JPH0685632B2 - DC / DC converter - Google Patents
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- JPH0685632B2 JPH0685632B2 JP89288A JP89288A JPH0685632B2 JP H0685632 B2 JPH0685632 B2 JP H0685632B2 JP 89288 A JP89288 A JP 89288A JP 89288 A JP89288 A JP 89288A JP H0685632 B2 JPH0685632 B2 JP H0685632B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高周波スイッチング回路を用いて直流電源か
ら絶縁された直流出力を得るDC/DC変換装置、特に変換
効率の低下を招くことなく小形化を達成することができ
る変換装置に関する。The present invention relates to a DC / DC converter that obtains a DC output insulated from a DC power supply by using a high-frequency switching circuit, and in particular to a compact size without lowering conversion efficiency. The present invention relates to a conversion device capable of achieving the conversion.
第3図は従来のDC/DC変換器装置の構成図である。図に
おいて、2は高周波スイッチング回路、3は変圧器、4
は高周波スイッチング回路2と変圧器3とからなるDC/A
C変換部、L1は変圧器3の洩れインダクタンス、5は、
抵抗RとコンデンサCとを直列接続してなるRCスナバ回
路10〜13がそれぞれ並列に接続された整流用ダイオード
6〜9をブリッジ接続して構成した単相ブリッジ整流回
路、14は平滑リアクトル15と平滑コンデンサ16からなる
平滑回路、18は平滑回路14の出力端子17a,17b間に接続
される負荷である。FIG. 3 is a block diagram of a conventional DC / DC converter device. In the figure, 2 is a high frequency switching circuit, 3 is a transformer, and 4 is
DC / A consisting of high frequency switching circuit 2 and transformer 3
C converter, L 1 is the leakage inductance of the transformer 3, 5 is
A single-phase bridge rectifier circuit configured by bridge-connecting rectifying diodes 6 to 9 in which RC snubber circuits 10 to 13 in which a resistor R and a capacitor C are connected in series are respectively connected in parallel, and 14 is a smoothing reactor 15 A smoothing circuit including a smoothing capacitor 16 and a load 18 connected between the output terminals 17a and 17b of the smoothing circuit 14.
高周波スイッチング回路2は、直流電源1の直流電圧を
スイッチングによって、方形状波形を正側,負側とに所
定の休止期間τをおいて交互にかつ周期的に変化する複
極性パルス状の高周波交流電圧2aを変圧器3の1次側に
出力する。また、単相ブリッジ整流回路5は、変圧器3
の2次側に接続されていて変圧器3の出力である高周波
交流電圧E2を全波整流する。さらに、平滑回路14は、単
相ブリッジ整流回路5に接続されていて、単相ブリッジ
整流回路5の出力電圧を平滑化し、平滑化された直流電
圧Vを出力端子17a,17bに出力する。The high-frequency switching circuit 2 switches the DC voltage of the DC power supply 1 so as to alternately and periodically change a rectangular waveform on the positive side and the negative side with a predetermined rest period τ and a bipolar high-frequency AC. The voltage 2a is output to the primary side of the transformer 3. In addition, the single-phase bridge rectifier circuit 5 includes a transformer 3
The full-wave rectification is performed on the high-frequency AC voltage E 2 that is the output of the transformer 3 and is connected to the secondary side of the. Further, the smoothing circuit 14 is connected to the single-phase bridge rectifier circuit 5, smoothes the output voltage of the single-phase bridge rectifier circuit 5, and outputs the smoothed DC voltage V to the output terminals 17a and 17b.
ここで、DC/DC変換装置19(以下においては単に変換装
置19と称する)は、DC/AC変換部4、単相ブリッジ整流
回路5、平滑回路14から構成される。Here, the DC / DC converter 19 (hereinafter simply referred to as the converter 19) includes a DC / AC converter 4, a single-phase bridge rectifier circuit 5, and a smoothing circuit 14.
次に、変換装置19の動作を第4図の波形説明図を用いて
説明する。なお、以下の説明においてダイオード6〜9
の各えん層電圧は無視するものとする。Next, the operation of the converter 19 will be described with reference to the waveform diagram of FIG. In the following description, the diodes 6-9
The voltage of each engraving layer in the above shall be ignored.
スイッチング回路2が上述の交流電圧2aを出力すると変
圧器3の2次側出力電圧E2は第4図(イ)に示す波形と
なる。そこで、時刻t1において電圧E2が正になったとす
ると、一点鎖線で示した経路20(ダイオード6→平滑リ
アクトル15→負荷18→ダイオード9)を矢印の方向に電
流I1が流れる。次に、時刻t2において電圧E2が零になる
と、平滑回路14の緩衝作用のために変圧器3の2次巻線
に流れていた電流I1がダイオード6〜9のすべてに転流
するため、ダイオード6〜9には時刻t2の直前に経路20
電流I1の大きさ|I1|の1/2の電流が流れ、以後、時刻t3
までの期間、即ち休止時間τの間、各ダイオードの通伝
電流は時間とともに減少する。When the switching circuit 2 outputs the above-mentioned AC voltage 2a, the secondary side output voltage E 2 of the transformer 3 has a waveform shown in FIG. Therefore, assuming that the voltage E 2 becomes positive at time t1, the current I 1 flows through the path 20 (diode 6 → smooth reactor 15 → load 18 → diode 9) shown by the alternate long and short dash line in the direction of the arrow. Next, when the voltage E 2 becomes zero at time t2, the current I 1 flowing in the secondary winding of the transformer 3 due to the buffering action of the smoothing circuit 14 commutates to all the diodes 6 to 9. , The diodes 6 to 9 are connected to the path 20 immediately before the time t2.
The magnitude of the current I 1 | I 1 |
During the period up to, ie, the dwell time τ, the conduction current of each diode decreases with time.
時刻t3において電圧E2が負になると、点線で示した経路
21(ダイオード8→平滑リアクトル15→負荷18→ダイオ
ード7)を矢印の方向に電流I2が流れる。以下におい
て、電流I1は経路20を矢印の方向を正とし、電流I2は経
路21を矢印の方向を正として流れるものとし、特に断ら
ない場合を除き、ダイオード6,9およびダイオード7,8を
流れる電流として単に電流I1,電流I2と称する。When the voltage E 2 becomes negative at time t3, the path shown by the dotted line
A current I 2 flows through 21 (diode 8 → smoothing reactor 15 → load 18 → diode 7) in the direction of the arrow. In the following, the current I 1 flows through the path 20 in the direction of the arrow and the current I 2 flows through the path 21 in the direction of the arrow, and unless otherwise specified, the diodes 6 and 9 and the diodes 7 and 8 are used. The currents that flow through are simply referred to as current I 1 and current I 2 .
この時、変圧器3の洩れインダクタンスL1の影響を受け
て、電流I1は、E2/L1の掲示的変化率で減少し、同時に
電流I2は同じ変化率で上昇する。電流I1は減少を続けて
やがて零になり、さらに減少を続け(逆方向に増加
し)、時刻t4において、ダイオード6,9の逆回復尖頭値I
rrpに達する。逆回復尖頭値Irrpに達した電流I1は、短
時間のうちに野の電流量を減少させて、時刻t5において
I1=0となり、ダイオード6,9は逆回復する。At this time, under the influence of the leakage inductance L 1 of the transformer 3, the current I 1 decreases at the posted rate of change of E 2 / L 1 , and at the same time the current I 2 rises at the same rate of change. The current I 1 continues to decrease and eventually becomes zero, and further decreases (increases in the opposite direction). At time t4, the reverse recovery peak value I of the diodes 6 and 9 is increased.
reach rrp. The current I 1 that has reached the reverse recovery peak value Irrp decreases the current amount in the field within a short time, and at time t5.
Since I 1 = 0, the diodes 6 and 9 reversely recover.
時刻t3以降、電流I1が上述の如く変化するため、この経
時変化を補償すべく電流I2は第4(ロ)の如く変化す
る。以後、時刻t6においてE2が零になるまで電流I1は零
を継続し、電流I2は時刻t1〜t2間の電流I1と同様な変化
をする。Since the current I 1 changes as described above after the time t3, the current I 2 changes as shown in the fourth (b) in order to compensate for this temporal change. Thereafter, E 2 the current I 1 until zero continues zero at time t6, the current I 2 is the same change as the current I 1 between time t1 to t2.
第4図(ロ)に示す単相ブリッジ整流回路5の出力は、
平滑回路14を介して第4図(ニ)に示す電流となって負
荷18に供給される。The output of the single-phase bridge rectifier circuit 5 shown in FIG.
The current shown in FIG. 4D is supplied to the load 18 via the smoothing circuit 14.
次に、第4図(ハ)を参照して端子17a,17bに発生する
直流電圧について説明する。Next, the DC voltage generated at the terminals 17a and 17b will be described with reference to FIG.
第4図(ハ)は、ダイオード6〜9における各アノード
を基準電位とした電圧Eを示したものであり、ダイオー
ド6,9の各々の両端電圧の経時変化を実線23で示し、ダ
イオード7,8の各々の両端電圧の経時変化を一点鎖線24
で示したものである。FIG. 4C shows the voltage E with the anodes of the diodes 6 to 9 as reference potentials, and the change over time in the voltage across each of the diodes 6 and 9 is shown by the solid line 23. Dash-dot line 24
It is shown in.
例えば、時刻t4で電流I1の経時的変化率が急激に逆転す
ると電流I1は、平滑リアクトル15,平滑コンデンサ16お
よび負荷18を通る経路へは流れることはできないので、
ダイオード6,9の各々第4図(ハ)22に示すパルス状の
高い電圧(E2+ΔE)が逆方向に印加されてこれらのダ
イオードが破壊される恐れがある。このパルス状電圧22
は、時刻t4の直後に現れるが、ダイオード6,9が逆回復
してI1=0となるとパルス状電圧22のうちはね上がり電
圧ΔEが消滅して波形23のEはE2に等しくなる。For example, the current I 1 with time rate of change of the current I 1 is rapidly reversed at time t4, the smoothing reactor 15, it is not possible to flow the to path through the smoothing capacitor 16 and load 18,
Each of the diodes 6 and 9 may be destroyed by the pulse-like high voltage (E 2 + ΔE) shown in FIG. This pulsed voltage 22
Appears immediately after time t4, but when the diodes 6 and 9 reversely recover and I 1 = 0, the rising voltage ΔE of the pulsed voltage 22 disappears and E of the waveform 23 becomes equal to E 2 .
波形24が波形23と同様な形状になることは説明するまで
もなく明らかで、25はパルス状電圧22に対応した波形24
におけるパルス状電圧である。It is obvious that the waveform 24 has the same shape as the waveform 23, and 25 is the waveform 24 corresponding to the pulsed voltage 22.
Is a pulsed voltage in.
上述したように、変換装置19の動作によりダイオード6
〜9にはパルス状の電圧が印加され、この電圧がダイオ
ードの許容値を越えるとダイオードは破壊されてしまう
ため、パルス状の電圧を許容値以下に抑制するため抵抗
とコンデンサとの直列回路からなるスナバ回路10〜13
が、ダイオードに並列接続されている。As described above, the diode 6 is operated by the operation of the conversion device 19.
A pulsed voltage is applied to ~ 9, and if this voltage exceeds the allowable value of the diode, the diode will be destroyed. Therefore, to suppress the pulsed voltage below the allowable value, use a series circuit of a resistor and a capacitor. Become a snubber circuit 10 ~ 13
Is connected in parallel with the diode.
第3図のスナバ回路10〜13は、上述の目的を達成するた
めに、ダイオード6〜9を流れる逆回復電流によつて洩
れインダクタンLlに生じた電磁エネルギー(1/2)・Ll
・(Irrp)2をコンデンサCに吸収させて、その結果ダ
イオード6〜9に加えられるはね上がり電圧ΔEが該電
圧の許容値(ΔE)a以下になるようにしているので、
この場合Cの値は(1)式を満たすように決定されてい
る。The snubber circuits 10 to 13 shown in FIG. 3 have the electromagnetic energy (1/2) · Ll generated in the leakage inductor Ll by the reverse recovery current flowing through the diodes 6 to 9 in order to achieve the above-mentioned object.
Since (Irrp) 2 is absorbed by the capacitor C, and as a result, the jump voltage ΔE applied to the diodes 6 to 9 is set to be equal to or less than the allowable value (ΔE) a of the voltage,
In this case, the value of C is determined so as to satisfy the expression (1).
(1/2)・Ll・(Irrp)2=(1/2)・C・{(ΔE)
a}2×2 ……(1) したがって、変換装置19では第4図に示した周期Tごと
にC・{ΔE)a}2のエネルギー損失が抵抗Rに生じ
ることはやむを得ないが、実際にはスナバ回路10〜13の
各々には前述した電圧{E2+(ΔE)a}が加えられる
ので、第3図においては、周期Tごとに(2)で示する
エネルギー損失Prが抵抗Rの各々に生じることになる。(1/2) ・ Ll ・ (Irrp) 2 = (1/2) ・ C ・ {(ΔE)
a} 2 × 2 (1) Therefore, in the converter 19, it is unavoidable that an energy loss of C · {ΔE) a} 2 occurs in the resistor R for each period T shown in FIG. Since the voltage {E 2 + (ΔE) a} described above is applied to each of the snubber circuits 10 to 13, in FIG. 3, the energy loss Pr shown in (2) at each cycle T is equal to that of the resistance R. It will occur in each.
Pr=C・{E2+(ΔE)a}2 ……(2) そうして、この場合、一般に(ΔE)a≪E2であるか
ら、第3図のようにDC/DC変換装置を構成すると大きい
電力損失Prが生じることになる。故に、変換装置19では
この電力損失を小さくする必要があるが、そのためには
抵抗Rの値を大きくしてコンデンサCへの充放電電流を
小さくしなければならないので、結局、DC/DC変換装置1
9には、電力変換効率を向上させようとするとスナバ回
路、したがって変換装置が大形になるという問題点があ
ることになる。Pr = C · {E 2 + (ΔE) a} 2 (2) Then, in this case, in general, (ΔE) a << E 2 , so that a DC / DC converter is used as shown in FIG. When configured, a large power loss Pr will occur. Therefore, in the converter 19, it is necessary to reduce this power loss, but for that purpose, the value of the resistor R must be increased to reduce the charging / discharging current to the capacitor C, so that in the end, the DC / DC converter. 1
9 has a problem that the snubber circuit and hence the conversion device become large in size in an attempt to improve the power conversion efficiency.
本発明の目的は、上述の洩れインダクタンスに生じるエ
ネルギーを上述の抵抗Rを介することなくDC/DC変換装
置の負荷に導くようにして、変換効率の低下を招くこと
なく変換装置の小形化を達成することにある。An object of the present invention is to guide the energy generated in the above-mentioned leakage inductance to the load of the DC / DC converter without passing through the above-mentioned resistor R, thereby achieving the downsizing of the converter without lowering the conversion efficiency. To do.
上記問題点を解決するために、本発明によれば、直流電
源の出力電圧を開閉して周期的な複極性のパルス状の交
流電圧を変圧器を用いて前記電源に対して絶縁して出力
するDC/AC変換部と、前記交流電圧を全波整流する単相
ブリッジ整流回路と、前記単相ブリッジ整流回路の出力
電圧を平滑化してこの平滑化された直流電圧を両出力端
子間に出力する平滑回路と、ダイオードと該ダイオード
のカソードに直列接続されたコンデンサとからなり両端
に前記単相ブリッジ整流回路の出力電圧が印加される直
流CDスナバ回路とからなるDC/DC変換装置において、前
記直列CDスナバ回路のダイオードとコンデンサとの接続
転と、直流電圧出力端子との間に接続され、前記交流電
圧に同期して開閉することにより、前記コンデンサの両
端電圧を平滑な直流電圧として前記両出力端子間に印加
する直流チョッパ回路を備えてDC/DC変換装置を構成す
るものとする。In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, the output voltage of a DC power supply is opened and closed to output a periodic bipolar bipolar pulsed AC voltage to the power supply by insulating it from the power supply. DC / AC conversion unit, a single-phase bridge rectifier circuit that full-wave rectifies the AC voltage, and an output voltage of the single-phase bridge rectifier circuit is smoothed, and the smoothed DC voltage is output between both output terminals. In a DC / DC converter comprising a smoothing circuit, and a DC CD snubber circuit to which the output voltage of the single-phase bridge rectifying circuit is applied, which consists of a diode and a capacitor connected in series to the cathode of the diode, It is connected between the diode and the capacitor of the series CD snubber circuit and the DC voltage output terminal, and is opened and closed in synchronization with the AC voltage to smooth the DC voltage across the capacitor. It shall constitute the DC / DC converter includes a DC chopper circuit to be applied between the two output terminals and.
上述のように達成すると、変圧器の洩れインダクタンス
のために単相ブリッジ整流回路を構成する整流用ダイオ
ードの各々の逆回復時に発生するこれらダイオードのそ
れぞれにおける逆向きのはね上がり電圧を、抵抗を介さ
ないで直列CDスナバ回路のコンデンサに吸収させ、しか
る後このコンデンサが吸収したエネルギーを直列チヨッ
パ回路を介して微小電流値で出力端子へ放電して該出力
端子に接続された負荷に供給することになるので、前述
したスナバ抵抗に生じる電力損失が無くなって変換効率
の低下を招くことのないDC/DC変換装置が得られること
になる。また、この場合、スナバ抵抗が無いので変換装
置を小形にすることができる。When achieved as described above, the reverse rising voltage in each of the rectifying diodes forming the single-phase bridge rectifying circuit due to the leakage inductance of the transformer, which occurs during the reverse recovery, does not pass through the resistor. Then, the capacitor of the series CD snubber circuit absorbs the energy, and then the energy absorbed by this capacitor is discharged to the output terminal with a small current value through the series chipper circuit and supplied to the load connected to the output terminal. Therefore, it is possible to obtain the DC / DC conversion device in which the power loss generated in the snubber resistance described above is eliminated and the conversion efficiency is not reduced. Further, in this case, since there is no snubber resistance, the conversion device can be downsized.
第1図は本発明の一実施例の構成図である。図において
26は2次巻線26aと3次巻線26bとを備えた変圧器であっ
て、変圧器26と第3図に示した高周波スイッチング回路
2とからDC/AC変換部27を構成している。28はダイオー
ド6〜9をブリッジ接続して構成した単相ブリッジ整流
回路、31はダイオード29と該ダイオード29のカソードに
直列接続したコンデンサ30とからなる直列CDスナバ回路
であり、両端に単相ブリッジ整流回路28の出力電圧が印
加されかつダイオード29がダイオード6〜9とは逆向き
に接続されている。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. In the figure
Reference numeral 26 is a transformer having a secondary winding 26a and a tertiary winding 26b, and a DC / AC converter 27 is constituted by the transformer 26 and the high frequency switching circuit 2 shown in FIG. . 28 is a single-phase bridge rectifier circuit constructed by connecting diodes 6 to 9 in a bridge, 31 is a series CD snubber circuit consisting of a diode 29 and a capacitor 30 connected in series to the cathode of the diode 29, and a single-phase bridge is provided at both ends. The output voltage of the rectifier circuit 28 is applied and the diode 29 is connected in the opposite direction to the diodes 6-9.
さらに、直列CDスナバ回路31のダイオード29とコンデン
サ30との接続点と出力端子17aとの間にMOSFET32と平滑
リアクトル33との直列回路が接続されている。MOSFET32
と平滑リアクトル33との接続点と出力端子17bとの間に
還流ダイオード35が接続され、MOSFET32,平滑リアクト
ル33,還流ダイオード35およびMOSFET32の駆動回路34に
よってチョッパ回路36が構成されている。Further, a series circuit of a MOSFET 32 and a smoothing reactor 33 is connected between a connection point of the diode 29 and the capacitor 30 of the series CD snubber circuit 31 and the output terminal 17a. MOSFET 32
A freewheeling diode 35 is connected between a connection point between the smoothing reactor 33 and the output terminal 17b, and a MOSFET 32, the smoothing reactor 33, the freewheeling diode 35, and a drive circuit 34 for the MOSFET 32 form a chopper circuit 36.
MOSFET32の駆動回路34は、変圧器26の3次巻線26bに発
生する電圧によって動作するものであって、MOSFET32を
交流電圧E2に同期して開閉動作させる駆動信号をMOSFET
32に出力する。MOSFET32が、直列CDスナバ回路31のコン
デンサ30の両端電圧を交流電圧E2に同期して開閉動作す
るため、チョッパ回路36は平滑な直流出力電圧を出力端
子17a,17bに印加することになる。The drive circuit 34 of the MOSFET 32 operates by a voltage generated in the tertiary winding 26b of the transformer 26, and outputs a drive signal for opening and closing the MOSFET 32 in synchronization with the AC voltage E 2.
Output to 32. Since the MOSFET 32 opens and closes the voltage across the capacitor 30 of the series CD snubber circuit 31 in synchronization with the AC voltage E 2 , the chopper circuit 36 applies a smooth DC output voltage to the output terminals 17a and 17b.
ここで、DC/DC変換装置37(以下においては単に変換装
置37と称する)は、DC/AC変換部27、単相ブリッジ整流
回路28、平滑回路14、チョッパ回路36から構成される。Here, the DC / DC converter 37 (hereinafter simply referred to as the converter 37) includes a DC / AC converter 27, a single-phase bridge rectifier circuit 28, a smoothing circuit 14, and a chopper circuit 36.
次に変換装置37における要部の動作を第2図の波形説明
図を併用して説明する。Next, the operation of the main part of the conversion device 37 will be described with reference to the waveform explanatory diagram of FIG.
変換装置37においても、周期的な複極性のパルス状に変
化する交流電圧E2が単相ブリッジ整流回路28に印加され
るため、E2が正になるとダイオード6,9がオンになり、E
2が負になるとダイオード7,8がオンになる。Also in the converter 37, since the alternating voltage E 2 which changes in a pulse shape of periodic bipolar polarity is applied to the single-phase bridge rectifier circuit 28, when E 2 becomes positive, the diodes 6 and 9 are turned on, and
When 2 becomes negative, diodes 7 and 8 are turned on.
ここで、時刻t1においてダイオード6,9がオンになる
と、ダイオード7,8には急激に変化する逆方向電流が変
圧26の洩れインダクタンスL1を介して流れる。この時平
滑リアクトル15,平滑コンデンサ16及び負荷18を通る経
路はインダクタンスが大きいため、急激に変化する電流
は流れることはできず、ダイオード7及び8が逆回復す
ると同時に、この電流は直流スナバ回路31を通る経路へ
と転流する。この結果、ダイオード7,8の各々には第4
図22,25に示した逆方向の大きいパルス状電圧が印加さ
れる。このような電圧が平滑回路14に供給されるが、平
滑リアクトル15のインダクタンスは大きいので電流増加
ができずコンデンサ30がダイオード29を介して充電され
るので、整流回路28の出力電圧Erの波形は第2図に示し
たようになり、時刻t3においてダイオード6,9がオフに
なったときも電圧Erは上記と同様な経時変化を示す。Here, when the diodes 6 and 9 are turned on at time t1, a rapidly changing reverse current flows in the diodes 7 and 8 through the leakage inductance L 1 of the transformer 26. At this time, since the path passing through the smoothing reactor 15, the smoothing capacitor 16 and the load 18 has a large inductance, a rapidly changing current cannot flow and the diodes 7 and 8 reversely recover and at the same time, this current is a direct current snubber circuit 31. Commute to the path through. As a result, each of the diodes 7 and 8 has a fourth
A large pulse voltage in the opposite direction shown in FIGS. 22 and 25 is applied. Such a voltage is supplied to the smoothing circuit 14, but since the inductance of the smoothing reactor 15 is large and the current cannot be increased and the capacitor 30 is charged through the diode 29, the waveform of the output voltage Er of the rectifier circuit 28 is As shown in FIG. 2, when the diodes 6 and 9 are turned off at the time t3, the voltage Er exhibits the same temporal change as that described above.
時刻t1でダイオード7,8がオフになると電圧Erは第2図
に示すように上昇するため、コンデンサ30が充電されて
コンデンサ30の電圧Ecが上昇する。この電圧はダイオー
ド6から9に印加されるため、この値がダイオードの許
容値を越えるとダイオードは破壊に至る。When the diodes 7 and 8 are turned off at time t1, the voltage Er rises as shown in FIG. 2, so that the capacitor 30 is charged and the voltage Ec of the capacitor 30 rises. Since this voltage is applied to the diodes 6 to 9, if this value exceeds the allowable value of the diode, the diode will be destroyed.
ところが、変換装置37は、ダイオード29とコンデンサ30
との接続転と、出力端子17aとの間にチョッパ回路36が
設けられており、駆動回路34は3次巻線26bの出力電圧
に同期してMOSFET32に対して第2図に示すチョッパ用信
号Esが出力される。即ち、MOSFET32は信号Esがハイにな
ると導通状態になり信号Esがローになると遮断状態にな
るよう構成されている。However, the converter 37 includes a diode 29 and a capacitor 30.
The chopper circuit 36 is provided between the output terminal 17a and the connection circuit with the drive circuit 34, and the drive circuit 34 synchronizes with the output voltage of the tertiary winding 26b and outputs the signal for the chopper shown in FIG. Es is output. That is, the MOSFET 32 is configured to be in a conductive state when the signal Es is high and to be in a cutoff state when the signal Es is low.
時刻t1以降ダイオード29を介してコンデンサ30が充電さ
れコンデンサ電圧Ecの上昇と同時に制御回路34から「ハ
イ」のチョッパ用信号Esが出力され、MOSFET32,リアク
トル33を逐次通って電流がながれ、コンデンサ30に蓄え
られた電荷が負荷18に放電される。After time t1, the capacitor 30 is charged via the diode 29, and at the same time as the capacitor voltage Ec rises, the control circuit 34 outputs the “high” chopper signal Es, and the current flows through the MOSFET 32 and the reactor 33 sequentially, and the capacitor 30 The electric charge stored in the load 18 is discharged to the load 18.
そして、時刻t10の時点で電圧ErがE2に落ち着き、コン
デンサ30の両端電圧Ecの時刻t1〜時刻t10までの経時変
化は、第2図のようになって、時刻t10でEc=E2とな
る。また、時刻t2で電圧Erが零になるとともにチョッパ
用信号EsがローとなるのでMOSFET32が遮断状態となり、
この結果リアクトル33を流れていた電流は該リアクト
ル,負荷18,ダイオード35からなる閉回路を還流して減
少する。このため、コンデンサ30の電圧Ecは時刻t2以降
E2の値を継続することになる。電圧Ecの時刻t3以降にお
ける波形が時刻t1以降における波形と同様であることは
自明である。Then, at time t10, the voltage Er settles down to E 2 , and the change over time in the voltage Ec across the capacitor 30 from time t1 to time t10 is as shown in FIG. 2, and at time t10 Ec = E 2 Become. Further, at time t2, the voltage Er becomes zero and the chopper signal Es becomes low, so that the MOSFET 32 is cut off.
As a result, the current flowing through the reactor 33 circulates in the closed circuit composed of the reactor, the load 18, and the diode 35 and decreases. Therefore, the voltage Ec of the capacitor 30 is after time t2.
The value of E 2 will continue. It is obvious that the waveform of the voltage Ec after the time t3 is similar to the waveform after the time t1.
変換装置37においては、インダクタンスLlによって誘起
された電圧が上述のようにしてコンデンサ30に吸収され
るので、この場合も変換装置19におけると同様に、ダイ
オード6〜9の各々に加えられる逆方向電圧を(E2+Δ
E)に抑制しうることが明らかで、変換装置37において
もコンデンサ30の容量C1を(3)式が成立するように設
定しているので、DC/DC変換装置を37のように構成する
とダイオード6〜9の破壊が防止されることになる。In the converter 37, the voltage induced by the inductance Ll is absorbed by the capacitor 30 as described above, and therefore, in this case as well, the reverse voltage applied to each of the diodes 6 to 9 is the same as in the converter 19. To (E 2 + Δ
It is obvious that the DC / DC converter can be suppressed to E), and the capacitance C 1 of the capacitor 30 is set so that the equation (3) is satisfied also in the converter 37. The breakdown of the diodes 6 to 9 is prevented.
C1{Irrp/(ΔE)a}2・Ll ……(3) そうして、第1図の場合に発生する電力損失Pは、二次
巻線26aに電圧が生じている期間にダイオード29、FET3
2、リアクトル33を通って流れる電流にもとづく損失
と、巻線26aに電圧が生じていない時にリアクトル33、
負荷18、ダイオード35を還流する電流にもとづく損失と
の和で、この場合、後者の電流は微小電流に抑制するこ
とができるうえ、前者の電流が流れる経路には変換装置
19におけるような抵抗Rが存在しないので、変換装置37
における損失Pは変換装置19における損失2Prに比べて
非常に小さい値になる。したがって、変換装置を37のよ
うに構成すると、抵抗Rを必要としないので、電力変換
効率の低下を招くことなく変換装置の小形化を達成しう
ることになる。C 1 {Irrp / (ΔE) a} 2 · Ll (3) Then, the power loss P generated in the case of FIG. 1 is the diode 29 during the period when the voltage is generated in the secondary winding 26a. , FET3
2, the loss due to the current flowing through the reactor 33 and the reactor 33 when no voltage is generated in the winding 26a,
In this case, the latter current can be suppressed to a very small current by the sum of the loss due to the current flowing through the load 18 and the diode 35. In this case, the former device has a conversion device in the path through which the current flows.
Since there is no resistance R as in 19, the converter 37
The loss P in 2 is extremely smaller than the loss 2Pr in the converter 19. Therefore, if the converter is configured as 37, the resistor R is not required, and therefore the converter can be downsized without lowering the power conversion efficiency.
上述したように、本発明においては、直流電源の出力電
圧を開閉して周期的な複極性パルス状の交流電圧を変圧
器を用いて前記直流電源に対して絶縁して出力するDC/A
C変換部と、前記交流電圧を全波整流する単相ブリッジ
整流回路と、単相ブリッジ整流回路の出力電圧を平滑化
してこの平滑化された直流電圧を両出力端子間に出力す
る平滑回路と、ダイオードと該ダイオードのカソードに
直列接続されたコンデンサとからなり両端に単相ブリッ
ジ整流回路の出力電圧が印加される直列CDスナバ回路
と、前記コンデンサの両端電圧を前記交流電圧に同期し
て開閉して平滑な直流出力電圧を両出力端子間に印加す
る直流チヨッパ回路とを備えるようにしてDC/DC変換装
置を構成した。As described above, in the present invention, the output voltage of the DC power supply is opened / closed to output a cyclic bipolar bipolar pulsed AC voltage by insulating it from the DC power supply using a transformer and outputting the DC / A.
A C conversion unit, a single-phase bridge rectifier circuit that full-wave rectifies the AC voltage, and a smoothing circuit that smoothes the output voltage of the single-phase bridge rectifier circuit and outputs the smoothed DC voltage between both output terminals. , A series CD snubber circuit consisting of a diode and a capacitor connected in series to the cathode of the diode, to which the output voltage of the single-phase bridge rectifier circuit is applied, and the voltage across the capacitor is opened and closed in synchronization with the AC voltage. Then, the DC / DC converter was configured so as to include a DC chipper circuit that applies a smooth DC output voltage between both output terminals.
このため、上述のように構成すると、変圧器の洩れイン
ダクタンスのために単相ブリッジ整流回路を構成する整
流用ダイオードの各々の逆回復時に発生するこれらダイ
オードのそれぞれにおける逆向きのはね上がり電圧を、
抵抗を介さないで直列CDスナバ回路のコンデンサに吸収
させ、しかる後このコンデンサが吸収したエネルギーを
直列チヨッパ回路を介して微小電流値で出力端子へ放電
して該出力端子に接続され負荷に供給することになるの
で、前述したスナバ抵抗に生じる電力損失が無くなって
変換効率の低下を招くことのないDC/DC変換装置が得ら
れることになる。また、この場合、スナバ抵抗が無いの
で変換装置を小形にすることができる。したがって、本
発明には、変換効率の低下を招くことなく変換装置を小
形化することができる効果がある。Therefore, when configured as described above, the reverse rising voltage in each of these diodes generated at the time of reverse recovery of each of the rectifying diodes constituting the single-phase bridge rectifying circuit due to the leakage inductance of the transformer,
The capacitor of the series CD snubber circuit is absorbed without passing through the resistor, and then the energy absorbed by this capacitor is discharged to the output terminal with a small current value via the series chipper circuit and connected to the output terminal and supplied to the load. Therefore, it is possible to obtain the DC / DC conversion device in which the power loss generated in the snubber resistance described above is eliminated and the conversion efficiency is not deteriorated. Further, in this case, since there is no snubber resistance, the conversion device can be downsized. Therefore, the present invention has an effect that the conversion device can be miniaturized without lowering the conversion efficiency.
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は第1図に
おける要部の波形説明図、第3図は従来のDC/DC変換装
置の構成図、第4図は第3図における要部の波形説明図
である。 1……直流電源、3,26……変圧器、4,27……DC/AC変換
部、5,28……単相ブリッジ整流回路、14……平滑回路、
15……平滑リアクトル、16……平滑コンデンサ、17a,17
b……出力端子、19,37……DC/DC変換装置、29……ダイ
オード、30……コンデンサ、31……直列CDスナバ回路、
36……直流チヨッパ回路、E2……交流電圧、V……直流
電圧、10,11,12,13……RCスナバ回路。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform explanatory diagram of a main part in FIG. 1, FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional DC / DC converter, and FIG. It is a wave form explanatory drawing of the principal part in a figure. 1 …… DC power supply, 3,26 …… Transformer, 4,27 …… DC / AC converter, 5,28 …… Single-phase bridge rectifier circuit, 14 …… Smoothing circuit,
15 …… Smoothing reactor, 16 …… Smoothing capacitor, 17a, 17
b …… output terminal, 19,37 …… DC / DC converter, 29 …… diode, 30 …… capacitor, 31 …… serial CD snubber circuit,
36 …… DC chipper circuit, E 2 …… AC voltage, V …… DC voltage, 10,11,12,13 …… RC snubber circuit.
Claims (1)
極性のパルス状の交流電圧を変圧器を用いて前記電源に
対して絶縁して出力するDC/AC変換部と、 前記交流電圧を全波整流する単相ブリッジ整流回路と、 前記単相ブリッジ整流回路の出力電圧を平滑化してこの
平滑化された直流電圧を両出力端子間に出力する平滑回
路と、 ダイオードと該ダイオードのカソードに直列接続された
コンデンサとからなり両端に前記単相ブリッジ整流回路
の出力電圧が印加される直列CDスナバ回路とからなるDC
/DC変換装置において、 前記直列CDスナバ回路のダイオードとコンデンサとの接
続点と、直流電圧出力端子との間に接続され、 前記交流電圧に同期して開閉することにより、前記コン
デンサの両端電圧を平滑な直流電圧として前記両出力端
子間に印加する直流チョッパ回路を備えたことを特徴と
するDC/DC変換装置。1. A DC / AC converter that opens and closes an output voltage of a DC power supply to output a periodic bipolar bipolar pulsed AC voltage while insulating it from the power supply using a transformer, and the AC. A single-phase bridge rectifier circuit for full-wave rectifying the voltage, a smoothing circuit for smoothing the output voltage of the single-phase bridge rectifier circuit and outputting the smoothed DC voltage between both output terminals, a diode and a diode DC consisting of a capacitor connected in series to the cathode and a series CD snubber circuit to which the output voltage of the single-phase bridge rectifier circuit is applied at both ends
In the / DC converter, it is connected between the connection point of the diode and the capacitor of the series CD snubber circuit, and the DC voltage output terminal, by opening and closing in synchronization with the AC voltage, the voltage across the capacitor A DC / DC converter comprising a DC chopper circuit for applying a smooth DC voltage between the output terminals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP89288A JPH0685632B2 (en) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | DC / DC converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP89288A JPH0685632B2 (en) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | DC / DC converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01177870A JPH01177870A (en) | 1989-07-14 |
| JPH0685632B2 true JPH0685632B2 (en) | 1994-10-26 |
Family
ID=11486331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP89288A Expired - Lifetime JPH0685632B2 (en) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | DC / DC converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685632B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2734764B2 (en) * | 1990-09-19 | 1998-04-02 | 富士電機株式会社 | DC power supply |
| JP2514885B2 (en) * | 1992-08-24 | 1996-07-10 | 山洋電気株式会社 | DC power supply |
| JP5387628B2 (en) * | 2011-07-29 | 2014-01-15 | Tdk株式会社 | Current type isolated converter |
| JP5507017B2 (en) * | 2011-11-21 | 2014-05-28 | 三菱電機株式会社 | DC / DC converter |
| JP6201586B2 (en) * | 2013-09-30 | 2017-09-27 | 三菱電機株式会社 | DC / DC converter |
| JP6881258B2 (en) * | 2017-11-28 | 2021-06-02 | 富士電機機器制御株式会社 | Connection structure of electrical equipment |
-
1988
- 1988-01-06 JP JP89288A patent/JPH0685632B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01177870A (en) | 1989-07-14 |
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