバイアス抵抗である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御回路（ｌ＿１、ｌ＿２）によってトランス（
   Ｔ＿１、Ｔ＿２）の一次巻線（Ｎ＿１＿１、Ｎ＿１＿２
   ）に直列に設けられたスイッチング用電界効果トランジ
   スタ（ＦＥＴ＿１＿１、ＦＥＴ＿１＿２）をオンにした
   とき、該トランス（Ｔ＿１、Ｔ＿２）の二次巻線（Ｎ＿
   ２＿１、Ｎ＿２＿２）に発生した電圧を整流ダイオード
   （Ｄ＿１＿１、Ｄ＿１＿２）およびチョークコイル（Ｌ
   ＿１、Ｌ＿２）を経て整流し、該電界効果トランジスタ
   （ＦＥＴ＿１＿１、ＦＥＴ＿１＿２）をオフにしたとき
   、該チョークコイル（Ｌ＿１、Ｌ＿２）に蓄えられたエ
   ネルギーによって転流ダイオード（Ｄ＿２＿１、Ｄ＿２
   ＿２）を介して整流して負荷（Ｒ＿０＿１、Ｒ＿０＿２
   ）に直流電力を供給する複数のフォワード型コンバータ
   回路を有するＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、 第１のコンバータ回路のトランス（Ｔ＿１）に三次巻線
   （Ｎ＿３）を設けて該三次巻線（Ｎ＿３）の発生電圧を
   整流して制御回路（ｌ＿１）に直流電源を供給するとと
   もに、該コンバータ回路のチョークコイル（Ｌ＿１）に
   二次巻線（Ｎ＿４）を設けて該二次巻線（Ｎ＿４）にお
   ける前記電界効果トランジスタ（ＦＥＴ＿１＿１）のオ
   フ時の発生電圧を整流して第２のコンバータ回路の制御
   回路（ｌ＿２）に直流電源を供給するようにしたことを
   特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
2. （２）請求項第１項記載のＤＣ／ＤＣコンバータにおい
   て、第２のコンバータ回路の負荷に並列に低電圧検出用
   リレー（ＬＶ）を設けるとともに、該低電圧検出用リレ
   ー（ＬＶ）の動作時、その接点（ｌｖ）の開放によって
   オフとなるトランジスタ（Ｔｒ）を有するシーケンス回
   路を設け、出力電圧の異常（低電圧）時、該低電圧検出
   用リレーの接点（ｌｖ）が短絡し、該トランジスタ（Ｔ
   ｒ）がオンになって、第１のコンバータ回路の制御回路
   （ｌ＿１）にＤＣ／ＤＣコンバータの起動時電源を供給
   する補助電源（２）の動作を停止させるようにしたこと
   を特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
3. （３）請求項第２項記載のＤＣ／ＤＣコンバータにおい
   て、電源に直列に挿入された電界効果トランジスタ（Ｆ
   ＥＴ＿２）と、該電界効果トランジスタ（ＦＥＴ＿２）
   に電源からバイアス電圧を供給するツエナダイオード（
   ＺＤ＿１）とバイアス抵抗（Ｒ＿１）との直列回路とか
   らなる突入電流防止回路を設けるとともに、前記シーケ
   ンス回路において、接点（ｌｖ）を介して電源から電流
   を供給して前記トランジスタ（Ｔｒ）をオンに保持する
   回路に直列に、その電圧の総和が前記ツエナダイオード
   （ＺＤ＿１）よりも高いツエナダイオード（ＺＤ＿２、
   ＺＤ＿３）を挿入したことを特徴とするＤＣ／ＤＣコン
   バータ。