JP3346443B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力電圧を昇圧し、且
つＤＣ−ＤＣ変換して出力するスイッチング電源装置に
関する。
つＤＣ−ＤＣ変換して出力するスイッチング電源装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧を電源
電圧よりも高くしたい場合がある。この場合には、電源
とＤＣ−ＤＣコンバータとの間に昇圧回路が設けられ
る。
電圧よりも高くしたい場合がある。この場合には、電源
とＤＣ−ＤＣコンバータとの間に昇圧回路が設けられ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、昇圧回路と
コンバータ回路とを独立に設けると、スイッチング電源
装置が大型且つコスト高になる。スイッチング電源装置
には、上記の他に整流回路で入力電圧を得る場合に平滑
用コンデンサの充電電流が正弦波交流電圧のピーク及び
この近傍のみで流れるために、交流入力電流の波形が悪
く、且つ力率が低くなるという問題がある。
コンバータ回路とを独立に設けると、スイッチング電源
装置が大型且つコスト高になる。スイッチング電源装置
には、上記の他に整流回路で入力電圧を得る場合に平滑
用コンデンサの充電電流が正弦波交流電圧のピーク及び
この近傍のみで流れるために、交流入力電流の波形が悪
く、且つ力率が低くなるという問題がある。
【０００４】そこで、本発明の第１の目的は、入力電圧
を昇圧する構成のスイッチング電源装置の低コスト化及
び小型化を図ることにある。本発明の第２の目的は低コ
スト化及び小型化が可能であると共に入力力率改善を行
うことができるスイッチング電源装置を提供することに
ある。
を昇圧する構成のスイッチング電源装置の低コスト化及
び小型化を図ることにある。本発明の第２の目的は低コ
スト化及び小型化が可能であると共に入力力率改善を行
うことができるスイッチング電源装置を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、直流電源の一端と他端との間に接続された
第１のコンデンサと第１のインダクタンスコイルとダイ
オードの直列回路と、前記第１のコンデンサの一端と他
端との間に接続されたトランスの１次巻線とスイッチン
グ素子の直列回路と、前記１次巻線の少なくとも一部に
対して並列に接続された第２のコンデンサと第２のイン
ダクタンスコイルとの直列回路と、前記トランスの２次
巻線に接続された整流平滑回路と、前記整流平滑回路の
出力電圧を所望値にするように前記スイッチング素子を
オン・オフさせるための制御回路とを具備し、前記スイ
ッチング素子のオン期間に前記第２のインダクタンスコ
イルに電流が流れた時に前記ダイオードを逆バイアスす
る向きの電圧が前記第１のインダクタンスコイルに得ら
れるように前記第１及び第２のインダクタンスコイルが
相互に電磁結合されているスイッチング電源装置に係わ
るものである。なお、請求項２に示すように、第２のコ
ンデンサと第２のインダクタンスコイルの直列回路をス
イッチング素子に並列に接続することができる。また、
請求項３に示すように、共通のインダクタンスコイルを
電源と第１のコンデンサとの間に接続すると共に、第２
のコンデンサと１次巻線と第１のコンデンサの閉回路中
に接続することができる。また、請求項４に示すよう
に、第２のコンデンサと第２のインダクタンスコイルの
直列回路を直流電源を介してスイッチング素子に並列に
接続することができる。また、請求項５に示すように直
流電源を整流回路とすることができる。また、請求項６
に示すように、直流電源が整流回路の場合は、ダイオー
ドを省くことができる。また、請求項７に示すように、
請求項２の装置において、第２のコンデンサと第２のイ
ンダクタンスコイルの直列回路を１次巻線の一部を介し
てスイッチング素子に並列に接続することができる。ま
た、請求項８に示すように請求項３のインダクタンスコ
イルを、第１及び第２の部分に分けて、電源と第１のコ
ンデンサとの間には第１の部分のみを配置することがで
きる。また、請求項９に示すように、請求項４の装置に
おいて、第２のインダクタンスコイルと第２のコンデン
サの直列回路を直流電源と１次巻線の一部を介してスイ
ッチング素子に接続することができる。
の本発明は、直流電源の一端と他端との間に接続された
第１のコンデンサと第１のインダクタンスコイルとダイ
オードの直列回路と、前記第１のコンデンサの一端と他
端との間に接続されたトランスの１次巻線とスイッチン
グ素子の直列回路と、前記１次巻線の少なくとも一部に
対して並列に接続された第２のコンデンサと第２のイン
ダクタンスコイルとの直列回路と、前記トランスの２次
巻線に接続された整流平滑回路と、前記整流平滑回路の
出力電圧を所望値にするように前記スイッチング素子を
オン・オフさせるための制御回路とを具備し、前記スイ
ッチング素子のオン期間に前記第２のインダクタンスコ
イルに電流が流れた時に前記ダイオードを逆バイアスす
る向きの電圧が前記第１のインダクタンスコイルに得ら
れるように前記第１及び第２のインダクタンスコイルが
相互に電磁結合されているスイッチング電源装置に係わ
るものである。なお、請求項２に示すように、第２のコ
ンデンサと第２のインダクタンスコイルの直列回路をス
イッチング素子に並列に接続することができる。また、
請求項３に示すように、共通のインダクタンスコイルを
電源と第１のコンデンサとの間に接続すると共に、第２
のコンデンサと１次巻線と第１のコンデンサの閉回路中
に接続することができる。また、請求項４に示すよう
に、第２のコンデンサと第２のインダクタンスコイルの
直列回路を直流電源を介してスイッチング素子に並列に
接続することができる。また、請求項５に示すように直
流電源を整流回路とすることができる。また、請求項６
に示すように、直流電源が整流回路の場合は、ダイオー
ドを省くことができる。また、請求項７に示すように、
請求項２の装置において、第２のコンデンサと第２のイ
ンダクタンスコイルの直列回路を１次巻線の一部を介し
てスイッチング素子に並列に接続することができる。ま
た、請求項８に示すように請求項３のインダクタンスコ
イルを、第１及び第２の部分に分けて、電源と第１のコ
ンデンサとの間には第１の部分のみを配置することがで
きる。また、請求項９に示すように、請求項４の装置に
おいて、第２のインダクタンスコイルと第２のコンデン
サの直列回路を直流電源と１次巻線の一部を介してスイ
ッチング素子に接続することができる。
【０００６】
【発明の作用及び効果】各請求項の発明によれば、ＤＣ
−ＤＣコンバータを構成するためのスイッチング素子を
兼用してインダクタンスコイルにエネルギーを蓄積し、
第１のコンデンサを昇圧充電することができる。従っ
て、入力電圧を昇圧する構成のスイッチング電源装置の
低コスト化及び小型化が達成される。請求項５及び６に
よれば、インダクタンスコイルは昇圧作用のみでなく、
交流入力電流の波形改善にも寄与し、力率が向上する。
−ＤＣコンバータを構成するためのスイッチング素子を
兼用してインダクタンスコイルにエネルギーを蓄積し、
第１のコンデンサを昇圧充電することができる。従っ
て、入力電圧を昇圧する構成のスイッチング電源装置の
低コスト化及び小型化が達成される。請求項５及び６に
よれば、インダクタンスコイルは昇圧作用のみでなく、
交流入力電流の波形改善にも寄与し、力率が向上する。
【０００７】
【第１の実施例】次に、図１及び図２を参照して第１の
実施例のスイッチング電源装置を説明する。スイッチン
グ電源装置を示す図１において、直流電源１の一端と他
端との間に第１のコンデンサＣ1 と第１のインダクタン
ンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ1 との直列回路が
接続されている。第１のコンデンサＣ1 はＤＣ−ＤＣコ
ンバータ回路の電源として機能するものであり、この第
１のコンデンサＣ1 の一端と他端との間にトランス２の
１次巻線Ｎ1 とトランジスタから成るスイッチング素子
Ｑ1 との直列回路が接続されている。１次巻線Ｎ1 に対
して並列に第２のコンデンサＣ2 と第２のインダクタン
スコイルＬ2 との直列回路が接続されている。なお、第
２のインダクタンスコイルＬ2 と第１のインダクタンス
コイルＬ1 とは相互に電磁結合されている。第１及び第
２のインダクタンスコイルＬ1 、Ｌ2 のインタクタンス
値は１次巻線Ｎ1 のインダクタンス値よりも大きく設定
されている。また、第２のコンデンサＣ2 の容量は第１
のコンデンサＣ1 の容量よりも小さく設定されている。
実施例のスイッチング電源装置を説明する。スイッチン
グ電源装置を示す図１において、直流電源１の一端と他
端との間に第１のコンデンサＣ1 と第１のインダクタン
ンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ1 との直列回路が
接続されている。第１のコンデンサＣ1 はＤＣ−ＤＣコ
ンバータ回路の電源として機能するものであり、この第
１のコンデンサＣ1 の一端と他端との間にトランス２の
１次巻線Ｎ1 とトランジスタから成るスイッチング素子
Ｑ1 との直列回路が接続されている。１次巻線Ｎ1 に対
して並列に第２のコンデンサＣ2 と第２のインダクタン
スコイルＬ2 との直列回路が接続されている。なお、第
２のインダクタンスコイルＬ2 と第１のインダクタンス
コイルＬ1 とは相互に電磁結合されている。第１及び第
２のインダクタンスコイルＬ1 、Ｌ2 のインタクタンス
値は１次巻線Ｎ1 のインダクタンス値よりも大きく設定
されている。また、第２のコンデンサＣ2 の容量は第１
のコンデンサＣ1 の容量よりも小さく設定されている。
【０００８】トランス２の２次巻線Ｎ2 は周知の出力整
流平滑回路３を介して出力端子４、５に接続されてい
る。整流平滑回路３は２次巻線Ｎ2 に接続され他ダイオ
ードＤ2 とこの出力ラインに接続された第３のインダク
タンスコイルＬ3 と平滑用の第３のコンデンサＣ3 と第
３のダイオードＤ3 とから成る。負荷６は出力端子４、
５に接続されている。
流平滑回路３を介して出力端子４、５に接続されてい
る。整流平滑回路３は２次巻線Ｎ2 に接続され他ダイオ
ードＤ2 とこの出力ラインに接続された第３のインダク
タンスコイルＬ3 と平滑用の第３のコンデンサＣ3 と第
３のダイオードＤ3 とから成る。負荷６は出力端子４、
５に接続されている。
【０００９】スイッチング素子Ｑ1 をオン・オフ制御す
るための制御回路７は、出力電圧検出手段として出力端
子４、５間に接続された抵抗８、９と、基準電圧源１０
と、抵抗８、９の分割出力電圧（検出電圧）と基準電圧
源１０とに接続された誤差増幅器１１と、この誤差増幅
器１１の出力端子に接続された発光ダイオード１２と、
発光ダイオード１２に光結合され且つ抵抗１４を介して
電源端子１５に接続されたホトトランジスタ１３と、例
えば２０ｋＨｚのように高い周波数で三角波電圧を発生
する三角波発生回路１６と、一対の入力端子がホトトラ
ンジスタ１３と三角波発生回路１６とに接続され、出力
端子がスイッチング素子Ｑ1 の制御端子（ベース）に接
続されたコンパレータ１７とから成る。誤差増幅器１１
は検出電圧と基準電圧との差の電圧を発生し、コンパレ
ータ１７は三角波と誤差信号とを比較してＰＷＭパルス
を発生する。出力電圧の調整はＰＷＭパルスのデューテ
ィ比を変えることによって達成する。なお、制御回路７
の構成は周知の技術によって種々変形できる。
るための制御回路７は、出力電圧検出手段として出力端
子４、５間に接続された抵抗８、９と、基準電圧源１０
と、抵抗８、９の分割出力電圧（検出電圧）と基準電圧
源１０とに接続された誤差増幅器１１と、この誤差増幅
器１１の出力端子に接続された発光ダイオード１２と、
発光ダイオード１２に光結合され且つ抵抗１４を介して
電源端子１５に接続されたホトトランジスタ１３と、例
えば２０ｋＨｚのように高い周波数で三角波電圧を発生
する三角波発生回路１６と、一対の入力端子がホトトラ
ンジスタ１３と三角波発生回路１６とに接続され、出力
端子がスイッチング素子Ｑ1 の制御端子（ベース）に接
続されたコンパレータ１７とから成る。誤差増幅器１１
は検出電圧と基準電圧との差の電圧を発生し、コンパレ
ータ１７は三角波と誤差信号とを比較してＰＷＭパルス
を発生する。出力電圧の調整はＰＷＭパルスのデューテ
ィ比を変えることによって達成する。なお、制御回路７
の構成は周知の技術によって種々変形できる。
【００１０】
【動作】次に、図１のスイッチング電源装置の動作を図
１の各部の波形を示す図２を参照して説明する。スイッ
チング素子Ｑ1 をオン・オフ動作させて１次巻線Ｎ1 に
電圧を断続的に印加すると、２次巻線Ｎ2 に１次巻線Ｎ
1 の電圧に対応した電圧が得られ、これが整流平滑され
て負荷６に供給される。スイッチング素子Ｑ1 のターン
オフ時に１次巻線Ｎ1 のインダクタンスと第２のコンデ
ンサＣ2 の共振動作によって第２のコンデンサＣ2 は図
２（Ｄ）に示すように負極性に充電されている。この状
態においてｔ0 時点でスイッチング素子Ｑ1 の制御信号
Ｖb を図２（Ａ）に示すように高レベルとしてスイッチ
ング素子Ｑ1 をオンにすると、図２のｔ0 〜ｔ1 区間
で、第１のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 とスイッチン
グ素子Ｑ1 の閉回路が形成されると共に、第１のコンデ
ンサＣ1 と第２のコンデンサＣ2 と第２のインダクタン
スコイルＬ2 とスイッチング素子Ｑ1 の閉回路も形成さ
れる。これにより、第２のコンデンサＣ2 を通って電流
Ｉc2が流れ、これは第２のインダクタンスコイルＬ2 に
も流れる。第２のインダクタンスコイルＬ2 は第１のイ
ンダクタンスコイルＬ1 に電磁結合されているので、第
１のインダクタンスコイルＬ1 にはこの右側が正の極性
で図２（Ｇ）に示す電圧Ｖ11が発生する。この結果、第
１のダイオードＤ1 には図２（Ｃ）に示す逆バイアス電
圧Ｖd1が印加され、第１のダイオードＤ1 はオフにな
り、ｔ0 〜ｔ1 区間では第１のコンデンサＣ1 の充電電
流が流れない。一方、第２のコンデンサＣ2 の電圧Ｖc2
はｔ0 〜ｔ1 区間で図２（Ｄ）に示すように傾斜を有し
て増大する。このｔ0 〜ｔ1 区間におけるスイッチング
素子Ｑ1 の電流Ｉq1は１次巻線Ｎ1 を通る電流と図２
（Ｅ）に示す第２のコンデンサＣ2 を通る電流Ｉc2との
和となり、図２（Ｆ）に示すように傾斜を有して増大す
る。ｔ0 〜ｔ1 区間では２次巻線Ｎ2 の誘起電圧によっ
て第２のダイオードＤ2 がオンになり、この電流Ｉd2が
図２（Ｈ）に示すように流れる。
１の各部の波形を示す図２を参照して説明する。スイッ
チング素子Ｑ1 をオン・オフ動作させて１次巻線Ｎ1 に
電圧を断続的に印加すると、２次巻線Ｎ2 に１次巻線Ｎ
1 の電圧に対応した電圧が得られ、これが整流平滑され
て負荷６に供給される。スイッチング素子Ｑ1 のターン
オフ時に１次巻線Ｎ1 のインダクタンスと第２のコンデ
ンサＣ2 の共振動作によって第２のコンデンサＣ2 は図
２（Ｄ）に示すように負極性に充電されている。この状
態においてｔ0 時点でスイッチング素子Ｑ1 の制御信号
Ｖb を図２（Ａ）に示すように高レベルとしてスイッチ
ング素子Ｑ1 をオンにすると、図２のｔ0 〜ｔ1 区間
で、第１のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 とスイッチン
グ素子Ｑ1 の閉回路が形成されると共に、第１のコンデ
ンサＣ1 と第２のコンデンサＣ2 と第２のインダクタン
スコイルＬ2 とスイッチング素子Ｑ1 の閉回路も形成さ
れる。これにより、第２のコンデンサＣ2 を通って電流
Ｉc2が流れ、これは第２のインダクタンスコイルＬ2 に
も流れる。第２のインダクタンスコイルＬ2 は第１のイ
ンダクタンスコイルＬ1 に電磁結合されているので、第
１のインダクタンスコイルＬ1 にはこの右側が正の極性
で図２（Ｇ）に示す電圧Ｖ11が発生する。この結果、第
１のダイオードＤ1 には図２（Ｃ）に示す逆バイアス電
圧Ｖd1が印加され、第１のダイオードＤ1 はオフにな
り、ｔ0 〜ｔ1 区間では第１のコンデンサＣ1 の充電電
流が流れない。一方、第２のコンデンサＣ2 の電圧Ｖc2
はｔ0 〜ｔ1 区間で図２（Ｄ）に示すように傾斜を有し
て増大する。このｔ0 〜ｔ1 区間におけるスイッチング
素子Ｑ1 の電流Ｉq1は１次巻線Ｎ1 を通る電流と図２
（Ｅ）に示す第２のコンデンサＣ2 を通る電流Ｉc2との
和となり、図２（Ｆ）に示すように傾斜を有して増大す
る。ｔ0 〜ｔ1 区間では２次巻線Ｎ2 の誘起電圧によっ
て第２のダイオードＤ2 がオンになり、この電流Ｉd2が
図２（Ｈ）に示すように流れる。
【００１１】ｔ0 〜ｔ1 区間で第２のコンデンサＣ2 の
電圧Ｖc2が図２（Ｄ）に示すように傾斜を有して高くな
ると、第２のインダクタンスコイルＬ2 の電圧は第１の
コンデンサＣ1 の電圧Ｖc1から第２のコンデンサＣ2 の
電圧Ｖc2を差し引いた値であるから傾斜を有して低くな
る。この結果、第１のインダクタンスコイルＬ1 の電圧
Ｖ11も図２（Ｇ）に示すように傾斜を有して低下する。
第２のコンデンサＣ2の充電が進み、この電圧が高くな
り、逆に第２のインダクタンスコイルＬ2 の電圧が低下
し、所定の巻数比で第２のインダクタンスコイルＬ2 に
結合された第１のインダクタンスコイルＬ1 の電圧も低
下し、ｔ1 時点で第１のダイオードＤ1の逆バイアスを
維持できなくなると、第１のダイオードＤ1 がオンにな
り、ここを通る回路が形成され、ｔ1 〜ｔ2 区間には第
１のダイオードＤ1 の電流Ｉd1が図２（Ｊ）に示すよう
に流れる。このｔ1 〜ｔ2 区間ではまだスイッチング素
子Ｑ1 がオンしているので、ｔ0 〜ｔ1 区間に続いて第
１のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 とスイッチング素子
Ｑ1 との閉回路に電流が流れる。また、このｔ1 〜ｔ2
区間では電源１と第１のコンデンサＣ1 と第１のインダ
クタンスコイルＬ1と第１のダイオードＤ1 の閉回路に
も電流が流れる。第１のインダクタンスコイルＬ1 に電
流が流れると、ここにエネルギーが蓄積される。従っ
て、第１のコンデンサＣ1 が電源１の電圧Ｅまで充電さ
れた後には、第１のインダクタンスコイルＬ1 の蓄積エ
ネルギーによって第１のコンデンサＣ1 は電源１の電圧
Ｅよりも高い電圧に充電される。ｔ1 〜ｔ2 では第２の
コンデンサＣ2 の電流Ｉc2が零になるので、スイッチン
グ素子Ｑ1 には１次巻線Ｎ1 を通る電流のみが流れる。
電圧Ｖc2が図２（Ｄ）に示すように傾斜を有して高くな
ると、第２のインダクタンスコイルＬ2 の電圧は第１の
コンデンサＣ1 の電圧Ｖc1から第２のコンデンサＣ2 の
電圧Ｖc2を差し引いた値であるから傾斜を有して低くな
る。この結果、第１のインダクタンスコイルＬ1 の電圧
Ｖ11も図２（Ｇ）に示すように傾斜を有して低下する。
第２のコンデンサＣ2の充電が進み、この電圧が高くな
り、逆に第２のインダクタンスコイルＬ2 の電圧が低下
し、所定の巻数比で第２のインダクタンスコイルＬ2 に
結合された第１のインダクタンスコイルＬ1 の電圧も低
下し、ｔ1 時点で第１のダイオードＤ1の逆バイアスを
維持できなくなると、第１のダイオードＤ1 がオンにな
り、ここを通る回路が形成され、ｔ1 〜ｔ2 区間には第
１のダイオードＤ1 の電流Ｉd1が図２（Ｊ）に示すよう
に流れる。このｔ1 〜ｔ2 区間ではまだスイッチング素
子Ｑ1 がオンしているので、ｔ0 〜ｔ1 区間に続いて第
１のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 とスイッチング素子
Ｑ1 との閉回路に電流が流れる。また、このｔ1 〜ｔ2
区間では電源１と第１のコンデンサＣ1 と第１のインダ
クタンスコイルＬ1と第１のダイオードＤ1 の閉回路に
も電流が流れる。第１のインダクタンスコイルＬ1 に電
流が流れると、ここにエネルギーが蓄積される。従っ
て、第１のコンデンサＣ1 が電源１の電圧Ｅまで充電さ
れた後には、第１のインダクタンスコイルＬ1 の蓄積エ
ネルギーによって第１のコンデンサＣ1 は電源１の電圧
Ｅよりも高い電圧に充電される。ｔ1 〜ｔ2 では第２の
コンデンサＣ2 の電流Ｉc2が零になるので、スイッチン
グ素子Ｑ1 には１次巻線Ｎ1 を通る電流のみが流れる。
【００１２】ｔ2 時点でスイッチング素子Ｑ1 がオフ制
御されると、１次巻線Ｎ1 のインダクタンスに蓄積され
ていたエネルギーの放出が１次巻線Ｎ1 と第２のインダ
クタンスコイルＬ2 と第２のコンデンサＣ2 の閉回路で
生じ、この閉回路におけるＬＣ共振動作で第２のコンデ
ンサＣ2 の電圧Ｖc2および電流Ｉc2はｔ2 〜ｔ3 区間に
おいて図２（Ｄ）、（Ｅ）に示すように変化する。この
ｔ2 〜ｔ3 区間において第１のダイオードＤ1 が導通し
ているために第１のインダクタンスコイルＬ1のインピ
ーダンスは低く、第２のインダクタンスコイルＬ2 はほ
ぼ短絡されていると考えることができる。なお、ｔ2 〜
ｔ3 区間では第１のダイオードＤ1 が導通しているの
で、電源１と第１のコンデンサＣ1 と第１のインダクタ
ンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ1 との閉回路に電
流Ｉd1が流れる。第１のインダクタンスコイルＬ1 のエ
ネルギーによる昇圧作用はスイッチング素子Ｑ1 のオン
・オフに関係なく、電源１の電圧Ｅよりも第１のコンデ
ンサＣ1 の電圧Ｖc1が低くなった時に生じる。
御されると、１次巻線Ｎ1 のインダクタンスに蓄積され
ていたエネルギーの放出が１次巻線Ｎ1 と第２のインダ
クタンスコイルＬ2 と第２のコンデンサＣ2 の閉回路で
生じ、この閉回路におけるＬＣ共振動作で第２のコンデ
ンサＣ2 の電圧Ｖc2および電流Ｉc2はｔ2 〜ｔ3 区間に
おいて図２（Ｄ）、（Ｅ）に示すように変化する。この
ｔ2 〜ｔ3 区間において第１のダイオードＤ1 が導通し
ているために第１のインダクタンスコイルＬ1のインピ
ーダンスは低く、第２のインダクタンスコイルＬ2 はほ
ぼ短絡されていると考えることができる。なお、ｔ2 〜
ｔ3 区間では第１のダイオードＤ1 が導通しているの
で、電源１と第１のコンデンサＣ1 と第１のインダクタ
ンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ1 との閉回路に電
流Ｉd1が流れる。第１のインダクタンスコイルＬ1 のエ
ネルギーによる昇圧作用はスイッチング素子Ｑ1 のオン
・オフに関係なく、電源１の電圧Ｅよりも第１のコンデ
ンサＣ1 の電圧Ｖc1が低くなった時に生じる。
【００１３】ｔ3 時点で１次巻線Ｎ1 の電圧が零になる
と、第２のコンデンサＣ2 の電流Ｉc2も零になる。１次
巻線Ｎ1 の電圧が零になると、１次巻線Ｎ1 から前まで
と逆向きの電圧が発生しようとするが、第３のインダク
タンスコイルＬ3 の蓄積エネルギーの放出によってＬ3
とＣ3 とＤ3 の閉回路の他にＬ3 とＣ3 とＮ2 とＤ2の
閉回路が形成され、第２及び第３のダイオードＤ2 、Ｄ
3 に図２（Ｈ）、（Ｉ）に示す電流Ｉd2、Ｉd3が流れ
る。これにより、２次巻線Ｎ2 及び１次巻線Ｎ1が実質
的に短絡状態となり、この電圧が零になる。このため、
スイッチング素子Ｑ1 の電圧Ｖq1は第１のコンデンサＣ
1 の電圧Ｖc1にクランプされる。その後、ｔ4 時点でス
イッチング素子Ｑ1 がオンなると、ｔ0 〜ｔ4 の動作が
繰返して生じる。
と、第２のコンデンサＣ2 の電流Ｉc2も零になる。１次
巻線Ｎ1 の電圧が零になると、１次巻線Ｎ1 から前まで
と逆向きの電圧が発生しようとするが、第３のインダク
タンスコイルＬ3 の蓄積エネルギーの放出によってＬ3
とＣ3 とＤ3 の閉回路の他にＬ3 とＣ3 とＮ2 とＤ2の
閉回路が形成され、第２及び第３のダイオードＤ2 、Ｄ
3 に図２（Ｈ）、（Ｉ）に示す電流Ｉd2、Ｉd3が流れ
る。これにより、２次巻線Ｎ2 及び１次巻線Ｎ1が実質
的に短絡状態となり、この電圧が零になる。このため、
スイッチング素子Ｑ1 の電圧Ｖq1は第１のコンデンサＣ
1 の電圧Ｖc1にクランプされる。その後、ｔ4 時点でス
イッチング素子Ｑ1 がオンなると、ｔ0 〜ｔ4 の動作が
繰返して生じる。
【００１４】上述から明らかなように図１のスイッチン
グ電源装置ではスイッチング素子Ｑ1 が出力電圧を一定
に制御し且つＤＣ−ＤＣ変換するためのスイッチとして
使用されている他に、第１のインダクタンスコイルに対
するエネルギーの蓄積及び放出を断続的に行うためのス
イッチとしても使用されている。従って、昇圧型のスイ
ッチング電源装置の低コスト化及び小型化が達成されて
いる。なお、図１の回路では電源１側と負荷６側がトラ
ンス２及び発光ダイオード１２とホトトランジスタ１３
で絶縁分離されている。
グ電源装置ではスイッチング素子Ｑ1 が出力電圧を一定
に制御し且つＤＣ−ＤＣ変換するためのスイッチとして
使用されている他に、第１のインダクタンスコイルに対
するエネルギーの蓄積及び放出を断続的に行うためのス
イッチとしても使用されている。従って、昇圧型のスイ
ッチング電源装置の低コスト化及び小型化が達成されて
いる。なお、図１の回路では電源１側と負荷６側がトラ
ンス２及び発光ダイオード１２とホトトランジスタ１３
で絶縁分離されている。
【００１５】
【第２の実施例】次に、図３を参照して第２の実施例の
スイッチング電源装置を説明する。但し、図３及び後述
する図４、図５、図６及び図８において図１又は相互に
共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。
スイッチング電源装置を説明する。但し、図３及び後述
する図４、図５、図６及び図８において図１又は相互に
共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。
【００１６】図３のスイッチング電源装置では、第２の
コンデンサＣ2 と第２のインダクタンスコイルＬ2 との
直列回路が１次巻線Ｎ1 には並列に接続されずにスイッ
チング素子Ｑ1 に並列に接続されている。図３の回路の
Ｃ2 とＬ2 の他は、図１の回路と同一である。
コンデンサＣ2 と第２のインダクタンスコイルＬ2 との
直列回路が１次巻線Ｎ1 には並列に接続されずにスイッ
チング素子Ｑ1 に並列に接続されている。図３の回路の
Ｃ2 とＬ2 の他は、図１の回路と同一である。
【００１７】図３の回路の動作は図１の回路と実質的に
同一である。図３の回路において、図２のｔ0 〜ｔ1 区
間に相当する区間では、第１のコンデンサＣ1 と１次巻
線Ｎ1 とスイッチング素子Ｑ1 との閉回路に電流が流れ
ると共に、第２のコンデンサＣ2 とスイッチング素子Ｑ
1 と第２のインダクタンスコイルＬ2 の閉回路にも電流
Ｉc2が流れる。第２のコンデンサＣ2 はスイッチング素
子Ｑ1 のオフ期間に上側が正になるように充電されてい
るので、スイッチング素子Ｑ1 がオンすると上述のよう
な電流Ｉc2が流れる。これにより、第１の実施例と同様
に第１のインダクタンスコイルＬ1 に第１のダイオード
を逆バイアスする電圧が発生し、第１のダイオードＤ1
はオフに保たれる。
同一である。図３の回路において、図２のｔ0 〜ｔ1 区
間に相当する区間では、第１のコンデンサＣ1 と１次巻
線Ｎ1 とスイッチング素子Ｑ1 との閉回路に電流が流れ
ると共に、第２のコンデンサＣ2 とスイッチング素子Ｑ
1 と第２のインダクタンスコイルＬ2 の閉回路にも電流
Ｉc2が流れる。第２のコンデンサＣ2 はスイッチング素
子Ｑ1 のオフ期間に上側が正になるように充電されてい
るので、スイッチング素子Ｑ1 がオンすると上述のよう
な電流Ｉc2が流れる。これにより、第１の実施例と同様
に第１のインダクタンスコイルＬ1 に第１のダイオード
を逆バイアスする電圧が発生し、第１のダイオードＤ1
はオフに保たれる。
【００１８】図２のｔ1 〜ｔ2 区間に相当する区間で
は、前述のＣ1 とＮ1 とＱ1 とから成る閉回路に電流が
流れ続けると共に、第２のコンデンサＣ2 の電流Ｉc2が
流れなくなったことによって第１のダイオードＤ1 がオ
ンすることに基づいて電源１と第１のコンデンサＣ1 と
第１のインダクタンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ
1 の閉回路に電流Ｉd1が流れる。
は、前述のＣ1 とＮ1 とＱ1 とから成る閉回路に電流が
流れ続けると共に、第２のコンデンサＣ2 の電流Ｉc2が
流れなくなったことによって第１のダイオードＤ1 がオ
ンすることに基づいて電源１と第１のコンデンサＣ1 と
第１のインダクタンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ
1 の閉回路に電流Ｉd1が流れる。
【００１９】図２のｔ2 〜ｔ3 区間に相当する区間で
は、スイッチング素子Ｑ1 のオフにより、１次巻線Ｎ1
と第２のコンデンサＣ2 と第２のインダクタンスコイル
Ｌ2 と第１のコンデンサＣ1 の閉回路に１次巻線Ｎ1 の
蓄積エネルギーの放出に基づく電流が流れる。これと共
に、電源１と第１のコンデンサＣ1 と第１のインダクタ
ンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ1 との閉回路にも
電流が流れる。
は、スイッチング素子Ｑ1 のオフにより、１次巻線Ｎ1
と第２のコンデンサＣ2 と第２のインダクタンスコイル
Ｌ2 と第１のコンデンサＣ1 の閉回路に１次巻線Ｎ1 の
蓄積エネルギーの放出に基づく電流が流れる。これと共
に、電源１と第１のコンデンサＣ1 と第１のインダクタ
ンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ1 との閉回路にも
電流が流れる。
【００２０】図２のｔ3 〜ｔ4 区間に相当する区間で
は、１次巻線Ｎ1 の電圧が図１の回路と同様に実質的に
零になるために第２のコンデンサＣ2 を通る電流Ｉc2は
零になり、電源１と第１のコンデンサＣ1 と第１のイン
ダクタンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ1 の閉回路
のみに電流が流れる。
は、１次巻線Ｎ1 の電圧が図１の回路と同様に実質的に
零になるために第２のコンデンサＣ2 を通る電流Ｉc2は
零になり、電源１と第１のコンデンサＣ1 と第１のイン
ダクタンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ1 の閉回路
のみに電流が流れる。
【００２１】図３の回路は図１の回路と実質的に同一に
動作するので、図１の回路と同様の作用効果を有する。
動作するので、図１の回路と同様の作用効果を有する。
【００２２】
【第３の実施例】図４に示すスイッチング電源装置は、
図１及び図３の回路を変形したものであって、１つのイ
ンダクタンスコイルＬ1 が図１及び図３の２つのインダ
クタンスコイルＬ1 、Ｌ2 として使用されている。即
ち、第２のコンデンサＣ2 とインダクタンスコイルＬ1
の直列回路が１次巻線Ｎ1 の一部を介してスイッチング
素子Ｑ1 に並列に接続され、インダクタンスコイルＬ1
の第１の部分Ｌ11と第２の部分Ｌ12の間のタップが電源
１の下端に接続されている。図４の回路において上記以
外は図３と同一に構成されている。
図１及び図３の回路を変形したものであって、１つのイ
ンダクタンスコイルＬ1 が図１及び図３の２つのインダ
クタンスコイルＬ1 、Ｌ2 として使用されている。即
ち、第２のコンデンサＣ2 とインダクタンスコイルＬ1
の直列回路が１次巻線Ｎ1 の一部を介してスイッチング
素子Ｑ1 に並列に接続され、インダクタンスコイルＬ1
の第１の部分Ｌ11と第２の部分Ｌ12の間のタップが電源
１の下端に接続されている。図４の回路において上記以
外は図３と同一に構成されている。
【００２３】図４の回路において、図２のｔ0 〜ｔ1 区
間に相当する区間では、第１のコンデンサＣ1 と１次巻
線Ｎ1 とスイッチング素子Ｑ1 との閉回路に電流が流れ
ると共に、第２のコンデンサＣ2 と１次巻線Ｎ1 の一部
とスイッチング素子Ｑ1 とインダクタンスコイルＬ1 と
の閉回路に電流が流れる。第２のコンデンサＣ2 を通っ
て流れる電流がインダクタンスコイルＬ1 の第１の部分
Ｌ11にも流れることによって、第１のダイオードＤ1 を
逆バイアスする向きの電圧が発生し、ｔ0 〜ｔ1 に相当
する区間では第１のダイオードＤ1 がオフに保たれる。
間に相当する区間では、第１のコンデンサＣ1 と１次巻
線Ｎ1 とスイッチング素子Ｑ1 との閉回路に電流が流れ
ると共に、第２のコンデンサＣ2 と１次巻線Ｎ1 の一部
とスイッチング素子Ｑ1 とインダクタンスコイルＬ1 と
の閉回路に電流が流れる。第２のコンデンサＣ2 を通っ
て流れる電流がインダクタンスコイルＬ1 の第１の部分
Ｌ11にも流れることによって、第１のダイオードＤ1 を
逆バイアスする向きの電圧が発生し、ｔ0 〜ｔ1 に相当
する区間では第１のダイオードＤ1 がオフに保たれる。
【００２４】コンデンサＣ2 の電流が零になり、図２の
ｔ1 〜ｔ2 に相当する区間になると、Ｃ1 とＮ1 とＱ1
の閉回路に引続き電流が流れる他に、電源１と第１のダ
イオードＤ1 と第１のコンデンサＣ1 とインダクタンス
コイルＬ1 の第１の部分Ｌ11との閉回路に電流が流れ
る。
ｔ1 〜ｔ2 に相当する区間になると、Ｃ1 とＮ1 とＱ1
の閉回路に引続き電流が流れる他に、電源１と第１のダ
イオードＤ1 と第１のコンデンサＣ1 とインダクタンス
コイルＬ1 の第１の部分Ｌ11との閉回路に電流が流れ
る。
【００２５】スイッチング素子Ｑ1 がオフ制御されて図
２のｔ2 〜ｔ3 に相当する区間になると、１次巻線Ｎ1
のエネルギーの放出に基づいて、１次巻線Ｎ1 の上部分
と第２のコンデンサＣ2 とインダクタンスコイルＬ1 と
第１のコンデンサＣ1 の閉回路にＬＣ共振の電流が流れ
る。なお、この区間では、電源１と第１のダイオードＤ
1 と第１のコンデンサＣ1 とインダクタンスコイルＬ1
の第１の部分Ｌ11の閉回路の電流も流れる。
２のｔ2 〜ｔ3 に相当する区間になると、１次巻線Ｎ1
のエネルギーの放出に基づいて、１次巻線Ｎ1 の上部分
と第２のコンデンサＣ2 とインダクタンスコイルＬ1 と
第１のコンデンサＣ1 の閉回路にＬＣ共振の電流が流れ
る。なお、この区間では、電源１と第１のダイオードＤ
1 と第１のコンデンサＣ1 とインダクタンスコイルＬ1
の第１の部分Ｌ11の閉回路の電流も流れる。
【００２６】図２のｔ3 〜ｔ4 に相当する区間では、１
次巻線Ｎ1 の電圧が零になるので、第２のコンデンサＣ
2 を通る電流が零になり、電源１と第１のダイオードＤ
1 と第１のコンデンサＣ1 とインダクタンスコイルＬ1
の第１の部分Ｌ11の閉回路のみに電流が流れる。
次巻線Ｎ1 の電圧が零になるので、第２のコンデンサＣ
2 を通る電流が零になり、電源１と第１のダイオードＤ
1 と第１のコンデンサＣ1 とインダクタンスコイルＬ1
の第１の部分Ｌ11の閉回路のみに電流が流れる。
【００２７】図４の回路の基本的動作は図１及び図３の
回路のそれと同一であるので、図４の回路は図１及び図
３の回路と同一の作用効果を有する。なお、図４におい
て、第２のコンデンサＣ2 の右端を１次巻線Ｎ1 のタッ
プに接続する代りに、図３と同様にスイッチング素子Ｑ
1 の上端に接続することができる。また、インダクタン
スコイルＬ1 の第２の部分Ｌ12を省いた構成にすること
ができる。また、第１のダイオードＤ1 を電源１とイン
ダクタンスコイルＬ1の間に接続することができる。
回路のそれと同一であるので、図４の回路は図１及び図
３の回路と同一の作用効果を有する。なお、図４におい
て、第２のコンデンサＣ2 の右端を１次巻線Ｎ1 のタッ
プに接続する代りに、図３と同様にスイッチング素子Ｑ
1 の上端に接続することができる。また、インダクタン
スコイルＬ1 の第２の部分Ｌ12を省いた構成にすること
ができる。また、第１のダイオードＤ1 を電源１とイン
ダクタンスコイルＬ1の間に接続することができる。
【００２８】
【第４の実施例】図５のスイッチング電源装置は図１の
回路の第１及び第２のインダクタンスコイルＬ1 、Ｌ2
と第１のダイオードＤ1 と第２のコンデンサＣ2 の接続
位置を変え、その他は図１の回路と同一に構成したもの
である。即ち、図５において第１のインダクタンスコイ
ルＬ1 と第１のダイオードＤ1 との直列回路は電源１の
上端とコンデンサＣ1 の上端との間に接続されている。
また、第２のインダクタンスコイルＬ2 と第２のコンデ
ンサＣ2 との直列回路は電源１を介してスイッチング素
子Ｑ1 に並列に接続されている。
回路の第１及び第２のインダクタンスコイルＬ1 、Ｌ2
と第１のダイオードＤ1 と第２のコンデンサＣ2 の接続
位置を変え、その他は図１の回路と同一に構成したもの
である。即ち、図５において第１のインダクタンスコイ
ルＬ1 と第１のダイオードＤ1 との直列回路は電源１の
上端とコンデンサＣ1 の上端との間に接続されている。
また、第２のインダクタンスコイルＬ2 と第２のコンデ
ンサＣ2 との直列回路は電源１を介してスイッチング素
子Ｑ1 に並列に接続されている。
【００２９】図５の回路における図２の各区間に相当す
る区間の動作を説明する。図２のｔ0 〜ｔ1 に相当する
区間では、第１のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 とスイ
ッチング素子Ｑ1 の閉回路に電流が流れると共に、電源
１と第２のインダクタンスコイルＬ2 と第２のコンデン
サＣ2 とスイッチング素子Ｑ1 の閉回路に電流が流れ
る。第２のインダクタンスコイルＬ2 を通る電流によっ
て第１のインダクタンスコイルＬ1 に第１のダイオード
Ｄ1 を逆バイアスする向きの電圧が発生し、ｔ0〜ｔ1
に相当する区間では第１のダイオードＤ1 はオフであ
る。
る区間の動作を説明する。図２のｔ0 〜ｔ1 に相当する
区間では、第１のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 とスイ
ッチング素子Ｑ1 の閉回路に電流が流れると共に、電源
１と第２のインダクタンスコイルＬ2 と第２のコンデン
サＣ2 とスイッチング素子Ｑ1 の閉回路に電流が流れ
る。第２のインダクタンスコイルＬ2 を通る電流によっ
て第１のインダクタンスコイルＬ1 に第１のダイオード
Ｄ1 を逆バイアスする向きの電圧が発生し、ｔ0〜ｔ1
に相当する区間では第１のダイオードＤ1 はオフであ
る。
【００３０】図２のｔ1 〜ｔ2 に相当する区間では第１
のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 とスイッチング素子Ｑ
1 の閉回路に引続き電流が流れる他に、電源１と第１の
インダクタンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ1 と第
１のコンデンサＣ1 の閉回路に電流が流れる。後者の第
１のダイオードＤ1 を通る閉回路は第２のコンデンサＣ
2 の電流が零になった時に生じる。
のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1 とスイッチング素子Ｑ
1 の閉回路に引続き電流が流れる他に、電源１と第１の
インダクタンスコイルＬ1 と第１のダイオードＤ1 と第
１のコンデンサＣ1 の閉回路に電流が流れる。後者の第
１のダイオードＤ1 を通る閉回路は第２のコンデンサＣ
2 の電流が零になった時に生じる。
【００３１】図２のｔ2 〜ｔ3 に相当する区間ではスイ
ッチング素子Ｑ1 がオフになるために、１次巻線Ｎ1 と
第２のコンデンサＣ2 と第２のインダクタンスコイルＬ
2 と電源１と第１のコンデンサＣ1 と閉回路に電流が流
れると共に、電源１と第１のインダクタンスコイルＬ1
と第１のダイオードＤ1 と第１のコンデンサＣ1 の閉回
路に引続き電流が流れる。
ッチング素子Ｑ1 がオフになるために、１次巻線Ｎ1 と
第２のコンデンサＣ2 と第２のインダクタンスコイルＬ
2 と電源１と第１のコンデンサＣ1 と閉回路に電流が流
れると共に、電源１と第１のインダクタンスコイルＬ1
と第１のダイオードＤ1 と第１のコンデンサＣ1 の閉回
路に引続き電流が流れる。
【００３２】図２のｔ3 〜ｔ4 に相当する区間では電源
１と第１のインダクタンスコイルＬ1 と第１のダイオー
ドＤ1 と第１のコンデンサＣ1 の閉回路に引続き電流が
流れる。
１と第１のインダクタンスコイルＬ1 と第１のダイオー
ドＤ1 と第１のコンデンサＣ1 の閉回路に引続き電流が
流れる。
【００３３】図５のスイッチング電源装置は図１のそれ
と本質的に同一であるので、図１のそれと同一の作用効
果を有する。
と本質的に同一であるので、図１のそれと同一の作用効
果を有する。
【００３４】
【第５の実施例】図６のスイッチング電源装置は図１の
直流電源１と第１のダイオードＤ1 の代りに、商用交流
電源２０とダイオードブリッジ整流回路２１を接続し、
この他は図１と同一に構成したものである。この図６で
は整流回路２１は第１のインダクタンスコイルＬ1 を介
して第１のコンデンサＣ1 に並列に接続されている。ま
た、スイッチング素子Ｑ1 のオン・オフ周波数は交流電
源２０の周波数（例えば５０Ｈｚ）よりも十分に高く設
定されている。
直流電源１と第１のダイオードＤ1 の代りに、商用交流
電源２０とダイオードブリッジ整流回路２１を接続し、
この他は図１と同一に構成したものである。この図６で
は整流回路２１は第１のインダクタンスコイルＬ1 を介
して第１のコンデンサＣ1 に並列に接続されている。ま
た、スイッチング素子Ｑ1 のオン・オフ周波数は交流電
源２０の周波数（例えば５０Ｈｚ）よりも十分に高く設
定されている。
【００３５】図６の回路の動作は次の通りである。図２
のｔ0 〜ｔ1 に相当する区間では第１のコンデンサＣ1
と１次巻線Ｎ1 とスイッチング素子Ｑ1 の閉回路に電流
が流れると共に、第１のコンデンサＣ1 と第２のコンデ
ンサＣ2 と第２のインダクタンスコイルＬ2 とスイッチ
ング素子Ｑ1 の閉回路に電流が流れる。
のｔ0 〜ｔ1 に相当する区間では第１のコンデンサＣ1
と１次巻線Ｎ1 とスイッチング素子Ｑ1 の閉回路に電流
が流れると共に、第１のコンデンサＣ1 と第２のコンデ
ンサＣ2 と第２のインダクタンスコイルＬ2 とスイッチ
ング素子Ｑ1 の閉回路に電流が流れる。
【００３６】図２のｔ1 〜ｔ2 に相当する区間では、第
１のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1とスイッチング素子
Ｑ1 の閉回路に引続き電流が流れると共に、整流回路２
１と第１のコンデンサＣ1 と第１のインダクタンスコイ
ルＬ1 の閉回路に電流が流れる。
１のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ1とスイッチング素子
Ｑ1 の閉回路に引続き電流が流れると共に、整流回路２
１と第１のコンデンサＣ1 と第１のインダクタンスコイ
ルＬ1 の閉回路に電流が流れる。
【００３７】図２のｔ2 〜ｔ3 に相当する区間では、ス
イッチング素子Ｑ1 がオフになるので１次巻線Ｎ1 と第
２のインダクタンスコイルＬ2 と第２のコンデンサＣ2
の閉回路に図１の場合と同様に電流が流れる他に、整流
回路２１と第１のコンデンサＣ1 と第１のインダクタン
スコイルＬ1 の閉回路に引続き電流が流れる。
イッチング素子Ｑ1 がオフになるので１次巻線Ｎ1 と第
２のインダクタンスコイルＬ2 と第２のコンデンサＣ2
の閉回路に図１の場合と同様に電流が流れる他に、整流
回路２１と第１のコンデンサＣ1 と第１のインダクタン
スコイルＬ1 の閉回路に引続き電流が流れる。
【００３８】図２のｔ3 〜ｔ4 に相当する区間では、整
流回路２１と第１のコンデンサＣ1と第１のインダクタ
ンスコイルＬ1 との閉回路に電流が流れる。
流回路２１と第１のコンデンサＣ1と第１のインダクタ
ンスコイルＬ1 との閉回路に電流が流れる。
【００３９】図６のスイッチング電源装置は、図１のそ
れと同様な作用効果を有する他に、交流入力電流ｉが図
７に示すように交流入力電圧ｅのピーク及びこの近傍以
外でも流れるので、入力力率が良くなるという特長を有
する。なお、図７の電流ｉの波形は電源２０と整流回路
２１との間に高周波フィルタを接続して高周波成分を除
去したもので示されている。
れと同様な作用効果を有する他に、交流入力電流ｉが図
７に示すように交流入力電圧ｅのピーク及びこの近傍以
外でも流れるので、入力力率が良くなるという特長を有
する。なお、図７の電流ｉの波形は電源２０と整流回路
２１との間に高周波フィルタを接続して高周波成分を除
去したもので示されている。
【００４０】
【第７の実施例】図８のスイッチング電源装置は、図３
の２次巻線Ｎ2 の極性を逆にしてＲＣＣ型コンバータを
構成し、また電源１とダイオードＤ1 の代りに図６と同
様に交流電源２０とダイオードブリッジ整流回路２１を
設けたものである。図８のスイッチング電源装置はＲＣ
Ｃタイプであるので、スイッチング素子Ｑ1 のオフの期
間に第２のダイオードＤ2 がオンになる。また、出力整
流平滑回路３はダイオードＤ2 とコンデンサＣ3 のみで
構成されている。また、１次巻線Ｎ1 に直列にダイオー
ドＤ4 が接続されている。
の２次巻線Ｎ2 の極性を逆にしてＲＣＣ型コンバータを
構成し、また電源１とダイオードＤ1 の代りに図６と同
様に交流電源２０とダイオードブリッジ整流回路２１を
設けたものである。図８のスイッチング電源装置はＲＣ
Ｃタイプであるので、スイッチング素子Ｑ1 のオフの期
間に第２のダイオードＤ2 がオンになる。また、出力整
流平滑回路３はダイオードＤ2 とコンデンサＣ3 のみで
構成されている。また、１次巻線Ｎ1 に直列にダイオー
ドＤ4 が接続されている。
【００４１】次に、図８の回路の動作を説明する。図２
のｔ0 〜ｔ1 に相当する区間では、第１のコンデンサＣ
1 と１次巻線Ｎ1とダイオードＤ4 とスイッチング素子
Ｑ1 の閉回路に電流が流れると共に、第２のコンデンサ
Ｃ2 と第２のインダクタンスコイルＬ2 とスイッチング
素子Ｑ1 の閉回路に電流が流れる。
のｔ0 〜ｔ1 に相当する区間では、第１のコンデンサＣ
1 と１次巻線Ｎ1とダイオードＤ4 とスイッチング素子
Ｑ1 の閉回路に電流が流れると共に、第２のコンデンサ
Ｃ2 と第２のインダクタンスコイルＬ2 とスイッチング
素子Ｑ1 の閉回路に電流が流れる。
【００４２】図２のｔ1 〜ｔ2 に相当する区間では、第
２のインダクタンスコイルＬ2 の電流が零になるために
第１のインダクタンスコイルＬ1 によって整流回路２１
のダイオードを逆バイアスする電圧が無くなり、整流回
路２１がオンになって、整流回路２１と第１のインダク
タンスコイルＬ1 と第１のコンデンサＣ1 の閉回路に電
流が流れる。なお、第１のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ
1 とスイッチング素子Ｑ1 の閉回路にも引続き電流が流
れる。
２のインダクタンスコイルＬ2 の電流が零になるために
第１のインダクタンスコイルＬ1 によって整流回路２１
のダイオードを逆バイアスする電圧が無くなり、整流回
路２１がオンになって、整流回路２１と第１のインダク
タンスコイルＬ1 と第１のコンデンサＣ1 の閉回路に電
流が流れる。なお、第１のコンデンサＣ1 と１次巻線Ｎ
1 とスイッチング素子Ｑ1 の閉回路にも引続き電流が流
れる。
【００４３】図２のｔ2 〜ｔ3 に相当する区間では、ス
イッチング素子Ｑ1 がオフになるので、１次巻線Ｎ1 と
第２のインダクタンスコイルＬ2 と第２のコンデンサＣ
2 と第１のコンデンサＣ1 の閉回路に電流が流れる。な
お、整流回路２１と第１のインダクタンスコイルＬ1 と
第１のコンデンサＣ1 の閉回路にも電流が引続き流れ
る。
イッチング素子Ｑ1 がオフになるので、１次巻線Ｎ1 と
第２のインダクタンスコイルＬ2 と第２のコンデンサＣ
2 と第１のコンデンサＣ1 の閉回路に電流が流れる。な
お、整流回路２１と第１のインダクタンスコイルＬ1 と
第１のコンデンサＣ1 の閉回路にも電流が引続き流れ
る。
【００４４】図２のｔ3 〜ｔ4 に相当する区間には整流
回路２１と第１のインダクタンスコイルＬ1 と第１のコ
ンデンサＣ1 の閉回路のみに電流が流れる。
回路２１と第１のインダクタンスコイルＬ1 と第１のコ
ンデンサＣ1 の閉回路のみに電流が流れる。
【００４５】図８のスイッチング電源装置では、図２の
ｔ0 〜ｔ2 に相当するスイッチング素子Ｑ1 のオン期間
にトランス２に蓄積されたエネルギーが図２のｔ2 〜ｔ
4 に相当するスイッチング素子Ｑ1 のオフ期間に２次巻
線Ｎ2 側に放出される。
ｔ0 〜ｔ2 に相当するスイッチング素子Ｑ1 のオン期間
にトランス２に蓄積されたエネルギーが図２のｔ2 〜ｔ
4 に相当するスイッチング素子Ｑ1 のオフ期間に２次巻
線Ｎ2 側に放出される。
【００４６】図８における第１及び第２のインダクタン
スコイルＬ1 、Ｌ2 と第２のコンデンサＣ2 の働きは図
１のこれ等と実質的に同一であるので、図８のスイッチ
ング電源装置は図１と同様な作用効果を有する。
スコイルＬ1 、Ｌ2 と第２のコンデンサＣ2 の働きは図
１のこれ等と実質的に同一であるので、図８のスイッチ
ング電源装置は図１と同様な作用効果を有する。
【００４７】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 図１において、第２のインダクタンスコイルＬ
2 の下端を点線で示すように１次巻線Ｎ1 の中間タップ
に接続することができる。また、図３において、第２の
コンデンサＣ2 の上端を点線で示すように１次巻線Ｎ1
の中間タップに接続することができる。また、図４にお
いて、第２のコンデンサＣ2 の上端を点線で示すように
１次巻線Ｎ1 の下端に接続することができる。また、図
５において、第２のコンデンサＣ2 の右端を点線で示す
ように１次巻線Ｎ1 の中間タップに接続することができ
る。 （２） 図１、図３、図４、図５及び図６の回路をスイ
ッチング素子Ｑ1 のオフの時にダイオードＤ2 を導通さ
せるリバース型即ちＲＣＣ型にすることができる。 （３） 図３、図４、図５の直流電源１をダイオードブ
リッジ型整流回路にすることができる。 （４） 図１、図３、図４においてインダクタンスコイ
ルＬ1 を電源１の上端と第１のコンデンサＣ1 の上端と
の間に移動することができる。 （５） 図４においてインダクタンスコイルＬ1 の第２
の部分Ｌ12を省くことができる。 （６） スイッチング素子Ｑ1 を電界効果トランジスタ
等の別の半導体スイッチにすることができる。 （７） 出力電圧を出力端子４、５から検出する代り
に、これ以外の例えば出力トランス２等から等価的の検
出して制御に使用することができる。
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 図１において、第２のインダクタンスコイルＬ
2 の下端を点線で示すように１次巻線Ｎ1 の中間タップ
に接続することができる。また、図３において、第２の
コンデンサＣ2 の上端を点線で示すように１次巻線Ｎ1
の中間タップに接続することができる。また、図４にお
いて、第２のコンデンサＣ2 の上端を点線で示すように
１次巻線Ｎ1 の下端に接続することができる。また、図
５において、第２のコンデンサＣ2 の右端を点線で示す
ように１次巻線Ｎ1 の中間タップに接続することができ
る。 （２） 図１、図３、図４、図５及び図６の回路をスイ
ッチング素子Ｑ1 のオフの時にダイオードＤ2 を導通さ
せるリバース型即ちＲＣＣ型にすることができる。 （３） 図３、図４、図５の直流電源１をダイオードブ
リッジ型整流回路にすることができる。 （４） 図１、図３、図４においてインダクタンスコイ
ルＬ1 を電源１の上端と第１のコンデンサＣ1 の上端と
の間に移動することができる。 （５） 図４においてインダクタンスコイルＬ1 の第２
の部分Ｌ12を省くことができる。 （６） スイッチング素子Ｑ1 を電界効果トランジスタ
等の別の半導体スイッチにすることができる。 （７） 出力電圧を出力端子４、５から検出する代り
に、これ以外の例えば出力トランス２等から等価的の検
出して制御に使用することができる。
【図１】第１の実施例のスイッチング電源装置を示す回
路図である。
路図である。
【図２】図１の各部の状態を示す波形図である。
【図３】第２の実施例のスイッチング電源装置を示す回
路図である。
路図である。
【図４】第３の実施例のスイッチング電源装置を示す回
路図である。
路図である。
【図５】第４の実施例のスイッチング電源装置を示す回
路図である。
路図である。
【図６】第５の実施例のスイッチング電源装置を示す回
路図である。
路図である。
【図７】図６の入力電圧及び電流を示す波形図である。
【図８】第６の実施例のスイッチング電源装置を示す回
路図である。
路図である。
１ 電源 ２ トランス Ｑ1 スイッチング素子 Ｃ1 、Ｃ2 コンデンサ Ｌ1 、Ｌ2 インダクタンスコイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 3/28
Claims (9)
- 【請求項１】 直流電源の一端と他端との間に接続され
た第１のコンデンサと第１のインダクタンスコイルとダ
イオードの直列回路と、 前記第１のコンデンサの一端と他端との間に接続された
トランスの１次巻線とスイッチング素子の直列回路と、 前記１次巻線の少なくとも一部に対して並列に接続され
た第２のコンデンサと第２のインダクタンスコイルとの
直列回路と、 前記トランスの２次巻線に接続された整流平滑回路と、 前記整流平滑回路の出力電圧を所望値にするように前記
スイッチング素子をオン・オフさせるための制御回路と
を具備し、前記スイッチング素子のオン期間に前記第２
のインダクタンスコイルに電流が流れた時に前記ダイオ
ードを逆バイアスする向きの電圧が前記第１のインダク
タンスコイルに得られるように前記第１及び第２のイン
ダクタンスコイルが相互に電磁結合されていることを特
徴とするスイッチング電源装置。 - 【請求項２】 直流電源の一端と他端との間に接続され
た第１のコンデンサと第１のインダクタンスコイルとダ
イオードの直列回路と、 前記第１のコンデンサの一端と他端との間に接続された
トランスの１次巻線とスイッチング素子の直列回路と、 前記スイッチング素子に対して並列に接続された第２の
コンデンサと第２のインダクタンスコイルとの直列回路
と、 前記トランスの２次巻線に接続された整流平滑回路と、 前記整流平滑回路の出力電圧を所望値にするように前記
スイッチング素子をオン・オフさせるための制御回路と
を具備し、前記スイッチング素子のオン期間に前記第２
のインダクタンスコイルに電流が流れた時に前記ダイオ
ードを逆バイアスする向きの電圧が前記第１のインダク
タンスコイルに得られるように前記第１及び第２のイン
ダクタンスコイルが相互に電磁結合されていることを特
徴とするスイッチング電源装置。 - 【請求項３】 一端及び他端を有する直流電源と、 一端及び他端を有し、前記直流電源に対して並列に接続
されている第１のコンデンサと、 前記直流電源の他端と前記第１のコンデンサの他端との
間に接続されたインダクタンスコイルと、 前記直流電源の一端と前記第１のコンデンサの一端との
間又は前記直流電源の他端と前記インダクタンスコイル
との間に接続されたダイオードと、 前記第１のコンデンサの一端にその一端が接続されたト
ランスの１次巻線と、前記１次巻線の他端と前記第１の
コンデンサの他端との間に接続されたスイッチング素子
と、 その一端が前記１次巻線の他端又は中間タップに接続さ
れ、その他端が前記インダクタンスコイルを介して前記
第１のコンデンサの他端に接続されている第２のコンデ
ンサと、 前記トランスの２次巻線に接続された整流平滑回路と、 前記整流平滑回路の出力電圧を所望値にするように前記
スイッチング素子をオン・オフさせるための制御回路と
を具備したスイッチング電源装置。 - 【請求項４】 一端及び他端を有する直流電源と、 第１のインダクタンスコイルとダイオードとの直列回路
を介してその一端が前記直流電源の一端に接続され、そ
の他端が前記直流電源の他端に接続されている第１のコ
ンデンサと、 前記第１のコンデンサの一端と他端との間に接続された
トランスの１次巻線とスイッチング素子の直列回路と、 前記スイッチング素子に対して前記直流電源を介して並
列に接続された第２のインダクタンスコイルと第２のコ
ンデンサの直列回路と、 前記トランスの２次巻線に接続された整流平滑回路と、 前記整流平滑回路の出力電圧を所望値にするように前記
スイッチング素子をオン・オフさせるための制御回路と
を具備し、前記スイッチング素子のオン期間に前記第２
のインダクタンスコイルに電流が流れた時に前記ダイオ
ードを逆バイアスする向きの電圧が前記第１のインダク
タンスコイルに得られるように前記第１及び第２のイン
ダクタンスコイルが相互に電磁結合されていることを特
徴とするスイッチング電源装置。 - 【請求項５】 前記直流電源は、交流電圧を整流する整
流回路である請求項１又は２又は３又は４記載のスイッ
チング電源装置。 - 【請求項６】 前記ダイオードを省いたことを特徴とす
る請求項５記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項７】 前記第２のコンデンサと前記第２のイン
ダクタンスコイルとの直列回路を、前記１次巻線の一部
を介して前記スイッチング素子に並列に接続したことを
特徴とする請求項２記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項８】 前記インダクタンスコイルが第１及び第
２の部分を有し、前記第２のコンデンサは前記第１及び
第２の部分を介して前記スイッチング素子に並列に接続
され、前記直流電源の他端と前記第１のコンデンサの他
端との間には前記第１の部分のみが接続されていること
を特徴とする請求項３に従うスイッチング電源装置。 - 【請求項９】 前記第２のインダクタンスコイルと前記
第２のコンデンサとの直列回路が前記直流電源と前記１
次巻線の一部を介して前記スイッチング素子に並列に接
続されていることを特徴とする請求項４記載のスイッチ
ング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09017695A JP3346443B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09017695A JP3346443B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08266049A JPH08266049A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3346443B2 true JP3346443B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=13991184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09017695A Expired - Fee Related JP3346443B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3346443B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100403640C (zh) * | 2002-11-06 | 2008-07-16 | 南京Lg同创彩色显示系统有限责任公司 | 电源控制装置 |
| CN109936903A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-25 | 深圳市中科摩方科技有限公司 | 一种悬浮式低温等离子发生装置及基于其的治疗仪 |
-
1995
- 1995-03-22 JP JP09017695A patent/JP3346443B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08266049A (ja) | 1996-10-11 |
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