JPH0657096U - 交流・直流変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 整流用のスイッチング素子の駆動手段をト
ランスＴを用いずに，簡単な回路構成によって実現する
ことを目的に目的にする。 【構成】 入力交流が印加されるトランス、このトラン
スの二次巻線に各ドレイン端子が接続され，各ソース端
子が共通電位点ＣＯＭに接続された電界効果型トランジ
スタよりなる一対のスイッチング素子、前記共通電位点
ＣＯＭの電位を基準として動作し前記一対のスイッチン
グ素子を交互にオン・オフさせる駆動回路、及び前記一
対のスイッチング素子で整流された電圧が低域フイルタ
を介して出力電圧として取り出すように構成したもの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、交流を直流に変換する交流・直流変換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３にこの種の変換装置の一例を示す。図において、Ｔはトランスで、その一 次巻線Ｎ１に交流電圧Ｖｉが印加される。Ｎ２１とＮ２２はトランスＴの二次巻 線で、両二次巻線に生じる電圧は加算されるようになっている。Ｓ１，Ｓ２はそ れぞれスイッチング素子で、Ｓ１は二次巻線Ｎ２１に、Ｓ２は二次巻線Ｎ２２に 接続されている。Ｎ３１，Ｎ３２はトランスＴの二次側に設けた補助巻線で、巻 線Ｎ３１は抵抗素子Ｒ１，Ｒ２と共にスイッチング素子Ｓ１を駆動する駆動回路 を構成し、巻線Ｎ３２は抵抗素子Ｒ４，Ｒ５と共にスイッチング素子Ｓ２を駆動 する駆動回路を構成している。Ｌは低域フイルタを構成するチョークコイル，Ｃ はコンデンサ、ＯＵＴは変換された直流電圧Ｖｏを取り出す端子である。

【０００３】 このような構成の交流・直流変換装置において、トランスＴの一次巻線Ｎ１に 与えた交流電圧Ｖｉにより、トランスＴの二次巻線Ｎ２１とＮ２２，及び補助巻 線Ｎ３１とＮ３２にはそれぞれ交流電圧が発生する。補助巻線Ｎ３１，Ｎ３２に 生じた電圧はスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を駆動し、その結果スイッチング素子 Ｓ１，Ｓ２は二次巻線Ｎ２１，Ｎ２２に生じた交流電圧を整流する整流素子とし て動作する。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２で整流された電圧はそれぞれチョーク コイルＬとコンデンサＣより成る低域フイルタを介して直流電圧Ｖｏに変換され 、出力端子ＯＵＴより取り出される。

【０００４】 このような構成の装置は交流を直流に変換する装置として従来より用いられて いる。しかし、整流用のスイッチング素子Ｓ１とＳ２をトランスＴの二次側に設 けた補助巻線Ｎ３１，Ｎ３２により駆動するようになっているので、この両補助 巻線の為にトランスＴの構成が複雑となる欠点がある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、整流用のスイッチング素子の駆動手段をトランスを用いずに ，簡単な回路構成によって実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、入力交流が印加されるトランスの二次巻線に各ドレイン端子が接続 され，各ソース端子が共通電位点ＣＯＭに接続された電界効果型トランジスタよ りなる一対のスイッチング素子、前記共通電位点ＣＯＭの電位を基準として動作 し前記一対のスイッチング素子を交互にオン・オフさせる駆動回路、及び前記一 対のスイッチング素子で整流された電圧を低域フイルタ回路を介して出力電圧と して取り出すように構成したものである。

【０００７】

【作用】

このような本考案では、トランスの二次巻線に生じる電圧を利用する事により スイッチング素子が駆動される。

【０００８】

【実施例】

以下図面を用いて本考案を説明する。 図１は本考案に係わる交流・直流変換装置の一実施例の回路図である。図にお いて、Ｔはトランス、Ｎ１はトランスＴの一次巻線、Ｎ２１，Ｎ２２は二次巻線 である。一次巻線Ｎ１に交流（パルス）入力Ｖｉが印加される。Ｓ１，Ｓ２はそ れぞれ電界効果形トランジスタで構成したスイッチング素子で、両素子のソース 端子は共通電位点（アース点）ＣＯＭに接続されている。スイッチング素子Ｓ１ ，Ｓ２のドレイン端子はトランスＴの二次巻線Ｎ２１，Ｎ２２のそれぞれの一端 に接続され、Ｎ２１，Ｎ２２のそれぞれの他端は共通に接続され、その共通接続 点ｋはチョークコイルＬとコンデンサＣよりなる低域フイルタを介して出力端子 ＯＵＴに接続されている。Ｄ１とＤ２はそれぞれダイオードで、各ダイオードの アノード側は共通電位点ＣＯＭに、カソード端子はスイッチング素子Ｓ１，と２ の各ドレイン端子に接続されている。両ダイオードＤ１とＤ２はスイッチング素 子Ｓ１，Ｓ２と同様に整流動作をするものであり、必ずしも必要ではない。

【０００９】 Ｑ１，Ｑ２はスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のターンオフを急速に行わせる為の トランジスタで、両コレクタ端子は共通電位点ＣＯＭに、また両エミッタ端子は スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のゲート端子にそれぞれ接続されている。トランジ スタＱ１のエミッタ端子はダイオードＤ３と抵抗素子Ｒ１を介して、又Ｑ１のベ ース端子は抵抗素子Ｒ２を介してそれぞれスイッチング素子Ｓ２のドレイン端子 に接続されている。同様に、トランジスタＱ２のエミッタ端子はダイオードＤ４ と抵抗素子Ｒ４を介して、又Ｑ２のベース端子は抵抗素子Ｒ３を介してスイッチ ング素子Ｓ１のドレイン端子に接続されている。このように構成接続されたトラ ンジスタＱ１，Ｑ２、ダイオードＤ３，ｄ４及び抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４はスイッチ ング素子Ｓ１，Ｓ２を駆動する駆動回路を構成している。

【００１０】 このような構成において、トランスＴの一次巻線Ｎ１に交流入力を印加すると 、それに応じて二次捲線Ｎ２１，Ｎ２２に電圧が誘起する。二次巻線Ｎ２１，Ｎ ２２に誘起した電圧が黒丸端子方向の場合、スイッチング素子Ｓ１と，ダイオー ドＤ１，Ｄ３及びトランジスタＱ２はオンになり、スイッチング素子Ｓ２と，ダ イオードＤ２，Ｄ４及びトランジスタＱ１はオフになる。このとき、スイッチン グ素子Ｓ１はスイッチング素子Ｓ２のドレイン端子に発生する電圧で駆動される ようになっている。トランジスタＱ２がオンになることにより、スイッチング素 子Ｓ２は急速にターンオフさせられる。

【００１１】 トランスＴの二次巻線Ｎ２に誘起した電圧が黒丸端子と逆方向になった場合、 各素子は前記とは全く逆の動作を行う。即ち、スイッチング素子Ｓ１と，ダイオ ードＤ１，Ｄ３及びトランジスタＱ２はオフになり、スイッチング素子Ｓ２と， ダイオードＤ２，Ｄ４及びトランジスタＱ１はオンになる。このとき、スイッチ ング素子Ｓ２はスイッチング素子Ｓ１のドレイン端子に発生する電圧で駆動され るようになっている。この場合、トランジスタＱ１がオンになることにより、ス イッチング素子Ｓ１は急速にターンオフさせられる。

【００１２】 このように、スイッチング素子Ｓ１と２がオン・オフ駆動されることにより、 この両スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２は二次巻線Ｎ２１，Ｎ２２に生じる交流電圧 を全波整流する整流素子として動作する。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２で各半波 整流された整流電圧はそれぞれチョークコイルＬとコンデンサＣより成る低域フ イルタに加えられて直流電圧に変換され、出力端子ＯＵＴより出力電圧Ｖｏとし て取り出される。

【００１３】 なお、上述した実施例においては、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２として電界効 果型トランジスタを用いているが、電界効果型トランジスタに変えてダイオード Ｄ１，Ｄ２を用いるようにしてもよい。しかし、ダイオードの順方向の電圧降下 に対して電界効果型トランジスタの電圧降下が小さければ、ダイオードのみで整 流するより、電界効果型トランジスタを用いた本実施例の回路の方が効率が優れ ている。

【００１４】 図２は本考案に係わる交流・直流変換装置の他の実施例の回路図である。図に おいて、Ｔはトランスでその一次巻線Ｎ１に交流入力Ｖｉが印加される。Ｓ１， Ｓ２は電界効果型トランジスタで構成したスイッチング素子で、両スイッチング 素子のソース端子は共通電位点（アース点）ＣＯＭに接続され、各ドレイン電極 はトランスＴの二次巻線Ｎ２の両端にそれぞれ接続されている。Ｄ１とＤ２はダ イオードで、各ダイオードのアノード側は共通電位点ＣＯＭに、カソード端子は スイッチング素子Ｓ１とＳ２のそれぞれのドレイン端子に接続されている。ＤＲ は共通電位点ＣＯＭの電位を基準として動作する駆動回路で、その出力端子はス イッチング素子Ｓ１とＳ２のゲート端子に接続されている。Ｌ１，Ｌ２はチョー クコイル、Ｃはコンデンサで、このＬ１，Ｌ２とＣにより低域フイルタが構成さ れている。チョークコイルＬ１，Ｌ２の各一端はトランスＴの二次巻線Ｎ２の両 端にそれぞれ接続され、Ｌ１，Ｌ２の各他端は共通に接続され、その共通接続点 ｋはコンデンサＣの一端に接続されると共に出力端子ＯＵＴに接続されている。 コンデンサＣの他端は共通電位点ＣＯＭに接続されている。 駆動回路ＤはトランスＴ，又はスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のソース電圧又は 電流，或いはチョークコイルＬ１，Ｌ２の電圧又は電流を常時監視していて、ス イッチング素子Ｓ１，Ｓ２が整流素子として動作するようにこの両スイッチング 素子に駆動信号を発生する。

【００１５】 このような構成において、トランスＴの一次巻線Ｎ１に交流入力（パルス入力 ）を印加すると、それに応じて二次巻線Ｎ２に電圧が誘起する。前記した様に、 駆動回路Ｄは二次巻線Ｎ２に誘起した電圧，又はスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の ソース電位，或いはチョークコイルＬ１，Ｌ２の電圧を常時監視していて、スイ ッチング素子Ｓ１，Ｓ２を駆動する駆動信号を発生し、スイッチング素子Ｓ１， Ｓ２は交互にオン・オフする。その結果、チョークコイルＬ１，Ｌ２にはそれぞ れトランスＴの二次巻線Ｎ２に発生した電圧の半波に対応した電流が流れ、各コ イルＬ１，Ｌ２に流れる半波電流はＬ１，Ｌ２の接続点Ｋにおいて合成され、そ の合成電流がコンデンサＣを介して出力端子ＯＵＴより直流電圧Ｖｏとして取り 出される。

【００１６】 このような第２図の回路においては、 スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２と駆動回路Ｄが共通電位ＣＯＭ端子で共通に接 続されているので、駆動しやすい。 トランスＴの二次巻線Ｎ２は図１のようにセンタータップを取らなくて良い ので、トランスＴの構造が図１のトランスよりシンプルである。 図１の回路と比較するとトランスＴの二次巻線Ｎ２を流れる電流の実効値が 小さくなるので、二次巻線Ｎ２の導通損が減少する。 とうの利点がある。

【００１７】

【考案の効果】

本考案によれば、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を駆動する信号をトランスＴの 二次側に設けた補助巻線より得るようにした図３に示す従来装置に比較してトラ ンスＴの構成が簡単になる。またスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２及び駆動回路を全 て共通電位点ＣＯＭを基準として駆動するように構成したので、トランス或いは 駆動回路がシンプルな構成にすることができるので、部品点数の減少と低コスト 化，小型化された交流・直流変換装置を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の交流・直流変換装置の一実施例の回路
図である。

【図２】本考案の交流・直流変換装置の他の実施例の回
路図である。

【図３】従来の交流・直流変換装置の一例の回路図であ
る。

【符号の説明】

Ｔ トランス Ｓ１，Ｓ２ スイッチング素子 Ｑ１，Ｑ２ トランジスタ Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗素子 Ｌ チョークコイル Ｃ コンデンサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力交流が印加されるトランス、このトラ
   ンスの二次巻線に各ドレイン端子が接続され，各ソース
   端子が共通電位点ＣＯＭに接続された電界効果型トラン
   ジスタよりなる一対のスイッチング素子、前記共通電位
   点ＣＯＭの電位を基準として動作し前記一対のスイッチ
   ング素子を交互にオン・オフさせる駆動回路、及び前記
   一対のスイッチング素子で整流された電圧を低域フイル
   タを介して直流電圧として取り出す出力端子を具備した
   交流・直流変換装置。