JP3459142B2 - 駆動パルス出力制限回路 - Google Patents

駆動パルス出力制限回路

Info

Publication number
JP3459142B2
JP3459142B2 JP22275195A JP22275195A JP3459142B2 JP 3459142 B2 JP3459142 B2 JP 3459142B2 JP 22275195 A JP22275195 A JP 22275195A JP 22275195 A JP22275195 A JP 22275195A JP 3459142 B2 JP3459142 B2 JP 3459142B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
switching element
circuit
ground side
switching
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
JP22275195A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0956151A (ja
Inventor
洋一 岡田
健二 河崎
晴夫 渡辺
健 狩井
健治 堀口
義則 小林
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.)
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Sony Corp
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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 Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd, Sony Corp filed Critical Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP22275195A priority Critical patent/JP3459142B2/ja
Priority to DE69618870T priority patent/DE69618870T2/de
Priority to EP96111847A priority patent/EP0758160B1/en
Priority to ES96111847T priority patent/ES2168416T3/es
Priority to US08/690,933 priority patent/US5761055A/en
Priority to KR1019960032970A priority patent/KR970013697A/ko
Publication of JPH0956151A publication Critical patent/JPH0956151A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3459142B2 publication Critical patent/JP3459142B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/538Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の電子機器に
おけるスイッチング電源や高周波インバータ回路などに
使用されているスイッチングコンバーター回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図5に、従来の技術の一例として複合電
流共振ブリッジコンバーター回路を示す。この図におい
て、1は入力電圧源、2および3はスイッチング素子、
4は共振コンデンサである。5および6は共振インダク
タンスであり、共振インダクタンス5は、例えば、トラ
ンスの漏れインダクタンスあるいは別個のインダクタン
ス素子により形成されており、また、インダクタンス6
はトランスの励磁インダクタンスから形成されている。
7は出力理想変圧器としての主トランス、8および9は
転流ダイオード、10および11はスイッチング素子両
端容量、12および13はインピーダンス素子、14は
パルス駆動回路、15は発振器である。
【0003】なお、各スイッチング素子両端容量10お
よび11は、スイッチング素子2おび3自身の寄生容
量のみの場合もあるが、一般的には、スイッチング損失
低減のためや輻射及び誘導雑音妨害対策のために外付け
容量が付加されることが多い。ここでは、前記寄生容量
と該外部付加容量との合成容量をそれぞれ10および1
1と表している。
【0004】この図に示すコンバーターは、入力電圧源
1からの入力電圧をスイッチング素子2および3で交互
にスイッチングすることにより、接続された共振コンデ
ンサ4、共振インダクタンス5、共振インダクタンス
6、主トランス7、及び前記スイッチング素子両端容量
10、11の間に流れる電流を変化させて主トランス7
の出力側に接続された整流回路および負荷に所望のエネ
ルギーを伝達するものである。
【0005】スイッチング素子2および3は位相の反転
した全く同じ動作を繰り返すため、ここでは、スイッチ
ング素子3の動作について説明する。図6は、図5中の
各部における電圧あるいは電流の波形を示す図である。
通常、スイッチング素子2および3のスイッチング時間
の遅れを考慮して、両方のスイッチング素子2および3
が同時に導通することを防ぐために、スイッチング素子
2および3は、時比率(duty ratio)50%ではなく、
図6に示すように、ある休止期間(デッドタイム)Aを
もって駆動される。
【0006】スイッチング素子2がターンオフした直後
においては、容量10への充電電流および容量11から
の放電電流が、共振コンデンサ4→共振インダクタンス
5→共振インダクタンス6(あるいは主トランス7へ分
流して)→入力電圧源1という経路で電流が流れる(図
6の期間a)。そして、容量10および11の充電およ
び放電が完了した後はダイオード9が導通し、該転流ダ
イオード9を経由した転流モードで共振コンデンサ4の
充電が完了する(図6の期間b)。
【0007】次いでスイッチング素子3が導通し、共振
コンデンサ4→導通したスイッチング素子3→共振イン
ダクタンス6(および主トランス7)→共振インダクタ
ンス5→共振コンデンサ4というように共振コンデンサ
4からの放電が行われる(図6の期間c)。なお、この
期間cには、主トランス7の出力側に接続された整流用
ダイオードに電流が流れて実際に出力理想変圧器7を介
して出力側に電力が供給される電力伝達期間と、前記ダ
イオードが非導通となり、励磁電流のみが流れる電力非
伝達期間(期間cの後半部分)とが存在している。そし
て、今度は同様な動作がスイッチング素子2に対して行
われる。
【0008】ここで、各スイッチング素子2あるいは3
が開放した直後、すなわち、容量10および11の充放
電時における各スイッチング素子2および3の両端電圧
の傾きについて検討すると、スイッチング素子2あるい
は3のオンまたはオフの直前の主電流の値をI1、容量
10および11の値をそれぞれC1およびC2とする
と、スイッチング素子2および3の両端電圧は、I1/
(C1+C2)という傾きを持って、おのおの、立ち上
がりまたは立ち下がりを繰り返す。
【0009】したがって、I1が小さいとき、つまり、
無負荷状態や軽負荷状態においては、図7に示すよう
に、スイッチング素子の両端電圧の立ち上がりまたは立
ち下がりの傾斜はかなり緩やかなものとなり、コンバー
ターの発振周波数が高い場合には、スイッチング素子の
許容駆動時比率がかなり小さな値となる。
【0010】すなわち、前述したように、スイッチング
素子両端電圧(h点の電圧あるいは入力電圧源1の電圧
からh点の電圧を減算した電圧)は、一方のスイッチン
グ素子の開放により前記傾きをもって立ち下がり、スイ
ッチング素子又は転流ダイオードの飽和電圧の値に達す
るとその電圧で保持され、その後、他方のスイッチング
素子の開放と共に前記傾きをもって立ち上がり、今度は
入力電圧源の電圧値に達した段階でその値に保持され
る、という動作を繰り返すものであるから、スイッチン
グ素子両端のパルス電圧値が連続的に下降し飽和電圧値
に達した瞬間からスイッチング素子の開放にいたる期間
(図7に示す16の期間)のみが他方のスイッチング素
子の導通が許容される期間である。
【0011】もしそれ以前に、すなわち、スイッチング
素子両端電圧が下降を始めてまだその電圧が残っている
ときに、スイッチング素子が駆動状態に入ってしまうな
らば、図8に示すようにその瞬間にその電圧源をスイッ
チング素子が短絡する状態となり、過大電流(図8にお
ける17)が流れ、スイッチング素子は過大なストレス
を受けることになるからである。
【0012】これを防ぐために、駆動パルスの時比率を
小さくすればよいかというと、必ずしもそういう訳では
ない。重負荷時には、一次側からみたインピーダンスが
負荷抵抗と動作周波数の影響で誘導性から容量性へと変
化するために、一次側の共振回路に流れる共振電流は、
無負荷時や軽負荷時に比べ電流位相が進んだ状態とな
る。このときは、すぐにスイッチング素子に正方向に電
流が流れることが必要となり、転流期間である期間bが
短くなる。しかし、もし時比率を小さくして駆動パルス
幅が狭くされているときには、該転流後の電流は行き場
を失い、不連続モードの動作となってしまう。
【0013】このことは共振モードを利用したゼロクロ
ススイッチング状態からの逸脱となり、これもスイッチ
ング素子に対して過大なストレスとなる。よって、電流
位相の進んだ動作状態においては、先に述べた状態とは
対照的に、時比率を大きくして充分なパルス幅で駆動す
る必要がある。
【0014】以上の動作を鑑みて、これらの問題に対処
するために、(A)図9に示すように時比率を動作状態
に応じて切り替える方法、(B)図10に示すように前
記外づけ容量の充放電期間を検出してその間スイッチン
グ素子の駆動端子を強制的に引き抜く方法、(C)図1
2に示すように発振周波数に応じて時比率を変化させ休
止期間を確保する方法などが知られている。
【0015】図9に示す方法(A)は、スタンバイトラ
ンス7’と主トランス7の2つのトランスを設け、スタ
ンバイ時には主トランス共振系をスイッチSにより切り
放して待機状態とし、重負荷時等には主トランス7に発
生するパルスをパルス検出器(PULSE Det.)により検出
し、該検出出力に応じて、図11に示すような電圧−時
比率特性を持つ時比率決定回路(Duty Limit)の入力電
圧VAを切り替えることにより、軽負荷時および重負荷
時における各々の時比率を独立に設定するようにしたも
のである。このように構成することにより、軽負荷時に
は高い入力電圧VAを選択して時比率決定回路に印加
し、スイッチング素子2および3の駆動パルスの時比率
を小さくし、重負荷時には、低い入力電圧VAを時比率
決定回路に印加して時比率を大きくすることにより、前
述した問題点を回避するものである。
【0016】図10に示す方法(B)は、スイッチング
素子両端容量10および11にそれぞれ直列接続された
インピーダンス素子12および13の両端電圧を検出
し、等価的に該容量の充放電期間を検出して、その間は
スイッチング素子2、3の駆動端子に接続されたパルス
制限スイッチング素子22あるいは22’を短絡させて
強制的にスイッチング素子2あるいは3の駆動を停止さ
せるというものである。すなわち、インピーダンス素子
12あるいは13に充電あるいは放電電流が流れている
ときにおけるスイッチング素子2あるいは3の駆動を停
止させることにより、図8に示すようなスイッチング素
