JP3535041B2

JP3535041B2 - Ｄｃ／ｄｃコンバータ

Info

Publication number: JP3535041B2
Application number: JP14895899A
Authority: JP
Inventors: 郁朗菅
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2004-06-07
Anticipated expiration: 2019-05-28
Also published as: JP2000341947A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータに係り、特に、そのスナバ回路の改良および機能拡
大に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５は、例えば「スイッチングコンバ
ータの基礎」（１９９２年２月２５日発行、コロナ社、
原田、二宮、顧著）の１０４頁に示された従来のＲＣＤ
スナバ回路付きのフォワード形ＤＣ／ＤＣコンバータを
示す回路図である。図１５において、１は直流入力電
源、２はトランスであり、２ａは第１の巻線、２ｂは第
２の巻線、２ｃはリセット巻線、３はスイッチング素
子、４は電流の整流手段としての整流用ダイオード、５
は電流の環流手段としての環流用ダイオード、６はチョ
ークコイル、７は平滑コンデンサであり、チョークコイ
ル６と平滑コンデンサ７とで出力ＬＣフィルタを構成し
ている。８はトランスのリセット用のダイオードであ
り、９はスナバ用ダイオード、１０はスナバ用コンデン
サ、１１はスナバ用の放電抵抗である。スナバ用ダイオ
ード９とスナバ用コンデンサ１０、およびスナバ用放電
抵抗１１でＲＣＤスナバ回路１２を構成している。

【０００３】次に動作について説明する。図１６はＤＣ
／ＤＣコンバータの動作波形図である。図中の、図
（ａ）はスイッチング素子３の駆動波形、図（ｂ）はス
イッチング素子の電流・電圧波形、図（ｃ）はダイオー
ド８の電流波形、図（ｄ）はスナバ用コンデンサ１０の
電圧波形、図（ｅ）はトランス２の第１の巻線２ａの電
圧波形である。

【０００４】スイッチング素子３がオンすると整流用ダ
イオード４がオン状態となり、チョークコイル６および
平滑コンデンサ７を経て電力が負荷へ供給される。ま
た、トランス２には励磁電流が流れ、励磁エネルギーが
蓄積される。スイッチング素子３をオフすると、第１の
巻線２ａに逆起電力が発生し、整流用ダイオード４がオ
フ状態、環流用ダイオード５がオン状態となってチョー
クコイル６には引き続き電流が流れて負荷への電力供給
が継続する。スイッチング素子３のオン・オフの時間配
分を調整することにより、負荷への出力電圧を制御する
ことができる。

【０００５】同図（ｂ）に示すように、スイッチング素
子３がオフすると、その電圧は急峻に立ち上がり、トラ
ンス２の漏れインダクタンスや寄生インダクタンスに蓄
積されたエネルギーによりスパイク電圧が発生する。こ
のスパイク電圧を抑制するためにＲＣＤスナバ回路１２
が接続されている。

【０００６】ＲＣＤスナバ回路１２ではスイッチング素
子３がターンオフすると、スナバ用ダイオード９が導通
状態となり、トランスの漏れインダクタンスや配線の寄
生インダクタンスに蓄積していたエネルギーをスナバ用
コンデンサ１０に充電し（図１６（ｄ））、スイッチン
グ素子３に発生するスパイク電圧を抑制する。スイッチ
ング素子３の電圧がスナバ用コンデンサ１０の電圧より
低くなると、スナバ用コンデンサ１０に充電されたエネ
ルギー、即ちスナバエネルギーがスナバ用放電抵抗１１
により放電される。

【０００７】トランス２の磁束のリセットは、スイッチ
ング素子３がオフ期間にリセット巻線２ｃとリセット用
ダイオード８により行なわれ（図１６（ｃ）、
（ｅ））、スイッチング素子３のオン期間中にトランス
２に蓄積された励磁エネルギーを直流入力電源１に回生
することにより行なわれる。なお、ＲＣＤスナバ回路１
２を用いてトランス２の磁束のリセットをすることもで
き、この場合は、トランス２のリセット巻線２ｃとリセ
ット用ダイオード８は不要となる。しかし、トランス２
に蓄積された励磁エネルギーはすべてスナバ用放電抵抗
１１により消費されることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
トランスの漏れインダクタンスや配線の寄生インダクタ
ンスに蓄積されたエネルギーをスナバ用コンデンサ１０
に充電した後、スナバ用放電抵抗１１により消費するこ
とになるため、損失が大きくなり、効率が低下し、発熱
が増加する問題があった。

【０００９】また、スイッチング素子３のターンオフ時
の電圧上昇率を抑制することにより、スイッチング損失
や発生ノイズを低減するためには、スナバ用コンデンサ
１０の容量値を大きくする必要があるが、容量値を大き
くすればするほどますますＲＣＤスナバ回路１２での損
失が大きくなり、効率低下、発熱増加を招く問題があっ
た。

【００１０】また、更にトランス２の磁束のリセットを
行なうためのリセット巻線２ｃとリセット用ダイオード
８をなくすと、スイッチング素子３のオン期間中にトラ
ンス２に蓄積された励磁エネルギーが全て損失となり、
より一層効率が低下し、発熱が増加する問題があり、リ
セット巻線の省略は、極小容量のコンバータへの適用に
限定されていた。

【００１１】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、その目的は、抵抗を使わないＬ
Ｃスナバによる損失の低減が可能で、効率を低下させ
ず、発熱も防止した上でトランスのリセット巻線を不要
とした、トランスのリセット機能を有するスナバ回路を
備えたＤＣ／ＤＣコンバータを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータは、第１のスイッチング手段とトランスの
第１の巻線とを直列にして直流入力電源に接続し、上記
第１のスイッチング手段のオンオフ動作により上記トラ
ンスの第２の巻線に誘起される電圧を整流する整流手段
と、この整流手段からの出力を平滑化して負荷へ供給す
る平滑手段と、上記整流手段からの出力が無い時間帯で
上記平滑手段に蓄積されたエネルギーを上記負荷へ供給
するための還流手段とを備えたＤＣ／ＤＣコンバータに
おいて、上記第１のスイッチング手段の極間に接続さ
れた、第１のダイオードとコンデンサとの直列接続体、
および上記第１のダイオードとコンデンサとの接続点と
上記直流入力電源との間に接続された、誘導性素子と第
２のスイッチング手段との直列接続体を備え、上記第１
のスイッチング手段のオン期間内で上記第２のスイッチ
ング手段をオンすることにより、上記オンした第２のス
イッチング手段を介して上記コンデンサと上記誘導性素
子とが直列となって上記直流入力電源に接続される回路
を形成し、上記トランスの励磁エネルギー更にその漏れ
インダクタンスや配線のインダクタンスに蓄積されたエ
ネルギーによって上記第１のスイッチング手段のオフ期
間に上記コンデンサに充電された電荷を、上記コンデン
サと誘導性素子との共振現象を利用して上記直流入力電
源に回生し、上記トランスのリセット巻線を不要とした
ものである。

【００１３】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、第１のスイッチング手段とトランスの第１の巻線
とを直列にして直流入力電源に接続し、上記第１のスイ
ッチング手段のオンオフ動作により上記トランスの第１
の巻線とこの第１の巻線と直列に接続された第２の巻線
とに誘起される合成電圧を整流する整流手段と、この整
流手段からの出力を平滑化して負荷へ供給する平滑手段
と、上記整流手段からの出力が無い時間帯で上記平滑手
段に蓄積されたエネルギーを上記負荷へ供給するための
還流手段とを備えたブースト形のＤＣ／ＤＣコンバータ
において、上記第１のスイッチング手段の極間に接続さ
れた、第１のダイオードとコンデンサとの直列接続体、
および上記第１のダイオードとコンデンサとの接続点と
上記直流入力電源との間に接続された、誘導性素子と第
２のスイッチング手段との直列接続体を備え、上記第１
のスイッチング手段のオン期間内で上記第２のスイッチ
ング手段をオンすることにより、上記オンした第２のス
イッチング手段を介して上記コンデンサと上記誘導性素
子とが直列となって上記直流入力電源に接続される回路
を形成し、上記トランスの励磁エネルギー更にその漏れ
インダクタンスや配線のインダクタンスに蓄積されたエ
ネルギーによって上記第１のスイッチング手段のオフ期
間に上記コンデンサに充電された電荷を、上記コンデン
サと誘導性素子との共振現象を利用して上記直流入力電
源に回生し、上記トランスのリセット巻線を不要とした
ものである。

【００１４】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、直流入力電源と、低電位側端子が上記直流入力電
源の低電位側端子に接続された第１のスイッチング手段
と、第１の巻線が上記直流入力電源の高電位側端子と上
記第１のスイッチング手段の高電位側端子との間に接続
されたトランスと、上記トランスの第２の巻線の端子間
に接続された、互いに同極性同士が向き合う整流用ダイ
オードと還流用ダイオードとの直列接続体と、上記還流
用ダイオードと並列に接続された、平滑リアクトルと平
滑コンデンサとの直列接続体からなるＬＣフィルタとを
備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、アノード端子が
上記第１のスイッチング素子の高電位側端子に接続され
た第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイオ
ードのカソード端子に接続され他方の端子が上記第１の
スイッチング手段の低電位側端子に接続されたコンデン
サと、上記第１のダイオードおよびコンデンサの接続点
と上記直流電源の高電位側端子との間に接続された、誘
導性素子と第２のスイッチング手段との直列接続体とを
備え、上記第１のスイッチング手段のオン期間内で上記
第２のスイッチング手段をオンすることにより、上記オ
ンした第２のスイッチング手段を介して上記コンデンサ
と上記誘導性素子とが直列となって上記直流入力電源に
接続される回路を形成し、上記トランスの励磁エネルギ
ー更にその漏れインダクタンスや配線のインダクタンス
に蓄積されたエネルギーによって上記第１のスイッチン
グ手段のオフ期間に上記コンデンサに充電された電荷
を、上記コンデンサと誘導性素子との共振現象を利用し
て上記直流入力電源に回生し、上記トランスのリセット
巻線を不要としたものである。

【００１５】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、直流入力電源と、低電位側端子が上記直流入力電
源の低電位側端子に接続された第１のスイッチング手段
と、第１の巻線が上記直流入力電源の高電位側端子と上
記第１のスイッチング手段の高電位側端子との間に接続
されたトランスと、アノード端子が上記トランスの第１
の巻線と直列に接続された第２の巻線の一方の端子に接
続された整流用ダイオードと、アノード端子が上記直流
入力電源の高電位側端子に接続されカソード端子が上記
整流用ダイオードのカソード端子に接続された還流用ダ
イオードと、この還流用ダイオードのカソード端子と上
記直流入力電源の低電位側端子との間に接続された、平
滑リアクトルと平滑コンデンサとの直列接続体からなる
ＬＣフィルタとを備えたブースト形のＤＣ／ＤＣコンバ
ータにおいて、アノード端子が上記第１のスイッチング
素子の高電位側端子に接続された第１のダイオードと、
一方の端子が上記第１のダイオードのカソード端子に接
続され他方の端子が上記第１のスイッチング手段の低電
位側端子に接続されたコンデンサと、上記第１のダイオ
ードおよびコンデンサの接続点と上記直流入力電源の高
電位側端子との間に接続された、誘導性素子と第２のス
イッチング手段との直列接続体とを備え、上記第１のス
イッチング手段のオン期間内で上記第２のスイッチング
手段をオンすることにより、上記オンした第２のスイッ
チング手段を介して上記コンデンサと上記誘導性素子と
が直列となって上記直流入力電源に接続される回路を形
成し、上記トランスの励磁エネルギー更にその漏れイン
ダクタンスや配線のインダクタンスに蓄積されたエネル
ギーによって上記第１のスイッチング手段のオフ期間に
上記コンデンサに充電された電荷を、上記コンデンサと
誘導性素子との共振現象を利用して上記直流入力電源に
回生し、上記トランスのリセット巻線を不要としたもの
である。

【００１６】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、直流入力電源と、低電位側端子が上記直流入力電
源の低電位側端子に接続された第１のスイッチング手段
と、第１の巻線が上記直流入力電源の高電位側端子と上
記第１のスイッチング手段の高電位側端子との間に接続
されたトランスと、上記トランスの第２の巻線の端子間
に接続された、互いに同極性同士が向き合う整流用ダイ
オードと還流用ダイオードとの直列接続体と、上記還流
用ダイオードと並列に接続された、平滑リアクトルと平
滑コンデンサとの直列接続体からなるＬＣフィルタとを
備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、アノード端子が
上記第１のスイッチング素子の高電位側端子に接続され
た第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイオ
ードのカソード端子に接続され他方の端子が上記第１の
スイッチング手段の低電位側端子に接続されたコンデン
サと、一方の端子が上記第１のダイオードおよびコンデ
ンサの接続点に接続された第２のスイッチング手段と、
上記第２のスイッチング手段の他方の端子と上記直流入
力電源の高電位側端子との間に接続された誘導性素子
と、アノード端子が上記第１のスイッチング手段の低電
位側端子に接続されカソード端子が上記第２のスイッチ
ング手段および誘導性素子の接続点に接続された第２の
ダイオードとを備え、上記第１のスイッチング手段のオ
ン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンすること
により、上記オンした第２のスイッチング手段を介して
上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって上記
直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トランス
の励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配線の
インダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上記第
１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサに充
電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との共振
現象を利用して上記直流入力電源に回生し、上記トラン
スのリセット巻線を不要としたものである。

【００１７】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、直流入力電源と、低電位側端子が上記直流入力電
源の低電位側端子に接続された第１のスイッチング手段
と、第１の巻線が上記直流入力電源の高電位側端子と上
記第１のスイッチング手段の高電位側端子との間に接続
されたトランスと、アノード端子が上記トランスの第１
の巻線と直列に接続された第２の巻線の一方の端子に接
続された整流用ダイオードと、アノード端子が上記直流
入力電源の高電位側端子に接続されカソード端子が上記
整流用ダイオードのカソード端子に接続された還流用ダ
イオードと、この還流用ダイオードのカソード端子と上
記直流入力電源の低電位側端子との間に接続された、平
滑リアクトルと平滑コンデンサとの直列接続体からなる
ＬＣフィルタとを備えたブースト形のＤＣ／ＤＣコンバ
ータにおいて、アノード端子が上記第１のスイッチング
素子の高電位側端子に接続された第１のダイオードと、
一方の端子が上記第１のダイオードのカソード端子に接
続され他方の端子が上記第１のスイッチング手段の低電
位側端子に接続されたコンデンサと、一方の端子が上記
第１のダイオードおよびコンデンサの接続点に接続され
た第２のスイッチング手段と、上記第２のスイッチング
手段の他方の端子と上記直流入力電源の高電位側端子と
の間に接続された誘導性素子と、アノード端子が上記第
１のスイッチング手段の低電位側端子に接続されカソー
ド端子が上記第２のスイッチング手段および誘導性素子
の接続点に接続された第２のダイオードとを備え、上記
第１のスイッチング手段のオン期間内で上記第２のスイ
ッチング手段をオンすることにより、上記オンした第２
のスイッチング手段を介して上記コンデンサと上記誘導
性素子とが直列となって上記直流入力電源に接続される
回路を形成し、上記トランスの励磁エネルギー更にその
漏れインダクタンスや配線のインダクタンスに蓄積され
たエネルギーによって上記第１のスイッチング手段のオ
フ期間に上記コンデンサに充電された電荷を、上記コン
デンサと誘導性素子との共振現象を利用して上記直流入
力電源に回生し、上記トランスのリセット巻線を不要と
したものである。

【００１８】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、直流入力電源と、高電位側端子が上記直流入力電
源の高電位側端子に接続された第１のスイッチング手段
と、第１の巻線が上記直流入力電源の低電位側端子と上
記第１のスイッチング手段の低電位側端子との間に接続
されたトランスと、上記トランスの第２の巻線の端子間
に接続された、互いに同極性同士が向き合う整流用ダイ
オードと還流用ダイオードとの直列接続体と、上記還流
用ダイオードと並列に接続された、平滑リアクトルと平
滑コンデンサとの直列接続体からなるＬＣフィルタとを
備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、カソード端子が
上記第１のスイッチング素子の低電位側端子に接続され
た第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイオ
ードのアノード端子に接続され他方の端子が上記第１の
スイッチング手段の高電位側端子に接続されたコンデン
サと、上記第１のダイオードおよびコンデンサの接続点
と上記直流入力電源の低電位側端子との間に接続され
た、誘導性素子と第２のスイッチング手段との直列接続
体とを備え、上記第１のスイッチング手段のオン期間内
で上記第２のスイッチング手段をオンすることにより、
上記オンした第２のスイッチング手段を介して上記コン
デンサと上記誘導性素子とが直列となって上記直流入力
電源に接続される回路を形成し、上記トランスの励磁エ
ネルギー更にその漏れインダクタンスや配線のインダク
タンスに蓄積されたエネルギーによって上記第１のスイ
ッチング手段のオフ期間に上記コンデンサに充電された
電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との共振現象を利
用して上記直流入力電源に回生し、上記トランスのリセ
ット巻線を不要としたものである。

【００１９】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、直流入力電源と、高電位側端子が上記直流入力電
源の高電位側端子に接続された第１のスイッチング手段
と、第１の巻線が上記直流入力電源の低電位側端子と上
記第１のスイッチング手段の低電位側端子との間に接続
されたトランスと、アノード端子が上記トランスの第１
の巻線と直列に接続された第２の巻線の一方の端子に接
続された整流用ダイオードと、アノード端子が上記直流
入力電源の高電位側端子に接続されカソード端子が上記
整流用ダイオードのカソード端子に接続された還流用ダ
イオードと、この還流用ダイオードのカソード端子と上
記直流入力電源の低電位側端子との間に接続された、平
滑リアクトルと平滑コンデンサとの直列接続体からなる
ＬＣフィルタとを備えたブースト形のＤＣ／ＤＣコンバ
ータにおいて、カソード端子が上記第１のスイッチング
素子の低電位側端子に接続された第１のダイオードと、
一方の端子が上記第１のダイオードのアノード端子に接
続され他方の端子が上記第１のスイッチング手段の高電
位側端子に接続されたコンデンサと、上記第１のダイオ
ードおよびコンデンサの接続点と上記直流入力電源の低
電位側端子との間に接続された、誘導性素子と第２のス
イッチング手段との直列接続体とを備え、上記第１のス
イッチング手段のオン期間内で上記第２のスイッチング
手段をオンすることにより、上記オンした第２のスイッ
チング手段を介して上記コンデンサと上記誘導性素子と
が直列となって上記直流入力電源に接続される回路を形
成し、上記トランスの励磁エネルギー更にその漏れイン
ダクタンスや配線のインダクタンスに蓄積されたエネル
ギーによって上記第１のスイッチング手段のオフ期間に
上記コンデンサに充電された電荷を、上記コンデンサと
誘導性素子との共振現象を利用して上記直流入力電源に
回生し、上記トランスのリセット巻線を不要としたもの
である。

【００２０】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、直流入力電源と、高電位側端子が上記直流入力電
源の高電位側端子に接続された第１のスイッチング手段
と、第１の巻線が上記直流入力電源の低電位側端子と上
記第１のスイッチング手段の低電位側端子との間に接続
されたトランスと、上記トランスの第２の巻線の端子間
に接続された、互いに同極性同士が向き合う整流用ダイ
オードと還流用ダイオードとの直列接続体と、上記還流
用ダイオードと並列に接続された、平滑リアクトルと平
滑コンデンサとの直列接続体からなるＬＣフィルタとを
備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、カソード端子が
上記第１のスイッチング素子の低電位側端子に接続され
た第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイオ
ードのアノード端子に接続され他方の端子が上記第１の
スイッチング手段の高電位側端子に接続されたコンデン
サと、一方の端子が上記第１のダイオードおよびコンデ
ンサの接続点に接続された第２のスイッチング手段と、
上記第２のスイッチング手段の他方の端子と上記直流入
力電源の低電位側端子との間に接続された誘導性素子
と、カソード端子が上記第１のスイッチング手段の高電
位側端子に接続されアノード端子が上記第２のスイッチ
ング手段および誘導性素子の接続点に接続された第２の
ダイオードとを備え、上記第１のスイッチング手段のオ
ン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンすること
により、上記オンした第２のスイッチング手段を介して
上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって上記
直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トランス
の励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配線の
インダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上記第
１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサに充
電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との共振
現象を利用して上記直流入力電源に回生し、上記トラン
スのリセット巻線を不要としたものである。

【００２１】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、直流入力電源と、高電位側端子が上記直流入力電
源の高電位側端子に接続された第１のスイッチング手段
と、第１の巻線が上記直流入力電源の低電位側端子と上
記第１のスイッチング手段の低電位側端子との間に接続
されたトランスと、アノード端子が上記トランスの第１
の巻線と直列に接続された第２の巻線の一方の端子に接
続された整流用ダイオードと、アノード端子が上記直流
入力電源の高電位側端子に接続されカソード端子が上記
整流用ダイオードのカソード端子に接続された還流用ダ
イオードと、この還流用ダイオードのカソード端子と上
記直流入力電源の低電位側端子との間に接続された、平
滑リアクトルと平滑コンデンサとの直列接続体からなる
ＬＣフィルタとを備えたブースト形のＤＣ／ＤＣコンバ
ータにおいて、カソード端子が上記第１のスイッチング
素子の低電位側端子に接続された第１のダイオードと、
一方の端子が上記第１のダイオードのアノード端子に接
続され他方の端子が上記第１のスイッチング手段の高電
位側端子に接続されたコンデンサと、一方の端子が上記
第１のダイオードおよびコンデンサの接続点に接続され
た第２のスイッチング手段と、上記第２のスイッチング
手段の他方の端子と上記直流入力電源の低電位側端子と
の間に接続された誘導性素子と、カソード端子が上記第
１のスイッチング手段の高電位側端子に接続されアノー
ド端子が上記第２のスイッチング手段および誘導性素子
の接続点に接続された第２のダイオードとを備え、上記
第１のスイッチング手段のオン期間内で上記第２のスイ
ッチング手段をオンすることにより、上記オンした第２
のスイッチング手段を介して上記コンデンサと上記誘導
性素子とが直列となって上記直流入力電源に接続される
回路を形成し、上記トランスの励磁エネルギー更にその
漏れインダクタンスや配線のインダクタンスに蓄積され
たエネルギーによって上記第１のスイッチング手段のオ
フ期間に上記コンデンサに充電された電荷を、上記コン
デンサと誘導性素子との共振現象を利用して上記直流入
力電源に回生し、上記トランスのリセット巻線を不要と
したものである。

【００２２】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、第１のスイッチング手段のオン期間内において第
２のスイッチング手段をオン状態にし、かつ、上記第２
のスイッチング手段のオン時間をコンデンサと誘導性素
子とで決まる共振周期の１／２以上としたものである。

【００２３】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、第２のスイッチング手段の電流を検出し、オン状
態から上記電流が零になった後上記第２のスイッチング
手段をオフ状態にするようにしたものである。

【００２４】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、第２のスイッチング手段を極性を有するものと
し、オン状態から電流が零になると自動的にオフするよ
うにしたものである。

【００２５】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、第１のスイッチング手段のオン、オフ動作と、第
２のスイッチング手段のオン、オフ動作をそれぞれ同期
させるようにしたものである。

【００２６】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、第１のスイッチング手段の最小オン時間がコンデ
ンサと誘導性素子とで決まる共振周期の１／２未満で、
かつ、上記第１のスイッチング手段のオン期間内におい
て第２のスイッチング手段をオン状態にするようにした
ものである。

【００２７】また、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバー
タは、第１のスイッチング手段のオン、オフ動作と、第
２のスイッチング手段のオン、オフ動作をそれぞれ同期
させるようにしたものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の一実施の形態を図について説明する。
図１はスナバ回路を有するこの発明の実施の形態１によ
るフォワード形ＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。
図において、１は直流入力電源、２はトランスで、第１
の巻線２ａ、第２の巻線２ｂを有し、従来では必要とし
たリセット巻線２ｃ（図１５）は省略されている。３
は、例えば、トランジスタやＩＧＢＴ等の第１のスイッ
チング素子、４はトランス２の第２の巻線２ｂに誘起さ
れる電圧を整流する整流手段としての整流用ダイオー
ド、６および７は、整流用ダイオード４からの出力を平
滑化して図示しない負荷へ供給する平滑手段としてのチ
ョークコイルおよび平滑コンデンサ、５は整流用ダイオ
ード４からの出力が無い時間帯でチョークコイル６に蓄
積されたエネルギーを電流源にして負荷へ供給する環流
用ダイオードである。なお、図示は省略するが、整流用
ダイオード４は図１に示す位置に挿入する場合に限ら
ず、環流用ダイオード５のアノード端子と第２の巻線２
ｂの他方の端子との間に挿入してもよく、更に、図１の
位置との両者に挿入するようにしてもよい。

【００２９】１３は第１のダイオード、１４はコンデン
サでありこれらは直列接続されており、第１のスイッチ
ング素子３と並列に接続されている。第１のダイオード
１３のアノード端子はトランス２の第１の巻線２ａと第
１のスイッチング素子３との接続点に接続され、第１の
ダイオード１３のカソード端子は直列接続した誘導性素
子としてのリアクトル１５と補助スイッチング素子であ
る第２のスイッチング素子１６の一端に接続され、その
他端は直流入力電源１の高電位側端子に接続されてい
る。また、第１のスイッチング素子３と逆並列に第２の
ダイオード１７が接続され、スナバ回路１８が構成され
ている。

【００３０】次に動作について説明する。図２は本発明
のフォワード形ＤＣ／ＤＣコンバータおよびそのスナバ
回路の動作の一実施の形態を示す動作波形図である。図
中の図（ａ）は第１のスイッチング素子３の駆動波形、
図（ｂ）は第２のスイッチング素子１６の駆動波形、図
（ｃ）は第１のスイッチング素子３の電流ｉｓおよび電
圧Ｖｓの波形、図（ｄ）はコンデンサ１４の電流ｉｃの
波形、図（ｅ）はコンデンサ１４の電圧Ｖｃの波形、図
（ｆ）はリアクトル１５または第２のスイッチング素子
１６に流れる電流ｉＬの波形、図（ｇ）は第２のダイオ
ード１７に流れる電流ｉＤの波形である。

【００３１】コンバータの基本的な動作は従来と同様で
あるので、詳細な説明は省略するが、図２（ａ）に示す
ように第１のスイッチング素子３をターンオフすると、
トランス２の漏れインダクタンスや配線の寄生インダク
タンスに蓄積されていたエネルギーが第１のダイオード
１３を介して、図２（ｄ）に示すようにコンデンサ１４
に充電され、図２（ｃ）のように第１のスイッチング素
子３にかかる電圧が緩やかに上昇し、ターンオフ時のス
パイク電圧を吸収する。また、ターンオフ時の第１のス
イッチング素子３の電圧・電流の重なりが少なくなって
スイッチング損失が低減され、スイッチングノイズも低
減される。更に第１のスイッチング素子３がオン期間中
にトランス２に蓄積した励磁エネルギーも第１のスイッ
チング素子３をターンオフすると、第１のダイオード１
３を介して、コンデンサ１４に充電される。コンデンサ
１４に充電されたこれらのエネルギーは第１のスイッチ
ング素子３のオフ期間中保持される。

【００３２】図２（ａ）（ｂ）に示すように第１のスイ
ッチング手段３がターンオンしたと同時に、第２のスイ
ッチング手段１６をターンオンすると、コンデンサ１４
に蓄積され保持されていたエネルギーが図２（ｅ）のよ
うに放電を開始する。この放電はコンデンサ１４とリア
クトル１５との共振により行なわれ、リアクトル１５や
第２のスイッチング手段１６に流れる電流波形は図２
（ｆ）のように正弦波状となる。コンデンサ１４に蓄積
されていたスナバエネルギーと励磁エネルギーはコンデ
ンサ１４→リアクトル１５→第２のスイッチング手段１
６→直流入力電源１→コンデンサ１４の経路で直流入力
電源１に回生される。

【００３３】図２（ｅ）に示すようにコンデンサ１４の
電圧Ｖｃが零になると、第２のダイオード１７がオン状
態になり、リアクトル１５の残りのエネルギーをリアク
トル１５→第２のスイッチング手段１６→直流入力電源
１→第２のダイオード１７→第１のダイオード１３→リ
アクトル１５の経路で直流入力電源１に引き続き回生す
る。図２（ｆ）に示すようにリアクトル１５または第２
のスイッチング手段１６に流れる電流ｉＬが零になった
後に、第２のスイッチング手段１６をオフする。

【００３４】以上のようにフォワード形ＤＣ／ＤＣコン
バータのトランスの漏れインダクタンスや配線の寄生イ
ンダクタンスに蓄積されたエネルギー、およびトランス
の励磁エネルギーをコンデンサ１４に充電し、これらの
エネルギーを直流入力電源１に回生するので、損失には
ならず、効率の低下を防ぎ、発熱を防止する。また、本
発明のスナバ回路はトランス２のリセット機能を持つの
で、従来のフォワード形ＤＣ／ＤＣコンバータのトラン
スのリセット回路、即ち、リセット巻線およびリセット
用ダイオードが不要になる。また更に、コンデンサ１４
により第１のスイッチング手段３にかかる電圧が緩やか
に変化し、ターンオフ時のスパイク電圧が吸収され、タ
ーンオフ時の第１のスイッチング手段３の電圧・電流の
重なりが少なくなってスイッチング損失が低減され、ス
イッチングノイズも低減される。

【００３５】なお、リアクトル１５と第２のスイッチン
グ手段１６の接続関係は逆であっても良い。また、第２
のスイッチング手段１６のターンオンは、第１のスイッ
チング手段３のターンオンと同時でなくても第１のスイ
ッチング手段３のターンオン後であれば同様の動作、効
果を得ることができる。

【００３６】また、上記の説明では、コンデンサ１４の
電圧Ｖｃが零になった後の、リアクトル１５に残ってい
るエネルギーの回生は、第２のダイオード１７を経由し
て行うとしているが、次の条件が成立する場合は、第２
のダイオード１７を省略しても上記リアクトル１５の残
留エネルギーの回生が可能となる。即ち、第１のスイッ
チング素子３がそのオンの期間に流れる電流の絶対値
が、上記したリアクトル１５の残留エネルギーの回生時
に流れる電流の絶対値より大きければ、第２のダイオー
ド１７がなくても、リアクトル１５→第２のスイッチン
グ素子１６→直流入力電源１→第１のスイッチング素子
３→第１のダイオード１３→リアクトル１５の経路が成
立して回生動作が可能となるからである。

【００３７】実施の形態２．なお、上記実施の形態１ではリアクトル１５または第２
のスイッチング素子１６に流れる電流ｉＬが零になった
のを検出し、その後に第２のスイッチング素子１６をオ
フするものについて示したが、電流検出手段を用いずに
第１のスイッチング素子３の最小オン時間以内で、第２
のスイッチング素子１６のオン時間をコンデンサ１４と
リアクトル１５との共振周期のほぼ半分以上の時間にあ
らかじめ設定しておいても良く、上記実施の形態１と同
様の効果を奏すると共に、電流検出手段が不要になり低
コスト化できる効果がある。

【００３８】図３はこの発明の実施の形態２によるスナ
バ回路動作を示す動作波形図である。図中の図（ａ）は
第１のスイッチング素子３の駆動波形、図（ｂ）は第２
のスイッチング素子１６の駆動波形、図（ｃ）はコンデ
ンサ１４の電圧Ｖｃの波形、図（ｄ）はリアクトル１５
または第２のスイッチング素子１６に流れる電流ｉＬの
波形、図（ｅ）は第２のダイオード１７に流れる電流ｉ
Ｄの波形である。この図を用いて動作について説明す
る。

【００３９】上記図１の第１のスイッチング素子３のオ
フ期間の動作は上記実施の形態１と全く同様であり、説
明は省略する。第１のスイッチング素子３がターンオン
した後、あらかじめ設定された時刻Ｔｄ後に図３（ｂ）
のように第２のスイッチング素子１６をターンオンす
る。コンデンサ１４とリアクトル１５との共振周期のほ
ぼ半分の時間が、第１のスイッチング素子３の最小オン
時間Ｔｏｎ１以内になるように、あらかじめコンデンサ
１４の容量値Ｃとリアクトル１５のインダクタンス値Ｌ
を設定しておき、コンデンサ１４とリアクトル１５との
共振周期のほぼ半分の時間以上に第２のスイッチング素
子１６のオン時間Ｔｏｎ２を設定しておく。第２のスイ
ッチング素子１６がターンオンすると、コンデンサ１４
に蓄積され保持されていたエネルギーが図３（ｃ）のよ
うに放電を開始する。この放電はコンデンサ１４とリア
クトル１５との共振により行なわれ、リアクトル１５や
第２のスイッチング素子１６に流れる電流波形は図３
（ｄ）のように正弦波状となる。コンデンサ１４に蓄積
されていたスナバエネルギーと励磁エネルギーはコンデ
ンサ１４→リアクトル１５→第２のスイッチング素子１
６→直流入力電源１→コンデンサ１４の経路で直流入力
電源１に回生される。

【００４０】図３（ｃ）に示すようにコンデンサ１４の
電圧Ｖｃが零になると、第２のダイオード１７がオン状
態になり、リアクトル１５の残りのエネルギーをリアク
トル１５→第２のスイッチング素子１６→直流入力電源
１→第２のダイオード１７→第１のダイオード１３→リ
アクトル１５の経路で直流入力電源１に引き続き回生す
る。コンデンサ１４とリアクトル１５との共振周期のほ
ぼ半分以上の時間が経過すると、図３（ｄ）に示すよう
にリアクトル１５または第２のスイッチング素子１６に
流れる電流ｉＬが零になっており、あらかじめ設定され
た第２のスイッチング素子１６のオン時間Ｔｏｎ２で第
２のスイッチング素子１６をオフする。この動作によ
り、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができ
る。

【００４１】第１のスイッチング素子３と第２のスイッ
チング素子１６とは、ハードウエアとしては一般に異な
ったものとなり、通常、前者の容量は後者のそれより大
きくなる。従って図示しない制御系から両スイッチング
素子３、１６に対し、同時にターンオンの信号を送出す
ると、両者のハードウエアの相違に基づくターンオン動
作特性の差から第２のスイッチング素子１６が第１のス
イッチング素子３より先にターンオンする可能性が否定
できない。この場合には、第２のスイッチング素子１６
のターンオンにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの主回路動
作への影響が発生し得る。ところが、図３（ｂ）に示す
ように、第２のスイッチング素子１６のターンオンのタ
イミングを、第１のスイッチング素子３のそれより時間
Ｔｄだけ遅らせるよう設定し、このＴｄの値を両者の特
性を考慮して適当に選定すれば、第２のスイッチング素
子１６のターンオンのタイミングが第１のスイッチング
素子３のそれより必ず遅くなり、上述した不具合の懸念
が解消される訳である。

【００４２】なお、上記実施の形態２では第１のスイッ
チング素子３がターンオンした後、あらかじめ設定され
た時刻Ｔｄ後に第２のスイッチング素子１６をターンオ
ンするものについて示したが、上記実施の形態１と同様
に、第１のスイッチング素子３がターンオンと同時に第
２のスイッチング素子１６をターンオンしても同様の効
果が得られる。

【００４３】実施の形態３．なお、上記実施の形態２ではコンデンサ１４とリアクト
ル１５との共振周期のほぼ半分の時間以上に第２のスイ
ッチング素子１６のオン時間Ｔｏｎ２をあらかじめ設定
しておくものについて示したが、共振周期のほぼ半分の
時間以上であれば良いので、第１のスイッチング素子３
のターンオフに同期して第２のスイッチング素子１６を
ターンオフするものであっても良く、上記実施の形態２
と同様の効果を奏する。

【００４４】図４はこの発明の実施の形態３によるスナ
バ回路動作を示す動作波形図である。図中の図（ａ）〜
（ｅ）は上記図３と同一部分の波形である。この図を用
いて動作について説明する。

【００４５】第１のスイッチング素子３のオフ期間の動
作は上記実施の形態１および２と全く同様であり、説明
は省略する。上記図１の第１のスイッチング素子３がタ
ーンオンした後、あらかじめ設定された時刻Ｔｄ後に図
４（ｂ）のように第２のスイッチング素子１６をターン
オンする。コンデンサ１４とリアクトル１５との共振周
期のほぼ半分の時間が、第１のスイッチング素子３の最
小オン時間Ｔｏｎ１以内になるように、あらかじめコン
デンサ１４の容量値Ｃとリアクトル１５のインダクタン
ス値Ｌを設定しておく。第１のスイッチング素子３の最
小オン時間Ｔｏｎ１と第１のスイッチング素子３のター
ンオンから第２のスイッチング素子１６をターンオンま
での遅延時間Ｔｄの差の時間Ｔｏｎ２が、コンデンサ１
４とリアクトル１５との共振周期のほぼ半分の時間以上
になるようにあらかじめしておく。エネルギーの回生動
作は上記実施の形態２と同様の動作をするので詳細説明
は省略するが、第２のスイッチング素子１６のターンオ
ン後、コンデンサ１４とリアクトル１５との共振周期の
ほぼ半分以上の時間が経過すると、図４（ｄ）に示すよ
うにリアクトル１５または第２のスイッチング素子１６
に流れる電流ｉＬが零になっており、第１のスイッチン
グ素子３のターンオフに同期して第２のスイッチング素
子１６をターンオフしても、上記実施の形態１あるいは
２と同様の効果を得ることができる。

【００４６】実施の形態４．なお、上記実施の形態１〜３では第１のスイッチング素
子３と第２のスイッチング素子１６のオン時間が異なる
ものについて示したが、オン時間はコンデンサ１４とリ
アクトル１５との共振周期のほぼ半分の時間以上であれ
ば良いので、第１のスイッチング素子３のオン、オフ動
作と、上記第２のスイッチング素子１６のオン、オフ動
作を同期させるものであっても良く、上記実施の形態１
〜３と同様の効果を奏すると共に、第１のスイッチング
素子３と第２のスイッチング素子１６の制御回路や駆動
回路が簡単化でき、コンデンサ１４の容量値Ｃとリアク
トル１５のインダクタンス値Ｌをより広い範囲で選定で
きる効果がある。

【００４７】図５は本発明のフォワード形ＤＣ／ＤＣコ
ンバータおよびそのスナバ回路の動作の他の実施の形態
を示す動作波形図である。図中の図（ａ）〜（ｇ）は上
記図２と同一部分の波形である。この図を用いて動作に
ついて説明する。

【００４８】第１のスイッチング素子３のオフ期間の動
作は上記実施の形態１〜３と全く同様であり、説明は省
略する。上記図１の第１のスイッチング素子３のターン
オンに同期して、図５（ｂ）のように第２のスイッチン
グ素子１６をターンオンする。コンデンサ１４とリアク
トル１５との共振周期のほぼ半分の時間が、第１のスイ
ッチング素子３の最小オン時間Ｔｏｎ１以内になるよう
に、あらかじめコンデンサ１４の容量値Ｃとリアクトル
１５のインダクタンス値Ｌを設定しておく。エネルギー
の回生動作は上記実施の形態１〜３と同様の動作をする
ので詳細説明は省略するが、第２のスイッチング素子１
６のターンオン後、コンデンサ１４とリアクトル１５と
の共振周期のほぼ半分以上の時間が経過すると、図５
（ｅ）に示すようにコンデンサ１４の電圧Ｖｃは零にな
っており、また図５（ｆ）に示すようにリアクトル１５
または第２のスイッチング手段１６に流れる電流ｉＬが
零になっているので、第１のスイッチング素子３のター
ンオフに同期して第２のスイッチング素子１６をターン
オフすることができる。これにより容易に上記実施の形
態１〜３と同様の効果を得ることができると共に、第２
のスイッチング素子１６のオン時間Ｔｏｎ２が許容可能
な最大時間にしたので、コンデンサ１４の容量値Ｃとリ
アクトル１５のインダクタンス値Ｌをより広い範囲で選
定でき、しかも電流検出手段が不要で、遅延時間Ｔｄの
設定回路も不要であり、制御回路や駆動回路が簡単化で
きる効果がある。

【００４９】なお、第２のスイッチング素子１６のター
ンオフのタイミングについては、第２のスイッチング素
子１６自体を極性を有するものとし、第１のスイッチン
グ素子３のターンオフのタイミングと関連させることな
く、第２のスイッチング素子１６の電流が零となったタ
イミングでオフさせるようにしてもよいことは勿論であ
る。

【００５０】実施の形態５．なお、上記実施の形態１〜４ではコンデンサ１４の電圧
が零になった後、第２のダイオード１７が導通するもの
について示したが、第１のスイッチング素子３に電界効
果型トランジスタを用い、その寄生ダイオードを第２の
ダイオード１７の代わりに用いたものであっても良く、
上記実施の形態１〜４と同様の効果を奏すると共に、第
２のダイオード１７が不要となり低コスト化できる効果
がある。

【００５１】図６はこの発明のスナバ回路を有する実施
の形態５によるフォワード形ＤＣ／ＤＣコンバータの回
路図である。図において、１〜７および１３〜１６は図
１に示した上記実施の形態１の構成要素と同等のもので
ある。３は第１のスイッチング素子であり、電界効果型
トランジスタを用いている。１９は電界効果型トランジ
スタの寄生ダイオードであり、上記図１の第２のダイオ
ード１７と同様の働きをする。１６ａは第２のスイッチ
ング素子として同様に電界効果型トランジスタを用いて
おり、１６ｂは逆流防止用のダイオードであり、スナバ
回路２０が構成されている。

【００５２】上記図６に示したフォワード形ＤＣ／ＤＣ
コンバータの動作は上記実施の形態１〜実施の形態４と
第２のダイオード１７の代わりに電界効果型トランジス
タ３の寄生ダイオード１９が働く以外は同様であり、説
明な説明は省略する。

【００５３】実施の形態６．上記実施の形態１〜５では第１のスイッチング素子３と
逆並列に第２のダイオード１７が接続されるか、電界効
果型トランジスタ３の寄生ダイオード１９を用いたもの
について示したが、第２のダイオードがコンデンサ１４
と並列に接続されたものでも良く、上記実施の形態１〜
４と同様の効果を奏すると共に、コンデンサ１４の電圧
が零になった後の電流経路に第１のダイオード１３が含
まれず、第１のダイオード１３の導通損失分のエネルギ
ーを有効に直流入力電源１に回生できる効果がある。

【００５４】図７はこの発明の他の実施の形態を示す図
である。図において、１〜７、および１３〜１６は上記
図１に示した実施の形態１の構成要素と同等のものであ
る。異なる点は、第１のスイッチング素子３と逆並列に
接続された第２のダイオード１７の代わりに、コンデン
サ１４と並列に第２のダイオード２１が接続され、スナ
バ回路２２が構成されているところである。

【００５５】次に動作について説明する。基本的な動作
は、上記実施の形態１〜５とほぼ同様の動作をするので
詳細な説明は省略する。異なる点は、コンデンサ１４の
電圧Ｖｃが零になった後の電流経路であり、リアクトル
１５→第２のスイッチング素子１６→直流入力電源１→
第２のダイオード２１→リアクトル１５の経路で第１の
ダイオード１３を通らずに直流入力電源１に回生すると
ころであり、第１のダイオード１３の導通損失分のエネ
ルギーを有効に直流入力電源１に回生できる。

【００５６】実施の形態７．上記実施の形態１〜６では第１のスイッチング素子３の
低電位側端子が直流入力電源１の低電位側端子に接続さ
れたものについて示したが、第１のスイッチング素子３
の高電位側端子が直流入力電源１の高電位側端子に接続
されたものでも良く、上記実施の形態１〜６と同様の効
果を奏する。

【００５７】図８〜図１０はこの発明の他の実施の形態
を示す図である。図において、１〜７、および１３〜１
７，１９、２１は上記図１、図６、あるいは図７に示し
た実施の形態１〜６の構成要素と同等のものである。図
８において、１４はコンデンサ、１３は第１のダイオー
ドであり、これらは直列接続されており、第１のスイッ
チング素子３と並列に接続されている。１５はリアクト
ル、１６は補助スイッチング手段である第２のスイッチ
ング素子でありこれらは直列接続され、その一端はコン
デンサ１４と第１のダイオード１３との接続点に接続さ
れている。また、その他端側は直流入力電源１の低電位
側端子に接続されている。直流入力電源１の高電位側端
子は第１のスイッチング素子３の高電位側端子に接続さ
れており、第１のスイッチング素子３の低電位側端子に
は第１のダイオード１３のカソード端子が接続されてい
る。また、第１のスイッチング素子３と逆並列に第２の
ダイオード１７が接続され、スナバ回路２３が構成され
ている。なお、リアクトル１５と第２のスイッチング素
子１６の接続関係は逆であっても良い。

【００５８】また、図９においては、図６と同様に第１
のスイッチング素子３として、電界効果型トランジスタ
を用いている。１９は電界効果型トランジスタの寄生ダ
イオードであり、上記図８の第２のダイオード１７と同
様の働きをする。１６ａは第２のスイッチング素子とし
て同様に電界効果型トランジスタを用いており、１６ｂ
は逆流防止用のダイオードであり、スナバ回路２４が構
成されている。

【００５９】また、図１０においては、図７と同様に第
１のスイッチング素子３と逆並列に接続された第２のダ
イオード１７の代わりに、コンデンサ１４と並列に第２
のダイオード２１が接続され、スナバ回路２５が構成さ
れている。

【００６０】次に動作について説明する。基本的な動作
は、上記実施の形態１〜６とほぼ同様の動作をするので
詳細な説明は省略する。異なる点は、第２のスイッチン
グ素子１６、または１６ａをターンオンした時のコンデ
ンサ１４に蓄積され保持されていたエネルギーの放電経
路であり、コンデンサ１４→直流入力電源１→第２のス
イッチング手段１６、または１６ａおよび１６ｂ→リア
クトル１５→コンデンサ１４の経路で直流入力電源１に
スナバエネルギーおよび励磁エネルギーが回生されると
ころである。

【００６１】また、コンデンサ１４の電圧Ｖｃが零にな
った後の電流経路は、図８と図９ではリアクトル１５→
第１のダイオード１３→第２のダイオード１７、または
寄生ダイオード１９→直流入力電源１→第２のスイッチ
ング素子１６（または１６ｂ、１６ａ）→リアクトル１
５の上記実施の形態１〜６と逆向きの経路で直流入力電
源１に引き続き回生する。図１０ではリアクトル１５→
第２のダイオード２１→直流入力電源１→第２のスイッ
チング素子１６→リアクトル１５の経路で第１のダイオ
ード１３を通らずに直流入力電源１に引き続き回生する
ところが異なる。

【００６２】なお、図８の回路において、第１のスイッ
チング素子３のオン期間における通電状態の条件によっ
ては、第２のダイオード１７を省略し得ることは実施の
形態１で説明したと同様である。

【００６３】実施の形態８．ところで、第１のスイッチング素子３の最小オン時間が
例えば無負荷時や軽負荷時等で非常に短い時間になる場
合があるが、一方において、第１のスイッチング素子３
のターンオフ時のスパイク電圧の抑制、スイッチングノ
イズの低減、スイッチング損失の低減をするためにコン
デンサ１４の容量値をある程度大きくする必要から、コ
ンデンサ１４とリアクトル１５との共振周期の半分の時
間が第１のスイッチング素子３の最小オン時間より長く
なってしまう場合が起こりうる。この場合、リアクトル
１５に電流が流れている状態、即ちエネルギーが残って
いる状態で第２のスイッチング素子１６をオフすること
になり、第２のスイッチング素子１６にはそのターンオ
フ時に過大なスパイク電圧が発生し、ノイズの増加、効
率の低下、あるいは発熱を引き起こす問題があり、第２
のスイッチング素子１６が破壊に至る場合もあると言っ
た問題もある。

【００６４】この実施の形態８は、この問題を解消する
ために検討されたもので、コンデンサ１４の電圧Ｖｃが
零になった後、第２のスイッチング素子１６を経由する
ことなくリアクトル１５のエネルギーを直流入力電源１
に回生することを可能とするものである。

【００６５】図１１はこの発明の他の実施の形態を示す
図である。図において、１〜１６は上記図７に示した構
成要素と同等のものである。第１のスイッチング素子３
と並列に、直列接続した第１のダイオード１３とコンデ
ンサ１４を接続し、第１のダイオード１３とコンデンサ
１４との接続点に第２のスイッチング素子１６、リアク
トル１５を順に直列に接続し、リアクトル１５の他端側
を直流入力電源１の高電位側端子に接続し、また直流入
力電源１の低電位側端子は第１のスイッチング素子３の
低電位側端子に接続した回路であり、第２のスイッチン
グ素子１６とリアクトル１５の接続点と直流入力電源１
の低電位側端子との間に第２のダイオード２６を接続し
てスナバ回路２７が構成されている。

【００６６】基本的な動作は、上記実施の形態６とほぼ
同様の動作をするので詳細な説明は省略する。異なる点
は、コンデンサ１４の電圧Ｖｃが零になった後の電流経
路が、リアクトル１５→直流入力電源１→第２のダイオ
ード２６→リアクトル１５の経路となり第２のスイッチ
ング素子１６を通らずに、第２のスイッチング素子１６
の導通損失分のエネルギーを有効に直流入力電源１に回
生できるところである。

【００６７】第２のスイッチング素子１６をオフした後
の電流経路が、リアクトル１５→直流入力電源１→第２
のダイオード２６→リアクトル１５の経路となるように
することにより、リアクトル１５に残ったエネルギーが
上記経路で直流入力電源１に回生できる効果があり、第
２のスイッチング素子１６にはターンオフ時のスパイク
電圧の防止、ノイズ発生の防止、効率低下の防止、ある
いは発熱防止、第２のスイッチング素子１６の破壊防止
の効果がある。この場合、第２のスイッチング素子１６
のオン時間は第１のスイッチング素子３のオン時間以内
にする。

【００６８】また、第１のスイッチング素子３の最小オ
ン時間が、コンデンサ１４とリアクトル１５との共振周
期の半分の時間より短い場合においては、第２のスイッ
チング素子１６をオフした後の電流経路が、リアクトル
１５→直流入力電源１→第２のダイオード２６→リアク
トル１５の経路となり、リアクトル１５に残ったエネル
ギーが直流入力電源１に回生できる。

【００６９】また、第１のスイッチング素子３の最小オ
ン時間が、コンデンサ１４とリアクトル１５との共振周
期の半分の時間より短い場合においては、第１のスイッ
チング素子３のオン、オフ動作に、第２のスイッチング
素子１６のオン、オフを同期させることにより、第２の
スイッチング素子１６のオン時間が第１のスイッチング
素子３のオン時間と同一の、許容できる最大オン時間に
できるため、コンデンサ１４に蓄積したエネルギーを最
大限、直流入力電源１に回生でき、コンデンサ１４の残
留電荷を最小にすることができる。

【００７０】実施の形態９．上記実施の形態８では第１のスイッチング素子３の低電
位側端子が直流入力電源１の低電位側端子に接続された
ものについて示したが、第１のスイッチング素子３の高
電位側端子が直流入力電源１の高電位側端子に接続され
たものでも良く、上記実施の形態８と同様の効果を奏す
る。

【００７１】図１２はこの発明の他の実施の形態を示す
図である。図において、１〜１６は上記図１０に示した
構成要素と同等のものである。第１のスイッチング素子
３と並列に、直列接続したコンデンサ１４と第１のダイ
オード１３を接続し、コンデンサ１４と第１のダイオー
ド１３との接続点に第２のスイッチング素子１６、リア
クトル１５を順に直列に接続し、リアクトル１５の他端
側を直流入力電源１の低電位側端子に接続し、また直流
入力電源１の高電位側端子は第１のスイッチング素子３
の高電位側端子に接続した回路であり、第２のスイッチ
ング素子１６とリアクトル１５の接続点と直流入力電源
１の高電位側端子との間に第２のダイオード２６を接続
してスナバ回路２８が構成されている。

【００７２】基本的な動作は、上記実施の形態７の図１
０とほぼ同様の動作をするので詳細な説明は省略する。
異なる点は、コンデンサ１４の電圧Ｖｃが零になった後
の電流経路が、リアクトル１５→第２のダイオード２６
→直流入力電源１→リアクトル１５の経路となり第２の
スイッチング素子１６を通らずに、第２のスイッチング
素子１６の導通損失分のエネルギーを有効に直流入力電
源１に回生できるところである。

【００７３】また、第１のスイッチング素子３の最小オ
ン時間が、コンデンサ１４とリアクトル１５との共振周
期の半分の時間より短い場合においては、第２のスイッ
チング素子１６をオフした後の電流経路が、リアクトル
１５→第２のダイオード２６→直流入力電源１→リアク
トル１５の経路となり、リアクトル１５に残ったエネル
ギーが直流入力電源１に回生できる。

【００７４】また、上記実施の形態８と同様に、第１の
スイッチング素子３の最小オン時間が、コンデンサ１４
とリアクトル１５との共振周期の半分の時間より短い場
合においては、第１のスイッチング素子３のオン、オフ
動作に、第２のスイッチング素子１６のオン、オフを同
期させることにより、第２のスイッチング素子１６のオ
ン時間が許容できる最大オン時間にできるため、コンデ
ンサ１４に蓄積したエネルギーを最大限、直流入力電源
１に回生でき、コンデンサ１４の残留電荷を最小にする
ことができる。

【００７５】実施の形態１０．上記実施の形態１〜９ではフォワード形ＤＣ／ＤＣコン
バータのスナバ回路について示したが、ブースト形フォ
ワードコンバータに本発明のスナバ回路を接続した構成
をとったものでも良く、上記実施の形態１〜９と同様の
効果を奏する。

【００７６】図１３、図１４はこの発明の実施の形態１
０のブースト形フォワードコンバータを示す構成図であ
る。図において、１〜３および１３〜１８、２３は上記
図１または図８に示した上記実施の形態１または７の構
成要素と同等のものである。２９は整流用ダイオード、
３０は環流用ダイオード、３１はチョークコイル、３２
は平滑コンデンサである。

【００７７】次に動作について説明する。基本的な動作
は、上記実施の形態１や７とほぼ同様であるが、このブ
ースト形のコンバータにあっては、トランス２の第２の
巻線２ｂは第１の巻線２ａと直列に接続されており、第
１と第２の巻線２ａ、２ｂの合成電圧に相当する電圧を
出力することができる。もっとも、スナバ回路としての
動作は、先の形態例と全く同様となり、スナバエネルギ
ーとトランスの励磁エネルギーを直流入力電源に回生す
る。

【００７８】なお、図１３のスナバ回路１８は上記図６
のスナバ回路２０や上記図７のスナバ回路２２、あるい
は上記図１１のスナバ回路２７に置き換えたものであっ
ても良く、それぞれ同様の効果を奏する。また、図１４
のスナバ回路２３は上記図９のスナバ回路２４や上記図
１０のスナバ回路２５、あるいは上記図１２のスナバ回
路２８に置き換えたものであっても良く、それぞれ同様
の効果を奏する。

【００７９】

【発明の効果】以上のように、この発明においては、第
１のスイッチング手段とトランスの第１の巻線とを直列
にして直流入力電源に接続し、上記第１のスイッチング
手段のオンオフ動作により上記トランスの第２の巻線に
誘起される電圧を整流する整流手段と、この整流手段か
らの出力を平滑化して負荷へ供給する平滑手段と、上記
整流手段からの出力が無い時間帯で上記平滑手段に蓄積
されたエネルギーを上記負荷へ供給するための還流手段
とを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、上記第１の
スイッチング手段の極間に接続された、第１のダイオー
ドとコンデンサとの直列接続体、および上記第１のダイ
オードとコンデンサとの接続点と上記直流入力電源との
間に接続された、誘導性素子と第２のスイッチング手段
との直列接続体を備え、上記第１のスイッチング手段の
オン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンするこ
とにより、上記オンした第２のスイッチング手段を介し
て上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって上
記直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トラン
スの励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配線
のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上記
第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサに
充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との共
振現象を利用して上記直流入力電源に回生するようにし
たので、トランスのリセット巻線が不要で、しかも、損
失、発熱を伴うことなく、第１のスイッチング手段のタ
ーンオフ時のスパイク電圧が吸収でき、ターンオフ時の
電圧、電流の重なりが少なくなってスイッチング損失・
スイッチングノイズが低減するＤＣ／ＤＣコンバータを
提供することができる。

【００８０】また、この発明においては、第１のスイッ
チング手段とトランスの第１の巻線とを直列にして直流
入力電源に接続し、上記第１のスイッチング手段のオン
オフ動作により上記トランスの第１の巻線とこの第１の
巻線と直列に接続された第２の巻線とに誘起される合成
電圧を整流する整流手段と、この整流手段からの出力を
平滑化して負荷へ供給する平滑手段と、上記整流手段か
らの出力が無い時間帯で上記平滑手段に蓄積されたエネ
ルギーを上記負荷へ供給するための還流手段とを備えた
ブースト形のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、上記第１
のスイッチング手段の極間に接続された、第１のダイオ
ードとコンデンサとの直列接続体、および上記第１のダ
イオードとコンデンサとの接続点と上記直流入力電源と
の間に接続された、誘導性素子と第２のスイッチング手
段との直列接続体を備え、上記第１のスイッチング手段
のオン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンする
ことにより、上記オンした第２のスイッチング手段を介
して上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって
上記直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トラ
ンスの励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配
線のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上
記第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサ
に充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との
共振現象を利用して上記直流入力電源に回生するように
したので、トランスのリセット巻線が不要で、しかも、
損失、発熱を伴うことなく、第１のスイッチング手段の
ターンオフ時のスパイク電圧が吸収でき、ターンオフ時
の電圧、電流の重なりが少なくなってスイッチング損失
・スイッチングノイズが低減するブースト形のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータを提供することができる。

【００８１】また、この発明においては、アノード端子
が上記第１のスイッチング素子の高電位側端子に接続さ
れた第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイ
オードのカソード端子に接続され他方の端子が上記第１
のスイッチング手段の低電位側端子に接続されたコンデ
ンサと、上記第１のダイオードおよびコンデンサの接続
点と上記直流電源の高電位側端子との間に接続された、
誘導性素子と第２のスイッチング手段との直列接続体と
を備え、上記第１のスイッチング手段のオン期間内で上
記第２のスイッチング手段をオンすることにより、上記
オンした第２のスイッチング手段を介して上記コンデン
サと上記誘導性素子とが直列となって上記直流入力電源
に接続される回路を形成し、上記トランスの励磁エネル
ギー更にその漏れインダクタンスや配線のインダクタン
スに蓄積されたエネルギーによって上記第１のスイッチ
ング手段のオフ期間に上記コンデンサに充電された電荷
を、上記コンデンサと誘導性素子との共振現象を利用し
て上記直流入力電源に回生するようにしたので、簡便な
構成により、トランスのリセット巻線が不要で、しか
も、損失、発熱を伴うことなく、第１のスイッチング手
段のターンオフ時のスパイク電圧が吸収でき、ターンオ
フ時の電圧、電流の重なりが少なくなってスイッチング
損失・スイッチングノイズが低減するＤＣ／ＤＣコンバ
ータを提供することができる。

【００８２】また、この発明においては、アノード端子
が上記第１のスイッチング素子の高電位側端子に接続さ
れた第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイ
オードのカソード端子に接続され他方の端子が上記第１
のスイッチング手段の低電位側端子に接続されたコンデ
ンサと、上記第１のダイオードおよびコンデンサの接続
点と上記直流入力電源の高電位側端子との間に接続され
た、誘導性素子と第２のスイッチング手段との直列接続
体とを備え、上記第１のスイッチング手段のオン期間内
で上記第２のスイッチング手段をオンすることにより、
上記オンした第２のスイッチング手段を介して上記コン
デンサと上記誘導性素子とが直列となって上記直流入力
電源に接続される回路を形成し、上記トランスの励磁エ
ネルギー更にその漏れインダクタンスや配線のインダク
タンスに蓄積されたエネルギーによって上記第１のスイ
ッチング手段のオフ期間に上記コンデンサに充電された
電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との共振現象を利
用して上記直流入力電源に回生するようにしたので、簡
便な構成により、トランスのリセット巻線が不要で、し
かも、損失、発熱を伴うことなく、第１のスイッチング
手段のターンオフ時のスパイク電圧が吸収でき、ターン
オフ時の電圧、電流の重なりが少なくなってスイッチン
グ損失・スイッチングノイズが低減するブースト形のＤ
Ｃ／ＤＣコンバータを提供することができる。

【００８３】また、この発明においては、アノード端子
が上記第１のスイッチング素子の高電位側端子に接続さ
れた第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイ
オードのカソード端子に接続され他方の端子が上記第１
のスイッチング手段の低電位側端子に接続されたコンデ
ンサと、一方の端子が上記第１のダイオードおよびコン
デンサの接続点に接続された第２のスイッチング手段
と、上記第２のスイッチング手段の他方の端子と上記直
流入力電源の高電位側端子との間に接続された誘導性素
子と、アノード端子が上記第１のスイッチング手段の低
電位側端子に接続されカソード端子が上記第２のスイッ
チング手段および誘導性素子の接続点に接続された第２
のダイオードとを備え、上記第１のスイッチング手段の
オン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンするこ
とにより、上記オンした第２のスイッチング手段を介し
て上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって上
記直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トラン
スの励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配線
のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上記
第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサに
充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との共
振現象を利用して上記直流入力電源に回生するようにし
たので、コンデンサの電圧が零になった後、第２のスイ
ッチング手段を経由せずに直流入力電源へのエネルギー
回生が可能となり、その分回生効率が向上するととも
に、第１のスイッチング手段の最小オン時間が短い場合
にも、第２のスイッチング手段の破壊が防止できるＤＣ
／ＤＣコンバータを提供することができる。

【００８４】また、この発明においては、アノード端子
が上記第１のスイッチング素子の高電位側端子に接続さ
れた第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイ
オードのカソード端子に接続され他方の端子が上記第１
のスイッチング手段の低電位側端子に接続されたコンデ
ンサと、一方の端子が上記第１のダイオードおよびコン
デンサの接続点に接続された第２のスイッチング手段
と、上記第２のスイッチング手段の他方の端子と上記直
流入力電源の高電位側端子との間に接続された誘導性素
子と、アノード端子が上記第１のスイッチング手段の低
電位側端子に接続されカソード端子が上記第２のスイッ
チング手段および誘導性素子の接続点に接続された第２
のダイオードとを備え、上記第１のスイッチング手段の
オン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンするこ
とにより、上記オンした第２のスイッチング手段を介し
て上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって上
記直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トラン
スの励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配線
のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上記
第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサに
充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との共
振現象を利用して上記直流入力電源に回生するようにし
たので、コンデンサの電圧が零になった後、第２のスイ
ッチング手段を経由せずに直流入力電源へのエネルギー
回生が可能となり、その分回生効率が向上するととも
に、第１のスイッチング手段の最小オン時間が短い場合
にも、第２のスイッチング手段の破壊が防止できるブー
スト形のＤＣ／ＤＣコンバータを提供することができ
る。

【００８５】また、この発明においては、カソード端子
が上記第１のスイッチング素子の低電位側端子に接続さ
れた第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイ
オードのアノード端子に接続され他方の端子が上記第１
のスイッチング手段の高電位側端子に接続されたコンデ
ンサと、上記第１のダイオードおよびコンデンサの接続
点と上記直流入力電源の低電位側端子との間に接続され
た、誘導性素子と第２のスイッチング手段との直列接続
体とを備え、上記第１のスイッチング手段のオン期間内
で上記第２のスイッチング手段をオンすることにより、
上記オンした第２のスイッチング手段を介して上記コン
デンサと上記誘導性素子とが直列となって上記直流入力
電源に接続される回路を形成し、上記トランスの励磁エ
ネルギー更にその漏れインダクタンスや配線のインダク
タンスに蓄積されたエネルギーによって上記第１のスイ
ッチング手段のオフ期間に上記コンデンサに充電された
電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との共振現象を利
用して上記直流入力電源に回生するようにしたので、簡
便な構成により、トランスのリセット巻線が不要で、し
かも、損失、発熱を伴うことなく、第１のスイッチング
手段のターンオフ時のスパイク電圧が吸収でき、ターン
オフ時の電圧、電流の重なりが少なくなってスイッチン
グ損失・スイッチングノイズが低減するＤＣ／ＤＣコン
バータを提供することができる。

【００８６】また、この発明においては、カソード端子
が上記第１のスイッチング素子の低電位側端子に接続さ
れた第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイ
オードのアノード端子に接続され他方の端子が上記第１
のスイッチング手段の高電位側端子に接続されたコンデ
ンサと、上記第１のダイオードおよびコンデンサの接続
点と上記直流入力電源の低電位側端子との間に接続され
た、誘導性素子と第２のスイッチング手段との直列接続
体とを備え、上記第１のスイッチング手段のオン期間内
で上記第２のスイッチング手段をオンすることにより、
上記オンした第２のスイッチング手段を介して上記コン
デンサと上記誘導性素子とが直列となって上記直流入力
電源に接続される回路を形成し、上記トランスの励磁エ
ネルギー更にその漏れインダクタンスや配線のインダク
タンスに蓄積されたエネルギーによって上記第１のスイ
ッチング手段のオフ期間に上記コンデンサに充電された
電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との共振現象を利
用して上記直流入力電源に回生するようにしたので、簡
便な構成により、トランスのリセット巻線が不要で、し
かも、損失、発熱を伴うことなく、第１のスイッチング
手段のターンオフ時のスパイク電圧が吸収でき、ターン
オフ時の電圧、電流の重なりが少なくなってスイッチン
グ損失・スイッチングノイズが低減するブースト形のＤ
Ｃ／ＤＣコンバータを提供することができる。

【００８７】また、この発明においては、カソード端子
が上記第１のスイッチング素子の低電位側端子に接続さ
れた第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイ
オードのアノード端子に接続され他方の端子が上記第１
のスイッチング手段の高電位側端子に接続されたコンデ
ンサと、一方の端子が上記第１のダイオードおよびコン
デンサの接続点に接続された第２のスイッチング手段
と、上記第２のスイッチング手段の他方の端子と上記直
流入力電源の低電位側端子との間に接続された誘導性素
子と、カソード端子が上記第１のスイッチング手段の高
電位側端子に接続されアノード端子が上記第２のスイッ
チング手段および誘導性素子の接続点に接続された第２
のダイオードとを備え、上記第１のスイッチング手段の
オン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンするこ
とにより、上記オンした第２のスイッチング手段を介し
て上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって上
記直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トラン
スの励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配線
のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上記
第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサに
充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との共
振現象を利用して上記直流入力電源に回生するようにし
たので、コンデンサの電圧が零になった後、第２のスイ
ッチング手段を経由せずに直流入力電源へのエネルギー
回生が可能となり、その分回生効率が向上するととも
に、第１のスイッチング手段の最小オン時間が短い場合
にも、第２のスイッチング手段の破壊が防止できるＤＣ
／ＤＣコンバータを提供することができる。

【００８８】また、この発明においては、カソード端子
が上記第１のスイッチング素子の低電位側端子に接続さ
れた第１のダイオードと、一方の端子が上記第１のダイ
オードのアノード端子に接続され他方の端子が上記第１
のスイッチング手段の高電位側端子に接続されたコンデ
ンサと、一方の端子が上記第１のダイオードおよびコン
デンサの接続点に接続された第２のスイッチング手段
と、上記第２のスイッチング手段の他方の端子と上記直
流入力電源の低電位側端子との間に接続された誘導性素
子と、カソード端子が上記第１のスイッチング手段の高
電位側端子に接続されアノード端子が上記第２のスイッ
チング手段および誘導性素子の接続点に接続された第２
のダイオードとを備え、上記第１のスイッチング手段の
オン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンするこ
とにより、上記オンした第２のスイッチング手段を介し
て上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって上
記直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トラン
スの励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配線
のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上記
第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサに
充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との共
振現象を利用して上記直流入力電源に回生するようにし
たので、コンデンサの電圧が零になった後、第２のスイ
ッチング手段を経由せずに直流入力電源へのエネルギー
回生が可能となり、その分回生効率が向上するととも
に、第１のスイッチング手段の最小オン時間が短い場合
にも、第２のスイッチング手段の破壊が防止できるブー
スト形のＤＣ／ＤＣコンバータを提供することができ
る。

【００８９】また、この発明においては、第１のスイッ
チング手段のオン期間内において第２のスイッチング手
段をオン状態にし、かつ、上記第２のスイッチング手段
のオン時間をコンデンサと誘導性素子とで決まる共振周
期の１／２以上としたので、常に、コンデンサに蓄積さ
れたエネルギーの直流入力電源への回生が確実になされ
る。

【００９０】また、この発明においては、第２のスイッ
チング手段の電流を検出し、オン状態から上記電流が零
になった後上記第２のスイッチング手段をオフ状態にす
るようにしたので、第２のスイッチング手段の適切なオ
フ動作が確実になされる。

【００９１】また、この発明においては、第２のスイッ
チング手段を極性を有するものとし、オン状態から電流
が零になると自動的にオフするようにしたので、電流検
出手段を必要とすることなく、第２のスイッチング手段
のオフ動作が確実になされる。

【００９２】また、この発明においては、第１のスイッ
チング手段のオン、オフ動作と、第２のスイッチング手
段のオン、オフ動作をそれぞれ同期させるので、両スイ
ッチング手段を駆動する構成が簡便になるとともに、コ
ンデンサの容量値と誘導性素子のインダクタンス値をよ
り広い範囲で選定することができる。

【００９３】また、この発明においては、第１のスイッ
チング手段の最小オン時間がコンデンサと誘導性素子と
で決まる共振周期の１／２未満で、かつ、上記第１のス
イッチング手段のオン期間内において第２のスイッチン
グ手段をオン状態にするので、第１のスイッチング手段
の最小オン時間が極めて小さくなる場合にも、本発明に
なるＤＣ／ＤＣコンバータを適用することができる。

【００９４】また、この発明においては、第１のスイッ
チング手段のオン、オフ動作と、第２のスイッチング手
段のオン、オフ動作をそれぞれ同期させるので、両スイ
ッチング手段を駆動する構成が簡便になるとともに、コ
ンデンサの容量値と誘導性素子のインダクタンス値をよ
り広い範囲で選定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるフォワード形
ＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図である。

【図２】図１のフォワード形ＤＣ／ＤＣコンバータお
よびそのスナバ回路の各部動作波形図である。

【図３】この発明の実施の形態２のスナバ回路の各部
動作波形図である。

【図４】この発明の実施の形態３のスナバ回路の各部
動作波形図である。

【図５】この発明の実施の形態４によるフォワード形
ＤＣ／ＤＣコンバータおよびそのスナバ回路の各部動作
波形図である。

【図６】この発明の実施の形態５によるフォワード形
ＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図である。

【図７】この発明の実施の形態６によるフォワード形
ＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図である。

【図８】この発明の実施の形態７によるフォワード形
ＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図である。

【図９】この発明の実施の形態７による他のフォワー
ド形ＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図である。

【図１０】この発明の実施の形態７による他のフォワ
ード形ＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図である。

【図１１】この発明の実施の形態８によるフォワード
形ＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図である。

【図１２】この発明の実施の形態９によるフォワード
形ＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図である。

【図１３】この発明の実施の形態１０によるブースト
形フォワードコンバータを示す回路図である。

【図１４】この発明の実施の形態１０による他のブー
スト形フォワードコンバータを示す回路図である。

【図１５】従来のＲＣＤスナバ回路付きのフォワード
形ＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図である。

