JPH04344167A - 自励振形フライバックコンバ−タ - Google Patents
自励振形フライバックコンバ−タInfo
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- JPH04344167A JPH04344167A JP14559891A JP14559891A JPH04344167A JP H04344167 A JPH04344167 A JP H04344167A JP 14559891 A JP14559891 A JP 14559891A JP 14559891 A JP14559891 A JP 14559891A JP H04344167 A JPH04344167 A JP H04344167A
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- capacitor
- flyback converter
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自励振形フライバック
コンバ−タの回路に関するものである。
コンバ−タの回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の自励振形フライバックコンバ−タ
の回路例を図３の回路図に示す。ＰＳは直流電源、ＳＷ
はスイッチング素子、Ｔはトランスで、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ
３はトランスＴの１次、２次、３次巻線、Ｄは整流素子
、ＣＳ、Ｃはコンデンサ、Ｒは抵抗である。
の回路例を図３の回路図に示す。ＰＳは直流電源、ＳＷ
はスイッチング素子、Ｔはトランスで、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ
３はトランスＴの１次、２次、３次巻線、Ｄは整流素子
、ＣＳ、Ｃはコンデンサ、Ｒは抵抗である。
【０００３】図４は図３の回路における各部動作波形図
であり、（ａ）はＮ１の電流、（ｂ）はＳＷの電圧（Ｃ
Ｓの電圧）、（Ｃ）はＮ２の電流、（ｄ）はＣＳの電流
、（ｅ）はＮ３の電圧（ＳＷのベ−ス電圧）を示し、以
下に動作を説明する。
であり、（ａ）はＮ１の電流、（ｂ）はＳＷの電圧（Ｃ
Ｓの電圧）、（Ｃ）はＮ２の電流、（ｄ）はＣＳの電流
、（ｅ）はＮ３の電圧（ＳＷのベ−ス電圧）を示し、以
下に動作を説明する。
【０００４】まず、Ｔ１の期間において、スイッチング
素子ＳＷが導通すると、１次巻線Ｎ１に直流電源ＰＳの
電圧が印加される。このとき２次巻線Ｎ２にはＮ１とＮ
２の巻数比で決まる電圧が極性表示部（・印）を正とす
る向きに発生するが、整流素子Ｄが阻止方向にあるため
、Ｎ２には電流が流れない。また、この時、３次巻線Ｎ
３にはＮ１とＮ３の巻数比で決まる電圧が極性表示部を
正とする向きに発生する。この電圧がＳＷに十分なベ−
ス電流を供給するため、Ｔ１の期間にわたりＳＷは導通
し続ける。さて、この時、１次から２次にパワ−が伝達
されないため、Ｎ１はトランスＴの励磁インダクタンス
と等価になる。従って、１次回路はＰＳと励磁インダク
タンスの直列回路に等しくなり、Ｎ１の電流は図４（ａ
）のごとく、直線的に増加する。
素子ＳＷが導通すると、１次巻線Ｎ１に直流電源ＰＳの
電圧が印加される。このとき２次巻線Ｎ２にはＮ１とＮ
２の巻数比で決まる電圧が極性表示部（・印）を正とす
る向きに発生するが、整流素子Ｄが阻止方向にあるため
、Ｎ２には電流が流れない。また、この時、３次巻線Ｎ
３にはＮ１とＮ３の巻数比で決まる電圧が極性表示部を
正とする向きに発生する。この電圧がＳＷに十分なベ−
ス電流を供給するため、Ｔ１の期間にわたりＳＷは導通
し続ける。さて、この時、１次から２次にパワ−が伝達
されないため、Ｎ１はトランスＴの励磁インダクタンス
と等価になる。従って、１次回路はＰＳと励磁インダク
タンスの直列回路に等しくなり、Ｎ１の電流は図４（ａ
）のごとく、直線的に増加する。
【０００５】しかしながら、スイッチング素子ＳＷであ
るトランジスタを流れるＮ１の電流は、増幅率とベ−ス
電流の積で決まる値で制限され、ＳＷの分担電圧は急速
に増加する。また、ＳＷの分担電圧の増加に応じ、Ｎ１
の分担電圧が減少し、それにともない、Ｎ３の電圧が減
少して、ベ−ス電流が低下し、ますます、ＳＷの分担電
圧が増加する。このように正帰還がかかるため、ＳＷは
短時間でタ−ンオフする。このようにして、Ｔ１期間か
らＴ２期間に切り換わる。
るトランジスタを流れるＮ１の電流は、増幅率とベ−ス
電流の積で決まる値で制限され、ＳＷの分担電圧は急速
に増加する。また、ＳＷの分担電圧の増加に応じ、Ｎ１
の分担電圧が減少し、それにともない、Ｎ３の電圧が減
少して、ベ−ス電流が低下し、ますます、ＳＷの分担電
圧が増加する。このように正帰還がかかるため、ＳＷは
短時間でタ−ンオフする。このようにして、Ｔ１期間か
らＴ２期間に切り換わる。
【０００６】ＳＷがタ−ンオフすると、Ｎ１の電流はゼ
ロになる。（図４（ａ）） しかし、インダクタの性質として電流を急激に減らそう
とすると、それまでと同方向の電流を流しつづけようと
する電圧が発生する。そのため、極性表示部のない方を
正とする向きに、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の各巻線に電圧が発
生する。このとき、スイッチング素子ＳＷの両端に外部
接続した、例えば、タ−ンオフを早めるためのコンデン
サＣＳや、外部接続しなくともスイッチング素子に内蔵
又は固有の静電容量（以下の説明では、いずれもＣＳで
あらわす）が直流電源ＰＳとＮ１の発生電圧により充電
され、図４（ｂ）のように、ＰＳの入力電圧Ｖｉｎの約
２倍のＣＳの電圧となる。Ｎ２の電流は、整流素子Ｄが
導通方向のため、流れ始める。又、Ｎ３の電圧は、図４
（ｅ）のように、ＳＷを逆バイアスする向きとなり、従
って、Ｔ２の期間はＳＷを導通させない。
ロになる。（図４（ａ）） しかし、インダクタの性質として電流を急激に減らそう
とすると、それまでと同方向の電流を流しつづけようと
する電圧が発生する。そのため、極性表示部のない方を
正とする向きに、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の各巻線に電圧が発
生する。このとき、スイッチング素子ＳＷの両端に外部
接続した、例えば、タ−ンオフを早めるためのコンデン
サＣＳや、外部接続しなくともスイッチング素子に内蔵
又は固有の静電容量（以下の説明では、いずれもＣＳで
あらわす）が直流電源ＰＳとＮ１の発生電圧により充電
され、図４（ｂ）のように、ＰＳの入力電圧Ｖｉｎの約
２倍のＣＳの電圧となる。Ｎ２の電流は、整流素子Ｄが
導通方向のため、流れ始める。又、Ｎ３の電圧は、図４
（ｅ）のように、ＳＷを逆バイアスする向きとなり、従
って、Ｔ２の期間はＳＷを導通させない。
【０００７】Ｎ２の電流は、図４（Ｃ）のように直線的
に減少し、ついにゼロとなり、ＣＳとＮ１が自由振動を
始め、Ｃｓの電圧は正弦波状に降下する。ＣＳがＰＳの
電圧より下がると、Ｎ１の極性表示部のある方が正とな
る電圧がかかるようになり、Ｎ３がＳＷにベ−ス電流を
供給するため、ＳＷをタ−ンオフする。 このよ
うに、Ｔ２期間からＴ１期間に切り換わる。
に減少し、ついにゼロとなり、ＣＳとＮ１が自由振動を
始め、Ｃｓの電圧は正弦波状に降下する。ＣＳがＰＳの
電圧より下がると、Ｎ１の極性表示部のある方が正とな
る電圧がかかるようになり、Ｎ３がＳＷにベ−ス電流を
供給するため、ＳＷをタ−ンオフする。 このよ
うに、Ｔ２期間からＴ１期間に切り換わる。
【０００８】次いで、Ｔ２期間からＴ１期間への切換わ
り時の微少期間について詳述する。ＣＳとＮ１の自動振
動でＣＳの電圧が正弦波状に下がってくると、ＣＳの電
圧とＮ１の電圧の和は常に入力電圧に等しいため、Ｎ１
の電圧はそれに応じて下がってくる。Ｎ１の電圧がゼロ
に達するとき、ＣＳの電圧は入力電圧に等しくなる。そ
して、Ｎ１の電圧が反転し、Ｎ３がＳＷにベ−ス電流を
流してＳＷがタ−ンオフするまでの微少期間もＣＳの電
圧は下がり続ける。従って、ＣＳは入力電圧よりもわず
かに低い電圧を保持した状態でＳＷにより短絡される。
り時の微少期間について詳述する。ＣＳとＮ１の自動振
動でＣＳの電圧が正弦波状に下がってくると、ＣＳの電
圧とＮ１の電圧の和は常に入力電圧に等しいため、Ｎ１
の電圧はそれに応じて下がってくる。Ｎ１の電圧がゼロ
に達するとき、ＣＳの電圧は入力電圧に等しくなる。そ
して、Ｎ１の電圧が反転し、Ｎ３がＳＷにベ−ス電流を
流してＳＷがタ−ンオフするまでの微少期間もＣＳの電
圧は下がり続ける。従って、ＣＳは入力電圧よりもわず
かに低い電圧を保持した状態でＳＷにより短絡される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
自励振形フライバックコンバ−タにおいては、ＣＳが入
力電圧よりわずかに低い電圧の保持状態で、スイッチン
グ素子ＳＷをタ−ンオンするため、タ−ンオン時のＣＳ
の電圧をＶａとしたとき、１／２ＣＳＶａ２のスイッチ
ング損失を発生する。従って、この損失による効率の低
下、及び短絡によるスイッチングノイズが大となる問題
点がある。特に、入力電圧の大なるコンバ−タにおいて
、問題が顕著である。
自励振形フライバックコンバ−タにおいては、ＣＳが入
力電圧よりわずかに低い電圧の保持状態で、スイッチン
グ素子ＳＷをタ−ンオンするため、タ−ンオン時のＣＳ
の電圧をＶａとしたとき、１／２ＣＳＶａ２のスイッチ
ング損失を発生する。従って、この損失による効率の低
下、及び短絡によるスイッチングノイズが大となる問題
点がある。特に、入力電圧の大なるコンバ−タにおいて
、問題が顕著である。
【００１０】
本発明は、スイッチング素子の制御回路に、その導通タ
イミングを遅らせる回路を設けることを主要な特徴とし
、スイッチング損失の低減による効率の向上、及びノイ
ズの低減を実現した。
イミングを遅らせる回路を設けることを主要な特徴とし
、スイッチング損失の低減による効率の向上、及びノイ
ズの低減を実現した。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の実施例である自励振形のコン
バ−タの回路図であり、図３と同一符号は同一部分をあ
らわす。又、図２は、図１の回路における各部動作波形
図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は
図４と同様の指定する電流又は電圧をあらわす。ただし
、ＳＷのベ−ス電圧は（ｆ）に示す。
バ−タの回路図であり、図３と同一符号は同一部分をあ
らわす。又、図２は、図１の回路における各部動作波形
図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は
図４と同様の指定する電流又は電圧をあらわす。ただし
、ＳＷのベ−ス電圧は（ｆ）に示す。
【００１２】図１は回路構成上、コンデンサＣ２を図３
に付加したものである。Ｃ２はスイッチング素子ＳＷを
オンオフする制御回路の信号電源であるトランスＴの３
次巻線Ｎ３に並列に接続する。
に付加したものである。Ｃ２はスイッチング素子ＳＷを
オンオフする制御回路の信号電源であるトランスＴの３
次巻線Ｎ３に並列に接続する。
【００１３】図１の回路動作は、Ｔ１、Ｔ２の両期間共
に、図３の回路動作と同様であるがＴ２からＴ１への切
り換り時の微少期間で相異する。
に、図３の回路動作と同様であるがＴ２からＴ１への切
り換り時の微少期間で相異する。
【００１４】即ち、図３の回路ではＮ１、Ｎ２、Ｎ３の
各巻線電圧が反転すると、ただちにＮ３からＳＷへベ−
ス電流が供給されてＳＷがタ−ンオンするため、ＣＳの
電圧は入力電圧よりわずかに低い電圧で短絡され、これ
がスイッチング損失及びスイッチングノイズの増大の原
因となっていた。
各巻線電圧が反転すると、ただちにＮ３からＳＷへベ−
ス電流が供給されてＳＷがタ−ンオンするため、ＣＳの
電圧は入力電圧よりわずかに低い電圧で短絡され、これ
がスイッチング損失及びスイッチングノイズの増大の原
因となっていた。
【００１５】これに対し、図１の回路では、Ｎ１、Ｎ２
、Ｎ３の各巻線電圧が反転して、Ｎ３からベ−ス電流を
供給しようとしても、コンデンサＣ２への充電電流のた
め、スイッチング素子ＳＷを導通するタイミングを遅ら
せる。 従って、ＳＷの普通時におけるＣＳとＮ１による自由振
動でのＣＳの電圧の降下は図３の場合よりもゼロに接近
する。それにより、ＣＳの電荷をＳＷで短絡させること
による損失及びノイズの発生の低減をなし得る。又、Ｃ
２の選択によってはゼロ電圧スイッチングの実現を可能
とする。
、Ｎ３の各巻線電圧が反転して、Ｎ３からベ−ス電流を
供給しようとしても、コンデンサＣ２への充電電流のた
め、スイッチング素子ＳＷを導通するタイミングを遅ら
せる。 従って、ＳＷの普通時におけるＣＳとＮ１による自由振
動でのＣＳの電圧の降下は図３の場合よりもゼロに接近
する。それにより、ＣＳの電荷をＳＷで短絡させること
による損失及びノイズの発生の低減をなし得る。又、Ｃ
２の選択によってはゼロ電圧スイッチングの実現を可能
とする。
【００１６】スイッチング素子ＳＷの導通タイミングを
遅らせる回路として、３次巻線Ｎ３に並列にコンデンサ
Ｃ２を接続する実施例を示したが、その他、ＣＳの電圧
を検出し、その検出電圧が所定値以下になってＳＷへの
導通信号を供給する回路やＮ３の電圧を検出して、常に
一定時間遅らせてからＳＷに導通信号を供給する回路な
どを用いて本発明を実施することができる。
遅らせる回路として、３次巻線Ｎ３に並列にコンデンサ
Ｃ２を接続する実施例を示したが、その他、ＣＳの電圧
を検出し、その検出電圧が所定値以下になってＳＷへの
導通信号を供給する回路やＮ３の電圧を検出して、常に
一定時間遅らせてからＳＷに導通信号を供給する回路な
どを用いて本発明を実施することができる。
【００１７】又、図１の回路では定電圧又は定電流制御
回路を付加していないが、必要に応じて、トランスＴの
入力側、又は負荷側に検出回路を設け、本発明の回路と
組合わせて、スイッチング素子ＳＷを定電圧又は定電流
制御できる。
回路を付加していないが、必要に応じて、トランスＴの
入力側、又は負荷側に検出回路を設け、本発明の回路と
組合わせて、スイッチング素子ＳＷを定電圧又は定電流
制御できる。
【００１８】その他、本発明の要旨の範囲で種々の変形
、付加又は変換などの変更をなし得るものである。
、付加又は変換などの変更をなし得るものである。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の自励振形フ
ライバックコンバ−タは、スイッチング素子が、その分
担電圧をゼロに近付けた状態で導通するのでタ−ンオン
時の損失及びノイズを低減でき、従って、高効率化、低
ノイズ化及び小型軽量化を達成することができ、電子機
器等、広範囲に利用でき、産業上きわめて有効である。
ライバックコンバ−タは、スイッチング素子が、その分
担電圧をゼロに近付けた状態で導通するのでタ−ンオン
時の損失及びノイズを低減でき、従って、高効率化、低
ノイズ化及び小型軽量化を達成することができ、電子機
器等、広範囲に利用でき、産業上きわめて有効である。
【図１】本発明の実施例を示す回路図である。
【図２】図１の各部動作波形図であり、（ａ）はＮ１の
電流、（ｂ）はＳＷの電圧（ＣＳの電圧）、（Ｃ）はＮ
２の電流、（ｄ）はＣＳの電流、（ｅ）はＮ３の電圧、
（ｆ）はＳＷのベ−ス電圧である。
電流、（ｂ）はＳＷの電圧（ＣＳの電圧）、（Ｃ）はＮ
２の電流、（ｄ）はＣＳの電流、（ｅ）はＮ３の電圧、
（ｆ）はＳＷのベ−ス電圧である。
【図３】従来の自励振形フライバックコンバ−タの回路
図である。
図である。
【図４】図３の各部の動作波形図であり、（ａ）はＮ１
の電流、（ｂ）はＳＷの電圧（ＣＳの電圧）、（ｃ）は
Ｎ２の電流、（ｄ）はＣＳの電流、（ｅ）はＮ３の電圧
（ＳＷのベ−ス電圧）
の電流、（ｂ）はＳＷの電圧（ＣＳの電圧）、（ｃ）は
Ｎ２の電流、（ｄ）はＣＳの電流、（ｅ）はＮ３の電圧
（ＳＷのベ−ス電圧）
ＰＳ 直流電源
ＳＷ スイッチング素子Ｔ
トランス Ｎ１ Ｔの１次巻線Ｎ２
Ｔの２次巻線Ｎ３
Ｔの３次巻線Ｄ 整流素子 ＣＳ、Ｃ、Ｃ２ コンデンサ Ｒ 抵抗
トランス Ｎ１ Ｔの１次巻線Ｎ２
Ｔの２次巻線Ｎ３
Ｔの３次巻線Ｄ 整流素子 ＣＳ、Ｃ、Ｃ２ コンデンサ Ｒ 抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】 直流電源、トランスの１次巻線、及び
スイッチング素子の直列回路、前記スイッチング素子の
オフ期間に導通方向となるように前記トランスの２次巻
線に直列接続する整流素子、前記トランスの３次巻線を
信号電源とする前記スイッチング素子の制御回路を備え
る自励振形フライバックコンバ−タにおいて、制御回路
に、スイッチング素子の導通タイミングを遅らせる回路
を設けて、前記スイッチング素子の導通時の電圧をゼロ
に近付けるようにしたことを特徴とする自励振形フライ
バックコンバ−タ。 - 【請求項２】 ３次巻線にコンデンサを並列接続した
請求項１の自励振形フライバックコンバ−タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14559891A JPH04344167A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 自励振形フライバックコンバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14559891A JPH04344167A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 自励振形フライバックコンバ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344167A true JPH04344167A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=15388768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14559891A Pending JPH04344167A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 自励振形フライバックコンバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04344167A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997045948A1 (fr) * | 1996-05-28 | 1997-12-04 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Alimentation a decoupage pour convertisseur direct |
| US5917713A (en) * | 1997-01-09 | 1999-06-29 | Funai Electric Co. Ltd. | RCC type switching power source |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP14559891A patent/JPH04344167A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997045948A1 (fr) * | 1996-05-28 | 1997-12-04 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Alimentation a decoupage pour convertisseur direct |
| US5917713A (en) * | 1997-01-09 | 1999-06-29 | Funai Electric Co. Ltd. | RCC type switching power source |
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