JP3306484B2 - スイッチング電源回路 - Google Patents
スイッチング電源回路Info
- Publication number
- JP3306484B2 JP3306484B2 JP02931195A JP2931195A JP3306484B2 JP 3306484 B2 JP3306484 B2 JP 3306484B2 JP 02931195 A JP02931195 A JP 02931195A JP 2931195 A JP2931195 A JP 2931195A JP 3306484 B2 JP3306484 B2 JP 3306484B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- switch element
- capacitor
- transformer
- circuit
- 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
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源回路に
関し、特に直流電力をスイッングによりオンオフ制御す
ることによって交流電力としてトランスの一次側へ供給
し、このトランスの二次側からの交流電力を再度直流電
力に変換して導出するスイッチング電源回路に関するも
のである。
関し、特に直流電力をスイッングによりオンオフ制御す
ることによって交流電力としてトランスの一次側へ供給
し、このトランスの二次側からの交流電力を再度直流電
力に変換して導出するスイッチング電源回路に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のスイッチング電源回路の
例としては、図３（Ａ）に示すような構成のものがあ
る。図において、直流電流１と、この直流電圧のトラン
ス３への一次巻線への供給をオンオフ制御するスイッチ
素子２と、トランス３の二次巻線出力を整流する整流ダ
イオード４と、この整流出力を平滑化するチョークコイ
ル６及びコンデンサ７と、負荷８と、転流ダイオード５
とからなる。
例としては、図３（Ａ）に示すような構成のものがあ
る。図において、直流電流１と、この直流電圧のトラン
ス３への一次巻線への供給をオンオフ制御するスイッチ
素子２と、トランス３の二次巻線出力を整流する整流ダ
イオード４と、この整流出力を平滑化するチョークコイ
ル６及びコンデンサ７と、負荷８と、転流ダイオード５
とからなる。
【０００３】この回路の動作について説明する。スイッ
チ素子２が駆動信号によりオンオフ制御されることによ
り、トランス３へ印加される電圧は交流となり、電圧変
換が可能となる。このトランス３による変換された電圧
が整流ダイオード、転流ダイオード５，チョークコイル
６及び平滑コンデンサ７により、整流平滑され、負荷８
へ所望の直流電圧が供給される。
チ素子２が駆動信号によりオンオフ制御されることによ
り、トランス３へ印加される電圧は交流となり、電圧変
換が可能となる。このトランス３による変換された電圧
が整流ダイオード、転流ダイオード５，チョークコイル
６及び平滑コンデンサ７により、整流平滑され、負荷８
へ所望の直流電圧が供給される。
【０００４】図３（Ｂ）にスイッチ素子２のオンオフ駆
動信号波形と、スイッチ素子２の電流，電圧波形との各
例を示す。
動信号波形と、スイッチ素子２の電流，電圧波形との各
例を示す。
【０００５】入力電源１の電圧変化や負荷８の変化によ
り、出力電圧が変動しない様に、スイッチ素子２のオン
オフの時間比率（デューティ比）を制御することによ
り、出力電圧の安定化が図られるようになっている。こ
の図３（Ａ）の回路例では、スイッチ素子２のオンオフ
の繰返し周波数であるスイッチング周波数は一定に保
ち、出力電圧レベルに応じてオンオフのパルス幅を制御
するいわゆるＰＷＭ方式が採用されている。
り、出力電圧が変動しない様に、スイッチ素子２のオン
オフの時間比率（デューティ比）を制御することによ
り、出力電圧の安定化が図られるようになっている。こ
の図３（Ａ）の回路例では、スイッチ素子２のオンオフ
の繰返し周波数であるスイッチング周波数は一定に保
ち、出力電圧レベルに応じてオンオフのパルス幅を制御
するいわゆるＰＷＭ方式が採用されている。
【０００６】一方、図４（Ａ）に示す様な構成のスイッ
チング電源回路も提案されている。図４（Ａ）におい
て、図３（Ａ）と同等部分は同一符号により示されてい
る。図において、図３（Ａ）と異なる部分についてのみ
説明すると、トランス３の一次側において、コンデンサ
１２を並列に接続し、更に、チョークコイル９とダイオ
ード１０との直列回路を直列に接続したものである。
チング電源回路も提案されている。図４（Ａ）におい
て、図３（Ａ）と同等部分は同一符号により示されてい
る。図において、図３（Ａ）と異なる部分についてのみ
説明すると、トランス３の一次側において、コンデンサ
１２を並列に接続し、更に、チョークコイル９とダイオ
ード１０との直列回路を直列に接続したものである。
【０００７】図４（Ｂ）はこの回路の動作波形例を示し
た図であり、スイッチ素子２がオンとなっている間、コ
イル９とコンデンサ１６とにより、図３（Ｂ）に示す如
き正弦波電流が流れる。この回路は電流共振型と呼ば
れ、スイッチ素子２に流れる電流は、コイル９とコンデ
ンサ１６により定まる時間しか流れないために、スイッ
チ素子２がオンとなっている時間を一定としたスイッチ
ング周波数制御により、出力電圧を安定化させるもので
ある。
た図であり、スイッチ素子２がオンとなっている間、コ
イル９とコンデンサ１６とにより、図３（Ｂ）に示す如
き正弦波電流が流れる。この回路は電流共振型と呼ば
れ、スイッチ素子２に流れる電流は、コイル９とコンデ
ンサ１６により定まる時間しか流れないために、スイッ
チ素子２がオンとなっている時間を一定としたスイッチ
ング周波数制御により、出力電圧を安定化させるもので
ある。
【０００８】更に、図５には他のスイッチング電源回路
が示されており、図３（Ａ），図４（Ａ）と同等部分は
同一符号にて示されている。この回路では、スイッチ素
子２に印加されるサージ電圧を抑制するために、スナバ
回路を設けたものであり、特開昭６４−１２８６５号公
報等に開示のものである。
が示されており、図３（Ａ），図４（Ａ）と同等部分は
同一符号にて示されている。この回路では、スイッチ素
子２に印加されるサージ電圧を抑制するために、スナバ
回路を設けたものであり、特開昭６４−１２８６５号公
報等に開示のものである。
【０００９】スナバ回路は、トランス３の一次側に並列
に設けられたダイオード１４とコンデンサ１２との直列
回路と、この直列回路の直列接続点と直流電源１の基準
端子との間に設けられた、ダイオード１３とチョークコ
イル１１との直列回路からなるいわゆるＬＣスナバ回路
である。
に設けられたダイオード１４とコンデンサ１２との直列
回路と、この直列回路の直列接続点と直流電源１の基準
端子との間に設けられた、ダイオード１３とチョークコ
イル１１との直列回路からなるいわゆるＬＣスナバ回路
である。
【００１０】この回路では、スイッチ素子２のサージ電
圧をコンデンサ１２とチョークコイル１１との直列共振
を利用して抑制するものであり、この直列共振電力をダ
イオード１４，１３を介して直流電源１へ帰還し直流回
生を行うものである。
圧をコンデンサ１２とチョークコイル１１との直列共振
を利用して抑制するものであり、この直列共振電力をダ
イオード１４，１３を介して直流電源１へ帰還し直流回
生を行うものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】図３（Ａ）における従
来回路では、スイッチ素子２のオンオフ速度に限界があ
るために、スイッチ素子のオンオフ動作時にスイッチン
グ損失が発生し、スイッチ素子の電力ストレスや熱スト
レスが増大するという欠点がある。
来回路では、スイッチ素子２のオンオフ速度に限界があ
るために、スイッチ素子のオンオフ動作時にスイッチン
グ損失が発生し、スイッチ素子の電力ストレスや熱スト
レスが増大するという欠点がある。
【００１２】図４（Ａ）における従来回路では、スイッ
チ素子のスイッチング損失は少ないものの、出力電圧の
制御には周波数制御を行う必要があるために、制御回路
が複雑となり、また最低スイッチング周波数において、
磁性部品すなわちトランス等の設計を行う必要があり、
大型化する欠点がある。
チ素子のスイッチング損失は少ないものの、出力電圧の
制御には周波数制御を行う必要があるために、制御回路
が複雑となり、また最低スイッチング周波数において、
磁性部品すなわちトランス等の設計を行う必要があり、
大型化する欠点がある。
【００１３】図５に示した従来回路では、サージ電圧を
大きく抑制するために、コンデンサ９を大きくすると、
スイッチ素子２がターンオンする際のサージ電流が増加
し、ターンオン時のスイッチング損失が増加するという
問題がある。
大きく抑制するために、コンデンサ９を大きくすると、
スイッチ素子２がターンオンする際のサージ電流が増加
し、ターンオン時のスイッチング損失が増加するという
問題がある。
【００１４】本発明の目的は、スイッチング損失を少な
くすることができかつＰＷＭ方式の制御を行うことが可
能なスイッチング電源回路を提供することである。
くすることができかつＰＷＭ方式の制御を行うことが可
能なスイッチング電源回路を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、直流電
源と、トランスと、このトランスの一次巻線に直列に接
続され前記トランスの一次巻線への前記直流電源電圧の
供給をオンオフ制御するスイッチ素子とを含むスイッチ
ング電源回路であって、前記スイッチ素子と前記一次巻
線との間に設けられた第１のコイルと、前記一次巻線と
の間に並列に設けられコンデンサとダイオードとからな
る直列回路と、前記ダイオードと前記コンデンサの直列
接続点と前記直流電源の基準端子との間に設けられた第
２のコイルとを含むことを特徴とするスイッチング電源
回路が得られる。
源と、トランスと、このトランスの一次巻線に直列に接
続され前記トランスの一次巻線への前記直流電源電圧の
供給をオンオフ制御するスイッチ素子とを含むスイッチ
