JP2000333455A - Bidirectional DC-DC converter - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギ回生可能な高効率双方向DC−DC
コンバータを提供する。
【解決手段】 バッテリ1と負荷7との間に設けられる
双方向DC−DCコンバータであって、バッテリ1に並
列接続されるトランス2の一次巻線3と第1FET4と
の第1直列回路と、トランス2の一次巻線3と逆位相の
電圧が誘起されるように、負荷7に並列接続される、ト
ランス2の二次巻線5と第2FET6との第2直列回路
と、バッテリ1のエネルギを負荷7に供給し、かつ負荷
7に並列接続されたコンデンサ8に蓄えられたエネルギ
をバッテリ1に回生するように、第1FET4と第2F
ET6の各ゲートを制御する制御手段9、9a、9bを
備える。
(57) [Summary] [Problem] High-efficiency bidirectional DC-DC capable of energy regeneration
Provide a converter. A bidirectional DC-DC converter provided between a battery (1) and a load (7), comprising: a first series circuit of a primary winding (3) and a first FET (4) connected in parallel to the battery (1); A second series circuit of the secondary winding 5 of the transformer 2 and the second FET 6, which is connected in parallel to the load 7 so that a voltage having an opposite phase to the primary winding 3 of the transformer 2 is induced; To the load 7 and regenerate the energy stored in the capacitor 8 connected in parallel with the load 7 to the battery 1 so that the first FET 4 and the second F
Control means 9, 9a and 9b for controlling each gate of ET6 are provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はDC−DCコンバー
タに関し、特に、エネルギ回生可能な高効率の双方向D
C−DCコンバータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC-DC converter, and more particularly, to a high-efficiency bidirectional D-type converter capable of regenerating energy.
It relates to a C-DC converter.
【0002】[0002]
【従来の技術】DC−DCコンバータは、通常、直流電
源回路において、直流電源の電圧とは異なる電圧を要求
される場合に使用される。図5は従来技術によるフライ
バック型のDC−DCコンバータを用いた直流電源回路
の一例を示す図である。バッテリ1の電源にトランス2
の1次巻線3とFET4との直列回路が並列に接続され
ており、トランス2の2次巻線5にはダイオード11と
負荷7の直列回路が並列に接続されている。また負荷7
にはコンデンサ8が並列に接続されている。2次巻線5
の負荷7に対する接続は1次巻線3と逆位相の電圧が誘
起されるように行われる。FET4はnチャンネルMO
S型を使用しており、FET4のソースはバッテリ1の
グランド端子および2次巻線5の一端に接続され、FE
T4のドレインは1次巻線3の一端に接続されている。
1次巻線3の他端はバッテリ1の正電位端子に接続さ
れ、2次巻線5の他端はダイオード11のアノードに接
続されている。2. Description of the Related Art A DC-DC converter is usually used in a DC power supply circuit when a voltage different from the DC power supply voltage is required. FIG. 5 is a diagram showing an example of a DC power supply circuit using a flyback type DC-DC converter according to the related art. Transformer 2 for power supply of battery 1
The series circuit of the primary winding 3 and the FET 4 is connected in parallel, and the series circuit of the diode 11 and the load 7 is connected in parallel to the secondary winding 5 of the transformer 2. Load 7
Is connected in parallel with a capacitor 8. Secondary winding 5
Is connected to the load 7 such that a voltage having a phase opposite to that of the primary winding 3 is induced. FET4 is an n-channel MO
The S type is used, and the source of the FET 4 is connected to the ground terminal of the battery 1 and one end of the secondary winding 5.
The drain of T4 is connected to one end of the primary winding 3.
The other end of the primary winding 3 is connected to the positive potential terminal of the battery 1, and the other end of the secondary winding 5 is connected to the anode of the diode 11.
【0003】FET4のゲートには制御回路19から所
定の周期でFET4をオンオフする矩形波の信号が入力
される。制御回路19には負荷の両端電圧を検出する電
圧検出器19aとFET4を流れる電流を検出する電流
検出器19bが接続されており、制御回路19はこれら
の検出器の信号に応じて負荷7の両端電圧が一定になる
ようにFET4のゲートへの信号を制御する。[0005] A rectangular wave signal for turning on and off the FET 4 at a predetermined cycle is input from the control circuit 19 to the gate of the FET 4. The control circuit 19 is connected to a voltage detector 19a for detecting a voltage across the load and a current detector 19b for detecting a current flowing through the FET 4. The control circuit 19 controls the load 7 in response to signals from these detectors. The signal to the gate of the FET 4 is controlled so that the voltage between both ends becomes constant.
【0004】しかしながら、図5に示す従来技術による
直流電源回路は逆流防止用のダイオード11で下式によ
うにエネルギが消費され効率が悪いという問題がある。 PDi=IF×VF ここで、PDiはダイオード11による順方向電圧損
失、IFは順方向接合電流、VFは順方向接合電圧を示
す。However, the DC power supply circuit according to the prior art shown in FIG. 5 has a problem that the energy is consumed by the backflow preventing diode 11 and the efficiency is low as shown in the following formula. PDi = IF × VF Here, PDi indicates a forward voltage loss due to the diode 11, IF indicates a forward junction current, and VF indicates a forward junction voltage.
【0005】また、上記直流電源回路はコンデンサ8に
蓄えられたエネルギをバッテリ1に回生することができ
ない回路構成となっている。上記ダイオード11による
順方向電圧損失を削減するため、整流ダイオードをMO
SFETに置き換えた同期整流回路が知られている。と
ころがMOSFETのオンオフはトランスの2次側のイ
ンダクタンスL(2次巻線)に発生する電圧により制御
されるためゲート容量CとLC共振が生じ回路効率を低
下させる。このためゲートに直列抵抗を接続してLC共
振対策が行われるが、MOSFETのスイッチングが遅
延し回路効率が低下する。Further, the DC power supply circuit has a circuit configuration in which the energy stored in the capacitor 8 cannot be regenerated to the battery 1. In order to reduce the forward voltage loss due to the diode 11, a rectifying diode is
There is known a synchronous rectifier circuit that is replaced with an SFET. However, since the on / off of the MOSFET is controlled by the voltage generated in the inductance L (secondary winding) on the secondary side of the transformer, the gate capacitance C and LC resonance occur to lower the circuit efficiency. For this reason, a series resistor is connected to the gate to prevent LC resonance, but switching of the MOSFET is delayed and circuit efficiency is reduced.
【0006】特開平6−98540号公報に開示された
DC−DCコンバータは、回路効率の高いMOSFET
同期整流回路を実現したものである。A DC-DC converter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-98540 is a MOSFET having a high circuit efficiency.
This realizes a synchronous rectifier circuit.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平6−98540号公報に開示されたDC−DCコン
バータは、負荷側で過剰となったエネルギを電源側に回
生する回路が考慮されていない。それゆえ、本発明は上
記問題を解決し、エネルギ回生可能な高効率の双方向D
C−DCコンバータを提供することを目的とする。However, the DC-DC converter disclosed in JP-A-6-98540 does not consider a circuit for regenerating excess energy on the load side to the power supply side. Therefore, the present invention solves the above-mentioned problem, and realizes a high-efficiency bidirectional D capable of energy regeneration.
It is an object to provide a C-DC converter.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決する本発
明による双方向DC−DCコンバータは、直流電源と、
コンデンサを含む負荷と、の間に設けられる双方向DC
−DCコンバータであって、前記直流電源に並列接続さ
れる、トランスの一次巻線と第1FETとの第1直列回
路と、前記トランスの一次巻線と逆位相の電圧が誘起さ
れるように、前記負荷に並列接続される、該トランスの
二次巻線と第2FETとの第2直列回路と、前記直流電
源のエネルギを前記負荷に供給し、かつ前記コンデンサ
に蓄えられたエネルギを前記直流電源に回生するよう
に、前記第1FETと前記第2FETの各ゲートを制御
する制御手段と、を備えたことを特徴とする。A bidirectional DC-DC converter according to the present invention that solves the above-mentioned problems includes a DC power supply,
Bidirectional DC provided between a load including a capacitor
A DC converter, wherein a first series circuit of a primary winding of a transformer and a first FET, which is connected in parallel to the DC power supply, and a voltage having a phase opposite to that of the primary winding of the transformer is induced; A second series circuit of a secondary winding of the transformer and a second FET, which is connected in parallel to the load, supplies energy of the DC power supply to the load, and supplies energy stored in the capacitor to the DC power supply. Control means for controlling the gates of the first FET and the second FET so as to regenerate the current.
【0009】上記制御手段により、第2FETをオフに
し第1FETをオンにし、次いで第1FETをオフにし
て第2FETをオンにすることにより、直流電源から供
給され一次巻線に一時蓄えられたエネルギを負荷に供給
し、第2FETをオンにし、次いで第2FETをオフに
して第1FETをオンにすることにより、コンデンサか
ら供給され二次巻線に一時蓄えられたエネルギを直流電
源に回生する。この結果、双方向DC−DCコンバータ
が実現され、かつ第1FETおよび第2FETの順方向
電圧降下が低いので損失の少ない高効率の送電が実現さ
れる。By the above control means, the second FET is turned off, the first FET is turned on, and then the first FET is turned off and the second FET is turned on, whereby the energy supplied from the DC power supply and temporarily stored in the primary winding is obtained. By supplying power to the load, turning on the second FET, and then turning off the second FET and turning on the first FET, energy supplied from the capacitor and temporarily stored in the secondary winding is regenerated to the DC power supply. As a result, a bidirectional DC-DC converter is realized, and high efficiency power transmission with little loss is realized because the forward voltage drops of the first FET and the second FET are low.
【0010】本発明の双方向DC−DCコンバータにお
いて、前記制御手段は、前記コンデンサの電圧を所定の
電圧に制御する。[0010] In the bidirectional DC-DC converter according to the present invention, the control means controls the voltage of the capacitor to a predetermined voltage.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明
のDC−DCコンバータを用いた直流電源回路の第1実
施形態を示す図である。以下の図面において、同一のも
のを同一参照番号で示す。バッテリ1の電源にトランス
2の1次巻線3とFET4との直列回路が並列に接続さ
れている。この直列回路と対称的にトランス2の2次巻
線5とFET6との直列回路が設けられ、この直列回路
に負荷7およびコンデンサ8が並列に接続されている。
2次巻線5の負荷7に対する接続は1次巻線3と逆位相
の電圧が誘起されるように行われる。FET4およびF
ET6はnチャンネルMOS型を使用しており、FET
4およびFET6の各ソースはバッテリ1のグランド端
子に接続され、FET4のドレインは1次巻線3の一端
に接続されている。1次巻線3の他端はバッテリ1の正
電位端子に接続されている。FET6のドレインは2次
巻線5の一端に接続されている。2次巻線5の他端はコ
ンデンサ8の正電位側に接続されている。FET4およ
びFET6の各ゲートには後述するように制御回路9か
ら所定の周期でFET4およびFET6をオンオフする
矩形波の信号が入力される。制御回路9には負荷の両端
電圧を検出する電圧検出器9aとFET4およびFET
6を流れる各電流を検出する電流検出器9bが接続され
ており、制御回路9はこれらの検出器の信号に応じて負
荷7の両端電圧が一定になるようにFET4およびFE
T6のゲートへの信号を制御する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a DC power supply circuit using a DC-DC converter of the present invention. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals. A series circuit of a primary winding 3 of a transformer 2 and an FET 4 is connected in parallel to a power source of a battery 1. A series circuit of the secondary winding 5 of the transformer 2 and the FET 6 is provided symmetrically with the series circuit, and a load 7 and a capacitor 8 are connected in parallel to the series circuit.
The connection of the secondary winding 5 to the load 7 is performed such that a voltage having a phase opposite to that of the primary winding 3 is induced. FET4 and F
ET6 uses n-channel MOS type, FET
The sources of FET 4 and FET 6 are connected to the ground terminal of battery 1, and the drain of FET 4 is connected to one end of primary winding 3. The other end of the primary winding 3 is connected to a positive potential terminal of the battery 1. The drain of the FET 6 is connected to one end of the secondary winding 5. The other end of the secondary winding 5 is connected to the positive potential side of the capacitor 8. As will be described later, a rectangular wave signal for turning on and off the FET 4 and the FET 6 is input to the gates of the FET 4 and the FET 6 from the control circuit 9 at a predetermined cycle, as described later. The control circuit 9 includes a voltage detector 9a for detecting a voltage across the load, an FET 4 and an FET 4.
A current detector 9b for detecting each current flowing through the FET 6 is connected to the FET 4 and the FE so that the voltage between both ends of the load 7 becomes constant in accordance with the signals from these detectors.
Controls the signal to the gate of T6.
【0012】図1に示す直流電源回路を車両に用いた場
合、バッテリ1の負荷としてはエアコンが、コンデンサ
8の負荷7としてはスタータモータが使用される。この
ように、図1に示す本発明による直流電源回路は逆流防
止用のダイオードの代わりにFET4およびFET6を
用いている。それゆえ、FET4およびFET6の内蔵
ダイオードの順方向電圧損失は通常使用されるダイオー
ドの順方向電圧損失より極めて小さいので、DC−DC
コンバータの送電効率が向上する。この内蔵ダイオード
はボディダイオードとも呼ばれている。When the DC power supply circuit shown in FIG. 1 is used in a vehicle, an air conditioner is used as the load of the battery 1 and a starter motor is used as the load 7 of the capacitor 8. As described above, the DC power supply circuit according to the present invention shown in FIG. 1 uses FET4 and FET6 instead of the diode for backflow prevention. Therefore, the forward voltage loss of the built-in diodes of the FET 4 and the FET 6 is much smaller than the forward voltage loss of the normally used diode.
The power transmission efficiency of the converter is improved. This built-in diode is also called a body diode.
【0013】図2は本発明のDC−DCコンバータを用
いた直流電源回路の第2実施形態を示す図である。図1
に示す第1実施形態とは、FET4およびFET6のソ
ースとドレインとの間に外付けダイオード12および1
3がそれぞれ接続されている点のみ異なる。外付けダイ
オード12および13は、FET4およびFET6の内
蔵ダイオードと比してスイッチング速度が速く、DC−
DCコンバータの送電時の応答性が向上する。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of a DC power supply circuit using the DC-DC converter of the present invention. FIG.
The first embodiment shown in FIG. 11 is different from the first embodiment in that external diodes 12 and 1 are connected between the sources and drains of FET4 and FET6.
3 is connected only to each other. The switching speed of the external diodes 12 and 13 is higher than that of the built-in diodes of the FETs 4 and 6, and the DC-
The responsiveness of the DC converter during power transmission is improved.
【0014】次に、図2および図3に示す本発明による
直流電源回路の動作を説明する。図3は図2および図3
に示す各FETへのゲート信号のタイムチャートであ
る。このゲート信号φ1、φ2は、制御回路9、電圧検
出器9aおよび電流検出器9bからなる制御手段によ
り、バッテリ1のエネルギを負荷7に供給し、コンデン
サ8に蓄えられたエネルギをバッテリ1に回生するよ
う、FET4とFET6の各ゲートに供給される。図3
において、横軸は時間、縦軸はFET4のソースとゲー
ト間に印加される電圧を上段に、FET6のソースとゲ
ート間に印加される電圧を下段に示す。ゲート信号φ
1、φ2は、約10〜50KHzの周期を有する。Next, the operation of the DC power supply circuit according to the present invention shown in FIGS. 2 and 3 will be described. FIG. 3 shows FIGS. 2 and 3
5 is a time chart of a gate signal to each FET shown in FIG. The gate signals φ1 and φ2 are supplied to the load 7 by the control means including the control circuit 9, the voltage detector 9a and the current detector 9b, and the energy stored in the capacitor 8 is regenerated to the battery 1. To the gates of FET4 and FET6. FIG.
In the graph, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the voltage applied between the source and the gate of the FET 4 in the upper part, and the voltage applied between the source and the gate of the FET 6 in the lower part. Gate signal φ
1, φ2 has a period of about 10 to 50 KHz.
【0015】バッテリ1から負荷7に送電する第1モー
ドにおいて、FET4のソースとゲート間には所定の周
期で、時刻t0〜t1、t10〜t11間に電圧が印加
され、FET6のソースとゲート間には所定の周期で、
時刻t1〜t2、t11〜t11間に電圧が印加され
る。したがって、FET4は所定の周期毎にオンとなり
FET6はFET4がオンからオフに切換わった直後に
オンとなる。In the first mode in which power is transmitted from the battery 1 to the load 7, a voltage is applied between the source and the gate of the FET 4 at times t0 to t1 and t10 to t11 between the source and the gate of the FET 4, and the voltage between the source and the gate of the FET 6 is Has a predetermined cycle,
A voltage is applied between times t1 and t2 and between t11 and t11. Therefore, the FET 4 is turned on every predetermined period, and the FET 6 is turned on immediately after the FET 4 is switched from on to off.
【0016】このように第1モードにおいて、バッテリ
1から負荷7に送電するときは、制御回路9により、F
ET4およびFET6をスイッチングする。FET4の
スイッチング動作において、FET4がオン、FET6
がオフのときは1次巻線3にエネルギが蓄えられ、FE
T4がオフ、FET6がオンのときは1次巻線3に蓄え
られたエネルギがコンデンサ8に充電され、このときF
ET4およびFET6の内蔵ダイオードを通って充電電
流が流れる。As described above, when power is transmitted from the battery 1 to the load 7 in the first mode, the control circuit 9 controls the F
ET4 and FET6 are switched. In the switching operation of FET4, FET4 is turned on and FET6 is turned on.
Is off, energy is stored in the primary winding 3 and FE
When T4 is off and FET 6 is on, the energy stored in the primary winding 3 is charged in the capacitor 8, and at this time F
A charging current flows through the built-in diodes of ET4 and FET6.
【0017】コンデンサ8からバッテリ1に回生する第
2モードにおいて、FET6のソースとゲート間には所
定の周期で、時刻t100〜t101、t110〜t1
11間に電圧が印加され、FET4のソースとゲート間
には所定の周期で、時刻t101〜t102、t111
〜t112間に電圧が印加される。したがって、FET
6は所定の周期毎にオンとなりFET4はFET6がオ
ンからオフに切換わった直後にオンとなる。In the second mode in which the battery 8 is regenerated from the capacitor 8, the time between the source and the gate of the FET 6 is set at a predetermined cycle from time t 100 to t 101, t 110 to t 1.
11, a voltage is applied between the source and the gate of the FET 4 at a predetermined cycle at times t101 to t102 and t111.
The voltage is applied between t112. Therefore, FET
6 turns on at predetermined intervals, and FET4 turns on immediately after FET6 switches from on to off.
【0018】このように第2モードにおいて、コンデン
サ8からバッテリ1に回生するときは、制御回路9によ
り、FET4およびFET6をスイッチングする。FE
T6のスイッチング動作において、FET6がオン、F
ET4がオフのときは2次巻線5にエネルギが蓄えら
れ、FET6がオフ、FET4がオンのときは2次巻線
5に蓄えられたエネルギがバッテリ1に回生され、この
ときFET4およびFET6の内蔵ダイオードを通って
充電電流が流れる。As described above, when the battery 8 is regenerated from the capacitor 8 in the second mode, the control circuit 9 switches the FETs 4 and 6. FE
In the switching operation of T6, FET6 is turned on and F6 is turned on.
When the ET 4 is off, energy is stored in the secondary winding 5, the FET 6 is off, and when the FET 4 is on, the energy stored in the secondary winding 5 is regenerated to the battery 1. A charging current flows through the built-in diode.
【0019】また、バッテリ1からコンデンサ8への電
圧の昇圧/降圧は、トランス2の1次巻線3と2次巻線
5の巻数比で決定されるだけでなく、FET4およびF
ET6のゲート信号のデューティ比でも決定される。デ
ューティ比大、すなわち、FET4およびFET6のゲ
ート信号のオン時間が長い程、コンデンサ8の電圧は大
となる。制御回路9は、コンデンサ8の電圧が所定の電
圧となるように、検出電圧が所定電圧より大のときはF
ET4およびFET6のスイッチングを中止する。The step-up / step-down of the voltage from the battery 1 to the capacitor 8 is determined not only by the turns ratio of the primary winding 3 and the secondary winding 5 of the transformer 2 but also by the FETs 4 and F
It is also determined by the duty ratio of the gate signal of ET6. The larger the duty ratio, that is, the longer the on-time of the gate signals of the FET 4 and the FET 6, the larger the voltage of the capacitor 8 becomes. When the detected voltage is higher than the predetermined voltage, the control circuit 9 controls the F so that the voltage of the capacitor 8 becomes a predetermined voltage.
The switching of ET4 and FET6 is stopped.
【0020】電流検出回路9bはFET4を流れる電流
を検出し、制御回路9は、過大な電流が負荷7に供給さ
れないように、検出電流が所定電流より大のときはFE
T4およびFET6のスイッチングを中止する。また、
所定の電流になるようにデューティ比をフィードバック
制御してもよい。上記第1モードおよび第2モードは、
電圧検出器9aにより検出されたコンデンサ8の電圧が
所定電圧以内のとき第1モードに、所定電圧を越えたと
き第2モードに切換えられる。すなわち、コンデンサ8
が十分充電されたとき第1モードから第2モードに切換
えてコンデンサ8からバッテリ1への回生を行う。The current detection circuit 9b detects the current flowing through the FET 4, and the control circuit 9 controls the FE when the detected current is larger than a predetermined current so that an excessive current is not supplied to the load 7.
The switching of T4 and FET6 is stopped. Also,
The duty ratio may be feedback-controlled so as to obtain a predetermined current. The first mode and the second mode are:
When the voltage of the capacitor 8 detected by the voltage detector 9a is within a predetermined voltage, the mode is switched to the first mode, and when the voltage exceeds the predetermined voltage, the mode is switched to the second mode. That is, the capacitor 8
Is fully charged, the mode is switched from the first mode to the second mode, and regeneration from the capacitor 8 to the battery 1 is performed.
【0021】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。図4は本発明のDC−DCコンバータを用いた直
流電源回路の第3実施形態を示す図である。図1に示す
第1実施形態とは、FET14がバッテリ1の正電位端
子と第1巻線3との間に、FET15が第2巻線と負荷
との間に、それぞれ配設され、かつ、FET14および
FET15のソースとドレインとの間に外付けダイオー
ド16および17がそれぞれ接続され、さらにFET1
4およびFET15のゲートにFET4およびFET6
のゲートへの信号に同期した信号を送る昇圧手段18が
設けられている点のみ異なる。Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of a DC power supply circuit using the DC-DC converter of the present invention. The first embodiment shown in FIG. 1 is different from the first embodiment in that the FET 14 is disposed between the positive potential terminal of the battery 1 and the first winding 3, the FET 15 is disposed between the second winding and the load, and External diodes 16 and 17 are connected between the sources and drains of the FETs 14 and 15, respectively.
FET4 and FET6 at the gates of FET4 and FET15
The only difference is that a boosting means 18 for sending a signal synchronized with a signal to the gate of the first stage is provided.
【0022】バッテリ1から負荷7に送電するときは、
制御回路9、電圧検出器9aおよび電流検出器9bから
なる制御手段および昇圧手段18により、FET14を
オン、FET15をオフ、FET6をオンにし、FET
4をスイッチングする。FET4のスイッチング動作に
おいて、FET4がオンのときは1次巻線3にエネルギ
が蓄えられ、FET4がオフのときは1次巻線3に蓄え
られたエネルギがコンデンサ8に充電される。このFE
T4がオフのときFET4およびFET6の内蔵ダイオ
ードを通って充電電流が流れる。When transmitting power from the battery 1 to the load 7,
By the control means comprising the control circuit 9, the voltage detector 9a and the current detector 9b and the boosting means 18, the FET 14 is turned on, the FET 15 is turned off, the FET 6 is turned on,
4 is switched. In the switching operation of the FET 4, when the FET 4 is on, energy is stored in the primary winding 3, and when the FET 4 is off, the energy stored in the primary winding 3 is charged in the capacitor 8. This FE
When T4 is off, a charging current flows through the built-in diodes of FET4 and FET6.
【0023】コンデンサ8からバッテリ1に回生すると
きは、制御回路9、電圧検出器9aおよび電流検出器9
bからなる制御手段および昇圧手段18により、FET
14をオフ、FET15をオン、FET4をオンにし、
FET6をスイッチングする。FET6のスイッチング
動作において、FET6がオンのときは2次巻線5にエ
ネルギが蓄えられ、FET6がオフのときは2次巻線5
に蓄えられたエネルギがバッテリ1に充電される。この
FET6がオフのときFET4およびFET6の内蔵ダ
イオードを通って充電電流が流れる。When the battery 1 is regenerated from the capacitor 8, the control circuit 9, the voltage detector 9a and the current detector 9
b, and the boosting means 18
14 off, FET15 on, FET4 on,
The FET 6 is switched. In the switching operation of the FET 6, energy is stored in the secondary winding 5 when the FET 6 is on, and energy is stored in the secondary winding 5 when the FET 6 is off.
Is stored in the battery 1. When the FET 6 is off, a charging current flows through the built-in diodes of the FET 4 and the FET 6.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればエ
ネルギ回生可能な高効率の双方向DC−DCコンバータ
を提供することができる。As described above, according to the present invention, a high-efficiency bidirectional DC-DC converter capable of regenerating energy can be provided.
【図1】本発明のDC−DCコンバータを用いた直流電
源回路の第1実施形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a DC power supply circuit using a DC-DC converter of the present invention.
【図2】本発明のDC−DCコンバータを用いた直流電
源回路の第2実施形態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of a DC power supply circuit using the DC-DC converter of the present invention.
【図3】図2および図3に示す各FETへのゲート信号
のタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart of a gate signal to each FET shown in FIGS. 2 and 3;
【図4】本発明のDC−DCコンバータを用いた直流電
源回路の第3実施形態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of a DC power supply circuit using the DC-DC converter of the present invention.
【図5】従来技術によるフライバック型のDC−DCコ
ンバータを用いた直流電源回路の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a DC power supply circuit using a flyback type DC-DC converter according to the related art.
1…バッテリ(直流電源) 2…トランス 3…第1巻線 4、6、14、15…FET 5…第2巻線 7…負荷 8…コンデンサ 9…制御回路 11、12、13、16、17…ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery (DC power supply) 2 ... Transformer 3 ... 1st winding 4, 6, 14, 15 ... FET 5 ... 2nd winding 7 ... Load 8 ... Capacitor 9 ... Control circuit 11, 12, 13, 16, 17 …diode
Claims (2)
の間に設けられる双方向DC−DCコンバータであっ
て、 前記直流電源に並列接続される、トランスの一次巻線と
第1FETとの第1直列回路と、 前記トランスの一次巻線と逆位相の電圧が誘起されるよ
うに、前記負荷に並列接続される、該トランスの二次巻
線と第2FETとの第2直列回路と、 前記直流電源のエネルギを前記負荷に供給し、かつ前記
コンデンサに蓄えられたエネルギを前記直流電源に回生
するように、前記第1FETと前記第2FETの各ゲー
トを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする双
方向DC−DCコンバータ。1. A DC power supply, a load including a capacitor,
A first series circuit of a primary winding of a transformer and a first FET, which is connected in parallel to the DC power supply, and has a phase opposite to that of the primary winding of the transformer. A second series circuit of a secondary winding of the transformer and a second FET, connected in parallel to the load so that a voltage is induced, supplying energy of the DC power supply to the load, and A bidirectional DC-DC converter, comprising: control means for controlling each gate of the first FET and the second FET so as to regenerate stored energy to the DC power supply.
を所定の電圧に制御する、請求項1に記載の双方向DC
−DCコンバータ。2. The bidirectional DC according to claim 1, wherein said control means controls the voltage of said capacitor to a predetermined voltage.
-DC converter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11142055A JP2000333455A (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Bidirectional DC-DC converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11142055A JP2000333455A (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Bidirectional DC-DC converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000333455A true JP2000333455A (en) | 2000-11-30 |
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ID=15306375
Family Applications (1)
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JP11142055A Pending JP2000333455A (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Bidirectional DC-DC converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000333455A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT412435B (en) * | 2001-06-12 | 2005-02-25 | Siemens Ag Oesterreich | SWITCHING REGULATOR |
JP2009219227A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | Direct-current bidirectional converter and control method for the same |
US7613015B2 (en) | 2003-08-20 | 2009-11-03 | Siemens Ag Osterreich | Voltage converter |
CN111262445A (en) * | 2020-03-11 | 2020-06-09 | 南京奥云德电子科技有限公司 | Isolated bidirectional DC-DC converter |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP11142055A patent/JP2000333455A/en active Pending
Cited By (5)
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