JPS61124267A - Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ - Google Patents
Ｄｃ−ｄｃコンバ−タInfo
- Publication number
- JPS61124267A JPS61124267A JP24350084A JP24350084A JPS61124267A JP S61124267 A JPS61124267 A JP S61124267A JP 24350084 A JP24350084 A JP 24350084A JP 24350084 A JP24350084 A JP 24350084A JP S61124267 A JPS61124267 A JP S61124267A
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- JP
- Japan
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- output
- generators
- carrier
- transistors
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H02M3/22—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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (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。
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ｊ
この発明はＤ Ｃ・−Ｄ Ｃコンバータに関する。
［発明の技術的背景及びその問題点］
入力電圧を一定とし出力電圧を可変とする方式のＤＣ−
ＤＣコンバータとして、従来よりＰＷＭ（パルス幅変調
）方式を用いたものが知られている。このＰＷＭ方式に
おいては、出力電圧を減少する為にはパルス幅を狭くす
る必要があるが、実際にはパルスの立上り時間、降下時
間の短縮には技術上限界が有り、パルス幅をあまり狭く
していくとパルスが完全に立上る前に降下を始めてしま
う状態になり、スイッチング素子を完全にドライブ出来
なくなってしまう。その為にパルス幅を狭くするには限
界が有り、出力を完全に雪にする事は出来ないといった
問題があった。
ＤＣコンバータとして、従来よりＰＷＭ（パルス幅変調
）方式を用いたものが知られている。このＰＷＭ方式に
おいては、出力電圧を減少する為にはパルス幅を狭くす
る必要があるが、実際にはパルスの立上り時間、降下時
間の短縮には技術上限界が有り、パルス幅をあまり狭く
していくとパルスが完全に立上る前に降下を始めてしま
う状態になり、スイッチング素子を完全にドライブ出来
なくなってしまう。その為にパルス幅を狭くするには限
界が有り、出力を完全に雪にする事は出来ないといった
問題があった。
また出力電圧を変えるためにデユーティ比を変えると平
均値も変わってしまい、スイッチング素子間の結合に交
流結合を用いた場合にはＰＷＭ信号のプラス側のピーク
値とマイナス側のピーク値が変動し、スイッチング素子
のドライブ状態が変動してしまうという問題もあった。
均値も変わってしまい、スイッチング素子間の結合に交
流結合を用いた場合にはＰＷＭ信号のプラス側のピーク
値とマイナス側のピーク値が変動し、スイッチング素子
のドライブ状態が変動してしまうという問題もあった。
更に、従来のＰＷＭ方式のＤＣ−ＤＣコンバータでは出
力を零に絞ることが出来ない為に、零出力が欲しい場合
にはＤＣ−ＤＣコンバータの電源側に電圧制御手段を前
置して出力が零まで絞れるように構成しているが、この
ような構成にするならば電圧制御手段が別途必要となり
、構成が？Ｉ錐化する問題があった。
力を零に絞ることが出来ない為に、零出力が欲しい場合
にはＤＣ−ＤＣコンバータの電源側に電圧制御手段を前
置して出力が零まで絞れるように構成しているが、この
ような構成にするならば電圧制御手段が別途必要となり
、構成が？Ｉ錐化する問題があった。
［発明の目的ｊ
この発明は、この様な従来の問題に鑑みてなされたもの
であって、比較的広い一定幅のパルスを用いる事が出来
、スイッチング素子を完全にドライブして出力電圧を零
から最大値迄変化させることが出来、またデユーティ比
が常に一定であるため交流結合を用いてもドライブ状態
に変動を与える事もないＤＣ−ＤＣコンバータを提供す
る裏を目的とする。
であって、比較的広い一定幅のパルスを用いる事が出来
、スイッチング素子を完全にドライブして出力電圧を零
から最大値迄変化させることが出来、またデユーティ比
が常に一定であるため交流結合を用いてもドライブ状態
に変動を与える事もないＤＣ−ＤＣコンバータを提供す
る裏を目的とする。
［発明の概要ｊ
この発明は、直流電圧源からの直流電圧を交流電圧に変
換するＤＣ−ＡＣ変換回路を備え、４個のスイッチング
素子で成るフルブリッジ回路と、２対のスイッチング素
子の各接続中間点間に設けられた出力トランスと、各々
のスイッチング素子を個別にオン、オフ制御するキャリ
ア発生器とを備え、各キャリア発生器から発生するパル
ス信号に位相差を設ける事によりＡＣ出力を！１％Ｉ＠
するようにして成る事を特徴とするＤＣ−ＤＣコンバー
タである。
換するＤＣ−ＡＣ変換回路を備え、４個のスイッチング
素子で成るフルブリッジ回路と、２対のスイッチング素
子の各接続中間点間に設けられた出力トランスと、各々
のスイッチング素子を個別にオン、オフ制御するキャリ
ア発生器とを備え、各キャリア発生器から発生するパル
ス信号に位相差を設ける事によりＡＣ出力を！１％Ｉ＠
するようにして成る事を特徴とするＤＣ−ＤＣコンバー
タである。
［発明の実施例］
第１図はこの発明の一実施例のＤＣ−ＤＣコンバータを
示している。ＤＣ−ＡＣ変換回路１はスイッチング素子
としてトランジスタＱ１〜Ｑ４を用い、４個のトランジ
スタ０１〜Ｑ４によってフルブリッジ回路を形成してい
る。そして２対のトランジスタＱ＋ 、Ｃ２；Ｃ３、Ｃ
４の接続中間点間に出力トランスＴが接続されている。
示している。ＤＣ−ＡＣ変換回路１はスイッチング素子
としてトランジスタＱ１〜Ｑ４を用い、４個のトランジ
スタ０１〜Ｑ４によってフルブリッジ回路を形成してい
る。そして２対のトランジスタＱ＋ 、Ｃ２；Ｃ３、Ｃ
４の接続中間点間に出力トランスＴが接続されている。
また各トランジスタＱ＋〜Ｑ４には各々キサ９フ発生器
Ｃ畜〜Ｃ４が接続されている。更に各トランジスタ０１
〜Ｑ４には並列にフリーホイールダイオードＤ１〜Ｄ４
が設けられている。
Ｃ畜〜Ｃ４が接続されている。更に各トランジスタ０１
〜Ｑ４には並列にフリーホイールダイオードＤ１〜Ｄ４
が設けられている。
前記出力トランスＴに対しては整流回路３、平滑回路５
が接続されており、ＤＣ−ＡＣ変換回路１のＡＣ出力を
ＤＣ出力に変換するようにしである。
が接続されており、ＤＣ−ＡＣ変換回路１のＡＣ出力を
ＤＣ出力に変換するようにしである。
上記構成のＤＣ−ＤＣコンバータの動作を次に説明する
。直流入力電圧がＤＣ−ＡＣ変換回路１のフルブリッジ
回路に入力される。キャリア発生器０１〜Ｃ４は一定時
間幅のパルス信号を各トランジスタＱ＋＝Ｑ＜に対して
個別に与え、各トランジスタ０１〜Ｑ４のオン、オフを
ｉｌ、ｌＪ＠する。
。直流入力電圧がＤＣ−ＡＣ変換回路１のフルブリッジ
回路に入力される。キャリア発生器０１〜Ｃ４は一定時
間幅のパルス信号を各トランジスタＱ＋＝Ｑ＜に対して
個別に与え、各トランジスタ０１〜Ｑ４のオン、オフを
ｉｌ、ｌＪ＠する。
そこでキャリア発生器Ｃ＋ 、Ｃ４により］・ランジス
タＱ＋ 、Ｃ４がオン状態になった時Ｖｉ −Ｑ＋
Ｔ−Ｃ４と電流が流れる。逆に、キャリア発生器Ｃ２、
Ｃ３がトランジスタＱ２ 、Ｃ３をオンとすると、電源
ｖｉ −Ｃ３−Ｔ−Ｃ２と電流が流れる。従って、出力
トランスＴの一次側コイルにはスイッチングの反転によ
って正逆交互にＮ流が流れ、二次側コイルに交流出力を
与えるのである。
タＱ＋ 、Ｃ４がオン状態になった時Ｖｉ −Ｑ＋
Ｔ−Ｃ４と電流が流れる。逆に、キャリア発生器Ｃ２、
Ｃ３がトランジスタＱ２ 、Ｃ３をオンとすると、電源
ｖｉ −Ｃ３−Ｔ−Ｃ２と電流が流れる。従って、出力
トランスＴの一次側コイルにはスイッチングの反転によ
って正逆交互にＮ流が流れ、二次側コイルに交流出力を
与えるのである。
つまり直流電源Ｖｉの００人ツノから、キャリア発生器
Ｃ＋〜Ｃ４のパルス信号による各トランジスタＱ＋〜Ｑ
４のオン、オフ制御により、ＡＣ出力を得る事が出来る
のである。
Ｃ＋〜Ｃ４のパルス信号による各トランジスタＱ＋〜Ｑ
４のオン、オフ制御により、ＡＣ出力を得る事が出来る
のである。
こうしてＤＣ−ＡＣ変換回路１によって生起される交流
出力は整流回路３によって整流され、平滑回路５におい
て平滑され、最終的にはＤＣ出力Ｖ０が得られるのであ
る。
出力は整流回路３によって整流され、平滑回路５におい
て平滑され、最終的にはＤＣ出力Ｖ０が得られるのであ
る。
上記ＤＣ−ＡＣ変換回路１の動作を第２図乃至第４図に
示すタイムチャートを基に更に詳しく説明する。キャリ
ア発生器ＣＩ、Ｃ２は１８０゛位相がずれており、更に
デッドタイムＴｄを持つ。
示すタイムチャートを基に更に詳しく説明する。キャリ
ア発生器ＣＩ、Ｃ２は１８０゛位相がずれており、更に
デッドタイムＴｄを持つ。
同じくキャリア発生器Ｃ３、Ｃ４も１８０°位相がずれ
ており、デッドタイムＴｄを持つ。このデッドタイムＴ
ｄはトランジスタＱ＋ 、Ｃ２またはトランジスタＱ３
、Ｃ４が同時にオンになるのを防ぐために有る。
ており、デッドタイムＴｄを持つ。このデッドタイムＴ
ｄはトランジスタＱ＋ 、Ｃ２またはトランジスタＱ３
、Ｃ４が同時にオンになるのを防ぐために有る。
ＤＣ−ＡＣ変換回路１はキャリア発生器Ｃ１〜Ｃ４のパ
ルス信号の位相差によって最大出力、中間出力、零出力
の３つの動作状態を与える。
ルス信号の位相差によって最大出力、中間出力、零出力
の３つの動作状態を与える。
（Ａ）最大出力状態
第２図に示すようにキャリア発生器Ｃ＋ 、Ｃ４が同期
したパルス信号を与え、またキャリア発生器Ｃ２、Ｃ３
も同期しＬパルス信号を与える。従って、トランジスタ
Ｑ＋ 、０４はキャリア発生器Ｃ＋ 、Ｃ４によって同
時にオンし、そのオン全時間導通して出力トランス１に
正方向の電流を通す。
したパルス信号を与え、またキャリア発生器Ｃ２、Ｃ３
も同期しＬパルス信号を与える。従って、トランジスタ
Ｑ＋ 、０４はキャリア発生器Ｃ＋ 、Ｃ４によって同
時にオンし、そのオン全時間導通して出力トランス１に
正方向の電流を通す。
尚、この時他方のキャリア発生器Ｃ２、Ｃ３がローレベ
ルとなり、トランジスタＱ２ 、Ｃ３をオフとしている
。
ルとなり、トランジスタＱ２ 、Ｃ３をオフとしている
。
続いてキャリア発生器Ｃ２、Ｃ３が各々トランジスタＱ
２ 、Ｃ３を同時にオンとし、出力トランスＴに逆方向
の電流をオン全時間を流す。この時、キャリア発生器Ｃ
＋ 、Ｃ４によりトランジスタＱ＋ ｓ Ｑ＜は共にオ
フとなっている。
２ 、Ｃ３を同時にオンとし、出力トランスＴに逆方向
の電流をオン全時間を流す。この時、キャリア発生器Ｃ
＋ 、Ｃ４によりトランジスタＱ＋ ｓ Ｑ＜は共にオ
フとなっている。
続いて再びキャリア発生器Ｃ＋ 、Ｃ４がトランジスタ
Ｑ＋ 、Ｃ４をオンとし、出力トランスＴに再び正方向
の電流を流す。そして以下、出力トランスＴには正逆交
互に電流が流される事になる。
Ｑ＋ 、Ｃ４をオンとし、出力トランスＴに再び正方向
の電流を流す。そして以下、出力トランスＴには正逆交
互に電流が流される事になる。
この最大出力時の場合には、キャリア発生器Ｃ＋ 、Ｃ
４、キャリア発生器Ｃ２、Ｃ３が各々ハイレベルにある
全時間、出力トランスＴに電流を流すことが出来るため
に最大出力値を与える事が出来るのである。この最大出
力値は各キャリア発生ｉＴｔ Ｃ＋〜Ｃ４のデユーティ
比によって決定される。
４、キャリア発生器Ｃ２、Ｃ３が各々ハイレベルにある
全時間、出力トランスＴに電流を流すことが出来るため
に最大出力値を与える事が出来るのである。この最大出
力値は各キャリア発生ｉＴｔ Ｃ＋〜Ｃ４のデユーティ
比によって決定される。
（Ｂ）中間出力状態
第３図に示すように一方の対のキャリア発生器Ｃ＋ 、
Ｃ４の位相がα分ずらされており、トランジスタＱ＋
、Ｑ＜が同時にオンとなる時間はＱｌ又はＣ４が単独で
オンとなる時間よりも短くなり、出力トランス下の流通
する時間はα時間だけ短くなる。
Ｃ４の位相がα分ずらされており、トランジスタＱ＋
、Ｑ＜が同時にオンとなる時間はＱｌ又はＣ４が単独で
オンとなる時間よりも短くなり、出力トランス下の流通
する時間はα時間だけ短くなる。
反転してキャリア発生器Ｃ２、Ｃ３についてもαの位相
差が与えられているため、出力１−ランスＴの流通時間
はその分だけ短くなる。
差が与えられているため、出力１−ランスＴの流通時間
はその分だけ短くなる。
この様にして第２図に示した最大出力時に比べてキャリ
ア発生器ＣＩ、Ｃ４、キャリア発生器Ｃ２、Ｃ３の位相
のずれα時間だけ出力トランス−「の導通時間が短くな
り、平均出力電圧も低くなるのである。そしてこの出力
電圧の調節は位相差αを調節する事によって自在に決定
する事が出来る。
ア発生器ＣＩ、Ｃ４、キャリア発生器Ｃ２、Ｃ３の位相
のずれα時間だけ出力トランス−「の導通時間が短くな
り、平均出力電圧も低くなるのである。そしてこの出力
電圧の調節は位相差αを調節する事によって自在に決定
する事が出来る。
（Ｃ）零出力状態
第４図に示す様に２対のキャリア発生器ＣＩ、Ｃ４：Ｃ
２、Ｃ３の位相差αがそのオン時間ｒｏｎよりも大きな
ものとなると、多対のトランジスタＱ１１Ｑ４ ；Ｃ
２、Ｑｓが同時に導通する時が無くなり、従って出力ト
ランスＴには電流が流れず、出力は零となる。
２、Ｃ３の位相差αがそのオン時間ｒｏｎよりも大きな
ものとなると、多対のトランジスタＱ１１Ｑ４ ；Ｃ
２、Ｑｓが同時に導通する時が無くなり、従って出力ト
ランスＴには電流が流れず、出力は零となる。
尚、上記実施例においてキャリア発生器０１〜Ｃ４のパ
ルス信号周波数は特に限定されるものではなく、トラン
ジスタ０１〜Ｑ４特性に応じて任意に決定できる。
ルス信号周波数は特に限定されるものではなく、トラン
ジスタ０１〜Ｑ４特性に応じて任意に決定できる。
［発明の効果ｊ
この発明は、フルブリッジ回路を構成する４個のスイッ
チング素子名々にキャリア発生器を設けて個別にオン、
オフ制ｗＪする様にし、各キャリア発生器から発生する
パルス信号に位相差を設ける事によりＡＣ出力をｉ＆Ｊ
ａするものである。従って、各キャリア発生器の位相
をｔｉ制御する事により、ＡＣ出力を最大値から零まで
自在に変化させる事が出来る。この為、従来のＰＷＭ方
式のＤＣ−ＤＣコンバータの様にデユーティ比を変更づ
゛ることなく、パルス幅を一定に保ったまま出力調整が
出来、各スイッチング素子を常に完全にドライブさせる
事が出来る。またデユーティ比そのものを変更する必要
が無い為、交流結合を用いてもスイッチング素子のドラ
イブ状態に変化を与えることが無く、安定した出力を得
られる利点が有る。
チング素子名々にキャリア発生器を設けて個別にオン、
オフ制ｗＪする様にし、各キャリア発生器から発生する
パルス信号に位相差を設ける事によりＡＣ出力をｉ＆Ｊ
ａするものである。従って、各キャリア発生器の位相
をｔｉ制御する事により、ＡＣ出力を最大値から零まで
自在に変化させる事が出来る。この為、従来のＰＷＭ方
式のＤＣ−ＤＣコンバータの様にデユーティ比を変更づ
゛ることなく、パルス幅を一定に保ったまま出力調整が
出来、各スイッチング素子を常に完全にドライブさせる
事が出来る。またデユーティ比そのものを変更する必要
が無い為、交流結合を用いてもスイッチング素子のドラ
イブ状態に変化を与えることが無く、安定した出力を得
られる利点が有る。
第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図乃至第４
図は上記実施例の動作を説明するタイムチャートである
。 ０１〜Ｑ４・・・トランジスタ ０１〜Ｃ４・・・キャリア発生器 Ｔ・・・出力トランス
図は上記実施例の動作を説明するタイムチャートである
。 ０１〜Ｑ４・・・トランジスタ ０１〜Ｃ４・・・キャリア発生器 Ｔ・・・出力トランス
Claims (1)
- ４個のスイッチング素子で形成されるフルブリッジ回路
と、２対のスイッチング素子の各接続中間点間に設けら
れた出力トランスと、各々のスイッチング素子を個別に
オン、オフ制御するキャリア発生器とで成るＤＣ−ＡＣ
変換回路を備え、各キャリア発生器から発生するパルス
信号に位相差を設けることによりＡＣ出力を制御するよ
うにして成ることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24350084A JPS61124267A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24350084A JPS61124267A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61124267A true JPS61124267A (ja) | 1986-06-12 |
| JPH0526429B2 JPH0526429B2 (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17104814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24350084A Granted JPS61124267A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61124267A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63190556A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-08 | Hitachi Medical Corp | 共振型ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022471A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-04 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | スイツチングレギユレ−タ |
| JPS646630A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-11 | Matsushita Refrigeration | Indoor unit of air conditioner |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP24350084A patent/JPS61124267A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022471A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-04 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | スイツチングレギユレ−タ |
| JPS646630A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-11 | Matsushita Refrigeration | Indoor unit of air conditioner |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63190556A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-08 | Hitachi Medical Corp | 共振型ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0526429B2 (ja) | 1993-04-16 |
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