JP2001231251A - 非絶縁型dc−dcコンバータ - Google Patents
非絶縁型dc−dcコンバータInfo
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Abstract
能を設ける。 【解決手段】主半導体スイッチ回路31,リアクトル3
2,コンデンサ33,第1半導体スイッチ回路34,コ
ンデンサ35,第2半導体スイッチ回路36,電流検出
手段41で構成された非絶縁型DC−DCコンバータ1
1において、電流検出手段41が過電流を検出したとき
に、主半導体スイッチ回路31,第1半導体スイッチ回
路34,第2半導体スイッチ36のうち、少なくともい
ずれか一つをオフさせる。
Description
Cコンバータ(チョッパ回路とも称する)に係わり、特
に、該DC−DCコンバータの過電流保護ための回路構
成に関する。
として、同一出願人による平成11年特許願第9824
5号に記載されている回路構成のものがある。
45号に記載されている非絶縁型DC−DCコンバータ
に相当する主回路構成図である。
低圧直流電源、10は非絶縁型DC−DCコンバータで
ある。
は、図示の如き極性に接続されるMOSFET31a,
31bと図示しない主半導体スイッチ制御回路とからな
る主半導体スイッチ回路31と、リアクトル32と、コ
ンデンサ33と、図示の如き極性に接続されるMOSF
ETと図示しない第1半導体スイッチ制御回路とからな
る第1半導体スイッチ回路34と、コンデンサ35と、
図示の如き極性に接続されるMOSFETと図示しない
第2半導体スイッチ制御回路とからなる第2半導体スイ
ッチ回路36とから構成されている。
ータ10において、通常動作時には第1半導体スイッチ
回路34と第2半導体スイッチ回路36とを共にオン状
態とし、主半導体スイッチ回路31を構成するMOSF
ET31aとMOSFET31bとを交互のオンさせる
ときの両者のオン期間の比率などを前記主半導体スイッ
チ制御回路により調整することで高圧直流電源1と低圧
直流電源2との間でいずれか一方向又は双方向に電力を
供給できることは周知である。
10において、高圧直流電源1から低圧直流電源2へ電
力を供給する、いわゆる降圧動作を行わせるときには、
MOSFET31bを常にオフ状態にして図示の破線の
寄生ダイオードのみを動作させるか、又は、前記平成1
1年特許願第98245号に記載されている如くMOS
FET31bをダイオードに取り替えてもよい。
コンバータ10において、上述の如く通常動作時は、第
1半導体スイッチ回路34のMOSFETはオン状態に
し、破線の寄生ダイオードを動作させることなく、順方
向,逆方向共に通流可能にしているが、例えば、高圧直
流電源1を誤って逆極性に接続されたときには、これを
前記第1半導体スイッチ制御回路により検知して第1半
導体スイッチ回路34のMOSFETはオフ状態にする
ことにより、前記MOSFET31aの破線の寄生ダイ
オードを介して流れる短絡電流が阻止される。
Cコンバータ10において、上述の如く通常動作時は、
第2半導体スイッチ回路36のMOSFETはオン状態
にし、破線の寄生ダイオードを動作させることなく、順
方向,逆方向共に通流可能にしているが、例えば、低圧
直流電源2を誤って逆極性に接続されたときには、これ
を前記第2半導体スイッチ制御回路により検知して第2
半導体スイッチ回路36のMOSFETはオフ状態にす
ることにより、前記MOSFET31bの破線の寄生ダ
イオードを介して流れる短絡電流が阻止される。
の前記平成11年特許願第98245号に記載されてい
る非絶縁型DC−DCコンバータに相当する主回路構成
図であり、図16に示した回路構成と同一機能を有する
ものには同一符号を付して重複する説明を省略する。
Cコンバータ20が図16に示した回路構成と異なる点
は、第2半導体スイッチ回路37として、図示の如き極
性に接続されたMOSFET37a,37bと図示しな
い第2半導体スイッチ制御回路とを備えている。
体スイッチ回路36のMOSFETと同様の保護動作を
行ない、また、前記MOSFET37bは、例えば、高
圧直流電源1を誤って逆極性に接続し、その結果、コン
デンサ33の両端電圧が異常下降したときに、前記第2
半導体スイッチ制御回路がこれを検知して前記MOSF
ET37a,37b共にオフ状態にすることにより、低
圧直流電源2から前記MOSFET37aの破線の寄生
ダイオードを介してコンデンサ33に流れる過電流を阻
止することができる。
17に示した非絶縁型DC−DCコンバータ10,20
は、.高圧直流電源1の逆極性接続、.低圧直流電
源2の逆極性接続、.高圧直流電源1と低圧直流電源
2とを入れ違えて接続したときなどには、第1半導体ス
