JPH05161354A - 電源回路 - Google Patents
電源回路Info
- Publication number
- JPH05161354A JPH05161354A JP34836191A JP34836191A JPH05161354A JP H05161354 A JPH05161354 A JP H05161354A JP 34836191 A JP34836191 A JP 34836191A JP 34836191 A JP34836191 A JP 34836191A JP H05161354 A JPH05161354 A JP H05161354A
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- transistor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電源回路のスイッチング動作に於けるノイズ
の発生及び電力損失を低減する。 【構成】 一次側電圧をスイッチングトランジスタＱ1
でスイッチングし、トランスＴを介して二次側に出力す
る電源回路に於いて、前記スイッチングトランジスタＱ
1 に共振用コンデンサＣ1 を並列に接続し、前記スイッ
チングトランジスタＱ1 をオンするに際し、前記トラン
スＴのコイルと共振用コンデンサＣ1 とで共振を生じさ
せ、スイッチングトランジスタＱ1 にかかる電圧が略零
になった時に前記スイッチングトランジスタＱ1 をオン
するようにする。 【効果】 スイッチングトランジスタＱ1 をオンすると
きは零電圧スイッチとなるために、ノイズの発生及び電
力損失が低減される。
の発生及び電力損失を低減する。 【構成】 一次側電圧をスイッチングトランジスタＱ1
でスイッチングし、トランスＴを介して二次側に出力す
る電源回路に於いて、前記スイッチングトランジスタＱ
1 に共振用コンデンサＣ1 を並列に接続し、前記スイッ
チングトランジスタＱ1 をオンするに際し、前記トラン
スＴのコイルと共振用コンデンサＣ1 とで共振を生じさ
せ、スイッチングトランジスタＱ1 にかかる電圧が略零
になった時に前記スイッチングトランジスタＱ1 をオン
するようにする。 【効果】 スイッチングトランジスタＱ1 をオンすると
きは零電圧スイッチとなるために、ノイズの発生及び電
力損失が低減される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチングレギュレー
タ等の電源回路に関し、更に詳しくはノイズの発生や電
力ロスを減少し得る電源回路に関する。
タ等の電源回路に関し、更に詳しくはノイズの発生や電
力ロスを減少し得る電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばスイッチングレギュレータ等の電
源回路にあっては直流電圧をスイッチングトランジスタ
及び高周波トランスによって高周波電圧に変換し、これ
を整流して二次出力とするものである。
源回路にあっては直流電圧をスイッチングトランジスタ
及び高周波トランスによって高周波電圧に変換し、これ
を整流して二次出力とするものである。
【０００３】例えば図３に示すように、直流電圧をスイ
ッチングトランジスタＱ1 及びゲート回路Ｇによって高
速スイッチングし、これを高周波トランスＴで変圧して
二次側回路Ｚに出力する。このようなスイッチングレギ
ュレータは今日では直流安定化電源として広く使用され
ている。
ッチングトランジスタＱ1 及びゲート回路Ｇによって高
速スイッチングし、これを高周波トランスＴで変圧して
二次側回路Ｚに出力する。このようなスイッチングレギ
ュレータは今日では直流安定化電源として広く使用され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記回路構成の電源と
しては、コンデンサＣS 及び抵抗ＲS からなるスナバ回
路をトランジスタＱ1に並列に接続し、トランジスタＱ
1 をサージ電圧から保護している。
しては、コンデンサＣS 及び抵抗ＲS からなるスナバ回
路をトランジスタＱ1に並列に接続し、トランジスタＱ
1 をサージ電圧から保護している。
【０００５】しかしながら、前記コンデンサＣS はトラ
ンジスタＱ1 がオフしている間に充電され、次にトラン
ジスタＱ1 がオンすると、コンデンサＣS に充電されて
いた電荷が放電電流として流れる。このためトランジス
タＱ1 がオンしたときに流れる電流は図４に示すよう
に、パルス性の電流（以下、ヒゲ電流という）ＩP が流
れることになる。これは出力電力に関係なく毎周期発生
し、ノイズを生じさせると共に、発熱による電力損失の
原因となる。
ンジスタＱ1 がオフしている間に充電され、次にトラン
ジスタＱ1 がオンすると、コンデンサＣS に充電されて
いた電荷が放電電流として流れる。このためトランジス
タＱ1 がオンしたときに流れる電流は図４に示すよう
に、パルス性の電流（以下、ヒゲ電流という）ＩP が流
れることになる。これは出力電力に関係なく毎周期発生
し、ノイズを生じさせると共に、発熱による電力損失の
原因となる。
【０００６】また前記トランジスタＱ1 がオンからオフ
へ変わると、該トランジスタＱ1 にかかる（図３のＡ
点）電圧及び電流波形は、図４に示すように重なり合
う。即ち、電圧Ｖの立ち上がりと電流Ｉの立ち下がりが
略同時に、且つ急激におこるため、電圧Ｖと電流Ｉが共
に大きいときが存在する。このため、このときもノイズ
が発生すると共に、発熱による電力損失（Ｖ×Ｉ）も大
きくなってしまう。
へ変わると、該トランジスタＱ1 にかかる（図３のＡ
点）電圧及び電流波形は、図４に示すように重なり合
う。即ち、電圧Ｖの立ち上がりと電流Ｉの立ち下がりが
略同時に、且つ急激におこるため、電圧Ｖと電流Ｉが共
に大きいときが存在する。このため、このときもノイズ
が発生すると共に、発熱による電力損失（Ｖ×Ｉ）も大
きくなってしまう。
【０００７】従って、前記のような電源回路にあっては
スイッチングトランジスタＱ1 がスイッチングする毎に
ノイズが発生し、且つ発熱による電力損失を生ずる課題
があった。
スイッチングトランジスタＱ1 がスイッチングする毎に
ノイズが発生し、且つ発熱による電力損失を生ずる課題
があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は従来の前
記課題を解決し、スイッチングに際してノイズの発生及
び電力損失を低減することが可能な電源回路を提供せん
とするものである。
記課題を解決し、スイッチングに際してノイズの発生及
び電力損失を低減することが可能な電源回路を提供せん
とするものである。
【０００９】前記目的を達成するための本発明に係る構
成は、一次側入力電圧をスイッチング素子でスイッチン
グし、トランスを介して二次側に出力する電源回路に於
いて、前記スイッチング素子に共振用コンデンサを並列
に接続し、前記スイッチング素子をオンするに際し、前
記トランスのコイルと共振用コンデンサとで共振を生じ
させ、スイッチング素子にかかる電圧が略零になったと
きに前記スイッチング素子をオンするよう構成したこと
を特徴としてなる。
成は、一次側入力電圧をスイッチング素子でスイッチン
グし、トランスを介して二次側に出力する電源回路に於
いて、前記スイッチング素子に共振用コンデンサを並列
に接続し、前記スイッチング素子をオンするに際し、前
記トランスのコイルと共振用コンデンサとで共振を生じ
させ、スイッチング素子にかかる電圧が略零になったと
きに前記スイッチング素子をオンするよう構成したこと
を特徴としてなる。
【００１０】
【作用】前記構成にあっては、スイッチング素子がオン
すると、共振用コンデンサとトランスのコイルとによっ
て共振を生じ、スイッチング素子にかかる電圧が交番的
に振動する。このとき前記電圧が零に近づくタイミング
を検出し、そのときにスイッチング素子をオンする。こ
のため前記スイッチング素子は零電圧動作スイッチとな
り、このときスイッチ素子に流れる電流にはヒゲ電流が
なくなる。
すると、共振用コンデンサとトランスのコイルとによっ
て共振を生じ、スイッチング素子にかかる電圧が交番的
に振動する。このとき前記電圧が零に近づくタイミング
を検出し、そのときにスイッチング素子をオンする。こ
のため前記スイッチング素子は零電圧動作スイッチとな
り、このときスイッチ素子に流れる電流にはヒゲ電流が
なくなる。
【００１１】一般のスナバ用のコンデンサの容量に比較
して共振用のコンデンサは、より大きな時定数を使用す
ることになるので、スイッチング素子がオフしたとき
に、スイッチング素子にかかる電圧の立ち上がりを緩や
かにし、該スイッチング素子へかかる電圧波形と電流波
形とを重ならなくなるようにすることが可能となる。
して共振用のコンデンサは、より大きな時定数を使用す
ることになるので、スイッチング素子がオフしたとき
に、スイッチング素子にかかる電圧の立ち上がりを緩や
かにし、該スイッチング素子へかかる電圧波形と電流波
形とを重ならなくなるようにすることが可能となる。
【００１２】これにより、電源回路のスイッチングに際
してノイズの発生及び発熱による電力損失を低減するこ
とが出来る。
してノイズの発生及び発熱による電力損失を低減するこ
とが出来る。
【００１３】
【実施例】次に本発明に係る電源回路の一実施例を図１
及び図２を用いて具体的に説明する。尚、図１は電源回
路の一例を示すものであり、図２は図１の回路のスイッ
チングトランジスタがオン、オフしたときの、該トラン
ジスタにかかる電圧及び電流波形である。
及び図２を用いて具体的に説明する。尚、図１は電源回
路の一例を示すものであり、図２は図１の回路のスイッ
チングトランジスタがオン、オフしたときの、該トラン
ジスタにかかる電圧及び電流波形である。
【００１４】図１に於いて、この電源回路は直流電圧Ｖ
0 を動作電圧としてトランスＴの一次コイルＮP と、ス
イッチングトランジスタＱ1 及び抵抗Ｒ1 との直列回路
に供給し、スイッチングトランジスタＱ1 をゲート回路
Ｇからの信号によってスイッチングさせ、二次電圧を整
流等して二次側回路Ｚに所定電圧の電力を供給する。
0 を動作電圧としてトランスＴの一次コイルＮP と、ス
イッチングトランジスタＱ1 及び抵抗Ｒ1 との直列回路
に供給し、スイッチングトランジスタＱ1 をゲート回路
Ｇからの信号によってスイッチングさせ、二次電圧を整
流等して二次側回路Ｚに所定電圧の電力を供給する。
【００１５】またこの回路にあってはトランジスタＱ1
のソース−ドレイン間に共振用コンデンサＣ1 を接続し
てあり、後述するようにコンデンサＣ1 と一次コイルＮ
P のインダクタンスＬとによって共振させ、トランジス
タＱ1 にかかる電圧（Ｂ点の電圧）が一定以下（略０
Ｖ）になったときにトランジスタＱ1 をオンするように
している。
のソース−ドレイン間に共振用コンデンサＣ1 を接続し
てあり、後述するようにコンデンサＣ1 と一次コイルＮ
P のインダクタンスＬとによって共振させ、トランジス
タＱ1 にかかる電圧（Ｂ点の電圧）が一定以下（略０
Ｖ）になったときにトランジスタＱ1 をオンするように
している。
【００１６】そのため、本実施例ではスイッチングトラ
ンジスタＱ1 にかかる電圧が略０Ｖになったことを検出
する零クロス検出回路を設けている。即ち、前記Ｂ点と
抵抗Ｒ1 間に直列の分圧抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 を接続し、且つ
抵抗Ｒ3 にコンデンサＣ2 を並列に接続し、更に前記抵
抗Ｒ2 ，Ｒ3 の接続点をトランジスタＱ2 のベースに接
続している。
ンジスタＱ1 にかかる電圧が略０Ｖになったことを検出
する零クロス検出回路を設けている。即ち、前記Ｂ点と
抵抗Ｒ1 間に直列の分圧抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 を接続し、且つ
抵抗Ｒ3 にコンデンサＣ2 を並列に接続し、更に前記抵
抗Ｒ2 ，Ｒ3 の接続点をトランジスタＱ2 のベースに接
続している。
【００１７】この零クロス検出回路は、Ｂ点の電圧を抵
抗Ｒ2 ，Ｒ3 で分圧し、Ｂ点の電圧が一定以上のときは
トランジスタＱ2 がオンし、Ｂ点の電圧が一定以下にな
るとトランジスタＱ2 がオフする回路である。即ち、ト
ランジスタＱ2 のオン，オフによってスイッチングトラ
ンジスタＱ1 にかかる電圧が一定以下（本実施例では略
０Ｖ）になったことを検出するものである。
抗Ｒ2 ，Ｒ3 で分圧し、Ｂ点の電圧が一定以上のときは
トランジスタＱ2 がオンし、Ｂ点の電圧が一定以下にな
るとトランジスタＱ2 がオフする回路である。即ち、ト
ランジスタＱ2 のオン，オフによってスイッチングトラ
ンジスタＱ1 にかかる電圧が一定以下（本実施例では略
０Ｖ）になったことを検出するものである。
【００１８】更にこの回路の電源投入時にスイッチング
トランジスタＱ1 の起動を行わせるために、抵抗Ｒ4 ，
Ｒ5 ，Ｒ6とコンデンサＣ3 、ダイオードＤ1 、ツェナ
ーダイオードＤZ 及びトランジスタＱ3 からなる起動時
規制回路を設けている。図１に示すＮD はトランスＴの
一次コイルＮP 及び二次コイルＮS と鉄心を共有するコ
イルであり、電源が起動するとコイルＮD にも電圧が発
生する。そして抵抗Ｒ4 、コンデンサＣ3 の時定数によ
って発生電圧が積分され、更にコンデンサＣ3 の電圧が
ダイオードＤZ のツェナー電圧を越えた後にトランジス
タＱ3 がオンする。その後は入力電圧Ｖ0 が持続する限
りトランジスタＱ3 はオン状態を維持する。即ち、トラ
ンジスタＱ3 は電源の起動時にしばらくトランジスタＱ
2 の動きを規制する機能を有し、スイッチングトランジ
スタＱ1 の起動を確実にするものである。
トランジスタＱ1 の起動を行わせるために、抵抗Ｒ4 ，
Ｒ5 ，Ｒ6とコンデンサＣ3 、ダイオードＤ1 、ツェナ
ーダイオードＤZ 及びトランジスタＱ3 からなる起動時
規制回路を設けている。図１に示すＮD はトランスＴの
一次コイルＮP 及び二次コイルＮS と鉄心を共有するコ
イルであり、電源が起動するとコイルＮD にも電圧が発
生する。そして抵抗Ｒ4 、コンデンサＣ3 の時定数によ
って発生電圧が積分され、更にコンデンサＣ3 の電圧が
ダイオードＤZ のツェナー電圧を越えた後にトランジス
タＱ3 がオンする。その後は入力電圧Ｖ0 が持続する限
りトランジスタＱ3 はオン状態を維持する。即ち、トラ
ンジスタＱ3 は電源の起動時にしばらくトランジスタＱ
2 の動きを規制する機能を有し、スイッチングトランジ
スタＱ1 の起動を確実にするものである。
【００１９】尚、図１中の抵抗Ｒ7 、コンデンサＣ4 及
びダイオードＤ2 はスパイク電圧防止用の回路である。
びダイオードＤ2 はスパイク電圧防止用の回路である。
【００２０】次に前記電源回路の動作について説明す
る。スイッチングトランジスタＱ1 がオンする場合に
は、トランスＴのコイルＮP と共振用コンデンサＣ1 か
らなる共振回路によって共振を生じさせ、Ｂ点にかかる
電圧を零クロス検出回路で検出する。即ち、Ｂ点にかか
る電圧が一定以上であると零クロス検出回路のトランジ
スタＱ2 がオンしており、この状態ではゲート回路Ｇの
信号はスイッチングトランジスタＱ1 に入力されず、ス
イッチングトランジスタＱ1 はオンしない。
る。スイッチングトランジスタＱ1 がオンする場合に
は、トランスＴのコイルＮP と共振用コンデンサＣ1 か
らなる共振回路によって共振を生じさせ、Ｂ点にかかる
電圧を零クロス検出回路で検出する。即ち、Ｂ点にかか
る電圧が一定以上であると零クロス検出回路のトランジ
スタＱ2 がオンしており、この状態ではゲート回路Ｇの
信号はスイッチングトランジスタＱ1 に入力されず、ス
イッチングトランジスタＱ1 はオンしない。
【００２１】そして前記共振作用によりＢ点にかかる電
圧が一定以下（略０Ｖ）になると、零クロス検出回路の
トランジスタＱ2 がオフし、スイッチングトランジスタ
Ｑ1 はゲート回路Ｇからの信号によってオンする。
圧が一定以下（略０Ｖ）になると、零クロス検出回路の
トランジスタＱ2 がオフし、スイッチングトランジスタ
Ｑ1 はゲート回路Ｇからの信号によってオンする。
【００２２】このようにスイッチングトランジスタＱ1
は該トランジスタＱ1 にかかる電圧が略０Ｖになった状
態でオンするために（零電圧スイッチ）、図２に示すよ
うにトランジスタＱ1 がオンした時にコンデンサＣ1 か
らの放電電流は流れず、従来のようなヒゲ電流は流れな
い。このため前記ヒゲ電流によるノイズの発生及び発熱
による電力ロスがなくなる。
は該トランジスタＱ1 にかかる電圧が略０Ｖになった状
態でオンするために（零電圧スイッチ）、図２に示すよ
うにトランジスタＱ1 がオンした時にコンデンサＣ1 か
らの放電電流は流れず、従来のようなヒゲ電流は流れな
い。このため前記ヒゲ電流によるノイズの発生及び発熱
による電力ロスがなくなる。
【００２３】次にスイッチングトランジスタＱ1 がオフ
する場合には、本発明に係る共振用コンデンサＣ1 は容
量がある程度大きく（一般のスナバ用のコンデンサの容
量に比較して大きく）、時定数の大きいものを使用して
いるために、図２に示すように、スイッチングトランジ
スタＱ1 がオフしたときの電圧Ｖの立ち上がりが緩やか
になり、電流波形の立ち下がり波形と重ならなくなる。
即ち、電流Ｉが大きいときは電圧Ｖが小さく、電圧Ｖが
大きくなると電流Ｉは小さくなる。
する場合には、本発明に係る共振用コンデンサＣ1 は容
量がある程度大きく（一般のスナバ用のコンデンサの容
量に比較して大きく）、時定数の大きいものを使用して
いるために、図２に示すように、スイッチングトランジ
スタＱ1 がオフしたときの電圧Ｖの立ち上がりが緩やか
になり、電流波形の立ち下がり波形と重ならなくなる。
即ち、電流Ｉが大きいときは電圧Ｖが小さく、電圧Ｖが
大きくなると電流Ｉは小さくなる。
【００２４】従って、スイッチングトランジスタＱ1 を
オフするときの発熱による電力損失（Ｖ×Ｉ）は従来に
比べて小さくなり、ノイズの発生も少なくなる。
オフするときの発熱による電力損失（Ｖ×Ｉ）は従来に
比べて小さくなり、ノイズの発生も少なくなる。
【００２５】尚、前述した実施例ではスイッチングトラ
ンジスタＱ1 にかかる電圧Ｖが略０Ｖになったときに、
該トランジスタＱ1 をオンするようにしたが、理想的に
は完全に０Ｖの状態でオンさせることが好ましい。しか
し、完全に０Ｖでなくても、本実施例のように０Ｖ近傍
であればノイズの低減及び電力ロスの低減の効果は充分
に得ることが出来る。
ンジスタＱ1 にかかる電圧Ｖが略０Ｖになったときに、
該トランジスタＱ1 をオンするようにしたが、理想的に
は完全に０Ｖの状態でオンさせることが好ましい。しか
し、完全に０Ｖでなくても、本実施例のように０Ｖ近傍
であればノイズの低減及び電力ロスの低減の効果は充分
に得ることが出来る。
【００２６】
【発明の効果】本発明は前述したように、スイッチング
素子に共振用コンデンサを並列に接続し、前記スイッチ
ング素子をオンするに際し、トランスのコイルと共振用
コンデンサとで共振を生じさせ、スイッチング素子にか
かる電圧が略０Ｖになったときに前記スイッチング素子
をオンするよう構成したために、スイッチング素子のオ
ン，オフに際してノイズの発生を低減し、且つ電力ロス
を低減することが出来るものである。
素子に共振用コンデンサを並列に接続し、前記スイッチ
ング素子をオンするに際し、トランスのコイルと共振用
コンデンサとで共振を生じさせ、スイッチング素子にか
かる電圧が略０Ｖになったときに前記スイッチング素子
をオンするよう構成したために、スイッチング素子のオ
ン，オフに際してノイズの発生を低減し、且つ電力ロス
を低減することが出来るものである。
【図１】本発明の一実施例に係る電源回路の説明図であ
る。
る。
【図２】スイッチングトランジスタをオン，オフした場
合のスイッチングトランジスタにかかる電圧波形及び電
流波形の説明図である。
合のスイッチングトランジスタにかかる電圧波形及び電
流波形の説明図である。
【図３】従来技術に係る電源回路の説明図である。
【図４】従来技術に係るスイッチングトランジスタをオ
ン，オフした場合のスイッチングトランジスタにかかる
電圧波形及び電流波形の説明図である。
ン，オフした場合のスイッチングトランジスタにかかる
電圧波形及び電流波形の説明図である。
Ｑ1 … スイッチングトランジスタ Ｑ2 ，Ｑ3 … トランジスタ Ｒ1 〜Ｒ7 … 抵抗 Ｃ1 … 共振用コンデンサ Ｃ2 〜Ｃ3 … コンデンサ Ｄ1 〜Ｄ2 … ダイオード Ｔ… トランス ＮP ，ＮS ，ＮD …コイル Ｇ… ゲート回路 Ｚ… 二次回路
Claims (1)
- 【請求項１】 一次側入力電圧をスイッチング素子でス
イッチングし、トランスを介して二次側に出力する電源
回路に於いて、 前記スイッチング素子に共振用コンデンサを並列に接続
し、前記スイッチング素子をオンするに際し、前記トラ
ンスのコイルと共振用コンデンサとで共振を生じさせ、
スイッチング素子にかかる電圧が略零になったときに前
記スイッチング素子をオンするよう構成したことを特徴
とする電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34836191A JPH05161354A (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | 電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34836191A JPH05161354A (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | 電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05161354A true JPH05161354A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18396510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34836191A Pending JPH05161354A (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | 電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05161354A (ja) |
-
1991
- 1991-12-05 JP JP34836191A patent/JPH05161354A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001114 |