JP2011205752A - Forward-type switching power supply device and drive method of forward-type switching power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォワード型スイッチング電源装置とフォワード型スイッチング電源装置の駆動方法とに関する。 The present invention relates to a forward switching power supply device and a driving method for the forward switching power supply device.
２石フォワード形スイッチング電源装置は、高い直流入力電圧に対して高出力を得ることができるとともに、比較的小型化が可能なことが知られている。 It is known that the two-stone forward switching power supply device can obtain a high output with respect to a high DC input voltage and can be relatively miniaturized.
一方で、２石フォワード形スイッチング電源装置は、電流が反転する場合の電流経路に、配線インダクタンスに起因するサージ電圧が生じることが指摘されており、これを改善する提案が、例えば下記特許文献１に開示されている。 On the other hand, in the two-stone forward switching power supply device, it has been pointed out that a surge voltage caused by the wiring inductance is generated in the current path when the current is inverted. Is disclosed.
また、１石フォワード形スイッチング電源装置は、例えば下記特許文献２に詳述されている。
Further, the one-stone forward switching power supply device is described in detail in, for example,
従来のフォワード型スイッチング電源装置は、出力リップル電圧を低減するために、大きなインダクタンス値を有する出力平滑用チョークコイルを備えていた。また、インダクタンス値は、一般に巻き線の巻き数等に大きく依存するので大きな巻き数の出力平滑用チョークコイルが用いられる傾向にあった。 The conventional forward type switching power supply device includes an output smoothing choke coil having a large inductance value in order to reduce the output ripple voltage. Further, since the inductance value generally depends greatly on the number of windings and the like, an output smoothing choke coil having a large number of windings tends to be used.
このため、出力平滑用チョークコイルは、比較的大きくかつ比較的重くなっていた。これにより、フォワード型スイッチング電源全体として大型化・重量化していた。 For this reason, the output smoothing choke coil is relatively large and relatively heavy. As a result, the entire forward type switching power supply has been increased in size and weight.
本発明は、上述の問題点に鑑み為されたものであり、より小さな出力平滑用チョークコイルで動作可能なフォワード型スイッチング電源装置とフォワード型スイッチング電源装置の駆動方法とを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a forward switching power supply device operable with a smaller output smoothing choke coil and a driving method of the forward switching power supply device. To do.
本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、二つのトランスを備え、二つのトランスの各々の一次側が入力電源と並列に設けられるとともに、二つのトランスの各々の二次側が出力負荷と並列に設けられることを特徴とする。 The forward-type switching power supply device of the present invention includes two transformers, each of the two transformers is provided in parallel with the input power supply, and each secondary side of the two transformers is provided in parallel with the output load. It is characterized by.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、好ましくは１石フォワード型であり、二つのトランスの各々の一次側が、スイッチング素子とトランスリセット用ダイオードとを備えることを特徴とする。 In addition, the forward type switching power supply device of the present invention is preferably a one-stone forward type, and the primary side of each of the two transformers includes a switching element and a transformer resetting diode.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは１石フォワード型であり、二つのトランスの各々の二次側が、各二次側巻き線と直列に接続された整流ダイオードを備えることを特徴とする。 Further, the forward type switching power supply device of the present invention is more preferably a one-stone forward type, and each secondary side of the two transformers includes a rectifier diode connected in series with each secondary side winding. Features.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは１石フォワード型であり、二つのトランスの各々の二次側が、各二次側巻き線と直列に接続されたスイッチング素子を備えることを特徴とする。 The forward-type switching power supply device of the present invention is more preferably a one-stone forward type, and each secondary side of the two transformers includes a switching element connected in series with each secondary-side winding. Features.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、好ましくは２石フォワード型であり、二つのトランスの各々の一次側が、二つのスイッチング素子と二つのトランスリセット用ダイオードとを備えることを特徴とする。 The forward-type switching power supply device of the present invention is preferably a two-stone forward type, and each primary side of two transformers includes two switching elements and two transformer reset diodes.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは２石フォワード型であり、二つのトランスの各々の二次側が、各二次側巻き線と直列に接続された整流ダイオードを備えることを特徴とする。 Further, the forward type switching power supply device of the present invention is more preferably a two-stone forward type, and each secondary side of the two transformers includes a rectifier diode connected in series with each secondary side winding. Features.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは２石フォワード型であり、二つのトランスの各々の二次側が、各二次側巻き線と直列に接続されたスイッチング素子を備えることを特徴とする。 Further, the forward type switching power supply device of the present invention is more preferably a two-stone forward type, and each secondary side of the two transformers includes a switching element connected in series with each secondary side winding. Features.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは入力電源と並列に接続された入力側コンデンサを備え、二つのトランスの各々の一次側において、入力電源と入力側コンデンサとに並列に各一次側巻き線が設けられることを特徴とする。 The forward-type switching power supply device of the present invention preferably further includes an input-side capacitor connected in parallel with the input power supply, and each of the primary side of each of the two transformers is connected in parallel with the input power supply and the input-side capacitor. A primary winding is provided.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは出力負荷と並列に接続された出力平滑コンデンサを備え、二つのトランスの各々の二次側において、出力負荷と出力平滑コンデンサとに並列に各二次側巻き線が設けられることを特徴とする。 The forward-type switching power supply device of the present invention preferably further includes an output smoothing capacitor connected in parallel with the output load, and in parallel with the output load and the output smoothing capacitor on the secondary side of each of the two transformers. Each secondary winding is provided.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは常に、二つのトランスのうち少なくともいずれかが入力電源により駆動されることを特徴とする。 The forward-type switching power supply device of the present invention is more preferably characterized in that at least one of the two transformers is always driven by an input power supply.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは出力負荷に直列に接続される出力平滑用チョークコイルを備えないことを特徴とする。 Further, the forward-type switching power supply device of the present invention is more preferably characterized by not including an output smoothing choke coil connected in series to an output load.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは二つのトランスが、各々リセット期間を有して磁気が初期化されることを特徴とする。 In the forward-type switching power supply device according to the present invention, more preferably, the two transformers each have a reset period and the magnetism is initialized.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは５０％以上のデューティー比で動作するフォワード型スイッチング電源装置を並列に接続することを特徴とする。 In addition, the forward type switching power supply device of the present invention is further characterized in that forward type switching power supply devices that operate at a duty ratio of 50% or more are connected in parallel.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは二つのトランスが、互いに１８０°位相をずらして交互に駆動されることを特徴とする。 The forward-type switching power supply device of the present invention is more preferably characterized in that two transformers are alternately driven with a phase difference of 180 ° from each other.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置は、さらに好ましくは入力電源が直流電源であることを特徴とする。 The forward-type switching power supply device of the present invention is more preferably characterized in that the input power supply is a DC power supply.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置の駆動方法は、駆動期間中においては間断なく常に二つのトランスの少なくともいずれかの二次側から出力負荷に電力が供給されるように、駆動期間中は間断なく常に二つのトランスの少なくともいずれかの一次側に入力電源から電力が供給されることを特徴とする。 Further, the driving method of the forward type switching power supply device of the present invention is such that during the driving period, power is always supplied to the output load from at least one of the two transformers without interruption during the driving period. Electricity is always supplied from an input power source to the primary side of at least one of the two transformers without interruption.
また、本発明のフォワード型スイッチング電源装置の駆動方法は、好ましくは二つのトランスの各々が、入力電源からデューティー比５０％以上で間欠的に電力が供給されることを特徴とする。 The forward switching power supply device driving method of the present invention is preferably characterized in that each of the two transformers is intermittently supplied with power from the input power supply at a duty ratio of 50% or more.
本発明により、より小さな出力平滑用チョークコイルで動作可能なフォワード型スイッチング電源装置とフォワード型スイッチング電源装置の駆動方法とを提供できる。また、トランスの利用効率を向上させたフォワード型スイッチング電源装置とフォワード型スイッチング電源装置の駆動方法とを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a forward switching power supply device that can be operated with a smaller output smoothing choke coil and a driving method for the forward switching power supply device. Further, it is possible to provide a forward type switching power supply device and a driving method for the forward type switching power supply device that improve the utilization efficiency of the transformer.
実施形態で説明するフォワード型スイッチング電源装置は、例えば二つのトランスを備え、各々のトランスの一次側回路は、入力電源に対して並列に接続される。また、各々のトランスの二次側回路は、出力負荷に対して並列に接続される。そして、二つのトランスを、１８０°位相をずらしたタイミングで駆動させる。 The forward-type switching power supply device described in the embodiment includes, for example, two transformers, and the primary side circuit of each transformer is connected in parallel to the input power supply. The secondary circuit of each transformer is connected in parallel to the output load. Then, the two transformers are driven at a timing shifted by 180 °.
これにより、実施形態のフォワード型スイッチング電源装置は、デューティー比が５０％以上で動作することが可能となる。また、出力平滑用チョークコイルに印加される電圧値を低減することが可能となるので、出力平滑用チョークコイルのインダクタンス値を比較的小さな値とすることができる。 Thereby, the forward type switching power supply device of the embodiment can be operated at a duty ratio of 50% or more. Further, since the voltage value applied to the output smoothing choke coil can be reduced, the inductance value of the output smoothing choke coil can be set to a relatively small value.
また、出力平滑用チョークコイルのインダクタンス値を比較的小さな値とできるので、出力平滑用チョークコイルを小型化・軽量化することが可能となる。また、出力平滑用チョークコイルの配置面積を低減できるので、実装面積の観点からもコストの観点からも有利なフォワード型スイッチング電源装置を実現できる。また、典型的には配線インダクタンスのみでこれを賄うことが可能であるので、出力平滑用チョークコイルを別途に設ける必要がない回路構成とできる。 In addition, since the inductance value of the output smoothing choke coil can be made relatively small, the output smoothing choke coil can be reduced in size and weight. In addition, since the arrangement area of the output smoothing choke coil can be reduced, a forward type switching power supply apparatus that is advantageous from the viewpoint of mounting area and cost can be realized. Further, typically, it is possible to cover this with only the wiring inductance, so that it is possible to obtain a circuit configuration that does not require a separate output smoothing choke coil.
また、実施形態で説明するフォワード型スイッチング電源装置において、各トランスのデューティー比は、各々の磁気リセット期間だけを残存させて、各々５０％以上にまで増大させて駆動させることができる。 Further, in the forward type switching power supply device described in the embodiment, the duty ratio of each transformer can be driven to increase to 50% or more with each magnetic reset period remaining.
これにより、二つのトランスが共に駆動される重畳駆動期間が生じるので、出力平滑用チョークコイルのインダクタンス値が小さくても、より安定した出力が可能なフォワード型スイッチング電源装置となる。 As a result, a superimposed drive period in which the two transformers are driven together occurs, so that the forward switching power supply device is capable of more stable output even if the inductance value of the output smoothing choke coil is small.
また、例えば比較的大きな電力に対応可能な従来のフルブリッジ回路においては、本来交互に動作すべきスイッチング素子が誤って同時にオンにされると、回路破損等の障害を生じる。しかし、実施形態で説明するフォワード型スイッチング電源装置においては、一次側のスイッチング素子が全て同時にオンにされても、このような破損を生じる懸念がない。 For example, in a conventional full-bridge circuit that can handle relatively large power, if switching elements that should operate alternately are turned on at the same time, a failure such as circuit breakage occurs. However, in the forward-type switching power supply device described in the embodiment, there is no concern that such damage occurs even when all of the primary side switching elements are turned on at the same time.
また、実施形態で説明するフォワード型スイッチング電源装置は、二次側の整流ダイオードに替えて、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を配して同期整流方式としてもよい。これにより、さらに高効率なフォワード型スイッチング電源とできる。 Further, the forward type switching power supply device described in the embodiment may employ a synchronous rectification method by arranging a switching element such as a MOSFET instead of the secondary side rectifier diode. Thereby, it can be set as a further efficient forward type switching power supply.
また、一般に出力電流の増大に伴い出力平滑用チョークコイルでの損失が増大するが、典型的には出力平滑用チョークコイルを設けないフォワード型スイッチング電源装置とすることで、比較的大きな電流を流す場合においても、電力損失を低減した高効率なフォワード型スイッチング電源とできる。 In general, the loss in the output smoothing choke coil increases as the output current increases, but typically a forward switching power supply device without an output smoothing choke coil allows a relatively large current to flow. Even in this case, a highly efficient forward switching power supply with reduced power loss can be obtained.
（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態の１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）を説明する図である。図１に示すように、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）は、入力電圧「Ｖｉｎ」の直流電源１０と、直流電源１０と並列に接続され容量「Ｃｉｎ」の入力側コンデンサ２０とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a one-stone forward switching power supply device 1000 (1) according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, a one-stone forward switching power supply 1000 (1) includes a
また、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）は、トランス（Ｔ１）１７０と、トランス（Ｔ２）１８０との二つのトランスを備える。トランス（Ｔ１）１７０と、トランス（Ｔ２）１８０との一次側は、共に同一の回路が、直流電源１０と入力側コンデンサ２０とに対して並列接続された回路構成である。
The one-stone forward switching power supply apparatus 1000 (1) includes two transformers, a transformer (T1) 170 and a transformer (T2) 180. The primary side of the transformer (T1) 170 and the transformer (T2) 180 has a circuit configuration in which the same circuit is connected in parallel to the
すなわち、図１から理解されるように、トランス（Ｔ１）１７０と、トランス（Ｔ２）１８０との各一次側は、トランスリセット用ダイオードとスイッチング素子とを各々一つずつ備える回路構成となる。トランス（Ｔ１）１７０の一次側は、一次側巻き線の一端にトランスリセット用ダイオード（Ｄ３）１３０のカソードが接続され、一次側巻き線の他端にはスイッチング素子（Ｑ１）１９０のドレインが接続される。トランスリセット用ダイオード（Ｄ３）１３０のアノードは、スイッチング素子（Ｑ１）１９０のソースと接続される。 That is, as can be understood from FIG. 1, each primary side of the transformer (T1) 170 and the transformer (T2) 180 has a circuit configuration including one transformer reset diode and one switching element. On the primary side of the transformer (T1) 170, the cathode of the transformer reset diode (D3) 130 is connected to one end of the primary winding, and the drain of the switching element (Q1) 190 is connected to the other end of the primary winding. Is done. The anode of the transformer reset diode (D3) 130 is connected to the source of the switching element (Q1) 190.
また、トランス（Ｔ１）１７０の一次側巻き線は、巻き線比が所望のｎ１：ｎ３となるようにタップが設けられ、タップと直流電源１０のプラス側とが接続され、巻き線ｎ１の他端がスイッチング素子（Ｑ１）１９０のドレインと接続され、スイッチング素子（Ｑ１）１９０のソースと直流電源１０のマイナス側とが接続される。なお、スイッチング素子（Ｑ１）１９０のゲートには、制御回路（不図示）から所望の動作信号が付与される。
The primary winding of the transformer (T1) 170 is provided with a tap so that the winding ratio is a desired n1: n3, the tap and the positive side of the
また、トランス（Ｔ２）１８０の一次側は、一次側巻き線の一端にトランスリセット用ダイオード（Ｄ４）１４０のカソードが接続され、一次側巻き線の他端にはスイッチング素子（Ｑ２）２００のドレインが接続される。トランスリセット用ダイオード（Ｄ４）１４０のアノードは、スイッチング素子（Ｑ２）２００のソースと接続される。 On the primary side of the transformer (T2) 180, the cathode of the transformer reset diode (D4) 140 is connected to one end of the primary winding, and the drain of the switching element (Q2) 200 is connected to the other end of the primary winding. Is connected. The anode of the transformer reset diode (D4) 140 is connected to the source of the switching element (Q2) 200.
また、トランス（Ｔ２）１８０の一次側巻き線は、巻き線比が所望のｎ４：ｎ６となるようにタップが設けられ、タップと直流電源１０のプラス側とが接続され、巻き線ｎ４の他端がスイッチング素子（Ｑ２）２００のドレインと接続され、スイッチング素子（Ｑ２）２００のソースと直流電源１０のマイナス側とが接続される。なお、スイッチング素子（Ｑ２）２００のゲートには、制御回路（不図示）から所望の動作信号が付与される。
Further, the primary winding of the transformer (T2) 180 is provided with a tap so that the winding ratio is a desired n4: n6, and the tap and the positive side of the
また、トランス（Ｔ１）１７０と、トランス（Ｔ２）１８０との二次側は、共に同一の構成であり、出力負荷（ＲＬ）１５０と出力平滑コンデンサ（Ｃ０）１６０とに対して並列接続された回路構成である。 Further, the secondary side of the transformer (T1) 170 and the transformer (T2) 180 has the same configuration, and is connected in parallel to the output load (RL) 150 and the output smoothing capacitor (C0) 160. Circuit configuration.
すなわち、図１から理解されるように、トランス（Ｔ１）１７０と、トランス（Ｔ２）１８０との二次側は、各二次側巻き線に直列接続された整流ダイオードを各々一つずつ備える回路構成となる。 That is, as can be understood from FIG. 1, the secondary side of the transformer (T1) 170 and the transformer (T2) 180 includes one rectifier diode connected in series to each secondary winding. It becomes composition.
トランス（Ｔ１）１７０の二次側巻き線ｎ２の一端には、整流ダイオード（Ｄ１）１１０のアノードが接続される。また、トランス（Ｔ２）１８０の二次側巻き線ｎ５の一端には、整流ダイオード（Ｄ２）１２０のアノードが接続される。整流ダイオード（Ｄ１）１１０のカソードと整流ダイオード（Ｄ２）１２０のカソードとは、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００の一端に接続される。 The anode of the rectifier diode (D1) 110 is connected to one end of the secondary winding n2 of the transformer (T1) 170. Also, the anode of the rectifier diode (D2) 120 is connected to one end of the secondary winding n5 of the transformer (T2) 180. The cathode of the rectifier diode (D1) 110 and the cathode of the rectifier diode (D2) 120 are connected to one end of the output smoothing choke coil (L0) 100.
そして、トランス（Ｔ１）１７０の二次側巻き線ｎ２と整流ダイオード（Ｄ１）１１０と、トランス（Ｔ２）１８０の二次側巻き線ｎ５と整流ダイオード（Ｄ２）１２０と、は出力負荷（ＲＬ）１５０と出力平滑コンデンサ（Ｃ０）１６０とに対して並列に接続される。 The secondary winding n2 and rectifier diode (D1) 110 of the transformer (T1) 170, and the secondary winding n5 and rectifier diode (D2) 120 of the transformer (T2) 180 are output load (RL). 150 and the output smoothing capacitor (C0) 160 are connected in parallel.
図１において、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００は、インダクタンス値Ｌ０を、比較的小さな値とすることができ、典型的にはインダクタンス値Ｌ０をゼロとすることができる。すなわち、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００を設けないこととできる。この場合には、例えば配線インダクタンスのみで動作対応することとしてもよい。 In FIG. 1, the output smoothing choke coil (L0) 100 can have a relatively small inductance value L0, and typically has an inductance value L0 of zero. That is, the output smoothing choke coil (L0) 100 can be omitted. In this case, for example, the operation may be handled only by the wiring inductance.
１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）は、トランス（Ｔ１）１７０とトランス（Ｔ２）１８０とが、互いに１８０°位相をずらして駆動される。このため、出力負荷（ＲＬ）１５０と出力平滑コンデンサ（Ｃ０）１６０とに対してデューティー比５０％以上で電力を供給可能であり、典型的には出力負荷（ＲＬ）１５０と出力平滑コンデンサ（Ｃ０）１６０とに対してデューティー比１００％で電力を供給できる。 In the one-stone forward switching power supply apparatus 1000 (1), the transformer (T1) 170 and the transformer (T2) 180 are driven with a phase difference of 180 ° from each other. Therefore, power can be supplied to the output load (RL) 150 and the output smoothing capacitor (C0) 160 at a duty ratio of 50% or more. Typically, the output load (RL) 150 and the output smoothing capacitor (C0) ) 160 can be supplied with a duty ratio of 100%.
これにより、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００のインダクタンス値Ｌ０を、比較的小さな値とすることができ、典型的には出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００を設けない回路構成としても安定した出力を得ることができる。 As a result, the inductance value L0 of the output smoothing choke coil (L0) 100 can be set to a relatively small value, and the circuit configuration without the output smoothing choke coil (L0) 100 is typically stable. Output can be obtained.
また、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）は、トランス（Ｔ１）１７０とトランス（Ｔ２）１８０とを、各々デューティー比５０％以上で駆動してもよい。トランス（Ｔ１）１７０とトランス（Ｔ２）１８０との各々のデューティー比は、磁気を初期化するために必要な期間だけを残して最大限まで増大させることができる。 Further, the one-stone forward switching power supply apparatus 1000 (1) may drive the transformer (T1) 170 and the transformer (T2) 180 with a duty ratio of 50% or more. The duty ratio of each of the transformer (T1) 170 and the transformer (T2) 180 can be increased to the maximum while leaving only the period necessary for initializing the magnetism.
トランス（Ｔ１）１７０とトランス（Ｔ２）１８０との各々デューティー比を５０％以上とする場合には、トランス（Ｔ１）１７０とトランス（Ｔ２）１８０とが共に直流電源１０から電力供給される重畳動作期間が生じることとなる。この場合においても、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）は、トランス（Ｔ１）１７０とトランス（Ｔ２）１８０とが並列接続とされているので何ら支障なく重畳動作させることができる。 When each of the duty ratios of the transformer (T1) 170 and the transformer (T2) 180 is 50% or more, the superposition operation in which the transformer (T1) 170 and the transformer (T2) 180 are both supplied from the DC power supply 10 A period will occur. Also in this case, the one-stone forward switching power supply device 1000 (1) can be superposed without any trouble because the transformer (T1) 170 and the transformer (T2) 180 are connected in parallel.
図２乃至図６は、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）の動作状態を説明する図である。また、図１０は、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）の各部位の波形状態を期間１乃至期間６毎に説明するシミュレーション波形図である。図２乃至図６は、図１０に示す期間１乃至期間５にそれぞれ対応しており、各期間における電流を矢印で図２乃至図６中に図示している。
2 to 6 are diagrams for explaining the operation state of the one-stone forward switching power supply apparatus 1000 (1). FIG. 10 is a simulation waveform diagram illustrating the waveform state of each part of the one-stone forward switching power supply apparatus 1000 (1) for each
すなわち、図２は、期間１における１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）の電流を説明する図である。また、図３は、期間２における１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）の電流を説明する図である。また、図４は、期間３における１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）の電流を説明する図である。また、図５は、期間４における１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）の電流を説明する図である。また、図６は、期間５における１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）の電流を説明する図である。
That is, FIG. 2 is a diagram illustrating the current of the one-stone forward switching power supply device 1000 (1) in
また、図１０において、「Ｖｇｓ１」は、スイッチング素子（Ｑ１）１９０のソースに対するゲートの電圧を説明し、「Ｖｇｓ２」は、スイッチング素子（Ｑ２）２００のソースに対するゲートの電圧を説明している。 In FIG. 10, “Vgs1” describes the gate voltage with respect to the source of the switching element (Q1) 190, and “Vgs2” describes the gate voltage with respect to the source of the switching element (Q2) 200.
また、図１０において、「Ｖｄｓ１」と「Ｉｄｓ１」とは、各々スイッチング素子（Ｑ１）１９０のソースに対するドレインの電圧とドレインへ流れ込む電流値とを説明している。また、図１０において、「Ｖｄｓ２」と「Ｉｄｓ２」とは、各々スイッチング素子（Ｑ２）２００のソースに対するドレインの電圧とドレインへ流れ込む電流値とを説明している。 In FIG. 10, “Vds1” and “Ids1” describe the drain voltage with respect to the source of the switching element (Q1) 190 and the current value flowing into the drain, respectively. In FIG. 10, “Vds2” and “Ids2” describe the drain voltage with respect to the source of the switching element (Q2) 200 and the current value flowing into the drain, respectively.
また、図１０において、「ＶＤ１」と「ＩＤ１」とは、各々整流ダイオード（Ｄ１）１１０のアノードに対するカソードの電圧とアノードからカソードへと整流ダイオード（Ｄ１）１１０を流れる電流値とを説明している。また、「ＶＤ２」と「ＩＤ２」とは、各々整流ダイオード（Ｄ２）１２０のアノードに対するカソードの電圧とアノードからカソードへと整流ダイオード（Ｄ２）１２０を流れる電流値とを説明している。 Further, in FIG. 10, “VD1” and “ID1” respectively describe the cathode voltage with respect to the anode of the rectifier diode (D1) 110 and the current value flowing through the rectifier diode (D1) 110 from the anode to the cathode. Yes. “VD2” and “ID2” describe the cathode voltage with respect to the anode of the rectifier diode (D2) 120 and the current value flowing through the rectifier diode (D2) 120 from the anode to the cathode, respectively.
また、図１０において「Ｖｎ２」と「Ｖｎ５」とは、各々トランス（Ｔ１）１７０とトランス（Ｔ２）１８０との二次側巻き線ｎ２，ｎ５に生じる起電力を説明している。また、図１０において「ＩＬ０」は、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００を流れる電流値を説明している。 In FIG. 10, “Vn2” and “Vn5” describe the electromotive forces generated in the secondary windings n2 and n5 of the transformer (T1) 170 and the transformer (T2) 180, respectively. In FIG. 10, “IL0” describes the current value flowing through the output smoothing choke coil (L0) 100.
図２から理解できるように、期間１においては、スイッチング素子（Ｑ１）１９０がオンでありトランス（Ｔ１）１７０の巻き線ｎ１に対して直流電源１０の入力電圧「Ｖｉｎ」が印加される。
As can be understood from FIG. 2, in
また、期間１においては、トランス（Ｔ１）１７０の二次側の巻き線ｎ２に起電力が発生し、整流ダイオード（Ｄ１）１１０を介して出力負荷（ＲＬ）１５０に電力が供給される。
In
一方、期間１においては、スイッチング素子（Ｑ２）２００がオフとなるので、トランス（Ｔ２）１８０の巻き線ｎ６に対して、入力側コンデンサ（Ｃｉｎ）２０へトランスリセット用ダイオード（Ｄ４）１４０を介して電流が流れる。これにより、トランス（Ｔ２）１８０は磁気が初期化されてリセットされる。
On the other hand, in
次に、図３に示すように、期間２においては、スイッチング素子（Ｑ１）１９０がオンでありトランス（Ｔ１）１７０の巻き線ｎ１に対して直流電源１０の入力電圧「Ｖｉｎ」が印加される。
Next, as shown in FIG. 3, in
また、期間２においては、トランス（Ｔ１）１７０の二次側の巻き線ｎ２に起電力が発生し、整流ダイオード（Ｄ１）１１０を介して出力負荷（ＲＬ）１５０に電力が供給される。
In
一方、期間２においては、スイッチング素子（Ｑ２）２００がオフであり、さらにトランス（Ｔ２）１８０の磁気リセットが完了しているので、トランス（Ｔ２）１８０の一次側には電流は流れない。
On the other hand, in
次に、図４に示すように、期間３においては、スイッチング素子（Ｑ１）１９０がオンでありトランス（Ｔ１）１７０の一次側の巻き線ｎ１に対して直流電源１０の入力電圧「Ｖｉｎ」が印加される。
Next, as shown in FIG. 4, in
また、期間３においては、トランス（Ｔ１）１７０の二次側の巻き線ｎ２に起電力が発生し、整流ダイオード（Ｄ１）１１０を介して出力負荷（ＲＬ）１５０に電力が供給される。
In
さらに、期間３においては、スイッチング素子（Ｑ２）２００がオンであり、トランス（Ｔ２）１８０の一次側の巻き線ｎ４に対して、直流電源１０の入力電圧「Ｖｉｎ」が印加される。
Further, in
また、期間３においては、トランス（Ｔ２）１８０の二次側の巻き線ｎ５に起電力が発生し、整流ダイオード（Ｄ２）１２０を介して出力負荷（ＲＬ）１５０に電力が供給される。すなわち、期間３においては、トランス（Ｔ１）１７０とトランス（Ｔ２）１８０とから、出力負荷（ＲＬ）１５０に対して電力が１／２ずつ供給されることとなる。
In
次に、図５から理解できるように、期間４においては、スイッチング素子（Ｑ１）１９０がオフであり、トランス（Ｔ１）１７０の巻き線ｎ３に対して入力側コンデンサ（Ｃｉｎ）２０へトランスリセット用ダイオード（Ｄ３）１３０を介して電流が流れる。これにより、トランス（Ｔ１）１７０は磁気が初期化されてリセットされる。
Next, as can be understood from FIG. 5, in the
また、期間４においては、スイッチング素子（Ｑ２）２００がオンでありトランス（Ｔ２）１８０の一次側の巻き線ｎ４に対して直流電源１０の入力電圧「Ｖｉｎ」が印加される。
In
また、期間４においては、トランス（Ｔ２）１８０の二次側の巻き線ｎ５に起電力が発生し、整流ダイオード（Ｄ２）１２０を介して出力負荷（ＲＬ）１５０に電力が供給される。
In
次に、図６に示すように、期間５においては、スイッチング素子（Ｑ１）１９０がオフであり、さらにトランス（Ｔ１）１７０の磁気リセットが完了しているので、トランス（Ｔ１）１７０の一次側には電流は流れない。 Next, as shown in FIG. 6, in the period 5, the switching element (Q1) 190 is off, and the magnetic reset of the transformer (T1) 170 is completed. Therefore, the primary side of the transformer (T1) 170 There is no current flowing through.
また、期間５においては、スイッチング素子（Ｑ２）２００がオンでありトランス（Ｔ２）１８０の一次側の巻き線ｎ４に対して直流電源１０の入力電圧「Ｖｉｎ」が印加される。
In period 5, switching element (Q 2) 200 is on, and input voltage “Vin” of
また、期間５においては、トランス（Ｔ２）１８０の二次側の巻き線ｎ５に起電力が発生し、整流ダイオード（Ｄ２）１２０を介して出力負荷（ＲＬ）１５０に電力が出力される。 In period 5, an electromotive force is generated in the secondary winding n5 of the transformer (T2) 180, and the electric power is output to the output load (RL) 150 via the rectifier diode (D2) 120.
次に、図１０に示す期間６については、期間３と同様であるので図４を用いて説明する。図４から理解できるように、期間６においては、スイッチング素子（Ｑ１）１９０がオンでありトランス（Ｔ１）１７０の一次側の巻き線ｎ１に対して直流電源１０の入力電圧「Ｖｉｎ」が印加される。
Next, since the period 6 shown in FIG. 10 is the same as the
また、期間６においては、トランス（Ｔ１）１７０の二次側の巻き線ｎ２に起電力が発生し、整流ダイオード（Ｄ１）１１０を介して出力負荷（ＲＬ）１５０に電力が供給される。 In period 6, electromotive force is generated in the secondary winding n2 of the transformer (T1) 170, and power is supplied to the output load (RL) 150 through the rectifier diode (D1) 110.
さらに、期間６においては、スイッチング素子（Ｑ２）２００がオンであり、トランス（Ｔ２）１８０の一次側の巻き線ｎ４に対して、直流電源１０の入力電圧「Ｖｉｎ」が印加される。
Further, in period 6, switching element (Q 2) 200 is on, and input voltage “Vin” of
また、期間６においては、トランス（Ｔ２）１８０の二次側の巻き線ｎ５に起電力が発生し、整流ダイオード（Ｄ２）１２０を介して出力負荷（ＲＬ）１５０に電力が供給される。すなわち、期間６においては、トランス（Ｔ１）１７０とトランス（Ｔ２）１８０とから、出力負荷（ＲＬ）１５０に対して電力が１／２ずつ供給されることとなる。 In period 6, electromotive force is generated in the secondary winding n5 of the transformer (T2) 180, and power is supplied to the output load (RL) 150 through the rectifier diode (D2) 120. That is, in period 6, power is supplied to the output load (RL) 150 by 1/2 from the transformer (T 1) 170 and the transformer (T 2) 180.
１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）は、上述した期間１乃至期間６の駆動動作を繰り返して、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００に依存することなく、安定した電力を出力することができる。
The one-stone forward switching power supply device 1000 (1) can output stable power without depending on the output smoothing choke coil (L0) 100 by repeating the driving operation of the
１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）は、従来のようにメインスイッチのオンデューティー比を５０％以下とする必要はない。また、メインスイッチがオフの期間に出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００に蓄えたエネルギーで、出力負荷（ＲＬ）１５０に電力を供給する必要がない。 The one-stone forward switching power supply device 1000 (1) does not have to have an on-duty ratio of the main switch of 50% or less as in the prior art. Further, it is not necessary to supply power to the output load (RL) 150 with the energy stored in the output smoothing choke coil (L0) 100 while the main switch is off.
１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）は、メインスイッチのオンデューティー比を５０％以上として動作可能であり、トランスの利用効率を増大させることができる。また、いずれかのメインスイッチがオフとなっても、オフとなっていないメインスイッチに接続される一次側に対応するトランスの電力を２次側に供給することで、常にいずれかのトランスから２次側に電力が供給されることとなる。 The one-stone forward switching power supply apparatus 1000 (1) can operate with the on-duty ratio of the main switch being 50% or more, and can increase the utilization efficiency of the transformer. Further, even if any of the main switches is turned off, the power of the transformer corresponding to the primary side connected to the main switch that is not turned off is supplied to the secondary side, so that it is always 2 Electric power will be supplied to the next side.
このため、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）は、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００のインダクタンス値Ｌ０を極めて小さくすることが可能であり、例えば数ナノヘンリー程度としてもよい。また、典型的には配線インダクタンスでもって出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００の代替とすることで、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００を別途設ける必要がない。 Therefore, the one-stone forward switching power supply device 1000 (1) can extremely reduce the inductance value L0 of the output smoothing choke coil (L0) 100, and may be, for example, about several nanohenries. Also, typically, the output smoothing choke coil (L0) 100 is replaced with a wiring inductance so that the output smoothing choke coil (L0) 100 does not need to be provided separately.
これにより、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）１００自体を小型化・軽量化できるだけではなく、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）全体として小型化・軽量化して低コストとできる。 As a result, not only can the output smoothing choke coil (L0) 100 itself be reduced in size and weight, but also the one-stone forward switching power supply device 1000 (1) as a whole can be reduced in size and weight and can be reduced in cost.
また、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）は、ｎ１乃至ｎ６の各巻き数比を適切な値とすることで、各トランスのリセット時間やスイッチ耐圧や最大オンデューティーを適宜設計することが可能である。 In addition, the one-stone forward switching power supply device 1000 (1) can appropriately design the reset time, switch withstand voltage, and maximum on-duty of each transformer by setting each turn ratio of n1 to n6 to an appropriate value. Is possible.
また、図１１は、従来並みの比較的大きなインダクタンス値の出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）を有するスイッチング電源装置の動作状態を説明する図であり、図１２は、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）のインダクタンス値を従来の１／１００とした場合の動作状態を説明する図である。図１１と図１２から理解できるように、本実施形態においては、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）のインダクタンス値を従来の１／１００とした場合でも、安定した出力を得ることができる。 FIG. 11 is a diagram for explaining the operating state of a switching power supply device having an output smoothing choke coil (L0) having a relatively large inductance value as in the conventional case, and FIG. 12 is an output smoothing choke coil (L0). It is a figure explaining the operation state when the inductance value of this is 1/100 of the past. As can be understood from FIGS. 11 and 12, in the present embodiment, a stable output can be obtained even when the inductance value of the output smoothing choke coil (L0) is 1/100 of the conventional value.
（第二の実施形態）
図７は、第二の実施形態の１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（２）を説明する回路図である。図７においては、図１乃至図６で説明した第一の実施形態の１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）と対応する部位には対応する記号を付して、ここではその説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a one-stone forward switching power supply device 1000 (2) according to the second embodiment. In FIG. 7, parts corresponding to those of the one-stone forward switching power supply device 1000 (1) of the first embodiment described in FIGS. 1 to 6 are denoted by corresponding symbols, and the description thereof is omitted here. To do.
図７から理解できるように、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（２）においては、上述した１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１）の整流ダイオード（Ｄ１）１１０と整流ダイオード（Ｄ２）１２０とに替えて、スイッチング素子（Ｑ３）７１１０とスイッチング素子（Ｑ４）７１２０とをそれぞれ備えた回路構成とする。 As can be understood from FIG. 7, in the one-stone forward switching power supply 1000 (2), the rectifier diode (D1) 110 and the rectifier diode (D2) 120 of the one-stone forward switching power supply 1000 (1) described above Instead, the circuit configuration includes a switching element (Q3) 7110 and a switching element (Q4) 7120, respectively.
これにより、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（２）は、二次側を同期整流とすることができる。従って、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（２）は、より高効率な電源となる。 As a result, the one-stone forward switching power supply apparatus 1000 (2) can set the secondary side to synchronous rectification. Therefore, the one-stone forward switching power supply device 1000 (2) is a more efficient power supply.
また、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（２）のスイッチング素子（Ｑ３）７１１０とスイッチング素子（Ｑ４）７１２０とは、図２乃至図６で説明した整流ダイオード（Ｄ１）１１０と整流ダイオード（Ｄ２）１２０とが各々順方向の電流を流すべき状態に対応してオンとされる。また、その他の動作状態については、第一の実施形態で既に説明しているので、重複を避けるためにここでは説明を省略する。 Further, the switching element (Q3) 7110 and the switching element (Q4) 7120 of the one-stone forward switching power supply device 1000 (2) are the rectifier diode (D1) 110 and the rectifier diode (D2) described in FIGS. 120 are turned on in response to a state in which a forward current should flow. Further, since the other operation states have already been described in the first embodiment, description thereof is omitted here in order to avoid duplication.
（第三の実施形態）
図８は、第三の実施形態の２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（３）を説明する回路図である。図８に示すように、２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（３）においては、トランス（Ｔ１）８１７０の一次側は、スイッチング素子（Ｑ１）８１９０とトランスリセット用ダイオード（Ｄ３）８１３０と、スイッチング素子（Ｑ２）８１９１とトランスリセット用ダイオード（Ｄ４）８１４０とを備える。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a two-stone forward switching power supply device 1000 (3) according to the third embodiment. As shown in FIG. 8, in the two-stone forward switching power supply 1000 (3), the primary side of the transformer (T1) 8170 is the switching element (Q1) 8190, the transformer reset diode (D3) 8130, and the switching element. (Q2) 8191 and a transformer reset diode (D4) 8140.
また、トランス（Ｔ１）８１７０の一次側の巻き線は、巻き線比がｎ３：ｎ１：ｎ４になるようにタップが設けられる。スイッチング素子（Ｑ１）８１９０のソースはトランス（Ｔ１）８１７０の一次側の巻き線の一端（巻き線ｎ３側）に接続され、スイッチング素子（Ｑ１）８１９０のドレインはトランスリセット用ダイオード（Ｄ３）８１３０のカソードに接続される。また、トランスリセット用ダイオード（Ｄ３）８１３０のアノードは、一次側の巻き線ｎ１とｎ４との間のタップに接続される。 The primary winding of the transformer (T1) 8170 is provided with a tap so that the winding ratio is n3: n1: n4. The source of the switching element (Q1) 8190 is connected to one end of the primary winding (winding n3 side) of the transformer (T1) 8170, and the drain of the switching element (Q1) 8190 is connected to the transformer reset diode (D3) 8130. Connected to the cathode. The anode of the transformer reset diode (D3) 8130 is connected to a tap between the primary windings n1 and n4.
また、スイッチング素子（Ｑ２）８１９１のドレインはトランス（Ｔ１）８１７０の一次側の巻き線の他端（巻き線ｎ４側）に接続され、スイッチング素子（Ｑ２）８１９１のソースはトランスリセット用ダイオード（Ｄ４）８１４０のアノードに接続される。また、トランスリセット用ダイオード（Ｄ４）８１４０のカソードは、一次側の巻き線ｎ１とｎ３との間のタップに接続される。 The drain of the switching element (Q2) 8191 is connected to the other end (winding n4 side) of the primary winding of the transformer (T1) 8170, and the source of the switching element (Q2) 8191 is the transformer reset diode (D4). ) Connected to 8140 anode. The cathode of the transformer reset diode (D4) 8140 is connected to a tap between the primary windings n1 and n3.
また、トランス（Ｔ２）８１８０の一次側の配線については、トランス（Ｔ１）８１７０の一次側の配線と同様となるので詳述を避ける。また、２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（３）は、直流電源１０と入力側コンデンサ（Ｃｉｎ）２０とに対して、トランス（Ｔ１）８１７０の一次側回路とこれと同一構成のトランス（Ｔ２）８１８０の一次側回路とが、それぞれ並列に接続される回路構成とする。
Further, since the wiring on the primary side of the transformer (T2) 8180 is the same as the wiring on the primary side of the transformer (T1) 8170, detailed description is avoided. In addition, the two-stone forward switching power supply device 1000 (3) has a transformer (T1) 8170 primary circuit and a transformer (T2) having the same configuration as that of the
また、図８において、２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（３）のトランス（Ｔ１）８１７０の二次側とトランス（Ｔ２）８１８０の二次側とについては、１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１），１０００（２）と同様であるので対応する部位には同一の符号を付して説明を省略する。 In FIG. 8, the secondary side of the transformer (T1) 8170 and the secondary side of the transformer (T2) 8180 of the two-stone forward switching power supply apparatus 1000 (3) 1) and 1000 (2), the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
（第四の実施形態）
図９は、第四の実施形態の２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（４）を説明する回路図である。図９においては、図８で説明した第三の実施形態の２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（３）と対応する部位には対応する符号を付して、ここではその説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a two-stone forward switching power supply device 1000 (4) according to the fourth embodiment. In FIG. 9, parts corresponding to those of the two-stone forward switching power supply apparatus 1000 (3) of the third embodiment described in FIG. 8 are denoted by the corresponding reference numerals, and description thereof is omitted here.
図９から理解されるように、２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（４）においては、２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（３）の整流ダイオード（Ｄ１）１１０と整流ダイオード（Ｄ２）１２０とに替えて、スイッチング素子（Ｑ３）９１１０とスイッチング素子（Ｑ４）９１２０とをそれぞれ備えた回路構成とする。 As understood from FIG. 9, in the two-stone forward switching power supply 1000 (4), the rectifier diode (D1) 110 and the rectifier diode (D2) 120 of the two-stone forward switching power supply 1000 (3) are connected. Instead, the circuit configuration includes a switching element (Q3) 9110 and a switching element (Q4) 9120, respectively.
これにより、２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（４）は、二次側を同期整流方式とすることができる。従って、２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（４）は、より高効率で低損失な電源となる。 As a result, the two-stone forward switching power supply apparatus 1000 (4) can employ a synchronous rectification system on the secondary side. Therefore, the two-stone forward switching power supply device 1000 (4) is a power source with higher efficiency and lower loss.
２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（４）のスイッチング素子（Ｑ３）９１１０とスイッチング素子（Ｑ４）９１２０とは、図８に説明する整流ダイオード（Ｄ１）１１０と整流ダイオード（Ｄ２）１２０とが各々順方向の電流を流すべき状態に対応して各々オンとされる。また、その他の動作状態については、第一の実施形態で既に説明していることと重複するためここでは説明を省略する。 The switching element (Q3) 9110 and the switching element (Q4) 9120 of the two-stone forward switching power supply device 1000 (4) are respectively the rectifier diode (D1) 110 and the rectifier diode (D2) 120 described in FIG. Each is turned on in response to a state in which a direction current is to flow. Further, since the other operation states overlap with those already described in the first embodiment, description thereof is omitted here.
上述した各実施形態におけるフォワード型スイッチング電源装置は、説明の便宜上、各々トランスを二つ備える構成として説明したが、二つ以上の複数のトランスを備えるスイッチング電源装置としてもよい。 The forward type switching power supply in each embodiment described above has been described as a configuration including two transformers for convenience of explanation, but may be a switching power supply including two or more transformers.
また、上述した各実施形態におけるフォワード型スイッチング電源装置においては、出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）に依存しなくても出力電力の瞬断が生じないので好ましい。また、上述した各実施形態におけるフォワード型スイッチング電源装置は、デューティー比を５０％以上として動作させることができ、また二つのトランスが同時に重畳された動作とすることができる。このため、高効率なスイッチング電源装置を実現できるので好ましい。 Moreover, in the forward type switching power supply device in each of the above-described embodiments, it is preferable because instantaneous interruption of output power does not occur even if it does not depend on the output smoothing choke coil (L0). Moreover, the forward type switching power supply apparatus in each embodiment described above can be operated with a duty ratio of 50% or more, and can be operated with two transformers simultaneously superimposed. For this reason, since a highly efficient switching power supply device is realizable, it is preferable.
また、上述した各実施形態で説明した１石フォワード型スイッチング電源装置１０００（１），１０００（２）及び２石フォワード型スイッチング電源装置１０００（３），１０００（４）は、各実施形態での説明に限定されることはなく、自明な範囲で任意にその構成や形状・構造・組み合わせ等を変更し、適宜その駆動方法を変更して用いることができる。 Further, the one-stone forward switching power supply devices 1000 (1) and 1000 (2) and the two-stone forward switching power supply devices 1000 (3) and 1000 (4) described in the above-described embodiments are the same as those in each embodiment. The present invention is not limited to the description, and the configuration, shape, structure, combination, and the like can be arbitrarily changed within a self-evident range, and the driving method can be changed as appropriate.
本発明は、フライバック方式、フォワード型を含めたスイッチング電源装置一般に幅広く適用できる。 The present invention can be widely applied to switching power supply devices in general including flyback and forward types.
１０・・直流電源（Ｖｉｎ）、２０・・入力側コンデンサ（Ｃｉｎ）、１００・・出力平滑用チョークコイル（Ｌ０）、１１０・・整流ダイオード（Ｄ１）、１２０・・整流ダイオード（Ｄ２）、１３０・・トランスリセット用ダイオード（Ｄ３）、１４０・・トランスリセット用ダイオード（Ｄ４）、１５０・・出力負荷（ＲＬ）、１６０・・出力平滑コンデンサ（Ｃ０）、１７０・・トランス（Ｔ１）、１８０・・トランス（Ｔ２）、１９０・・スイッチング素子（Ｑ１）、２００・・スイッチング素子（Ｑ２）。 10 .. DC power supply (Vin), 20 .. Input side capacitor (Cin), 100 .. Output smoothing choke coil (L0), 110 .. Rectifier diode (D1), 120 .. Rectifier diode (D2), 130 · · Transformer reset diode (D3), 140 · · Transformer reset diode (D4), 150 · · Output load (RL), 160 · · Output smoothing capacitor (C0), 170 · · Transformer (T1), 180 · -Transformer (T2), 190-Switching element (Q1), 200-Switching element (Q2).
Claims (16)
前記二つのトランスの各々の一次側が入力電源と並列に設けられるとともに、
前記二つのトランスの各々の二次側が出力負荷と並列に設けられ、
前記二つのトランスが各々５０％以上のデューティー比で動作する
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 With two transformers,
The primary side of each of the two transformers is provided in parallel with the input power source,
A secondary side of each of the two transformers is provided in parallel with the output load;
The forward type switching power supply device, wherein each of the two transformers operates at a duty ratio of 50% or more.
１石フォワード型であり、
前記二つのトランスの各々の一次側は、スイッチング素子とトランスリセット用ダイオードとを備える
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to claim 1,
1 stone forward type,
Each of the primary sides of the two transformers includes a switching element and a transformer resetting diode.
１石フォワード型であり、
前記二つのトランスの各々の二次側は、各二次側巻き線と直列に接続された整流ダイオードを備える
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to claim 1 or 2,
1 stone forward type,
Each of the secondary sides of the two transformers includes a rectifier diode connected in series with each secondary winding.
１石フォワード型であり、
前記二つのトランスの各々の二次側は、各二次側巻き線と直列に接続されたスイッチング素子を備える
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to claim 1 or 2,
1 stone forward type,
Each of the secondary sides of the two transformers includes a switching element connected in series with each secondary winding. A forward type switching power supply device.
２石フォワード型であり、
前記二つのトランスの各々の一次側は、二つのスイッチング素子と二つのトランスリセット用ダイオードとを備える
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to claim 1,
2 stone forward type,
Each of the primary sides of the two transformers includes two switching elements and two transformer reset diodes.
２石フォワード型であり、
前記二つのトランスの各々の二次側は、各二次側巻き線と直列に接続された整流ダイオードを備える
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to claim 1 or 5,
2 stone forward type,
Each of the secondary sides of the two transformers includes a rectifier diode connected in series with each secondary winding.
２石フォワード型であり、
前記二つのトランスの各々の二次側は、各二次側巻き線と直列に接続されたスイッチング素子を備える
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to claim 1 or 5,
2 stone forward type,
Each of the secondary sides of the two transformers includes a switching element connected in series with each secondary winding. A forward type switching power supply device.
前記入力電源と並列に接続された入力側コンデンサを備え、
前記二つのトランスの各々の一次側において、前記入力電源と前記入力側コンデンサとに並列に各一次側巻き線が設けられる
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to any one of claims 1 to 7,
An input side capacitor connected in parallel with the input power source,
Each of the primary side of each of the two transformers is provided with a primary winding in parallel with the input power source and the input side capacitor.
前記出力負荷と並列に接続された出力平滑コンデンサを備え、
前記二つのトランスの各々の二次側において、前記出力負荷と前記出力平滑コンデンサとに並列に各二次側巻き線が設けられる
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to any one of claims 1 to 8,
An output smoothing capacitor connected in parallel with the output load;
Each of the secondary transformers is provided with a secondary winding in parallel with the output load and the output smoothing capacitor on the secondary side of each of the two transformers.
常に、前記二つのトランスのうち少なくともいずれか一つが前記入力電源により駆動される
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to any one of claims 1 to 9,
A forward-type switching power supply device characterized in that at least one of the two transformers is always driven by the input power supply.
前記出力負荷に直列に接続される出力平滑用チョークコイルを備えない
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to claim 10,
An output smoothing choke coil connected in series to the output load is not provided.
前記二つのトランスは、各々リセット期間を有して磁気が初期化される
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to any one of claims 1 to 11,
The forward type switching power supply device, wherein each of the two transformers has a reset period and the magnetism is initialized.
前記二つのトランスは、互いに１８０°位相をずらして交互に駆動される
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 The forward-type switching power supply device according to any one of claims 1 to 12,
The forward type switching power supply device, wherein the two transformers are alternately driven with a phase difference of 180 °.
前記入力電源は直流電源である
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置。 In the forward type switching power supply device according to any one of claims 1 to 13,
The forward-type switching power supply device, wherein the input power supply is a DC power supply.
駆動期間中は間断なく常に前記二つのトランスの少なくともいずれか一つの二次側から前記出力負荷に電力が出力されるように、
駆動期間中は間断なく常に前記二つのトランスの少なくともいずれか一つの一次側に前記入力電源から電力が供給される
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置の駆動方法。 A method for driving a forward type switching power supply device according to any one of claims 1 to 14,
During the drive period, power is always output to the output load from the secondary side of at least one of the two transformers without interruption.
A driving method for a forward type switching power supply device, wherein power is always supplied from the input power source to the primary side of at least one of the two transformers without interruption during the driving period.
前記二つのトランスの各々は、前記入力電源からデューティー比５０％以上で間欠的に電力が供給される
ことを特徴とするフォワード型スイッチング電源装置の駆動方法。 A forward switching power supply device driving method according to claim 15,
Each of the two transformers is supplied with electric power intermittently at a duty ratio of 50% or more from the input power supply.
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|---|---|---|---|
| JP2010069095A JP2011205752A (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Forward-type switching power supply device and drive method of forward-type switching power supply device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2010069095A JP2011205752A (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Forward-type switching power supply device and drive method of forward-type switching power supply device |
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| JP (1) | JP2011205752A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014534598A (en) * | 2011-11-04 | 2014-12-18 | オプレント エレクトロニクス インターナショナル ピーティーイー エルティーディー | System and apparatus for driving a plurality of high power LED units |
| JP2016208756A (en) * | 2015-04-27 | 2016-12-08 | 京都電機器株式会社 | Switching power source device |
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2010
- 2010-03-25 JP JP2010069095A patent/JP2011205752A/en active Pending
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