JPS63274366A - 直流・直流電力変換装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直列共振形の直流・直流電力変換装置、特
にその出力フィルタ構成に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は例えば電気学会技術報告（■部ン、第１６２号
、第１５頁に開示された直列共振形の直流・直流電力変
換装置の主回路図であり、図において（１）は直流電源
、（２）は負荷、（６）は直流電源（１）に並列に挿入
されている入力コンデンサ、（４Ａ）〜（４Ｄ）は半導
体スイッチであるトランジスタ、（５Ａ）〜（５Ｄ）は
ダイオード、（６）は共振リアクトル、（７）は共振コ
ンデンサ、（８）は変圧器であシ、直列共振回路を構成
している。（９Ａ）〜（９Ｄ）は変圧器（８）で取り出
された電流を整流する整流器を構成するダイオード、（
１０）は平滑用のコンデンサである。そして（１１）は
トランジスタ（４Ａ）〜（４Ｄ）のベースに信号を供給
する（結線省略）、制御回路である。また、第４図忙は
第３図中の各部の動作波形図を示す。

次に動作について説明する。第３図において、まずトラ
ンジスタ（４Ａ）と（４Ｄ）にベース電流を流し、トラ
ンジスタを＠ＯＮ”　　させると、第４図のＩＲに示す
ように、共振リアクトル（６）と共振コンデンサ（７）
で決まる共振周波数の共振電流ＩＲが、直流電源（１）
→トランジスタ（４Ａ）→共振リアクトル（６）→共振
コンデンサ（７）→変圧器（８）→トランジスタ（４Ｄ
）→直流電源（１）の方向に流れる（モード１）。電流
ＩＲが零になると、直流電源（１）→ダイオード（５Ｄ
）→変圧器（８）→共振コンデンサ（７）→共振リアク
トル（６）→ダイオード（５Ａ）→直流電源（１）の方
向に電流が流れる（モード２）。次に１　トランジスタ
（４Ｃ）と（４Ｂ）にペース電流を流し、トランジスタ
を“ＯＮ”させると、直流電源（１）→トランジスタ（
４Ｃ）→変圧器（８）→共振コンデンサ（ハ→共振リア
クトル（６）→トランジスタ（４Ｂ）→直流電源（１）
の方向に電流ＩＲが流れる（モード３）。電流ＩＲが零
になると、直流電源（１）→ダイオード（５Ｂ）→共振
リアクトル（６）→共振コンデンサ（７）→変圧器（８
）→ダイオード（５Ｃ）→直流電源（１）の方向に電流
が流れる（モード４）。以上の動作を周期Ｔで繰り返す
ことによシ、電流ＩＲは変圧器（８）、ダイオード（９
Ａ）〜（９Ｄ）を通じて整流され第４図の１ｏのように
なり、平滑コンデンサ（１０）には第４図のｉｊＯの電
流が流れる。その結果、負荷（２）に直流電力を供給す
ることかできる。その電圧は第４図のｖ２　　で示され
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の直列共振形の直流・直流電力変換装置は以上のよ
うに構成されていたので、出力コンデンサ、すなわち平
滑コンデンサ（１ｏ）に変圧器（８）の巻線比で決まる
共振電流の大きなリップル電流が流れるため、許容リッ
プル電流の大きなコンデンサが必要であった。しかも、
整流電流１゜が断続するため、必要なコンデンサ容量は
大きくなる。

このようなコンデンサには許容リップル電流の制約から
、電解コンデンサを適用することができず、例えばフィ
ルムコンデンサを適用することになシ、コスト高、寸法
が大きくなるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、低コストで寸法の小さい出力フィルタを備え
た直列共振形の直流・直流電力変換装置を得ることを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る直流・直流電力変換装置では、出方フィ
ルタを第１の平滑コンデンサに、平滑リアクトルおよび
第２の平滑コンデンサからなる直列回路を並列に接続し
て構成し、第２の平滑コンデンサの両側の端子を変換装
置の出力端子としたものである。

〔作゛−用〕

この発明における直流・直流電力変換装置の出力フィル
タにおいては、第１の平滑コンデンサで直流電圧を平滑
にし、さらに平滑リアクトルによりリップル電流が第２
の平滑コンデンサに流入するのを防ぎ、第２の平滑コン
デンサの直流電圧を平滑化できる。このため、第２の平
滑コンデンサとして、許容リップル電流の小さいコンデ
ンサを使用でき、コスト低減、出力フィルタの小形化が
図れる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について説明する。

第１図はこの発明による直流・直流電力変換装置の一実
施例を示す主回路図である。ｆ＄１図において、第３図
の従来例と異なる構成はダイオード（９Ａ）〜（９Ｄ）
で構成される整流器の出力側に、第１の平滑コンデンサ
（１２）、および平滑リアクトル（１３）と第２の平滑
コンデンサ（１４）との直列回路が共に並列に接続され
ておシ、負荷（２）は第２の平滑コンデンサ（１４）の
両端間に接続されているところである。その他の構成は
従来例と同一である。また、第２図には第１図中の各部
の動作波形図を示した。

次に動作について説明する。第１の平滑コンデンサ（１
２）の容量は変圧器（８）の−次側に換算した容量が共
振コンデンサ（７）の容量に比べ十分大きな値となるよ
う選足する。共振コンデンサ（７１は数μＦであシ、変
圧器（８）の巻線比を１対１とすると、例えば、第３図
の従来例のコンデンサ（１ｏ）の容量が１０００μＦな
らば、第１の平滑コンデンサ（１２ンの容量は１００μ
Ｆ程度とすることができる。この場合、第１の平滑コン
デンサ（１２）のリップル電流は第２図の１１２に示す
ように従来と同一となるが、第１の平滑コンデンサ（１
２ンの電圧リッフ／ｌ／は、従来の方式に比べ容量が１
０分の１に減少したため、リップル電圧は１０倍となる
。しかしながら、平滑リアクトル（１５）によシこのリ
ップル電圧はブロックされ、第２の平滑コンデンサ（１
４）に流入するリップル電流は第２図の１１４に示すよ
うに大幅に減少する。このため、第２の平滑コンデンサ
（１４）の容量値を低減できるばかシでなく、平滑リア
クトル（１３）の値を適性にすれば、流入するリップ電
流は小さくなシ、第２の平滑コンデンサ（１４）として
電解コンデンサが適用でき、従来の装置に適用されるフ
ィルムコンデンサに比べ、小形で低コストのコンデンサ
で出力フィルタを構成できる。なお、この装置の出力電
圧を第２図のｖ、４で示す。

なお、上記実施例では、４つのトランジスタを用いたブ
リッジ形の変換装置について示したが、共振リアクトル
と共振コンデンサで決まる直列共握電流を通流させる２
つのトランジスタよシなるハーフブリッジの変換装置に
もこの発明は適用できる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、直列共振形の直流・直
流電力変換装置の出力フィルタを、第１の平滑コンデン
サと、平滑リアクトルおよび第２の平滑コンデンサから
なる直列回路とを並列に接続して構成したので、許容リ
ップル電流の大きなコンデンサを使用する必要はなく、
従って装置が安価でさらに小形にできるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による直流・直流電力変換
装置を示す主回路図、第２図は第１図の回路中の各部の
動作波形図、第３図は従来の直流・直流電力変換装置を
示す回路図、第４図は第３図の回路中の各部の動作波形
図である。 図において、（１）は直流電源、（２）は負荷、（６）
は入力コンデンサ、（４Ａ）〜（４Ｄ）はトランジスタ
、（５Ａ）〜（５Ｄ）はダイオード、（６）は共振リア
クトル、（７）は共振コンデンサ、（８）は変圧器％　
　（９１〜（９Ｄ）はダイオード、（１１）は制御回路
、（１２）は第１の平滑コンデンサ、（１３）は平滑リ
アクトル、（１４）は第２の平滑コンデンサである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 然１図 ０■ ＋、！次電源 ２　二　＄４ ３　、Ａカフシテーブ ４Ａ〜４Ｄ　；　トランジスタ ５Ａ−５Ｄ　　　：　　　ターイオード６　。　萱携り
７クトｌし ７　、　雲赤フニデーサ ８　。　を斥昼 ９Ａ〜９０　　゛　　タ゛イ才−ド １２、　　才１のＪＰ滑フニテ゛′ニア１３　　　平滑
り７９Ｙル １４　　　　第２乃ヂ滑コ一↑゛シサ 昂２図 ■響　０□ 昂３図 ■２０□

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体スイッチの開閉動作に伴い、共振リアクトルおよ
   び共振コンデンサよりなる直列共振回路に直流電源より
   直列共振電流を供給し、上記直列共振回路に入力側巻線
   が直列に接続された変圧器の出力側巻線に整流器を設け
   、直流出力を発生させる直流・直流電力変換装置におい
   て、上記整流器の出力端子間に第１の平滑コンデンサと
   、平滑リアクトルおよび第２の平滑コンデンサからなる
   直列回路とを共に並列に接続した出力フィルタを備えた
   ことを特徴とする直流・直流電力変換装置。