JP4803290B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
図4は、このとき使用した従来技術のスイッチング電源装置10の構成を示したもので、図5の(a)〜(c)は、このときに観測された動作波形を示したものである。
また、本発明のスイッチング電源装置は、ドレイン・ソース間電圧が0Vのときの前記ダイオードの接合容量が、ドレイン・ソース間電圧が0Vのときの前記スイッチング素子の出力容量以下であることを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置は、前記スイッチング素子は寄生容量による内蔵ダイオードを有しており、前記スイッチング素子の出力容量は前記内蔵ダイオードの接合容量を含めた値であることを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置は、直流電源の正極端子と負極端子との間に直列接続されるトランスの一次巻線と前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子に並列接続される共振コンデンサと、を有し、前記トランスの二次巻線の一方の端子と他方の端子との間に直列接続されるダイオードとコンデンサとからなるフィルタ回路を有することを特徴とする。
本実施形態は、スイッチング素子Q1にSJ−MOS(スーパージャンクション構造のMOSFET)を使用したスイッチング電源装置において、SJ−MOSであるスイッチング素子Q1のスイッチング動作時に、その出力容量Cossが急激に変化しても、その急激な変化を覆い隠すようになだらかに接合容量が変化する振動抑制用ダイオードを、SJ−MOSであるスイッチング素子Q1の内蔵ダイオードと並列になるように接続するようにした点に特徴がある。
また、直線Bで近似できる領域は図3に示された特性図においてドレイン・ソース間電圧が約200V付近に対応した出力容量Cossが急激に低下する部分であり、本実施形態の実測ではドレイン・ソース間電圧が約33V〜47Vの領域になっている。この領域は出力容量Cossの変化が最も大きくなる領域である。
また、直線Cで近似できる領域は、図3に示された特性図においては対応する領域が明瞭に区別できないが、出力容量Cossが他の領域よりも比較的緩やかに低下する領域であり、本実施形態の実測では約47V〜100Vの領域になっている。
なお、この実測値は一例を示したもので、素子によりばらつきがあることは当業者に理解されるところである。また、素子の耐圧仕様に応じて、出力容量Cossの急激に低下するドレイン・ソース間電圧が変わることも当業者に理解されるところである。
例えば、本発明を適用するスイッチング電源装置として、図1に示したスイッチング電源装置1を示したが、この回路構成に限定されない。スイッチング電源装置としては、共振型のスイッチング電源装置でなくても適用が可能である。
2・・・ゲート駆動制御回路
C1・・・平滑コンデンサ
C2・・・共振コンデンサ
Q1・・・スイッチング素子
DQ1・・・内蔵ダイオード
D1・・・ダイオード
D2・・・振動抑制用ダイオード
T1・・・トランス
N1・・・トランスT1の1次巻線
N2・・・トランスT1の2次巻線
Ld・・・負荷
Vin・・・直流電源
VDS・・・ドレイン・ソース間電圧
VGS・・・ゲート・ソース間電圧
ID・・・ドレイン電流
Claims (4)
- スーパージャンクション構造を有するMOSFETのスイッチング素子によりスイッチングされるスイッチング電源装置において、
前記スイッチング素子に逆並列接続された振動抑制用ダイオードを備え、
ドレイン・ソース間電圧に対する前記スイッチング素子の出力容量の特性曲線を、図2の直線A、直線B及び直線Cに対応する第1の直線、第2の直線及び第3の直線で近似したとき、
前記振動抑制用ダイオードの接合容量特性曲線と前記第2の直線との交点に対応する前記振動抑制用ダイオードの接合容量が、前記第1の直線と前記第2の直線との交点に対応する前記スイッチング素子の出力容量に対し40%以上であることを特徴とするスイッチング電源装置。 - ドレイン・ソース間電圧が0Vのときの前記振動抑制用ダイオードの接合容量が、ドレイン・ソース間電圧が0Vのときの前記スイッチング素子の出力容量以下であることを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記スイッチング素子は寄生容量による内蔵ダイオードを有しており、前記スイッチング素子の出力容量は前記内蔵ダイオードの接合容量を含めた値であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスイッチング電源装置。
- 当該スイッチング電源装置は、直流電源の正極端子と負極端子との間に直列接続されるトランスの一次巻線と前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子に並列接続される共振コンデンサと、を有し、
前記トランスの二次巻線の一方の端子と他方の端子との間に直列接続されるダイオードとコンデンサとからなるフィルタ回路を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置。
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