JP2986225B2 - DC-DC converter and switching power supply - Google Patents

DC-DC converter and switching power supply

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JP2986225B2
JP2986225B2 JP3014240A JP1424091A JP2986225B2 JP 2986225 B2 JP2986225 B2 JP 2986225B2 JP 3014240 A JP3014240 A JP 3014240A JP 1424091 A JP1424091 A JP 1424091A JP 2986225 B2 JP2986225 B2 JP 2986225B2
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亨 木島
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俊彦 上村
靖雄 石川
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、DC−DCコンバータ
およびスイッチング電源に係り、特にDC−DCコンバ
ータの高周波化に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC-DC converter and a switching power supply, and more particularly to a DC-DC converter having a higher frequency.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のスイッチング電源として
は、例えば図4に示すようなものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of switching power supply, for example, there is one shown in FIG.

【0003】図4は、従来のスイッチング電源の代表的
な回路であるフル・ブリッジ・コンバータ方式の基本回
路を示す。この方式は、4個のブリッジ接続されたスイ
ッチング素子であるパワーFET(Q1 〜Q4 )を、そ
れぞれ2個ずつのペア(Q1とQ4 ,Q2 とQ3 )でO
N−OFFすることにより、トランスT1 の1次側に矩
形波電圧を印加し、その通電時間を変えることにより出
力電圧を設定する方法である。
FIG. 4 shows a basic circuit of a full bridge converter system which is a typical circuit of a conventional switching power supply. In this method, power FETs (Q1 to Q4), which are four bridge-connected switching elements, are connected to each other by two pairs (Q1 and Q4, Q2 and Q3).
This is a method in which a rectangular wave voltage is applied to the primary side of the transformer T1 by N-OFF, and the output voltage is set by changing the conduction time.

【0004】図2は、各FETQ1 〜Q4 のON−OF
F信号とトランスT1 の1次側電圧V1 とその電流I1
のタイミングチャート図である。
FIG. 2 shows the ON-OF of each of the FETs Q1 to Q4.
The F signal, the primary voltage V1 of the transformer T1 and its current I1
3 is a timing chart of FIG.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のスイッチング電源にあっては、図3に示すよ
うにスイッチング素子がOFFからONに切り換えると
き、OFFからONに切り換える時およびON時間中に
損失が発生する。
However, in such a conventional switching power supply, as shown in FIG. 3, when the switching element is switched from OFF to ON, when the switching element is switched from OFF to ON, and during the ON time. Loss occurs.

【0006】以下、この損失量を説明する。Hereinafter, the loss amount will be described.

【0007】(a) OFF→ON切換を行なうτ1 時
間中の損失は下式になる。
(A) The loss during the time τ1 for switching from OFF to ON is given by the following equation.

【0008】[0008]

【数1】 (Equation 1)

【0009】(b) ONしているτ2 時間中の損失は
下式になる。
(B) The loss during the ON time τ2 is given by the following equation.

【0010】[0010]

【数2】 (Equation 2)

【0011】(c) ON→OFF切換を行なうτ3 時
間中の損失は下式になる。
(C) The loss during .tau.3 at which ON-OFF switching is performed is given by the following equation.

【0012】[0012]

【数3】 (Equation 3)

【0013】上式でτ1 ,τ3 とRONは、スイッチング
素子の特性による。
In the above equation, τ1, τ3 and RON depend on the characteristics of the switching element.

【0014】VDSとID は、入力電圧EINと出力電力に
左右される。
VDS and ID depend on the input voltage EIN and the output power.

【0015】さらにP1 ,P3 はスイッチング周波数f
に比例する。
Further, P1 and P3 are switching frequencies f
Is proportional to

【0016】P2 はfが高くなればτ2 は短かくなるか
ら周波数に関係なくほぼ一定値である。
P2 is almost constant regardless of the frequency because τ2 becomes shorter as f becomes higher.

【0017】P2 がほぼ一定であることを以下で説明す
る。
The fact that P2 is substantially constant will be described below.

【0018】周波数がf=1/Tの時のVD 、ID 、お
よび損失を図15に示す。周波数が2倍のf=2/Tの
時のVD 、ID 、損失を図16に示す。
FIG. 15 shows VD, ID, and loss when the frequency is f = 1 / T. FIG. 16 shows VD, ID, and loss when the frequency is doubled and f = 2 / T.

【0019】さて、RONはFET素子の特性できまる固
定値であるからP2 は以下のようになる。
Since RON is a fixed value determined by the characteristics of the FET element, P2 is as follows.

【0020】[0020]

【数4】 (Equation 4)

【0021】周波数が2倍になれば、τ2 は図15、図
16より約τ2/2となることより、P2 は周波数に関
係なく、ほぼ一定となる。
If the frequency is doubled, τ2 becomes about τ2 / 2 from FIGS. 15 and 16, and P2 becomes almost constant irrespective of the frequency.

【0022】したがってスイッチング周波数を高くして
小型化を行なうのに、このP1 ,P3 の損失が効率を低
下させるため、高周波化には限度があり、小型化できな
い欠点があった。
Therefore, when the switching frequency is increased to reduce the size, the loss of P1 and P3 lowers the efficiency, so that there is a limit to the higher frequency and there is a disadvantage that the size cannot be reduced.

【0023】また高周波化の他の方法として、電流共
振、電圧共振方式があるが、この方式の欠点としては、
以下のようなものがある。
As another method of increasing the frequency, there are a current resonance method and a voltage resonance method.
There are the following.

【0024】コントロール周波数が周波数可変でなけれ
ばならないためコントロールが困難である。また、共振
周波数が共振用コンデンサの温度特性に左右される。ま
た、共振電流、共振電圧による素子のストレスが大き
い。
Control is difficult because the control frequency must be variable. Further, the resonance frequency depends on the temperature characteristics of the resonance capacitor. In addition, the stress of the element due to the resonance current and the resonance voltage is large.

【0025】本発明の目的は、電流共振、電圧共振方式
によらないで、高周波化を可能にしたDC−DCコンバ
−タを提供することである。
An object of the present invention is to provide a DC-DC converter capable of increasing the frequency without using a current resonance or voltage resonance system.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の問題点に着目してなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional problems.

【0027】2個以上のスイッチング手段と、変成器
と、スイッチング制御手段とを有し、スイッチング手段
を交互にON(導通)−OFF(非導通)させて、上記
変成器をながれる電流の向きを変えて、DC−DC変換
を行うDC−DCコンバータにおいて、上記変成器に並
列に接続されたコイルと、上記コイルに直列に接続され
たダイオードとを有し、上記コイルと上記ダイオ−ド
は、直列に接続され、変成器からの出力がないときに、
上記コイル内の電流を維持することとしたものである。
It has two or more switching means, a transformer, and switching control means. The switching means is alternately turned on (conducting) -off (non-conducting) to change the direction of the current flowing through the transformer. Alternatively, in a DC-DC converter for performing DC-DC conversion, a coil connected in parallel to the transformer and a diode connected in series to the coil, wherein the coil and the diode are: When connected in series and there is no output from the transformer,
The current in the coil is maintained.

【0028】[0028]

【作用】上記コイルは、上記スイッチング制御手段によ
り、上記スイッチング手段がONしている時には、上記
スイッチング手段を介して、通電されることによりエネ
ルギーを蓄積する。
When the switching means is turned on by the switching control means, the coil is energized through the switching means to store energy.

【0029】上記コイルは、スイッチング手段がOFF
になってから次にONするまでの間は、上記ダイオード
を介して、放電して(エネルギーを放出して)、スイッ
チング手段の両端電圧をゼロ電圧状態に保持し、この時
にスイッチング制御手段は、スイッチング手段をONす
ることによりゼロ電圧スイッチングを行なう。
In the above coil, the switching means is OFF.
From this time until the next ON, the battery is discharged (discharges energy) via the diode to maintain the voltage between both ends of the switching means in a zero voltage state. At this time, the switching control means Zero voltage switching is performed by turning on the switching means.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】図1は、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。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the switching power supply according to the present invention.

【0032】本実施例は、DC−DCコンバータを小型
化するため、高効率、高周波化を行ない、かつコントロ
ールの基本は、従来のPWMで制御させる方式を使うこ
とができるものである。
In the present embodiment, in order to reduce the size of the DC-DC converter, the efficiency and the frequency are increased, and the control method is based on a conventional PWM control method.

【0033】本方式の原理は、2個以上のスイッチング
素子をそれぞれ交互にON−OFFさせてやるスイッチ
ング電源において、従来のコントロール方式であるPW
M方式により、上記スイッチング素子がONする時間の
前にあるタイミングでチョークコイルに蓄積させたエネ
ルギーにより、この素子の両端電圧をゼロ電圧にし、こ
のゼロ電圧の間にこの素子をONさせるものである。本
方式によれば、スイッチング時の損失は、この素子の導
通抵抗による損失のみになる。
The principle of this method is that a switching power supply in which two or more switching elements are alternately turned on and off alternately is a PW which is a conventional control method.
According to the M method, the voltage between both ends of the switching element is set to zero voltage by the energy accumulated in the choke coil at a certain timing before the time when the switching element is turned on, and the element is turned on during the zero voltage. . According to this method, the loss during switching is only the loss due to the conduction resistance of this element.

【0034】このスイッチング電源は、AC入力を整流
する整流器RECTと、整流器RECTの出力を平滑化
する平滑化回路SMCと、DC−DCコンバータDDC
とを有し、DC−DC変換されたDC電圧を負荷RDに
供給する。
This switching power supply includes a rectifier RECT for rectifying an AC input, a smoothing circuit SMC for smoothing an output of the rectifier RECT, and a DC-DC converter DDC.
, And supplies the DC-DC converted DC voltage to the load RD.

【0035】DC−DCコンバータDDCは、出力をモ
ニタするフィードバック回路FBと、フィードバック回
路FBの出力するDC信号により、パルス巾を決定する
スイッチング制御手段であるPWMコントロール回路I
C1、IC2と、スイッチング手段であるパワ・スイッ
チ素子(FET)Q1 〜Q4 と、コイルであるチョーク
コイルL1と、チョ−クコイルL1に直列に入れられるダ
イオード(本ダイオードはFET内部のダイオードを利
用する事も可能)CR1 〜CR4 と、2次側整流用ダイ
オードCR5 〜CR6 と、コンデンサ(スイッチ素子の
出力コンデンサも含む)C1 〜C4 と、2次側の平滑用
チョークコイルL0 と、2次側平滑用コンデンサC6
と、トランス(1,2は1次側コイル、3,4と4,5
は2次側コイル)T1とを有する。
The DC-DC converter DDC includes a feedback circuit FB for monitoring the output and a PWM control circuit I which is a switching control means for determining a pulse width based on a DC signal output from the feedback circuit FB.
C1, IC2, power switching elements (FETs) Q1 to Q4 as switching means, a choke coil L1 as a coil, and a diode inserted in series with the choke coil L1 (this diode uses a diode inside the FET. CR1 to CR4, secondary side rectifier diodes CR5 to CR6, capacitors (including output capacitors of switch elements) C1 to C4, secondary side choke coil L0, and secondary side smoothing. Capacitor C6
And transformers (1, 2 are primary side coils, 3, 4 and 4, 5
Has a secondary side coil) T1.

【0036】a〜dは、パワ・スイッチ素子(FET)
の各ゲート、EINは、入力DC電圧である。
Ad is a power switch element (FET)
Are the input DC voltage.

【0037】次に、上記の実施例の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0038】図5に本実施例のタイミングチャ−トを示
す。
FIG. 5 shows a timing chart of this embodiment.

【0039】フィードバック回路FBの出力(DC信
号)は、2次側出力電圧に比例した信号である。出力電
圧が定格値より高くなれば、DC信号も高くなりPWM
コントロール回路IC1の出力aとbのパルス巾は狭く
なり、2次側電圧を一定値になるように動作する。な
お、PWMコントロールIC2の出力c,dのパルス巾
は、2次側出力電圧に関係なく一定値τ2 にする。
The output (DC signal) of the feedback circuit FB is a signal proportional to the secondary output voltage. If the output voltage is higher than the rated value, the DC signal will also be higher and PWM
The pulse width of the outputs a and b of the control circuit IC1 becomes narrow, and the operation is performed so that the secondary voltage becomes a constant value. Note that the pulse widths of the outputs c and d of the PWM control IC 2 have a constant value τ2 regardless of the secondary side output voltage. To

【0040】(1)時刻t1 〜t2 における動作(2次
側へ電力を供給している状態)この時間は、FETQ1
とFETQ4 がON、FETQ2 とFETQ5 がOFF
状態である。したがってt1 〜t2 間での等価回路は図
8となる。
(1) Operation from time t1 to t2 (power is being supplied to the secondary side)
And FET Q4 are ON, FET Q2 and FET Q5 are OFF
State. Therefore, the equivalent circuit between t1 and t2 is shown in FIG.

【0041】t1 〜t2 の時間でのトランスT1 に流れ
る電流iT1 及びiLOの電流は、従来のスイッチング方
式における電流と同じである。チョークコイルL1 に流
れる電流は、iLI=(EIN・t)/L1 となる。
The currents iT1 and iLO flowing through the transformer T1 during the period from t1 to t2 are the same as the currents in the conventional switching method. The current flowing through the choke coil L1 is iLI = (EIN.t) / L1.

【0042】(2)時刻t2 〜t3 における動作(2次
側への電力は供給していない状態)この時間は、FET
Q4 がON、他のFETQ1 〜Q3 は、OFFである。
等価回路は図9となる。
(2) Operation from time t2 to t3 (state in which electric power is not supplied to the secondary side)
Q4 is ON, and the other FETs Q1 to Q3 are OFF.
FIG. 9 shows an equivalent circuit.

【0043】t2 時点でFETQ1 がOFFとなりEX
電圧が低下していくが、FETQ1が完全にOFFする
時間(tf )までは、FETQ1 での損失に問題ないよ
うなコンデンサC1 とコンデンサC2 の容量にしてあ
る。
At time t2, the FET Q1 turns OFF and EX
Although the voltage decreases, the capacitances of the capacitors C1 and C2 are set so that there is no problem with the loss in the FET Q1 until the time (tf) when the FET Q1 is completely turned off.

【0044】t2 〜tf における、本発明に係る回路に
おけるFETQ1 での損失と、図4に示す従来回路にお
けるFETQ1 での損失を以下に、比較して示す。
The loss in the FET Q1 in the circuit according to the present invention at t2 to tf and the loss in the FET Q1 in the conventional circuit shown in FIG. 4 are compared below.

【0045】本発明に係る回路のt1 〜t2 における等
価回路をコンデンサC1 ,C2 を含めて、図11に示
す。t2 時点における等価回路を図12に示す。t2 か
らt2+tf (Fall Time )間は、iL1+iT1は、一定
電流値と考える。
FIG. 11 shows an equivalent circuit from t1 to t2 of the circuit according to the present invention, including the capacitors C1 and C2. FIG. 12 shows an equivalent circuit at time t2. From t2 to t2 + tf (Fall Time), iL1 + iT1 is considered to be a constant current value.

【0046】そうすると、t2 〜t2 +tf 間において
は、iQ1は、 iQ1=(iL1+iT1)・(1−(t−t2 )/tf) であることを考えると、コンデンサに流れる電流ic
は、 ic =(iL1+iT1)・(t−t2 )/tf となる。
Then, during the period from t2 to t2 + tf, iQ1 is given by iQ1 = (iL1 + iT1) ・ (1- (t-t2) / tf).
Is as follows: ic = (iL1 + iT1). (T-t2) / tf.

【0047】従って、EX =EIN−ic ・(t−t2 )
/(C1 +C2 )となる。
Therefore, EX = EIN−ic · (t−t2)
/ (C1 + C2).

【0048】FETQ1 のドレン−ソース間電圧をΔV
とすると、 ΔV=EIN−EX =ic ・(t−t2 )/(C1 +C2
) =(iL1+iT1)・(t−t2 )2 /{(C1 +C2 )
・tf } FETQ1 が完全にOFFになる間の損失エネルギPof
f は下式のようになる。
The drain-source voltage of the FET Q1 is ΔV
Then, ΔV = EIN−EX = ic · (t−t2) / (C1 + C2)
) = (IL1 + iT1) ・ (t-t2) 2 / (C1 + C2)
Tf 損失 Loss energy Pof while FET Q1 is completely turned off
f becomes like the following formula.

【0049】[0049]

【数5】 (Equation 5)

【0050】この式より、具体的な数値を使って求めて
みる。一例として、C1 +C2 =2000PF=2×1
0-9F、 tf =50ns=5×10-8 sec、 iL1+iT1=2Aとすれば、 Poff ={22 /(2×10-9)}・(5×10-8)2
・(1/12)=0.417×10-6 周波数を1MHzとした時の、FETQ1 をOFFにす
る時の損失をP1 とすると P1 =f×Poff=106 ×0.417×10-6=0.
417W となる。
From this equation, a specific numerical value will be obtained. As an example, C1 + C2 = 2000PF = 2 × 1
If 0-9F, tf = 50 ns=5.times.10@-8 sec, and iL1 + iT1 = 2 A, then Poff = {22 / (2.times.10@-9)}. Multidot. (5.times.10@-8) @ 2
・ (1/12) = 0.417 × 10−6 When the frequency is 1 MHz and the loss when the FET Q1 is turned off is P1, P1 = f × Poff = 10 6 × 0.417 × 10−6 = 0.
417W.

【0051】次に、図4の従来の回路について損失を求
める。この時のFETQ1 の電流を図13に示す。
Next, the loss is calculated for the conventional circuit shown in FIG. FIG. 13 shows the current of the FET Q1 at this time.

【0052】iQ1は、tf 間において、iQ1=iT1・
(1−t/tf )である。
IQ1 is defined as iQ1 = iT1 · tf during tf.
(1-t / tf).

【0053】この時のFETQ1 のドレン−ソース間電
圧を図14に示す。
FIG. 14 shows the drain-source voltage of the FET Q1 at this time.

【0054】EQ1は、tf 間において、EQ1=EIN(1
−t/2tf ) これより、Poffは下式のようになる。
EQ1 is equal to EQ1 = EIN (1
-T / 2tf) From this, Poff is as follows.

【0055】[0055]

【数6】 (Equation 6)

【0056】iT1=2A,EINに100V,tf =5
×10-8 secとすると、 Poff=(5/12)・2・100×5×10-8=(5
/12)・10-5=4.26×10-6 周波数1MHzとした場合のFETQ1 をOFFする時
の損失P1 は、 P1 =f×Poff=106 ×4.26×10-6=4.2
6Wとなる。
IT1 = 2A, 100V at EIN, tf = 5
Assuming × 10−8 sec, Poff = (5/12) · 2 · 100 × 5 × 10−8 = (5
/12).10@-5 =4.26.times.10@-6 When the frequency is 1 MHz, the loss P1 when the FET Q1 is turned off is P1=f.times.Poff=106.times.4.26.times.10@-6 = 4.2.
6W.

【0057】以上でコンデンサC1、C2の効果の説明を
終わる。コンデンサC3、C4の効果も同様である。
This concludes the description of the effects of the capacitors C1 and C2. The same applies to the effects of the capacitors C3 and C4.

【0058】Ex が0VになるとチョークコイルL1 を
流れていた電流は、ダイオードCR2を通して図9のよ
うに流れる。
When Ex becomes 0 V, the current flowing through the choke coil L1 flows through the diode CR2 as shown in FIG.

【0059】ここでダイオードCR2の順方向電圧は低
い(一般的に約0.6V)からiL1の電流変化は非常に
少ない、すなわちチョークコイルL1 に蓄積されたエネ
ルギーの消費が少なく、ほぼ一定電流が流れ続けること
になる。
Here, since the forward voltage of the diode CR2 is low (generally about 0.6 V), the change in the current of iL1 is very small. It will continue to flow.

【0060】この電流が一定であることをさらに詳細に
説明する。
The fact that this current is constant will be described in more detail.

【0061】図9の1次側の等価回路を図17に示す。FIG. 17 shows an equivalent circuit on the primary side in FIG.

【0062】SWがONの時(t1〜t2)の各電流式
は、下式のようになる。ここでE0はコイルLの両端電
圧、IOFFはSWがONになる直前にLを流れていた電
流である。
Each current equation when the SW is ON (t1 to t2) is as follows. Here, E0 is the voltage across the coil L, and IOFF is the current flowing through L immediately before the SW is turned on.

【0063】[0063]

【数7】 (Equation 7)

【0064】[0064]

【数8】 (Equation 8)

【0065】今、ここでI0=0として考えればt2時
(OFF直前)は下式になる。
Now, assuming that I0 = 0, the following equation is obtained at t2 (immediately before OFF).

【0066】iR=E0/R …一定値 iL=E0×t1/Lとなる。この時点でのコイルLに蓄
積されたエネルギーPLはPL=L×(E0×t1/L)2
/2=E02×t12/(2L)となる。
IR = E0 / R: constant value iL = E0 × t1 / L The energy PL stored in the coil L at this time is PL = L × (E0 × t1 / L) 2
/ 2 = E0 2 × t1 2 / become (2L).

【0067】SWがOFFの時(t2〜t3)の各電流式
は、コイルに蓄積されたエネルギーの放出であり、図1
8に示す等価回路となる。図18において、今、R=0
と仮定すれば、下式となる。
Each current equation when the SW is OFF (t2 to t3) is the release of energy stored in the coil.
The equivalent circuit shown in FIG. In FIG. 18, R = 0
Assuming that

【0068】[0068]

【数9】 (Equation 9)

【0069】従って、R=0ならば、E=0となる。Therefore, if R = 0, E = 0.

【0070】すなわち、iL=ION=E0×t1/Lとな
る。
That is, iL = ION = E0 × t1 / L.

【0071】このことは、コイルのエネルギーを消費す
る物がないから一定電流が流れ続ける(超電導状態)。
現実には、コイル自体抵抗をもっているため、そこでエ
ネルギーが消費される。すなわちR≠0の場合、下式と
なる。
This means that a constant current continues to flow because there is nothing to consume the energy of the coil (superconducting state).
In reality, since the coil itself has resistance, energy is consumed there. That is, when R ≠ 0, the following equation is obtained.

【0072】E=R×iLE = R × iL

【0073】[0073]

【数10】 (Equation 10)

【0074】diL/dt=R×iL/L 従ってiLは下式となる。DiL / dt = R × iL / L Therefore, iL is given by the following equation.

【0075】[0075]

【数11】 [Equation 11]

【0076】以上の結果を、まとめたものを図19に示
す。
FIG. 19 shows a summary of the above results.

【0077】以上で、チョークコイルL1に流れる電流
が一定であることの説明を終わる。Ex ≒0Vであるか
らトランスT1 の電流ir1=0である。
The description of the fact that the current flowing through the choke coil L1 is constant has been completed. Since Ex ≒ 0 V, the current ir1 = 0 of the transformer T1.

【0078】2次側は、平滑用チョークコイルL0 は蓄
積されているエネルギによりダイオードCR5とダイオ
ードCR6を通して負荷側に電流を流しつづける。
On the secondary side, the smoothing choke coil L0 keeps flowing current to the load side through the diodes CR5 and CR6 by the stored energy.

【0079】当然ながらトランスT1 の2次側の3−
4,4−5の巻数が同じであり、電流の方向が図9のよ
うであるから巻線両端間には電圧は発生しない。
Of course, the third side of the secondary side of the transformer T1
Since the number of turns of 4, 4-5 is the same and the direction of the current is as shown in FIG. 9, no voltage is generated between both ends of the winding.

【0080】(3)時刻t3 〜t4 における動作(L1
に蓄積されたエネルギの放出状態)この時間は、全ての
FETがOFFである。
(3) Operation from time t3 to t4 (L1
During this time, all the FETs are OFF.

【0081】等価回路は図10となる。FIG. 10 shows an equivalent circuit.

【0082】t3 時点でFETQ4 がOFFとなるがF
ETQ1と同様にコンデンサC3 、C4 でOFFの損失
は小さくしてある。
At time t3, FET Q4 turns off, but F
As in the case of the ETQ1, the OFF loss is reduced by the capacitors C3 and C4.

【0083】Ex ≒0V状態であり、EY の電圧が上昇
していく。
Ex is in the state of 0V, and the voltage of EY increases.

【0084】チョークコイルL1 を流れていた電流が、
ダイオードCR2→チョークコイルL1 →ダイオードC
R3 を流れる電流iL1aと、トランスT1 を流れる電流
iL1bとになる。
The current flowing through the choke coil L1 becomes
Diode CR2 → choke coil L1 → diode C
The current iL1a flows through R3 and the current iL1b flows through transformer T1.

【0085】チョークコイルL1 を流れる電流iL1=i
L1a+iL1bがt4 時間でも≧0(A)であるようにチョ
ークコイルL1 のインダクタンスを決定してある。これ
は、原理的には、iL1はt4時点で0A出も良いが、確
実に、FETQ2、Q3をゼロ電圧スイッチングさせるた
めに、ダイオ-ドCR2,CR3の両端電圧が低いことと素
子のバラツキを考えて、iL1≧0とする。
Current iL1 flowing through choke coil L1 = i
The inductance of the choke coil L1 is determined so that L1a + iL1b is ≥0 (A) even at time t4. This is because, in principle, iL1 can output 0A at time t4, but in order to surely switch the FETs Q2 and Q3 to zero voltage, the voltage between both ends of the diodes CR2 and CR3 is low and the variation of the elements is reduced. Considering this, iL1 ≧ 0.

【0086】t4 時間では、Ex ≒0V,EY ≒E1Nと
なり、t4 時間でFETQ2 とFETQ3 がONになる
時には、FETQ2 とFETQ3 の両端電圧は電圧≒0
Vとなりゼロ電圧スイッチングが可能となる。
At time t4, Ex ≒ 0 V, EY ≒ E1N, and when FET Q2 and FET Q3 are turned on at time t4, the voltage between both ends of FET Q2 and FET Q3 becomes voltage ≒ 0.
V and zero-voltage switching becomes possible.

【0087】(4)時刻T4 ≒t7 における動作(FE
TQ2 とFETQ3 がONでFETQ1とFETQ4 が
OFF状態)iT1は(1)項の電流方向と逆になり、ま
たiL1は、チョークコイルL1 に蓄積されていたエネル
ギが完全に放出した後(ie1=0A 以後)は(1)項の
電流方向と逆となり、(1)、(2)、(3)項と同じ
原理で動作する。
(4) Operation at time T4 ≒ t7 (FE
(TQ2 and FET Q3 are ON and FET Q1 and FET Q4 are OFF.) IT1 is opposite to the current direction of item (1), and iL1 is after the energy accumulated in the choke coil L1 is completely released (ie1 = 0A). Thereafter, the current direction is opposite to the current direction of the item (1), and the operation is performed on the same principle as the items (1), (2), and (3).

【0088】したがってt6 〜t7 時間でEx ≒E1N,
EY ≒0Vとなり、FETQ1 FETQ4 もゼロ電圧ス
イッチングが実現できる。
Therefore, from time t6 to time t7, Ex ≒ E1N,
EY ≒ 0 V, and the FET Q1 and the FET Q4 can also realize zero voltage switching.

【0089】以上の(1)〜(4)をまとめて、図2
4、図25により説明する。
The above (1) to (4) are summarized in FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0090】図24は、時刻t1〜t4における等価回路
(図8,9,10のうち、2次側回路およびトランスT
1は省略してある)と、チョークコイルL1の両端に印
加される電圧と、チョークコイルL1に流れる電流(i
L1)とを、まとめて示したものである。
FIG. 24 is a circuit diagram showing an equivalent circuit (from the secondary circuit and the transformer T in FIGS. 8, 9, and 10) at times t1 to t4.
1 is omitted), the voltage applied to both ends of the choke coil L1, and the current (i
L1) are collectively shown.

【0091】図25は、図24におけるコイルの動作を
説明するためのものであり、本発明における原理図に相
当するものであり、コイルの両端に印加される(あるい
は発生するといってもよい)電圧Vと、コイルに流れる
電流iの関係を示したものである。
FIG. 25 is for explaining the operation of the coil shown in FIG. 24 and corresponds to a principle diagram in the present invention, and is applied (or may be generated) to both ends of the coil. The relationship between the voltage V and the current i flowing through the coil is shown.

【0092】図25に示すように、t1〜t2においては
電圧Vpが印加されて、コイルにエネルギーが蓄積さ
れ、t2〜t3においては、コイルの両端は0電圧のため
電流の大きさは変化しない。t3〜t4においては、エネ
ルギーを放出しながら、Vmという逆電圧をコイルは、
発生させて、これにより、EYが増大しても、EXが0V
に保持されている。
As shown in FIG. 25, the voltage Vp is applied between t1 and t2, energy is accumulated in the coil, and between t2 and t3, the magnitude of the current does not change since both ends of the coil are 0 voltage. . From t3 to t4, the coil releases a reverse voltage of Vm while releasing energy.
Causes EX to be 0V even if EY increases.
Is held in.

【0093】時刻t1〜t2においては、チョークコイル
L1の両端には、EXが印加されるために、iL1は時間
とともに増大する。(図24のVpがEXに相当する。)
時刻t2〜t3においては、チョークコイルL1の両端に
は0電圧がかかり、ダイオードCR2の順方向電圧が低
いことから、一定電流を保持したままである。
During the period from time t1 to time t2, EX is applied to both ends of the choke coil L1, so that iL1 increases with time. (Vp in FIG. 24 corresponds to EX.)
From time t2 to time t3, 0 voltage is applied to both ends of the choke coil L1, and the forward voltage of the diode CR2 is low, so that a constant current is maintained.

【0094】時刻t3からt4のうちt3〜t3’において
は、iL1はコンデンサC3,C4を流れ、チョークコイル
L1はエネルギーを放出して逆起電力を発生させて、こ
れにより、コンデンサC4を充電するとともにコンデン
サC3を放電させ、EYを上昇させる。
From time t3 to time t4, from t3 to t3 ', iL1 flows through capacitors C3 and C4, and choke coil L1 releases energy to generate back electromotive force, thereby charging capacitor C4. At the same time, the capacitor C3 is discharged to raise EY.

【0095】t3’時点においても、チョークコイルL
1は、まだ蓄積エネルギーを残しているから、EY≒EI
Nとなった時以降(t3’〜t4)も同様に逆起電力を発
生して、iL1はダイオードCR2,CR3を流れ、ダイ
オードCR3により、EyをEINに保持し、ダイオード
CR2によりEX≒EINに保持する。
At time t3 ', the choke coil L
1 means that EY ≒ EI
After time N (t3 'to t4), back electromotive force is similarly generated, iL1 flows through diodes CR2 and CR3, and Ey is held at EIN by diode CR3, and EX ≒ EIN by diode CR2. Hold.

【0096】こうしてt4時点において、FETQ3,
Q4は、ゼロ電圧スイッチングが可能になる。
Thus, at time t4, the FET Q3
Q4 allows for zero voltage switching.

【0097】なお、t4〜t7においては、チョークコイ
ルL1の電流の向きが逆であるが、動作の原理は、t1
〜t4と同じである。
[0097] Incidentally, in T4~t 7 is the direction of the current of the choke coil L1 is reversed, the principle of operation, t1
Same as ~ t4.

【0098】次に、スイッチング制御手段について述べ
る。
Next, the switching control means will be described.

【0099】スイッチング制御手段の出力であるτ1
(t1 〜t2,t4 〜t5 )は従来のPWMで制御さ
れ、また、τ2(t1 〜t3 ,t4 〜t6 )は固定時間
である。
Τ1 which is the output of the switching control means
(T1 to t2, t4 to t5) are controlled by a conventional PWM, and τ2 (t1 to t3, t4 to t6) is a fixed time.

【0100】t3 〜t4 ,t6 〜t7 はスイッチ切替タ
イミング時間で必要最小時間になるようにτ2 を決定す
る。
Τ2 is determined so that t3 to t4 and t6 to t7 become the minimum required switch switching timing times.

【0101】t1〜t9の時間は、コントロール部で2つ
の素子抵抗とコンデンサにより決める。
The time from t1 to t9 is determined by the control unit using two element resistors and a capacitor.

【0102】具体的には、コントロール用ICを使用し
て行なう。1例として、図20に示すμpc494(N
EC)を用いて、PWMコントロール回路IC1,IC
2を構成した例を図23に示す。
More specifically, the control is performed using a control IC. As an example, μpc494 (N
EC) using the PWM control circuits IC1 and IC
2 is shown in FIG.

【0103】μpc494PC1,PC2は、直接、F
ETをドライブできるICではないので、FETドライ
ブ回路FED1,FED2を介して、FETQ1〜Q4
にパルスを出力する。信号a,bと信号c,dの同期を
取るために、μpc494PC1の5番ピンからμpc
494PC2の5番ピンを接続して、同期信号を送る。
また、μpc494PC1の5番ピンに接続したコンデ
ンサCTと6ピンの抵抗RTで周期t1〜t9を決定す
る。これらのICから図1のa,b,c,dの信号が出
力される。これらの信号のパルス巾τ1が、図1のフィ
ードバック回路FBの出力信号により変化する。
Μpc494PC1 and PC2 are directly
Since it is not an IC that can drive the ET, the FETs Q1 to Q4 are connected via the FET drive circuits FED1 and FED2.
Output pulse. In order to synchronize the signals a and b with the signals c and d, the μpc
Connect pin 5 of 494PC2 and send a synchronization signal.
The period t1 to t9 is determined by the capacitor CT connected to the 5th pin of the μpc494PC1 and the resistor RT of the 6th pin. These ICs output the signals a, b, c, and d in FIG. The pulse width τ1 of these signals changes depending on the output signal of the feedback circuit FB in FIG.

【0104】また、図1のcとdは、aとbの立上りか
ら固定時間τ2を単安定回路でつくる事も可能である。
あるいは、ここのコントロールICを同期させ、1つは
aとbの信号をもう1つはcとdの信号をつくる事もで
きる。
In FIGS. 1C and 1D, a fixed time τ2 from the rise of a and b can be formed by a monostable circuit.
Alternatively, by synchronizing the control ICs here, one can generate the signals a and b and the other can generate the signals c and d.

【0105】チョークコイルL1 は、t1 〜t2 でエネ
ルギを蓄積し、t2 〜t3 はエネルギを保持し、t3 〜
t4 で2次側と一部は電源側にエネルギを放出する。
The choke coil L1 stores energy from t1 to t2, holds energy from t2 to t3, and stores t3 to t3.
At t4, the secondary side and a part release energy to the power supply side.

【0106】t4 〜t7 はt1 t4 は逆方向でエネルギ
の蓄積、放出を行なう。
From t4 to t7, energy is stored and released in the opposite direction to t1 and t4.

【0107】なお、図8から図10の回路で、トランス
T1の1次側または2次側と直列可飽和インダクタンス
を挿入し、動作説明の(3)項のt3 〜t4 時間でトラ
ンスの電流inbを0に近い状態にすることにより、iL1
の電流を小さくする事が可能である。
In the circuits of FIGS. 8 to 10, a series saturable inductance is inserted with the primary side or the secondary side of the transformer T1, and the current inb of the transformer in time t3 to t4 in the item (3) of the operation description. Is brought to a state close to 0, iL1
Current can be reduced.

【0108】また、PWMからのON−OFF信号を受
けるaとd、または、bとcにおいて、信号のタイミン
グが入れ変っても原理は同じである。
The principle is the same even if the signal timing is changed between a and d or b and c receiving the ON-OFF signal from the PWM.

【0109】すなわち、基本的なON−OFF動作は、
Q1とQ4がONの時にはQ2とQ3がOFFまた逆にQ1
とQ4がOFFの時にはQ2とQ3がONで動作している
から信号aとdを入れ替えてもよい。さらにbとcを入
れ替えても全スイッチ素子Q1〜Q2がOFFの間にL1
を流れる電流ループが(1次電圧の高電圧側が低電圧
(GND)側)ちがうだけで基本動作は同じである。
That is, the basic ON-OFF operation is as follows.
When Q1 and Q4 are ON, Q2 and Q3 are OFF and conversely Q1
When signals Q4 and Q4 are OFF, signals a and d may be exchanged because Q2 and Q3 are operating with ON. Further, even if b and c are exchanged, L1 is maintained while all the switching elements Q1 to Q2 are OFF.
However, the basic operation is the same except that the current loop flowing through is different (the high voltage side of the primary voltage is on the low voltage (GND) side).

【0110】また、コンデンサC1、C2をC1+C2と同
じ容量のコンデンサ1個、コンデンサC3、C4をC3+
C4と同じ容量のコンデンサ1個としても動作は同じで
ある。これを図21、図22に示す。また、スイッチン
グ素子として、FETを使用すれば、FET内部にそれ
ぞれダイオードCR1〜CR4が存在するためこれを利用
する事もできる。またC1〜C4は、FETの出力容量C
OFFの容量値を用いてもよい。
The capacitors C1 and C2 are replaced by one capacitor having the same capacity as C1 + C2, and the capacitors C3 and C4 are replaced by C3 +
The operation is the same even with one capacitor having the same capacity as C4. This is shown in FIGS. Further, if an FET is used as the switching element, the diodes CR1 to CR4 can be used because the diodes CR1 to CR4 exist inside the FET. C1 to C4 are the output capacitances C of the FETs.
An OFF capacitance value may be used.

【0111】本方式によれば、ゼロ電圧スイッチングで
あるから、電流共振方式より高い周波数で効率を同じに
する事が可能である。このため効率アップにより、小型
化できる。
According to this method, since zero voltage switching is performed, the efficiency can be made the same at a higher frequency than in the current resonance method. Therefore, the size can be reduced by increasing the efficiency.

【0112】また、コントロールが、周波数一定のPW
M方式であるからコントロールが簡単である。電流、電
圧共振は、コントロール周波数が可変方式であり、制御
回路が複雑である。
The control is performed at a constant frequency PW.
The control is simple because of the M method. In the current and voltage resonance, the control frequency is variable, and the control circuit is complicated.

【0113】また、ゼロ電圧スイッチングのため、電圧
ストレス、電流ストレスが小さく、信頼性の向上が図れ
る。
Further, since zero voltage switching is performed, voltage stress and current stress are small, and reliability can be improved.

【0114】なお、スイッチング素子としては、FET
に限らず、バイポーラトランジスタ(BT)又は絶縁ゲ
ートバイポーラトランジスタ(IGBT)でもよい。
The switching elements are FETs
However, the invention is not limited thereto, and a bipolar transistor (BT) or an insulated gate bipolar transistor (IGBT) may be used.

【0115】図6には他の実施例を示す。FIG. 6 shows another embodiment.

【0116】図6はハーフブリッジ回路の一実施例を示
す。
FIG. 6 shows an embodiment of the half bridge circuit.

【0117】Q1 〜Q4 はスイッチ素子(ここではFE
T)、C1 ,C2 はコンデンサ、CR1〜CR4はダイ
オード、T1 はトランス、L1 ,L2 はコイル、C3 ,
C4は入力側のコンデンサである。
Q1 to Q4 are switch elements (here, FEs).
T), C1 and C2 are capacitors, CR1 to CR4 are diodes, T1 is a transformer, L1 and L2 are coils, C3 and C2
C4 is a capacitor on the input side.

【0118】図6では、2次側及びコントロール部、フ
ィードバック回路は省略してある。図7は図6のタイミ
ングチャートである。
In FIG. 6, the secondary side, the control section, and the feedback circuit are omitted. FIG. 7 is a timing chart of FIG.

【0119】t1 〜t2 は従来と同じ、t2 〜t3 でF
ETQ2 がOFFであるためEx =1/2Ex となる。
T1 to t2 are the same as before, and t2 to t3 are F
Since ETQ2 is OFF, Ex = 1 / 2Ex.

【0120】iL1はFETQ3 がONであるから、EIN
により、電流は、増加しながら流れ続ける。
Since the FET Q3 is ON, iL1 has EIN
As a result, the current continues to flow while increasing.

【0121】t3 でFETQ3 がOFFとなりiL1はコ
ンデンサC1 ,C2 を流れかつT1にiT1と逆の方向で
流れ始める。また一方L2 にもダイオードCR3 →CR
4を通してコイルL1 に流れる。Ex は1/2E1N→0
Vに変化し、Ex ≒0VでCR2 が導通しEx =0Vに
保つ、このEx が0Vの間に、t4 時間においてFET
Q2 とFETQ4 をONする事によりFETQ2 とFE
TQ4 はゼロ電圧スイッチングが出来る。t5でFET
Q2 がOFFになればEx ≒E1NとなるiL2はFETQ
4 がまたONであるからコンデンサC3 ,C4 より(電
圧1/2E1N)電流は増加しながら流れを続ける。
At time t3, FET Q3 is turned off and iL1 flows through capacitors C1 and C2 and starts to flow in T1 in the opposite direction to iT1. On the other hand, L2 also has a diode CR3 → CR
4 flows to the coil L1. Ex is 1 / 2E1N → 0
And when ExCR0V, CR2 conducts and keeps Ex = 0V. During the time when Ex is 0V, the FET at time t4
By turning on Q2 and FET Q4, FET Q2 and FE
TQ4 can perform zero voltage switching. FET at t5
Ex ≒ E1N when Q2 is OFF iL2 is FET Q
Since 4 is also ON, the current (voltage 1 / 2E1N) continues to flow while increasing from the capacitors C3 and C4.

【0122】t6 でFETQ4 OFFとなりiC2 はコ
ンデンサC1 ,C2 を流れかつT1にiT1方向に電源を
流し初める、また一方L1 にもダイオードCR3 →CR
4 を通して流れる。Ex は、1/2E1N→E1Nに変化
し、Ex =EINでダイオードCR1 が導通し、Ex =E
1Nに保つ。そこでFETQ1 ,FETQ3 がONとな
る。したがってFETQ1 ,FETQ3 もゼロ電圧スイ
ッチングとなる。
At time t6, FET Q4 turns off, and iC2 flows through capacitors C1 and C2 and begins to supply power to T1 in the direction of iT1. On the other hand, diode CR3 → CR also flows to L1.
Flow through 4 Ex changes from 1 / 2E1N to E1N. When Ex = EIN, the diode CR1 conducts, and Ex = E1N.
Keep at 1N. Then, the FETs Q1 and Q3 are turned on. Therefore, the FETs Q1 and Q3 also perform zero voltage switching.

【0123】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、以下に列挙する効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0124】ZERO電圧スイッチングが可能である。
すなわち、スイッチ素子のスイッチングは、スイッチ素
子両端電圧が0V時にスイッチさせることによりスイッ
チング損失の低減を行なう。この結果、効率が向上する
ため高周波化できる。このことは電源装置の小型ができ
るということを意味する。
ZERO voltage switching is possible.
That is, the switching loss of the switching element is reduced by switching when the voltage across the switching element is 0 V. As a result, the efficiency can be improved and the frequency can be increased. This means that the power supply device can be downsized.

【0125】また、パルス幅変調方式が使える。すなわ
ち、コントロールは、従来のパルス幅変調(PWM)方
式であるためコントロールが簡単である。コントロール
が従来のPWM方式であるためこの部分は従来技術でよ
い。また、市販されているICは、周波数可変方式にく
らべPWM方式のICがほとんどであり、コントロール
ICの選択の自由度が高い。かつ保護回路も従来の技術
の延長線上にある。
Further, a pulse width modulation method can be used. That is, the control is simple because it is a conventional pulse width modulation (PWM) method. Since the control is based on the conventional PWM method, this part may be a conventional technique. In addition, most commercially available ICs use the PWM method as compared with the frequency variable method, and the degree of freedom in selecting the control IC is high. And the protection circuit is also an extension of the conventional technology.

【0126】また、非共振方式であるため、共振形のよ
うに共振周波数のズレによる考慮の必要性がなく、電
流、電圧ストレスも共振形にくらべて少ない。さらに、
共振方式でないため共振用L,Cが不要である。したが
って共振用部品の温度等の変化を考慮する必要がない。
Further, since it is a non-resonant type, there is no need to consider the deviation of the resonance frequency unlike the resonance type, and the current and voltage stresses are smaller than in the resonance type. further,
Since it is not a resonance system, L and C for resonance are unnecessary. Therefore, it is not necessary to consider changes in the temperature and the like of the resonance component.

【0127】[0127]

【効果】以上述べたように、本発明によれば、電流共
振、電圧共振方式によらないで、高周波化を可能にした
DC−DCコンバ−タを提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a DC-DC converter capable of increasing the frequency without using the current resonance or voltage resonance method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るフル・ブリッジ方式の回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram of a full bridge system according to the present invention.

【図2】図4の回路の動作タイミング図である。FIG. 2 is an operation timing chart of the circuit of FIG. 4;

【図3】図4の回路のスイッチ素子の損失の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a loss of a switch element in the circuit of FIG. 4;

【図4】従来の技術に係るフル・ブリッジ方式のスイッ
チング電源の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a full-bridge type switching power supply according to the related art.

【図5】図1の回路の動作タイミング図である。FIG. 5 is an operation timing chart of the circuit of FIG. 1;

【図6】本発明に係るハーフブリッジ方式の回路図であ
る。
FIG. 6 is a circuit diagram of a half bridge system according to the present invention.

【図7】図6の動作タイミング図である。FIG. 7 is an operation timing chart of FIG. 6;

【図8】図1の回路の動作の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation of the circuit of FIG. 1;

【図9】図1の回路の動作の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of the circuit of FIG. 1;

【図10】図1の回路の動作の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation of the circuit in FIG. 1;

【図11】時刻t1 〜t2 における等価回路図である。FIG. 11 is an equivalent circuit diagram between times t1 and t2.

【図12】時刻t2 における等価回路図である。FIG. 12 is an equivalent circuit diagram at time t2.

【図13】本発明に係る回路のFETQ1 の電圧、電流
を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing the voltage and current of the FET Q1 of the circuit according to the present invention.

【図14】従来技術に係る回路のFETQ1 の電圧、電
流を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing the voltage and the current of the FET Q1 of the circuit according to the prior art.

【図15】従来技術に係る回路の損失を示すグラフであ
る。
FIG. 15 is a graph showing a loss of a circuit according to the related art.

【図16】従来技術に係る回路の損失を示すグラフであ
る。
FIG. 16 is a graph showing a loss of a circuit according to the related art.

【図17】図1の等価回路図である。FIG. 17 is an equivalent circuit diagram of FIG. 1;

【図18】図1の等価回路図である。FIG. 18 is an equivalent circuit diagram of FIG.

【図19】コイルの動作説明図である。FIG. 19 is a diagram illustrating the operation of a coil.

【図20】μpc494のブロック図である。FIG. 20 is a block diagram of μpc494.

【図21】DC−DCコンバ−タの他の実施例を示す回
路図である。
FIG. 21 is a circuit diagram showing another embodiment of the DC-DC converter.

【図22】DC−DCコンバ−タの他の実施例を示す回
路図である。
FIG. 22 is a circuit diagram showing another embodiment of the DC-DC converter.

【図23】PWMコントロ−ル回路の実施例を示すブロ
ック図である。
FIG. 23 is a block diagram showing an embodiment of a PWM control circuit.

【図24】コイルの動作説明図である。FIG. 24 is a diagram illustrating the operation of a coil.

【図25】コイルの動作説明図である。FIG. 25 is a diagram illustrating the operation of a coil.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

L0…平滑チョークコイル、L1,L11,L21…チ
ョークコイル、Q1 ,Q2 ,Q3 ,Q4 ,Q11,Q21,
Q31,Q41…FET、T1 ,T11…トランス。
L0: smoothing choke coil, L1, L11, L21: choke coil, Q1, Q2, Q3, Q4, Q11, Q21,
Q31, Q41 ... FET, T1, T11 ... transformer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 俊彦 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株 式会社 トキメック内 (72)発明者 石川 靖雄 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株 式会社 トキメック内 (56)参考文献 特開 平2−155467(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02M 3/28 H02M 3/335 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshihiko Uemura 2-16-46 Minami Kamata, Ota-ku, Tokyo Inside Tokimec Co., Ltd. (72) Inventor Yasuo Ishikawa 2-16-46 Minami Kamata, Ota-ku, Tokyo (56) References JP-A-2-155467 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H02M 3/28 H02M 3/335

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】2個以上のスイッチング手段と、変成器
と、スイッチング制御手段とを有し、スイッチング手段
を交互にON(導通)−OFF(非導通)させて、上記
変成器をながれる電流の向きを変えて、DC−DC変換
を行うDC−DCコンバータにおいて、上記変成器に並
列に接続されたコイルと、上記コイルに直列に接続され
たダイオードとを有し、上記コイルと上記ダイオ−ド
は、直列に接続され、変成器からの出力がないときに、
上記コイル内の電流を維持することを特徴とするDC−
DCコンバータ。
The present invention has two or more switching means, a transformer, and a switching control means. The switching means is alternately turned ON (conducting) -OFF (non-conducting) to reduce the current flowing through the transformer. A DC-DC converter for performing DC-DC conversion by changing the direction, comprising a coil connected in parallel to the transformer and a diode connected in series to the coil, wherein the coil and the diode Are connected in series and when there is no output from the transformer,
DC- characterized by maintaining the current in the coil
DC converter.
【請求項2】2個以上のスイッチング手段と、変成器
と、スイッチング制御手段とを有し、スイッチング手段
を交互にON(導通)−OFF(非導通)させて、上記
変成器をながれる電流の向きを変えて、DC−DC変換
を行うDC−DCコンバータにおいて、上記変成器に並
列に接続されたコイルと、上記スイッチング手段と並列
に、かつ上記スイッチング手段の動作方向と逆向きに接
続されたダイオードとを有し、上記コイルと上記ダイオ
−ドは、直列に接続され、変成器からの出力がないとき
に、上記コイル内の電流を維持することを特徴とするD
C−DCコンバータ。
And a switching control means for switching the switching means between ON (conducting) and OFF (non-conducting) alternately so as to reduce a current flowing through the transformer. In a DC-DC converter that performs DC-DC conversion by changing the direction, a coil connected in parallel to the transformer is connected in parallel with the switching means and in a direction opposite to the operation direction of the switching means. A diode, wherein the coil and the diode are connected in series and maintain current in the coil when there is no output from the transformer.
C-DC converter.
【請求項3】直並列に接続された4個のスイッチング手
段と、変成器と、スイッチング制御手段とを有し、スイ
ッチング手段を交互にON(導通)−OFF(非導通)
させて、上記変成器をながれる電流の向きを変えて、D
C−DC変換を行うDC−DCコンバータにおいて、上
記のスイッチング手段に並列に接続されたダイオード
と、上記の直列に接続されたスイッチング手段の中間点
同士の間に接続されたコイルとを有し、上記コイルと上
記ダイオ−ドは、変成器からの出力がないときに、上記
コイル内の電流を維持することを特徴とするDC−DC
コンバータ。
3. A switch comprising four switching means connected in series and parallel, a transformer, and a switching control means, wherein the switching means are alternately turned on (conducting) and off (non-conducting).
Then, by changing the direction of the current flowing through the transformer, D
In a DC-DC converter that performs C-DC conversion, the DC-DC converter includes a diode connected in parallel to the switching means, and a coil connected between intermediate points of the switching means connected in series, The coil and the diode maintain a current in the coil when there is no output from a transformer.
converter.
【請求項4】上記スイッチング手段に並列にコンデンサ
を設け、上記スイッチング手段をOFFする時に、上記
スイッチング手段の両端電圧の変化を減らしたことを特
徴とする請求項1、2または3記載のDC−DCコンバ
ータ。
4. The DC-DC converter according to claim 1, wherein a capacitor is provided in parallel with said switching means, and when the switching means is turned off, a change in a voltage across the switching means is reduced. DC converter.
【請求項5】 請求項1、2、3または4記載のDC−
DCコンバータを有することを特徴とするスイッチング
電源。
5. The DC- according to claim 1, 2, 3, or 4.
A switching power supply having a DC converter.
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