JP5452093B2 - Isolated converter - Google Patents
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Description
本発明は、一対の入力端子と一対の出力端子とが絶縁用トランスを介して絶縁されて且つ、該1対の入力端子間の電圧を前記絶縁用トランスを用いて別の値を有する電圧に変換して前記一対の出力端子から出力する絶縁型コンバータに関する。 According to the present invention, a pair of input terminals and a pair of output terminals are insulated via an insulating transformer, and the voltage between the pair of input terminals is changed to a voltage having another value using the insulating transformer. The present invention relates to an isolated converter that converts and outputs from the pair of output terminals.
この種の絶縁型コンバータとしては、例えば下記特許文献1に見られるように、トランスの一対の1次側コイルが、フォワードコンバータとエネルギ蓄積コイルとの役割を交互に果たすものも提案されている。これによれば、トランスの2次側にチョークコイルを設けなくても、出力電流のリプルを低減することができる。
As this type of isolated converter, for example, as can be seen in
ところで、例えばハイブリッド車に搭載される高電圧バッテリの電圧を降圧して低電圧バッテリに出力する絶縁型コンバータとして上記コンバータを採用する場合、2次側コイルに大きな電流が流れるため、2次側コイルのターン数は大きな制約を受ける。この場合、絶縁型コンバータの出力電圧をトランスの巻数比にて調節する自由度が小さくなるため、所望の出力電圧を生成することに困難が生じるおそれがある。 By the way, for example, when the converter is used as an isolated converter that steps down the voltage of a high-voltage battery mounted on a hybrid vehicle and outputs it to a low-voltage battery, a large current flows through the secondary coil. The number of turns is severely limited. In this case, since the degree of freedom for adjusting the output voltage of the isolated converter by the turns ratio of the transformer is reduced, it may be difficult to generate a desired output voltage.
なお、上記構成のコンバータに限らず、絶縁型コンバータにおいては、そのトランスの巻数比の制約から出力電圧の調節が困難となりやすいこうした実情も概ね共通したものとなっている。 Note that not only the converter having the above-described configuration, but also an isolated converter, such a situation that the adjustment of the output voltage is likely to be difficult due to the limitation of the turns ratio of the transformer is generally common.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、絶縁用トランスの巻数比の制約による出力電圧の設計の制約を好適に緩和することのできる絶縁型コンバータを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an isolated converter that can suitably relax the restriction on the design of the output voltage due to the restriction on the turn ratio of the insulating transformer. There is.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
第1の発明は、一対の入力端子と一対の出力端子とが絶縁用トランスを介して絶縁されて且つ、該1対の入力端子間の電圧を前記絶縁用トランスを用いて別の値を有する電圧に変換して前記一対の出力端子から出力する絶縁型コンバータにおいて、前記絶縁用トランスの2次側の出力電流を平滑化する平滑化手段と、前記絶縁用トランスの1次側コイルに、2次側コイルが直列接続された電圧調節用トランスと、前記絶縁用トランスの1次側に設けられて且つ、前記絶縁用トランスの1次側コイル及び前記電圧調節用トランスの2次側コイルへの印加電圧の合計の大きさに等しい電圧を前記電圧調節用トランスの1次側コイルに印加する電圧印加手段とを備えることを特徴とする。 In the first invention, the pair of input terminals and the pair of output terminals are insulated via an insulating transformer, and the voltage between the pair of input terminals has a different value using the insulating transformer. In the isolated converter that converts the voltage into an output from the pair of output terminals, the smoothing means that smoothes the output current on the secondary side of the insulation transformer, and the primary side coil of the insulation transformer includes 2 A voltage adjusting transformer in which a secondary coil is connected in series, and a primary coil of the insulating transformer and a secondary coil of the voltage adjusting transformer provided on the primary side of the insulating transformer Voltage applying means for applying a voltage equal to the total magnitude of the applied voltages to the primary coil of the voltage adjusting transformer.
絶縁型コンバータは、絶縁用トランスの1次側コイルに印加される電圧とその期間を変化させることで、その出力電圧が調節可能である。このため、絶縁用トランスの1次側コイルに印加される電圧を調節することで出力電圧を調節可能である。上記発明では、この点に着目し、電圧調節用トランスを新たに設け、電圧調節用トランスの1次側コイルに、絶縁用トランスの1次側コイル及び電圧調節用トランスの2次側コイルに印加される合計の電圧の大きさに等しい電圧を印加する。ここで、絶縁用トランスの1次側コイルの印加電圧は、絶縁用トランスの1次側コイル及び電圧調節用トランスの2次側コイルに印加される合計の電圧から電圧調節用トランスの2次側コイルに印加される電圧を減算した値である。このため、電圧調節用トランスを設けることで、絶縁用トランスの1次側コイルの印加電圧は、上記合計の電圧に対して、電圧調節用トランスの1次側コイルに印加される電圧を電圧調節用トランスの巻数比で変換した値だけ変化する。これは、出力電圧と入力電圧との関係を絶縁用トランスの巻数比を用いて表現する際に、絶縁用トランスの巻数比を変化させたのと同等となる。このため、絶縁用トランスの巻数比の制約による出力電圧の設計の制約を好適に緩和することができる。 The isolated converter can adjust its output voltage by changing the voltage applied to the primary coil of the insulating transformer and its period. Therefore, the output voltage can be adjusted by adjusting the voltage applied to the primary coil of the insulating transformer. In the above invention, paying attention to this point, a voltage adjusting transformer is newly provided and applied to the primary coil of the voltage adjusting transformer and the primary coil of the insulating transformer and the secondary coil of the voltage adjusting transformer. A voltage equal to the total voltage magnitude applied is applied. Here, the voltage applied to the primary side coil of the insulating transformer is determined from the total voltage applied to the primary side coil of the insulating transformer and the secondary side coil of the voltage adjusting transformer to the secondary side of the voltage adjusting transformer. This is a value obtained by subtracting the voltage applied to the coil. Therefore, by providing a voltage adjusting transformer, the voltage applied to the primary side coil of the insulating transformer can be adjusted to the voltage applied to the primary side coil of the voltage adjusting transformer with respect to the above total voltage. Changes by the value converted by the turn ratio of the transformer. This is equivalent to changing the turn ratio of the insulating transformer when expressing the relationship between the output voltage and the input voltage using the turn ratio of the insulating transformer. For this reason, the restriction on the design of the output voltage due to the restriction on the turn ratio of the insulating transformer can be preferably relaxed.
第2の発明は、第1の発明において、前記一対の入力端子間に並列に接続される第1開閉手段及び第2開閉手段の直列接続体を更に備え、前記第1開閉手段が閉状態とされることで、前記電圧調節用トランスの2次側コイル、前記絶縁用トランスの1次側コイル、及び前記第1開閉手段を備える第1閉ループ回路が形成され、前記第2開閉手段が閉状態とされることで、前記電圧調節用トランスの1次側コイル及び前記第2開閉手段を備える第2閉ループ回路が形成され、前記電圧印加手段は、前記第1閉ループ回路と前記第2閉ループ回路とに互いに相違する蓄電手段を備えることで構成されることを特徴とする。 According to a second invention, in the first invention, further comprising a series connection body of a first opening / closing means and a second opening / closing means connected in parallel between the pair of input terminals, wherein the first opening / closing means is in a closed state. Thus, a first closed loop circuit including a secondary coil of the voltage adjusting transformer, a primary coil of the insulating transformer, and the first opening / closing means is formed, and the second opening / closing means is closed. Thus, a second closed loop circuit including a primary coil of the voltage adjusting transformer and the second opening / closing means is formed, and the voltage applying means includes the first closed loop circuit, the second closed loop circuit, and the like. It is characterized by comprising the storage means different from each other.
上記発明では、電圧印加手段を簡易に構成することができる。 In the above invention, the voltage applying means can be configured simply.
第3の発明は、第1の発明において、前記電圧印加手段は、前記電圧調節用トランスの1次側コイルを、互いに直列接続された前記絶縁用トランスの1次側コイル及び前記電圧調節用トランスの2次側コイルに並列接続することで構成されていることを特徴とする。 In a third aspect based on the first aspect , the voltage application means includes a primary side coil of the voltage adjusting transformer and a primary side coil of the insulating transformer and the voltage adjusting transformer connected in series to each other. It is comprised by connecting in parallel with the secondary side coil of this.
上記発明では、電圧印加手段を簡易に構成することができる。 In the above invention, the voltage applying means can be configured simply.
第4の発明は、第1〜3のいずれか1つの発明において、前記平滑化手段は、前記絶縁用トランスの1次側コイルを備えて構成されることを特徴とする。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the smoothing means includes a primary side coil of the insulating transformer.
第5の発明は、第1〜4のいずれか1つの発明において、当該絶縁型コンバータは、降圧コンバータであることを特徴とする。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the isolated converter is a step-down converter.
なお、上記降圧コンバータは、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システム内に備えられる高電圧バッテリの電圧を降圧して車載低電圧システム内に備えられる低電圧バッテリに出力することを特徴としてもよい。この場合、2次側コイルの電流が大きくなるため、2次側コイルのターン数に制約が生じやすい。このため、電圧調節用トランス及び電圧印加手段の利用価値が特に大きい。 The step-down converter steps down the voltage of the high voltage battery provided in the in-vehicle high voltage system isolated from the in-vehicle low voltage system and outputs the voltage to the low voltage battery provided in the in-vehicle low voltage system. Also good. In this case, since the current of the secondary coil becomes large, the number of turns of the secondary coil tends to be limited. For this reason, the utility value of the voltage adjusting transformer and the voltage applying means is particularly great.
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる絶縁型コンバータをハイブリッド車に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which an insulated converter according to the present invention is applied to a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.
図1に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。 FIG. 1 shows a system configuration according to the present embodiment.
図示されるDCDCコンバータ10は、一対の入力端子に印加される直流電圧を別の値の直流電圧に変換して出力するものである。特に、DCDCコンバータ10は、降圧コンバータである。詳しくは、DCDCコンバータ10は、高電圧バッテリ12の高電圧(例えば数百〜千数百V)の電圧を所定の低電圧(例えば数〜数十V)に降圧して、車載低電圧バッテリ14に印加する。高電圧バッテリ12は、車載主機としてのモータジェネレータの電源となるものであり、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成する。また、低電圧バッテリ14は、車載低電圧システムを構成するものであり、その負極端子は、車体に接続されている。なお、低電圧バッテリ14は、車載補機の電源となるものである。
The illustrated
DCDCコンバータ10は、高電圧バッテリ12に並列接続される一対のスイッチング素子Q1,Q2の直列接続体を備えている。ここで、本実施形態では、スイッチング素子Q1,Q2として、NチャネルのパワーMOS型電界効果トランジスタを例示している。これらスイッチング素子Q1、Q2にはダイオードD1,D2がそれぞれ逆並列に接続されている。これらダイオードD1,D2は、スイッチング素子Q1,Q2のボディーダイオードである。
The
DCDCコンバータ10は、絶縁用トランスT2,T3を備えている。ここで、絶縁用トランスT2、T3は、その1次側コイルW3,W4が互いに直列接続され、また、2次側コイルW5,W6が互いに直列接続されている。また、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4には、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1及び2次側コイルW2の直列接続体が直列接続されている。そして、2次側コイルW2及び1次側コイルW1,W3,W4の直列接続体が、スイッチング素子Q1,Q2の直列接続体に並列接続されている。詳しくは、スイッチング素子Q2の入力側と1次側コイルW1とは、コンデンサC2を介して接続され、スイッチング素子Q1の出力側と1次側コイルW4とは、コンデンサC1を介して接続されている。また、スイッチング素子Q1,Q2の接続点と、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1及び2次側コイルW2の接続点とは、接続されている。
The
上記絶縁用トランスT2は、スイッチング素子Q2がオン状態となることでフォワードコンバータを構成し、スイッチング素子Q1がオン状態となることでその1次側コイルW3がエネルギ蓄積コイルとして機能する。また、絶縁用トランスT3は、スイッチング素子Q1がオン状態となることでフォワードコンバータを構成し、スイッチング素子Q2がオン状態となることでその1次側コイルW4がエネルギ蓄積コイルとして機能する。これは、同期整流用のスイッチング素子Q3,Q4によって実現される機能である。本実施形態では、これらスイッチング素子Q3,Q4として、NチャネルのパワーMOS型電界効果トランジスタを例示している。これらと2次側コイルW5,W6との接続は、ボディーダイオードが上記機能の実現を妨げないように設定されている。 The insulating transformer T2 forms a forward converter when the switching element Q2 is turned on, and the primary coil W3 functions as an energy storage coil when the switching element Q1 is turned on. The insulating transformer T3 forms a forward converter when the switching element Q1 is turned on, and the primary coil W4 functions as an energy storage coil when the switching element Q2 is turned on. This is a function realized by the switching elements Q3 and Q4 for synchronous rectification. In the present embodiment, N-channel power MOS field effect transistors are illustrated as the switching elements Q3 and Q4. The connection between these and the secondary coils W5 and W6 is set so that the body diode does not hinder the realization of the above function.
絶縁用トランスT2,T3の2次側コイルW5,W6のそれぞれには、コンデンサ16や低電圧バッテリ14が並列接続されている。そして、コンデンサ16には、その電圧を検出する電圧センサ20が接続され、また、コンデンサ16と低電圧バッテリ14との間には、電流センサ18が接続されている。
A
制御装置30は、電圧センサ20や電流センサ18の検出値を入力とし、これらに基づき、スイッチング素子Q1〜Q4を操作する操作信号MQ1〜MQ4を出力する。ここで、スイッチング素子Q1,Q2を相補的に操作すべく、操作信号MQ1,MQ2は、互いに論理値が反転した信号となっている。ただし、実際には、スイッチング素子Q1,Q2の双方が同時にオン状態となることを回避すべく、デッドタイムが設けられている。
次に、図2に基づき、スイッチング素子Q1,Q2の操作について説明する。 Next, the operation of the switching elements Q1, Q2 will be described based on FIG.
図2(a)は、スイッチング素子Q1がオン状態であって且つスイッチング素子Q2がオフ状態である場合を示している。この場合、図中、1点鎖線にて示すように、1次側コイルW4,W3、2次側コイルW2、スイッチング素子Q1、及びコンデンサC1を備える閉ループ回路によって、2次側コイルW2及び1次側コイルW3,W4に、コンデンサC1の電圧が印加される。また、図中、2点鎖線にて示すように、高電圧バッテリ12、コンデンサC2,1次側コイルW1、及びスイッチング素子Q1を備える閉ループ回路によって、1次側コイルW1に、高電圧バッテリ12及びコンデンサC2の合計の電圧が印加される。
FIG. 2A shows a case where the switching element Q1 is on and the switching element Q2 is off. In this case, as shown by the one-dot chain line in the figure, the secondary side coil W2 and the primary side are provided by a closed loop circuit including the primary side coils W4 and W3, the secondary side coil W2, the switching element Q1, and the capacitor C1. The voltage of the capacitor C1 is applied to the side coils W3 and W4. In addition, as shown by a two-dot chain line in the figure, the high-
図2(b)は、スイッチング素子Q1がオフ状態であって且つスイッチング素子Q2がオン状態である場合を示している。この場合、図中、1点鎖線にて示すように、コンデンサC2、スイッチング素子Q2及び1次側コイルW1を備える閉ループ回路によって、1次側コイルW1に、コンデンサC2の電圧が印加される。また、図中、2点鎖線にて示すように、高電圧バッテリ12、スイッチング素子Q2、2次側コイルW2,1次側コイルW3,W4及びコンデンサC1を備える閉ループ回路によって、2次側コイルW2、及び1次側コイルW3,W4に、高電圧バッテリ12及びコンデンサC1の合計電圧が印加される。
FIG. 2B shows a case where the switching element Q1 is in an off state and the switching element Q2 is in an on state. In this case, as indicated by a one-dot chain line in the figure, the voltage of the capacitor C2 is applied to the primary coil W1 by a closed loop circuit including the capacitor C2, the switching element Q2, and the primary coil W1. Further, as shown by a two-dot chain line in the figure, the secondary coil W2 is provided by a closed loop circuit including the
次に、スイッチング素子Q1,Q2のオン・オフ操作の1周期に対するスイッチング素子Q1のオン時間の時比率Dと、出力電圧Voutとの関係を導出する。以下では、1次側コイルW1,W3,W4,及び2次側コイルW2,W5,W6のターン数N1,N3,N4,N2,N5,N6と、高電圧バッテリ12の電圧(入力電圧Vin)と、コンデンサC1,C2の電圧Vc1,Vc2とを用いる。ただし、ここでは、「N3/N5=N4/N6=Np/Ns」と仮定する。また、スイッチング素子Q1のオン期間及びスイッチング素子Q2のオン期間における1次側コイルW1,W3,W4,及び2次側コイルW2の電圧を、電圧Vion及び電圧Vioff(i=1〜4)とする。ちなみに、上記「ターン数」とは、トランスの磁路を鎖交する回数のことである。 Next, the relationship between the time ratio D of the ON time of the switching element Q1 with respect to one cycle of the ON / OFF operation of the switching elements Q1, Q2 and the output voltage Vout is derived. Below, the number of turns N1, N3, N4, N2, N5, N6 of the primary side coils W1, W3, W4 and the secondary side coils W2, W5, W6 and the voltage of the high voltage battery 12 (input voltage Vin) And voltages Vc1 and Vc2 of capacitors C1 and C2. However, here, it is assumed that “N3 / N5 = N4 / N6 = Np / Ns”. Further, the voltages of the primary side coils W1, W3, W4 and the secondary side coil W2 in the ON period of the switching element Q1 and the ON period of the switching element Q2 are set to the voltage Vion and the voltage Vioff (i = 1 to 4). . Incidentally, the “number of turns” refers to the number of times the transformer magnetic path is linked.
高電圧バッテリ12側のコイルについて、et積は以下の式(c1)〜(c4)となる。
D・V1on=(1−D)・V1off …(c1)
D・V2on=(1−D)・V2off …(c2)
D・V3on=(1−D)・V3off …(c3)
D・V4on=(1−D)・V4off …(c4)
ここで、上記の式(c1)より、電圧Vc2を算出することができる。
D・(Vin−Vc2)=(1−D)・Vc2
Vc2=D・Vin
また、2次側コイルW2及び1次側コイルW3,W4に印加される合計の電圧と、上記の式(c2)〜(c4)とから、電圧Vc1を算出することができる。
D・Vc1=(1−D)(Vin−Vc1)
Vc1=(1−D)・Vin
以上から、以下の式(c5)が成立する。
V1off+V2off+V3off+V4off
=Vin−Vc2−Vc1
=0 …(c5)
上記の式(c5)において、V3off=(Np/Ns)Voutであることから以下の式(c6)が得られる。
―{1+(N2/N1)}DVin+(Np/Ns)DVout+V4off
=0 …(c6)
また、上記の式(c4)より、以下の式(c7)が成立する。
D(Np/Ns)Vout=(1−D)V4off …(c7)
上記の式(c6)、(c7)より、以下の式(c8)を得る。
Vout=(Ns/Np){1+(N2/N1)}D(1−D)Vin …(c8)
上記の式(c8)にて表現される出力電圧Voutは、上記特許文献1に記載のDCDCコンバータの出力電圧を{1+(N2/N1)}倍したものとなっている。このため、絶縁用トランスT2,T3の巻数比(Np/Ns)の制約にかかわらず、電圧調節用トランスT1の巻数比(N2/N1)によって出力電圧Voutを調節する自由度を有することとなる。これは、本実施形態のような降圧コンバータにとって特に有益である。すなわち、上記用途の場合、絶縁用トランスT2,T3の出力電流が非常に大きくなるため、2次側コイルW5,W6のターン数を大きくすることが非常に困難である。ここで、これら2次側コイルW5,W6のターン数Nsが「1」に制限される場合、巻数比(Ns/Np)は、「1/2、1/3、1/4、…」というように、「1/n(n=1,2、3…)」という値しか取れない。このため、時比率Dや入力電圧範囲に制約がある場合、出力電圧Voutを所望の値に制御することが困難となるおそれがある。これに対し、本実施形態によれば、電圧調節用トランスT1の巻数比(N2/N1)によって出力電圧を調節することが可能となっている。
For the coil on the
D · V1on = (1−D) · V1off (c1)
D · V2on = (1−D) · V2off (c2)
D · V3on = (1-D) · V3off (c3)
D.V4on = (1-D) .V4off (c4)
Here, the voltage Vc2 can be calculated from the above equation (c1).
D · (Vin−Vc2) = (1−D) · Vc2
Vc2 = D · Vin
Further, the voltage Vc1 can be calculated from the total voltage applied to the secondary coil W2 and the primary coils W3 and W4 and the above equations (c2) to (c4).
D · Vc1 = (1-D) (Vin−Vc1)
Vc1 = (1-D) · Vin
From the above, the following equation (c5) is established.
V1off + V2off + V3off + V4off
= Vin-Vc2-Vc1
= 0 (c5)
In the above formula (c5), since V3off = (Np / Ns) Vout, the following formula (c6) is obtained.
-{1+ (N2 / N1)} DVin + (Np / Ns) DVout + V4off
= 0 (c6)
Further, from the above equation (c4), the following equation (c7) is established.
D (Np / Ns) Vout = (1-D) V4off (c7)
From the above formulas (c6) and (c7), the following formula (c8) is obtained.
Vout = (Ns / Np) {1+ (N2 / N1)} D (1-D) Vin (c8)
The output voltage Vout expressed by the above equation (c8) is obtained by multiplying the output voltage of the DCDC converter described in
この機能は、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4と電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2とに印加される電圧に等しい大きさの電圧を電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1に印加したために実現されるものである。すなわち、図2(a)に示す期間において、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4と電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2とに印加される電圧は、コンデンサC1の電圧Vc1(=(1−D)Vin)となる。一方、この期間において、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1に印加される電圧は、高電圧バッテリ12の電圧とコンデンサC2の電圧との合計の電圧(Vin−DVin)となる。このため、この期間において、両者の絶対値は等しい。また、図2(b)に示す期間において、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4と電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2とに印加される電圧は、高電圧バッテリ12の電圧とコンデンサC1の電圧との合計の電圧(Vin−(1−D)Vin=DVin)となる。一方、この期間において、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1に印加される電圧は、コンデンサC2の電圧(Vc2=DVin)となる。このため、この期間においても、両者の絶対値は等しい。
This function is achieved by applying a voltage equal to the voltage applied to the primary coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3 and the secondary coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 to the voltage adjusting transformer T1. This is realized because it is applied to the secondary coil W1. That is, during the period shown in FIG. 2A, the voltage applied to the primary coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3 and the secondary coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 is the voltage of the capacitor C1. Vc1 (= (1-D) Vin). On the other hand, during this period, the voltage applied to the primary coil W1 of the voltage adjusting transformer T1 is the total voltage (Vin−DVin) of the voltage of the
更に、本実施形態では、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1及び2次側コイルW2の接続を、上記いずれの期間においても絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4と電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2とに印加される電圧と逆極性の電圧が電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2に印加されるように設定している。この場合、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4と電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2とに印加される電圧Vが絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4のみに印加されているとした場合と比較して、これらに印加される電圧が「(N2/N1)V」だけ大きくなる。このため、上記出力電圧Voutを生成することとなる。 Further, in this embodiment, the primary side coil W1 and the secondary side coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 are connected to the primary side coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3 and the voltage in any period. A voltage having a polarity opposite to that applied to the secondary coil W2 of the adjustment transformer T1 is set to be applied to the secondary coil W2 of the voltage adjustment transformer T1. In this case, the voltage V applied to the primary side coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3 and the secondary side coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 is the primary side coils W3 and W3 of the insulating transformers T2 and T3. Compared with the case where the voltage is applied only to W4, the voltage applied to these is increased by “(N2 / N1) V”. For this reason, the output voltage Vout is generated.
図3に、時比率D=50%及び25%のそれぞれについての出力電圧Vout等の計測結果を示す。詳しくは、図3(a)は、出力電圧Voutを示し、図3(b)は、スイッチング素子Q1の入出力端子間の電圧の推移を示し、図3(c)は、1次側コイルW1の電圧V1の推移を示し、図3(d)は、2次側コイルW2の電圧V2の推移を示し、図3(e)は、1次側コイルW3の電圧V3の推移を示し、図3(f)は、1次側コイルW4の電圧V4の推移を示す。なお、この計測結果では、上記の式(c5)の関係が厳密には成立していなかったが、これは、上記計算では密結合変成器にて近似計算をした一方、実際の絶縁用トランスT2,T3や電圧調節用トランスT1には漏れ磁束があるためであると考えられる。 FIG. 3 shows the measurement results of the output voltage Vout and the like for each of the duty ratios D = 50% and 25%. Specifically, FIG. 3 (a) shows the output voltage Vout, FIG. 3 (b) shows the transition of the voltage between the input and output terminals of the switching element Q1, and FIG. 3 (c) shows the primary coil W1. 3 (d) shows the transition of the voltage V2 of the secondary coil W2, FIG. 3 (e) shows the transition of the voltage V3 of the primary coil W3, and FIG. (F) shows transition of the voltage V4 of the primary coil W4. In this measurement result, the relationship of the above formula (c5) was not strictly established. In the above calculation, an approximate calculation was performed by a tightly coupled transformer, while the actual insulation transformer T2 , T3 and the voltage adjusting transformer T1 are considered to have a leakage magnetic flux.
図4は、絶縁用トランスT2,T3の巻数比Np/Nsを固定し、電圧調節用トランスT1の巻数比N1/N2を調節した場合の出力電圧Voutの変化の計測結果を示す。図中左上には、この計測に際して、トランスとしてEEコアを有するものを採用していることを示している。 FIG. 4 shows measurement results of changes in the output voltage Vout when the turns ratio Np / Ns of the insulating transformers T2 and T3 is fixed and the turns ratio N1 / N2 of the voltage adjusting transformer T1 is adjusted. In the upper left of the figure, it is shown that a transformer having an EE core is used for this measurement.
なお、スイッチング素子Q1,Q2を交互にオン状態とする相補駆動をする際に、これらスイッチング素子Q1,Q2の双方がオン状態となることを回避すべく、周知のデッドタイムを設ける。このデッドタイムは、ダイオードD1,D2及びスイッチング素子Q1,Q2に並列接続される寄生キャパシタによって定まる時定数に基づき、ソフトスイッチングが可能となるように設定することが望ましい。 It should be noted that a known dead time is provided in order to avoid both of the switching elements Q1 and Q2 being turned on when performing complementary driving in which the switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on. This dead time is desirably set so that soft switching is possible based on a time constant determined by the diodes D1 and D2 and the parasitic capacitor connected in parallel to the switching elements Q1 and Q2.
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1)絶縁用トランスT2,T3等を密結合変成器にて近似した場合に絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4及び電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2への印加電圧の合計の大きさに等しい電圧を電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1に印加した。これにより、絶縁用トランスT2、T3の巻数比の制約による出力電圧Voutの調節の自由度に対する制約を好適に緩和することができる。 (1) When the insulating transformers T2, T3, etc. are approximated by a tightly coupled transformer, application to the primary side coils W3, W4 of the insulating transformers T2, T3 and the secondary side coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 A voltage equal to the total voltage was applied to the primary coil W1 of the voltage adjusting transformer T1. As a result, the restriction on the degree of freedom in adjusting the output voltage Vout due to the restriction of the turns ratio of the insulating transformers T2 and T3 can be relaxed suitably.
(2)一対の入力端子間に並列に接続されるスイッチング素子Q1,Q2の直列接続体を更に備え、スイッチング素子Q1が閉状態とされることで電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2、絶縁用トランスT2、T3の1次側コイルW3,W4、及びスイッチング素子Q1を備える第1閉ループ回路の備えるコンデンサC1と、スイッチング素子Q2が閉状態とされることで電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1及びスイッチング素子Q2を備える第2閉ループ回路の備えるコンデンサC2とを互いに相違する蓄電手段とした。これにより、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4及び電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2への印加電圧の合計の大きさに等しい電圧を電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1に印加することができる。 (2) It further includes a series connection body of switching elements Q1 and Q2 connected in parallel between a pair of input terminals, and the secondary coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 when the switching element Q1 is closed. The primary side coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3, the capacitor C1 included in the first closed loop circuit including the switching element Q1, and the primary of the voltage adjusting transformer T1 when the switching element Q2 is closed. The capacitor C2 included in the second closed loop circuit including the side coil W1 and the switching element Q2 is used as a different storage device. As a result, a voltage equal to the total magnitude of the voltages applied to the primary side coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3 and the secondary side coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 is set to the primary of the voltage adjusting transformer T1. It can be applied to the side coil W1.
(3)絶縁用トランスT2,T3の2次側の出力電流を平滑化するため手段(平滑化手段)を、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3、W4によって構成した。これにより、絶縁用トランスT2,T3の2次側にチョークコイルを備えることなく、上記出力電流を平滑化する手段を構成することができる。 (3) The means (smoothing means) for smoothing the output current on the secondary side of the insulating transformers T2 and T3 is constituted by the primary coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3. As a result, a means for smoothing the output current can be configured without providing a choke coil on the secondary side of the insulating transformers T2 and T3.
(4)DCDCコンバータ10を降圧コンバータとした。これにより、2次側コイルの電流が大きくなるため、2次側コイルのターン数に制約が生じやすい。このため、電圧調節用トランスT1の利用価値が特に大きい。
(4) The
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図5に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図5において、先の図1に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。 FIG. 5 shows a system configuration diagram according to the present embodiment. In FIG. 5, members corresponding to those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience.
図示されるように、本実施形態では、絶縁用トランスT2の2次側の出力電流を平滑化するためのコイルを、チョークコイル32にて構成する。このため、絶縁用トランスT2を、単一のトランスとしている。なお、図5では、スイッチング素子Q2がオンとなる場合に絶縁用トランスT2の1次側から2次側にエネルギが出力される例を示した。
As shown in the drawing, in the present embodiment, a coil for smoothing the output current on the secondary side of the insulating transformer T <b> 2 is configured by a
こうした構成であっても、出力電圧は、上記の式(c8)にて表現される。 Even in such a configuration, the output voltage is expressed by the above equation (c8).
以上説明した本実施形態によれば、上記第1の実施形態の上記(1)、(2)、(4)の効果を得ることができる。 According to this embodiment described above, the effects (1), (2), and (4) of the first embodiment can be obtained.
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図6に、本実施形態にかかるDCDCコンバータの回路構成を示す。なお、図6において、先の図1に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。 FIG. 6 shows a circuit configuration of the DCDC converter according to the present embodiment. In FIG. 6, members corresponding to those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience.
図示されるように、本実施形態では、スイッチング素子Q1に、電圧調節用トランスT1の2次側コイル、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4、及びコンデンサC1が並列接続されている。更に、電圧調節用トランスT1の2次側コイル、及び絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4に並列に、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1が接続されている。 As shown in the figure, in the present embodiment, the secondary coil of the voltage adjusting transformer T1, the primary coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3, and the capacitor C1 are connected in parallel to the switching element Q1. Yes. Further, the primary side coil W1 of the voltage adjusting transformer T1 is connected in parallel with the secondary side coil of the voltage adjusting transformer T1 and the primary side coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3.
また、絶縁用トランスT2,T3の2次側には、スイッチング素子Q2がオン状態となる際に2次側コイルW5に電流が流れることを阻止して且つスイッチング素子Q1がオン状態となる際に2次側コイルW5に電流が流れることを許容する手段(ダイオードD4)が設けられている。また、絶縁用トランスT2,T3の2次側には、スイッチング素子Q1がオン状態となる際に2次側コイルW6に電流が流れることを阻止して且つスイッチング素子Q2がオン状態となる際に2次側コイルW6に電流が流れることを許容する手段(ダイオードD3)が設けられている。 In addition, when the switching element Q2 is turned on, the secondary side of the insulating transformers T2 and T3 prevents current from flowing through the secondary coil W5, and when the switching element Q1 is turned on. Means (diode D4) for allowing a current to flow through the secondary coil W5 is provided. In addition, when the switching element Q1 is turned on, the secondary side of the insulating transformers T2 and T3 prevents current from flowing through the secondary coil W6 and when the switching element Q2 is turned on. Means (diode D3) for allowing a current to flow through the secondary coil W6 is provided.
こうした構成によっても、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2、及び絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4に印加される電圧と等しい大きさの電圧が電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1に印加されるようになる。特に、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1と2次側コイルW2との接続を調節することで、電圧調節用トランスT1の2次側コイル、及び絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4に印加される電圧と逆極性の電圧が電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2に印加されるようにしている。このため、このDCDCコンバータ10の出力電圧も上記の式(c8)にて表現されるものとなる。
Even with such a configuration, a voltage having a magnitude equal to the voltage applied to the secondary coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 and the primary coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3 is equal to the voltage of the voltage adjusting transformer T1. It is applied to the primary coil W1. In particular, by adjusting the connection between the primary side coil W1 and the secondary side coil W2 of the voltage adjusting transformer T1, the secondary side coil of the voltage adjusting transformer T1 and the primary side of the insulating transformers T2 and T3. A voltage having a polarity opposite to that applied to the coils W3 and W4 is applied to the secondary coil W2 of the voltage adjusting transformer T1. For this reason, the output voltage of the
このDCDCコンバータ10は、基本的には、特開2007−74830号公報に記載の回路に電圧調節用トランスT1を追加したものである。ここで、上記公報に記載のコンバータの出力電圧は、上記特許文献1に記載のものと同一である。
This
以上説明した本実施形態によっても、上記第1の実施形態の上記(1)、(3)、(4)の効果に加えて、更に以下の効果を得ることができる。 Also according to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1), (3), and (4) of the first embodiment.
(5)電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1を、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW5、W6及び電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2に並列接続した。これにより、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4及び電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2への印加電圧の合計の大きさに等しい電圧を電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1に印加することができる。 (5) The primary coil W1 of the voltage adjusting transformer T1 is connected in parallel to the primary coils W5 and W6 of the insulating transformers T2 and T3 and the secondary coil W2 of the voltage adjusting transformer T1. As a result, a voltage equal to the total magnitude of the voltages applied to the primary side coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3 and the secondary side coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 is set to the primary of the voltage adjusting transformer T1. It can be applied to the side coil W1.
(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図7に、本実施形態にかかるDCDCコンバータの回路構成を示す。なお、図7において、先の図1に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。 FIG. 7 shows a circuit configuration of the DCDC converter according to the present embodiment. In FIG. 7, members corresponding to those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for the sake of convenience.
図示されるように、高電圧バッテリ12には、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2と、絶縁用トランスT2の1次側コイルW3と、スイッチング素子Q1との直列接続体が並列接続されている。また、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2と、絶縁用トランスT2の1次側コイルW3とには、コンデンサC1及びスイッチング素子Q2の直列接続体が並列接続されている。更に、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2と、絶縁用トランスT2の1次側コイルW3とには、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1が並列接続されている。
As shown in the figure, the
一方、絶縁用トランスT2は、2次側コイルW4,W5を備えている。これら2次側コイルW4,W5は、チョークコイル44を介してコンデンサ16にそれぞれ並列接続されている。また、2次側コイルW4には、スイッチング素子Q1がオン状態となることで2次側コイルW4の電流を許容して且つスイッチング素子Q2がオン状態となることで2次側コイルW4に電流が流れることを阻止する手段(ダイオード40)が接続されている。また、2次側コイルW5には、スイッチング素子Q2がオン状態となることで2次側コイル5の電流を許容して且つスイッチング素子Q1がオン状態となることで2次側コイルW5に電流が流れることを阻止する手段(ダイオード42)が接続されている。
On the other hand, the insulating transformer T2 includes secondary coils W4 and W5. These secondary coils W4 and W5 are connected in parallel to the
このDCDCコンバータ10は、基本的には、特開平5−276751号公報等に記載の古典的なアクティブクランプ型のコンバータに電圧調節用トランスT1を追加したものである。ここで、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1と2次側コイルW2との接続極性の設定によって、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4及び電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2への印加電圧の極性と逆極性の電圧が電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2に印加されるようにした。このため、このDCDCコンバータ10の出力電圧Voutは、古典的なコンバータの出力電圧を{1+(N2/N1)}倍したものとなる。
The
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記(1)、(4)の効果や、先の第3の実施形態の上記(5)の効果等を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the effects (1) and (4) of the previous first embodiment, the effect (5) of the previous third embodiment, and the like can be obtained. .
(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a fifth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment.
図8に、本実施形態にかかるDCDCコンバータの回路構成を示す。なお、図8において、先の図1に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。 FIG. 8 shows a circuit configuration of the DCDC converter according to the present embodiment. In FIG. 8, members corresponding to those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience.
図示されるように、DCDCコンバータ10は、絶縁用トランスT2の2次側コイルとして、一対の2次側コイルW5,W6を備えている。これら2次側コイルW5,W6は、同期整流用のスイッチング素子Q3,Q4を介してコンデンサ16にそれぞれ並列接続されている。
As shown in the figure, the
また、DCDCコンバータ10は、一対のコンデンサC1,C2の直列接続体と、スイッチング素子Q1,Q2の直列接続体とを備え、これら各直列接続体が互いに並列接続されている。また、スイッチング素子Q1,Q2の接続点と、一対のコンデンサC1,C2の接続点との間には、電圧調節用トランスT1aの2次側コイルW2aと絶縁用トランスT2の1次側コイルW3とが接続されている。絶縁用トランスT2は、その1次側コイルとして、更に、スイッチング素子Q1,Q2の接続点と、高電圧バッテリ12の正極との間に接続される昇圧用のコイル(1次側コイルW4)を備えている。
The
そして、電圧調節用トランスT1aの2次側コイルW2a及び絶縁用トランスT2の1次側コイルW3には、電圧調節用トランスT1aの1次側コイルW1aが並列接続されている。また、絶縁用トランスT2の1次側コイルW4には、電圧調節用トランスT1bの2次側コイルW2bが直列接続され、これら1次側コイルW4及び2次側コイルW2bには、電圧調節用トランスT1bの1次側コイルW1bが並列接続されている。 The primary coil W1a of the voltage adjusting transformer T1a is connected in parallel to the secondary coil W2a of the voltage adjusting transformer T1a and the primary coil W3 of the insulating transformer T2. Further, the secondary coil W2b of the voltage adjusting transformer T1b is connected in series to the primary coil W4 of the insulating transformer T2, and the voltage adjusting transformer is connected to the primary coil W4 and the secondary coil W2b. The primary coil W1b of T1b is connected in parallel.
このDCDCコンバータ10は、基本的には、特開2003−79142号公報に記載の回路に、電圧調節用トランスT1a,T1bを追加したものである。上記公報のコンバータでは、絶縁用トランスT2の1次側コイルW3,W4は、同一の電圧が印加される構成となっている。本実施形態では、この点に鑑み、これら各1次側コイルW3,W4に各別の電圧調節用トランスT1a,T1bを備えることで、1次側コイルW3,W4に印加される電圧を互いに等しい量だけ変更する。ちなみに、先の第3の実施形態では、絶縁用トランスT2,T3が直列接続され、これらに電圧印加手段(高電圧バッテリ12、コンデンサC1)が並列接続される構成であったため、これら絶縁用トランスT1,T2に対して電圧調節用トランスを1つ設ける構成とした。
This DC-
こうした構成によれば、絶縁用トランスT2の1次側コイルW3及び電圧調節用トランスT1aの2次側コイルW2aに印加される合計の電圧に等しい大きさの電圧を、電圧調節用トランスT1aの1次側コイルW1aに印加することができる。また、絶縁用トランスT2の1次側コイルW4及び電圧調節用トランスT1bの2次側コイルW2bに印加される合計の電圧に等しい大きさの電圧を、電圧調節用トランスT1bの1次側コイルW1bに印加することができる。特に、電圧調節用トランスT1aの1次側コイルW1aと2次側コイルW2aとの接続を、絶縁用トランスT2の1次側コイルW3及び電圧調節用トランスT1aの2次側コイルW2aに印加される電圧と逆極性の電圧が、電圧調節用トランスT1aの2次側コイルW2aに印加されるよう設定する。また、電圧調節用トランスT1bの1次側コイルW1bと1次側コイルW2bとの接続を、絶縁用トランスT2の1次側コイルW4及び電圧調節用トランスT1bの2次側コイルW2bに印加される電圧と逆極性の電圧が、電圧調節用トランスT1bの2次側コイルW2bに印加されるように設定する。 According to such a configuration, a voltage having a magnitude equal to the total voltage applied to the primary side coil W3 of the insulating transformer T2 and the secondary side coil W2a of the voltage adjusting transformer T1a is set to 1 of the voltage adjusting transformer T1a. It can be applied to the secondary coil W1a. Further, a voltage having a magnitude equal to the total voltage applied to the primary side coil W4 of the insulating transformer T2 and the secondary side coil W2b of the voltage adjusting transformer T1b is set to the primary side coil W1b of the voltage adjusting transformer T1b. Can be applied. In particular, the connection between the primary side coil W1a and the secondary side coil W2a of the voltage adjusting transformer T1a is applied to the primary side coil W3 of the insulating transformer T2 and the secondary side coil W2a of the voltage adjusting transformer T1a. A voltage having a polarity opposite to that of the voltage is set to be applied to the secondary coil W2a of the voltage adjusting transformer T1a. Further, the connection between the primary side coil W1b and the primary side coil W2b of the voltage adjusting transformer T1b is applied to the primary side coil W4 of the insulating transformer T2 and the secondary side coil W2b of the voltage adjusting transformer T1b. A voltage having a polarity opposite to the voltage is set so as to be applied to the secondary coil W2b of the voltage adjusting transformer T1b.
これにより、このDCDCコンバータ10は、上記公報記載のコンバータの出力電圧を、{1+(N2/N1)}倍したものとなる。
As a result, the
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記(1)、(3)、(4)の効果や、先の第3の実施形態の上記(5)の効果等を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the effects (1), (3), (4) of the previous first embodiment, the effects (5) of the previous third embodiment, and the like. Can be obtained.
(第6の実施形態)
以下、第6の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図9に、本実施形態にかかるDCDCコンバータの回路構成を示す。なお、図9において、先の図1に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。 FIG. 9 shows a circuit configuration of the DCDC converter according to the present embodiment. In FIG. 9, members corresponding to those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience.
図示されるように、本実施形態にかかるDCDCコンバータ10は、高電圧バッテリ12に並列に、コンデンサC1,C2の直列接続体と、スイッチング素子Q1,Q2の直列接続体とが並列接続されている。そして、コンデンサC1,C2の接続点と、スイッチング素子Q1,Q2の接続点との間に、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2と絶縁用トランスT2の1次側コイルW3及び絶縁用トランスT3の1次側コイルW4との直列接続体が接続されている。そして、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2と絶縁用トランスT2の1次側コイルW3及び絶縁用トランスT3の1次側コイルW4の直列接続体には、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1が並列接続されている。なお、コンデンサC1,C2の静電容量は互いに等しく設定されている。
As illustrated, in the
一方、絶縁用トランスT2の2次側コイルW5と絶縁用トランスT3の2次側コイルW6とは、互いに直列接続されている。これら2次側コイルW5,W6は、それぞれコンデンサ16に並列接続されている。更に、2次側コイルW6には、スイッチング素子Q1がオン状態とされる場合に2次側コイルW6に流れる電流を許容して且つ、スイッチング素子Q2がオン状態とされる場合に2次側コイルW6に電流が流れることを阻止する手段(ダイオード40)が接続されている。また、2次側コイルW5には、スイッチング素子Q2がオン状態とされる場合に2次側コイルW5に流れる電流を許容して且つ、スイッチング素子Q1がオン状態とされる場合に2次側コイルW5に電流が流れることを阻止する手段(ダイオード42)が接続されている。
On the other hand, the secondary coil W5 of the insulating transformer T2 and the secondary coil W6 of the insulating transformer T3 are connected in series with each other. These secondary coils W5 and W6 are connected in parallel to the
なお、上記絶縁用トランスT2,T3は、互いに等しい巻数比nを有するものである。 The insulating transformers T2 and T3 have the same turn ratio n.
ここで、DCDCコンバータ10は、スイッチング素子Q1,Q2が交互にオン操作されることで出力電圧Voutを制御可能なものである。特に、DCDCコンバータ10は、スイッチング素子Q1のオン・オフ操作の一周期に対するオン時間の比率である時比率と、スイッチング素子Q2のオン・オフ操作の一周期に対するオン時間の比率である時比率とが同一の時比率D(≦0.5)として操作される。
Here, the
ここで、本実施形態にかかるDCDCコンバータ10は、基本的には、特開2007−74830号公報に記載のコンバータに、電圧調節用トランスT1を追加したものである。特に、本実施形態では、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1と2次側コイルW2との接続を、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2と絶縁用トランスT2の1次側コイルW3及び絶縁用トランスT3の1次側コイルW4との直列接続体に印加される電圧と逆極性の電圧が電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2に印加されるように設定している。このため、上記公報のコンバータの出力電圧Voutが時比率Dによって「D・Vin/(2n)」となるのに対し、上記DCDCコンバータ10の出力電圧Voutは、これを{1+(N2/N1)}倍したものとなる。
Here, the
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記(1)、(3)、(4)の効果や、先の第3の実施形態の上記(5)の効果等を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the effects (1), (3), (4) of the previous first embodiment, the effects (5) of the previous third embodiment, and the like. Can be obtained.
(第7の実施形態)
以下、第7の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Seventh embodiment)
Hereinafter, the seventh embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図10に、本実施形態にかかるDCDCコンバータの回路構成を示す。なお、図10において、先の図1に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。 FIG. 10 shows a circuit configuration of the DCDC converter according to the present embodiment. In FIG. 10, members corresponding to those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience.
図示されるように、本実施形態にかかるDCDCコンバータ10は、フルブリッジ回路を備えるものである。すなわち、高電圧バッテリ12に並列に、スイッチング素子Q1,Q2の直列接続体と、スイッチング素子Q3,Q4の直列接続体とが接続されている。ここで、スイッチング素子Q3,Q4もNチャネルのパワーMOS型電界効果トランジスタである。スイッチング素子Q1,Q2の接続点と、スイッチング素子Q3,Q4の接続点との間には、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2及び絶縁用トランスTの1次側コイルW3が接続されている。
As shown in the figure, the
絶縁用トランスTの2次側は、一対の2次側コイルW5,W6を備えている。これら2次側コイルW5,W6は、互いに直列接続され、また、2次側コイルW5,W6は、チョークコイル44を介してコンデンサ16にそれぞれ並列接続されている。ここで、2次側コイルW5には、スイッチング素子Q2,Q3がオン状態とされる期間において2次側コイルW5に流れる電流を許容して且つ、スイッチング素子Q1,Q4がオン状態とされる期間において2次側コイルW5に電流が流れることを阻止する手段(ダイオード40)が接続されている。一方、2次側コイルW6には、スイッチング素子Q1,Q4がオン状態される期間において2次側コイルW6に流れる電流を許容して且つ、スイッチング素子Q2,Q3がオン状態とされる期間において2次側コイルW6に電流が流れることを阻止する手段(ダイオード42)が接続されている。
The secondary side of the insulating transformer T includes a pair of secondary side coils W5 and W6. The secondary coils W5 and W6 are connected in series with each other, and the secondary coils W5 and W6 are connected in parallel to the
ここで、スイッチング素子Q1,Q4をオン操作することで形成される第1の閉ループ回路と、スイッチング素子Q2,Q3をオン操作することで形成される第2の閉ループ回路とは、交互に形成される。また、上記閉ループ回路の交互の形成処理の一周期に対する第1の閉ループ回路の形成時間の比率と、第2の閉ループ回路の形成時間の比率とは、互いに等しい時比率D(≦0.5)となっている。 Here, the first closed loop circuit formed by turning on switching elements Q1 and Q4 and the second closed loop circuit formed by turning on switching elements Q2 and Q3 are alternately formed. The Further, the ratio of the formation time of the first closed loop circuit to the period of the formation time of the second closed loop circuit with respect to one cycle of the alternate formation process of the closed loop circuit is equal to the time ratio D (≦ 0.5). It has become.
このDCDCコンバータ10は、周知のフルブリッジタイプのコンバータに電圧調節用トランスT1を追加したものである。そして、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1及び2次側コイルW2の接続を、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW2及び絶縁用トランスT2の1次側コイルW3に印加される電圧と逆極性の電圧が電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2に印加されるように設定する。これにより、このDCDCコンバータ10の出力電圧Voutは、周知のフルブリッジ型コンバータの出力電圧を{1+(N2/N1)}倍したものとなる。
The
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記(1)、(4)の効果や、先の第3の実施形態の上記(5)の効果等を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the effects (1) and (4) of the previous first embodiment, the effect (5) of the previous third embodiment, and the like can be obtained. .
(第8の実施形態)
以下、第8の実施形態について、先の第7の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Eighth embodiment)
Hereinafter, the eighth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the previous seventh embodiment.
図11に、本実施形態にかかるDCDCコンバータの回路構成を示す。なお、図11において、先の図10に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。 FIG. 11 shows a circuit configuration of the DCDC converter according to the present embodiment. In FIG. 11, members corresponding to those shown in FIG. 10 are given the same reference numerals for convenience.
図示されるように、本実施形態では、先の第7の実施形態にかかるDCDCコンバータ10を2つ直列接続した構成を採用する。すなわち、本実施形態にかかるDCDCコンバータ10は、一対のDCDCコンバータ10a,10bからなる。
As shown in the figure, the present embodiment employs a configuration in which two
一方、高電圧バッテリ12には、コンデンサC1、C2の直列接続体が並列接続されている。これらコンデンサC1,C2は、静電容量が互いに等しいものである。このため、これらコンデンサC1,C2は、高電圧バッテリ12の電圧を2分する。そして、これらコンデンサC1,C2にそれぞれDCDCコンバータ10a,10bの入力端子が接続されている。こうした構成によれば、DCDCコンバータ10a,10bの入力電圧を互いに等しくすることができる。
On the other hand, a series connection body of capacitors C1 and C2 is connected to the
ここで、本実施形態では、DCDCコンバータ10a,10bの一方の電圧調節用トランスT1の1次側コイルと他方の電圧調節用トランスT1の2次側コイルとが磁気結合する構成とする。こうした構成によっても、DCDCコンバータ10a,10bの入力電圧が互いに等しいため、これらのスイッチング素子を同期して操作する限り、DCDCコンバータ10a,10bの一方の電圧調節用トランスT1の1次側コイルに印加される電圧が、他方の電圧調節用トランスT1の2次側コイル及び絶縁用トランスの1次側コイルに印加される電圧と等しくなる。このため、これらDCDCコンバータ10a,10bの出力電圧を、周知のフルブリッジ型コンバータの出力電圧の{1+(N2/N1)}倍とすることができる。
Here, in the present embodiment, the primary side coil of one voltage adjustment transformer T1 of the
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
・上記第1の実施形態において、コンデンサC1,C2の配置態様としては、先の図1に例示したものに限らない。例えば、図12(a)に示すように、コンデンサC2の配置箇所を、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2の接続点と電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1及び2次側コイルW2の接続点との間に変更してもよい。この場合、スイッチング素子Q1が閉状態となる際に、1次側コイルW3,W4、2次側コイルW2、及びスイッチング素子Q1を備える閉ループ回路において、これら1次側コイルW3,W4、及び2次側コイルW2に電圧を印加するための蓄電手段がコンデンサC1、C2となる。また、スイッチング素子Q2が閉状態となる際に、1次側コイルW1及びスイッチング素子Q2を備える閉ループ回路において1次側コイルW1に電圧を印加するための蓄電手段がコンデンサC2となる。このように、両者の蓄電手段は、相違している。またこれに代えて、コンデンサC1の配置箇所を、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2の接続点と電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1及び2次側コイルW2の接続点との間に変更してもよい。これらの変更は、第2の実施形態に適用することもできる。 In the first embodiment, the arrangement mode of the capacitors C1 and C2 is not limited to that illustrated in FIG. For example, as shown in FIG. 12 (a), the capacitor C2 is disposed at a connection point between the switching element Q1 and the switching element Q2 and a connection point between the primary side coil W1 and the secondary side coil W2 of the voltage adjusting transformer T1. You may change between. In this case, when the switching element Q1 is in the closed state, in the closed loop circuit including the primary side coils W3, W4, the secondary side coil W2, and the switching element Q1, the primary side coils W3, W4, and the secondary side coil The power storage means for applying a voltage to the side coil W2 are capacitors C1 and C2. In addition, when the switching element Q2 is in the closed state, the power storage means for applying a voltage to the primary side coil W1 in the closed loop circuit including the primary side coil W1 and the switching element Q2 is the capacitor C2. In this way, the power storage means of both are different. Alternatively, the arrangement location of the capacitor C1 is changed between the connection point of the switching element Q1 and the switching element Q2 and the connection point of the primary side coil W1 and the secondary side coil W2 of the voltage adjusting transformer T1. May be. These changes can also be applied to the second embodiment.
また例えば、コンデンサC1の配置箇所を、絶縁用トランスT2の1次側コイルW3と絶縁用トランスT3の1次側コイルW4との間や、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2と絶縁用トランスT2の1次側コイルW3の間に変更してもよい。これらの変更は、第2の実施形態に適用することもできる。 Further, for example, the capacitor C1 is disposed between the primary side coil W3 of the insulation transformer T2 and the primary side coil W4 of the insulation transformer T3, or for the insulation with the secondary side coil W2 of the voltage adjustment transformer T1. It may be changed between the primary side coils W3 of the transformer T2. These changes can also be applied to the second embodiment.
更に例えば、図12(b)に示すように、スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2の接続点と電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1及び2次側コイルW2の接続点との間にコンデンサC3を追加してもよい。この場合、スイッチング素子Q1が閉状態となる際に、1次側コイルW3,W4、2次側コイルW2、及びスイッチング素子Q1を備える閉ループ回路において、これら1次側コイルW3,W4、及び2次側コイルW2に電圧を印加するための蓄電手段がコンデンサC1、C3となる。また、スイッチング素子Q2が閉状態となる際に、1次側コイルW1及びスイッチング素子Q2を備える閉ループ回路において1次側コイルW1に電圧を印加するための蓄電手段がコンデンサC2、C3となる。このように、両者の蓄電手段は、相違している。これらの変更は、第2の実施形態に適用することもできる。 Further, for example, as shown in FIG. 12B, a capacitor C3 is provided between the connection point of the switching element Q1 and the switching element Q2 and the connection point of the primary side coil W1 and the secondary side coil W2 of the voltage adjusting transformer T1. May be added. In this case, when the switching element Q1 is in the closed state, in the closed loop circuit including the primary side coils W3, W4, the secondary side coil W2, and the switching element Q1, the primary side coils W3, W4, and the secondary side coil The power storage means for applying a voltage to the side coil W2 are capacitors C1 and C3. In addition, when the switching element Q2 is in the closed state, the power storage means for applying a voltage to the primary side coil W1 in the closed loop circuit including the primary side coil W1 and the switching element Q2 is the capacitors C2 and C3. In this way, the power storage means of both are different. These changes can also be applied to the second embodiment.
・電圧調節用トランスT1と、絶縁用トランスT2,T3との構造としては、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4が独立して構成されるものに限らない。例えば図13に示すように、電圧調節用トランスT1と絶縁用トランスT2,T3との磁脚に共通に巻線をまくことで、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2と、絶縁用トランスT2,T3の1次側コイルW3,W4とを構成してもよい。この場合、巻数比の自由度が低減されるものの、電圧調節用トランスT1と絶縁用トランスT2,T3からなる磁気部品をより小型化することが容易となるメリットを有する。なお、図13では、先の図4に対応させて出力電圧の変化の計測結果をも示している。 The structure of the voltage adjusting transformer T1 and the insulating transformers T2 and T3 is such that the secondary coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 and the primary coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3 are independent. It is not limited to what is configured. For example, as shown in FIG. 13, by winding a common winding around the magnetic legs of the voltage adjusting transformer T1 and the insulating transformers T2 and T3, the secondary coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 and the insulating transformer You may comprise the primary side coils W3 and W4 of T2, T3. In this case, although the degree of freedom of the turns ratio is reduced, there is an advantage that it is easy to further downsize the magnetic component including the voltage adjusting transformer T1 and the insulating transformers T2 and T3. In FIG. 13, the measurement result of the change in output voltage is also shown in correspondence with FIG.
・上記第1の実施形態では、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2、絶縁用トランスT2、T3の1次側コイルW3、W4の印加電圧極性と、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2の印加電圧極性とが逆となるようにしたが、これに限らず、同一でもよい。これは、例えば図14(a)に示すように、トランスT1の1次側コイルW1と2次側コイルW2との巻き終わり同士を接続することで実現することができる。この場合、出力電圧Voutは、「Np/Ns=N3/N5=N4/N6」とすると、以下の式となる。 In the first embodiment, the applied voltage polarity of the secondary coil W2 of the voltage adjusting transformer T1, the primary coils W3 and W4 of the insulating transformers T2 and T3, and the secondary side of the voltage adjusting transformer T1. Although the applied voltage polarity of the coil W2 is reversed, it is not limited to this and may be the same. This can be realized by connecting the winding ends of the primary side coil W1 and the secondary side coil W2 of the transformer T1, for example, as shown in FIG. In this case, when the output voltage Vout is “Np / Ns = N3 / N5 = N4 / N6”, the following expression is obtained.
Vout==(Ns/Np){1+(N2/N1)}D(1−D)Vin
同様に、上記第2〜第7の実施形態においても、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2及び絶縁用トランスの1次側コイルへの印加電圧極性と電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2への印加電圧極性とが互いに同一となるような変更を加えてもよい。この場合、出力電圧Voutは、{1+(N2/N1)}の項を{1−(N2/N1)}に変更したものとなる。
Vout == (Ns / Np) {1+ (N2 / N1)} D (1-D) Vin
Similarly, also in the second to seventh embodiments, the voltage polarity applied to the secondary coil W2 of the voltage adjusting transformer T1 and the primary coil of the insulating transformer and the secondary side of the voltage adjusting transformer T1. A change may be made so that the polarity of the voltage applied to the coil W2 is the same. In this case, the output voltage Vout is obtained by changing the term {1+ (N2 / N1)} to {1- (N2 / N1)}.
・上記第1の実施形態では、高電圧バッテリ12の正極側(DCDCコンバータ10の高電位側入力端子側)に電圧調節用トランスT1を接続したがこれに限らない。例えば、図14(b)に示すように、高電圧バッテリ12の負極側(DCDCコンバータ10の低電位側入力端子側)に電圧調節用トランスT1を接続してもよい。更に、このように、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1と2次側コイルW2とを、その間に他の電子部品を介在させることなく接続するものに限らない。例えば、先の図1において、電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1と絶縁用トランスT2の1次側コイルW3とを接続し、絶縁用トランスT2の1次側コイルW3と絶縁用トランスT3の1次側コイルW4との間に、電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2を接続してもよい。図15(a)にこの場合について、トランスとしてEEコアを採用した場合を例示する。また、こうした変更は、先の図13に示した構成についても適用することができる。図15(b)に、これについて例示する。これらの変更は、第2の実施形態に適用することもできる。
In the first embodiment, the voltage adjusting transformer T1 is connected to the positive electrode side (the high potential side input terminal side of the DCDC converter 10) of the
・上記第1の実施形態では、トランスT2の巻数比「N3/N5」とトランスT3の巻数比「N4/N6」とを同一としたが、互いに相違させてもよい。 In the first embodiment, the turn ratio “N3 / N5” of the transformer T2 and the turn ratio “N4 / N6” of the transformer T3 are the same, but may be different from each other.
・電圧調節用トランスT1や、絶縁用トランスT2,T3としては、EEコア構造のものに限らない。 The voltage adjusting transformer T1 and the insulating transformers T2 and T3 are not limited to those having an EE core structure.
・上記第1の実施形態では、ダイオードD1,D2をボディーダイオードとしたが、ディスクリート部品でもよい。また、スイッチング素子Q1,Q2にディスクリート部品としてのキャパシタを並列接続してもよい。 In the first embodiment, the diodes D1 and D2 are body diodes, but may be discrete components. A capacitor as a discrete component may be connected in parallel to the switching elements Q1 and Q2.
・上記第4の実施形態では、コンデンサC1を高電圧バッテリ12の正極側に接続したがこれに限らない。例えば、スイッチング素子Q1を高電圧バッテリ12の正極側に接続して且つ、コンデンサC1及びスイッチング素子Q2を高電圧バッテリ12の負極側に接続してもよい。
In the fourth embodiment, the capacitor C1 is connected to the positive electrode side of the
・上記第5の実施形態において、絶縁用トランスT2の1次側コイルW4を、絶縁用トランスT2から独立させ、代わりに、上記第2の実施形態のように、絶縁用トランスT2の2次側にチョークコイル32を備えてもよい。
In the fifth embodiment, the primary coil W4 of the insulating transformer T2 is made independent of the insulating transformer T2, and instead, the secondary side of the insulating transformer T2 is used as in the second embodiment. A
・上記第6の実施形態において、コンデンサC1,C2の一方を削除してもよい。 In the sixth embodiment, one of the capacitors C1 and C2 may be deleted.
・上記第8の実施形態において、DCDCコンバータ10a,10bの1次側を並列接続してもよい。また、DCDCコンバータ10a,10bの2次側回路を共有化してもよい。更に、DCDCコンバータ10a,10bのそれぞれの電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1及び2次側コイルW2を磁気結合させるようにしてもよい。また、DCDCコンバータ10a,10bの一方の電圧調節用トランスT1の1次側コイルW1を、他方の電圧調節用トランスT1の2次側コイルW2及び絶縁用トランスT2の1次側コイルW3によって構成してもよい。
In the eighth embodiment, the primary sides of the
・上記第1、5の実施形態では、同期整流用のスイッチング素子Q3,Q4を備えたがこれに限らず、例えば上記第2〜4、6〜8の実施形態のように、ダイオード40,42に代えてもよい。
In the first and fifth embodiments, the switching elements Q3 and Q4 for synchronous rectification are provided. However, the present invention is not limited to this. For example, as in the second to fourth and sixth to eighth embodiments, the
上記第2〜4、6〜8の実施形態において、2次側のダイオードを同期整流用のスイッチング素子に代えてもよい。 In the second to fourth and sixth to eighth embodiments, the secondary diode may be replaced with a synchronous rectification switching element.
・上記第4、7,8の実施形態において、2次側にチョークコイル44を備える代わりに、先の第2の実施形態に対する第1の実施形態の相違点のように、トランスの1次側コイルをエネルギ蓄積コイルとして機能させるべく、絶縁用トランスを1つ追加してもよい。 In the fourth, seventh and eighth embodiments, instead of providing the choke coil 44 on the secondary side, the primary side of the transformer is different from the first embodiment with respect to the second embodiment. One insulating transformer may be added so that the coil functions as an energy storage coil.
・上記各実施形態では、スイッチング素子Q1,Q2等として、NチャネルのパワーMOS型電界効果トランジスタを用いたがこれに限らず、PチャネルのパワーMOS型電界効果トランジスタ等任意のパワー電界効果トランジスタであってもよい。また例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ等であってもよい。 In each of the above embodiments, N-channel power MOS field effect transistors are used as the switching elements Q1, Q2, etc., but this is not restrictive, and any power field effect transistor such as a P-channel power MOS field effect transistor may be used. There may be. For example, an insulated gate bipolar transistor may be used.
・DCDCコンバータ10としては、ハイブリッド車に搭載されるものに限らず、例えば電気自動車に搭載されるものであってもよい。更に、車載コンバータにも限らない。
The
・DCDCコンバータ10としては、降圧コンバータに限らず、昇圧コンバータや昇降圧コンバータであってもよい。
The
10…DCDCコンバータ、12…高電圧バッテリ、14…低電圧バッテリ、Q1,Q2…スイッチング素子、T1…電圧調節用トランス、T2,T3…絶縁用トランス。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記絶縁用トランスの2次側の出力電流を平滑化する平滑化手段と、
前記絶縁用トランスの1次側コイルに、2次側コイルが直列接続された電圧調節用トランスと、
前記絶縁用トランスの1次側に設けられて且つ、前記絶縁用トランスの1次側コイル及び前記電圧調節用トランスの2次側コイルへの印加電圧の合計の大きさに等しい電圧を前記電圧調節用トランスの1次側コイルに印加する電圧印加手段とを備えることを特徴とする絶縁型コンバータ。 The pair of input terminals and the pair of output terminals are insulated via an insulating transformer, and the voltage between the pair of input terminals is converted into a voltage having another value using the insulating transformer. In an isolated converter that outputs from a pair of output terminals,
Smoothing means for smoothing the output current on the secondary side of the insulating transformer;
A voltage adjusting transformer in which a secondary coil is connected in series to the primary coil of the insulating transformer;
The voltage adjustment is performed on a voltage equal to the total voltage applied to the primary side coil of the insulation transformer and the secondary side coil of the voltage adjustment transformer. An insulating converter comprising: a voltage applying means for applying to a primary side coil of the transformer.
前記第1開閉手段が閉状態とされることで、前記電圧調節用トランスの2次側コイル、前記絶縁用トランスの1次側コイル、及び前記第1開閉手段を備える第1閉ループ回路が形成され、
前記第2開閉手段が閉状態とされることで、前記電圧調節用トランスの1次側コイル及び前記第2開閉手段を備える第2閉ループ回路が形成され、
前記電圧印加手段は、前記第1閉ループ回路と前記第2閉ループ回路とに互いに相違する蓄電手段を備えることで構成されることを特徴とする請求項1記載の絶縁型コンバータ。 Further comprising a series connection body of first opening and closing means and second opening and closing means connected in parallel between the pair of input terminals,
When the first opening / closing means is closed, a first closed loop circuit including a secondary coil of the voltage adjusting transformer, a primary coil of the insulating transformer, and the first opening / closing means is formed. ,
When the second opening / closing means is closed, a second closed loop circuit including a primary coil of the voltage adjusting transformer and the second opening / closing means is formed,
2. The isolated converter according to claim 1, wherein the voltage applying unit includes power storage units different from each other in the first closed loop circuit and the second closed loop circuit.
前記第1開閉手段が閉状態とされることで、前記電圧調節用トランスの2次側コイル、前記絶縁用トランスの1次側コイル、及び前記第1開閉手段を備える第1閉ループ回路が形成され、
前記第2開閉手段が閉状態とされることで、前記電圧調節用トランスの1次側コイル及び前記第2開閉手段を備える第2閉ループ回路が形成され、
前記絶縁用トランスは、第1の絶縁用トランス及び第2の絶縁用トランスであり、
前記絶縁用トランスの1次側コイルとは、前記第1の絶縁用トランス及び前記第2の絶縁用トランスのそれぞれの1次側コイルが直列接続されたものであり、
前記第1の絶縁用トランス及び前記第2の絶縁用トランスのそれぞれの2次側コイルは、互いに直列接続され、
前記第1の絶縁用トランス及び前記第2の絶縁用トランスの2次側には、前記第1の開閉手段が閉状態となる際に前記第1の絶縁用トランス及び前記第2の絶縁用トランスのいずれか一方の2次側コイルに電流が流れることを阻止して且つ、前記第2の開閉手段が閉状態となる際に前記一方の2次側コイルに電流が流れることを許容する第1の手段が設けられ、
前記第1の絶縁用トランス及び前記第2の絶縁用トランスの2次側には、前記第2開閉手段が閉状態となる際に前記第1の絶縁用トランス及び前記第2の絶縁用トランスのいずれか他方の2次側コイルに電流が流れることを阻止して且つ、前記第1開閉手段が閉状態となる際に前記他方の2次側コイルに電流が流れることを許容する第2の手段が設けられ、
前記平滑化手段は、前記第1の絶縁用トランス、前記第2の絶縁用トランス、前記第1の手段及び前記第2の手段を備えて構成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の絶縁型コンバータ。 Further comprising a series connection body of first opening and closing means and second opening and closing means connected in parallel between the pair of input terminals,
When the first opening / closing means is closed, a first closed loop circuit including a secondary coil of the voltage adjusting transformer, a primary coil of the insulating transformer, and the first opening / closing means is formed. ,
When the second opening / closing means is closed, a second closed loop circuit including a primary coil of the voltage adjusting transformer and the second opening / closing means is formed,
The insulating transformer is a first insulating transformer and a second insulating transformer,
The primary coil of the insulation transformer is a primary coil of each of the first insulation transformer and the second insulation transformer connected in series.
The secondary coils of the first insulating transformer and the second insulating transformer are connected in series with each other,
On the secondary side of the first insulation transformer and the second insulation transformer, the first insulation transformer and the second insulation transformer when the first opening / closing means is closed. A first current that prevents current from flowing through one of the secondary coils and allows current to flow through the one secondary coil when the second opening / closing means is closed. Means are provided,
A secondary side of the first insulating transformer and the second insulating transformer is provided on the secondary side of the first insulating transformer and the second insulating transformer when the second opening / closing means is closed. Second means for preventing current from flowing through the other secondary coil and allowing current to flow through the other secondary coil when the first opening / closing means is closed. Is provided,
4. The smoothing means comprises the first insulating transformer , the second insulating transformer, the first means, and the second means . The insulated converter of any one of Claims.
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