JPS6236465B2 - - Google Patents

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JPS6236465B2
JPS6236465B2 JP631282A JP631282A JPS6236465B2 JP S6236465 B2 JPS6236465 B2 JP S6236465B2 JP 631282 A JP631282 A JP 631282A JP 631282 A JP631282 A JP 631282A JP S6236465 B2 JPS6236465 B2 JP S6236465B2
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JP
Japan
Prior art keywords
power supply
current
switch element
circuit
converter transformer
Prior art date
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Expired
Application number
JP631282A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58123370A (en
Inventor
Mikio Maeda
Toshiaki Sato
Masahiro Kosaka
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57006312A priority Critical patent/JPS58123370A/en
Priority to US06/455,533 priority patent/US4563731A/en
Priority to DE19833300428 priority patent/DE3300428A1/en
Publication of JPS58123370A publication Critical patent/JPS58123370A/en
Publication of JPS6236465B2 publication Critical patent/JPS6236465B2/ja
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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、安定化された直流出力電圧を得るこ
とのできる新しい直列共振型DC―DCコンバータ
を使用した定電圧電源装置に関するものである。 従来の定電圧電源装置として、特に主流となつ
ているのは、スイツチ素子のオン・オフ動作のパ
ルス幅制御方式を用いたスイツチングレギユレー
タである。このスイツチングレギユレータは高効
率であるということから、機器の小型、軽量化に
役立つているが、原理的に電圧、電流が急峻に変
化する時間、即ちスイツチング・タイムが存在す
るために、スイツチング損失が大きい、不要輻射
雑音が大きい、伝導雑音が大きい等と言つた欠点
をもつ。そのためスイツチングレギユレータの使
用範囲は限定され、特に音響機器の電源として使
用しようとすると、入出力部にノイズに対する減
衰量の大きいフイルターを挿入したり、完全密閉
したシールドを施す等といつたノイズ対策をしな
ければならず、コストアツプ、信頼の低下といつ
た問題がある。 その一つの解決手段として第1図に示すよう
に、コンバータ・トランス(変換トランス)とコ
ンデンサとを直列に接続し、スイツチを交互にオ
ン・オフすることによりコンバータ・トランスを
介して所定の出力エネルギーを得る直列共振型
DC―DCコンバータが提案されている。これを説
明すると、第1図において、1,2は直流電源、
3,4はスイツチ素子(例えばトランジスタ、サ
イリスタ等がある)、5は共振用コンデンサ、7
はもれインダクタンスLlをもつコンバータ・ト
ランス9の1次巻線で、前記の共振用コンデンサ
5と直列に接続されている。8はコンバータ・ト
ランス9の2次巻線で、その出力は整流回路10
で整流され、平滑用の電解コンデンサ11にて平
滑される。12はその直流出力電圧が供給される
電気的負荷である。スイツチ素子3と4は交互に
切り換わるようになつており、スイツチ素子3が
オンでスイツチ素子4がオフの時、直流電源1→
スイツチ素子3→コンバータ・トランス9の1次
巻線7→共振用コンデンサ5→直流電源1という
ループで正弦波状の電流が流れる。一方、スイツ
チ素子3がオフでスイツチ素子4がオンの時は直
流電源2→共振用コンデンサ5→コンバータ・ト
ランス9の1次巻線7→スイツチ素子4→直流電
源2のループで正弦波状の電流が流れる。その周
期は共振用コンデンサ6のキヤパシタンスC5
コンバータ・トランス9のもれインダクタンスL
lで決まる2π√5 lとなる。その動作波形を第
2図に示す。第2図においてaはスイツチ素子3
の、bはスイツチ素子4のタイミングチヤートを
示し、cはそれに対応して流れる電流波形を示
す。第2図から明らかなようにスイツチ素子3,
4の切換わり時においては、電流が零となるため
にスイツチング損失は著しく減少し、高効率とな
るばかりでなく、不要輻射雑音、伝導雑音の低減
を図ることができる。 しかしながら第1図のような直列共振型DC―
DCコンバータにおいては、入力および負荷の大
幅な変化に対して出力を安定化することが難し
く、いかに出力電圧を安定に制御するかが大きな
問題として残されていた。 本発明はこのような直列共振型DC―DCコンバ
ータにおいて、制御が簡単で、また広範囲な制御
機能をもつ定電圧電源装置を提供しようとするも
のである。 第3図に本発明の第1の実施例の回路構成図を
示す。なお、第3図において第1図と同じ機能を
有するものは同じ符号を付している。この第3図
において第1図の回路と相違する点は、共振用コ
ンデンサ5と並列に第2の変換トランスである制
御コンバータ・トランス14の1次巻線13を接
続し、かつ、その二次巻線15の両端にブリツ
ジ・ダイオードで構成された整流器16を接続
し、そして整流器16のアノード側を直流電源1
のプラス側に、整流器16のカソード側を直流電
源2のマイナス側に接続し、さらに制御トランス
14の2次巻線15の中間タツプを、直列に接続
された直流電源1,2の接続点に接続したことで
ある。なお、17は制御回路で、誤差増幅回路、
発振回路、振り分け回路、駆動回路等から構成さ
れており、スイツチ素子3,4を適当な間隔で交
互にオン・オフ動作させる。 この本発明の実施例の動作を説明する前に、ま
ず直列共振型DC―DCコンバータの制御原理につ
いて第1図を参照して説明する。 第1図において、スイツチ素子3または4がオ
ンで、スイツチ素子4または3がオフの時に、コ
ンバータ・トランス9の1次巻線7に流れる正弦
波状の電流iは次式で示される。 Otπ√5 l、α=R/2L
The present invention relates to a constant voltage power supply device using a new series resonant DC-DC converter capable of obtaining a stabilized DC output voltage. The most popular conventional constant voltage power supply device is a switching regulator that uses a pulse width control method for on/off operation of a switching element. This switching regulator is highly efficient and is useful for making equipment smaller and lighter.However, in principle, there is a period of time during which the voltage or current changes abruptly, that is, switching time. It has disadvantages such as large switching loss, large unnecessary radiation noise, and large conduction noise. For this reason, the scope of use of switching regulators is limited, and when trying to use them as power sources for audio equipment, it is necessary to insert filters with a large amount of noise attenuation into the input and output sections, or to apply completely sealed shields. Noise countermeasures must be taken, leading to problems such as increased costs and decreased reliability. As one solution to this problem, as shown in Figure 1, a converter transformer and a capacitor are connected in series, and by alternately turning on and off switches, a predetermined output energy is generated through the converter transformer. Series resonant type to obtain
A DC-DC converter has been proposed. To explain this, in Fig. 1, 1 and 2 are DC power supplies,
3 and 4 are switch elements (for example, transistors, thyristors, etc.), 5 is a resonance capacitor, and 7
The primary winding of the converter transformer 9 has a leakage inductance L l and is connected in series with the resonance capacitor 5 . 8 is the secondary winding of the converter transformer 9, and its output is sent to the rectifier circuit 10.
and smoothed by a smoothing electrolytic capacitor 11. 12 is an electrical load to which the DC output voltage is supplied. Switch elements 3 and 4 are designed to switch alternately, and when switch element 3 is on and switch element 4 is off, DC power supply 1→
A sinusoidal current flows in the loop of switch element 3 → primary winding 7 of converter transformer 9 → resonance capacitor 5 → DC power supply 1. On the other hand, when switch element 3 is off and switch element 4 is on, a sinusoidal current flows through the loop of DC power supply 2 → resonance capacitor 5 → primary winding 7 of converter transformer 9 → switch element 4 → DC power supply 2. flows. The period is determined by the capacitance C5 of the resonance capacitor 6 and the leakage inductance L of the converter transformer 9.
It becomes 2π√ 5 l determined by l . The operating waveforms are shown in FIG. In Fig. 2, a is the switch element 3.
, b shows the timing chart of the switch element 4, and c shows the corresponding current waveform. As is clear from FIG. 2, the switch element 3,
At the time of switching 4, the current becomes zero, so the switching loss is significantly reduced, and not only high efficiency is achieved, but also unnecessary radiation noise and conduction noise can be reduced. However, a series resonant DC as shown in Figure 1
In DC converters, it is difficult to stabilize the output in response to large changes in input and load, and how to stably control the output voltage remains a major problem. The present invention aims to provide a constant voltage power supply device for such a series resonant DC-DC converter that is easy to control and has a wide range of control functions. FIG. 3 shows a circuit configuration diagram of the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, parts having the same functions as those in FIG. 1 are given the same reference numerals. The difference between the circuit in FIG. 3 and the circuit in FIG. A rectifier 16 composed of bridge diodes is connected to both ends of the winding 15, and the anode side of the rectifier 16 is connected to the DC power supply 1.
Connect the cathode side of the rectifier 16 to the negative side of the DC power supply 2, and connect the intermediate tap of the secondary winding 15 of the control transformer 14 to the connection point of the DC power supplies 1 and 2 connected in series. It was connected. In addition, 17 is a control circuit, an error amplification circuit,
It is composed of an oscillation circuit, a distribution circuit, a drive circuit, etc., and turns the switch elements 3 and 4 on and off alternately at appropriate intervals. Before explaining the operation of this embodiment of the present invention, the control principle of a series resonant DC-DC converter will first be explained with reference to FIG. In FIG. 1, when switch element 3 or 4 is on and switch element 4 or 3 is off, a sinusoidal current i flowing through primary winding 7 of converter transformer 9 is expressed by the following equation. Otπ√ 5 l , α=R S /2L l ,

【式】 Ec:直流電源1または2の電圧値 VO:1次側に換算された出力電圧 Vc:共振用コンデンサ5の初期充電電圧値 RS:第1図の等価直列損失抵抗 上式で示される共振電流の平均値がコンバー
タ・トランス9を介して、適当な1―2次巻線比
をもつて2次側に伝達される電流、すなわち負荷
電流となる。(Ec―VO)〓Vcより、上記共振用
コンデンサ5の初期充電電圧値Vcを制御するこ
とにより、共振電流i1(t)が制御され、その結
果、負荷電流が制御される。 本発明はこの原理を応用したもので、共振用コ
ンデンサ5の初期充電電圧値を共振用コンデンサ
5に並列に付加した制御コンバータ・トランス1
4により制御し、出力直流電圧を安定化しようと
するものである。 さて第3図に示した本発明の実施例の動作につ
いて第4図の波形図を参照して説明する。第4図
において、aはスイツチ素子3、bはスイツチ素
子4のタイミングチヤートを示し、また、cのi1
(t)はコンバータ・トランス9の1次巻線7に
流れる電流を、i2(t)は制御コンバータ・トラ
ンス14の1次巻線13に流れる電流を、そして
cP(t)は共振用コンデンサ5の両端電圧を示
す。 第3図において、時刻t=t1のとき共振用コン
デンサ5の初期充電電圧値を−VcP3とする。時
刻t1からt4の間、スイツチ素子3はオン、スイツ
チ素子4はオフとすると、直流電源1のプラス側
→スイツチ素子3→コンバータ・トランス9の1
次巻線7→共振コンデンサ5→直流電源1のマイ
ナス側というループで共振電流i1(t)が流れ
る。制御コンバータ・トランス14の1次巻線1
3に流れる電流i2(t)は、t1t〓t2の間、制
御コンバータ・トランス14の励磁電流となる。
共振用コンデンサ5の両端電圧VcP(t)は共振
電流i1(t)と、上記の励磁電流i2(t)とによ
つて上昇し、それに伴い制御コンバータ・トラン
ス14の2次巻線15の電圧も上昇し、時刻t2
(出力電圧+整流器16の順方向降下電圧)以上
となると、整流器16はオンとなり、直流電源1
または2に向つて電流が流れる。この電流が流れ
ることにより、制御コンバータ・トランス14の
1次巻線13に流れていた電流方向が反転し、す
なわち共振用コンデンサ5の充電電荷は放電を開
始する。この放電電流i2(t)の周期は共振用コ
ンデンサ5のキヤパシタンスC5と制御コンバー
タ・トランス14のもれインダクタンスLl2によ
つて決定され、約π√5 l2の値となる。 次にt2tt3において共振用コンデンサ5に
は共振電流i1(t)が流入し、同時に制御コンバ
ータ・トランス14を介して放電電流i2(t)が
流出する。この期間においては、|i1(t)|>
|i2(t)|となるから共振用コンデンサ5の電
圧は上昇し|i1(t)|=|i2(t)|となる
時、すなわちt=t3の時、最大値VcP1をもつ。 次にt3tt5の期間においては|i1(t)|
<|i2(t)|となるから、共振用コンデンサ5
の電圧はVcP1より下がり始める。 さらにt5tt6の期間においては、制御コン
バータ・トランス14の励磁電流成分i2(t)に
より共振用コンデンサ5の電圧はさらに下がり、
時刻t6でVcP2となる。時刻t6でスイツチ素子4は
cP2を共振用コンデンサ5の初期充電電圧値と
して、前記の式で示した共振電流i1(t)が流れ
始める。 上記のような動作を繰り返す時、スイツチ素子
3,4の周期Tを変えることにより、上記の動作
説明から明らかなように共振用コンデンサ5の初
期充電電圧値VcP2を変えることができる。すな
わちスイツチ素子3,4の周期Tを変えることに
より、前記の式で示される共振電流i1(t)を変
化させることが可能となり、出力を制御できるこ
とになる。 以上のことから、出力が上昇した時は周期Tを
長く、出力が下降した時は、周期Tを短くするこ
とで出力を制御することができる。 本発明の第2の実施例を第5図に示す。この第
5図において第3図で説明したものと同じ機能を
有するものは同じ符号を付している。第5図はス
イツチ素子3,4と並列に、スイツチ素子3,4
に流れる電流方向と逆向きに電流を流すことので
きるダイオード18,19を付加したものであ
る。第5図の回路は第4図のt2tt5の間、す
なわち制御コンバータ・トランス14を介して出
力に電流i2(t)が流れている期間にダイオード
18または19を介して直流電源1または2へ帰
還電流i3(t)を流すことにより、共振用コンデ
ンサ5の電圧VcPを大きく変化させようとするも
のである。すなわち共振用コンデンサ5の電圧を
変化させる要素として、第3図の実施例において
は、制御コンバータ・トランス14の1次巻線1
3に流れる電流i2(t)だけであるが、第5図の
実施例においてはi2(t)に加えて、帰還電流i3
(t)を付加するものである。従つて、第5図の
実施例においては、第3図の実施例よりも、制御
に必要な周期Tの変化幅が少なく済む利点をも
つ。第6図a,b,cに第5図の動作波形を示
す。第5図の動作波形の詳細は上記の説明より明
らかであるので、ここでの説明は省略する。 本発明の第3の実施例を第7図に示す。この第
7図においても第3図で説明したものと同じ機能
を有するものは同じ符号を付している。第5図に
おいて、帰還電流i3(t)はコンバータ・トラン
ス9の1次巻線7を介して直流電源1または2へ
戻るわけであるが、第7図においては、コンバー
タ・トランス9の1次巻線を介さず直接共振用コ
ンデンサ5より、直流電源1または2へ帰還電流
i3(t)を流そうとするものである。このため
に、ダイオード20と共振用コイル22との直列
接続回路、およびダイオード21と共振用コイル
23との直列接続回路を、共振用コンデンサ5よ
り直接に直流電源1,2に向つて電流を流すこと
ができるように接続する。このような構成にする
と、帰還電流i3(t)は共振用コンデンサ5より
直接、直流電源1または2へ戻すことができる。
また第5図において帰還電流i3(t)の周期は共
振電流i1(t)と同じものとなるが、第7図にお
いては、共振用コイル22または23のインダク
タンス値を変えることにより、帰還電流i3(t)
の周期を必要に応じて変化させることができる。 また、以上の第1、第2および第3の実施例に
おいて、制御コンバータ・トランス14の2次巻
線15の中間タツプを直流電源1,2の接続点に
接続せず開放とし、整流器16のアノードを直流
電源1または2のプラス側に、そして整流器16
のカソードを直流電源1または2のマイナス側に
接続する構成としても、同様の効果が期待できる
ことは明らかである。 また上述の本発明の実施例においてはスイツチ
素子を2つもつハーフ・ブリツジ構成の直列共振
型DC―DCコンバータについて示したが、スイツ
チ素子を4つもつフル・ブリツジ構成の直列共振
型DC―DCコンバータにおいても同様な効果が期
待できることはもちろんのことである。 さらに上述の本発明の実施例においては、コン
バータ・トランス9のもれインダクタンスLl
共振用コイルとして利用したが、それとは別に共
振用コイルを共振用コンデンサ5と直列に接続す
ることも可能である。 以上のように本発明によれば、簡単な構成によ
り、直列共振型DC―DCコンバータの特長を生か
しながらも、広範囲の入出力変動に対して出力電
圧を安定化し得る定電圧電源装置を実現しうるも
ので、その工業的価値は著しいものがある。
[Formula] E c : Voltage value of DC power supply 1 or 2 V O : Output voltage converted to the primary side V c : Initial charging voltage value of resonance capacitor 5 R S : Equivalent series loss resistance in Fig. 1 The average value of the resonant current shown by the formula becomes the current transmitted to the secondary side via the converter transformer 9 with an appropriate primary-secondary winding ratio, that is, the load current. (E c −V O ) = From V c , by controlling the initial charging voltage value V c of the resonance capacitor 5, the resonance current i 1 (t) is controlled, and as a result, the load current is controlled. . The present invention applies this principle, and includes a control converter/transformer 1 in which the initial charging voltage value of the resonance capacitor 5 is added in parallel to the resonance capacitor 5.
4 to stabilize the output DC voltage. Now, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be explained with reference to the waveform diagram in FIG. 4. In FIG. 4, a shows the timing chart of the switch element 3, b shows the timing chart of the switch element 4, and i 1 of c shows the timing chart of the switch element 4.
(t) is the current flowing in the primary winding 7 of the converter transformer 9, i 2 (t) is the current flowing in the primary winding 13 of the control converter transformer 14, and V cP (t) is the resonance current. The voltage across capacitor 5 is shown. In FIG. 3, at time t= t1 , the initial charging voltage value of the resonance capacitor 5 is set to -V cP3 . Between time t 1 and t 4 , switch element 3 is on and switch element 4 is off, then the positive side of DC power supply 1 → switch element 3 → 1 of converter transformer 9
A resonant current i 1 (t) flows in a loop from the next winding 7 to the resonant capacitor 5 to the negative side of the DC power supply 1. Primary winding 1 of control converter transformer 14
The current i 2 (t) flowing through the control converter transformer 14 becomes an exciting current for the control converter transformer 14 during t 1 t≓t 2 .
The voltage V cP (t) across the resonant capacitor 5 increases due to the resonant current i 1 (t) and the above excitation current i 2 (t), and the secondary winding of the control converter transformer 14 increases accordingly. 15 also rises, and at time t2 , when it becomes equal to or higher than (output voltage + forward drop voltage of rectifier 16), rectifier 16 is turned on, and DC power supply 1
Or current flows towards 2. As this current flows, the direction of the current flowing through the primary winding 13 of the control converter transformer 14 is reversed, that is, the charge in the resonance capacitor 5 starts discharging. The period of this discharge current i 2 (t) is determined by the capacitance C 5 of the resonance capacitor 5 and the leakage inductance L l2 of the control converter transformer 14, and has a value of approximately π√ 5 l2 . Next, at t 2 tt 3 , a resonance current i 1 (t) flows into the resonance capacitor 5, and at the same time a discharge current i 2 (t) flows out via the control converter transformer 14. In this period, |i 1 (t)|>
Since |i 2 (t)|, the voltage of the resonance capacitor 5 increases, and when |i 1 (t)|=|i 2 (t)|, that is, when t=t 3 , the voltage of the resonance capacitor 5 increases to the maximum value V cP1 have. Next, in the period t 3 tt 5 |i 1 (t) |
<|i 2 (t)|, so the resonance capacitor 5
The voltage begins to drop below V cP1 . Furthermore, during the period t 5 tt 6 , the voltage of the resonance capacitor 5 further decreases due to the exciting current component i 2 (t) of the control converter transformer 14.