子両端電圧が残っているときにおけるスイッチング素子
の駆動を防止しようというものである。
【0017】また、方法(C)は、図12に示す周波数
−時比率特性を有する時比率決定回路の出力を用いて、
スイッチング素子2および3を駆動する方法である。す
なわち、スイッチング素子駆動信号を生成するための発
振器の発振周波数が高いときには時比率を小さくし、発
振周波数が低いときには時比率を大きくすることによ
り、前述したような問題点を回避しようとするものであ
る。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(A)
の時比率を動作状態に応じて切り替える方法は、時比率
が連続的値をとることができないため、より広範囲な入
力電圧に対応することが難しいという問題点がある。
【0019】また、(B)の外付け容量の充放電期間を
検出してその間スイッチング素子の駆動端子を強制的に
引き抜く方法では、直接駆動端子電位を吸い込む為にあ
る程度のパワーが必要となり、部品の小型化及び損失の
面で不利である。また、その吸い込みにバイポーラトラ
ンジスタを用いた場合には、蓄積時間等によるスイッチ
ング時間の遅れあるいは飽和電圧による動作不確実性が
存在する。さらに、ブリッジコンバーターにおいては、
上下アームのスイッチング素子駆動電圧を独立に引き抜
く必要があり、上アーム駆動電圧引き抜き回路を設ける
ということは高電位部分でのスイッチングノイズ源が増
加することにほかならず、輻射妨害の点で不利になる。
【0020】さらに、周波数によって時比率が固定され
てしまう(C)の方法では、動作周波数範囲を変えてし
まうと本来充分なパルス幅が必要となる重負荷時におい
てもパルス幅が制限されてしまうこととなるため、動作
周波数に対する汎用性が少なく、設計自由度が狭く、部
品共通化も阻害されることとなる。且つ、広い負荷範囲
で用いる場合、周波数が高い軽負荷モードでも最適なパ
ルス幅は得られないという問題点がある。
【0021】そこで、本発明は、全ての発振可能周波
数、かつ、いかなる共振インピーダンスにおいても損失
の増加しない、簡単な構成の、時比率をダイナミックに
最適化することができるパルス幅制限回路を提供するこ
とを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の駆動パルス出力制限回路は、入力電圧源か
らの入力電圧を接地側及び非接地側のスイッチング素子
で交互にスイッチングすることにより、変成器の出力側
に所望のエネルギーを伝達するスイッチングコンバータ
ーの駆動パルス出力制限回路において、前記スイッチン
グ素子のそれぞれの両端に接続された、コンデンサとイ
ンピーダンス素子とを直列に接続した接地側及び非接地
側のスナバ回路と、前記接地側のスナバ回路の前記接地
側のインピーダンス素子に流れる充電電流を該インピー
ダンス素子に発生する正電圧を検出することにより検出
して、検出信号を出力する比較器を備えた充電電流検出
回路と、前記接地側のスナバ回路の前記接地側のインピ
ーダンス素子に流れる放電電流を該インピーダンス素子
に発生する負電圧を検出することにより検出して、検出
信号を出力する比較器を備えた放電電流検出回路と、前
記充電電流検出回路及び放電電流検出回路の前記検出信
号の出力によって、パルス電圧が発生している側の前記
接地側又は非接地側のスイッチング素子に対する駆動回
路出力を禁止する駆動パルス制限手段とを有するもので
ある。さらに、前記インピーダンス素子の両端に発生す
る電圧をトランスによって任意の値に変換することがで
きるものである。
【0023】したがって、上記スイッチング素子の両端
におけるパルス電圧の存在を主スイッチング素子両端或
いはインピーダンス素子又はトランス巻線に発生するパ
ルス電圧を監視することによって検出し、駆動パルス出
力が出ている期間においても、スイッチング素子のパル
ス駆動を禁止することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形
態を示す回路図である。この図において、図9に示した
従来技術と同じ構成要素については同一番号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。図1において、30は高圧側
パルス制限回路、31は低圧側パルス制限回路であり、
いずれもAND回路で構成されている。32は容量11
とインピーダンス素子13とで構成されるスナバ回路に
おける充電電流を検出するための充電電流検出回路であ
り、コンパレーター33と基準電圧源34とから構成さ
れている。35は前記スナバ回路における放電電流を検
出するための放電電流検出回路であり、コンパレーター
36、基準電圧源37、抵抗38およびツェナーダイオ
ード39とから構成されている。
【0025】図2は図1に示した実施形態における各部
の動作波形図である。図2において、(イ)は図1にお
けるa点の電圧、(ロ)はb点の電圧、(ハ)はスイッ
チング素子2の端子間電圧、(ニ)はスイッチング素子
3の端子間電圧、(ホ)はc点の電圧、(ヘ)はd点の
電圧、(ト)はe点の電圧、(チ)はf点の電圧、
(リ)はg点の電圧、(ヌ)は励磁インダクタンスであ
る共振インダクタンス6に流れる電流である。
【0026】この図2を参照しながら、図1の回路の動
作を説明する。スイッチング素子2が導通していて、そ
れが時刻t1で開放される直前においては、入力電圧源
1からスイッチング素子2、共振コンデンサ4、共振イ
ンダクタンス5、共振インダクタンス6とトランス7の
並列回路を通り入力電圧源1に戻る経路で共振電流が流
れている。
【0027】時刻t1でスイッチング素子2が開放され
ると、共振電流は、共振コンデンサ4から共振インダク
タンス5、共振インダクタンス6(又は共振インダクタ
ンス6とトランス7の並列回路に分流しながら)、イン
ピーダンス素子13、容量11を通って共振コンデンサ
に戻る経路と、共振コンデンサ4から共振インダクタン
ス5、共振インダクタンス6(又は共振インダクタンス
6とトランス7の並列回路に分流しながら)、入力電圧
源1、容量10、インピーダンス素子12を通って共振
コンデンサ4に戻る経路とを流れ、容量11の放電と容
量10の充電とが行われる。このとき、h点の電圧は電
源電圧から次第に低下し、これはダイオード9が順方向
にバイアスされて導通するt3の時刻まで続く。
【0028】このt1からt3までの期間のh点の電位
の低下に対応して、スイッチング素子2及びスイッチン
グ素子3の端子間電圧は図2の(ハ)及び(ニ)に示す
ようになる。また、このt1からt3の期間はインピー
ダンス素子13に容量11の放電電流が流れ、c点には
図2の(ホ)に示すような負電圧が発生している。
【0029】そこでこのc点の電位を、スナバ回路の放
電電流検出回路35の中で一方が適当なプラスの電位に
固定された抵抗38とツェナーダイオード39の直列回
路によって、正電位にレベルシフトしてコンパレーター
36の非反転入力端子に接続し、同時にコンパレーター
36の反転入力端子は適当な電位に設定された基準電圧
源37に接続しておくことによって、e点には図2の
(ト)に示すような信号が発生する。
【0030】そこで、図2の(ロ)に示すb点の電位、
すなわち、スイッチング素子3のパルス駆動信号とe点
の信号を低圧側パルス制限回路31のANDゲートに入
力することによって、t1からt3の期間にはスイッチ
ング素子3の駆動パルス出力は禁止され、g点の電位は
図2の(リ)のようになる。
【0031】このような動作によって、時刻t1にスイ
ッチング素子2が開放された後、時刻t2にパルス駆動
回路14から図2の(ロ)に示すようなスイッチング素
子3を駆動する信号は出力されていても、図2の(ト)
に示すe点の信号により該駆動信号は阻止されているた
めにスイッチング素子3はオンにされず、h点の電位が
下がり、ダイオード9が順バイアスされる時刻t3にな
るまではスイッチング素子3は導通されない。
【0032】このように、h点の電位が充分に下がって
からスイッチング素子3が導通されるため、図8に示し
た従来例のように過電流が流れることはなく、安全にス
イッチング素子3を導通させることが出来る。
【0033】次に、時刻t3でダイオード9が導通し同
時にスイッチング素子3が導通すると、回路には共振コ
ンデンサ4、共振インダクタンス5、共振インダクタン
ス6とトランス7の並列回路、スイッチング素子3を通
って共振コンデンサ4に戻る経路で電流が流れる。次
に、t3からt4の期間に前記電流は共振動作によって
反転し、同じ経路を逆方向に流れる。
【0034】次に、時刻t4でスイッチング素子3が開
放されると、共振電流は、共振コンデンサ4からインピ
ーダンス素子12、容量10、入力電圧源1、共振イン
ダクタンス6とトランス7の並列回路、共振インダクタ
ンス5を通って、共振コンデンサに戻る経路と、共振コ
ンデンサ4から容量11、インピーダンス素子13、共
振インダクタンス6とトランス7の並列回路、共振イン
ダクタンス5を通って共振コンデンサ4に戻る経路とを
流れるようになり、容量10の放電と容量11の充電と
が行われる。これにより、h点の電圧は次第に上昇し、
これはダイオード8が順方向にバイアスされて導通する
時刻t6まで続く。
【0035】また、このt4からt6までの期間のh点
の電圧の上昇に対応して、スイッチング素子2及びスイ
ッチング素子3の端子間電圧は図2の(ハ)及び(ニ)
に示すようになる。
【0036】また、このt4からt6の期間には、イン
ピーダンス素子13に容量11の充電電流が流れ、c点
には図2の(ホ)に示すような正電圧が発生している。
そこで、このc点の電位をスナバ回路の充電電流検出回
路32の中のコンパレータ33の反転入力端子に接続
し、同時にコンパレータ33の非反転入力端子は適当な
電圧に設定された基準電圧源34に接続しておくことに
よって、コンパレーター33の出力d点には図2の
(ヘ)に示すような信号が発生する。
【0037】そこで、図2の(イ)に示すa点の電位、
すなわち、スイッチング素子2のパルス駆動信号とd点
の信号とを、高圧側パルス制限回路30のANDゲート
に入力することによって、t4からt6の期間にはスイ
ッチング素子2のパルス駆動信号が禁止され、f点の電
位は図2の(チ)に示すようになる。このような動作に
よって、時刻t4にスイッチング素子3が開放された後
に、時刻t5でパルス駆動回路14から図2の(イ)に
示すようなスイッチング素子2を駆動する信号は出力さ
れているが、図2の(ヘ)に示すd点の信号により阻止
されるため、h点の電位が上昇してダイオード8が順バ
イアスされる時刻t6になるまでスイッチング素子2は
導通されない。
【0038】このように、h点の電位が上昇してスイッ
チング素子2の端子間電圧が充分に下がってからスイッ
チング素子2は導通されるため、図8に示す従来例のよ
うな過電流が流れることはなく、安全にスイッチング素
子2は導通状態に入ることができる。
【0039】次に、時刻t6でダイオード8が導通し、
同時にスイッチング素子2が導通すると、回路には、共
振コンデンサ4、スイッチング素子2、入力電圧源1、
共振インダクタンス6とトランス7の並列回路、共振イ
ンダクタンス5を通って共振コンデンサ4に戻る経路
で、電流が流れる。次に、t6からt7の期間に、前記
共振電流は共振動作によって反転し、同じ経路を逆方向
に流れる。以後、t1からt7の動作が繰り返されるこ
ととなる。
【0040】このようにして、パルス駆動回路14から
スイッチング素子を導通させる駆動パルスが出力されて
も、容量11の充電電流あるいは放電電流が流れている
期間中は当該スイッチング素子の導通を阻止し、容量1
1の充電あるいは放電が終了してダイオード8あるいは
9がオン状態となりスイッチング素子の端子間電圧が充
分に低下した後に、当該スイッチング素子を導通させる
ことができる。したがって、発振周波数や負荷インピー
ダンスの大きさに関わらず、常に、スイッチング損失を
非常に小さいものとすることができる。
【0041】なお、上述した実施形態においては、スナ
バコンデンサに直列に接続されたインピーダンス素子に
発生する電圧により、充放電期間であることを検出して
いるが、これに限られることはなく、他の方法によって
も行うことができる。例えば、スイッチング素子の両端
の電圧を直接に充電電流検出回路32および放電電流検
出回路35に印加するようにしてもよい。
【0042】また、図3に示すように、トランスを有す
るインピーダンス素子を前記充放電期間の検出に用いる
こともできる。この図において、40はトランスを有す
るインピーダンス素子、41はトランスである。この回
路において、インピーダンス素子13に発生する電圧は
トランス41の1次側に印加され、トランス41の2次
側には、巻線比に対応した電圧が発生される。この2次
側の電圧をインピーダンス素子を介して、充電電流検出
回路32および放電電流検出回路35に入力することに
より、前述した場合と同様に動作させることができる。
この場合、トランス41の1次2次巻線比を変化させる
ことによって、インピーダンス素子に発生した電圧を任
意の値に変換することができ、その後の信号処理を容易
に行うことが可能となる。
【0043】さらに、図4に示すように、出力トランス
巻線により充放電電圧を検出することもできる。すなわ
ち、実験から、出力トランスの巻線にはh点の電位と同
様のパルス電圧が発生していることが確認されており、
図4に示すように、出力トランスに設けた巻線から検出
した電圧を32または35の検出回路に入力することに
よって、図1に示した第1の実施形態の場合と同等の効
果を得ることが出来るものである。
【0044】なお、今までの説明においては他励式のコ
ンバータ回路を例にとって説明してきたが、これに限ら
れることはなく、自励式のコンバータ回路にも全く同様
に適用することができる。同様に、ハーフブリッジ方式
に限らず、フルブリッジ方式のコンバータ回路にも適用
することができる。
【0045】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成されている
ので、スイッチングコンバーター回路において、全ての
発振可能周波数および全てのインピーダンス条件に対し
てスイッチング素子をその端子間電圧が約0ボルトまで
下がってから導通させるようなスイッチング動作にする
ことが出来るため、過大サージ電流によるスイッチング
素子への電気的ストレスを追放することができ、あらゆ
る条件においてスイッチング損失の非常に小さな理想的
な動作を安価に実現することができる。
【0046】また、動作可能周波数範囲が飛躍的に広が
り、スイッチングレギュレーターにおいては、広大な制
御範囲つまり広い入力電圧範囲及び広い負荷電流変化範
囲に対応することが可能となる。特に、電流共振ブリッ
ジコンバーターのような共振モードを積極的に用いたコ
ンバーターにおいては、前記スイッチング素子へのスト
レス低減化の達成及び動作可能周波数範囲の拡大によ
り、制御範囲の拡大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の実施形態を示す回路図である。
【図2】図1の回路における動作波形タイミング図であ
る。
【図3】トランスを有するインピーダンス素子を説明す
るための図である。
【図4】出力トランス巻線による電圧検出方法を説明す
るための図である。
【図5】電流共振ブリッジコンバーターの原理を示す図
である。
【図6】図5の原理図の動作波形タイミング図である。
【図7】軽負荷時の動作波形タイミング図である。
【図8】パルス幅過剰の時の軽負荷時動作波形タイミン
グ図である。
【図9】第1の従来技術を示すブロック図である。
【図10】第2の従来技術の電圧検出・パルス幅制限回
路を示す図である。
【図11】第1の従来技術におけるパルス幅と電圧の関
係図である。
【図12】第3の従来技術におけるパルス幅と周波数の
関係図である。
【符号の説明】
1 入力電圧源 2、3 主スイッチング素子 4 共振コンデンサ 5 共振インダクタンス 6 共振インダクタンス 7 主理想トランス 8、9 転流ダイオード 10、11 両端容量 12、13 インピーダンス素子 14 パルス駆動回路 15 発振器 16 スイッチング素子の許容導通期間 17 過大電流 18 共振コンデンサ 19、20 共振インダクタンス 22 パルス制限スイッチング素子 30 高圧側パルス制限回路 31 低圧側パルス制限回路 32 スナバ回路の充電電流検出回路 33、36 コンパレーター 34、37 基準電圧源 35 スナバ回路の放電電流検出回路 38 抵抗 39 ツェナーダイオード 40 トランスを有するインピーダンス素子 41 トランス
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H02M 7/537 H02M 7/537 C (72)発明者 渡辺 晴夫 東京都千代田区大手町2丁目2番1号 新大手町ビル 新電元工業株式会社内 (72)発明者 狩井 健 東京都千代田区大手町2丁目2番1号 新大手町ビル 新電元工業株式会社内 (72)発明者 堀口 健治 東京都千代田区大手町2丁目2番1号 新大手町ビル 新電元工業株式会社内 (72)発明者 小林 義則 東京都千代田区大手町2丁目2番1号 新大手町ビル 新電元工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−22549(JP,A) 特開 平6−253536(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/28 G05F 1/10 H02M 3/335 H02M 7/48 H02M 7/537

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電圧源からの入力電圧を接地側及び
    非接地側のスイッチング素子で交互にスイッチングする
    ことにより、変成器の出力側に所望のエネルギーを伝達
    するスイッチングコンバーターの駆動パルス出力制限回
    路において、 前記スイッチング素子のそれぞれの両端に接続された、
    コンデンサとインピーダンス素子とを直列に接続した接
    地側及び非接地側のスナバ回路と、 前記接地側のスナバ回路の前記接地側のインピーダンス
    素子に流れる充電電流を該インピーダンス素子に発生す
    る正電圧を検出することにより検出して、検出信号を出
    力する比較器を備えた充電電流検出回路と、 前記接地側のスナバ回路の前記接地側のインピーダンス
    素子に流れる放電電流を該インピーダンス素子に発生す
    る負電圧を検出することにより検出して、検出信号を出
    力する比較器を備えた放電電流検出回路と、 前記充電電流検出回路及び放電電流検出回路の前記検出
    信号の出力によって、パルス電圧が発生している側の前
    記接地側又は非接地側の スイッチング素子に対する駆動
    回路出力を禁止する駆動パルス制限手段と、 を有することを特徴とする駆動パルス出力制限回路。
  2. 【請求項2】 前記インピーダンス素子の両端に発生す
    る電圧をトランスによって任意の値に変換することがで
    きるようになされていることを特徴とする請求項記載
    の駆動パルス出力制限回路。
JP22275195A 1995-08-09 1995-08-09 駆動パルス出力制限回路 Expired - Fee Related JP3459142B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22275195A JP3459142B2 (ja) 1995-08-09 1995-08-09 駆動パルス出力制限回路
DE69618870T DE69618870T2 (de) 1995-08-09 1996-07-23 Treiberimpuls-Begrenzerschaltung
EP96111847A EP0758160B1 (en) 1995-08-09 1996-07-23 Driving pulse limiting circuit
ES96111847T ES2168416T3 (es) 1995-08-09 1996-07-23 Circuito limitador de impulsos de activacion.
US08/690,933 US5761055A (en) 1995-08-09 1996-08-01 Driving pulse output limiting circuit
KR1019960032970A KR970013697A (ko) 1995-08-09 1996-08-08 구동 펄스 출력 제한 회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22275195A JP3459142B2 (ja) 1995-08-09 1995-08-09 駆動パルス出力制限回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0956151A JPH0956151A (ja) 1997-02-25
JP3459142B2 true JP3459142B2 (ja) 2003-10-20

Family

ID=16787344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22275195A Expired - Fee Related JP3459142B2 (ja) 1995-08-09 1995-08-09 駆動パルス出力制限回路

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5761055A (ja)
EP (1) EP0758160B1 (ja)
JP (1) JP3459142B2 (ja)
KR (1) KR970013697A (ja)
DE (1) DE69618870T2 (ja)
ES (1) ES2168416T3 (ja)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3644615B2 (ja) * 1997-02-17 2005-05-11 Tdk株式会社 スイッチング電源
US6075714A (en) * 1997-05-30 2000-06-13 American Dental Technologies, Inc. Regulated drive for vibratory feeders
US6140880A (en) * 1998-09-24 2000-10-31 Cypress Semiconductor Corp. Circuits, architectures and methods for detecting and correcting excess oscillator frequencies
US6021055A (en) * 1998-09-24 2000-02-01 International Rectifier Corporation Intentional cross conduction of converter circuit to ignite high ignition voltage loads
DK1030541T3 (da) * 1999-01-19 2003-01-06 Magnetek Spa Spændingsforsyning for en resonansbelastning
DE19917364A1 (de) * 1999-04-16 2000-10-19 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung mit Halbbrücke
DE19925490A1 (de) 1999-06-04 2000-12-07 Philips Corp Intellectual Pty Konverter mit Resonanzkreiselelementen
EP1138110A1 (en) * 1999-09-17 2001-10-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Llc converter, and method for controlling an llc converter
JP2001258269A (ja) * 2000-03-15 2001-09-21 Kawasaki Steel Corp ソフトスイッチングdc−dcコンバータ
WO2002063752A2 (en) * 2001-02-06 2002-08-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Synchronous dc-dc converter
DE10128687A1 (de) * 2001-06-13 2002-12-19 Philips Corp Intellectual Pty Spannungswandler
US6956359B2 (en) * 2001-10-10 2005-10-18 International Rectifier Corporation Synchronous rectification for low voltage motor drive
FR2834392A1 (fr) * 2001-12-28 2003-07-04 St Microelectronics Sa Oscillateur haute tension ayant un temps de reaction rapide
AU2002360849A1 (en) 2001-12-31 2003-07-24 International Rectifier Corporation Basic halogen convertor ic
JP2003309982A (ja) * 2002-04-16 2003-10-31 Mitsubishi Electric Corp 電力用半導体装置
TW565988B (en) * 2002-05-13 2003-12-11 Delta Electronic Inc Soft-switching DC-DC converter having active energy discharge slot
DE10317380A1 (de) * 2003-04-15 2004-11-18 Infineon Technologies Ag Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler
KR100586978B1 (ko) 2004-08-10 2006-06-08 삼성전기주식회사 Llc공진형 직류/직류 컨버터
JP2006174571A (ja) * 2004-12-15 2006-06-29 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 電流共振コンバータ
JP2006197711A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Shindengen Electric Mfg Co Ltd スイッチング電源
JP2006254540A (ja) * 2005-03-08 2006-09-21 Sony Corp スイッチング電源回路
JP4735072B2 (ja) * 2005-06-23 2011-07-27 サンケン電気株式会社 スイッチング電源装置
TWI339480B (en) * 2006-11-14 2011-03-21 Delta Electronics Inc Separate type converter having relatively better effectiveness
JP4222421B2 (ja) * 2007-02-28 2009-02-12 サンケン電気株式会社 多出力スイッチング電源装置
JP5016511B2 (ja) * 2008-02-05 2012-09-05 新電元工業株式会社 スイッチング電源
WO2009147575A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-10 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Switched mode power converter
JP5384973B2 (ja) * 2009-03-04 2014-01-08 新電元工業株式会社 スイッチング電源
JP5693048B2 (ja) * 2010-05-31 2015-04-01 キヤノン株式会社 電流共振電源
WO2012105077A1 (ja) * 2011-02-01 2012-08-09 富士電機株式会社 共振型スイッチング電源装置
CN102158096B (zh) * 2011-05-11 2013-11-20 南京博兰得电子科技有限公司 一种非隔离式谐振变换器
WO2013024550A1 (ja) * 2011-08-18 2013-02-21 富士通株式会社 Dc-dcコンバータ、dc-dc変換方法、及び情報機器
CN108674217B (zh) * 2018-04-26 2021-03-02 若瑞(上海)文化科技有限公司 一种新能源汽车的电池优化控制系统
JP7177663B2 (ja) * 2018-11-07 2022-11-24 ローム株式会社 電源制御装置、およびllc共振コンバータ
CN111162677B (zh) * 2018-11-07 2023-11-28 罗姆股份有限公司 电源控制装置、以及llc谐振变换器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4270164A (en) * 1979-02-28 1981-05-26 Contraves Goerz Corporation Short circuit protection for switching type power processors
IL73559A0 (en) * 1983-12-22 1985-02-28 Gen Electric Shoot-thru protection for x-ray generator inverter
JPS61277223A (ja) * 1985-06-03 1986-12-08 Mitsubishi Electric Corp 半導体モジユ−ル
US4733104A (en) * 1985-12-06 1988-03-22 General Electric Company Integrated circuit for controlling power converter by frequency modulation and pulse width modulation
DE3901034C1 (en) * 1989-01-14 1990-07-19 Danfoss A/S, Nordborg, Dk Inverter
FR2680056B1 (fr) * 1991-07-29 1994-05-27 Centre Nat Rech Scient Convertisseur statique d'energie electrique a semi-conducteurs.
GB9206020D0 (en) * 1992-03-19 1992-04-29 Astec Int Ltd Transition resonant convertor
DE4328458B4 (de) * 1992-08-25 2005-09-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Schalt-Spannungsversorgung
US5539630A (en) * 1993-11-15 1996-07-23 California Institute Of Technology Soft-switching converter DC-to-DC isolated with voltage bidirectional switches on the secondary side of an isolation transformer
JPH08154378A (ja) * 1994-09-30 1996-06-11 Sony Corp スイッチング電源回路
US5691889A (en) * 1995-12-13 1997-11-25 Unitrode Corporation Controller having feed-forward and synchronization features

Also Published As

Publication number Publication date
US5761055A (en) 1998-06-02
ES2168416T3 (es) 2002-06-16
DE69618870T2 (de) 2002-09-19
JPH0956151A (ja) 1997-02-25
EP0758160B1 (en) 2002-01-30
KR970013697A (ko) 1997-03-29
EP0758160A1 (en) 1997-02-12
DE69618870D1 (de) 2002-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3459142B2 (ja) 駆動パルス出力制限回路
US6269012B1 (en) Energy efficient power supply with light-load detection
US5930122A (en) Inverter and DC power supply apparatus with inverter used therein
EP0201876B1 (en) Series resonant converter
EP1609235B1 (en) Phase-shifted resonant converter having reduced output ripple
US20040145930A1 (en) Power supply circuit
JPH02184267A (ja) 無損失スナッバ・リセット部品を有する直列共振インバータ
US7154763B2 (en) Push-pull switching power converter
JP2002209381A (ja) Dc/dcコンバータとその制御方法
US5303137A (en) Multiresonant self-oscillating converter circuit
US6867634B2 (en) Method for detecting the null current condition in a PWM driven inductor and a relative driving circuit
US6016259A (en) Power supply circuit
US20020003419A1 (en) DC/DC converter
US6590790B2 (en) Switching power supply device
KR19980065882A (ko) Dc/dc 컨버터의 소프트 스위칭을 위한 무손실 스너버회로와 입력역률 개선회로
US20020000923A1 (en) Switching power supply circuit
JPH08228486A (ja) Dc−acインバータの制御方法
JPH10309078A (ja) スイッチング型直流電源装置
JP3235711B2 (ja) スイッチング電源
JP2993635B2 (ja) トランス接続型dc−dcコンバータ
JPH0710170B2 (ja) 直列共振コンバ−タ
JP3463560B2 (ja) スイッチング電源装置
JP2628204B2 (ja) 直列共振コンバータの駆動方法
SU1654956A1 (ru) Преобразователь посто нного напр жени
JPH1066335A (ja) コンバータ回路

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: 20030715

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090808

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100808

Year of fee payment: 7

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808

Year of fee payment: 8

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120808

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120808

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130808

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees