JPH0332299B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0332299B2
JPH0332299B2 JP56021936A JP2193681A JPH0332299B2 JP H0332299 B2 JPH0332299 B2 JP H0332299B2 JP 56021936 A JP56021936 A JP 56021936A JP 2193681 A JP2193681 A JP 2193681A JP H0332299 B2 JPH0332299 B2 JP H0332299B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transformer
circuit
switching
voltage
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56021936A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57138866A (en
Inventor
Toshihiro Onodera
Yoichi Masuda
Hiroshi Nakajima
Yoshio Takamura
Seiji Kajiwara
Shoichi Higo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP56021936A priority Critical patent/JPS57138866A/ja
Priority to DE8282101020T priority patent/DE3267486D1/de
Priority to EP82101020A priority patent/EP0058399B1/en
Priority to US06/349,091 priority patent/US4401902A/en
Publication of JPS57138866A publication Critical patent/JPS57138866A/ja
Publication of JPH0332299B2 publication Critical patent/JPH0332299B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33538Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only of the forward type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電圧共振形高周波スイツチング回路
に関する。
周知のように、電子計算機の周辺機器や一般通
信機の安定化電源は通常小電圧、大電流が要求さ
れるが、近年このような用途に小形、軽量、高効
率という利点を持つスイツチング電源が多く使わ
れている。
電圧あるいは電流共振波形を利用したスイツチ
ング電源は主スイツチ素子(トランジスタ、サイ
リスタ、MOSFET等)のスイツチング効率が良
く、且つ低雑音で動作する等の長所がある。しか
し、シングルエンデイドスイツチング回路を母体
とした電圧共振形スイツチング回路は負荷の平滑
コンデンサに継続電流が流れるため、平滑コンデ
ンサの等価抵抗やインダクタンスに雑音となる電
圧を誘起すると同時に、平滑コンデンサでの電力
損失も増加する。また、継続電流で大電力を供給
すると整流ダイオードを流れる電流の最大値が平
均電流の数倍以上にも達し整流ダイオードでの電
力損失も増える欠点がある。
この発明は上記事情に基づいてなされたもの
で、シングルエンデイド・スイツチング回路を用
いた電圧共振形スイツチング回路において、負荷
の平滑コンデンサに連続電流を流すことが可能で
あり、雑音を減少し得るとともに、平滑コンデン
サ、整流ダイオードおよびスイツチ素子等の電力
損失を抑え得る電圧共振形高周波スイツチング回
路を提供しようとするものである。
この発明は、シングルエンデイドスイツチ回路
における変成器の一次、二次巻線間に存在する洩
れインダクタンスを積極的に利用するとともに、
変成器の二次側に電流平滑用チヨークコイルとこ
のチヨーク電流を回生するダイオードを設け、変
成器の一次側回路に設けられたスイツチ素子の電
圧共振波形を維持することができるようにしてい
る。
以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
第1図において、11は直流電源であり、この
電源11の正極はスイツチング素子、例えばトラ
ンジスタ12のコレクタに接続される。このトラ
ンジスタ12のベースには所定周期、所定導通幅
のスイツチングパルスPが供給され、これにより
周期的に開閉動作される。このトランジスタ12
のエミツタは変成器13の一次側131を介して
前記電源11の負極端に接続される。この変成器
13の一次側131には共振用コンデンサ14が
並列接続され、前記トランジスタ12のコレク
タ、エミツタ間にはダンパダイオード15が図示
極性で接続される。これらトランジスタ12、変
成器13、共振用コンデンサ14、ダンパダイオ
ード15はシングルエンデイド・スイツチング回
路16を構成している。
一方、前記変成器13の二次巻線132の一端
部には整流用ダイオード17のアノードが接続さ
れ、このダイオード17のカソードはチヨークコ
イル18の一端部に接続される。このチヨークコ
イル18の他端部は負荷19、出力電圧平滑用コ
ンデンサ20を並列に介して前記二次巻線132
の他端部に接続される。また、前記ダイオード1
7のカソードおよび前記二次巻線132の他端部
間には前記チヨークコイル18の慣性電流を妨げ
ない向きに還流ダイオード21が設けられる。即
ち、ダイオード17のカソードにはダイオード2
1のカソードが接続され、二次巻線132の他端
部にはダイオード21のアノードが接続される。
ここで、前記変成器13の一次、二次間の巻線
比をn:1、励磁インダクタンスをLp、一次側
から見込んだ洩れインダクタンスをLeとすると
変成器13は等価的に第2図に示すような構成と
なる。
尚、上記構成において、特に第1図の変成器1
3の一次側回路はトランジスタ12の両端にかか
る電圧が正弦波の弧になるような動作をするよう
にトランジスタ12のスイツチング周期および導
通幅、共振用コンデンサ14の容量値、変成器1
3の励磁インダクタンス等の値が相互に予じめ設
定されている。また、説明を簡単にするため、ダ
イオード15,17,21およびトランジスタ1
2は理想的なスイツチとし、第1図に示す回路が
定常状態に達しているときは出力の平滑コンデン
サ20には出力電圧Voutが保たれているので負
荷19と平滑コンデンサ20からなる負荷回路2
2は等価的に電池と置き換えることができる。ま
た、変成器の巻線比1:1とすれば省略して考え
ることができる。さらに、第1図の回路におい
て、スイツチング動作が定常状態に達すると、ト
ランジスタ12の駆動パルス列pの一つの周期が
始まる時にはすでに過去の過流応答の累積によつ
て変成器13の励磁インダクタンスLp、洩れイ
ンダクタンスLe、共振コンデンサ14にはそれ
ぞれ初期条件iLP(O),ie(O),Vc(O)を持つて
いる。
上記構成において、第3図,第4図を用いてス
イツチング動作を説明する。
先づ、トランジスタ12が“導通”になつてい
る期間(t=0〜ton)は電源11と変成器13
とが接続される。コンデンサ14は初期条件Vc
(O)=Einを持つているため、第1図の等価回路
は第3図aのようになる。
即ち、変成器13の励磁インダクタンスLpは
電源11に直結されるため、第4図dに示す如く
励磁インダクタンスLpには初期条件icp(O)か
ら直線的に増加する電流が流れ、これは時刻t=
tonまで続く。一方、変成器13の洩れインダク
タンスLeとチヨークコイル18の和に流れる電
流は初期条件ie(0)から入出力電圧の差(Ein−
Vout)によつて、第4図bまたはeに示すよう
に直線的に流れる。
次に、トランジスタ12が時刻t=ton以後
“非導通”になると、電源11は初り離され、変
成器13の一次巻線131と共振用コンデンサ1
4とにより共振回路が形成される。一方、チヨー
クコイル18に流れていた電流は慣性を持つてい
るため、最も過渡インピーダンスの低い回路に流
れる。この結果、第3図bに示す如くチヨークコ
イル18と負荷回路22および還流ダイオード2
1が一つの閉回路になるとともに、変成器13の
一次側は共振用コンデンサ14および変成器13
の励磁インダクタンスLpと洩れインダクタンス
Leの並列回路とが閉回路となる。チヨークコイ
ル18に流れる電流は第4図bに示す如くある傾
斜を持つた直線で減少し始める。共振用コンデン
サ14には変成器13の励磁インダクタンスLp
と洩れインダクタンスに蓄つていた電流が慣性を
持つて流れ込み第4図eに示すように上記の共振
の弧を描きながら減少し始める。このとき同時に
洩れインダクタンスLeに蓄えられていた電流ieも
同じ共振の弧を描きながら減少し、やがて零にな
る。この時点を第4図bに示す如くt=tmとす
ると、電流ie(t)は整流ダイオード17が存在
するため、時刻t=tmで阻止され負の方向へ流
れることはできない。この結果、洩れインダクタ
ンスLeは第3図bの回路から分離されるため、
第1図に示す回路は第3図cのようになる。
第3図cの回路に移るとコンデンサ14の端子
電圧Vcは励磁インダクタンスLpとの単純な共振
による変化をし、第4図cに示す如く負の最大値
を経由して再び電源11の電圧Einに復帰され
る。また、チヨークコイル18に流れる電流は第
4図eに示す如く一定の傾斜で降下する。
さらに、コンデンサ14の端子電圧Vc(t)が
第4図cに示すt=td〜Tの期間で電源11の電
圧Einより高くなると、ダンパーダイオード15
が導通し、励磁インダクタンスLpに流れていた
残留電流は第3図aに点線で示す如く電源11に
戻る。この様子を励磁インダクタンスLpに流れ
る電流iLPの変化で見ると第4図dに示すt=td
〜Tになる。
以上がスイツチングパルスPの一周期にわたる
動作であるが第4図に示したように各々の初期条
件ic(O),ie(O),Vc(O),iLP(O),iL(O
)は
一周期終了後の値ic(T),ie(T),Vc(T),iLP
(T),iL(T)とそれぞれ等しくなつている。
以上の説明から明らかなようにこのスイツチン
グ回路では負荷回路22に流れ込む電流は脈流と
なり、途切れることがないため、小電圧、大電流
なる負荷条件においても多数の平滑コンデンサを
必要としない。また、平滑コンデンサは脈流の僅
かな変化分だけを流せば良いため、平滑コンデン
サの等価インダクタンスや抵抗によつて生ずる雑
音の発生も少ない。さらに、トランジスタ12の
端子電圧の変化は正弦波の弧を保つているためス
イツチの遷移時に発生する損失もほとんどない利
点を有している。
即ち、洩れインダクタンスを利用して、コンデ
ンサ14に初期条件Vc(0)=Einを維持させてい
る。よつてトランジスタ12がターンオンすると
きも両端の端子電圧の差は零であり、電流損失が
なく効率がよい。
以上、詳述したようにこの発明によればシング
ルエデイドスイツチング回路を用いた電圧共振形
スイツチング回路において、負荷の平滑コンデン
サに連続電流を流すことが可能であり、雑音を減
少し得るとともに、平滑コンデンサ、整流ダイオ
ードおよびスイツチ素子等の電力損失を抑え得る
電圧共振形高周波スイツチング回路を提供でき
る。
この発明において、スイツチング周期T、導通
幅ton、コンデンサ14の容量Cr、トランス13
の励磁インダクタンスLpとすると、第4図cの
変化を伴う単純な共振の周期は概略 2π√・ で表せる。この変化周期は、第4図cに示す如く
負の最大値を経由して再び電源11の電圧Einに
復帰されるので、これがいわゆる半周期である。
この半周期は主なオフ期間となるわけで、スイツ
チング周期Tは、第4図から T=ton+(オフ期間)であり、T,ton,Cr,Lp
の相互に予め設定される関係を式で書けば、 T=ton+{(2π√・)/2} となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係わる電圧共振形高周波ス
イツチング回路の一実施例を示す回路構成図、第
2図は第1図に示す変成器の等価回路図、第3図
a,b,cはそれぞれ第1図の動作を説明するた
めに示す等価回路図、第4図a乃至eはそれぞれ
第1図および第3図の動作を説明するために示す
波形図である。 11…直流電源、12…トランジスタ、13…
変成器、14…共振用コンデンサ、15…ダンパ
ダイオード、16…シングルエデイドスイツチン
グ回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 直流電源を所定周期、所定導通幅で開閉制御
    し、洩れインダクタンスを有する変成器の一次側
    に電力を供給する1個のスイツチング手段と、前
    記変成器の一次側の両端間に接続されるコンデン
    サと、前記変成器の二次側に直列接続された整流
    ダイオード、チヨークコイルおよび負荷、この負
    荷と並列接続され負荷回路を構成する平滑コンデ
    ンサと、前記チヨークコイルおよび負荷回路とと
    もに閉回路を構成し還流電流を通すダイオード
    と、前記スイツチング手段に逆極性で並列接続さ
    れた逆極性接続のダンパダイオードとを具備し、
    前記スイツチング手段の両端の電圧がターンオン
    時に零電位に保たれているスイツチング動作をす
    ることを特徴とする電圧共振形高周波スイツチン
    グ回路。
JP56021936A 1981-02-17 1981-02-17 Voltage resonance type high frequency switching circuit Granted JPS57138866A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56021936A JPS57138866A (en) 1981-02-17 1981-02-17 Voltage resonance type high frequency switching circuit
DE8282101020T DE3267486D1 (en) 1981-02-17 1982-02-11 High frequency switching circuit
EP82101020A EP0058399B1 (en) 1981-02-17 1982-02-11 High frequency switching circuit
US06/349,091 US4401902A (en) 1981-02-17 1982-02-16 High frequency switching circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56021936A JPS57138866A (en) 1981-02-17 1981-02-17 Voltage resonance type high frequency switching circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57138866A JPS57138866A (en) 1982-08-27
JPH0332299B2 true JPH0332299B2 (ja) 1991-05-10

Family

ID=12068927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56021936A Granted JPS57138866A (en) 1981-02-17 1981-02-17 Voltage resonance type high frequency switching circuit

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4401902A (ja)
EP (1) EP0058399B1 (ja)
JP (1) JPS57138866A (ja)
DE (1) DE3267486D1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS602026A (ja) * 1983-06-16 1985-01-08 株式会社東芝 電力供給回路
JPS6070968A (ja) * 1983-09-26 1985-04-22 Toshiba Corp 高圧発生装置
US4685041A (en) * 1985-03-11 1987-08-04 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Resonant rectifier circuit
US4709316A (en) * 1985-12-27 1987-11-24 General Electric Company Single-ended DC-to-DC converter with lossless switching
GB8601099D0 (en) * 1986-01-17 1986-02-19 British Aerospace Pulse-forming networks
DE3617374A1 (de) * 1986-05-23 1987-11-26 Ant Nachrichtentech Gleichspannungswandler mit resonanzkreis
DE3619352A1 (de) * 1986-06-09 1987-12-10 Philips Patentverwaltung Eintaktdurchflusswandler
JPH01318547A (ja) * 1988-06-17 1989-12-25 Nec Corp スイッチング電源制御方式
KR960003660B1 (ko) * 1993-07-24 1996-03-21 국방과학연구소 포로프리즘 레이저 공진기용 전기광학적 큐-스위칭 구동회로

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5634883A (en) * 1979-08-29 1981-04-07 Toyo Sash Kk Method of assembling shutter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE506639A (ja) * 1950-10-26
US2787755A (en) * 1953-08-13 1957-04-02 North American Aviation Inc Magnetic frequency divider
US3612895A (en) * 1969-08-11 1971-10-12 Nasa Pulse coupling circuit
JPS5028620B2 (ja) * 1972-01-27 1975-09-17
CA982277A (en) * 1972-02-07 1976-01-20 Raytheon Company Power supply

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5634883A (en) * 1979-08-29 1981-04-07 Toyo Sash Kk Method of assembling shutter

Also Published As

Publication number Publication date
DE3267486D1 (en) 1986-01-02
EP0058399A2 (en) 1982-08-25
EP0058399B1 (en) 1985-11-21
EP0058399A3 (en) 1983-02-09
JPS57138866A (en) 1982-08-27
US4401902A (en) 1983-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4785387A (en) Resonant converters with secondary-side resonance
US4720668A (en) Zero-voltage switching quasi-resonant converters
US6970366B2 (en) Phase-shifted resonant converter having reduced output ripple
JP3351400B2 (ja) スイッチング電源装置
JPH07337035A (ja) 高周波電力の非接触給電装置
US9509221B2 (en) Forward boost power converters with tapped transformers and related methods
JPS6036710B2 (ja) 電源装置
US4417153A (en) High frequency switching circuit
JP3221185B2 (ja) スイッチング電源装置
US5640318A (en) Forward converter for off-line applications
JPH0332299B2 (ja)
JP4352444B2 (ja) 共振コンバータ
US5327334A (en) Zero current switching DC-DC converter incorporating a tapped resonant inductor
JPH04127875A (ja) 電源装置
JP2001008447A (ja) スナバ回路並びにそれを用いたスイッチング電源装置
JP4430188B2 (ja) 共振型電源装置
JPS6130961A (ja) スイツチング制御型電源回路
JPH0258861B2 (ja)
JP3306542B2 (ja) 部分共振型自励式スイッチング電源の低損失化回路
JP3082877B2 (ja) Ac/dcコンバータ
JP2001119934A (ja) スイッチング電源
JPH0678537A (ja) スイッチング電源装置
JPS6037039Y2 (ja) 整流回路
JP2724258B2 (ja) スイッチング電源装置
JPH09215326A (ja) スイッチング電源装置