JP2003134818A - Power supply circuit - Google Patents

Power supply circuit

Info

Publication number
JP2003134818A
JP2003134818A JP2001329511A JP2001329511A JP2003134818A JP 2003134818 A JP2003134818 A JP 2003134818A JP 2001329511 A JP2001329511 A JP 2001329511A JP 2001329511 A JP2001329511 A JP 2001329511A JP 2003134818 A JP2003134818 A JP 2003134818A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
main
voltage
switch element
winding
capacitance
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
JP2001329511A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Okada
洋一 岡田
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 JP2001329511A priority Critical patent/JP2003134818A/en
Publication of JP2003134818A publication Critical patent/JP2003134818A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide size and cost reduction for a component, while keeping a restraining effect of a voltage level applied to a main switch device. SOLUTION: An intermediate tap 20 is provided at a primary main winding 5 for exciting a power transmission main transformer 4. A winding 21 is run from one end of the main winding 5 to the intermediate tap 20, and a winding 22 is run from the intermediate tap 20 to the other end. An input voltage is applied to the one end of the primary main winding 5 formed of the windings 21, 22. The other end is grounded through a main switch device 6, and a capacitance 7 for voltage resonance is provided at the main switch device 6 in parallel. An active snubber circuit 18 is constituted of a capacitance 15, an auxiliary switch device 16 connected with the capacitance 15 in series, and a diode 17 connected with the auxiliary switch device 16 in parallel. The active snubber circuit 18 is connected with the winding 21 in parallel.

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、例えば電気機器に
使用して好適な電源回路に関する。詳しくは、電圧共振
を利用して電力伝達を行う電源回路であって、アクティ
ブスナバ回路を設けてスイッチングパルス電圧を尖頭値
クランプする際のスイッチ素子の耐圧を下げることがで
きるようにするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply circuit suitable for use in, for example, electric equipment. Specifically, it is a power supply circuit that uses voltage resonance to transmit electric power, and is provided with an active snubber circuit that can lower the withstand voltage of a switch element when the switching pulse voltage is clamped to a peak value. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば電気機器に使用される電源回路に
おいては、ブリッジ型と総称されるスイッチ素子の両端
電圧が入力直流電圧にクランプされる多石方式と、フラ
イバックコンバーター、あるいはフォワードコンバータ
ー、プッシュプルコンバーター等と呼ばれる一石または
多石で電圧クランプのされない方式とが使用されてい
る。この内、後者の方式は、制御駆動回路が簡単であ
り、広く使用されているものである。
2. Description of the Related Art For example, in a power supply circuit used for electric equipment, a multi-stone system in which a voltage across both ends of a switch element, which is generally called a bridge type, is clamped to an input DC voltage, a flyback converter, a forward converter, or a push converter. A method called a pull converter or the like that does not have a voltage clamp with one stone or many stones is used. Among these, the latter method has a simple control drive circuit and is widely used.

【0003】そこで図4には、後者の方式の中でも最も
電力交換効率が高いと報告されている電圧共振型コンバ
ーターの原理回路図を示す。
Therefore, FIG. 4 shows a circuit diagram of the principle of the voltage resonance converter which is reported to have the highest power exchange efficiency among the latter methods.

【0004】すなわち図4において、入力電源41から
の交流電源がダイオード整流ブリッジ42に供給され、
整流された電圧が他端の接地された平滑用のキャパシタ
ンス43を通じて取り出される。この取り出された平滑
電圧が電力伝達用主トランス44の励磁用の1次側主巻
線45の一端に印加される。そしてこの主巻線45の他
端が主スイッチ素子46を通じて接地され、この主スイ
ッチ素子46に並列に電圧共振用キャパシタンス47と
ダンパーダイオード48とが設けられる。
That is, in FIG. 4, the AC power source from the input power source 41 is supplied to the diode rectifying bridge 42,
The rectified voltage is taken out through the grounding smoothing capacitance 43 at the other end. The extracted smoothed voltage is applied to one end of the primary winding main winding 45 for excitation of the power transmission main transformer 44. The other end of the main winding 45 is grounded through a main switch element 46, and a voltage resonance capacitance 47 and a damper diode 48 are provided in parallel with the main switch element 46.

【0005】さらに主トランス44の2次側巻線49の
両端間には整流用のダイオード50と平滑用のキャパシ
タンス51が設けられ、このキャパシタンス51の両端
から任意の電圧を取り出す出力端子52が導出される。
そしてこの出力端子52の+側の電圧が誤差アンプ53
を通じて発振駆動回路54に供給され、この電圧の値に
応じて主スイッチ素子46の導通を任意に制御する駆動
信号が形成される。これにより、出力端子52に取り出
される出力電圧の安定化が行われる。
Further, a rectifying diode 50 and a smoothing capacitance 51 are provided between both ends of the secondary winding 49 of the main transformer 44, and an output terminal 52 for extracting an arbitrary voltage from both ends of the capacitance 51 is led out. To be done.
The voltage on the + side of the output terminal 52 is the error amplifier 53.
A drive signal is supplied to the oscillation drive circuit 54 through the control signal and controls the conduction of the main switch element 46 in accordance with the value of this voltage. As a result, the output voltage output to the output terminal 52 is stabilized.

【0006】すなわち発振駆動回路54では、出力電圧
が一定となるように例えば主スイッチ素子46のオフ時
間Toff を固定として動作発振周波数を可変とする駆動
信号が形成される。この駆動信号が主スイッチ素子46
に供給されることにより、各部の信号は図5の波形図に
示すようになる。ここで図5のAは、例えば図5のBの
ように主スイッチ素子46の導通が制御されたときに、
主スイッチ素子46に流れる電流Isw及び両端間に印加
される電圧Vswを示している。
That is, in the oscillation drive circuit 54, for example, a drive signal is formed so that the operation oscillation frequency is variable by fixing the off time Toff of the main switch element 46 so that the output voltage becomes constant. This drive signal is the main switch element 46.
The signals of the respective parts are supplied as shown in the waveform diagram of FIG. Here, in FIG. 5A, when the conduction of the main switch element 46 is controlled as shown in FIG. 5B, for example,
The current Isw flowing through the main switch element 46 and the voltage Vsw applied between both ends are shown.

【0007】そしてこの波形図から明らかなように、電
圧Vswの波形は正弦波の半波状で非常に滑らかであるた
めに発生ノイズが極めて少なく、また電流Iswと電圧V
swの重なりも小さいためにスイッチング損失を大幅に抑
制することができる。このようにしてこの図4の回路に
よれば、電圧共振型コンバーターの原理を用いて電圧変
換が行われ、安定化された出力電圧が出力端子52に取
り出される。そしてこの回路は、最も電力交換効率が高
いと報告されているものである。
As is clear from this waveform diagram, since the waveform of the voltage Vsw is a half-sine wave of a sine wave and is very smooth, the generated noise is extremely small, and the current Isw and the voltage Vsw.
Since the sw overlap is small, switching loss can be greatly suppressed. In this way, according to the circuit of FIG. 4, voltage conversion is performed using the principle of the voltage resonance type converter, and the stabilized output voltage is taken out to the output terminal 52. This circuit is reported to have the highest power exchange efficiency.

【0008】ところがこの回路においては、主スイッチ
素子46に印加される電圧尖頭値が高く、高耐圧の素子
が必要とされる。すなわち図5のAにおいて、主スイッ
チ素子46のオフ期間に発生されるパルスの電圧尖頭値
Vdsは、入力電圧値及び主スイッチ素子46の導通時間
の増加、つまり負荷電力の増加に伴って増加するもので
ある。そして主スイッチ素子46にはこのパルス電圧の
印加に耐える耐圧が必要とされることになる。
However, in this circuit, an element having a high peak voltage value applied to the main switch element 46 and a high breakdown voltage is required. That is, in FIG. 5A, the voltage peak value Vds of the pulse generated during the off period of the main switch element 46 increases with an increase in the input voltage value and the conduction time of the main switch element 46, that is, an increase in load power. To do. Then, the main switch element 46 is required to have a withstand voltage that can withstand the application of this pulse voltage.

【0009】しかしながらこのような高耐圧の主スイッ
チ素子46は、MOSFETでは種類も少なく少数で高
価なものである。また高耐圧のMOSFETでは導通抵
抗も大きいために損失が増大してしまう恐れもある。さ
らにバイポーラトランジスタを採用する場合でも、導通
損失はFETに比べて小さくなるが、高耐圧のものはス
イッチング時間が低耐圧素子に比べて劣り、高周波化す
ることができなくなってしまうものである。
However, such high withstand voltage main switching element 46 is a small number of MOSFETs, and is small in number and expensive. In addition, in a high breakdown voltage MOSFET, the conduction resistance is also large, so that the loss may increase. Further, even when the bipolar transistor is adopted, the conduction loss is smaller than that of the FET, but the one having a high breakdown voltage has a switching time inferior to that of a low breakdown voltage element, and cannot attain a high frequency.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】これに対して、主トラ
ンス44の1次側主巻線45に並列にキャパシタンスと
スイッチ素子からなるアクティブスナバ回路を設けて、
主スイッチ素子46の両端電圧を規定の電圧レベルにク
ランプし抑制する方式が実施されている。すなわち図6
において、キャパシタンス55と、このキャパシタンス
55に直列に接続された副スイッチ素子56と、さらに
この副スイッチ素子56に並列に接続されたダイオード
57とによってアクティブスナバ回路58が構成され
る。
On the other hand, an active snubber circuit including a capacitance and a switch element is provided in parallel with the primary side main winding 45 of the main transformer 44,
A method has been implemented in which the voltage across the main switch element 46 is clamped at a prescribed voltage level and suppressed. That is, FIG.
In, the active snubber circuit 58 is composed of the capacitance 55, the sub switch element 56 connected in series to the capacitance 55, and the diode 57 connected in parallel to the sub switch element 56.

