JP7094685B2 - Switching power supply - Google Patents
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Description
本発明は、スイッチング電源装置(例えば、LLC共振コンバータ等の共振形コンバータ)に関するものである。 The present invention relates to a switching power supply device (for example, a resonant converter such as an LLC resonant converter).
図2は、特許文献1~3等に記載された従来のLLC共振コンバータの概略の構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional LLC resonance converter described in
このLLC共振コンバータは、直流電圧を入力する正負一対の入力端子1a,1bを有し、この入力端子1a,1b間に、入力キャパシタ2とスイッチング回路3が並列に接続されている。スイッチング回路3は、交互にオン/オフ動作する2つのスイッチング素子3a,3bの直列回路により構成され、この出力側に、共振回路4が接続されている。共振回路4は、共振キャパシタ4a、共振インダクタ4b及び励磁インダクタ4cの直列回路により構成され、その励磁インダクタ4cに、変圧器(以下「トランス」という。)5の1次巻線5aが並列に接続されている。トランス5の2次巻線5bには、整流回路6が接続されている。整流回路6は、4つのスイッチング素子6a,6b,6c,6dがブリッジ接続されて構成され、この出力側に、出力キャパシタ7が並列に接続されている。出力キャパシタ7の両電極間には、正負一対の出力端子8a,8bが接続されている。
This LLC resonance converter has a pair of positive and
このような構成のLLC共振コンバータでは、入力端子1a,1bに入力された直流電圧が、スイッチング回路3によって交流電圧に変換され、共振回路4がその交流電圧に共振する。共振した交流電圧は、トランス5で電圧変換され、整流回路6で整流され、出力キャパシタ7で平滑された後、出力端子8a,8bから出力される。
In the LLC resonance converter having such a configuration, the DC voltage input to the
この種のLLC共振コンバータにおいて、共振回路4中の励磁インダクタ4cは、トランス5の励磁インダクタンスを利用する場合と、外付けする場合が一般的に知られている。
又、LLC共振コンバータの出力電力が大電力になった場合、回路を並列化して電流や熱を分散させる場合がある。
In this type of LLC resonance converter, it is generally known that the
Further, when the output power of the LLC resonance converter becomes large, the circuits may be parallelized to disperse the current and heat.
図3は、トランスの1次側を2並列化した場合の従来の他のLLC共振コンバータの概略の構成図である。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram of another conventional LLC resonance converter in the case where the primary side of the transformer is parallelized in two.
この図3のLLC共振コンバータでは、入力端子1a,1bに対して2つのスイッチング回路3-1,3-2が並列に接続されている。一方のスイッチング回路3-1は、交互にオン/オフ動作する2つのスイッチング素子3a1,3b1の直列回路により構成され、他方のスイッチング回路3-2も、交互にオン/オフ動作する2つのスイッチング素子3a2,3b2の直列回路により構成されている。一方のスイッチング素子3b1には、共振回路4-1が並列に接続され、他方のスイッチング素子3b2にも、共振回路4-2が並列に接続されている。一方の共振回路4-1は、共振キャパシタ4a1、共振インダクタ4b1及び励磁インダクタ4c1(巻数N1、インピーダンスLm1)の直列回路により構成され、他方の共振回路4-2も、共振キャパシタ4a2、共振インダクタ4b2及び励磁インダクタ4c2(巻数N1、インピーダンスLm1)の直列回路により構成されている。
In the LLC resonance converter of FIG. 3, two switching circuits 3-1 and 3-2 are connected in parallel to the
一方の励磁インダクタ4c1には、トランス5Aの1次巻線5a1(巻数n1)が並列に接続され、他方の励磁インダクタ4c2にも、トランス5Aの1次巻線5a2(巻数n1)が並列に接続されている。トランス5Aの2次巻線5b(巻数n2)には、図2と同様に、整流回路6が接続され、その出力側に、出力キャパシタ7及び出力端子8a,8bが接続されている。
The primary winding 5a1 (turn number n1) of the
この図3のLLC共振コンバータでは、スイッチング回路3-1及び共振回路4-1とスイッチング回路3-2及び共振回路4-2とが、並列に動作するため、出力電力が大電力になった場合に、電流や熱を1/2に分散させることができる。 In the LLC resonant converter of FIG. 3, the switching circuit 3-1 and the resonant circuit 4-1 and the switching circuit 3-2 and the resonant circuit 4-2 operate in parallel, so that when the output power becomes large. In addition, the current and heat can be distributed in half.
