JP3395859B2

JP3395859B2 - スイッチング電源装置

Info

Publication number: JP3395859B2
Application number: JP11859794A
Authority: JP
Inventors: 俊郎杉田
Original assignee: デンセイ・ラムダ株式会社
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 2003-04-14
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JPH07327371A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、力率の改善と高調波電
流の抑制を目的としたスイッチング電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のスイッチング電源装置
は、交流電源電圧を整流する整流回路の出力端子に、イ
ンバータトランスの一次巻線とスイッチング素子との直
列回路を接続し、スイッチング素子を制御回路からの駆
動信号によりスイッチング動作させることで、インバー
タトランスの二次巻線から一次巻線に比例した電圧を誘
起させるようにしているが、コンデンサインプット型の
整流回路を用いた場合には、コンデンサの電圧値よりも
交流入力電圧の値が高い期間にのみ電流の供給が行われ
るため、交流入力電圧の最大値付近で尖頭値の大きな入
力電流が取込まれ、入力電流に規格を越える高調波電流
が発生して力率が著しく低下する。こうした高調波電流
の抑制並びに力率の改善を目的として、従来は、特開平
２−１５５４７６号公報に開示されるように、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータの入力側に昇圧型チョッパ回路を付加した
ものが知られているが、このような昇圧型チョッパ回路
は、主スイッチング素子とは別にスイッチ手段や制御用
ＩＣを必要とするため、回路構成が複雑になって、装置
の小型化および低コスト化を図ることができない。これ
に対して、特開平５−１０３４６８号公報には、２つに
分割されたインバータトランスの一次巻線にコンデンサ
充放電回路を設け、インバータトランスのコアのギャッ
プあるいはチョークコイルによりスイッチング素子の導
通時にエネルギーを蓄えるエネルギー蓄積手段を設ける
ことによって、スイッチ手段や制御用ＩＣを付加するこ
となく、簡単な構成で高調波電流の抑制および力率の改
善を図ることができるフォワード型コンバータによるス
イッチング電源装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
昇圧型チョッパ回路を用いない方法では、整流回路とし
てのダイオードブリッジ回路からの直流入力電圧が、コ
ンデンサ充放電回路を構成するコンデンサの端子間電圧
より高くなると、スイッチング素子のオフ期間にインバ
ータトランスの一方の一次巻線を誘起させて、コンデン
サを充電するようにしている。したがって、このコンデ
ンサ充放電回路とエネルギー蓄積手段からなる力率改善
回路を既存のＤＣ／ＤＣコンバータに設けようとする
と、コンデンサを充電させるために別の一次巻線をイン
バータトランスに巻回しなければならず、インバータト
ランスを再設計しなければならないという問題がある。
しかも、複数の一次巻線を１つのインバータトランスに
組み込むと、インバータトランスが大型になり、装置全
体の小型化を図ることが不可能となる。また、単にフォ
ワード型コンバータと力率改善回路とを組み合わせただ
けでは、電源装置側で高効率，高力率を達成することが
できないという問題点がある。

【０００４】そこで本発明は上記問題点に鑑み、インバ
ータトランスを大型化させることなく、既存の装置に簡
単に組み込んで力率の改善を図ることのできるスイッチ
ング電源装置を提供することを目的とする。

【０００５】また、本発明の他の目的は、簡単な構成で
高効率，高力率を達成することが可能なスイッチング電
源装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のスイッ
チング電源装置は、交流電源電圧を整流する整流回路の
出力端子に、インバータトランスの一次巻線と第１のス
イッチング素子との直列回路を接続し、前記第１のスイ
ッチング素子を制御回路からの駆動信号によりスイッチ
ング動作させることで、前記インバータトランスの二次
巻線から一次巻線に比例した電圧を誘起させるスイッチ
ング電源装置において、前記インバータトランスのフラ
イバック電圧をクランプする第２のスイッチング素子を
有するクランプ回路を、該インバータトランスの一次巻
線間に接続し、前記第１および第２のスイッチング素子
に対して交互にデッドタイムを持つ駆動信号を与えるよ
うに前記制御回路を構成すると共に、前記インバータト
ランスの一次巻線と前記クランプ回路の一端との間に一
次巻線が挿入接続されるトランスと、前記第１のスイッ
チング素子がターンオンする間および第２のスイッチン
グ素子がターンオンする間に、前記トランスの二次巻線
からのエネルギーを蓄えるエネルギー蓄積手段と、この
エネルギー蓄積手段から供給されるエネルギーを蓄える
コンデンサを備え前記整流回路の出力端子間電圧が前記
コンデンサの端子間電圧よりも低くなると前記インバー
タトランスの一次巻線に前記コンデンサからの放電電流
を供給するコンデンサ充放電回路とからなるものであ
る。

【０００７】また、請求項２に記載のスイッチング電源
装置は、交流電源電圧を整流する整流回路の出力端子
に、インバータトランスの一次巻線と第１のスイッチン
グ素子との直列回路を接続し、前記第１のスイッチング
素子を制御回路からの駆動信号によりスイッチング動作
させることで、前記インバータトランスの二次巻線から
一次巻線に比例した電圧を誘起させるスイッチング電源
装置において、前記インバータトランスを第１のインバ
ータトランスと第２のインバータトランスとの直列回路
で構成し、前記第１および第２のインバータトランスの
フライバック電圧をクランプする第２のスイッチング素
子を有するクランプ回路を、該インバータトランスの一
次巻線間に接続し、前記第１および第２のスイッチング
素子に対して交互にデッドタイムを持つ駆動信号を与え
るように制御回路を構成すると共に、前記第１および第
２のインバータトランスに各々巻回される補助巻線と、
前記第１のスイッチング素子がターンオンする間および
第２のスイッチング素子がターンオンする間に、前記第
１および第２のインバータトランスの補助巻線からのエ
ネルギーを蓄えるエネルギー蓄積手段と、このエネルギ
ー蓄積手段から供給されるエネルギーを蓄えるコンデン
サを備え前記整流回路の出力端子間電圧が前記コンデン
サの端子間電圧よりも低くなると前記各インバータトラ
ンスの一次巻線に前記コンデンサからの放電電流を供給
するコンデンサ充放電回路とからなるものである。

【０００８】

【作用】請求項１の構成により、第１および第２のスイ
ッチング素子のスイッチングに伴い、第１のスイッチン
グ素子がターンオンする間および第２のスイッチング素
子がターンオンする間に、トランスを介してエネルギー
蓄積手段にエネルギーを蓄えるので、エネルギー蓄積手
段に対するエネルギーの蓄積が効率よく行われるととも
に、エネルギー蓄積手段に蓄えられたエネルギーにより
コンデンサを充電する。整流回路の出力端子間電圧がコ
ンデンサの端子間電圧よりも低ければ、コンデンサの放
電電流をインバータトランスの一次巻線に供給する。こ
の場合、インバータトランスに別の巻線を巻回すること
なく、第１および第２のスイッチング素子による零電圧
スイッチングにより、エネルギー蓄積手段に対するエネ
ルギーの蓄積が効率よく行われ、高効率，高力率を達成
することができる。

【０００９】また、請求項２の構成により、第１および
第２のスイッチング素子のスイッチングに伴い、第１の
スイッチング素子がターンオンする間および第２のスイ
ッチング素子がターンオンする間に、インバータトラン
スに設けられた補助巻線を介して、エネルギー蓄積手段
にエネルギーを蓄えるので、エネルギー蓄積手段に対す
るエネルギーの蓄積が効率よく行われるとともに、エネ
ルギー蓄積手段に蓄えられたエネルギーによりコンデン
サを充電する。整流回路の出力端子間電圧がコンデンサ
の端子間電圧よりも低ければ、コンデンサの放電電流を
インバータトランスの一次巻線に供給する。この場合に
も、第１および第２のスイッチング素子による零電圧ス
イッチングにより、エネルギー蓄積手段に対するエネル
ギーの蓄積が効率よく行われ、高効率，高力率を達成す
ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の各実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１および図２は本発明の第１実施例を示
し、回路構成を示す図１において、１は商用電源、２は
商用電源１からの交流電源電圧を整流する例えばダイオ
ードブリッジなどの整流回路であり、整流回路２の出力
端子＋Ｖ，−Ｖ間には、インバータトランス３の一次巻
線３Ａと第１のスイッチング素子たる第１のＭＯＳ型Ｆ
ＥＴ４との直列回路により構成されるインバータ５が接
続される。また、整流回路２の出力端子＋Ｖ，−Ｖに
は、従来の電解コンデンサに代わり、１０μＦ程度の小
容量の平滑用コンデンサ６が接続される。トランス３の
一次巻線３Ａ間には、このトランス３のフライバック電
圧をクランプするクランプ回路７が接続され、本実施例
の場合、クランプ回路７は、ブロッキングコンデンサ８
と、第２のスイッチング素子たる第２のＭＯＳ型ＦＥＴ
９とにより構成される。各ＦＥＴ４，９のドレイン・ソ
ース間には、ボディダイオード10，11の他に、図示しな
いが各々固有の寄生キャパシタがＦＥＴ４，９の特性と
して存在する。そして、これらの各ＦＥＴ４，９のゲー
トには、制御回路12からの駆動信号が、適当なデッドタ
イム、すなわち、双方のＦＥＴ４，９が共にオフになる
時間を持ちながら交互に与えられる。なお、ボディダイ
オード10，11や寄生キャパシタは、外付けのダイオード
やコンデンサを用いて同様の機能を持たせてもよい。

【００１１】一方、インバータ５の出力側において、イ
ンバータトランス３の二次巻線３Ｂの両端には、整流平
滑回路21を構成する整流ダイオード22，23のアノードが
各々接続され、各ダイオード22，23のカソードどうしが
共通してチョークコイル24の一端に接続される。また、
インバータトランス３の二次巻線３Ｂはセンタータップ
を有し、このセンタータップとチョークコイル24の他端
との間に、平滑コンデンサ25が接続される。平滑コンデ
ンサ25の両端には電源装置の出力端子26，26Ａが設けら
れ、この出力端子26，26Ａを介して整流平滑回路21によ
り整流平滑された直流出力電圧Ｖｏが外部に供給され
る。

【００１２】インバータトランス３の一次巻線３Ａ側に
は、インバータトランス３とは別個のトランス31を有す
る力率改善回路32が設けられる。トランス31の一次巻線
31Ａは、インバータトランス３の一次巻線３Ａとクラン
プ回路７の一端である第２のＦＥＴ９のソースとの間に
挿入接続される。また、トランス31の二次巻線31Ｂの両
端には、ダイオード33，34のアノードが接続され、この
各ダイオード33，34のカソードどうしが共通して、トラ
ンス31の二次巻線31Ｂからのエネルギーを蓄えるエネル
ギー蓄積手段たるチョークコイル35の一端に接続され
る。36はチョークコイル35から供給されるエネルギーを
蓄えるコンデンサであり、このコンデンサ36とダイオー
ド37とにより、整流回路２の出力端子＋Ｖ，−Ｖ間電圧
がコンデンサ36の端子間電圧よりも低くなったらインバ
ータトランス３の一次巻線３Ａにコンデンサ36からの放
電電流を供給するコンデンサ充放電回路38が構成され
る。このコンデンサ充放電回路38は、チョークコイル35
の他端にダイオード37のアノードを接続し、ダイオード
37のカソードを整流回路２のプラス側出力端子＋Ｖに接
続するとともに、チョークコイル35とダイオード37との
接続点にコンデンサ36の一端を接続し、整流回路２のマ
イナス側出力端子−Ｖとトランス31の二次巻線31Ｂのセ
ンタータップとを接続するラインにコンデンサ36の他端
を接続して構成される。

【００１３】次に、上記構成に付きその作用を説明す
る。電源を投入すると商用電源１からの交流電源電圧が
整流回路２で全波整流されるが、整流回路２の出力端子
＋Ｖ，−Ｖ間電圧がコンデンサ36の端子間電圧よりも高
い期間においては、ダイオード37は非導通状態となり、
商用電源１から整流回路２を介して供給される入力電流
Ｉ１が、第１のＦＥＴ４のスイッチングによりインバー
タトランス３の一次巻線３Ａとトランス31の一次巻線31
Ａに断続的に供給される。また、制御回路12により第２
のＦＥＴ９は第１のＦＥＴ４と交互にオン，オフする
が、各ＦＥＴ４，９のオン，オフ切換え時において、所
定のデッドタイムが存在するように制御される。

【００１４】第１のＦＥＴ４のオン期間中、インバータ
トランス３の二次巻線３Ｂにはドット側に正極性の電圧
が誘起されるため、ダイオード22を介してチョークコイ
ル24側にエネルギーが送り出され、出力端子26，26Ａ間
に出力電圧Ｖｏが発生する。また、同様にトランス31の
二次巻線31Ｂにもドット側に正極性の電圧が誘起され、
ダイオード33を介してチョークコイル35にエネルギーが
蓄えられる。その後、第１のＦＥＴ４がターンオフする
と、この第１のＦＥＴ４に存在する寄生キャパシタに電
荷が蓄積され、第１のＦＥＴ４のドレイン・ソース間電
圧は緩やかに立ち上がる。したがって、第１のＦＥＴ４
のドレイン・ソース間電圧と電流との交差点が零に近付
く。また、第１のＦＥＴ４がターンオフしてから第２の
ＦＥＴ９がターンオンするまでデッドタイム期間中、イ
ンバータトランス３の一次巻線３Ａに蓄積されたエネル
ギーによって、第２のＦＥＴ９の寄生キャパシタに蓄え
られた電荷が放電する。第２のＦＥＴ９がターンオンす
ると、第２のＦＥＴ９→コンデンサ８→インバータトラ
ンス３の一次巻線３Ａ→トランス31の一次巻線31Ａ→第
２のＦＥＴ９の閉ループが形成される。このとき、イン
バータトランス３の二次巻線３Ｂは、ドット側に代わっ
て非ドット側に正極性の電圧が発生するようになり、ダ
イオード23が次第に導通状態に切換わる。同時に、トラ
ンス31の二次巻線31Ｂも、ドット側に代わって非ドット
側に正極性の電圧が発生するようになり、ダイオード34
が次第に導通状態に切換わる。したがって、この間のチ
ョークコイル35を流れる電流の変化により、チョークコ
イル35に蓄えられたエネルギーがコンデンサ36に移動す
るとともに、ダイオード34を介してチョークコイル35に
エネルギーが蓄積される。第２のＦＥＴ９の寄生キャパ
シタに蓄えられた電荷は直前に放電しており、第２のＦ
ＥＴ９のターンオン時における大きな損失，雑音が発生
しない。また、第１のＦＥＴ４のオフ時にインバータト
ランス３の一次巻線１Ａに発生するフライバック電圧
は、低インピーダンス側のコンデンサ８に充電され、略
一定の値にクランプされる。

【００１５】その後、第２のＦＥＴ９がターンオフする
と、第２のＦＥＴ９に存在する寄生キャパシタに電荷が
蓄積され、第２のＦＥＴ９のドレイン・ソース間電圧は
緩やかに立ち上がる。したがって、第２のＦＥＴ９のド
レイン・ソース間電圧と電流との交差点も零に近付く。
また、第２のＦＥＴ９がターンオフしてから第１のＦＥ
Ｔ４がターンオンするまでデッドタイム期間中、インバ
ータトランス３の一次巻線３Ａに蓄積されたエネルギー
によって、第１のＦＥＴ４の寄生キャパシタに蓄えられ
た電荷が放電する。第１のＦＥＴ４が再びターンオンす
ると、今度はインバータトランス３の二次巻線３Ｂにお
いて、非ドット側に代わってドット側に正極性の電圧が
発生するようになり、ダイオード22が次第に導通状態に
切換わる。同時に、トランス31の二次巻線31Ｂも、非ド
ット側に代わってドット側に正極性の電圧が発生するよ
うになり、ダイオード33が次第に導通状態に切換わる。
したがって、この間のチョークコイル35を流れる電流の
変化により、チョークコイル35に蓄えられたエネルギー
がコンデンサ36に移動するとともに、ダイオード33を介
してチョークコイル35にエネルギーが蓄積される。ま
た、第１のＦＥＴ４の寄生キャパシタに蓄えられた電荷
も直前に放電しており、第１のＦＥＴ４のターンオン時
における大きな損失，雑音が発生しない。こうした各Ｆ
ＥＴ４，９のスイッチング動作を繰り返すことによっ
て、スイッチング周波数が高くてもスイッチング損失の
少ない零電圧スイッチングが達成される。

【００１６】これに対して、整流回路２の出力端子＋
Ｖ，−Ｖ間電圧がコンデンサ36の端子間電圧よりも低い
期間になると、ダイオード37は導通状態となり、それま
でチョークコイル35およびコンデンサ36に蓄えられたエ
ネルギーが、第１のＦＥＴ４のスイッチングにより放電
電流Ｉ２としてダイオード37からインバータトランス３
の一次巻線３Ａに断続的に供給される。インバータトラ
ンス３は、一次巻線３Ａを流れる放電電流Ｉ２によっ
て、前述した各ＦＥＴ４，９のスイッチングに伴う直流
出力電圧Ｖｏの供給を、引き続き二次巻線３Ｂ側より行
う。

【００１７】図２は、整流回路２の出力端子＋Ｖ，−Ｖ
間の直流入力電圧Ｖｉを示すものである。整流回路２の
出力端子＋Ｖ，−Ｖ間電圧がコンデンサ36の端子間電圧
よりも低くなると、ダイオード37は導通状態となるた
め、整流回路２の出力端子＋Ｖ，−Ｖ間から発生する電
圧の谷の部分を埋めるように、コンデンサ36の端子間電
圧が直流入力電圧Ｖｉとして印加される。これによっ
て、商用電源１から電源装置に至る入力ラインに高調波
電流が発生することを防止して、力率を改善することが
可能となる。特に、本実施例では、インバータ５を構成
する第１のＦＥＴ４のみならず、クランプ回路７を構成
する第２のＦＥＴ９のスイッチングにより、各ダイオー
ド33，34を介してトランス31の二次巻線31Ｂからチョー
クコイル35にエネルギーが蓄積される点が注目される。
すなわち、第１および第２のＦＥＴ４，９を有する部分
共振型コンバータに力率改善回路32を組み込むと、チョ
ークコイル35に対するエネルギーの蓄積が効率よく行わ
れるため、フォワード型コンバータと力率改善回路とを
組み合わせたものに比べて、高効率，高力率を達成する
ことができる。

【００１８】以上のように上記実施例におけるスイッチ
ング電源装置は、請求項１に対応して、交流電源電圧を
整流する整流回路２の出力端子＋Ｖ，−Ｖに、インバー
タトランス３の一次巻線３Ａと第１のＦＥＴ４との直列
回路を接続し、第１のＦＥＴ４を制御回路12からの駆動
信号によりスイッチング動作させることで、前記インバ
ータトランス３の二次巻線３Ｂから一次巻線３Ａに比例
した電圧を誘起させるスイッチング電源装置において、
インバータトランス３のフライバック電圧をクランプす
る第２のＦＥＴ９を有するクランプ回路７を、インバー
タトランス３の一次巻線３Ａ間に接続し、第１および第
２のＦＥＴ４，９に対して交互にデッドタイムを持つ駆
動信号を与えるように制御回路12を構成すると共に、イ
ンバータトランス３の一次巻線３Ａとクランプ回路７の
一端との間に一次巻線31Ａが挿入接続されるトランス31
と、第１および第２のＦＥＴ４，９のスイッチングに伴
い、第１のＦＥＴ４がターンオンする間および第２のＦ
ＥＴ９がターンオンする間に、トランス31の二次巻線31
Ｂからのエネルギーを蓄えるチョークコイル35と、この
チョークコイル35から供給されるエネルギーを蓄えるコ
ンデンサ36を備え整流回路２の出力端子＋Ｖ，−Ｖ間電
圧がコンデンサ36の端子間電圧よりも低くなるとインバ
ータトランス３の一次巻線３Ａにコンデンサ36からの放
電電流を供給するコンデンサ充放電回路38とからなるも
のである。したがって、この場合には、従来のようにイ
ンバータトランス３に対して別の巻線を巻回する必要が
なく、インバータトランス３の大型化を防ぎ、合わせて
既存の装置に力率改善回路32を簡単に組み込むことがで
きる。しかも、この力率改善回路32を、第１のＦＥＴ４
を有するインバータ５と、第２のＦＥＴ９を有するクラ
ンプ回路７とにより構成される部分共振型コンバータに
組み込んだことで、チョークコイル35に対するエネルギ
ーの蓄積が効率よく行われるため、簡単な構成で従来に
比べて高効率，高力率を達成することが可能となる。

【００１９】次に、本発明の第２実施例を図３に基づい
て説明する。なお、第１実施例と同一部分には同一符号
を付し、その共通する部分の説明は省略する。本実施例
は、２トランス方式の部分共振型コンバータに適用され
るものであり、インバータ５は第１のインバータトラン
ス３および第１のＦＥＴ４の他に、第２のインバータト
ランス43を備えている。また、この第２のインバータト
ランス43はインバータ５の出力側のチョークコイルを兼
用する。したがって、本実施例では、図１に示すチョー
クコイル24が整流平滑回路21から省略される。第１のイ
ンバータトランス３には補助巻線３Ｃが巻回されるとと
もに、第２のインバータトランス43には補助巻線43Ｃが
巻回される。補助巻線３Ｃ，43Ｃの一端には、各々ダイ
オード51，52のアノードが接続され、この補助巻線３
Ｃ，43Ｃの他端が共通する整流回路２のマイナス側出力
端子−Ｖに接続される。また、インバータトランス３，
43はエネルギー蓄積手段としてコア（図示せず）にギャ
ップを設けており、第１および第２のＦＥＴ４，９のス
イッチングに伴いエネルギーが蓄えられるようになって
いる。コンデンサ充放電回路38は、コンデンサ36の一端
をダイオード51，52のカソードに共通して接続し、この
コンデンサ36の他端を整流回路２のマイナス側出力端子
−Ｖに接続するとともに、ダイオード37のアノードをコ
ンデンサ36の一端に接続し、ダイオード37のカソードを
整流回路２のプラス側出力端子＋Ｖに接続して構成され
る。

【００２０】上記構成において、制御回路12からデッド
タイムを持つ駆動信号を各ＦＥＴ４，９に交互に供給す
ることで、各ＦＥＴ４，９に対する零電圧スイッチング
が達成される点は、前記第１実施例と同一である。整流
回路２の出力端子＋Ｖ，−Ｖ間電圧がコンデンサ36の端
子間電圧よりも高く、ダイオード37が非導通状態の場
合、第１のＦＥＴ４のスイッチングに伴って、一方の補
助巻線３Ｃからは導通状態のダイオード51を介してコン
デンサ36にエネルギーを供給し、他方の補助巻線43Ｃは
非導通状態のダイオード52によりエネルギーを蓄積する
とともに、第２のＦＥＴ９のスイッチングに伴って、一
方の補助巻線43Ｃからは導通状態のダイオード52を介し
てコンデンサ36にエネルギーを供給し、他方の補助巻線
３Ｃは非導通状態のダイオード51によりエネルギーを蓄
積する動作を繰り返す。これによって、コンデンサ36に
はインバータトランス３，43からのエネルギーが交互に
蓄えられる。

【００２１】一方、整流回路２の出力端子＋Ｖ，−Ｖ間
電圧がコンデンサ36の端子間電圧よりも低く、ダイオー
ド37が導通状態になると、放電電流Ｉ２がダイオード37
からインバータトランス３の一次巻線３Ａに断続的に供
給され、整流回路２の出力端子＋Ｖ，−Ｖ間から発生す
る電圧の谷の部分を埋めるように、コンデンサ36の端子
間電圧が直流入力電圧Ｖｉとして印加される。これによ
り、商用電源１から電源装置に至る入力ラインに高調波
電流が発生することを防止して、力率を改善することが
可能となる。

【００２２】以上のように、上記実施例では請求項２に
対応して、交流電源電圧を整流する整流回路２と、この
整流回路２の出力端子＋Ｖ，−Ｖに、インバータトラン
スの一次巻線と第１のＦＥＴ４との直列回路を接続し、
第１のＦＥＴ４を制御回路12からの駆動信号によりスイ
ッチング動作させることで、インバータトランスの二次
巻線から一次巻線に比例した電圧を誘起させるスイッチ
ング電源装置において、インバータトランスを第１のイ
ンバータトランス３と第２のインバータトランス43との
直列回路で構成し、インバータトランス３，43のフライ
バック電圧をクランプする第２のＦＥＴ９を有するクラ
ンプ回路７を、第１および第２のインバータトランス
３，43の一次巻線３Ａ，43Ａ間に接続し、第１および第
２のＦＥＴ４，９に対して交互にデッドタイムを持つ駆
動信号を与えるように制御回路12を構成すると共に、第
１および第２のインバータトランス３，43に各々巻回さ
れる補助巻線３Ａ，43Ａと、第１および第２のＦＥＴ
４，９のスイッチングに伴い、第１のＦＥＴ４がターン
オンする間および第２のＦＥＴ９がターンオンする間
に、第１および第２のインバータトランス３，43の補助
巻線３Ｃ，43Ｃからのエネルギーを蓄えるインバータト
ランス３，43と、このインバータトランス３，43から供
給されるエネルギーを蓄えるコンデンサ36を備え整流回
路２の出力端子＋Ｖ，−Ｖ間電圧がコンデンサ36の端子
間電圧よりも低くなると各インバータトランス３，43の
一次巻線３Ａ，43Ａにコンデンサ36からの放電電流を供
給するコンデンサ充放電回路38とからなるものである。
したがって、この場合にも、力率改善回路32を、第１の
ＦＥＴ４を有するインバータ５と、第２のＦＥＴ９を有
するクランプ回路７とにより構成される部分共振型コン
バータに組み込んだことで、インバータトランス３，43
に対するエネルギーの蓄積が効率よく行われるため、簡
単な構成により従来に比べて高効率，高力率を達成する
ことが可能となる。

【００２３】また、実施例上の効果として、エネルギー
蓄積手段を各インバータトランス３，43のコアのギャッ
プで構成することによって、力率改善回路32をコンデン
サ36およびダイオード37からなるコンデンサ充放電回路
38と、各インバータトランス３，43の補助巻線３Ｃ，43
Ｃの一端にアノードが接続されるダイオード51，52とに
より簡単に構成することができる。したがって、前記請
求項２の作用，効果に加えて、２トランス方式の部分共
振型コンバータでありながら、極めて簡単な構成で、高
効率，高力率を達成することが可能となる。

【００２４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実
施が可能である。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に記載のスイッチング電源装置
は、交流電源電圧を整流する整流回路の出力端子に、イ
ンバータトランスの一次巻線と第１のスイッチング素子
との直列回路を接続し、前記第１のスイッチング素子を
制御回路からの駆動信号によりスイッチング動作させる
ことで、前記インバータトランスの二次巻線から一次巻
線に比例した電圧を誘起させるスイッチング電源装置に
おいて、前記インバータトランスのフライバック電圧を
クランプする第２のスイッチング素子を有するクランプ
回路を、該インバータトランスの一次巻線間に接続し、
前記第１および第２のスイッチング素子に対して交互に
デッドタイムを持つ駆動信号を与えるように前記制御回
路を構成すると共に、前記インバータトランスの一次巻
線と前記クランプ回路の一端との間に一次巻線が挿入接
続されるトランスと、前記第１のスイッチング素子がタ
ーンオンする間および第２のスイッチング素子がターン
オンする間に、前記トランスの二次巻線からのエネルギ
ーを蓄えるエネルギー蓄積手段と、このエネルギー蓄積
手段から供給されるエネルギーを蓄えるコンデンサを備
え前記整流回路の出力端子間電圧が前記コンデンサの端
子間電圧よりも低くなると前記インバータトランスの一
次巻線に前記コンデンサからの放電電流を供給するコン
デンサ充放電回路とからなるものであり、インバータト
ランスを大型化させることなく、既存の装置に簡単に組
み込んで力率の改善を図ることができるとともに、簡単
な構成で高効率，高力率を達成することが可能となる。

【００２６】また、請求項２に記載のスイッチング電源
装置は、交流電源電圧を整流する整流回路の出力端子
に、インバータトランスの一次巻線と第１のスイッチン
グ素子との直列回路を接続し、前記第１のスイッチング
素子を制御回路からの駆動信号によりスイッチング動作
させることで、前記インバータトランスの二次巻線から
一次巻線に比例した電圧を誘起させるスイッチング電源
装置において、前記インバータトランスを第１のインバ
ータトランスと第２のインバータトランスとの直列回路
で構成し、前記第１および第２のインバータトランスの
フライバック電圧をクランプする第２のスイッチング素
子を有するクランプ回路を、該インバータトランスの一
次巻線間に接続し、前記第１および第２のスイッチング
素子に対して交互にデッドタイムを持つ駆動信号を与え
るように制御回路を構成すると共に、前記第１および第
２のインバータトランスに各々巻回される補助巻線と、
前記第１のスイッチング素子がターンオンする間および
第２のスイッチング素子がターンオンする間に、前記第
１および第２のインバータトランスの補助巻線からのエ
ネルギーを蓄えるエネルギー蓄積手段と、このエネルギ
ー蓄積手段から供給されるエネルギーを蓄えるコンデン
サを備え前記整流回路の出力端子間電圧が前記コンデン
サの端子間電圧よりも低くなると前記各インバータトラ
ンスの一次巻線に前記コンデンサからの放電電流を供給
するコンデンサ充放電回路とからなるものであり、簡単
な構成で高効率，高力率を達成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す電源装置の回路構成
図である。

【図２】同上直流入力電圧の波形図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す電源装置の回路構成
図である。

【符号の説明】

２整流回路３インバータトランス（第１のインバータトランス）３Ｃ，43Ｃ補助巻線４第１のＦＥＴ（第１のスイッチング素子）５インバータ７クランプ回路９第２のＦＥＴ（第２のスイッチング素子） 12 制御回路 31 トランス 35 チョークコイル（エネルギー蓄積手段） 36 コンデンサ 38 コンデンサ充放電回路43 インバータトランス（第２のインバータトランス）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/06 H02M 3/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源電圧を整流する整流回路の出力
端子に、インバータトランスの一次巻線と第１のスイッ
チング素子との直列回路を接続し、前記第１のスイッチ
ング素子を制御回路からの駆動信号によりスイッチング
動作させることで、前記インバータトランスの二次巻線
から一次巻線に比例した電圧を誘起させるスイッチング
電源装置において、前記インバータトランスのフライバック電圧をクランプ
する第２のスイッチング素子を有するクランプ回路を、
該インバータトランスの一次巻線間に接続し、前記第１
および第２のスイッチング素子に対して交互にデッドタ
イムを持つ駆動信号を与えるように前記制御回路を構成
すると共に、前記インバータトランスの一次巻線と前記クランプ回路
の一端との間に一次巻線が挿入接続されるトランスと、
前記第１のスイッチング素子がターンオンする間および
第２のスイッチング素子がターンオンする間に、前記ト
ランスの二次巻線からのエネルギーを蓄えるエネルギー
蓄積手段と、このエネルギー蓄積手段から供給されるエ
ネルギーを蓄えるコンデンサを備え前記整流回路の出力
端子間電圧が前記コンデンサの端子間電圧よりも低くな
ると前記インバータトランスの一次巻線に前記コンデン
サからの放電電流を供給するコンデンサ充放電回路とか
らなることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】交流電源電圧を整流する整流回路の出力
端子に、インバータトランスの一次巻線と第１のスイッ
チング素子との直列回路を接続し、前記第１のスイッチ
ング素子を制御回路からの駆動信号によりスイッチング
動作させることで、前記インバータトランスの二次巻線
から一次巻線に比例した電圧を誘起させるスイッチング
電源装置において、前記インバータトランスを第１のインバータトランスと
第２のインバータトランスとの直列回路で構成し、前記
第１および第２のインバータトランスのフライバック電
圧をクランプする第２のスイッチング素子を有するクラ
ンプ回路を、該インバータトランスの一次巻線間に接続
し、前記第１および第２のスイッチング素子に対して交
互にデッドタイムを持つ駆動信号を与えるように制御回
路を構成すると共に、前記第１および第２のインバータトランスに各々巻回さ
れる補助巻線と、前記第１のスイッチング素子がターン
オンする間および第２のスイッチング素子がターンオン
する間に、前記第１および第２のインバータトランスの
補助巻線からのエネルギーを蓄えるエネルギー蓄積手段
と、このエネルギー蓄積手段から供給されるエネルギー
を蓄えるコンデンサを備え前記整流回路の出力端子間電
圧が前記コンデンサの端子間電圧よりも低くなると前記
各インバータトランスの一次巻線に前記コンデンサから
の放電電流を供給するコンデンサ充放電回路とからなる
ことを特徴とするスイッチング電源装置。