ング電源回路であって、前記スイッチ素子と前記一次巻
線との間に設けられた第１のコイルと、前記一次巻線と
の間に並列に設けられコンデンサとダイオードとからな
る直列回路と、前記ダイオードと前記コンデンサの直列
接続点と前記直流電源の基準端子との間に設けられた第
２のコイルとを含むことを特徴とするスイッチング電源
回路が得られる。
【００１６】
【作用】スイッチ素子がオンする際に流れる電流の立上
がりを緩やかにするコイルと、スイッチ素子がオフする
際にその両端にかかる電圧の立上がりを緩やかにするコ
ンデンサと、このコンデンサに蓄積されたエネルギを効
率良く入力電源へ回生させるコイル及びダイオードとを
設けることにより、スイッチング素子のサージ電圧、電
流を減少させてスイッチング損失を小とする。また、ス
イッチング素子の電流はコイルとコンデンサにより定ま
る周期の正弦波ではないために、ＰＷＭ制御方式を用い
ることができるものである。
がりを緩やかにするコイルと、スイッチ素子がオフする
際にその両端にかかる電圧の立上がりを緩やかにするコ
ンデンサと、このコンデンサに蓄積されたエネルギを効
率良く入力電源へ回生させるコイル及びダイオードとを
設けることにより、スイッチング素子のサージ電圧、電
流を減少させてスイッチング損失を小とする。また、ス
イッチング素子の電流はコイルとコンデンサにより定ま
る周期の正弦波ではないために、ＰＷＭ制御方式を用い
ることができるものである。
【００１７】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例につき説
明する。
明する。
【００１８】図１（Ａ）は本発明の一実施例の回路図で
あり、図３〜５と同等部分は同一符号により示してい
る。スイッチ素子２と、トランス３の間に直列にコイル
９とダイオード１０を設けている。また、このダイオー
ド１０とトランス３の接続点にコンデンサ１２の片側の
電極を接続し、このコンデンサ１２のもう一方の電極を
コイル１１及びダイオード１４のアノード電極へ接続す
る。
あり、図３〜５と同等部分は同一符号により示してい
る。スイッチ素子２と、トランス３の間に直列にコイル
９とダイオード１０を設けている。また、このダイオー
ド１０とトランス３の接続点にコンデンサ１２の片側の
電極を接続し、このコンデンサ１２のもう一方の電極を
コイル１１及びダイオード１４のアノード電極へ接続す
る。
【００１９】コイル１１のもう一方の電線はダイオード
１３のカソード電極へ接続され、またダイオード１３の
アノード電極は入力電源１のマイナス側（基準端子側）
とスイッチ素子２のソース電極へ接続される。先出のダ
イオード１４のカソード電極は電源１のプラス側とトラ
ンス３へ接続される。
１３のカソード電極へ接続され、またダイオード１３の
アノード電極は入力電源１のマイナス側（基準端子側）
とスイッチ素子２のソース電極へ接続される。先出のダ
イオード１４のカソード電極は電源１のプラス側とトラ
ンス３へ接続される。
【００２０】トランス３の出力側巻線は、整流ダイオー
ド４、転流ダイオード５のアノード電極へそれぞれ接続
されこれらのダイオードのカソード電極はチョークコイ
ル６へ接続され、平滑コンデンサ７を経て負荷８へ出力
される。
ド４、転流ダイオード５のアノード電極へそれぞれ接続
されこれらのダイオードのカソード電極はチョークコイ
ル６へ接続され、平滑コンデンサ７を経て負荷８へ出力
される。
【００２１】次に動作について説明する。スイッチ素子
２がターンオンすると、入力電源１よりトランス３を経
てスイッチ素子２へ流れる。この際コイル９の効果によ
り電流の立上がり波形は緩やかになる。これにより、ス
イッチ素子２に印加する電圧・電流積は少なくなり、タ
ーンオン時のスイッチング損失は低減できる。
２がターンオンすると、入力電源１よりトランス３を経
てスイッチ素子２へ流れる。この際コイル９の効果によ
り電流の立上がり波形は緩やかになる。これにより、ス
イッチ素子２に印加する電圧・電流積は少なくなり、タ
ーンオン時のスイッチング損失は低減できる。
【００２２】一方、スイッチ素子２がターンオフする際
には、スイッチ素子２の両端の電圧はコンデンサ１２の
効果により緩やかに立上がる。これによりスイッチ素子
２に印加する電圧・電流積は少なくなり、ターンオフ時
のスイッチング損失は低減できる。
には、スイッチ素子２の両端の電圧はコンデンサ１２の
効果により緩やかに立上がる。これによりスイッチ素子
２に印加する電圧・電流積は少なくなり、ターンオフ時
のスイッチング損失は低減できる。
【００２３】尚、コンデンサ１２に蓄積されたエネルギ
はコンデンサ１２，コイル１１にて構成される共振回路
によりダイオード１４を介して入力電源１へ回生され、
そのために損失の低減は起こり得ない回路である。これ
らのスイッチ素子２の両端に印加される波形を図１
（Ｂ）に示す。
はコンデンサ１２，コイル１１にて構成される共振回路
によりダイオード１４を介して入力電源１へ回生され、
そのために損失の低減は起こり得ない回路である。これ
らのスイッチ素子２の両端に印加される波形を図１
（Ｂ）に示す。
【００２４】図２は本発明の他の実施例の回路図であ
り、図１（Ａ）と同等部分は同一符号にて示している。
図１（Ａ）におけるコイル９とコイル１１とを一つのコ
アに巻いたコイル１５とし、これ等コイルの巻線間の相
互インダクタンスの効果によりスイッチ素子２に電流が
流れたことにより発生するインダクタ１５へのエネルギ
蓄積を、スイッチ素子２がオフしている間にコンデンサ
１２との共振を利用してコンデンサ１２に蓄積されたエ
ネルギと共に入力電源１へ回生させるものである。
り、図１（Ａ）と同等部分は同一符号にて示している。
図１（Ａ）におけるコイル９とコイル１１とを一つのコ
アに巻いたコイル１５とし、これ等コイルの巻線間の相
互インダクタンスの効果によりスイッチ素子２に電流が
流れたことにより発生するインダクタ１５へのエネルギ
蓄積を、スイッチ素子２がオフしている間にコンデンサ
１２との共振を利用してコンデンサ１２に蓄積されたエ
ネルギと共に入力電源１へ回生させるものである。
【００２５】この実施例の場合も、スイッチ素子２に印
加する電圧・電流波形は図１（Ｂ）の様になる。
加する電圧・電流波形は図１（Ｂ）の様になる。
【００２６】更に、図１，図２の実施例においては、そ
の電圧制御方式は時比率制御方式（ＰＷＭ方式）にて行
うことが可能であり、図４に示す従来例の様に周波数制
御を行う必要がない。
の電圧制御方式は時比率制御方式（ＰＷＭ方式）にて行
うことが可能であり、図４に示す従来例の様に周波数制
御を行う必要がない。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、スイッチ素子のターン
オン，オフ時の電圧電流の立上がりを緩やかにすること
ができるので、スイッチング損失が少なくなり、また出
力電圧制御方式はスイッチング周波数一定の時比率制御
（ＰＷＭ）方式で良いので、電流共振型の如くスイッチ
ング周波数制御を行う必要がなく、磁性部品の選定が容
易となり、回路の小型化が図れるという効果がある。
オン，オフ時の電圧電流の立上がりを緩やかにすること
ができるので、スイッチング損失が少なくなり、また出
力電圧制御方式はスイッチング周波数一定の時比率制御
（ＰＷＭ）方式で良いので、電流共振型の如くスイッチ
ング周波数制御を行う必要がなく、磁性部品の選定が容
易となり、回路の小型化が図れるという効果がある。
【図１】（Ａ）は本発明の一実施例の回路図、（Ｂ）は
スイッチ素子の動作波形図である。
スイッチ素子の動作波形図である。
【図２】本発明の他の実施例の回路図である。
【図３】（Ａ）は従来のスイッチング電源回路の一例を
示す図、（Ｂ）はスイッチ素子の動作波形図である。
示す図、（Ｂ）はスイッチ素子の動作波形図である。
【図４】（Ａ）は従来のスイッチング電源回路の他の例
を示す図、（Ｂ）はスイッチ素子の動作波形図である。
を示す図、（Ｂ）はスイッチ素子の動作波形図である。
【図５】従来のスイッチング電源回路の別の例を示す図
である。
である。
１ 入力直流電源 ２ スイッチ素子 ３ トランス ４ 整流ダイオード ５ 転流ダイオード ６ 平滑用チョークコイル ７ 平滑用コンデンサ ８ 負荷 ９，１１ チョークコイル １０，１３，１４ ダイオード １５ コイル
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−241360（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−270675（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−137324（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−41657（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−260739（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−211767（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−318548（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−155468（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 3/00 - 3/44 H02M 1/00 - 1/30
Claims (3)
- 【請求項１】 直流電源と、トランスと、このトランス
の一次巻線に直列に接続され前記トランスの一次巻線へ
の前記直流電源電圧の供給をオンオフ制御するスイッチ
素子とを含むスイッチング電源回路であって、 前記スイッチ素子と前記一次巻線との間に設けられた第
１のコイルと、前記一次巻線との間に並列に設けられコ
ンデンサとダイオードとからなる直列回路と、前記ダイ
オードと前記コンデンサの直列接続点と前記直流電源の
基準端子との間に設けられた第２のコイルとを含むこと
を特徴とするスイッチング電源回路。 - 【請求項２】 前記第１及び第２のコイルは共通のコア
に巻回された一対の巻線からなることを特徴とする請求
項１記載のスイッチング電源回路。 - 【請求項３】 前記第２のコイルと前記直流電源の基準
端子との間にはダイオードが設けられていることを特徴
とする請求項１または２記載のスイッチング電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02931195A JP3306484B2 (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | スイッチング電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02931195A JP3306484B2 (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | スイッチング電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08223908A JPH08223908A (ja) | 1996-08-30 |
| JP3306484B2 true JP3306484B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=12272681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02931195A Expired - Fee Related JP3306484B2 (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | スイッチング電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3306484B2 (ja) |
-
1995
- 1995-02-17 JP JP02931195A patent/JP3306484B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08223908A (ja) | 1996-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0851790A (ja) | 誘導性負荷用制御回路 | |
| US6791279B1 (en) | Single-switch electronic dimming ballast | |
| JP3221185B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP3402361B2 (ja) | スイッチング電源 | |
| JP3151932B2 (ja) | 電源回路 | |
| JP3175388B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JPS6339365B2 (ja) | ||
| JP3306484B2 (ja) | スイッチング電源回路 | |
| JP4234691B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP3539852B2 (ja) | スイッチング電源 | |
| EP4274079A1 (en) | Isolated full-bridge converter | |
| JPH0678537A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| KR20010039221A (ko) | 영 전압 영 전류 스위칭 풀 브릿지 직류-직류 컨버터 | |
| JPH11164552A (ja) | 電源装置 | |
| JP2002218753A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP3567358B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP3456788B2 (ja) | スイッチング電源 | |
| JP2803176B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP3259337B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| KR0164788B1 (ko) | 승압형 컨버터의 역전류 제한회로 | |
| JP3081417B2 (ja) | スイッチング電源 | |
| JPH03117362A (ja) | 電圧共振形コンバータ | |
| JPH06205582A (ja) | スイッチング電源 | |
| JP2003111402A (ja) | 可変出力型ｄｃ／ｄｃコンバータ | |
| JPH07337012A (ja) | 多出力スイッチング電源回路 |
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: 20020312 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |