JP5496005B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
1次巻線の巻数の1/2であることを特徴とする。この構成によれば、請求項21に記載のスイッチング電源装置において、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧を第1巻線の端子間電圧と同一にすることができる。そのため、第1サージ抑制整流素子及び第2サージ抑制整流素子を確実に導通状態にすることができる。
まず、図1を参照してDC−DCコンバータの構成について説明する。ここで、図1は、第1実施形態のDC−DCコンバータの回路図である。なお、トランス10の1次巻線100、2次巻線101及び補助巻線102に付された・印は、巻線の巻始めを示す。
次に、第2実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第2実施形態のDC−DCコンバータは、第1実施形態のDC−DCコンバータが、1つの補助巻線を有する構成であるのに対して、2つの補助巻線を有する構成としたものである。
次に、第3実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第3実施形態のDC−DCコンバータは、第1実施形態のDC−DCコンバータが、1つのトランスを有する構成であるのに対して、2つのトランスを有する構成にするとともに、それに伴って出力側回路の構成を変更したものである。
コンデンサ333とを備えている。
次に、第4実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第4実施形態のDC−DCコンバータは、第2実施形態のDC−DCコンバータが、1つのトランスを有する構成であるのに対して、2つのトランスを有する構成にするとともに、それに伴って出力側回路の構成を第3実施形態と同一構成に変更したものである。
次に、第5実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第5実施形態のDC−DCコンバータは、第1実施形態のDC−DCコンバータから入力側回路を構成するアクティブクランプ回路及びサージ抑制回路の1つを削除するとともに、出力側回路を構成するダイオード及びコイルを削除したものである。
次に、第6実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。まず、図7を参照して第5実施形態のDC−DCコンバータの構成について説明する。ここで、図7は、第6実施形態におけるDC−DCコンバータの回路図である。なお、トランス6の1次巻線600、2次巻線601、602及び補助巻線603、604に付された・印は、巻線の巻始めを示す。
フルブリッジ式コンバータである。DC−DCコンバータ6は、トランス60と、コイル61と、入力側回路62と、出力側回路63と、制御回路64とを備えている。
コイル632と、コンデンサ633とを備えている。
次に、第7実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第7実施形態のDC−DCコンバータは、第6実施形態のDC−DCコンバータに対してサージ抑制回路の構成を変更したものである。
次に、第8実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第8実施形態のDC−DCコンバータは、第6実施形態のDC−DCコンバータに対し、サージ抑制回路の構成を変更するとともに、それに伴って、補助巻線の巻数を変更したものである。
Claims (24)
- 1次巻線と2次巻線を有するトランスと、
前記1次巻線と直流電源との間に接続されるスイッチング素子と、
前記2次巻線と負荷との間に接続される整流素子と、
を備えたスイッチング電源装置において、
前記トランスは、補助巻線を有し、前記補助巻線の端子間電圧が、前記整流素子の非導通時に、所定電圧に固定されることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記補助巻線の端子間電圧が、前記整流素子の非導通時に、前記直流電源の電圧に固定されることをと特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- サージ抑制容量素子とサージ抑制整流素子を並列接続して構成され、前記補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続されるサージ抑制回路を有することを特徴とする請求項2に記載のスイッチング電源装置。
- 前記整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、前記第1整流素子は、前記2次巻線の一端と前記負荷の一端との間に接続され、前記第2整流素子は、前記2次巻線の他端と前記負荷の一端との間に接続され、
クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、前記1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、
前記補助巻線の端子間電圧が、前記第2整流素子の非導通時に、前記直流電源の電圧に固定され、前記第1整流素子の非導通時に、前記クランプ容量素子の端子間電圧に固定され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。 - 第1サージ抑制容量素子と第1サージ抑制整流素子を並列接続して構成され、前記補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第1サージ抑制回路と、
第2サージ抑制容量素子と第2サージ抑制整流素子を並列接続して構成され、前記補助巻線と前記第1サージ抑制回路の接続点と、前記クランプ容量素子と前記クランプスイッチング素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制回路と、
を有することを特徴とする請求項4に記載のスイッチング電源装置。 - 前記1次巻線と前記補助巻線の巻数が同一であることを特徴とする請求項3又は5に記載のスイッチング電源装置。
- 前記補助巻線は、第1補助巻線と、第2補助巻線とからなり、
前記整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、前記第1整流素子は、前記2次巻線の一端と前記負荷の一端との間に接続され、前記第2整流素子は、前記2次巻線の他端と前記負荷の一端との間に接続され、
クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、前記1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、
前記第1補助巻線の端子間電圧が、前記第2整流素子の非導通時に、前記直流電源の電圧に固定され、前記第2補助巻線の端子間電圧が、前記第1整流素子の非導通時に、前記クランプ容量素子の端子間電圧に固定され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。 - 前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記クランプ容量素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項7に記載のスイッチング電源装置。 - 前記1次巻線、前記第1補助巻線及び前記第2補助巻線の巻数が同一であることを特徴とする請求項8に記載のスイッチング電源装置。
- 前記トランスは、第1トランスと、第2トランスとからなり、
前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線、前記2次巻線及び前記補助巻線は、それぞれ直列接続され、
前記スイッチング素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線と前記直流電源との間に接続され、
前記整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、前記第1整流素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記2次巻線の一端と前記負荷の一端との間に接続され、前記第2整流素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記2次巻線の他端と前記負荷の一端との間に接続され、
クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、
直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記補助巻線の端子間電圧が、前記第2整流素子の非導通時に、前記直流電源の電圧に固定され、前記第1整流素子の非導通時に、前記クランプ容量素子の端子間電圧に固定され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。 - 第1サージ抑制容量素子と第1サージ抑制整流素子を並列接続して構成され、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第1サージ抑制回路と、
第2サージ抑制容量素子と第2サージ抑制整流素子を並列接続して構成され、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記補助巻線と前記第1サージ抑制回路の接続点と、前記クランプ容量素子と前記クランプスイッチング素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制回路と、
を有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装置。 - 前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線及び前記補助巻線の巻数が同一であることを特徴とする請求項11に記載のスイッチング電源装置。
- 前記トランスは、第1トランスと、第2トランスとからなり、
前記補助巻線は、第1補助巻線と、第2補助巻線とからなり、
前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線、前記2次巻線、前記第1補助巻線及び前記第2補助巻線は、それぞれ直列接続され、
