JP2007043765A - Switching power supply - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply in which the size of an inductor for resonance can be reduced even when the difference of voltage between the input and output a power conversion transformer is increased. <P>SOLUTION: The switching power supply comprises a switching circuit, a transformer for voltage conversion, and an inductor for resonance. The switching circuit comprises a switching element, and a capacitor connected in parallel with the switching element. The transformer for voltage conversion comprises a first core constituting a magnetic path in the shape of 8. A first winding provided on the primary, and second and third windings provided on the secondary are wound around the first core. The inductor for resonance comprises a second core constituting a magnetic path in the shape of 8. A first inductor for resonance connected in series with the second winding, and a second inductor for resonance connected in series with the third winding are wound around the second core. The inductor for resonance constitutes a resonance circuit together with the capacitor of the switching circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電圧共振型のスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a voltage resonance type switching power supply device.

従来より、スイッチング電源装置として種々のタイプのものが提案され、実用に供されている。その1つとして、特許文献1に記載されているように、電力変換トランスの入力巻線に接続されたスイッチング回路のスイッチング動作により、高圧バッテリからの入力直流電圧Vinをスイッチングし、スイッチングにより得られた入力交流電圧を電力変換トランスの入力巻線に入力し、電力変換トランスにより変換された出力交流電圧を電力変換トランスの出力巻線から取り出す方式がある。スイッチング回路のスイッチング動作に伴い、出力巻線に現れる電圧は、整流回路によって整流された後、平滑回路によって出力直流電圧Voutに変換されて出力されるようになっている。   Conventionally, various types of switching power supply devices have been proposed and put into practical use. As one of them, as described in Patent Document 1, the input DC voltage Vin from the high-voltage battery is switched by switching operation of a switching circuit connected to the input winding of the power conversion transformer, and obtained by switching. There is a system in which the input AC voltage is input to the input winding of the power conversion transformer, and the output AC voltage converted by the power conversion transformer is taken out from the output winding of the power conversion transformer. Along with the switching operation of the switching circuit, the voltage appearing in the output winding is rectified by the rectifier circuit, then converted to the output DC voltage Vout by the smoothing circuit, and output.

この種のスイッチング電源装置では、スイッチング回路は、例えば、4つのスイッチ素子をブリッジ接続してなるフルブリッジ型のインバータ回路であり、各スイッチ素子にはコンデンサが並列に接続されている。このコンデンサと、スイッチング回路および電力変換トランスの間に直列に接続された共振用インダクタとにより、共振回路を構成し、その共振特性を利用して、スイッチング素子のオン・オフによって生じるサージ電圧が低減される。   In this type of switching power supply device, the switching circuit is, for example, a full bridge type inverter circuit in which four switch elements are bridge-connected, and a capacitor is connected in parallel to each switch element. This capacitor and the resonant inductor connected in series between the switching circuit and the power conversion transformer constitute a resonant circuit, and the resonance voltage is used to reduce the surge voltage generated by turning on and off the switching element. Is done.

国際公開第WO01−071896号パンフレットInternational Publication No. WO01-071896 Pamphlet

ところで、電力変換トランスの入出力間の電圧の差を大きくした場合は、共振用インダクタの巻き数を増やしてインダクタンスを大きくすることが必要となる。また、巻線と磁芯との絶縁距離を広げるためにそれらの間に設けられた絶縁材を厚くすることも必要となる。このように、電力変換トランスの入出力間の電圧の差を大きくした場合は、巻数を増やしたり、絶縁材を厚くする必要があるため、共振用インダクタのサイズが大きくなってしまい、これにより、スイッチング電源装置の小型化を阻害する虞があった。   By the way, when the voltage difference between the input and output of the power conversion transformer is increased, it is necessary to increase the number of turns of the resonance inductor to increase the inductance. Further, in order to increase the insulation distance between the winding and the magnetic core, it is necessary to increase the thickness of the insulating material provided between them. Thus, when the voltage difference between the input and output of the power conversion transformer is increased, it is necessary to increase the number of turns or increase the thickness of the insulating material, which increases the size of the resonant inductor. There is a possibility that the switching power supply device may be hindered in size reduction.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、電力変換トランスの入出力間の電圧の差を大きくした場合であっても、共振用インダクタのサイズを小さくすることができるスイッチング電源装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and the object thereof is to reduce the size of the resonance inductor even when the voltage difference between the input and output of the power conversion transformer is increased. The object is to provide a switching power supply.

本発明のスイッチング電源装置は、スイッチング回路と、電圧変換用トランスと、整流回路と、共振用インダクタとを備えたものである。スイッチング回路は、スイッチング素子と、このスイッチング素子に並列に接続されたコンデンサとを含んで構成され、直流入力電圧を交流電圧に変換するインバータ回路である。電圧変換用トランスは、8の字状に磁路を構成する第1磁芯と、この第1磁芯にそれぞれ巻回された1次側巻線、2次側第1巻線および2次側第2巻線とを備え、スイッチング回路からの交流電圧を降圧して出力するようになっている。1次側巻線は、電圧変換用トランスの1次側に設けられ、スイッチング回路の動作に応じて自身に流れる電流の方向が変化するようにスイッチング回路に接続されている。2次側第1巻線および2次側第2巻線は、電圧変換用トランスの2次側にそれぞれ設けられ、それぞれの一端が互いに接続されている。整流回路は、電圧変換用トランスの2次側の出力交流電圧を整流するようになっている。共振用インダクタは、8の字状に磁路を構成する第2磁芯と、この第2磁芯にそれぞれ巻回された第1共振用インダクタおよび第2共振用インダクタとを備える。第1共振用インダクタは、2次側第1巻線および2次側第2巻線の接続点から2次側第1巻線を介して整流回路の終端までの第1経路中に設けられており、第2共振用インダクタは、 接続点から2次側第2巻線を介して整流回路の終端までの第2経路中に設けられている。この共振用インダクタは、スイッチング回路のコンデンサと共に共振回路を構成している。   The switching power supply device of the present invention includes a switching circuit, a voltage conversion transformer, a rectifier circuit, and a resonance inductor. The switching circuit is an inverter circuit that includes a switching element and a capacitor connected in parallel to the switching element, and converts a DC input voltage into an AC voltage. The voltage conversion transformer includes a first magnetic core that forms a magnetic path in an 8-shape, and a primary side winding, a secondary side first winding, and a secondary side that are respectively wound around the first magnetic core. The second winding is provided, and the alternating voltage from the switching circuit is stepped down and output. The primary winding is provided on the primary side of the voltage conversion transformer, and is connected to the switching circuit so that the direction of the current flowing through the primary winding changes according to the operation of the switching circuit. The secondary side first winding and the secondary side second winding are respectively provided on the secondary side of the voltage conversion transformer, and one end of each is connected to each other. The rectifier circuit rectifies the output AC voltage on the secondary side of the voltage conversion transformer. The resonance inductor includes a second magnetic core that forms a magnetic path in an 8-shape, and a first resonance inductor and a second resonance inductor that are wound around the second magnetic core, respectively. The first resonance inductor is provided in the first path from the connection point of the secondary side first winding and the secondary side second winding to the end of the rectifier circuit via the secondary side first winding. The second resonance inductor is provided in the second path from the connection point to the end of the rectifier circuit via the secondary side second winding. This resonance inductor constitutes a resonance circuit together with a capacitor of the switching circuit.

第2磁芯は、例えば、E型磁芯同士を互いに重ね合わせたり、または、E型磁芯とI型磁芯とを互いに重ね合わせて構成されている。E型磁芯とI型磁芯との重ね合わせ方としては、例えば、支持基体上にI型磁芯を載置してその上にE型磁芯を重ね合わせる方法や、支持基体上にE型磁芯を載置してその上にI型磁芯を重ね合わせる方法がある。   The second magnetic core is configured, for example, by superposing E-type magnetic cores on each other, or superposing E-type magnetic cores and I-type magnetic cores on each other. As a method of superimposing the E-type magnetic core and the I-type magnetic core, for example, a method of placing the I-type magnetic core on the support base and superposing the E-type magnetic core thereon, or E There is a method of placing a mold magnetic core and superimposing an I-shaped magnetic core thereon.

また、第1磁芯および第2磁芯がそれぞれ、E型磁芯とI型磁芯とを互いに重ね合わせて構成されていてもよい。このとき、第1磁芯および第2磁芯の各I型磁芯が共通化されていることが好ましい。ただし、第1磁芯および第2磁芯が互いに独立していることが必要となる。ここで、「互いに独立している」とは、2つのE型磁芯が単に空間的に分離されているだけでなく、第1磁芯および第2磁芯の各磁路が別個の磁路と同視できる程度に磁気的に分離されていることを指している。   Further, the first magnetic core and the second magnetic core may be configured by superimposing an E-type magnetic core and an I-type magnetic core, respectively. At this time, it is preferable that the I-type magnetic cores of the first magnetic core and the second magnetic core are made common. However, the first magnetic core and the second magnetic core need to be independent from each other. Here, “independent of each other” means that not only the two E-type magnetic cores are spatially separated, but the magnetic paths of the first magnetic core and the second magnetic core are separate magnetic paths. It is magnetically separated to the extent that it can be equated with.

本発明のスイッチング電源装置では、高圧の直流入力電圧がスイッチング回路によって交流電圧に一旦変換されたのち、その交流電圧が電圧変換トランスで変圧(降圧)される。このとき、電圧変換トランスの1次側に設けられたスイッチング回路のコンデンサと、電圧変換トランスの2次側に設けられた共振用インダクタの第1共振用インダクタおよび第2共振用インダクタとにより、共振回路を構成し、その共振特性を利用して、スイッチング素子のオン・オフによって生じるサージ電圧が低減される。   In the switching power supply device of the present invention, a high-voltage DC input voltage is once converted into an AC voltage by a switching circuit, and then the AC voltage is transformed (stepped down) by a voltage conversion transformer. At this time, resonance is caused by the capacitor of the switching circuit provided on the primary side of the voltage conversion transformer and the first resonance inductor and the second resonance inductor of the resonance inductor provided on the secondary side of the voltage conversion transformer. A surge voltage generated by turning on and off the switching element is reduced by configuring a circuit and utilizing the resonance characteristics thereof.

このように、共振回路を構成する第1共振用インダクタおよび第2共振用インダクタを、降圧型の電圧変換トランスの2次側に設けることにより、1次側に設けた場合と比べて、これら共振用インダクタに入力される電圧が小さくなり、これら共振用インダクタの巻き数が少なくて済む。これにより、巻線が多層になることはなく、巻線と磁芯との間に絶縁材を設けた場合であっても、絶縁材を厚くする必要はない。このことは、降圧型の電力変換トランスの入出力間の電圧の差を大きくした場合であっても同様である。   Thus, by providing the first resonance inductor and the second resonance inductor constituting the resonance circuit on the secondary side of the step-down voltage conversion transformer, these resonances can be obtained compared to the case where the resonance circuit is provided on the primary side. The voltage input to the inductor for the inductor is reduced, and the number of turns of the resonant inductor can be reduced. As a result, the winding does not have multiple layers, and even if an insulating material is provided between the winding and the magnetic core, it is not necessary to increase the thickness of the insulating material. This is the same even when the voltage difference between the input and output of the step-down power conversion transformer is increased.

本発明のスイッチング電源装置によれば、共振回路を構成する第1共振用インダクタおよび第2共振用インダクタを降圧型の電圧変換トランスの2次側に設けるようにしたので、降圧型の電力変換トランスの入出力間の電圧の差を大きくした場合であっても、従来のような降圧型の電圧変換用トランスの1次側に設けた場合と比べて、共振用インダクタを小さくすることが可能となる。   According to the switching power supply device of the present invention, the first resonance inductor and the second resonance inductor constituting the resonance circuit are provided on the secondary side of the step-down voltage conversion transformer. Even when the voltage difference between the input and output is increased, the resonant inductor can be made smaller than in the case where it is provided on the primary side of a conventional step-down voltage conversion transformer. Become.

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を表すものである。このスイッチング電源装置は、高圧バッテリHBから供給される高圧の直流入力電圧Vinを、より低い直流出力電圧Voutに変換して、負荷Lに供給するDC−DCコンバータとして機能するものであり、後述するように2次側がセンタタップ型カソードコモン接続のスイッチング電源装置である。   FIG. 1 shows a configuration of a switching power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. This switching power supply device functions as a DC-DC converter that converts the high-voltage DC input voltage Vin supplied from the high-voltage battery HB into a lower DC output voltage Vout and supplies the same to the load L, which will be described later. Thus, the secondary side is a switching power supply with a center tap type cathode common connection.

このスイッチング電源装置は、1次側巻線22および2次側巻線23,24を含んで構成された3巻線型のトランス2(電圧変換用トランス)を有している。トランス2の1次側にはインバータ回路1(スイッチング回路)が、2次側には共振用インダクタ3、整流回路4および平滑回路5がそれぞれ設けられている。インバータ回路1は一次側高圧ラインL1Hと1次側低圧ラインL1Lとの間に設けられている。   This switching power supply device has a three-winding transformer 2 (voltage converting transformer) configured to include a primary winding 22 and secondary windings 23 and 24. An inverter circuit 1 (switching circuit) is provided on the primary side of the transformer 2, and a resonance inductor 3, a rectifier circuit 4, and a smoothing circuit 5 are provided on the secondary side. The inverter circuit 1 is provided between the primary high voltage line L1H and the primary low voltage line L1L.

また、1次側高圧ラインL1Hに入力端子T1が、1次側低圧ラインL1Lに入力端子T2がそれぞれ設けられており、これら入力端子T1,T2が高圧バッテリHBの出力端子と接続されるようになっている。また、平滑回路5の高圧側のラインである出力ラインL0に出力端子T3が、平滑回路5の低圧側のラインである接地ラインLGに出力端子T4がそれぞれ設けられており、これら出力端子T3,T4が負荷Lの入出力端子と接続されるようになっている。   An input terminal T1 is provided on the primary high voltage line L1H, and an input terminal T2 is provided on the primary low voltage line L1L. These input terminals T1 and T2 are connected to the output terminal of the high voltage battery HB. It has become. An output terminal T3 is provided on the output line L0, which is a high-voltage side line of the smoothing circuit 5, and an output terminal T4 is provided on the ground line LG, which is a low-voltage side line of the smoothing circuit 5, respectively. T4 is connected to the input / output terminal of the load L.

インバータ回路1は、高圧バッテリHBから出力される直流入力電圧Vinをほぼ矩形波状の単相交流電圧に変換する単相インバータ回路である。このインバータ回路1は、制御回路(図示せず)から供給されるスイッチング信号によってそれぞれ駆動される4つのスイッチング素子11,12,13,14をフルブリッジ接続してなるフルブリッジ型のスイッチング回路である。スイッチング素子としては、例えば、MOS−FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor )やIGBT(Insulated Gate Bipolor Transistor )などの素子が用いられる。また、各コンデンサ15,16,17,18が、スイッチング素子11,12,13,14の各々に並列に接続されている。なお、スイッチング素子をMOS−FETで構成した場合は、MOS−FETが有する寄生容量を、コンデンサ15,16,17,18として利用してもよい。   The inverter circuit 1 is a single-phase inverter circuit that converts a DC input voltage Vin output from the high-voltage battery HB into a substantially rectangular wave-shaped single-phase AC voltage. The inverter circuit 1 is a full bridge type switching circuit formed by full bridge connection of four switching elements 11, 12, 13, and 14 driven by switching signals supplied from a control circuit (not shown). . As the switching element, for example, an element such as a MOS-FET (Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor) or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is used. Further, the capacitors 15, 16, 17, and 18 are connected in parallel to the switching elements 11, 12, 13, and 14, respectively. Note that when the switching element is configured by a MOS-FET, the parasitic capacitance of the MOS-FET may be used as the capacitors 15, 16, 17, and 18.

スイッチング素子11は、トランス2の1次側巻線22の一端と1次側高圧ラインL1Hとの間に設けられ、スイッチング素子12は1次側巻線22の一端と1次側低圧ラインL1Lとの間に設けられている。スイッチング素子13は1次側巻線22の他端と1次側高圧ラインL1Hとの間に設けられ、スイッチング素子14は1次側巻線22の他端と1次側低圧ラインL1Lとの間に設けられている。   The switching element 11 is provided between one end of the primary side winding 22 of the transformer 2 and the primary side high voltage line L1H, and the switching element 12 includes one end of the primary side winding 22 and the primary side low voltage line L1L. It is provided between. The switching element 13 is provided between the other end of the primary winding 22 and the primary high voltage line L1H, and the switching element 14 is provided between the other end of the primary winding 22 and the primary low voltage line L1L. Is provided.

これより、インバータ回路1は、スイッチング素子11,14のオン動作により、1次側高圧ラインL1Hから順にスイッチング素子11、1次側巻線11Aおよびスイッチング素子14を通って1次側低圧ラインL1Lに至る第1の電流経路に電流が流れる一方、スイッチング素子12,13のオン動作により、1次側高圧ラインL1Hから順にスイッチング素子13、1次側巻線22およびスイッチング素子12を通って1次側低圧ラインL1Lに至る第2の電流経路に電流が流れるようになっている。   Thus, the inverter circuit 1 is switched from the primary high voltage line L1H to the primary low voltage line L1L through the switching element 11, the primary winding 11A and the switching element 14 in order from the ON operation of the switching elements 11 and 14. While the current flows through the first current path, the switching elements 12 and 13 are turned on, so that the primary side passes through the switching element 13, the primary winding 22 and the switching element 12 in order from the primary high voltage line L1H. A current flows through the second current path that reaches the low-voltage line L1L.

トランス2は、1次側巻線22(1次側巻線)、2次側巻線23(2次側第1巻線)および2次側巻線24(2次側第2巻線)が互いに同じ向きの極性を有するように磁芯21に巻回されることにより磁気結合された磁気素子である。このトランス2は、降圧型のトランスであり、2次側巻線23および2次側巻線24の巻き数が、1次側巻線22のそれよりも少なくなっている。   The transformer 2 includes a primary side winding 22 (primary side winding), a secondary side winding 23 (secondary side first winding), and a secondary side winding 24 (secondary side second winding). The magnetic elements are magnetically coupled by being wound around the magnetic core 21 so as to have polarities in the same direction. The transformer 2 is a step-down transformer, and the number of turns of the secondary winding 23 and the secondary winding 24 is smaller than that of the primary winding 22.

トランス2の一対の2次側巻線23,24は後述の第1共振用インダクタ32および第2共振用インダクタ33を介してセンタタップC(接続点)で互いに接続され、このセンタタップCが接地ラインLGを介して出力端子T4に接続されている。つまり、トランス2の2次側はセンタタップ型の接続となっている。これより、このトランス2は、インバータ回路1によって変換された交流電圧を変圧(降圧)し、一対の2次側巻線23,24の各端部A,Bから、互いに180度位相が異なる交流電圧VO1,VO2を出力するようになっている。なお、この場合の変圧の度合いは、1次側巻線22と2次側巻線23,24との巻数比によって定まる。   A pair of secondary windings 23 and 24 of the transformer 2 are connected to each other at a center tap C (connection point) via a first resonance inductor 32 and a second resonance inductor 33 which will be described later, and the center tap C is grounded. It is connected to the output terminal T4 via a line LG. That is, the secondary side of the transformer 2 is a center tap type connection. As a result, the transformer 2 transforms (steps down) the AC voltage converted by the inverter circuit 1, and the AC is 180 degrees out of phase with each other from the ends A and B of the pair of secondary windings 23 and 24. The voltages VO1 and VO2 are output. Note that the degree of transformation in this case is determined by the turn ratio between the primary side winding 22 and the secondary side windings 23 and 24.

共振用インダクタ3は、磁芯31(第2磁芯)と、磁芯31に巻回された第1共振用インダクタ32および第2共振用インダクタ33とを備える。第1共振用インダクタ32は、磁気結合した状態で2つのインダクタ32A,32Bに分離されており、インダクタ32Aの一端がトランス2の2次側巻線23の一端に直列に接続され、インダクタ32Bの一端がトランス2の2次側巻線23の他端に直列に接続されている。また、インダクタ32Aの他端が整流回路4に接続され、インダクタ32Bの他端がセンタタップCに接続されている。第2共振用インダクタ33も同様に、磁気結合した状態で2つのインダクタ33A,33Bに分離されており、インダクタ33Aの一端がトランス2の2次側巻線24の一端に直列に接続され、インダクタ33Bの一端がトランス2の2次側巻線24の他端に直列に接続されている。また、インダクタ33Aの他端が整流回路4に接続され、インダクタ33Bの他端がセンタタップCに接続されている。   The resonance inductor 3 includes a magnetic core 31 (second magnetic core), a first resonance inductor 32 and a second resonance inductor 33 wound around the magnetic core 31. The first resonance inductor 32 is separated into two inductors 32A and 32B in a magnetically coupled state. One end of the inductor 32A is connected in series to one end of the secondary winding 23 of the transformer 2, and the inductor 32B One end is connected in series to the other end of the secondary winding 23 of the transformer 2. The other end of the inductor 32A is connected to the rectifier circuit 4, and the other end of the inductor 32B is connected to the center tap C. Similarly, the second resonance inductor 33 is separated into two inductors 33A and 33B in a magnetically coupled state, and one end of the inductor 33A is connected in series to one end of the secondary side winding 24 of the transformer 2, and the inductor One end of 33B is connected in series to the other end of the secondary winding 24 of the transformer 2. The other end of the inductor 33A is connected to the rectifier circuit 4, and the other end of the inductor 33B is connected to the center tap C.

