JPH11187662A - Dc-to-dc converter - Google Patents
Dc-to-dc converterInfo
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- JPH11187662A JPH11187662A JP36730197A JP36730197A JPH11187662A JP H11187662 A JPH11187662 A JP H11187662A JP 36730197 A JP36730197 A JP 36730197A JP 36730197 A JP36730197 A JP 36730197A JP H11187662 A JPH11187662 A JP H11187662A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、入力電圧が大きく
変動してもトランスでの損失が少なくなるようにしたD
C−DCコンバータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a D (Digital-to-Digital) circuit in which the loss in a transformer is reduced even when the input voltage fluctuates greatly.
It relates to a C-DC converter.
【0002】[0002]
【従来の技術】図9は、DC−DCコンバータの第1の
従来例を示す図である。図9において、1は入力交流電
源、2は整流回路、6は平滑用コンデンサ、8はインバ
ータ、9はトランス、10は整流回路、11は平滑用イ
ンダクタンス、12は平滑用コンデンサ、13,14は
抵抗、15は電流検出器、16は負荷、17はコントロ
ーラである。2. Description of the Related Art FIG. 9 is a diagram showing a first conventional example of a DC-DC converter. 9, 1 is an input AC power supply, 2 is a rectifier circuit, 6 is a smoothing capacitor, 8 is an inverter, 9 is a transformer, 10 is a rectifier circuit, 11 is a smoothing inductance, 12 is a smoothing capacitor, and 13 and 14 are. Reference numeral 15 denotes a current detector, 16 denotes a load, and 17 denotes a controller.
【0003】入力交流電源1の交流は整流回路2で整流
され、インバータ8に印加される。インバータ8は、コ
ントローラ17からの信号により制御され、印加された
直流を交流に変換し、トランス9へ送る。トランス9
は、変圧作用のほか入力側と出力側とを絶縁するという
作用をする。トランス9の出力は、整流回路10により
整流され、平滑用インダクタンス11および平滑用コン
デンサ12により平滑され、負荷16に供給される。抵
抗13,14は、出力電圧を検出するための分圧抵抗で
あり、平滑された直流電圧を分圧し、コントローラ17
に伝える。電流検出器15は、出力電流を検出するため
のものであり、検出信号はやはりコントローラ17へ伝
えられる。The AC of an input AC power supply 1 is rectified by a rectifier circuit 2 and applied to an inverter 8. The inverter 8 is controlled by a signal from the controller 17, converts an applied direct current into an alternating current, and sends the alternating current to the transformer 9. Transformer 9
Has the function of insulating the input side and the output side in addition to the voltage transforming action. The output of the transformer 9 is rectified by a rectifier circuit 10, smoothed by a smoothing inductance 11 and a smoothing capacitor 12, and supplied to a load 16. The resistors 13 and 14 are voltage-dividing resistors for detecting an output voltage, divide the smoothed DC voltage,
Tell The current detector 15 is for detecting an output current, and a detection signal is also transmitted to the controller 17.
【0004】電流検出器15による電流検出は、出力電
流が予め定めてある所定値以上にならないよう監視する
ために行われる。もし、その所定値に達すれば、コント
ローラ17からインバータ8への制御信号を調節して、
それ以上増大しないようにされる。抵抗13,14によ
る出力電圧の検出は、出力電圧を予め定めてある所定値
に制御するために行われる。検出電圧はコントローラ1
7内で設定電圧と比較され、その比較結果に基づき、イ
ンバータ8への制御信号が生成される。インバータへの
制御信号は、出力として発生させる交流の周期(これ
は、出力周波数が決めてあるから決まる)の長さのう
ち、どの位の長さだけスイッチング素子をオンしている
かを表す比(デューティ比)で表される。従って、出力
電圧が所定値より高いと、インバータ8のスイッチング
素子をオンしている時間の割合を短くし(デューティ比
を小にし)、所定値より低いとオン時間の割合を長くす
る(デューティ比を大にする)よう、制御信号が調節さ
れる。The current detection by the current detector 15 is performed to monitor the output current so as not to exceed a predetermined value. If the predetermined value is reached, the control signal from the controller 17 to the inverter 8 is adjusted,
It is prevented from increasing any further. The detection of the output voltage by the resistors 13 and 14 is performed to control the output voltage to a predetermined value. The detection voltage is the controller 1
The control signal is compared with the set voltage in 7, and a control signal to the inverter 8 is generated based on the comparison result. The control signal to the inverter is a ratio (showing how long the switching element is on in the period of the alternating current generated as an output (this is determined because the output frequency is determined)). Duty ratio). Therefore, when the output voltage is higher than a predetermined value, the ratio of the time during which the switching element of the inverter 8 is on is shortened (duty ratio is reduced), and when the output voltage is lower than the predetermined value, the ratio of the on time is increased (duty ratio). The control signal is adjusted so that
【0005】図7は、従来のDC−DCコンバータでの
デューティ比制御を示す図である。この図は、出力電圧
としては一定の電圧を得ようとしているのに、入力電圧
が変動する場合、デューティ比はどのように変化させた
らよいかを示している。縦軸はインバータ8への入力電
圧(変動する電圧)を表し、横軸はインバータ8でのス
イッチングのデューティ比を表している。曲線イは、入
力電圧とデューティ比との関係を表す曲線であり、A,
B,Cは、その曲線上の点である。VA ,VB ,V
C は、それぞれ点A,B,Cの場合における入力電圧で
あり、DA ,DB ,DC は、それぞれ点A,B,Cの場
合におけるデューティ比である。FIG. 7 is a diagram showing duty ratio control in a conventional DC-DC converter. This figure shows how to change the duty ratio when the input voltage fluctuates while trying to obtain a constant voltage as the output voltage. The vertical axis represents the input voltage (fluctuating voltage) to the inverter 8, and the horizontal axis represents the switching duty ratio of the inverter 8. Curve A is a curve representing the relationship between the input voltage and the duty ratio.
B and C are points on the curve. V A , V B , V
C, respectively points A, B, the input voltage in the case of C, D A, D B, D C, respectively points A, B, a duty ratio in the case of C.
【0006】ここでは、得ようとしている出力電圧はV
C を整流した電圧であるとしている。従って、入力電圧
がVC の時のデューティ比DC は、100%とされる
(図7中の点Cに注目のこと)。インバータの入力電圧
がVC より増大した場合、インバータのスイッチング素
子のオン時間の割合(デューティ比)をVC の場合と同
じまま(100%)としておくと、出力電圧は増大す
る。従って、入力電圧がVC より高くなるにつれ、デュ
ーティ比は次第に小さくされる。Here, the output voltage to be obtained is V
C is a rectified voltage. Thus, the duty ratio D C when the input voltage V C is 100% (that of the target point C in FIG. 7). When the input voltage of the inverter is higher than V C , the output voltage is increased if the on-time ratio (duty ratio) of the switching element of the inverter remains the same as that of V C (100%) (100%). Thus, as the input voltage is higher than V C, the duty ratio is gradually decreased.
【0007】図8は、従来におけるデューティ比制御の
具体例を示す図であり、縦軸はトランス印加電圧、横軸
は時間である。図8(A),図8(B),図8(C)
は、それぞれ図7の点A,B,Cにおけるスイッチング
を表す図である。Tは交流の半周期を表し、TONは半周
期のうちスイッチング素子がオンしている時間を表して
いる。従って、TON/Tがデューティ比である。FIG. 8 is a diagram showing a specific example of the conventional duty ratio control, in which the vertical axis represents the voltage applied to the transformer and the horizontal axis represents time. 8 (A), 8 (B), 8 (C)
8 is a diagram showing switching at points A, B, and C in FIG. 7, respectively. T represents a half cycle of AC, and T ON represents a time during which the switching element is on in the half cycle. Therefore, T ON / T is the duty ratio.
【0008】図8(C)は入力電圧がVC の時のスイッ
チングであるが、この時はTの期間全部にわたってオン
させられている(T=TON。デューティ比DC =100
%)。 図8(B)は入力電圧がVB の時のスイッチン
グであるが、VB はVC より大であるので、デューティ
比DB はDC より小とされ、オン時間は短くされる。図
8(A)は入力電圧がVA の時のスイッチングである
が、VA はVB より更に大であるので、デューティ比D
A はDB より更に小さくされ、オン時間は更に短くされ
る。FIG. 8C shows switching when the input voltage is V C. At this time, the switching is on for the entire period of T (T = T ON, duty ratio D C = 100).
%). Although FIG. 8 (B) is a switching when the input voltage is V B, since V B is greater than V C, the duty ratio D B is smaller than D C, the on-time is shortened. Although FIG. 8 (A) is the switching when the input voltage V A, since the V A further is greater than V B, the duty ratio D
A is still smaller than D B, on-time is further shortened.
【0009】図9に戻るが、DC−DCコンバータ中の
トランス9には、図7に示されるようなデューティ比で
決まる時間だけ、正方向,逆方向に電流が流されるわけ
であるが、一般にトランスの効率は、デューティ比が小
さくなるほど悪くなることが知られている。入力電圧が
あまり変動しないものであれば、所望の出力電圧との電
圧比を基にしてトランスの巻線比を決定し、デューティ
比が100%に近い値で制御されるようにすることが出
来るから、そのような場合は、トランスにおける効率を
高くすることが出来る。Returning to FIG. 9, current flows in the forward and reverse directions through the transformer 9 in the DC-DC converter for a time determined by the duty ratio as shown in FIG. It is known that the efficiency of the transformer becomes worse as the duty ratio becomes smaller. If the input voltage does not fluctuate much, the winding ratio of the transformer is determined based on the voltage ratio with the desired output voltage, and the duty ratio can be controlled at a value close to 100%. Therefore, in such a case, the efficiency of the transformer can be increased.
【0010】しかし、入力電圧が大きく変動する場合
は、そのような対処をすることが出来ない。従って、ト
ランスの効率はどうしても悪くなる。そこで、このよう
な場合は、トランスの前または後にトランスの効率を良
くするよう電圧を変換する回路(昇圧回路あるいは降圧
回路)を挿設したものが考えられている。次に、それを
示す。However, when the input voltage fluctuates greatly, such measures cannot be taken. Therefore, the efficiency of the transformer is inevitably reduced. Therefore, in such a case, a circuit in which a voltage converting circuit (a booster circuit or a step-down circuit) is inserted before or after the transformer to improve the efficiency of the transformer is considered. Next, it is shown.
【0011】図10は、DC−DCコンバータの第2の
従来例を示す図である。符号は図9のものに対応し、3
は電流検出器、4,5は抵抗、7は降圧回路である。電
流検出器3は入力電流を検出するためのものであり、抵
抗4,5は入力電圧を検出するための分圧抵抗である。
電流検出器3で入力電流が過大となったことを検出する
と、コントローラ17は、DC−DCコンバータを過電
流から保護する処置をとる(例えば、インバータ8への
制御信号を停止する)。FIG. 10 is a diagram showing a second conventional example of a DC-DC converter. The reference numerals correspond to those in FIG.
Is a current detector, 4 and 5 are resistors, and 7 is a step-down circuit. The current detector 3 is for detecting an input current, and the resistors 4 and 5 are voltage dividing resistors for detecting an input voltage.
When the current detector 3 detects that the input current has become excessive, the controller 17 takes measures to protect the DC-DC converter from overcurrent (for example, stop the control signal to the inverter 8).
【0012】抵抗4,5による入力電圧の検出は、降圧
回路7に降圧作用を行わせるか否かを決めるために行
う。降圧作用を行うか否かは、コントローラ17からの
信号により指示される。入力電圧が大の場合には、降圧
回路7に降圧作用を行わせる。そうすると、インバータ
8におけるデューティ比は、降圧しなかった場合に比べ
て大となり、トランス9の効率は、降圧しなかった場合
に比べてはるかに良くなる。The detection of the input voltage by the resistors 4 and 5 is performed to determine whether or not the step-down circuit 7 performs the step-down operation. Whether to perform the step-down operation is instructed by a signal from the controller 17. When the input voltage is large, the step-down circuit 7 performs a step-down operation. Then, the duty ratio of the inverter 8 becomes larger than when the voltage is not reduced, and the efficiency of the transformer 9 is much better than when the voltage is not reduced.
【0013】なお、DC−DCコンバータに関する従来
の文献としては、例えば、特開平4−368464号公
報,特開平5−284744号公報,特開平5−336
749号公報,特開平7−31144号公報等がある。[0013] Conventional documents relating to DC-DC converters include, for example, JP-A-4-368644, JP-A-5-284744, and JP-A-5-336.
No. 749, JP-A-7-31144, and the like.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】降圧回路等を挿設して
デューティ比を大に保ち、トランスの効率を高くしよう
としたDC−DCコンバータでは、挿設する回路の分だ
け回路規模が大になると共に、コストが高くなってしま
うという問題点があった。本発明は、このような問題点
を解決することを課題とするものである。In a DC-DC converter in which a step-down circuit or the like is inserted to maintain a high duty ratio to increase the efficiency of a transformer, the circuit scale is increased by the amount of the inserted circuit. In addition, there is a problem that the cost increases. An object of the present invention is to solve such a problem.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、変動する入力電圧をデューティ比制御
して交流に変換するインバータと、該交流を変圧するト
ランスと、変圧された交流を整流,平滑する整流平滑手
段と、直流出力電圧を検出する電圧検出手段と、該直流
出力電圧を一定値とするため該電圧検出手段からの検出
値を基に前記インバータのデューティ比制御を行うコン
トローラとを具えたDC−DCコンバータにおいて、前
記インバータを第1,第2および第3のアームより成る
ブリッジ構成のものとし、入力電圧を検出し、検出信号
を前記コントローラへ入力する入力電圧検出手段と、前
記第1,第3のアームでのデューティ比制御を経て入力
電圧が印加される第1のトランスと、該第1のトランス
の出力を整流平滑する第1の整流平滑手段と、前記第
2,第3のアームでのデューティ比制御を経て入力電圧
が印加される第2のトランスと、該第2のトランスの出
力を整流平滑する第2の整流平滑手段と、前記第1,第
2の整流平滑手段の出力電圧を加算して前記直流出力電
圧とする手段とを具え、入力電圧の大きさに応じて前記
第1,第2のトランスへ印加する電圧のデューティ比制
御の仕方を異ならせることとした。According to the present invention, there is provided an inverter for converting a fluctuating input voltage into an alternating current by controlling a duty ratio, a transformer for transforming the alternating current, and a transformer for transforming the alternating current. Rectifying and smoothing means for rectifying and smoothing, voltage detecting means for detecting a DC output voltage, and a controller for controlling the duty ratio of the inverter based on a detection value from the voltage detecting means to make the DC output voltage a constant value. A DC-DC converter comprising: an inverter having a bridge configuration including first, second, and third arms; an input voltage detecting means for detecting an input voltage and inputting a detection signal to the controller; A first transformer to which an input voltage is applied through duty ratio control in the first and third arms, and rectifying and smoothing the output of the first transformer First rectifying and smoothing means, a second transformer to which an input voltage is applied through duty ratio control in the second and third arms, and a second rectifier for rectifying and smoothing the output of the second transformer. And a means for adding the output voltages of the first and second rectifying and smoothing means to obtain the DC output voltage, and applying the DC voltage to the first and second transformers according to the magnitude of the input voltage. The method of controlling the duty ratio of the applied voltage is made different.
【0016】なお、直流出力電圧の中で占める第1の整
流平滑手段からの出力電圧と第2の整流平滑手段からの
出力電圧との割合は、インバータへの入力電圧の大きさ
に応じて変えるようする。例えば、入力電圧が所定値以
下である時は、第1のトランスへはデューティ比100
%の電圧を印加し、第2のトランスへはデューティ比可
変で制御した電圧を印加し、入力電圧が前記所定値より
大である時は、第1のトランスへはデューティ比可変で
制御した電圧を印加し、第2のトランスへの印加電圧は
ゼロとするよう制御する。The ratio of the output voltage from the first rectifying / smoothing means to the output voltage from the second rectifying / smoothing means in the DC output voltage varies according to the magnitude of the input voltage to the inverter. To do. For example, when the input voltage is equal to or less than a predetermined value, a duty ratio of 100
%, A voltage controlled by varying the duty ratio is applied to the second transformer, and when the input voltage is larger than the predetermined value, a voltage controlled by varying the duty ratio is applied to the first transformer. And the voltage applied to the second transformer is controlled to be zero.
【0017】前記のような制御をする際、インバータの
第3のアームでのデューティ比制御は、同時に行われる
第1,第2のアームでのデューティ比制御の内、大きい
方のデューティ比と同じデューティ比で行われるように
する。In the above-described control, the duty ratio control in the third arm of the inverter is the same as the larger duty ratio of the duty ratio control in the first and second arms performed simultaneously. It is performed at the duty ratio.
【0018】なお、このようなDC−DCコンバータ
は、車両の内燃機関により駆動される発電機からの発電
電圧を入力電圧として、一定の直流出力電圧を得ようと
する場合に使用するDC−DCコンバータとして、好適
である。Such a DC-DC converter is used for obtaining a constant DC output voltage by using a generated voltage from a generator driven by an internal combustion engine of a vehicle as an input voltage. It is suitable as a converter.
【0019】(解決する動作の概要)変動する入力電圧
より一定の出力電圧を得るためのDC−DCコンバータ
においては、インバータのデューティ比制御をし、それ
で得られた交流をトランスで変圧し、更に整流,平滑し
て得ている。一般にトランスでの損失は、インバータで
のデューティ比が小さい程大となる。本発明のDC−D
Cコンバータでは、トランスおよびそれに続く整流平滑
回路を2系統設け、それぞれの出力電圧を加算して最終
的な出力電圧を得る。そして、入力電圧が所定値以下で
あれば第1の系統には入力電圧をそのまま印加し、第2
の系統にはデューティ比制御した入力電圧を印加する。
入力電圧が該所定値より大であれば、第1の系統にデュ
ーティ比制御した入力電圧を印加し、第2の系統には印
加しないようにする。このようにすると、全体として見
た場合、トランスへ印加される電圧は、従来に比べてデ
ューティ比大の形で印加されるので、トランスの効率
は、従来例に比べて向上する。(Summary of operation to be solved) In a DC-DC converter for obtaining a constant output voltage from a fluctuating input voltage, the duty ratio of an inverter is controlled, and the obtained AC is transformed by a transformer. Rectified and smoothed. Generally, the loss in the transformer increases as the duty ratio in the inverter decreases. DC-D of the present invention
In a C converter, two systems of a transformer and a rectifying and smoothing circuit following the transformer are provided, and their output voltages are added to obtain a final output voltage. If the input voltage is equal to or less than the predetermined value, the input voltage is applied to the first system as it is,
, A duty ratio controlled input voltage is applied.
If the input voltage is larger than the predetermined value, the input voltage controlled by the duty ratio is applied to the first system and is not applied to the second system. With this configuration, when viewed as a whole, the voltage applied to the transformer is applied with a duty ratio larger than that of the related art, so that the efficiency of the transformer is improved as compared with the related art.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図1は、本発明にかかわるD
C−DCコンバータを示す図である。符号は図10のも
のに対応し、9A,9Bはトランス、10A,10Bは
整流回路、11A,11Bは平滑用インダクタンス、1
2A,12Bは平滑用コンデンサである。図10と同じ
符号の部分は、同様の動作をするので、それらについて
の説明は省略する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a D according to the present invention.
It is a figure showing a C-DC converter. Reference numerals correspond to those in FIG. 10, 9A and 9B are transformers, 10A and 10B are rectifier circuits, 11A and 11B are smoothing inductances,
2A and 12B are smoothing capacitors. The parts having the same reference numerals as those in FIG. 10 perform the same operation, and thus the description thereof will be omitted.
【0021】構成上、図10の従来例と相違する第1の
点は、降圧回路7を廃した点である。第2の相違点は、
インバータ部分の次に続くトランスおよび整流平滑回路
を2系統とし、それらの出力電圧の和をDC−DCコン
バータの出力電圧とした点である。第3の相違点は、ト
ランスおよび整流平滑回路を2系統設けたことに伴い、
インバータ8として3組(U,V,W)のアームを持つ
ブリッジを用いた点である。The first difference from the conventional example shown in FIG. 10 is that the step-down circuit 7 is eliminated. The second difference is
The point is that the transformer and the rectifying / smoothing circuit following the inverter are divided into two systems, and the sum of their output voltages is used as the output voltage of the DC-DC converter. The third difference is that two systems of a transformer and a rectifying / smoothing circuit are provided.
The point is that a bridge having three sets (U, V, W) of arms is used as the inverter 8.
【0022】トランス9Aの入力側は、アームUの中央
接続点とアームWの中央接続点との間に接続され、トラ
ンス9Bの入力側は、アームVの中央接続点とアームW
の中央接続点との間に接続される。従って、トランス9
Aへ入力電圧が印加されるのは、アームUとWとが共に
オンしている期間であり、トランス9Bへ入力電圧が印
加されるのは、アームVとWとが共にオンしている期間
である。これらのオン期間は、デューティ比制御で決ま
る時間である。The input side of the transformer 9A is connected between the center connection point of the arm U and the center connection point of the arm W, and the input side of the transformer 9B is connected to the center connection point of the arm V and the arm W
Connected to the central connection point. Therefore, the transformer 9
The input voltage is applied to A during the period when both arms U and W are on, and the input voltage is applied to the transformer 9B during the period when both arms V and W are on. It is. These ON periods are times determined by duty ratio control.
【0023】図2は、トランスへの電圧印加制御の例を
示す図である。図2(イ)はインバータ8への印加電圧
がVK の時におけるトランス9Aへの電圧印加制御を示
し、図2(ロ)は同じ時におけるトランス9Bへの電圧
印加制御を示している。デューティ比は、図2(イ)で
は100%,図2(ロ)では50%と仮定している。こ
のように、トランス9A,9Bへの電圧印加制御が、1
つのインバータ8で個別に出来る理由を、次に説明す
る。FIG. 2 is a diagram showing an example of voltage application control to a transformer. Figure 2 (b) is the voltage applied to the inverter 8 indicates a voltage application control to the transformer 9A at the time of the V K, FIG. 2 (b) shows the voltage application control to the transformer 9B in the same time. The duty ratio is assumed to be 100% in FIG. 2A and 50% in FIG. 2B. Thus, the voltage application control to the transformers 9A and 9B
Next, the reason why the two inverters 8 can perform the operations individually will be described.
【0024】図3は、トランスへの電流経路とインバー
タのスイッチングを示す図である。符号は図1のものに
対応し、8U1,8U2,8V1,8V2,8W1,8
W2はインバータ8を構成するトランジスタである。図
3(イ)はトランス9A,9Bに正電圧を印加する時の
経路を示し、図3(ロ)は負電圧を印加する時の経路を
示している。点線矢印の経路が、電流経路を示してい
る。図3(ハ)〜(チ)は、トランジスタ8U1〜8W
2のオン,オフ状況を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a current path to the transformer and switching of the inverter. The reference numerals correspond to those in FIG. 1, and 8U1, 8U2, 8V1, 8V2, 8W1, 8
W2 is a transistor constituting the inverter 8. FIG. 3A shows a path when a positive voltage is applied to the transformers 9A and 9B, and FIG. 3B shows a path when a negative voltage is applied. The path indicated by the dotted arrow indicates the current path. FIGS. 3C to 3H show the transistors 8U1 to 8W.
FIG. 4 is a diagram showing the on / off status of the second embodiment.
【0025】まず、トランス9A,9Bに正電圧を印加
する場合の経路は、図3(イ)に示すように、それぞれ
次の通りである。 トランス9A…トランジスタ8U1→トランス9A→ト
ランジスタ8W2 トランス9B…トランジスタ8V1→トランス9B→ト
ランジスタ8W2 トランジスタ8W2は、何れの場合にも経路となってい
る。First, the paths for applying a positive voltage to the transformers 9A and 9B are as follows, as shown in FIG. Transformer 9A: Transistor 8U1 → Transformer 9A → Transistor 8W2 Transformer 9B: Transistor 8V1 → Transformer 9B → Transistor 8W2 The transistor 8W2 is a path in any case.
【0026】従って、トランス9Aにデューティ比10
0%の電圧を印加するという場合、図3(ハ)の波形ハ
−1に示すようにトランジスタ8U1をデューティ比1
00%で制御し、図3(チ)の波形チ−1に示すように
トランジスタ8W2もデューティ比100%で制御す
る。他方、同じ時にトランス9Bにはデューティ比50
%の電圧を印加するという場合、図3(ホ)の波形ホ−
1に示すようにトランジスタ8V1をデューティ比50
%で制御し、トランジスタ8W2もデューティ比50%
で制御すると言いたいところであるが、トランジスタ8
W2はデューティ比100%で制御する。その理由は、
トランジスタ8W2はトランス9Aへの電流経路ともな
っており、そちらの要求も満たす必要があるからであ
る。つまり、トランジスタ8W2は、デューティ比の大
きい方に合わせて制御する。Accordingly, the duty ratio of 10
When applying a voltage of 0%, the transistor 8U1 is set to have a duty ratio of 1 as shown by a waveform C-1 in FIG.
The control is performed at 00%, and the transistor 8W2 is also controlled at a duty ratio of 100% as shown by the waveform H-1 in FIG. On the other hand, at the same time, the duty ratio 50
% Voltage is applied, the waveform E of FIG.
As shown in FIG.
% And the transistor 8W2 also has a duty ratio of 50%
I would like to say that the transistor 8
W2 is controlled at a duty ratio of 100%. The reason is,
This is because the transistor 8W2 also serves as a current path to the transformer 9A, and it is necessary to satisfy that requirement. That is, the transistor 8W2 is controlled in accordance with the larger duty ratio.
【0027】また、トランス9A,9Bに負電圧を印加
する場合の経路は、図3(ロ)に示すように、それぞれ
次の通りである。 トランス9A…トランジスタ8W1→トランス9A→ト
ランジスタ8U2 トランス9B…トランジスタ8W1→トランス9B→ト
ランジスタ8V2 トランジスタ8W1は、何れの場合にも経路となってい
る。トランス9A,9Bに負電圧を印加する場合のデュ
ーティ比制御も、正電圧を印加する場合と同様になされ
るので、詳細な説明は省略する。なお、この場合の動作
に関係する波形は、図3(ニ)の波形ニ−1,図3
(ヘ)の波形ヘ−1,図3(ト)の波形ト−1であるの
で、それらを参照されたい。The paths for applying a negative voltage to the transformers 9A and 9B are as follows, as shown in FIG. Transformer 9A: Transistor 8W1 → Transformer 9A → Transistor 8U2 Transformer 9B: Transistor 8W1 → Transformer 9B → Transistor 8V2 The transistor 8W1 is a path in any case. The duty ratio control when a negative voltage is applied to the transformers 9A and 9B is performed in the same manner as when a positive voltage is applied, and thus a detailed description is omitted. The waveforms related to the operation in this case are shown in FIG.
The waveform F-1 in FIG. 3F and the waveform G-1 in FIG. 3G are referred to.
【0028】さて、図1に戻るが、トランス9A,9B
の出力電圧は、それぞれ整流回路10A,10B、平滑
用インダクタンス11A,11B、平滑用コンデンサ1
2A,12Bにより整流平滑され、それらの直流出力端
子を直列に接続する形で加算され、抵抗13,14の両
端および負荷16に印加される。最終的な出力電圧は抵
抗13,14で分圧検出され、その検出信号はコントロ
ーラ17へ入力される。コントローラ17は、予め定め
られている設定電圧と比較し、出力電圧がその電圧とな
るようインバータ8のスイッチングを制御する(デュー
ティ比制御)。Returning to FIG. 1, the transformers 9A and 9B
Output voltages of the rectifier circuits 10A and 10B, the smoothing inductances 11A and 11B, and the smoothing capacitor 1 respectively.
The DC output terminals are rectified and smoothed by 2A and 12B, added in such a manner that their DC output terminals are connected in series, and applied to both ends of the resistors 13 and 14 and the load 16. The final output voltage is divided and detected by the resistors 13 and 14, and the detection signal is input to the controller 17. The controller 17 compares the output voltage with a predetermined set voltage and controls the switching of the inverter 8 so that the output voltage becomes the voltage (duty ratio control).
【0029】インバータ8のデューティ比制御をするに
際して、本発明では、トランス9A,9Bに印加する電
圧を、デューティ比があまり小さくない形で供給し、ト
ランスでの損失が大とならないようにする。そのため、
インバータ8への入力電圧の大きさによって、トランス
9Aへ印加する電圧のデューティ比制御と、トランス9
Bへ印加する電圧のデューティ比制御とを異ならせる。
次に、それについて説明する。In controlling the duty ratio of the inverter 8, in the present invention, the voltage applied to the transformers 9A and 9B is supplied in a manner that the duty ratio is not so small so that the loss in the transformer does not become large. for that reason,
Depending on the magnitude of the input voltage to the inverter 8, the duty ratio control of the voltage applied to the transformer 9A and the transformer 9
The duty ratio control of the voltage applied to B is made different.
Next, it will be described.
【0030】図4は、本発明におけるデューティ比制御
を示す図である。縦軸はインバータ8への入力電圧を示
し、横軸はデューティ比を示す。曲線イは、トランス9
Aへの印加電圧制御に関する曲線であり、曲線ロは、ト
ランス9Bへの印加電圧制御に関する曲線であり、曲線
ハはトランスが1つしかない従来のDC−DCコンバー
タでの印加電圧制御の曲線である(図7の曲線イに相
当)。FIG. 4 is a diagram showing duty ratio control in the present invention. The vertical axis indicates the input voltage to the inverter 8, and the horizontal axis indicates the duty ratio. Curve a is the transformer 9
A curve relating to the control of the applied voltage to A, a curve B relating to the control of the applied voltage to the transformer 9B, and a curve C relating to the control of the applied voltage in the conventional DC-DC converter having only one transformer. (Corresponding to curve A in FIG. 7).
【0031】入力電圧V1 は、トランス9A,9Bへ共
にデューティ比100%で印加した場合に、負荷16へ
所定の一定出力電圧が得られるという入力電圧である。
電圧V3 は、トランス9Aだけにデューティ比100%
で印加すれば、負荷16へ所定の一定出力電圧が得られ
るという入力電圧である。入力電圧V2 は、V3 よりや
や小さな入力電圧である。電圧VM は、予想される最大
の入力電圧である。なお、V1 ,V3 の値は、トランス
9A,9Bの巻線比を適宜決めることにより、適宜の一
定値に設定することが出来る。The input voltage V 1 is an input voltage at which a predetermined constant output voltage is obtained to the load 16 when applied to the transformers 9A and 9B at a duty ratio of 100%.
Voltage V 3 is trans 9A only the duty ratio of 100%
Is applied to the load 16 to obtain a predetermined constant output voltage. Input voltage V 2 is slightly smaller input voltage than V 3. Voltage V M is the maximum input voltage expected. The values of V 1 and V 3 can be set to appropriate constant values by appropriately determining the winding ratio of the transformers 9A and 9B.
【0032】図4の曲線イ,ロより読み取れるように、
本発明でのデューティ比制御は、インバータ8への入力
電圧に応じて、次の2つの場合に分けて行う。 (1)入力電圧がV3 以下の場合 トランス9Aへ印加する電圧のデューティ比制御…10
0%で行う(つまり、曲線イの内、点Eから点Fまでの
部分に沿って行う)トランス9Bへ印加する電圧のデュ
ーティ比制御…曲線ロに沿って行う (2)入力電圧がV3 より大の場合 トランス9Aへ印加する電圧のデューティ比制御…曲線
イの内、点Fから点Gまでの部分に沿って行う トランス9Bへ印加する電圧のデューティ比制御…0%
で行う(つまり、トランス9Bへの入力電圧はゼロとす
る。言い換えれば、縦軸の点Hから点Pまでの部分に沿
って制御する。)As can be seen from the curves a and b in FIG.
The duty ratio control according to the present invention is performed in the following two cases according to the input voltage to the inverter 8. (1) a duty ratio control voltage when the input voltage is applied to V 3 or less when the transformer 9A ... 10
0% (that is, along the portion from the point E to the point F in the curve A). Duty ratio control of the voltage applied to the transformer 9B: Performed along the curve B. (2) The input voltage is V 3 In the case of a larger value, the duty ratio control of the voltage applied to the transformer 9A is performed along the portion from the point F to the point G in the curve A. The duty ratio control of the voltage applied to the transformer 9B is 0%.
(That is, the input voltage to the transformer 9B is set to zero. In other words, the control is performed along the portion from point H to point P on the vertical axis).
【0033】なお、インバータ8への入力電圧がV3 以
下か否かは、抵抗4,5により検出されて来る入力電圧
を、コントローラ17でV3 と比べて判断する。従っ
て、例えば入力電圧がV3 以下という場合には、インバ
ータ8のトランジスタの内、トランス9Aへ印加電圧を
供給するためのトランジスタはデューティ比100%と
なるようにオンされる。そして、トランス9Bへ印加電
圧を供給するためのトランジスタは、抵抗13,14で
検出される出力電圧が所定値になるよう、適宜(曲線ロ
にのっとって)デューティ比が変えられる。次に幾つか
の具体例につき、本発明でのデューティ比制御を説明す
る。[0033] Note that whether or not the input voltage to the inverter 8 is V 3 or less, the input voltage coming detected by resistors 4 and 5 is determined in comparison with V 3 by the controller 17. Thus, for example, in the case that the input voltage is V 3 or less, the transistors of the inverter 8, a transistor for supplying a voltage applied to the transformer 9A is turned on so that the duty ratio of 100%. The duty ratio of the transistor for supplying the applied voltage to the transformer 9B is appropriately changed (according to the curve B) so that the output voltage detected by the resistors 13 and 14 becomes a predetermined value. Next, the duty ratio control in the present invention will be described for some specific examples.
【0034】図5は、本発明におけるデューティ比制御
の具体例を示す図である。電圧V1,V2 ,VM は、図
4のものに対応する。図5(1),図5(2),図5
(3)は、インバータ8の入力電圧VがそれぞれV1 ,
V2 ,VM の時に、トランス9A,9Bに印加される電
圧の波形を示している。図5(1)の場合(V=V1 の
場合)は、図4の点Eの場合に対応しており、トランス
9A,9Bの両方に対して、それぞれデューティ比10
0%で制御された電圧が印加される。FIG. 5 is a diagram showing a specific example of duty ratio control in the present invention. Voltage V 1, V 2, V M corresponds to that of FIG. 5 (1), 5 (2), 5
(3) indicates that the input voltage V of the inverter 8 is V 1 ,
When V 2, V M, shows the waveform of the voltage applied to transformer 9A, 9B. The case of FIG. 5A (V = V 1 ) corresponds to the case of the point E in FIG. 4, and the duty ratio of 10 is applied to both the transformers 9A and 9B.
A voltage controlled at 0% is applied.
【0035】図5(2)の場合(V=V2 の場合)は、
図4のV2 の点線ラインとの交点に注目すると、曲線イ
とはデューティ比100%のところで交わり、曲線ロと
はデューティ比D2 %のところで交わっている。そのた
め、トランス9Aにはデューティ比100%で制御され
た電圧が印加され、トランス9Bにはデューティ比D2
%で制御された電圧が印加される。トランス9Bだけに
ついて見ればデューティ比は小さいが、トランス9Aも
含めたトランス全体で見れば、デューティ比は小さくは
ない。従って、トランス全体での損失は、従来のトラン
スに比べて少ない。In the case of FIG. 5B (when V = V 2 ),
Focusing on an intersection of the dashed line of V 2 in FIG. 4, intersect at a 100% duty ratio and the curve b, intersect at the duty ratio D 2% the curve b. Therefore, a voltage controlled at a duty ratio of 100% is applied to the transformer 9A, and the duty ratio D 2 is applied to the transformer 9B.
A voltage controlled in% is applied. The duty ratio is small when looking at only the transformer 9B, but is not small when looking at the entire transformer including the transformer 9A. Therefore, the loss of the entire transformer is smaller than that of the conventional transformer.
【0036】図5(3)の場合(V=VM の場合)は、
図4の点Gの場合に対応しており、トランス9Aに対し
てのみデューティ比DM %で制御された電圧が印加され
る。トランス9Bへの電圧はゼロとされているから、そ
の分、トランス9Aのデューティ比は大きな値となる。
そのため、トランス9Aでの損失は少なくなる。このよ
うにトランス以降の回路を2系統に分け、最後に加算し
て出力電圧を得るようにしておき、入力電圧の大きさに
応じて2系統へ供給する電圧のデューティ比制御を異な
らせたので、トランス全体で見た場合の損失が従来より
少なくなった。The case of FIG. 5 (3) (in the case of V = V M) is,
This corresponds to the case of point G in FIG. 4, and a voltage controlled at a duty ratio D M % is applied only to the transformer 9A. Since the voltage applied to the transformer 9B is set to zero, the duty ratio of the transformer 9A has a correspondingly large value.
Therefore, the loss in the transformer 9A is reduced. As described above, the circuit after the transformer is divided into two systems, and finally added to obtain an output voltage, and the duty ratio control of the voltage supplied to the two systems is made different depending on the magnitude of the input voltage. However, the loss when viewed from the whole transformer is smaller than before.
【0037】以上のように、本発明のDC−DCコンバ
ータは、入力電圧が大きく変動しても、トランス9A,
9Bを全体としては効率の良い状態で動作させることが
出来るものであるが、このようなDC−DCコンバータ
を使用するのに適した例を、次に述べる。図6は、本発
明のDC−DCコンバータの使用例を示す図である。図
6において、31はプーリ、32はエンジン、33は吸
気管、34は排気管、35はターボチャージャ、36は
コンプレッサブレード、37は回転子、38は固定子、
39はターボチャージャ回転電機、40はタービンブレ
ード、41はベルト、42はプーリ、43は車両発電
機、44はコントローラ、45はパワー部、46はDC
−DCコンバータ、47はバッテリ、48は負荷であ
る。As described above, the DC-DC converter according to the present invention can operate the transformer 9A,
Although 9B can operate in an efficient state as a whole, an example suitable for using such a DC-DC converter will be described below. FIG. 6 is a diagram showing a usage example of the DC-DC converter of the present invention. In FIG. 6, 31 is a pulley, 32 is an engine, 33 is an intake pipe, 34 is an exhaust pipe, 35 is a turbocharger, 36 is a compressor blade, 37 is a rotor, 38 is a stator,
39 is a turbocharger rotating electric machine, 40 is a turbine blade, 41 is a belt, 42 is a pulley, 43 is a vehicle generator, 44 is a controller, 45 is a power unit, and 46 is DC
-DC converter, 47 is a battery, 48 is a load.
【0038】車両発電機43は、エンジン32によりプ
ーリ31,ベルト41,プーリ42を介して駆動され
る、通常の車両搭載発電機である。ターボチャージャ3
5は、排気管34からの排気ガスによりタービンブレー
ド40を回転させ、その回転力を利用してコンプレッサ
ブレード36を回転させて、外部の空気を吸気管33に
取り入れる。ターボチャージャ回転電機39は、そのタ
ーボチャージャ35に組み込まれた回転電機であり、タ
ーボチャージャ35の回転軸に回転子37が取り付けら
れ、ターボチャージャ35のハウジング内に固定子38
が取り付けられる。回転子37の回転により固定子38
に起電力が誘起され、それによる発電電圧が外部へ取り
出される。The vehicle generator 43 is a normal vehicle-mounted generator driven by the engine 32 via the pulley 31, the belt 41, and the pulley 42. Turbocharger 3
5 rotates the turbine blade 40 by the exhaust gas from the exhaust pipe 34, rotates the compressor blade 36 using the rotational force, and takes in external air into the intake pipe 33. The turbocharger rotating electric machine 39 is a rotating electric machine incorporated in the turbocharger 35, and a rotor 37 is attached to a rotating shaft of the turbocharger 35, and a stator 38 is provided in a housing of the turbocharger 35.
Is attached. The rotation of the rotor 37 causes the stator 38 to rotate.
, An electromotive force is induced, and the generated voltage is taken out to the outside.
【0039】車両発電機43およびターボチャージャ回
転電機39からの発電電圧は、パワー部45に導入され
る。パワー部45は、DC−DCコンバータ46を内蔵
し、車両が必要とする電圧に変換する。その変換制御
は、コントローラ44によって行われる。変換された電
圧は、バッテリ47や車両内の電気の負荷48等に供給
される。車両発電機43の回転数は、エンジン回転数の
状況によって大きく変動する。特に、本実施例では、発
進時にはターボチャージャ回転電機39へ電圧を供給す
ることを考慮に入れ、高速に増速される(3〜5倍)の
で、車両発電機43からの発電電圧は大きく変動する。
従って、パワー部45に内蔵させるDC−DCコンバー
タ46としては、本発明のDC−DCコンバータを使用
することが適する。即ち、入力電圧が大きく変動して
も、デューティ比をあまり小さくすることなく使用でき
るので、トランスでの損失を少なくすることが出来るか
らである。The generated voltage from the vehicle generator 43 and the turbocharger rotating electric machine 39 is introduced to the power section 45. The power unit 45 has a built-in DC-DC converter 46 and converts the voltage into a voltage required by the vehicle. The conversion control is performed by the controller 44. The converted voltage is supplied to a battery 47, an electric load 48 in the vehicle, and the like. The rotation speed of the vehicle generator 43 greatly varies depending on the condition of the engine rotation speed. In particular, in the present embodiment, the speed is increased at a high speed (3 to 5 times) in consideration of supplying a voltage to the turbocharger rotating electric machine 39 at the time of starting, so that the generated voltage from the vehicle generator 43 greatly fluctuates. I do.
Therefore, it is suitable to use the DC-DC converter of the present invention as the DC-DC converter 46 built in the power unit 45. That is, even if the input voltage fluctuates greatly, the duty ratio can be used without making the duty ratio too small, so that the loss in the transformer can be reduced.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のDC−DCコ
ンバータによれば、次のような効果を奏する。 (請求項1,2の発明の効果) DC−DCコンバータにおいて、トランスおよびそ
れに続く整流平滑回路を2系統設け、それぞれの出力電
圧を加算して最終的な出力電圧を得る構成とし、第1の
系統に印加する電圧を生成するためのデューティ比制御
と、第2の系統に印加する電圧を生成するためのデュー
ティ比制御とを、入力電圧の大きさに応じて異なるよう
にしたので、全系統で考えた場合、トランスに印加され
る電圧は従来に比べてデューティ比大の形で印加され、
トランスの効率が向上する。 降圧回路等が不用とな
るので、回路規模が小となる共に、コストが安くなる 。更に、トランスから出力電圧を加算する部分までの回
路が2系統とされるので、各系統で分担する電圧は小と
なり、各系統の回路を構成するダイオード等の回路素子
を、耐圧の低いものとすることが出来る。従って、この
面でもコストが安くなる。As described above, according to the DC-DC converter of the present invention, the following effects can be obtained. (Effects of Claims 1 and 2) In a DC-DC converter, a transformer and a rectifying / smoothing circuit following the transformer are provided in two systems, and their output voltages are added to obtain a final output voltage. The duty ratio control for generating the voltage to be applied to the system and the duty ratio control for generating the voltage to be applied to the second system are made different depending on the magnitude of the input voltage. In consideration of the above, the voltage applied to the transformer is applied with a larger duty ratio than in the past,
Transformer efficiency is improved. Since a step-down circuit or the like becomes unnecessary, the circuit scale is reduced and the cost is reduced. Furthermore, since the circuit from the transformer to the portion that adds the output voltage is composed of two systems, the voltage shared by each system is small, and circuit elements such as diodes that constitute the circuits of each system are replaced with low withstand voltage devices. You can do it. Therefore, the cost is reduced in this aspect as well.
【0041】(請求項3の発明の効果)入力電圧が所定
値以下の場合には、第1のトランスにはデューティ比1
00%で制御された入力電圧を印加し、第2のトランス
への入力電圧をデューティ比可変の制御をし、入力電圧
が所定値より大の場合には、第1のトランスへの入力電
圧をデューティ比可変の制御をし、第2のトランスへは
印加しないようにしたので、全体として見た場合、トラ
ンスに印加される電圧は従来に比べてデューティ比大の
形で印加され、トランスの効率が向上する。(Effect of Claim 3) When the input voltage is equal to or lower than a predetermined value, the first transformer has a duty ratio of 1
The input voltage controlled at 00% is applied, and the input voltage to the second transformer is controlled so that the duty ratio is variable. When the input voltage is higher than a predetermined value, the input voltage to the first transformer is reduced. Since the duty ratio is controlled so as not to be applied to the second transformer, when viewed as a whole, the voltage applied to the transformer is applied with a larger duty ratio than in the past, and the efficiency of the transformer is increased. Is improved.
【0042】(請求項4の発明の効果)アーム2つから
成るブリッジ構成のインバータを、各系統に対して個別
に設けるのに比べて、少ない回路素子で所要のインバー
タを構成することが出来、コストも安くすることが出来
る。(Effect of the Invention of Claim 4) A required inverter can be configured with a smaller number of circuit elements as compared with the case where an inverter having a bridge configuration including two arms is individually provided for each system. Costs can be reduced.
【0043】(請求項5の発明の効果)車両発電機やタ
ーボチャージャ回転電機の発電電圧を入力として一定直
流電圧を得るためのDC−DCコンバータは、入力電
圧が大きく変動しても一定直流電圧を出力すること、車
両空間が限られていることより、出来るだけ狭いスペ
ースに搭載できること等が要望されているが、本発明の
DC−DCコンバータはそれらの条件を満たすものであ
り、車両搭載用に好適である。According to the fifth aspect of the present invention, a DC-DC converter for obtaining a constant DC voltage by using a generated voltage of a vehicle generator or a turbocharger rotating electric machine as an input has a constant DC voltage even if the input voltage greatly varies. It is demanded that the DC-DC converter of the present invention satisfies these conditions, and that the DC-DC converter of the present invention satisfies those conditions. It is suitable for.
【図1】 本発明にかかわるDC−DCコンバータを示
す図FIG. 1 is a diagram showing a DC-DC converter according to the present invention.
【図2】 トランスへの電圧印加制御の例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of voltage application control to a transformer.
【図3】 トランスへの電流経路とインバータのスイッ
チングを示す図FIG. 3 is a diagram showing a current path to a transformer and switching of an inverter.
【図4】 本発明におけるデューティ比制御を示す図FIG. 4 is a diagram showing duty ratio control in the present invention.
【図5】 本発明におけるデューティ比制御の具体例を
示す図FIG. 5 is a diagram showing a specific example of duty ratio control in the present invention.
【図6】 本発明のDC−DCコンバータの使用例を示
す図FIG. 6 is a diagram showing a usage example of the DC-DC converter of the present invention.
【図7】 従来のDC−DCコンバータでのデューティ
比制御を示す図FIG. 7 is a diagram showing duty ratio control in a conventional DC-DC converter.
【図8】 従来におけるデューティ比制御の具体例を示
す図FIG. 8 is a diagram showing a specific example of conventional duty ratio control.
【図9】 DC−DCコンバータの第1の従来例を示す
図FIG. 9 is a diagram showing a first conventional example of a DC-DC converter.
【図10】 DC−DCコンバータの第2の従来例を示
す図FIG. 10 is a diagram showing a second conventional example of a DC-DC converter.
1…入力交流電源、2…整流回路、3…電流検出器、
4,5…抵抗、6…平滑用コンデンサ、7…降圧回路、
8…インバータ、8U1,8U2,8V1,8V2,8
W1,8W2…トランジスタ、9,9A,9B…トラン
ス、10,10A,10B…整流回路、11,11A,
11B…平滑用インダクタンス、12,12A,12B
…平滑用コンデンサ、13,14…抵抗、15…電流検
出器、16…負荷、17…コントローラ、31…プー
リ、32…エンジン、33…吸気管、34…排気管、3
5…ターボチャージャ、36…コンプレッサブレード、
37…回転子、38…固定子、39…ターボチャージャ
回転電機、40…タービンブレード、41…ベルト、4
2…プーリ、43…車両発電機、44…コントローラ、
45…パワー部、46…DC−DCコンバータ、47…
バッテリ、48…負荷、VA ,VB ,VC …入力電圧、
DA ,DB ,DC ,DM …デューティ比1: input AC power supply, 2: rectifier circuit, 3: current detector,
4, 5: resistor, 6: smoothing capacitor, 7: step-down circuit,
8. Inverter, 8U1, 8U2, 8V1, 8V2, 8
W1, 8W2: Transistor, 9, 9A, 9B: Transformer, 10, 10A, 10B: Rectifier circuit, 11, 11A,
11B: Smoothing inductance, 12, 12A, 12B
... Smoothing capacitors, 13,14 ... Resistance, 15 ... Current detector, 16 ... Load, 17 ... Controller, 31 ... Pulley, 32 ... Engine, 33 ... Intake pipe, 34 ... Exhaust pipe, 3
5 Turbocharger 36 Compressor blade
37 ... rotor, 38 ... stator, 39 ... turbocharger rotating electric machine, 40 ... turbine blade, 41 ... belt, 4
2 ... pulley, 43 ... vehicle generator, 44 ... controller,
45 power unit, 46 DC-DC converter, 47
Battery, 48 ... load, V A, V B, V C ... input voltage,
D A , D B , D C , D M ... duty ratio
Claims (5)
て交流に変換するインバータと、該交流を変圧するトラ
ンスと、変圧された交流を整流,平滑する整流平滑手段
と、直流出力電圧を検出する電圧検出手段と、該直流出
力電圧を一定値とするため該電圧検出手段からの検出値
を基に前記インバータのデューティ比制御を行うコント
ローラとを具えたDC−DCコンバータにおいて、前記
インバータを第1,第2および第3のアームより成るブ
リッジ構成のものとし、入力電圧を検出し、検出信号を
前記コントローラへ入力する入力電圧検出手段と、前記
第1,第3のアームでのデューティ比制御を経て入力電
圧が印加される第1のトランスと、該第1のトランスの
出力を整流平滑する第1の整流平滑手段と、前記第2,
第3のアームでのデューティ比制御を経て入力電圧が印
加される第2のトランスと、該第2のトランスの出力を
整流平滑する第2の整流平滑手段と、前記第1,第2の
整流平滑手段の出力電圧を加算して前記直流出力電圧と
する手段と、を具え、入力電圧の大きさに応じて前記第
1,第2のトランスへ印加する電圧のデューティ比制御
の仕方を異ならせたことを特徴とするDC−DCコンバ
ータ。An inverter for converting a fluctuating input voltage into an alternating current by controlling a duty ratio; a transformer for transforming the alternating current; rectifying and smoothing means for rectifying and smoothing the transformed alternating current; and detecting a direct current output voltage. A DC-DC converter comprising: a voltage detecting means; and a controller for controlling a duty ratio of the inverter based on a detection value from the voltage detecting means to make the DC output voltage a constant value. And an input voltage detecting means for detecting an input voltage and inputting a detection signal to the controller, and a duty ratio control in the first and third arms. A first transformer to which an input voltage is applied via the first transformer, a first rectifying and smoothing means for rectifying and smoothing an output of the first transformer,
A second transformer to which an input voltage is applied through a duty ratio control in a third arm, a second rectifying and smoothing means for rectifying and smoothing the output of the second transformer, and the first and second rectifiers Means for adding the output voltage of the smoothing means to the DC output voltage, and varying the duty ratio of the voltage applied to the first and second transformers according to the magnitude of the input voltage. A DC-DC converter.
第1の整流平滑手段からの出力電圧と第2の整流平滑手
段からの出力電圧との割合を、インバータへの入力電圧
の大きさに応じて変えるようにしたことを特徴とする請
求項1記載のDC−DCコンバータ。2. The ratio of the output voltage from the first rectifying / smoothing means to the output voltage from the second rectifying / smoothing means in the output voltage obtained by addition is determined by the magnitude of the input voltage to the inverter. 2. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the DC-DC converter is changed according to the following.
のトランスへはデューティ比100%の電圧を印加し、
第2のトランスへはデューティ比可変で制御した電圧を
印加し、入力電圧が前記所定値より大である時は、第1
のトランスへはデューティ比可変で制御した電圧を印加
し、第2のトランスへの印加電圧はゼロとしたことを特
徴とする請求項2記載のDC−DCコンバータ。3. When the input voltage is lower than a predetermined value, the first
A voltage with a duty ratio of 100% is applied to the transformer
A voltage controlled by varying the duty ratio is applied to the second transformer, and when the input voltage is greater than the predetermined value, the first
3. The DC-DC converter according to claim 2, wherein a voltage controlled by varying the duty ratio is applied to the transformer, and the voltage applied to the second transformer is zero.
同時に行われる第1,第2のアームでのデューティ比制
御の内、大きい方のデューティ比と同じデューティ比で
行われることを特徴とする請求項1,2または3記載の
DC−DCコンバータ。4. The duty ratio control in the third arm includes:
4. The DC-DC converter according to claim 1, wherein the duty ratio control in the first and second arms is performed at the same duty ratio as the larger duty ratio.
からの発電電圧を入力電圧としたことを特徴とする請求
項1,2,3または4記載のDC−DCコンバータ。5. The DC-DC converter according to claim 1, wherein a generated voltage from a generator driven by an internal combustion engine of the vehicle is used as an input voltage.
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ID=18488983
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