【0011】そしてこのアクティブスナバ回路58が1
次側主巻線45に並列に設けられ、上述の副スイッチ素
子56が、駆動回路59により、主スイッチ素子46の
駆動信号から規定の時間ずらした位相において所望の期
間駆動される。これによって主スイッチ素子46のオフ
期間に発生されるパルスの電圧尖頭値Vdsが所望の値に
クランプされ、主スイッチ素子46の両端電圧が規定の
電圧レベルに抑制される。これらの動作における各部の
波形は、例えば図7に示すようになる。
The active snubber circuit 58 is 1
The sub-switch element 56, which is provided in parallel with the secondary main winding 45, is driven by the drive circuit 59 for a desired period in a phase shifted from the drive signal of the main switch element 46 by a predetermined time. As a result, the voltage peak value Vds of the pulse generated during the off period of the main switch element 46 is clamped to a desired value, and the voltage across the main switch element 46 is suppressed to the prescribed voltage level. The waveform of each part in these operations is as shown in FIG. 7, for example.

【0012】すなわち例えば主スイッチ素子46が図7
のCのように駆動されるのに対し、副スイッチ素子56
が図7のDのように駆動される。これにより主スイッチ
素子46のオフ期間に発生されるパルスの電圧尖頭値V
dsが所望の値にクランプされる。そして主スイッチ素子
46に流れる電流Isw1及び両端間に印加される電圧V
sw1の波形は図7のAに示すようになり、スイッチ素子
56に流れる電流Isw2及び両端間に印加される電圧V
sw2の波形は図7のBに示すようになる。
That is, for example, the main switch element 46 is shown in FIG.
While it is driven like the C of FIG.
Are driven as shown by D in FIG. As a result, the voltage peak value V of the pulse generated during the off period of the main switch element 46
ds is clamped to the desired value. The current Isw1 flowing through the main switch element 46 and the voltage V applied across both ends
The waveform of sw1 is as shown in A of FIG. 7, and the current Isw2 flowing through the switch element 56 and the voltage V applied across both ends are shown.
The waveform of sw2 is as shown in B of FIG.

【0013】従ってこの回路によれば、主スイッチ素子
46への印加電圧を例えば1500Vの耐圧に対して1
200Vに抑制するような設計とすることによって、主
スイッチ素子46の耐圧余裕を確保することが可能にな
る。ところがこの場合に、アクティブスナバ回路58を
構成する副スイッチ素子56にも同等の耐圧が必要にな
り、例えば1500Vの耐圧のスイッチ素子が2個必要
とされることになる。またこの副スイッチ素子56の損
失も無視できないものとなる。
Therefore, according to this circuit, the voltage applied to the main switching element 46 is 1 with respect to the withstand voltage of 1500 V, for example.
By designing to suppress the voltage to 200V, it becomes possible to secure the withstand voltage margin of the main switch element 46. However, in this case, the auxiliary switch element 56 forming the active snubber circuit 58 also needs to have an equivalent withstand voltage, and for example, two switch elements with a withstand voltage of 1500 V are required. Further, the loss of the sub switch element 56 cannot be ignored.

【0014】この出願はこのような点に鑑みて成された
ものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置
では、スイッチ素子に印加される電圧尖頭値が高く、高
耐圧の素子が必要とされ、これに対してアクティブスナ
バ回路を設けて印加電圧を抑制した場合には、比較的高
耐圧のスイッチ素子が2個必要とされ、さらにこれらの
スイッチ素子の損失も無視することができなかったとい
うものである。
This application has been made in view of such a point, and the problem to be solved is that in the conventional device, the peak value of the voltage applied to the switch element is high and the withstand voltage is high. If an element is required and an active snubber circuit is provided to suppress the applied voltage, two switch elements with relatively high breakdown voltage are required, and the loss of these switch elements should be ignored. I couldn't do it.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】このため本発明において
は、主トランスの1次側主巻線に中間タップを設け、こ
の中間タップと入力直流の入力電位線路、若しくはゼロ
電位線路との間にアクティブスナバ回路を設けるように
したものであって、これによればアクティブスナバ回路
の副スイッチ素子及びキャパシタンスに印加される電圧
が低減され、主スイッチ素子に印加される電圧レベルの
抑制効果を維持したままで、部品の小型化やコストの削
減を図ることができる。
Therefore, in the present invention, an intermediate tap is provided in the primary side main winding of the main transformer, and the intermediate tap is provided between the intermediate tap and the input potential line of the input DC or the zero potential line. An active snubber circuit is provided, which reduces the voltage applied to the sub switch element and the capacitance of the active snubber circuit and maintains the effect of suppressing the voltage level applied to the main switch element. In addition, it is possible to reduce the size of parts and reduce costs.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】すなわち本発明は、電圧共振を利
用して電力伝達を行う電源回路であって、電力伝達のた
めの主スイッチング動作に用いる主スイッチ素子及び電
力伝達用主トランスと、電力伝達用主トランスの励磁用
主巻線に並列に接続された副スイッチ素子及びこの副ス
イッチ素子に直列に接続されたキャパシタンスとから構
成され、主スイッチ素子の両端間に印加されるスイッチ
ングパルス電圧を尖頭値クランプするアクティブスナバ
回路とを有し、アクティブスナバ回路を入力直流の入力
電位線路と電力伝達用主トランスの励磁用主巻線に設け
られる中間タップとの間に設けてなるものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION That is, the present invention is a power supply circuit for transmitting electric power by utilizing voltage resonance, including a main switching element and a main transformer for electric power transmission used for a main switching operation for electric power transmission. A switching pulse voltage applied between both ends of the main switching element, which is composed of a sub switching element connected in parallel with the main excitation winding of the transmission main transformer and a capacitance connected in series with the sub switching element. And an active snubber circuit that clamps a peak value, and the active snubber circuit is provided between the input potential line of the input DC and the intermediate tap provided in the excitation main winding of the power transmission main transformer. .

【0017】また、本発明は、電圧共振を利用して電力
伝達を行う電源回路であって、電力伝達のための主スイ
ッチング動作に用いる主スイッチ素子及び電力伝達用主
トランスと、電力伝達用主トランスの励磁用主巻線に並
列に接続された副スイッチ素子及びこの副スイッチ素子
に直列に接続されたキャパシタンスとから構成され、主
スイッチ素子の両端間に印加されるスイッチングパルス
電圧を尖頭値クランプするアクティブスナバ回路とを有
し、アクティブスナバ回路を電力伝達用主トランスの励
磁用主巻線に設けられる中間タップと入力直流のゼロ電
位線路との間に設けてなるものである。
Further, the present invention is a power supply circuit for transmitting power by utilizing voltage resonance, wherein a main switch element and a power transmission main transformer used for a main switching operation for power transmission, and a power transmission main transformer. It consists of a sub-switch element connected in parallel with the main excitation winding of the transformer and a capacitance connected in series with this sub-switch element, and the peak value of the switching pulse voltage applied across the main switch element. An active snubber circuit for clamping is provided, and the active snubber circuit is provided between the intermediate tap provided on the excitation main winding of the power transmission main transformer and the zero potential line of the input DC.

【0018】以下、図面を参照して本発明を説明する
に、図1及び図2は、それぞれ本発明による電源回路の
異なる実施形態の構成を示すブロック図である。なお、
これらの図1及び図2において、共通する部分には同一
の符号を附して示してある。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 are block diagrams showing configurations of different embodiments of a power supply circuit according to the present invention. In addition,
In these FIG. 1 and FIG. 2, common parts are denoted by the same reference numerals.

【0019】図1及び図2において、入力電源1からの
交流電源がダイオード整流ブリッジ2に供給され、整流
された電圧が他端の接地された平滑用のキャパシタンス
3を通じて取り出される。そしてこのキャパシタンス3
から取り出された平滑電圧の供給される入力電位線路
が、電力伝達用主トランス4の励磁用の1次側主巻線5
の一端に接続される。またこの1次側主巻線5の他端は
1次側ゼロ電位線路に接続される。
In FIGS. 1 and 2, an AC power source from an input power source 1 is supplied to a diode rectifying bridge 2, and a rectified voltage is taken out through a grounding smoothing capacitance 3 at the other end. And this capacitance 3
The input potential line to which the smoothed voltage extracted from is supplied is the primary side main winding 5 for exciting the main transformer 4 for power transmission.
Connected to one end of. The other end of the primary side main winding 5 is connected to the primary side zero potential line.

【0020】ここで1次側主巻線5には中間タップ20
が設けられ、1次側主巻線5の一端(入力電位線路)か
ら中間タップ20までが巻線21、中間タップ20から
1次側主巻線5の他端(1次側ゼロ電位線路)までが巻
線22とされる。そしてこれらの巻線21、22からな
る1次側主巻線5の他端が主スイッチ素子6を通じて接
地され、この主スイッチ素子6に並列に電圧共振用キャ
パシタンス7とダンパーダイオード8とが設けられる。
An intermediate tap 20 is provided on the primary side main winding 5 here.
Is provided, and one end (input potential line) of the primary side main winding 5 to the intermediate tap 20 is the winding 21, and the other end of the primary side main winding 5 from the intermediate tap 20 (primary side zero potential line). Up to the winding 22. The other end of the primary side main winding 5 including these windings 21 and 22 is grounded through the main switching element 6, and a voltage resonance capacitance 7 and a damper diode 8 are provided in parallel with the main switching element 6. .

【0021】さらに主トランス4の2次側巻線9の両端
間には整流用のダイオード10と平滑用のキャパシタン
ス11が設けられ、このキャパシタンス11の両端から
任意の電圧を取り出す出力端子12が導出される。そし
てこの出力端子12の+側の電圧が誤差アンプ13を通
じて発振駆動回路14に供給され、この電圧の値に応じ
て主スイッチ素子6の導通を任意に制御する駆動信号が
形成される。これにより、出力端子12に取り出される
出力電圧の安定化が行われる。
Further, a rectifying diode 10 and a smoothing capacitance 11 are provided between both ends of the secondary winding 9 of the main transformer 4, and an output terminal 12 for extracting an arbitrary voltage from both ends of the capacitance 11 is led out. To be done. Then, the voltage on the + side of the output terminal 12 is supplied to the oscillation drive circuit 14 through the error amplifier 13, and a drive signal for arbitrarily controlling the conduction of the main switch element 6 is formed according to the value of this voltage. As a result, the output voltage output to the output terminal 12 is stabilized.

【0022】すなわち発振駆動回路14では、出力電圧
が一定となるように例えば主スイッチ素子6のオフ時間
Toff を固定として動作発振周波数を可変とする駆動信
号が形成される。そしてこの駆動信号が主スイッチ素子
6に供給されることにより、主トランス4の1次側主巻
線5に交番する電流が流されて励磁が行われ、2次側巻
線9に電力が伝達されて巻線5、9の比に応じた電圧が
2次側巻線9に形成される。さらにこの出力電圧が安定
化するように駆動信号が制御される。
That is, in the oscillation drive circuit 14, for example, a drive signal is formed so that the operation oscillation frequency is variable with the off time Toff of the main switch element 6 fixed so that the output voltage becomes constant. Then, by supplying this drive signal to the main switch element 6, an alternating current flows in the primary side main winding 5 of the main transformer 4 to perform excitation, and power is transmitted to the secondary side winding 9. As a result, a voltage corresponding to the ratio of the windings 5 and 9 is formed in the secondary winding 9. Further, the drive signal is controlled so that the output voltage is stabilized.

【0023】またこの回路において、キャパシタンス1
5と、このキャパシタンス15に直列に接続された副ス
イッチ素子16と、さらにこの副スイッチ素子16に並
列に接続されたダイオード17とによってアクティブス
ナバ回路18が構成される。そしてこのアクティブスナ
バ回路18が、この中間タップ20と入力電位線路との
間の巻線21と並列(図1の実施形態)、あるいは中間
タップ20とゼロ電位線路との間の巻線22と並列(図
2の実施形態)に接続される。
In this circuit, the capacitance 1
5, the sub switch element 16 connected in series to the capacitance 15, and the diode 17 connected in parallel to the sub switch element 16 constitute an active snubber circuit 18. The active snubber circuit 18 is in parallel with the winding 21 between the intermediate tap 20 and the input potential line (the embodiment of FIG. 1) or in parallel with the winding 22 between the intermediate tap 20 and the zero potential line. (Embodiment of FIG. 2).

【0024】さらにこのアクティブスナバ回路18の副
スイッチ素子16が、駆動回路19により、主スイッチ
素子6の駆動信号から規定の時間ずらした位相において
所望の期間駆動される。すなわち図3には各部の波形を
示す。この図3において、上述の主スイッチ素子6の駆
動信号が、例えば図3のCに示すように形成されるのに
対して、副スイッチ素子16の駆動信号が、例えば図3
のDに示すように形成される。
Further, the sub switch element 16 of the active snubber circuit 18 is driven by the drive circuit 19 for a desired period in a phase shifted from the drive signal of the main switch element 6 by a predetermined time. That is, FIG. 3 shows the waveform of each part. In FIG. 3, the drive signal of the main switch element 6 described above is formed as shown in C of FIG. 3, for example, whereas the drive signal of the sub switch element 16 is formed as shown in FIG.
Is formed as shown in FIG.

【0025】これによって主スイッチ素子6に流れる電
流Isw1及び両端間に印加される電圧Vsw1の波形は例
えば図3のAに示すようになり、スイッチ素子16に流
れる電流Isw2及び両端間に印加される電圧Vsw2の波
形は例えば図3のBに示すようになる。なお、上述の主
トランス4と主スイッチ素子6を含む電力伝達系、及び
アクティブスナバ回路18の構成及び動作は、先に図6
の説明で述べた電圧共振型コンバーターの構成及び動作
と同等である。
As a result, the waveform of the current Isw1 flowing through the main switching device 6 and the voltage Vsw1 applied across the main switching device 6 is as shown in FIG. 3A, for example, and the current Isw2 flowing through the switching device 16 and the current Vsw1 applied across the switching device 16 are applied. The waveform of the voltage Vsw2 is, for example, as shown in B of FIG. The configuration and operation of the power transmission system including the main transformer 4 and the main switch element 6 and the active snubber circuit 18 described above are described in FIG.
This is the same as the configuration and operation of the voltage resonance type converter described in the above description.

【0026】すなわちこの回路において、主スイッチ素
子6が導通状態にあるとき、主電流は、入力電圧源(平
滑用のキャパシタンス3の一端)から、主トランス4の
1次側主巻線5、主スイッチ素子6を通じて1次側ゼロ
電位線路という経路で流される。そして主スイッチ素子
6が開放状態になると、入力電圧源から主巻線5を通じ
て電圧共振用キャパシタンス7への充電が開始される。
さらにこの動作が繰り返されて交番する電流が形成され
1次側主巻線5の励磁が行われる。
That is, in this circuit, when the main switching element 6 is in the conducting state, the main current flows from the input voltage source (one end of the smoothing capacitance 3) to the primary side main winding 5 of the main transformer 4 and the main winding. It flows through a path called the primary side zero potential line through the switch element 6. When the main switching element 6 is opened, charging of the voltage resonance capacitance 7 from the input voltage source is started via the main winding 5.
Further, this operation is repeated to form an alternating current, and the primary side main winding 5 is excited.

【0027】そして主スイッチ素子6が開放状態の期間
に副スイッチ素子16が導通状態になると、例えば図1
の実施形態においては、キャパシタンス15と副スイッ
チ素子16を通じた電流が、主巻線5の巻線22を通じ
て1次側ゼロ電位線路に流される。これによって主スイ
ッチ素子6の両端電圧は、中間タップ20からゼロ電位
線路までの巻線22とキャパシタンス15の時定数によ
って、あたかも大容量が接続されたようにクランプされ
る。
When the sub switch element 16 is turned on while the main switch element 6 is open, for example, as shown in FIG.
In this embodiment, the current flowing through the capacitance 15 and the sub switching element 16 is passed through the winding 22 of the main winding 5 to the primary side zero potential line. As a result, the voltage across the main switch element 6 is clamped by the time constant of the winding 22 and the capacitance 15 from the intermediate tap 20 to the zero potential line, as if a large capacitance was connected.

【0028】あるいは例えば図2の実施形態において
は、主スイッチ素子6が開放状態の期間に副スイッチ素
子16が導通状態になると、入力電圧源から主巻線5の
巻線21を通じた電流が、キャパシタンス15と副スイ
ッチ素子16を通じて1次側ゼロ電位線路に流される。
これによって主スイッチ素子6の両端電圧は、入力電位
線路から中間タップ20までの巻線21とキャパシタン
ス15の時定数によって、あたかも大容量が接続された
ようにクランプされる。
Alternatively, for example, in the embodiment shown in FIG. 2, when the main switching element 6 is in the open state and the sub switching element 16 is in the conducting state, the current from the input voltage source through the winding 21 of the main winding 5 is It flows through the zero potential line on the primary side through the capacitance 15 and the sub switch element 16.
As a result, the voltage across the main switch element 6 is clamped by the time constant of the winding 21 from the input potential line to the center tap 20 and the capacitance 15 as if a large capacitance was connected.

【0029】そしてこれらの回路において、アクティブ
スナバ回路18の副スイッチ素子16及びキャパシタン
ス15に印加される電圧が、中間タップ20で分割され
る主巻線5の巻線比に応じて減少される。すなわちアク
ティブスナバ回路18の副スイッチ素子16及びキャパ
シタンス15には、主巻線5の巻線比で分圧された電圧
が印加されることになる。これによって副スイッチ素子
16等に必要な耐圧が低減され、これら部品の小型化や
コストの削減を図ることができる。
In these circuits, the voltage applied to the sub switch element 16 and the capacitance 15 of the active snubber circuit 18 is reduced according to the turn ratio of the main winding 5 divided by the center tap 20. That is, a voltage divided by the turn ratio of the main winding 5 is applied to the sub switch element 16 and the capacitance 15 of the active snubber circuit 18. As a result, the withstand voltage required for the sub switch element 16 and the like is reduced, and it is possible to reduce the size and cost of these parts.

【0030】なお、これらの回路において、主スイッチ
素子6の両端間に印加される電圧Vsw1の値を例えば図
6に示したアクティブスナバ回路58と等しくするに
は、主巻線45のインダクタンスを値L1、キャパシタ
ンス55の容量を値C1とし、図1における巻線22、
あるいは図2における巻線21のインダクタンスを値L
1′、キャパシタンス15の容量を値C1′として、こ
れらの時定数f、f′が等しくなるようにすればよい。
In these circuits, in order to make the value of the voltage Vsw1 applied across the main switch element 6 equal to that of the active snubber circuit 58 shown in FIG. 6, the inductance of the main winding 45 is set to a value. L1 and the capacitance of the capacitance 55 are values C1, and the winding 22 in FIG.
Alternatively, the inductance of the winding 21 in FIG.
1 ', and the capacitance of the capacitance 15 is set to a value C1' so that the time constants f and f'are equal to each other.

【0031】すなわちこれらの時定数f、f′は、 f=1/2×π√(L1×C1) あるいは f′=1/2×π√(L1′×C1′) で表され、これらが等しくなるように値L1′、値C
1′が選択される。
That is, these time constants f and f'are expressed by f = 1/2 × π√ (L1 × C1) or f '= 1/2 × π√ (L1' × C1 '), respectively. Value L1 'and value C so that they are equal
1'is selected.

【0032】従ってこれらの実施形態において、主トラ
ンスの1次側主巻線に中間タップを設け、この中間タッ
プと入力直流の入力電位線路、若しくはゼロ電位線路と
の間にアクティブスナバ回路を設けるようにしたことに
よって、アクティブスナバ回路の副スイッチ素子及びキ
ャパシタンスに印加される電圧が低減され、主スイッチ
素子に印加される電圧レベルの抑制効果を維持したまま
で、部品の小型化やコストの削減を図ることができる。
Therefore, in these embodiments, an intermediate tap is provided on the primary side main winding of the main transformer, and an active snubber circuit is provided between this intermediate tap and the input potential line of the input DC or the zero potential line. As a result, the voltage applied to the sub-switch element and capacitance of the active snubber circuit is reduced, and the effect of suppressing the voltage level applied to the main switch element is maintained, while reducing the size of parts and cost. Can be planned.

【0033】これによって、従来の装置では、スイッチ
素子に印加される電圧尖頭値が高く、高耐圧の素子が必
要とされ、これに対してアクティブスナバ回路を設けて
印加電圧を抑制した場合には、比較的高耐圧のスイッチ
素子が2個必要とされ、さらにこれらのスイッチ素子の
損失も無視することができなかったものを、本発明によ
ればこれらの問題点を容易に解消することができるもの
である。
As a result, in the conventional device, a high peak voltage value applied to the switch element and a high breakdown voltage element are required. In contrast to this, when an active snubber circuit is provided to suppress the applied voltage, However, according to the present invention, these problems can be easily solved. However, according to the present invention, two relatively high breakdown voltage switch elements are required and the loss of these switch elements cannot be ignored. It is possible.

【0034】なお本発明は、上述の説明した実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱するこ
となく種々の変形が可能とされるものである。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0035】[0035]

【発明の効果】従って請求項1の発明によれば、主トラ
ンスの1次側主巻線に中間タップを設け、この中間タッ
プと入力直流の入力電位線路との間にアクティブスナバ
回路を設けるようにしたことによって、アクティブスナ
バ回路の副スイッチ素子及びキャパシタンスに印加され
る電圧が低減され、主スイッチ素子に印加される電圧レ
ベルの抑制効果を維持したままで、部品の小型化やコス
トの削減を図ることができるものである。
According to the invention of claim 1, therefore, an intermediate tap is provided on the primary side main winding of the main transformer, and an active snubber circuit is provided between this intermediate tap and the input potential line of the input DC. As a result, the voltage applied to the sub-switch element and capacitance of the active snubber circuit is reduced, and the effect of suppressing the voltage level applied to the main switch element is maintained, while reducing the size of parts and cost. It can be achieved.

【0036】また、請求項2の発明によれば、主トラン
スの1次側主巻線に中間タップを設け、この中間タップ
と入力直流のゼロ電位線路との間にアクティブスナバ回
路を設けるようにしたことによって、アクティブスナバ
回路の副スイッチ素子及びキャパシタンスに印加される
電圧が低減され、主スイッチ素子に印加される電圧レベ
ルの抑制効果を維持したままで、部品の小型化やコスト
の削減を図ることができるものである。
According to the invention of claim 2, an intermediate tap is provided on the primary side main winding of the main transformer, and an active snubber circuit is provided between this intermediate tap and the zero potential line of the input DC. As a result, the voltage applied to the sub-switch element and the capacitance of the active snubber circuit is reduced, and the effect of suppressing the voltage level applied to the main switch element is maintained, while reducing the size of components and cost. Is something that can be done.

【0037】これによって、従来の装置では、スイッチ
素子に印加される電圧尖頭値が高く、高耐圧の素子が必
要とされ、これに対してアクティブスナバ回路を設けて
印加電圧を抑制した場合には、比較的高耐圧のスイッチ
素子が2個必要とされ、さらにこれらのスイッチ素子の
損失も無視することができなかったものを、本発明によ
ればこれらの問題点を容易に解消することができるもの
である。
As a result, in the conventional device, an element having a high voltage peak value applied to the switch element and a high withstand voltage is required. In contrast to this, when an active snubber circuit is provided to suppress the applied voltage. However, according to the present invention, these problems can be easily solved. However, according to the present invention, two relatively high breakdown voltage switch elements are required and the loss of these switch elements cannot be ignored. It is possible.

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

【図1】本発明の適用される電源回路の実施形態の構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a power supply circuit to which the present invention is applied.

【図2】本発明の適用される電源回路の実施形態の構成
図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of a power supply circuit to which the present invention is applied.

【図3】その説明のための波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram for the explanation.

【図4】従来の電源回路の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional power supply circuit.

【図5】その説明のための波形図である。FIG. 5 is a waveform chart for the explanation.

【図6】従来のアクティブスナバ回路を用いた電源回路
の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a power supply circuit using a conventional active snubber circuit.

【図7】その説明のための波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram for the explanation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力電源、2…ダイオード整流ブリッジ、3…平滑
用のキャパシタンス、4…電力伝達用主トランス、5…
1次側主巻線、6…主スイッチ素子、7…電圧共振用キ
ャパシタンス、8…ダンパーダイオード、9…2次側巻
線、10…整流用のダイオード、11…平滑用のキャパ
シタンス、12…出力端子、13…誤差アンプ、14…
発振駆動回路、15…キャパシタンス、16…副スイッ
チ素子、17…ダイオード、18…アクティブスナバ回
路、19…駆動回路、20…中間タップ、21,22…
巻線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input power supply, 2 ... Diode rectification bridge, 3 ... Capacitance for smoothing, 4 ... Main transformer for power transmission, 5 ...
Primary side main winding, 6 ... Main switch element, 7 ... Voltage resonance capacitance, 8 ... Damper diode, 9 ... Secondary side winding, 10 ... Rectifying diode, 11 ... Smoothing capacitance, 12 ... Output Terminal, 13 ... Error amplifier, 14 ...
Oscillation drive circuit, 15 ... Capacitance, 16 ... Sub switch element, 17 ... Diode, 18 ... Active snubber circuit, 19 ... Drive circuit, 20 ... Intermediate tap, 21, 22 ...
Winding

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電圧共振を利用して電力伝達を行う電源
回路であって、 電力伝達のための主スイッチング動作に用いる主スイッ
チ素子及び電力伝達用主トランスと、 前記電力伝達用主トランスの励磁用主巻線に並列に接続
された副スイッチ素子及びこの副スイッチ素子に直列に
接続されたキャパシタンスとから構成され、前記主スイ
ッチ素子の両端間に印加されるスイッチングパルス電圧
を尖頭値クランプするアクティブスナバ回路とを有し、 前記アクティブスナバ回路を入力直流の入力電位線路と
前記電力伝達用主トランスの励磁用主巻線に設けられる
中間タップとの間に設けることを特徴とする電源回路。
1. A power supply circuit for transmitting power using voltage resonance, comprising: a main switching element used for a main switching operation for power transmission; a power transmission main transformer; and an excitation of the power transmission main transformer. It comprises a sub-switch element connected in parallel to the main winding and a capacitance connected in series to this sub-switch element, and clamps the switching pulse voltage applied across the main switching element to a peak value. An active snubber circuit, wherein the active snubber circuit is provided between an input direct current input potential line and an intermediate tap provided on an excitation main winding of the power transmission main transformer.
【請求項2】 電圧共振を利用して電力伝達を行う電源
回路であって、 電力伝達のための主スイッチング動作に用いる主スイッ
チ素子及び電力伝達用主トランスと、 前記電力伝達用主トランスの励磁用主巻線に並列に接続
された副スイッチ素子及びこの副スイッチ素子に直列に
接続されたキャパシタンスとから構成され、前記主スイ
ッチ素子の両端間に印加されるスイッチングパルス電圧
を尖頭値クランプするアクティブスナバ回路とを有し、 前記アクティブスナバ回路を前記電力伝達用主トランス
の励磁用主巻線に設けられる中間タップと入力直流のゼ
ロ電位線路との間に設けることを特徴とする電源回路。
2. A power supply circuit for transmitting power using voltage resonance, comprising: a main switching element used for main switching operation for power transmission, a main transformer for power transmission, and excitation of the main transformer for power transmission. It comprises a sub-switch element connected in parallel to the main winding and a capacitance connected in series to this sub-switch element, and clamps the switching pulse voltage applied across the main switching element to a peak value. An active snubber circuit, wherein the active snubber circuit is provided between an intermediate tap provided on an exciting main winding of the power transmission main transformer and a zero potential line of an input DC.
JP2001329511A 2001-10-26 2001-10-26 Power supply circuit Pending JP2003134818A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001329511A JP2003134818A (en) 2001-10-26 2001-10-26 Power supply circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001329511A JP2003134818A (en) 2001-10-26 2001-10-26 Power supply circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003134818A true JP2003134818A (en) 2003-05-09

Family

ID=19145405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001329511A Pending JP2003134818A (en) 2001-10-26 2001-10-26 Power supply circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003134818A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9712024B2 (en) 2012-07-25 2017-07-18 Aisin Aw Co., Ltd. Coil end shaping apparatus and method
CN108781036A (en) * 2016-03-17 2018-11-09 朴赞雄 The method and apparatus for reducing the noise generated in the rectifier diode of the primary side of Switching Power Supply

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9712024B2 (en) 2012-07-25 2017-07-18 Aisin Aw Co., Ltd. Coil end shaping apparatus and method
CN108781036A (en) * 2016-03-17 2018-11-09 朴赞雄 The method and apparatus for reducing the noise generated in the rectifier diode of the primary side of Switching Power Supply
JP2019509011A (en) * 2016-03-17 2019-03-28 パク,チャン−ウン Method and apparatus for reducing noise generated from a rectifying diode located on the primary side of a switching power supply
US10692649B2 (en) 2016-03-17 2020-06-23 Chan Woong Park Method and apparatus for reducing noise generated by rectification diode located at primary side of switching power supply
CN108781036B (en) * 2016-03-17 2021-01-12 朴赞雄 Method and apparatus for reducing noise generated in a rectifier diode located on the primary side of a switching power supply

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100734715B1 (en) Externally-driven synchronous rectifier circuit and method of rectifying the same
US6587358B1 (en) Switching power supply circuit
US6757184B2 (en) Step-down buck converter with full bridge circuit
JPH10341575A (en) Partial resonance series converter with improved waveform factor and reduced electromagnetic interference
US6560127B2 (en) Power conversion circuit having improved zero voltage switching
KR20010040913A (en) Self-driven synchronous rectification scheme
WO2003052913A1 (en) Flyback power converter
JPH08331842A (en) Synchronous rectification converter
JPS62178169A (en) Single ended type dc-dc converter without switching loss
US7262980B2 (en) Method and apparatus for reducing body diode conduction of synchronous rectifiers
JP5006863B2 (en) Switching power supply
US6856521B1 (en) Pulse width modulation soft-switching control
EP0107003A1 (en) High frequency parallel resonant DC-DC converter
EP1290779A1 (en) Switching power supply
US6239993B1 (en) Circuit associated with a power converter and method of operation thereof
US4980813A (en) Current fed push pull power converter
JP2003134818A (en) Power supply circuit
JP3586667B2 (en) Active clamp type multiple output power supply circuit
US20070247880A1 (en) Full-bridge active clamp dc-dc converter
JP2000125560A (en) Switching power supply device
JP2002345240A (en) Switching converter
JP2004166420A (en) Multi-output switching power supply
EP1994634B1 (en) A power converter
JP2002281756A (en) Switching converter circuit
JP2000102246A (en) Ac-to-dc converter circuit using piezoelectric transformer