JPS5857070B2 - 双方向性ｄｃ／ｄｃコンバ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は双方向性のＤＣ／ＤＣコンバータに関するもの
である。

ＤＣ／ＤＣコンバータは直流電気信号の絶縁回路によく
用いられる。

従来のＤ Ｃ／Ｄ Ｃコンバークにおける信号伝達の方
向は一方向だけに限られている。

もし双方向に信号伝達可能なりＣ／ＤＣコンバータがあ
れば、いろいろ便利な使い方ができるが、そのようなも
のは実現されていなかった。

本発明の目的は、双方向性のＤＣ／ＤＣコンバータを提
供することにある。

本発明は、 実質的な中間タップ付のコイルを複数系統有するトラン
ス、このトランスの各系統のコイルにそれぞれ接続され
互いに同じ位置で動作する複数のスイッチ対であって、
各スイッチ対は、互いに逆の位相で周期的にオンオフす
る２つのスイッチの一端を共通に接続し他端を対応する
系統のコイルの両端にそれぞれ接続したものからなる複
数のスイッチ対、および、上記コイルとスイッチ対から
なる各系統において、それぞれコイルの実質的な中間タ
ップと一対のスイッチの共通接続点とから引き出された
端子対であって、少なくとも一対の端子間には直流電源
が接続され他の端子間には直流電源または負荷が接続さ
れる複数の端子対を具備するＤＣ／ＤＣコンバータ によって上記の目的を達成したものである。

以下図面によって本発明を説明する。

第１図は本発明の原理的構成図である。

第１図において、Ｔは２系統のコイルＮ、、Ｎ２を有す
るトランスである。

Ｎ１．Ｎ２はコイルの巻数を表わすものとする。

コイルＮ１の両端にはスイッチＳ１１．Ｓ１□が直列に
接続され、かつスイッチ８１１ ｔ ８１２の他端は共
通に接続される。

スイッチ８１１５８１２は互いに逆の位相で周期的にオ
ンオフされるものである。

スイッチＳ１１．Ｓ１□の共通接続点とコイルＮ１の中
間タップからそれぞれ端子Ｌ１１．Ｌ１□が引き出され
る。

端子Ｌ１□、Ｌ□２の間には直流電源または負荷が接続
される。

ここでは直流電源Ｅが接続された場合を例にとる。

端子Ｌｌｌ ｔ Ｌ１２の間には必要に応じてコンデン
サが接続される。

コイルＮ２についても同様な回路構成がなされる。

ただし端子Ｌ２１ ＋ Ｌ２□の間には負荷抵抗Ｒが接
続されるものとする。

このような２つのコイル系統において同じ電気的位置に
あるスイッチ同志、すなわちＳ１１とＳ２１、およびＳ
１□とＳ２□は同位相でオンオフされる。

これらスイッチのオンオフは自励あるいは他励のいずれ
で行ってもよい。

このように構成された装置の動作は次のとおりである。

コイルＮ１の系統において、スイッチ３、ｉ。Ｓ１□が
互いに逆の位相でオンオフすると、直流電源Ｅからの電
流がコイルＮ１の上半分と下半分を交互に流れるので、
これによってコイルＮ２には交番電圧が誘起する。

この交番電圧はコイルＮ２系統のスイッチＳ２１．Ｓ２
□のオンオフによって整流され、直流電圧として負荷抵
抗Ｒに供給される。

その際負荷抵抗Ｒに与えられる電圧は直流電源Ｅの電圧
をｎ（−Ｎ２７Ｎ１）倍したものとなる。

すなわちこの装置は変換比がｎのＤＣ／ＤＣコンバータ
となる。

直流電源Ｅは電力源に限られず、直流の電気信号源であ
ってもよい。

この装置において直流電源Ｅと負荷抵抗Ｒを交換すると
、コイル系統Ｎ１とコイル系統Ｎ２の立場は入れ替わる
が上述と同様な動作が行われ、直流電源Ｅの電圧がコイ
ル系統Ｎ２側からコイル系級キ、側に伝えられる。

ただしこのとき負荷抵抗Ｒに与えられる電圧は直流電源
Ｅの電圧の１７ ｎとなる。

すなわち第１図の装置は直流電源Ｅがどちら側にあって
もその電圧を他方の側に供給できる双方向性のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータとなる。

そして変換比は信号伝達の方向に応じて互いに逆数の関
係で変化する。

また直流電源を両側に設けたときは、その双方向性によ
り１次換算電圧の高い方が低い方に電圧を伝える。

このようなりＣ／ＤＣコンバータは次のような応用がで
きるので便利である。

すなわち、まずコイルＮ１．Ｎ２のどちら側に直流電源
を設けるかによってそれぞれ変換比の異なるＤＣ／ＤＣ
コンバータとすることができる。

ただしその場合は互いに逆数関係にある２つの変換比が
得られるが、トランスＴに第３のコイルを設け、それか
ら出力を取出すようにすると、第３のコイルとコイルＮ
１゜Ｎ２の巻線比を適当に定めることにより、任意の関
係の２つの変換比を得ることができる。

また第３のコイルを用いるときは、コイルＮ１．Ｎ２の
どちらにも直流電源を設けて冗長化を図ることができる
。

またＤＣ／ＤＣコンバータの双方向性により、負荷に生
じた過大な電圧は直流電源側に回生されるので、直流モ
ータを負荷とした場合には逆起電力を回生じて負荷側の
過電圧の防止および回生制動を効果的に行うことができ
る。

第２図に本発明の実施例を示す。

第２図の装置はロイヤー回路として知られる発振回路を
利用して、自励振によりスイッチのオンオフを行わせる
ようにしたものであって、トランジスタＱ１、。

Ｑ１２ 、Ｑ２１ ｔ Ｑ２２とそれらに対するダイオ
ード１）ｔｔ ｊ Ｄ１２ ｊ Ｄ２１ ｔ Ｄ２□の
並列回路が第１図におけるスイッチＳ１□、Ｓ１２．Ｓ
２１．Ｓ２２にそれぞれ対応する。

各ダイオードは各トランジスタのコレクタ・エミツク回
路に並列にトランジスタの導通方向とは逆極性に接続さ
れる。

これによって各スイッチは両方向の導通性が確保される
。

この実施例回路に対して直流電源および負荷の接続態様
を選らぶことにより、前述したような種々の応用が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成図、第２図は本発明の実施
例の電気的構成図である。 Ｔ・・・・・・トランス、Ｎ１．Ｎ２・・・・・・コイ
ル、ＳｌｌｔＳｌｇｌＳ２１５Ｓ２□・・・・・・スイ
ッチ、Ｅ・・・・・・直流電源、Ｒ・・・・・負荷抵抗
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的な中間タップ付のコイルを複数系統有するト
   ランス、 このトランスの各コイルごとに設けられ、各コイルの一
   方の極性の端に一端がそれぞれ接続されて同じ位相でオ
   ンオフする第１の複数のスイッチ、前記トランスの各コ
   イルごとに設けられ、各コイルの他方の極性の端に一端
   がそれぞれ接続され他端が上記第１の複数のスイッチの
   他端にそれぞれ接続され、第１の複数のスイッチとは逆
   の位相でオンオフする第２の複数のスイッチ、 前記トランスの複数系統のコイルの１つにおいて中間タ
   ップに一方の極性の端が接続され、第１のスイッチと第
   ２のスイッチの他端同志の接続点に他方の極性の端が接
   続された直流電源、および 前記トランスの複数系統のコイルのその他のものにおい
   て、それぞれ中間タップと第１、第２のスイッチの他端
   同志の接続点との間に上記の直流電源と同じ極性で接続
   された他の直流電源または負荷を有する双方向性ＤＣ／
   ＤＣコンバータ。