JP3268118B2 - 直流安定化電源装置 - Google Patents

直流安定化電源装置

Info

Publication number
JP3268118B2
JP3268118B2 JP10118594A JP10118594A JP3268118B2 JP 3268118 B2 JP3268118 B2 JP 3268118B2 JP 10118594 A JP10118594 A JP 10118594A JP 10118594 A JP10118594 A JP 10118594A JP 3268118 B2 JP3268118 B2 JP 3268118B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonance
switch element
primary winding
turned
switch
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
JP10118594A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07312864A (ja
Inventor
純夫 小谷
栄一 芝野
浩 岩永
哲也 井上
啓 中島
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10118594A priority Critical patent/JP3268118B2/ja
Publication of JPH07312864A publication Critical patent/JPH07312864A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3268118B2 publication Critical patent/JP3268118B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば電力供給装置
として用いられる直流安定化電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電力供給装置にあっては、図3に
示す構成の直流安定化電源装置がよく用いられる。図3
において、コンバータトランス1は一次巻線n1の両端
がそれぞれ第1、第2のスイッチ素子(例えばFET
(電界効果トランジスタ))2,3を介して直流電圧源
(出力電圧をVINとする)4の正電極端子(+)、負電
極端子(−)に接続されている。また、スイッチング制
御回路5はそれぞれ時比率制御されたCONT信号(パ
ルス信号)からそのレベル変化に同期した第1、第2の
ドライブ信号D1,D2を生成する。第1のドライブ信
号D1は第1のスイッチ素子2に供給され、第2のドラ
イブ信号D2は第2のスイッチ素子2に供給される。
【0003】各スイッチ素子2,3はドライブ信号D
1,D2によって同時にオン/オフされる。このため、
上記一次巻線n1には断続的に電流が流れる。また、上
記スイッチ素子2,3がオフとなるとき一次巻線n1に
励起される電流は第1、第2のダイオード6,7により
直流電圧源4に送り返される。これによって一次巻線n
1はリセットされる。二次巻線n2には巻線比に合った
交流出力が発生し、これを整流平滑回路8で平滑するこ
とで、出力端子9,10より時比率に見合った電圧の直
流出力が得られる。
【0004】しかしながら、上記構成による従来の直流
安定化電源装置では、高圧のかかった状態でスイッチ素
子をスイッチング駆動しているため、スイッチ素子がオ
ンからオフになるときに電力損失が生じ、これが効率低
下の要因となっている。また、スイッチングが高速であ
るため、オフになる瞬間にスパイク電圧が発生し、スイ
ッチ素子の高耐圧化が必要になると共に、電源や周辺回
路への外乱となる電磁干渉が問題となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の直流安定化電源装置では、コンバータトランスの一
次巻線を直流電圧源に接続するスイッチ素子を高速スイ
ッチング駆動するため、スイッチ素子がオンからオフに
切り替わるとき、電力損失やスパイク電圧発生による電
磁干渉の問題が生じている。
【0006】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、高速スイッチング駆動を行っても電力損
失が極めて低く、しかもスパイク電圧発生を防止してス
イッチ素子の高耐圧化や電磁干渉の問題を解消できる直
流安定化電源装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係る直流安定化電源装置は、所定の巻線比
の一次巻線と二次巻線を有するコンバータトランスと、
前記一次巻線の一方端を選択的に直流電圧源の電圧出力
電極に接続する第1のスイッチ素子と、前記一次巻線の
他方端を選択的に前記直流電圧源の接地電極に接続する
第2のスイッチ素子と、前記第1、第2のスイッチ素子
を時比率制御されたドライブ信号で同時にオン・オフ制
御することで前記コンバータトランスの一次巻線に流れ
る電流を断続させる第1のスイッチング制御手段と、こ
の手段で第1、第2のスイッチ素子がオフ状態となると
き、一次巻線の励磁電流を前記直流電圧源に返してコン
バータトランスのリセットを第1及び第2のダイオード
で行うリセット手段と、前記二次巻線に発生する交流電
流を整流平滑出力することで直流定電圧を得る整流平滑
回路と、前記一次巻線と並列接続されて当該一次巻線と
第1の共振ループを形成するコンデンサと、前記第1の
共振ループの並列接続を断続する第3のスイッチ素子
と、前記第1の共振ループ内に介在され、前記第3のス
イッチ素子の断続と共振による転流を防止する第3のダ
イオードと、前記コンデンサと並列接続されて当該コン
デンサと第2の共振ループを形成するコイルと、前記第
2の共振ループを断続する第4のスイッチ素子と、前記
第2の共振ループ内に介在され、前記第4のスイッチ素
子の断続と共振による転流を防止する第4のダイオード
と、前記第1、第2のスイッチのオフ期間内で、少なく
とも前記第1、第2のスイッチ素子がオフになってから
前記第1の共振ループが共振するまでの期間、前記第3
のスイッチ素子をオン状態とし、その期間終了後、第3
のスイッチ素子をオフ状態に切り替え、さらに第4のス
イッチを前記第2の共振ループが半波共振するに十分な
期間オン状態とする第2のスイッチング制御手段とを具
備して構成される。
【0008】
【作用】上記構成による直流安定化電源装置では、第
1、第2のスイッチ素子がオフになるとき、第3のスイ
ッチ素子がオンさせることで、一次巻線のインダクタン
スとコンデンサの容量による第1の共振を生じさせ、第
1、第2のスイッチ素子の両端電圧の急俊な変化をなく
す。これによって、スパイク電圧を防止し、電磁干渉の
問題を解消する。また、第2の共振ループの共振により
電圧変化と電流変化に位相差をもたせることで、電圧と
電流の交鎖をなくし、これによって零電流スイッチング
を可能とし、高速スイッチング駆動による電力損失の低
減を図る。
【0009】
【実施例】以下、図1及び図2を参照してこの発明の一
実施例を詳細に説明する。但し、図1において、図3と
同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部
分を中心に述べる。
【0010】図1はこの発明に係る直流安定化電源装置
の構成を示すもので、コンバータトランス1の一次巻線
n1には、当該一次巻線n1のインダクタンスと共振時
間TR で共振する共振用コンデンサ11と、その共振を
半波でカットする第3のダイオード12との直列回路
が、第3のスイッチ素子13のオン/オフ駆動により選
択的に並列接続される。
【0011】また、コンデンサ11には、当該コンデン
サ11の電位を無損失で反転させるインダクタンスを有
するコイル14と、このコイル14とコンデンサ11の
共振を半波でカットする第4のダイオード15との直列
回路が、第4のスイッチ素子16のオン/オフ駆動によ
り選択的に並列接続される。
【0012】上記第3、第4のスイッチ素子13,16
をオン/オフ駆動する第3、第4のドライブ信号D3,
D4は、共に第1、第2のドライブ信号D1,D2を生
成しているスイッチング制御回路5によって生成され
る。
【0013】この場合、第3のスイッチ素子13へのド
ライブ信号D3は、第1、第2のドライブ信号D1,D
2と同時にオンレベルとなり、D1,D2がオフレベル
になる時点から少なくとも一次巻線n1のインダクタン
スとコンデンサ11の容量によって決まる共振時間TR
遅れてオフレベルとなる。
【0014】一方、第4のスイッチ素子16へのドライ
ブ信号D4は、第3のドライブ信号D3がオフレベルに
なると同時あるいはやや遅れてオンレベルとなり、その
時点から少なくともコンデンサ11とコイル14の共振
時間TC の半分の時間遅れてオフレベルとなる。
【0015】上記構成において、以下、図2を参照して
その動作を説明する。図2において、(a)はCONT
信号、(b)は第1、第2のドライブ信号D1,D2、
(c)は第3のドライブ信号D3、(d)は第4のドラ
イブ信号D4、(e)はコンデンサ11の両端電圧VC
、(f)はコンデンサ11に流れる電流、(g)は第
1あるいは第2のスイッチ素子2,3に流れる電流、
(h)は第1スイッチ素子2(あるいは第2のスイッチ
素子3)にかかる電圧VQ1(あるいはVQ2)、(i)は
第1のダイオード6(あるいは第2のダイオード7)に
流れる電流IR を示している。
【0016】いま、スイッチング制御回路5に図2
(a)示す時比率制御されたCONT信号が供給されて
いるとする。このとき、スイッチング制御回路5は、図
2(b)に示すようにCONT信号に同期した第1、第
2のドライブ信号D1,D2を生成する。また、図2
(c)に示すように第1、第2のドライブ信号D1,D
2と同時にオンレベルとなり、D1,D2がオフレベル
になった時点からTR 時間遅れてオフレベルとなる第3
のドライブ信号D3を生成する。さらに、図2(d)に
示すように第3のドライブ信号D3がオフレベルになる
と同時にオンレベルとなり、その時点からTC /2時間
遅れてオフレベルとなる第4のドライブ信号D4を生成
する。
【0017】すなわち、第1及び第2のスイッチ素子
2,3がオンの期間(一次巻線n1には電流ID が流れ
ている)、第3のスイッチ素子13もオンであるから、
コンデンサ11には+VINの電圧がかかっている。ここ
で、第1、第2のスイッチ素子2,3がオフになり、電
源電圧VIN(電流ID )の供給が遮断されると、第3の
スイッチ素子13はオンのままであるから、一次巻線n
1 とコンデンサ11による閉回路が共振状態となる。
【0018】このとき、コンデンサ11の両端電圧VC
は極性が反転し、負方向に上昇していく。そして、−V
INに達すると、ダイオード6,7によるリセットがかか
り、そのレベルで安定する。この間に、スイッチ素子
2,3にかかる電圧VQ1,VQ2は、コンデンサ11の容
量と一次巻線n1によって決まる時定数により徐々に+
VINのレベルまで復帰する。
【0019】この一連の処理が終了すると、第3のスイ
ッチ素子13がオフに切り替えられ、代わって第4のス
イッチ素子16がオンに設定される。この結果、コンデ
ンサ11が一次巻線n1から切り離され、代わってコイ
ル14と共に形成される閉回路が共振状態となる。
【0020】この共振により、コンデンサ11の両端電
圧VC が極性反転する。この共振は逆流防止用のダイオ
ード15の働きによりVC が+VINのレベルになった時
点で停止する。この直後に第4のスイッチ素子16はオ
フ状態に切り替えられる。この結果、コンデンサ11の
両端電圧VC は+VINのレベルで一定となる。
【0021】この処理はリセット電流IR が完全に流れ
切るまでの間に行われる。リセット電流IR が零になる
と、第1及び第2のスイッチ素子2,3にかかる電圧V
Q1,VQ2はそれぞれ+(1/2)VINのレベルで落ち着
くことになる。
【0022】したがって、上記構成による直流安定化電
源装置は、第1、第2のスイッチ素子2,3がオフにな
るとき、第3のスイッチ素子13がオンしているため、
一次巻線n1のインダクタンスとコンデンサ11の容量
による共振が発生し、スイッチ素子2,3の両端電圧V
Q1,VQ2の急俊な変化がなくなる。よって、スパイク電
圧を防止することができ、素子の高耐圧化及び電磁干渉
の問題を解消することができる。
【0023】また、コンデンサ11とコイル14の共振
により、電圧変化と電流変化に位相差を持たせるている
ので、電圧と電流の交鎖がなくなり、これによって零電
流スイッチングが可能となる。この結果、高速スイッチ
ング駆動による電力損失の低減を図ることができる。
尚、この発明は上記実施例を限定されるものではなく、
この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更しても、同
様に実施可能であることはいうまでもない。
【0024】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、高速ス
イッチング駆動を行っても電力損失が極めて低く、しか
もスパイク電圧発生を防止してスイッチ素子の高耐圧化
や電磁干渉の問題を解消できる直流安定化電源装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る直流安定化電源装置の一実施例
の構成を示す回路図である。
【図2】同実施例の動作を説明するための波形図であ
る。
【図3】従来の直流安定化電源装置の構成を示す回路図
である。
【符号の説明】
1…コンバータトランス、2,3,13,16…スイッ
チ素子、4…直流電圧源、5…スイッチング制御回路、
6,7,12,15…ダイオード、8…整流平滑回路、
9,10…出力端子、11…共振用コンデンサ、14…
コイル、n1…一次巻線、n2…二次巻線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩永 浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝小向工場内 (72)発明者 井上 哲也 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝小向工場内 (72)発明者 中島 啓 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝小向工場内 (56)参考文献 特開 平4−256666(JP,A) 特開 平5−83940(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/00 - 3/44

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の巻線比の一次巻線と二次巻線を有す
    るコンバータトランスと、 前記一次巻線の一方端を選択的に直流電圧源の電圧出力
    電極に接続する第1のスイッチ素子と、 前記一次巻線の他方端を選択的に前記直流電圧源の接地
    電極に接続する第2のスイッチ素子と、 前記第1、第2のスイッチ素子を時比率制御されたドラ
    イブ信号で同時にオン・オフ制御することで前記コンバ
    ータトランスの一次巻線に流れる電流を断続させる第1
    のスイッチング制御手段と、 この手段で第1、第2のスイッチ素子がオフ状態となる
    とき、一次巻線の励磁電流を前記直流電圧源に返してコ
    ンバータトランスのリセットを第1及び第2のダイオー
    ドで行うリセット手段と、 前記二次巻線に発生する交流電流を整流平滑出力するこ
    とで直流定電圧を得る整流平滑回路と、 前記一次巻線と並列接続されて当該一次巻線と第1の共
    振ループを形成するコンデンサと、 前記第1の共振ループの並列接続を断続する第3のスイ
    ッチ素子と、 前記第1の共振ループ内に介在され、前記第3のスイッ
    チ素子の断続と共振による転流を防止する第3のダイオ
    ードと、 前記コンデンサと並列接続されて当該コンデンサと第2
    の共振ループを形成するコイルと、 前記第2の共振ループを断続する第4のスイッチ素子
    と、 前記第2の共振ループ内に介在され、前記第4のスイッ
    チ素子の断続と共振による転流を防止する第4のダイオ
    ードと、 前記第1、第2のスイッチのオフ期間内で、少なくとも
    前記第1、第2のスイッチ素子がオフになってから前記
    第1の共振ループが共振するまでの期間、前記第3のス
    イッチ素子をオン状態とし、その期間終了後、第3のス
    イッチ素子をオフ状態に切り替え、さらに第4のスイッ
    チを前記第2の共振ループが半波共振するに十分な期間
    オン状態とする第2のスイッチング制御手段とを具備す
    る直流安定化電源装置。
JP10118594A 1994-05-16 1994-05-16 直流安定化電源装置 Expired - Fee Related JP3268118B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10118594A JP3268118B2 (ja) 1994-05-16 1994-05-16 直流安定化電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10118594A JP3268118B2 (ja) 1994-05-16 1994-05-16 直流安定化電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07312864A JPH07312864A (ja) 1995-11-28
JP3268118B2 true JP3268118B2 (ja) 2002-03-25

Family

ID=14293929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10118594A Expired - Fee Related JP3268118B2 (ja) 1994-05-16 1994-05-16 直流安定化電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3268118B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT504121B1 (de) * 2006-12-13 2008-03-15 Siemens Ag Oesterreich Schaltungsanordnung zur ansteuerung von schalttransistoren
AT504122B1 (de) * 2006-12-19 2008-03-15 Siemens Ag Oesterreich Schaltwandler
JP5569085B2 (ja) * 2010-03-25 2014-08-13 サンケン電気株式会社 スイッチモジュール及びそれを用いた共振型コンバータ装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07312864A (ja) 1995-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100852550B1 (ko) 자기-구동 동기식 정류를 위한 방법 및 회로
EP0913026B1 (en) Single ended forward dc-to-dc converter providing enhanced resetting for synchronous rectification
US6188592B1 (en) Externally-driven scheme for synchronous rectification
JP4262886B2 (ja) ダブルエンデッド絶縁d.c.−d.c.コンバータ
WO2001067588A1 (en) Synchronous rectification in a flyback converter
US6819574B2 (en) Self-driven circuit for synchronous rectifier DC/DC converter
EP1495532B1 (en) Soft switching converter using current shaping
JP3268118B2 (ja) 直流安定化電源装置
JP4452466B2 (ja) 電力変換装置及びデッドタイム生成器
JP3259128B2 (ja) 同期整流回路
JP3063823B2 (ja) 電源回路
JPH10225114A (ja) 同期整流回路
JPH0622560A (ja) Dc−acコンバータ
JPS642556Y2 (ja)
KR960007997B1 (ko) 영전압 스위칭 방식의 공진형 컨버터
JPH09285116A (ja) 電源回路
JPH0715213Y2 (ja) スイッチングトランジスタの駆動回路
JP2867676B2 (ja) 同期整流回路
JP2742820B2 (ja) 電源装置
JPS5941665Y2 (ja) 水平ドライブ回路
JPH0246117Y2 (ja)
JP3269413B2 (ja) Dc−dcコンバ−タ
JPH05260738A (ja) フォワードコンバータ
JP2002238253A (ja) 絶縁型dcーdcコンバータ
JPH07203679A (ja) 電力制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees