JPH09331673A - 電流共振型dc−dcコンバータ - Google Patents
電流共振型dc−dcコンバータInfo
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- JPH09331673A JPH09331673A JP14695896A JP14695896A JPH09331673A JP H09331673 A JPH09331673 A JP H09331673A JP 14695896 A JP14695896 A JP 14695896A JP 14695896 A JP14695896 A JP 14695896A JP H09331673 A JPH09331673 A JP H09331673A
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Abstract
して雑音発生を阻止し、正確な出力電圧の安定化制御を
行うとともに、コスト増を抑える。 【解決手段】 入力電圧Vin端と接地との間にコンデ
ンサC1が、出力電圧Vo端と接地との間にコンデンサ
C7が接続される。入力電圧Vin端と出力電圧Vo端
との間にスイッチング素子D5と共振用チョークコイル
L2及び電流が減少した際にインダクタンスが増加する
スイング型チョークコイルL3が直列接続され、共振用
チョークコイルL2とスイング型チョークコイルL3の
接続点と接地との間に共振用コンデンサC4及び整流用
ダイオードD6が並列接続される。制御回路8が出力電
圧Voの値に基づいてスイッチング素子D5のオン・オ
フ時間を制御し、共振用チョークコイルL2と共振用コ
ンデンサC4による共振電流の波形に対応したオン時間
にスイッチング素子D5を駆動制御する。
Description
変化に対応してスイッチング周波数をスイッチング素子
のオン・オフ時間可変制御する電流共振型DC−DCコ
ンバータに関する。
バータでの不連続波形の動作状態における波形図であ
り、図5は従来の電流共振型DC−DCコンバータでの
連続波形の動作状態における波形図である。また、図6
はチョークコイルのインダクタンス対重畳電流特性図で
あり、図7は負荷電流に対するスイッチング周波数の特
性図である。
電流の変化に対応してスイッチング周波数を可変制御す
る電流共振型DC−DCコンバータでは、その制御がス
イッチング素子のオン時間と共振周波数を対応させる固
定方式である。このため負荷電流の変化に応じて出力電
圧を安定させるためには、図4(a)、図5(a)に示
すようにスイッチング素子でのオフ時間を可変してい
る。すなわち、図6に示すように負荷電流に応じてスイ
ッチング周波数を変化させている。この場合のオフ時間
は、負荷電流が減少すると共振電流の全波形が正、負の
エネルギーを相殺する動作状態となる。このためオフ時
間の長さを、ある程度制限できる動作状態から、さら
に、負荷電流が減少すると共振電流の全波形はオフ時間
が長くなる動作状態に移行し、その出力電圧の安定化を
図るようにしている。
ング周波数が可聴周波数帯域の20kHz以下になって
しまうことがある。さらに、オフ時間の長さで出力電圧
を安定化できなくなり、出力電圧が上昇してしまうこと
がある。このような負荷電流が減少した際に生じる図4
(c)、図5(c)に示す共振電流への移行は、図7に
示すようにチョークコイルのインダクタンス(L)の値
と関係がある。負荷電流が減少した際にチョークコイル
のインダクタンスが小さい場合、チョークコイルに流れ
る電流が図4(b)に示すように不連続波形の動作とな
り、図4(a)に示すようにスイッチング素子のオフ時
間が長くなる。この場合、このオフ時間が十分に長くな
いと、出力電圧が上昇する。
に示すように連続波形で動作することによって、負荷電
流の減少時に共振電流は、全波形で正負を相殺する動作
となり、可聴帯域以外のスイッチング周波数で動作させ
ることが出来る。
来の電流共振型DC−DCコンバータでは、チョークコ
イルに流れる電流を連続波形で動作させるには、ブリー
ダ電流を流すことによって可能になるが、ブリーダ電流
の消費による効率低下が生じてしまうため、負荷電流が
減少するとスイッチング周波数が可聴周波数帯域である
20kHz以下になって、その雑音が発生し、オフ時間
の長さで出力電圧を安定化出来なくなり、出力電圧が上
昇して、正確な電圧制御が出来ないという欠点がある。
課題を解決するものであり、スイッチング周波数が可聴
周波数帯域以上になって、雑音発生を阻止し、かつ、出
力電圧の上昇をなくして、正確な出力電圧の安定化制御
が可能になるとともに、そのコスト増を抑えることが出
来る優れた電流共振型DC−DCコンバータを提供す
る。
に、本発明の電流共振型DC−DCコンバータは、共振
用チョークコイルと共振用コンデンサによる共振電流の
波形に対応したオン時間にスイッチング素子を制御回路
が駆動制御する。この際、負荷の電流が減少した場合に
もスイング型チョークコイルが連続波形の電流で動作す
ることによって、スイッチング周波数を可聴周波数帯域
以上に設定して雑音発生を阻止し、かつ、出力電圧の上
昇をなくして、その正確な出力電圧の安定化制御が出来
るようになる。
は、入力端と接地との間に接続された入力側平滑用コン
デンサと、出力端と接地との間に接続された出力側平滑
用コンデンサと、入力端と出力端との間に直列接続され
たスイッチング素子、共振用チョークコイル及び電流が
減少した際にインダクタンスが増加する特性のスイング
型チョークコイルと、共振用チョークコイルとスイング
型チョークコイルの接続点と接地間に接続された並列接
続の共振用コンデンサ及び整流素子と、出力電圧値に基
づいて前記スイッチング素子のオン・オフ時間を制御す
る制御回路とを備えたものである。
用コンデンサによる共振電流の波形に対応したオン時間
にスイッチング素子を制御回路が駆動制御しているの
で、ブリーダ電流を流すことなく、負荷の電流が減少し
た際にもスイング型チョークコイルが連続波形の電流で
動作し、スイッチング周波数を可聴周波数帯域以上に設
定して雑音発生を阻止できる。かつ、出力電圧の上昇を
なくして、その正確な出力電圧の安定化制御が可能にな
る。この場合のスイング型チョークコイルのインダクタ
ンスを大きい値に設定する際に、コアのギャップ幅を変
更するのみで可能になるため、コアを大型化する必要が
なくなって、そのコスト増を抑えることが出来るように
なる。
参照して詳細に説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の一実施の形態における
電流共振型DC−DCコンバータの構成を示す回路図で
ある。図1において、この例は負荷に流れる電流変化に
対応してスイッチング周波数を可変制御する電流共振型
であり、入力電圧Vinのリップルを除去するための入
力側平滑用コンデンサC1を有している。さらに、入力
電圧Vinをオン・オフするスイッチング素子D5と、
このスイッチング素子D5に直列接続され、電流共振回
路を構成する共振用チョークコイルL2及び共振用コン
デンサC4とが設けられている。
タンスが増加する特性のスイング型チョークコイルL3
と、共振用チョークコイルL2及び共振用コンデンサC
4からのスイッチング電圧を整流する整流用ダイオード
D6とを有している。さらに、スイッチング素子D5の
オン・オフ時間(スイッチング周波数)を制御する制御
回路8と、出力電圧Voのリップルを除去するための出
力側平滑用コンデンサC7と、この電流共振型DC−D
Cコンバータに接続される負荷RLとを有している。
る。スイッチング素子D5のオン時間は、共振用チョー
クコイルL2及び共振用コンデンサC4で構成される共
振電流Irの共振周波数に対応させて固定している。こ
の結果、負荷RLに流れる電流ILに応じて出力電圧V
oを安定させるためには、スイッチング素子D5のオフ
時間を可変させる必要がある。しかし、負荷RLに流れ
る電流が減少するとスイング型チョークコイルL3に流
れる電流ILが従前の図4に示したように不連続波形に
なる。したがって、出力電圧Voの安定化のために制御
回路8がスイッチング素子D5を制御する。この制御で
はオフ時間を長くしてスイッチング周波数を低下させ
る。ここでスイング型チョークコイルL3に流れる電流
ILが従前の図5に示したように、連続波形となる動作
条件は次式(1)で与えられる。
連続波形で動作させるためには、スイング型チョークコ
イルL3のインダクタンス値を大きくする必要がある。
動作時でも未磁気飽和状態で使用することができず、コ
アサイズを大きくする必要がある。換言すれば、コスト
及び装置内への実装の点で不利となる。このため、この
実施形態では流れる電流が減少した際にインダクタンス
が増加する特性のスイング型チョークコイルL3を用い
ている。
ンダクタンス対重畳電流特性図であり、図3は負荷RL
の電流に対するスイッチング周波数の特性図である。こ
の図2に示すようにスイング型チョークコイルL3は、
ここに流れる重畳電流(電流IL )が減少した際にイン
ダクタンス(L)値が増加する特性を有しており、この
スイング型チョークコイルL3のコアのサイズを大型化
せずに負荷RLの電流にかかわらず連続波形が得られる
動作となる。
も、スイング型チョークコイルL3に流れる電流IL が
連続波形となり、共振電流Irも、その共振電流Irで
相殺する動作となって、スイッチング素子D5のオフ時
間が制限される。この結果、スイッチング周波数が可聴
帯域以外になり、かつ、出力電圧Voが安定化される。
の電流共振型DC−DCコンバータによれば、共振用チ
ョークコイルと共振用コンデンサによる共振電流の波形
に対応したオン時間にスイッチング素子を制御回路が駆
動制御し、負荷の電流が減少した場合にもスイング型チ
ョークコイルが連続波形の電流で動作するため、スイッ
チング周波数が可聴周波数帯域以上になって、その雑音
発生を阻止できるようになる。かつ、出力電圧が上昇し
なくなって、その正確な出力電圧の安定化制御が出来る
ようになる。
−DCコンバータの構成を示す回路図
ルのインダクタンス対重畳電流特性図
チング周波数の特性図
不連続波形の動作状態における波形図
連続波形の動作状態における波形図
ス対重畳電流特性図
周波数の特性図
Claims (1)
- 【請求項1】 入力端と接地との間に接続された入力側
平滑用コンデンサと、出力端と接地との間に接続された
出力側平滑用コンデンサと、入力端と出力端との間に直
列接続されたスイッチング素子、共振用チョークコイル
及び電流が減少した際にインダクタンスが増加する特性
のスイング型チョークコイルと、共振用チョークコイル
とスイング型チョークコイルの接続点と接地間に接続さ
れた並列接続の共振用コンデンサ及び整流素子と、出力
電圧値に基づいて前記スイッチング素子のオン・オフ時
間を制御する制御回路とを備え、前記共振用チョークコ
イルと共振用コンデンサによる共振電流の波形に対応し
たオン時間に前記スイッチング素子を前記制御回路が駆
動制御することを特徴とする電流共振型DC−DCコン
バータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14695896A JP3575169B2 (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 電流共振型dc−dcコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14695896A JP3575169B2 (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 電流共振型dc−dcコンバータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09331673A true JPH09331673A (ja) | 1997-12-22 |
JP3575169B2 JP3575169B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=15419436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14695896A Expired - Fee Related JP3575169B2 (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 電流共振型dc−dcコンバータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3575169B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005518177A (ja) * | 2002-02-14 | 2005-06-16 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | パワーコンバータの騒音低減 |
JP2005295636A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | スイッチング電源回路及びdc−dcコンバータ |
-
1996
- 1996-06-10 JP JP14695896A patent/JP3575169B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005518177A (ja) * | 2002-02-14 | 2005-06-16 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | パワーコンバータの騒音低減 |
JP2005295636A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | スイッチング電源回路及びdc−dcコンバータ |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3575169B2 (ja) | 2004-10-13 |
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