JPH07337008A - 直流電圧変換器 - Google Patents
直流電圧変換器Info
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- JPH07337008A JPH07337008A JP7126505A JP12650595A JPH07337008A JP H07337008 A JPH07337008 A JP H07337008A JP 7126505 A JP7126505 A JP 7126505A JP 12650595 A JP12650595 A JP 12650595A JP H07337008 A JPH07337008 A JP H07337008A
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- 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
-
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
- H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
- H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/337—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration
- H02M3/3376—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration with automatic control of output voltage or current
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小寸法で、高効率かつ低コストで安定した高
電圧を必要な場合にはアイドリング時でも発生させるよ
うにする。 【構成】 直列接続のキャパシタ３、インダクタ４及び
変成器６の一次巻線５を電子スイッチ１及び２の一方に
並列接続する。キャパシタ８を変成器６の二次巻線７に
並列に接続し、この並列回路の下流に、その出力がキャ
パシタ１０を充電する縦続接続された高電圧乗算回路９
を配置する。電子スイッチ１２の切替速度を制御する制
御回路１１を配置して、出力キャパシタ１０の両端間で
所望の値の直流電圧降下が生じるようにする。
電圧を必要な場合にはアイドリング時でも発生させるよ
うにする。 【構成】 直列接続のキャパシタ３、インダクタ４及び
変成器６の一次巻線５を電子スイッチ１及び２の一方に
並列接続する。キャパシタ８を変成器６の二次巻線７に
並列に接続し、この並列回路の下流に、その出力がキャ
パシタ１０を充電する縦続接続された高電圧乗算回路９
を配置する。電子スイッチ１２の切替速度を制御する制
御回路１１を配置して、出力キャパシタ１０の両端間で
所望の値の直流電圧降下が生じるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力側に供給される直
流電圧が、逆方向に並列接続されたダイオードを有する
二つの直列接続された電子スイッチに供給され、この直
流電圧をより高い直流電圧まで増大させる直流電圧変換
器に関するものである。
流電圧が、逆方向に並列接続されたダイオードを有する
二つの直列接続された電子スイッチに供給され、この直
流電圧をより高い直流電圧まで増大させる直流電圧変換
器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高電圧縦続接続に結合されたいわゆる直
列共振変換器は、１９８９年１０月２〜６日にスペイン
のマドリッドで開催された"Proceedings of the Europe
an Space Power Conference"の文献ＥＳＡ ＳＰ−２９
４（１９８９年８月に刊行）の頁４７１〜４７７から既
知である。ここで、直列共振は、一次回路が直列共振を
行う共振回路を具えることを意味するものとする。さら
に、１９８８年４月に刊行されたパワーエレクトロニク
スのＩＥＥＥ会報の文献"A comparison of Half-Bridge
Resonant Converter Topologies" のvol.3,No.2の頁１
７４〜１８２に、出力キャパシタの上流に出力インダク
タを含む直並列共振変換器が開示されている。
列共振変換器は、１９８９年１０月２〜６日にスペイン
のマドリッドで開催された"Proceedings of the Europe
an Space Power Conference"の文献ＥＳＡ ＳＰ−２９
４（１９８９年８月に刊行）の頁４７１〜４７７から既
知である。ここで、直列共振は、一次回路が直列共振を
行う共振回路を具えることを意味するものとする。さら
に、１９８８年４月に刊行されたパワーエレクトロニク
スのＩＥＥＥ会報の文献"A comparison of Half-Bridge
Resonant Converter Topologies" のvol.3,No.2の頁１
７４〜１８２に、出力キャパシタの上流に出力インダク
タを含む直並列共振変換器が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小寸
法、高効率かつ低コストで安定した高電圧を、必要な場
合にはアイドリング時でさえも発生させることができる
直流電圧変換器を提供することである。
法、高効率かつ低コストで安定した高電圧を、必要な場
合にはアイドリング時でさえも発生させることができる
直流電圧変換器を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的を、直列接続のキャパシタ、インダクタ及び変成器の
一次巻線を前記電子スイッチの一つに並列に接続し、前
記変成器の二次巻線をキャパシタに並列に接続し、この
並列接続の後方に、出力がキャパシタを充電する縦続高
電圧乗算回路を配置し、前記電子スイッチの切替速度を
制御する制御回路を設けて、前記出力キャパシタの両端
間に所望の値の直流電圧降下が生じるようにしたことに
より達成することができる。
的を、直列接続のキャパシタ、インダクタ及び変成器の
一次巻線を前記電子スイッチの一つに並列に接続し、前
記変成器の二次巻線をキャパシタに並列に接続し、この
並列接続の後方に、出力がキャパシタを充電する縦続高
電圧乗算回路を配置し、前記電子スイッチの切替速度を
制御する制御回路を設けて、前記出力キャパシタの両端
間に所望の値の直流電圧降下が生じるようにしたことに
より達成することができる。
【０００５】直流電圧変換器は、直列接続のキャパシ
タ、インダクタ及び変成器の一次巻線を整流電子スイッ
チの一つに並列に接続したハーフブリッジを具える。キ
ャパシタを変成器の二次巻線に並列に接続する。これら
二つのキャパシタ及び一次側インダクタは直並列共振回
路を形成する。キャパシタ及びインダクタの一次側素子
を大抵は別個の素子として配置し、それに対して二次側
キャパシタを、乗算回路を表すとともに回路の上流に配
置された高電圧縦続結合の入力キャパシタによって少な
くとも部分的に形成する。二次側キャパシタを、変成器
の二次巻線のキャパシタンスとしても部分的に形成す
る。このキャパシタンスの一部を別個の素子として実現
することもできる。
タ、インダクタ及び変成器の一次巻線を整流電子スイッ
チの一つに並列に接続したハーフブリッジを具える。キ
ャパシタを変成器の二次巻線に並列に接続する。これら
二つのキャパシタ及び一次側インダクタは直並列共振回
路を形成する。キャパシタ及びインダクタの一次側素子
を大抵は別個の素子として配置し、それに対して二次側
キャパシタを、乗算回路を表すとともに回路の上流に配
置された高電圧縦続結合の入力キャパシタによって少な
くとも部分的に形成する。二次側キャパシタを、変成器
の二次巻線のキャパシタンスとしても部分的に形成す
る。このキャパシタンスの一部を別個の素子として実現
することもできる。
【０００６】この高電圧縦続接続は、二次電圧に増大
し、かつ、外部負荷によって少なくとも部分的に形成す
ることもできるその出力側のキャパシタを充電する。
し、かつ、外部負荷によって少なくとも部分的に形成す
ることもできるその出力側のキャパシタを充電する。
【０００７】電子スイッチの切替速度を制御する切替回
路を設け、出力側キャパシタは、回路に負荷が設けられ
るか否かにかかわらず常に所望の直流電圧値に充電され
る。
路を設け、出力側キャパシタは、回路に負荷が設けられ
るか否かにかかわらず常に所望の直流電圧値に充電され
る。
【０００８】入力側の二つの電子的に制御されるスイッ
チは、プッシュ−プルの高周波を有する方形波信号で駆
動される。直並列共振回路は、変成器の一次巻線によっ
てほぼ正弦曲線の電流を発生させる。二次巻線の側で
は、この電流の一部は二次側キャパシタの電荷を反転す
るのに用いられ、残りは縦続結合に流れる。
チは、プッシュ−プルの高周波を有する方形波信号で駆
動される。直並列共振回路は、変成器の一次巻線によっ
てほぼ正弦曲線の電流を発生させる。二次巻線の側で
は、この電流の一部は二次側キャパシタの電荷を反転す
るのに用いられ、残りは縦続結合に流れる。
【０００９】この回路の利点は、変成器が両側で全出力
で駆動される点であり、したがってその寸法を従来の回
路の変成器の寸法よりも小さくすることができる。変成
器と電圧乗算用の高電圧縦続とを結合することにより、
変成器に要求される電圧を著しく減少させることができ
る。変成器の出力電圧を、変成器のキャスティングを不
要とする値に維持することができる。これは熱平衡にも
非常に好適である。
で駆動される点であり、したがってその寸法を従来の回
路の変成器の寸法よりも小さくすることができる。変成
器と電圧乗算用の高電圧縦続とを結合することにより、
変成器に要求される電圧を著しく減少させることができ
る。変成器の出力電圧を、変成器のキャスティングを不
要とする値に維持することができる。これは熱平衡にも
非常に好適である。
【００１０】本発明による回路の重要な利点は、回路が
アイドリング時にも動作する状態にあるいう点であり、
したがって外部負荷を設ける必要がない。出力インダク
タのない直並列共振回路を具える本発明による変換器は
このために特に好適である。
アイドリング時にも動作する状態にあるいう点であり、
したがって外部負荷を設ける必要がない。出力インダク
タのない直並列共振回路を具える本発明による変換器は
このために特に好適である。
【００１１】本発明による直流電圧変換器すなわちその
伝達関数は、ＰＩコントローラとして制御回路を形成す
るとともに安定な出力電圧を得ることができる一次系(f
irstorder system)を表す。
伝達関数は、ＰＩコントローラとして制御回路を形成す
るとともに安定な出力電圧を得ることができる一次系(f
irstorder system)を表す。
【００１２】要約すると、本発明による高電圧発生器
は、全負荷からアイドリングまでの有効な範囲で安定な
出力電圧で動作し、小寸法を有し、小型回路したがって
低コストで、かつ、高動作効率で動作することがわか
る。
は、全負荷からアイドリングまでの有効な範囲で安定な
出力電圧で動作し、小寸法を有し、小型回路したがって
低コストで、かつ、高動作効率で動作することがわか
る。
【００１３】本発明による一例では、回路は、一次側の
キャパシタ、一次側のインダクタ及び一次側に変成され
る二次側のキャパシタの共振周波数並びに前記回路に並
列に接続された負荷の周波数より上の周波数で動作され
る。
キャパシタ、一次側のインダクタ及び一次側に変成され
る二次側のキャパシタの共振周波数並びに前記回路に並
列に接続された負荷の周波数より上の周波数で動作され
る。
【００１４】直並列共振回路の共振周波数より上での動
作時には、電子スイッチ及びこれに並列に接続されたダ
イオードのターンオン損失がない。所望に応じて、ター
ンオン損失を、スイッチに並列に接続されたキャパシタ
により、更に減少させることができる。概して、スイッ
チは実際には純粋なオーム性切替損失のみを発生させ
る。
作時には、電子スイッチ及びこれに並列に接続されたダ
イオードのターンオン損失がない。所望に応じて、ター
ンオン損失を、スイッチに並列に接続されたキャパシタ
により、更に減少させることができる。概して、スイッ
チは実際には純粋なオーム性切替損失のみを発生させ
る。
【００１５】上記特性により、特に良好な動作状態が得
られ、回路がアイドリングと全負荷との間の全駆動範囲
で利用できる所望の電圧を常に有することができる。こ
の回路は、本発明の他の例で規定したように、画像表示
管を駆動するのに好適である。
られ、回路がアイドリングと全負荷との間の全駆動範囲
で利用できる所望の電圧を常に有することができる。こ
の回路は、本発明の他の例で規定したように、画像表示
管を駆動するのに好適である。
【００１６】
【実施例】図１は、第１電子スイッチ１及び第２電子ス
イッチ２を入力側に具える本発明による直流電圧変換器
を示す。これらスイッチを、逆方向に並列なダイオード
を具えるＭＯＳＦＥＴとする。これら二つのＭＯＳＦＥ
Ｔスイッチを直列接続するとともに、これらスイッチ
は、直流電圧である入力電圧Ｕinを受信する。この直流
電圧変換器は、この直流電圧をより高い直流電圧Ｕout
に変換するのに使用される。
イッチ２を入力側に具える本発明による直流電圧変換器
を示す。これらスイッチを、逆方向に並列なダイオード
を具えるＭＯＳＦＥＴとする。これら二つのＭＯＳＦＥ
Ｔスイッチを直列接続するとともに、これらスイッチ
は、直流電圧である入力電圧Ｕinを受信する。この直流
電圧変換器は、この直流電圧をより高い直流電圧Ｕout
に変換するのに使用される。
【００１７】この直流電圧変換器を、入力側すなわちい
ずれかのスイッチに並列にハーフブリッジとして構成す
る。図１において、直列結合を、第１キャパシタ３、イ
ンダクタ４及び変成器６の一次巻線５によりスイッチ２
に並列に形成する。
ずれかのスイッチに並列にハーフブリッジとして構成す
る。図１において、直列結合を、第１キャパシタ３、イ
ンダクタ４及び変成器６の一次巻線５によりスイッチ２
に並列に形成する。
【００１８】変成器６を、二次巻線７がより高い出力電
圧を発生させるように構成する。二次巻線７に並列に第
２キャパシタ８が存在する。
圧を発生させるように構成する。二次巻線７に並列に第
２キャパシタ８が存在する。
【００１９】キャパシタ３、インダクタ４及びキャパシ
タ８は直並列共振回路を形成する。
タ８は直並列共振回路を形成する。
【００２０】変成器６の二次巻線７及びキャパシタ８に
よって形成された並列回路に、それ自体既知の方法で構
成されるとともに第３キャパシタ１０に充電される高電
圧値を有する直流電圧をその出力側に発生させる高電圧
縦続接続回路９が後続する。キャパシタ１０と基準電位
の両端間に、直流電圧を増大させる電圧Ｕout の降下が
生じる。
よって形成された並列回路に、それ自体既知の方法で構
成されるとともに第３キャパシタ１０に充電される高電
圧値を有する直流電圧をその出力側に発生させる高電圧
縦続接続回路９が後続する。キャパシタ１０と基準電位
の両端間に、直流電圧を増大させる電圧Ｕout の降下が
生じる。
【００２１】さらに、キャパシタ１０の両端間の電圧を
分岐引き出すとともに電子スイッチ１及び２を制御する
制御回路１１を設けて、キャパシタ１０の両端間に所望
の値の電圧降下が生じるようにする。
分岐引き出すとともに電子スイッチ１及び２を制御する
制御回路１１を設けて、キャパシタ１０の両端間に所望
の値の電圧降下が生じるようにする。
【００２２】キャパシタ３及びインダクタ４を大抵の場
合別個の素子として配置し、それに対してキャパシタ８
を大抵の場合、高電圧縦続接続回路９の入力キャパシタ
及び変成器の二次巻線のキャパシタンスによって形成す
る。これらキャパシタのキャパシタンスが所望の共振周
波数を得るのに不十分な場合、キャパシタ８の一部を当
然別個の素子として実現させることができる。
合別個の素子として配置し、それに対してキャパシタ８
を大抵の場合、高電圧縦続接続回路９の入力キャパシタ
及び変成器の二次巻線のキャパシタンスによって形成す
る。これらキャパシタのキャパシタンスが所望の共振周
波数を得るのに不十分な場合、キャパシタ８の一部を当
然別個の素子として実現させることができる。
【００２３】キャパシタ３、インダクタ４及びキャパシ
タ８の一次側キャパシタンス（このキャパシタンスは変
成器によって変成される。）は、共振周波数を有する直
並列共振回路を形成する。この共振周波数は回路の負荷
とともに変わる。好適にはこの回路は、直並列回路の共
振周波数の上にある動作周波数で駆動される。
タ８の一次側キャパシタンス（このキャパシタンスは変
成器によって変成される。）は、共振周波数を有する直
並列共振回路を形成する。この共振周波数は回路の負荷
とともに変わる。好適にはこの回路は、直並列回路の共
振周波数の上にある動作周波数で駆動される。
【００２４】この場合、電子スイッチ１及び２の高クロ
ック周波数は基本的には低出力電圧を意味し、共振周波
数の付近にある電子スイッチ１及び２の低切替周波数は
高出力電圧を意味する。この特性を、キャパシタ１０の
電圧を所望の値に保持するのに用いることができる。こ
のために、キャパシタ１０の両端間の電圧降下の値をサ
ンプルするとともに電子スイッチ１及び２を制御する制
御回路１１を設け、所望の電圧値が常に維持されるよう
にする。このキャパシタの電圧値が所望の値より下に降
下する傾向にある場合、電子スイッチ１及び２の切替周
波数が降下する。そうでない場合、この切替周波数が増
大する。このために、回路を全負荷状態でもアイドリン
グ時でも動作させることができ、この場合出力電圧、し
たがって少なくとも部分的に外部負荷によって形成する
こともできるキャパシタ１０の両端間の電圧を常に一定
のままにすることができる。このために本発明による回
路は、このような画像成分の負荷にかかわらず一定直流
電圧をいかなるときにも利用すべき画像表示管を駆動す
るのに特に好適である。
ック周波数は基本的には低出力電圧を意味し、共振周波
数の付近にある電子スイッチ１及び２の低切替周波数は
高出力電圧を意味する。この特性を、キャパシタ１０の
電圧を所望の値に保持するのに用いることができる。こ
のために、キャパシタ１０の両端間の電圧降下の値をサ
ンプルするとともに電子スイッチ１及び２を制御する制
御回路１１を設け、所望の電圧値が常に維持されるよう
にする。このキャパシタの電圧値が所望の値より下に降
下する傾向にある場合、電子スイッチ１及び２の切替周
波数が降下する。そうでない場合、この切替周波数が増
大する。このために、回路を全負荷状態でもアイドリン
グ時でも動作させることができ、この場合出力電圧、し
たがって少なくとも部分的に外部負荷によって形成する
こともできるキャパシタ１０の両端間の電圧を常に一定
のままにすることができる。このために本発明による回
路は、このような画像成分の負荷にかかわらず一定直流
電圧をいかなるときにも利用すべき画像表示管を駆動す
るのに特に好適である。
【００２５】本発明による直流電圧変換器は比較的簡単
な構成を有し、したがって費用効率が高くなる。この変
成器は、その磁性材料に関し、両側で全出力で駆動さ
れ、したがってこれを比較的小さくすることができる。
な構成を有し、したがって費用効率が高くなる。この変
成器は、その磁性材料に関し、両側で全出力で駆動さ
れ、したがってこれを比較的小さくすることができる。
【図１】本発明による直流電圧変換器の実施例を示す回
路図である。
路図である。
１ 第１電子スイッチ ２ 第２電子スイッチ ３ 第１キャパシタ ４ インダクタ ５ 一次巻線 ６ 変成器 ７ 二次巻線 ８ 第２キャパシタ ９ 高電圧縦続接続回路 １０ 第３キャパシタ １１ 制御回路 Ｕin 入力電圧 Ｕout 出力電圧
Claims (3)
- 【請求項１】 入力側に供給される直流電圧が、逆方向
に並列接続されたダイオードを有する二つの直列接続さ
れた電子スイッチ（１，２）に供給され、この直流電圧
をより高い直流電圧まで増大させる直流電圧変換器にお
いて、直列接続のキャパシタ（３）、インダクタ（４）
及び変成器（６）の一次巻線（５）を前記電子スイッチ
（１，２）の一つに並列に接続し、前記変成器（６）の
二次巻線（７）をキャパシタ（８）に並列に接続し、こ
の並列接続の後方に、出力がキャパシタ（１０）を充電
する縦続高電圧乗算回路（９）を配置し、前記電子スイ
ッチ（１，２）の切替速度を制御する制御回路（１１）
を設けて、前記出力キャパシタ（１０）の両端間に所望
の値の直流電圧降下が生じるようにしたことを特徴とす
る直流電圧変換器。 - 【請求項２】 前記制御回路（１１）は、一次側のキャ
パシタ（３）、一次側のインダクタ（４）及び一次側に
変成される二次側のキャパシタ（８）の共振周波数並び
に前記制御回路に並列に接続された負荷の周波数より上
の周波数で動作されることを特徴とする請求項１記載の
直流電圧変換器。 - 【請求項３】 画像表示管を駆動するための請求項１又
は２記載の直流電圧変換器の使用。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4418780:7 | 1994-05-28 | ||
| DE4418780A DE4418780A1 (de) | 1994-05-28 | 1994-05-28 | Gleichspannungskonverter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07337008A true JPH07337008A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=6519289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7126505A Pending JPH07337008A (ja) | 1994-05-28 | 1995-05-25 | 直流電圧変換器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0684687A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07337008A (ja) |
| KR (1) | KR950035020A (ja) |
| DE (1) | DE4418780A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001218468A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-10 | Densei Lambda Kk | 電源装置の並列接続回路 |
| KR100721057B1 (ko) * | 2005-11-03 | 2007-05-22 | 한국전자통신연구원 | 무선주파수 식별 태그를 위한 전압체배기 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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