At time t6 , it becomes V cP2 . At time t6 , the switch element 4 sets V cP2 as the initial charging voltage value of the resonance capacitor 5, and the resonance current i 1 (t) shown by the above equation starts to flow. When repeating the above operation, by changing the period T of the switch elements 3 and 4, the initial charging voltage value V cP2 of the resonance capacitor 5 can be changed, as is clear from the above operation description. That is, by changing the period T of the switch elements 3 and 4, it becomes possible to change the resonance current i 1 (t) shown by the above equation, and the output can be controlled. From the above, the output can be controlled by lengthening the period T when the output increases and by shortening the period T when the output decreases. A second embodiment of the invention is shown in FIG. In FIG. 5, parts having the same functions as those explained in FIG. 3 are given the same reference numerals. FIG. 5 shows switch elements 3 and 4 in parallel with switch elements 3 and 4.
diodes 18 and 19 are added that allow current to flow in the opposite direction to the direction of current flowing therein. The circuit of FIG. 5 connects the DC power source 1 through the diode 18 or 19 during t 2 tt 5 in FIG. Alternatively, by flowing a feedback current i 3 (t) to the resonant capacitor 2, the voltage V cP of the resonant capacitor 5 is greatly changed. In other words, in the embodiment shown in FIG.
However, in the embodiment shown in FIG. 5, in addition to i 2 ( t), the feedback current i 3
(t) is added. Therefore, the embodiment of FIG. 5 has the advantage that the range of change in the period T required for control is smaller than that of the embodiment of FIG. 3. 6a, b, and c show the operating waveforms of FIG. 5. The details of the operating waveforms in FIG. 5 are clear from the above description, and therefore will not be described here. A third embodiment of the invention is shown in FIG. Also in FIG. 7, parts having the same functions as those explained in FIG. 3 are given the same reference numerals. In FIG. 5, the feedback current i 3 (t) returns to the DC power supply 1 or 2 via the primary winding 7 of the converter transformer 9, but in FIG. Feedback current directly from resonance capacitor 5 to DC power supply 1 or 2 without going through the next winding
This is intended to cause i 3 (t) to flow. For this purpose, a series connection circuit of the diode 20 and the resonance coil 22 and a series connection circuit of the diode 21 and the resonance coil 23 are connected so that current flows directly from the resonance capacitor 5 toward the DC power supplies 1 and 2. Connect as you like. With this configuration, the feedback current i 3 (t) can be directly returned to the DC power supply 1 or 2 from the resonance capacitor 5.
Furthermore, in Fig. 5, the period of the feedback current i 3 (t) is the same as that of the resonant current i 1 (t), but in Fig. 7, by changing the inductance value of the resonance coil 22 or 23, Current i 3 (t)
The period of can be changed as necessary. Further, in the first, second and third embodiments described above, the intermediate tap of the secondary winding 15 of the control converter transformer 14 is not connected to the connection point of the DC power supplies 1 and 2, but is left open, and the rectifier 16 is left open. the anode to the positive side of the DC power source 1 or 2, and the rectifier 16
It is clear that a similar effect can be expected even if the cathode of is connected to the negative side of the DC power supply 1 or 2. In addition, in the embodiment of the present invention described above, a series resonant DC-DC converter with a half-bridge configuration having two switch elements was shown, but a series resonant DC-DC converter with a full bridge configuration having four switch elements has been described. It goes without saying that similar effects can be expected in converters as well. Furthermore, in the embodiment of the present invention described above, the leakage inductance L l of the converter transformer 9 is used as a resonant coil, but it is also possible to connect a resonant coil in series with the resonant capacitor 5. be. As described above, according to the present invention, a constant voltage power supply device can be realized with a simple configuration that can stabilize the output voltage over a wide range of input/output fluctuations while taking advantage of the features of a series resonant DC-DC converter. Its industrial value is remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は直列共振型DC―DCコンバータの基本
的回路構成図、第2図a,b,cは第1図におけ
る各部の動作波形図、第3図は本発明の第1の実
施例の回路構成図、第4図a,b,cは第3図に
おける各部の動作波形図、第5図は本発明の第2
の実施例の回路構成図、第6図a,b,cは第5
図における各部の動作波形図、第7図は本発明の
第3の実施例の回路構成図である。 1,2…直流電源、3,4…スイツチ素子、5
…共振用コンデンサ、7…1次巻線、8…2次巻
線、9…コンバータ・トランス、10…整流回
路、11…電解コンデンサ、12…電気的負荷、
13…1次巻線、14…制御コンバータ・トラン
ス、15…2次巻線、16…整流器、17…制御
回路、18,19,20,21…ダイオード、2
2,23…共振用コイル。
Figure 1 is a basic circuit configuration diagram of a series resonant DC-DC converter, Figure 2 a, b, and c are operational waveform diagrams of each part in Figure 1, and Figure 3 is a diagram of the first embodiment of the present invention. The circuit configuration diagram, Figures 4a, b, and c are operation waveform diagrams of each part in Figure 3.
6a, b, and c are the circuit configuration diagrams of the embodiments of
The operation waveform diagram of each part in the figure, and FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a third embodiment of the present invention. 1, 2...DC power supply, 3, 4...Switch element, 5
... Resonance capacitor, 7... Primary winding, 8... Secondary winding, 9... Converter transformer, 10... Rectifier circuit, 11... Electrolytic capacitor, 12... Electrical load,
13... Primary winding, 14... Control converter transformer, 15... Secondary winding, 16... Rectifier, 17... Control circuit, 18, 19, 20, 21... Diode, 2
2, 23... Resonance coil.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 入力直流電源に対し、少なくともオン・オフ
動作を行なうスイツチ素子と共振用コンデンサお
よび第1の変換トランスの1次巻線を含めてなる
直列接続回路を接続し、前記第1の変換トランス
の2次巻線に整流・平滑回路を接続し、その出力
側に電気的負荷を接続して直流電圧を供給するよ
うに構成した直列共振型DC―DCコンバータを具
備し、かつ前記共振用コンデンサと並列に別の第
2の変換トランスの1次巻線を接続し、前記第2
の変換トランスの2次巻線を整流回路を介して前
記入力直流電源に接続したことを特徴とする定電
圧電源装置。 2 特許請求の範囲第1項の記載において、スイ
ツチ素子と並列に該スイツチ素子の導通方向と反
対方向に導通するようにダイオードを接続したこ
とを特徴とする定電圧電源装置。 3 特許請求の範囲第1項の記載において、ダイ
オードとコイルとを直列に接続した回路を、共振
用コンデンサより入力直流電源に向つて電流が流
れるように接続したことを特徴とする定電圧電源
装置。
[Claims] 1. A series connection circuit including at least a switch element for on/off operation, a resonant capacitor, and a primary winding of a first conversion transformer is connected to an input DC power source, and A rectifier/smoothing circuit is connected to the secondary winding of the conversion transformer No. 1, and an electrical load is connected to the output side of the converter to supply a DC voltage. The primary winding of another second conversion transformer is connected in parallel with the resonance capacitor, and the second
A constant voltage power supply device, characterized in that a secondary winding of a conversion transformer is connected to the input DC power supply via a rectifier circuit. 2. A constant voltage power supply device as set forth in claim 1, characterized in that a diode is connected in parallel with the switch element so as to conduct in a direction opposite to the conduction direction of the switch element. 3. A constant voltage power supply device as set forth in claim 1, characterized in that a circuit in which a diode and a coil are connected in series is connected so that current flows from a resonant capacitor toward an input DC power source. .
JP57006312A 1982-01-07 1982-01-18 Constant-voltage power source Granted JPS58123370A (en)

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