JP2000333463A - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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Abstract
意のタイミングでソフトスイッチングできるようにし、
スイッチング損失やノイズの低減を図る。 【解決手段】 力率改善用スイッチＱ１，直流―直流変
換用スイッチＱ２を有する従来のスイッチング電源装置
に、スイッチＱ３を付加し、Ｑ１，Ｑ２がオンする以前
にＱ３をオンし、スナバコンデンサＣ１の電荷をトラン
ス三次巻線Ｎ３を介して放電し、Ｃ１の電圧が零になっ
たときＱ１をオンすることにより、ソフト（零電圧）ス
イッチングを可能とする。その後、スナバコンデンサＣ
２の電圧が零になったときＱ２をオンすることにより、
Ｑ２のソフト（零電圧）スイッチングを可能とする。
Description
ランス等を介して負荷に電力を供給するスイッチング電
源装置に関する。
を直流に整流する整流器Ｒｅｃ１と、この整流器Ｒｅｃ
１に接続されたコンデンサＣ４と、このコンデンサＣ４
に接続されたリアクトルＬ１と第１のスイッチＱ１との
直列回路と、このスイッチＱ１と並列に接続されたコン
デンサＣ１と、上記リアクトルＬ１と第１のスイッチＱ
１との接続点に接続された第１のダイオードＤ１と、こ
のダイオードＤ１に接続されたコンデンサＣ３と、この
コンデンサＣ３に接続されたトランス一次巻線Ｎ１と第
２スイッチＱ２との直列回路と、このスイッチＱ２と並
列に接続されたコンデンサＣ２と、トランス二次巻線Ｎ
２と、整流平滑回路Ｒｅｃ２とを有する構成となってい
る。
オンすることにより、リアクトルＬ１を短絡し、力率改
善と直流中間電圧調整を行なっている。また、第２のス
イッチＱ２をオンすることにより、トランスＴ１にエネ
ルギーを蓄積し、Ｑ２をオフすることにより、Ｔ１に蓄
えられたエネルギーをトランス二次巻線Ｎ２より放出
し、負荷に電力を供給している。さらに、この回路で
は、リアクトルＬ１とコンデンサＣ１，Ｃ４を共振さ
せ、スナバコンデンサＣ１の電圧が最も低くなったとき
にスイッチＱ１をオンすることにより、Ｑ１のソフト
（零電圧）スイッチングを実現している。また、トラン
ス一次巻線Ｎ１とコンデンサＣ２，Ｃ３を共振させ、ス
ナバコンデンサＣ２の電圧が最も低くなったときにスイ
ッチＱ２をオンすることにより、Ｑ２のソフト（零電
圧）スイッチングを実現している。
ような回路では、リアクトルＬ１とコンデンサＣ１，Ｃ
４によって共振を行なっているため、スイッチＱ１のオ
フ期間はリアクトルＬ１とコンデンサＣ１，Ｃ４の値で
決定される時間にしなければならず、そのため直流電圧
を一定にするためには、オン期間を可変させることにな
り、Ｑ１のスイッチング周波数が変化してしまうという
問題を生じる。同様に、トランス一次巻線Ｎ１とコンデ
ンサＣ２，Ｃ３によって共振を行なっているため、スイ
ッチＱ２のオフ期間はトランス一次巻線Ｎ１とコンデン
サＣ２，Ｃ３の値で決定される時間にしなければなら
ず、そのため直流電圧を一定にするためには、オン期間
を可変させることになり、Ｑ１のスイッチング周波数が
変化してしまうという問題を生じる。
ィスプレイ用電源に用いる場合には、スイッチング周波
数を偏向周波数と同期させる方式があるが、このような
用途には適用できないという問題もある。したがって、
この発明の課題は力率改善用スイッチ，直流−直流変換
用スイッチとも、任意のタイミングでソフトスイッチン
グ可能とすることにある。
るため、この発明では、一次巻線，二次巻線をもつトラ
ンスと、このトランスの二次巻線に接続された整流平滑
回路とからなるスイッチング電源装置において、交流入
力を直流に整流する整流器と、この整流器に接続された
リアクトルと第１のスイッチとの直列回路と、この第１
のスイッチと並列に接続された第１のコンデンサと、前
記リアクトルと第１のスイッチとの接続点に接続された
第１のダイオードと、この第１のダイオードに接続され
た第２のコンデンサと、この第２のコンデンサに接続さ
れた前記トランス一次巻線と第２のスイッチとの直列回
路と、この第２のスイッチと並列に接続された第３のコ
ンデンサと、前記リアクトルと第１のスイッチとの接続
点に接続された第２のダイオードと、この第２のダイオ
ードに接続されたトランス三次巻線と、このトランス三
次巻線に接続された第３のスイッチと、この第３のスイ
ッチと逆並列に接続された第３のダイオードとからなる
ことを特徴とする。
放電するため、新たに第３スイッチを設けた点が特徴で
ある。そして、力率改善用の第１スイッチ，スイッチン
グ用の第２スイッチがオンする以前に第３スイッチをオ
ンすることにより、第１スイッチのスナバコンデンサの
電荷をトランス三次巻線を介して放電し、第１スイッチ
のスナバコンデンサの電圧が零電圧になった時第１スイ
ッチをオンすることにより、ソフトスイッチングを実現
