JPS631830B2 - - Google Patents
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- JPS631830B2 JPS631830B2 JP55151058A JP15105880A JPS631830B2 JP S631830 B2 JPS631830 B2 JP S631830B2 JP 55151058 A JP55151058 A JP 55151058A JP 15105880 A JP15105880 A JP 15105880A JP S631830 B2 JPS631830 B2 JP S631830B2
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- output
- windings
- transformer
- winding
- load
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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
- 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
- H02M3/337—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 in push-pull configuration
- H02M3/3372—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 in push-pull configuration of the parallel type
-
- 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
- H02M1/009—Converters characterised by their input or output configuration having two or more independently controlled outputs
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、多出力定電流コンバータ、特に独立
した定電流出力を得る多出力定電流コンバータの
構成に関するものである。
した定電流出力を得る多出力定電流コンバータの
構成に関するものである。
従来用いられていた多出力定電流コンバータの
構成例を第１図に示す。以下、例として２出力の
場合について述べるが、３出力以上であつても同
様である。図において１は直流−交流変換回路、
２は２次巻線が複数であるトランス、３は整流回
路、４は平滑回路、５は出力電流検出回路、６は
パルス幅制御回路、Ａ，Ｂは出力端子である。
構成例を第１図に示す。以下、例として２出力の
場合について述べるが、３出力以上であつても同
様である。図において１は直流−交流変換回路、
２は２次巻線が複数であるトランス、３は整流回
路、４は平滑回路、５は出力電流検出回路、６は
パルス幅制御回路、Ａ，Ｂは出力端子である。
このように構成された多出力定電流コンバータ
では、帰還ループが構成されていてパルス幅制御
を行つている側の即ち一方の側の出力（Ａ出力）
は高精度に安定化されるが、他の出力（Ｂ出力）
は、例えばＡ出力側に負荷変動が生じてこれによ
りパルス幅が制御されるとトランス２の１次巻線
に印加される電圧の平均値が変化してその変化分
がそのまま出力電流変動となるため高精度を得る
ことはできない。
では、帰還ループが構成されていてパルス幅制御
を行つている側の即ち一方の側の出力（Ａ出力）
は高精度に安定化されるが、他の出力（Ｂ出力）
は、例えばＡ出力側に負荷変動が生じてこれによ
りパルス幅が制御されるとトランス２の１次巻線
に印加される電圧の平均値が変化してその変化分
がそのまま出力電流変動となるため高精度を得る
ことはできない。
第２図および第３図は上記欠点を除くようにし
た他の回路構成を示す。同図において第１図と共
通している部分には同一符号をつけてあり、以下
の図面においても同様とする。第２図において７
はシリーズドロツパ回路、８はシリーズドロツパ
制御回路、第３図において９はスイツチング回
路、１０はスイツチング回路制御回路である。
た他の回路構成を示す。同図において第１図と共
通している部分には同一符号をつけてあり、以下
の図面においても同様とする。第２図において７
はシリーズドロツパ回路、８はシリーズドロツパ
制御回路、第３図において９はスイツチング回
路、１０はスイツチング回路制御回路である。
これらの構成は、トランス２の２次側において
各出力を制御することにより、Ａ，Ｂ出力共高い
精度が得られるが、第２図の構成では、シリーズ
ドロツパ回路７の損失が大きく高効率が実現でき
ず、また、第３図の構成ではスイツチング回路
９、制御回路１０が複雑となり、さらに平滑回路
４も増加し、小形、高効率、低価格な多出力コン
バータを得ることはできないという欠点があつ
た。また、定電流コンバータであるため、Ａ出力
の負荷が小さいとき、直流−交流変換部１のパル
ス幅が非常に狭くなり、Ｂ出力の出力パワーが低
下するという欠点があつた。
各出力を制御することにより、Ａ，Ｂ出力共高い
精度が得られるが、第２図の構成では、シリーズ
ドロツパ回路７の損失が大きく高効率が実現でき
ず、また、第３図の構成ではスイツチング回路
９、制御回路１０が複雑となり、さらに平滑回路
４も増加し、小形、高効率、低価格な多出力コン
バータを得ることはできないという欠点があつ
た。また、定電流コンバータであるため、Ａ出力
の負荷が小さいとき、直流−交流変換部１のパル
ス幅が非常に狭くなり、Ｂ出力の出力パワーが低
下するという欠点があつた。
これらの欠点を除くために第４図に示す構成が
とられている。第４図も従来の多出力定電流コン
バータの構成例である。第４図において１１はト
ランス、１２は直流電源、１３は180度導通スイ
ツチング駆動源、１４，１５はスイツチングトラ
ンジスタ、１６，１７は帰還ダイオード、１８は
トランス１１の１次巻線、１９，２０はトランス
１１の２次巻線、２１，２２は可飽和リアクト
ル、２３，２５は拘束チヨーク、２４，２６は制
御用直流電流源、２７〜３４は出力ダイオード、
３５，３６は平滑コンデンサ、Ａ，Ｂは出力端子
である。本構成では一方の負荷の状態にかかわら
ず他方の出力が得られるが各出力に対し独立した
制御回路構成２３，２４，２５，２６を持つた
め、制御に必要なパワーが増大すると共に部品数
が増加し、小形、高効率、低価格な多出力定電流
コンバータを得ることはできないという欠点があ
つた。
とられている。第４図も従来の多出力定電流コン
バータの構成例である。第４図において１１はト
ランス、１２は直流電源、１３は180度導通スイ
ツチング駆動源、１４，１５はスイツチングトラ
ンジスタ、１６，１７は帰還ダイオード、１８は
トランス１１の１次巻線、１９，２０はトランス
１１の２次巻線、２１，２２は可飽和リアクト
ル、２３，２５は拘束チヨーク、２４，２６は制
御用直流電流源、２７〜３４は出力ダイオード、
３５，３６は平滑コンデンサ、Ａ，Ｂは出力端子
である。本構成では一方の負荷の状態にかかわら
ず他方の出力が得られるが各出力に対し独立した
制御回路構成２３，２４，２５，２６を持つた
め、制御に必要なパワーが増大すると共に部品数
が増加し、小形、高効率、低価格な多出力定電流
コンバータを得ることはできないという欠点があ
つた。
本発明は、多出力定電流コンバータにおいてこ
れらの欠点を除去するために、出力安定化の手段
として絶縁トランスを介して負荷と直列に直列形
可飽和リアクトルを接続し、前記可飽和リアクト
ルを共通回路により制御することを特徴とし、そ
の目的とする点は、高効率でかつ小形、簡易、低
価格な多出力定電流コンバータを得ることにあ
る。以下、図面により詳細に説明する。
れらの欠点を除去するために、出力安定化の手段
として絶縁トランスを介して負荷と直列に直列形
可飽和リアクトルを接続し、前記可飽和リアクト
ルを共通回路により制御することを特徴とし、そ
の目的とする点は、高効率でかつ小形、簡易、低
価格な多出力定電流コンバータを得ることにあ
る。以下、図面により詳細に説明する。
第５図は本発明の一実施例を示す。第５図にお
いて１２〜３６は第４図と対応しており、３７
は、出力電流リツプルを共通に減少させる拘束チ
ヨークである。３８は共通制御用直流定電流源で
ある。ISRは可飽和リアクトル制御電流、IAは定電
流制御された出力Ａの出力電流、IBは定電流制御
された出力Ｂの出力電流である。
いて１２〜３６は第４図と対応しており、３７
は、出力電流リツプルを共通に減少させる拘束チ
ヨークである。３８は共通制御用直流定電流源で
ある。ISRは可飽和リアクトル制御電流、IAは定電
流制御された出力Ａの出力電流、IBは定電流制御
された出力Ｂの出力電流である。
次に動作原理について説明する。図の直流電源
１２は、180度導通のスイツチング駆動源１３に
より駆動され交互にスイツチングするトランジス
タ１４，１５によつて方形波状の交流電圧に変換
され、トランス２により、所定の方形波電圧に変
換される。トランス２のＡ出力２次巻線１９から
の方形波電圧は、可飽和リアクトル２１でnAISR
の方形波定電流に変換され、ダイオード２７〜２
９で整流され、平滑コンデンサ３５で平滑され、
Ａ出力にはIA＝nAISRの安定な直流定電流が得られ
る。一方、Ｂ出力にも同様にIB＝nBISRの安定な直
流定電流が得られる。
１２は、180度導通のスイツチング駆動源１３に
より駆動され交互にスイツチングするトランジス
タ１４，１５によつて方形波状の交流電圧に変換
され、トランス２により、所定の方形波電圧に変
換される。トランス２のＡ出力２次巻線１９から
の方形波電圧は、可飽和リアクトル２１でnAISR
の方形波定電流に変換され、ダイオード２７〜２
９で整流され、平滑コンデンサ３５で平滑され、
Ａ出力にはIA＝nAISRの安定な直流定電流が得られ
る。一方、Ｂ出力にも同様にIB＝nBISRの安定な直
流定電流が得られる。
このように構成された回路においてＡ出力が変
動したとしても可飽和リアクトル２１の制御電流
ISRは、拘束チヨーク３７により十分に拘束され
ているため、変動は生じない。また、Ｂ出力の出
力電流は、前記のようにIB＝nBISRである。したが
つて制御電流が変化しないため、Ｂ出力の出力電
流にはＡ出力の変動は、現われない。さらにＡ出
力の短絡あるいは開放等の過大な変動に対しても
Ｂ出力にはその影響は現われない。また、入力電
圧１２の変動に対しては、制御電流ISRが変動し
ないため、Ａ，Ｂ出力共に変動は生じない。さら
には可飽和リアクトル２１，２２を共通に制御す
ることにより、他方の可飽和リアクトルを拘束チ
ヨークとして利用できるため、拘束チヨーク３７
のインダクタンスを下げることができ、チヨーク
２３の小形化が計れると共に制御用直流定電流源
３８の容量が少なくてすみ小形化が計れる。
動したとしても可飽和リアクトル２１の制御電流
ISRは、拘束チヨーク３７により十分に拘束され
ているため、変動は生じない。また、Ｂ出力の出
力電流は、前記のようにIB＝nBISRである。したが
つて制御電流が変化しないため、Ｂ出力の出力電
流にはＡ出力の変動は、現われない。さらにＡ出
力の短絡あるいは開放等の過大な変動に対しても
Ｂ出力にはその影響は現われない。また、入力電
圧１２の変動に対しては、制御電流ISRが変動し
ないため、Ａ，Ｂ出力共に変動は生じない。さら
には可飽和リアクトル２１，２２を共通に制御す
ることにより、他方の可飽和リアクトルを拘束チ
ヨークとして利用できるため、拘束チヨーク３７
のインダクタンスを下げることができ、チヨーク
２３の小形化が計れると共に制御用直流定電流源
３８の容量が少なくてすみ小形化が計れる。
第６図に実施例の実測値を示す。測定には第５
図に示す構成において変換周波数20KHz、入力電
圧30V、Ａ出力電流30mA、Ｂ出力電流30mA、
最大出力電圧60Vの多出力定電流コンバータを用
いた。第６図は、Ａ出力をOPEN、あるいは
shortした時の出力Ｂの定電流特性を示したもの
であり、他出力の極端な異常（変動）に対しても
良好な特性を保持しつづけていることがわかる。
図に示す構成において変換周波数20KHz、入力電
圧30V、Ａ出力電流30mA、Ｂ出力電流30mA、
最大出力電圧60Vの多出力定電流コンバータを用
いた。第６図は、Ａ出力をOPEN、あるいは
shortした時の出力Ｂの定電流特性を示したもの
であり、他出力の極端な異常（変動）に対しても
良好な特性を保持しつづけていることがわかる。
第７図は本発明の他の実施例を示す。本実施例
は、可飽和リアクトル２１を出力Ａ、出力Ｂに共
通に使用した例である。１２〜３８は第５図と対
応し、３９，４０は出力Ａ，Ｂを絶縁して出力電
流IA，IBを設定するトランスである。D1，D2は出
力Ａあるいは出力Ｂが開放された時に他出力に影
響を与えないための出力電圧クランプ用ダイオー
ドである。なお、出力電圧のクランプは第８図図
示のようにトランス３９，４０に別巻線４１，４
２を施し、直流電源４３，４４との間にブリツジ
状にダイオード４５〜５２を直列に挿入すること
によつても得られる。
は、可飽和リアクトル２１を出力Ａ、出力Ｂに共
通に使用した例である。１２〜３８は第５図と対
応し、３９，４０は出力Ａ，Ｂを絶縁して出力電
流IA，IBを設定するトランスである。D1，D2は出
力Ａあるいは出力Ｂが開放された時に他出力に影
響を与えないための出力電圧クランプ用ダイオー
ドである。なお、出力電圧のクランプは第８図図
示のようにトランス３９，４０に別巻線４１，４
２を施し、直流電源４３，４４との間にブリツジ
状にダイオード４５〜５２を直列に挿入すること
によつても得られる。
以上の説明は、スイツチング素子にトランジス
タを用いた２出力の多出力定電流コンバータにつ
いて行つたが他のスイツチング素子であつても、
また、３出力以上であつても同様な効果を得るこ
とができる。また、方形波交流源としてプツシユ
ブル構成について説明したがハーフブリツジ、フ
ルブリツジの他、スイツチング素子の並列接続、
トランスの１次巻線の並列接続・２次巻線の直列
接続等の出力容量を増加させるための回路構成に
ついても適用できることは言うまでもない。さら
に上記説明では負荷として整流回路を持つ負荷を
想定したが負荷としては、ヒータ・ランプ等の一
般の負荷に対しても同様な効果を得ることができ
る。この場合、電圧クランプ回路のクランプ・ダ
イオードは双方向性のものを用いる。さらに整流
回路、平滑回路、負荷が遠方にある場合にも同様
な効果を得ることができる。
タを用いた２出力の多出力定電流コンバータにつ
いて行つたが他のスイツチング素子であつても、
また、３出力以上であつても同様な効果を得るこ
とができる。また、方形波交流源としてプツシユ
ブル構成について説明したがハーフブリツジ、フ
ルブリツジの他、スイツチング素子の並列接続、
トランスの１次巻線の並列接続・２次巻線の直列
接続等の出力容量を増加させるための回路構成に
ついても適用できることは言うまでもない。さら
に上記説明では負荷として整流回路を持つ負荷を
想定したが負荷としては、ヒータ・ランプ等の一
般の負荷に対しても同様な効果を得ることができ
る。この場合、電圧クランプ回路のクランプ・ダ
イオードは双方向性のものを用いる。さらに整流
回路、平滑回路、負荷が遠方にある場合にも同様
な効果を得ることができる。
以上説明したように、本発明によれば簡易な回
路構成で容易に多出力定電流コンバータの各出力
を高い精度で安定化することができ、また出力の
短絡、開放等の過酷な負荷変動によつても他出力
に影響をおよぼすことがなく、また、共通に制御
ができることから制御回路による損失を低減でき
る。特にコンバータのスイツチング周波数（変換
周波数）を20KHz程度に高めることによつて可飽
和リアクトルや拘束チヨークの形状を小形化する
ことができ、小形高効率な多出力定電流コンバー
タを得ることができる。さらにトランスの巻線を
追加することにより、非常に多くの定電流出力が
容易に得られるから、きわめて広い応用分野をも
つものとすることができる。
路構成で容易に多出力定電流コンバータの各出力
を高い精度で安定化することができ、また出力の
短絡、開放等の過酷な負荷変動によつても他出力
に影響をおよぼすことがなく、また、共通に制御
ができることから制御回路による損失を低減でき
る。特にコンバータのスイツチング周波数（変換
周波数）を20KHz程度に高めることによつて可飽
和リアクトルや拘束チヨークの形状を小形化する
ことができ、小形高効率な多出力定電流コンバー
タを得ることができる。さらにトランスの巻線を
追加することにより、非常に多くの定電流出力が
容易に得られるから、きわめて広い応用分野をも
つものとすることができる。
第１図、第２図、第３図および第４図は夫々従
来の回路構成、第５図は本発明の一実施例、第６
図は第５図の出力特性、第７図、第８図は夫々本
発明の他の実施例を示す。 ２……トランス、１２……直流電源、１３……
スイツチング駆動源、１４，１５……スイツチン
グトランジスタ、１６，１７……帰還ダイオー
ド、１８……トランス１次巻線、１９，２０……
トランス２次巻線、２１，２２……可飽和リアク
トル、２３，２５……拘束チヨーク、２４，２６
……制御用直流電流源、２７〜３４……ダイオー
ド、３５，３６……平滑コンデンサ、３７……チ
ヨーク、３８……共通制御用直流定電流源、３
９，４０……トランス、D1，D2……出力電圧ク
ランプ用ダイオード、４１，４２……別巻線、４
３，４４……直流電源、４５〜５２……ダイオー
ド。
来の回路構成、第５図は本発明の一実施例、第６
図は第５図の出力特性、第７図、第８図は夫々本
発明の他の実施例を示す。 ２……トランス、１２……直流電源、１３……
スイツチング駆動源、１４，１５……スイツチン
グトランジスタ、１６，１７……帰還ダイオー
ド、１８……トランス１次巻線、１９，２０……
トランス２次巻線、２１，２２……可飽和リアク
トル、２３，２５……拘束チヨーク、２４，２６
……制御用直流電流源、２７〜３４……ダイオー
ド、３５，３６……平滑コンデンサ、３７……チ
ヨーク、３８……共通制御用直流定電流源、３
９，４０……トランス、D1，D2……出力電圧ク
ランプ用ダイオード、４１，４２……別巻線、４
３，４４……直流電源、４５〜５２……ダイオー
ド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個の出力巻線を有するトランスをそな
え、前記複数個の出力巻線に夫々接続された互に
独立した負荷に対して、単一の交流源から給電す
るコンバータにおいて、前記交流源の出力端子を
複数の出力巻線を有するトランスの１次巻線に接
続し、前記トランスの第１の出力巻線の１端を負
荷の１端に接続すると共に前記トランスの第１の
出力巻線の他端と前記負荷の他端を可飽和リアク
トルの主巻線を介して接続し、他出力巻線も同様
な構成としてなり、前記各出力巻線の他端に挿入
された可飽和リアクトルのそれぞれの制御巻線を
直列に接続し、当該接続した制御巻線に対して制
御された直流電流源の出力をリアクトルを介して
接続し、負荷電流を共通に当該制御直流電流源で
制御することを特徴とする多出力定電流コンバー
タ。 ２ 複数個の出力巻線を有するトランスをそな
え、前記複数個の出力巻線に夫々接続された互に
独立した負荷に対して、単一の交流源から給電す
るコンバータにおいて、前記交流源の出力の一端
を可飽和リアクトルの主巻線を介してそれぞれの
１次巻線を直列に接続した複数個のトランスの直
列回路の一端に接続し、当該直列回路の他方の端
子を前記交流源の出力の他端に接続し、当該トラ
ンスの複数個の出力端子を各々負荷に接続すると
ともに、前記可飽和リアクトルの制御巻線に対し
て制御された直流電流源の出力をリアクトルを介
して接続してなり、前記トランスの各々の出力巻
線あるいは別巻線に出力電圧をクランプする回路
を前記負荷と等価的に並列に接続したことを特徴
とする多出力定電流コンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55151058A JPS5775571A (en) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | Multioutput constant current converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55151058A JPS5775571A (en) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | Multioutput constant current converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5775571A JPS5775571A (en) | 1982-05-12 |
| JPS631830B2 true JPS631830B2 (ja) | 1988-01-14 |
Family
ID=15510370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55151058A Granted JPS5775571A (en) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | Multioutput constant current converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5775571A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990006868A1 (en) * | 1988-12-15 | 1990-06-28 | Mitsuharu Kaneda | Positive shut-off power assisted brakes |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990053576A (ko) * | 1997-12-24 | 1999-07-15 | 조희재 | 멀티 채널 직류-직류 컨버터 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5037127Y2 (ja) * | 1971-09-23 | 1975-10-29 |
-
1980
- 1980-10-28 JP JP55151058A patent/JPS5775571A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990006868A1 (en) * | 1988-12-15 | 1990-06-28 | Mitsuharu Kaneda | Positive shut-off power assisted brakes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5775571A (en) | 1982-05-12 |
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