なお、センタタップCから2次側巻線23を介して整流回路4の終端である接続点D(後述)までの経路が、本発明の「第1経路」に対応し、センタタップCから2次側巻線24を介して整流回路4の終端である接続点D(後述)までの経路が、本発明の「第2経路」に対応する。   A path from the center tap C to the connection point D (described later) that is the terminal end of the rectifier circuit 4 via the secondary winding 23 corresponds to the “first path” of the present invention. A path from the secondary winding 24 to the connection point D (described later) that is the end of the rectifier circuit 4 corresponds to a “second path” of the present invention.

これにより、電圧変換トランス2の1次側に設けられたスイッチング回路1のコンデンサ15,16,17および18の少なくとも1つと、電圧変換トランス3の2次側に設けられた共振用インダクタ3の第1共振用インダクタ32および第2共振用インダクタ33とにより、共振回路を構成するようになっており、その共振特性を利用して、スイッチング素子のオン・オフによって生じるサージ電圧を低減するようになっている。   Thereby, at least one of the capacitors 15, 16, 17, and 18 of the switching circuit 1 provided on the primary side of the voltage conversion transformer 2 and the resonance inductor 3 provided on the secondary side of the voltage conversion transformer 3. A resonance circuit is configured by the first resonance inductor 32 and the second resonance inductor 33, and a surge voltage generated by turning on and off the switching element is reduced by utilizing the resonance characteristics. ing.

ここで、トランス2は上記したように降圧型であり、トランス2の2次側の電圧の方が1次側の電圧よりも低いので、第1共振用インダクタ32および第2共振用インダクタ33のそれぞれの巻数を、従来のように共振回路をトランス2の1次側に設けた場合と比べて少なくすることができ、1巻きにすることも可能である。また、第1共振用インダクタ32および第2共振用インダクタ33と、磁芯31とを絶縁するために、これらの間に絶縁材(図示せず)を設ける必要がある場合であっても、第1共振用インダクタ32および第2共振用インダクタ33に印加される電圧は低いので、絶縁材を薄くしたり、なくすることが可能である。これにより、共振用インダクタ3を簡易かつ小さな構造にすることができる。   Here, the transformer 2 is a step-down type as described above, and the voltage on the secondary side of the transformer 2 is lower than the voltage on the primary side, so that the first resonance inductor 32 and the second resonance inductor 33 The number of turns can be reduced as compared with the case where the resonance circuit is provided on the primary side of the transformer 2 as in the prior art, and the number of turns can be reduced to one. Even if it is necessary to provide an insulating material (not shown) between the first resonance inductor 32 and the second resonance inductor 33 and the magnetic core 31, it is necessary to provide an insulating material (not shown) between them. Since the voltage applied to the first resonance inductor 32 and the second resonance inductor 33 is low, the insulating material can be made thinner or eliminated. Thereby, the resonance inductor 3 can be made a simple and small structure.

また、上記したように、第1共振用インダクタ32および第2共振用インダクタ33のそれぞれの巻数を1巻きにすることも可能であることから、第1共振用インダクタ32および第2共振用インダクタ33を1巻きの板状の板金でそれぞれ構成することもできる。これにより、トランス2の2次側に大電流を流す場合であっても、共振用インダクタ3を簡易かつ小さな構造にすることができる。   Further, as described above, since the number of turns of each of the first resonance inductor 32 and the second resonance inductor 33 can be one, the first resonance inductor 32 and the second resonance inductor 33 are also used. Can be formed of a single sheet metal plate. Thereby, even when a large current is passed through the secondary side of the transformer 2, the resonance inductor 3 can have a simple and small structure.

ところで、磁芯21および磁芯31はそれぞれ、8の字状の磁路を有している。磁芯21は、第1磁芯21Aと第2磁芯21Bとからなり、第1磁芯21Aを導電性の支持基体(図示せず)上に載置すると共にその第1磁芯21A上に第2磁芯21Bを重ね合わせて構成されたものである。磁芯31についても同様に、第1磁芯31Aと第2磁芯31Bとからなり、第1磁芯31Aを導電性の支持基体(図示せず)上に載置すると共にその第1磁芯31A上に第2磁芯31Bを重ね合わせて構成されたものである。   Incidentally, each of the magnetic core 21 and the magnetic core 31 has an 8-shaped magnetic path. The magnetic core 21 includes a first magnetic core 21A and a second magnetic core 21B. The first magnetic core 21A is placed on a conductive support base (not shown) and on the first magnetic core 21A. The second magnetic core 21B is superposed. Similarly, the magnetic core 31 includes a first magnetic core 31A and a second magnetic core 31B. The first magnetic core 31A is placed on a conductive support base (not shown) and the first magnetic core is arranged. The second magnetic core 31B is superposed on 31A.

ここで、第1磁芯21Aおよび第2磁芯21Bは、互いに等しい形状であってもよいし、互いに異なる形状であってもよい。第1磁芯31Aおよび第2磁芯31Bについても同様に、互いに等しい形状であってもよいし、互いに異なる形状であってもよい。互いに等しい形状としては、例えば、図4に示したように、第1磁芯21A、第2磁芯21B、第1磁芯31Aおよび第2磁芯31BがいずれもE型形状となっているケース(第1のケース)が考えられる。互いに異なる形態としては、例えば、第1磁芯21Aおよび第1磁芯31Aが共にI型形状、第2磁芯21Bおよび第2磁芯31Bが共にE型形状となっているケース(第2のケース)や、逆に、第1磁芯21Aおよび第1磁芯31Aが共にE型形状、第2磁芯21Bおよび第2磁芯31Bが共にI型形状となっているケース(第3のケース)が考えられる。   Here, the first magnetic core 21A and the second magnetic core 21B may have the same shape or different shapes. Similarly, the first magnetic core 31A and the second magnetic core 31B may have the same shape or different shapes. For example, as shown in FIG. 4, the first magnetic core 21 </ b> A, the second magnetic core 21 </ b> B, the first magnetic core 31 </ b> A, and the second magnetic core 31 </ b> B are all E-shaped. (First case) can be considered. As a different form, for example, the first magnetic core 21A and the first magnetic core 31A are both I-shaped, and the second magnetic core 21B and the second magnetic core 31B are both E-shaped (second case) Case) or, conversely, the first magnetic core 21A and the first magnetic core 31A are both E-shaped, and the second magnetic core 21B and the second magnetic core 31B are both I-shaped (third case). ) Is considered.

第2のケースでは、図5に示したように、第1磁芯21Aおよび第1磁芯31Aが共通のI型の磁芯21Cで構成されていることが好ましく、第3のケースでは、図6に示したように、第2磁芯21Bおよび第2磁芯31Bが共通のI型の磁芯21Dで構成されていることが好ましい。これにより、磁芯の形状が互いに等しい場合と比べて、部品点数を1つ削減することができる。   In the second case, as shown in FIG. 5, it is preferable that the first magnetic core 21A and the first magnetic core 31A are composed of a common I-type magnetic core 21C. In the third case, As shown in FIG. 6, it is preferable that the second magnetic core 21B and the second magnetic core 31B are configured by a common I-type magnetic core 21D. Thereby, compared with the case where the shape of a magnetic core is mutually equal, the number of parts can be reduced by one.

ただし、トランス2のI型磁芯と、共振用インダクタ3のI型磁芯とを共通化する場合は、磁芯21および磁芯31が互いに独立していることが必要となる。ここで、「互いに独立している」とは、2つのE型磁芯が単に空間的に分離されているだけでなく、磁芯21および磁芯31の各磁路が別個の磁路と同視できる程度に磁気的に分離されていることを指す。このように、トランス2のI型磁芯と、共振用インダクタ3のI型磁芯とが共通化されていても、磁芯21および磁芯31が互いに独立していれば、トランス2の磁芯21と共振用インダクタ3の磁芯31とが互いに影響を及ぼし合うことはなく、それぞれのインダクタンスが変動して所望の値からずれてしまう虞はない。このことは、数値シミュレーションで確認されている。   However, when the I-type magnetic core of the transformer 2 and the I-type magnetic core of the resonance inductor 3 are shared, it is necessary that the magnetic core 21 and the magnetic core 31 are independent from each other. Here, “independently from each other” means that not only the two E-type magnetic cores are spatially separated but each magnetic path of the magnetic core 21 and the magnetic core 31 is regarded as a separate magnetic path. It is magnetically separated as much as possible. As described above, even if the I-type magnetic core of the transformer 2 and the I-type magnetic core of the resonance inductor 3 are made common, if the magnetic core 21 and the magnetic core 31 are independent from each other, the magnetism of the transformer 2 can be obtained. The core 21 and the magnetic core 31 of the resonance inductor 3 do not affect each other, and there is no possibility that the respective inductances fluctuate and deviate from desired values. This has been confirmed by numerical simulation.

ところで、磁芯には一般に表面に反りがあるため、磁芯の表面のうち支持基体や他の磁芯と接する面を平らに研磨する作業が必ず必要となるが、第1のケースでは、第1磁芯21Aおよび第2磁芯21B、第1磁芯31Aおよび第2磁芯31Bはそれぞれ共通形状であり、実装上、上側および下側のいずれにも配置可能であることから、I型磁芯の両面およびE型磁芯の両面の合計4面を研磨しなければならない。一方、第2のケース(I型磁芯を共通化した場合も含む)では、I型磁芯の両面およびE型磁芯の片面の合計3面だけを研磨すればよく、同様に、第3のケース(I型磁芯を共通化した場合も含む)では、I型磁芯の片面およびE型磁芯の両面の合計3面だけを研磨すればよい。このように、第2のケースおよび第3のケース(いずれもI型磁芯を共通化した場合も含む)では、第1のケースと比べて研磨面数を1つ削減することができる。   By the way, since the surface of the magnetic core is generally warped, it is necessary to polish the surface of the surface of the magnetic core in contact with the support base and other magnetic cores. However, in the first case, The first magnetic core 21A, the second magnetic core 21B, the first magnetic core 31A, and the second magnetic core 31B have a common shape, and can be arranged on either the upper side or the lower side for mounting. A total of four sides, both sides of the core and both sides of the E-type magnetic core, must be polished. On the other hand, in the second case (including the case where the I-type magnetic core is used in common), it is only necessary to polish a total of three surfaces of both the I-type magnetic core and one side of the E-type magnetic core. In this case (including the case where the I-type magnetic core is shared), only one surface of the I-type magnetic core and both sides of the E-type magnetic core need to be polished. Thus, the number of polished surfaces can be reduced by one in the second case and the third case (both including the case where the I-type magnetic core is shared) as compared with the first case.

また、磁芯を支持基体に固定するには固定用の金具が必要となるが、第1のケースおよび第2のケース(I型磁芯を共通化した場合も含む)ならびに第3のケースでは、トランス2側の磁芯21と共振用インダクタ3側の磁芯31とをそれぞれ留める金具が2つ必要となる。一方、第3のケースにおいてI型磁芯を共通化した場合では、I型磁芯が上側に配置されているので、1つの金具で済み、その結果、他の場合と比べて、部品点数を1つ削減することができる。   Further, in order to fix the magnetic core to the support base, a fixing metal fitting is required. In the first case, the second case (including the case where the I-type magnetic core is shared) and the third case, Two metal fittings for fastening the magnetic core 21 on the transformer 2 side and the magnetic core 31 on the resonance inductor 3 side are required. On the other hand, in the case where the I-type magnetic core is shared in the third case, the I-type magnetic core is arranged on the upper side, so only one metal fitting is required. As a result, the number of parts can be reduced compared to the other cases. It can be reduced by one.

整流回路4は、一対のダイオード41,42からなる単相全波整流型のものである。ダイオード41のアノードは第1共振用インダクタ32の一端に、ダイオード42のアノードは第2共振用インダクタ33の一端にそれぞれ接続されている。ダイオード41,42の各カソード同士は、接続点Dにおいて互いに接続されると共に、出力ラインLOに接続されている。つまり、この整流回路4はカソードコモン接続の構造を有しており、トランス2の交流出力電圧VO1,VO2の各半波期間をそれぞれダイオード41,42によって個別に整流して直流電圧を得るようになっている。   The rectifier circuit 4 is a single-phase full-wave rectifier type composed of a pair of diodes 41 and 42. The anode of the diode 41 is connected to one end of the first resonance inductor 32, and the anode of the diode 42 is connected to one end of the second resonance inductor 33. The cathodes of the diodes 41 and 42 are connected to each other at the connection point D and to the output line LO. In other words, the rectifier circuit 4 has a cathode common connection structure, and rectifies each half-wave period of the AC output voltages VO1 and VO2 of the transformer 2 by the diodes 41 and 42, respectively, to obtain a DC voltage. It has become.

平滑回路5は、チョークコイル51と平滑コンデンサ52とを含んで構成されている。チョークコイル51は、出力ラインLOに挿入配置されており、その一端は接続点Dに、その他端は出力端子T3にそれぞれ接続されている。平滑コンデンサ52は、チョークコイル51の他端と接地ラインLGとの間に接続されている。平滑回路5は、このような構成により、整流回路4で整流された直流電圧を平滑化して直流出力電圧Voutを生成し、これを出力端子T3,T4から負荷Lに供給するようになっている。   The smoothing circuit 5 includes a choke coil 51 and a smoothing capacitor 52. The choke coil 51 is inserted into the output line LO, and one end thereof is connected to the connection point D and the other end is connected to the output terminal T3. The smoothing capacitor 52 is connected between the other end of the choke coil 51 and the ground line LG. With such a configuration, the smoothing circuit 5 smoothes the DC voltage rectified by the rectifying circuit 4 to generate the DC output voltage Vout, and supplies this to the load L from the output terminals T3 and T4. .

次に、以上のような構成のスイッチング電源装置の作用を説明する。なお、以下では、一般的なスイッチング動作でインバータ回路1を駆動する場合について説明するが、例えば、ゼロボルトスイッチング(Zero Volto Switching)動作でインバータ回路1を駆動することも可能である。   Next, the operation of the switching power supply device configured as described above will be described. In the following, the case where the inverter circuit 1 is driven by a general switching operation will be described. However, for example, the inverter circuit 1 can also be driven by a zero volt switching operation.

インバータ回路1のスイッチング素子11,14がオンすると、スイッチング素子11からスイッチング素子14の方向に電流が流れ、トランス2の2次側巻線23,24に現れる電圧VO1,VO2がダイオード42に対して逆方向となり、ダイオード41に対して順方向となる。このため、2次側巻線11Bからダイオード41を通って出力ラインLOに電流が流れる。   When the switching elements 11 and 14 of the inverter circuit 1 are turned on, current flows from the switching element 11 to the switching element 14, and the voltages VO 1 and VO 2 appearing on the secondary side windings 23 and 24 of the transformer 2 are applied to the diode 42. The reverse direction and the forward direction with respect to the diode 41. For this reason, a current flows from the secondary winding 11B through the diode 41 to the output line LO.

次に、スイッチング素子11,14がオンからオフになると、トランス2の2次側巻線24に現れる電圧[−VO2]は、ダイオード42に対して順方向となる。このため、2次側巻線24からダイオード42を通って出力ラインLOに電流が流れる。   Next, when the switching elements 11 and 14 are turned off from on, the voltage [−VO2] appearing in the secondary winding 24 of the transformer 2 becomes forward with respect to the diode 42. For this reason, a current flows from the secondary winding 24 through the diode 42 to the output line LO.

次に、スイッチング素子12,13がオンすると、スイッチング素子13からスイッチング素子12の方向に電流が流れ、トランス2の2次側巻線23,24に現れる電圧[−VO1]、[−VO2]がダイオード42に対して順方向になる一方、ダイオード41に対して逆方向となる。このため、2次側巻線24からダイオード42を通って出力ラインLOに電流が流れる。   Next, when the switching elements 12 and 13 are turned on, current flows from the switching element 13 to the switching element 12, and the voltages [−VO1] and [−VO2] appearing in the secondary windings 23 and 24 of the transformer 2 are generated. The forward direction is relative to the diode 42, while the reverse direction is relative to the diode 41. For this reason, a current flows from the secondary winding 24 through the diode 42 to the output line LO.

最後に、スイッチング素子12,13がオンからオフになると、トランス2の2次側巻線23に現れる電圧[−VO1]はダイオード41に対して順方向となる。このため、2次側巻線23からダイオード41を通って出力ラインLOに電流が流れる。   Finally, when the switching elements 12 and 13 are turned off from on, the voltage [−VO1] appearing in the secondary winding 23 of the transformer 2 becomes forward with respect to the diode 41. For this reason, a current flows from the secondary winding 23 through the diode 41 to the output line LO.

このようにして、電源本体部10は、高圧バッテリHBから供給された直流入力電圧Vinを直流出力電圧Voutに変圧(降圧)し、その変圧した直流出力電圧Voutを低圧バッテリLBに給電する。   In this way, the power supply main body 10 transforms (steps down) the DC input voltage Vin supplied from the high voltage battery HB to the DC output voltage Vout, and supplies the transformed DC output voltage Vout to the low voltage battery LB.

このとき、スイッチング回路1のコンデンサ15,16,17および18の少なくとも1つと、共振用インダクタ3の第1共振用インダクタ32および第2共振用インダクタ33とにより、共振回路を構成し、その共振特性を利用して、スイッチング素子11,12,13および14のオン・オフによって生じるサージ電圧が低減される。   At this time, at least one of the capacitors 15, 16, 17 and 18 of the switching circuit 1, the first resonance inductor 32 and the second resonance inductor 33 of the resonance inductor 3 constitute a resonance circuit, and its resonance characteristics. Is used to reduce the surge voltage generated by switching elements 11, 12, 13 and 14 on and off.

このように、共振回路を構成する第1共振用インダクタおよび第2共振用インダクタが、電圧変換トランスの2次側に設けられることにより、1次側に設けた場合と比べて、これら共振用インダクタに入力される電圧を小さくすることができる。   As described above, the first resonance inductor and the second resonance inductor constituting the resonance circuit are provided on the secondary side of the voltage conversion transformer, so that these resonance inductors are provided compared to the case where the resonance circuit is provided on the primary side. The voltage input to can be reduced.

これより、本実施の形態のスイッチング電源装置では、共振回路を構成する第1共振用インダクタ32および第2共振用インダクタ33を電圧変換トランス2の2次側に設けるようにしたので、1次側に設けた場合と比べて、これら共振用インダクタ32,33に入力される電圧は小さくなり、これら共振用インダクタ32,33の巻き数が少なくて済む。これにより、巻線が多層になることはなく、巻線と磁芯との間に絶縁材を設けた場合であっても、絶縁材を厚くする必要はない。このことは、電力変換トランスの入出力間の電圧の差を大きくした場合であっても同様である。   Thus, in the switching power supply device according to the present embodiment, the first resonance inductor 32 and the second resonance inductor 33 that constitute the resonance circuit are provided on the secondary side of the voltage conversion transformer 2. As compared with the case where the resonance inductors 32 and 33 are provided, the voltage input to the resonance inductors 32 and 33 is small, and the number of turns of the resonance inductors 32 and 33 can be reduced. As a result, the winding does not have multiple layers, and even if an insulating material is provided between the winding and the magnetic core, it is not necessary to increase the thickness of the insulating material. This is the same even when the voltage difference between the input and output of the power conversion transformer is increased.

したがって、本実施の形態のスイッチング電源装置では、電力変換トランスの入出力間の電圧の差を大きくした場合であっても、従来のような電圧変換用トランス2の1次側に設けた場合と比べて、共振用インダクタ3のサイズを小さくすることができる。   Therefore, in the switching power supply device of the present embodiment, even when the voltage difference between the input and output of the power conversion transformer is increased, it is provided on the primary side of the voltage conversion transformer 2 as in the prior art. In comparison, the size of the resonance inductor 3 can be reduced.

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらに限定されず、種々の変形が可能である。   Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to these, and various modifications are possible.

例えば、上記実施の形態のスイッチング電源装置では、トランス2の2次側がカソードコモン接続であったが、図7に示したように、アノードコモン接続であってもよい。また、インバータ回路1はフルブリッジ型であったが、図8(A)〜(E)に例示したような、フォーワード型1−1、リセット巻線付きフォーワード型1−2、ダブルフォーワード型1−3、プッシュプル型1−4およびハーフブリッジ型1−5などであってもよい。   For example, in the switching power supply device of the above embodiment, the secondary side of the transformer 2 is a cathode common connection, but may be an anode common connection as shown in FIG. Further, the inverter circuit 1 was a full bridge type, but as shown in FIGS. 8A to 8E, the forward type 1-1, the forward type 1-2 with a reset winding, and the double forward type It may be a mold 1-3, a push-pull mold 1-4, a half-bridge mold 1-5, or the like.

また、上記実施の形態のスイッチング電源装置では、トランス2の一対の2次側巻線23,24が共振用インダクタ3の第1共振用インダクタ32および第2共振用インダクタ33を介してセンタタップCで互いに接続されるようにしていたが、図9ないし図11に示したように、トランス2の一対の2次側巻線23,24が直接センタタップCに接続されるようにしてもよい。このとき、トランス2の第1磁芯21Aおよび共振用インダクタ3の第1磁芯31AをI型磁芯でそれぞれ構成した場合は、図12および図13に示したように、それぞれのI型磁芯を共通化してもよい。   In the switching power supply device of the above embodiment, the pair of secondary windings 23 and 24 of the transformer 2 are connected to the center tap C via the first resonance inductor 32 and the second resonance inductor 33 of the resonance inductor 3. However, the pair of secondary windings 23 and 24 of the transformer 2 may be directly connected to the center tap C as shown in FIGS. 9 to 11. At this time, when the first magnetic core 21A of the transformer 2 and the first magnetic core 31A of the resonance inductor 3 are respectively configured by I-type magnetic cores, as shown in FIGS. A common core may be used.

また、トランス2の2次側の接続関係は、上記実施の形態や、図9ないし図11に示した形態の他に、例えば、図14ないし図16や、図18ないし図20、図23、図24に示したような形態であってもよい。なお、トランス2の2次側の接続関係を、図14ないし図16や、図18ないし図20に示したような形態とした場合であって、トランス2の第1磁芯21Aおよび共振用インダクタ3の第1磁芯31AをI型磁芯でそれぞれ構成したときは、図17や、図21および図22に示したように、それぞれのI型磁芯を共通化してもよい。   Further, the secondary side connection relationship of the transformer 2 may be, for example, FIG. 14 to FIG. 16, FIG. 18 to FIG. 20, FIG. The form as shown in FIG. 24 may be used. It should be noted that the secondary side connection relationship of the transformer 2 is configured as shown in FIGS. 14 to 16 and FIGS. 18 to 20, and the first magnetic core 21A of the transformer 2 and the resonance inductor are used. When the three first magnetic cores 31A are each formed of an I-type magnetic core, the respective I-type magnetic cores may be shared as shown in FIG. 17, FIG. 21, and FIG.

なお、上記したような種々の接続関係とした場合であっても、上記実施の形態と同様、第1共振用インダクタ32は、センタタップCから2次側巻線23を介して接続点D(整流回路4の末端)までの経路中に設けられ、第2共振用インダクタ33は、センタタップCから2次側巻線24を介して接続点D(整流回路4の末端)までの経路中に設けられている。   Even in the case of various connection relationships as described above, the first resonance inductor 32 is connected to the connection point D (from the center tap C through the secondary winding 23 as in the above embodiment. The second resonance inductor 33 is provided in the path from the center tap C to the connection point D (terminal of the rectifier circuit 4) via the secondary winding 24. Is provided.

また、上記実施の形態のスイッチング電源装置では、トランス2の2次側がセンタータップ型であったが、他の構成であってもよく、例えば、フォーワード型やカレントダブラ型、フルブリッジ型などであってもよい。ただし、このような構成とした場合は、トランス2の2次側の巻線が1つになるので、その2次側の1つの巻線に一端に第1共振用インダクタ32が、その2次側の1つの巻線に他端に第2共振用インダクタ33が、それぞれ直列に接続されることとなる。   In the switching power supply of the above embodiment, the secondary side of the transformer 2 is a center tap type. However, other configurations may be used, such as a forward type, a current doubler type, a full bridge type, etc. There may be. However, in such a configuration, since there is one secondary winding of the transformer 2, the first resonance inductor 32 is provided at one end of the secondary winding and the secondary winding. The second resonance inductor 33 is connected in series to the other winding on the other side.

本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the structure of the switching power supply device which concerns on one embodiment of this invention. 図1のトランスおよび共振用インダクタのそれぞれの磁芯の上面図である。FIG. 2 is a top view of the magnetic cores of the transformer and the resonance inductor of FIG. 1. 図2の磁芯の側面図である。It is a side view of the magnetic core of FIG. 図2の磁芯の斜視図である。It is a perspective view of the magnetic core of FIG. 図2の磁芯の一変形例を表す側面図である。It is a side view showing the modification of the magnetic core of FIG. 図2の磁芯の他の変形例を表す側面図である。It is a side view showing the other modification of the magnetic core of FIG. スイッチング電源装置の一変形例の構成を表す回路図であるIt is a circuit diagram showing the structure of the modification of a switching power supply device. スイッチング回路の種々の変形例を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the various modifications of a switching circuit. スイッチング電源装置の他の変形例の構成を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the structure of the other modification of a switching power supply device. 図9の磁芯の上面図である。FIG. 10 is a top view of the magnetic core in FIG. 9. 図9の磁芯の側面図である。FIG. 10 is a side view of the magnetic core in FIG. 9. 図9の磁芯の一変形例を表す側面図である。FIG. 10 is a side view illustrating a modification of the magnetic core in FIG. 9. 図9の磁芯の他の変形例を表す側面図である。It is a side view showing the other modification of the magnetic core of FIG. スイッチング電源装置の他の変形例の構成を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the structure of the other modification of a switching power supply device. 図14の磁芯の上面図である。It is a top view of the magnetic core of FIG. 図14の磁芯の側面図である。It is a side view of the magnetic core of FIG. 図14の磁芯の他の変形例を表す側面図である。It is a side view showing the other modification of the magnetic core of FIG. スイッチング電源装置の他の変形例の構成を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the structure of the other modification of a switching power supply device. 図18の磁芯の上面図である。It is a top view of the magnetic core of FIG. 図18の磁芯の側面図である。It is a side view of the magnetic core of FIG. 図18の磁芯の一変形例を表す側面図である。It is a side view showing the modification of the magnetic core of FIG. 図18の磁芯の他の変形例を表す側面図である。It is a side view showing the other modification of the magnetic core of FIG. スイッチング電源装置の他の変形例の構成を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the structure of the other modification of a switching power supply device. スイッチング電源装置の他の変形例の構成を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the structure of the other modification of a switching power supply device.

符号の説明Explanation of symbols

1…インバータ回路、2…トランス、3…共振用インダクタ、4…整流回路、5…平滑回路、11,12,13,14…スイッチング素子、15,16,17,18…コンデンサ、21,21A,21B,21C,21D,31,31A,31B…磁芯、22…1次側巻線、23,24…2次側巻線、32…第1共振用インダクタ、33…第2共振用インダクタ、41,42…ダイオード、51…チョークコイル51、52…平滑コンデンサ、A,B…端部、C…接続点、HB…高圧バッテリ、L…負荷、L1H…1次側高圧ライン、L1L…1次側低圧ライン、LO…出力ライン、LG…接地ライン、T1,T2…入力端子、T3,T4…出力端子、Vin…入力直流電圧、Vout…出力直流電圧。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inverter circuit, 2 ... Transformer, 3 ... Resonance inductor, 4 ... Rectifier circuit, 5 ... Smoothing circuit, 11, 12, 13, 14 ... Switching element, 15, 16, 17, 18 ... Capacitor, 21, 21A, 21B, 21C, 21D, 31, 31A, 31B ... magnetic core, 22 ... primary winding, 23,24 ... secondary winding, 32 ... first resonance inductor, 33 ... second resonance inductor, 41 , 42 ... Diode, 51 ... Choke coil 51, 52 ... Smoothing capacitor, A, B ... End, C ... Connection point, HB ... High voltage battery, L ... Load, L1H ... Primary high voltage line, L1L ... Primary side Low voltage line, LO ... Output line, LG ... Ground line, T1, T2 ... Input terminal, T3, T4 ... Output terminal, Vin ... Input DC voltage, Vout ... Output DC voltage.

Claims (6)

スイッチング素子と、このスイッチング素子に並列に接続されたコンデンサとを含んで構成され、直流入力電圧を交流電圧に変換するスイッチング回路と、
8の字状に磁路を構成する第1磁芯と、前記第1磁芯に巻回されると共に前記スイッチング回路の動作に応じて自身に流れる電流の方向が変化するように前記スイッチング回路に接続された1次側巻線と、前記第1磁芯に巻回されると共にそれぞれの一端が互いに接続された2次側第1巻線および2次側第2巻線とを有し、前記スイッチング回路からの交流電圧を降圧して出力する電圧変換用トランスと、
前記電圧変換用トランスの2次側の出力交流電圧を整流する整流回路と、
8の字状に磁路を構成する第2磁芯と、前記2次側第1巻線および前記2次側第2巻線の接続点から前記2次側第1巻線を介して前記整流回路の終端までの第1経路中に設けられると共に前記第2磁芯に巻回された第1共振用インダクタと、前記接続点から前記2次側第2巻線を介して前記整流回路の終端までの第2経路中に設けられると共に前記第2磁芯に巻回された第2共振用インダクタとを有し、前記コンデンサと共に共振回路を構成する共振用インダクタと
を備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
A switching circuit that includes a switching element and a capacitor connected in parallel to the switching element, and converts a DC input voltage into an AC voltage;
A first magnetic core that forms a magnetic path in the shape of a figure 8, and the switching circuit is wound around the first magnetic core so that the direction of the current flowing to itself changes according to the operation of the switching circuit. A primary winding that is connected, and a secondary first winding and a secondary secondary winding that are wound around the first magnetic core and are connected to each other at one end. A voltage conversion transformer that steps down and outputs an alternating voltage from the switching circuit;
A rectifier circuit for rectifying the output AC voltage on the secondary side of the voltage conversion transformer;
The rectification from the connection point of the second magnetic core that forms a magnetic path in the shape of figure 8 and the secondary side first winding and the secondary side second winding through the secondary side first winding A first resonance inductor provided in a first path to the end of the circuit and wound around the second magnetic core; and a termination of the rectifier circuit from the connection point via the secondary side second winding And a second resonance inductor wound around the second magnetic core, and a resonance inductor constituting a resonance circuit together with the capacitor. Switching power supply.
前記第2磁芯は、E型磁芯同士を互いに重ね合わせて構成されたものである
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
The switching power supply according to claim 1, wherein the second magnetic core is configured by superimposing E-type magnetic cores on each other.
前記第2磁芯は、E型磁芯とI型磁芯とを互いに重ね合わせて構成されたものである
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
The switching power supply according to claim 1, wherein the second magnetic core is configured by superimposing an E-type magnetic core and an I-type magnetic core on each other.
前記第1磁芯および第2磁芯は、互いに独立した2つのE型磁芯と、互いに共通のI型磁芯とを互いに重ね合わせて構成されたものである
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
2. The first magnetic core and the second magnetic core are configured by superimposing two E-type magnetic cores independent of each other and a common I-type magnetic core on each other. The switching power supply device described in 1.
支持基体をさらに備え、
前記第1磁芯および第2磁芯は、前記I型磁芯を前記支持基体上に載置すると共に、そのI型磁芯上に前記2つのE型磁芯をそれぞれ重ね合わせて構成されたものである
ことを特徴とする請求項4に記載のスイッチング電源装置。
Further comprising a support substrate;
The first magnetic core and the second magnetic core are configured by placing the I-type magnetic core on the support base and superimposing the two E-type magnetic cores on the I-type magnetic core, respectively. The switching power supply device according to claim 4, wherein the switching power supply device is a device.
支持基体をさらに備え、
前記第1磁芯および第2磁芯は、前記2つのE型磁芯を前記支持基体上に載置すると共に、その2つのE型磁芯上に前記I型磁芯を重ね合わせて構成されたものである
ことを特徴とする請求項4に記載のスイッチング電源装置。
Further comprising a support substrate;
The first magnetic core and the second magnetic core are configured by placing the two E-type magnetic cores on the support base and superimposing the I-type magnetic core on the two E-type magnetic cores. The switching power supply device according to claim 4, wherein
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009284647A (en) * 2008-05-22 2009-12-03 Honda Motor Co Ltd Composite transformer and power converting circuit
JP2010045110A (en) * 2008-08-11 2010-02-25 Sumitomo Electric Ind Ltd Reactor assembly
JP2010045109A (en) * 2008-08-11 2010-02-25 Sumitomo Electric Ind Ltd Reactor assembly
JP2010263078A (en) * 2009-05-07 2010-11-18 Sumitomo Electric Ind Ltd Reactor
JP2010267780A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Sumitomo Electric Ind Ltd Method of manufacturing coil for reactor
JP2011181573A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Keihin Corp Transformer and switching power supply
EP2600512A2 (en) * 2012-03-22 2013-06-05 Huawei Technologies Co., Ltd. Resonant conversion circuit
US8933774B2 (en) 2010-06-22 2015-01-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Reactor
JP2015076588A (en) * 2013-10-11 2015-04-20 スミダコーポレーション株式会社 Coil component
JP2016119754A (en) * 2014-12-19 2016-06-30 株式会社豊田自動織機 Power conversion device
JP2017037925A (en) * 2015-08-07 2017-02-16 新電元工業株式会社 Planar transformer and DC-DC converter
KR102282679B1 (en) * 2021-02-03 2021-07-28 (주)그린파워 Direct Charging Device for Electric Vehicle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11195543A (en) * 1997-10-14 1999-07-21 Sun Microsyst Inc Magnetic component assembly
JP2005192368A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Tdk Corp Switching power supply

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11195543A (en) * 1997-10-14 1999-07-21 Sun Microsyst Inc Magnetic component assembly
JP2005192368A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Tdk Corp Switching power supply

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009284647A (en) * 2008-05-22 2009-12-03 Honda Motor Co Ltd Composite transformer and power converting circuit
JP2010045110A (en) * 2008-08-11 2010-02-25 Sumitomo Electric Ind Ltd Reactor assembly
JP2010045109A (en) * 2008-08-11 2010-02-25 Sumitomo Electric Ind Ltd Reactor assembly
JP2010263078A (en) * 2009-05-07 2010-11-18 Sumitomo Electric Ind Ltd Reactor
JP2010267780A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Sumitomo Electric Ind Ltd Method of manufacturing coil for reactor
JP2011181573A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Keihin Corp Transformer and switching power supply
US8933774B2 (en) 2010-06-22 2015-01-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Reactor
EP2600512A2 (en) * 2012-03-22 2013-06-05 Huawei Technologies Co., Ltd. Resonant conversion circuit
EP2600512A4 (en) * 2012-03-22 2014-11-19 Huawei Tech Co Ltd Resonant conversion circuit
JP2015076588A (en) * 2013-10-11 2015-04-20 スミダコーポレーション株式会社 Coil component
US9728319B2 (en) 2013-10-11 2017-08-08 Sumida Corporation Coil part
JP2016119754A (en) * 2014-12-19 2016-06-30 株式会社豊田自動織機 Power conversion device
JP2017037925A (en) * 2015-08-07 2017-02-16 新電元工業株式会社 Planar transformer and DC-DC converter
KR102282679B1 (en) * 2021-02-03 2021-07-28 (주)그린파워 Direct Charging Device for Electric Vehicle

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