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 |
|---|---|
| JP (1) | JPH0245431B2 (en) |
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- 1985-05-31 JP JP11669385A patent/JPH0245431B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
| JPH0245431B2 (en) | 1990-10-09 |
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