JP3263751B2 - スイッチング電源 - Google Patents

スイッチング電源

Info

Publication number
JP3263751B2
JP3263751B2 JP03668694A JP3668694A JP3263751B2 JP 3263751 B2 JP3263751 B2 JP 3263751B2 JP 03668694 A JP03668694 A JP 03668694A JP 3668694 A JP3668694 A JP 3668694A JP 3263751 B2 JP3263751 B2 JP 3263751B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
transformer
power supply
output transformer
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03668694A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07245946A (ja
Inventor
洋一 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP03668694A priority Critical patent/JP3263751B2/ja
Publication of JPH07245946A publication Critical patent/JPH07245946A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3263751B2 publication Critical patent/JP3263751B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies 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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の出力トランスを
有するスイッチング電源の少なくとも1つの出力トラン
スの主電流ループに挿入され、主電流ループを開閉制御
して、少なくとも1つの出力トランスの出力を遮断する
半導体スイッチを備えた半導体スイッチ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、複数の直流電圧を供給できる
直流電圧源として、複数の出力トランスを備えたスイッ
チング電源が種々開発されている。図2(a)は、従来
の2石電流共振コンバータを用いたスイッチング電源の
要部の構成を示している。このスイッチング電源は、図
2(a)に示すように、入力電圧源1を交互に切り換え
る主スイッチである第1トランジスタ2と第2トランジ
スタ3とを備え、第1トランジスタ2と第2トランジス
タ3は、コンバータ駆動回路10により180°位相が
ずれた駆動パルスP1,P2により駆動され、交互にス
イッチング動作を行うようになっている。
【0003】主トランス5では、このスイッチング動作
により、共振コンデンサ4及び主トランス5のインダク
タンスからなる共振系により主トランス5の1次側に短
形波パルスが発生し、この短形波パルスによる主トラン
ス5の2次側出力を整流回路9aで整流平滑すること
で、所望の電圧を得るようになっており、主トランス5
からは常時所望の電圧が供給されている。尚、符号11
は、第1ダンパーダイオードで、符号12は、第2ダン
パーダイオードである。
【0004】一方、主トランス6では、電磁リレースイ
ッチ7が導通状態では、スイッチング動作により共振コ
ンデンサ8及び主トランス6のインダクタンスからなる
共振系により主トランス6の1次側に短形波パルスが発
生して主トランス5と同様な動作を行い、整流回路9b
で整流平滑することで所望の電圧を得るようになってい
るが、電磁リレースイッチ7が非導通状態では、共振系
が動作しない(電流が流れない)ので、主トランス6の
2次側には出力が発生しない。すなわち、主トランス6
では、電子リレースイッチ7により出力の待機状態を実
現するようになっている。
【0005】より詳細に説明すると、主トランス5にお
いてスイッチング動作により、入力電圧源1から流れる
電流の向きはとしては、駆動パルスP1,P2により、 (1)最初に第1トランジスタ2が導通し、かつ第2ト
ランジスタ3が非導通の期間は、入力電圧源1→第1ト
ランジスタ2→共振コンデンサ4→主トランス5の1次
巻線→入力電圧源1の順に流れる。 (2)次に、第1トランジスタ2及び第2トランジスタ
3が非導通の期間は、主トランス5に蓄えられたエネル
ギが共振コンデンサ4への充電を完結させる向きへ、す
なわち、主トランス5→第2ダンパーダイオード12
共振コンデンサ4→主トランス5というループで流れ
る。 (3)続く、第2トランジスタ3が導通し、かつ第1ト
ランジスタ2が非導通の期間は、共振コンデンサ4に蓄
積された電荷の放電がなされ、共振コンデンサ4→第2
トランジスタ3→主トランス5→共振コンデンサ4とい
うループで流れる。 (4)そして、この放電は、再度の第1トランジスタ2
及び第2トランジスタ3が非導通の期間に完結する。す
なわち、この期間は、共振コンデンサ4→第1ダンパー
ダイオード11→入力電圧源1→主トランス5→共振コ
ンデンサ4というループで完結する。
【0006】このようなスイッチング動作の繰り返しに
おいて、第1トランジスタ2と第2トランジスタ3の接
続点(図中A点電位)、つまり第1トランジスタ2のソ
ースまたはエミッタ及び第2トランジスタ3のドレイン
またはコレクタには、入力電圧を最大値とするとき、図
2(b)に示すような比率1:1の短形波パルスが発生
する。この短形波パルスを、主トランス5のインダクタ
ンス及び共振コンデンサ4からなる共振系に加え、主ト
ランス5の出力パルスを整流回路9aで整流平滑して所
望の出力電圧を得ている。
【0007】主トランス6では、動作開始時には、入力
電圧源1から電圧が印加されるとコンバータ動作が開始
されるが、電磁リレースイッチ7が非導通となっている
ため、待機状態に入る。すなわち、電磁リレースイッチ
7は、ON信号S(ON)により制御素子14が動作する
まで開放状態を保つ。その後、ON信号S(ON)がアク
ティブとなるのを受けて制御素子14が動作し、電磁リ
レースイッチ7が導通して主トランス5と同様に動作
し、それまで電磁リレースイッチ7によって切り離され
ていた主トランス6が励磁される。その後の動作は、主
トランス5と同じであるので、説明は省略する。
【0008】理想的状態(回路の浮遊容量・インダクタ
ンス成分を無視した状態)においては、主トランス6の
励磁電流ループに挿入された電磁リレースイッチ7の両
端には、入力電圧をピークとした図2(b)に示した短
形波電圧がかかる。主トランス6では、ON信号S(O
N)により待機状態時には電磁リレースイッチ7を開放
することで不要出力を遮断するようになっている。
【0009】このような電磁リレースイッチ7を用いる
ことで、それまでの待機状態の動作を実現するに装置と
して用いられていた、例えば図3に示すような商用AC
トランス21を介して主コンバータ遮断リレー22の導
通を制御して待機状態を実現するスイッチング電源や、
図4に示すような待機状態用のコンバータ回路23を備
えた複数のコンバータ回路を搭載したスイッチング電源
等と異なり、安価でかつ軽量にスイッチング電源を構成
することができた。
【0010】しかし、図2(a)のような電磁リレース
イッチ7を用いたスイッチング電源では、第1トランジ
スタ2、第2トランジスタ3及び共振コンデンサ等から
なるコンバータ回路は常に動作状態であるので、ON/
OFFのタイミングが制御できず、電磁リレースイッチ
7の導通の瞬間に、主トランス6の2次側の整流回路9
bの平滑コンデンサが急激に充電され、インピーダンス
の低下が生じ、1次側の主電流の伸びが大きくなるの
で、電磁リレースイッチ7の導通の瞬間の第1トランジ
スタ2、第2トランジスタ3への過電流を抑制するため
の過電流抑制回路が必要となり、回路が複雑になるとい
った問題があった。
【0011】そこで、出力のON/OFF制御を行うス
イッチ素子として、ゼロクロス可能な低導通抵抗成分を
有する、低駆動電力型半導体を用いることが理想的とな
る。図5(a)に、電磁リレースイッチ7のの代わりに
半導体スイッチ31を用いたスイッチング電源の構成を
示す。このスイッチング電源では、ON信号S(ON)に
よる制御素子14の出力によりフォトカプラ33を介し
て半導体スイッチ素子ON/OFF回路32が半導体ス
イッチ31の導通を制御するようになっている。その他
の動作は基本的に図2(a)と同じであるので説明は省
略する。尚、半導体スイッチ31としては、一般的に
は、バイポーラトランジスタ、MOS−FET、IGB
T等が用いられる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5
(a)に示すような単なる半導体スイッチ31だけを用
いる場合、素子の寄生容量・回路のインダクタンス成分
によって、OFF時には半導体スイッチ31の両端に
は、図5(b)に示すような大きな電圧振動が現れ、そ
のために半導体スイッチ31は高耐圧素子である必要が
あるとともに、OFF時、すなわち待機状態において
は、この電圧振動がノイズ源となるといった問題があ
る。
【0013】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成で、スイッチング電源の出力の待機
状態を効率的に制御することができるようにすることを
目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング電
源は、第1の出力トランスと、第2の出力トランスと、
直流電源をスイッチングして、第1の出力トランスと第
2の出力トランスに対して共通に使用されるパルスを生
成し、第1の出力トランスと第2の出力トランスの1次
側に供給するパルス供給手段と、第2の出力トランスの
出力を制御する信号に基づいてスイッチングすること
で、パルス供給手段により生成されたパルスの第2の出
力トランスの1次側への供給を制御する半導体スイッチ
と、半導体スイッチが、第2の出力トランスの出力を制
限するように動作している場合に、半導体スイッチの第
2の出力トランスの1次側との接続点に発生する電圧を
クランプするように、接続点を、パルス供給手段が生成
したパルスを第1の出力トランスと第2の出力トランス
に供給する供給点に接続するダイオードとを備えること
を特徴とする。
【0015】
【作用】本発明のスイッチング電源においては、半導体
スイッチが、第2の出力トランスの出力を制限するよう
に動作している場合に、半導体スイッチの第2の出力ト
ランスの1次側との接続点に発生する電圧をクランプす
るように、接続点が、ダイオードにより、パルス供給手
段が生成したパルスを第1の出力トランスと第2の出力
トランスに供給する供給点に接続される。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。本実施例の半導体スイッチ回路を備えた
スイッチング電源の構成は、図5(a)に示したスイッ
チング電源とほとんど同じ構成であるので、異なる構成
のみ説明し、同一構成には同じ符号を付け、説明は省略
する。
【0017】図1に示すように、本実施例の半導体スイ
ッチ回路は、半導体スイッチ31と、アノードを半導体
スイッチ31のコレクタに接続しカソードを第1トラン
ジスタ2と第2トランジスタ3の接続点、つまり第1ト
ランジスタ2のソースまたはエミッタ及び第2トランジ
スタ3のドレインまたはコレクタに接続したクランプダ
イオード41とから構成される。その他のスイッチング
電源の構成は図5(a)に示したスイッチング電源と同
じである。
【0018】このように構成された本実施例の作用につ
いて説明する。半導体スイッチ素子ON/OFF回路3
2により半導体スイッチ31が待機状態(OFF状態)
にあるとき、素子の浮遊容量・回路のインダクタンス成
分によって発生する振動電圧が、図中B点電位、つまり
最大入力電圧電位を越えたところで、そのエネルギは、
クランプダイオード41→第1ダンパーダイオード11
→入力電圧源1というループで入力電圧源1に回生さ
れ、その結果、出力遮断素子である半導体スイッチ31
の遮断状態においても、回路全体の浮遊容量・インダク
タンス成分の影響を受けることがなく、半導体スイッチ
31の両端電圧は、図1(b)に示すように、入力電圧
の尖頭値とする短形波電圧そのものとなり、理想状態に
近づいた特性を有することとなる。その他の作用は、図
2及び図5で説明した作用と同じであるので説明は省略
する。
【0019】このように、本実施例の半導体スイッチ回
路は、待機状態時にクランプダイオード41により振動
電圧のエネルギを入力電圧源に回生させているので、半
導体スイッチ31にかかる電圧を入力電圧にクランプす
ることとなり、安価で高性能な半導体、例えば低飽和電
圧のバイポーラトランジスタ、駆動が容易なMOS−F
ETあるいはIGBT等の半導体スイッチ素子を使用す
ることができる。また、低耐圧素子が使用できるという
ことは、つまり導通時のエネルギ損失を低減させること
ができ、回路全体の効率を高めることができる。さら
に、振動電圧、すなわち高周波振動成分を抑制している
ので、ノイズ対策を不要にすることができる。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明のスイッチング電
源によれば、半導体スイッチが、第2の出力トランスの
出力を制限するように動作している場合に、半導体スイ
ッチの第2の出力トランスの1次側との接続点に発生す
る電圧をクランプするように、接続点を、ダイオードに
より、パルス供給手段が生成したパルスを第1の出力ト
ランスと第2の出力トランスに供給する供給点に接続す
るようにしたので、簡単な構成で、スイッチング電源の
出力の待機状態を効率的に制御することができるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体スイッチ回路の一実施例を備え
たスイッチング電源の構成を示す構成図である。
【図2】従来例に係る電磁リレースイッチを備えたスイ
ッチング電源の構成を示す構成図である。
【図3】従来例に係る商用ACトランスを介して主コン
バータ遮断リレーの導通を制御して待機状態を実現する
スイッチング電源の構成を示す構成図である。
【図4】従来例に係る待機状態用のコンバータ回路を備
えた複数のコンバータ回路を搭載したスイッチング電源
の構成を示す構成図である。
【図5】従来例に係る半導体スイッチを備えたスイッチ
ング電源の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
1 入力電圧源 2 第1トランジスタ 3 第2トランジスタ 4,8 共振コンデンサ 5,6 主トランス 9a,9b 整流回路 10 コンバータ駆動回路 14 制御素子 31 半導体スイッチ 32 半導体スイッチ素子ON/OFF回路 33 フォトカプラ 41 クランプダイオード

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の出力トランスと、 第2の出力トランスと、 直流電源をスイッチングして、前記第1の出力トランス
    と前記第2の出力トランスに対して共通に使用されるパ
    ルスを生成し、前記第1の出力トランスと前記第2の出
    力トランスの1次側に供給するパルス供給手段と、 前記第2の出力トランスの出力を制御する信号に基づい
    てスイッチングすることで、前記パルス供給手段により
    生成された前記パルスの前記第2の出力トランスの1次
    側への供給を制御する半導体スイッチと、 前記半導体スイッチが、前記第2の出力トランスの出力
    を制限するように動作している場合に、前記半導体スイ
    ッチの前記第2の出力トランスの1次側との接続点に発
    生する電圧をクランプするように、前記接続点を、前記
    パルス供給手段が生成した前記パルスを前記第1の出力
    トランスと前記第2の出力トランスに供給する供給点に
    接続するダイオードと を備えることを特徴とするスイッ
    チング電源。
JP03668694A 1994-03-08 1994-03-08 スイッチング電源 Expired - Fee Related JP3263751B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03668694A JP3263751B2 (ja) 1994-03-08 1994-03-08 スイッチング電源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03668694A JP3263751B2 (ja) 1994-03-08 1994-03-08 スイッチング電源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07245946A JPH07245946A (ja) 1995-09-19
JP3263751B2 true JP3263751B2 (ja) 2002-03-11

Family

ID=12476723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03668694A Expired - Fee Related JP3263751B2 (ja) 1994-03-08 1994-03-08 スイッチング電源

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3263751B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2792136B1 (fr) 1999-04-07 2001-11-16 St Microelectronics Sa Transmission en duplex dans un systeme de transpondeurs electromagnetiques
FR2792135B1 (fr) 1999-04-07 2001-11-02 St Microelectronics Sa Fonctionnement en complage tres proche d'un systeme a transpondeur electromagnetique
FR2808945B1 (fr) 2000-05-12 2002-08-16 St Microelectronics Sa Evaluation du nombre de transpondeurs electromagnetiques dans le champ d'un lecteur
FR2808942B1 (fr) 2000-05-12 2002-08-16 St Microelectronics Sa Validation de la presence d'un transpondeur electromagnetique dans le champ d'un lecteur a demodulation de phase
FR2809235A1 (fr) 2000-05-17 2001-11-23 St Microelectronics Sa Antenne de generation d'un champ electromagnetique pour transpondeur
FR2809251B1 (fr) 2000-05-17 2003-08-15 St Microelectronics Sa Dispositif de production d'un champ electromagnetique pour transpondeur

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07245946A (ja) 1995-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE37889E1 (en) Low loss synchronous rectifier for application to clamped-mode power converters
US5479089A (en) Power converter apparatus having instantaneous commutation switching system
JP3164838B2 (ja) スイッチング回路及びそれを用いた変換装置、力率改善電源装置
EP1266440A1 (en) Synchronous rectification in a flyback converter
JPH01276819A (ja) 全ブリッジ・電力変換回路
JP3690822B2 (ja) Dc−dcコンバータ
JP2000262051A (ja) 絶縁型dcーdcコンバータ
JP4830408B2 (ja) 電力変換装置
JP3263751B2 (ja) スイッチング電源
JP2513381B2 (ja) 電源回路
JP2003134817A (ja) 電源装置
JP2008048484A (ja) 直流交流変換装置の駆動方法
US6650558B1 (en) Asymmetrical drive circuit for full-wave bridge
JP3124921B2 (ja) Dc−dcコンバータ
JPH10225114A (ja) 同期整流回路
JP3768317B2 (ja) 周期的に操作されるスイッチングトランジスタ用制御回路
JP3493273B2 (ja) 三相整流器の力率改善回路
JP3654000B2 (ja) 自励式共振型インバータ回路
JPH10136646A (ja) 同期整流器
JPH07284271A (ja) スイッチング電源装置
JP3400425B2 (ja) チョッパ型スイッチング電源装置
JP4845285B2 (ja) Mosfet駆動回路
JP3475953B2 (ja) 絶縁型dcーdcコンバータ
JPH11187663A (ja) スイッチング電源
JP3619116B2 (ja) フライバック・コンバータにおける同期整流器の駆動回路

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20011114

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees