JP2003199333A - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多段接続されたコンバータ間の相互干渉によ
る発振を確実に防止するとともに、部品点数の削減及び
スイッチング電源装置の小型化を目的とする。 【解決手段】 スイッチング電源装置１には、否定論理
和回路５が設けられている。否定論理和回路５には、ス
イッチ素子１０，１１を駆動する制御信号ＶＰ１，ＶＰ
２が入力されており、制御信号ＶＰ１，ＶＰ２のデッド
タイムに同期して同期信号ＳＹＮＣを出力する。ＰＷＭ
駆動部４は、同期信号ＳＹＮＣに同期して、あるデュー
ティー比の駆動制御信号ＯＵＴを出力し、スイッチ素子
６を駆動制御する。これにより、スイッチ素子６を、ス
イッチ素子１０，１１に同期させながら、該スイッチ素
子１０，１１の２倍の動作周波数で動作させる。
る発振を確実に防止するとともに、部品点数の削減及び
スイッチング電源装置の小型化を目的とする。 【解決手段】 スイッチング電源装置１には、否定論理
和回路５が設けられている。否定論理和回路５には、ス
イッチ素子１０，１１を駆動する制御信号ＶＰ１，ＶＰ
２が入力されており、制御信号ＶＰ１，ＶＰ２のデッド
タイムに同期して同期信号ＳＹＮＣを出力する。ＰＷＭ
駆動部４は、同期信号ＳＹＮＣに同期して、あるデュー
ティー比の駆動制御信号ＯＵＴを出力し、スイッチ素子
６を駆動制御する。これにより、スイッチ素子６を、ス
イッチ素子１０，１１に同期させながら、該スイッチ素
子１０，１１の２倍の動作周波数で動作させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
装置に関し、さらに詳細には、コンバータ間の周波数同
期制御回路を有するスイッチング電源装置に関するもの
である。
装置に関し、さらに詳細には、コンバータ間の周波数同
期制御回路を有するスイッチング電源装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータなどの電子システムには、
効率よく、かつ安定した電圧を供給するスイッチング電
源装置の１つとして、前段に降圧コンバータ、後段にハ
ーフブリッジコンバータなどを組み合わせた、いわゆる
２ステージコンバータが提案されている。
効率よく、かつ安定した電圧を供給するスイッチング電
源装置の１つとして、前段に降圧コンバータ、後段にハ
ーフブリッジコンバータなどを組み合わせた、いわゆる
２ステージコンバータが提案されている。
【０００３】降圧コンバータは、入力電圧をある電圧レ
ベルまで降圧する。ハーフブリッジコンバータは、第１
および第２のスイッチ素子が一定のデューティーでオン
・オフするハーフブリッジ回路によってトランスの１次
巻線を励磁して２次巻線に発生する電圧を整流平滑して
直流電圧を生成する。
ベルまで降圧する。ハーフブリッジコンバータは、第１
および第２のスイッチ素子が一定のデューティーでオン
・オフするハーフブリッジ回路によってトランスの１次
巻線を励磁して２次巻線に発生する電圧を整流平滑して
直流電圧を生成する。
【０００４】これら降圧コンバータおよびハーフブリッ
ジコンバータにはスイッチ素子がそれぞれ設けられてい
る。たとえば、ハーフブリッジコンバータでは、降圧コ
ンバータの出力に２つのスイッチ素子が直列接続されて
設けられており、降圧コンバータにおいては、１つのス
イッチ素子が、入力電源とハーフブリッジコンバータの
一方のスイッチ素子との間にインダクタを介して直列接
続されて設けられている。
ジコンバータにはスイッチ素子がそれぞれ設けられてい
る。たとえば、ハーフブリッジコンバータでは、降圧コ
ンバータの出力に２つのスイッチ素子が直列接続されて
設けられており、降圧コンバータにおいては、１つのス
イッチ素子が、入力電源とハーフブリッジコンバータの
一方のスイッチ素子との間にインダクタを介して直列接
続されて設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したコンバータを
多段に接続した構成のスイッチング電源装置では、それ
ぞれのコンバータに設けられたスイッチ素子の動作周波
