JP5226376B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
Vc5=E×(1−e−(t/C5×R3)) ・・・(1)
そして、上記充電電圧Vc5がサイダックQ3のブレークダウン電圧VBOに達するとサイダックQ3がONしてパワーMOSFETQ2のゲートに起動パルスを与える。そこで、サイダックQ3の動作抵抗をRQ3とすると、電源投入からの時間t1および起動パルス電圧Vg2は下式で与えられる。
t1=−C5×R3×ln(1−VBO/E) ・・・(2)
Vg2=VBO×R2/(R2+RQ3) ・・・(3)
Vc5’=VBO×e−t/(C5×(R2+RQ3)) ・・・(4)
t2=−C5×(R2+RQ3)×ln(VOFF/VBO) ・・・(5)
Vc5''=VOFF+(E−VOFF)×(1−e−(t/C5×R3))・・・(6)
t3=−C5×R3×ln(1−(VBO−VOFF)/(E−VOFF))・・(7)
Vc1=E×(1−e−(t/C1×R4)) ・・・(8)
τ=C1×R4 ・・・(9)
(1)共振コンデンサC1の充電時定数τ<t3<t1
(2)起動パルス電圧Vg2>Vth
(3)起動パルスの幅t2≦π×√(L×C1)
こうして、起動パルスの幅t2をインダクタンスLと共振コンデンサC1の直列共振周期の1/2以下に設定することによって、起動に適した振動電流を得ることができる。これらの条件を満足するために、起動回路IGNおよび共振回路を構成する各部品定数の選定が必要となるが、サイダックQ3など主要部品の温度影響も含めた主要部品の特性ばらつきや電源電圧変動を考慮した場合、必ずしも容易なことではない。
12 弛張発振回路
121 タイマー用IC
13,131 発振検出回路
14,16,17 論理ゲート回路
15 出力回路
20 同期回路
C0 コンデンサ(電源平滑用)
C1 共振コンデンサ
C2 コンデンサ(デッドタイム用)
C3 平滑コンデンサ
C11 コンデンサ
D1〜D4;D11,D12;D21,D22,D23 ダイオード
E 直流入力電源
L インダクタ
L11 1次巻線
L12,L13 補助巻線
Load 直流負荷
Q1,Q2 パワーMOSFET
Q21,Q22 MOSFET
R1,R2 ゲート抵抗
R4 抵抗(起動用)
R11〜R14;R21 抵抗
R22 放電抵抗
T1 出力トランス
SW スイッチ
Vcc 内部電源
ZD ツェナダイオード
Claims (6)
- 直流入力電源の両端子間に第1および第2のスイッチング素子から成る直列回路が接続され、前記第1および第2のスイッチング素子の接続点と前記直流入力電源の一方の端子との間に、インダクタ、共振コンデンサおよび出力トランスの1次巻線から成る直列共振回路が接続され、前記第1および第2のスイッチング素子のスイッチングにより得られた出力トランスの2次側誘起電流をダイオードおよび平滑コンデンサによって整流・平滑化して出力し、前記出力トランスの第1および第2の補助巻線に誘起された電圧を前記第1および第2のスイッチング素子の制御端子に与えることでスイッチングを継続するようにした電圧帰還型の自励式複合共振直列コンバータから成るスイッチング電源装置において、
制御電源と、
前記制御電源によって付勢される発振回路と、
前記第1および第2の補助巻線の少なくとも一方の誘起電圧が、対応するスイッチング素子をスイッチングさせることができる所定のレベルに達しているか否かを判定する発振検出回路と、
前記発振検出回路の判定結果に応答し、前記所定のレベルに達していない期間は前記発振回路の発振信号を起動信号として前記対応するスイッチング素子に与え、前記所定のレベルに達すると前記発振回路の発振信号が対応するスイッチング素子に与えられないようにブロックする論理回路とを備えて構成される起動回路を含むことを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記発振回路は、弛張発振回路から成ることを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。
- 前記発振検出回路は、前記第1および第2の補助巻線の少なくとも一方の誘起電圧が前記所定のレベルに達すると、前記弛張発振回路の動作を停止させることを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。
- 前記弛張発振回路の出力のパルス幅は、前記直列共振回路の共振周期の1/2以下であり、かつパルス周期は前記共振コンデンサが起動に先立って充電される時定数以上であることを特徴とする請求項2または3記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1および第2の補助巻線からの帰還電圧がない場合は、該第1および第2の補助巻線から対応する第1および第2のスイッチング素子の制御端子に至る回路を開放または高インピーダンスとし、該第1および第2の補助巻線からの帰還電圧が発生した後に前記回路を導通または低インピーダンスにする起動補助手段を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のスイッチング電源装置。
- 前記起動補助手段は、第1および第2の補助巻線から対応する第1および第2のスイッチング素子の制御端子に至る回路に直列に、当該方向が順方向となるように挿入されるダイオードと、該ダイオードと並列に設けられ、該ダイオードの逆バイアス時にONするスイッチとを備えて構成されることを特徴とする請求項5記載のスイッチング電源装置。
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