JP4684758B2 - 電源装置 - Google Patents
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その一つとして、中点電圧を設けて1/2の電圧に分けてスイッチング電源を直列に構成する方法が考えられ、スイッチング素子にかかる電圧も半分になり、要求される耐圧も半分にできるので、安価なスイッチング素子を使用することができる。
このように中点電圧安定しないと様々な課題が生じ、良質な電源装置を提供することは難しく、安定した中点電圧を与える回路が求められている。
或いは、分圧用の複数のコンデンサに特性のばらつきがある場合でも、特性のばらつきによる影響が少なく中点電位の変動を抑えることができるという効果もある。
今、一定パルス幅ドライブ回路116が信号線114および115を介してスイッチング手段110および111をオンさせると、コイル108および109に電流が流れ、コイル108および109のコイル端子間の電圧121および122はそれぞれVn1およびVn2となる。
ここで、負荷変動によって電圧(V1)117と電圧(V2)118のバランスが崩れた場合の中点電圧生成回路100の動作について図6を用いて説明する。図6は中点電圧生成回路100で負荷変動が生じた場合のコンデンサ106の両端の電圧(V1)117と充電電流(Ic1)119、コンデンサ107の両端の電圧(V2)118と充電電流(Ic2)120、およびダイオード113を流れる電流(Id2)123の様子をそれぞれ表している。
ここで、スイッチング手段110とスイッチング手段111とは一定パルス幅ドライブ回路116が信号線114および115を介して出力する一定幅のパルスで独立してオンオフ動作をしているため、両方がオンした時は電圧(Vn1)121と電圧(Vn2)122とが等しくなり、結果としてV1=Vn1およびV2=Vn2となる。
図7(b)は負荷が変動した時の状態を示し、809および814は電源から供給される電流、810は負荷インピーダンス803に流れる大きさIの電流、811はコイルスイッチ回路801に流れる大きさIの電流、812は負荷インピーダンス804に流れる大きさ3I(Iの3倍)の電流、813はコイルスイッチ回路802に流れる大きさIの電流、818はコイルスイッチ801および802の電流が合成された大きさ2I(Iの2倍)の電流をそれぞれ表している。
今、図7(a)の負荷が変動していない状態では、電源から供給される電流805はコイルスイッチ回路801には僅かな励磁電流が流れるだけで、殆どは負荷インピーダンス803および804に流れており、電流805とほぼ同じ大きさのIで示した電流806および807が、負荷インピーダンス803および804に流れている。
尚、中点電圧出力端子104と電源出力端子103との間の負荷が急激に増えた場合でも、上記と同様の動作でバランス状態になるように中点電圧生成回路100は動作する。
(第1の実施形態)
本発明の中点電圧生成回路100を用いた電源回路の第1の実施形態を図2を用いて詳しく説明する。本実施形態による電源回路は、同一の構成のスイッチング電源装置が2段に直列に接続された2系統の電源出力を供給するものである。図2において、201および202は第1の電源出力端子、203および204は第2の電源出力端子、205および206は平滑用コンデンサ、207および208は平滑用のチョークコイル、209、210、211および212は整流用のダイオード、213および214はトランス、215および216はスイッチング手段、217および218はスイッチング手段215および216をオンオフする信号線、219は制御部である。尚、図1と同符号のものは同じものを示すので説明を省略する。
次に上の段のスイッチング電源の動作について説明する。制御部219が信号線217を介してスイッチング手段215をオンすると、中点電圧生成回路100の電源出力端子103からトランス213の一次側のコイルに電流が流れる。トランス213の一次側のコイルに電流が流れると、トランス213の二次側に電圧が誘起されてダイオード211を介して電流が流れ、チョークコイル207を介して平滑用コンデンサ205が充電される。この状態で、制御部219が信号線217を介してスイッチング手段215をオフすると、トランス213の一次側のコイルに蓄えられた電磁エネルギーによってトランス213の二次側に逆方向に電圧が誘起され、整流用のダイオード209を介して電流が流れ、チョークコイル207を介して平滑用コンデンサ205が充電される。このようにして、電源出力端子201および202の間に電源を供給することができる。
尚、本実施形態では2段構成の電源装置としたが、図3に示すような3段構成の電源装置としても同様の効果が得られる。図3は3段構成の中点電圧生成回路の回路図で、301および302は直流電源ソースの入力端子、303および306は直流電源ソースの電圧をそのまま出力する中点電圧生成回路の電源出力端子、304は直流電源ソースの電圧の2/3の電圧を与える第1の中点電圧出力端子、305は直流電源ソースの電圧の1/3の電圧を与える第2の中点電圧出力端子、307は第1の中点電圧生成部、308は第2の中点電圧生成部、309は第3の中点電圧生成部、310は第1の中点電圧生成部307のスイッチング手段110をオンオフ制御するオンオフ信号入力端子、311は同様に第2の中点電圧生成部308のオンオフ信号入力端子、312は同様に第3の中点電圧生成部309のオンオフ信号入力端子、313はオンオフ信号入力端子310、311および312に一定のパルス幅の信号を出力する一定パルス幅ドライブ回路である。尚、第1の中点電圧生成部307は図1の上段の回路と同じもので、同符号のものは同じように動作する。また、第2の中点電圧生成部308および第3の中点電圧生成部309も前記第1の中点電圧生成部307と同じ回路構成で同様に動作するので図3では省略している。また、図3において、第1の中点電圧生成部307のコイル108と、第2の中点電圧生成部308のコイル108に相当するコイルと、第3の中点電圧生成部309のコイル108に相当するコイルとは同一のコアを有している。
このため、各中点電圧生成部の各スイッチング手段が一定パルス幅ドライブ回路313によって一定幅のパルスでオンした時の各中点電圧生成部の各コイル間の電圧もずれようとするが、これらのコイルは同一のコアを有するので、常にコイル間の電圧が等しくなるように作用し、上昇したコイルの間の電圧は下げるよう各コンデンサに電流が流れ、低下したコンデンサの電圧を上げるよう充電電流が流れる。このようにして、図1で詳細に説明した動作と同様に、第1の中点電圧出力端子304および第2の中点電圧出力端子305は常にバランスした状態に落ち着く。
尚、N段構成(Nは2以上の整数)であってもm番目(mは1≦m≦(N−1)の整数)の中点電圧をm/Nの電圧に安定して供給することができる。
(第2の実施形態)
本発明の中点電圧生成回路100を用いた電源回路の第2の実施形態を図4を用いて詳しく説明する。図4は中点電圧生成回路100をハーフブリッジ型のスイッチング電源に適用した場合の回路図で、401および402は電源出力端子、403は出力コンデンサ、404は平滑用のチョークコイル、405は倍電流用のダイオード、406および407は整流用ダイオード、408は黒い丸印で示した方向の極性を持つトランス、409はトランス408の二次側コイルのセンタータップ、410および411はスイッチング手段、412および413はスイッチング手段410および411をオンオフする信号線、414は電源出力端子401および402の間の電圧が常に一定になるようにスイッチング手段410および411を制御するハーフブリッジ制御部をそれぞれ示している。尚、図4において、中点電圧生成回路100は図1で詳しく説明したものと同じものを示し、同符号のものは説明を省略する。
(第3の実施形態)
本発明の中点電圧生成回路100を用いた電源回路の第3の実施形態を図5を用いて詳しく説明する。図5は中点電圧生成回路100をフルブリッジ型のスイッチング電源に適用した場合の回路図で、特に、トランスの一次側に中点電圧を供給するためのセンタータップを設けて、スイッチング手段に印加される電圧の偏りや流れる電流の偏りによってトランスに偏磁が発生しにくくしたフルブリッジ型のスイッチング電源回路である。
104・・・中点電圧出力端子
108、109・・・コイル
110、111・・・スイッチング手段
116・・・一定パルス幅ドライブ回路
414・・・ハーフブリッジ制御部
518・・・フルブリッジ制御部
Claims (2)
- 元電源を供給する直流電源ソースと、
前記直流電源ソースに接続される正負の2極の電源入力端子と、前記電源入力端子に与えられる電圧の中点電圧を入力する中点入力端子と、前記電源入力端子間の電圧を可変して出力する電源出力端子とを有し、前記中点入力端子の電圧が前記電源出力端子に接続される負荷に応じて過渡的に変動するフルブリッジ型スイッチング電源装置と、
前記中点入力端子に前記直流電源ソースが供給する電圧の1/2の電圧を与え、該電圧が前記スイッチング電源装置の負荷に応じて過渡的に変動しないように制御する中点電圧生成回路と
を設け、
前記中点電圧生成回路は、
前記直流電源ソースが供給する電圧を分圧する直列に接続された2個のコンデンサと、
同一のコアを共有する2個のコイルと、
2個のスイッチング手段と、
前記2個のスイッチング手段をオンオフ制御するパルス幅制御手段と
で構成され、且つ、前記コイルと前記スイッチング手段による2個の直列回路が前記各コンデンサにそれぞれ並列に接続され、
前記パルス幅制御手段は、前記2個のスイッチング手段を一定幅のパルスで独立して同時にオンオフ制御することを特徴とする電源装置。 - 元電源を供給する直流電源ソースと、
前記直流電源ソースに接続される正負の2極の電源入力端子と、前記電源入力端子に与えられる電圧の中点電圧を入力する中点入力端子と、前記電源入力端子間の電圧を可変して出力する電源出力端子とを有し、前記中点入力端子の電圧が前記電源出力端子に接続される負荷に応じて過渡的に変動するハーフブリッジ型スイッチング電源装置と、
前記中点入力端子に前記直流電源ソースが供給する電圧の1/2の電圧を与え、該電圧が前記スイッチング電源装置の負荷に応じて過渡的に変動しないように制御する中点電圧生成回路と
を設け、
前記中点電圧生成回路は、
前記直流電源ソースが供給する電圧を分圧する直列に接続された2個のコンデンサと、
同一のコアを共有する2個のコイルと、
2個のスイッチング手段と、
前記2個のスイッチング手段をオンオフ制御するパルス幅制御手段と
で構成され、且つ、前記コイルと前記スイッチング手段による2個の直列回路が前記各コンデンサにそれぞれ並列に接続され、
前記パルス幅制御手段は、前記2個のスイッチング手段を一定幅のパルスで独立して同時にオンオフ制御することを特徴とする電源装置。
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JP6081178B2 (ja) * | 2012-12-14 | 2017-02-15 | 株式会社日立製作所 | 電力変換器および電力変換器の制御方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60106361A (ja) * | 1983-11-15 | 1985-06-11 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 直流安定化電源 |
JPH03128674A (ja) * | 1989-10-12 | 1991-05-31 | Nagano Japan Radio Co | フルブリッジ形スイッチングレギュレータ |
JPH0657090U (ja) * | 1993-01-05 | 1994-08-05 | 横河電機株式会社 | スイッチング電源装置 |
JPH10215586A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-08-11 | Hitachi Metals Ltd | スイッチング電源 |
JP2001339865A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Hitachi Ltd | セル電圧均等化装置、セル電圧均等化方法、ハイブリッドカー、及び組電池の生産方法 |
JP2004282946A (ja) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Mitsubishi Electric Corp | Dc/dcコンバータ |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60106361A (ja) * | 1983-11-15 | 1985-06-11 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 直流安定化電源 |
JPH03128674A (ja) * | 1989-10-12 | 1991-05-31 | Nagano Japan Radio Co | フルブリッジ形スイッチングレギュレータ |
JPH0657090U (ja) * | 1993-01-05 | 1994-08-05 | 横河電機株式会社 | スイッチング電源装置 |
JPH10215586A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-08-11 | Hitachi Metals Ltd | スイッチング電源 |
JP2001339865A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Hitachi Ltd | セル電圧均等化装置、セル電圧均等化方法、ハイブリッドカー、及び組電池の生産方法 |
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