JPS5999964A - 多倍圧整流回路 - Google Patents

多倍圧整流回路

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JPS5999964A
JPS5999964A JP20961382A JP20961382A JPS5999964A JP S5999964 A JPS5999964 A JP S5999964A JP 20961382 A JP20961382 A JP 20961382A JP 20961382 A JP20961382 A JP 20961382A JP S5999964 A JPS5999964 A JP S5999964A
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JP
Japan
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capacitor
connection point
diodes
secondary winding
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP20961382A
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English (en)
Inventor
Yoshio Takamura
高村 芳雄
Hiroshi Nakajima
啓 中島
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/10—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in series, e.g. for multiplication of voltage

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、コンデンサと整流器の組合せによりトラン
スの2次出力電圧を多倍に整流し高 −電圧を得る多倍
圧整流回路に関する。
〔発明の技術的背景〕
従来よりこの種の多倍圧整流回路は多く存在するがいず
れも比較的低い2次出力電圧、したがって1次〜2次間
耐電圧が低くて済むトランスでより高い電圧を発生させ
ようとするものである。
〔背景技術の問題点〕
近年、各種電源装置においては、高周波化することによ
り小形化を図る動きが活発であり、高電圧電源もこの例
にもれず高周波化によるトランスの小形化が進む傾向に
ある。
高周波化によるトランスの小形化が実現しても、トラン
スの1次〜2次間に要求される絶縁距離は原理的に不要
であるため、リーケージインダクタンスの影響が相対的
に増大し、効率よく2次側に高電圧を伝達することが比
較的困難になる。
また、高電圧トランスにおいては、長寿命化、高信頼性
化のためには、動作電圧範囲内ではコロナ放電をほぼ皆
無にする必要があるが、これけ1次〜2次コイル間の交
流電位傾度が大になるほど加速的に実現困難の度合が増
大する。
〔発明の目的〕
この発明は、上記従来の欠点を除去するだめにな烙れた
もので、比較的簡単な回路構成と比較的少ない部品点数
で1次と2次間耐電圧の低いトランスで高電圧を発生さ
せることができる多倍圧整流回路を提供することを目的
とする。
〔発明の概要〕
この発明の多倍圧整流回路は、トランスの2次巻線の所
定位置にタップを設け、このタップと出力端子間に5個
以上のダイオード群を同一極性の向きに直列に接続し、
2次巻線の一端および他端にそれぞれ第1および第2の
コンデンサを1個もしくは複数個接続するとともにこの
第1および第2のコンデンサ同志の接続点をダイオード
群のダイオード同志の接続点に1個あけて交互に接続し
、直列に接続した第3のコンデンサをダイオード群に並
列に接続し、この第3のコンデンサ同志の接続点を第1
および第2のコンデンサがダイオードに接続していない
ダイオードに接続して構成し、2次巻線の出力端の電圧
の整数倍の高圧出力を出力端子より取り出すようにした
ものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の多倍圧整流回路の実施例について図面
を参照して説明する。第1図はその一実施例の構成を示
す回路図である。この第1図においてTはトランスであ
り、このトランスT01次巻線n1に例えば方形波の交
番電圧が印加されるように、交流電源Eに接続されてい
る。
このトランスでの2次巻線n!には中間タップmが設け
られており、この中間タラ76mとコアー〇および1次
巻線n1はアースされている1中間タツ7″mと出力端
子1間には6個のダイオードD1〜D6が同一極性の向
きで直列に接続されている。
また、2次巻線n!の一端aはコンデンサC31とC3
2を直列に介してダイオードD55− とD6との接続点りに接続されており、コンデンサC3
1とC32との接続点eはダイオードD2とD3との接
続点に接続されている。
ダイオードD1〜D6の直列回路に並列にコンデンサC
1lとC12との直列回路が接続されており、このコン
デンサC1lとC12との接続点gはダイオードD4と
D5との接続点に接続されている。
さらに、2次巻線n!の他端すはコンデンサC21とC
22を直列に介してダイオードD3とD4との接続点f
に接続されている。コンデンサC21とC22との接続
点dはダイオードD1とD2との接続点に接続されてい
る。
次に、以上のように構成されたこの発明の多倍圧整流回
路の動作について説明する。まず、トランスTの1次巻
線nlに方形波の交番電圧が印加され、2次巻線n:の
両出力端a+bに一端aが正なるとと(2E (V)の
電圧が発生したとする。
この場合、コンデンサC21は接続点dが正6一 なる向きにE (V)まで充電される。
次に、雷1田が反転して2次巻線n2の他端すが正なる
向きに両出力端a、b間に2 K (V)が発生すると
、コンデンサC31は接続点eが正なる向遂に2次巻線
n2の出力端atb間の2 E (V)にコンデンサC
21間に先に充電されているE (V)が加算された3
 E(V)までダイオードD2を通して充電される。
次に、再び出力電圧が反転すれば、コンデンサC21は
再びダイオードDIを通じて、充電されると同時に、ダ
イオードDIが導通状態になるので、接続点dは2次巻
線n、の中間タラ7″mと同電位になる。このため、コ
ンデンサC22は接続点ずが正なるごとく2次巻線n2
の中間タップmと2次巻線n2の一端a間のE(V)と
コンデンサC31に充電されている3E(V)が加算さ
れた4 E (V)までダイオードD3を通じて充電さ
れる。
ここで、再び出力電圧が反転すれば、コンデンサC3ノ
は前述と同様にダイオードD2を通じて4 E (V)
まで再充電されると同時に、ダイオードD2が導通状態
となるので接続点d + 6は同電位となり、したがっ
てコンデンサC32はダイオードD4およびD5を通じ
てコンデンサC22に充電されている4 E (V)ま
で充電されることになる。
また、これと同時に、コンデンサC11td2るE(v
)とコンデンサC21に充電されているE(V) 、!
:コンデンサC22に充電されている4 E (V)が
加算された6 E (V)までダイオードD4を通じて
充電される。
次に、再び出力電圧が反転すれば、コンデンサC21は
ダイオードD1を通じ、コンデンサC22はダイオード
D3を通じてそれぞれE(V) 。
4 E (V) j!.で再充電されると同時に、接続
点りは2次巻線n2の中間タラ7’mに対してトランス
の2次巻線n2の中間タップmと一端a間の出力電圧E
 (V) 、コンデンサC 31に充電されている3 
E (V) 、およびコンデンサC32に光電されてい
る4 E(V)が加算された8 E (V)の電圧にな
り、コンデンサC12は先に充電されているコンデンサ
C1lの6 E (V)との差2E(V)までダイオー
ドD6を通じて充電されることになる。
以下電圧が反転する度に、上記動作が繰り返され、出力
端子1は8 E (V)、g点は6 E (V)の安定
した電圧が維持され、この出力端子lと接続点gを高電
圧の出力端子として利用することができる。
このように構成された、この発明の多倍王整流回路によ
れば、次のような効果が得られる。
1ず、トランスTにおいて電圧分担を考えると、1次巻
線n1に関しては一般に低電圧回路に用いられるので、
耐電圧的には問題はない。
2次巻線nlに関しては、接地電位に対し±g (v)
の交番電圧が発生し、出力巻線の両出力端a+b間には
2 E (V)の電圧が発生する。
この出力端a+bに関しては、この両者を構造的に離す
ことは容易であり、かつ離すことに9− よるトランスT?の特性に対する影響は原理的にはあり
得ないので、出力端の一端aと他端す間の耐電圧に関し
ては、特に問題はない。
これに反し、トランスTの1次,2次巻線nl,TI2
間に関しては、トランスTの特性を本質的に左右する磁
気的結合と1次巻線n!と2次巻線n!間の耐電圧に直
接関係のあるこの両者の間の間隔との間には相反関係に
あり、1次巻線と2次巻線間の耐電圧が出力電圧の半分
におさえられるこの発明の効果は大きい。
特に近年のごとく高圧電源も高周波化が進むとトランス
自体は小形化は可能になるが、1次巻線と2次巻線間の
耐電圧から要求される絶縁距離は周波数には無関係に決
定されるので、小形化すればするほど1次巻線,2次巻
線間の絶縁距離は相対的に大となり、これに伴う磁気的
結合が疎になる影響は大となり効率よく高電圧を発生さ
せることが一層困難になる。
また、トランスの寿命は交流コロナ放電によって決定的
な影!#ヲ受けるが、この交流コロナ10− 放電も1次巻線と2次巻線間のイ・縁甲離が狭いほど発
生し鴇くなり、また、高周波化すればその彰響けその分
大きくなる。
以上のことを考えても1次貫線と2次巻線間の面目[r
、庄が低くおさえられるこの発明の効果は明らかである
。
゛まだ、回路構成[−の点から見れば従来の多倍rTE
整流回路がほとんど回路構成が一義的に決定さね7るの
に対し、この発明により、げ、使用するコンデンサの耐
電fFや必要とする出力の数により、ダイオードとコン
デンサの数をある程度自由に設計できる点が一つの特徴
であり、したがってその数を必要最゛少眼におさえるこ
とができ、信頼性−j: :li−よび価格上に優位な
効果をhえることができる。
さらに、回路の性能面から検旧すると、この発明のいか
なる構成でも同一耐電圧のトランスによって構成され〃
−従来のコツククロフトウオルトン回路J′りも同−宗
負荷電流をとった場合の電圧降下は少く、これは多倍圧
の倍率を大にするほど倉の効果は大になる。
壕だ、同一負荷電流をとった鳩舎の用力宙r)テのリッ
ノルも従来のコツククロフトウオルトン回路がIK川用
数の自乗に1七例して大に々Z)のに比べ、この発明の
場合は倍数に比例もしくシ;1それよりも少なめに設汀
1できることが確認されている。
なお、この発明による多倍用整流回路の構成は前述の実
施例に+I−,tらず、多くの組合ぜが可能である。
第2図はこの発明の第2の実施例であり、第1のコンデ
ンサのコンデンサC11とCI2四トの接続点を2次巻
線n!の中間タラfmと電源BのE。(V)の直流電位
差で接続i〜だもので、動作としてはコンデンサ゛C3
−1f直ちにFmo(V)に充電され、コンデン−+i
−C、? 7はダイオードD2の漏れ電流でEO(V)
に充電される(これはコンピン丈C21の容h1−を0
01μF1ダイオードD6の漏れ抵抗金100 MΩと
17でも1〜2秒で充電完了する)。
したがつ゛〔、jンデンづC、? 1 、 C21に初
期充電がP]o(v)ある以外は動作としてはコンデン
サC31,C21の充電の向きと川−が巽る以外、−上
記第1の実施例の動作と大巾に異るところはない。
寸だ、第3図はこの発明のが少構成の一例を示す第3の
実施例の回路図である。この第3図において、第1図と
同一部分には同一符号を付してその説明全省略する。
なお、出1J電川の設定に最少iii位の自由度を−り
えるためにダイオード2個を第3のコンデンサC,?7
.C32(出力コンデンサ)で並列に接続I〜だ構成を
含むものと使用部品点数を少くする意味で!イオード4
個上を第3のコンデンサ(出力゛jンデンダ)で並列に
接続した構成を含むものは%に有効であるが、構成する
ダイオード、コンデンサの数は必要に応じいくらでも増
1ことがfきることは自明である。
また、トンンスの出力巻線の中間タップは必すしも中点
である必要はない。この場合、多少13− ) ランスノi4 th、 rFカ+fj1 (4”求
、j tt ル。i fr、ダイオ−ドの整流の向きは
当然逆でもよい。この場合出υ璽用は逆極性になる。
〔発明の効ψ−〕
以上述べたように、この発明の多倍圧V流回路によれば
、トランスの2次巻線の所宇の位置にタップを設け、こ
のタッグー二出力端子間に5個」ΣL上のダイオード群
を同一極性の向きに直列に接続し、2次巻線の一端およ
び他端にそtLぞれ第1および第2のコンダン」tを1
個もしくは複数個接続するとともに、この第1および第
2のコン?ンザ同志の接続点をダイオ−ド群のダイオ−
・ド同志の接続点に1個あけて交互に接続し2、直列に
接続した第3のコン)−ゝンザをダ・イ引−ド群に並列
に接続し、この第3のコンビンリ゛同志の接続点を第1
および第2の、7ンデン→す゛がダイオ−・ドに接続し
ていないグイ4〜 ドに接続j〜て構成し、2次巻線の
出力端の電FE (7)v数倍の高圧出力を出力91だ
1、す1%■り出−シようにしたので、比較的低い耐電
IFのトランスと比較的少い=14− 数の部品点数による構成で比較的細い出力電圧設宇が可
能で、高効率にできるとともに回路の高周波化を一層容
易にすることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の多倍IF整流回路の一実施例を示す
回路図、第2図および第3図はそれぞれこの発明の多倍
圧整流回路の他の実施例を示す回路図である。 T・・・トランス、C1l 、C7,9,C,?昌C2
2、C31、C32・・・コンデンサ、nl ln2・
・・トランスの入出力巻線、C・・・トランスのコアー
、D1〜D6・・・ダイオード、l・・・出力端子。 出願人代理人 弁理士 鈴、江 武 彦=15−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1次巻線に交流電源が接続され2次巻線の所定位
    置にタップを有するトランスと、この2次巻線と出力端
    子間に5個以上のダイオードが直列に同極性で接続され
    たダイオード群と、上記トランスの2次巻線の一端に1
    個もしくは複数個直列に接続された一方の電極を接続し
    かつ他方の電極もしくは複数個直列に接続され各接続点
    を上記ダイオード群のダイオードの相隣れる接続点以外
    の接続点に接続された第1のコンデンサと、上記2次巻
    線の他端に1個もしくは複数個直列に接続された一方の
    電極を接続しかつ他方の電極もしくは複数個直列に接続
    された各接続点全上記第1のコンデンサが接続されてい
    ないダイオード群の各ダイオードの接続点で且つ相隣れ
    る接続点以外の接続点に接続された第2のコンデ/すと
    、複数個直列に接続されかつ上記ダイオード群に並列に
    接続されるように上記第1および第2のコンデンサが接
    続されていない王妃ダイオード群のダイオードの接続点
    に接続された第3のコンデンサとよりなりこの第3のコ
    ンデンサのいずれか一つの接続点ヲ零を含む任意の直流
    電位差をもって接続した多倍圧整流回路。
  2. (2)第3のコンデンサは少くも1個所は2個のダイオ
    ードと並列に接続されることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の多倍圧整流回路。
  3. (3)第3のコンデンサは少くも1個所は4個以上のダ
    イオードと並列に接続されることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の多倍圧整流回路。
JP20961382A 1982-09-28 1982-11-30 多倍圧整流回路 Pending JPS5999964A (ja)

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US06/535,161 US4584637A (en) 1982-09-28 1983-09-23 Multiple step-up rectifier circuit
GB08325877A GB2127631B (en) 1982-09-28 1983-09-28 Multiple step-up rectifier circuit
DE19833335154 DE3335154A1 (de) 1982-09-28 1983-09-28 Aufwaertstransformier-mehrfachgleichrichter- schaltung

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