JP3973489B2 - Switching power supply - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は力率改善を行うスイッチング電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
入力の力率を改善しつつ、絶縁された直流出力を提供するスイッチング電源装置には、大きく分けて1コンバータ方式と2コンバータ方式がある。
2コンバータ方式とは、力率を改善するコンバータと絶縁された直流出力を提供するコンバータの二つを組み合わせる方式の事である。
これに対して1コンバータ方式とは、一つのコンバータが前記二つの機能を兼ね備える方式である。
【0003】
2コンバータ方式の一例を図14に示す。80が力率を改善するコンバータ、81が絶縁された直流出力を提供するコンバータである。
80は一般によく使用される昇圧チョッパ型力率改善コンバータである。回路構成上、チョーク83の電流が入力電流と等しくなるため、この電流が入力電圧波形と相似になるように制御することで、力率を改善する。
81は一般によく使用されるフォワードコンバータである。スイッチ素子87、88で入力電圧を入り切りして作ったパルス電圧をトランス89の一次巻線に加え、巻数比変換されて二次巻線に現れたパルス電圧を整流平滑回路90に通す事で直流出力を得る。
【0004】
2コンバータ方式には、それぞれ実績のあるコンバータを組み合わせるため信頼性が高いというメリットがある。しかしながら、コンバータが二つあることから、部品点数が多くなる事が避けられないデメリットも大きい。
【0005】
1コンバータ方式はその名の通りコンバータが一つであることから、2コンバータ方式の様な部品点数の増大を避ける事が可能である。
図15は1コンバータ方式の一例で、昇圧型の1コンバータである。その動作は以下のようになる。
【0006】
動作モードが4つあるが、モード1ではスイッチ素子101、102、103、104が全てオンする。入力電圧がチョーク100で短絡されるのでその電圧はViとなって、電流が直線的に増加する。
モード2ではスイッチ素子101、104がオフする。100→102→105→103のルートで電流が流れるが、電流の流れる向きはその時のViの極性に依存する。どちらに流れたにせよ、ダイオード106、107、108、109のうち二つが導通してトランス105の二次巻線電圧はVoとなる。一次、二次の巻数比をn:1とすると、一次巻線の電圧はnVoとなる。チョーク100の電圧はnVo-Viとなって、その電流は直線的に減少する。
モード3はモード1と同様にスイッチ素子101、102、103、104が全てオンする。動作はモード1と同じである。
モード4ではスイッチ素子102、103がオフする。100→101→105→104のルートで電流が流れ、先ほどと逆向きにトランス105に電流が流れ込む。チョーク100の電圧はnVo-Viとなって、その電流は直線的に減少する。
【0007】
しかしながら、この回路には負荷短絡ができないという問題点がある。
先ほど説明したように、チョーク100はモード1、3ではVinで励磁され、モード2、4ではnVo-Vinで励磁がリセットされる。ところが負荷短絡、即ちVo=0になるとVinで励磁され、-Vinで励磁がリセットされる事になる。-Vinでリセットとは、Vinで励磁される事に等しいので、つまりチョーク100は常にVinで励磁される事になる。したがっていずれチョーク100は飽和し、入力短絡となって破損に至る事になる。
【0008】
図16は1コンバータ方式の他の例で、降圧型の1コンバータである。その動作は以下のようになる。
動作モードが4つあるが、モード1ではスイッチ素子120、123がオンする。120→124→123のルートで電流が流れるが、電流の流れる向きはその時のViの極性に依存する。どちらに流れたにせよ、ダイオード125、126、127、128のうち二つが導通する。トランス124の二次巻線電圧はVi/nとなるので、チョーク129の電圧はVi/n-Voとなり、その電流は直線的に増加する。
モード2では全てのスイッチ素子がオフする。129→130→128→127のルートで電流が流れ、チョーク電圧はVoとなってその電流は直線的に減少する。
モード3ではスイッチ素子121、122がオンする。121→124→122のルートで電流が流れ、先ほどと逆向きにトランス124に電流が流れ込む。チョーク129の電圧はモード1と同様にVi/n-Voとなり、その電流は直線的に増加する。
モード4はモード2と同様に全てのスイッチ素子がオフする。動作もモード2と同様である。
【0009】
しかしながら、この回路には入力電流波形が歪む問題がある。これは入力電圧が低いときに入力電流が流れなくなるためである。
先ほど説明したように、モード1とモード3でチョークはVi/n-Voで励磁される。したがって、Vi/nがVoを下回ると、チョーク129の電流を増やすことができなくなって、その電流がゼロになってしまう。このため、入力電流が流れなくなる。
商用周波数で見た場合、図17の様に、部分的に入力電流がゼロとなる波形となる。
【0010】
以上のように、降圧型では入力電圧が低いときに入力電流が流れないため、入力電流波形が歪む問題があり、昇圧型では負荷短絡するとチョークの励磁が解けずに飽和して、破損に至る問題があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の1コンバータにおける問題点を解決する手段を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
交流入力を全波整流する全波整流回路と、全波整流回路の出力に接続されたインダクタと第一のスイッチ素子の直列回路と、第一のスイッチ素子に並列に接続された第二のスイッチ素子と第一のトランスの一次巻線と第三のスイッチ素子の直列回路と、第一のスイッチ素子に並列に接続された第四のスイッチ素子と第二のトランスの一次巻線と第五のスイッチ素子の直列回路と、インダクタと第二のスイッチ素子と第一のトランスの一次巻線の直列回路に並列に接続された第一の整流素子と、インダクタと第四のスイッチ素子と第二のトランスの一次巻線の直列回路に並列に接続された第二の整流素子と、第一のトランスの二次巻線に並列に接続された第三の整流素子とコンデンサの直列回路と、第二のトランスの二次巻線とコンデンサの直列回路に並列に接続された第四の整流素子とを備えた回路により課題を解決する。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の一実施例を示す。
図1は昇圧モード、降圧モード、昇降圧モードの3つの動作モードを持つ絶縁型のコンバータである。したがって、これらの動作モードを組み合わせる事により、先に説明した昇圧型1コンバータの問題点や降圧型1コンバータの問題点を回避することが可能となる。
【0014】
図1に矢印で示したように入力電圧をVi、出力電圧をVoとする。
またトランス10、11の一次巻線と二次巻線の巻数比をn:1とする。
では、最初に各スイッチの役割について説明する。
【0015】
スイッチ素子5は昇圧制御スイッチである。
昇圧モードでは、昇圧チョッパと同じ動作となるが、昇圧チョッパにおけるスイッチ素子と同じ役割を果たすのが、スイッチ素子5である。
【0016】
スイッチ素子6、8は電流切替スイッチである。
図1の場合、スイッチ素子5がオフしたとき、チョーク2の電流はスイッチ素子6を通ってトランス10に流れるか、スイッチ素子8を通ってトランス11に流れるかのどちらかである。そのどちらかを選択するのが、スイッチ素子6、8の役割である。
スイッチ素子6、8の必要性は、トランスの励磁期間に制約がある事に起因する。チョークの場合、一周期の100%近い期間励磁しても問題はない。これに対しトランスの場合、飽和の危険性があること、フライバック電圧が高くなってスイッチ素子に高電圧が印加されることを考慮すると、その励磁期間は実用上50〜60%に制約される。
しかしながら、入力電流を正弦波にしようとすると、チョークの励磁期間を0%から100%まで変える必要がある為、最大励磁期間が50〜60%というのは大きな制約となる。
本発明では、トランスを複数用意し、これらトランスを切り替えて使用することで、この問題を解決している。図1の場合、各トランスの励磁期間が50%でも、トータルで100%の励磁期間を確保する事が可能である。したがってスイッチ素子6、8は一周期の中で交互にオンオフされる。
【0017】
スイッチ素子7、9は降圧制御スイッチである。
降圧モードでは、降圧チョッパと同じ動作となるが、降圧チョッパにおけるスイッチ素子と同じ役割を果たすのが、スイッチ素子7、9である。
【0018】
それでは各動作モードについて、それぞれ説明する。
最初に昇圧モードの説明をするが、その前に昇圧チョッパの動作について、説明する。図2は昇圧チョッパの回路図である。
スイッチ素子22がオンすると、チョーク21には入力電圧Viが印加され、チョーク21は励磁されてその電流は直線的に増加する。スイッチ素子22がオフすると、20→21→23→24→20のルートで電流が流れる。チョーク21の電圧は反転してVo-Vinとなり、その電流は直線的に減少する。
チョーク21の電圧、電流波形を図3に示す。
図1の昇圧モード動作は、絶縁用のトランスが入っているだけで、基本的にこれと同じ動作となる。
【0019】
図1の昇圧モードにおける各スイッチのオンオフパターンについて説明する。
昇圧制御スイッチ5が昇圧チョッパにおけるスイッチの役割を果たし、これのオンオフで制御を行う。
電流切替スイッチ6、8は常にデューティ50%で交互にオンオフする。
降圧制御スイッチ7、9は昇圧制御スイッチがオフの時に交互にオンされ、その位相は電流切替スイッチ6、8と同期する。
昇圧モードにおける各スイッチのオンオフパターンを図4に示す。図4は2周期分を表示している。
【0020】
昇圧制御スイッチ5がオンすると、入力はチョーク2で短絡される。
したがってこの時、ブリッジダイオード1の電圧降下を無視すれば、チョーク2には入力電圧Viが印加される。
【0021】
昇圧制御スイッチ5がオフすると、チョーク2の電流は電流切替スイッチ6→トランス10→降圧制御スイッチ7のルートか或いは電流切替スイッチ8→トランス11→降圧制御スイッチ9のルートのいずれかを通って流れる。いずれの場合でも、トランスの一次巻線に電流が流れると、二次側の整流ダイオード12、もしくは13が導通する。
整流ダイオード12、13の電圧降下を無視すれば、このときトランス10、もしくはトランス11の二次巻線電圧はVoとなる。したがって、トランス10、11の一次巻線電圧はnVoとなる。よってスイッチ素子6、7、8、9の電圧降下を無視すれば、チョーク2の電圧はnVo-Viとなる。
【0022】
以上を図で示すと、図4に示されるチョーク2の電圧、電流波形となる。
これは出力電圧Voがトランスにより巻数比変換されてnVoとなっただけであり、本質的に先に説明した昇圧チョッパと同じ動作である。
【0023】
次に降圧モードの説明をするが、その前に降圧チョッパの動作について、説明する。図5は降圧チョッパの回路図である。
スイッチ素子31がオンすると、チョーク31にはVi-Voが印加され、チョーク33は励磁されてその電流は直線的に増加する。スイッチ素子31がオフすると、33→34→32→33のルートで電流が流れる。チョーク33の電圧は反転してVoとなり、その電流は直線的に減少する。
チョーク33の電圧、電流波形を図6に示す。
図1の降圧モード動作は、絶縁用のトランスが入っているだけで、基本的にこれと同じ動作となる。
【0024】
図1の降圧モードにおける各スイッチのオンオフパターンについて説明する。
昇圧制御スイッチ5はこのモードでは使用しない。常にオフとなる。
電流切替スイッチ6、8は常にデューティ50%で交互にオンオフする。
降圧制御スイッチ7、9が降圧チョッパにおけるスイッチの役割を果たし、これのオンオフで制御を行う。位相は電流切替スイッチ6、8と同期する。
降圧モードにおける各スイッチのオンオフパターンを図7に示す。図7は2周期分を表示している。
【0025】
まず、降圧制御スイッチ7、9がオンしたときの動作について説明する。
降圧制御スイッチがオンするときは、先に説明したように対応する電流切替スイッチがオンしている。したがって、チョーク2の電流は電流切替スイッチ6→トランス10→降圧制御スイッチ7のルートか或いは電流切替スイッチ8→トランス11→降圧制御スイッチ9のルートのいずれかを通って流れる。よって昇圧モードで説明したように、チョーク2の電圧はnVo-Viとなる。但し、降圧モードは入力電圧が出力電圧よりも高いときに使うので、Vi-nVoと書いた方が正しい。
【0026】
降圧制御スイッチ7、9がオフすると、チョーク2の電流は電流切替スイッチ6→トランス10→ダイオード3のルートか或いは電流切替スイッチ8→トランス11→ダイオード4のルートのいずれかを通って流れる。このとき、二次側の整流ダイオードが導通するので、昇圧モードで説明したようにトランスの一次巻線電圧はnVoとなる。したがって、ダイオード3、4の電圧降下を無視すれば、チョーク2の電圧はnVoとなる。
【0027】
以上を図で示すと、図7に示されるチョーク2の電圧、電流波形となる。
これは出力電圧Voがトランスにより巻数比変換されてnVoとなっただけであり、本質的に先に説明した降圧チョッパと同じ動作である。
【0028】
次に昇降圧モードの説明をするが、その前に昇降圧チョッパの動作について、説明する。図8は昇降圧チョッパの回路図である。
スイッチ素子41がオンすると、チョーク42にはViが印加され、チョーク42は励磁されてその電流は直線的に増加する。スイッチ素子41がオフすると、42→44→43→42のルートで電流が流れる。チョーク42の電圧は反転してVoとなり、その電流は直線的に減少する。
チョーク42の電圧、電流波形を図9に示す。