数が相互干渉して発振が生じてしまい、スイッチング電
源装置の信頼性が大きく低下してしまう恐れがある。
多段に接続した構成のスイッチング電源装置では、それ
ぞれのコンバータに設けられたスイッチ素子の動作周波
数が相互干渉して発振が生じてしまい、スイッチング電
源装置の信頼性が大きく低下してしまう恐れがある。
【０００６】そこで、本発明は、コンバータ間の相互干
渉による発振を確実に防止することのできるスイッチン
グ電源装置を提供することを目的とする。
渉による発振を確実に防止することのできるスイッチン
グ電源装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るスイッチング電源装置は、トランスの
１次巻線側に設けられた第１および第２のスイッチ素子
を有する第１のコンバータと、該第１のスイッチ素子と
電圧源との間に直列接続された第３のスイッチ素子を有
する第２のコンバータとを備え、該第１および第２のス
イッチ素子をそれぞれ動作制御する第１および第２の制
御信号のデッドタイム期間に同期制御信号を生成する同
期制御部と、該同期制御部の同期制御信号に同期して、
第３のスイッチ素子を駆動制御する第３の制御信号を生
成する駆動制御部とを備えたことを特徴とする。
め、本発明に係るスイッチング電源装置は、トランスの
１次巻線側に設けられた第１および第２のスイッチ素子
を有する第１のコンバータと、該第１のスイッチ素子と
電圧源との間に直列接続された第３のスイッチ素子を有
する第２のコンバータとを備え、該第１および第２のス
イッチ素子をそれぞれ動作制御する第１および第２の制
御信号のデッドタイム期間に同期制御信号を生成する同
期制御部と、該同期制御部の同期制御信号に同期して、
第３のスイッチ素子を駆動制御する第３の制御信号を生
成する駆動制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】このような発明によれば、第１のコンバー
タと第２のコンバータとの相互干渉による発振を確実に
防止することができ、かつ第２のコンバータのスイッチ
素子の動作周波数を高くできるので、磁性部品やコンデ
ンサの小型化、ならびに部品点数の削減を図ることがで
きる。
タと第２のコンバータとの相互干渉による発振を確実に
防止することができ、かつ第２のコンバータのスイッチ
素子の動作周波数を高くできるので、磁性部品やコンデ
ンサの小型化、ならびに部品点数の削減を図ることがで
きる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付
図面において同一の部材には同一の符号を付しており、
また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実
施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態として
のものであり、本発明がその実施の形態に限定されるも
のではない。
面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付
図面において同一の部材には同一の符号を付しており、
また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実
施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態として
のものであり、本発明がその実施の形態に限定されるも
のではない。
【００１０】図１は、スイッチング電源装置の回路図、
図２は、図１のスイッチング電源装置における各部の電
圧波形を示したタイミングチャートである。
図２は、図１のスイッチング電源装置における各部の電
圧波形を示したタイミングチャートである。
【００１１】本実施の形態において、スイッチング電源
装置１は、降圧コンバータ（第２のコンバータ、バック
コンバータ）２、ハーフブリッジコンバータ（第１のコ
ンバータ）３、ＰＷＭ駆動部（駆動制御部）４、および
否定論理和回路（同期制御部）５などから構成されてい
る。
装置１は、降圧コンバータ（第２のコンバータ、バック
コンバータ）２、ハーフブリッジコンバータ（第１のコ
ンバータ）３、ＰＷＭ駆動部（駆動制御部）４、および
否定論理和回路（同期制御部）５などから構成されてい
る。
【００１２】降圧コンバータ２は、入力電源の電圧Ｖｉ
ｎを所定の電圧レベルに降圧して出力する。この降圧コ
ンバータ２は、スイッチ素子（第３のスイッチ素子）
６、ダイオード７、およびインダクタ９から構成されて
いる。
ｎを所定の電圧レベルに降圧して出力する。この降圧コ
ンバータ２は、スイッチ素子（第３のスイッチ素子）
６、ダイオード７、およびインダクタ９から構成されて
いる。
【００１３】ハーフブリッジコンバータ３は、降圧コン
バータ２が生成した電圧をある電圧レベルの直流電圧に
変換して出力電圧Ｖｏを出力して負荷に供給する。
バータ２が生成した電圧をある電圧レベルの直流電圧に
変換して出力電圧Ｖｏを出力して負荷に供給する。
【００１４】また、ハーフブリッジコンバータ３は、ス
イッチ素子１０，１１、コンデンサ１２〜１４、トラン
ス１５、ダイオード１６，１７、およびインダクタ１９
から構成されている。
イッチ素子１０，１１、コンデンサ１２〜１４、トラン
ス１５、ダイオード１６，１７、およびインダクタ１９
から構成されている。
【００１５】スイッチ素子６，１０，１１は、たとえ
ば、ＭＯＳ−ＦＥＴなどのトランジスタからなる。スイ
ッチ素子６は、ＰＷＭ駆動部４が生成する駆動制御信号
（第３の制御信号）ＯＵＴによってＯＮ／ＯＦＦ動作が
制御されている。
ば、ＭＯＳ−ＦＥＴなどのトランジスタからなる。スイ
ッチ素子６は、ＰＷＭ駆動部４が生成する駆動制御信号
（第３の制御信号）ＯＵＴによってＯＮ／ＯＦＦ動作が
制御されている。
【００１６】ＰＷＭ駆動部４は、たとえば、ＩＣ（Ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの１パッケー
ジの半導体集積回路装置からなり、駆動制御信号ＯＵＴ
としてＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａ
ｔｉｏｎ）信号を生成し、出力端子ＯＵＴから出力す
る。
ｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの１パッケー
ジの半導体集積回路装置からなり、駆動制御信号ＯＵＴ
としてＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａ
ｔｉｏｎ）信号を生成し、出力端子ＯＵＴから出力す
る。
【００１７】スイッチ素子１０，１１においても同様
に、制御信号（第１の制御信号）ＶＰ１、および制御信
号（第２の制御信号）ＶＰ２を生成する駆動回路によっ
てＯＮ／ＯＦＦ動作がそれぞれ制御されている。
に、制御信号（第１の制御信号）ＶＰ１、および制御信
号（第２の制御信号）ＶＰ２を生成する駆動回路によっ
てＯＮ／ＯＦＦ動作がそれぞれ制御されている。
【００１８】スイッチ素子６の一方の接続部には、入力
電源からの電圧Ｖｉｎが入力されるように接続されてお
り、該スイッチ素子６の他方の接続部には、還流用整流
素子であるダイオード７のカソード、および平滑用のイ
ンダクタンス９の一方の接続部がそれぞれ接続されてい
る。
電源からの電圧Ｖｉｎが入力されるように接続されてお
り、該スイッチ素子６の他方の接続部には、還流用整流
素子であるダイオード７のカソード、および平滑用のイ
ンダクタンス９の一方の接続部がそれぞれ接続されてい
る。
【００１９】インダクタンス９の他方の接続部には、コ
ンデンサ１２の一方の接続部、およびスイッチ素子（第
１のスイッチ素子）１０の一方の接続部がそれぞれ接続
されている。このスイッチ素子１０の他方の接続部に
は、トランス１５の１次巻線側の一方の端子、ならびに
スイッチ素子（第２のスイッチ素子）１１の一方の接続
部がそれぞれ接続されている。
ンデンサ１２の一方の接続部、およびスイッチ素子（第
１のスイッチ素子）１０の一方の接続部がそれぞれ接続
されている。このスイッチ素子１０の他方の接続部に
は、トランス１５の１次巻線側の一方の端子、ならびに
スイッチ素子（第２のスイッチ素子）１１の一方の接続
部がそれぞれ接続されている。
【００２０】また、コンデンサ１２の他方の接続部に
は、トランス１５の１次巻線の一方の接続部、およびコ
ンデンサ１３の一方の接続部がそれぞれ接続されてい
る。これにより、ハーフブリッジ形回路が構成されてい
る。
は、トランス１５の１次巻線の一方の接続部、およびコ
ンデンサ１３の一方の接続部がそれぞれ接続されてい
る。これにより、ハーフブリッジ形回路が構成されてい
る。
【００２１】ダイオード７のアノード、スイッチ素子１
１の他方の接続部、ならびにコンデンサ１３の他方の接
続部には、基準電位（ＧＮＤ）がそれぞれ接続されてい
る。
１の他方の接続部、ならびにコンデンサ１３の他方の接
続部には、基準電位（ＧＮＤ）がそれぞれ接続されてい
る。
【００２２】トランス１５の２次巻線側の一方の端子に
は、ダイオード１６のカソードが接続されており、該ト
ランス１５の２次巻線側の他方の端子には、ダイオード
１７のカソードが接続されている。ダイオード１６のア
ノードには、ダイオード１７のアノード、およびコンデ
ンサ１４の他方の接続部が接続されている。
は、ダイオード１６のカソードが接続されており、該ト
ランス１５の２次巻線側の他方の端子には、ダイオード
１７のカソードが接続されている。ダイオード１６のア
ノードには、ダイオード１７のアノード、およびコンデ
ンサ１４の他方の接続部が接続されている。
【００２３】トランス１５の２次巻線側のセンタタップ
には、インダクタ１９の一方の接続部が接続されてい
る。このインダクタ１９の他方の接続部には、コンデン
サ１４の一方の接続部が接続されている。
には、インダクタ１９の一方の接続部が接続されてい
る。このインダクタ１９の他方の接続部には、コンデン
サ１４の一方の接続部が接続されている。
【００２４】そして、コンデンサ１４の両接続部から、
スイッチング電源装置１の出力電圧Ｖｏが出力される。
スイッチング電源装置１の出力電圧Ｖｏが出力される。
【００２５】スイッチ素子６の制御端子（ゲート）に
は、ＰＷＭ駆動部４から出力される駆動制御信号ＯＵＴ
が入力されるように接続されており、スイッチ素子１
０，１１の制御端子（ゲート）には、駆動回路から出力
される制御信号ＶＰ１，ＶＰ２が入力されるようにそれ
ぞれ接続されている。
は、ＰＷＭ駆動部４から出力される駆動制御信号ＯＵＴ
が入力されるように接続されており、スイッチ素子１
０，１１の制御端子（ゲート）には、駆動回路から出力
される制御信号ＶＰ１，ＶＰ２が入力されるようにそれ
ぞれ接続されている。
【００２６】否定論理和回路５の一方の入力部には、駆
動回路から出力される制御信号ＶＰ１が入力されるよう
に接続されており、該否定論理和回路５の他方の入力部
には、駆動回路から出力される制御信号ＶＰ２が入力さ
れるように接続されている。
動回路から出力される制御信号ＶＰ１が入力されるよう
に接続されており、該否定論理和回路５の他方の入力部
には、駆動回路から出力される制御信号ＶＰ２が入力さ
れるように接続されている。
【００２７】否定論理和回路５の出力部には、ＰＷＭ駆
動部４に設けられた同期信号入力端子ＳＹＮＣが接続さ
れており、該否定論理和回路５の出力部から出力される
同期信号（同期制御信号）ＳＹＮＣが入力される。
動部４に設けられた同期信号入力端子ＳＹＮＣが接続さ
れており、該否定論理和回路５の出力部から出力される
同期信号（同期制御信号）ＳＹＮＣが入力される。
【００２８】また、ＰＷＭ駆動部４にはコンデンサ４ａ
の一方の接続部が接続されている。コンデンサ４ａの他
方の接続部には、基準電位が接続されており、このコン
デンサ４ａを、否定論理和回路５から出力された同期信
号ＳＹＮＣに同期して充放電を繰り返して発振させ、の
こぎり波の信号ＲＡＭＰを生成する。
の一方の接続部が接続されている。コンデンサ４ａの他
方の接続部には、基準電位が接続されており、このコン
デンサ４ａを、否定論理和回路５から出力された同期信
号ＳＹＮＣに同期して充放電を繰り返して発振させ、の
こぎり波の信号ＲＡＭＰを生成する。
【００２９】次に、本実施の形態によるスイッチング電
源装置１の動作について説明する。
源装置１の動作について説明する。
【００３０】まず、スイッチ素子６は、ＰＷＭ駆動部４
が生成する駆動制御信号ＯＵＴに基づいてＯＮ／ＯＦＦ
を繰り返し、降圧コンバータ２はインダクタ９を介して
入力電圧Ｖｉｎに比べて低い電圧を出力する。この降圧
コンバータ２の出力電圧は、Ｃ１２とＣ１３によって平
滑されて出力される。
が生成する駆動制御信号ＯＵＴに基づいてＯＮ／ＯＦＦ
を繰り返し、降圧コンバータ２はインダクタ９を介して
入力電圧Ｖｉｎに比べて低い電圧を出力する。この降圧
コンバータ２の出力電圧は、Ｃ１２とＣ１３によって平
滑されて出力される。
【００３１】スイッチ素子１０，１１は、駆動回路から
出力された制御信号ＶＰ１，ＶＰ２によって交互に一定
のデューティでＯＮする。これら制御信号ＶＰ１，ＶＰ
２には、スイッチ素子１０，１１が同時オンするのを防
止するためのデッドタイムを有している。
出力された制御信号ＶＰ１，ＶＰ２によって交互に一定
のデューティでＯＮする。これら制御信号ＶＰ１，ＶＰ
２には、スイッチ素子１０，１１が同時オンするのを防
止するためのデッドタイムを有している。
【００３２】スイッチ素子１０がＯＮすると、トランス
１５の１次巻線側に、降圧コンバータ２によって降圧さ
れた電圧レベルの１／２の電圧が印加され、この電圧が
トランス１５の巻線比に比例した２次側電圧に変換され
る。２次側電流がダイオード１７、インダクタ１９を介
してコンデンサ１４に流れる。
１５の１次巻線側に、降圧コンバータ２によって降圧さ
れた電圧レベルの１／２の電圧が印加され、この電圧が
トランス１５の巻線比に比例した２次側電圧に変換され
る。２次側電流がダイオード１７、インダクタ１９を介
してコンデンサ１４に流れる。
【００３３】また、スイッチ素子１０がＯＦＦし、スイ
ッチ素子１１がＯＮした際には、トランス１５の１次巻
線側に逆方向の電圧が印加される。よって、トランス１
５の２次巻線から、ダイオード１６、インダクタ１９を
介して２次側電流が流れる。
ッチ素子１１がＯＮした際には、トランス１５の１次巻
線側に逆方向の電圧が印加される。よって、トランス１
５の２次巻線から、ダイオード１６、インダクタ１９を
介して２次側電流が流れる。
【００３４】さらに、ＰＷＭ駆動部４、および否定論理
和回路５の動作について、図２の信号タイミングチャー
トを用いて説明する。
和回路５の動作について、図２の信号タイミングチャー
トを用いて説明する。
【００３５】ここで、図２においては、上方から下方に
かけて、否定論理和回路５の一方の入力部に入力される
制御信号ＶＰ１、否定論理和回路５の他方の入力部に入
力される制御信号ＶＰ２、ＰＷＭ駆動部４の同期信号Ｓ
ＹＮＣ、信号ＲＡＭＰ、およびＰＷＭ駆動部４から出力
される駆動制御信号ＯＵＴの信号タイミングをそれぞれ
示している。
かけて、否定論理和回路５の一方の入力部に入力される
制御信号ＶＰ１、否定論理和回路５の他方の入力部に入
力される制御信号ＶＰ２、ＰＷＭ駆動部４の同期信号Ｓ
ＹＮＣ、信号ＲＡＭＰ、およびＰＷＭ駆動部４から出力
される駆動制御信号ＯＵＴの信号タイミングをそれぞれ
示している。
【００３６】駆動回路から出力される制御信号ＶＰ１，
ＶＰ２が入力されている否定論理和回路５は、該制御信
号ＶＰ１，ＶＰ２の否定論理和をとっているので制御信
号ＶＰ１，ＶＰ２のデッドタイムの期間にＨｉレベルの
信号が出力される。よって、同期信号ＳＹＮＣは、制御
信号ＶＰ１（，ＶＰ２）の２倍の周波数となる。
ＶＰ２が入力されている否定論理和回路５は、該制御信
号ＶＰ１，ＶＰ２の否定論理和をとっているので制御信
号ＶＰ１，ＶＰ２のデッドタイムの期間にＨｉレベルの
信号が出力される。よって、同期信号ＳＹＮＣは、制御
信号ＶＰ１（，ＶＰ２）の２倍の周波数となる。
【００３７】このＨｉレベルの同期信号ＳＹＮＣが、同
期信号入力端子ＳＹＮＣに入力されると、ＰＷＭ駆動部
４は、該同期信号ＳＹＮＣの立ち下がりに同期してコン
デンサ４ａの充電を開始する。
期信号入力端子ＳＹＮＣに入力されると、ＰＷＭ駆動部
４は、該同期信号ＳＹＮＣの立ち下がりに同期してコン
デンサ４ａの充電を開始する。
【００３８】ＰＷＭ駆動部４は、ある電圧レベルのしき
い値とコンデンサ４ａの充電によって上昇する信号ＲＡ
ＭＰの電圧レベルとを比較し、信号ＲＡＭＰの電圧レベ
ルがしきい値よりも高くなると、該駆動制御信号ＯＵＴ
の出力を停止する。
い値とコンデンサ４ａの充電によって上昇する信号ＲＡ
ＭＰの電圧レベルとを比較し、信号ＲＡＭＰの電圧レベ
ルがしきい値よりも高くなると、該駆動制御信号ＯＵＴ
の出力を停止する。
【００３９】その後、再び否定論理和回路５から出力さ
れた同期信号ＳＹＮＣがＨｉレベルに遷移するとＰＷＭ
駆動部４は、コンデンサ４ａを放電する。そして、同期
信号ＳＹＮＣの立ち下がりに同期してコンデンサ４ａの
充電を開始する。
れた同期信号ＳＹＮＣがＨｉレベルに遷移するとＰＷＭ
駆動部４は、コンデンサ４ａを放電する。そして、同期
信号ＳＹＮＣの立ち下がりに同期してコンデンサ４ａの
充電を開始する。
【００４０】ＰＷＭ駆動部４は、ある電圧レベルのしき
い値とコンデンサ４ａの充電によって上昇する信号ＲＡ
ＭＰの電圧レベルとを比較し、信号ＲＡＭＰの電圧レベ
ルがしきい値よりも低い期間だけ、該駆動制御信号ＯＵ
Ｔを出力する。
い値とコンデンサ４ａの充電によって上昇する信号ＲＡ
ＭＰの電圧レベルとを比較し、信号ＲＡＭＰの電圧レベ
ルがしきい値よりも低い期間だけ、該駆動制御信号ＯＵ
Ｔを出力する。
【００４１】よって、スイッチ素子６を、スイッチ素子
１０，１１に同期させながら、該スイッチ素子１０，１
１の２倍の動作周波数によって動作させることができ
る。
１０，１１に同期させながら、該スイッチ素子１０，１
１の２倍の動作周波数によって動作させることができ
る。
【００４２】それにより、本実施の形態によれば、降圧
コンバータ２とハーフブリッジコンバータ３との相互干
渉、例えばノイズによる発振を防止することができると
ともに、スイッチ素子６をスイッチ素子１０，１１の２
倍の動作周波数によってＯＮ／ＯＦＦさせることができ
るので、スイッチング電源装置１の小型化、低コスト化
を実現することができる。
コンバータ２とハーフブリッジコンバータ３との相互干
渉、例えばノイズによる発振を防止することができると
ともに、スイッチ素子６をスイッチ素子１０，１１の２
倍の動作周波数によってＯＮ／ＯＦＦさせることができ
るので、スイッチング電源装置１の小型化、低コスト化
を実現することができる。
【００４３】また、本実施の形態では、降圧コンバータ
とハーフブリッジコンバータとによってスイッチング電
源装置を構成した場合について記載したが、本発明は、
昇圧コンバータ、昇降圧コンバータ、プッシュプルコン
バータ、あるいはフルブリッジコンバータなどの他形式
のコンバータを備えたスイッチング電源装置に応用する
ことができる。
とハーフブリッジコンバータとによってスイッチング電
源装置を構成した場合について記載したが、本発明は、
昇圧コンバータ、昇降圧コンバータ、プッシュプルコン
バータ、あるいはフルブリッジコンバータなどの他形式
のコンバータを備えたスイッチング電源装置に応用する
ことができる。
【００４４】例えば、本発明をフルブリッジコンバータ
に適用した場合では、第１のコンバータにおけるトラン
スの１次巻線側に第１、第２、第３および第４のスイッ
チ素子を設け、第１のスイッチ素子と電圧源との間に第
２のコンバータにおける第５のスイッチ素子を直列接続
する。そして、同期制御部は、第１および第２のスイッ
チ素子、ならびに第３および第４のスイッチ素子をそれ
ぞれ動作制御する第１および第２の制御信号のデッドタ
イム期間に同期制御信号を生成するようにし、駆動制御
部は、この同期制御部の同期制御信号に同期して、第５
のスイッチ素子を駆動制御する第３の制御信号を生成す
るようにする。
に適用した場合では、第１のコンバータにおけるトラン
スの１次巻線側に第１、第２、第３および第４のスイッ
チ素子を設け、第１のスイッチ素子と電圧源との間に第
２のコンバータにおける第５のスイッチ素子を直列接続
する。そして、同期制御部は、第１および第２のスイッ
チ素子、ならびに第３および第４のスイッチ素子をそれ
ぞれ動作制御する第１および第２の制御信号のデッドタ
イム期間に同期制御信号を生成するようにし、駆動制御
部は、この同期制御部の同期制御信号に同期して、第５
のスイッチ素子を駆動制御する第３の制御信号を生成す
るようにする。
【００４５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば以下の効果を奏することができる。 (1).第１のコンバータおよび第２のコンバータに設けら
れたスイッチ素子を同期して動作させるので、第１およ
び第２のコンバータ間の相互干渉による発振を確実に防
止することができ、スイッチング電源装置の信頼性を高
めることができる。 (2).また、前段に設けられた第２のコンバータのスイッ
チ素子の動作周波数を高くでき、磁性部品やコンデンサ
の小型化、ならびに部品点数の削減を図ることができ、
スイッチング電源装置を小型化することができる。
によれば以下の効果を奏することができる。 (1).第１のコンバータおよび第２のコンバータに設けら
れたスイッチ素子を同期して動作させるので、第１およ
び第２のコンバータ間の相互干渉による発振を確実に防
止することができ、スイッチング電源装置の信頼性を高
めることができる。 (2).また、前段に設けられた第２のコンバータのスイッ
チ素子の動作周波数を高くでき、磁性部品やコンデンサ
の小型化、ならびに部品点数の削減を図ることができ、
スイッチング電源装置を小型化することができる。
【図１】本発明の一実施の形態によるスイッチング電源
装置の回路図である。
装置の回路図である。
【図２】図１のスイッチング電源装置における各部の電
圧波形を示したタイミングチャートである。
圧波形を示したタイミングチャートである。
１ スイッチング電源装置
２ 降圧コンバータ（第２のコンバータ、バックコンバ
ータ） ３ ハーフブリッジコンバータ（第１のコンバータ） ４ ＰＷＭ駆動部（駆動制御部） ４ａ コンデンサ ５ 否定論理和回路（同期制御部） ６ スイッチ素子（第３のスイッチ素子） ７ ダイオード ９ インダクタ １０ スイッチ素子（第１のスイッチ素子） １１ スイッチ素子（第２のスイッチ素子） １２〜１４ コンデンサ １５ トランス １６，１７ ダイオード １９ インダクタ ＯＵＴ 駆動制御信号（第３の制御信号） ＶＰ１ 制御信号（第１の制御信号） ＶＰ２ 制御信号（第２の制御信号） ＳＹＮＣ 同期信号（同期制御信号） Ｖｉｎ 入力電源 Ｖｏ 出力電圧
ータ） ３ ハーフブリッジコンバータ（第１のコンバータ） ４ ＰＷＭ駆動部（駆動制御部） ４ａ コンデンサ ５ 否定論理和回路（同期制御部） ６ スイッチ素子（第３のスイッチ素子） ７ ダイオード ９ インダクタ １０ スイッチ素子（第１のスイッチ素子） １１ スイッチ素子（第２のスイッチ素子） １２〜１４ コンデンサ １５ トランス １６，１７ ダイオード １９ インダクタ ＯＵＴ 駆動制御信号（第３の制御信号） ＶＰ１ 制御信号（第１の制御信号） ＶＰ２ 制御信号（第２の制御信号） ＳＹＮＣ 同期信号（同期制御信号） Ｖｉｎ 入力電源 Ｖｏ 出力電圧
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フロントページの続き
(72)発明者 渡辺 正人
東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ
ーディーケイ株式会社内
Ｆターム(参考） 5H730 AA10 AA20 BB23 BB26 BB86
DD01 EE02 EE03 EE08 FG01
FG05 FG16
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも第１および第２のコンバータ
を備えたスイッチング電源装置であって、 前記第１のコンバータに設けられたスイッチ素子を制御
する制御信号のデッドタイムを検出して同期信号を生成
し、その同期信号に同期させて前記第２のコンバータに
設けられたスイッチ素子を動作させる駆動制御部を備え
たことを特徴とするスイッチング電源装置。 - 【請求項２】 トランスの１次巻線側に設けられた第１
および第２のスイッチ素子を有する第１のコンバータ
と、前記第１のスイッチ素子と入力電源との間に直列接
続された第３のスイッチ素子を有する第２のコンバータ
とを備えたスイッチング電源装置であって、 前記第１および第２のスイッチ素子をそれぞれ動作制御
する第１および第２の制御信号のデッドタイム期間に同
期制御信号を生成する同期制御部と、 前記同期制御部の同期制御信号に同期して、前記第３の
スイッチ素子を駆動制御する第３の制御信号を生成する
駆動制御部とを備えたことを特徴とするスイッチング電
源装置。 - 【請求項３】 トランスの１次巻線側に設けられた第
１、第２、第３および第４のスイッチ素子を有する第１
のコンバータと、前記第１のスイッチ素子と電圧源との
間に直列接続された第５のスイッチ素子を有する第２の
コンバータとを備えたスイッチング電源装置であって、 前記第１および第２のスイッチ素子、ならびに前記第３
および第４のスイッチ素子をそれぞれ動作制御する第１
および第２の制御信号のデッドタイム期間に同期制御信
号を生成する同期制御部と、 前記同期制御部の同期制御信号に同期して、前記第５の
スイッチ素子を駆動制御する第３の制御信号を生成する
駆動制御部とを備えたことを特徴とするスイッチング電
源装置。 - 【請求項４】 前記第２のコンバータが、降圧コンバー
タ、昇圧コンバータまたは昇降圧コンバータよりなるこ
とを特徴とする請求項２または３記載のスイッチング電
源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001395004A JP2003199333A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001395004A JP2003199333A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | スイッチング電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003199333A true JP2003199333A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=27601560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001395004A Pending JP2003199333A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003199333A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006296160A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Densei Lambda Kk | ドライブ回路 |
| JP2007325332A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | スイッチング電源装置 |
| JP2012507208A (ja) * | 2008-10-23 | 2012-03-22 | ヴァーサタイル パワー インコーポレイテッド | 超音波トランスデューサを駆動するシステム及び方法 |
-
2001
- 2001-12-26 JP JP2001395004A patent/JP2003199333A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006296160A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Densei Lambda Kk | ドライブ回路 |
| JP4605538B2 (ja) * | 2005-04-14 | 2011-01-05 | Ｔｄｋラムダ株式会社 | ドライブ回路 |
| JP2007325332A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | スイッチング電源装置 |
| JP2012507208A (ja) * | 2008-10-23 | 2012-03-22 | ヴァーサタイル パワー インコーポレイテッド | 超音波トランスデューサを駆動するシステム及び方法 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060228 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |