JP2003079149A - アクティブクランプ方式多出力電源回路 - Google Patents

アクティブクランプ方式多出力電源回路

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクティブクランプ回路を用いたトランス分
散による多出力電源回路を簡素化した多出力電源回路を
提供する。 【解決手段】 直流入力電源回路と、固有の周波数とパ
ルス幅により直流入力電源回路の電源出力を制御するＰ
ＷＭ制御回路と、直流入力電源回路に接続された出力ト
ランスと出力トランスの１次側にＰＷＭ制御回路の制御
により電力を供給するスイッチング回路と出力トランス
の消磁のため１次側をアクティブクランプするアクティ
ブクランプ回路と出力トランスの２次側に接続される整
流回路と平滑回路を含む複数のコンバータと、ＰＷＭ制
御回路に接続され複数コンバータのアクティブクランプ
回路のハイサイドスイッチを駆動し並列にアクティブク
ランプ動作する手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＤＣ電源を用いた多
出力電源回路に関し、特にアクティブクランプ回路を用
いたアクティブクランプ方式多出力電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アクティブクランプ方式を用いた
電源回路において、トランス分散による多出力電源を構
成する場合、図３に示す回路構成が一般的である。アク
ティブクランプ回路におけるハイサイド側トランジスタ
のドライブ回路の電位が各コンバータで違うため、各々
ＰＷＭ制御回路とパルストランスが必要となり部品点数
が多くなり、その結果、小型化の妨げとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、本発明と類似し
ている特開２０００−０１４１３６号公報「ＤＣ−ＤＣ
コンバータ」が開示されている。このＤＣ−ＤＣコンバ
ータは、出力電圧変動を抑制した高精度のＤＣ−ＤＣコ
ンバータを目的に開発されたもので、トランスの１次巻
線に供給される直流電流を周期的にオンオフするスイッ
チ回路と、トランスの１次巻線に印加される電圧を制限
すると共にスイッチ回路がオフのときにトランスの１次
巻線に消磁電流を流すクランプ回路と、トランスの２次
側から出力される複数の周期電流をそれぞれ整流すると
共にスイッチ回路がオフのときにトランスの２次巻線に
それぞれ消磁電流を流す複数の同期整流回路と、それら
の出力電圧をそれぞれ平滑する複数の平滑回路と、平滑
回路のいずれか１つの出力電圧を検出し、その出力電圧
が所定の一定電圧になるようにスイッチ回路に指令を与
えることでループ制御を行う制御回路とを有している。
【０００４】しかし、このＤＣ−ＤＣコンバータは、１
個のトランスを使用し、複数の２次巻線により多出力電
源回路を得ようとしている。これは、熱の分散化、トラ
ンスの小型化には不利である。
【０００５】本発明の目的はアクティブクランプ回路を
用いたトランス分散による多出力電源回路において回路
を簡素化した多出力電源回路を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブクラ
ンプ方式多出力電源回路は、直流入力電源回路と、固有
の周波数とパルス幅により直流入力電源回路の電源出力
を制御するＰＷＭ制御回路と、直流入力電源回路に接続
された出力トランスと出力トランスの１次側にＰＷＭ制
御回路の制御により電力を供給するスイッチング回路と
出力トランスの消磁のため１次側をアクティブクランプ
するアクティブクランプ回路と出力トランスの２次側に
接続される整流回路と平滑回路を含む複数のコンバータ
と、ＰＷＭ制御回路に接続され複数コンバータのアクテ
ィブクランプ回路のハイサイドスイッチを駆動し並列に
アクティブクランプ動作する手段を有する。
【０００７】また、整流回路は、ＦＥＴトランジスタに
よる同期整流回路であっても良い。
【０００８】また、並列にアクティブクランプ動作する
手段は、アクティブクランプ回路のハイサイド側トラン
ジスタがパルストランスよりドライブされ、Ｐチャンネ
ルトランジスタを使用することにより各コンバータの共
通電位である基準点をもとにアクティブクランプ動作す
ることを特徴とする。
【０００９】また、同期整流回路は、出力トランスの２
次側電流を整流する第１のＭＯＳＦＥＴと出力トランス
の２次巻線に消磁電流を流すための第２のＭＯＳＦＥＴ
とを有する。
【００１０】さらに、直流入力電源部は、商用周波数の
交流電源を全波整流または半波整流し平滑された直流電
圧を出力する。
【００１１】本発明は、アクティブクランプ型電源にお
ける回路構成であり、特にトランス分散による多出力化
に有効な回路構成である。従来、トランスの分散による
多出力電源を構成する場合、各コンバータに一次側ＰＷ
Ｍ制御回路を各々設ける必要があり、特にアクティブク
ランプ型電源においてはパルストランス等の部品点数が
さらに増え小型化の妨げとなっていた。そこで、本発明
は一次側ＰＷＭ制御回路が一つで、さらにアクティブク
ランプ回路のハイサイドスイッチにＰチャンネルＦＥＴ
を使い、1個のパルストランスで各コンバータをアクテ
ィブクランプ動作させることを特徴としている。従っ
て、大幅に回路構成が簡素化されトランスの分散による
多出力化が容易にできる。また、熱の分散化、トランス
の小型化が容易になり、電源の小型化及び、熱による信
頼性の向上がはかれるという効果が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施
例を示す回路構成図である。
【００１３】本実施例は、直流入力電源部１と、直流入
力電源部１に接続され固有の周波数とパルス幅によりコ
ンバータの出力を制御するＰＷＭ制御回路２と、ＰＷＭ
制御回路２の制御により出力トランス１２の１次側に電
力パルスを供給しトランジスタ１０よりなるスイッチン
グ回路１０と、出力トランス１２の消磁のため１次側を
クランプし、トランジスタ９とコンデンサ１１からなる
アクティブクランプ回路と、出力トランスの２次側に接
続され、ダイオード１４、１５からなる整流回路とイン
ダクタ１６、コンデンサ１７よりなる平滑回路を含む複
数のコンバータ１８、２９、３０から構成されている。
【００１４】特に、本発明のＰＷＭ制御回路５は１個で
あり、さらにアクティブクランプ回路のハイサイドスイ
ッチにＰチャンネルＦＥＴであるトランジスタ９を使用
し、１個のパルストランス５とアクティブクランプ回路
により各コンバータ１８、２９、３０をアクティブクラ
ンプ動作させることを特徴としている。アクティブクラ
ンプ回路のハイサイド側トランジスタ９のドライブ回路
を各コンバータの共通電位で構成することによりＰＷＭ
制御回路２及びパルストランス５が共用できるため、部
品点数の大幅な削減が可能となっている。その結果、ト
ランス分散による多出力化が容易に実現できる。
【００１５】次に、本実施例の動作について図１を用い
て説明する。本実施例の各コンバータ方式は一般的なフ
ォワードコンバータであり、直流入力電源部１より得た
入力電圧を第１のコンバータ１８のトランス１２に印加
し、トランジスタ１０でオン／オフ制御することにより
出力巻線１３に所定の交流電圧を生成するスイッチング
回路を有している。また、トランジスタ９のオン／オフ
でトランス１２のリセットを実施するアクティブクラン
プ回路を有している。トランジスタ９、１０のドライブ
はＰＷＭ制御回路２より得られる周波数及びパルス幅で
オン／オフされている。さらに、アクティブクランプ回
路のハイサイド側トランジスタ９はパルストランス５よ
りドライブされ、またＰチャンネルを使用することによ
り各コンバータの共通電位であるa点を基準に構成され
ている。従って、第２、第３のコンバータも共通のＰＷ
Ｍ制御回路２及びパルストランス５を用いて同様の回路
を構成することができる。
【００１６】尚、直流入力電源部１は商用周波数の交流
電源を全波または半波整流し平滑された直流入力電圧で
も同様に構成できる。
【００１７】アクティブクランプ回路については、当業
者にとってよく知られており、その詳細な構成及び動作
は省略する。
【００１８】次に、本発明の他の実施例を図２に示す。
その基本的構成は上記の通りであるが、出力巻線１３よ
り得られた交流電圧の整流をトランジスタ（ＦＥＴ）３
１，３２による同期整流方式とすることにより効率を飛
躍的に向上することが可能となった。第２、第３のコン
バータも同様の構成が可能である。
【００１９】同期整流回路は、図２に示すように、出力
トランスの２次側電流を整流する第１のＭＯＳＦＥＴと
出力トランスの２次巻線に消磁電流を流すための第２の
ＭＯＳＦＥＴとから構成されている。ＦＥＴ同期整流回
路の動作については、当業者にとってよく知られてお
り、その動作説明は省略する。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、アクティブクランプ回
路構成とすることにより単純な回路構成で多出力化が容
易に実現できる効果がある。また、トランスの分散によ
り熱が分散され小型化が可能となり、熱分散による信頼
性の向上が図れると言う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す回路構成図である。
【図３】従来の実施例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
１ 直流入力電源部 ２ ＰＷＭ制御回路 ３、４ コンデンサ ５ パルストランス ６ 抵抗 ７ タイオード ８、１９ 入力コンデンサ ９、２０ ハイサイド側トランジスタ（Ｐチャンネ
ル） １０、２１ トランジスタ １１、２２ コンデンサ １２、２３ トランス １３、２４ 出力巻線 １４、２５ 整流タイオード １５、２６ 転流ダイオード １６、２７ 平滑用コイル １７、２８ 出力コンデンサ １８ 第１コンバータ ２９ 第２コンバータ ３０ 第３コンバータ ３１〜３４ 同期整流用トランジスタ（ＦＥＴ）

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直流入力電源回路と、 固有の周波数とパルス幅により前記直流入力電源回路の
    電源出力を制御するＰＷＭ制御回路と、 前記直流入力電源回路に接続された出力トランスと、前
    記出力トランスの１次側にＰＷＭ制御回路の制御により
    電力を供給するスイッチング回路と、前記出力トランス
    の消磁のため１次側をアクティブクランプするアクティ
    ブクランプ回路と、前記出力トランスの２次側に接続さ
    れる整流回路と平滑回路を含む複数のコンバータと、 前記ＰＷＭ制御回路に接続され、前記複数コンバータの
    アクティブクランプ回路のハイサイドスイッチを駆動
    し、並列にアクティブクランプ動作する手段を有するア
    クティブクランプ方式多出力電源回路。
  2. 【請求項２】 前記整流回路が、 ＦＥＴトランジスタによる同期整流回路である請求項１
    記載のアクティブクランプ方式多出力電源回路。
  3. 【請求項３】 前記並列にアクティブクランプ動作する
    手段が、 前記アクティブクランプ回路のハイサイド側トランジス
    タがパルストランスよりドライブされ、Ｐチャンネルト
    ランジスタを使用することにより各コンバータの共通電
    位である基準点をもとにアクティブクランプ動作するこ
    とを特徴とする請求項１記載のアクティブクランプ方式
    多出力電源回路。
  4. 【請求項４】 前記同期整流回路が、 前記出力トランスの２次側電流を整流する第１のＭＯＳ
    ＦＥＴと前記出力トランスの２次巻線に消磁電流を流す
    ための第２のＭＯＳＦＥＴとを有する請求項２記載のア
    クティブクランプ方式多出力電源回路。
  5. 【請求項５】 前記直流入力電源部が、商用周波数の交
    流電源を全波整流し平滑された直流電圧を出力する請求
    項１記載のアクティブクランプ方式多出力電源回路。
  6. 【請求項６】 前記直流入力電源部が、商用周波数の交
    流電源を半波整流し平滑された直流電圧を出力する請求
    項１記載のアクティブクランプ方式多出力電源回路。
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