している。このとき、トランス一次巻線には、直流中間
コンデンサ側を正とする極性の電圧が発生し、これによ
り、第１スイッチのスナバコンデンサの電荷が、直流中
間コンデンサに回生される。その後、第２スイッチのス
ナバコンデンサの電圧が零電圧になった時第２スイッチ
をオンすることにより、ソフトスイッチングを行なう。
また、第１スイッチのスナバコンデンサの電荷は、トラ
ンスを介して負荷または直流中間コンデンサに回生され
る。その結果、第３スイッチのスイッチングにより、任
意のタイミングでスナバコンデンサの放電が可能とな
り、第１スイッチ，第２スイッチは任意のタイミングで
ソフトスイッチングが可能となる。
す構成図である。この回路は、交流を直流に整流する整
流器Ｒｅｃ１と、この整流器Ｒｅｃ１に接続されたリア
クトルＬ１と第１のスイッチＱ１の直列回路と、このス
イッチＱ１と並列に接続されたコンデンサＣ１と、上記
リアクトルＬ１と第１のスイッチＱ１の接続点に接続さ
れた第１のダイオードＤ１と、このダイオードＤ１に接
続されたコンデンサＣ３と、このコンデンサＣ３に接続
されたトランス一次巻線Ｎ１と第２のスイッチＱ２との
直列回路と、このスイッチＱ２と並列に接続されたコン
デンサＣ２と、上記リアクトルＬ１と第１のスイッチＱ
１の接続点に接続された第２のダイオードＤ２と、この
第２のダイオードＤ２に接続されたトランス三次巻線Ｎ
３と、このトランス三次巻線Ｎ３に接続された第３のス
イッチＱ３と、この第３のスイッチＱ３と逆並列に接続
されたダイオードＤ５と、トランス二次巻線Ｎ２と、整
流平滑回路Ｒｅｃ２とを有する構成となっている。すな
わち、図２に示すものに対し、第３のスイッチＱ３をダ
イオードＤ２およびトランス三次巻線Ｎ３とともに付加
した点が特徴である。
１のスイッチＱ１，第２のスイッチＱ２をオンする以前
に、第３のスイッチＱ３をオンする。第３のスイッチＱ
３がオンすると、第１のスイッチＱ１のスナバコンデン
サＣ１は第２のダイオードＤ２，トランス三次巻線Ｎ３
を介して放電される。この時、スナバコンデンサＣ１，
Ｃ２の電荷は、トランスＴ１を介して負荷またはコンデ
ンサＣ３に回生される。そして、スナバコンデンサＣ１
の電圧が零電圧になったとき第１のスイッチＱ１をオン
すれば、第１のスイッチＱ１は零電圧スイッチング（オ
ン）になる。
第１のスイッチＱ１に流れていた電流はスナバコンデン
サＣ１に流れ、スナバコンデンサＣ１の電圧、すなわ
ち、第１のスイッチＱ１の電圧は緩やかに上昇し、零電
圧スイッチング（オフ）になる。リアクトルＬ１に蓄え
られたエネルギーは、第１のダイオードＤ１を介してコ
ンデンサＣ３に放電される。同様に、スナバコンデンサ
Ｃ２の電圧が零電圧になったとき第２のスイッチＱ２を
オンすれば、第２のスイッチＱ２は零電圧スイッチング
（オン）になる。第２のスイッチＱ２がオンすればトラ
ンス一次巻線に電流が流れ、トランスＴ１にエネルギー
が蓄積される。
ス三次巻線Ｎ３には、第３のスイッチＱ３に逆並列に接
続されたダイオードＤ５の順方向に電圧が発生し、ダイ
オードＤ５がオンする。この期間に第３のスイッチＱ３
をオフすると、第３のスイッチＱ３は零電圧スイッチン
グ（オフ）になる。第２のスイッチＱ２がオフすると、
第２のスイッチＱ２に流れていた電流はスナバコンデン
サＣ２に流れ、スナバコンデンサＣ２の電圧、すなわ
ち、第２のスイッチＱ２の電圧は緩やかに上昇し、零電
圧スイッチング（オフ）になる。トランスＴ１に蓄えら
れたエネルギーは、トランス二次巻線Ｎ２を介して負荷
に供給される。なお、この発明におけるスイッチ素子と
しては、ＭＯＳＦＥＴの他にＩＧＢＴ，トランジスタと
いった自励素子などが適用可能である。また、スイッチ
Ｑ３はスナバコンデンサの放電のみ行えればよいので、
電流定格はスイッチＱ１，Ｑ２より小さいものを用いて
も良い。
イッチおよび直流−直流変換のためのスイッチとも、任
意のタイミングでソフトスイッチングさせるようにした
ので、下記のような効果を期待することができる。
（ａ）ソフトスイッチングのため、スイッチング損失を
低減できる。（ｂ）ソフトスイッチング時の電圧変化率
（ｄｖ／ｄｔ）が小さくなるため、ノイズを低減でき
る。（ｃ）テレビ，ディスプレイ用電源などの、スイッ
チング周波数を偏向周波数と同期させる電源においても
適用可能である。
リアクトル、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…コンデンサ、Ｑ
１，Ｑ２，Ｑ３…スイッチ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，
Ｄ５…ダイオード、Ｔ…トランス、Ｎ１…トランス一次
巻線、Ｎ２…トランス二次巻線、Ｎ３…トランス三次巻
線。
Claims (1)
- 【請求項１】 一次巻線，二次巻線をもつトランスと、
このトランスの二次巻線に接続された整流平滑回路とか
らなるスイッチング電源装置において、 交流入力を直流に整流する整流器と、この整流器に接続
されたリアクトルと第１のスイッチとの直列回路と、こ
の第１のスイッチと並列に接続された第１のコンデンサ
と、前記リアクトルと第１のスイッチとの接続点に接続
された第１のダイオードと、この第１のダイオードに接
続された第２のコンデンサと、この第２のコンデンサに
接続された前記トランス一次巻線と第２のスイッチとの
直列回路と、この第２のスイッチと並列に接続された第
３のコンデンサと、前記リアクトルと第１のスイッチと
の接続点に接続された第２のダイオードと、この第２の
ダイオードに接続されたトランス三次巻線と、このトラ
ンス三次巻線に接続された第３のスイッチと、この第３
のスイッチと逆並列に接続された第３のダイオードとか
らなることを特徴とするスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14117599A JP3800387B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14117599A JP3800387B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000333463A true JP2000333463A (ja) | 2000-11-30 |
| JP3800387B2 JP3800387B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=15285896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14117599A Expired - Fee Related JP3800387B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3800387B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002084679A1 (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-24 | Invensys Energy Systems (Nz) Limited | Low output noise switched mode power supply with shieldless transformer |
| JP2014176126A (ja) * | 2013-03-06 | 2014-09-22 | Panasonic Corp | 電源装置 |
| US9331598B2 (en) | 2012-12-05 | 2016-05-03 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Power factor correction device, power supply, and motor driver |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP14117599A patent/JP3800387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002084679A1 (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-24 | Invensys Energy Systems (Nz) Limited | Low output noise switched mode power supply with shieldless transformer |
| US6847530B2 (en) | 2001-04-12 | 2005-01-25 | Invensys Energy Systems (Nz) Limited | Low output noise switched mode power supply with shieldless transformers |
| US9331598B2 (en) | 2012-12-05 | 2016-05-03 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Power factor correction device, power supply, and motor driver |
| JP2014176126A (ja) * | 2013-03-06 | 2014-09-22 | Panasonic Corp | 電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3800387B2 (ja) | 2006-07-26 |
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