JP2856087B2 - スイッチング電源 - Google Patents
スイッチング電源Info
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- JP2856087B2 JP2856087B2 JP6326279A JP32627994A JP2856087B2 JP 2856087 B2 JP2856087 B2 JP 2856087B2 JP 6326279 A JP6326279 A JP 6326279A JP 32627994 A JP32627994 A JP 32627994A JP 2856087 B2 JP2856087 B2 JP 2856087B2
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- Japan
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- switching
- transformer
- voltage
- power supply
- switching element
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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- Power Conversion In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷に直流高圧電力を
供給できるスイッチング電源に関する。
供給できるスイッチング電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のスイッチング電源は、直流電圧
を一次巻線に印加したトランスと、トランスの一次巻線
の他端に接続したスイッチング素子と、トランスの二次
巻線に接続した整流回路と、スイッチング素子にドライ
ブ信号を与えるドライブ回路とを備え、スイッチング素
子によりスイッチングして一次巻線に電流を流し、この
トランスで昇圧した電圧を整流回路で整流して高圧直流
電圧を得るようにしたものとして知られている。
を一次巻線に印加したトランスと、トランスの一次巻線
の他端に接続したスイッチング素子と、トランスの二次
巻線に接続した整流回路と、スイッチング素子にドライ
ブ信号を与えるドライブ回路とを備え、スイッチング素
子によりスイッチングして一次巻線に電流を流し、この
トランスで昇圧した電圧を整流回路で整流して高圧直流
電圧を得るようにしたものとして知られている。
【０００３】第４図は、従来のスイッチング電源を進行
波管電力増幅器用電源として用いた場合の例を示す回路
図である。
波管電力増幅器用電源として用いた場合の例を示す回路
図である。
【０００４】このスイッチング電源は、直流電源１０１
と、一次巻線１０２，１０３および二次巻線１０４を有
するトランス１０５と、一次巻線１０２，１０３の他端
にそれぞれ接続されたスイッチング素子（スイッチング
トランジスタ）１０６，１０７と、トランス１０５の二
次巻線１０４に接続された整流回路１０８とから構成さ
れている。直流電源１０１は、プラス極をトランス１０
５の一次巻線１０２，１０３の共通一端に、マイナス極
を共通ラインに、それぞれ接続している。また、整流回
路１０８は、ダイオード１５１〜１５４をブリッジ接続
し、そのブリッジ回路の二つの交流端子を二次巻線１０
４の両端に、そのブリッジ回路の直流端子に平滑コンデ
ンサ１５５を接続して構成されている。また、平滑コン
デンサ１５５の両端には負荷１１０が接続されている。
また、符号１１１はトランス１０５の二次巻線１０４の
浮遊容量である。
と、一次巻線１０２，１０３および二次巻線１０４を有
するトランス１０５と、一次巻線１０２，１０３の他端
にそれぞれ接続されたスイッチング素子（スイッチング
トランジスタ）１０６，１０７と、トランス１０５の二
次巻線１０４に接続された整流回路１０８とから構成さ
れている。直流電源１０１は、プラス極をトランス１０
５の一次巻線１０２，１０３の共通一端に、マイナス極
を共通ラインに、それぞれ接続している。また、整流回
路１０８は、ダイオード１５１〜１５４をブリッジ接続
し、そのブリッジ回路の二つの交流端子を二次巻線１０
４の両端に、そのブリッジ回路の直流端子に平滑コンデ
ンサ１５５を接続して構成されている。また、平滑コン
デンサ１５５の両端には負荷１１０が接続されている。
また、符号１１１はトランス１０５の二次巻線１０４の
浮遊容量である。
【０００５】このようなスイッチング電源の動作を図５
を参照して説明する。図５では、横軸に時間を、縦軸に
はゲート信号ＶG1，ＶG2、スイッチングトランジスタ１
０６，１０７のドレイン印加される電圧ＶD1，ＶD2、お
よび一次巻線１０２，１０３に流れる電流ＩD1，ＩD2が
示されている。
を参照して説明する。図５では、横軸に時間を、縦軸に
はゲート信号ＶG1，ＶG2、スイッチングトランジスタ１
０６，１０７のドレイン印加される電圧ＶD1，ＶD2、お
よび一次巻線１０２，１０３に流れる電流ＩD1，ＩD2が
示されている。
【０００６】この図に示すように、ゲート信号ＶG1，Ｖ
G2がスイッチングトランジスタ１０６，１０７の各ゲー
トに印加されると、スイッチングトランジスタ１０６，
１０７がオンオフ制御される。これにより、トランス１
０５の一次巻線１０２，１０３には、図５に示すように
な電流ＩD1，ＩD2が流れる。その結果、トランス１０５
の二次巻線１０４には高圧電圧が発生し、これを整流回
路１０８のダイオード１５１〜１５４で構成したブリッ
ジ整流器で整流し、平滑コンデンサ１５５で平滑して負
荷１１０に直流高圧電力を供給する。
G2がスイッチングトランジスタ１０６，１０７の各ゲー
トに印加されると、スイッチングトランジスタ１０６，
１０７がオンオフ制御される。これにより、トランス１
０５の一次巻線１０２，１０３には、図５に示すように
な電流ＩD1，ＩD2が流れる。その結果、トランス１０５
の二次巻線１０４には高圧電圧が発生し、これを整流回
路１０８のダイオード１５１〜１５４で構成したブリッ
ジ整流器で整流し、平滑コンデンサ１５５で平滑して負
荷１１０に直流高圧電力を供給する。
【０００７】ところで、図５に示すように、スイッチン
グトランジスタ１０６，１０７がオンからオフあるいは
オフからオンに切り換わるときに、スイッチングトラン
ジスタ１０６，１０７に印加される電圧ＶD1、ＶD2と、
これらに流れる電流ＩD1、Ｉ D2とが重なり合うため、ス
ッチング損失が発生することが知られている。
グトランジスタ１０６，１０７がオンからオフあるいは
オフからオンに切り換わるときに、スイッチングトラン
ジスタ１０６，１０７に印加される電圧ＶD1、ＶD2と、
これらに流れる電流ＩD1、Ｉ D2とが重なり合うため、ス
ッチング損失が発生することが知られている。
【０００８】スイッチング電源のスイッチング周波数が
数〔ＫＨｚ〕が数十〔ＫＨｚ〕と低い場合は、この電力
損（スイッチング損失）は、それ程問題とならない。し
かしながら、スイッチング電源を小型にするために、ス
イッチング周波数を数百〔ＫＨｚ〕以上に上げると、こ
の電力損はスイッチング周波数に比例して増大するため
電源の効率は低下することが知られている。
数〔ＫＨｚ〕が数十〔ＫＨｚ〕と低い場合は、この電力
損（スイッチング損失）は、それ程問題とならない。し
かしながら、スイッチング電源を小型にするために、ス
イッチング周波数を数百〔ＫＨｚ〕以上に上げると、こ
の電力損はスイッチング周波数に比例して増大するため
電源の効率は低下することが知られている。
【０００９】そこで、前述した電圧ＶD1、ＶD2と電流Ｉ
D1、ＩD2が重なり合うことを解消するため、例えば特開
平４−１７５７５号、特開平２−５１３５６号、特開平
１−１５７２７４号、特開昭６３−４３５６７号、特開
昭６１─５００２９８号、実開平４─１２８０８８号、
あるいは実開平４─６１４８９号の各公報に記載されて
いるように、各種手段を用いてデットタイムを設けて電
力損失をなくしたスイッチング電源が提案されている。
D1、ＩD2が重なり合うことを解消するため、例えば特開
平４−１７５７５号、特開平２−５１３５６号、特開平
１−１５７２７４号、特開昭６３−４３５６７号、特開
昭６１─５００２９８号、実開平４─１２８０８８号、
あるいは実開平４─６１４８９号の各公報に記載されて
いるように、各種手段を用いてデットタイムを設けて電
力損失をなくしたスイッチング電源が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の前者
のスイッチング電源では、小型軽量化するために、スイ
ッチング周波数を上げると電源効率が低下し、逆に、電
源効率を高い状態に維持しようとするとスイッチング周
波数が上げられないので大型の電源となってしまうとい
う欠点があった。
のスイッチング電源では、小型軽量化するために、スイ
ッチング周波数を上げると電源効率が低下し、逆に、電
源効率を高い状態に維持しようとするとスイッチング周
波数が上げられないので大型の電源となってしまうとい
う欠点があった。
【００１１】また、デットタイムを設けて電力損失を少
なくした従来のスイッチング電源では、スイッチングト
ランジスタに印加される電圧を直接検出してデットタイ
ムを設けたものではないため、必要最小限のデットタイ
ムとすることができず、スイッチング効率がやはり低下
してしまうという欠点があった。
なくした従来のスイッチング電源では、スイッチングト
ランジスタに印加される電圧を直接検出してデットタイ
ムを設けたものではないため、必要最小限のデットタイ
ムとすることができず、スイッチング効率がやはり低下
してしまうという欠点があった。
【００１２】そこで本発明の目的は、スイッチング素子
のスイッチングロスを低減したスイッチング電源を提供
することにある。
のスイッチングロスを低減したスイッチング電源を提供
することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、直流電圧を一次巻線に印加したトランスと、トラン
スの一次巻線の他端に接続したスイッチング素子と、ト
ランスの二次巻線に接続した整流回路と、スイッチング
素子にドライブ信号を与えるドライブ回路とを備え、ス
イッチング素子によりスイッチングして一次巻線に電流
を流し、このトランスで昇圧した電圧を整流回路で整流
して高圧直流電圧を得るスイッチング電源において、ス
イッチング素子に印加される電圧を検出する電圧検出回
路と、電圧検出回路の検出した検出信号が零より高いと
きにはスイッチ素子にドライブ信号を与えないようにし
てその駆動を阻止し検出信号がほぼ零になるとスイッチ
ング素子にドライブ信号を与えてこれを駆動するインヒ
ビット回路とを具備し、スイッチング素子が休止してい
る状態でトランスの一次巻線に貯えられた励磁エネルギ
がこのトランスの二次巻線側の浮遊容量を充電するよう
に一次巻線の励磁インダクタンスをこの浮遊容量の静電
容量の値に見合って設定しておき、トランスのパラメー
タとの相互作用で零電圧スイッチングするようにしたこ
とを特徴とする。
は、直流電圧を一次巻線に印加したトランスと、トラン
スの一次巻線の他端に接続したスイッチング素子と、ト
ランスの二次巻線に接続した整流回路と、スイッチング
素子にドライブ信号を与えるドライブ回路とを備え、ス
イッチング素子によりスイッチングして一次巻線に電流
を流し、このトランスで昇圧した電圧を整流回路で整流
して高圧直流電圧を得るスイッチング電源において、ス
イッチング素子に印加される電圧を検出する電圧検出回
路と、電圧検出回路の検出した検出信号が零より高いと
きにはスイッチ素子にドライブ信号を与えないようにし
てその駆動を阻止し検出信号がほぼ零になるとスイッチ
ング素子にドライブ信号を与えてこれを駆動するインヒ
ビット回路とを具備し、スイッチング素子が休止してい
る状態でトランスの一次巻線に貯えられた励磁エネルギ
がこのトランスの二次巻線側の浮遊容量を充電するよう
に一次巻線の励磁インダクタンスをこの浮遊容量の静電
容量の値に見合って設定しておき、トランスのパラメー
タとの相互作用で零電圧スイッチングするようにしたこ
とを特徴とする。
【００１４】
【００１５】請求項２記載のトランスのパラメータは、
トランスの一次巻線インダクタンスおよびトランスの浮
遊容量とであり、これら値をスイッチング素子に流れる
電流とスイッチング素子に印加される電圧とが重ならな
いような値に設定したことを特徴とするものである。
トランスの一次巻線インダクタンスおよびトランスの浮
遊容量とであり、これら値をスイッチング素子に流れる
電流とスイッチング素子に印加される電圧とが重ならな
いような値に設定したことを特徴とするものである。
【００１６】請求項３記載のスイッチング素子は、スイ
ッチングトランジスタであることを特徴とするものであ
る。
ッチングトランジスタであることを特徴とするものであ
る。
【００１７】
【００１８】本発明では、トランスの浮游容量への巻線
の励磁エネルギーによる充電作用を利用して零電圧スイ
ッチングを行わせており、この電圧を検出するために、
電圧検出回路を設け、かつドライブ回路からのドライブ
信号をインヒビット回路に取込み、電圧検出回路からの
検出信号でドライブ信号からスイッチング素子の駆動信
号を形成し、この駆動信号でスイッチング素子を零電圧
スイッチングを行わせている。
の励磁エネルギーによる充電作用を利用して零電圧スイ
ッチングを行わせており、この電圧を検出するために、
電圧検出回路を設け、かつドライブ回路からのドライブ
信号をインヒビット回路に取込み、電圧検出回路からの
検出信号でドライブ信号からスイッチング素子の駆動信
号を形成し、この駆動信号でスイッチング素子を零電圧
スイッチングを行わせている。
【００１９】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２０】図１は、本発明のスイッチング電源の一実
施例を進行波管電力増幅器用電源として用いた例を示す
ブロック図である。
施例を進行波管電力増幅器用電源として用いた例を示す
ブロック図である。
【００２１】この図に示すスイッチング電源は、直流電
源１１と、一次巻線１２，１３および二次巻線１４を有
し、一次巻線１２，１３の共通一端子に直流電源１１を
接続したトランス１５と、一次巻線１２，１３の各他端
にそれぞれ接続してなるスイッチング素子（スイッチン
グトランジスタ）１６，１７と、トランス１５の二次巻
線１４に接続された整流回路１８と、スイッチングトラ
ンジスタ１６，１７に印加される電圧を検出し、検出電
圧に基づいてスイッチングトランジスタ１６，１７に供
給するドライブ信号を制御する制御手段１９とから構成
されている。
源１１と、一次巻線１２，１３および二次巻線１４を有
し、一次巻線１２，１３の共通一端子に直流電源１１を
接続したトランス１５と、一次巻線１２，１３の各他端
にそれぞれ接続してなるスイッチング素子（スイッチン
グトランジスタ）１６，１７と、トランス１５の二次巻
線１４に接続された整流回路１８と、スイッチングトラ
ンジスタ１６，１７に印加される電圧を検出し、検出電
圧に基づいてスイッチングトランジスタ１６，１７に供
給するドライブ信号を制御する制御手段１９とから構成
されている。
【００２２】さらに説明すると、直流電源１１は、プラ
ス極をトランス１５の一次巻線１２，１３の共通一端
に、マイナス極を共通ラインに、それぞれ接続してい
る。また、スイッチングトランジスタ１６，１７は、各
ドレイがトランス１５の各他端子に、各ソースが共通ラ
インに、それぞれ接続されている。整流回路１８は、ダ
イオード５１〜５４をブリッジ接続し、そのブリッジ回
路の二つの交流端子を二次巻線１４の両端に、そのブリ
ッジ回路の直流端子に平滑コンデンサ５５を接続して構
成されている。また、平滑コンデンサ５５の両端には負
荷２０が接続されている。また、符号２１はトランス１
５の二次巻線１４の浮遊容量である。
ス極をトランス１５の一次巻線１２，１３の共通一端
に、マイナス極を共通ラインに、それぞれ接続してい
る。また、スイッチングトランジスタ１６，１７は、各
ドレイがトランス１５の各他端子に、各ソースが共通ラ
インに、それぞれ接続されている。整流回路１８は、ダ
イオード５１〜５４をブリッジ接続し、そのブリッジ回
路の二つの交流端子を二次巻線１４の両端に、そのブリ
ッジ回路の直流端子に平滑コンデンサ５５を接続して構
成されている。また、平滑コンデンサ５５の両端には負
荷２０が接続されている。また、符号２１はトランス１
５の二次巻線１４の浮遊容量である。
【００２３】また、制御手段１９は、第１のドライブ信
号Ｄ1 と第２のドライブ信号Ｄ2 を発生するドライブ回
路６１と、スイッチングトランジスタ１６，１７のドレ
イン電圧ＶD1，ＶD2を検出して各検出信号を出力する電
圧検出回路６２，６３と、ドライブ回路６１からの第１
のドライブ信号Ｄ1 および第２のドライブ信号Ｄ2 を取
込み、各検出信号を基にゲート信号ＶG1，ＶG2を形成す
るインヒビット回路６４，６５とからなる。
号Ｄ1 と第２のドライブ信号Ｄ2 を発生するドライブ回
路６１と、スイッチングトランジスタ１６，１７のドレ
イン電圧ＶD1，ＶD2を検出して各検出信号を出力する電
圧検出回路６２，６３と、ドライブ回路６１からの第１
のドライブ信号Ｄ1 および第２のドライブ信号Ｄ2 を取
込み、各検出信号を基にゲート信号ＶG1，ＶG2を形成す
るインヒビット回路６４，６５とからなる。
【００２４】このような実施例の動作を図２および図３
を参照して説明する。図２は、本発明の実施例の動作を
示すものであって、横軸に時間を、縦軸にドライブ信号
Ｄ1，Ｄ2 、ゲート信号ＶG1，ＶG2、ドレイン電圧
ＶD1，ＶD2、ドレイン電流ＩD1，ＩD2を示している。図
３は、同実施例のトランスの一次巻線インダクタンスと
浮遊容量との関係を拡大して示したものである。
を参照して説明する。図２は、本発明の実施例の動作を
示すものであって、横軸に時間を、縦軸にドライブ信号
Ｄ1，Ｄ2 、ゲート信号ＶG1，ＶG2、ドレイン電圧
ＶD1，ＶD2、ドレイン電流ＩD1，ＩD2を示している。図
３は、同実施例のトランスの一次巻線インダクタンスと
浮遊容量との関係を拡大して示したものである。
【００２５】まず、直流電源１１から供給される直流電
圧は、トランス１５の一次巻線１２，１３を介してスイ
ッチングトランジスタ１６，１７のドレインに供給され
る。ここで、スイッチングトランジスタ１６，１７がゲ
ート信号ＶG1，ＶG2でスイッチングされると、トランス
１５の一次巻線１２，１３に矩形波交流が流れる。トラ
ンス１５の二次巻線１４に誘起昇圧された電圧は、整流
回路１８のダイオード５１〜５４からなるダイオードブ
リッジ回路で整流され、平滑コンデンサ５５で平滑され
るて高圧直流電圧となる。この高圧直流電圧は、負荷２
０に供給される。
圧は、トランス１５の一次巻線１２，１３を介してスイ
ッチングトランジスタ１６，１７のドレインに供給され
る。ここで、スイッチングトランジスタ１６，１７がゲ
ート信号ＶG1，ＶG2でスイッチングされると、トランス
１５の一次巻線１２，１３に矩形波交流が流れる。トラ
ンス１５の二次巻線１４に誘起昇圧された電圧は、整流
回路１８のダイオード５１〜５４からなるダイオードブ
リッジ回路で整流され、平滑コンデンサ５５で平滑され
るて高圧直流電圧となる。この高圧直流電圧は、負荷２
０に供給される。
【００２６】ここで使用されるトランス１５は、高電圧
を発生させるため、二次巻線１４の巻数は多くなる。し
たがって、二次巻線１０４の間に発生する浮遊容量２１
は、低圧用のものに比べると比較的大きな値となる。
を発生させるため、二次巻線１４の巻数は多くなる。し
たがって、二次巻線１０４の間に発生する浮遊容量２１
は、低圧用のものに比べると比較的大きな値となる。
【００２７】ここで、電圧ＶＤ１あるいはＶＤ２は、図
３に示すように、浮遊容量２１の静電容量値Ｃｓおよび
トランス１５の一次巻線１２，１３のインダクタンスＬ
ｐが大きいと、電圧ＶＤ１，ＶＤ２の立ち上がりあるい
は立ち下がりの傾斜が大きくなり、逆に静電容量値Ｃｓ
あるいはインダクタンスＬｐが小さいと、立ち上がり等
の傾斜が小さくなる。このように電圧ＶＤ１，ＶＤ２の
立ち上がり等の傾斜は、静電容量値Ｃｓおよびインダク
タンスＬｐによって決定されてしまうことになる。そこ
で、電圧ＶＤ１，ＶＤ２と電流ＩＤ１，ＩＤ２の関係が
重ならないように、トランス１５の一次巻線１２，１３
の励磁インダクタンスＬｐを浮遊容量２１の静電容量Ｃ
ｓの値に見合って適当に決めてやる。これにより、スイ
ッチングトランジスタ１６，１７の両方が休止している
期間に、トランス１５の一次巻線１２，１３に蓄えられ
た励磁エネルギーが浮遊容量２１を充電する。このよう
な状態を検出するために、スイッチングトランジスタ１
６，１７の電圧波形ＶＤ１、ＶＤ２を、制御手段１９の
電圧検出回路６２，６３で検出する。電圧検出回路６
２，６３は、入力電圧（電圧ＶＤ１，ＶＤ２）が零より
高いときには、インヒビット回路６４，６５がドライブ
信号Ｄ１，Ｄ２を阻止するための信号を出力し、入力電
圧（電圧ＶＤ１，ＶＤ２）がほぼ零になるとインヒビッ
ト回路６４，６５のドライブ信号阻止状態を解除する信
号を出力する。インヒビット回路６４，６５は、ほぼデ
ューティ５０％で出力されるドライブ回路６１のドライ
ブ信号Ｄ１，Ｄ２の一部の通過を阻止した、図２に示す
ようなゲート信号ＶＧ１、ＶＧ２を形成する。
３に示すように、浮遊容量２１の静電容量値Ｃｓおよび
トランス１５の一次巻線１２，１３のインダクタンスＬ
ｐが大きいと、電圧ＶＤ１，ＶＤ２の立ち上がりあるい
は立ち下がりの傾斜が大きくなり、逆に静電容量値Ｃｓ
あるいはインダクタンスＬｐが小さいと、立ち上がり等
の傾斜が小さくなる。このように電圧ＶＤ１，ＶＤ２の
立ち上がり等の傾斜は、静電容量値Ｃｓおよびインダク
タンスＬｐによって決定されてしまうことになる。そこ
で、電圧ＶＤ１，ＶＤ２と電流ＩＤ１，ＩＤ２の関係が
重ならないように、トランス１５の一次巻線１２，１３
の励磁インダクタンスＬｐを浮遊容量２１の静電容量Ｃ
ｓの値に見合って適当に決めてやる。これにより、スイ
ッチングトランジスタ１６，１７の両方が休止している
期間に、トランス１５の一次巻線１２，１３に蓄えられ
た励磁エネルギーが浮遊容量２１を充電する。このよう
な状態を検出するために、スイッチングトランジスタ１
６，１７の電圧波形ＶＤ１、ＶＤ２を、制御手段１９の
電圧検出回路６２，６３で検出する。電圧検出回路６
２，６３は、入力電圧（電圧ＶＤ１，ＶＤ２）が零より
高いときには、インヒビット回路６４，６５がドライブ
信号Ｄ１，Ｄ２を阻止するための信号を出力し、入力電
圧（電圧ＶＤ１，ＶＤ２）がほぼ零になるとインヒビッ
ト回路６４，６５のドライブ信号阻止状態を解除する信
号を出力する。インヒビット回路６４，６５は、ほぼデ
ューティ５０％で出力されるドライブ回路６１のドライ
ブ信号Ｄ１，Ｄ２の一部の通過を阻止した、図２に示す
ようなゲート信号ＶＧ１、ＶＧ２を形成する。
【００２８】このようなゲート信号ＶG1，ＶG2によりス
イッチングトランジスタ１６，１７はスイッチング動作
をする。そして、スイッチングトランジスタ１６，１７
は、図２に示すように、ドレイン電圧ＶD1，ＶD2が零に
なってから（時刻ｔ11，ｔ13，…、時刻ｔ21，ｔ22，
…）、オンとなって（時刻ｔ31，ｔ33，…、時刻ｔ41，
ｔ43，…）、電流ＩD1，ＩD2を流し始めるので（時刻ｔ
51，ｔ53，…、時刻ｔ61，ｔ63，…）、スイッチングト
ランジスタ１６，１７はスイッチングの開始時にスイッ
チングロスを発生しないことになる。また、スイッチン
グトランジスタ１６，１７は、オフになるときにも、図
２に示すように、電流ＩD1，ＩD2が遮断してから（時刻
ｔ52，ｔ54，…、時刻ｔ62，ｔ64，…）、電圧ＶD1，Ｖ
D2が立ち上がっていくため（時刻ｔ12，ｔ14，…、時刻
ｔ22，ｔ24，…）、やはりスイッチングロスは発生しな
い。
イッチングトランジスタ１６，１７はスイッチング動作
をする。そして、スイッチングトランジスタ１６，１７
は、図２に示すように、ドレイン電圧ＶD1，ＶD2が零に
なってから（時刻ｔ11，ｔ13，…、時刻ｔ21，ｔ22，
…）、オンとなって（時刻ｔ31，ｔ33，…、時刻ｔ41，
ｔ43，…）、電流ＩD1，ＩD2を流し始めるので（時刻ｔ
51，ｔ53，…、時刻ｔ61，ｔ63，…）、スイッチングト
ランジスタ１６，１７はスイッチングの開始時にスイッ
チングロスを発生しないことになる。また、スイッチン
グトランジスタ１６，１７は、オフになるときにも、図
２に示すように、電流ＩD1，ＩD2が遮断してから（時刻
ｔ52，ｔ54，…、時刻ｔ62，ｔ64，…）、電圧ＶD1，Ｖ
D2が立ち上がっていくため（時刻ｔ12，ｔ14，…、時刻
ｔ22，ｔ24，…）、やはりスイッチングロスは発生しな
い。
【００２９】したがって、本実施例によれば、スイッチ
ングトランジスタ１６，１７のスイッチングロスをほぼ
零にすることができる。
ングトランジスタ１６，１７のスイッチングロスをほぼ
零にすることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、トランスのパラメータとの相互作用で零電圧
スイッチングするようにしたので、電源のスイッチング
周波数を上げてもスイッチング素子のスイッチングロス
の増加はないので、高効率で小型軽量な電源を得ること
ができる。しかも、本発明の場合にはトランスの一次イ
ンダクタンスに蓄積したエネルギを浮遊容量の充電に使
用しており、またトランスを電圧変成器としてでなく波
形を整形する回路としても使用しているので、全体的な
回路の構成が簡単になるという効果もある。
によれば、トランスのパラメータとの相互作用で零電圧
スイッチングするようにしたので、電源のスイッチング
周波数を上げてもスイッチング素子のスイッチングロス
の増加はないので、高効率で小型軽量な電源を得ること
ができる。しかも、本発明の場合にはトランスの一次イ
ンダクタンスに蓄積したエネルギを浮遊容量の充電に使
用しており、またトランスを電圧変成器としてでなく波
形を整形する回路としても使用しているので、全体的な
回路の構成が簡単になるという効果もある。
【００３１】
【００３２】請求項２記載の発明によれば、トランスの
一次巻線インダクタンスおよびトランスの浮遊容量と
を、スイッチング素子に流れる電流とスイッチング素子
に印加される電圧とが重ならないような値に設定したの
で、スイッチング素子を零電圧スイッチングさせうる状
態にすることができる。
一次巻線インダクタンスおよびトランスの浮遊容量と
を、スイッチング素子に流れる電流とスイッチング素子
に印加される電圧とが重ならないような値に設定したの
で、スイッチング素子を零電圧スイッチングさせうる状
態にすることができる。
【００３３】請求項３記載の発明では、スイッチング素
子をスイッチングトランジスタで構成したので、スイッ
チング駆動信号を簡単に得ることができる。
子をスイッチングトランジスタで構成したので、スイッ
チング駆動信号を簡単に得ることができる。
【００３４】
【図１】本発明に係るスイッチング電源の一実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】同実施例の動作を説明するための各種信号波形
図である。
図である。
【図３】同実施例のスイッチング電圧を拡大して示す説
明図である。
明図である。
【図４】従来のスイッチング電源を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】従来のスイッチング電源の動作を説明するため
の各種信号波形図である。
の各種信号波形図である。
１１ 直流電源 １２、１３ 一次巻線 １４ 二次巻線 １５ トランス １６、１７ スイッチングトランジスタ １８ 整流回路 １９ 制御手段 ５１〜５４ ダイオード ５５ 平滑コンデンサ ６１ ドライブ回路 ６２、６３ 電圧検出回路 ６４、６５ インヒビット回路
Claims (3)
- 【請求項１】 直流電圧を一次巻線に印加したトランス
と、トランスの一次巻線の他端に接続したスイッチング
素子と、トランスの二次巻線に接続した整流回路と、ス
イッチング素子にドライブ信号を与えるドライブ回路と
を備え、スイッチング素子によりスイッチングして前記
一次巻線に電流を流し、このトランスで昇圧した電圧を
整流回路で整流して高圧直流電圧を得るスイッチング電
源において、前記スイッチング素子に印加される電圧を検出する電圧
検出回路と、 前記電圧検出回路の検出した検出信号が零より高いとき
には前記スイッチ素子にドライブ信号を与えないように
してその駆動を阻止し前記検出信号がほぼ零になると前
記スイッチング素子にドライブ信号を与えてこれを駆動
するインヒビット回路とを具備し、前記スイッチング素
子が休止している状態で前記トランスの一次巻線に貯え
られた励磁エネルギがこのトランスの二次巻線側の浮遊
容量を充電するように一次巻線の励磁インダクタンスを
この浮遊容量の静電容量の値に見合って設定しておき、
トランスのパラメータとの相互作用で零電圧スイッチン
グするようにしたことを特徴とするスイッチング電源。 - 【請求項２】 トランスのパラメータは、トランスの一
次巻線インダクタンスおよびトランスの浮遊容量とを、
スイッチング素子に流れる電流とスイッチング素子に印
加される電圧とが重ならないような値に設定したことを
特徴とする請求項１記載のスイッチング電源。 - 【請求項３】 スイッチング素子は、スイッチングトラ
ンジスタであることを特徴とする請求項１記載のスイッ
チング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6326279A JP2856087B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6326279A JP2856087B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | スイッチング電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08182318A JPH08182318A (ja) | 1996-07-12 |
| JP2856087B2 true JP2856087B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=18185996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6326279A Expired - Lifetime JP2856087B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | スイッチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2856087B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69826172T2 (de) * | 1997-04-30 | 2005-02-03 | Fidelix Y.K., Kiyose | Stromversorgungsgerät |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0270266A (ja) * | 1988-09-05 | 1990-03-09 | Matsueda Shinsuke | 共振式スイッチング電圧変換装置 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP6326279A patent/JP2856087B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08182318A (ja) | 1996-07-12 |
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