図1の昇降圧モード動作は、絶縁用のトランスが入っているだけで、基本的にこれと同じ動作となる。
【0029】
図1の昇降圧モードにおける各スイッチのオンオフパターンについて説明する。昇圧制御スイッチ5が昇降圧チョッパにおけるスイッチの役割を果たし、これのオンオフで制御を行う。
電流切替スイッチ6、8は常にデューティ50%で交互にオンオフする。
降圧制御スイッチ7、9はこのモードでは使用しない。常にオフとなる。
昇降圧モードにおける各スイッチのオンオフパターンを図10に示す。図10は2周期分を表示している。
【0030】
昇圧制御スイッチ5がオンすると、入力はチョーク2で短絡される。
したがってこの時、ブリッジダイオード1の電圧降下を無視すれば、チョーク2には入力電圧Viが印加される。
【0031】
昇圧制御スイッチ7、9がオフすると、チョーク2の電流は電流切替スイッチ6→トランス10→ダイオード3のルートか或いは電流切替スイッチ8→トランス11→ダイオード4のルートのいずれかを通って流れる。このとき、二次側の整流ダイオードが導通するので、トランスの一次巻線電圧はnVoとなる。したがって、ダイオード3、4の電圧降下を無視すれば、チョーク2の電圧はnVoとなる。
【0032】
以上を図で示すと、図10に示されるチョーク2の電圧、電流波形となる。
これは出力電圧Voがトランスにより巻数比変換されてnVoとなっただけであり、本質的に先に説明した昇降圧チョッパと同じ動作である。
【0033】
以上説明したように、図1のコンバータは、昇圧モードでは昇圧チョッパと同じ動作をし、降圧モードでは降圧チョッパと同じ動作をし、昇降圧モードでは昇降圧チョッパと同じ動作をする。各スイッチ素子のオンオフパターンを変えるだけで、昇圧、降圧、昇降圧の動作を自由に選択することが可能である。
したがって負荷を短絡できないという昇圧型の問題を回避することは簡単である。負荷を短絡されたときは、降圧モードに移行させればチョークは飽和しない。更に、入力電流波形が歪むという降圧型の問題も回避可能である。入力電圧が低いときは、昇圧モードで動作させることにより、入力電流を流すことができる。したがって波形は歪まない。
本発明により、1コンバータの問題は克服された。
【0034】
図11に本発明の他の実施例を示す。
図1との違いは、電流切替スイッチ56、58の位置だけであり、その機能に違いはない。したがって、これまでに説明した様に交互にオンオフさせれば、全く同様の動作となる。
電流切替スイッチ56、58とダイオード53、54は直列に接続されているので、56、58が双方向に電流を遮断する能力を持つスイッチである場合、ダイオード53、54を短絡し削除することが可能である。ダイオード53、54を削除した場合の回路図を12に示す。
【0035】
図13に本発明の他の実施例を示す。
図1ではトランスの励磁期間が長くなりすぎることを防ぐため、2個のトランスを使用しているが、トランスの個数は2個に限定されるものではない。任意の数のトランスを使用できるように拡張したのが、図13である。
74、75に示す回路ブロックを追加していくことにより、トランスをいくらでも増やしていくことができる。トランスを増やすと、出力リップルが減少するメリットがある。なぜなら、トランスの数が2個の場合、一周期でチョーク72の電圧は2回プラスマイナスが反転するが、例えばトランスの数を3個にすれば、3回反転するようになる。その分、チョーク72のリップル電流が減るので、そのリップル電流が出力コンデンサ76に流れ込んだときに発生するリップル電圧が減るのである。
これはいわゆるマルチフェイズコンバータと同じ動作、特徴である。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来の1コンバータ方式の問題を解消したコンバータを実現することが可能である。
まず従来の降圧型1コンバータと比較すれば、入力電流波形が歪まない為、特性が改善される効果がある。従来の降圧型1コンバータでは、波形の歪みが大きい為に適用できなかった大容量コンバータでも、本発明の技術であれば対応可能である。
従来の昇圧型1コンバータと比較すれば、負荷短絡に対する特別な対策回路が不要であるメリットがある。
また、2コンバータ方式と比較すると、大型部品である平滑フィルタが削減できるメリットがある。2コンバータ方式では、各コンバータで1組、合計2組の平滑フィルタが必要であった。本発明ではそれが1組で済む。このため、製品の小型化、軽量化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の回路図である。
【図2】 昇圧チョッパの回路図である。
【図3】 昇圧チョッパの動作波形のグラフである。
【図4】 図1の昇圧モードにおける動作波形のグラフである。
【図5】 降圧チョッパの回路図である。
【図6】 降圧チョッパの動作波形のグラフである。
【図7】 図1の降圧モードにおける動作波形のグラフである。
【図8】 昇降圧チョッパの回路図である。
【図9】 昇降圧チョッパの動作波形のグラフである。
【図10】 図1の昇降圧モードにおける動作波形のグラフである。
【図11】 本発明の他の実施例の回路図である。
【図12】 本発明の他の実施例の回路図である。
【図13】 本発明の他の実施例の回路図である。
【図14】 2コンバータの従来例の回路図である。
【図15】1コンバータの従来例(昇圧型)の回路図である。
【図16】1コンバータの従来例(降圧型)の回路図である。
【図17】図16の入力電圧、入力電流波形のグラフである。
【符号の説明】
1 全波整流回路
2 インダクタ
3、4 整流素子
5〜9 スイッチ素子
10、11 トランス
12、13 整流素子
14 コンデンサ
20、30、40 コンデンサ
21、33、42 インダクタ
22、31、41 スイッチ素子
23、32、43 整流素子
24、34、44 コンデンサ
51 全波整流回路
52 インダクタ
53、54 整流素子
55〜59 スイッチ素子
60、61 トランス
62、63 整流素子
64 コンデンサ
71 全波整流回路
72 インダクタ
73 スイッチ素子
74、75 回路ブロック
76 コンデンサ
80 昇圧チョッパ型力率改善回路
81 フォワードコンバータ
82 全波整流回路
83、93 インダクタ
84、87、88 スイッチ素子
85、91、92 整流素子
86、94 コンデンサ
89 トランス
90 整流平滑回路
100 インダクタ
101〜104 スイッチ素子
105 トランス
106〜109 整流素子
110 コンデンサ
120〜123 スイッチ素子
124 トランス
125〜128 整流素子
129 インダクタ
130 コンデンサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a switching power supply device that performs power factor improvement.
[0002]
[Prior art]
Switching power supply devices that provide an isolated DC output while improving the power factor of the input can be broadly divided into a 1-converter system and a 2-converter system.
The two-converter system is a system that combines a converter that improves power factor and a converter that provides an isolated DC output.
On the other hand, the single converter method is a method in which one converter has the two functions.
[0003]
An example of the two-converter system is shown in FIG. 80 is a converter that improves the power factor, and 81 is a converter that provides an isolated DC output.
Reference numeral 80 is a boost chopper type power factor correction converter that is generally used. Since the current of the choke 83 becomes equal to the input current due to the circuit configuration, the power factor is improved by controlling the current so as to be similar to the input voltage waveform.
81 is a commonly used forward converter. A pulse voltage generated by switching on and off the input voltage by the switch elements 87 and 88 is added to the primary winding of the transformer 89, and the pulse voltage that is converted in the turn ratio and appears in the secondary winding is passed through the rectifying and smoothing circuit 90 to generate a direct current. Get the output.
[0004]
The 2-converter method has the advantage of high reliability because it combines proven converters. However, since there are two converters, it is inevitable that the number of parts is inevitable.
[0005]
Since the 1-converter system has a single converter as the name suggests, it is possible to avoid an increase in the number of parts like the 2-converter system.
FIG. 15 shows an example of a single converter system, which is a boost type single converter. The operation is as follows.
[0006]
Although there are four operation modes, in mode 1, all the switch elements 101, 102, 103, and 104 are turned on. Since the input voltage is short-circuited by the choke 100, the voltage becomes Vi and the current increases linearly.
In mode 2, the switch elements 101 and 104 are turned off. A current flows through a route of 100 → 102 → 105 → 103, and the direction in which the current flows depends on the polarity of Vi at that time. Whichever the current flows, two of the diodes 106, 107, 108, 109 are turned on, and the secondary winding voltage of the transformer 105 becomes Vo. When the primary and secondary turns ratio is n: 1, the voltage of the primary winding is nVo. The voltage of the choke 100 becomes nVo-Vi, and the current decreases linearly.
In mode 3, as in mode 1, all the switch elements 101, 102, 103, 104 are turned on. The operation is the same as in mode 1.
In mode 4, the switch elements 102 and 103 are turned off. A current flows through a route of 100 → 101 → 105 → 104, and a current flows into the transformer 105 in the opposite direction. The voltage of the choke 100 becomes nVo-Vi, and the current decreases linearly.
[0007]
However, this circuit has a problem that a load short circuit cannot be performed.
As described above, the choke 100 is excited with Vin in modes 1 and 3, and the excitation is reset with nVo−Vin in modes 2 and 4. However, when the load is short-circuited, that is, when Vo = 0, excitation is performed with Vin, and excitation is reset with -Vin. -Reset with -Vin is equivalent to being excited with Vin, that is, the choke 100 is always excited with Vin. Therefore, the choke 100 will eventually be saturated, resulting in an input short circuit and damage.
[0008]
FIG. 16 shows another example of a single converter system, which is a step-down type single converter. The operation is as follows.
There are four operation modes. In mode 1, the switch elements 120 and 123 are turned on. Current flows along the route 120 → 124 → 123, but the direction of current flow depends on the polarity of Vi at that time. Whichever the current flows, two of the diodes 125, 126, 127, 128 are conducting. Since the secondary winding voltage of the transformer 124 becomes Vi / n, the voltage of the choke 129 becomes Vi / n−Vo, and the current increases linearly.
In mode 2, all switch elements are turned off. A current flows along a route of 129 → 130 → 128 → 127, the choke voltage becomes Vo, and the current decreases linearly.
In mode 3, the switch elements 121 and 122 are turned on. Current flows along a route of 121 → 124 → 122, and current flows into the transformer 124 in the opposite direction. The voltage of the choke 129 becomes Vi / n-Vo as in the mode 1, and the current increases linearly.
In mode 4, as in mode 2, all switch elements are turned off. The operation is the same as in mode 2.
[0009]
However, this circuit has a problem that the input current waveform is distorted. This is because the input current stops flowing when the input voltage is low.
As explained earlier, in mode 1 and mode 3, the choke is excited with Vi / n-Vo. Therefore, when Vi / n falls below Vo, the current of the choke 129 cannot be increased, and the current becomes zero. For this reason, input current does not flow.
When viewed at a commercial frequency, the waveform is such that the input current partially becomes zero as shown in FIG.
[0010]
As described above, since the input current does not flow when the input voltage is low in the step-down type, there is a problem that the input current waveform is distorted. In the step-up type, when the load is short-circuited, the excitation of the choke becomes saturated and breaks. There was a problem.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides means for solving the problems in the single converter.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
Full-wave rectifier circuit for full-wave rectification of the AC input, a series circuit of an inductor connected to the output of the full-wave rectifier circuit and the first switch element, and a second switch connected in parallel to the first switch element A series circuit of an element, a primary winding of the first transformer and a third switch element, a fourth switch element connected in parallel to the first switch element, a primary winding of the second transformer, and a fifth A series circuit of switch elements; a first rectifier element connected in parallel to a series circuit of a primary winding of an inductor, a second switch element, and a first transformer; an inductor, a fourth switch element, and a second A second rectifying element connected in parallel to the series circuit of the primary winding of the transformer; a third rectifying element and capacitor series circuit connected in parallel to the secondary winding of the first transformer; Transformer secondary winding and capacitor directly SUMMARY by the circuit and a fourth rectifier element connected in parallel with the circuit.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
FIG. 1 shows an isolated converter having three operation modes: a boost mode, a step-down mode, and a step-up / step-down mode. Therefore, by combining these operation modes, it is possible to avoid the problems of the step-up type 1 converter and the step-down type 1 converter described above.
[0014]
As indicated by arrows in FIG. 1, the input voltage is Vi and the output voltage is Vo.
Further, the turns ratio of the primary winding and the secondary winding of the transformers 10 and 11 is n: 1.
First, the role of each switch will be described.
[0015]
The switch element 5 is a boost control switch.
In the boost mode, the operation is the same as that of the boost chopper, but the switch element 5 plays the same role as the switch element in the boost chopper.
[0016]
The switch elements 6 and 8 are current changeover switches.
In the case of FIG. 1, when the switch element 5 is turned off, the current of the choke 2 flows either through the switch element 6 to the transformer 10 or through the switch element 8 to the transformer 11. It is the role of the switch elements 6 and 8 to select one of them.
The necessity of the switch elements 6 and 8 is due to the limitation on the excitation period of the transformer. In the case of a choke, there is no problem even if excitation is performed for a period close to 100% of one cycle. On the other hand, in the case of a transformer, considering that there is a danger of saturation and that a high voltage is applied to the switch element due to a high flyback voltage, the excitation period is practically limited to 50 to 60%. .
However, if the input current is to be a sine wave, it is necessary to change the excitation period of the choke from 0% to 100%. Therefore, the maximum excitation period of 50-60% is a major limitation.
In the present invention, this problem is solved by preparing a plurality of transformers and switching between these transformers. In the case of FIG. 1, even if the excitation period of each transformer is 50%, it is possible to ensure a total excitation period of 100%. Accordingly, the switch elements 6 and 8 are alternately turned on and off in one cycle.
[0017]
The switch elements 7 and 9 are step-down control switches.
In the step-down mode, the operation is the same as that of the step-down chopper, but the switch elements 7 and 9 play the same role as the switch element in the step-down chopper.
[0018]
Each operation mode will now be described.
The boost mode will be described first, but before that, the operation of the boost chopper will be described. FIG. 2 is a circuit diagram of the boost chopper.
When the switch element 22 is turned on, the input voltage Vi is applied to the choke 21, and the choke 21 is excited to increase its current linearly. When the switch element 22 is turned off, a current flows through a route of 20 → 21 → 23 → 24 → 20. The voltage of the choke 21 is inverted to become Vo-Vin, and the current decreases linearly.
The voltage and current waveforms of the choke 21 are shown in FIG.
The step-up mode operation of FIG. 1 is basically the same as this, only including an insulating transformer.
[0019]
An on / off pattern of each switch in the boost mode of FIG. 1 will be described.
The step-up control switch 5 serves as a switch in the step-up chopper, and the control is performed by turning it on and off.
The current change-over switches 6 and 8 are always turned on and off alternately with a duty of 50%.
The step-down control switches 7 and 9 are alternately turned on when the step-up control switch is off, and the phase thereof is synchronized with the current selector switches 6 and 8.
FIG. 4 shows an on / off pattern of each switch in the boost mode. FIG. 4 shows two cycles.
[0020]
When the boost control switch 5 is turned on, the input is short-circuited by the choke 2.
Therefore, at this time, if the voltage drop of the bridge diode 1 is ignored, the input voltage Vi is applied to the choke 2.
[0021]
When the step-up control switch 5 is turned off, the current of the choke 2 flows through either the route of the current selector switch 6 → the transformer 10 → the step-down control switch 7 or the route of the current selector switch 8 → the transformer 11 → the step-down control switch 9. . In any case, when a current flows through the primary winding of the transformer, the rectifier diode 12 or 13 on the secondary side becomes conductive.
If the voltage drop of the rectifier diodes 12 and 13 is ignored, the secondary winding voltage of the transformer 10 or the transformer 11 at this time becomes Vo. Therefore, the primary winding voltage of the transformers 10 and 11 is nVo. Therefore, if the voltage drop of the switch elements 6, 7, 8, 9 is ignored, the voltage of the choke 2 becomes nVo-Vi.
[0022]
When the above is shown in the figure, the voltage and current waveforms of the choke 2 shown in FIG. 4 are obtained.
This is only the output voltage Vo converted to the turn ratio by the transformer to become nVo, which is essentially the same operation as the step-up chopper described above.
[0023]
Next, the step-down mode will be described, but before that, the operation of the step-down chopper will be described. FIG. 5 is a circuit diagram of the step-down chopper.
When the switch element 31 is turned on, Vi-Vo is applied to the choke 31, the choke 33 is excited, and its current increases linearly. When the switch element 31 is turned off, a current flows through a route 33 → 34 → 32 → 33. The voltage of the choke 33 is inverted and becomes Vo, and the current decreases linearly.
The voltage and current waveforms of the choke 33 are shown in FIG.
The step-down mode operation of FIG. 1 is basically the same operation as this, only including an insulating transformer.
[0024]
An on / off pattern of each switch in the step-down mode of FIG. 1 will be described.
The step-up control switch 5 is not used in this mode. Always off.
The current change-over switches 6 and 8 are always turned on and off alternately with a duty of 50%.
The step-down control switches 7 and 9 serve as switches in the step-down chopper, and control is performed by turning them on and off. The phase is synchronized with the current selector switches 6 and 8.
FIG. 7 shows an on / off pattern of each switch in the step-down mode. FIG. 7 shows two cycles.
[0025]
First, the operation when the step-down control switches 7 and 9 are turned on will be described.
When the step-down control switch is turned on, the corresponding current changeover switch is turned on as described above. Therefore, the current of the choke 2 flows through either the route of the current changeover switch 6 → the transformer 10 → the step-down control switch 7 or the route of the current changeover switch 8 → the transformer 11 → the step-down control switch 9. Therefore, as described in the step-up mode, the voltage of the choke 2 is nVo-Vi. However, since the step-down mode is used when the input voltage is higher than the output voltage, it is correct to write Vi-nVo.
[0026]
When the step-down control switches 7 and 9 are turned off, the current of the choke 2 flows through either the route of the current changeover switch 6 → the transformer 10 → the diode 3 or the route of the current changeover switch 8 → the transformer 11 → the diode 4. At this time, since the secondary side rectifier diode becomes conductive, the primary winding voltage of the transformer becomes nVo as described in the step-up mode. Therefore, if the voltage drop of the diodes 3 and 4 is ignored, the voltage of the choke 2 is nVo.
[0027]
When the above is shown in the figure, the voltage and current waveforms of the choke 2 shown in FIG. 7 are obtained.
This is just the output voltage Vo converted to a turn ratio by the transformer to become nVo, which is essentially the same operation as the step-down chopper described above.
[0028]
Next, the step-up / step-down mode will be described, but before that, the operation of the step-up / step-down chopper will be described. FIG. 8 is a circuit diagram of the step-up / down chopper.
When the switch element 41 is turned on, Vi is applied to the choke 42, the choke 42 is excited, and its current increases linearly. When the switch element 41 is turned off, a current flows through a route of 42 → 44 → 43 → 42. The voltage of the choke 42 is inverted and becomes Vo, and the current decreases linearly.
The voltage and current waveforms of the choke 42 are shown in FIG.
The step-up / step-down mode operation of FIG. 1 is basically the same operation as this, only including an insulating transformer.
[0029]
An on / off pattern of each switch in the step-up / step-down mode of FIG. 1 will be described. The step-up control switch 5 serves as a switch in the step-up / step-down chopper, and the control is performed by turning it on and off.
The current change-over switches 6 and 8 are always turned on and off alternately with a duty of 50%.
The step-down control switches 7 and 9 are not used in this mode. Always off.
FIG. 10 shows an on / off pattern of each switch in the step-up / step-down mode. FIG. 10 displays two cycles.
[0030]
When the boost control switch 5 is turned on, the input is short-circuited by the choke 2.
Therefore, at this time, if the voltage drop of the bridge diode 1 is ignored, the input voltage Vi is applied to the choke 2.
[0031]
When the boost control switches 7 and 9 are turned off, the current of the choke 2 flows through either the route of the current changeover switch 6 → the transformer 10 → the diode 3 or the route of the current changeover switch 8 → the transformer 11 → the diode 4. At this time, since the secondary side rectifier diode becomes conductive, the primary winding voltage of the transformer becomes nVo. Therefore, if the voltage drop of the diodes 3 and 4 is ignored, the voltage of the choke 2 is nVo.
[0032]
When the above is shown in the figure, the voltage and current waveforms of the choke 2 shown in FIG. 10 are obtained.
This is merely an output voltage Vo converted to a turn ratio by the transformer to become nVo, which is essentially the same operation as the step-up / step-down chopper described above.
[0033]
As described above, the converter of FIG. 1 operates in the same manner as the step-up chopper in the step-up mode, operates in the same manner as the step-down chopper in the step-down mode, and operates in the same manner as the step-up / step-down chopper in the step-up / step-down mode. By simply changing the on / off pattern of each switch element, it is possible to freely select the operation of step-up, step-down and step-up / step-down.
Therefore, it is easy to avoid the step-up type problem that the load cannot be short-circuited. When the load is short-circuited, the choke will not saturate if it is shifted to the step-down mode. Furthermore, the step-down type problem that the input current waveform is distorted can be avoided. When the input voltage is low, the input current can be flowed by operating in the boost mode. Therefore, the waveform is not distorted.
With the present invention, the problem of one converter has been overcome.
[0034]
FIG. 11 shows another embodiment of the present invention.
The only difference from FIG. 1 is the position of the current selector switches 56 and 58, and there is no difference in their functions. Therefore, if it is alternately turned on and off as described above, the operation is exactly the same.
Since the current selector switches 56 and 58 and the diodes 53 and 54 are connected in series, the diodes 53 and 54 may be short-circuited and deleted when the switches 56 and 58 are capable of blocking current in both directions. Is possible. A circuit diagram when the diodes 53 and 54 are deleted is shown in FIG.
[0035]
FIG. 13 shows another embodiment of the present invention.
In FIG. 1, two transformers are used to prevent the transformer excitation period from becoming too long. However, the number of transformers is not limited to two. FIG. 13 shows an expansion so that an arbitrary number of transformers can be used.
By adding circuit blocks 74 and 75, the number of transformers can be increased. Increasing the transformer has the advantage of reducing output ripple. This is because when the number of transformers is two, the voltage of the choke 72 is reversed twice plus or minus in one cycle. However, for example, when the number of transformers is three, the voltage is reversed three times. Accordingly, the ripple current of the choke 72 is reduced, so that the ripple voltage generated when the ripple current flows into the output capacitor 76 is reduced.
This is the same operation and feature as a so-called multi-phase converter.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a converter that solves the problem of the conventional single converter system.
First, compared with a conventional step-down type 1 converter, the input current waveform is not distorted, so that the characteristics are improved. Even a large-capacity converter that cannot be applied to the conventional step-down type 1 converter due to a large waveform distortion can be handled by the technique of the present invention.
Compared with the conventional boost type 1 converter, there is an advantage that a special countermeasure circuit for a load short circuit is unnecessary.
In addition, compared with the 2-converter method, there is an advantage that the smoothing filter which is a large component can be reduced. In the 2-converter method, each converter required one set of smoothing filters, for a total of two sets. In the present invention, only one set is sufficient. For this reason, it contributes to size reduction and weight reduction of a product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of a boost chopper.
FIG. 3 is a graph of an operation waveform of a boost chopper.
4 is a graph of operation waveforms in the boost mode of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram of a step-down chopper.
FIG. 6 is a graph of an operation waveform of a step-down chopper.
7 is a graph of operation waveforms in the step-down mode of FIG. 1;
FIG. 8 is a circuit diagram of a buck-boost chopper.
FIG. 9 is a graph of operation waveforms of the step-up / down chopper.
10 is a graph of operation waveforms in the step-up / step-down mode of FIG. 1. FIG.
FIG. 11 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a circuit diagram of a conventional example of a two-converter.
FIG. 15 is a circuit diagram of a conventional example (step-up type) of one converter.
FIG. 16 is a circuit diagram of a conventional example (step-down type) of one converter.
17 is a graph of the input voltage and input current waveforms of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Full wave rectifier circuit 2 Inductor 3, 4 Rectifier 5-9 Switch element 10, 11 Transformer 12, 13 Rectifier 14 Capacitor 20, 30, 40 Capacitor 21, 33, 42 Inductor 22, 31, 41 Switch element 23, 32 43 Rectifier elements 24, 34, 44 Capacitor 51 Full wave rectifier circuit 52 Inductors 53, 54 Rectifier elements 55-59 Switch elements 60, 61 Transformer 62, 63 Rectifier element 64 Capacitor 71 Full wave rectifier circuit 72 Inductor 73 Switch element 74, 75 circuit block 76 capacitor 80 step-up chopper type power factor correction circuit 81 forward converter 82 full-wave rectifier circuit 83, 93 inductor 84, 87, 88 switch element 85, 91, 92 rectifier element 86, 94 capacitor 89 transformer 90 rectifier smoothing circuit 100 Indak 101 to 104 Switch element 105 Transformer 106 to 109 Rectifier element 110 Capacitor 120 to 123 Switch element 124 Transformer 125 to 128 Rectifier element 129 Inductor 130 Capacitor

Claims (6)

交流入力を全波整流する全波整流回路と、
前記全波整流回路の出力に接続されたインダクタと
前記インダクタに直列に接続された第一のスイッチ素子と、
前記第一のスイッチ素子の一端に接続された第二のスイッチ素子と第一のトランスの一次巻線の直列回路と、
この直列回路と前記第一のスイッチ素子の他端との間に接続された第三のスイッチ素子と、
前記第一のスイッチ素子の一端に接続された第四のスイッチ素子と第二のトランスの一次巻線の直列回路と、
この直列回路と前記第一のスイッチ素子の他端との間に接続された第五のスイッチ素子と、
前記インダクタと前記第二のスイッチ素子と前記第一のトランスの一次巻線の直列回路に並列に接続された第一の整流素子と、
前記インダクタと前記第四のスイッチ素子と前記第二のトランスの一次巻線の直列回路に並列に接続された第二の整流素子と、
前記第一のトランスの二次巻線に並列に接続された第三の整流素子とコンデンサの直列回路と、
前記第二のトランスの二次巻線と前記コンデンサの直列回路に並列に接続された第四の整流素子とを備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
A full-wave rectification circuit that full-wave rectifies the AC input;
An inductor connected to the output of the full-wave rectifier circuit ;
A first switch element connected in series to the inductor;
A second switch element connected to one end of the first switch element and a series circuit of a primary winding of the first transformer ;
A third switch element connected between the series circuit and the other end of the first switch element;
A series circuit of a fourth switch element connected to one end of the first switch element and a primary winding of a second transformer ;
A fifth switch element connected between the series circuit and the other end of the first switch element;
A first rectifier element connected in parallel to a series circuit of a primary winding of the inductor, the second switch element, and the first transformer;
A second rectifying element connected in parallel to a series circuit of a primary winding of the inductor, the fourth switch element, and the second transformer;
A series circuit of a third rectifying element and a capacitor connected in parallel to the secondary winding of the first transformer;
A switching power supply device comprising: a secondary winding of the second transformer; and a fourth rectifying element connected in parallel to a series circuit of the capacitors.
交流入力を全波整流する全波整流回路と、該全波整流回路の出力に接続されたインダクタと、該インダクタに直列に接続された第一のスイッチ素子とを備え、
第二のスイッチ素子とトランスの一次巻線の直列回路、この直列回路に直列に接続された第三のスイッチ素子、トランスの二次巻線と第一の整流素子の直列回路、及び一端が前記一次巻線と前記第三のスイッチ素子の接続点に接続された第二の整流素子からなり、前記第二のスイッチ素子と前記トランスの一次巻線と前記第三のスイッチ素子の直列回路の両端を第一の入力端子対、前記第二の整流素子の他端を第二の入力端子、前記トランスの二次巻線と前記第一の整流素子の直列回路の両端を出力端子対とする回路ブロックを2以上の任意の数だけ設け、
前記各回路ブロックは、前記出力端子対をコンデンサの両端に接続し、前記第一の入力端子対を前記第一のスイッチ素子の両端に接続し、前記第二の入力端子を前記全波整流回路と前記インダクタとの接続点に接続することを特徴とするスイッチング電源装置。
A full-wave rectifier circuit for full-wave rectification of an AC input, an inductor connected to the output of the full-wave rectifier circuit, and a first switch element connected in series to the inductor ,
A series circuit of the second switch element and the primary winding of the transformer, a third switch element connected in series to the series circuit, a series circuit of the secondary winding of the transformer and the first rectifier element, and one end of the series circuit Consists of a second rectifying element connected to the connection point of the primary winding and the third switch element, both ends of the series circuit of the second switch element, the primary winding of the transformer and the third switch element A first input terminal pair, the other end of the second rectifier element as a second input terminal, and a circuit having both ends of a series circuit of the secondary winding of the transformer and the first rectifier element as an output terminal pair Provide any number of blocks equal to or greater than 2,
Each circuit block has the output terminal pair connected to both ends of a capacitor, the first input terminal pair connected to both ends of the first switch element, and the second input terminal connected to the full-wave rectifier circuit. And a switching power supply device connected to a connection point of the inductor.
交流入力を全波整流する全波整流回路と、
前記全波整流回路の出力に接続されたインダクタと
前記インダクタに直列に接続された第一のスイッチ素子と、
前記第一のスイッチ素子の一端に接続された第一のトランスの一次巻線と、
この第一のトランスの一次巻線と前記第一のスイッチ素子の他端との間に接続された第二のスイッチ素子と、
前記第一のスイッチ素子の一端に接続された第二のトランスの一次巻線と、
この第二のトランスの一次巻線と前記第一のスイッチ素子の他端との間に接続された第三のスイッチ素子と、
前記インダクタと前記第一のトランスの一次巻線の直列回路に並列に接続された第一の整流素子と第四のスイッチ素子の直列回路と、
前記インダクタと前記第二のトランスの一次巻線の直列回路に並列に接続された第二の整流素子と第五のスイッチ素子の直列回路と、
前記第一のトランスの二次巻線に並列に接続された第三の整流素子とコンデンサの直列回路と、
前記第二のトランスの二次巻線と前記コンデンサの直列回路に並列に接続された第四の整流素子とを備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。
A full-wave rectification circuit that full-wave rectifies the AC input;
An inductor connected to the output of the full-wave rectifier circuit ;
A first switch element connected in series to the inductor;
A primary winding of a first transformer connected to one end of the first switch element ;
A second switch element connected between the primary winding of the first transformer and the other end of the first switch element;
A primary winding of a second transformer connected to one end of the first switch element ;
A third switch element connected between the primary winding of the second transformer and the other end of the first switch element;
A series circuit of a first rectifier element and a fourth switch element connected in parallel to a series circuit of the primary winding of the inductor and the first transformer;
A series circuit of a second rectifier element and a fifth switch element connected in parallel to a series circuit of the primary winding of the inductor and the second transformer;
A series circuit of a third rectifying element and a capacitor connected in parallel to the secondary winding of the first transformer;
A switching power supply device comprising: a secondary winding of the second transformer; and a fourth rectifying element connected in parallel to a series circuit of the capacitors.
交流入力を全波整流する全波整流回路と、該全波整流回路の出力に接続されたインダクタと、該インダクタに直列に接続された第一のスイッチ素子とを備え、
トランスの一次巻線、この一次巻線と一端が接続された第二のスイッチ素子前記トランスの二次巻線と第一の整流素子の直列回路、及び一端が前記トランスの一次巻線と前記第二のスイッチ素子の接続点に接続された第二の整流素子と第三のスイッチ素子の直列回路からなり、前記トランスの一次巻線と前記第二スイッチ素子の直列回路の両端を第一の入力端子対、前記第二の整流素子と前記第三のスイッチ素子の直列回路の他端を第二の入力端子、前記トランスの二次巻線と前記第一の整流素子の直列回路の両端を出力端子対とする回路ブロックを2以上の任意の数だけ設け、
前記各回路ブロックは、前記出力端子対をコンデンサの両端に接続し、前記第一の入力端子対を前記第一のスイッチ素子の両端に接続し、前記第二の入力端子を前記インダクタと前記全波整流回路の接続点に接続することを特徴とするスイッチング電源装置。
A full-wave rectifier circuit for full-wave rectification of an AC input, an inductor connected to the output of the full-wave rectifier circuit, and a first switch element connected in series to the inductor ,
The primary winding of the transformer, the second switching element the primary winding and one end of which is connected a series circuit of the transformer secondary winding and the first rectifier element, and one end of the primary winding of said transformer said A series circuit of a second rectifier element and a third switch element connected to a connection point of the second switch element, and both ends of the primary circuit of the transformer and the series circuit of the second switch element are connected to the first circuit The other end of the series circuit of the input terminal pair, the second rectifier element and the third switch element is the second input terminal, and the both ends of the series circuit of the secondary winding of the transformer and the first rectifier element. Provide any number of circuit blocks as output terminal pairs of 2 or more,
In each circuit block, the output terminal pair is connected to both ends of a capacitor, the first input terminal pair is connected to both ends of the first switch element, and the second input terminal is connected to the inductor and all the terminals. A switching power supply device connected to a connection point of a wave rectifier circuit.
交流入力を全波整流する全波整流回路と、
前記全波整流回路の出力に接続されたインダクタと
前記インダクタに直列に接続された第一のスイッチ素子と、
前記第一のスイッチ素子の一端に接続された第一のトランスの一次巻線と、
この第一のトランスの一次巻線と前記第一のスイッチ素子の他端との間に接続された第二のスイッチ素子と、
前記第一のスイッチ素子の一端に接続された第二のトランスの一次巻線と、
この第二のトランスの一次巻線と前記第一のスイッチ素子の他端との間に接続された第三のスイッチ素子と、
前記インダクタと前記第一のトランスの一次巻線の直列回路に並列に接続された第四のスイッチ素子と、
前記インダクタと前記第二のトランスの一次巻線の直列回路に並列に接続された第五のスイッチ素子と、
前記第一のトランスの二次巻線に並列に接続された第三の整流素子とコンデンサの直列回路と、
前記第二のトランスの二次巻線と前記コンデンサの直列回路に並列に接続された第四の整流素子とを備え、
前記第四のスイッチ素子及び前記第五のスイッチ素子を双方向の電流遮断能力を持つスイッチ素子としたことを特徴とするスイッチング電源装置。
A full-wave rectification circuit that full-wave rectifies the AC input;
An inductor connected to the output of the full-wave rectifier circuit ;
A first switch element connected in series to the inductor;
A primary winding of a first transformer connected to one end of the first switch element ;
A second switch element connected between the primary winding of the first transformer and the other end of the first switch element;
A primary winding of a second transformer connected to one end of the first switch element ;
A third switch element connected between the primary winding of the second transformer and the other end of the first switch element;
A fourth switch element connected in parallel to a series circuit of the inductor and the primary winding of the first transformer;
A fifth switch element connected in parallel to a series circuit of the primary winding of the inductor and the second transformer;
A series circuit of a third rectifying element and a capacitor connected in parallel to the secondary winding of the first transformer;
A fourth winding rectifier connected in parallel with the secondary winding of the second transformer and the series circuit of the capacitor;
A switching power supply device characterized in that the fourth switch element and the fifth switch element are switch elements having bidirectional current interruption capability.
交流入力を全波整流する全波整流回路と、該全波整流回路の出力に接続されたインダクタと、該インダクタに直列に接続された第一のスイッチ素子とを備え、
トランスの一次巻線、この一次巻線と一端が接続された第二のスイッチ素子前記トランスの二次巻線と第一の整流素子の直列回路、及び一端が前記トランスの一次巻線と前記第二のスイッチ素子の接続点に接続された第三のスイッチ素子からなり、前記トランスの一次巻線と前記第二スイッチ素子の直列回路の両端を第一の入力端子対、前記第三のスイッチ素子の他端を第二の入力端子、前記トランスの二次巻線と前記第一の整流素子の直列回路の両端を出力端子対とする回路ブロックを2以上の任意の数だけ設け、
前記各回路ブロックは、前記出力端子対をコンデンサの両端に接続し、前記第一の入力端子対を前記第一のスイッチ素子の両端に接続し、前記第二の入力端子を前記インダクタと前記全波整流回路の接続点に接続し、
前記第三のスイッチ素子が双方向の電流遮断能力を持つスイッチ素子としたことを特徴とするスイッチング電源装置。
A full-wave rectifier circuit for full-wave rectification of an AC input, an inductor connected to the output of the full-wave rectifier circuit, and a first switch element connected in series to the inductor ,
The primary winding of the transformer, the second switching element the primary winding and one end of which is connected a series circuit of the transformer secondary winding and the first rectifier element, and one end of the primary winding of said transformer said The third switch element is connected to the connection point of the second switch element, and the first input terminal pair is connected to both ends of the series circuit of the transformer primary winding and the second switch element, and the third switch An arbitrary number of two or more circuit blocks having the other end of the element as a second input terminal, and the secondary winding of the transformer and the both ends of the series circuit of the first rectifying element as output terminal pairs are provided
In each circuit block, the output terminal pair is connected to both ends of a capacitor, the first input terminal pair is connected to both ends of the first switch element, and the second input terminal is connected to the inductor and all the terminals. Connected to the connection point of the wave rectifier circuit,
A switching power supply device characterized in that the third switch element is a switch element having a bidirectional current interruption capability.
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