特許文献1~3において、特許文献1には、図2に示すように、励磁インダクタ4cがトランス5と分離された回路構成が開示されているが、その励磁インダクタ4cがトランス5と分離している利点の記載はない。特許文献2には、励磁インダクタ4cとして、トランス5の励磁インダクタンスを利用してもよいし、あるいは、外付けでもよい、との記載のみがある。又、特許文献3には、励磁インダクタ4cがトランス5と分離された回路構成が開示されているが、その励磁インダクタ4cがトランス5と分離している利点の記載はない。
In
従来の特許文献1~3等のLLC共振コンバータでは、次の(A)~(C)のような課題がある。
The conventional LLC resonance converters such as
(A) 従来の図2のLLC共振コンバータにおいて、励磁インダクタ4cとして、トランス5の励磁インダクタンスを利用する場合は、トランスコアのギャップ調整にて所望のインダクタンスを確保するのが主である。しかしながら、トランスコアにギャップがあると、そのギャップ断面から磁束が膨らみ、巻線5a,5bと鎖交することで、その巻線5a,5bの銅損が増加するという課題がある。
(B) 前記(A)に対して、励磁インダクタ4cをトランス5から独立させると、トランス5としてはノンギャップ化が可能なため、ギャップ影響による負荷電流に対する銅損低減が可能という利点がある。弊害としては、独立させた励磁インダクタ4cの鉄損が増加するが、大電力で負荷電流の銅損の割合が大きい場合に有効となる。
(C) 大電力に対応するために、図3のように回路を並列化した場合、励磁インダクタ4c1,4c2をトランス5Aから独立させて接続するには、その励磁インダクタ4c1,4c2に流れる電流も均等に分散させる必要がある。そのため、並列化した回路数分インダクタを接続する必要があり、使用部品数とLLC共振コンバータ全体の外形の大型化の課題が生じる。
(A) In the conventional LLC resonance converter of FIG. 2, when the exciting inductance of the transformer 5 is used as the
(B) With respect to the above (A), if the
(C) When the circuits are parallelized as shown in FIG. 3 in order to cope with a large amount of power, in order to connect the exciting inductors 4c1 and 4c2 independently from the
本発明のスイッチング電源装置は、直流の入力電圧をスイッチングして交流電圧に変換するスイッチング回路と、直列に接続された共振キャパシタ及び共振インダクタを有し、前記交流電圧に共振する共振回路と、前記共振回路から出力される電圧を所定電圧に変換するトランスと、前記所定電圧を整流及び平滑して直流の出力電圧を生成する整流平滑回路と、を備え、前記共振回路を構成する励磁インダクタを、前記トランスの出力側と前記整流平滑回路の入力側との間に並列に接続している。 The switching power supply device of the present invention has a switching circuit that switches a DC input voltage and converts it into an AC voltage, a resonance capacitor and a resonance inductor connected in series, and a resonance circuit that resonates with the AC voltage. An exciting inductor comprising a transformer that converts a voltage output from a resonance circuit into a predetermined voltage, a rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the predetermined voltage to generate a DC output voltage, and constitutes the resonance circuit. It is connected in parallel between the output side of the transformer and the input side of the rectifying smoothing circuit.
そして、前記スイッチング電源装置において、前記スイッチング回路は、前記入力電圧がそれぞれ入力される、並列接続された複数のスイッチング回路を有し、前記共振キャパシタ及び前記共振インダクタを有する前記共振回路は、前記複数のスイッチング回路の出力側に、それぞれ接続された複数の共振回路を有し、前記トランスは、前記複数の共振回路の出力側にそれぞれ接続された複数の1次巻線と前記複数の1次巻線に対して電磁結合される単一の2次巻線とを有し、更に、前記共振回路を構成する前記励磁インダクタは、前記2次巻線と前記整流平滑回路の入力側との間に並列に接続されていることを特徴とする。 Then, in the switching power supply device , the switching circuit has a plurality of connected switching circuits in which the input voltage is input, respectively, and the resonance circuit having the resonance capacitor and the resonance inductor The transformer has a plurality of resonance circuits connected to each other on the output side of the plurality of switching circuits, and the transformer has a plurality of primary windings connected to the output side of the plurality of resonance circuits and the plurality of 1s. The exciting inductor, which has a single secondary winding electromagnetically coupled to the next winding and further constitutes the resonant circuit , comprises the secondary winding and the input side of the rectifying smoothing circuit. It is characterized by being connected in parallel between them.
本発明のスイッチング電源装置によれば、トランスの銅損や鉄損を増加させることなく、使用部品数とスイッチング電源装置全体の外形の小型化が可能になる。 According to the switching power supply device of the present invention, it is possible to reduce the number of parts used and the outer shape of the entire switching power supply device without increasing the copper loss and iron loss of the transformer.
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。 The embodiments for carrying out the present invention will become clear when the following description of preferred embodiments is read in light of the accompanying drawings. However, the drawings are for illustration purposes only and do not limit the scope of the present invention.
(実施例1の構成)
図1は、本発明の実施例1におけるスイッチング電源装置(例えば、回路を2並列化したLLC共振コンバータ)を示す概略の構成図である。
(Structure of Example 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a switching power supply device (for example, an LLC resonant converter in which two circuits are parallelized) according to the first embodiment of the present invention.
このLLC共振コンバータは、直流の入力電圧Viが供給される正負一対の入力端子11a,11bを有し、この入力端子11a,11b間に、入力キャパシタ12が接続されている。入力キャパシタ12の両電極間には、2つのハーフブリッジ型のスイッチング回路20-1,20-2が並列に接続されている。スイッチング回路20-1は、相互にオン/オフ動作する2つのスイッチング素子(例えば、MOS型FET)21-1,21-2を有し、それらが直列に接続されている。同様に、スイッチング回路20-2も、相互にオン/オフ動作する2つのスイッチング素子(例えば、MOS型FET)21-2,22-2を有し、それらが直列に接続されている。
This LLC resonance converter has a pair of positive and
スイッチング回路20-1におけるFET22-1のドレイン・ソース間には、共振回路30-1が並列に接続されている。スイッチング回路20-2におけるFET22-2のドレイン・ソース間にも、共振回路30-2が並列に接続されている。共振回路30-1は、共振コンデンサ31-1及び共振インダクタ32-1を有し、それらが直列に接続されている。同様に、共振回路30-2も、共振コンデンサ31-2及び共振インダクタ32-2を有し、それらが直列に接続されている。各共振インダクタ32-1,32-2は、例えば、コアを有するチョークコイルにより構成され、その各チョークコイルのコアが相互に接続されている。 A resonance circuit 30-1 is connected in parallel between the drain and source of the FET 22-1 in the switching circuit 20-1. A resonance circuit 30-2 is also connected in parallel between the drain and source of the FET 22-2 in the switching circuit 20-2. The resonant circuit 30-1 has a resonant capacitor 31-1 and a resonant inductor 32-1, which are connected in series. Similarly, the resonant circuit 30-2 also has a resonant capacitor 31-2 and a resonant inductor 32-2, which are connected in series. Each resonance inductor 32-1 and 32-2 is composed of, for example, a choke coil having a core, and the core of each choke coil is connected to each other.
共振インダクタ32-1において、チョークコイルの巻き初め(図1中の黒丸点側)は、共振コンデンサ31-1に接続され、その巻き終わりに、トランス40における1次巻線41a(巻数n1)の巻き初めが接続されている。1次巻線41aの巻き終わりは、FET22-1のソースに接続されている。同様に、共振インダクタ32-2において、チョークコイルの巻き初めは、共振コンデンサ31-2に接続され、その巻き終わりに、トランス40における1次巻線41b(巻数n1)の巻き初めが接続されている。1次巻線41bの巻き終わりは、FET22-2のソースに接続されている。
In the resonant inductor 32-1, the winding start (black circle point side in FIG. 1) of the choke coil is connected to the resonant capacitor 31-1, and at the winding end, the
トランス40は、複数(例えば、2つ)の1次巻線41a,41bと、これらの1次巻線41a,41bに対して磁気結合された単一の2次巻線42(巻数n2)と、を有している。2次巻線42の巻き初めと巻き終わりとの間には、インダクタ50が並列に接続されている。インダクタ50は、例えば、コアを有するチョークコイル(巻数N2、インピーダンスLm2)により構成され、そのチョークコイルの巻き初めが、2次巻線42の巻き初めに接続され、そのチョークコイルの巻き終わりが、2次巻線42の巻き終わりに接続されている。
The
インダクタ50には、フルブリッジ型の整流回路60が並列に接続されている。整流回路60は、ブリッジ接続された4つの整流用のスイッチング素子(例えば、MOS型FET)により構成されている。この整流回路60の出力側には、平滑回路を構成する出力キャパシタ70が並列に接続され、その出力キャパシタ70の両電極に、正負一対の出力端子71a,71bが接続されている。
A full bridge
本実施例1のLLC共振コンバータでは、トランス40の1次側のスイッチング回路20-1,20-2及び共振回路30-1,30-2が2並列化され、そのトランス40の2次巻線42に、インダクタ50が並列に接続されていることが特徴である。
In the LLC resonant converter of the first embodiment, the switching circuits 20-1 and 20-2 on the primary side of the
(実施例1の動作)
図1のLLC共振コンバータにおいて、直流の入力電圧Viが入力端子11a,11bに供給されると、その入力電圧Viが入力キャパシタ12に充電された後、並列に接続された2つのスイッチング回路20-1,20-2へそれぞれ印加される。
(Operation of Example 1)
In the LLC resonance converter of FIG. 1, when a DC input voltage Vi is supplied to the
一方のスイッチング回路20-1において、図示しない制御部から供給されるスイッチングパルスにより、2つのFET21-1,22-1が交互にオン/オフ動作する。FET21-1がオン状態の時、入力端子11aに入力された直流電流が、FET21-1→共振キャパシタ31-1→共振インダクタ32-1→1次巻線41a→入力端子11b、の経路で流れる。次に、FET21-1がオフ状態になると共に、FET22-1がオン状態になると、共振キャパシタ31-1に蓄積された電荷が、FET22-1→1次巻線41a→共振インダクタ32-1→共振キャパシタ31-1、の経路で流れる。このようなFET21-1,22-1のオン/オフ動作により、入力端子11a,11bに供給された入力電圧Viが、交流電圧に変換され、その交流電圧が共振回路30-1で共振する。
In one switching circuit 20-1, two FETs 21-1 and 22-1 are alternately turned on / off by a switching pulse supplied from a control unit (not shown). When the FET 21-1 is in the ON state, the DC current input to the
他方のスイッチング回路20-2及び共振回路30-2も、一方のスイッチング回路20-1及び共振回路30-1に対して並列に、同様の動作を行う。 The other switching circuit 20-2 and the resonant circuit 30-2 also perform the same operation in parallel with the one switching circuit 20-1 and the resonant circuit 30-1.
トランス40の1次巻線41a,41bに交流電流が流れると、トランス40の2次巻線42に交流電圧が誘起され、インダクタ50に電荷が蓄積されると共に、その交流電圧が整流回路60へ印加される。整流回路60において、図示しない制御部から供給されるスイッチングパルスにより、2つのFET61,62が交互にオン/オフ動作すると共に、2つのFET63,64が交互にオフ/オン動作する。
When an AC current flows through the
2つのFET61,64がオン状態になると共に、2つのFET62,63がオフ状態になると、2次巻線42の巻き始め→オン状態のFET61→出力キャパシタ70→オン状態のFET64→2次巻線42の巻き終わり、の経路で直流電流が流れる。次に、2つのFET61,64がオフ状態になると共に、2つのFET62,63がオン状態になると、2次巻線42の巻き終わり→オン状態のFET63→出力キャパシタ70→オン状態のFET62→2次巻線42の巻き始め、の経路で直流電流が流れる。このように、2次巻線42に誘起された交流電圧が、整流回路60で整流され、出力キャパシタ70で平滑された後、出力端子71a,71bから所望の直流出力電圧Voが出力される。
When the two
(実施例1の図1と従来の図3との構造上の対比)
図3において、トランス1次側並列回路数をp(=2)、並列化された各回路に挿入された励磁インダクタ4c1,4c2のインダクタンスをLm1、及び、励磁インダクタ4c1,4c2の巻数をN1とする。更に、トランス5Aの1次巻線5a1,5a2の巻数をn1、2次巻線5bの巻数をn2とする。これに対し、図1において、トランス40の1次巻線41a,41bの巻数をn1、トランス40の単一の2次巻線42の巻数をn2、その2次巻線42に挿入されたインダクタ50のインダクタンスをLm2、及びそのインダクタ50の巻数をN2とする。
(Structural comparison between FIG. 1 of Example 1 and conventional FIG. 3)
In FIG. 3, the number of parallel circuits on the primary side of the transformer is p (= 2), the inductance of the excitation inductors 4c1 and 4c2 inserted in each of the parallelized circuits is Lm1, and the number of turns of the excitation inductors 4c1 and 4c2 is N1. do. Further, the number of turns of the primary windings 5a1 and 5a2 of the
トランス1次巻線電圧をVn1、電圧印加時間をTon、インダクタンスLm1の巻数をN1、磁束密度をBm1、及びコア断面積をAe1とすると、
Bm1=(Vn1*Ton)/(Ae1*N1)・・・(1)
が成り立つ。
同様に、トランス2次巻線電圧をVn2、電圧印加時間をTon、インダクタンスLm2の巻数をN2、磁束密度をBm2、及びコア断面積をAe2とすると、
Bm2=(Vn2*Ton)/(Ae2*N2)・・・(2)
が成り立つ。
Assuming that the transformer primary winding voltage is Vn1, the voltage application time is Ton, the number of turns of the inductance Lm1 is N1, the magnetic flux density is Bm1, and the core cross-sectional area is Ae1.
Bm1 = (Vn1 * Ton) / (Ae1 * N1) ... (1)
Is true.
Similarly, assuming that the transformer secondary winding voltage is Vn2, the voltage application time is Ton, the number of turns of the inductance Lm2 is N2, the magnetic flux density is Bm2, and the core cross-sectional area is Ae2.
Bm2 = (Vn2 * Ton) / (Ae2 * N2) ... (2)
Is true.
ここで、励磁インダクタ4c1,4c2におけるコアの磁束密度Bm1と、インダクタ50におけるコアの磁束密度Bm2とは、磁気飽和を考慮した利用率から上限値が決まる。又、トランス1次巻線電圧Vn1、トランス2次巻線電圧Vn2、及び電圧印加時間Tonは、トランス40,5Aの条件から決まる。従って、トランス40,5Aの外形に関わるパラメータは、
コア断面積Ae1*励磁インダクタ4c1,4c2の巻数N1
コア断面積Ae2*インダクタ50の巻数N2
となる。
Here, the upper limit values of the core magnetic flux density Bm1 in the exciting inductors 4c1 and 4c2 and the core magnetic flux density Bm2 in the
Core cross-sectional area Ae1 * Number of turns N1 of excitation inductors 4c1 and 4c2
Core cross-sectional area Ae2 * Number of turns of
Will be.
トランス5Aの1次側でp(=2)並列化した場合と、トランス40の単一の2次巻線42にインダクタ50を挿入した場合と、を比較すると、次式(3)のようになる。
(p*Ae1*N1):(Ae2*N2)
=p(Vn1*Ton)/(Bm1):(Vn2*Ton)/(Bm2)
・・・(3)
Comparing the case of parallelizing p (= 2) on the primary side of the
(P * Ae1 * N1): (Ae2 * N2)
= P (Vn1 * Ton) / (Bm1): (Vn2 * Ton) / (Bm2)
... (3)
励磁インダクタ4c1,4c2におけるコアの磁束密度Bm1と、インダクタ50におけるコアの磁束密度Bm2と、の上限値をそれぞれBmとすると、
Bm1=Bm2=Bm・・・(4)
となる。
Assuming that the upper limit values of the core magnetic flux density Bm1 in the exciting inductors 4c1 and 4c2 and the core magnetic flux density Bm2 in the
Bm1 = Bm2 = Bm ... (4)
Will be.
トランス40の1次巻数n1及び2次巻数n2と電圧Vn1,Vn2の関係から、次式(5)のようになる。
Vn1/Vn2=n1/n2・・・(5)
From the relationship between the primary turns n1 and the secondary turns n2 of the
Vn1 / Vn2 = n1 / n2 ... (5)
以上から、式(3)は、
(p*Ae1*N1):(Ae2*N2)
=p(Vn1*Ton)/(Bm1):(Vn2*Ton)/(Bm2)
=p(Vn1*Ton)/(Bm):
((n2/n1)*Vn1*Ton)/(Bm)
=p:(n2/n1)・・・(6)
と表せる。従って、p>(n2/n1)の条件において、本実施例1の図1に示すように、トランス40の単一の2次巻線42側にインダクタ50を挿入した場合、従来の図3の励磁インダクタ4c1,4c2に比べて、インダクタ50の大きさを小さくできることになる。
From the above, equation (3) is
(P * Ae1 * N1): (Ae2 * N2)
= P (Vn1 * Ton) / (Bm1): (Vn2 * Ton) / (Bm2)
= P (Vn1 * Ton) / (Bm):
((N2 / n1) * Vn1 * Ton) / (Bm)
= P: (n2 / n1) ... (6)
Can be expressed as. Therefore, under the condition of p> (n2 / n1), when the
また仮に、従来の図3の構成で、励磁インダクタ4c1,4c2を図1相当のインダクタ50の外形に抑える場合、その外形に関わるパラメータAe1*N1の断面積Ae1又は巻数N1を小さくする必要が生じ、式(1)からコアの磁束密度Bm1が大きくなり、鉄損の増加や飽和マージンの減少につながる。
Further, if the excitation inductors 4c1 and 4c2 are suppressed to the outer shape of the
逆に図1の構成において、従来の図3の構成と同等の外形でよいとすると、その分、外形に関わるパラメータAe2*N2の断面積Ae2を大きくできるため、式(2)からコアの磁束密度Bm2を小さくでき、鉄損の抑制や磁気飽和マージンの拡大につながる。又、磁束密度Bm2を小さくしない場合では、断面積Ae2を大きくできた分、巻数N2を小さくできるため、銅損の抑制も可能となる。 On the contrary, in the configuration of FIG. 1, if the outer shape equivalent to that of the conventional configuration of FIG. 3 is sufficient, the cross-sectional area Ae2 of the parameter Ae2 * N2 related to the outer shape can be increased by that amount, so that the magnetic flux of the core is obtained from the equation (2). The density Bm2 can be reduced, leading to suppression of iron loss and expansion of the magnetic saturation margin. Further, when the magnetic flux density Bm2 is not reduced, the number of turns N2 can be reduced by the amount that the cross-sectional area Ae2 can be increased, so that copper loss can be suppressed.
(実施例1の効果)
トランス40の単一の2次巻線42側にインダクタ50を接続したので、従来に比べて、使用部品数とLLC共振コンバータ全体の外形の大型化を抑制することができる。
(Effect of Example 1)
Since the
(実施例1の変形例)(Variation example of Example 1)
本発明は、上記実施例1に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(a)~(d)のようなものがある。The present invention is not limited to the above-mentioned Example 1, and various usage forms and modifications are possible. Examples of this usage pattern and modification include the following (a) to (d).
(a) 共振インダクタ32-1,32-2は、トランス40の漏れインダクタンスによりそれぞれ構成してもよい。これにより、スイッチング電源装置全体の外形のより小型化が可能になる。(A) The resonance inductors 32-1 and 32-2 may be configured by the leakage inductance of the
(b) スイッチング回路20-1,20-2は、ハーフブリッジ型の構成になっているが、フルブリッジ型の構成に変形しても、上記実施例1と略同様の作用効果を奏することができる。(B) The switching circuits 20-1 and 20-2 have a half-bridge type configuration, but even if they are transformed into a full-bridge type configuration, they may have substantially the same effects as those in the first embodiment. can.
(c) 整流回路60は、複数のFET61~64を用いたブリッジ構成になっているが、これに限定されない。例えば、複数のFET61~64としては、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)等の他のスイッチング素子を用いてもよい。又、整流回路60は、複数の整流用ダイオードを用いた構成、あるいは、複数の整流スイッチ素子及び整流用ダイオードを用いた構成等に変形しても、上記実施例1と略同様の作用効果を奏することができる。(C) The
(d) 上記実施例1では、スイッチング電源装置として、LLC共振コンバータについて説明したが、他の構成の共振形コンバータについても、本発明を適用することができる。(D) In the first embodiment, the LLC resonance converter has been described as the switching power supply device, but the present invention can also be applied to the resonance type converter having other configurations.
20-1,20-2 スイッチング回路20-1, 20-2 switching circuit
21-1,21-2,22-1,22-2 FET21-1,21-2,22-1,22-2 FET
30-1,30-2 共振回路30-1, 30-2 Resonant circuit
31-1,31-2 共振キャパシタ31-1 and 31-2 Resonant capacitors
32-1,32-2 共振インダクタ32-1, 32-2 resonant inductor
40 トランス40 transformer
41a,41b 1次巻線41a, 41b primary winding
42 2次巻線42 Secondary winding
50 インダクタ50 inductor
60 整流回路60 Rectifier circuit
70 出力キャパシタ70 output capacitor
Claims (4)
直列に接続された共振キャパシタ及び共振インダクタを有し、前記交流電圧に共振する共振回路と、
前記共振回路から出力される電圧を所定電圧に変換する変圧器と、
前記所定電圧を整流及び平滑して直流の出力電圧を生成する整流平滑回路と、
を備え、前記共振回路を構成する励磁インダクタを、前記変圧器の出力側と前記整流平滑回路の入力側との間に並列に接続したスイッチング電源装置において、
前記スイッチング回路は、前記入力電圧がそれぞれ入力される、並列接続された複数のスイッチング回路を有し、
前記共振キャパシタ及び前記共振インダクタを有する前記共振回路は、前記複数のスイッチング回路の出力側に、それぞれ接続された複数の共振回路を有し、
前記変圧器は、前記複数の共振回路の出力側にそれぞれ接続された複数の1次巻線と前記複数の1次巻線に対して電磁結合される単一の2次巻線とを有し、
前記共振回路を構成する前記励磁インダクタは、前記2次巻線と前記整流平滑回路の入力側との間に並列に接続されていることを特徴とするスイッチング電源装置。 A switching circuit that switches the DC input voltage and converts it to an AC voltage,
A resonant circuit having a resonant capacitor and a resonant inductor connected in series and resonating with the AC voltage,
A transformer that converts the voltage output from the resonance circuit into a predetermined voltage, and
A rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the predetermined voltage to generate a DC output voltage.
In a switching power supply device in which the exciting inductor constituting the resonant circuit is connected in parallel between the output side of the transformer and the input side of the rectifying smoothing circuit.
The switching circuit has a plurality of connected switching circuits in which the input voltage is input.
The resonance circuit having the resonance capacitor and the resonance inductor has a plurality of resonance circuits connected to each other on the output side of the plurality of switching circuits.
The transformer has a plurality of primary windings connected to each output side of the plurality of resonant circuits and a single secondary winding electromagnetically coupled to the plurality of primary windings. ,
A switching power supply device characterized in that the exciting inductor constituting the resonance circuit is connected in parallel between the secondary winding and the input side of the rectifying smoothing circuit.
前記変圧器の漏れインダクタンスにより構成されてい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。The switching power supply device according to claim 1, wherein the switching power supply device is configured by the leakage inductance of the transformer.
複数のスイッチング素子を有するハーフブリッジ型又はフルブリッジ型のスイッチング回路であることを特徴とする請求項1又は2記載のスイッチング電源装置。The switching power supply device according to claim 1 or 2, wherein the switching circuit is a half-bridge type or a full-bridge type switching circuit having a plurality of switching elements.
複数の整流ダイオード及び/又は複数の整流用スイッチング素子を有する整流回路と、A rectifying circuit having a plurality of rectifying diodes and / or a plurality of rectifying switching elements,
前記整流回路から出力される電圧を平滑して前記出力電圧を生成する平滑回路と、A smoothing circuit that smoothes the voltage output from the rectifier circuit to generate the output voltage,
を有することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項記載のスイッチング電源装置。The switching power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching power supply device comprises.
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Citations (7)
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