JP2000092835A - Low loss circuit of partial resonance self-exciting type switching power supply - Google Patents

Low loss circuit of partial resonance self-exciting type switching power supply

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JP2000092835A
JP2000092835A JP10291274A JP29127498A JP2000092835A JP 2000092835 A JP2000092835 A JP 2000092835A JP 10291274 A JP10291274 A JP 10291274A JP 29127498 A JP29127498 A JP 29127498A JP 2000092835 A JP2000092835 A JP 2000092835A
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power supply
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low loss circuit of a partial resonance self-exciting type switching power supply. SOLUTION: In a partial resonance self-exciting type switching power supply in which a first saturable inductor 15 is inserted serially between a positive feedback coil 13 and a control electrode of a main switch element 12, and a first snubber capacitor 14 is connected in parallel to the main switch element 12, this low loss circuit inserts an auxiliary switch element 1 between the main switch element 12 and the first snubber capacitor 14, winds an auxiliary winding 2 to a transformer to drive the auxiliary switch element in the inverse phase to the phase of the main switch element 12, inserts serially a second saturable inductor 3 between the control electrode of auxiliary switch element 1 and auxiliary winding 2, and moreover connects the second snubber capacitor 4 and a diode 5 in parallel to the auxiliary switch element 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源に関
し、特にソフトスイッチに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply, and more particularly to a soft switch.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自励式スイッチング電源のソフト
スイッチング技術としては、本出願人が先に提供した自
励式スイッチング電源のソフトスイッチング回路(実用
新案登録証登録第2560208号)がある。図4にそ
の回路構成を示し、図5に動作波形を示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a soft switching technique of a self-excited switching power supply, there is a soft switching circuit of a self-excited switching power supply (Utility Model Registration Certificate No. 2560208) previously provided by the present applicant. FIG. 4 shows the circuit configuration, and FIG. 5 shows operation waveforms.

【0003】図4に示した回路において、スイッチ素子
112のオン期間にトランスに蓄積される励磁エネルギ
はスイッチ素子112のオフ期間に2次巻線120とダ
イオード121を介して負荷側に供給される。トランス
の励磁エネルギが放出し切ると、トランスの巻線の電圧
はすべてゼロボルトまで下がるがスイッチ素子112の
オフ期間に充電されるコンデンサ117の電荷によって
スイッチ素子112の制御電極の電圧が上昇し、再びス
イッチ素子112がオン状態に入る。スイッチ素子11
2の制御電極の電圧はコンデンサ117の電荷が抵抗1
16と可飽和インダクタ115と正帰還巻線113を通
って流れることによって上昇するが、この電流が、可飽
和インダクタ115を飽和させるまでは、可飽和インダ
クタ115が有している高インピーダンスのためスイッ
チ素子112の制御電極の電圧の上昇が遅れる。図5の
波形図の(1)はスイッチ素子112の制御電極の電圧
の波形を示している。
In the circuit shown in FIG. 4, the excitation energy stored in the transformer during the ON period of the switch element 112 is supplied to the load via the secondary winding 120 and the diode 121 during the OFF period of the switch element 112. . When the exciting energy of the transformer is completely released, the voltage of the winding of the transformer all drops to zero volts, but the voltage of the control electrode of the switch element 112 rises due to the charge of the capacitor 117 charged during the OFF period of the switch element 112, and the switch is switched again. The element 112 enters the ON state. Switch element 11
The voltage of the control electrode of the capacitor 2 is the charge of the
16, the saturable inductor 115 and the positive feedback winding 113. The current rises until the current saturates the saturable inductor 115 due to the high impedance of the saturable inductor 115. The rise of the voltage of the control electrode of the element 112 is delayed. (1) of the waveform diagram of FIG. 5 shows the waveform of the voltage of the control electrode of the switch element 112.

【0004】一方、スイッチ素子112に並列に接続さ
れているスナバコンデンサ114には、直流電源119
の電圧より高い電圧が充電されているので、トランスの
エネルギが放出し切った後にスイッチ素子112がすぐ
にオン状態にならなければ、スナバコンデンサ114の
電荷は1次巻線111を通り直流電源119に流れる。
このとき、スナバコンデンサ114と1次巻線111に
よって共振が起きる。
On the other hand, a DC power supply 119 is connected to a snubber capacitor 114 connected in parallel with the switch element 112.
If the switching element 112 is not immediately turned on after the transformer energy is completely discharged, the charge of the snubber capacitor 114 passes through the primary winding 111 to the DC power supply 119 because Flows.
At this time, resonance occurs due to the snubber capacitor 114 and the primary winding 111.

【0005】共振電流はスナバコンデンサ114の電圧
が直流電源119の電圧に等しくなったときにピークに
達し、その後も流れ続ける。そして、共振の半周期後に
スナバコンデンサ114の電圧が最下点に達する。図5
の波形図の(2)はスナバコンデンサ114の電圧の波
形を示している。
The resonance current reaches a peak when the voltage of the snubber capacitor 114 becomes equal to the voltage of the DC power supply 119, and continues to flow thereafter. Then, after a half cycle of the resonance, the voltage of the snubber capacitor 114 reaches the lowest point. FIG.
(2) of the waveform diagram of FIG. 7 shows the waveform of the voltage of the snubber capacitor 114.

【0006】そこで、可飽和インダクタ115によるス
イッチ素子112の制御電極の電圧の上昇の遅れを適当
に選ぶことにより、スイッチ素子112をトランスのエ
ネルギが放出し切ってから、スナバコンデンサ114と
1次巻線111による共振の半周期経った後にターンオ
ンさせ、これによって、スナバコンデンサ114の電荷
がスイッチ素子112を流れることによって生じるロス
を小さくすることができる。
Therefore, by appropriately selecting the delay of the rise of the voltage of the control electrode of the switch element 112 due to the saturable inductor 115, the snubber capacitor 114 and the primary winding are connected after the transformer element has completely discharged the switch element 112. It is turned on after a half cycle of the resonance by 111, whereby the loss caused by the electric charge of the snubber capacitor 114 flowing through the switch element 112 can be reduced.

【0007】そして、そのことによってスナバコンデン
サ114の容量を従来の値より大きくしても容量による
スイッチングロスを抑えることができるので、電源のソ
フトスイッチング化が実現できる。
[0007] Even if the capacitance of the snubber capacitor 114 is made larger than the conventional value, the switching loss due to the capacitance can be suppressed, so that the soft switching of the power supply can be realized.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】スナバコンデンサ11
4の電圧が最下点に達したときの値、V3は、直流電源
119の電圧をV1、2次側の出力電圧の電圧をV2、
1次巻線111と2次巻線120の巻数を各々n1、n
2とおくと、次の式で表すことができる。
SUMMARY OF THE INVENTION Snubber capacitor 11
V3 is a value when the voltage of the DC power supply 4 reaches the lowest point, V3 is the voltage of the DC power supply 119, V2 is the voltage of the output voltage on the secondary side,
The numbers of turns of the primary winding 111 and the secondary winding 120 are n1 and n, respectively.
If it is set to 2, it can be represented by the following equation.

【0009】[0009]

【数1】 (Equation 1)

【0010】但し、この計算式はV3が正になるV1の
条件のときに適用できるものであり、V3が負になるV
1の条件ではV3はゼロになる。
However, this formula can be applied under the condition of V1 in which V3 becomes positive, and V3 in which V3 becomes negative.
Under the condition of 1, V3 becomes zero.

【0011】近年、携帯電子機器が多くなる傾向の中
で、ACアダプタもAC100VとAC240Vのいず
れにも使えるタイプの要求が増加してきた。すなわち、
上の式において、V1の値が100Vから380Vまで
変化する直流電源に対して、スナバコンデンサ114の
容量による損失の小さい方式が必要になってきた。も
し、V1が100Vのとき、V3がゼロになるように設
計されていればV1が380Vのとき、V3は280V
になり、可飽和インダクタ115による遅延の効果は十
分発揮されない。一方、V1が380VのときにV3が
ゼロになるように設計すれば、スナバコンデンサ114
の容量による損失は理論上ゼロになるが、スイッチ素子
112のドレイン・ソース間に加わる電圧が高くなり、
更に、n1/n2が大きくなることによって1次巻線1
11と2次巻線120のカップリングが悪くなって、ス
イッチ素子112のターンオフ時のサージ電圧が大きく
なり、それによって益々高耐圧のスイッチ素子が必要に
なり経済的メリットが失われる。
In recent years, as the number of portable electronic devices has increased, the demand for AC adapters that can be used for both AC 100 V and AC 240 V has been increasing. That is,
In the above equation, for a DC power supply in which the value of V1 varies from 100 V to 380 V, a method of reducing the loss due to the capacitance of the snubber capacitor 114 has been required. If V3 is designed to be zero when V1 is 100V, V3 is 280V when V1 is 380V.
And the effect of the delay by the saturable inductor 115 is not sufficiently exhibited. On the other hand, if V3 is designed to be zero when V1 is 380V, the snubber capacitor 114
Is theoretically zero, but the voltage applied between the drain and source of the switch element 112 increases,
Further, as n1 / n2 increases, the primary winding 1
The coupling between the secondary winding 11 and the secondary winding 120 is deteriorated, and the surge voltage at the time of turning off the switch element 112 is increased. As a result, a switch element with a higher withstand voltage is required, and the economic advantage is lost.

【0012】本発明は、上に示した従来方式の欠点を除
去するもので、広い範囲の入力電圧に対して、部分共振
型自励式スイッチング電源の低損失化回路を提供するこ
とを目的としている。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional method and to provide a circuit for reducing the loss of a partial resonance type self-excited switching power supply for a wide range of input voltage. .

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上の目的を達成するため
に本発明は、正帰還巻線と主スイッチ素子の制御電極の
間に第1の可飽和インダクタを直列に挿入し、かつ主ス
イッチ素子に並列に第1のスナバコンデンサを接続した
ことを特徴とする部分共振型自励式スイッチング電源に
おいて、主スイッチ素子と第1のスナバコンデンサの間
に補助スイッチ素子を直列に挿入し、トランスに補助巻
線を巻いて、この補助巻線によって補助スイッチ素子が
主スイッチ素子のオンのときにオフに、また主スイッチ
素子のオフのときにオンになるように接続し、補助巻線
と補助スイッチ素子の制御電極の間に第2の可飽和イン
ダクタを直列に挿入し、補助スイッチ素子に並列に第2
のスナバコンデンサを接続し、更に補助スイッチ素子に
並列にダイオードを接続した。そして、主スイッチ素子
と補助スイッチ素子のオンとオフのタイミングの関係を
主スイッチ素子がターンオンする少し前に補助スイッチ
素子がターンオフし、主スイッチ素子がターンオフして
少し経ってから補助スイッチ素子がターンオンするよう
に第1の可飽和インダクタと第2の可飽和インダクタの
特性を選んだ。
According to the present invention, a first saturable inductor is inserted in series between a positive feedback winding and a control electrode of a main switch element, and a main switch is provided. In a partial resonance type self-excited switching power supply characterized in that a first snubber capacitor is connected in parallel with the element, an auxiliary switch element is inserted in series between the main switch element and the first snubber capacitor to assist the transformer. The auxiliary winding is connected such that the auxiliary switching element is turned off when the main switching element is on and is turned on when the main switching element is off. A second saturable inductor is inserted in series between the control electrodes of
And a diode was connected in parallel with the auxiliary switch element. The relationship between the ON and OFF timings of the main switch element and the auxiliary switch element is determined by turning off the auxiliary switch element shortly before the main switch element is turned on, and turning on the auxiliary switch element a short time after the main switch element is turned off. Characteristics of the first saturable inductor and the second saturable inductor.

【0014】主スイッチ素子がターンオフした直後の1
次巻線によるサージ電圧は第1のスナバコンデンサと第
2のスナバコンデンサと補助スイッチ素子に並列に接続
されているダイオードによって、吸収される。少し経っ
て補助スイッチ素子がオン状態になるので、第2のスナ
バコンデンサ両端の電圧はゼロになり、第1のスナバコ
ンデンサに、主スイッチ素子に加わる電圧と同じ値の電
圧が充電される。次に主スイッチ素子がターンオンする
ときには補助スイッチ素子がオフ状態になっているの
で、第1のスナバコンデンサの電荷は第2のスナバコン
デンサを通り主スイッチ素子を流れる。第2のスナバコ
ンデンサの容量を第1のスナバコンデンサの容量より小
さく選んでおけば、第1のスナバコンデンサの電荷が主
スイッチ素子を流れることによって生じるロスを抑える
ことができる。
1 immediately after the main switch element is turned off
The surge voltage due to the secondary winding is absorbed by the first snubber capacitor, the second snubber capacitor, and the diode connected in parallel to the auxiliary switch element. After a short time, the auxiliary switch element is turned on, the voltage across the second snubber capacitor becomes zero, and the first snubber capacitor is charged with a voltage having the same value as the voltage applied to the main switch element. Next, when the main switch element is turned on, the auxiliary switch element is in the off state, so that the electric charge of the first snubber capacitor flows through the main switch element through the second snubber capacitor. If the capacity of the second snubber capacitor is selected to be smaller than the capacity of the first snubber capacitor, it is possible to suppress the loss caused by the charge of the first snubber capacitor flowing through the main switch element.

【0015】また、主スイッチ素子のオン状態の間に、
第1のスナバコンデンサと第2のスナバコンデンサの電
圧は等しくなるので、主スイッチ素子がターンオフした
直後のそれら2つのスナバコンデンサの電圧の直列合成
電圧はゼロになり、主スイッチ素子両端の電圧はゼロか
ら立ち上がるのでソフトスイッチの効果を保つことがで
きる。そして、第1のスナバコンデンサの容量を大きく
してもロスが増えないので、ターンオフ時に主スイッチ
素子に加わる電圧を効率を下げることなく低い電圧に抑
えることができる。
Also, during the ON state of the main switch element,
Since the voltages of the first snubber capacitor and the second snubber capacitor become equal, the series combined voltage of the two snubber capacitors immediately after the main switch element is turned off becomes zero, and the voltage across the main switch element becomes zero. Since it rises from the point, the effect of the soft switch can be maintained. Since the loss does not increase even if the capacity of the first snubber capacitor is increased, the voltage applied to the main switch element at the time of turn-off can be suppressed to a low voltage without lowering the efficiency.

【0016】[0016]

【実施例】図1は本発明の実施例に係る部分共振型自励
式スイッチング電源の低損失化回路を示す回路図であ
る。図2は図1の回路図の主要部分の電圧電流波形を示
す波形図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a low-loss circuit of a partial resonance type self-excited switching power supply according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a waveform diagram showing a voltage / current waveform of a main part of the circuit diagram of FIG.

【0017】図1において、主スイッチ素子12がオン
状態のとき、補助スイッチ素子1はオフ状態で、第1の
スナバコンデンサ14と第2のスナバコンデンサ4には
各々の容量に比例した電荷が充電されているが、それら
の直列接続の両端の電圧は主スイッチ素子12の電圧と
同じく、ほぼゼロである。主スイッチ素子12がオン状
態から、ターンオフすると、トランスの各巻線にはドッ
トマークを付けた側に正の電圧が発生する。1次巻線1
1にはターンオフ直前まで大きな電流が流れているの
で、ターンオフの際にサージ電圧が発生する。一方、補
助巻線2にもドットマーク側を正とする電圧が発生し、
補助スイッチ素子1の制御電極の電圧を引き上げて補助
スイッチ素子1をオン状態にするが、第2の可飽和イン
ダクタ3によって主スイッチ素子12のターンオフより
遅れてターンオンする。その遅れの期間に1次巻線11
のサージ電圧は第2のスナバコンデンサ4と第1のスナ
バコンデンサ14によって吸収され、第2のスナバコン
デンサ4の電圧がダイオード5の順方向のドロップ電圧
に達すると、このダイオード5と第1のスナバコンデン
サ14によって吸収が継続される。第1のスナバコンデ
ンサ14の容量を大きくしておくことにより、サージ電
圧を低く抑えることができる。
In FIG. 1, when the main switch element 12 is turned on, the auxiliary switch element 1 is turned off, and the first snubber capacitor 14 and the second snubber capacitor 4 are charged with electric charge proportional to their respective capacities. However, the voltage between both ends of the series connection is almost zero like the voltage of the main switch element 12. When the main switch element 12 is turned off from the on state, a positive voltage is generated in each winding of the transformer on the side marked with a dot mark. Primary winding 1
Since a large current flows through 1 just before turning off, a surge voltage is generated at the time of turning off. On the other hand, a voltage is generated in the auxiliary winding 2 with the dot mark side being positive,
The auxiliary switch element 1 is turned on by raising the voltage of the control electrode of the auxiliary switch element 1, but is turned on later than the main switch element 12 is turned off by the second saturable inductor 3. During the delay period, the primary winding 11
Is absorbed by the second snubber capacitor 4 and the first snubber capacitor 14, and when the voltage of the second snubber capacitor 4 reaches the forward drop voltage of the diode 5, this diode 5 and the first snubber capacitor The absorption is continued by the capacitor 14. By increasing the capacity of the first snubber capacitor 14, the surge voltage can be suppressed low.

【0018】トランスの励磁エネルギは2次巻線20と
ダイオード21を通り負荷側に供給され、やがてゼロに
なる。このとき、主スイッチ素子12の制御電極に接続
されているコンデンサ17に充電されている電圧が主ス
イッチ素子12を再びターンオンさせるが、このコンデ
ンサ17に直列に接続されている第1の可飽和インダク
タ15によって制御電極の電圧の上昇が遅れ、ターンオ
ンが遅れる。
The excitation energy of the transformer is supplied to the load side through the secondary winding 20 and the diode 21, and eventually becomes zero. At this time, the voltage charged in the capacitor 17 connected to the control electrode of the main switch element 12 turns on the main switch element 12 again, but the first saturable inductor connected in series to the capacitor 17 15 delays a rise in the voltage of the control electrode and delays the turn-on.

【0019】一方、オン状態だった補助スイッチ素子1
は補助巻線2の電圧が下がるのでターンオフに向かう
が、補助スイッチ素子1の制御電極の電荷の放電が第2
の可飽和インダクタ3によって遅れる。しかし、この遅
れが、主スイッチ素子12のターンオンの遅れより少し
だけ短くなるように第2の可飽和インダクタ3の特性が
選ばれている。
On the other hand, the auxiliary switch element 1 in the ON state
Turns off because the voltage of the auxiliary winding 2 decreases, but the discharge of the control electrode of the auxiliary switch element 1
By the saturable inductor 3 of FIG. However, the characteristics of the second saturable inductor 3 are selected so that this delay is slightly shorter than the turn-on delay of the main switch element 12.

【0020】主スイッチ素子12のターンオンが遅れて
いる間に第1のスナバコンデンサ14の電荷はオン状態
の補助スイッチ素子1と1次巻線11を通り直流電源1
9に流れる。この電流は共振電流となるので、第1のス
ナバコンデンサ14の電圧が直流電源19の電圧より低
くなっても続き、共振が半周期経ったとき最も低くなる
ので、このとき主スイッチ素子12がターンオンするよ
うに第1の可飽和インダクタ15の特性が選ばれてい
る。主スイッチ素子12と補助スイッチ素子1の制御電
極の電圧と各々のオン期間は図2の波形図の(1)と
(2)に示したようになる。
While the turn-on of the main switch element 12 is delayed, the electric charge of the first snubber capacitor 14 passes through the auxiliary switch element 1 in the ON state and the primary winding 11, and the DC power supply 1
Flow to 9. Since this current becomes a resonance current, the current continues even if the voltage of the first snubber capacitor 14 becomes lower than the voltage of the DC power supply 19 and becomes the lowest when a half cycle of resonance has occurred. At this time, the main switch element 12 is turned on. Therefore, the characteristics of the first saturable inductor 15 are selected. The voltages of the control electrodes of the main switch element 12 and the auxiliary switch element 1 and the respective ON periods are as shown in (1) and (2) of the waveform diagram of FIG.

【0021】そして、主スイッチ素子12がターンオン
する少し前に補助スイッチ素子1がオフ状態になってい
るが、補助スイッチ素子1がオフ状態になってから、主
スイッチ素子12がターンオンするまでは、第1のスナ
バコンデンサ14と第2のスナバコンデンサ4の直列合
成容量と1次巻線11による共振に変わり、そして、第
1のスナバコンデンサ14の電荷の1部が第2のスナバ
コンデンサ4に移ることにより、主スイッチ素子12の
電圧は図2の波形図の(3)に示したように更に下が
る。
Although the auxiliary switch element 1 is turned off shortly before the main switch element 12 is turned on, the auxiliary switch element 1 is turned off after the auxiliary switch element 1 is turned off until the main switch element 12 is turned on. The resonance changes due to the series combined capacitance of the first snubber capacitor 14 and the second snubber capacitor 4 and the primary winding 11, and a part of the electric charge of the first snubber capacitor 14 is transferred to the second snubber capacitor 4. Thus, the voltage of the main switch element 12 further decreases as shown in (3) of the waveform diagram of FIG.

【0022】主スイッチ素子12がオン状態になると、
第1のスナバコンデンサ14の電荷は更に第2のスナバ
コンデンサ4に移り、それら2つのコンデンサの各々の
両端の電圧は等しくなる。このとき、第2のスナバコン
デンサ4両端の電圧は図2の波形図の(4)に示したよ
うに主スイッチ素子12がオン状態の間、第1のスナバ
コンデンサ14の電圧と等しい値を保つ。
When the main switch element 12 is turned on,
The charge on the first snubber capacitor 14 is further transferred to the second snubber capacitor 4 so that the voltage across each of the two capacitors is equal. At this time, the voltage across the second snubber capacitor 4 keeps a value equal to the voltage of the first snubber capacitor 14 while the main switch element 12 is in the ON state as shown in (4) of the waveform diagram of FIG. .

【0023】主スイッチ素子12両端のターンオフ直後
の電圧は図2の波形図の(3)に示したように、立ち上
がり部分が折れ線のようになる。最初の立ち上がりは第
2のスナバコンデンサ4に流れる電流、次の折れ線はダ
イオード5に流れる電流によるものである。また、ター
ンオン直前の立ち下がり部分において、最初の共振によ
る下降は第1のスナバコンデンサ14の電荷が補助スイ
ッチ素子1を通って流れる電流によるもので、次の折れ
線の下降は第2のスナバコンデンサ4を通って流れる電
流によるものである。
As shown in (3) of the waveform diagram of FIG. 2, the voltage immediately after the turn-off of both ends of the main switch element 12 has a rising line like a broken line. The first rise is due to the current flowing through the second snubber capacitor 4, and the next broken line is due to the current flowing through the diode 5. Further, in the falling portion immediately before the turn-on, the first drop due to the resonance is due to the electric current of the charge of the first snubber capacitor 14 flowing through the auxiliary switch element 1, and the next drop in the broken line is the second snubber capacitor 4. Due to the current flowing through it.

【0024】図3は本発明の別の実施例に係る部分共振
型自励式スイッチング電源の低損失化回路を示す回路図
である。主スイッチ素子12にNチャンネルMOSFE
Tを用い、補助スイッチ素子1にPチャンネルMOSF
ETを用いることにより、正帰還巻線13に補助スイッ
チ素子1に信号を供給する補助巻線2の働きを兼ねさせ
ることができる。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a low-loss circuit of a partial resonance type self-excited switching power supply according to another embodiment of the present invention. N-channel MOSFE for main switch element 12
T, and a P-channel MOSF
By using the ET, the positive feedback winding 13 can also serve as the auxiliary winding 2 that supplies a signal to the auxiliary switch element 1.

【0025】図1及び図3の回路図において、補助スイ
ッチ素子1のボディダイオードにダイオード5の働きを
兼ねさせることができるとき、このダイオード5を取り
除くことができる。
In the circuit diagrams of FIGS. 1 and 3, when the body diode of the auxiliary switch element 1 can also function as the diode 5, the diode 5 can be eliminated.

【0026】[0026]

【発明の効果】図4に示した従来方式に比べ、補助スイ
ッチ素子1と他のわずかな部品の追加によって第1のス
ナバコンデンサ14によるロスを防ぐことが可能になっ
た。また補助スイッチ素子1に流れる電流が主スイッチ
素子12に流れる電流に比べて小さいので補助スイッチ
素子1の追加によるコスト上昇はそれほど大きくない。
また、第1のスナバコンデンサ14の容量をかなり大き
くできるので、主スイッチ素子12と補助スイッチ素子
1の両方に加わるサージ電圧が下がり、耐圧を1ランク
下げた素子が使えるようになり、その効果を含めるとコ
スト上昇分は更に小さくなる。一方、入力電圧の範囲が
広い場合のメリットは大変大きくAC100VとAC2
20V兼用の電源への応用が期待される。
As compared with the conventional system shown in FIG. 4, the loss due to the first snubber capacitor 14 can be prevented by adding the auxiliary switch element 1 and other small parts. Further, since the current flowing through the auxiliary switching element 1 is smaller than the current flowing through the main switching element 12, the cost increase due to the addition of the auxiliary switching element 1 is not so large.
Further, since the capacity of the first snubber capacitor 14 can be considerably increased, the surge voltage applied to both the main switch element 12 and the auxiliary switch element 1 decreases, and an element whose withstand voltage is reduced by one rank can be used. If included, the cost increase will be even smaller. On the other hand, when the input voltage range is wide, the merit is very large.
It is expected to be applied to a power supply that is also used for 20 V.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係る部分共振型自励式スイッ
チング電源の低損失化回路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a low-loss circuit of a partial resonance type self-excited switching power supply according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の主要部の電圧と電流の波形を示す波形図
である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing voltage and current waveforms of a main part of FIG.

【図3】本発明の別の実施例に係る部分共振型自励式ス
イッチング電源の低損失化回路を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a low-loss circuit of a partial resonance type self-excited switching power supply according to another embodiment of the present invention.

【図4】従来方式の一例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional system.

【図5】図4の主要部の電圧と電流の波形を示す波形図
である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing waveforms of a voltage and a current of a main part of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 補助スイッチ素子 2 補助巻線 3 第2の可飽和インダクタ 4 第2のスナバコンデンサ 5 ダイオード 11 1次巻線 12 主スイッチ素子 13 正帰還巻線 14 第1のスナバコンデンサ 15 第1の可飽和インダクタ 16 抵抗 17 コンデンサ 18 オン期間制御回路 19 直流電源 20 2次巻線 21 ダイオード 22 コンデンサ 23 負荷 111 1次巻線 112 スイッチ素子 113 正帰還巻線 114 スナバコンデンサ 115 可飽和インダクタ 116 抵抗 117 コンデンサ 118 オン期間制御回路 119 直流電源 120 2次巻線 121 ダイオード 122 コンデンサ 123 負荷 REFERENCE SIGNS LIST 1 auxiliary switch element 2 auxiliary winding 3 second saturable inductor 4 second snubber capacitor 5 diode 11 primary winding 12 main switch element 13 positive feedback winding 14 first snubber capacitor 15 first saturable inductor 16 Resistor 17 Capacitor 18 ON period control circuit 19 DC power supply 20 Secondary winding 21 Diode 22 Capacitor 23 Load 111 Primary winding 112 Switching element 113 Positive feedback winding 114 Snubber capacitor 115 Saturable inductor 116 Resistance 117 Capacitor 118 ON period Control circuit 119 DC power supply 120 Secondary winding 121 Diode 122 Capacitor 123 Load

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年12月9日(1998.12.
9)
[Submission date] December 9, 1998 (1998.12.
9)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上の目的を達成するため
に請求項1記載の発明は、正帰還巻線と主スイッチ素子
の制御電極の間に第1の可飽和インダクタを直列に挿入
し、かつ主スイッチ素子に並列に第1のスナバコンデン
サを接続したことを特徴とする部分共振型自励式スイッ
チング電源において、主スイッチ素子と第1のスナバコ
ンデンサの間に補助スイッチ素子を直列に挿入し、トラ
ンスに補助巻線を巻いて、この補助巻線によって補助ス
イッチ素子が主スイッチ素子のオンのときにオフに、ま
た主スイッチ素子のオフのときにオンになるように接続
し、補助巻線と補助スイッチ素子の制御電極の間に第2
の可飽和インダクタを直列に挿入し、補助スイッチ素子
に並列に第2のスナバコンデンサを接続し、更に補助ス
イッチ素子に並列にダイオードを接続した。そして、主
スイッチ素子と補助スイッチ素子のオンとオフのタイミ
ングの関係を主スイッチ素子がターンオンする少し前に
補助スイッチ素子がターンオフし、主スイッチ素子がタ
ーンオフして少し経ってから補助スイッチ素子がターン
オンするように第1の可飽和インダクタと第2の可飽和
インダクタの特性を選んだ。また、請求項2記載の発明
は、補助スイッチ素子としてMOSFETを用い、かつ
第2可飽和インダクタを抵抗に置きかえて、そのMOS
FETが主スイッチ素子がターンオンする少し前にター
ンオフし、主スイッチ素子がターンオフして少し経って
からターンオンするように、そのMOSFETのゲート
・ソース間の容量に合わせて、その抵抗の抵抗値を選ん
だ。
According to a first aspect of the present invention, a first saturable inductor is inserted in series between a positive feedback winding and a control electrode of a main switch element. And a first snubber capacitor connected in parallel with the main switch element, wherein an auxiliary switch element is inserted in series between the main switch element and the first snubber capacitor. The auxiliary winding is connected to the transformer so that the auxiliary switching element is turned off when the main switching element is turned on and is turned on when the main switching element is turned off. Between the control electrode of the auxiliary switch element and the
Saturable inductors were connected in series, a second snubber capacitor was connected in parallel with the auxiliary switch element, and a diode was connected in parallel with the auxiliary switch element. The relationship between the ON and OFF timings of the main switch element and the auxiliary switch element is determined by turning off the auxiliary switch element shortly before the main switch element is turned on, and turning on the auxiliary switch element a short time after the main switch element is turned off. Characteristics of the first saturable inductor and the second saturable inductor. According to a second aspect of the present invention, a MOSFET is used as the auxiliary switch element, and the second saturable inductor is replaced with a resistor, and
Select the resistance value of the resistor according to the capacitance between the gate and source of the MOSFET so that the FET turns off shortly before the main switch element turns on, and turns on a little after the main switch element turns off. It is.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0016[Correction target item name] 0016

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0016】[0016]

【実施例】図1は請求項1記載の実施例に係る部分共振
型自励式スイッチング電源の低損失化回路を示す回路図
である。図2は図1の回路図の主要部分の電圧電流波形
を示す波形図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a low loss circuit of a partial resonance type self-excited switching power supply according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a waveform diagram showing a voltage / current waveform of a main part of the circuit diagram of FIG.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0025[Correction target item name] 0025

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0025】図6は請求項2記載の実施例に係る部分共
振型自励式スイッチング電源の低損失化回路を示す回路
図である。回路の動作は上に示した図1の回路の動作と
同じ。図1及び図3の回路図における補助スイッチ素子
1と図6におけるMOSFETのボディダイオードにダ
イオード5の働きを兼ねさせることができるとき、この
ダイオード5を取り除くことができる。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a low-loss circuit of a partial resonance type self-excited switching power supply according to an embodiment of the present invention. The operation of the circuit is the same as the operation of the circuit of FIG. 1 shown above. When the auxiliary switch element 1 in the circuit diagrams of FIGS. 1 and 3 and the body diode of the MOSFET in FIG. 6 can also function as the diode 5, the diode 5 can be eliminated.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1記載の実施例に係る部分共振型自励式
スイッチング電源の低損失化回路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a loss reduction circuit of a partial resonance type self-excited switching power supply according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の主要部の電圧と電流の波形を示す波形図
である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing voltage and current waveforms of a main part of FIG.

【図3】本発明の別の実施例に係る部分共振型自励式ス
イッチング電源の低損失化回路を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a low-loss circuit of a partial resonance type self-excited switching power supply according to another embodiment of the present invention.

【図4】従来方式の一例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional system.

【図5】図4の主要部の電圧と電流の波形を示す波形図
である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing waveforms of a voltage and a current of a main part of FIG.

【図6】請求項2記載の実施例に係る部分共振型自励式
スイッチング電源の低損失化回路を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a low-loss circuit of the partial resonance type self-excited switching power supply according to the second embodiment.

【符号の説明】 1 補助スイッチ素子 2 補助巻線 3 第2の可飽和インダクタ 4 第2のスナバコンデンサ 5 ダイオード 11 1次巻線 12 主スイッチ素子 13 正帰還巻線 14 第1のスナバコンデンサ 15 第1の可飽和インダクタ 16 抵抗 17 コンデンサ 18 オン期間制御回路 19 直流電源 20 2次巻線 21 ダイオード 22 コンデンサ 23 負荷 24 MOSFET 25 抵抗 111 1次巻線 112 スイッチ素子 113 正帰還巻線 114 スナバコンデンサ 115 可飽和インダクタ 116 抵抗 117 コンデンサ 118 オン期間制御回路 119 直流電源 120 2次巻線 121 ダイオード 122 コンデンサ 123 負荷[Description of Signs] 1 auxiliary switching element 2 auxiliary winding 3 second saturable inductor 4 second snubber capacitor 5 diode 11 primary winding 12 main switching element 13 positive feedback winding 14 first snubber capacitor 15th 1 saturable inductor 16 resistor 17 capacitor 18 ON period control circuit 19 DC power supply 20 secondary winding 21 diode 22 capacitor 23 load 24 MOSFET 25 resistance 111 primary winding 112 switch element 113 positive feedback winding 114 snubber capacitor 115 possible Saturation inductor 116 Resistance 117 Capacitor 118 ON period control circuit 119 DC power supply 120 Secondary winding 121 Diode 122 Capacitor 123 Load

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図6[Correction target item name] Fig. 6

【補正方法】追加[Correction method] Added

【補正内容】[Correction contents]

【図6】 FIG. 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自励式スイッチング電源のトランスの1
次巻線と前記1次巻線に直列に接続された主スイッチ素
子と前記主スイッチ素子を自励発振させるために前記ト
ランスに巻かれた正帰還巻線と前記正帰還巻線と前記主
スイッチ素子の制御電極の間に直列に挿入された第1の
可飽和インダクタと前記主スイッチ素子に並列に接続さ
れた第1のスナバコンデンサと前記主スイッチ素子のオ
ン期間を制御するオン期間制御回路を備えた部分共振型
自励式スイッチング電源において、前記主スイッチ素子
と前記第1のスナバコンデンサの間に補助スイッチ素子
を直列に挿入し、前記トランスに補助巻線を巻いてその
信号によって前記補助スイッチ素子が前記主スイッチ素
子のオンの間はオフにそして前記主スイッチ素子のオフ
の間はオンになるように接続し、前記補助スイッチ素子
の制御電極と前記補助巻線の間に第2の可飽和インダク
タを直列に挿入し、前記補助スイッチ素子に並列に第2
のスナバコンデンサを接続し、前記補助スイッチ素子に
並列にダイオードを接続し、これによって前記第1のス
ナバコンデンサによるスイッチングロスを改善したこと
を特徴とする部分共振型自励式スイッチング電源の低損
失化回路。
1. A transformer for a self-excited switching power supply.
A secondary winding, a main switch element connected in series to the primary winding, a positive feedback winding wound on the transformer for self-oscillating the main switch element, the positive feedback winding, and the main switch. A first saturable inductor inserted in series between control electrodes of the element, a first snubber capacitor connected in parallel to the main switch element, and an on-period control circuit for controlling an on-period of the main switch element. In the partial resonance type self-excited switching power supply provided, an auxiliary switch element is inserted in series between the main switch element and the first snubber capacitor, an auxiliary winding is wound around the transformer, and the signal is output to the auxiliary switch element. Are connected so that they are turned off while the main switch element is on and turned on while the main switch element is off, and the control electrode of the auxiliary switch element is connected to the control electrode. A second saturable inductor inserted in series between the auxiliary winding, second in parallel with the auxiliary switching device
Wherein the switching loss due to the first snubber capacitor is improved by connecting a diode in parallel with the auxiliary switching element, thereby reducing a loss in the partial resonance type self-excited switching power supply. .
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JP2011015570A (en) * 2009-07-03 2011-01-20 Dx Antenna Co Ltd Self-exciting switching power supply

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002218753A (en) * 2001-01-16 2002-08-02 Ohira Denshi Kk Switching power supply unit
JP4644950B2 (en) * 2001-01-16 2011-03-09 大平電子株式会社 Switching power supply
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