【図１６】図１５のフォワード形ＤＣ／ＤＣコンバー
タおよびそのスナバ回路の各部動作波形図である。

【符号の説明】

１直流入力電源、２トランス、２ａトランス２の
第１の巻線、２ｂトランス２の第２の巻線、３第１
のスイッチング素子、４，２９整流用ダイオード、
５，３０環流用ダイオード、６，３１チョークコイ
ル、７，３２平滑コンデンサ、１３第１のダイオー
ド、１４コンデンサ、１５リアクトル、１６第２
のスイッチング素子、１７，２１，２６第２のダイオ
ード、１８，２０，２２，２３，２４，２５，２７，２
８スナバ回路、１９電界効果型トランジスタの寄生
ダイオード。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のスイッチング手段とトランスの第
１の巻線とを直列にして直流入力電源に接続し、上記第
１のスイッチング手段のオンオフ動作により上記トラン
スの第２の巻線に誘起される電圧を整流する整流手段
と、この整流手段からの出力を平滑化して負荷へ供給す
る平滑手段と、上記整流手段からの出力が無い時間帯で
上記平滑手段に蓄積されたエネルギーを上記負荷へ供給
するための還流手段とを備えたＤＣ／ＤＣコンバータに
おいて、上記第１のスイッチング手段の極間に接続された、第１
のダイオードとコンデンサとの直列接続体、および上記
第１のダイオードとコンデンサとの接続点と上記直流入
力電源との間に接続された、誘導性素子と第２のスイッ
チング手段との直列接続体を備え、上記第１のスイッチ
ング手段のオン期間内で上記第２のスイッチング手段を
オンすることにより、上記オンした第２のスイッチング
手段を介して上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列
となって上記直流入力電源に接続される回路を形成し、
上記トランスの励磁エネルギー更にその漏れインダクタ
ンスや配線のインダクタンスに蓄積されたエネルギーに
よって上記第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コ
ンデンサに充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性
素子との共振現象を利用して上記直流入力電源に回生
し、上記トランスのリセット巻線を不要としたことを特
徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】第１のスイッチング手段とトランスの第
１の巻線とを直列にして直流入力電源に接続し、上記第
１のスイッチング手段のオンオフ動作により上記トラン
スの第１の巻線とこの第１の巻線と直列に接続された第
２の巻線とに誘起される合成電圧を整流する整流手段
と、この整流手段からの出力を平滑化して負荷へ供給す
る平滑手段と、上記整流手段からの出力が無い時間帯で
上記平滑手段に蓄積されたエネルギーを上記負荷へ供給
するための還流手段とを備えたブースト形のＤＣ／ＤＣ
コンバータにおいて、上記第１のスイッチング手段の極間に接続された、第１
のダイオードとコンデンサとの直列接続体、および上記
第１のダイオードとコンデンサとの接続点と上記直流入
力電源との間に接続された、誘導性素子と第２のスイッ
チング手段との直列接続体を備え、上記第１のスイッチ
ング手段のオン期間内で上記第２のスイッチング手段を
オンすることにより、上記オンした第２のスイッチング
手段を介して上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列
となって上記直流入力電源に接続される回路を形成し、
上記トランスの励磁エネルギー更にその漏れインダクタ
ンスや配線のインダクタンスに蓄積されたエネルギーに
よって上記第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コ
ンデンサに充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性
素子との共振現象を利用して上記直流入力電源に回生
し、上記トランスのリセット巻線を不要としたことを特
徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】直流入力電源と、低電位側端子が上記直
流入力電源の低電位側端子に接続された第１のスイッチ
ング手段と、第１の巻線が上記直流入力電源の高電位側
端子と上記第１のスイッチング手段の高電位側端子との
間に接続されたトランスと、上記トランスの第２の巻線
の端子間に接続された、互いに同極性同士が向き合う整
流用ダイオードと還流用ダイオードとの直列接続体と、
上記還流用ダイオードと並列に接続された、平滑リアク
トルと平滑コンデンサとの直列接続体からなるＬＣフィ
ルタとを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、アノード端子が上記第１のスイッチング素子の高電位側
端子に接続された第１のダイオードと、一方の端子が上
記第１のダイオードのカソード端子に接続され他方の端
子が上記第１のスイッチング手段の低電位側端子に接続
されたコンデンサと、上記第１のダイオードおよびコン
デンサの接続点と上記直流入力電源の高電位側端子との
間に接続された、誘導性素子と第２のスイッチング手段
との直列接続体とを備え、上記第１のスイッチング手段
のオン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンする
ことにより、上記オンした第２のスイッチング手段を介
して上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって
上記直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トラ
ンスの励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配
線のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上
記第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサ
に充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との
共振現象を利用して上記直流入力電源に回生し、上記ト
ランスのリセット巻線を不要としたことを特徴とするＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ。
【請求項４】直流入力電源と、低電位側端子が上記直
流入力電源の低電位側端子に接続された第１のスイッチ
ング手段と、第１の巻線が上記直流入力電源の高電位側
端子と上記第１のスイッチング手段の高電位側端子との
間に接続されたトランスと、アノード端子が上記トラン
スの第１の巻線と直列に接続された第２の巻線の一方の
端子に接続された整流用ダイオードと、アノード端子が
上記直流入力電源の高電位側端子に接続されカソード端
子が上記整流用ダイオードのカソード端子に接続された
還流用ダイオードと、この還流用ダイオードのカソード
端子と上記直流入力電源の低電位側端子との間に接続さ
れた、平滑リアクトルと平滑コンデンサとの直列接続体
からなるＬＣフィルタとを備えたブースト形のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータにおいて、アノード端子が上記第１のスイッチング素子の高電位側
端子に接続された第１のダイオードと、一方の端子が上
記第１のダイオードのカソード端子に接続され他方の端
子が上記第１のスイッチング手段の低電位側端子に接続
されたコンデンサと、上記第１のダイオードおよびコン
デンサの接続点と上記直流入力電源の高電位側端子との
間に接続された、誘導性素子と第２のスイッチング手段
との直列接続体とを備え、上記第１のスイッチング手段
のオン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンする
ことにより、上記オンした第２のスイッチング手段を介
して上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって
上記直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トラ
ンスの励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配
線のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上
記第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサ
に充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との
共振現象を利用して上記直流入力電源に回生し、上記ト
ランスのリセット巻線を不要としたことを特徴とするＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ。
【請求項５】直流入力電源と、低電位側端子が上記直
流入力電源の低電位側端子に接続された第１のスイッチ
ング手段と、第１の巻線が上記直流入力電源の高電位側
端子と上記第１のスイッチング手段の高電位側端子との
間に接続されたトランスと、上記トランスの第２の巻線
の端子間に接続された、互いに同極性同士が向き合う整
流用ダイオードと還流用ダイオードとの直列接続体と、
上記還流用ダイオードと並列に接続された、平滑リアク
トルと平滑コンデンサとの直列接続体からなるＬＣフィ
ルタとを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、アノード端子が上記第１のスイッチング素子の高電位側
端子に接続された第１のダイオードと、一方の端子が上
記第１のダイオードのカソード端子に接続され他方の端
子が上記第１のスイッチング手段の低電位側端子に接続
されたコンデンサと、一方の端子が上記第１のダイオー
ドおよびコンデンサの接続点に接続された第２のスイッ
チング手段と、上記第２のスイッチング手段の他方の端
子と上記直流入力電源の高電位側端子との間に接続され
た誘導性素子と、アノード端子が上記第１のスイッチン
グ手段の低電位側端子に接続されカソード端子が上記第
２のスイッチング手段および誘導性素子の接続点に接続
された第２のダイオードとを備え、上記第１のスイッチ
ング手段のオン期間内で上記第２のスイッチング手段を
オンすることにより、上記オンした第２のスイッチング
手段を介して上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列
となって上記直流入力電源に接続される回路を形成し、
上記トランスの励磁エネルギー更にその漏れインダクタ
ンスや配線のインダクタンスに蓄積されたエネルギーに
よって上記第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コ
ンデンサに充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性
素子との共振現象を利用して上記直流入力電源に回生
し、上記トランスのリセット巻線を不要としたことを特
徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項６】直流入力電源と、低電位側端子が上記直
流入力電源の低電位側端子に接続された第１のスイッチ
ング手段と、第１の巻線が上記直流入力電源の高電位側
端子と上記第１のスイッチング手段の高電位側端子との
間に接続されたトランスと、アノード端子が上記トラン
スの第１の巻線と直列に接続された第２の巻線の一方の
端子に接続された整流用ダイオードと、アノード端子が
上記直流入力電源の高電位側端子に接続されカソード端
子が上記整流用ダイオードのカソード端子に接続された
還流用ダイオードと、この還流用ダイオードのカソード
端子と上記直流入力電源の低電位側端子との間に接続さ
れた、平滑リアクトルと平滑コンデンサとの直列接続体
からなるＬＣフィルタとを備えたブースト形のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータにおいて、アノード端子が上記第１のスイッチング素子の高電位側
端子に接続された第１のダイオードと、一方の端子が上
記第１のダイオードのカソード端子に接続され他方の端
子が上記第１のスイッチング手段の低電位側端子に接続
されたコンデンサと、一方の端子が上記第１のダイオー
ドおよびコンデンサの接続点に接続された第２のスイッ
チング手段と、上記第２のスイッチング手段の他方の端
子と上記直流入力電源の高電位側端子との間に接続され
た誘導性素子と、アノード端子が上記第１のスイッチン
グ手段の低電位側端子に接続されカソード端子が上記第
２のスイッチング手段および誘導性素子の接続点に接続
された第２のダイオードとを備え、上記第１のスイッチ
ング手段のオン期間内で上記第２のスイッチング手段を
オンすることにより、上記オンした第２のスイッチング
手段を介して上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列
となって上記直流入力電源に接続される回路を形成し、
上記トランスの励磁エネルギー更にその漏れインダクタ
ンスや配線のインダクタンスに蓄積されたエネルギーに
よって上記第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コ
ンデンサに充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性
素子との共振現象を利用して上記直流入力電源に回生
し、上記トランスのリセット巻線を不要としたことを特
徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項７】直流入力電源と、高電位側端子が上記直
流入力電源の高電位側端子に接続された第１のスイッチ
ング手段と、第１の巻線が上記直流入力電源の低電位側
端子と上記第１のスイッチング手段の低電位側端子との
間に接続されたトランスと、上記トランスの第２の巻線
の端子間に接続された、互いに同極性同士が向き合う整
流用ダイオードと還流用ダイオードとの直列接続体と、
上記還流用ダイオードと並列に接続された、平滑リアク
トルと平滑コンデンサとの直列接続体からなるＬＣフィ
ルタとを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、カソード端子が上記第１のスイッチング素子の低電位側
端子に接続された第１のダイオードと、一方の端子が上
記第１のダイオードのアノード端子に接続され他方の端
子が上記第１のスイッチング手段の高電位側端子に接続
されたコンデンサと、上記第１のダイオードおよびコン
デンサの接続点と上記直流入力電源の低電位側端子との
間に接続された、誘導性素子と第２のスイッチング手段
との直列接続体とを備え、上記第１のスイッチング手段
のオン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンする
ことにより、上記オンした第２のスイッチング手段を介
して上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって
上記直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トラ
ンスの励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配
線のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上
記第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサ
に充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との
共振現象を利用して上記直流入力電源に回生し、上記ト
ランスのリセット巻線を不要としたことを特徴とするＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ。
【請求項８】直流入力電源と、高電位側端子が上記直
流入力電源の高電位側端子に接続された第１のスイッチ
ング手段と、第１の巻線が上記直流入力電源の低電位側
端子と上記第１のスイッチング手段の低電位側端子との
間に接続されたトランスと、アノード端子が上記トラン
スの第１の巻線と直列に接続された第２の巻線の一方の
端子に接続された整流用ダイオードと、アノード端子が
上記直流入力電源の高電位側端子に接続されカソード端
子が上記整流用ダイオードのカソード端子に接続された
還流用ダイオードと、この還流用ダイオードのカソード
端子と上記直流入力電源の低電位側端子との間に接続さ
れた、平滑リアクトルと平滑コンデンサとの直列接続体
からなるＬＣフィルタとを備えたブースト形のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータにおいて、カソード端子が上記第１のスイッチング素子の低電位側
端子に接続された第１のダイオードと、一方の端子が上
記第１のダイオードのアノード端子に接続され他方の端
子が上記第１のスイッチング手段の高電位側端子に接続
されたコンデンサと、上記第１のダイオードおよびコン
デンサの接続点と上記直流入力電源の低電位側端子との
間に接続された、誘導性素子と第２のスイッチング手段
との直列接続体とを備え、上記第１のスイッチング手段
のオン期間内で上記第２のスイッチング手段をオンする
ことにより、上記オンした第２のスイッチング手段を介
して上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列となって
上記直流入力電源に接続される回路を形成し、上記トラ
ンスの励磁エネルギー更にその漏れインダクタンスや配
線のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって上
記第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コンデンサ
に充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性素子との
共振現象を利用して上記直流入力電源に回生し、上記ト
ランスのリセット巻線を不要としたことを特徴とするＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ。
【請求項９】直流入力電源と、高電位側端子が上記直
流入力電源の高電位側端子に接続された第１のスイッチ
ング手段と、第１の巻線が上記直流入力電源の低電位側
端子と上記第１のスイッチング手段の低電位側端子との
間に接続されたトランスと、上記トランスの第２の巻線
の端子間に接続された、互いに同極性同士が向き合う整
流用ダイオードと還流用ダイオードとの直列接続体と、
上記還流用ダイオードと並列に接続された、平滑リアク
トルと平滑コンデンサとの直列接続体からなるＬＣフィ
ルタとを備えたＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、カソード端子が上記第１のスイッチング素子の低電位側
端子に接続された第１のダイオードと、一方の端子が上
記第１のダイオードのアノード端子に接続され他方の端
子が上記第１のスイッチング手段の高電位側端子に接続
されたコンデンサと、一方の端子が上記第１のダイオー
ドおよびコンデンサの接続点に接続された第２のスイッ
チング手段と、上記第２のスイッチング手段の他方の端
子と上記直流入力電源の低電位側端子との間に接続され
た誘導性素子と、カソード端子が上記第１のスイッチン
グ手段の高電位側端子に接続されアノード端子が上記第
２のスイッチング手段および誘導性素子の接続点に接続
された第２のダイオードとを備え、上記第１のスイッチ
ング手段のオン期間内で上記第２のスイッチング手段を
オンすることにより、上記オンした第２のスイッチング
手段を介して上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列
となって上記直流入力電源に接続される回路を形成し、
上記トランスの励磁エネルギー更にその漏れインダクタ
ンスや配線のインダクタンスに蓄積されたエネルギーに
よって上記第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コ
ンデンサに充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性
素子との共振現象を利用して上記直流入力電源に回生
し、上記トランスのリセット巻線を不要としたことを特
徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項１０】直流入力電源と、高電位側端子が上記
直流入力電源の高電位側端子に接続された第１のスイッ
チング手段と、第１の巻線が上記直流入力電源の低電位
側端子と上記第１のスイッチング手段の低電位側端子と
の間に接続されたトランスと、アノード端子が上記トラ
ンスの第１の巻線と直列に接続された第２の巻線の一方
の端子に接続された整流用ダイオードと、アノード端子
が上記直流入力電源の高電位側端子に接続されカソード
端子が上記整流用ダイオードのカソード端子に接続され
た還流用ダイオードと、この還流用ダイオードのカソー
ド端子と上記直流入力電源の低電位側端子との間に接続
された、平滑リアクトルと平滑コンデンサとの直列接続
体からなるＬＣフィルタとを備えたブースト形のＤＣ／
ＤＣコンバータにおいて、カソード端子が上記第１のスイッチング素子の低電位側
端子に接続された第１のダイオードと、一方の端子が上
記第１のダイオードのアノード端子に接続され他方の端
子が上記第１のスイッチング手段の高電位側端子に接続
されたコンデンサと、一方の端子が上記第１のダイオー
ドおよびコンデンサの接続点に接続された第２のスイッ
チング手段と、上記第２のスイッチング手段の他方の端
子と上記直流入力電源の低電位側端子との間に接続され
た誘導性素子と、カソード端子が上記第１のスイッチン
グ手段の高電位側端子に接続されアノード端子が上記第
２のスイッチング手段および誘導性素子の接続点に接続
された第２のダイオードとを備え、上記第１のスイッチ
ング手段のオン期間内で上記第２のスイッチング手段を
オンすることにより、上記オンした第２のスイッチング
手段を介して上記コンデンサと上記誘導性素子とが直列
となって上記直流入力電源に接続される回路を形成し、
上記トランスの励磁エネルギー更にその漏れインダクタ
ンスや配線のインダクタンスに蓄積されたエネルギーに
よって上記第１のスイッチング手段のオフ期間に上記コ
ンデンサに充電された電荷を、上記コンデンサと誘導性
素子との共振現象を利用して上記直流入力電源に回生
し、上記トランスのリセット巻線を不要としたことを特
徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項１１】第１のスイッチング手段のオン期間内
において第２のスイッチング手段をオン状態にし、か
つ、上記第２のスイッチング手段のオン時間をコンデン
サと誘導性素子とで決まる共振周期の１／２以上とした
ことを特徴とする請求項３ないし１０のいずれかに記載
のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項１２】第２のスイッチング手段の電流を検出
し、オン状態から上記電流が零になった後上記第２のス
イッチング手段をオフ状態にするようにしたことを特徴
とする請求項３ないし１１のいずれかに記載のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ。
【請求項１３】第２のスイッチング手段を極性を有す
るものとし、オン状態から電流が零になると自動的にオ
フするようにしたことを特徴とする請求項３ないし１１
のいずれかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項１４】第１のスイッチング手段のオン、オフ
動作と、第２のスイッチング手段のオン、オフ動作をそ
れぞれ同期させることを特徴とする請求項１１記載のＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ。
【請求項１５】第１のスイッチング手段の最小オン時
間がコンデンサと誘導性素子とで決まる共振周期の１／
２未満で、かつ、上記第１のスイッチング手段のオン期
間内において第２のスイッチング手段をオン状態にする
ことを特徴とする請求項５、６、９または１０のいずれ
かに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項１６】第１のスイッチング手段のオン、オフ
動作と、第２のスイッチング手段のオン、オフ動作をそ
れぞれ同期させることを特徴とする請求項１５記載のＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ。