JP5594322B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
図1は実施形態1に係るスイッチング電源装置の回路図である。スイッチング電源装置101は、非絶縁型コンバータを前段に備え、絶縁型ブリッジコンバータを後段に備えた構成である。本実施形態では、非絶縁型コンバータは昇圧コンバータ回路10であり、絶縁型ブリッジコンバータはハーフブリッジコンバータ回路20である。スイッチング電源装置101は、入力端子Pi(+),Pi(−)から入力された直流入力電圧Viを出力電圧Voに変換し、出力端子Po(+),Po(−)に接続された負荷(不図示)に供給する。入力端子Pi(+),Pi(−)には平滑コンデンサCi及び昇圧コンバータ回路10が接続されている。
Va/Vi=Da/(1−Da)・・・(1)
昇圧コンバータ回路10の出力電圧Vaは、昇圧コンバータ回路10の後段に接続されるハーフブリッジコンバータ回路20の入力電圧である。前記(1)式を電圧Vaについて表すと、
Va=Vi・Da/(1−Da)・・・(2)
となる。
Vo/Va=Db/(2n)・・・(3)
となる。
Vo={Vi・Da/(1−Da)}・{Db/(2n)}・・・(4)
となる。
図2は、実施形態2に係るスイッチング電源装置102の回路図である。実施形態1では、負荷に流れる電流をトランスTの2次側で検出して、後段SW制御回路40へフィードバック電圧Vfb2を入力しているのに対し、実施形態2では、トランスTの1次側に流れる電流を検出している点で相違する。トランスTの1次側で電流を検出する場所は適宜変更可能である。例えば、FET21又はFET22に流れる電流を検出してもよいし、1次巻線npに流れる電流を検出してもよい。また、FET11に流れる電流を検出してもよいし、インダクタL1に流れる電流を検出してもよい。
図3は、実施形態3に係るスイッチング電源装置103の回路図である。スイッチング電源装置103は、実施形態1,2のハーフブリッジコンバータ回路20に替えて、フルブリッジコンバータ回路50を備えている。
20−ハーフブリッジコンバータ回路
30−前段SW制御回路(PWM制御回路)
40−後段SW制御回路(スイッチング周波数制御回路)
50−フルブリッジコンバータ回路
11−FET(第3のスイッチ素子)
21−FET(第1のスイッチ素子)
22−FET(第2のスイッチ素子)
Ci,C1,Co−平滑コンデンサ
C21−キャパシタ
D21,D22−ダイオード
T−トランス
np−1次巻線
ns−2次巻線
Claims (5)
- 入力された入力電源電圧を昇圧して直流電圧を出力する非絶縁型コンバータと、前記非絶縁型コンバータから出力される直流電圧を入力して負荷へ直流電圧を出力する絶縁型ブリッジコンバータとを備え、
前記絶縁型ブリッジコンバータは、
1次巻線及び2次巻線を備えるトランスと、
前記1次巻線に接続されていて、第1のスイッチ素子と第2のスイッチ素子とを有し、前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子の切り替えにより入力された直流電圧から交流電圧を発生させ、前記1次巻線に印加する交流電圧発生回路と、
前記2次巻線に接続されていて、前記1次巻線との磁界結合により前記2次巻線に誘起された電圧を整流し、負荷へ出力する整流回路と、
を有し、
前記非絶縁型コンバータは、
インダクタ及びキャパシタと、
前記インダクタへの通電を切り替える第3のスイッチ素子と、
を有し、
固定オンデューティ比で、かつ、前記負荷の軽重に応じたスイッチング周波数で、前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子を、デッドタイムを挟んで交互にオン/オフ制御するスイッチング周波数制御回路と、
前記第3のスイッチ素子をオン/オフ制御し、かつ、前記第3のスイッチ素子のオンデューティ比を制御して前記絶縁型ブリッジコンバータの出力電圧を調整するPWM制御回路と、
を備えるスイッチング電源装置。 - 前記スイッチング周波数制御回路は、前記負荷が軽負荷時における前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子のスイッチング周波数を、前記負荷が重負荷時におけるスイッチング周波数より低くする構成である、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記スイッチング周波数制御回路は、前記負荷への出力電流を検出し、前記出力電流に応じて、前記スイッチング周波数を制御する、請求項1又は2に記載のスイッチング電源装置。
- 前記スイッチング周波数制御回路は、前記トランスの1次側に設けられた素子に流れる1次側電流を検出し、前記1次側電流に応じて、前記スイッチング周波数を制御する、請求項1又は2に記載のスイッチング電源装置。
- 前記スイッチング周波数制御回路は、前記トランスの1次側又は2次側に設けられた素子の温度を検出し、前記温度に応じて、前記スイッチング周波数を制御する、請求項1又は2に記載のスイッチング電源装置。
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