JP2002315334A - Switching power supply circuit - Google Patents

Switching power supply circuit

Info

Publication number
JP2002315334A
JP2002315334A JP2001118318A JP2001118318A JP2002315334A JP 2002315334 A JP2002315334 A JP 2002315334A JP 2001118318 A JP2001118318 A JP 2001118318A JP 2001118318 A JP2001118318 A JP 2001118318A JP 2002315334 A JP2002315334 A JP 2002315334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
circuit
switching element
primary
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001118318A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanobu Takahama
昌信 高濱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2001118318A priority Critical patent/JP2002315334A/en
Publication of JP2002315334A publication Critical patent/JP2002315334A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce switching loss in a power supply circuit. SOLUTION: First, a drive voltage V3 is generated by a driving winding N3, to switching-drive a secondary-side active clamping circuit 32, which is conduction-angle-controlled for stabilization. A gate voltage Vgs of a specified level is generated by causing a driving power supply circuit 33 to perform amplification, utilizing the driving voltage V3. Consequently, the on-resistance of an auxiliary switching element, when it is turned on is lowered, since it is possible to generate a gate voltage Vgs amplified to a level sufficient to saturate the auxiliary switching element for example as a MOS-FET, and the voltage can be applied to the auxiliary switching element.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器に電
源として備えられるスイッチング電源回路に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply circuit provided as a power supply for various electronic devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング電源回路として、例えばフ
ライバックコンバータやフォワードコンバータなどの形
式のスイッチングコンバータを採用したものが広く知ら
れている。これらのスイッチングコンバータはスイッチ
ング動作波形が矩形波状であることから、スイッチング
ノイズの抑制には限界がある。また、その動作特性上、
電力変換効率の向上にも限界があることがわかってい
る。そこで、先に本出願人により、各種共振形コンバー
タによるスイッチング電源回路が各種提案されている。
共振形コンバータは容易に高電力変換効率が得られると
共に、スイッチング動作波形が正弦波状となることで低
ノイズが実現される。また、比較的少数の部品点数によ
り構成することができるというメリットも有している。
2. Description of the Related Art As a switching power supply circuit, a circuit employing a switching converter of a type such as a flyback converter or a forward converter is widely known. Since these switching converters have a rectangular switching operation waveform, there is a limit in suppressing switching noise. Also, due to its operating characteristics,
It has been found that there is a limit in improving the power conversion efficiency. Therefore, the present applicant has previously proposed various switching power supply circuits using various resonance type converters.
The resonance type converter can easily obtain high power conversion efficiency and realize low noise because the switching operation waveform is sinusoidal. It also has the advantage that it can be configured with a relatively small number of parts.

【0003】図6の回路図は、先に本出願人が提案した
発明に基づいて構成することのできる、先行技術として
のスイッチング電源回路の一例を示している。この図に
示す電源回路の基本構成としては、一次側スイッチング
コンバータとして電圧共振形コンバータを備えている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a prior art switching power supply circuit which can be constructed based on the invention proposed by the present applicant. As a basic configuration of the power supply circuit shown in this figure, a voltage resonance type converter is provided as a primary side switching converter.

【0004】この図に示す電源回路は、直流入力電圧1
を入力してスイッチング動作を行うようにされる。この
直流入力電圧1は、コンバータトランス3の一次巻線N
1を介して一次側のメインスイッチング素子4に対して
入力される。メインスイッチング素子4に対しては、ス
イッチング動作時において逆方向電流の経路を形成する
ためのダンパーダイオード5、及び一次側並列共振コン
デンサ6をそれぞれ並列に接続して形成される。そし
て、発振・ドライブ回路31が出力するドライブ信号に
よってメインスイッチング素子4がオン/オフ駆動され
ることで、スイッチング動作を行う。
The power supply circuit shown in FIG.
To perform a switching operation. This DC input voltage 1 is applied to the primary winding N of the converter transformer 3.
The signal is input to the main switching element 4 on the primary side via 1. The main switching element 4 is formed by connecting a damper diode 5 and a primary-side parallel resonance capacitor 6 for forming a reverse current path at the time of a switching operation in parallel with each other. The main switching element 4 is turned on / off by a drive signal output from the oscillation / drive circuit 31 to perform a switching operation.

【0005】発振・ドライブ回路31は、例えば任意に
設定した固定周波数、若しくは、例えばテレビジョン受
像機における水平偏向同期信号などの、外部からの同期
信号に同期したスイッチング周波数によりメインスイッ
チング素子4を駆動するようにされており、また、その
ターンオンタイミングは、メインスイッチング素子4の
両端に発生する共振電圧パルスがゼロレベルになってか
らオンとなる、いわゆるZVS(Zero Voltage Switchin
g)となるようにスイッチング駆動を行うようにされる。
The oscillation / drive circuit 31 drives the main switching element 4 at a fixed frequency set arbitrarily, or at a switching frequency synchronized with an external synchronization signal such as a horizontal deflection synchronization signal in a television receiver. The turn-on timing is a so-called ZVS (Zero Voltage Switch-in), which is turned on after a resonance voltage pulse generated at both ends of the main switching element 4 reaches a zero level.
g) to perform switching drive.

【0006】コンバータトランス3は、一次巻線N1に
得られた上記一次側スイッチング回路のスイッチング出
力を二次巻線N2に伝送する。この場合、コンバータト
ランス3は、一次巻線N1と二次巻線N2とについて疎結
合の状態が得られる構造を採っていることで、例えば漏
洩インダクタンス2が得られるようになっている。
The converter transformer 3 transmits the switching output of the primary side switching circuit obtained on the primary winding N1 to the secondary winding N2. In this case, the converter transformer 3 employs a structure in which a loosely coupled state can be obtained between the primary winding N1 and the secondary winding N2, so that, for example, a leakage inductance 2 can be obtained.

【0007】そして、一次側においては、一次巻線N1
のリーケージインダクタンス2と、一次側並列共振コン
デンサ6のキャパシタンスとによって、一次側並列共振
回路を形成しており、これによって、一次側スイッチン
グ回路のスイッチング動作が電圧共振形となるようにし
ている。
On the primary side, the primary winding N1
The primary side parallel resonance circuit is formed by the leakage inductance 2 and the capacitance of the primary side parallel resonance capacitor 6, so that the switching operation of the primary side switching circuit becomes a voltage resonance type.

【0008】また、コンバータトランス3の二次巻線N
2の端部に対しては、図示するようにして、整流ダイオ
ード11及び平滑コンデンサ12から成る整流回路が接
続されていることで、例えば135Vの二次側直流出力
電圧EO1を生成して出力する。さらにこの場合には、二
次巻線N2に設けたタップ出力に対して、整流ダイオー
ド13及び平滑コンデンサ14から成る整流回路を接続
することで、例えば15Vの二次側直流出力電圧EO2を
得るようにもされている。
The secondary winding N of the converter transformer 3
As shown in the figure, a rectifier circuit including a rectifier diode 11 and a smoothing capacitor 12 is connected to the end of the second terminal 2 to generate and output, for example, a 135V secondary-side DC output voltage EO1. . Further, in this case, a rectifier circuit including a rectifier diode 13 and a smoothing capacitor 14 is connected to the tap output provided on the secondary winding N2 to obtain, for example, a secondary DC output voltage EO2 of 15V. It has also been.

【0009】また、二次巻線N2に対しては、二次側並
列共振コンデンサ15が並列に接続されていることで、
二次巻線N2のリーケージインダクタンス2と、二次側
並列共振コンデンサ15のキャパシタンスとによって二
次側並列共振回路を形成している。即ち、この図に示す
電源回路では、コンバータトランスの一次側にはスイッ
チング動作を電圧共振形とするための並列共振回路が備
えられ、二次側には電圧共振動作を得るための並列共振
回路が備えられる。なお、本明細書では、このように一
次側及び二次側に対して共振回路が備えられて動作する
構成のスイッチングコンバータについては、「複合共振
形スイッチングコンバータ」ともいうことにする。な
お、この場合のコンバータトランス3は疎結合とするこ
とでリーケージインダクタンス2を得るようにしている
が、コンバータトランス3は密結合として、リーケージ
インダクタンス2の代わりにチョークコイルを接続した
構成としてもよいものである。
Also, the secondary side parallel resonance capacitor 15 is connected in parallel to the secondary winding N2,
The leakage inductance 2 of the secondary winding N2 and the capacitance of the secondary parallel resonance capacitor 15 form a secondary parallel resonance circuit. That is, in the power supply circuit shown in this figure, the primary side of the converter transformer is provided with a parallel resonance circuit for making the switching operation a voltage resonance type, and the secondary side is provided with a parallel resonance circuit for obtaining the voltage resonance operation. Be provided. In the present specification, such a switching converter configured to operate with a resonance circuit provided for the primary side and the secondary side is also referred to as a “composite resonance type switching converter”. In this case, the converter transformer 3 is loosely coupled to obtain the leakage inductance 2, but the converter transformer 3 may be tightly coupled and have a configuration in which a choke coil is connected instead of the leakage inductance 2. It is.

【0010】また、上記のようにして形成される二次側
においては、さらに、二次側アクティブクランプ回路3
2が設けられる。この二次側アクティブクランプ回路3
2は、図示するようにして、クランプコンデンサ16
と、補助スイッチング素子17とから成る。この場合の
補助スイッチング素子17にはMOS−FETを選定し
ており、また、ボディダイオードを図示する方向によっ
てMOS−FETに対して接続することで、逆方向電流
を流す経路を形成するようにしている。この補助スイッ
チング素子17は、ゲートに対してゲート電圧Vgsが
印加されることでスイッチング駆動される。この回路で
は、コンバータトランス3の二次側にドライブ巻線N3
が巻装されており、このドライブ巻線N3に励起された
交番電圧が、抵抗51及びコンデンサ52の直列接続回
路を介することによって得られるようになっている。
The secondary side formed as described above further includes a secondary side active clamp circuit 3.
2 are provided. This secondary side active clamp circuit 3
2 is a clamp capacitor 16 as shown in the figure.
And an auxiliary switching element 17. In this case, a MOS-FET is selected as the auxiliary switching element 17, and a body diode is connected to the MOS-FET in the direction shown to form a path for flowing a reverse current. I have. The auxiliary switching element 17 is switched by applying a gate voltage Vgs to the gate. In this circuit, the drive winding N3
Is wound, and the alternating voltage excited in the drive winding N3 can be obtained through a series connection circuit of a resistor 51 and a capacitor 52.

【0011】制御回路20は、例えば誤差増幅器を備え
て成り、補助スイッチング素子17の導通角を制御する
ために設けられる。この場合の制御回路20は、図示す
るようにして、二次側直流出力電圧EO1を分圧抵抗R2
1−R22により検出して誤差増幅器24に入力する。
誤差増幅器24では、検出電圧と基準電圧23との誤差
に応じて変化させたレベルのバイアス電圧を補助スイッ
チング素子17のゲートに印加する。この場合のバイア
ス電圧は、二次側直流出力電圧EO1が上昇するように変
動するのに応じて高く、また、下降するように変動する
のに応じて低くなるようにされる。このバイアス電圧が
ドライブ巻線N3から印加されるドライブ電圧V3に対
して重畳することにより、補助スイッチング素子17の
ゲートに印加されるゲート電圧Vgsは変化するが、こ
れによって、補助スイッチング素子17の導通期間(オ
ン期間)を可変制御することが可能になる。なお、例え
ばゲート電圧Vgsが高くなれば、オン時間は長くなっ
て導通角が拡大されることになる。このようにして導通
角が可変制御されることで、後述するようにして二次側
直流出力電圧を安定化する動作が得られる。
The control circuit 20 includes, for example, an error amplifier, and is provided for controlling the conduction angle of the auxiliary switching element 17. In this case, the control circuit 20 converts the secondary side DC output voltage EO1 into a voltage dividing resistor R2 as shown in the figure.
1-Detected by R22 and input to error amplifier 24.
The error amplifier 24 applies a bias voltage of a level changed according to the error between the detection voltage and the reference voltage 23 to the gate of the auxiliary switching element 17. In this case, the bias voltage is made higher as the secondary side DC output voltage EO1 fluctuates so as to rise, and becomes lower as it fluctuates so as to fall. When this bias voltage is superimposed on the drive voltage V3 applied from the drive winding N3, the gate voltage Vgs applied to the gate of the auxiliary switching element 17 changes. The period (ON period) can be variably controlled. Note that, for example, when the gate voltage Vgs increases, the on-time increases and the conduction angle increases. By variably controlling the conduction angle in this manner, an operation of stabilizing the secondary DC output voltage can be obtained as described later.

【0012】図7は、上記図6に示す電源回路における
要部の動作を示している。一次側のメインスイッチング
素子4は、期間TOFF1にてオフとなり、期間TON1にお
いてオンとなるようにして、この場合には固定の周波数
により、スイッチング動作を行う。そして、期間TOFF1
においては、図7(a)に示すようにして電圧共振パル
スV1が発生する。
FIG. 7 shows the operation of the main part of the power supply circuit shown in FIG. The main switching element 4 on the primary side is turned off during the period TOFF1 and turned on during the period TON1, and in this case, the switching operation is performed at a fixed frequency. And the period TOFF1
7, the voltage resonance pulse V1 is generated as shown in FIG.

【0013】また、二次側の動作は次のようになる。一
次側のメインスイッチング素子4がターンオフして、時
点t1に至ると、図7(b)に示される二次側並列共振
回路(二次巻線N2//二次側並列共振コンデンサ15)
の両端に得られる二次側共振電圧V5は、二次側直流出
力電圧EO1に対して整流ダイオード11の順方向電圧V
Dを重畳した電圧レベルEO1+VDよりも低くなる。これ
によって、整流ダイオード11がオフとなる期間DOFF
が開始される。整流ダイオード11がオフとなると、そ
れまで二次巻線N2に流れていた電流は、図7(e)の
二次側共振電流I5として示すように、二次側並列共振
コンデンサ15を流れることになる。このために、二次
側共振電圧V5は、図7(b)において時点t1以降に
示すようにして、負極性方向に増加していくことにな
る。
The operation on the secondary side is as follows. When the main switching element 4 on the primary side is turned off and reaches time point t1, the secondary parallel resonance circuit (secondary winding N2 // secondary parallel resonance capacitor 15) shown in FIG.
Of the rectifier diode 11 with respect to the secondary side DC output voltage EO1
It becomes lower than the voltage level EO1 + VD on which D is superimposed. Thus, the period DOFF during which the rectifier diode 11 is turned off
Is started. When the rectifier diode 11 is turned off, the current that has flowed through the secondary winding N2 until then flows through the secondary-side parallel resonance capacitor 15 as shown as a secondary-side resonance current I5 in FIG. Become. For this reason, the secondary side resonance voltage V5 increases in the negative polarity direction as shown after time t1 in FIG. 7B.

【0014】次に、時点t2において、二次側共振電圧
V5の変化幅が、クランプコンデンサ16に蓄えられて
いた初期電荷に対応する電圧レベル以上となると、補助
スイッチング素子17のボディダイオードが導通し、二
次巻線N2に得られる二次巻線電流は、ボディダイオー
ド→クランプコンデンサ16の経路で流れる。これによ
って、クランプコンデンサ16を流れるクランプ電流I
6は、図7(c)に示すようにして、補助スイッチング
素子17がオンとなる期間TON2における開始時からの
所定期間において負極性方向において流れる。なお、二
次側並列共振コンデンサ15とクランプコンデンサ16
の容量は、クランプコンデンサ16のほうが二次側並列
共振コンデンサ15より約10倍以上大きい値となるよ
うに選定されており、クランプコンデンサ16の電圧変
化は小さいようになっている。
Next, at time t2, when the variation width of the secondary side resonance voltage V5 becomes equal to or higher than the voltage level corresponding to the initial charge stored in the clamp capacitor 16, the body diode of the auxiliary switching element 17 becomes conductive. , The secondary winding current obtained in the secondary winding N2 flows through the path from the body diode to the clamp capacitor 16. As a result, the clamp current I flowing through the clamp capacitor 16 is
6 flows in the negative polarity direction for a predetermined period from the start of the period TON2 during which the auxiliary switching element 17 is turned on, as shown in FIG. 7C. The secondary parallel resonance capacitor 15 and the clamp capacitor 16
Is selected so that the value of the clamp capacitor 16 is about 10 times or more larger than that of the secondary side parallel resonance capacitor 15, and the voltage change of the clamp capacitor 16 is small.

【0015】また、ドライブ巻線N3には二次巻線N2
に得られる交番電圧とは逆極性の交番電圧であるドライ
ブ電圧V3が誘起されるようになっている。そして、時
点t2以降においては、正極性レベルの交番電圧V3が
補助スイッチング素子17に対するゲート電圧として印
加されることになる。このため、補助スイッチング素子
17のボディダイオードが導通している間に補助スイッ
チング素子17はオン状態となって、二次巻線N2に流
れる共振電流は反転する。つまり、補助スイッチング素
子17を形成するMOS−FETに対しては、順方向に
電流が流れ増加していくことになる。このため、クラン
プ電流I6は、図7(c)に示す期間TON2内におい
て、負極正方向から正極性に反転して鋸歯状波形状によ
って流れることとなる。
The drive winding N3 has a secondary winding N2.
The drive voltage V3, which is an alternating voltage having a polarity opposite to that of the obtained alternating voltage, is induced. After the time point t2, the alternating voltage V3 of the positive polarity level is applied as a gate voltage to the auxiliary switching element 17. Therefore, while the body diode of the auxiliary switching element 17 is conducting, the auxiliary switching element 17 is turned on, and the resonance current flowing through the secondary winding N2 is inverted. In other words, the current flows to the MOS-FET forming the auxiliary switching element 17 in the forward direction and increases. For this reason, the clamp current I6 is inverted in the negative direction from the positive direction to the positive direction and flows in a sawtooth waveform within the period TON2 shown in FIG. 7C.

【0016】図7(g)に示される、補助スイッチング
素子17(MOS−FET)のゲートに印加されるゲー
ト電圧Vgsであるが、上記した動作からも分かるよう
に、補助スイッチング素子17がオンとなる期間TON2
においては、ゲート閾値電圧(Vth)に近い値となっ
ている。このため、順方向電流が増加して時点t3に至
ると、MOS−FETの順方向アドミッタンスに起因す
る電流値によって補助スイッチング素子17は不飽和状
態になり、図7(d)に示す、ドレイン−ソース間電圧
V7は上昇する。これに応じて、ドライブ巻線N3に励
起されるドライブ巻線電圧V3は、図7(f)に示すよ
うにして減少することになるが、これに伴って、補助ス
イッチング素子17のドレイン−ソース間電圧V7はさ
らに上昇することになる。これにより、補助スイッチン
グ素子17はターンオフする。
The gate voltage Vgs applied to the gate of the auxiliary switching element 17 (MOS-FET) shown in FIG. 7 (g). As can be seen from the above operation, the auxiliary switching element 17 is turned on. Period TON2
Has a value close to the gate threshold voltage (Vth). For this reason, when the forward current increases and reaches time point t3, the auxiliary switching element 17 becomes unsaturated due to the current value caused by the forward admittance of the MOS-FET, and the drain switch shown in FIG. The source-to-source voltage V7 increases. In response to this, the drive winding voltage V3 excited in the drive winding N3 decreases as shown in FIG. 7F, and accordingly, the drain-source of the auxiliary switching element 17 is reduced. The inter-voltage V7 will further rise. Thereby, the auxiliary switching element 17 is turned off.

【0017】時点t3以降においては、二次巻線N2の
共振電流が、図7(e)に示される二次側共振電流I5
として二次側並列共振コンデンサ15に流れるが、これ
により、二次側共振電圧V5は上昇する。そして、時点
t4において、二次側直流出力電圧EO1と整流ダイオー
ド11の順方向電圧VDを足したEO1+VD以上のレベル
に達すると、整流ダイオード11がオンとなる期間DON
が開始されて、負荷側に電流を供給する。
After time t3, the resonance current of the secondary winding N2 is changed to the secondary side resonance current I5 shown in FIG.
Flows through the secondary-side parallel resonance capacitor 15, whereby the secondary-side resonance voltage V5 increases. Then, at time t4, when the voltage reaches a level equal to or higher than EO1 + VD obtained by adding the secondary side DC output voltage EO1 and the forward voltage VD of the rectifier diode 11, a period DON during which the rectifier diode 11 is turned on.
Is started to supply current to the load side.

【0018】ここで、制御回路20によっては、前述し
たようにして、二次側直流出力電圧EO1のレベル変化に
応じて、補助スイッチング素子17の導通角を可変制御
するようにされている。つまり、バイアス電圧を可変す
ることで、図7(g)に示されるゲート電圧Vgsのレ
ベルがゲート閾値電圧Vth近傍になるとされる期間T
ON2(t2〜t3)を可変制御するようにされる。
Here, depending on the control circuit 20, the conduction angle of the auxiliary switching element 17 is variably controlled according to the level change of the secondary DC output voltage EO1 as described above. That is, by changing the bias voltage, the level of the gate voltage Vgs shown in FIG. 7G becomes close to the gate threshold voltage Vth during the period T.
ON2 (t2 to t3) is variably controlled.

【0019】ここで、仮に二次側アクティブクランプ回
路32が設けられないとした場合、二次側共振電圧V5
は、図7(b)において破線により示す波形となる。こ
の破線により示される二次側共振電圧V5の振幅は、1
次側メインスイッチング素子4のスイッチング周波数が
一定のため、直流入力電圧1の電圧レベルや、負荷とし
て接続された負荷回路に供給する電力量により変動して
しまうために、出力電圧を一定にできない。そこで、上
述してきたように二次側アクティブクランプ回路32を
設け、さらに導通角制御を行うことで、二次側共振電圧
V5のレベルが可変制御され、また、整流ダイオード1
1,13の導通角が可変制御されることとなるものであ
り、これによって、二次側直流出力電圧EO1,EO2の安
定化が図られる。
Here, if it is assumed that the secondary active clamp circuit 32 is not provided, the secondary resonance voltage V5
Is a waveform indicated by a broken line in FIG. The amplitude of the secondary side resonance voltage V5 indicated by this broken line is 1
Since the switching frequency of the secondary side main switching element 4 is constant, the output voltage cannot be kept constant because it varies depending on the voltage level of the DC input voltage 1 and the amount of power supplied to a load circuit connected as a load. Therefore, by providing the secondary side active clamp circuit 32 and controlling the conduction angle as described above, the level of the secondary side resonance voltage V5 is variably controlled.
The conduction angles of the first and the first 13 are variably controlled, whereby the secondary side DC output voltages EO1 and EO2 are stabilized.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】上述の動作説明からも
分かるように、補助スイッチング素子17のスイッチン
グ動作は、MOS−FETのゲート閾値電圧Vth付近
でゲート電圧を印加することで得られているものであ
る。従って、MOS−FETがオンとなるときのゲート
電圧レベルは低くならざるを得ない。このため、充分な
飽和状態に持っていきにくいためにオン抵抗が大きくな
ってしまい、電力損失が増加する。この対策としては、
MOS−FETについて容量の大きいものを選定した
り、また、比較的大きなサイズの放熱板を設けなければ
ならない。また、図6に示した補助スイッチング素子1
7に対する駆動回路系の構成では、ターンオフ時におい
て積極的にゲート電荷を引き抜いてオフさせるようなこ
とをしてはいない。このため、フォールタイムが長く、
これによるスイッチング損失も増加してしまっている。
As can be seen from the above operation description, the switching operation of the auxiliary switching element 17 is obtained by applying a gate voltage near the gate threshold voltage Vth of the MOS-FET. It is. Therefore, the gate voltage level when the MOS-FET is turned on must be lowered. For this reason, it is difficult to bring the device into a sufficiently saturated state, so that the on-resistance increases, and the power loss increases. As a countermeasure,
It is necessary to select a large capacity MOS-FET and to provide a heat sink having a relatively large size. The auxiliary switching element 1 shown in FIG.
In the configuration of the drive circuit system for No. 7, the gate charge is not actively extracted and turned off at the time of turn-off. For this reason, the fall time is long,
The switching loss due to this has also increased.

【0021】さらには、MOS−FETのゲート閾値電
圧Vthは、素子ごとにばらつきがあるが、図6に示し
た回路ではゲート閾値電圧Vth付近のレベルのゲート
電圧を用いている以上、このゲート閾値電圧Vthのば
らつきが制御特性に与える影響は無視することができな
い。このため、MOS−FETとしての部品素子につい
ての特性管理を行うなどの必要がある。つまりは、製造
能率上の問題も抱えているものである。
Further, although the gate threshold voltage Vth of the MOS-FET varies from element to element, the circuit shown in FIG. 6 uses a gate voltage near the gate threshold voltage Vth. The influence of the variation of the voltage Vth on the control characteristics cannot be ignored. For this reason, it is necessary to manage the characteristics of the component element as the MOS-FET. In other words, there is a problem in manufacturing efficiency.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た課題を考慮して、スイッチング電源回路として次のよ
うに構成する。つまり、入力された直流入力電圧をスイ
ッチングするメインスイッチング素子を備えて形成され
るスイッチング手段と、一次巻線と二次巻線とが巻装さ
れて一次巻線に得られるスイッチング出力を上記二次巻
線に対して伝送するコンバータトランスとを備える。ま
た、一次巻線の漏洩インダクタンス又は一次巻線に対し
て直列に接続されるインダクタンス素子のインダクタン
スと、一次側共振コンデンサのキャパシタンスとにより
形成され、上記スイッチング手段の動作を電圧共振形と
するように設けられる一次側並列共振回路と、二次巻線
と二次側共振コンデンサとにより形成される二次側共振
回路とを備える。また、二次側共振回路に得られる交番
電圧を入力して整流動作を行うことで直流出力電圧を得
る直流出力電圧生成手段を備える。また、クランプコン
デンサと補助スイッチング素子とによる直列接続回路を
一次側並列共振コンデンサ又は二次側共振コンデンサに
対して並列に接続して形成され、スイッチング動作を行
うことで、一次側並列共振回路又は二次側並列共振回路
に発生する共振電圧のピークレベルをクランプするよう
に設けられるアクティブクランプ手段を備える。また、
記一次巻線又は二次巻線に得られる交番電圧を利用し
て、所要のレベルの駆動用交番電圧を生成する駆動用交
番電圧生成手段と、駆動用交番電圧を入力して増幅を行
うことで、補助スイッチング素子に対して印加すべき所
定レベル以上の駆動パルス信号を生成して出力する駆動
信号生成手段と、直流出力電圧のレベル変化に応じて、
上記駆動パルス信号によって駆動される補助スイッチン
グ素子の導通期間を可変制御することで、上記直流出力
電圧が一定となるように制御する定電圧制御手段とを備
えることとした。
In view of the above-mentioned problems, the present invention is configured as a switching power supply circuit as follows. That is, a switching means formed by including a main switching element for switching an input DC input voltage, and a switching output obtained by winding a primary winding and a secondary winding and obtaining a primary winding, to the secondary winding. And a converter transformer for transmitting to the winding. Further, the operation of the switching means is formed by a leakage inductance of the primary winding or an inductance of an inductance element connected in series with the primary winding and a capacitance of the primary side resonance capacitor so that the operation of the switching means is a voltage resonance type. A primary side parallel resonance circuit is provided, and a secondary side resonance circuit formed by a secondary winding and a secondary side resonance capacitor is provided. In addition, there is provided a DC output voltage generation means for obtaining a DC output voltage by inputting an alternating voltage obtained to the secondary side resonance circuit and performing a rectification operation. In addition, it is formed by connecting a series connection circuit of a clamp capacitor and an auxiliary switching element in parallel with a primary side parallel resonance capacitor or a secondary side resonance capacitor, and performs a switching operation to form a primary side parallel resonance circuit or a secondary side resonance capacitor. An active clamp means is provided to clamp a peak level of a resonance voltage generated in the secondary parallel resonance circuit. Also,
Utilizing the alternating voltage obtained in the primary winding or the secondary winding to input a driving alternating voltage generating means for generating a driving alternating voltage of a required level and amplifying by inputting the driving alternating voltage. A driving signal generating means for generating and outputting a driving pulse signal of a predetermined level or more to be applied to the auxiliary switching element, and according to a level change of the DC output voltage,
Constant voltage control means is provided for controlling the DC output voltage to be constant by variably controlling the conduction period of the auxiliary switching element driven by the drive pulse signal.

【0023】上記構成によっては、一次側に電圧共振形
コンバータとしての動作を得るための一次側並列共振回
路を備え、二次側には二次側共振回路を備えた複合共振
形コンバータを形成している。そして、一次側並列共振
回路又は二次側並列共振回路に対して並列に接続され、
これら共振回路の共振電圧をクランプするようにしてス
イッチング動作を行うアクティブクランプ回路が備えら
れる。このアクティブクランプ回路は、二次側直流出力
電圧レベルに応じて補助スイッチング素子の導通角が可
変制御されるようになっており、これによって定電圧化
が行われる。そして、上記構成の下、アクティブクラン
プ回路の補助スイッチング素子をスイッチングするスイ
ッチング駆動回路系としては、駆動用交番電圧生成手段
によって駆動用交番電圧を生成し、駆動信号生成手段に
よって、駆動用交番電圧を利用して所定レベル以上の駆
動パルス信号を生成するようにされる。このような駆動
パルス信号によって補助スイッチング素子が駆動される
ことで、例えば補助スイッチング素子は、オン時におい
て充分な飽和状態とすることが可能になる。
According to the above configuration, a composite resonance type converter having a primary side parallel resonance circuit for obtaining an operation as a voltage resonance type converter on the primary side and a secondary side resonance circuit on the secondary side is formed. ing. And, it is connected in parallel to the primary side parallel resonance circuit or the secondary side parallel resonance circuit,
An active clamp circuit that performs a switching operation by clamping the resonance voltages of these resonance circuits is provided. In this active clamp circuit, the conduction angle of the auxiliary switching element is variably controlled in accordance with the secondary-side DC output voltage level, whereby a constant voltage is achieved. Then, under the above configuration, as a switching drive circuit system for switching the auxiliary switching element of the active clamp circuit, a driving alternating voltage is generated by a driving alternating voltage generating means, and the driving alternating voltage is generated by a driving signal generating means. A drive pulse signal of a predetermined level or more is generated by utilizing the drive pulse signal. When the auxiliary switching element is driven by such a drive pulse signal, for example, the auxiliary switching element can be brought into a sufficiently saturated state when turned on.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形
態としてのスイッチング電源回路の構成例を示してい
る。この図に示す電源回路においては、直流入力電圧1
を入力してスイッチング動作を行うようにされる。この
直流入力電圧1は、例えば商用交流電源を整流平滑化し
て得るようにされ、コンバータトランス3の一次巻線N
1を介してメインスイッチング素子4に対して入力され
る。
FIG. 1 shows a configuration example of a switching power supply circuit according to a first embodiment of the present invention. In the power supply circuit shown in FIG.
To perform a switching operation. The DC input voltage 1 is obtained by, for example, rectifying and smoothing a commercial AC power supply, and the primary winding N of the converter transformer 3 is provided.
The signal is input to the main switching element 4 via 1.

【0025】この場合、メインスイッチング素子4には
NPNトランジスタが選定されている。そして、このメ
インスイッチング素子4のコレクタ−エミッタ間に対し
ては、スイッチング動作時において逆方向電流の経路を
形成するためのダンパーダイオード5、及び一次側並列
共振コンデンサ6がそれぞれ並列に接続される。そし
て、発振・ドライブ回路31が出力するドライブ信号に
よってメインスイッチング素子4をオン/オフ駆動する
ことで、スイッチング素子はスイッチング動作を行う。
In this case, an NPN transistor is selected as the main switching element 4. A damper diode 5 and a primary side parallel resonance capacitor 6 for forming a reverse current path during the switching operation are connected in parallel between the collector and the emitter of the main switching element 4. Then, the main switching element 4 is turned on / off by a drive signal output from the oscillation / drive circuit 31, so that the switching element performs a switching operation.

【0026】発振・ドライブ回路31は、例えば任意に
設定した固定周波数、若しくは、例えばテレビ映像受像
器における水平偏向同期信号などの、外部からの同期信
号に同期したスイッチング周波数によりメインスイッチ
ング素子4を駆動するように構成される。そして、メイ
ンスイッチング素子4の両端に発生する共振電圧パルス
がゼロレベルになってからオンとなる、いわゆるZVS
(Zero Voltage Switching)といわれるターンオンタイミ
ングとなるようにスイッチング駆動する。
The oscillation / drive circuit 31 drives the main switching element 4 at an arbitrarily set fixed frequency or at a switching frequency synchronized with an external synchronization signal such as a horizontal deflection synchronization signal in a television image receiver. It is configured to Then, the so-called ZVS which is turned on after the resonance voltage pulse generated at both ends of the main switching element 4 becomes zero level,
(Zero Voltage Switching).

【0027】コンバータトランス3は、一次巻線N1に
得られた上記一次側スイッチング回路のスイッチング出
力を二次巻線N2に伝送する。この場合、コンバータト
ランス3は、例えばEE型コアの中央磁脚に対してギャ
ップを施すなどの構造を採ることで、一次巻線N1と二
次巻線N2とについて所要の結合係数による疎結合の状
態が得られるようにしており、これによって、コンバー
タトランス3において、漏洩インダクタンス2を得るよ
うにしている。
The converter transformer 3 transmits the switching output of the primary side switching circuit obtained on the primary winding N1 to the secondary winding N2. In this case, the converter transformer 3 adopts a structure in which, for example, a gap is provided to the center magnetic leg of the EE type core, so that loose coupling of the primary winding N1 and the secondary winding N2 by a required coupling coefficient is achieved. A state is obtained so that a leakage inductance 2 is obtained in the converter transformer 3.

【0028】そして、コンバータトランス3の一次側に
おいては、一次巻線N1のリーケージインダクタンス2
と、一次側並列共振コンデンサ6のキャパシタンスとに
よって、一次側並列共振回路を形成しており、これによ
って、一次側スイッチング回路のスイッチング動作が電
圧共振形となるようにしている。つまり、一次側には1
石のメインスイッチング素子4を備えて形成される電圧
共振形コンバータが設けられることになる。
On the primary side of the converter transformer 3, the leakage inductance 2 of the primary winding N1
And the capacitance of the primary-side parallel resonance capacitor 6, a primary-side parallel resonance circuit is formed, whereby the switching operation of the primary-side switching circuit is of a voltage resonance type. That is, 1 is on the primary side
A voltage resonant converter formed with a stone main switching element 4 will be provided.

【0029】また、コンバータトランス3の二次巻線N
2の端部に対しては、図示するようにして、整流ダイオ
ード11及び平滑コンデンサ12により形成される整流
回路が接続される。この整流回路によっては、例えば1
35Vの二次側直流出力電圧EO1を生成して出力するよ
うにされる。また、この場合には、二次巻線N2にタッ
プ出力を設け、このタップ出力に対して、整流ダイオー
ド13及び平滑コンデンサ14により形成されるもう1
つの整流回路を接続するようにもしている。そして、こ
の整流回路によっては、二次側直流出力電圧EO1よりも
低圧とされる、例えば15Vの二次側直流出力電圧EO2
を生成して出力する。
The secondary winding N of the converter transformer 3
A rectifier circuit formed by a rectifier diode 11 and a smoothing capacitor 12 is connected to the end 2 as shown. Depending on the rectifier circuit, for example, 1
The secondary-side DC output voltage EO1 of 35 V is generated and output. In this case, a tap output is provided to the secondary winding N2, and another tap formed by the rectifier diode 13 and the smoothing capacitor 14 is provided for the tap output.
They also connect two rectifier circuits. Then, depending on the rectifier circuit, the secondary DC output voltage EO2 of, for example, 15 V, which is set to a voltage lower than the secondary DC output voltage EO1.
Is generated and output.

【0030】また、二次巻線N2に対しては、二次側並
列共振コンデンサ15が並列に接続されており、二次巻
線N2のリーケージインダクタンス2と、二次側並列共
振コンデンサ15のキャパシタンスとによって二次側並
列共振回路を形成する。即ち、この図に示す電源回路と
しても、コンバータトランス3の一次側には電圧共振形
スイッチングコンバータとしての動作を得るための並列
共振回路を備え、二次側には電圧共振動作を得るための
並列共振回路が備えられた、複合共振形スイッチングコ
ンバータとしての構成を採っている。なお、コンバータ
トランス3は密結合として、リーケージインダクタンス
2の代わりにチョークコイルを接続し、このチョークコ
イルのインダクタンスを利用しても、一次側並列共振回
路、及び二次側共振回路を形成することができる。
A secondary parallel resonance capacitor 15 is connected in parallel to the secondary winding N2. The leakage inductance 2 of the secondary winding N2 and the capacitance of the secondary parallel resonance capacitor 15 are connected. This forms a secondary parallel resonance circuit. That is, also in the power supply circuit shown in this figure, a parallel resonance circuit for obtaining an operation as a voltage resonance type switching converter is provided on the primary side of the converter transformer 3, and a parallel resonance circuit for obtaining a voltage resonance operation is provided on the secondary side. This embodiment employs a configuration as a complex resonance type switching converter provided with a resonance circuit. It should be noted that the converter transformer 3 is tightly coupled with a choke coil instead of the leakage inductance 2, and the primary side parallel resonance circuit and the secondary side resonance circuit can be formed by using the inductance of the choke coil. it can.

【0031】また、上記のようにして形成される電源回
路の二次側においては、二次側アクティブクランプ回路
32が設けられる。この二次側アクティブクランプ回路
32は、図示するようにして、クランプコンデンサ1
6、及び補助スイッチング素子17とから成る。この場
合の補助スイッチング素子17にはMOS−FETを選
定しており、また、ボディダイオードを図示する方向に
よってMOS−FETに対して接続することで、逆方向
電流を流す経路を形成するようにしている。補助スイッ
チング素子17のドレインは、クランプコンデンサ16
の直列接続を介して二次巻線N2の端部に対して接続さ
れる。また、ソースは二次側アースに接続される。つま
り、二次側アクティブクランプ回路32は、二次巻線N
2及び二次側並列共振コンデンサ15から成る二次側並
列共振回路に対して、補助スイッチング素子17及びク
ランプコンデンサ16から成る直列接続回路を、並列に
接続して形成されているものである。
On the secondary side of the power supply circuit formed as described above, a secondary side active clamp circuit 32 is provided. As shown in the figure, the secondary side active clamp circuit 32
6 and an auxiliary switching element 17. In this case, a MOS-FET is selected as the auxiliary switching element 17, and a body diode is connected to the MOS-FET in the direction shown to form a path for flowing a reverse current. I have. The drain of the auxiliary switching element 17 is connected to the clamp capacitor 16.
Is connected to the end of the secondary winding N2 through the series connection of The source is connected to the secondary side ground. That is, the secondary side active clamp circuit 32 is connected to the secondary winding N
A series connection circuit including an auxiliary switching element 17 and a clamp capacitor 16 is connected in parallel to a secondary parallel resonance circuit including the secondary and secondary parallel resonance capacitors 15.

【0032】コンバータトランス3の二次側に対しては
ドライブ巻線N3が巻装されている。このドライブ巻線
N3には、二次巻線N2により誘起される交番電圧であ
る、ドライブ巻線電圧V3が発生する。また、この交番
電圧は、二次巻線N2との巻き方向の関係から、二次巻
線N2に得られる交番電圧(二次側共振電圧V5)とは
逆極性となる。
On the secondary side of the converter transformer 3, a drive winding N3 is wound. A drive winding voltage V3, which is an alternating voltage induced by the secondary winding N2, is generated in the drive winding N3. The alternating voltage has a polarity opposite to that of the alternating voltage (secondary resonance voltage V5) obtained in the secondary winding N2 due to the relationship of the winding direction with the secondary winding N2.

【0033】そして、このドライブ巻線電圧V3は、抵
抗51−コンデンサ52の直列接続を介し、さらに駆動
電源供給回路33を介して補助スイッチング素子17の
ゲートに対して印加される。駆動電源供給回路33は、
後述するようにして、入力されたドライブ巻線電圧V3
を入力して、補助スイッチング素子17をスイッチング
駆動するのに適切とされる波形のドライブ電圧(ゲート
電圧Vgs)を生成する。
The drive winding voltage V3 is applied to the gate of the auxiliary switching element 17 through the series connection of the resistor 51 and the capacitor 52 and further through the drive power supply circuit 33. The drive power supply circuit 33 includes:
As described later, the input drive winding voltage V3
To generate a drive voltage (gate voltage Vgs) having a waveform suitable for switching driving of the auxiliary switching element 17.

【0034】そして、駆動電源回路33は次のような回
路構成によって形成される。この駆動電源回路33は、
例えば図示するように、トランジスタ54,55,トラ
ンジスタ57を備えている。トランジスタ54,55に
はNPNトランジスタが選定され、トランジスタ57に
はPNPトランジスタが選定される。トランジスタ54
のベースに対しては、ツェナーダイオード53−抵抗6
1によるの直列接続回路が接続されており、このツェナ
ーダイオード53−抵抗61による直列接続回路が、さ
らに、抵抗51−コンデンサ52の直列接続回路を介し
て、ドライブ巻線N3に接続される。また、トランジス
タ54のコレクタは、抵抗58を介して二次側直流出力
電圧EO2のラインと接続されることで、二次側直流出力
電圧EO2を動作電源として増幅動作を行うようにされて
いる。また、エミッタは二次側アースに接続される。
The driving power supply circuit 33 is formed by the following circuit configuration. This drive power supply circuit 33
For example, as shown, transistors 54, 55, and transistor 57 are provided. An NPN transistor is selected for the transistors 54 and 55, and a PNP transistor is selected for the transistor 57. Transistor 54
, The Zener diode 53 and the resistor 6
1 is connected, and the series connection circuit of the zener diode 53 and the resistor 61 is further connected to the drive winding N3 via the series connection circuit of the resistor 51 and the capacitor 52. The collector of the transistor 54 is connected to the line of the secondary side DC output voltage EO2 via the resistor 58, so that the amplifying operation is performed using the secondary side DC output voltage EO2 as an operation power supply. The emitter is connected to the secondary side ground.

【0035】トランジスタ55は、上記トランジスタ5
4の増幅出力の極性を反転させるために設けられている
もので、そのベースは、トランジスタ54のコレクタに
対して接続されている。また、このトランジスタ55の
コレクタも二次側直流出力電圧EO2を電源として入力す
るようにされており、抵抗59を介して二次側直流出力
電圧EO2のラインと接続されている。そして、トランジ
スタ55のコレクタ出力は、ダイオード56のアノード
→カソードを介して補助スイッチング素子17のゲート
に対して印加される。
The transistor 55 includes the transistor 5
4 is provided to invert the polarity of the amplified output of No. 4, and its base is connected to the collector of the transistor 54. The collector of the transistor 55 also receives the secondary DC output voltage EO2 as a power supply, and is connected to the line of the secondary DC output voltage EO2 via the resistor 59. The collector output of the transistor 55 is applied to the gate of the auxiliary switching element 17 via the anode → the cathode of the diode 56.

【0036】トランジスタ57は、補助スイッチング素
子17がターンオフするタイミングにおいてゲート電荷
を引き抜くために設けられる。トランジスタ57のベー
スは、トランジスタ55のコレクタと接続され、エミッ
タが補助スイッチング素子17のゲートと接続される。
コレクタは一次側アースに対して接続される。
The transistor 57 is provided for extracting a gate charge at a timing when the auxiliary switching element 17 is turned off. The base of transistor 57 is connected to the collector of transistor 55, and the emitter is connected to the gate of auxiliary switching element 17.
The collector is connected to the primary side ground.

【0037】制御回路20は、例えば誤差増幅器を備え
て成り、補助スイッチング素子17の導通角を制御する
ために設けられる。この場合の制御回路20において
は、図示するように、二次側直流出力電圧EO1と二次側
アース間に対して分圧抵抗R21−R22が並列に接続
される。そしえて、この分圧抵抗R21−R22の接続
点が、誤差増幅器24の非反転入力と接続される。ま
た、誤差増幅器24の反転入力に対しては、規定の二次
側直流出力電圧EO1のレベルに対応して設定された所定
レベルの基準電圧23が入力される。従って、誤差増幅
器24では、分圧抵抗R21−R22により検出された
二次側直流出力電圧EO1の電圧レベルと基準電圧23と
の誤差に応じてそのレベルが可変された電圧を出力する
ようにされる。この出力電圧は、二次側直流出力電圧E
O1が上昇するのに応じて高くなるように変化し、また、
下降するのに応じて低くなるようにして生成される。こ
のようにして誤差増幅器24から出力される電圧は、逆
流阻止用ダイオードを介して、ツェナーダイオード53
とコンデンサ52との接続点であるA点に対して、バイ
アス電圧として出力される。このA点は、図からも分か
るように、駆動電源供給回路33の入力端子となってい
る。
The control circuit 20 includes, for example, an error amplifier, and is provided for controlling the conduction angle of the auxiliary switching element 17. In the control circuit 20 in this case, as shown in the figure, a voltage dividing resistor R21-R22 is connected in parallel between the secondary side DC output voltage EO1 and the secondary side ground. The connection point of the voltage dividing resistors R21 and R22 is connected to the non-inverting input of the error amplifier 24. Further, a reference voltage 23 of a predetermined level set corresponding to the level of the specified secondary-side DC output voltage EO1 is input to the inverted input of the error amplifier 24. Accordingly, the error amplifier 24 outputs a voltage whose level is varied in accordance with an error between the voltage level of the secondary DC output voltage EO1 detected by the voltage dividing resistors R21 and R22 and the reference voltage 23. You. This output voltage is the secondary side DC output voltage E
It changes to increase as O1 increases, and
It is generated so that it becomes lower as it descends. The voltage output from the error amplifier 24 in this manner is supplied to the Zener diode 53 through the backflow preventing diode.
It is output as a bias voltage to a point A which is a connection point between the capacitor and the capacitor 52. The point A is an input terminal of the drive power supply circuit 33, as can be seen from the drawing.

【0038】上記のようにして構成される本実施の形態
の電源回路では、その動作は後述するが、二次側アクテ
ィブクランプ回路32を駆動するために、次のような構
成を採っている。つまり、補助スイッチング素子17を
スイッチング駆動するオン/オフタイミング(ターンオ
ンタイミング及び導通時間幅)については、ドライブ巻
線N3に得られるドライブ電圧V3及び制御回路20の
制御動作によって得るようにしている。そして、補助ス
イッチング素子17に印加するゲート電圧Vgsは、駆
動電源供給回路33が、スイッチングタイミングを決定
するドライブ電圧V3を入力して生成するようにしてい
るものである。そして、この際において、駆動電源供給
回路33は、増幅動作を行うための動作電源を二次側直
流出力電圧EO2から得るようにしている。
Although the operation of the power supply circuit of the present embodiment configured as described above will be described later, the following configuration is employed to drive the secondary-side active clamp circuit 32. That is, the ON / OFF timing (turn-on timing and conduction time width) for switching driving the auxiliary switching element 17 is obtained by the drive voltage V3 obtained in the drive winding N3 and the control operation of the control circuit 20. The gate voltage Vgs applied to the auxiliary switching element 17 is generated by the drive power supply circuit 33 by inputting the drive voltage V3 that determines the switching timing. At this time, the drive power supply circuit 33 obtains the operating power for performing the amplifying operation from the secondary side DC output voltage EO2.

【0039】図2は、上記図1に示した電源回路におけ
る要部の動作波形が示されている。図1に示した電源回
路において、一次側のメインスイッチング素子4は、期
間TOFF1にてオフとなり、期間TON1においてオンとな
るようにして、固定の周波数により、スイッチング動作
を行うように駆動される。そして、期間TOFF1において
は、図2(a)に示すようにして電圧共振パルスV1が
発生しており、この一次側メインスイッチング素子4の
スイッチング動作が電圧共振形であることを示してい
る。
FIG. 2 shows operation waveforms of main parts of the power supply circuit shown in FIG. In the power supply circuit shown in FIG. 1, the primary-side main switching element 4 is turned off in the period TOFF1 and turned on in the period TON1, and is driven to perform a switching operation at a fixed frequency. In the period TOFF1, the voltage resonance pulse V1 is generated as shown in FIG. 2A, indicating that the switching operation of the primary side main switching element 4 is of the voltage resonance type.

【0040】また、二次側の動作は次のようになる。図
2(b)に示される二次側共振電圧V5は、二次巻線N
2//二次側並列共振コンデンサ15からなる二次側並列
共振回路に得られる交番電圧である。この二次側共振電
圧V5は、一次側のメインスイッチング素子4がターン
オフして、時点t1に至ると、二次側直流出力電圧EO1
に対して整流ダイオード11の順方向電圧VDを重畳し
たEO1+VDよりも低くなる。これによって、整流ダイ
オード11がオフとなる期間DOFFが開始する。整流ダ
イオード11がオフとなると、それまで二次巻線N2に
流れていた電流は、図2(e)の二次側共振電流I5と
して示すように、二次側並列共振コンデンサ15を流れ
ることになる。このため、二次側共振電圧V5は、図2
(b)の時点T1以降に示すように、負極性方向に増加
していくことになる。
The operation on the secondary side is as follows. The secondary-side resonance voltage V5 shown in FIG.
2 // Alternating voltage obtained in the secondary parallel resonance circuit including the secondary parallel resonance capacitor 15. When the primary side main switching element 4 is turned off and reaches the time point t1, the secondary side resonance voltage V5 becomes the secondary side DC output voltage EO1.
Is lower than EO1 + VD where the forward voltage VD of the rectifier diode 11 is superimposed. Thus, a period DOFF in which the rectifier diode 11 is turned off starts. When the rectifier diode 11 is turned off, the current that has been flowing through the secondary winding N2 until then flows through the secondary-side parallel resonance capacitor 15 as shown as a secondary-side resonance current I5 in FIG. Become. For this reason, the secondary side resonance voltage V5 is
As shown after time T1 in (b), it increases in the negative polarity direction.

【0041】続く時点t2において、二次側共振電圧V
5の振幅レベルが、クランプコンデンサ16に蓄えられ
ていた初期電荷に対応する電圧以上となると、補助スイ
ッチング素子17のボディダイオードが導通し、二次巻
線N2に得られる二次巻線電流は、ボディダイオード→
クランプコンデンサ16の経路で流れる。これによっ
て、クランプコンデンサ16を流れるクランプ電流I6
は、図2(c)に示すようにして、補助スイッチング素
子17がオンとなる期間TON2のはじめの期間において
は、負極性方向による鋸歯状波形となる。なお、二次側
並列共振コンデンサ15とクランプコンデンサ16の容
量は、クランプコンデンサ16のほうが二次側並列共振
コンデンサ15より約10倍以上大きい値となるように
選定されており、二次側並列共振コンデンサ15と比較
してクランプコンデンサ16の電圧変化は小さいように
されている。
At the subsequent time point t2, the secondary side resonance voltage V
5 becomes equal to or higher than the voltage corresponding to the initial charge stored in the clamp capacitor 16, the body diode of the auxiliary switching element 17 conducts, and the secondary winding current obtained in the secondary winding N2 becomes Body diode →
It flows through the path of the clamp capacitor 16. As a result, the clamp current I6 flowing through the clamp capacitor 16
As shown in FIG. 2C, in the first period of the period TON2 in which the auxiliary switching element 17 is turned on, a sawtooth waveform in the negative polarity direction is obtained. The capacitances of the secondary parallel resonance capacitor 15 and the clamp capacitor 16 are selected so that the value of the clamp capacitor 16 is about 10 times or more larger than that of the secondary parallel resonance capacitor 15. The change in the voltage of the clamp capacitor 16 is smaller than that of the capacitor 15.

【0042】また、ドライブ巻線N3には二次巻線N2
に得られる交番電圧とは逆極性の交番電圧である、ドラ
イブ電圧V3が誘起されるようになっている。このドラ
イブ電圧V3は、図2(f)に示すように、期間t1以
降において負極性から正極性のレベルとなるようにして
反転して上昇する。そして、期間t2に至って期間TON
2が開始されると、補助スイッチング素子17のダンパ
ーダイオードが導通する。なお、このダンパー電流は、
図2(c)のクランプ電流I6として流れるもので、期
間TON2における負極性の鋸歯状波として示されてい
る。これによって、ドライブ電圧V3は、正極性による
一定レベルが維持される波形となる。このドライブ電圧
V3は、抵抗51−コンデンサ52を介することによ
り、図2(g)のA点電圧VAとして示すように、一次
関数的に減少する波形に変化することになる。
The drive winding N3 has a secondary winding N2.
A drive voltage V3, which is an alternating voltage having a polarity opposite to that of the obtained alternating voltage, is induced. The drive voltage V3 reverses and rises from the negative polarity to the positive polarity after the period t1 as shown in FIG. 2 (f). Then, the period TON reaches the period t2.
When 2 is started, the damper diode of the auxiliary switching element 17 conducts. This damper current is
It flows as the clamp current I6 in FIG. 2C and is shown as a sawtooth wave of negative polarity in the period TON2. As a result, the drive voltage V3 has a waveform that maintains a constant level due to the positive polarity. The drive voltage V3 changes to a waveform that decreases linearly as shown by the voltage A at the point A in FIG. 2G through the resistor 51 and the capacitor 52.

【0043】図2(g)にはA点電圧VAの波形が閾値
電圧VZDとの比較により示されている。閾値電圧VZD
は、ツェナーダイオード53のツェナー電圧にトランジ
スタ54のベース−エミッタ間電圧による閾値電圧VZD
を重畳して得られる電圧レベルである。上記A点電圧V
Aのレベルが上記閾値電圧VZD以上である場合には、ト
ランジスタ54がオンとなり、トランジスタ55はオフ
となる状態が得られる。このため、補助スイッチング素
子17のゲートに対しては、二次側直流出力電圧EO2の
ラインから抵抗59−ダイオード56を介した電圧が、
ゲート電圧Vgsとして印加されることになる。このゲ
ート電圧Vgsは、図2(h)に示すようにして、時点
t2において急峻に立ち上がり、二次側直流出力電圧E
O2のレベルを維持する。このときのレベルは例えば15
Vとされるので、MOS−FETの特性上、十分な飽和
状態にもっていくことができる。従って、このときの補
助スイッチング素子17におけるMOS−FETのオン
抵抗も充分に低くすることができる。
FIG. 2 (g) shows the waveform of the voltage VA at the point A by comparison with the threshold voltage VZD. Threshold voltage VZD
Is the threshold voltage VZD of the Zener voltage of the Zener diode 53 due to the base-emitter voltage of the transistor 54.
Is a voltage level obtained by superimposing. The point A voltage V
When the level of A is equal to or higher than the threshold voltage VZD, the transistor 54 is turned on and the transistor 55 is turned off. Therefore, the voltage of the gate of the auxiliary switching element 17 from the line of the secondary side DC output voltage EO2 via the resistor 59 and the diode 56 is
It will be applied as the gate voltage Vgs. This gate voltage Vgs rises sharply at time t2 as shown in FIG. 2 (h), and the secondary-side DC output voltage E
Maintain O2 levels. The level at this time is, for example, 15
Since it is set to V, it can be brought to a sufficiently saturated state due to the characteristics of the MOS-FET. Therefore, the on-resistance of the MOS-FET in the auxiliary switching element 17 at this time can be sufficiently reduced.

【0044】このA点電圧VAのレベルは、時点t2以
降においては、一次関数的に徐々に小さくなっていく。
そして、例えば時点t3に至って閾値電圧VZD以下とな
ると、トランジスタ54はオフとなって、トランジスタ
55がオンとなる状態に変化することになる。また、こ
のときには、PNPであるトランジスタ57にベース電
流が流れることになるので、補助スイッチング素子17
におけるMOS−FETのゲート電荷は、トランジスタ
57のエミッタ−コレクタを介して急速に放電されるこ
とになる。このため、図2(h)に示されるゲート電圧
Vgsは、時点t3において急峻に立ち下がるようにし
て0レベルとなっている。そしてこれは、補助スイッチ
ング素子17のターンオフが急速に行われることを示し
ているもので、それだけ降下時間は短いものとなるため
に、スイッチング損失は低減されることになる。
The level of the voltage A at the point A gradually decreases linearly after time t2.
Then, for example, when the voltage falls below the threshold voltage VZD at time t3, the transistor 54 is turned off and the transistor 55 is turned on. At this time, since the base current flows through the transistor 57 which is a PNP, the auxiliary switching element 17
The gate charge of the MOS-FET at is rapidly discharged through the emitter-collector of the transistor 57. For this reason, the gate voltage Vgs shown in FIG. 2H is at the 0 level so as to fall sharply at the time t3. This indicates that the turn-off of the auxiliary switching element 17 is performed rapidly, and the descent time is shortened accordingly, so that the switching loss is reduced.

【0045】また、本実施の形態のゲート電圧Vgs
は、上記図2(h)に示したように、オン時には約15
Vを印加する一方で、オフ時には急峻に0レベルに変化
する波形とされている。この図2(h)に示されるゲー
ト電圧Vgsの波形は、図6に示した先行技術の電源回
路において生成されるゲート電圧(図7(g))のよう
なゲート閾値電圧Vthの近傍での動作とはならないこ
とを示している。従って、本実施の形態では、MOS−
FETのゲート閾値電圧Vthのばらつきが、制御特性
に影響を与えることが無いようにされる。このため本実
施の形態においては、ゲート閾値電圧のばらつきを考慮
したMOS−FETの特性管理の必要が無くなるもので
あり、それだけ製造能率を高め、また、製造コストを低
くすることができる。
The gate voltage Vgs of the present embodiment is
Is approximately 15 when turned on, as shown in FIG.
While V is applied, the waveform has a waveform that sharply changes to the 0 level when off. The waveform of the gate voltage Vgs shown in FIG. 2H is close to the gate threshold voltage Vth like the gate voltage (FIG. 7G) generated in the power supply circuit of the prior art shown in FIG. Indicates that the operation is not performed. Therefore, in the present embodiment, the MOS-
The variation in the gate threshold voltage Vth of the FET does not affect the control characteristics. For this reason, in the present embodiment, it is not necessary to manage the characteristics of the MOS-FET in consideration of the variation in the gate threshold voltage, so that the manufacturing efficiency can be increased and the manufacturing cost can be reduced accordingly.

【0046】なお、上記のようにして補助スイッチング
素子17がスイッチング動作を行うことで、補助スイッ
チング素子17の両端電圧V7は、図2(d)に示すよ
うにして、期間t1〜t2において低下し、期間t2〜
t3においては0レベルとなり、そして、期間t3〜t
4において上昇して、次の時点t1に至るまでは、二次
側直流出力電圧EO1のレベルを維持する波形となる。
By the switching operation of the auxiliary switching element 17 as described above, the voltage V7 across the auxiliary switching element 17 decreases during the period t1 to t2 as shown in FIG. , Period t2
At t3, the level becomes 0, and the period t3 to t3
The waveform rises at 4 and maintains the level of the secondary side DC output voltage EO1 until the next time point t1.

【0047】ところで、二次側アクティブクランプ回路
32を設けない構成とした場合には、二次側整流ダイオ
ード11がオフとなる期間DOFFにおいて、二次巻線N2
から二次側並列共振コンデンサ15に対して電流が流れ
て充電電荷が相当に増加する。このため、二次側並列共
振コンデンサ15の両端電圧である二次側共振電圧V5
は、図2(b)において破線により示される波形のよう
にしてピークレベルが発生する。
When the secondary active clamp circuit 32 is not provided, the secondary winding N2 is turned off during the period DOFF during which the secondary rectifier diode 11 is turned off.
, A current flows to the secondary-side parallel resonant capacitor 15 and the charge increases considerably. Therefore, the secondary-side resonance voltage V5, which is the voltage across the secondary-side parallel resonance capacitor 15,
Generates a peak level like a waveform shown by a broken line in FIG.

【0048】これに対して、本実施の形態においては、
上述のようにして二次側アクティブクランプ回路32内
の補助スイッチング素子17がスイッチング動作を行う
ことで、二次側並列共振コンデンサ15に流れるべき電
流を、期間DOFF内の期間TON2において、図2(c)に
示すようにクランプ電流I6として流すようにされる。
これに伴い、二次側共振電流I5は、図2(e)に示す
ように、期間TON2の前後の期間である、期間t1〜t
2及び期間t3〜t4においてのみ、二次側並列共振コ
ンデンサ15に流入することになり、それだけ二次側並
列共振コンデンサ15における充電電荷が小さくなる。
これによって、二次側並列共振コンデンサ15の両端電
圧である、二次側共振電圧V5は、期間TON2における
ピークレベルが抑制されるようにしてクランプされた波
形となる。
On the other hand, in the present embodiment,
By the switching operation of the auxiliary switching element 17 in the secondary side active clamp circuit 32 as described above, the current to flow through the secondary side parallel resonance capacitor 15 is increased during the period TON2 in the period DOFF as shown in FIG. As shown in c), the current flows as the clamp current I6.
Accordingly, as shown in FIG. 2E, the secondary-side resonance current I5 is divided into periods t1 to t, which are periods before and after the period TON2.
Only during the period 2 and the period t3 to t4, the charge flows into the secondary side parallel resonance capacitor 15, and the charge in the secondary side parallel resonance capacitor 15 decreases accordingly.
As a result, the secondary resonance voltage V5, which is a voltage across the secondary parallel resonance capacitor 15, has a waveform that is clamped so that the peak level in the period TON2 is suppressed.

【0049】そして本実施の形態では、上記のようにし
て二次側共振電圧V5をクランプする動作が得られるよ
うにした上で、さらに、A点に対して、制御回路20の
出力電圧を印加するようにしている。つまり、二次側直
流出力電圧EO1のレベル変化に応じて可変されたレベル
のバイアス電圧を印加する。このため、A点電圧VA
は、ドライブ電圧V3に基づいて得られる振幅レベルが
バイアス電圧によって変化されたものとなる。そして、
上記した駆動電源供給回路33の動作は、この振幅が可
変制御されたA点電圧VAを入力して実行されるもので
ある。これによって、例えば1スイッチング周期内にお
ける補助スイッチング素子17の導通時間(期間TON
2)が可変制御される。なお、この場合には、ゲート電
圧Vgsのレベルが高くなれば、導通時間(期間TON
2)が長くなるようにして導通角が拡大されることにな
る。
In the present embodiment, the operation of clamping the secondary side resonance voltage V5 is obtained as described above, and further, the output voltage of the control circuit 20 is applied to the point A. I am trying to do it. That is, a bias voltage having a level varied according to the level change of the secondary DC output voltage EO1 is applied. Therefore, the point A voltage VA
Is obtained by changing the amplitude level obtained based on the drive voltage V3 by the bias voltage. And
The operation of the drive power supply circuit 33 described above is executed by inputting the point A voltage VA whose amplitude is variably controlled. Thereby, for example, the conduction time (period TON) of the auxiliary switching element 17 within one switching cycle
2) is variably controlled. In this case, if the level of the gate voltage Vgs increases, the conduction time (the period TON
2) becomes longer and the conduction angle is enlarged.

【0050】上記のようにして補助スイッチング素子1
7の導通時間が可変されれば、これに伴って、二次側並
列共振コンデンサ15に対して二次側共振電流I5が流
れる期間が可変されることになって、二次側共振電圧V
5のレベルが可変されることになる。また、補助スイッ
チング素子17の導通時間である期間TON2が可変され
る結果、この期間TON2を含む期間DOFFも可変されるこ
とになる。つまり、二次側整流ダイオード11,13の
導通期間(導通角)についての可変制御も行われる。こ
のようにして、二次側共振電圧V5のレベル及び整流ダ
イオード11,13の導通角が可変制御されることで、
二次側直流出力電圧EO1,EO2の安定化が図られること
になる。
As described above, the auxiliary switching element 1
7, the period in which the secondary-side resonance current I5 flows through the secondary-side parallel resonance capacitor 15 is varied, and the secondary-side resonance voltage V
5 levels will be varied. Further, as a result of varying the period TON2, which is the conduction time of the auxiliary switching element 17, the period DOFF including this period TON2 is also varied. That is, variable control is also performed on the conduction period (conduction angle) of the secondary rectifier diodes 11 and 13. In this way, the level of the secondary-side resonance voltage V5 and the conduction angle of the rectifier diodes 11, 13 are variably controlled, so that
This stabilizes the secondary side DC output voltages EO1 and EO2.

【0051】ところで、図2(f)に示されるドライブ
電圧V3は、期間t1〜t2において立ち上がる動作と
なっているが、この期間t1〜t2においては、図2
(e)に示すようにして、二次側並列共振コンデンサ1
5に二次側共振電流I5が流れる。この期間t1〜t2
においては、補助スイッチング素子17(MOS−FE
T)のドレイン−ソース間電圧が、ある程度ではあるが
印加された状態となっているため、このときに補助スイ
ッチング素子17がオンしてしまうと、ターンオン時に
サージ電流が流れてスイッチング損失が発生してしまう
ことになる。
The drive voltage V3 shown in FIG. 2 (f) rises during the period t1 to t2, but during the period t1 to t2, the drive voltage V3 shown in FIG.
As shown in (e), the secondary side parallel resonance capacitor 1
5, a secondary side resonance current I5 flows. This period t1 to t2
, The auxiliary switching element 17 (MOS-FE
Since the drain-source voltage T) is applied to some extent, if the auxiliary switching element 17 is turned on at this time, a surge current flows at turn-on and switching loss occurs. Would be.

【0052】そこで本実施の形態では、トランジスタ5
4のベース−エミッタ間に対してコンデンサ62を接続
することで、抵抗61と共に遅延回路を形成する。そし
て、この遅延回路によって、時点t2以降において補助
スイッチング素子17に対してゲート電圧Vgsが印加
されるように調整している。但し、上記遅延回路の遅延
時間を長くとりすぎると、補助スイッチング素子17の
ボディダイオードに流れる電流が流れ終わってもゲート
電圧vgsが印加しないというスイッチングタイミング
になってしまう。このようなゲート電圧vgsの印加タ
イミングでは、正規の導通時間を確保することができな
いために出力電圧が上がってしまう。このため、補助ス
イッチング素子17のボディーダイオードに電流が流れ
ている期間内にゲート電圧が印加されるように遅延時間
が調整されている。
Therefore, in this embodiment, the transistor 5
By connecting a capacitor 62 between the base and the emitter of No. 4, a delay circuit is formed together with the resistor 61. The delay circuit adjusts the gate voltage Vgs to be applied to the auxiliary switching element 17 after the time point t2. However, if the delay time of the delay circuit is set too long, the switching timing will be such that the gate voltage vgs is not applied even when the current flowing through the body diode of the auxiliary switching element 17 ends. At the timing of applying the gate voltage vgs, the output voltage increases because a proper conduction time cannot be secured. For this reason, the delay time is adjusted so that the gate voltage is applied during the period when the current flows through the body diode of the auxiliary switching element 17.

【0053】図3は、本発明の第2の実施の形態として
の電源回路の構成例を示している。なお、この図3にお
いて図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。この図に示す電源回路では、駆動電源供給回路33
Aが備えられる。駆動電源供給回路33Aにおいては、
例えば図1に示した駆動電源供給回路33内のトランジ
スタ54,55を備えて形成される増幅回路に代えて、
コンパレータ50を備えた構成を採っている。
FIG. 3 shows a configuration example of a power supply circuit according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same parts as those in FIG. In the power supply circuit shown in FIG.
A is provided. In the drive power supply circuit 33A,
For example, instead of the amplifier circuit formed with the transistors 54 and 55 in the drive power supply circuit 33 shown in FIG.
The configuration including the comparator 50 is adopted.

【0054】コンパレータ50の非反転入力端子に対し
ては、ドライブ巻線N3に得られるドライブ電圧V3
が、抵抗51−コンデンサ52の直列接続を介して入力
される。この非反転入力端子に対して入力される電圧
は、例えば図1に示した回路の場合であれば、A点電圧
VAと同じものとなる。また、反転入力端子に対して
は、抵抗72の両端に得られる電圧レベルが入力される
ようになっている。この場合には、制御回路20内の誤
差増幅器24から抵抗72に電流を流すようにしてお
り、従って、抵抗72の両端には、二次側直流出力電圧
EO1の変化に応じたレベルの電圧が得られることにな
る。
For the non-inverting input terminal of the comparator 50, the drive voltage V3 obtained in the drive winding N3
Is input through a series connection of a resistor 51 and a capacitor 52. The voltage input to the non-inverting input terminal is the same as the point A voltage VA in the case of the circuit shown in FIG. 1, for example. Further, a voltage level obtained at both ends of the resistor 72 is input to the inverting input terminal. In this case, a current is caused to flow from the error amplifier 24 in the control circuit 20 to the resistor 72. Therefore, a voltage having a level corresponding to a change in the secondary DC output voltage EO1 is applied to both ends of the resistor 72. Will be obtained.

【0055】そして、コンパレータ50では、非反転入
力端子に入力されたA点電圧VAと、反転入力端子に入
力された電圧(誤差増幅器24の出力)とのレベルを比
較し、電圧VAのほうが高ければ補助スイッチング素子
17(MOS−FET)のゲートに対して十数Vの正極
性の電圧を印加する。これに対して、電圧VAのほうが
低いのであれば、負極性の電圧を出力することで、PN
Pのトランジスタ57をオン状態にする。これによっ
て、補助スイッチング素子17(MOS−FET)は、
ゲート電荷が急速に引き抜かれ、急速にターンオフされ
ることになる。なお、コンパレータ50の動作電源は二
次側直流出力電圧EO2のラインから得るようにしてい
る。
Then, the comparator 50 compares the level of the voltage A at the point A input to the non-inverting input terminal with the level of the voltage (output of the error amplifier 24) input to the inverting input terminal, and finds that the voltage VA is higher. For example, a positive polarity voltage of more than 10 V is applied to the gate of the auxiliary switching element 17 (MOS-FET). On the other hand, if the voltage VA is lower, by outputting a negative voltage, the PN
The transistor 57 of P is turned on. Thereby, the auxiliary switching element 17 (MOS-FET)
The gate charge will be rapidly withdrawn and will be rapidly turned off. The operating power supply of the comparator 50 is obtained from the line of the secondary DC output voltage EO2.

【0056】このような第2の実施の形態による構成に
おいても、スイッチングタイミングはドライブ電圧V3
によって決定される。また、駆動電源供給回路33Aに
よっても、別電源である二次側直流出力電圧EO2を利用
して、オン時には充分な飽和状態としてオン抵抗を低下
させ、、かつ、ターンオフ時には急峻にゲート電荷を引
き抜くようにして降下時間を短くしているものである。
In the configuration according to the second embodiment, the switching timing is the same as the drive voltage V3
Is determined by In addition, the driving power supply circuit 33A also uses the secondary DC output voltage EO2, which is another power supply, to reduce the on-resistance by setting a sufficient saturation state at the time of ON, and to rapidly extract the gate charge at the time of turn-off. In this way, the descent time is shortened.

【0057】図4は、本発明の第3の実施の形態として
の電源回路の構成例を示している。なお、この図におい
て図1及び図3と同一部分には同一符号を付して説明を
省略する。この図に示す電源回路においては、直流入力
電圧1の正極ラインに対して、一次側において電圧共振
形コンバータを形成するメインスイッチング素子4のコ
レクタが接続される。また、エミッタはコンバータトラ
ンスの一次巻線N1の端部に対して接続される。つま
り、この図に示す回路においては、例えば図1及び図2
の回路と比較すると、直流入力電圧に対する一次巻線N
1とメインスイッチング素子4との接続順が逆となって
いるものである。
FIG. 4 shows a configuration example of a power supply circuit according to a third embodiment of the present invention. Note that in this figure, the same parts as those in FIGS. In the power supply circuit shown in this figure, the collector of a main switching element 4 forming a voltage resonance type converter on the primary side is connected to the positive line of the DC input voltage 1. The emitter is connected to the end of the primary winding N1 of the converter transformer. That is, in the circuit shown in FIG.
Of the primary winding N with respect to the DC input voltage
The order of connection between 1 and the main switching element 4 is reversed.

【0058】このメインスイッチング素子4に対しては
並列にダンパーダイオードが接続されることで、スイッ
チング動作時における逆方向電流の経路を形成してい
る。また、この場合の一次側並列共振コンデンサ6は、
一次巻線N1の巻始め端部と一次側アースとの間に対し
て接続される。つまりは、一次巻線N1に対して並列に
接続されているものであり、従って、この電源回路にお
いても、一次巻線N1のリーケージインダクタンス2
と、一次側並列共振コンデンサ6のキャパシタンスとに
よって、メインスイッチング素子4のスイッチング動作
を電圧共振形とするための一次側並列共振回路が形成さ
れる。
A damper diode is connected in parallel to the main switching element 4 to form a reverse current path during the switching operation. In this case, the primary side parallel resonance capacitor 6 is
It is connected between the winding start end of the primary winding N1 and the primary side ground. That is, it is connected in parallel with the primary winding N1. Therefore, in this power supply circuit as well, the leakage inductance 2
And the capacitance of the primary-side parallel resonance capacitor 6 form a primary-side parallel resonance circuit for making the switching operation of the main switching element 4 a voltage resonance type.

【0059】また、この場合には、図1及び図3に示さ
れていた二次側アクティブクランプ回路32は削除さ
れ、これに代えて、一次側に対して一次側アクティブク
ランプ回路32Aが設けられている。これに伴って、補
助スイッチング素子17のためのドライブ電圧V3を生
成するドライブ巻線V3は、コンバータトランス3の一
次側に対して巻装される。また、補助スイッチング素子
17に印加するゲート電圧Vgsを生成する駆動電源供
給回路33Bも一次側に設けられる。つまり、本実施の
形態においては、後述するようにして一次側アクティブ
クランプ回路32Aにおける補助スイッチング素子17
の導通角制御を行うことで安定化が図られる構成を採
る。
In this case, the secondary-side active clamp circuit 32 shown in FIGS. 1 and 3 is deleted, and a primary-side active clamp circuit 32A is provided for the primary side instead. ing. Accordingly, the drive winding V3 for generating the drive voltage V3 for the auxiliary switching element 17 is wound around the primary side of the converter transformer 3. Further, a drive power supply circuit 33B for generating a gate voltage Vgs applied to the auxiliary switching element 17 is also provided on the primary side. That is, in the present embodiment, the auxiliary switching element 17 in the primary side active clamp circuit 32A is described later.
In this case, the stabilization can be achieved by controlling the conduction angle of.

【0060】上記一次側アクティブクランプ回路32A
も、MOS−FET及びボディダイオードを並列接続し
た補助スイッチング素子17と、クランプコンデンサ1
6を備えて形成される。この場合、補助スイッチング素
子17のドレインは、クランプコンデンサ16の直列接
続を介して、メインスイッチング素子4のエミッタと一
次巻線N1の接続点に対して接続される。また、補助ス
イッチング素子17のソースは、一次側アースに接続さ
れる。このように、一次側アクティブクランプ回路32
Aは、補助スイッチング素子17とクランプコンデンサ
16とを直列接続した直列接続回路を、一次側並列共振
コンデンサ6と一次巻線N1から成る一次側並列共振回
路に対して並列に接続して形成されるものである。
The primary side active clamp circuit 32A
Also, an auxiliary switching element 17 in which a MOS-FET and a body diode are connected in parallel, and a clamp capacitor 1
6 are formed. In this case, the drain of the auxiliary switching element 17 is connected to the connection point between the emitter of the main switching element 4 and the primary winding N1 via the series connection of the clamp capacitor 16. The source of the auxiliary switching element 17 is connected to the primary side ground. Thus, the primary side active clamp circuit 32
A is formed by connecting a series connection circuit in which an auxiliary switching element 17 and a clamp capacitor 16 are connected in series to a primary-side parallel resonance circuit including a primary-side parallel resonance capacitor 6 and a primary winding N1. Things.

【0061】駆動巻線N3に得られるドライブ電圧V3
は、この場合にも、抵抗51及びコンデンサ52を介す
ることで、一次関数的にピークレベルが減少する波形の
A点電圧VAとなる。そして、このA点電圧VAが駆動電
源供給回路33Bに対して入力される。この駆動電源供
給回路33Bの回路構成は、先に図1に示した駆動電源
供給回路33と同様の構成が採られていることから、こ
の点についての説明はここでは省略する。但し、この駆
動電源供給回路33Bは、一次側に対して設けられるこ
とから、その動作電源を二次側直流出力電圧のラインか
ら入力するようにはなっていない。つまり、この場合に
は、一次巻線N1に対してタップを設け、このタップ出
力に対して、図示するようにダイオード63及びコンデ
ンサ64から成る半波整流回路を設けることで、例えば
15V程度の低圧直流電圧を得るようにしている。そし
て、この低圧直流電圧を抵抗58を介してトランジスタ
54のコレクタと接続し、また、抵抗59を介してトラ
ンジスタ55と接続するようにされる。そして、A点電
圧VAが得られるA点に対しては、制御回路20内の誤
差増幅器34からの出力電圧が印加されるようになって
いる。なお、この図に示す誤差増幅器34の構成は、例
えば図1に示した制御回路20内の回路構成と同様であ
ればよいものとされる。ただし、実際においては、一次
側と二次側とを直流的に絶縁する必要上、誤差増幅器3
4からA点に印加される出力電圧は、例えばフォトカプ
ラなどを介して伝達するようにしている。
The drive voltage V3 obtained on the drive winding N3
In this case as well, through the resistor 51 and the capacitor 52, the voltage A at a point A having a waveform whose peak level decreases linearly is obtained. Then, the point A voltage VA is input to the drive power supply circuit 33B. The circuit configuration of the drive power supply circuit 33B is the same as that of the drive power supply circuit 33 shown in FIG. 1, and the description of this point is omitted here. However, since the drive power supply circuit 33B is provided for the primary side, the operation power supply is not input from the secondary DC output voltage line. That is, in this case, a tap is provided for the primary winding N1, and a half-wave rectifier circuit including a diode 63 and a capacitor 64 is provided for the tap output as shown in FIG. DC voltage is obtained. Then, this low-voltage DC voltage is connected to the collector of the transistor 54 via the resistor 58 and to the transistor 55 via the resistor 59. The output voltage from the error amplifier 34 in the control circuit 20 is applied to the point A at which the point VA voltage VA is obtained. The configuration of the error amplifier 34 shown in this figure may be the same as the circuit configuration in the control circuit 20 shown in FIG. 1, for example. However, in practice, it is necessary to insulate the primary side and the secondary side in a DC manner, so that the error amplifier 3
The output voltage applied from the point 4 to the point A is transmitted through, for example, a photocoupler.

【0062】従って、図4に示す回路の場合にも、二次
側直流出力電圧O1のレベルが変動するのに応じては、補
助スイッチング素子17の導通角が制御されることにな
るのであるが、これによっては、上記電圧共振パルスV
1のレベルが可変されることになる。電圧共振パルスV
1のレベルが可変されれば、コンバータトランス3の一
次側から二次側に伝送される電圧レベルも変化すること
になるので、結果的に二次側にて得られる二次側直流出
力電圧EO1のレベルを可変制御することが可能になる。
つまり、電源回路の安定化が図られる。
Therefore, also in the circuit shown in FIG. 4, the conduction angle of the auxiliary switching element 17 is controlled according to the level of the secondary DC output voltage O1 fluctuating. In this case, the voltage resonance pulse V
1 will be varied. Voltage resonance pulse V
If the level of 1 is changed, the voltage level transmitted from the primary side to the secondary side of the converter transformer 3 also changes, and as a result, the secondary side DC output voltage EO1 obtained on the secondary side Can be variably controlled.
That is, the power supply circuit is stabilized.

【0063】このような構成においても、補助スイッチ
ング素子17は、ドライブ電圧V3によってスイッチン
グタイミングが決定され、また、駆動電源供給回路33
の動作によって生成されたゲート電圧Vgsが印加され
ることで、スイッチング動作を行う。そして、補助スイ
ッチング素子17がスイッチング動作を行うことによっ
ては、一次側並列共振コンデンサ6に流れるべき電流を
クランプコンデンサ16に流すようにされることから、
一次側並列共振コンデンサ6の両端に得られる電圧共振
パルスV1のピークレベルが抑制されることになる。つ
まり、一次側アクティブクランプ回路32Aによって
は、電圧共振パルスV1のピークレベルをクランプして
抑制するという動作が得られる。そして、この場合にお
いて補助スイッチング素子17を駆動する駆動電源供給
回路33Bは、例えば先に図1に示した駆動電源供給回
路33と同様の回路構成を採っていることで、この駆動
電源供給回路33Bが生成するドライブ電圧V3によっ
ては、オン時における充分な飽和状態を得て、また、タ
ーンオフ時における急速なゲート電荷の引き抜きが行わ
れるようにして、補助スイッチング素子17を駆動する
ことが可能とされる。これにより、図4に示す電源回路
の構成によっても、先の各実施の形態と同様の効果を得
ることができる。
Also in such a configuration, the switching timing of the auxiliary switching element 17 is determined by the drive voltage V3.
The switching operation is performed by applying the gate voltage Vgs generated by the above operation. When the auxiliary switching element 17 performs a switching operation, a current that should flow through the primary-side parallel resonance capacitor 6 is caused to flow through the clamp capacitor 16.
The peak level of the voltage resonance pulse V1 obtained at both ends of the primary side parallel resonance capacitor 6 is suppressed. That is, the primary-side active clamp circuit 32A provides an operation of clamping and suppressing the peak level of the voltage resonance pulse V1. In this case, the drive power supply circuit 33B for driving the auxiliary switching element 17 has the same circuit configuration as the drive power supply circuit 33 shown in FIG. , The auxiliary switching element 17 can be driven by obtaining a sufficient saturation state at the time of turning on, and rapidly extracting the gate charge at the time of turning off. You. Thus, even with the configuration of the power supply circuit shown in FIG. 4, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

【0064】なお、この図4に示す電源回路において
は、二次側において駆動電源供給回路33の動作電源を
必要としないことから、二次側直流出力電圧EO2を生成
するための整流回路系は省略している。但し、回路の実
際としては、二次側直流出力電圧EO1よりも低圧とされ
る二次側直流出力電圧EO2を生成して、所要の回路部に
供給できるように構成しても構わないものである。
In the power supply circuit shown in FIG. 4, since the operating power supply of the drive power supply circuit 33 is not required on the secondary side, a rectifying circuit system for generating the secondary side DC output voltage EO2 is provided. Omitted. However, in actuality, the circuit may be configured so that the secondary DC output voltage EO2, which is lower in voltage than the secondary DC output voltage EO1, can be generated and supplied to a required circuit unit. is there.

