JP3748058B2 - Switching power supply - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、交流電源からブリッジ整流回路、変圧器及びスイッチング素子を介して負荷側に直流電力を供給する絶縁形のスイッチング電源装置に関し、詳しくは、スイッチング電源装置における入力力率の改善及びスイッチング損失の低減技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は、この種の一石式スイッチング電源装置(またはフライバックコンバータともいう)の従来技術を示す回路図であり、図6は、図5の動作を説明する波形図である。
図5において、1は交流電源であり、その両端にはダイオードブリッジからなる整流回路2が接続されている。整流回路2の出力端子と接地点との間にはリアクトル3、ダイオード9、変圧器11の一次巻線11a、スイッチング素子8が順次直列に接続されており、スイッチング素子8にはダイオード16が逆並列に接続されている。
【0003】
また、ダイオード9のアノードとスイッチング素子8の一端との間にはコンデンサ18が接続され、ダイオード9のカソードと接地点との間にはコンデンサ10が接続されている。
一方、変圧器11の二次巻線11bにはダイオード12とコンデンサ13とが直列に接続され、コンデンサ13の両端には負荷14が接続されている。
【0004】
この従来技術の動作を、図6を参照しつつ説明する。概略的な動作としては、スイッチング素子8のオン時に変圧器11の一次巻線11aにエネルギーを蓄積し、このエネルギーをスイッチング素子8のオフ時に変圧器11の二次巻線11bから放出して負荷14に直流電圧を供給するフライバック動作を行う。
【0005】
以下では、変圧器11の一次側に着目してその動作を述べる。
まず、図6の時刻T1でスイッチング素子8がオンすると同時に、コンデンサ18の放電電流がスイッチング素子8に流れ、スイッチング素子8の電圧が立ち下がってくる。このため、図6に示す斜線部分の電力がスイッチング素子8のオン時のスイッチング損失となる。
【0006】
スイッチング素子8がオンしているT1〜T2の期間に、コンデンサ18のエネルギーはコンデンサ18→スイッチング素子8→整流回路2(及び交流電源1)→リアクトル3の経路でリアクトル3に蓄えられる。この電流の経路には交流電源1があり、コンデンサ18の電圧が交流電源電圧より低い場合でも整流回路2のダイオードが導通するため、整流回路2のダイオードの導通角が広がり、力率が改善される。
【0007】
同時に、このT1〜T2の期間にスイッチング素子8は変圧器11の一次巻線11aにエネルギーを蓄える。時刻T2においてスイッチング素子8がオフすると、変圧器11の二次巻線11bに発生した電圧がコンデンサ13を充電すると共に、一次巻線11aに発生した電圧によりコンデンサ18が充電される。このため、スイッチング素子8の電圧は図6に示すように上昇してその後、一定値となる。
【0008】
また、T2〜T3の期間では、リアクトル3に蓄積されていたエネルギーがリアクトル3→ダイオード9→コンデンサ10→整流回路2の経路でコンデンサ10に移る。この電流経路にも交流電源1があり、コンデンサ10の電圧が交流電源電圧より低い場合でも整流回路2のダイオードが導通するため、整流回路2のダイオードの導通角が広がり、力率が改善される。
【0009】
時刻T3においてリアクトル3の電流がゼロになると、コンデンサ18、一次巻線11a及びコンデンサ10による直列共振によりスイッチング素子8の電圧は振動しながら低下し、その後、時刻T4においてスイッチング素子8を再度オンすると、前述した時刻T1以後と同様の動作が繰り返される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術では、時刻T1やT4でスイッチング素子8がオンする際のスイッチング損失が大きいという問題がある。
そこで本発明は、スイッチング素子8のスイッチング損失を小さくしながら入力力率の改善を可能にしたスイッチング電源装置を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、交流電源をブリッジ整流回路を介して一方向の電流に整流し、このブリッジ整流回路の出力端子と接地点との間に、通流方向に沿って第1のダイオードと第1の変圧器の一次巻線と主スイッチング素子とを順次直列に接続すると共に、前記一次巻線と主スイッチング素子との直列回路に並列に第1のコンデンサを接続し、主スイッチング素子のオンオフにより第1の変圧器の二次巻線から直流電圧を出力するようにしたスイッチング電源装置において、
主スイッチング素子に並列にスナバコンデンサとフリーホイーリングダイオードを接続し、
前記ブリッジ整流回路の出力端子と第1のダイオードとの間に第2の変圧器の一次巻線を直列に接続し、第1のダイオードと第2の変圧器の一次巻線との接続点と接地点との間に第2のコンデンサとリアクトルと補助スイッチング素子とを順次直列に接続し、かつ、
第1の変圧器の一次巻線と主スイッチング素子との接続点と、第2のコンデンサと前記リアクトルとの接続点との間に、通流方向に沿って第2のダイオードと第2の変圧器の二次巻線とを順次直列に接続してなり、
前記スナバコンデンサの電荷を放電させるために、補助スイッチング素子を、主スイッチング素子がオンする前にオンさせ、かつ、主スイッチング素子がオフする前にオフさせるものである。
【0012】
請求項2記載の発明は、交流電源をブリッジ整流回路を介して一方向の電流に整流し、このブリッジ整流回路の出力端子と接地点との間に、通流方向に沿って第1のダイオードと第1の変圧器の一次巻線と主スイッチング素子とを順次直列に接続すると共に、前記一次巻線と主スイッチング素子との直列回路に並列に第1のコンデンサを接続し、主スイッチング素子のオンオフにより第1の変圧器の二次巻線から直流電圧を出力するようにしたスイッチング電源装置において、
主スイッチング素子に並列にスナバコンデンサとフリーホイーリングダイオードを接続し、
前記ブリッジ整流回路の出力端子と第1のダイオードとの間に第2の変圧器の一次巻線を直列に接続し、第1のダイオードと第2の変圧器の一次巻線との接続点と接地点との間に、通流方向に沿って第3のダイオードとリアクトルと補助スイッチング素子とを順次直列に接続し、かつ、
第1の変圧器の一次巻線と主スイッチング素子との接続点と、第3のダイオードと前記リアクトルとの接続点との間に、通流方向に沿って第2のダイオードと第2の変圧器の二次巻線とを順次直列に接続してなり、
前記スナバコンデンサの電荷を放電させるために、補助スイッチング素子を、主スイッチング素子がオンする前にオンさせ、かつ、主スイッチング素子がオフする前にオフさせるものである。
【0013】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のスイッチング電源装置において、補助スイッチング素子のオン期間を固定時間としたものである。
【0014】
請求項4記載の発明は、請求項1または2記載のスイッチング電源装置において、補助スイッチング素子を、主スイッチング素子がオフするタイミングの一定期間前にオフさせ、かつ、補助スイッチング素子のオン期間を、主スイッチング素子がオフするタイミングに応じて可変としたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の第1実施形態を示す回路図であり、図5と同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略し、以下では異なる部分を中心に説明する。この実施形態は、請求項1の発明に相当するものである。
【0016】
図1において、17は一次巻線17a及び二次巻線17bを有する第2の変圧器であり、前記一次巻線17aは整流回路2の出力端子とダイオード9のアノードとの間に接続されている。また、図5と同様に、ダイオード9のアノードにはコンデンサ18の一端が接続されている。
前記コンデンサ18の他端と接地点との間には、リアクトル19と補助スイッチング素子6とが直列に接続されている。
【0017】
第1の変圧器11の一次巻線11aと主スイッチング素子8との接続点と、前記コンデンサ18の他端との間には、ダイオード5と第2の変圧器17の二次巻線17bとが直列に接続されている。
なお、主スイッチング素子8にはダイオード16と共にスナバコンデンサ7が並列に接続され、補助スイッチング素子6にはダイオード15が並列に接続されている。
【0018】
なお、上記構成において、ダイオード9は請求項1における第1のダイオードに、ダイオード5は第2のダイオードに、コンデンサ10は第1のコンデンサに、コンデンサ18は第2のコンデンサに、それぞれ対応している。
【0019】
ここで、第1の変圧器11、主スイッチング素子8、ダイオード12、コンデンサ13及び負荷14は従来技術と同様にフライバック電源動作を行い、主スイッチング素子8は、そのオンオフにより第1の変圧器11の一次側のエネルギーを二次側から負荷14へ供給する。
また、補助スイッチング素子6は、主スイッチング素子8のスイッチング損失を低減すると共に、スイッチング電源装置の入力力率を改善するように動作する。
【0020】
以下、この実施形態の詳細な動作を、図2を参照しつつ説明する。図2において、実線で示した波形が本実施形態の動作波形である。
【0021】
図2の期間T1〜T2において、主スイッチング素子8がオンするよりも前のT1の時点で補助スイッチング素子6をオンさせると、主スイッチング素子8及び補助スイッチング素子6がオフの状態でそれまでにスナバコンデンサ7に蓄えられた電荷がダイオード5→第2の変圧器17の二次巻線17b→リアクトル19→補助スイッチング素子6の経路で放電し、リアクトル19に励磁エネルギーとして蓄積される。この放電により、後述する時刻T2以後に主スイッチング素子8をオンさせる際は主スイッチング素子8の電圧がゼロであるため、ゼロ電圧スイッチングを可能にしてスイッチング損失が低減される。
なお、補助スイッチング素子6のオンと同時に前記放電により主スイッチング素子8の電圧は立ち下がっていき、スナバコンデンサ7がゼロ電圧となった時刻T2以後に主スイッチング素子8をオンさせている。
【0022】
また、上述したスナバコンデンサ7の放電電流はリアクトル19とスナバコンデンサ7との直列共振電流であり、この電流の変化はリアクトル19により緩やかになるため、補助スイッチング素子6のオンはソフトスイッチング(いわゆるゼロ電流スイッチング)となり、スイッチング損失が低減される。
すなわち、補助スイッチング素子6のオン時はリアクトル19にスナバコンデンサ7の放電電流に対して逆向きに電圧が発生するため、放電電流の増加が緩やかになってソフトスイッチング(ゼロ電流スイッチング)が達成されるものである。
【0023】
コンデンサ18は、主スイッチング素子8と補助スイッチング素子6が共にオフの時に第1の変圧器11の一次巻線11aと第2の変圧器17の二次巻線17bとによってリアクトル19側が正となるように充電されており、補助スイッチング素子6がオン状態になると、コンデンサ18はリアクトル19→補助スイッチング素子6→整流回路2→第2の変圧器17の一次巻線17aの経路で放電し、この一次巻線17aにはコンデンサ18のエネルギーが蓄積される。
【0024】
次に、期間T2〜T3において、時刻T2でスナバコンデンサ7の電圧がゼロ電圧まで低下した後に主スイッチング素子8をオンさせる。なお、補助スイッチング素子6は時刻T3までオンさせておくものとする。
期間T1〜T2でリアクトル19に蓄積された励磁エネルギーは、リアクトル19を電源としてリアクトル19→補助スイッチング素子6→ダイオード16→ダイオード5→第2の変圧器17の二次巻線17bの経路を流れる電流により放出され、補助スイッチング素子6の電流が減少していく。ここで、ダイオード16は、いわゆるフリーホイーリングダイオードの役目を果たす。
【0025】
この二次巻線17bに流れる電流により、一次巻線17aはアンペアターン則に従い誘起され、リアクトル19→補助スイッチング素子6→整流回路2→第2の変圧器17の一次巻線17a→コンデンサ18の経路で放電し、交流電源1側に回生される。その放電が終わると、第2の変圧器17の一次巻線17a→コンデンサ18→リアクトル19→補助スイッチング素子6→整流回路2の経路で電流が流れ、リアクトル19に励磁エネルギーとして、コンデンサ18に静電エネルギーとして蓄えられる。この電流経路には交流電源1があるため、整流回路2の導通角が広がり、力率が改善される。
【0026】
次に、期間T3〜T4において、時刻T3で補助スイッチング素子6がオフすると、補助スイッチング素子6には交流電源電圧と第2の変圧器17の一次巻線17aの電圧とコンデンサ18の電圧との和が印加される。この期間にリアクトル19に蓄えられた励磁エネルギーとコンデンサ18に蓄えられた静電エネルギーは、ダイオード9→コンデンサ10→整流回路2の経路で放電し、コンデンサ10の電圧を昇圧する。この昇圧動作によりコンデンサ10の電圧を交流電源電圧のピーク値より高くすることができ、主スイッチング素子8のオン期間に流れる実効電流を小さくして主スイッチング素子8の導通損失を低減することができる。
【0027】
更に、この電流経路には交流電源1があるため、コンデンサ10の電圧が交流電源1の電圧より低い場合でも整流回路2のダイオードが導通するため整流回路2の導通角が広がり、力率が改善される。この放電が終わると、補助スイッチング素子6にはコンデンサ10の電圧がかかる。
【0028】
そして、期間T4〜T6において、時刻T4で主スイッチング素子8がオフするとスナバコンデンサ7が充電され、主スイッチング素子8にかかる電圧が緩やかに上昇することとなるので、主スイッチング素子8のオフ時点はゼロ電圧スイッチングである。また、コンデンサ18→ダイオード9→第1の変圧器11の一次巻線11a→ダイオード5→第2の変圧器17の二次巻線17bの経路でコンデンサ18と前記一次巻線11aの励磁インダクタンスとによる直列共振電流が流れる。その電流がダイオード9及び5で逆阻止されることによって止まり、その後、ダイオード12の電流が流れ終わると、コンデンサ7と第1の変圧器11の一次巻線11aの励磁インダクタンスとによる直列共振が始まり、コンデンサ7→一次巻線11a→コンデンサ10の経路で電流が流れる。
このダイオード12の電流がゼロとなる時刻T5以後に主スイッチング素子8及び補助スイッチング素子6の電圧が振動を始め、その後、時刻T6で補助スイッチング素子6をオンすることにより、時刻T1以後の動作を繰り返す。
【0029】
次に、図3は本発明の第2実施形態を示す回路図である。この実施形態は、請求項2の発明に相当するものであり、図1におけるコンデンサ18の代わりにダイオード20を接続した以外は図1と同一の構成である。
ここで、ダイオード20は請求項2における第3のダイオードに相当する。
【0030】
以下、本実施形態の動作を図2を参照しつつ説明する。この実施形態では、図2における補助スイッチング素子6の電圧波形、ダイオード12の電流波形の一部がそれぞれ点線のようになり、これら以外の動作波形は第1実施形態と同一(図2における実線の波形)である。なお、当然ながら、本実施形態ではコンデンサ18の電流波形に相当するものはない。
【0031】
期間T1〜T3の動作は第1実施形態と同じであるため、それ以外の期間について以下に説明する。
期間T3〜T4において、補助スイッチング素子6がオフすると、このスイッチング素子6には交流電源電圧と第2の変圧器17の一次巻線17aの電圧との和が印加される。また、時刻T3以前に第2の変圧器17の一次巻線17aに蓄えられた励磁エネルギーは、ダイオード9→コンデンサ10→整流回路2の経路を流れる電流により放出され、コンデンサ10の電圧を昇圧する。
このとき、補助スイッチング素子6の電圧は、点線で示すように第1実施形態の実線と比べて図1のコンデンサ18の蓄積エネルギー分だけ低下する。上記電流経路には交流電源1があるため、整流回路2のダイオードの導通角が広がり、入力力率が改善される。
一次巻線17aに蓄えられた励磁エネルギーの放出が終わると、補助スイッチング素子6にはコンデンサ10の電圧がかかる。
【0032】
期間T4〜T5において、主スイッチング素子8がオフするとスナバコンデンサ7が充電され、主スイッチング素子8にかかる電圧が緩やかに上昇することとなるので、主スイッチング素子6のオフ時点はゼロ電圧スイッチングである。
その後、ダイオード12の電流が時刻T5で流れ終わると、コンデンサ7と第1の変圧器11の一次巻線11aの励磁インダクタンスとによる直列共振が始まり、コンデンサ7→一次巻線11a→コンデンサ10の経路で電流が流れ、主スイッチング素子8及び補助スイッチング素子6の電圧が振動を始める。
更に、時刻T6で補助スイッチング素子6をオンすることにより、時刻T1以後の動作を繰り返す。
【0033】
なお、時刻T4以後の補助スイッチング素子6の電圧波形、ダイオード12の電流波形が第1,第2実施形態で異なるのは、第1の変圧器11の一次巻線11aとコンデンサ18とによる直列共振電流の有無に起因している。
【0034】
また、上述した第1,第2実施形態において、補助スイッチング素子6のオン期間(図2におけるT1〜T3の期間)を固定することで、第2の変圧器17の一次巻線17aによる交流電源電圧尖頭値に対するコンデンサ10の電圧の昇圧値を交流電源電圧に比例した値にすることができる。
このように補助スイッチング素子6のオン期間を固定期間とすることは、請求項3の発明の実施形態(本発明の第3実施形態)に相当する。
この交流電源電圧とコンデンサ10の昇圧値との関係を、図4に実線で示す。
【0035】
更に、補助スイッチング素子6を主スイッチング素子8がオフするタイミングの一定期間前にオフさせるとともに、補助スイッチング素子6のオン期間を主スイッチング素子8のオフタイミングに応じて可変とすることにより、図4に点線で示すように交流電源電圧が低い時と高い時での昇圧値の差を小さくすることができる。
【0036】
つまり、主スイッチング素子8のオフタイミングが変化しても、図2における期間T3〜T4を常に一定とすることで、交流電源電圧が低い場合にはコンデンサ10の昇圧率を相対的に大きくし、交流電源電圧が高い場合にはコンデンサ10の昇圧率を相対的に小さくする。これにより、主スイッチング素子8の実効電流を大幅に低減でき、しかも交流電源電圧の高いときには昇圧率が小さいためにコンデンサ10として耐圧の低い安価なものを使用することが可能となる。
なお、上記の事項は請求項4の発明の実施形態(本発明の第4実施形態)に相当する。
【0037】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、絶縁形のスイッチング電源装置において、スイッチング損失を低減しつつその入力力率を改善することができ、従来よりも低損失かつ高効率のスイッチング電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す回路図である。
【図2】本発明の第1,第2実施形態の動作を示す波形図である。
【図3】本発明の第2実施形態を示す回路図である。
【図4】本発明の第3,第4実施形態の動作説明図である。
【図5】従来技術を示す回路図である。
【図6】従来技術の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
1 交流電源
2 整流回路
5,9,12,15,16,20 ダイオード
6,8 スイッチング素子
7,10,13,18 コンデンサ
11,17 変圧器
11a,17a 一次巻線
11b,17b 二次巻線
14 負荷
19 リアクトル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an insulating type switching power supply apparatus that supplies DC power from an AC power supply to a load side via a bridge rectifier circuit, a transformer, and a switching element, and more specifically, improvement of input power factor and switching loss in the switching power supply apparatus. It is related to the reduction technology.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional technique of this type of one-stone type switching power supply device (also referred to as a flyback converter), and FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG.
In FIG. 5,
[0003]
A
On the other hand, a
[0004]
The operation of this prior art will be described with reference to FIG. As a general operation, energy is stored in the primary winding 11a of the
[0005]
Hereinafter, the operation will be described focusing on the primary side of the
First, at the same time when the
[0006]
During the period from T 1 to T 2 when the
[0007]
At the same time, the
[0008]
In the period from T 2 to T 3 , the energy stored in the
[0009]
When the current of
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional technique described above, the
Therefore, the present invention intends to provide a switching power supply apparatus that can improve the input power factor while reducing the switching loss of the
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
Connect a snubber capacitor and freewheeling diode in parallel to the main switching element,
A primary winding of a second transformer is connected in series between the output terminal of the bridge rectifier circuit and the first diode, and a connection point between the first diode and the primary winding of the second transformer; A second capacitor, a reactor, and an auxiliary switching element are sequentially connected in series with the ground point; and
Between the connection point between the primary winding of the first transformer and the main switching element and the connection point between the second capacitor and the reactor, the second diode and the second voltage transformer along the flow direction. The secondary winding of the instrument is connected in series sequentially,
In order to discharge the electric charge of the snubber capacitor, the auxiliary switching element is turned on before the main switching element is turned on, and is turned off before the main switching element is turned off.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, the AC power source is rectified into a one-way current via a bridge rectifier circuit, and the first diode is provided along the flow direction between the output terminal of the bridge rectifier circuit and the ground point. And the primary winding of the first transformer and the main switching element are sequentially connected in series, and a first capacitor is connected in parallel to the series circuit of the primary winding and the main switching element. In the switching power supply unit configured to output a DC voltage from the secondary winding of the first transformer by turning on and off,
Connect a snubber capacitor and freewheeling diode in parallel to the main switching element,
A primary winding of a second transformer is connected in series between the output terminal of the bridge rectifier circuit and the first diode, and a connection point between the first diode and the primary winding of the second transformer; A third diode, a reactor, and an auxiliary switching element are sequentially connected in series along the flow direction between the ground point and the ground point; and
Between the connection point between the primary winding of the first transformer and the main switching element and the connection point between the third diode and the reactor, the second diode and the second voltage transformer along the flow direction. The secondary winding of the instrument is connected in series sequentially,
In order to discharge the electric charge of the snubber capacitor, the auxiliary switching element is turned on before the main switching element is turned on, and is turned off before the main switching element is turned off.
[0013]
The invention according to
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the switching power supply device according to the first or second aspect, the auxiliary switching element is turned off a predetermined period before the timing at which the main switching element is turned off, and the on period of the auxiliary switching element is set to It is variable according to the timing at which the main switching element is turned off.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. Hereinafter, different parts will be mainly described. This embodiment corresponds to the invention of
[0016]
In FIG. 1,
A
[0017]
Between the connection point between the primary winding 11a of the
A
[0018]
In the above configuration, the
[0019]
Here, the
The
[0020]
The detailed operation of this embodiment will be described below with reference to FIG. In FIG. 2, the waveform shown by the solid line is the operation waveform of the present embodiment.
[0021]
In the period T 1 through T 2 in FIG. 2, with the turning on the
Incidentally, on the same time the voltage of the
[0022]
Further, the discharge current of the
That is, when the
[0023]
The
[0024]
Next, in the period T 2 to T 3 , the
The excitation energy accumulated in the
[0025]
Due to the current flowing through the secondary winding 17b, the primary winding 17a is induced according to the ampere-turn rule, and the
[0026]
Next, in the period T 3 to T 4 , when the
[0027]
Further, since there is an
[0028]
In the period T 4 to T 6 , when the
At time T 5 after the current of the
[0029]
Next, FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. This embodiment corresponds to the invention of
Here, the
[0030]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the voltage waveform of the
[0031]
Since the operations in the periods T 1 to T 3 are the same as those in the first embodiment, the other periods will be described below.
When the
At this time, the voltage of the
When the excitation energy stored in the primary winding 17a is released, the voltage of the
[0032]
In the period T 4 to T 5 , when the
Thereafter, when the current of the
Further, by turning on the
[0033]
Note that the voltage waveform of the
[0034]
Further, in the first and second embodiments described above, by fixing the ON period (period T 1 to T 3 in FIG. 2) of the
Thus, setting the ON period of the
The relationship between the AC power supply voltage and the boosted value of the
[0035]
Further, the
[0036]
That is, even when the off timing of the
In addition, said matter is corresponded to embodiment (4th Embodiment of this invention) of invention of Claim 4.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an insulating switching power supply device, it is possible to improve the input power factor while reducing switching loss, and to provide a switching power supply device with lower loss and higher efficiency than the conventional one. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of third and fourth embodiments of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional technique.
FIG. 6 is a waveform diagram showing the operation of the prior art.
[Explanation of symbols]
1
Claims (4)
主スイッチング素子に並列にスナバコンデンサとフリーホイーリングダイオードを接続し、
前記ブリッジ整流回路の出力端子と第1のダイオードとの間に第2の変圧器の一次巻線を直列に接続し、第1のダイオードと第2の変圧器の一次巻線との接続点と接地点との間に第2のコンデンサとリアクトルと補助スイッチング素子とを順次直列に接続し、かつ、
第1の変圧器の一次巻線と主スイッチング素子との接続点と、第2のコンデンサと前記リアクトルとの接続点との間に、通流方向に沿って第2のダイオードと第2の変圧器の二次巻線とを順次直列に接続してなり、
前記スナバコンデンサの電荷を放電させるために、補助スイッチング素子を、主スイッチング素子がオンする前にオンさせ、かつ、主スイッチング素子がオフする前にオフさせることを特徴とするスイッチング電源装置。The AC power source is rectified into a one-way current through a bridge rectifier circuit, and a primary diode and a first transformer primary are provided along the flow direction between the output terminal of the bridge rectifier circuit and a ground point. The winding and the main switching element are sequentially connected in series, and a first capacitor is connected in parallel to the series circuit of the primary winding and the main switching element. In a switching power supply device that outputs a DC voltage from the secondary winding,
Connect a snubber capacitor and freewheeling diode in parallel to the main switching element,
A primary winding of a second transformer is connected in series between the output terminal of the bridge rectifier circuit and the first diode, and a connection point between the first diode and the primary winding of the second transformer; A second capacitor, a reactor, and an auxiliary switching element are sequentially connected in series with the ground point; and
Between the connection point between the primary winding of the first transformer and the main switching element and the connection point between the second capacitor and the reactor, the second diode and the second voltage transformer along the flow direction. The secondary winding of the instrument is connected in series sequentially,
In order to discharge the electric charge of the snubber capacitor, the auxiliary switching element is turned on before the main switching element is turned on, and is turned off before the main switching element is turned off.
主スイッチング素子に並列にスナバコンデンサとフリーホイーリングダイオードを接続し、
前記ブリッジ整流回路の出力端子と第1のダイオードとの間に第2の変圧器の一次巻線を直列に接続し、第1のダイオードと第2の変圧器の一次巻線との接続点と接地点との間に、通流方向に沿って第3のダイオードとリアクトルと補助スイッチング素子とを順次直列に接続し、かつ、
第1の変圧器の一次巻線と主スイッチング素子との接続点と、第3のダイオードと前記リアクトルとの接続点との間に、通流方向に沿って第2のダイオードと第2の変圧器の二次巻線とを順次直列に接続してなり、
前記スナバコンデンサの電荷を放電させるために、補助スイッチング素子を、主スイッチング素子がオンする前にオンさせ、かつ、主スイッチング素子がオフする前にオフさせることを特徴とするスイッチング電源装置。The AC power source is rectified into a one-way current through a bridge rectifier circuit, and a primary diode and a first transformer primary are provided along the flow direction between the output terminal of the bridge rectifier circuit and a ground point. The winding and the main switching element are sequentially connected in series, and a first capacitor is connected in parallel to the series circuit of the primary winding and the main switching element, and the first transformer is turned on and off by the main switching element. In a switching power supply device that outputs a DC voltage from the secondary winding,
Connect a snubber capacitor and freewheeling diode in parallel to the main switching element,
A primary winding of a second transformer is connected in series between the output terminal of the bridge rectifier circuit and the first diode, and a connection point between the first diode and the primary winding of the second transformer; A third diode, a reactor, and an auxiliary switching element are sequentially connected in series along the flow direction between the ground point and the ground point; and
Between the connection point between the primary winding of the first transformer and the main switching element and the connection point between the third diode and the reactor, the second diode and the second voltage transformer along the flow direction. The secondary winding of the instrument is connected in series sequentially,
In order to discharge the electric charge of the snubber capacitor, the auxiliary switching element is turned on before the main switching element is turned on, and is turned off before the main switching element is turned off.
補助スイッチング素子のオン期間を固定時間としたことを特徴とするスイッチング電源装置。The switching power supply device according to claim 1 or 2,
A switching power supply device characterized in that the ON period of the auxiliary switching element is a fixed time.
補助スイッチング素子を、主スイッチング素子がオフするタイミングの一定期間前にオフさせ、かつ、補助スイッチング素子のオン期間を、主スイッチング素子がオフするタイミングに応じて可変としたことを特徴とするスイッチング電源装置。The switching power supply device according to claim 1 or 2,
A switching power supply characterized in that the auxiliary switching element is turned off for a predetermined period before the timing at which the main switching element is turned off, and the on period of the auxiliary switching element is made variable according to the timing at which the main switching element is turned off. apparatus.
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