JPH0564441A - Ｄｃ／ｄｃコンバ−タ - Google Patents
Ｄｃ／ｄｃコンバ−タInfo
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- JPH0564441A JPH0564441A JP24456091A JP24456091A JPH0564441A JP H0564441 A JPH0564441 A JP H0564441A JP 24456091 A JP24456091 A JP 24456091A JP 24456091 A JP24456091 A JP 24456091A JP H0564441 A JPH0564441 A JP H0564441A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 トランスの偏磁を防止すると共に分割コンデ
ンサのリプル電流を低減することにより、コンバ−タの
高周波動作を達成させ、小形化を図る。 【構成】 ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２ｂを同時にオン、
オフさせると、入力電圧源１３より、供給された負荷電
流はＭＯＳＦＥＴ１１ａからトランス１５ａを介し、ト
ランス２次側に電力を供給する。同時にこの負荷電流は
コンデンサ１７ａの充電電流となり、電流の一巡ル−プ
ができる。しかし、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂもＭＯＳＦＥＴ
１１ａに同期してオン、オフしているので、コンデンサ
１７ａからの充電電流は放電電流として、コンデンサ１
６ａ，１７ａの接続点を経由してコンデンサ１６ｂ，１
７ｂの接続点に流れ、トランス１５ｂを介し、トランス
２次側に電力を供給する。
ンサのリプル電流を低減することにより、コンバ−タの
高周波動作を達成させ、小形化を図る。 【構成】 ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２ｂを同時にオン、
オフさせると、入力電圧源１３より、供給された負荷電
流はＭＯＳＦＥＴ１１ａからトランス１５ａを介し、ト
ランス２次側に電力を供給する。同時にこの負荷電流は
コンデンサ１７ａの充電電流となり、電流の一巡ル−プ
ができる。しかし、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂもＭＯＳＦＥＴ
１１ａに同期してオン、オフしているので、コンデンサ
１７ａからの充電電流は放電電流として、コンデンサ１
６ａ，１７ａの接続点を経由してコンデンサ１６ｂ，１
７ｂの接続点に流れ、トランス１５ｂを介し、トランス
２次側に電力を供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチグレギュレ−
タとその給電方式に係り、特に、高周波動作、かつ、小
型化に好適なＤＣ／ＤＣコンバ−タに関する。
タとその給電方式に係り、特に、高周波動作、かつ、小
型化に好適なＤＣ／ＤＣコンバ−タに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来回路は、例えば、社団法人電子通信
情報学会発行の電子通信情報学会技術研究報告（電子通
信電源技術） ＰＥ８２−２９他に記載のものがある。
従来回路の例を図７に示し、以下、概略を説明をする。
本回路は、典型的なフルブリッジ構成のコンバ−タ回路
である。１，２，３，４はトランジスタ、５はトラン
ス、６，７，８はコンデンサ、９はチョ−クコイル、１
０，１１はダイオ−ドである。直流電源電圧Ｅｉを印加
した状態において、トランジスタ１，４、トランジスタ
２，３の対ア−ムペアを交互にオン、オフすると、トラ
ンス５の１次巻線ｎ１に矩形波状の交流電圧が誘起され
る。すると、トランス５の２次巻線ｎ２にはトランス５
の巻数比で変換された矩形波状の交流電圧を発生する。
この交流電圧は、ダイオ−ド１０，１１により整流さ
れ、チョ−クコイル９、コンデンサ１０から構成したフ
ィルタ−回路により平滑され、直流出力電圧Ｅｏを得る
様動作する。また、ここで、コンデンサ７は、トランジ
スタ１，２，３，４のスイッチングスピ−ドのバラツキ
などが原因となって生じるトランス５の偏磁防止用のコ
ンデンサであり、トランス５と直列接続されているの
で、負荷電流Ｉｏと同じリプル電流が流れる。
情報学会発行の電子通信情報学会技術研究報告（電子通
信電源技術） ＰＥ８２−２９他に記載のものがある。
従来回路の例を図７に示し、以下、概略を説明をする。
本回路は、典型的なフルブリッジ構成のコンバ−タ回路
である。１，２，３，４はトランジスタ、５はトラン
ス、６，７，８はコンデンサ、９はチョ−クコイル、１
０，１１はダイオ−ドである。直流電源電圧Ｅｉを印加
した状態において、トランジスタ１，４、トランジスタ
２，３の対ア−ムペアを交互にオン、オフすると、トラ
ンス５の１次巻線ｎ１に矩形波状の交流電圧が誘起され
る。すると、トランス５の２次巻線ｎ２にはトランス５
の巻数比で変換された矩形波状の交流電圧を発生する。
この交流電圧は、ダイオ−ド１０，１１により整流さ
れ、チョ−クコイル９、コンデンサ１０から構成したフ
ィルタ−回路により平滑され、直流出力電圧Ｅｏを得る
様動作する。また、ここで、コンデンサ７は、トランジ
スタ１，２，３，４のスイッチングスピ−ドのバラツキ
などが原因となって生じるトランス５の偏磁防止用のコ
ンデンサであり、トランス５と直列接続されているの
で、負荷電流Ｉｏと同じリプル電流が流れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術による
コンバ−タ回路を小形化する場合、高周波動作をさせる
ことが最も有効である。しかし、高周波動作をするに従
ってスイッチング素子のスピ−ドのバラツキが顕著にな
り、通常数１０ｋＨZ以上のスイッチング周波数では、
回路、実装条件のバラツキも加わり、トランスの偏磁が
発生する。これを防止するため、トランスと直列にコン
デンサを接続し、直流電圧を吸収している。しかし、コ
ンデンサはトランスと直列に接続されているので、負荷
電流Ｉｏと同じリプル電流が流れるため、コンデンサの
サイズアップが必要となる。特に、電子装置用コンバ−
タのように低電圧、大電流を必要とするコンバ−タは、
高周波動作をさせることにより、コンデンサのリプル電
流に対する責務が増大し、小形化が困難になるという問
題点がある。本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、コンバ−タの高周波動作を容易にし、小形化し
たＤＣ／ＤＣコンバ−タ回路を提供することにある。
コンバ−タ回路を小形化する場合、高周波動作をさせる
ことが最も有効である。しかし、高周波動作をするに従
ってスイッチング素子のスピ−ドのバラツキが顕著にな
り、通常数１０ｋＨZ以上のスイッチング周波数では、
回路、実装条件のバラツキも加わり、トランスの偏磁が
発生する。これを防止するため、トランスと直列にコン
デンサを接続し、直流電圧を吸収している。しかし、コ
ンデンサはトランスと直列に接続されているので、負荷
電流Ｉｏと同じリプル電流が流れるため、コンデンサの
サイズアップが必要となる。特に、電子装置用コンバ−
タのように低電圧、大電流を必要とするコンバ−タは、
高周波動作をさせることにより、コンデンサのリプル電
流に対する責務が増大し、小形化が困難になるという問
題点がある。本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、コンバ−タの高周波動作を容易にし、小形化し
たＤＣ／ＤＣコンバ−タ回路を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、電圧源
と並列にコンデンサの直列体と主スイッチの直列体を有
し、かつ、各々の中点をトランスを介して接続するハ−
フブリッジコンバ−タを２組設け、この２組のハ−フブ
リッジコンバ−タにおけるコンデンサの直列体の中点を
互いに接続し、各ハ−フブリッジコンバ−タを各々逆位
相で動作させることにより、達成できる。また、コンデ
ンサを抵抗との直列体により構成し、主スイッチのサ−
ジ電圧を吸収することにより、達成できる。また、主ス
イッチを同一の半導体チップまたはモジュ−ルに組み込
み、主スイッチの素子の特性を揃え、部品、回路、実装
のバラツキを低減することによって、達成できる。ま
た、主スイッチの動作タイミングを２組ある一方のコン
バ−タの上下いずれかのア−ムと他方のコンバ−タの反
対のア−ムを同時にオンし、しかるのち、２組ある一方
のコンバ−タのア−ムをオフし、ディレ−を設けた後、
他方のコンバ−タのア−ムをオフさせ、コンデンサの直
列体の双方のコンデンサを交互に０Ｖ〜直流電源電圧Ｅ
ｉの間で充放電させ、主スイッチをソフトスイッチング
またはゼロボルトスイッチングをすることにより、達成
できる。また、入力電圧源と、入力電圧源を分圧するの
コンデンサの直列体の中点より、逆位相で動作する２組
のハ−フブリッジコンバ−タを接続することにより、達
成できる。
と並列にコンデンサの直列体と主スイッチの直列体を有
し、かつ、各々の中点をトランスを介して接続するハ−
フブリッジコンバ−タを２組設け、この２組のハ−フブ
リッジコンバ−タにおけるコンデンサの直列体の中点を
互いに接続し、各ハ−フブリッジコンバ−タを各々逆位
相で動作させることにより、達成できる。また、コンデ
ンサを抵抗との直列体により構成し、主スイッチのサ−
ジ電圧を吸収することにより、達成できる。また、主ス
イッチを同一の半導体チップまたはモジュ−ルに組み込
み、主スイッチの素子の特性を揃え、部品、回路、実装
のバラツキを低減することによって、達成できる。ま
た、主スイッチの動作タイミングを２組ある一方のコン
バ−タの上下いずれかのア−ムと他方のコンバ−タの反
対のア−ムを同時にオンし、しかるのち、２組ある一方
のコンバ−タのア−ムをオフし、ディレ−を設けた後、
他方のコンバ−タのア−ムをオフさせ、コンデンサの直
列体の双方のコンデンサを交互に０Ｖ〜直流電源電圧Ｅ
ｉの間で充放電させ、主スイッチをソフトスイッチング
またはゼロボルトスイッチングをすることにより、達成
できる。また、入力電圧源と、入力電圧源を分圧するの
コンデンサの直列体の中点より、逆位相で動作する２組
のハ−フブリッジコンバ−タを接続することにより、達
成できる。
【０００５】
【作用】課題を解決するための手段を用いれば、一方の
ハ−フブリッジコンバ−タのア−ムが動作すると、その
負荷電流はトランスを介し、コンデンサの直列体の中点
に充電電流または放電電流として流れ、同時にもう一方
のハ−フブリッジコンバ−タの対ア−ムが動作するの
で、コンデンサの直列体の中点には逆の放電電流または
充電電流が流れ、結果的には、コンデンサの充放電電流
はキャンセルされ、コンデンサの直列体の中点には、主
スイッチの素子、他部品、回路、実装のバラツキの要素
によるトランスの偏磁に起因する電流しか流れない。そ
のため、コンデンサには、負荷電流Ｉｏと同じリプル電
流が流れることはない。従って、コンデンサのリプル電
流に対する責務及び容量を小さく押さえることができ
る。これにより、コンデンサを小形化にすることができ
る。また、コンデンサの直列体のコンデンサ部をコンデ
ンサと抵抗の直列体で構成すれば、、主スイッチのサ−
ジ電圧を吸収する回路を兼備することができ、小形化が
実現できる。また、主スイッチを同一の半導体チップに
組み込むことによって、主スイッチの素子の特性を揃
え、部品、回路、実装のバラツキを低減することができ
る。これにより、トランスの偏磁を低減することがで
き、コンデンサのリプル電流に対する責務及び容量を小
さく押さえることができる。その結果、コンデンサの小
形化が実現できる。また、２組ある一方のコンバ−タの
上下いずれかのア−ムと他方のコンバ−タの反対のア−
ムを同時にオンし、しかる後、２組ある一方のコンバ−
タのア−ムをオフし、ディレ−を設けた後、他方のコン
バ−タのア−ムをオフさせ、コンデンサの直列体の双方
のコンデンサを交互に０Ｖ〜直流電源電圧Ｅｉの間で充
放電させることにより、主スイッチがタ−ンオンまたは
タ−ンオフ時に印加する電圧を低下ないし０Ｖでスイッ
チングする様に実施すれば、主スイッチをソフトスイッ
チングまたはゼロボルトスイッチングをすることが可能
であり、高周波化を図ることができる。また、入力電圧
源と、その入力電圧源を分圧するのコンデンサの直列体
の中点より、逆位相で動作する２組のハ−フブリッジコ
ンバ−タへ給電する構成を用いれば、コンデンサの直列
体を外部で一括して配置することができるので、コンバ
−タを小形化することができる。
ハ−フブリッジコンバ−タのア−ムが動作すると、その
負荷電流はトランスを介し、コンデンサの直列体の中点
に充電電流または放電電流として流れ、同時にもう一方
のハ−フブリッジコンバ−タの対ア−ムが動作するの
で、コンデンサの直列体の中点には逆の放電電流または
充電電流が流れ、結果的には、コンデンサの充放電電流
はキャンセルされ、コンデンサの直列体の中点には、主
スイッチの素子、他部品、回路、実装のバラツキの要素
によるトランスの偏磁に起因する電流しか流れない。そ
のため、コンデンサには、負荷電流Ｉｏと同じリプル電
流が流れることはない。従って、コンデンサのリプル電
流に対する責務及び容量を小さく押さえることができ
る。これにより、コンデンサを小形化にすることができ
る。また、コンデンサの直列体のコンデンサ部をコンデ
ンサと抵抗の直列体で構成すれば、、主スイッチのサ−
ジ電圧を吸収する回路を兼備することができ、小形化が
実現できる。また、主スイッチを同一の半導体チップに
組み込むことによって、主スイッチの素子の特性を揃
え、部品、回路、実装のバラツキを低減することができ
る。これにより、トランスの偏磁を低減することがで
き、コンデンサのリプル電流に対する責務及び容量を小
さく押さえることができる。その結果、コンデンサの小
形化が実現できる。また、２組ある一方のコンバ−タの
上下いずれかのア−ムと他方のコンバ−タの反対のア−
ムを同時にオンし、しかる後、２組ある一方のコンバ−
タのア−ムをオフし、ディレ−を設けた後、他方のコン
バ−タのア−ムをオフさせ、コンデンサの直列体の双方
のコンデンサを交互に０Ｖ〜直流電源電圧Ｅｉの間で充
放電させることにより、主スイッチがタ−ンオンまたは
タ−ンオフ時に印加する電圧を低下ないし０Ｖでスイッ
チングする様に実施すれば、主スイッチをソフトスイッ
チングまたはゼロボルトスイッチングをすることが可能
であり、高周波化を図ることができる。また、入力電圧
源と、その入力電圧源を分圧するのコンデンサの直列体
の中点より、逆位相で動作する２組のハ−フブリッジコ
ンバ−タへ給電する構成を用いれば、コンデンサの直列
体を外部で一括して配置することができるので、コンバ
−タを小形化することができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明による実施例を図面により詳細
に説明する。まず、図１に本発明による基本回路を示
す。図１において、１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂは
主スイッチであるＭＯＳＦＥＴであり、１１ａ，１２ａ
及び１１ｂ，１２ｂは直列接続する。１５ａ，１５ｂは
トランス、１６ａ，１７ａ及び１６ｂ，１７ｂはコンデ
ンサであり、ＭＯＳＦＥＴ同様直列接続し、その中点
は、各々トランス１５ａ，１５ｂを介し、ＭＯＳＦＥＴ
の中点と接続し、スイッチング回路１４ａ，１４ｂを構
成している。また、コンデンサ１６ａ，１９ａの接続点
と、１６ｂ，１７ｂの接続点とは互いに接続しいる。１
８ａ，１８ｂはコンデンサ、１９ａ，１９ｂはチョ−ク
コイル、１１０ａ，１１１ａ，１１０ｂ，１１１ｂはダ
イオ−ドであり、センタ−タップ方式の整流平滑回路を
構成している。また、１３は入力電圧源Ｅｉである。こ
の様な回路構成において、ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２ａ
及び１１ｂ，１２ｂア−ムを交互にオン、オフすると、
トランス１５ａ，１５ｂの１次巻線ｎ１に矩形波状の交
流電圧が誘起される。すると、トランス１５ａ，１５ｂ
の２次巻線ｎ２にもトランスの巻数比で変換された矩形
波状の交流電圧が発生する。この交流電圧は前記センタ
−タップ方式の整流平滑回路によって、整流、平滑さ
れ、直流出力電圧Ｅｏを得る様動作する。ここで、スイ
ッチング回路１４ａ，１４ｂを逆位相で動作させる。例
えば、ＭＯＳＦＥＴにより１１ａ，１２ｂを同時にオ
ン、オフさせるとすると、入力電圧源１３より供給され
た負荷電流は、ＭＯＳＦＥＴ１１ａからトランス１５ａ
を介し、トランス２次側に電力を供給する。同時にこの
負荷電流は、コンデンサ１７ａの充電電流となり、電流
の一巡ル−プができる。しかし、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂも
ＭＯＳＦＥＴ１１ａに同期してオン、オフしているの
で、コンデンサ１７ａの充電電流は放電電流として、コ
ンデンサ１６ａ，１７ａの接続点を経由してコンデンサ
１６ｂ，１７ｂの接続点に流れ、トランス１５ｂを介
し、トランス２次側に電力を供給する。つまり、コンデ
ンサ１７ａ，１７ｂに理想的にはリプル電流が流れるこ
とはない。したがって、コンデンサの容量並びに耐リプ
ル電流の小さい品種を選定することができ、コンバ−タ
を小形にすることができる。また、本回路構成では、部
品実装を対称に配置すると、ダイオ−ド１１０ａ，１１
１ａ，１１０ｂ，１１１ｂ、ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２
ａ，１１ｂ，１２ｂより発生するスパイクノイズを打ち
消す様に動作するので、電磁雑音、漏洩電流を低減でき
るだけでなく、電子装置などに適用する低電圧、大電流
コンバ−タに対しては、整流平滑回路における負荷電流
をスイッチング回路１４ａ，１４ｂによって、半分に分
担するので、トランス２次側の転流重なり期間を半分に
することができ、電力変換効率が上昇し、コンバ−タの
高周波動作が容易になる。
に説明する。まず、図１に本発明による基本回路を示
す。図１において、１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂは
主スイッチであるＭＯＳＦＥＴであり、１１ａ，１２ａ
及び１１ｂ，１２ｂは直列接続する。１５ａ，１５ｂは
トランス、１６ａ，１７ａ及び１６ｂ，１７ｂはコンデ
ンサであり、ＭＯＳＦＥＴ同様直列接続し、その中点
は、各々トランス１５ａ，１５ｂを介し、ＭＯＳＦＥＴ
の中点と接続し、スイッチング回路１４ａ，１４ｂを構
成している。また、コンデンサ１６ａ，１９ａの接続点
と、１６ｂ，１７ｂの接続点とは互いに接続しいる。１
８ａ，１８ｂはコンデンサ、１９ａ，１９ｂはチョ−ク
コイル、１１０ａ，１１１ａ，１１０ｂ，１１１ｂはダ
イオ−ドであり、センタ−タップ方式の整流平滑回路を
構成している。また、１３は入力電圧源Ｅｉである。こ
の様な回路構成において、ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２ａ
及び１１ｂ，１２ｂア−ムを交互にオン、オフすると、
トランス１５ａ，１５ｂの１次巻線ｎ１に矩形波状の交
流電圧が誘起される。すると、トランス１５ａ，１５ｂ
の２次巻線ｎ２にもトランスの巻数比で変換された矩形
波状の交流電圧が発生する。この交流電圧は前記センタ
−タップ方式の整流平滑回路によって、整流、平滑さ
れ、直流出力電圧Ｅｏを得る様動作する。ここで、スイ
ッチング回路１４ａ，１４ｂを逆位相で動作させる。例
えば、ＭＯＳＦＥＴにより１１ａ，１２ｂを同時にオ
ン、オフさせるとすると、入力電圧源１３より供給され
た負荷電流は、ＭＯＳＦＥＴ１１ａからトランス１５ａ
を介し、トランス２次側に電力を供給する。同時にこの
負荷電流は、コンデンサ１７ａの充電電流となり、電流
の一巡ル−プができる。しかし、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂも
ＭＯＳＦＥＴ１１ａに同期してオン、オフしているの
で、コンデンサ１７ａの充電電流は放電電流として、コ
ンデンサ１６ａ，１７ａの接続点を経由してコンデンサ
１６ｂ，１７ｂの接続点に流れ、トランス１５ｂを介
し、トランス２次側に電力を供給する。つまり、コンデ
ンサ１７ａ，１７ｂに理想的にはリプル電流が流れるこ
とはない。したがって、コンデンサの容量並びに耐リプ
ル電流の小さい品種を選定することができ、コンバ−タ
を小形にすることができる。また、本回路構成では、部
品実装を対称に配置すると、ダイオ−ド１１０ａ，１１
１ａ，１１０ｂ，１１１ｂ、ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２
ａ，１１ｂ，１２ｂより発生するスパイクノイズを打ち
消す様に動作するので、電磁雑音、漏洩電流を低減でき
るだけでなく、電子装置などに適用する低電圧、大電流
コンバ−タに対しては、整流平滑回路における負荷電流
をスイッチング回路１４ａ，１４ｂによって、半分に分
担するので、トランス２次側の転流重なり期間を半分に
することができ、電力変換効率が上昇し、コンバ−タの
高周波動作が容易になる。
【０００７】図２は、本発明の第２の実施例を示す回路
図である。図１におけるコンデンサ１６ａ，１７ａ，１
６ｂ，１７ｂと直列に抵抗２６ａ，２７ａ，２６ｂ，２
７ｂを接続したものである。通常、コンバ−タ回路を高
周波動作させると、ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２ａ，１１
ｂ，１２ｂ及びトランス１５ａ，１５ｂにスパイクノイ
ズが発生し、素子の破損をひき起こしたり、過大な電磁
雑音を発生させ、電子装置などを誤動作させたりすると
いう問題が生じる。このスパイクノイズを吸収する様に
設けた部分がコンデンサ１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７
ｂと抵抗２６ａ，２７ａ，２６ｂ，２７ｂの直列体であ
る。従って、本発明の第２の実施例を用いると、コンバ
−タ回路の高周波動作が可能である。
図である。図１におけるコンデンサ１６ａ，１７ａ，１
６ｂ，１７ｂと直列に抵抗２６ａ，２７ａ，２６ｂ，２
７ｂを接続したものである。通常、コンバ−タ回路を高
周波動作させると、ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２ａ，１１
ｂ，１２ｂ及びトランス１５ａ，１５ｂにスパイクノイ
ズが発生し、素子の破損をひき起こしたり、過大な電磁
雑音を発生させ、電子装置などを誤動作させたりすると
いう問題が生じる。このスパイクノイズを吸収する様に
設けた部分がコンデンサ１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７
ｂと抵抗２６ａ，２７ａ，２６ｂ，２７ｂの直列体であ
る。従って、本発明の第２の実施例を用いると、コンバ
−タ回路の高周波動作が可能である。
【０００８】図３は、本発明の第３の実施例を示す回路
図である。本回路構成は、理想的にはコンデンサにリプ
ル電流が流れることはないが、部品、回路、実装のバラ
ツキが生じると、トランスの偏磁を補正するためにコン
デンサ１６ａ，１７ａ及び１６ｂ，１７ｂにリプル電流
が流れる。本回路は、部品、回路、実装のバラツキの
内、ＭＯＳＦＥＴのスイッチグスピ−ドのバラツキが大
きく、これを抑制するための実施例である。すなわち、
ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２ｂおよび１２ａ，１１ｂを同
一の半導体チップＡ，Ｂ各々に組み込むことによって、
主スイッチの素子の特性を揃え、スイッチグスピ−ドの
バラツキを低減することができる。また、ＭＯＳＦＥＴ
１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂを全て同一の半導体チ
ップに組み込めば、一層、ＭＯＳＦＥＴのスイッチグス
ピ−ドのバラツキを抑制することが可能である。この様
に第３の実施例によれば、ＭＯＳＦＥＴのスイッチグス
ピ−ドのバラツキを抑制することができるので、コンデ
ンサにリプル電流を低減できる。従って、本発明の第３
の実施例を用いると、コンバ−タ回路の高周波動作が可
能である。
図である。本回路構成は、理想的にはコンデンサにリプ
ル電流が流れることはないが、部品、回路、実装のバラ
ツキが生じると、トランスの偏磁を補正するためにコン
デンサ１６ａ，１７ａ及び１６ｂ，１７ｂにリプル電流
が流れる。本回路は、部品、回路、実装のバラツキの
内、ＭＯＳＦＥＴのスイッチグスピ−ドのバラツキが大
きく、これを抑制するための実施例である。すなわち、
ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２ｂおよび１２ａ，１１ｂを同
一の半導体チップＡ，Ｂ各々に組み込むことによって、
主スイッチの素子の特性を揃え、スイッチグスピ−ドの
バラツキを低減することができる。また、ＭＯＳＦＥＴ
１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂを全て同一の半導体チ
ップに組み込めば、一層、ＭＯＳＦＥＴのスイッチグス
ピ−ドのバラツキを抑制することが可能である。この様
に第３の実施例によれば、ＭＯＳＦＥＴのスイッチグス
ピ−ドのバラツキを抑制することができるので、コンデ
ンサにリプル電流を低減できる。従って、本発明の第３
の実施例を用いると、コンバ−タ回路の高周波動作が可
能である。
【０００９】図４ａは、本発明の第４の実施例を示す回
路図である。本回路構成は、本発明の第１の実施例と同
一であるが、ＭＯＳＦＥＴの動作タイミングが異なる。
これを、図４ｂに示す。まず、ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１
２ｂを同時にオンし、トランス２次側に電力を供給す
る。時刻ｔ１においてＭＯＳＦＥＴ１２ｂをオフする。
すると、トランス１５ａ，１５ｂのＭＯＳＦＥＴ１１ａ
がオンしているため、コンデンサ１７ａ，１７ｂが充電
され、入力電源１３の電源電圧の電圧Ｅｉまで上昇す
る。時刻ｔ２においてＭＯＳＦＥＴ１１ａをオフする
と、ＭＯＳＦＥＴのソ−スの電位は入力電源電圧Ｅｉに
なっているので、タ−ンオフ時にスイッチング損失は発
生しない。次に、時刻ｔ３においてＭＯＳＦＥＴ１２
ａ，１１ｂを同時にオンする。すると、今度はＭＯＳＦ
ＥＴ１１ｂのソ−スの電位は、入力電源電圧Ｅｉになっ
ているので、タ−ンオン時にスイッチング損失は発生せ
ず、トランス２次側に電力を供給する。さらに、時刻ｔ
４においてＭＯＳＦＥＴ１１ｂオフすると、前記と同
様、コンデンサ１６ａ，１６ｂが充電され、入力電源１
３の電源電圧の電圧Ｅｉまで上昇する。ここでＭＯＳＦ
ＥＴ１１ｂをオフすると、ＭＯＳＦＥＴのソ−スの電位
は、入力電源電圧Ｅｉになっているので、タ−ンオフ時
にスイッチング損失は発生しない。次に、初期状態とし
て、ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２ｂを同時にオンすると、
ＭＯＳＦＥＴ１１ｂソ−スの電位は、入力電源電圧Ｅｉ
になっているので、タ−ンオン時にスイッチング損失は
発生せず、動作させることができる。この様に第４の実
施例によれば、ＭＯＳＦＥＴのオフ時の動作タイミング
を非同期で制御し、コンデンサの直列体の電圧を交互に
０Ｖ〜直流電源電圧Ｅｉの間で充放電させることによ
り、ＭＯＳＦＥＴをソフトスイッチングまたはゼロボル
トスイッチングをすることとなり、タ−ンオン時または
タ−ンオフ時のスイッチング損失をなくすことが可能で
あり、コンバ−タの高周波化を達成することができる。
路図である。本回路構成は、本発明の第１の実施例と同
一であるが、ＭＯＳＦＥＴの動作タイミングが異なる。
これを、図４ｂに示す。まず、ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１
２ｂを同時にオンし、トランス２次側に電力を供給す
る。時刻ｔ１においてＭＯＳＦＥＴ１２ｂをオフする。
すると、トランス１５ａ，１５ｂのＭＯＳＦＥＴ１１ａ
がオンしているため、コンデンサ１７ａ，１７ｂが充電
され、入力電源１３の電源電圧の電圧Ｅｉまで上昇す
る。時刻ｔ２においてＭＯＳＦＥＴ１１ａをオフする
と、ＭＯＳＦＥＴのソ−スの電位は入力電源電圧Ｅｉに
なっているので、タ−ンオフ時にスイッチング損失は発
生しない。次に、時刻ｔ３においてＭＯＳＦＥＴ１２
ａ，１１ｂを同時にオンする。すると、今度はＭＯＳＦ
ＥＴ１１ｂのソ−スの電位は、入力電源電圧Ｅｉになっ
ているので、タ−ンオン時にスイッチング損失は発生せ
ず、トランス２次側に電力を供給する。さらに、時刻ｔ
４においてＭＯＳＦＥＴ１１ｂオフすると、前記と同
様、コンデンサ１６ａ，１６ｂが充電され、入力電源１
３の電源電圧の電圧Ｅｉまで上昇する。ここでＭＯＳＦ
ＥＴ１１ｂをオフすると、ＭＯＳＦＥＴのソ−スの電位
は、入力電源電圧Ｅｉになっているので、タ−ンオフ時
にスイッチング損失は発生しない。次に、初期状態とし
て、ＭＯＳＦＥＴ１１ａ，１２ｂを同時にオンすると、
ＭＯＳＦＥＴ１１ｂソ−スの電位は、入力電源電圧Ｅｉ
になっているので、タ−ンオン時にスイッチング損失は
発生せず、動作させることができる。この様に第４の実
施例によれば、ＭＯＳＦＥＴのオフ時の動作タイミング
を非同期で制御し、コンデンサの直列体の電圧を交互に
０Ｖ〜直流電源電圧Ｅｉの間で充放電させることによ
り、ＭＯＳＦＥＴをソフトスイッチングまたはゼロボル
トスイッチングをすることとなり、タ−ンオン時または
タ−ンオフ時のスイッチング損失をなくすことが可能で
あり、コンバ−タの高周波化を達成することができる。
【００１０】図５は、本発明の第５の実施例を示す回路
図である。本回路構成は、本発明の第１の実施例におけ
るコンデンサ１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７ｂの直列体
を一括してコンデンサ１６，１７として配置し、入力電
圧源１３と、その入力電圧源を分圧するコンデンサ１
６，１７の中点より、逆位相で動作する２組のハ−フブ
リッジコンバ−タに給電する構成にしてある。この構成
において、回路動作は、本発明の第１の実施例と同様で
あり、コンデンサ１６，１７に流れるリプル電流は非常
に小さく、本発明の第１の実施例におけるコンデンサ１
６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７ｂはコンデンサ１６，１７
として、集約することができる。この様に第５の実施例
によれば、コンデンサの直列体を１箇所に集約できるの
でコンバ−タを小形化することができる。
図である。本回路構成は、本発明の第１の実施例におけ
るコンデンサ１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７ｂの直列体
を一括してコンデンサ１６，１７として配置し、入力電
圧源１３と、その入力電圧源を分圧するコンデンサ１
６，１７の中点より、逆位相で動作する２組のハ−フブ
リッジコンバ−タに給電する構成にしてある。この構成
において、回路動作は、本発明の第１の実施例と同様で
あり、コンデンサ１６，１７に流れるリプル電流は非常
に小さく、本発明の第１の実施例におけるコンデンサ１
６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７ｂはコンデンサ１６，１７
として、集約することができる。この様に第５の実施例
によれば、コンデンサの直列体を１箇所に集約できるの
でコンバ−タを小形化することができる。
【００１１】図６は、本発明の第６の実施例を示す回路
図である。本回路構成は、交流商用電源を整流平滑して
できた直流電圧源１３と本発明の第１の実施例における
コンデンサ１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７ｂの直列体を
集約したコンデンサ１６，１７からなる整流ユニット６
３および前記整流ユニットの出力より給電される複数の
コンバ−タ６１，６２より構成される。電子計算機シス
テムなど電子装置システムの電源部となっている。回路
動作は、本発明の第１の実施例と同様であり、複数のコ
ンバ−タが存在してもコンデンサ１６，１７に流れるリ
プル電流は非常に小さいため、本発明の第１の実施例の
コンデンサ１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７ｂはコンデン
サ１６，１７として、整流ユニット６３へ集約すること
ができる。この様に第６の実施例によれば、電子計算機
システムなどの電源部の様に複数のコンバ−タが存在し
ても、コンデンサを１箇所に集約できるので、電源部を
小形化することができる。
図である。本回路構成は、交流商用電源を整流平滑して
できた直流電圧源１３と本発明の第１の実施例における
コンデンサ１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７ｂの直列体を
集約したコンデンサ１６，１７からなる整流ユニット６
３および前記整流ユニットの出力より給電される複数の
コンバ−タ６１，６２より構成される。電子計算機シス
テムなど電子装置システムの電源部となっている。回路
動作は、本発明の第１の実施例と同様であり、複数のコ
ンバ−タが存在してもコンデンサ１６，１７に流れるリ
プル電流は非常に小さいため、本発明の第１の実施例の
コンデンサ１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７ｂはコンデン
サ１６，１７として、整流ユニット６３へ集約すること
ができる。この様に第６の実施例によれば、電子計算機
システムなどの電源部の様に複数のコンバ−タが存在し
ても、コンデンサを１箇所に集約できるので、電源部を
小形化することができる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電圧源と並列にコンデンサの直列体と主スイッチの直列
体を設け、各々の中点をトランスを介して接続するコン
バ−タを２組用意し、コンデンサの直列体の中点を互い
に接続し、各々逆位相で動作させることによって、コン
デンサのリプル電流を小さく押さえることができ、ま
た、スパイクノイズを打ち消す様に動作するので、電磁
雑音、漏洩電流を低減できる。さらに、電子装置などに
適用する低電圧、大電流コンバ−タに対して、整流平滑
回路における負荷電流を半分に分担することができるの
で、トランス２次側の転流重なり期間を半分にすること
が可能となり、電力変換効率が向上し、コンバ−タの高
周波動作が可能になる。また、コンデンサ部をコンデン
サと抵抗の直列体により構成し、主スイッチのサ−ジ電
圧を吸収する回路を兼備することによって、サ−ジ電圧
を低減すると共に前記同様コンバ−タの高周波動作が可
能となる。また、主スイッチを同一の半導体チップに組
み込むことによって、主スイッチの素子の特性を揃え、
部品、回路、実装のバラツキを低減することにより、ト
ランスの偏磁を低減することができ、コンデンサのリプ
ル電流に対する責務及び容量を小さく押さえることがで
きる。その結果、コンデンサの小形化が実現できる。ま
た、主スイッチの動作タイミングを調整することによっ
て、主スイッチをソフトスイッチングまたはゼロボルト
スイッチングをすることが可能であり、高周波化を図る
ことができる。また、入力電圧源と、その入力電圧源を
分圧するのコンデンサの中点より、逆位相で動作する２
組のハ−フブリッジコンバ−タへ給電する方式を採用す
れば、コンデンサの直列体を一括して配置することが可
能であり、コンバ−タを小形化することができる。さら
に、本発明を電子計算機システムなど複数の電源が必要
な電子装置システムの電源部に採用すれば、システムと
しても一層の小形化を図ることができる。
電圧源と並列にコンデンサの直列体と主スイッチの直列
体を設け、各々の中点をトランスを介して接続するコン
バ−タを２組用意し、コンデンサの直列体の中点を互い
に接続し、各々逆位相で動作させることによって、コン
デンサのリプル電流を小さく押さえることができ、ま
た、スパイクノイズを打ち消す様に動作するので、電磁
雑音、漏洩電流を低減できる。さらに、電子装置などに
適用する低電圧、大電流コンバ−タに対して、整流平滑
回路における負荷電流を半分に分担することができるの
で、トランス２次側の転流重なり期間を半分にすること
が可能となり、電力変換効率が向上し、コンバ−タの高
周波動作が可能になる。また、コンデンサ部をコンデン
サと抵抗の直列体により構成し、主スイッチのサ−ジ電
圧を吸収する回路を兼備することによって、サ−ジ電圧
を低減すると共に前記同様コンバ−タの高周波動作が可
能となる。また、主スイッチを同一の半導体チップに組
み込むことによって、主スイッチの素子の特性を揃え、
部品、回路、実装のバラツキを低減することにより、ト
ランスの偏磁を低減することができ、コンデンサのリプ
ル電流に対する責務及び容量を小さく押さえることがで
きる。その結果、コンデンサの小形化が実現できる。ま
た、主スイッチの動作タイミングを調整することによっ
て、主スイッチをソフトスイッチングまたはゼロボルト
スイッチングをすることが可能であり、高周波化を図る
ことができる。また、入力電圧源と、その入力電圧源を
分圧するのコンデンサの中点より、逆位相で動作する２
組のハ−フブリッジコンバ−タへ給電する方式を採用す
れば、コンデンサの直列体を一括して配置することが可
能であり、コンバ−タを小形化することができる。さら
に、本発明を電子計算機システムなど複数の電源が必要
な電子装置システムの電源部に採用すれば、システムと
しても一層の小形化を図ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す回路図
【図２】本発明の第２の実施例を示す回路図
【図３】本発明の第３の実施例を示す回路図
【図４】本発明の第４の実施例を示す回路図
【図５】本発明の第５の実施例を示す回路図
【図６】本発明の第６の実施例を示す回路図
【図７】従来技術の第１の例を示す回路図
１，２，３，４ トランジスタ ５，１５ａ，１５ｂ トランス ６，７，８，１６，１７，１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１
７ｂ，１８ａ，１８ｂコンデンサ ９，１９ａ，１９ｂ チョ−クコイル １０，１１，１１０ａ，１１１ａ，１１０ｂ，１１１ｂ
ダイオ−ド １１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂ ＭＯＳＦＥＴ １３ 入力電圧源 １４ａ，１４ｂ スイッチング回路 ２６ａ，２７ａ，２６ｂ，２７ｂ 抵抗 ６１，６２ コンバ−タ回路 ６３ 整流ユニット
７ｂ，１８ａ，１８ｂコンデンサ ９，１９ａ，１９ｂ チョ−クコイル １０，１１，１１０ａ，１１１ａ，１１０ｂ，１１１ｂ
ダイオ−ド １１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂ ＭＯＳＦＥＴ １３ 入力電圧源 １４ａ，１４ｂ スイッチング回路 ２６ａ，２７ａ，２６ｂ，２７ｂ 抵抗 ６１，６２ コンバ−タ回路 ６３ 整流ユニット
Claims (6)
- 【請求項１】 電圧源と並列にコンデンサの直列体と主
スイッチの直列体を有し、かつ、各々の中点をトランス
を介して接続するハ−フブリッジコンバ−タを２組設
け、この２組のハ−フブリッジコンバ−タにおけるコン
デンサの直列体の中点を互いに接続し、各ハ−フブリッ
ジコンバ−タを各々逆位相で動作させることを特徴とす
るＤＣ／ＤＣコンバ−タ。 - 【請求項２】 請求項１において、コンデンサを抵抗と
の直列体により構成し、主スイッチのサ−ジ電圧を吸収
することを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバ−タ。 - 【請求項３】 請求項１において、主スイッチを同一の
半導体チップまたはモジュ−ルに構成することを特徴と
するＤＣ／ＤＣコンバ−タ。 - 【請求項４】 請求項１において、主スイッチの動作タ
イミングを２組ある一方のコンバ−タの上下いずれかの
ア−ムと他方のコンバ−タの反対のア−ムを同時にオン
し、しかるのち、２組ある一方のコンバ−タのア−ムを
オフし、ディレ−を設けた後、他方のコンバ−タのア−
ムをオフすることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバ−タ。 - 【請求項５】 入力電圧源と、入力電圧源を分圧するの
コンデンサの直列体の中点より、逆位相で動作する２組
のハ−フブリッジコンバ−タを接続することを特徴とす
るＤＣ／ＤＣコンバ−タ。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかを、
電子装置システムの電源部に採用したことを特徴とする
ＤＣ／ＤＣコンバ−タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3244560A JP2717329B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Ｄｃ／ｄｃコンバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3244560A JP2717329B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Ｄｃ／ｄｃコンバ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0564441A true JPH0564441A (ja) | 1993-03-12 |
| JP2717329B2 JP2717329B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=17120532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3244560A Expired - Lifetime JP2717329B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Ｄｃ／ｄｃコンバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2717329B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002533045A (ja) * | 1998-12-11 | 2002-10-02 | エリクソン， インコーポレイテッド | 自己駆動同期型整流方式 |
| CN100401628C (zh) * | 2006-06-07 | 2008-07-09 | 深圳市英威腾电气股份有限公司 | 高压开关电源的dc/dc变换拓扑电路 |
| JP2010098632A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Audio Technica Corp | ファントム電源装置 |
| US9643499B2 (en) | 2013-07-08 | 2017-05-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric power system |
| DE102018213039A1 (de) * | 2018-08-03 | 2019-08-08 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Gleichspannungswandler |
| JP2020145808A (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | Tdk株式会社 | スイッチング電源装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63194585U (ja) * | 1987-06-04 | 1988-12-14 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP3244560A patent/JP2717329B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63194585U (ja) * | 1987-06-04 | 1988-12-14 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002533045A (ja) * | 1998-12-11 | 2002-10-02 | エリクソン， インコーポレイテッド | 自己駆動同期型整流方式 |
| CN100401628C (zh) * | 2006-06-07 | 2008-07-09 | 深圳市英威腾电气股份有限公司 | 高压开关电源的dc/dc变换拓扑电路 |
| JP2010098632A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Audio Technica Corp | ファントム電源装置 |
| US9643499B2 (en) | 2013-07-08 | 2017-05-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric power system |
| DE102018213039A1 (de) * | 2018-08-03 | 2019-08-08 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Gleichspannungswandler |
| JP2020145808A (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | Tdk株式会社 | スイッチング電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2717329B2 (ja) | 1998-02-18 |
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