JP2003092876A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JP2003092876A
JP2003092876A JP2001284572A JP2001284572A JP2003092876A JP 2003092876 A JP2003092876 A JP 2003092876A JP 2001284572 A JP2001284572 A JP 2001284572A JP 2001284572 A JP2001284572 A JP 2001284572A JP 2003092876 A JP2003092876 A JP 2003092876A
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power supply
transformer
choke coil
output
voltage
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JP2001284572A
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Inventor
Haruo Watanabe
晴夫 渡辺
Hideyuki Ono
英之 小野
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high efficiency stabilized switching power supply by feeding a boost half bridge system (BHB system) switching power supply from an AC power supply thereby suppressing harmonics. SOLUTION: In a boost half bridge system (BHB system) switching power supply, a bridge diode is used for AC input, time ratio of a first switching element is set at 50% or less, and a first choke coil on the input side is operated in discontinuous mode thus suppressing harmonic currents from an input power supply. Since variation of voltage being applied to a second choke coil on the putput side can be suppressed by varying the number of turns of two secondary windings of a transformer, inductance can be reduced and a high efficiency power supply can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する分野】本発明は、1つのコンバータで構
成されたスイッチング電源装置において、交流入力で入
力電流の高調波成分を低減した高効率の電源装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device composed of one converter and having a high efficiency in which a harmonic component of an input current is reduced by an AC input.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング電源の入力電流の高調波成
分を低減する最も一般的な方法はスイッチング電源の入
力段に昇圧チョッパ回路などによって構成されるアクテ
ィブフィルタ回路を用いることである。しかしアクティ
ブフィルタ回路はそれ自身がひとつのコンバータである
ため、全体としては2つのコンバータを直列に接続した
構成となり概して部品点数も増え、効率が低下する原因
となった。
2. Description of the Related Art The most common method for reducing the harmonic component of the input current of a switching power supply is to use an active filter circuit composed of a boost chopper circuit or the like at the input stage of the switching power supply. However, since the active filter circuit itself is a single converter, it has a configuration in which two converters are connected in series as a whole, which generally causes an increase in the number of parts and a decrease in efficiency.

【0003】一方MOSFETを出力の整流回路に用い
た同期整流型スイッチング電源において、高効率化を実
現しようとする時に問題となることは、MOSFETの
ソース、ドレイン間の電圧が高いもの程オン抵抗が大き
く、電力損失が大きいため電源の効率が低下するという
点である。また同期整流回路を構成するMOSFETを
1次側スイッチのオフ期間の全期間にわたり駆動するこ
とができず、この期間のスイッチング損失が発生するこ
とである。
On the other hand, in a synchronous rectification type switching power supply using a MOSFET for an output rectification circuit, a problem when trying to achieve high efficiency is that the higher the voltage between the source and drain of the MOSFET, the higher the on-resistance. It is large and the power loss is large, so that the efficiency of the power source is lowered. Further, the MOSFET forming the synchronous rectification circuit cannot be driven over the entire off period of the primary side switch, and switching loss occurs during this period.

【0004】本出願人は先にこの問題を改善したスイッ
チング電源装置を提案した。(特開平11−26226
3)これはブーストハーフブリッジ方式(BHB方式)
スイッチング電源装置と称し、図4はこの回路例を示
す。図4においてVinは入力交流電源、Bdはブリッ
ジ型整流回路、2a、2bは入力端子、L1はチョーク
コイル、Q1、Q2はスイッチ素子(MOSFET)、
C1、C2はコンデンサ、Tは出力トランス、N1はそ
の1次巻線Na、Nbはその2次巻線(中間端子付き)
Q3、Q4は同期整流MOSFET、L2、C3はそれ
ぞれ出力フィルタを構成するチョークコイル及びコンデ
ンサ、16a、16bは出力端子、17は負荷、18は
制御回路である。
The present applicant has previously proposed a switching power supply device that solves this problem. (JP-A-11-26226
3) This is a boost half bridge method (BHB method)
This is called a switching power supply device, and FIG. 4 shows an example of this circuit. In FIG. 4, Vin is an input AC power supply, Bd is a bridge rectifier circuit, 2a and 2b are input terminals, L1 is a choke coil, Q1 and Q2 are switch elements (MOSFETs),
C1 and C2 are capacitors, T is an output transformer, N1 is its primary winding Na, Nb is its secondary winding (with an intermediate terminal)
Q3 and Q4 are synchronous rectification MOSFETs, L2 and C3 are choke coils and capacitors respectively constituting an output filter, 16a and 16b are output terminals, 17 is a load, and 18 is a control circuit.

【0005】この回路動作は1次側スイッチ素子Q1、
Q2が交互にオン、オフ(一方のスイッチ素子がオンの
時、他方のスイッチがオフ)して出力トランスを介して
同期整流MOSFET、Q3、Q4にゲート信号を与
え、チョークコイルL2を介して負荷17に給電する。
また、出力端子の電圧を検出し制御回路18を通じて1
次側スイッチ素子Q1、Q2のオンオフ比を変えること
により出力電圧Voutの定電圧制御を行う。
This circuit operation is performed by the primary side switching element Q1,
Q2 is alternately turned on and off (when one switch element is turned on, the other switch is turned off) to give a gate signal to the synchronous rectification MOSFETs, Q3 and Q4 via the output transformer, and load via the choke coil L2. Power 17
In addition, the voltage at the output terminal is detected,
The constant voltage control of the output voltage Vout is performed by changing the on / off ratio of the secondary switch elements Q1 and Q2.

【0006】因みに上記回路は、昇圧チョッパ回路とし
て入力電源VinからコンデンサC1,C2との直列回
路に電力を送り、同時にハーフブリッジ回路の動作によ
りコンデンサC1、C2の直列回路から負荷に電力を供
給する。この従来回路は、同期整流MOSFET、Q
3、Q4を短いオフ期間を除いて常に駆動することが可
能なため、同期整流MOSFETとして耐圧が低くオン
抵抗の小さいものが使用でき、出力フィルタも小さくで
きるので高効率のスイッチング電源を提供することがで
きる。
By the way, the above circuit sends power from the input power source Vin to the series circuit of the capacitors C1 and C2 as a boost chopper circuit, and at the same time supplies power to the load from the series circuit of the capacitors C1 and C2 by the operation of the half bridge circuit. . This conventional circuit is a synchronous rectification MOSFET, Q
Since 3 and Q4 can be driven at all times except for a short off period, a synchronous rectification MOSFET having a low withstand voltage and a small on resistance can be used, and an output filter can be made small, thereby providing a highly efficient switching power supply. You can

【0007】さらに従来回路においては、入力側にチョ
ークコイルを有しているので入力端子の前段にブリッジ
型整流回路を用いると、このチョークコイルを不連続電
流モードで動作させることにより容易に入力電流の高調
波成分を低減できるが、このチョークを不連続モードで
動作させるには下側スイッチ素子Q1の時比率を50%
以下で動作させることが必要になる。このため出力チョ
ークコイルL2に印加される電圧が大きくなり出力チョ
ークコイルL2として大きいインダクタンスのチョーク
コイルが必要となり、電源効率を低下させる要因となっ
た。
Further, since the conventional circuit has a choke coil on the input side, if a bridge rectifier circuit is used in front of the input terminal, the input current can be easily operated by operating this choke coil in the discontinuous current mode. Although it is possible to reduce the harmonic component of, the duty ratio of the lower switch element Q1 is 50% to operate this choke in discontinuous mode.
It is necessary to operate with the following. For this reason, the voltage applied to the output choke coil L2 becomes large, so that a choke coil having a large inductance is required as the output choke coil L2, which becomes a factor of reducing the power supply efficiency.

【0008】[0008]

【本発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来
技術の問題点を鑑みてなされたもので、その目的は、ブ
ーストハーフブリッジ方式(BHB方式)電源装置を応
用し、出力チョークコイルに印加される電圧を小さくし
てインダクタンスの小型化を図り、入力電流の高調波成
分を低減した高効率の電源装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and its purpose is to apply a boost half bridge type (BHB type) power supply device to an output choke coil. It is an object of the present invention to provide a highly efficient power supply device in which the applied voltage is reduced to reduce the inductance and the harmonic components of the input current are reduced.

【0009】[0009]

【課題を解決しようとする手段】上記目的を達成するた
めになされた請求項記載の発明は、従来のブーストハー
フブリッジ方式スイッチング電源において、トランスの
2つの、2次巻線の巻数を変えることで、出力チョーク
コイルに印加される電圧を小さくし、小さなインダクタ
ンスのチョークコイルを用いることによって、チョーク
コイルでの損失を低減し、同時に入力電流の高調波成分
を低減した高効率の電源装置を実現することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The invention described in the claims for achieving the above object is achieved by changing the number of turns of two secondary windings of a transformer in a conventional boost half-bridge type switching power supply. By reducing the voltage applied to the output choke coil and using a choke coil with a small inductance, the loss in the choke coil is reduced, and at the same time, a high-efficiency power supply device that reduces the harmonic components of the input current is realized. be able to.

【0010】すなわち交流電源に接続されたブリッジ型
ダイオードと、該ブリッジ型ダイオードの直流出力を受
ける入力端子2a,2bと1次巻線及び2次巻線を有す
るトランスと、該入力端子間に接続されたチョークコイ
ルと第1のスイッチ素子と直列回路(第1)と該第1の
スイッチ素子の端子間に接続された該トランスの1次巻
線とコンデンサ(第1)との直列回路(第2)と、該ト
ランスの1次巻線の端子間に接続された第2のスイッチ
素子と第2のコンデンサと直列回路(第3)と、該トラ
ンスの2次巻線のそれぞれ1端子間に接続された第1と
第2の同期整流MOSFETの直列回路(第4)と、出
力チョークコイルと出力コンデンサとの直列回路(第
5)とを備えたスイッチング電源装置において、第1の
2次巻線Na、及び第2の2次巻線Nbの巻数に差を設
けて、該出力チョークコイルに印加される電圧を小さく
するようにしたことを特徴とする、高効率なスイッチン
グ電源を提供するものである。
That is, a bridge type diode connected to an AC power source, a transformer having input terminals 2a and 2b for receiving a DC output of the bridge type diode, a primary winding and a secondary winding, and a connection between the input terminals. A choke coil, a first switch element, a series circuit (first), and a series circuit of a primary winding of the transformer and a capacitor (first) connected between terminals of the first switch element (first). 2), a second switch element connected between terminals of the primary winding of the transformer, a second capacitor, a series circuit (third), and a terminal of each of the secondary windings of the transformer. A switching power supply device comprising a series circuit (fourth) of first and second synchronous rectification MOSFETs connected to each other, and a series circuit (fifth) of an output choke coil and an output capacitor. Line Na, and Providing a difference in number of turns of the secondary winding Nb, is characterized in that so as to reduce the voltage applied to the output choke coils, there is provided a high-efficiency switching power supply.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明に
係る実施形態を説明する。図1は本発明回路の実施例で
ある。図2は従来回路での出力チョークコイルに掛かる
電圧波形を示し、図3では本発明による出力チョークコ
イルに掛かる電圧波形を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the circuit of the present invention. FIG. 2 shows a voltage waveform applied to the output choke coil in the conventional circuit, and FIG. 3 shows a voltage waveform applied to the output choke coil according to the present invention.

【0012】図1においてVinは入力電源であり2
a、2bは入力端子である。L1は第1の入力チョーク
コイルで入力端子とチョークコイルの間にブリッジダイ
オードを挿入してある。Q1とQ2はそれぞれ第1と第
2のスイッチ素子であり、C1とC2はそれぞれ第1と
第2のコンデンサであり、TとN1とNaNbはそれぞ
れトランス、その1次巻線、第1の2次巻線部分、第2
の2次巻線部分であり、Q3とQ4はそれぞれ第1の同
期整流MOSFET、第2の同期整流MOSFETであ
り、L2とC3はそれぞれ出力フィルタを構成している
第2のチョークコイルと第3のコンデンサで16a、1
6bは出力端子であり17は負荷であり、18は制御回
路である。
In FIG. 1, Vin is an input power source and 2
a and 2b are input terminals. L1 is a first input choke coil, and a bridge diode is inserted between the input terminal and the choke coil. Q1 and Q2 are the first and second switching elements respectively, C1 and C2 are the first and second capacitors respectively, and T, N1 and NaNb are the transformer, its primary winding and the first two, respectively. Next winding part, second
Is a secondary winding portion, Q3 and Q4 are a first synchronous rectification MOSFET and a second synchronous rectification MOSFET, respectively, and L2 and C3 are a second choke coil and a third choke coil which respectively constitute an output filter. 16a, 1 with the condenser of
6b is an output terminal, 17 is a load, and 18 is a control circuit.

【0013】トランスTの第1の2次巻線部分Naと、
トランスTの第2の2次巻線部分Nbの巻数に差を設け
ることにより、第1と第2の同期整流MOSFETの接
続点に対してトランスの2次巻線の中間端子に発生する
電圧が、入力側スイッチ素子の時比率の設定に合わせ
て、第1のスイッチ素子Q1がオンしている期間と第2
のスイッチ素子Q2がオンしている期間とで同じ電圧で
出力される構成になっている。
A first secondary winding portion Na of the transformer T,
By providing a difference in the number of turns of the second secondary winding portion Nb of the transformer T, the voltage generated at the intermediate terminal of the secondary winding of the transformer with respect to the connection point of the first and second synchronous rectification MOSFETs. According to the setting of the duty ratio of the input side switching element, the period during which the first switching element Q1 is on and the second period
The same voltage is output during the period when the switch element Q2 is turned on.

【0014】ブーストハーフブリッジ方式の電源装置は
直流電圧を受ける入力端子2a、2bがあって、少なく
とも1次巻線N1および2次巻線Na、Nbを有するト
ランスTと、前記入力端子間に接続される第1のチョー
クコイルL1と第1のスイッチ素子Q1との第1の直列
回路と前記第1のスイッチ素子Q1間に接続される前記
トランスTの1次巻線N1と第1のコンデンサC1との
第2の直列回路と、前記第1のスイッチ素子Q1がオフ
の期間に、前記第1のチョークコイルL1の電流の一部
を流す経路を形成するための第2のスイッチ素子Q2と
第2のコンデンサC2との第3の直列回路と、前記トラ
ンスTの2次巻線に接続される整流回路と、前記整流回
路に接続されるフィルタ回路と、前記フィルタ回路に接
続され負荷に直流電圧を出力する出力端子16a、16
bと、前記出力端子の出力電圧を検出して、前記第1と
第2のスイッチ素子Q1、Q2を、一方がオンの時に他
方がオフであるように交互にオンさせて、第1のスイッ
チ素子Q1のオンとオフの期間の比率を変化させること
によって、出力端子16a、16bの出力電圧を一定に
するように制御する制御回路を有することを特徴として
おり、交流電圧を入力するためブリッジダイオードBd
を用いた。
The boost half bridge type power supply device has input terminals 2a and 2b for receiving a DC voltage, and is connected between a transformer T having at least a primary winding N1 and secondary windings Na and Nb and the input terminal. The first series circuit of the first choke coil L1 and the first switch element Q1 and the primary winding N1 of the transformer T connected between the first switch element Q1 and the first capacitor C1. And a second switch element Q2 for forming a path through which a part of the current of the first choke coil L1 flows while the first switch element Q1 is off. A third series circuit with the second capacitor C2, a rectifier circuit connected to the secondary winding of the transformer T, a filter circuit connected to the rectifier circuit, and a DC connected to the load connected to the filter circuit. Output terminal 16a for outputting a pressure, 16
b and the output voltage of the output terminal, the first and second switch elements Q1 and Q2 are alternately turned on so that the other is off when one is on, and the first switch A bridge diode for inputting an AC voltage is characterized by having a control circuit for controlling the output voltage of the output terminals 16a and 16b to be constant by changing the ratio of the ON and OFF periods of the element Q1. Bd
Was used.

【0015】入力電源Vinに直流電源を入力する場合
は高調波電流の影響がないのであるが、交流電源で使用
する場合は高調波電流の影響を受けるため、入力電源V
inに交流電源を用いる場合は、一般的に昇圧チョッパ
回路などによって構成されるアクティブフィルタ回路を
用いる。しかしこのような回路構成では、概して部品点
数も多く効率も低下しがちある。ブーストハーフブリッ
ジ方式の電源装置は入力側にチョークコイルL1を配置
しているため、直流電力を得るために交流入力をブリッ
ジダイオードBdで直流に整流し、入力側の第1のチョ
ークコイルL1を不連続動作させることによって、容易
に入力電流の高調波成分を取り除くことができ、しかも
効率良く直流電力を供給できる。
When a DC power source is input to the input power source Vin, there is no influence of the harmonic current, but when used as an AC power source, it is affected by the harmonic current.
When an AC power supply is used for in, an active filter circuit generally composed of a boost chopper circuit or the like is used. However, in such a circuit configuration, the number of parts is large and the efficiency tends to be lowered in general. Since the boost half-bridge type power supply device has the choke coil L1 disposed on the input side, the AC input is rectified by the bridge diode Bd to obtain DC power, and the first choke coil L1 on the input side is disconnected. By continuously operating, the harmonic components of the input current can be easily removed, and the DC power can be efficiently supplied.

【0016】実際に入力側の第1のチョークコイルL1
を不連続動作させるための手段として、下側第1のスイ
ッチ素子Q1のオン時間を小さくし、上側第2のスイッ
チ素子Q2のオン時間と差を持たせ、時比率を50%以
下にすることが必要になり、その結果としてトランスT
の2次巻線Na、Nbが同じ巻数である場合は、図2に
示すように出力側第2のチョークコイルL2には下側第
1のスイッチ素子Q1のオン時間と上側第2のスイッチ
素子Q2のオン時間とで、異なった電圧が発生し、出力
側第2のチョークコイルL2には大きなリップル電流が
発生するため、出力側第2のチョークコイルL2に大き
なインダクタンスを設けないと安定した出力電圧が得ら
れない。
Actually, the first choke coil L1 on the input side
As a means for discontinuously operating the switch, the ON time of the lower first switch element Q1 is made small, and it has a difference from the ON time of the upper second switch element Q2, and the duty ratio is 50% or less. Is required, and as a result, the transformer T
When the secondary windings Na and Nb have the same number of turns, the output side second choke coil L2 has a lower first side as shown in FIG.
A different voltage is generated depending on the on-time of the switch element Q1 of 1 and the on-time of the upper second switch element Q2, and a large ripple current is generated in the second choke coil L2 on the output side. A stable output voltage cannot be obtained unless a large inductance is provided to the second choke coil L2.

【0017】図2はR点で示す出力側第2のチョークコ
イルL2の入力電圧波形で、第1のスイッチ素子Q1と
第2のスイッチ素子Q2がそれぞれオンの期間にトラン
スTの1次巻線N1の端子間電圧をトランスTの1次巻
線N1と第1の2次巻線Na、もしくは第2の2次巻線
Nbの巻線比で変換した電圧であり、1次巻線N1の端
子間電圧が時比率によって変動するために出力側第2の
チョークコイルL2の電圧に変動が発生する。
FIG. 2 shows an input voltage waveform of the output-side second choke coil L2 indicated by a point R. The primary winding of the transformer T is in a period in which the first switch element Q1 and the second switch element Q2 are on. The voltage between the terminals of N1 is converted by the winding ratio of the primary winding N1 of the transformer T and the first secondary winding Na or the second secondary winding Nb. Since the terminal voltage varies depending on the duty ratio, the voltage of the output-side second choke coil L2 also varies.

【0018】すなわち第1のスイッチ素子Q1のオン時
間は第1のコンデンサの電圧Vc1とすると出力側第2
のチョークコイルL2の電圧Vgは次式で表わせる。
That is, assuming that the ON time of the first switch element Q1 is the voltage Vc1 of the first capacitor, the second output side
The voltage Vg of the choke coil L2 can be expressed by the following equation.

【数1】 また第2のスイッチ素子Q2のオン時間は第2のコンデ
ンサの電圧Vc2とすると出力側第2のチョークコイル
L2の電圧Vhはそれぞれ次式で表せる。
[Equation 1] Further, assuming that the ON time of the second switch element Q2 is the voltage Vc2 of the second capacitor, the voltage Vh of the second choke coil L2 on the output side can be expressed by the following equations.

【数2】 従って異なるVc1とVc2に対してNaの巻数とNb
の巻数をNa’の巻数とNb’の巻数にすることで、そ
れぞれ出力側第2のチョークコイルL2の電圧Vg’、
Vh’を等しくすることができる。
[Equation 2] Therefore, for different Vc1 and Vc2, the number of turns of Na and Nb
By setting the number of turns of Na 'and the number of turns of Nb', the voltage Vg 'of the output-side second choke coil L2 is
Vh 'can be made equal.

【0019】本発明においてはトランスの2次巻線N
a、Nbのそれぞれの巻数を変えてあるため、時比率が
50%以下の場合でも、図3に示すように出力側の第2
のチョークコイルL2に印加される電圧は、第1のスイ
ッチ素子Q1がオンし第2のスイッチ素子Q2がオフし
て出力する時間と、第2のスイッチ素子Q2がオンし第
1のスイッチ素子Q1がオフして出力する時間で、両者
の出力電圧に差を生じないことになり、出力側第2のチ
ョークコイルL2に流れる電流はリップルが低減され、
出力側第2のチョークコイルはインダクタンスの小さい
ものが使用出来て損失が少なくなる。
In the present invention, the secondary winding N of the transformer
Since the number of turns of each of a and Nb is changed, even if the duty ratio is 50% or less, as shown in FIG.
The voltage applied to the choke coil L2 of the first switch element Q1 is turned on and the second switch element Q2 is turned off and is output, and the voltage applied to the choke coil L2 is turned on and the second switch element Q2 is turned on. Is turned off and output, there is no difference in both output voltages, and the ripple in the current flowing through the output-side second choke coil L2 is reduced,
As the second choke coil on the output side, a coil having a small inductance can be used, and the loss is reduced.

【0020】以上の説明は入力電圧が一定の場合につい
て説明したが、入力電圧が変動する場合にも同じことが
言える。すなわち入力電圧が変化すると、出力チョーク
コイルに印加される電圧は変化するが、入力電圧が定格
電圧の時に、出力チョークコイルに印加される電圧の変
動を少なくするように、トランスの2次巻線Na’N
b’の巻線を設定しておくことにより、入力電圧が変化
した時にも出力チョークコイルに印加される電圧の変化
を少なくすることができて、同様の効果が得られる。
Although the above description has been given of the case where the input voltage is constant, the same can be said when the input voltage varies. That is, when the input voltage changes, the voltage applied to the output choke coil changes, but when the input voltage is the rated voltage, the secondary winding of the transformer is reduced so as to reduce the fluctuation of the voltage applied to the output choke coil. Na'N
By setting the winding b ′, the change in the voltage applied to the output choke coil can be reduced even when the input voltage changes, and the same effect can be obtained.

【0021】図1の実施例では第1と第2のスイッチQ
1及びQ2は対称な位置関係にあるのでブリッジ型ダイ
オードBdと第1のチョークコイルL1の直列回路を第
1のスイッチ素子Q1のドレイン・ソース端子間ではな
く、第2のスイッチ素子Q2のドレインソース端子間に
接続しても、Q1とQ2の役割は入れ替わるが、その他
の回路動作は同じである。
In the embodiment of FIG. 1, the first and second switches Q
Since 1 and Q2 are in a symmetrical positional relationship, the series circuit of the bridge type diode Bd and the first choke coil L1 is connected not between the drain and source terminals of the first switch element Q1 but the drain source of the second switch element Q2. Even if they are connected between terminals, the roles of Q1 and Q2 are interchanged, but the other circuit operations are the same.

【0022】また図1の回路において第1と第2の同期
整流MOSFET、Q3及びQ4のドライブ方法で、図
1の回路における第1と第2同期整流MOSFET、Q
3及びQ4は、それぞれ他方の同期整流MOSFETの
ドレインソース間電圧によって駆動しているが、このゲ
ート端子の駆動方法は図1に示した方法に限らず、トラ
ンスTの巻線から得られる電圧であれば同様な効果は得
られる。
Further, in the circuit of FIG. 1, the first and second synchronous rectification MOSFETs Q3 and Q4 are driven, and the first and second synchronous rectification MOSFETs Q and Q of the circuit of FIG.
3 and Q4 are respectively driven by the drain-source voltage of the other synchronous rectification MOSFET, but the driving method of this gate terminal is not limited to the method shown in FIG. If there is a similar effect.

【0023】さらに第2のスイッチ素子Q2と第2のコ
ンデンサC2と第3の直列回路の接続場所についても、
図1の実施例ではトランスTの1次巻線N1の端子間に
接続されているが、第1のスイッチ素子Q1の端子間に
接続した場合でも等価回路は同じであり同じ効果が得ら
れる。
Further, regarding the connection location of the second switch element Q2, the second capacitor C2 and the third series circuit,
In the embodiment of FIG. 1, it is connected between the terminals of the primary winding N1 of the transformer T, but even if it is connected between the terminals of the first switch element Q1, the equivalent circuit is the same and the same effect can be obtained.

【0024】第2のスイッチ素子Q2、第2のコンデン
サC2との直列回路をトランスTの2次巻線に移した場
合や、トランスの3次巻線に分離した場合でも同じ効果
が得られる。
The same effect can be obtained when the series circuit of the second switch element Q2 and the second capacitor C2 is transferred to the secondary winding of the transformer T or separated to the tertiary winding of the transformer.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
回路においては、交流入力に対してブリッジダイオード
を使い、第1のスイッチグ素子の時比率を50%以下に
し、入力側にある第1のチョークコイルを不連続モード
で動作させることで入力電源からの高調波電流を削減
し、トランスの2つの2次巻線を、それぞれの巻数を変
えることで、出力側第2チョークコイルの電圧変動を小
さくすることが可能なため、出力側第2チョークコイル
として小さなインダクタンスで安定な出力電圧を得るこ
とができ、高効率な電源装置を作ることができる。
As is apparent from the above description, in the circuit of the present invention, the bridge diode is used for the AC input, the duty ratio of the first switching element is set to 50% or less, and the first switching element on the input side is used. The harmonic current from the input power source is reduced by operating the choke coil in the discontinuous mode, and the voltage fluctuation of the second choke coil on the output side is changed by changing the number of turns of each of the two secondary windings of the transformer. Since it is possible to reduce the output voltage, a stable output voltage can be obtained with a small inductance as the second choke coil on the output side, and a highly efficient power supply device can be manufactured.

【0026】[0026]

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

【図1】本発明の実施形態を示す電源装置の実施例であ
る。
FIG. 1 is an example of a power supply device showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来方式による出力側にある第2のチョークコ
イルに印加される電圧特性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a voltage characteristic applied to a second choke coil on the output side according to a conventional method.

【図3】本発明の方式による出力側にある第2のチョー
クコイルに印加される電圧特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a voltage characteristic applied to a second choke coil on the output side according to the method of the present invention.

【図4】従来の直流電圧入力電源装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional DC voltage input power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2a、2b… 入力端子 16a、16b… 出力端子 17… 負荷 18… 制御回路 C1… 第1のコンデンサ C2… 第2のコンデンサ C3… 出力フィルタの第3のコンデンサ Bd… ブリッジダイオード L1… 第1のチョークコイル L2… 出力フィルタの第2のチョークコイル Q1… 第1のスイッチ素子 Q2… 第2のスイッチ素子 Q3、Q4… 同期整流MOSFET T… トランス N1… トランスTの1次巻線 Na… トランスTの第1の2次巻線 Nb… トランスTの第2の2次巻線 Na’… 本発明によるトランスTの第1の2次巻線 Nb’… 本発明によるトランスTの第2の2次巻線 Vin… 入力電源 V(R)R点の電圧 Vg…C1の電圧で発生するR点の電圧 Vh…C2の電圧で発生するR点の電圧 Vg’… 本発明によるC1の電圧で発生するR点の電
圧 Vh’… 本発明によるC2の電圧で発生するR点の電
圧 T1… Q1のオン時間 T2… Q2のオン時間 Ts… サイクル時間
2a, 2b ... Input terminals 16a, 16b ... Output terminal 17 ... Load 18 ... Control circuit C1 ... First capacitor C2 ... Second capacitor C3 ... Output filter third capacitor Bd ... Bridge diode L1 ... First choke Coil L2 ... Second choke coil Q1 of output filter ... First switch element Q2 ... Second switch element Q3, Q4 ... Synchronous rectification MOSFET T ... Transformer N1 ... Primary winding Na of transformer T ... First of transformer T 1 secondary winding Nb ... 2nd secondary winding Na 'of transformer T ... 1st secondary winding Nb' of transformer T according to the present invention 2nd secondary winding of transformer T according to the present invention Vin ... Input power source V (R) R point voltage Vg ... R point voltage generated by C1 voltage Vh ... R point voltage Vg 'generated by C2 voltage ... R point generated by C1 voltage according to the present invention Voltage Vh '... book The voltage at the point R generated by the voltage of C2 according to the invention ... T1 of Q1 ... T2 of Q2 ... Ts of Q2 ...

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交流電源に接続されたブリッジ型ダイオー
ドと該ブリッジ型ダイオードの直流出力を受ける入力端
子と1次巻線及び2次巻線を有するトランスと、該入力
端子間に接続されたチョークコイルと第1のスイッチ素
子との直列回路(第1)と、該第1のスイッチ素子の端子
間に接続された該トランスの1次巻線とコンデンサ(第
1)との直列回路(第2)と、該トランスの1次巻線の端
子間に接続された第2のスイッチ素子とコンデンサ(第
2)との直列回路(第3)と、該トランスの2次巻線の
それぞれ1端子間に接続された第1と第2の同期整流M
OSFETの直列回路(第4)と、該トランスの2次巻
線の中間端子と、該第1と第2の同期整流MOSFET
の接続点との間に接続された出力チョークコイルと出力
コンデンサとを備えた電源装置において、該2次巻線の
第1の2次巻線と第2の2次巻線の巻数に差を設け、該
出力チョークコイルに印加される電圧変動を小さくする
ようにしたことを特徴とするスイッチング電源装置。
1. A transformer having a bridge type diode connected to an AC power source, an input terminal for receiving a DC output of the bridge type diode, a primary winding and a secondary winding, and a choke connected between the input terminals. A series circuit (first) of a coil and a first switch element, a primary winding of the transformer connected between terminals of the first switch element, and a capacitor (first).
1) and a series circuit (second) of the transformer, a series circuit (third) of a second switch element and a capacitor (second) connected between terminals of the primary winding of the transformer, First and second synchronous rectification M connected between each one terminal of the secondary winding
OSFET series circuit (fourth), intermediate terminal of secondary winding of the transformer, and the first and second synchronous rectification MOSFETs
In a power supply device including an output choke coil and an output capacitor connected between the second secondary winding and the connection point of the second secondary winding, the number of turns of the first secondary winding and the second secondary winding of the secondary winding is different. A switching power supply device, wherein the switching power supply device is provided to reduce fluctuations in voltage applied to the output choke coil.
【請求項2】トランスに3次巻線を設けたことを特徴と
する請求項1に記載のスイッチング電源装置。
2. The switching power supply device according to claim 1, wherein the transformer is provided with a tertiary winding.
【請求項3】第3の直列回路を第1のスイッチ素子の端
子間に接続したことを特徴とした請求項1または請求項
2に記載のスイッチング電源装置
3. The switching power supply device according to claim 1, wherein the third series circuit is connected between terminals of the first switch element.
【請求項4】第3の直列回路をトランスの2次巻線間に
接続したことを特徴とした請求項1または請求項2に記
載のスイッチング電源装置
4. The switching power supply device according to claim 1, wherein the third series circuit is connected between the secondary windings of the transformer.
【請求項5】第3の直列回路をトランスの3次巻線間に
接続したことを特徴とした請求項2に記載のスイッチン
グ電源装置
5. The switching power supply device according to claim 2, wherein the third series circuit is connected between the tertiary windings of the transformer.
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