イッチ回路34と、第2半導体スイッチ回路36または
第2半導体スイッチ回路37とによりこれらの誤接続に
よる非絶縁型DC−DCコンバータ10,20の内部の
損傷は保護されており、例えば、定期的に保守点検が行
われ、その際に上述の誤接続の恐れがある自動車の内部
電源に供される用途などにおける実使用上の問題点は除
かれているが、さらに、この種の非絶縁型DC−DCコ
ンバータにおいては、該DC−DCコンバータ内部の異
常動作、例えば、構成する半導体素子の破損に対しても
保護できることが望まれている。
絶縁型DC−DCコンバータを提供することにある。
直流電源と低圧直流電源との間でいずれか一方向又は双
方向に電力を供給するためにオン,オフ動作を行う主半
導体スイッチ回路と、該主半導体スイッチ回路の前記高
圧直流電源側及び低圧直流電源側に配置され、保護動作
を行う第1及び第2半導体スイッチ回路とからなる非絶
縁型DC−DCコンバータに、前記主半導体スイッチ回
路の電流を検出する電流検出手段を設け、該電流検出手
段により検出された電流が規定値を超えたときに、前記
主半導体スイッチ回路,第1半導体スイッチ回路,第2
半導体スイッチ回路のうち、少なくともいずれか一つを
オフするようにしたことを特徴とする非絶縁型DC−D
Cコンバータにする。
C−DCコンバータにおいて、前記電流検出手段はCT
とし、該CTの一次巻線には前記主半導体スイッチ回路
の電流を流すようにしたことを特徴とする。
C−DCコンバータにおいて、前記電流検出手段はCT
と、該CTの一次巻線に直列接続され該巻線の通流制御
半導体素子とからなることを特徴とする。
C−DCコンバータにおいて、前記主半導体スイッチ回
路と通流制御半導体素子とは互いに同期してオン又はオ
フするようにしたことを特徴とする。
絶縁型DC−DCコンバータにおいて、前記電流検出手
段側の回路時定数と前記主半導体スイッチ回路側の回路
時定数とをほぼ等しく設定したことを特徴とする。
源との間でいずれか一方向又は双方向に電力を供給する
ためにオン,オフ動作を行う主半導体スイッチ回路と、
該主半導体スイッチ回路の前記高圧直流電源側及び低圧
直流電源側に配置され、保護動作を行う第1及び第2半
導体スイッチ回路とからなる非絶縁型DC−DCコンバ
ータに、前記第1半導体スイッチ回路の電流を検出する
電流検出手段を設け、該電流検出手段により検出された
電流が規定値を超えたときに、前記主半導体スイッチ回
路,第1半導体スイッチ回路,第2半導体スイッチ回路
のうち、少なくともいずれか一つをオフするようにした
ことを特徴とする非絶縁型DC−DCコンバータにす
る。
C−DCコンバータにおいて、前記電流検出手段はCT
とし、該CTの一次巻線には前記第1半導体スイッチ回
路の電流を流すようにしたことを特徴とする。
C−DCコンバータにおいて、前記電流検出手段はCT
と、該CTの一次巻線に直列接続され該巻線の通流制御
半導体素子とからなることを特徴とする。
C−DCコンバータにおいて、前記第1半導体スイッチ
回路と通流制御半導体素子とは互いに同期してオン又は
オフするようにしたことを特徴とする。
非絶縁型DC−DCコンバータにおいて、前記電流検出
手段側の回路時定数と前記第1半導体スイッチ回路側の
回路時定数とをほぼ等しく設定したことを特徴とする。
電源との間でいずれか一方向又は双方向に電力を供給す
るためにオン,オフ動作を行う主半導体スイッチ回路
と、該主半導体スイッチ回路の前記高圧直流電源側及び
低圧直流電源側に配置され、保護動作を行う第1及び第
2半導体スイッチ回路とからなる非絶縁型DC−DCコ
ンバータに、前記第2半導体スイッチ回路の電流を検出
する電流検出手段を設け、該電流検出手段により検出さ
れた電流が規定値を超えたときに、前記主半導体スイッ
チ回路,第1半導体スイッチ回路,第2半導体スイッチ
回路のうち、少なくともいずれか一つをオフするように
したことを特徴とする非絶縁型DC−DCコンバータと
する。
型DC−DCコンバータにおいて、前記電流検出手段は
CTとし、該CTの一次巻線には前記第2半導体スイッ
チ回路の電流を流すようにしたことを特徴とする。
型DC−DCコンバータにおいて、前記電流検出手段は
CTと、該CTの一次巻線に直列接続され該巻線の通流
制御半導体素子とからなることを特徴とする。
型DC−DCコンバータにおいて、前記第2半導体スイ
ッチ回路と通流制御半導体素子とは互いに同期してオン
又はオフするようにしたことを特徴とする。
明の非絶縁型DC−DCコンバータにおいて、前記電流
検出手段側の回路時定数と前記第2半導体スイッチ回路
側の回路時定数とをほぼ等しく設定したことを特徴とす
る。
れかの発明の非絶縁型DC−DCコンバータにおいて、
前記非絶縁型DC−DCコンバータを構成するそれぞれ
の半導体素子は、ユニポーラ型半導体素子としたことを
特徴とする。
型DC−DCコンバータにおいて、前記ユニポーラ型半
導体素子は、MOSFETとしたことを特徴とする。
バータそれぞれに備える前記主半導体スイッチ回路を構
成する半導体素子のいずれかが破損したときには、この
破損に伴って発生する異常電流が他の健全な半導体素子
に流れることに着目し、前記電流検出手段によりこの異
常電流を検知して前記健全な半導体素子をオフすること
により、このDC−DCコンバータでの破損の拡大を阻
止している。
を示す非絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であ
り、図16に示した回路構成と同一機能を有するものに
は同一符号を付して重複する説明を省略する。
コンバータ11には、主半導体スイッチ回路31を構成
するMOSFET31aのドレイン端子側に、一次巻線
を前記ドレイン端子側としたCT41a,CT41aの
二次巻線の両端に接続される抵抗41b,CT41aの
一次巻線の電流が増大して抵抗41bの両端電圧が規定
値を超えたときに「過電流」信号を出力する比較器41
cからなる電流検出手段41が挿設されている。
おいて、主半導体スイッチ回路31のMOSFET31
bが短絡故障すると、主半導体スイッチ回路31のMO
SFET31aがオン時に高圧直流電源1から電流検出
手段41を経由した異常電流(短絡電流)が流れるの
で、電流検出手段41がこれを検知して「過電流」信号
を出力し、この「過電流」信号により主半導体スイッチ
回路31と第2半導体スイッチ回路36とをオフさせ
て、この非絶縁型DC−DCコンバータ11での破損の
拡大を阻止している。
絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であり、図1
6に示した回路構成と同一機能を有するものには同一符
号を付して重複する説明を省略する。
コンバータ12には、主半導体スイッチ回路31を構成
するMOSFET31bのドレイン端子側に、一次巻線
を前記ドレイン端子側としたCT42a,CT42aの
二次巻線の両端に接続される抵抗42b,CT42aの
一次巻線の電流が増大して抵抗42bの両端電圧が規定
値を超えたときに「過電流」信号を出力する比較器42
cからなる電流検出手段42が挿設されている。
おいて、主半導体スイッチ回路31のMOSFET31
aが短絡故障すると、例えば、主半導体スイッチ回路3
1のMOSFET31bがオン時に高圧直流電源1から
電流検出手段42を経由した異常電流(短絡電流)が流
れるので、電流検出手段42がこれを検知して「過電
流」信号を出力し、この「過電流」信号により主半導体
スイッチ回路31と第2半導体スイッチ回路36とをオ
フさせて、この非絶縁型DC−DCコンバータ12での
破損の拡大を阻止している。
絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であり、図1
6に示した回路構成と同一機能を有するものには同一符
号を付して重複する説明を省略する。
コンバータ13には、主半導体スイッチ回路31を構成
するMOSFET31aのドレイン端子とソース端子間
に、一次巻線の一端を前記ドレイン端子側としたCT5
1a,図示の極性に接続されてMOSFET31aと互
いに同期してオン,オフするるMOSFET51b,C
T51aの二次巻線の両端に接続される抵抗51c,C
T51aの一次巻線の電流が増大して抵抗51cの両端
電圧が規定値を超えたときに「過電流」信号を出力する
比較器51dからなる電流検出手段51が接続されてい
る。
る基本的要件として、主半導体スイッチ回路31,第1
半導体スイッチ回路34,第2半導体スイッチ回路36
又は37を構成するそれぞれのMOSFETと、MOS
FET51bとが有する電圧−電流特性について、図4
に示す特性図を参照しつつ、以下に説明をする。
のMOSFETは、先述の如く、破線の寄生ダイオード
を介することなく順方向,逆方向ともに通流可能であ
り、図4の太実線に示す如く、通流時のドレイン−ソー
ス間電圧はドレイン電流に対して直線状に変化するいわ
ゆる抵抗特性を有しており、この抵抗値を小さく製作す
ることにより、ユニポーラ特性を有するために高周波特
性が劣る寄生ダイオードの立ち上がり電圧以下の範囲で
動作させることが可能となり、その結果、スイッチング
損失を低減した高効率の非絶縁型DC−DCコンバータ
を提供できる。
ーラ型半導体素子としてのIGBTでは、順方向のみが
通流可能であり、このIGBTは高速動作ができるが、
そのコレクタ−エミッタ電圧特性は図示の如き立ち上が
り電圧を有するために、スイッチング損失を増大させ
る。また、逆方向に通流させるためにIGBTと逆並列
に接続されるダイオードもバイポーラ特性を有する半導
体素子である。
図5,図6に示す等価回路を参照しつつ、以下に説明を
する。
価回路であり、RaはMOSFET31aの等価抵抗
値、r1 は電流検出手段51を構成するMOSFET5
1bを含めた電流検出手段51の等価抵抗値、Iは検出
すべき電流、IaはMOSFET31aに流れる電流、
I1 はCT51aの一次巻線に流れる電流とすると、下
記式(1)〜(2)の関係にある。
価抵抗値を電流検出手段51側の抵抗値の1/mにする
と、CT51aの一次巻線に流れる電流(I1 )は検出
すべき電流(I)の1/(m+1)になり、従って、C
T51a,MOSFET51bを小型にすることができ
る。
が高周波になり、前述のインダクタンスの影響が無視で
きなくなったときの等価回路であり、LaはMOSFE
T31aのドレイン−ソース間のインダクタンス、l1
は電流検出手段51側のインダクタンスを示す。
とインダクタンスとの関係を下記式(5)の関係に設定
する。
見たMOSFET31aがオン時の回路時定数と、電流
検出手段51の時定数とをほぼ同じすることにより、電
流検出手段51の検出タイミングを整合することができ
る。
コンバータ13において、主半導体スイッチ回路31の
MOSFET31bが短絡故障すると、主半導体スイッ
チ回路31のMOSFET31aがオン時に高圧直流電
源1から異常電流(短絡電流)が流れるので、電流検出
手段51がこれを検知して「過電流」信号を出力し、こ
の「過電流」信号により主半導体スイッチ回路31と第
2半導体スイッチ回路36とをオフさせて、この非絶縁
型DC−DCコンバータ13での破損の拡大を阻止して
いる。
絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であり、図1
6に示した回路構成と同一機能を有するものには同一符
号を付して重複する説明を省略する。
コンバータ14には、主半導体スイッチ回路31を構成
するMOSFET31bのドレイン端子とソース端子間
に、一次巻線の一端を前記ドレイン端子側としたCT5
2a,図示の極性に接続されてMOSFET31bと互
いに同期してオン,オフするるMOSFET52b,C
T52aの二次巻線の両端に接続される抵抗52c,C
T52aの一次巻線の電流が増大して抵抗52cの両端
電圧が規定値を超えたときに「過電流」信号を出力する
比較器52dからなる電流検出手段52が接続されてい
る。
段51と同等の機能を有しており、非絶縁型DC−DC
コンバータ14において、主半導体スイッチ回路31の
MOSFET31aが短絡故障すると、例えば、主半導
体スイッチ回路31のMOSFET31bがオン時に高
圧直流電源1から異常電流(短絡電流)が流れるので、
電流検出手段52がこれを検知して「過電流」信号を出
力し、この「過電流」信号により主半導体スイッチ回路
31と第2半導体スイッチ回路36とをオフさせて、こ
の非絶縁型DC−DCコンバータ14での破損の拡大を
阻止している。
絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であり、図3
又は図7に示した回路構成と同一機能を有するものには
同一符号を付して重複する説明を省略する。
コンバータ15には、主半導体スイッチ回路31を構成
するMOSFET31aのドレイン端子とソース端子間
に電流検出手段51が接続され、MOSFET31bの
ドレイン端子とソース端子間に電流検出手段52が接続
されており、これら電流検出手段の動作の説明は重複す
るので省略する。
絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であり、図1
6に示した回路構成と同一機能を有するものには同一符
号を付して重複する説明を省略する。
コンバータ16には、主半導体スイッチ回路31を構成
するMOSFET31aのドレイン端子に図示の極性に
接続されてMOSFET31aと互いに同期してオン,
オフするるMOSFET53a,MOSFET31bの
ソース端子に図示の極性に接続されてMOSFET31
bと互いに同期してオン,オフするるMOSFET53
b,図示の如く接続される一次巻線を2組有するCT5
3c,CT53cの二次巻線の両端に接続される抵抗5
3d,CT53cのいずれかの一次巻線の電流が増大し
て抵抗53dの両端電圧が規定値を超えたときに「過電
流」信号を出力する比較器53eからなる電流検出手段
53が接続されている。
段51及び電流検出手段52と同等の機能を有してお
り、非絶縁型DC−DCコンバータ16における電流検
出手段53の動作の説明は重複するので省略する。
非絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であり、図
16に示した回路構成と同一機能を有するものには同一
符号を付して重複する説明を省略する。
Cコンバータ17には、第2半導体スイッチ回路36を
構成するMOSFETのドレイン端子側に、一次巻線を
前記ドレイン端子側としたCT43a,CT43aの二
次巻線の両端に接続される抵抗43b,CT43aの一
次巻線の電流が増大して抵抗43bの両端電圧が規定値
を超えたときに「過電流」信号を出力する比較器43c
からなる電流検出手段43が挿設されている。
おいて、例えば、主半導体スイッチ回路31のMOSF
ET31aが短絡故障すると、高圧直流電源1,電流検
出手段43,低圧直流電源2の経路に異常電流(短絡電
流)が流れるので、電流検出手段43がこれを検知して
「過電流」信号を出力し、この「過電流」信号により第
2半導体スイッチ回路36をオフさせて、この非絶縁型
DC−DCコンバータ17での破損の拡大を阻止してい
る。
非絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であり、図
17に示した回路構成と同一機能を有するものには同一
符号を付して重複する説明を省略する。
Cコンバータ21には、第2半導体スイッチ回路37を
構成するMOSFET37bのドレイン端子とソース端
子間に、一次巻線の一端を前記ドレイン端子側としたC
T54a,図示の極性に接続されてMOSFET37b
と互いに同期してオン,オフするるMOSFET54
b,CT54aの二次巻線の両端に接続される抵抗54
c,CT54aの一次巻線の電流が増大して抵抗54c
の両端電圧が規定値を超えたときに「過電流」信号を出
力する比較器54dからなる電流検出手段54が接続さ
れている。
段51と同等の機能を有しており、非絶縁型DC−DC
コンバータ21において、主半導体スイッチ回路31の
MOSFET31a,MOSFET31bのいずれかが
短絡故障すると、低圧直流電源2側にも異常電流(短絡
電流)が流れるので、電流検出手段54がこれを検知し
て「過電流」信号を出力し、この「過電流」信号により
第1半導体スイッチ回路34と第2半導体スイッチ回路
37とをオフさせて、この非絶縁型DC−DCコンバー
タ21での破損の拡大を阻止している。
非絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であり、図
17に示した回路構成と同一機能を有するものには同一
符号を付して重複する説明を省略する。
Cコンバータ22には、第2半導体スイッチ回路37を
構成するMOSFET37aのドレイン端子とソース端
子間に、一次巻線の一端を前記ドレイン端子側としたC
T55a,図示の極性に接続されてMOSFET37a
と互いに同期してオン,オフするるMOSFET55
b,CT55aの二次巻線の両端に接続される抵抗55
c,CT55aの一次巻線の電流が増大して抵抗55c
の両端電圧が規定値を超えたときに「過電流」信号を出
力する比較器55dからなる電流検出手段55が接続さ
れている。
段51と同等の機能を有しており、非絶縁型DC−DC
コンバータ22において、主半導体スイッチ回路31の
MOSFET31a,MOSFET31bのいずれかが
短絡故障すると、低圧直流電源2側にも異常電流(短絡
電流)が流れるので、電流検出手段55がこれを検知し
て「過電流」信号を出力し、この「過電流」信号により
第1半導体スイッチ回路34と第2半導体スイッチ回路
37とをオフさせて、この非絶縁型DC−DCコンバー
タ21での破損の拡大を阻止している。
す非絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であり、
図17に示した回路構成と同一機能を有するものには同
一符号を付して重複する説明を省略する。
Cコンバータ23には、第2半導体スイッチ回路37を
構成するMOSFET37aのドレイン端子に図示の極
性に接続されてMOSFET37aと互いに同期してオ
ン,オフするるMOSFET56a,MOSFET37
bのソース端子に図示の極性に接続されてMOSFET
37bと互いに同期してオン,オフするるMOSFET
56b,図示の如く接続される一次巻線を2組有するC
T56c,CT56cの二次巻線の両端に接続される抵
抗56d,CT56cのいずれかの一次巻線の電流が増
大して抵抗56dの両端電圧が規定値を超えたときに
「過電流」信号を出力する比較器56eからなる電流検
出手段56が接続されている。
段54及び電流検出手段55と同等の機能を有してお
り、非絶縁型DC−DCコンバータ23における電流検
出手段56の動作の説明は重複するので省略する。
す非絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であり、
図16に示した回路構成と同一機能を有するものには同
一符号を付して重複する説明を省略する。
Cコンバータ18には、高圧直流電源1から第1半導体
スイッチ回路34への経路に、一次巻線を高圧直流電源
1側としたCT44a,CT44aの二次巻線の両端に
接続される抵抗44b,CT44aの一次巻線の電流が
増大して抵抗44bの両端電圧が規定値を超えたときに
「過電流」信号を出力する比較器44cからなる電流検
出手段44が挿設されている。
おいて、主半導体スイッチ回路31のMOSFET31
bが短絡故障すると、主半導体スイッチ回路31のMO
SFET31aがオン時に高圧直流電源1から電流検出
手段44を経由した異常電流(短絡電流)が流れるの
で、電流検出手段44がこれを検知して「過電流」信号
を出力し、この「過電流」信号により主半導体スイッチ
回路31と第2半導体スイッチ回路36とをオフさせ
て、この非絶縁型DC−DCコンバータ18での破損の
拡大を阻止している。
す非絶縁型DC−DCコンバータの回路構成図であり、
図17に示した回路構成と同一機能を有するものには同
一符号を付して重複する説明を省略する。
Cコンバータ24には、第1半導体スイッチ回路34を
構成するMOSFETのドレイン端子とソース端子間
に、一次巻線の一端を前記ドレイン端子側としたCT5
7a,図示の極性に接続されて前記MOSFETと互い
に同期してオン,オフするるMOSFET57b,CT
57aの二次巻線の両端に接続される抵抗57c,CT
57aの一次巻線の電流が増大して抵抗57cの両端電
圧が規定値を超えたときに「過電流」信号を出力する比
較器57dからなる電流検出手段57が接続されてい
る。
段51と同等の機能を有しており、非絶縁型DC−DC
コンバータ24において、主半導体スイッチ回路31の
MOSFET31bが短絡故障すると、高圧直流電源1
から異常電流(短絡電流)が流れるので、電流検出手段
57がこれを検知して「過電流」信号を出力し、この
「過電流」信号により主半導体スイッチ回路31と第2
半導体スイッチ回路37とをオフさせて、この非絶縁型
DC−DCコンバータ24での破損の拡大を阻止してい
る。
コンバータの主回路電流を電流検出手段により直接的ま
たは間接的に検出して、該DC−DCコンバータの主半
導体スイッチ回路の異常動作に伴う損傷の拡大を阻止す
る機能を追加したので、各種の電子機器の電源として好
適である。
価格で具現でき、従って、この非絶縁型DC−DCコン
バータ全体の小型・軽量化,低価格化に寄与できる。
DCコンバータの回路構成図
DCコンバータの回路構成図
DCコンバータの回路構成図
図
DCコンバータの回路構成図
DCコンバータの回路構成図
DCコンバータの回路構成図
−DCコンバータの回路構成図
−DCコンバータの回路構成図
−DCコンバータの回路構成図
C−DCコンバータの回路構成図
C−DCコンバータの回路構成図
C−DCコンバータの回路構成図
の回路構成図
の回路構成図
0〜24…非絶縁型DC−DCコンバータ、31…主半
導体スイッチ回路、32…リアクトル、33…コンデン
サ、34…第1半導体スイッチ回路、35…コンデン
サ、36,37…第2半導体スイッチ回路、41〜4
4,51〜57…電流検出手段。
Claims (17)
- 【請求項1】 高圧直流電源と低圧直流電源との間でい
ずれか一方向又は双方向に電力を供給するためにオン,
オフ動作を行う主半導体スイッチ回路と、 該主半導体スイッチ回路の前記高圧直流電源側及び低圧
直流電源側に配置され、保護動作を行う第1及び第2半
導体スイッチ回路とからなる非絶縁型DC−DCコンバ
ータに、 前記主半導体スイッチ回路の電流を検出する電流検出手
段を設け、 該電流検出手段により検出された電流が規定値を超えた
ときに、前記主半導体スイッチ回路,第1半導体スイッ
チ回路,第2半導体スイッチ回路のうち、少なくともい
ずれか一つをオフするようにしたことを特徴とする非絶
縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の非絶縁型DC−DCコ
ンバータにおいて、 前記電流検出手段はCTとし、 該CTの一次巻線には前記主半導体スイッチ回路の電流
を流すようにしたことを特徴とする非絶縁型DC−DC
コンバータ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の非絶縁型DC−DCコ
ンバータにおいて、 前記電流検出手段はCTと、該CTの一次巻線に直列接
続され該巻線の通流制御半導体素子とからなることを特
徴とする非絶縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項4】 請求項3に記載の非絶縁型DC−DCコ
ンバータにおいて、 前記主半導体スイッチ回路と通流制御半導体素子とは互
いに同期してオン又はオフするようにしたことを特徴と
する非絶縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項5】 請求項3又は請求項4に記載の非絶縁型
DC−DCコンバータにおいて、 前記電流検出手段側の回路時定数と前記主半導体スイッ
チ回路側の回路時定数とをほぼ等しく設定したことを特
徴とする非絶縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項6】 高圧直流電源と低圧直流電源との間でい
ずれか一方向又は双方向に電力を供給するためにオン,
オフ動作を行う主半導体スイッチ回路と、 該主半導体スイッチ回路の前記高圧直流電源側及び低圧
直流電源側に配置され、保護動作を行う第1及び第2半
導体スイッチ回路とからなる非絶縁型DC−DCコンバ
ータに、 前記第1半導体スイッチ回路の電流を検出する電流検出
手段を設け、 該電流検出手段により検出された電流が規定値を超えた
ときに、前記主半導体スイッチ回路,第1半導体スイッ
チ回路,第2半導体スイッチ回路のうち、少なくともい
ずれか一つをオフするようにしたことを特徴とする非絶
縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項7】 請求項6に記載の非絶縁型DC−DCコ
ンバータにおいて、 前記電流検出手段はCTとし、 該CTの一次巻線には前記第1半導体スイッチ回路の電
流を流すようにしたことを特徴とする非絶縁型DC−D
Cコンバータ。 - 【請求項8】 請求項6に記載の非絶縁型DC−DCコ
ンバータにおいて、 前記電流検出手段はCTと、該CTの一次巻線に直列接
続され該巻線の通流制御半導体素子とからなることを特
徴とする非絶縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項9】 請求項8に記載の非絶縁型DC−DCコ
ンバータにおいて、 前記第1半導体スイッチ回路と通流制御半導体素子とは
互いに同期してオン又はオフするようにしたことを特徴
とする非絶縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項10】 請求項8又は請求項9に記載の非絶縁
型DC−DCコンバータにおいて、 前記電流検出手段側の回路時定数と前記第1半導体スイ
ッチ回路側の回路時定数とをほぼ等しく設定したことを
特徴とする非絶縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項11】 高圧直流電源と低圧直流電源との間で
いずれか一方向又は双方向に電力を供給するためにオ
ン,オフ動作を行う主半導体スイッチ回路と、 該主半導体スイッチ回路の前記高圧直流電源側及び低圧
直流電源側に配置され、保護動作を行う第1及び第2半
導体スイッチ回路とからなる非絶縁型DC−DCコンバ
ータに、 前記第2半導体スイッチ回路の電流を検出する電流検出
手段を設け、 該電流検出手段により検出された電流が規定値を超えた
ときに、前記主半導体スイッチ回路,第1半導体スイッ
チ回路,第2半導体スイッチ回路のうち、少なくともい
ずれか一つをオフするようにしたことを特徴とする非絶
縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項12】 請求項11に記載の非絶縁型DC−D
Cコンバータにおいて、 前記電流検出手段はCTとし、 該CTの一次巻線には前記第2半導体スイッチ回路の電
流を流すようにしたことを特徴とする非絶縁型DC−D
Cコンバータ。 - 【請求項13】 請求項11に記載の非絶縁型DC−D
Cコンバータにおいて、 前記電流検出手段はCTと、該CTの一次巻線に直列接
続され該巻線の通流制御半導体素子とからなることを特
徴とする非絶縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項14】 請求項13に記載の非絶縁型DC−D
Cコンバータにおいて、 前記第2半導体スイッチ回路と通流制御半導体素子とは
互いに同期してオン又はオフするようにしたことを特徴
とする非絶縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項15】 請求項13又は請求項14に記載の非
絶縁型DC−DCコンバータにおいて、 前記電流検出手段側の回路時定数と前記第2半導体スイ
ッチ回路側の回路時定数とをほぼ等しく設定したことを
特徴とする非絶縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項16】 請求項1乃至請求項15のいずれかに
記載の非絶縁型DC−DCコンバータにおいて、 前記非絶縁型DC−DCコンバータを構成するそれぞれ
の半導体素子は、ユニポーラ型半導体素子としたことを
特徴とする非絶縁型DC−DCコンバータ。 - 【請求項17】 請求項16に記載の非絶縁型DC−D
Cコンバータにおいて、 前記ユニポーラ型半導体素子は、MOSFETとしたこ
とを特徴とする非絶縁型DC−DCコンバータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000035574A JP2001231251A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 非絶縁型dc−dcコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000035574A JP2001231251A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 非絶縁型dc−dcコンバータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001231251A true JP2001231251A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18559753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000035574A Pending JP2001231251A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 非絶縁型dc−dcコンバータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001231251A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2381140A (en) * | 2001-08-07 | 2003-04-23 | Yazaki Corp | Power supply arrangement to reduce in-rush current |
JP2008029126A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Fujitsu Ten Ltd | 昇圧回路、モータ駆動回路及び電動パワーステアリング制御装置 |
US7760522B2 (en) | 2005-12-16 | 2010-07-20 | Fujitsu Limited | Control unit for controlling DC/DC converter, DC/DC converter, electric apparatus, and apparatus having supply circuit |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000035574A patent/JP2001231251A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2381140A (en) * | 2001-08-07 | 2003-04-23 | Yazaki Corp | Power supply arrangement to reduce in-rush current |
GB2381140B (en) * | 2001-08-07 | 2003-12-10 | Yazaki Corp | Load driving apparatus |
US6693390B2 (en) | 2001-08-07 | 2004-02-17 | Yazaki Corporation | Load driving apparatus |
US7760522B2 (en) | 2005-12-16 | 2010-07-20 | Fujitsu Limited | Control unit for controlling DC/DC converter, DC/DC converter, electric apparatus, and apparatus having supply circuit |
JP2008029126A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Fujitsu Ten Ltd | 昇圧回路、モータ駆動回路及び電動パワーステアリング制御装置 |
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