【0065】図5は、本発明の第4の実施の形態として
の電源回路の構成例を示している。なお、この図におい
て図1、図3、及び図5と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略する。
FIG. 5 shows a configuration example of a power supply circuit according to a fourth embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in FIGS. 1, 3, and 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0066】この図5に示す回路における一次側の基本
的回路構成は、図4に示した回路の場合と同様となる。
つまりは、メインスイッチング素子4は、直流入力電圧
1と一次巻線との間に直列的に挿入される。また、アク
ティブクランプ回路としては、一次側アクティブクラン
プ回路32Aを一次側に設けるようにされており、これ
に伴って駆動電源供給回路33Bも一次側に設けられ
る。
The basic circuit configuration on the primary side of the circuit shown in FIG. 5 is the same as that of the circuit shown in FIG.
That is, the main switching element 4 is inserted in series between the DC input voltage 1 and the primary winding. As the active clamp circuit, a primary side active clamp circuit 32A is provided on the primary side, and a driving power supply circuit 33B is also provided on the primary side.

【0067】そして、この図に示す回路においては、第
1コンバータトランス3Aと第2コンバータトランス7
1という、2つのコンバータトランスが設けられる。こ
こでの第1コンバータトランスは、例えば図4に示され
たコンバータトランス3と同等部位とされる。つまり、
第1コンバータトランス3Aには、一次巻線N1及び二
次巻線N2が巻装されることで、一次側に得られたスイ
ッチング出力を二次側に伝送し、二次側においては二次
側直流出力電圧EO1を生成するための整流回路が接続さ
れる。また、第1コンバータトランス3Aの一次側に対
しては、ドライブ巻線N3が巻装されて、一次側におい
てドライブ電圧V3を生成するようにしており、また、
一次側に設けられる駆動電源供給回路33Bに直流電源
を供給するために、一次巻線側に対してダイオード63
及びコンデンサ64とから成る整流回路が備えられる。
なお、第1コンバータトランス3A側においては、二次
巻線N2に対して二次側並列共振コンデンサ15が並列
に接続されていることで、二次側並列共振回路を形成し
ている。従って、この電源回路としても、一次側並列共
振回路と二次側並列共振回路が備えられた、複合共振形
スイッチングコンバータの構成が与えられている。
In the circuit shown in this figure, the first converter transformer 3A and the second converter transformer 7
1, two converter transformers are provided. The first converter transformer here is, for example, a part equivalent to the converter transformer 3 shown in FIG. That is,
A primary converter N1 and a secondary winding N2 are wound around the first converter transformer 3A, so that the switching output obtained on the primary side is transmitted to the secondary side. A rectifier circuit for generating the DC output voltage EO1 is connected. A drive winding N3 is wound around the primary side of the first converter transformer 3A to generate a drive voltage V3 on the primary side.
In order to supply DC power to the drive power supply circuit 33B provided on the primary side, a diode 63 is connected to the primary winding side.
And a rectifier circuit comprising a capacitor 64.
In the first converter transformer 3A, the secondary parallel resonance capacitor 15 is connected in parallel to the secondary winding N2, thereby forming a secondary parallel resonance circuit. Therefore, as this power supply circuit, a configuration of a composite resonance type switching converter provided with a primary side parallel resonance circuit and a secondary side parallel resonance circuit is provided.

【0068】第2コンバータトランス71は、一次巻線
N1-1と二次巻線N2-1とが巻装されて構成される。第2
コンバータトランス71の一次巻線N1-1の巻始め端部
は、一次巻線N1の巻始め端部とメインスイッチング素
子4との接続点に対して接続され、巻終わり端部は一次
側アースと接続される。このようにして、一次巻線N1-
1が接続されることで、メインスイッチング素子4のス
イッチング出力は、第1コンバータトランス3Aの一次
巻線N1に対してのみではなく、第2コンバータトラン
ス71の一次巻線N1-1に対しても分岐して供給される
ことになる。そして、第2コンバータトランス71で
は、このようにして一次巻線N1-1に伝達されたスイッ
チング出力によって、二次巻線N2-1に交番電圧を励起
させる。二次巻線N2-1に対しては、整流ダイオード1
3及び平滑コンデンサ14から成る整流回路によって、
二次側直流出力電圧EO2を得るようにされている。この
ようにして、図5に示す電源回路においては、複数のコ
ンバータトランスを設け、各コンバータにおいて所要の
レベルの二次側直流出力電圧を得るようにしているもの
である。
The second converter transformer 71 is configured by winding a primary winding N1-1 and a secondary winding N2-1. Second
The winding start end of the primary winding N1-1 of the converter transformer 71 is connected to a connection point between the winding start end of the primary winding N1 and the main switching element 4, and the winding end end is connected to the primary side ground. Connected. Thus, the primary winding N1-
With the connection of 1, the switching output of the main switching element 4 is supplied not only to the primary winding N1 of the first converter transformer 3A but also to the primary winding N1-1 of the second converter transformer 71. It will be supplied branched. Then, in the second converter transformer 71, the alternating voltage is excited in the secondary winding N2-1 by the switching output transmitted to the primary winding N1-1 in this manner. A rectifier diode 1 is used for the secondary winding N2-1.
3 and a rectifying circuit composed of a smoothing capacitor 14,
The secondary side DC output voltage EO2 is obtained. Thus, in the power supply circuit shown in FIG. 5, a plurality of converter transformers are provided, and each converter obtains a required level of secondary-side DC output voltage.

【0069】そして、この図5に示す回路においては、
制御回路20に加え、周波数制御・ドライブ回路33が
備えられている。先ず制御回路20は、例えば図4に示
した制御回路20と同様に、誤差増幅器34を備えて、
二次側直流出力電圧EO2のレベル変化に応じて可変され
たレベルの出力電圧を、A点に対して印加するようにさ
れる。これにより、一次側アクティブクランプ回路32
Aの補助スイッチング素子17は、二次側直流出力電圧
EO2のレベル変化に応じて、導通期間の可変制御が行わ
れることになる。
Then, in the circuit shown in FIG.
In addition to the control circuit 20, a frequency control / drive circuit 33 is provided. First, the control circuit 20 includes an error amplifier 34, for example, like the control circuit 20 shown in FIG.
An output voltage having a level varied according to the level change of the secondary DC output voltage EO2 is applied to the point A. Thereby, the primary side active clamp circuit 32
In the auxiliary switching element 17 of A, the variable control of the conduction period is performed according to the level change of the secondary side DC output voltage EO2.

【0070】また、周波数制御・ドライブ回路33は、
ここでの詳しい説明は省略するが、自励式、若しくは他
励式によって、一次側のメインスイッチング素子4をス
イッチング駆動する。つまり、この場合であれば、スイ
ッチング駆動のための駆動信号(ベース電流)を、メイ
ンスイッチング素子4のベースに対して流すようにされ
る。そして、周波数制御・ドライブ回路33に対して
は、二次側直流出力電圧EO1が分岐して入力されてい
る。周波数制御・ドライブ回路33では、入力された二
次側直流出力電圧EO1のレベルの変化に応じて、メイン
スイッチング素子4のスイッチング周波数を変化させる
ことのできる駆動信号を生成して出力する。
The frequency control / drive circuit 33
Although a detailed description is omitted here, the main-side main switching element 4 is switched by self-excited or separately excited. That is, in this case, a drive signal (base current) for switching drive is caused to flow to the base of the main switching element 4. The secondary side DC output voltage EO1 is branched and input to the frequency control / drive circuit 33. The frequency control / drive circuit 33 generates and outputs a drive signal capable of changing the switching frequency of the main switching element 4 according to the change in the level of the input secondary-side DC output voltage EO1.

【0071】上記のようにして、制御回路20及び周波
数制御・ドライブ回路33が動作することで、本実施の
形態としては次のようにして安定化が図られることとな
る。つまり、この場合の制御回路20は、二次側直流出
力電圧EO2のレベル変化を検出して動作するようにされ
ているのであるが、制御回路20が動作して補助スイッ
チング素子17の導通期間が可変制御されることによっ
ては、二次側直流出力電圧EO2のレベル変化に追随し
て、電圧共振パルスV1のピークレベルが可変制御され
る。そして、図5に示す回路構成では、電圧共振パルス
V1のピークレベルの変化に応じて、第2コンバータト
ランス71の一次巻線N1-1の両端に得られる一次巻線
電圧e2が変化することになる。従って、第2コンバー
タトランス71の二次側にて励起される交番電圧を入力
して生成される二次側直流出力電圧EO2も可変される。
つまり、制御回路20によっては、二次側直流出力電圧
EO2を一定とするように制御するための安定化動作が得
られることになる。
By operating the control circuit 20 and the frequency control / drive circuit 33 as described above, stabilization is achieved in the present embodiment as follows. That is, in this case, the control circuit 20 operates by detecting the level change of the secondary side DC output voltage EO2, but the control circuit 20 operates to reduce the conduction period of the auxiliary switching element 17. By being variably controlled, the peak level of the voltage resonance pulse V1 is variably controlled following the level change of the secondary DC output voltage EO2. In the circuit configuration shown in FIG. 5, the primary winding voltage e2 obtained at both ends of the primary winding N1-1 of the second converter transformer 71 changes according to the change in the peak level of the voltage resonance pulse V1. Become. Accordingly, the secondary DC output voltage EO2 generated by inputting the alternating voltage excited on the secondary side of the second converter transformer 71 is also varied.
That is, depending on the control circuit 20, a stabilizing operation for controlling the secondary side DC output voltage EO2 to be constant can be obtained.

【0072】また、周波数制御・ドライブ回路33が、
メインスイッチング素子4のスイッチング周波数を可変
制御することによっては、一次側並列共振回路の共振イ
ンピーダンスを変化させて、コンバータトランスにおけ
る一次側から二次側への伝送エネルギーを変化させる動
作が得られる。従って、一次側スイッチングコンバータ
のスイッチング周波数が可変制御されることによって
も、二次側直流出力電圧のレベルを可変制御することが
できる。
Further, the frequency control / drive circuit 33
By variably controlling the switching frequency of the main switching element 4, an operation of changing the resonance impedance of the primary parallel resonance circuit to change the transmission energy from the primary side to the secondary side in the converter transformer can be obtained. Therefore, the level of the secondary DC output voltage can be variably controlled by variably controlling the switching frequency of the primary switching converter.

【0073】そして、この場合の周波数制御・ドライブ
回路33は、二次側直流出力電圧EO1のレベル変化に応
じて、スイッチング周波数を可変制御するように動作す
ることから、周波数制御・ドライブ回路33の動作によ
っては、二次側直流出力電圧EO1が一定となるように制
御されることになる。このようにして、図5に示す回路
では、二次側直流出力電圧EO1及び二次側直流出力電圧
EO2を、それぞれ独立的に安定化制御するように構成さ
れるものである。そして、このような構成を採る図4の
電源回路においても、一次側アクティブクランプ回路3
2Aにおける補助スイッチング素子17に対するスイッ
チング駆動は、ドライブ電圧V3を入力して駆動電源供
給回路33Bがゲート電圧Vgsを生成することで行わ
れるから、これまでに説明した各実施の形態と同様の効
果を得ることが可能とされる。
The frequency control / drive circuit 33 in this case operates so as to variably control the switching frequency in accordance with the level change of the secondary DC output voltage EO1. Depending on the operation, the secondary side DC output voltage EO1 is controlled to be constant. In this way, the circuit shown in FIG. 5 is configured to independently control the stabilization of the secondary DC output voltage EO1 and the secondary DC output voltage EO2. In the power supply circuit of FIG. 4 having such a configuration, the primary side active clamp circuit 3 is also provided.
The switching drive for the auxiliary switching element 17 in 2A is performed by inputting the drive voltage V3 and the drive power supply circuit 33B generating the gate voltage Vgs. Therefore, the same effects as those of the respective embodiments described above are obtained. It is possible to obtain.

【0074】なお、その図示による説明は省略するが、
上記図5に示した電源回路の変形例として次のような構
成を採ることもできる。つまり、アクティブクランプ回
路及び駆動電源供給回路については、例えば図1に示し
た電源回路の構成に準じて、第1コンバータトランス3
Aの二次側に設ける。そして、この第1コンバータトラ
ンス3A側にて得られる二次側直流出力電圧EO1のレベ
ル変化に応じて、アクティブクランプ回路の補助スイッ
チング素子17の導通期間を可変制御することで、二次
側直流出力電圧EO1についての安定化を図るようにされ
る。一方、第2コンバータトランス71の二次側に得ら
れる二次側直流出力電圧EO2の安定化については、周波
数制御・ドライブ回路33が二次側直流出力電圧EO2の
レベル変化に応じて、メインスイッチング素子4のスイ
ッチング周波数を可変制御することで行うようにするも
のである。さらに本発明としては、これまでに説明した
各実施の形態及び上記変形例以外による組み合わせの下
で、アクティブクランプ回路を備える電源回路に対して
適用が可能である。例えば、上記実施の形態において
は、複合共振形スイッチングコンバータとして、二次側
には並列共振回路を備えた例を挙げているが、例えば二
次側に直列共振回路を備えた複合共振形スイッチングコ
ンバータの構成とされてもよいものである。
Although the explanation by the illustration is omitted,
The following configuration can be adopted as a modification of the power supply circuit shown in FIG. That is, for the active clamp circuit and the drive power supply circuit, for example, the first converter transformer 3 according to the configuration of the power supply circuit shown in FIG.
Provided on the secondary side of A. Then, the conduction period of the auxiliary switching element 17 of the active clamp circuit is variably controlled in accordance with the level change of the secondary side DC output voltage EO1 obtained on the first converter transformer 3A side, so that the secondary side DC output The voltage EO1 is stabilized. On the other hand, regarding the stabilization of the secondary side DC output voltage EO2 obtained on the secondary side of the second converter transformer 71, the frequency control / drive circuit 33 performs main switching in accordance with the level change of the secondary side DC output voltage EO2. This is performed by variably controlling the switching frequency of the element 4. Further, the present invention can be applied to a power supply circuit including an active clamp circuit under combinations other than the above-described embodiments and the above-described modifications. For example, in the above-described embodiment, an example in which a parallel resonance circuit is provided on the secondary side as a composite resonance type switching converter has been described. For example, a composite resonance type switching converter having a series resonance circuit on the secondary side May be adopted.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、電源の安
定化のために導通角制御されるアクティブクランプ回路
をスイッチング駆動するのに、ドライブ巻線によってド
ライブ電圧(駆動用交番電圧)を生成し、駆動電源供給
回路(駆動信号生成手段)によって、ドライブ電圧を利
用して、所定レベルのゲート電圧Vgs(駆動パルス信
号)を、増幅を行って生成するようにしている。このよ
うな構成により、例えばMOS−FETとしての補助ス
イッチング素子を充分な飽和状態とするのに足るレベル
にまで増幅したゲート電圧Vgsを生成して補助スイッ
チング素子に印加することが可能になる。このため、オ
ン時におけるオン抵抗は低減されることになって、それ
だけスイッチング損失は低減されることになる。これに
より、例えば補助スイッチング素子としては低容量のも
のを選定することが可能になる。低容量のスイッチング
素子は、小型かつ安価なものとなる。また、損失低減に
伴って発熱も低減されるので、例えば放熱板を削除、或
いは小面積化することができることになる。つまり、本
発明によっては、電源回路の小型軽量化も促進すること
ができる。
As described above, according to the present invention, a drive voltage (alternating voltage for driving) is generated by a drive winding for switching driving of an active clamp circuit whose conduction angle is controlled for stabilizing a power supply. The drive power supply circuit (drive signal generation means) uses the drive voltage to amplify and generate a gate voltage Vgs (drive pulse signal) at a predetermined level by amplification. With such a configuration, for example, it is possible to generate the gate voltage Vgs amplified to a level sufficient to bring the auxiliary switching element as a MOS-FET into a sufficiently saturated state and apply the gate voltage Vgs to the auxiliary switching element. For this reason, the ON resistance at the time of ON is reduced, and the switching loss is accordingly reduced. Thus, for example, a low-capacity auxiliary switching element can be selected. The low-capacity switching element is small and inexpensive. In addition, since heat generation is also reduced along with the loss reduction, for example, the heat radiating plate can be eliminated or the area can be reduced. That is, according to the present invention, the power supply circuit can be reduced in size and weight.

【0076】また、本発明の構成によって生成されるゲ
ート電圧Vgsであれば、例えば補助スイッチング素子
についてMOS−FETを選定している場合には、MO
S−FETのゲート閾値電圧Vthについての特性のば
らつきにはスイッチング動作が影響を受けないことにな
る。従って、回路設計が容易となり、また、部品の特性
管理も楽なものとなって製造能率の向上が図られること
となる。
If the gate voltage Vgs is generated by the configuration of the present invention, for example, if a MOS-FET is selected for the auxiliary switching element,
The switching operation is not affected by variations in the characteristics of the gate threshold voltage Vth of the S-FET. Therefore, circuit design is facilitated, and component characteristic management is facilitated, so that manufacturing efficiency is improved.

【0077】また、上記構成の下で、補助スイッチング
素子のターンオフ時において電荷を引き抜く動作が得ら
れるように構成することで降下時間が短縮されるため、
スイッチング損失はさらに低減されることになる。
In addition, under the above-mentioned configuration, by making the operation of extracting the electric charge when the auxiliary switching element is turned off, the descent time is shortened.
Switching losses will be further reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態としてのスイッチン
グ電源回路の構成例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a switching power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す電源回路における要部の動作を示す
波形図である。
FIG. 2 is a waveform chart showing an operation of a main part in the power supply circuit shown in FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態としてのスイッチン
グ電源回路の構成例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a switching power supply circuit according to a second embodiment of the present invention;

【図4】本発明の第3の実施の形態としてのスイッチン
グ電源回路の構成例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a switching power supply circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態としてのスイッチン
グ電源回路の構成例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a switching power supply circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】先行技術としてのスイッチング電源回路の構成
例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a switching power supply circuit as a prior art.

【図7】図6に示す電源回路における要部の動作を示す
波形図である。
7 is a waveform chart showing an operation of a main part in the power supply circuit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 漏洩インダクタンス、3 コンバータトランス、N
1 一次巻線、N2 二次巻線、N3 ドライブ巻線、4
メインスイッチング素子、6 一次側並列共振コンデ
ンサ、31 発振・ドライブ回路、6 一次側並列共振
コンデンサ、EO1,EO2 二次側直流出力電圧、15
二次側並列共振コンデンサ、20 制御回路、21,2
2 分圧抵抗、24 誤差増幅器、32 二次側アクテ
ィブクランプ回路、32A 一次側アクティブクランプ
回路、16 クランプコンデンサ、17 補助スイッチ
ング素子、33 周波数制御・ドライブ回路、34 誤
差増幅器、51 抵抗、52 コンデンサ、33,33
A,33B 駆動電源供給回路、54,56,57 ト
ランジスタ、71 第2コンバータトランス、N1-1
一次巻線、N2-2 二次巻線
2 Leakage inductance, 3 converter transformer, N
1 Primary winding, N2 secondary winding, N3 drive winding, 4
Main switching element, 6 Primary parallel resonance capacitor, 31 Oscillation / drive circuit, 6 Primary parallel resonance capacitor, EO1, EO2 Secondary DC output voltage, 15
Secondary side parallel resonance capacitor, 20 control circuit, 21, 22
2 voltage dividing resistor, 24 error amplifier, 32 secondary side active clamp circuit, 32A primary side active clamp circuit, 16 clamp capacitor, 17 auxiliary switching element, 33 frequency control / drive circuit, 34 error amplifier, 51 resistor, 52 capacitor, 33, 33
A, 33B drive power supply circuit, 54, 56, 57 transistor, 71 second converter transformer, N1-1
Primary winding, N2-2 secondary winding

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年5月9日(2001.5.9)[Submission date] May 9, 2001 (2001.5.9)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

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

【補正対象項目名】図4[Correction target item name] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図4】 FIG. 4

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

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

【補正対象項目名】図5[Correction target item name] Fig. 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図5】 FIG. 5

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H730 AA02 AA14 AA16 AS01 BB23 BB57 BB77 BB82 DD02 DD41 EE02 EE07 EE19 EE30 EE59 EE65 FD01 FG07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H730 AA02 AA14 AA16 AS01 BB23 BB57 BB77 BB82 DD02 DD41 EE02 EE07 EE19 EE30 EE59 EE65 FD01 FG07

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された直流入力電圧をスイッチング
するメインスイッチング素子を備えて形成されるスイッ
チング手段と、 一次巻線と二次巻線とが巻装され、上記一次巻線に得ら
れるスイッチング出力を上記二次巻線に対して伝送する
コンバータトランスと、 上記一次巻線の漏洩インダクタンス又は上記一次巻線に
対して直列に接続されるインダクタンス素子のインダク
タンスと、一次側共振コンデンサのキャパシタンスとに
より形成され、上記スイッチング手段の動作を電圧共振
形とするように設けられる一次側並列共振回路と、 上記二次巻線と二次側共振コンデンサとにより形成され
る二次側共振回路と、 上記二次側共振回路に得られる交番電圧を入力して整流
動作を行うことで直流出力電圧を得る直流出力電圧生成
手段と、 クランプコンデンサと補助スイッチング素子とによる直
列接続回路を上記一次側並列共振コンデンサ又は二次側
共振コンデンサに対して並列に接続して形成され、スイ
ッチング動作を行うことで、上記一次側並列共振回路又
は二次側並列共振回路に発生する共振電圧のピークレベ
ルをクランプするように設けられるアクティブクランプ
手段と、 上記一次巻線又は二次巻線に得られる交番電圧を利用し
て、所要のレベルの駆動用交番電圧を生成する駆動用交
番電圧生成手段と、 上記駆動用交番電圧を入力して増幅を行うことで、上記
補助スイッチング素子に対して印加すべき所定レベル以
上の駆動パルス信号を生成して出力する駆動信号生成手
段と、 上記直流出力電圧のレベル変化に応じて、上記駆動パル
ス信号によって駆動される補助スイッチング素子の導通
期間を可変制御することで、上記直流出力電圧が一定と
なるように制御する定電圧制御手段と、 を備えていることを特徴とするスイッチング電源回路。
1. A switching means formed by including a main switching element for switching an input DC input voltage, a primary winding and a secondary winding are wound, and a switching output obtained on the primary winding is provided. To the secondary winding, formed by the leakage inductance of the primary winding or the inductance of an inductance element connected in series to the primary winding, and the capacitance of the primary side resonance capacitor. A primary-side parallel resonance circuit provided to make the operation of the switching means a voltage resonance type; a secondary-side resonance circuit formed by the secondary winding and a secondary-side resonance capacitor; DC output voltage generating means for obtaining a DC output voltage by inputting an alternating voltage obtained to the side resonance circuit and performing a rectification operation; The primary-side parallel resonance circuit or the secondary-side resonance capacitor is formed by connecting a series connection circuit including a switching capacitor and an auxiliary switching element in parallel with the primary-side parallel resonance capacitor or the secondary-side resonance capacitor and performing a switching operation. Active clamping means provided to clamp the peak level of the resonance voltage generated in the secondary parallel resonance circuit, and driving of a required level using the alternating voltage obtained in the primary winding or the secondary winding. A driving alternating voltage generating means for generating an alternating voltage, and amplifying by inputting the driving alternating voltage to generate and output a driving pulse signal having a predetermined level or more to be applied to the auxiliary switching element. Drive signal generating means, and an auxiliary switch driven by the drive pulse signal in accordance with a level change of the DC output voltage The conduction period of the grayed elements by variably controlling the switching power supply circuit, characterized in that the DC output voltage is provided with a constant voltage control means is controlled to be constant.
【請求項2】 上記補助スイッチング素子をターンオフ
させるタイミングの上記駆動パルス信号に基づいて、上
記補助スイッチング素子の電荷を引き抜くように動作す
る電荷引き抜き手段、 を備えることを特徴とする請求項1に記載のスイッチン
グ電源回路。
2. The charge extracting device according to claim 1, further comprising: a charge extracting unit that operates to extract electric charges of the auxiliary switching element based on the drive pulse signal at a timing of turning off the auxiliary switching element. Switching power supply circuit.
JP2001118318A 2001-04-17 2001-04-17 Switching power supply circuit Pending JP2002315334A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001118318A JP2002315334A (en) 2001-04-17 2001-04-17 Switching power supply circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001118318A JP2002315334A (en) 2001-04-17 2001-04-17 Switching power supply circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002315334A true JP2002315334A (en) 2002-10-25

Family

ID=18968729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001118318A Pending JP2002315334A (en) 2001-04-17 2001-04-17 Switching power supply circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002315334A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100380796C (en) * 2003-11-25 2008-04-09 柏怡国际股份有限公司 Switching type power switching circuit and saturable transformer
CN106953510A (en) * 2017-03-23 2017-07-14 上海英联电子系统有限公司 Switching device voltage spike active clamp driving circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100380796C (en) * 2003-11-25 2008-04-09 柏怡国际股份有限公司 Switching type power switching circuit and saturable transformer
CN106953510A (en) * 2017-03-23 2017-07-14 上海英联电子系统有限公司 Switching device voltage spike active clamp driving circuit
CN106953510B (en) * 2017-03-23 2019-05-10 上海英联电子系统有限公司 Switching device voltage spike active clamp driving circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6366476B1 (en) Switching power supply apparatus with active clamp circuit
US8964430B2 (en) Active snubber circuit and power supply circuit
KR20010078798A (en) Switching power supply circuit
JP2000152617A (en) Switching power supply
KR20010090539A (en) Power supply switching circuit
JP3233099B2 (en) DC-DC converter
JP2011041419A (en) Switching power unit
JP2002262568A (en) Switching power circuit
JP2002315334A (en) Switching power supply circuit
JP2003259644A (en) Switching converter circuit
JP2002262567A (en) Switching power circuit
JP2001339948A (en) Switching power circuit
JP3528816B2 (en) Switching power supply circuit
JP2001275350A (en) Switching power circuit
JP2000152620A (en) Switching power supply circuit
JP2002315322A (en) Switching power supply unit
JP2002027744A (en) Switching power supply
JP2000152618A (en) Switching power supply circuit
JP2002027752A (en) Switching power supply circuit
JP2002272103A (en) Switching power supply circuit
JP2002044945A (en) Switching power circuit
JP2001224171A (en) Switching power circuit
JP2000125559A (en) Voltage-resonance type switching power supply circuit
JP2002315328A (en) Switching power circuit
JP2002044944A (en) Switching power circuit