JP2017079511A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
前記電力変換回路にはスナバ回路が設けられ、前記スナバ回路は、前記出力ダイオードのアノードに一端が接続された補助コンデンサと、前記補助コンデンサの他端にソースが接続され、前記出力ダイオードのカソードにドレインが接続されたNチャネルのMOS型FETで成る補助スイッチング素子と、前記補助スイッチング素子のゲートと前記出力ダイオードのアノードとの間を所定の直流電圧で正方向にバイアスする直流バイアス回路とを備え、前記制御回路は、前記出力インダクタの前記励磁エネルギーが前記出力ダイオードを通じて放出された後、速やかに前記主スイッチン素子をオフからオンに反転させる臨界モードの制御を行い、
前記補助スイッチング素子は、前記主スイッチング素子がオフした後、前記補助コンデンサの電圧が低下することによって自己のゲート・ソース間電圧が上昇し、当該ゲート・ソース間電圧がオン閾値を超えたタイミングでオフからオンに反転し、その後、前記主スイッチング素子がオンする前に、前記補助コンデンサの電圧が上昇することによって自己のゲート・ソース間電圧が低下し、当該ゲート・ソース間電圧がオン閾値を下回ったタイミングでオンからオフに反転するスイッチング電源装置である。
前記電力変換回路にはスナバ回路が設けられ、前記スナバ回路は、前記出力ダイオードのカソードに一端が接続された補助コンデンサと、前記補助コンデンサの他端にソースが接続され、前記出力ダイオードのアノードにドレインが接続されたPチャネルのMOS型FETで成る補助スイッチング素子と、前記補助スイッチング素子のゲートと前記出力ダイオードのカソードとの間を所定の直流電圧で負方向にバイアスする直流バイアス回路とを備え、前記制御回路は、前記出力インダクタの前記励磁エネルギーが前記出力ダイオードを通じて放出された後、速やかに前記主スイッチン素子をオフからオンに反転させる臨界モードの制御を行い、
前記補助スイッチング素子は、前記主スイッチング素子がオフした後、前記補助コンデンサの電圧が低下することによって自己のゲート・ソース間電圧が上昇し、当該ゲート・ソース間電圧がオン閾値を超えたタイミングでオフからオンに反転し、その後、前記主スイッチング素子がオンする前に、前記補助コンデンサの電圧が上昇することによって自己のゲート・ソース間電圧が低下し、当該ゲート・ソース間電圧がオン閾値を下回ったタイミングでオンからオフに反転するスイッチング電源装置である。
12,12(1),12(2),42,68,72,76,80,86 スナバ回路
14,64 電力変換回路
16 制御回路
18 入力電源
20,20(1),20(2) 主スイッチング素子
22 出力インダクタ
24,24(1),24(2) 出力ダイオード
30,30(1),30(2) 補助コンデンサ
32,32(1),32(2),82 補助スイッチング素子
34,34(1),34(2),48,52,58,84,88,90,92,102 直流バイアス回路
36 充電抵抗
38 平滑コンデンサ
40 ツェナダイオード
44 引き抜きダイオード
46 ゲート抵抗
50 放電阻止ダイオード
54 カップリングコンデンサ
56 逆流防止ダイオード
60 起動用抵抗
Claims (14)
- 入力電源に直列接続されて入力電圧を断続する主スイッチング素子と、前記主スイッチング素子がオンの期間に前記入力電源により励磁され、オンの期間に蓄えた励磁エネルギーを前記主スイッチング素子がオフの期間に出力に放出する出力インダクタと、前記主スイッチング素子がオフの期間に導通し、前記励磁エネルギーが出力に放出される際の電流経路となる出力ダイオードとを有し、出力に接続された負荷に対して電力を供給する電力変換回路と、
前記主スイッチング素子のオン時間及びオフ時間を制御する制御回路とを備えたスイッチング電源装置において、
前記電力変換回路にはスナバ回路が設けられ、
前記スナバ回路は、前記出力ダイオードのアノードに一端が接続された補助コンデンサと、前記補助コンデンサの他端にソースが接続され、前記出力ダイオードのカソードにドレインが接続されたNチャネルのMOS型FETで成る補助スイッチング素子と、前記補助スイッチング素子のゲートと前記出力ダイオードのアノードとの間を所定の直流電圧で正方向にバイアスする直流バイアス回路とを備え、
前記制御回路は、前記出力インダクタの前記励磁エネルギーが前記出力ダイオードを通じて放出された後、速やかに前記主スイッチン素子をオフからオンに反転させる臨界モードの制御を行い、
前記補助スイッチング素子は、前記主スイッチング素子がオフした後、前記補助コンデンサの電圧が低下することによって自己のゲート・ソース間電圧が上昇し、当該ゲート・ソース間電圧がオン閾値を超えたタイミングでオフからオンに反転し、その後、前記主スイッチング素子がオンする前に、前記補助コンデンサの電圧が上昇することによって自己のゲート・ソース間電圧が低下し、当該ゲート・ソース間電圧がオン閾値を下回ったタイミングでオンからオフに反転することを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記直流バイアス回路の出力と前記補助スイッチング素子のゲートとの間に、カソードが前記直流バイアス回路の側に配された引き抜きダイオードとゲート抵抗との並列回路が挿入され、
前記ゲート抵抗は、前記補助スイッチング素子のゲートに流入する電流を制限することによって前記補助スイッチング素子がオフからオンに反転するタイミングを遅延させる請求項1記載のスイッチング電源装置。 - 前記直流バイアス回路は、
前記補助スイッチング素子のドレインに一端が接続された充電抵抗と、前記充電抵抗の他端と前記出力ダイオードのアノードとの間に接続された平滑コンデンサと、前記充電抵抗の他端にカソードが接続され、前記出力ダイオードのアノードにアノードが接続されたツェナダイオードとを備え、
前記ツェナダイオードのツェナ電圧により規定される前記所定の直流電圧を、前記充電抵抗と前記平滑コンデンサの接続点から出力する請求項1又は2記載のスイッチング電源装置。 - 前記充電抵抗と直列の位置に、前記平滑コンデンサからの放電電流を阻止する放電阻止ダイオードが挿入されている請求項3記載のスイッチング電源装置。
- 前記直流バイアス回路は、
前記補助スイッチング素子のドレインに一端が接続されたカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサの他端にカソードが接続され、前記出力ダイオードのアノードにアノードが接続されたツェナダイオードと、前記ツェナダイオードのカソードにアノードが接続された逆流防止ダイオードと、前記逆流防止ダイオードのカソードと前記出力ダイオードのアノードとの間に接続された平滑コンデンサとを備え、
前記ツェナダイオードのツェナ電圧により規定される前記所定の直流電圧を、前記逆流防止ダイオードと前記平滑コンデンサの接続点から出力する請求項1又は2記載のスイッチング電源装置。 - 入力電源に直列接続されて入力電圧を断続する主スイッチング素子と、前記主スイッチング素子がオンの期間に前記入力電源により励磁され、オンの期間に蓄えた励磁エネルギーを前記主スイッチング素子がオフの期間に出力に放出する出力インダクタと、前記主スイッチング素子がオフの期間に導通し、前記励磁エネルギーが出力に放出される際の電流経路となる出力ダイオードとを有し、出力に接続された負荷に対して電力を供給する電力変換回路と、
前記主スイッチング素子のオン時間及びオフ時間を制御する制御回路とを備えたスイッチング電源装置において、
前記電力変換回路にはスナバ回路が設けられ、
前記スナバ回路は、前記出力ダイオードのカソードに一端が接続された補助コンデンサと、前記補助コンデンサの他端にソースが接続され、前記出力ダイオードのアノードにドレインが接続されたPチャネルのMOS型FETで成る補助スイッチング素子と、前記補助スイッチング素子のゲートと前記出力ダイオードのカソードとの間を所定の直流電圧で負方向にバイアスする直流バイアス回路とを備え、
前記制御回路は、前記出力インダクタの前記励磁エネルギーが前記出力ダイオードを通じて放出された後、速やかに前記主スイッチン素子をオフからオンに反転させる臨界モードの制御を行い、
前記補助スイッチング素子は、前記主スイッチング素子がオフした後、前記補助コンデンサの電圧が低下することによって自己のゲート・ソース間電圧が上昇し、当該ゲート・ソース間電圧がオン閾値を超えたタイミングでオフからオンに反転し、その後、前記主スイッチング素子がオンする前に、前記補助コンデンサの電圧が上昇することによって自己のゲート・ソース間電圧が低下し、当該ゲート・ソース間電圧がオン閾値を下回ったタイミングでオンからオフに反転することを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記直流バイアス回路の出力と前記補助スイッチング素子のゲートとの間に、アノードが前記直流バイアス回路の側に配された引き抜きダイオードとゲート抵抗との並列回路が挿入され、
前記ゲート抵抗は、前記補助スイッチング素子のゲートから流出する電流を制限することによって前記補助スイッチング素子がオフからオンに反転するタイミングを遅延させる請求項6記載のスイッチング電源装置。 - 前記直流バイアス回路は、
前記補助スイッチング素子のドレインに一端が接続された充電抵抗と、前記充電抵抗の他端と前記出力ダイオードのカソードとの間に接続された平滑コンデンサと、前記充電抵抗の他端にアノードが接続され、前記出力ダイオードのカソードにカソードが接続されたツェナダイオードとを備え、
前記ツェナダイオードのツェナ電圧により規定される前記所定の直流電圧を、前記充電抵抗と前記平滑コンデンサの接続点から出力する請求項6又は7記載のスイッチング電源装置。 - 前記充電抵抗と直列の位置に、前記平滑コンデンサからの放電電流を阻止する放電阻止ダイオードが挿入されている請求項8記載のスイッチング電源装置。
- 前記直流バイアス回路は、
前記補助スイッチング素子のドレインに一端が接続されたカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサの他端にアノードが接続され、前記出力ダイオードのカソードにカソードが接続されたツェナダイオードと、前記ツェナダイオードのアノードにカソードが接続された逆流防止ダイオードと、前記逆流防止ダイオードのアノードと前記出力ダイオードのカソードとの間に接続された平滑コンデンサとを備え、
前記ツェナダイオードのツェナ電圧により規定される前記所定の直流電圧を、前記逆流防止ダイオードと前記平滑コンデンサの接続点から出力する請求項6又は7記載のスイッチング電源装置。 - 前記制御回路は、前記出力インダクタの前記励磁エネルギーが前記出力ダイオードを通じて放出された後、前記主スイッチング素子の両端電圧が所定電圧まで低下したタイミングで前記主スイッチン素子をオフからオンに反転させる請求項1乃至10のいずれか記載のスイッチング電源装置。
- 前記補助スイッチング素子のドレイン・ソース間に、付加コンデンサが接続されている請求項1乃至11のいずれか記載のスイッチング電源装置。
- 前記電力変換回路は、
前記主スイッチング素子がオンの期間、前記入力電源から前記負荷への電力供給を行うと共に前記入力電源により前記出力インダクタを励磁し、
前記主スイッチング素子がオフの期間、前記出力インダクタに蓄えた前記励磁エネルギーを出力に放出して前記負荷への電力供給を行う請求項1乃至12のいずれか記載のスイッチング電源装置。 - 前記電力変換回路は、
前記主スイッチング素子がオンの期間、前記入力電源から出力への電力供給を行わずに前記入力電源により前記出力インダクタを励磁し、
前記主スイッチング素子がオフの期間、前記出力インダクタに蓄えた前記励磁エネルギーを出力に放出して前記負荷への電力供給を行う請求項1乃至12のいずれか記載のスイッチング電源装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023190208A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | ローム株式会社 | スイッチング電源装置 |
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JP2003189602A (ja) * | 2001-12-17 | 2003-07-04 | Murata Mfg Co Ltd | Dc−dcコンバータおよびそれを用いた電子装置 |
JP2009273230A (ja) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Cosel Co Ltd | スイッチング電源装置 |
JP2012005249A (ja) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Sanken Electric Co Ltd | スイッチング電源回路 |
JP2015019478A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 日立アプライアンス株式会社 | モータ制御装置及び空気調和機 |
-
2015
- 2015-10-19 JP JP2015205378A patent/JP6366558B2/ja active Active
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