JPS61277368A - Dc-dc converter - Google Patents
Dc-dc converterInfo
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- JPS61277368A JPS61277368A JP11669385A JP11669385A JPS61277368A JP S61277368 A JPS61277368 A JP S61277368A JP 11669385 A JP11669385 A JP 11669385A JP 11669385 A JP11669385 A JP 11669385A JP S61277368 A JPS61277368 A JP S61277368A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、直流入力から直流出力を得るDC−DCコン
バータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a DC-DC converter that obtains a DC output from a DC input.
従来から、DC−DCコンバータとしてチョッ・平方式
が採用されてお92日的とする出力電圧と出力極性から
回路方式全選定1.ていた。Traditionally, the Cho-square type has been adopted as a DC-DC converter, and all circuit systems are selected based on the output voltage and output polarity, which are expected to last for 92 days.1. was.
第2図は従来の直流入力と直流出力の極性が等しめDC
−DCコンバータの一例を示した回路図である。図にお
いて、1は直流入力端子、2は直流出力端子、3はグラ
ンド端子を示している。グランド端子3にスイッチ素子
S】の一端が接続され、直流入力端子1にチョークコイ
ルL!の一端が接続され、直流出力端子2に整流器D1
のカソードが接続され、スイッチ素子Slの他端にチョ
ークコイルLlの他端及び整流器ひ1のアノードが接続
され、直流出力端子2とグランP端子3間に出力コンデ
ンサC1が接続されている。Figure 2 shows the conventional DC input and DC output with the same polarity.
- It is a circuit diagram showing an example of a DC converter. In the figure, 1 is a DC input terminal, 2 is a DC output terminal, and 3 is a ground terminal. One end of the switch element S is connected to the ground terminal 3, and a choke coil L is connected to the DC input terminal 1. One end of the rectifier D1 is connected to the DC output terminal 2.
The other end of the choke coil Ll and the anode of the rectifier Hi1 are connected to the other end of the switch element Sl, and the output capacitor C1 is connected between the DC output terminal 2 and the ground P terminal 3.
このような構成において、スイッチ素子Slが導通する
とチョークコイルLlの励磁が開始される。ここで、ス
イッチ素子S1の導通時間It。n。In such a configuration, when the switch element Sl becomes conductive, excitation of the choke coil Ll is started. Here, the conduction time It of the switch element S1. n.
直流入力端子1とグランド端子3間の入力電圧をvin
+チョークコイルL1のインダクタンスヲLとすれば
、励磁完了時のチョークコイルL1の励磁電流値Zp1
は・
と表わされる。The input voltage between DC input terminal 1 and ground terminal 3 is vin
+If the inductance of the choke coil L1 is L, then the excitation current value Zp1 of the choke coil L1 when excitation is completed
is expressed as.
その後、スイッチ素子Stが遮断すると、その遮断期間
内に。Thereafter, when the switch element St is cut off, within the cut-off period.
なるエネルギEが、整流器D1t”介して出力コンデン
サC1に供給されて、出力コンデンサC1は充電される
。スイッチ素子S1のスイッチング動作の繰シ返しによ
シ、出力コンデンサC1間の充電電圧、すなわち直流出
力端子2とグランド端子3間の出力電圧V。utが上昇
する。スイッチ素子S。The energy E is supplied to the output capacitor C1 through the rectifier D1t, and the output capacitor C1 is charged.As the switching operation of the switching element S1 is repeated, the charging voltage across the output capacitor C1, that is, the DC The output voltage V.ut between the output terminal 2 and the ground terminal 3 increases.Switch element S.
の導通時間t。nと非導通時間t。ffO比を適当に調
節すれば、直流出力端子2に負荷を接続した場合にも、
出力電圧V。utの制御が可能である。出力電圧V。u
tの極性は、入力電圧Vinの極性と同じ極性である。conduction time t. n and non-conducting time t. If you adjust the ffO ratio appropriately, even when a load is connected to DC output terminal 2,
Output voltage V. It is possible to control ut. Output voltage V. u
The polarity of t is the same as the polarity of the input voltage Vin.
第3図は従来の直流入力電圧と逆極性の直流出力電圧が
得られるDC−DCコンバータの一例を示した回路図で
ある。第2図と同一の機能を有するものには同一参照符
号を付しである。直流入力端子1にスイッチ素子S2の
一端が接続され、グランド端子3にチョークコイルL1
の一端が接続され、直流出力端子2に整流器D2のアノ
ードが接続され、スイッチ素子S2の他端にチョークコ
イルLlの他端及び整流器D2のカソードが接続され、
直流出力端子2とグランド端子3間に出力コンデンサC
,が接続されている。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional DC-DC converter that can obtain a DC output voltage of opposite polarity to the DC input voltage. Components having the same functions as those in FIG. 2 are given the same reference numerals. One end of the switch element S2 is connected to the DC input terminal 1, and a choke coil L1 is connected to the ground terminal 3.
one end is connected, the anode of the rectifier D2 is connected to the DC output terminal 2, the other end of the choke coil Ll and the cathode of the rectifier D2 are connected to the other end of the switch element S2,
Output capacitor C between DC output terminal 2 and ground terminal 3
, is connected.
このような構成において、スイッチ素子S2がtonの
期間導通すれば、第2図の場合と同様に。In such a configuration, if the switch element S2 is conductive for a period of ton, it is the same as in the case of FIG.
チョークコイルLlは励磁され、(2)式と等しいエネ
ルギEを蓄積する。スイッチ素子S2が非導通となれば
、この蓄積エネルギEが、整流器Dz’を介して出力コ
ンデンサC1に放出され、出力コンデンサC1の充電電
圧、すなわち直流出力端子2とグランド端子3間の出力
電圧V。utは、入力電圧Vinと逆極性に上昇する。The choke coil Ll is excited and stores energy E equal to equation (2). When the switch element S2 becomes non-conductive, this stored energy E is released to the output capacitor C1 via the rectifier Dz', and the charging voltage of the output capacitor C1, that is, the output voltage V between the DC output terminal 2 and the ground terminal 3, increases. . ut rises with a polarity opposite to that of the input voltage Vin.
この例でも、スイッチ素子S2の導通時間t。nと非導
通時間t。ffO比を調節することによシ、出力電圧V
。utを任意に制御することが可能であるが、出力電圧
V。utの極性は常に入力電圧vinの極性と逆極性に
固定される。Also in this example, the conduction time t of the switch element S2. n and non-conducting time t. By adjusting the ffO ratio, the output voltage V
. Although it is possible to arbitrarily control ut, the output voltage V. The polarity of ut is always fixed to the opposite polarity to that of the input voltage vin.
第2図及び第3図に示した従来のDC−DCコンバータ
は、どちらも出力電圧の極性が、入力電圧の極性と同極
性或いは逆極性に固定されておシ。In both of the conventional DC-DC converters shown in FIGS. 2 and 3, the polarity of the output voltage is fixed to the same polarity or the opposite polarity to the polarity of the input voltage.
出力電圧値及び出力電圧の極性を共に任意に設定するこ
とが不可能であった。It has been impossible to arbitrarily set both the output voltage value and the polarity of the output voltage.
その為、出力電圧の極性を任意に切換える必要がある場
合、従来、DC−DCコンバータと負荷との間に極性切
換回路を設けていた。しかしながら、このような回路構
成では1回路部品点数が多くなシ、コストも高くなって
しまうという不都合があった。Therefore, when it is necessary to arbitrarily switch the polarity of the output voltage, a polarity switching circuit has conventionally been provided between the DC-DC converter and the load. However, such a circuit configuration has disadvantages in that the number of components per circuit is large and the cost is also high.
本発明は、上述した従来の欠0点を除去するためになさ
れたものであシ、その目的とするところは。The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional technology, and its purpose is to:
入力電圧に対し、出力電圧の値及びその極性の両方を任
意に設定できるDC−DCコンバータを提供することに
ある。It is an object of the present invention to provide a DC-DC converter that can arbitrarily set both the value and polarity of an output voltage with respect to an input voltage.
本発明によるDC−DCコンバータは、直流入力端子、
直流出力端子及びグランド端子を有するDC−DCコン
バータにおいて、前記グランド端子に第1のスイッチ素
子の一端を接続し、前記直流入力端子に第2のスイッチ
素子の一端を接続し。The DC-DC converter according to the present invention includes a DC input terminal,
In a DC-DC converter having a DC output terminal and a ground terminal, one end of a first switch element is connected to the ground terminal, and one end of a second switch element is connected to the DC input terminal.
該第2のスイッチ素子の他端と前記第1のスイッチ素子
の他端間にチョークコイルを接続し、前記直流出力端子
に第1のダイオードのカソード及び第2のダ°イオード
のアノードを接続し、前記第1のスイッチ素子の他端と
前記第1のダイオードのアノード間に第3のスイッチ素
子を接続し、前記第2のスイッチ素子の他端と前記第2
のグイオードのカソード間に第4のスイッチ素子を接続
し。A choke coil is connected between the other end of the second switch element and the other end of the first switch element, and a cathode of the first diode and an anode of the second diode are connected to the DC output terminal. , a third switch element is connected between the other end of the first switch element and the anode of the first diode, and a third switch element is connected between the other end of the second switch element and the anode of the first diode.
A fourth switch element is connected between the cathodes of the guiodes.
前記直流出力端子と前記グランド端子間にコンデンサを
接続したことを特徴とする。A capacitor is connected between the DC output terminal and the ground terminal.
第2及び第3のスイッチ素子を導通し、第4のスイッチ
素子を開放し、第1のスイッチ素子をスイッチングモー
ドにて作動せしめると、入力電圧と同極性の出力電圧が
得られる。一方、第1及び第4のスイッチ素子を導通し
、第3のスイッチ素子を開放し、第2のスイッチ素子を
スイッチングモードにて作動せしめると、入力電圧と逆
極性の出力電圧が得られる。なお1本DC−DCコン・
ぐ−タを休止させる場合、少なくとも第2のスイッチ素
子を遮断状態に維持し続ければ良い。When the second and third switch elements are made conductive, the fourth switch element is opened, and the first switch element is operated in a switching mode, an output voltage having the same polarity as the input voltage is obtained. On the other hand, when the first and fourth switching elements are made conductive, the third switching element is opened, and the second switching element is operated in the switching mode, an output voltage having a polarity opposite to that of the input voltage is obtained. In addition, one DC-DC con-
When the motor is to be stopped, at least the second switch element may be maintained in the cut-off state.
以下1図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to one drawing.
第1図は本発明によるDC−DCコンバータの一実施例
の構成を示した回路図であシ、第2図及び第3図と同一
の機能を有するものには同一参照符号を付しである。第
1図において、グランド端子3には第1のスイッチ素子
S、の一端が接続され、直流入力端子1には第2のスイ
ッチ素子S2の一端が接続され、第2のスイッチ素子S
2の他端と第1のスイッチ素子S1の他端間にチョーク
コイルL1が接続されている。直流出力端子2には、第
1の整流器り、のカソード及び第2の整流器D2のアノ
ードが接続されている。第1の整流器D 1のアノード
と第1のスイッチ素子S1の他端間に第3のスイッチ素
子S3が接続され、第2の整流器D2のカソードと第2
のスイッチ素子S2の、他端間に第4のスイッチ素子S
4が接続されている。直流出力端子2とグランド端子3
間に出力コンデンサC1が接続されている。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the DC-DC converter according to the present invention, and parts having the same functions as those in FIGS. 2 and 3 are given the same reference numerals. . In FIG. 1, one end of the first switching element S is connected to the ground terminal 3, one end of the second switching element S2 is connected to the DC input terminal 1, and one end of the second switching element S is connected to the ground terminal 3.
A choke coil L1 is connected between the other end of the second switch element S1 and the other end of the first switch element S1. The DC output terminal 2 is connected to the cathode of the first rectifier D2 and the anode of the second rectifier D2. A third switch element S3 is connected between the anode of the first rectifier D1 and the other end of the first switch element S1, and the cathode of the second rectifier D2 and the second
A fourth switch element S is connected between the other ends of the switch element S2.
4 is connected. DC output terminal 2 and ground terminal 3
An output capacitor C1 is connected between them.
次に1本実施例の動作を第4図に示したタイムチャート
をも参照して説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to the time chart shown in FIG.
先ず、すべてのスイッチ素子”’1 + s2+ S
3及びS4が遮断(オフ)状態では、入力電圧Vin金
印加しても、出力電圧V。utは零のままである(期間
I)。First, all switch elements "'1 + s2 + S
3 and S4 are in the cutoff (off) state, even if the input voltage Vin is applied, the output voltage is V. ut remains zero (period I).
次に、第2及び第3のスイッチ素子S2.S3ヲ導通(
オン)状態にし、第4のスイッチ素子S4を開放(オフ
)状態のままで、第1のスイッチ素子Srtスイッチン
グモーrとすれば、第1図に示す本実施例の回路は、第
2図に示す回路と等価的に等しくなシ、第1のスイッチ
素子S工の導通期間t。nにチョークコイルLl ’j
C励磁し、遮断期間t。ffに(2)式に示したエネル
ギEが第3のスイッチ素子S3及び第1の整流器Dr
k介して出力コンデンサCIに放出され、入力電圧Vi
nと同極性の出力電圧V。utが得られる(期間■)。Next, the second and third switch elements S2. S3 continuity (
If the first switch element Srt is switched on) and the fourth switch element S4 remains open (off), and the first switch element Srt is set to the switching mode r, the circuit of this embodiment shown in FIG. 1 is converted to the circuit shown in FIG. The conduction period t of the first switching element S is equivalent to the circuit shown in FIG. Choke coil Ll 'j to n
C energized and cut off period t. ff, the energy E shown in equation (2) is applied to the third switch element S3 and the first rectifier Dr.
k to the output capacitor CI, and the input voltage Vi
Output voltage V with the same polarity as n. ut is obtained (period ■).
次に、すべてのスイッチ素子st ! S2 + 83
及びS4を遮断状態にすると、出力電圧V。utは徐々
に小さくなって零になる(期間■)。Next, all switch elements st! S2 + 83
and when S4 is cut off, the output voltage V. ut gradually decreases to zero (period ■).
次に、第1及び第4のスイッチ素子S1+84を導通状
態にし、第3のスイッチ素子S3 ’に開放状態にした
ままで、第2のスイッチ素子Szt”スイッチングモー
ドとすれば、第1図に示す本実施例の回路は、第3図に
示す回路と等価的に等しくなり、第2のスイッチ素子S
2の導通期間t。nにチョークコイルLl ’に励磁し
、遮断期間t。ff に(2)式に示したエネルギEが
、第4のスイッチ素子S4及び第2の整流器Dz ff
”介して出力コンデンサC1に放出され、入力電圧V4
nと逆極性の出力電圧■。utが得られる(期間■)。Next, if the first and fourth switch elements S1+84 are made conductive and the third switch element S3' is left open, the second switch element Szt'' switching mode is set, as shown in FIG. The circuit of this example is equivalently the circuit shown in FIG.
2 conduction period t. The choke coil Ll' is energized at n, and the cutoff period is t. The energy E shown in equation (2) in ff is the energy E shown in equation (2), which is applied to the fourth switch element S4 and the second rectifier Dz ff
” is discharged to the output capacitor C1 through the input voltage V4
■Output voltage with opposite polarity to n. ut is obtained (period ■).
次に、第2.第3及び第4のスイッチ素子S2+S3及
び54t−遮断状態にすると、出力電圧V。utの絶対
値は徐々に小さくなって零になる(期間■)。Next, the second. When the third and fourth switch elements S2+S3 and 54t- are turned off, the output voltage V. The absolute value of ut gradually decreases to zero (period ■).
以上の説明で明らかなように1本発明によれば。 According to one aspect of the present invention, as is clear from the above description.
出力電圧の値及び極性の両方を任意に設定することが可
能となり、出力電圧の極性の切換えを必要とする負荷に
対するDC−DCコンバータとして極めて有効なもので
ある。It is possible to arbitrarily set both the value and polarity of the output voltage, making it extremely effective as a DC-DC converter for loads that require switching of the polarity of the output voltage.
第1図は本発明によるDC−DCコンバータの一実施例
の構成を示した回路図、第2図は従来のDC−DCコン
バータの一例の構成を示した回路図、第3図は従来のD
C−DCコンバータの他の−例の構成を示した回路図、
第4図は第1図に示した回路の動作の一例を示したタイ
ムチャートである。
1・・・直流入力端子、2・・・直流出力端子、3・・
・グランド端子r Sl r S2 + sa I s
、・・・スイッチ素子。
Ll・・・チョークコイル+D1.D2・・・整流器。
C,・・・出力コンデンサ。
第1図
第2図FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the DC-DC converter according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of an example of the conventional DC-DC converter, and FIG. 3 is the circuit diagram of the conventional DC-DC converter.
A circuit diagram showing the configuration of another example of a C-DC converter,
FIG. 4 is a time chart showing an example of the operation of the circuit shown in FIG. 1...DC input terminal, 2...DC output terminal, 3...
・Ground terminal r Sl r S2 + sa I s
,...switch element. Ll...Choke coil +D1. D2... Rectifier. C,...output capacitor. Figure 1 Figure 2
Claims (1)
するDC−DCコンバータにおいて、前記グランド端子
に第1のスイッチ素子の一端を接続し、前記直流入力端
子に第2のスイッチ素子の一端を接続し、該第2のスイ
ッチ素子の他端と前記第1のスイッチ素子の他端間にチ
ョークコイルを接続し、前記直流出力端子に第1のダイ
オードのカソード及び第2のダイオードのアノードを接
続し、前記第1のスイッチ素子の他端と前記第1のダイ
オードのアノード間に第3のスイッチ素子を接続し、前
記第2のスイッチ素子の他端と前記第2のダイオードの
カソード間に第4のスイッチ素子を接続し、前記直流出
力端子と前記グランド端子間にコンデンサを接続したこ
とを特徴とするDC−DCコンバータ。1. In a DC-DC converter having a DC input terminal, a DC output terminal, and a ground terminal, one end of a first switch element is connected to the ground terminal, and one end of a second switch element is connected to the DC input terminal. , a choke coil is connected between the other end of the second switch element and the other end of the first switch element, and a cathode of the first diode and an anode of the second diode are connected to the DC output terminal; A third switch element is connected between the other end of the first switch element and the anode of the first diode, and a fourth switch element is connected between the other end of the second switch element and the cathode of the second diode. A DC-DC converter, characterized in that a switch element is connected, and a capacitor is connected between the DC output terminal and the ground terminal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11669385A JPH0245431B2 (en) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | DCCDCKONBAATA |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11669385A JPH0245431B2 (en) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | DCCDCKONBAATA |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61277368A true JPS61277368A (en) | 1986-12-08 |
JPH0245431B2 JPH0245431B2 (en) | 1990-10-09 |
Family
ID=14693515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11669385A Expired - Lifetime JPH0245431B2 (en) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | DCCDCKONBAATA |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0245431B2 (en) |
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- 1985-05-31 JP JP11669385A patent/JPH0245431B2/en not_active Expired - Lifetime
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