JP5194600B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
第1のスイッチング素子と、第2のスイッチング素子とをスイッチング駆動するための第1の駆動信号および第2の駆動信号を生成して供給する駆動手段と、
一次巻線と二次巻線とを備え、一次巻線に得られるスイッチング回路のスイッチング出力により、二次巻線に交番電圧が励起されるトランスと、
一次巻線のインダクタンス成分と、キャパシタンスとにより、共振型のスイッチング動作を得るための共振回路を形成する共振コンデンサと、
二次巻線に励起された交番電圧を入力して整流平滑動作を行うことで二次側直流電圧を生成する二次側直流電圧生成手段とを備え、
動作開始直後において、第1のスイッチング素子のみを断続的にオンし、共振コンデンサの充電量が所定量以上となった場合に、第1および第2のスイッチング素子によるスイッチング動作を開始することを特徴とするスイッチング電源回路である。
第1のスイッチング素子と、第2のスイッチング素子とをスイッチング駆動するための第1の駆動信号および第2の駆動信号を生成して供給する駆動手段と、
一次巻線と二次巻線とを備え、一次巻線に得られるスイッチング回路のスイッチング出力により、二次巻線に交番電圧が励起されるトランスと、
一次巻線のインダクタンス成分と、キャパシタンスとにより、共振型のスイッチング動作を得るための共振回路を形成する共振コンデンサと、
二次巻線に励起された交番電圧を入力して整流平滑動作を行うことで二次側直流電圧を生成する二次側直流電圧生成手段とを備え、
動作開始直後において、第1のドライブ信号のオン期間の長さを制御することにより第1のスイッチング素子を連続的にオンした後、スイッチング動作を開始するように駆動手段を制御することを特徴とするスイッチング電源回路である。
第1のスイッチング素子と、第2のスイッチング素子とをスイッチング駆動するための第1の駆動信号および第2の駆動信号を生成して供給する駆動手段と、
一次巻線と二次巻線とを備え、一次巻線に得られるスイッチング回路のスイッチング出力により、二次巻線に交番電圧が励起されるトランスと、
一次巻線のインダクタンス成分と、キャパシタンスとにより、共振型のスイッチング動作を得るための共振回路を形成する共振コンデンサと、
二次巻線に励起された交番電圧を入力して整流平滑動作を行うことで二次側直流電圧を生成する二次側直流電圧生成手段とを備え、
入力直流電圧を抵抗分圧によって形成した電圧によって共振コンデンサを充電し、共振コンデンサの充電量が所定量以上となった場合に、スイッチング動作を開始するように駆動手段を制御することを特徴とするスイッチング電源回路である。
以下、この発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。第1の実施形態では、共振型コンバータの動作開始直後においてスイッチング素子としてのFETをオン/オフするドライブ信号を制御して共振コンデンサを十分に充電した後、FETによるスイッチング動作を開始する。第1の実施形態では、まず、一方のFETを複数回オンして共振コンデンサを充電する。
示す。なお、上述したように、FETQ1、FETQ2が共にオフとなるデッドバンドが生じるように、ドライブ信号SG1、SG2が形成されている。しかしながら、図7以降で示す波形図においては、簡単のためにデッドバンドの図示を省略する。
(1)制御回路2内のドライブ回路にタイマー機能を持たせ、電流IQ2が0となる期間以降となるように、オフ期間Tbを設定する。
(2)図8に示すように、直列共振回路に電流検出回路14を設けて電流を監視し、電流IQ2が0となる時点以降にオフ期間Tbが終了するように制御する。電流検出回路14は、例えば抵抗により電圧降下を検出する構成を使用できる。
(2) 周期T1を予め定められた回数繰り返した場合に、共振コンデンサC1が充電されたものと判断し、ドライブ信号SG1、SG2のオンデューティを50%に戻す。
(3)共振コンデンサC1の電圧VC1を監視し、VC1が所定の電圧以上であれば、共振コンデンサC1が充電されたものと判断し、ドライブ信号SG1、SG2のオンデューティを50%に戻す。
第2の実施形態では、ドライブ信号SG1のパルス幅を制御する、すなわち、ドライブ信号SG1のオン期間Taを制御することにより共振コンデンサを十分に充電した後、FETQ1およびFETQ2によるスイッチング動作を開始する。第2の実施形態では、まず、一方のFETのオン時間Taを、共振コンデンサが十分充電される以上の長さとして共振コンデンサを充電する。そして、FETQ1およびFETQ2によるスイッチング動作に移行する。
(2)共振コンデンサC1の電圧VC1を監視し、VC1が所定の電圧以上になるまでオン期間Ta'とする。
(3)若し、1回のオン期間Ta'では、共振コンデンサSG1が十分に充電できなかった場合、図11Aに示すように、再度ドライブ信号SG1を必要な期間ハイレベルとするようにしても良い。それでも共振コンデンサC1に十分電荷を蓄積できない場合には、同様に、長いオン期間でもってFETQ1をドライブする。
第3の実施形態は、FETQ1およびFETQ2がオンされていない場合であっても常にコンデンサC1が充電されるように構成したものである。なお、図12では、図8の構成と対応する部分には同一の符号を付す。
V1=Vdc*{R2/(R1+R2)}
(1)タイマー等を用い、直流電圧Vdcが入力されてから予め設定された一定の時間が過ぎた場合に、共振コンデンサC1が充電されたものと判断される。
(2)図12に示すように、共振コンデンサC1の電圧VC1を比較回路15によって監視し、VC1が閾値Vth以上となった場合に、共振コンデンサC1が充電されたものと判断される。
2・・・制御回路
10・・・発振器
11・・・ドライブ回路
12・・・誤差増幅器
13・・・フォトカプラ
14・・・電流検出回路
15・・・比較回路
Claims (12)
- 第1のボディダイオード素子を逆並列に接続した第1のスイッチング素子と、第2のボディダイオード素子を逆並列に接続した第2のスイッチング素子とを直列に接続したスイッチング回路を少なくとも1組備えて形成され、直流入力電圧の両端間に対して接続されるスイッチング手段と、
上記スイッチング回路にてスイッチング動作が得られるように、上記第1のスイッチング素子と、上記第2のスイッチング素子とをスイッチング駆動するための第1の駆動信号および第2の駆動信号を生成して供給する駆動手段と、
一次巻線と二次巻線とを備え、上記一次巻線に得られる上記スイッチング回路のスイッチング出力により、二次巻線に交番電圧が励起されるトランスと、
上記一次巻線のインダクタンス成分と、自己のキャパシタンスとにより、共振型のスイッチング動作を得るための共振回路を形成する共振コンデンサと、
上記二次巻線に励起された交番電圧を入力して整流平滑動作を行うことで二次側直流電圧を生成する二次側直流電圧生成手段と、
動作開始直後において、上記共振コンデンサの充電量が所定量未満の場合、上記第1のスイッチング素子を断続的にオンし、上記共振コンデンサの充電量が所定量以上となった場合に、上記スイッチング動作を開始するように上記駆動手段を制御する駆動制御手段と
を有することを特徴とするスイッチング電源回路。 - 上記駆動手段にタイマーを設け、上記第1のスイッチング素子が最初にオンされてから予め設定された一定の時間が過ぎた場合に、上記共振コンデンサの充電量が所定量以上であると判断する
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源回路。 - 上記第1のスイッチング素子を所定回数オンした場合に、上記共振コンデンサの充電量が所定量以上であると判断する
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源回路。 - 上記共振コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段を設け、該電圧検出手段の検出電圧が所定値以上であった場合に、上記共振コンデンサの充電量が所定量以上であると判断する
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源回路。 - 動作開始直後において、上記第1のスイッチング素子を所定長さ以上オンする
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源回路。 - 上記所定長さは、タイマーによって設定される
ことを特徴とする請求項5に記載のスイッチング電源回路。 - 上記所定長さは、上記第2のスイッチング素子の電流量に応じて決定される
ことを特徴とする請求項5に記載のスイッチング電源回路。 - 第1のボディダイオード素子を逆並列に接続した第1のスイッチング素子と、第2のボディダイオード素子を逆並列に接続した第2のスイッチング素子とを直列に接続したスイッチング回路を少なくとも1組備えて形成され、直流入力電圧の両端間に対して接続されるスイッチング手段と、
上記スイッチング回路にてスイッチング動作が得られるように、上記第1のスイッチング素子と、上記第2のスイッチング素子とをスイッチング駆動するための第1の駆動信号および第2の駆動信号を生成して供給する駆動手段と、
一次巻線と二次巻線とを備え、上記一次巻線に得られる上記スイッチング回路のスイッチング出力により、二次巻線に交番電圧が励起されるトランスと、
上記一次巻線のインダクタンス成分と、自己のキャパシタンスとにより、共振型のスイッチング動作を得るための共振回路を形成する共振コンデンサと、
上記二次巻線に励起された交番電圧を入力して整流平滑動作を行うことで二次側直流電圧を生成する二次側直流電圧生成手段と、
動作開始直後において、上記第1のドライブ信号のパルス幅を制御することにより上記第1のスイッチング素子を所定間隔で連続的にオンした後、上記スイッチング動作を開始するように上記駆動手段を制御する駆動制御手段と
を有することを特徴とするスイッチング電源回路。 - 上記第1のスイッチング素子をターンオフした場合に、上記共振コンデンサの充電量が所定量未満であると判断した場合には、再度上記第1のスイッチング素子をターンオンする
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源回路。 - 第1のボディダイオード素子を逆並列に接続した第1のスイッチング素子と、第2のボディダイオード素子を逆並列に接続した第2のスイッチング素子とを直列に接続したスイッチング回路を少なくとも1組備えて形成され、直流入力電圧の両端間に対して接続されるスイッチング手段と、
上記第1のスイッチング素子と並列に接続した第1の抵抗と、上記第2のスイッチング素子と並列に接続した第2の抵抗とを備える抵抗手段と、
上記スイッチング回路にてスイッチング動作が得られるように、上記第1のスイッチング素子と、上記第2のスイッチング素子とをスイッチング駆動するための第1の駆動信号および第2の駆動信号を生成して供給する駆動手段と、
一次巻線と二次巻線とを備え、上記一次巻線に得られる上記スイッチング回路のスイッチング出力により、二次巻線に交番電圧が励起されるトランスと、
上記一次巻線のインダクタンス成分と、自己のキャパシタンスとにより、共振型のスイッチング動作を得るための共振回路を形成する共振コンデンサと、
上記二次巻線に励起された交番電圧を入力して整流平滑動作を行うことで二次側直流電圧を生成する二次側直流電圧生成手段と、
上記共振コンデンサの充電量が所定量以上となった場合に、上記スイッチング動作を開始するように上記駆動手段を制御する駆動制御手段と
を有することを特徴とするスイッチング電源回路。 - 上記駆動手段にタイマーを設け、電源がオンされてから予め設定された一定の時間が過ぎた場合に、上記共振コンデンサの充電量が所定量以上であると判断する
ことを特徴とする請求項10に記載のスイッチング電源回路。 - 上記共振コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段を設け、該電圧検出手段の検出電圧が所定値以上であった場合に、上記共振コンデンサの充電量が所定量以上であると判断する
ことを特徴とする請求項10に記載のスイッチング電源回路。
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