JPS6154875A - プツシユプル型dc−dcコンバ−タ - Google Patents

プツシユプル型dc−dcコンバ−タ

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Publication number
JPS6154875A
JPS6154875A JP59176560A JP17656084A JPS6154875A JP S6154875 A JPS6154875 A JP S6154875A JP 59176560 A JP59176560 A JP 59176560A JP 17656084 A JP17656084 A JP 17656084A JP S6154875 A JPS6154875 A JP S6154875A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
transistor
circuit
transformer
primary winding
Prior art date
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Pending
Application number
JP59176560A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirokazu Toya
弘和 遠矢
Kojiro Yamada
山田 宏二郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP59176560A priority Critical patent/JPS6154875A/ja
Publication of JPS6154875A publication Critical patent/JPS6154875A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28Conversion 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
    • H02M3/325Conversion 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
    • H02M3/335Conversion 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
    • H02M3/337Conversion 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

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [: 5@″Ac7)t!E*fj−’m )    
   ラ本発明は、スイッチング動作にともなグ導電雑
音を効率的に吸収することのできるプッシュプル型DC
−DCコンバータに関する。
〔従来技術〕
従来のプッシュプル型DC−DCコンバータ(=は、外
部駆動型が多く採用されている。この種のDC−DCコ
ンバータは、スイッチング素子として使用されるトラン
ジスタの始動および終止時点において、異常なスパイク
状電圧を発生する。このスパイク状電圧は、トランスの
2つの−次巻線間に存在する漏れインダクタンスに起因
して、スイッチング時(二発生する導電雑音によるもの
である。このスパイク状電圧の発生を防止する策として
1通常、トランジスフの出力側に抵抗とコンデンサの直
列素子が接続されているが、このような雑音吸収回路は
トランスの直接スイッチングされる箇所(=用いられて
いるために、吸収回路自体に大きな熱損失が発生し。
DC−DCコンバータの効率を劣化させるという欠点が
あった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来の欠点を除去し。
挿入損失の小さい導電雑音吸収回路を付加することによ
って、スイッチング素子の電圧破壊をル型DC!−DC
コンバータを提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明によるブッンユプルWDC−DCコンバータは、
直流入力電源の正側端子に正極側の一端を接続したトラ
ンスの第1の一次巻線と、該第1の一次巻線の逆極側の
他端に一端を接続した第1のトランジスタ回路と、前記
第1の一次巻線の逆極側の他端に一端を接続した抵抗と
コンデンサとからなる直列回路と、前記抵抗(=並列に
前記第1の一次巻線の逆極側がアノードとなる方向に接
続した第1のダイオードと、前記直列回路の他端にエミ
ッタを、前記直流入力電源の正側端子にコレクタを夫々
接続した第2のトランジスタ回路と、前記直列回路の一
端にカソードを接続した第2のダイオードと、前記直列
回路の他端にアノードを、前記直流入力電源の正側端子
にカソードを夫々接続した第3のダイオードと、該第5
のダイオードのアノード(二連極側の一端を接続し、前
記直流入力電源の負側端子と前記第1のトランジスタ回
路の他端と前記第2のダイオードのアノードとに他端を
接続した前記トランスの第2の一次巻線とを備えたこと
を特徴とする。
以下余白 〔従来例〕 ここで9本発明との相違を明確にするために。
従来例(二ついて第3図の回路図および第4図のタイム
チャートを参照して説明する。まず、第5図において、
端子51からは図に示されるような極性で直流入力電圧
が与えられ、端子55−1には外部駆動のパルス電圧v
1が加えられて。
回路が励振される。このパルス電圧v1に応答して、ス
イッチング素子としてのトランジスタQ1が導通状態に
なると、電流11はトランスT1の一次巻線の内の巻線
TI(A)からトランジスタQ1を通電して直流入力電
源の負側に流入する。
この時点において、トランスT1の一次巻線の中の巻線
T1(B)に誘起される起電力により。
トランジスタQ2のコレクタとエミッタの間に加わる電
圧v2は、直流入力電圧E工の大略2倍の電圧となる。
前記のパルス電圧v1が終止すると、トランジスタQ1
を流れる電流11は零となるが、トランスT1の一次巻
線の励磁電流が零となる迄の時間1巻線TI(A)およ
びTI(B)零から大略2E工の値に上昇し、トランジ
スタQ2のコレクタとエミッタの間に加わる電圧V2は
2E工から零に低下する。この状態は、トランジスタQ
1の通電時間を若干下辺る程度の特定の時間継続し、し
かる後、初期の状態、即ち、前記v1およびv2が直流
入力電圧E工に等しい状態(二復帰する。
次いで、外部駆動のパルス電圧v2により端子55−2
 に励振入力が加えられて、スイッチング素子としての
トランジスタQ2が導通状態になると、前述のトランジ
スタQ1が導通状態になる場合と同様に、電流12はト
ランスT1の一次巻線の内の巻線TI(B)からトラン
ジスタQ2を通電して、直流入力電源の負側に流入する
この時点において、トランスT1の一次巻線の中の巻線
TI(A)に誘起される起電力により。
トランジスタQ1のコレクタとエミッタの間の電圧■1
はE工から大略2E工の電圧に上昇し、トランジスフQ
2のコレクタとエミッタの間の電圧v2は零となる。前
記外部駆動のパルス電圧v2が終止すると、トランジス
タQ2を流れる電流12は零となるが、トランスT1の
一次巻線の励磁電流が零となる迄の時間1巻線TI(A
)およびTI(E)l二おける誘起起電力によりトラン
ジスタQ2のコレクタとエミッタの間の電圧v2は零か
ら大略2E工の値(=上昇し、トランジスタQ1のコレ
クタとエミッタの間の電圧■1は2E工から零に低下す
る。この状態は、前述のように特定の時間継続し、しか
る後、初期の状態、即ち前記V、およびv2がE工に等
しい状態に復帰する。
以下、外部駆動のパルス電圧v1およびV2 により、
それぞれ端子55−1および55−2が交互に励振され
て、前述の動作経過が繰返される。
上記の説明において述べたところの外部駆動のパルス電
圧v1およびv2.トランジスタQ1およびQ2を流れ
る電流11およびi2.トランジスタQ1およびQ2の
コレクタとエミッタ間の電圧v1およびv2等の動作波
形は、第4図の(a)から(f)までのタイムチャート
にそれぞれ示しである。
このタイムチャートの例は、トランジスタQ1およびQ
2を流れる電流11および12のデユーティ比が共に5
0チ以下の場合を示しているが。
外部駆動のパルス電圧■1およびv2のデユーティ比が
50%に近接すると、■1およびv2の電圧波形は直流
入力電圧E工のレベルを中心とする振幅E工の矩形波状
の電圧波形になる。
ところで、第4図のタイムチャート(二おいて。
トランジスタQ1のコレクタとエミッタの間の電圧V1
に注目すると+  ’lが終止する時点および12が始
動する時点(=おいて、vlに電圧2E工をオーバーす
るスパイク状電圧を生じる。このスパイク状電圧は、ト
ランスT1の一次巻線のTI(A)とTI(B)の間に
存在する漏れインダクタンスが原因で、スイッチング時
に導電雑音として生じたものである。この導電雑音のレ
ベルは電圧E工:二比して極めて大きなレベルとなり。
スイッチング素子としてのトランジスタQ1を電圧破壊
する恐れがある。この防止策として。
上記の導電雑音を吸収するために9通常、第3図に覚ら
れるよう(=、抵抗R1とコンデンサC1の直列素子を
トランジスタQ1に並列に接続する。第4図(d)のv
lの波形に示されるスパイク状の電圧は、この吸収回路
(二より前記導電雑音を抑制した結果(二おいて生じて
いる残留電圧である。この導電雑音の吸収回路を形成す
る抵抗R1とコンデンfC1には、スイッチング動作時
相当のパルス電流が流入し、抵抗R1において熱損失を
生ずる。DC!−DCコンバータの動作周波数が高い場
合には、この吸収回路における損失の比重は増大し、コ
ンバータの効率を著しく劣化させる。このことは、トラ
ンジスタQ2の動作に関しても同様で、抵抗R2および
コンデンfC2により形成される吸収回路で同様の熱損
失を生ずる。なお、トランジスタQ1およびQ2による
スイッチング動作により、トランスT1を介して交流電
圧を発生させ、整流回路1により発生した直流出力電圧
を端子52を介して出力することは既に知られていると
おりである。
〔発明の実施例〕
次に1本発明について実施例を挙げ9図面を参照して詳
細に説明する。
第1図は9本発明による実施例の回路図を示したもので
ある。この実施例においては、第1の一次巻線T2(A
)および第2の一次巻線T2(B)を含むトランスT2
と、第1のスイッチング素子として作用するトランジス
タQ5と、第2のスイッチング素子として作用するトラ
ンジスタQ4と、コンデンfC3と、抵抗R6と。
ダイオードD3.D4およびD5と、整流回路2とを備
えている。このような要素により構成される実施例の動
作について説明すると、端子53から図に示される極性
で直流電圧E1が与えられる。また、端子56−1から
電圧v5の外部駆動パルスが加えられて1回路を励振す
る。この励振により、スイッチング素子としてのトラン
ジスタQ3が導通状態になると、電流15はトランスT
2の一次巻線の内の巻線T2(A)およびトランジスタ
Q6を通電して直流入力電源の負側に流入する。この時
点1:おいて、トランスT2の一次巻線の中の巻線T2
(B)に誘起される起電力により、トランジスタQ4の
コレクタとエミッタ間に加わる電圧v4は、前記E工の
大略2倍の電圧となる。前記パルス電圧v3が終止する
と。
トランジスタQ6を流れる電流i3は零となる。
しかし、トランスT2の一次巻線の励磁電流が零となる
迄の時間1巻線T2(A)およびT2(B)における誘
起起電力により、トランジスタQ6のコレクタとエミッ
タとの間に加わる電圧■3は零から大略2E工の値に上
昇する。また、トランジスタQ4のコレクタとエミッタ
との間に加わる電圧v4は2E工から零に低下する。こ
の状態が特定の時間継続した後、初期の状態、即ち。
前記電圧v3および■4が電圧E工に等しい状態に復帰
する。
次いで、電圧v4の外部駆動パルスが端子56−2に加
えられ、スイッチング素子としてのトランジスタQ4が
導通状態になると、トランジスタQ4を流れる電流14
はトランスT2の一次巻線T2(B)を経由して直流入
力電源の負側に流入する。この時点(二おいて、トラン
スT2の一次巻線T2(A)を二誘起される起電力によ
り。
トランジスタQ3のコレクタとエミッタとの間の電圧v
3はE工から大略2E工の電圧(ユ上昇し。
トランジスタQ4のコレクタとエミッタとの間の電圧は
零となる。前記外部駆動のパルス電圧v4が終止すると
、トランジスタQ4を流れる電流i4は零となる。しか
し、トランスT2の一次巻線を流れている励磁電流が零
となる迄の時間。
巻線T2(A)およびT2(B)における誘起起電力に
より、トランジスタQ4のコレクタとエミッタとの間の
電圧■4は零から大略2E工の値に上昇し、トランジス
タQ6のコレクタとエミッタとの間の電圧V5は2E工
から零に低下する。
この状態は、前述のように特定の時間継続し。
しかる後、初期の状態、即ち、前記v3およびV4がE
工に等しい状態に復帰する。このようにして。
外部駆動のパルス電圧v3およびv4により、それぞれ
端子56−1および56−2が周期的(二励振されて、
前述の動作経過が繰返される。
第2図は、第1図の回路における外部駆動のパルス電圧
v5とv4.トランジスタQ3とQ4をそれぞれ流れる
電流13とi4およびトランジスタQ6とQ4のそれぞ
れコレクタとエミッタとの間に加わる電圧■3とv4の
動作波形を示すタイムチャートである。このタイムチャ
ートにおいて、トランジスタQ5のコレクタとエミッタ
との間の電圧■5に注目すると、電流i5が終止する時
点および電流14が始動する時点において。
前記従来例の場合と同様に導電雑音が発生する条件が介
在する。しかし、第1図の実施例においては、−次巻線
T2(A)とトランジスタQ3のコレクタとの接続点と
、−次巻線T2 (B )とトランジスタQ4のエミッ
タとの接続点との間に所定容量のコンデンサC6と抵抗
R3とダイオードD5とから成る直並列回路が接続され
ている。この直並列回路により、スイッチング動作時に
発生する導電雑音はほとんど吸収されてしまい、第2図
のタイムチャートに示されるようにスパイク状電圧は一
切生じない。コンデン−9−C3に直列に接続されてい
る抵抗R3は、コンデンサC3と、−次巻線T2(A)
とT2(B)との間に存在する漏れインダクタンスと、
前記直流入力電源とにより形成される直列共振回路のダ
ンパーとして作用するが、コンデン−9−03と抵抗R
2とから成る前記直列回路における電荷の移動は前記漏
れインダクタンス(二よるものだけで決まるので、抵抗
R3の値は回路特性に合わせて小さい値に設定でき、し
たがってこの部分における損失は非常に小さい。
なお、この実施例においても、−次側における外部駆動
パルスによるスイッチング動作により、トランスT2を
介して二次側に交流電圧を誘起せしめ、整流回路2(二
より所定の直流電圧を生ぜしめて、端子54を介して出
力を負荷に供給することは従来例と同様である。
〔発明の効果〕
以上の説明(二より明らかなように1本発明によれば、
トランスの一次側(二おけるスイッチング動作により発
生する供給電圧の2倍を超える導電雑音を挿入損失の小
さい吸収回路の付加により吸収させることによって、ス
イッチング素子の電圧破壊を防ぐとともに、雑音の出力
への混入およびノイズの輻射を低減することが可能とな
り、特にスイッチングによる動作周波数の高いコンバー
タに適用してその変換効率を向上すべく得られる効果は
太きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明(=よる実施例の構成を示す回路図、第
2図は第1図の実施例における動作を説明するためのタ
イムチャート、第3図は従来のDC−DCコンバータの
構成例を示す回路図。 第4図は第3図の従来例における動作を説明するための
タイムチャートである。 図(=おいて、2は整流回路、53.54は端子。 56−1.56−2は外部駆動パルス印加用の端子。 Q3. Q、4はトランジスタ、 D3〜D5はダイオ
ード、R3は抵抗、03はコンデン”’+ T2はトラ
ンスである。 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、直流入力電源の正側端子に正極側の一端を接続した
    トランスの第1の一次巻線と、該第1の一次巻線の逆極
    側の他端に一端を接続した第1のトランジスタ回路と、
    前記第1の一次巻線の逆極側の他端に一端を接続した抵
    抗とコンデンサとからなる直列回路と、前記抵抗に並列
    に前記第1の一次巻線の逆極側がアノードとなる方向に
    接続した第1のダイオードと、前記直列回路の他端にエ
    ミッタを、前記直流入力電源の正側端子にコレクタを夫
    々接続した第2のトランジスタ回路と、前記直列回路の
    一端にカソードを接続した第2のダイオードと、前記直
    列回路の他端にアノードを、前記直流入力電源の正側端
    子にカソードを夫々接続した第3のダイオードと、該第
    3のダイオードのアノードに逆極側の一端を接続し、前
    記直流入力電源の負側端子と前記第1のトランジスタ回
    路の他端と前記第2のダイオードのアノードとに他端を
    接続した前記トランスの第2の一次巻線とを備えたこと
    を特徴とするプッシュプル型DC−DCコンバータ。
JP59176560A 1984-08-27 1984-08-27 プツシユプル型dc−dcコンバ−タ Pending JPS6154875A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011074081A1 (ja) * 2009-12-16 2011-06-23 株式会社三社電機製作所 Dc-dcコンバータ回路

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