前記スイッチング素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線と、前記直流電源との間に接続され、
前記整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、前記第1整流素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記2次巻線の一端と、前記負荷の一端との間に接続され、前記第2整流素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記2次巻線の他端と、前記負荷の一端との間に接続され、
クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、
直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記第1補助巻線の端子間電圧が、前記第2整流素子の非導通時に、前記直流電源の電圧に固定され、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記第2補助巻線の端子間電圧が、前記第1整流素子の非導通時に、前記クランプ容量素子の端子間電圧に固定され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。 - 直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記クランプ容量素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項13に記載のスイッチング電源装置。 - 前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線、前記第1補助巻線及び前記第2補助巻線の巻数が同一であることを特徴とする請求項14に記載のスイッチング電源装置。
- 前記2次巻線は、第1の2次巻線と、第2の2次巻線とからなり、前記第1の2次巻線と前記第2の2次巻線は、直列接続され、
前記補助巻線は、第1補助巻線と、第2補助巻線とからなり、
前記整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、前記第1整流素子は、前記第1の2次巻線の一端と前記負荷の一端との間に接続され、前記第2整流素子は、前記第2の2次巻線の一端と前記負荷の一端との間に接続され、
前記第1補助巻線及び前記第2補助巻線の端子間電圧の少なくともいずれかが、前記第1整流素子及び前記第2整流素子の非導通時に、前記直流電源の電圧に固定され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、第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子からなり、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子は、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続され、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子は、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続され、
前記1次巻線は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子の接続点と、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、
前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第1スイッチング素子に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第2スイッチング素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項16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、第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子からなり、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子は、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続され、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子は、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続され、
前記1次巻線は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子の接続点と、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、
前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項16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、第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子からなり、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子は、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続され、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子は、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続され、
前記1次巻線は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子の接続点と、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、
前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第4スイッチング素子に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第2スイッチング素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項16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、第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子からなり、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子は、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続され、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子は、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続され、
前記1次巻線は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子の接続点と、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、
前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第2スイッチング素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項16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、第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子からなり、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子は、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続され、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子は、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続され、
前記1次巻線は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子の接続点と、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、
直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第1サージ抑制容量素子及び第2サージ抑制容量素子と、
前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第1サージ抑制容量素子に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第2サージ抑制容量素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、
を有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装置。 - 前記1次巻線と前記第1補助巻線と前記第2補助巻線の巻数が同一であることを特徴とする請求項17〜20のいずれか1項に記載のスイッチング電源装置。
- 第1補助巻線と第2補助巻線の巻数が、1次巻線の巻数の1/2であることを特徴とする請求項21に記載のスイッチング電源装置。
- 車両に搭載され、電子装置に電圧を供給することを特徴とする請求項1〜23のいずれか1項に記載のスイッチング電源装置。
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