JPH0556638A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JPH0556638A
JPH0556638A JP24044291A JP24044291A JPH0556638A JP H0556638 A JPH0556638 A JP H0556638A JP 24044291 A JP24044291 A JP 24044291A JP 24044291 A JP24044291 A JP 24044291A JP H0556638 A JPH0556638 A JP H0556638A
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JP
Japan
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switching element
diode
capacitor
parallel
secondary winding
Prior art date
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Application number
JP24044291A
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Japanese (ja)
Inventor
Taketoshi Yoshikawa
武利 吉川
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.)
Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0556638A publication Critical patent/JPH0556638A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the cost of a partial resonance type switching regulator and diminish loss. CONSTITUTION:The series circuit of a reactor 2, the primary winding 4 of a transformer 3 and a first insulated gate type FET 5 is connected to a DC power 1. A capacitor 9 is connected in parallel through a second FET 10 in parallel with the first FET 5. A reactor 22 is bonded in parallel with a secondary winding 13 through a diode 23. The reactor 22 stores energy for an OFF period, and discharges it to the load side for an ON period. The first FET 5 is ON-OFF controlled for a fixed period. A second FET 5 is On-controlled for one part of an OFF period.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ゼロボルトスイッチン
グが可能なスイッチング電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device capable of zero volt switching.

【0002】[0002]

【従来の技術】トランスとスイッチング素子とを直列に
接続し、スイッチング素子をオン・オフ制御することに
よってトランスの2次側に交流を発生させ、これを整流
することによって直流出力を得るスイッチングレギュレ
ータは広く使用されている。しかし、この種のスイッチ
ングレギュレータにおいては、スイッチング素子のオフ
転換期間及びオン転換期間に電流波形と電圧波形との重
なり合いが生じ、これに基づく電力損失が生じる。
2. Description of the Related Art A switching regulator in which a transformer and a switching element are connected in series, an alternating current is generated on the secondary side of the transformer by controlling the switching element to be turned on and off, and a direct current output is obtained by rectifying this Widely used. However, in this type of switching regulator, the current waveform and the voltage waveform overlap each other during the OFF conversion period and the ON conversion period of the switching element, resulting in power loss.

【0003】この種の問題を解決するために共振型スイ
ッチングレギュレータが研究されている。共振型スイッ
チングレギュレータでは、トランスのインダクタンス及
び/又は共振用リアクトルのインダクタンスとスイッチ
ング素子の寄生容量及び/又は共振用コンデンサの容量
との共振によってスイッチング素子の両端子間電圧波形
が決定され、スイッチング素子の両端子間電圧波形は正
弦波になり、ゼロボルトスイッチングが可能である。し
かし、出力電圧を制御すると、スイッチング周波数が変
化するという問題、及びスイッチング素子等に高い電圧
が印加されるという問題、及び制御が複雑になるという
問題がある。
Resonant switching regulators have been studied to solve this type of problem. In the resonance type switching regulator, the voltage waveform between both terminals of the switching element is determined by the resonance between the inductance of the transformer and / or the inductance of the resonance reactor and the parasitic capacitance of the switching element and / or the capacitance of the resonance capacitor, and The voltage waveform between both terminals becomes a sine wave, and zero volt switching is possible. However, when the output voltage is controlled, there are problems that the switching frequency changes, that a high voltage is applied to the switching element, and that control becomes complicated.

【0004】一方、スイッチング素子に並列にコンデン
サを接続し、ターンオフ時に共振動作でコンデンサを充
電してサージ電圧を吸収すると共に、スイッチング素子
の両端子間電圧の立上りを遅延させてスイッチング損失
を低減させ、その後、コンデンサのエネルギーを電源に
帰還させる方式の部分共振型スイッチングレギュレータ
が提案されている。
On the other hand, a capacitor is connected in parallel with the switching element, and at the time of turn-off, the capacitor is charged by resonance operation to absorb the surge voltage, and at the same time delay the rise of the voltage between both terminals of the switching element to reduce the switching loss. After that, a partial resonance type switching regulator in which the energy of the capacitor is fed back to the power supply has been proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の部分共
振型スイッチングレギュレータでは共振用コンデンサの
エネルギーを電源に帰還させるために生じる電力損失が
効率の低下を招く。また、従来の部分共振型スイッチン
グレギュレータは特殊な回路構成となるために必然的に
コスト高になった。
However, in the conventional partial resonance type switching regulator, the power loss caused by returning the energy of the resonance capacitor to the power supply causes a decrease in efficiency. Further, the conventional partial resonance type switching regulator inevitably has a high cost due to the special circuit configuration.

【0006】そこで、本発明の目的は高効率化及び低コ
スト化が可能なスイッチング電源装置を提供することに
ある。
[0006] Therefore, an object of the present invention is to provide a switching power supply device which can achieve high efficiency and low cost.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、直流電源と、前記直流電源の一端と他端と
の間に接続されたトランスの1次巻線と、前記1次巻線
に直列に接続された第1のスイッチング素子と、前記第
1のスイッチング素子と一体に形成されたダイオード又
は独立のダイオードから成り、前記第1のスイッチング
素子に並列に接続されている第1のダイオードと、前記
第1のスイッチング素子の寄生容量又は独立のコンデン
サから成り、前記第1のスイッチング素子に対して並列
に接続されている第1のコンデンサと、前記1次巻線の
インダクタンス及び/又は独立のインダクタンス素子か
ら成る共振用インダクタンスと、前記第1のスイッチン
グ素子に対して第2のスイッチング素子を介して並列に
接続され且つ前記第1のコンデンサよりも大きな静電容
量を有している第2のコンデンサと、前記第2のスイッ
チング素子に一体に形成されたダイオード又は独立のダ
イオードから成り、前記第2のスイッチング素子に対し
て並列に接続されている第2のダイオードと、前記トラ
ンスの2次巻線と、前記2次巻線に接続された整流平滑
回路と、前記第1のスイッチング素子をオン・オフ制御
する第1の制御パルスと前記第1のスイッチング素子の
オフ期間の開始時点よりも後の時点と前記オフ期間の終
了時よりも前の時点の間で前記第2のスイッチング素子
をオン制御するための第2の制御パルスとを形成するス
イッチ制御回路と、前記2次巻線に並列に接続されたリ
アクトルと、前記リアクトルに直列に接続され且つ前記
2次巻線の誘起電圧に基づいて前記整流平滑回路に電流
が流れない期間に前記2次巻線の誘起電圧で順バイアス
される向きを有している第3のダイオードとを備えたこ
とを特徴とするスイッチング電源装置に係わるものであ
る。
The present invention for achieving the above object provides a DC power source, a primary winding of a transformer connected between one end and the other end of the DC power source, and the primary winding. A first switching element connected in series to the winding, and a diode integrally formed with the first switching element or an independent diode, the first switching element connected in parallel to the first switching element Of the first switching element and a parasitic capacitance of the first switching element or an independent capacitor, which is connected in parallel to the first switching element, and the inductance of the primary winding and / or Alternatively, the resonance inductance formed of an independent inductance element and the first switching element are connected in parallel via the second switching element and A second capacitor having a larger capacitance than the first capacitor and a diode integrally formed with the second switching element or an independent diode, and connected in parallel with the second switching element. A second diode connected to the transformer, a secondary winding of the transformer, a rectifying / smoothing circuit connected to the secondary winding, and a first control for controlling on / off of the first switching element. Second control for turning on the second switching element between a pulse and a time point after the start of the off period of the first switching element and a time point before the end of the off period. A switch control circuit for forming a pulse, a reactor connected in parallel with the secondary winding, and a reactor connected in series with the reactor and based on an induced voltage in the secondary winding. The present invention relates to a switching power supply device, comprising: a third diode having a direction that is forward biased by an induced voltage in the secondary winding during a period in which no current flows in the flow smoothing circuit. ..

【0008】なお、請求項2に示すように、第2のコン
デンサを第2のスイッチング素子を介して1次巻線に並
列に接続することができる。
As described in claim 2, the second capacitor can be connected in parallel with the primary winding via the second switching element.

【0009】また、請求項3に示すように1次巻線の両
側に変換用の第1及び第2のスイッチング素子を配置
し、第1及び第2のスイッチング素子に第3及び第4の
スイッチング素子を介してコンデンサを夫々並列に接続
することができる。なお、請求項3と図6の実施例の対
応関係を示すと、第1、第2、第3、第4のスイッチン
グ素子は31、6、35、11であり、第1、第2、第
3、第4、第5のダイオードは32、7、36、12、
23であり、第1、第2、第3、第4のコンデンサは3
3、8、37、9である。
Further, as described in claim 3, first and second switching elements for conversion are arranged on both sides of the primary winding, and third and fourth switching elements are provided for the first and second switching elements. Capacitors can be connected in parallel via the elements. When the correspondence between claim 3 and the embodiment of FIG. 6 is shown, the first, second, third and fourth switching elements are 31, 6, 35 and 11, and the first, second and third switching elements are the same. The third, fourth, and fifth diodes are 32, 7, 36, 12,
23, and the first, second, third, and fourth capacitors are 3
3,8,37,9.

【0010】[0010]

【作用】請求項1及び第2のおける第1のスイッチング
素子は変換用スイッチング素子であり、一般の他励スイ
ッチングレギュレータと同様にオン・オフ動作する。共
振用インダクタンスと第1のコンデンサは比較的高い周
波数で共振する。従って、第1のスイッチング素子の短
いターンオフ期間及びターンオン期間において第1のス
イッチング素子の電圧が正弦波に沿って変化する。第2
のコンデンサ及び第2のスイッチング素子は第1のコン
デンサのエネルギー放出を制御する。2次巻線に並列に
接続されたリアクトルはオフ期間に第1のコンデンサか
ら放出されたエネルギーを蓄積する機能を有する。ここ
に蓄積されたエネルギーはオン期間に負荷側に放出され
る。
According to the first and second aspects of the present invention, the first switching element is a conversion switching element, which is turned on / off like a general separately excited switching regulator. The resonance inductance and the first capacitor resonate at a relatively high frequency. Therefore, the voltage of the first switching element changes along the sine wave during the short turn-off period and the turn-on period of the first switching element. Second
Capacitor and the second switching element control the energy release of the first capacitor. The reactor connected in parallel to the secondary winding has a function of storing energy released from the first capacitor during the off period. The energy stored here is released to the load side during the ON period.

【0011】請求項3の第1及び第2のスイッチング素
子はオフ期間の電圧を分担する。従って、第1及び第2
のスイッチング素子として低耐圧のスイッチング素子を
使用することが可能になる。
The first and second switching elements of claim 3 share the voltage during the off period. Therefore, the first and second
It is possible to use a low breakdown voltage switching element as the switching element.

【0012】[0012]

【第1の実施例】次に、図1〜図4を参照して本発明の
第1の実施例のスイッチング電源装置を説明する。図1
において、例えば交流電源に接続された整流平滑回路か
ら成る直流電源1の一端と他端との間に共振用リアクト
ル2とトランス3の1次巻線4とサブストレートをソー
スに接続したNチャンネル絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタ即ちFET5との直列回路が接続されている。F
ET5は等価的に示されている第1のスイッチング素子
6と第1のダイオード7と第1のコンデンサ8とから成
る。第1のスイッチング素子6はFET5の本体部から
成る。第1のダイオード7はFET5に内蔵されたダイ
オードであって、第1のスイッチング素子6のソース・
ドレイン間に対して逆並列接続されている。第1のコン
デンサ8は第1のスイッチング素子6のドレイン・ソー
ス間の寄生容量である。
[First Embodiment] A switching power supply device according to a first embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. Figure 1
In, for example, N-channel insulation in which a resonance reactor 2, a primary winding 4 of a transformer 3 and a substrate are connected to a source between one end and the other end of a DC power supply 1 composed of a rectifying and smoothing circuit connected to an AC power supply. A gate type field effect transistor, that is, a series circuit with FET 5 is connected. F
ET5 comprises a first switching element 6, a first diode 7 and a first capacitor 8 shown equivalently. The first switching element 6 is composed of the body of the FET 5. The first diode 7 is a diode built in the FET 5, and is the source of the first switching element 6.
Anti-parallel connection is made between the drains. The first capacitor 8 is a parasitic capacitance between the drain and source of the first switching element 6.

【0013】第2のコンデンサ9が第2のFET10を
介して第1のFET5に並列接続されている。第2のコ
ンデンサ9は第1のコンデンサ8よりも大きな静電容量
を有する。第2のFET10もサブストレートをソース
に接続したNチャンネル絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタであり、第2のスイッチング素子11の他に第2の
ダイオード12を内蔵している。このFET10も寄生
容量を有するが、図示が省略されている。
A second capacitor 9 is connected in parallel with the first FET 5 via a second FET 10. The second capacitor 9 has a larger capacitance than the first capacitor 8. The second FET 10 is also an N-channel insulated gate field effect transistor in which the substrate is connected to the source, and contains the second diode 12 in addition to the second switching element 11. The FET 10 also has a parasitic capacitance, but the illustration is omitted.

【0014】トランス3の2次巻線13は、2つのダイ
オード14、15とリアクトル16とコンデンサ17と
から成る整流平滑回路18を介して一対の出力端子1
9、20に接続されている。一対の出力端子19、20
間には負荷21が接続されている。
The secondary winding 13 of the transformer 3 has a pair of output terminals 1 through a rectifying / smoothing circuit 18 including two diodes 14 and 15, a reactor 16 and a capacitor 17.
It is connected to 9 and 20. A pair of output terminals 19, 20
A load 21 is connected between them.

【0015】オフ期間のエネルギーを蓄積するためのリ
アクトル22がダイオード23を介して2次巻線13に
並列接続されている。ダイオード23の向きは、整流平
滑回路18のダイオード14がオフの期間に2次巻線1
3の電圧で逆バイアスされる向きである。
A reactor 22 for storing energy in the off period is connected in parallel to the secondary winding 13 via a diode 23. The direction of the diode 23 is such that the secondary winding 1
It is in the direction to be reverse biased with the voltage of 3.

【0016】第1及び第2のスイッチング素子6、11
をオン・オフ制御するための制御回路24は、第1及び
第2のFET5、10のゲート即ち第1及び第2のスイ
ッチング素子6、11の制御端子にライン25、26に
よって夫々接続されている。また、出力電圧を一定に制
御するために、制御回路24は出力端子19、20に接
続されている。
First and second switching elements 6 and 11
A control circuit 24 for turning on / off the switch is connected to the gates of the first and second FETs 5 and 10, that is, the control terminals of the first and second switching elements 6 and 11 by lines 25 and 26, respectively. .. Further, the control circuit 24 is connected to the output terminals 19 and 20 in order to control the output voltage constant.

【0017】図2は図1の制御回路24を詳しく示す。
この制御回路24は、出力端子19、20に接続された
電圧検出回路40と、誤差増幅器41、基準電圧源4
2、及びPWMパルス形成回路43等を含むPWM制御
IC44と、NOT回路45と、第1及び第2の遅延回
路46、47と、第1及び第2のANDゲート48、4
9と、第1及び第2の駆動回路50、51とから成る。
電圧検出回路40は分圧回路から成り、この分圧点即ち
検出ラインが誤差増幅器41の一方の入力端子に接続さ
れている。誤差増幅器41はこの他方の入力端子に接続
された基準電圧源42の基準電圧と電圧検出回路40の
検出電圧との差に対応する信号を出力する。誤差増幅器
41に接続されたPWM制御回路43は、三角波発生器
と電圧コンパレータとを含み、コンパレータで一定周期
の三角波と誤差増幅器41の出力信号とを比較し、一定
周期の方形波を発生する。なお、PWM制御IC44と
して市販のMB3759、μPC494等を使用するこ
とができる。第1のANDゲート48の一方の入力端子
はPWM制御回路43に直接に接続され、この他方の入
力端子は第1の遅延回路46を介してPWM制御回路4
3に接続されている。第2のANDゲート49の一方の
入力端子はNOT回路45を介してPWM制御回路43
に接続され、この他方の入力端子は第2の遅延回路47
を介してNOT回路45に接続されている。第1及び第
2のANDゲート48、49の出力端子は第1及び第2
の駆動回路50、51を介して第1及び第2のFET制
御ライン25、26に接続されている。
FIG. 2 shows the control circuit 24 of FIG. 1 in detail.
The control circuit 24 includes a voltage detection circuit 40 connected to the output terminals 19 and 20, an error amplifier 41, and a reference voltage source 4
2, a PWM control IC 44 including a PWM pulse forming circuit 43, a NOT circuit 45, first and second delay circuits 46 and 47, and first and second AND gates 48 and 4
9 and first and second drive circuits 50 and 51.
The voltage detection circuit 40 is composed of a voltage dividing circuit, and this voltage dividing point, that is, the detection line is connected to one input terminal of the error amplifier 41. The error amplifier 41 outputs a signal corresponding to the difference between the reference voltage of the reference voltage source 42 connected to the other input terminal and the detection voltage of the voltage detection circuit 40. The PWM control circuit 43 connected to the error amplifier 41 includes a triangular wave generator and a voltage comparator. The comparator compares the triangular wave having a constant cycle with the output signal of the error amplifier 41 to generate a square wave having a constant cycle. A commercially available MB3759, μPC494, or the like can be used as the PWM control IC 44. One input terminal of the first AND gate 48 is directly connected to the PWM control circuit 43, and the other input terminal of the first AND gate 48 is connected to the PWM control circuit 4 via the first delay circuit 46.
Connected to 3. One input terminal of the second AND gate 49 is connected to the PWM control circuit 43 via the NOT circuit 45.
And the other input terminal is connected to the second delay circuit 47.
It is connected to the NOT circuit 45 via. The output terminals of the first and second AND gates 48 and 49 are the first and second
Are connected to the first and second FET control lines 25 and 26 via the driving circuits 50 and 51 of the.

【0018】図3の(A)(B)(C)の波形は図2の
A、B、C点の電圧波形を示す。PWM制御回路43か
らは図3の(A)に示す方形波パルス(PWMパルス)
が周期Tを有して繰返して発生する。出力電圧が基準値
よりも高くなると、破線で示すようにパルス幅が狭くな
る。逆に出力電圧が基準値よりも低くなるとパルス幅が
広くなる。これは一般的なPWM制御のスイッチングレ
ギュレータの動作と同一である。第1のANDゲート4
8には図3の(A)のパルスとこの遅延パルスとが入力
するので、ここからは図3の(B)の第1の制御パルス
が出力する。一方、第2のANDゲート49には図3の
(A)の反転パルスとこの遅延パルスが入力するので、
図3の(C)に示す第2の制御パルスが出力する。第1
及び第2のANDゲート48、49の第1及び第2の制
御パルスは駆動回路50、51を介して第1及び第2の
スイッチング素子6、11のゲートに印加される。図2
の第1及び第2の遅延時間Td は図3のt1 〜t2 期間
t3 〜t4 期間に対応し、図1の1次巻線4とリアクト
ル2の合計のインダクタンスLr と第1のコンデンサ8
の静電容量Cr とで決定される共振周波数に従う正弦波
のほぼπ/2(90度)期間に対応する。
Waveforms of (A), (B) and (C) of FIG. 3 show voltage waveforms at points A, B and C of FIG. From the PWM control circuit 43, a square wave pulse (PWM pulse) shown in FIG.
Occurs repeatedly with a period T. When the output voltage becomes higher than the reference value, the pulse width becomes narrow as shown by the broken line. Conversely, when the output voltage becomes lower than the reference value, the pulse width becomes wider. This is the same as the operation of a general PWM-controlled switching regulator. First AND gate 4
Since the pulse of FIG. 3A and this delayed pulse are input to 8, the first control pulse of FIG. 3B is output from here. On the other hand, since the inversion pulse of FIG. 3A and this delay pulse are input to the second AND gate 49,
The second control pulse shown in FIG. 3C is output. First
The first and second control pulses of the second and second AND gates 48 and 49 are applied to the gates of the first and second switching elements 6 and 11 via the drive circuits 50 and 51. Figure 2
The first and second delay times Td of the first and second delay times Td correspond to the periods t1 to t2 and t3 to t4 of FIG. 3, and the total inductance Lr of the primary winding 4 and the reactor 2 and the first capacitor 8 of FIG.
This corresponds to a period of approximately π / 2 (90 degrees) of a sine wave according to the resonance frequency determined by the electrostatic capacitance Cr of.

【0019】次に、図4を参照して図1の回路の動作を
説明する。図4の波形は図1の各部の状態を示す。図1
の回路の動作は、図4のt0 〜t1 区間と、t1 〜t2
区間と、t2 〜t3 区間と、t3 〜t4 区間と、t4 〜
t5 区間と、t5 〜t6 区間との6つに分けて考えるこ
とができる。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. The waveforms in FIG. 4 show the states of the respective parts in FIG. Figure 1
The operation of the circuit is as follows: t0 to t1 section of FIG.
Section, t2 to t3 section, t3 to t4 section, t4 to
The t5 section and the t5 to t6 sections can be divided into six sections.

【0020】t0 〜t1 区間においては、第1のスイッ
チング素子6が制御信号(第1の制御パルス)Vg1に応
答してオン状態にあり、第2のスイッチング素子11は
オフ状態にある。また、第1のダイオード7、第2のダ
イオード12、平滑用ダイオード15が非導通状態にあ
り、整流ダイオード14とダイオード23とが導通状態
にある。従って、電源1とリアクトル2と1次巻線4と
第1のスイッチング素子6とから成る回路によって第1
のスイッチング素子6の電流Iq1が図4に示すように流
れる。この電流Iq1はリアクトル2と1次巻線4のイン
ダクタンスLrのために時間と共に増大する。2次巻線
13の電圧Vs は図4に示すようにほぼ一定であり、こ
の電圧Vs に基づいて2次巻線13とダイオード14と
リアクトル16とコンデンサ17及び負荷21とから成
る閉回路に電流Is が図4に示すように流れる。また、
第1のスイッチング素子6のオフ期間にリアクトル22
に蓄積されたエネルギーに基づいて、リアクトル22と
ダイオード14とリアクトル16とコンデンサ17及び
負荷21とダイオード23とから成る閉回路に電流Ib
が図4に示すように流れる。
In the section from t0 to t1, the first switching element 6 is in the ON state in response to the control signal (first control pulse) Vg1, and the second switching element 11 is in the OFF state. Further, the first diode 7, the second diode 12, and the smoothing diode 15 are in the non-conducting state, and the rectifying diode 14 and the diode 23 are in the conducting state. Therefore, the circuit including the power supply 1, the reactor 2, the primary winding 4, and the first switching element 6 is used to
The current Iq1 of the switching element 6 of 6 flows as shown in FIG. This current Iq1 increases with time due to the inductance Lr of the reactor 2 and the primary winding 4. The voltage Vs of the secondary winding 13 is almost constant as shown in FIG. 4, and based on this voltage Vs, a current flows in a closed circuit composed of the secondary winding 13, the diode 14, the reactor 16, the capacitor 17 and the load 21. Is flows as shown in FIG. Also,
During the off period of the first switching element 6, the reactor 22
On the basis of the energy stored in, the current Ib is applied to the closed circuit composed of the reactor 22, the diode 14, the reactor 16, the capacitor 17, the load 21 and the diode 23.
Flows as shown in FIG.

【0021】t1 〜t2 期間では第1のスイッチング素
子6の制御信号Vg1が低レベルである。このためt1 〜
t2 期間では第1及び第2のスイッチング素子6、11
がオフであり、ダイオード7、12、14、15、23
はt0 〜t1期間と同一の状態を維持する。t1 〜t2
期間で第1のスイッチング素子6がオフになると、第1
のコンデンサ8がリアクトル2と1次巻線4に直列に接
続され、これ等のインダクタンスLr と容量Cr による
共振が生じ、コンデンサ8の電圧即ち第1のスイッチン
グ素子6の電圧Vq1が正弦波に立上る。なお、図4では
図示を簡略化するために電圧Vq1の立上りを直線で示し
ている。この共振時の電流は電源1とリアクトル2と1
次巻線4と第1のコンデンサ8とから成る回路に図4の
電流Iq1の波形において斜線を付して示すように流れ
る。第1のスイッチング素子6に流れる電流は、図4の
電流Iq1からt1 〜t2 期間の斜線の部分を除去したも
のとなる。従って、第1のスイッチング素子6の電圧V
q1の立上り期間に第1のスイッチング素子6の電流は零
であり、第1のスイッチング素子6の電力損失が低減す
る。
During the period from t1 to t2, the control signal Vg1 of the first switching element 6 is at low level. Therefore, t1 ~
In the t2 period, the first and second switching elements 6 and 11 are
Is off and the diodes 7, 12, 14, 15, 23 are
Maintains the same state as during the period t0 to t1. t1 to t2
When the first switching element 6 is turned off during the period, the first
Is connected in series to the reactor 2 and the primary winding 4, resonance occurs due to these inductance Lr and capacitance Cr, and the voltage of the capacitor 8, that is, the voltage Vq1 of the first switching element 6 rises to a sine wave. climb. In addition, in FIG. 4, the rising of the voltage Vq1 is shown by a straight line for simplification of illustration. The current at the time of this resonance is the power source 1 and the reactor 2 and 1
The current Iq1 shown in FIG. 4 is shaded in the waveform of the current Iq1 in the circuit composed of the secondary winding 4 and the first capacitor 8. The current flowing through the first switching element 6 is the current Iq1 in FIG. 4 with the shaded portion in the period t1 to t2 removed. Therefore, the voltage V of the first switching element 6
During the rising period of q1, the current of the first switching element 6 is zero, and the power loss of the first switching element 6 is reduced.

【0022】t2 〜t3 期間においては、第1及び第2
のスイッチング素子6、11がオフ、ダイオード7、1
2、14が非導通、ダイオード15、23が導通状態に
ある。t2 時点でコンデンサ8が入力電圧Vinまで充電
された後に、リアクトル2及び1次巻線4のインダクタ
ンスに基づく慣性によりコンデンサ8の充電電流が更に
流れ、この電圧Vq1は入力電圧Vinとフライバック電圧
Vf との和(Vin+Vf )になる。コンデンサ8の電圧
Vq1が入力電圧Vinよりも高くなるため、1次巻線4に
は今迄と逆向きの電圧が印加され、2次巻線13の誘起
電圧の向きも今迄と逆になり、ダイオード14は非導通
になる。このオフ期間にはリアクトル16の蓄積エネル
ギーが負荷21に供給される。
During the period from t2 to t3, the first and second
Switching elements 6 and 11 are off, diodes 7 and 1
2, 14 are non-conducting, and the diodes 15, 23 are conducting. After the capacitor 8 is charged to the input voltage Vin at time t2, the charging current of the capacitor 8 further flows due to the inertia based on the inductance of the reactor 2 and the primary winding 4, and this voltage Vq1 is the input voltage Vin and the flyback voltage Vf. And (Vin + Vf). Since the voltage Vq1 of the capacitor 8 becomes higher than the input voltage Vin, the reverse voltage is applied to the primary winding 4, and the induced voltage in the secondary winding 13 is also reversed. , The diode 14 becomes non-conductive. During this off period, the energy stored in the reactor 16 is supplied to the load 21.

【0023】t3 時点になると、第1のコンデンサ8の
電圧Vq1が第2のコンデンサ9の充電電圧よりも高くな
り、第2のダイオード12が導通状態になる。この結
果、リアクトル2と1次巻線4のインダクタンスLr に
基づく慣性による電流は第2のコンデンサ9にも流れ
る。図4の電流Iq2はこれを示す。第2のコンデンサ9
の電圧Vc は充電又は放電によって変化するが、この容
量Cが十分に大きいので、電圧Vc の変動は極めて小さ
い。従って、図4では電圧Vc が一定値で示されてい
る。第2のスイッチング素子11にはt3 時点で制御信
号Vg2が印加されるが、インダクタンスLr の慣性によ
る電流に対しては逆向きの極性を有するので、慣性によ
る電流はダイオード12を通って流れる。慣性による電
流は図4のIq2に示すように徐々に低減し、t4 時点で
零になる。ダイオード12のオン期間にはFET5の電
圧Vq1がクランプされ、ほぼ一定値に保たれる。1次巻
線4にはコンデンサ9の電圧Vc から入力電圧Vinを差
し引いた電圧が印加され、これがトランス3のリセット
電圧として作用する。2次巻線13の電圧Vs は1次巻
線4の電圧に対応してほぼ一定に保たれる。このほぼ一
定の電圧Vs がリアクトル22に印加されるためにリア
クトル22の電流Ib は徐々に増加する。
At time t3, the voltage Vq1 of the first capacitor 8 becomes higher than the charging voltage of the second capacitor 9 and the second diode 12 becomes conductive. As a result, a current due to inertia based on the inductance Lr of the reactor 2 and the primary winding 4 also flows in the second capacitor 9. The current Iq2 in FIG. 4 shows this. Second capacitor 9
The voltage Vc varies depending on charging or discharging. However, since the capacitance C is sufficiently large, the fluctuation of the voltage Vc is extremely small. Therefore, in FIG. 4, the voltage Vc is shown as a constant value. The control signal Vg2 is applied to the second switching element 11 at time t3, but since it has the opposite polarity to the current due to the inertia of the inductance Lr, the current due to the inertia flows through the diode 12. The current due to inertia gradually decreases as shown by Iq2 in FIG. 4, and becomes zero at time t4. During the ON period of the diode 12, the voltage Vq1 of the FET 5 is clamped and maintained at a substantially constant value. A voltage obtained by subtracting the input voltage Vin from the voltage Vc of the capacitor 9 is applied to the primary winding 4, and this acts as a reset voltage of the transformer 3. The voltage Vs of the secondary winding 13 is kept substantially constant corresponding to the voltage of the primary winding 4. Since the substantially constant voltage Vs is applied to the reactor 22, the current Ib of the reactor 22 gradually increases.

【0024】t4 時点でインダクタンスLr のエネルギ
ー放出による慣性電流が零になると、コンデンサ9の放
電電流がコンデンサ9、第2のスイッチング素子11、
1次巻線4、リアクトル2、電源1の経路で流れる。第
2のスイッチング素子11は図4ではt3 時点からオン
制御されているが、実際に機能するのはt4 時点からで
あるので、これまでにオン制御しておけばよい。
When the inertial current due to the energy release of the inductance Lr becomes zero at time t4, the discharge current of the capacitor 9 becomes the capacitor 9, the second switching element 11,
It flows in the path of the primary winding 4, the reactor 2, and the power supply 1. Although the second switching element 11 is ON-controlled from the time point t3 in FIG. 4, it actually functions from the time point t4, and therefore may be ON-controlled up to now.

【0025】t5 時点で第2のスイッチング素子11が
オフになると、リアクトル2及び1次巻線4のインダク
タンスLr に蓄積されたエネルギーによって1次巻線
4、リアクトル2、電源1、コンデンサ8から成る共振
回路が形成され、コンデンサ8の電荷が放出され、FE
T5の電圧Vq1は徐々に低下する。コンデンサ8の電荷
の放出期間には2次巻線13に下向きの電圧が発生して
いるので、ダイオード23は導通状態にあり、コンデン
サ8が放出するエネルギーの一部がリアクトル22に移
行する。コンデンサ8の電荷の放出が終了すると、イン
ダクタンスLr の蓄積エネルギーに基づいてコンデンサ
8を逆充電する向きの電流が流れようとするが、ダイオ
ード7が導通状態となるためにコンデンサ8の電圧即ち
FET5の電圧Vq1は実質的に零ボルトに保たれる。t
6 時点で再び第1のスイッチング素子6の制御信号Vg1
が与えられ、これがオンになる。この時、FET5の電
圧Vq1は零ボルトであるので、損失の少ないターンオン
が達成される。t6 時点の後はt0〜t6 期間と同一の
動作が繰返される。
When the second switching element 11 is turned off at time t5, the primary winding 4, the reactor 2, the power source 1, and the capacitor 8 are formed by the energy accumulated in the inductor Lr of the reactor 2 and the primary winding 4. A resonance circuit is formed, the charge of the capacitor 8 is discharged, and the FE
The voltage Vq1 at T5 gradually decreases. Since a downward voltage is generated in the secondary winding 13 during the charge discharge period of the capacitor 8, the diode 23 is in a conductive state, and a part of the energy discharged by the capacitor 8 is transferred to the reactor 22. When the discharge of the electric charge of the capacitor 8 is completed, a current tends to flow in the direction for reversely charging the capacitor 8 based on the stored energy of the inductance Lr. However, since the diode 7 becomes conductive, the voltage of the capacitor 8, that is, the FET 5 The voltage Vq1 is kept substantially at zero volts. t
At time point 6, the control signal Vg1 for the first switching element 6 is again generated.
Is given and this is turned on. At this time, since the voltage Vq1 of the FET 5 is zero volt, turn-on with less loss is achieved. After the time point t6, the same operation as the period from t0 to t6 is repeated.

【0026】[0026]

【第2の実施例】次に、図5に示す第2の実施例のスイ
ッチング電源装置を説明する。但し。図5及び後述する
第6図において、図1と実質的に同一の部分には同一の
符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment] Next, a switching power supply device according to a second embodiment shown in FIG. 5 will be described. However. In FIG. 5 and FIG. 6 to be described later, parts that are substantially the same as those in FIG.

【0027】図5では第2のコンデンサ9が第2のFE
T10を介してリアクトル2と1次巻線4に対して並列
に接続されている。図5のこの他は図1と同一である。
各部の状態を示すVg1、Vg2、Vq1、Iq1、Vs 、Is
、Ib 、Iq2、Vc 、Vq2も図4と実質的に同一であ
る。但し、コンデンサ9の電圧Vc の値は図4よりも低
いVf となる。
In FIG. 5, the second capacitor 9 is the second FE.
It is connected in parallel to the reactor 2 and the primary winding 4 via T10. The rest of FIG. 5 is the same as FIG.
Vg1, Vg2, Vq1, Iq1, Vs, Is showing the state of each part
, Ib, Iq2, Vc and Vq2 are substantially the same as in FIG. However, the value of the voltage Vc of the capacitor 9 is Vf lower than that in FIG.

【0028】第1のスイッチング素子6のオン期間の動
作は図1の回路と同一である。第1のスイッチング素子
6のオフ時には、リアクトル2と1次巻線4のインダク
タンスLr と第1のコンデンサ8との共振により、コン
デンサ8の電圧Vq1が徐々に立上り、ゼロボルトスイッ
チングが達成される。その後、フライバック電圧Vfで
ダイオード12が導通し、コンデンサ9がフライバック
電圧Vf で充電される。コンデンサ9の容量はコンデン
サ8に比べて十分に大きいので、フライバック電圧Vf
による充電によってもほとんど電圧Vc が変化しない。
フライバック電圧によるコンデンサ9の充電が完了する
と、コンデンサ9とスイッチング素子11と1次巻線4
とリアクトル2との閉回路でコンデンサ9の放電回路が
形成される。その後、スイッチング素子11がオフにな
ると、図1の回路と同様な共振動作が生じ、ゼロボルト
スイッチングのターンオンが達成される。図5の回路の
動作は図1と実質的に同一であるので、同一の作用効果
を得ることができる。
The operation of the first switching element 6 during the ON period is the same as that of the circuit shown in FIG. When the first switching element 6 is off, the resonance of the inductor Lr of the reactor 2, the primary winding 4 and the first capacitor 8 causes the voltage Vq1 of the capacitor 8 to gradually rise, and zero volt switching is achieved. After that, the diode 12 becomes conductive with the flyback voltage Vf, and the capacitor 9 is charged with the flyback voltage Vf. Since the capacity of the capacitor 9 is sufficiently larger than that of the capacitor 8, the flyback voltage Vf
The voltage Vc hardly changes even by the charging by.
When the charging of the capacitor 9 by the flyback voltage is completed, the capacitor 9, the switching element 11 and the primary winding 4
A closed circuit of the reactor 2 and the reactor 2 forms a discharge circuit of the capacitor 9. After that, when the switching element 11 is turned off, the resonance operation similar to that of the circuit of FIG. 1 occurs, and the turn-on of zero volt switching is achieved. Since the operation of the circuit of FIG. 5 is substantially the same as that of FIG. 1, the same effect can be obtained.

【0029】[0029]

【第3の実施例】図6に示すスイッチング電源装置は、
図1の回路に2つのFET30、34とコンデンサ37
とを付加したものである。FETはスイッチング素子3
1と内蔵ダイオード32と寄生容量から成るコンデンサ
33とを有し、電源1とリアクトル2との間に接続され
ている。コンデンサ37はFET34を介してFET3
0に並列接続されている。FET34はスイッチング素
子35と内蔵ダイオード36と寄生容量(図示せず)を
含む。スイッチング素子31のゲートはスイッチング素
子6のゲートと同様に第1の制御信号ライン25に接続
される。スイッチング素子35のゲートはスイッチング
素子11と同様に第2の制御信号ライン26に接続され
る。
[Third Embodiment] The switching power supply device shown in FIG.
The circuit of FIG. 1 has two FETs 30, 34 and a capacitor 37.
And are added. FET is switching element 3
1 and a built-in diode 32, and a capacitor 33 composed of a parasitic capacitance, and is connected between the power supply 1 and the reactor 2. Capacitor 37 is FET3 via FET34
0 connected in parallel. The FET 34 includes a switching element 35, a built-in diode 36, and a parasitic capacitance (not shown). The gate of the switching element 31 is connected to the first control signal line 25 similarly to the gate of the switching element 6. The gate of the switching element 35 is connected to the second control signal line 26 similarly to the switching element 11.

【0030】スイッチング素子6、31はt0 〜t1 期
間に図7に示す第1の制御信号Vg1によって同時にオン
になる。これにより、電源1とスイッチング素子31と
リアクトル2と1次巻線4とスイッチング素子6とから
成る回路に電流Iq1が流れる。t0 〜t1 の期間の2次
巻線13の出力段の動作は図1と同一である。
The switching elements 6 and 31 are simultaneously turned on by the first control signal Vg1 shown in FIG. 7 during the period from t0 to t1. As a result, the current Iq1 flows through the circuit including the power supply 1, the switching element 31, the reactor 2, the primary winding 4, and the switching element 6. The operation of the output stage of the secondary winding 13 during the period from t0 to t1 is the same as that in FIG.

【0031】図7のt1 においてスイッチ6、31がオ
フになると、リアクトル2及び1次巻線4のインダクタ
ンスLr と2つのコンデンサ8、33との直列共振回路
が形成され、2つのコンデンサ8、33の充電が始ま
る。その後、t2 時点で2つのコンデンサ8、33の電
圧が入力電圧Vinの1/2になる。図7にはコンデンサ
8の電圧Vq1、及び電流Iq1が示されているのみである
が、コンデンサ33の電圧及び電流も同様に変化する。
コンデンサ8、33の電圧は共振によって正弦波で立上
り、スイッチング素子6、31を流れる電流は図7の電
流Iq1 の波形からt1 〜t2期間の斜線の部分を除去
したものとなる。従って、スイッチング素子6、31を
流れる電流はゼロであり、スイッチング素子6、31の
電力損失が低減する。
When the switches 6 and 31 are turned off at t1 in FIG. 7, a series resonance circuit of the inductor Lr of the reactor 2 and the primary winding 4 and the two capacitors 8 and 33 is formed, and the two capacitors 8 and 33 are formed. Charging begins. After that, at time t2, the voltage of the two capacitors 8 and 33 becomes 1/2 of the input voltage Vin. Although only the voltage Vq1 and current Iq1 of the capacitor 8 are shown in FIG. 7, the voltage and current of the capacitor 33 also change.
The voltage of the capacitors 8 and 33 rises as a sine wave due to resonance, and the current flowing through the switching elements 6 and 31 is the waveform of the current Iq1 shown in FIG. 7 with the shaded portion in the period t1 to t2 removed. Therefore, the current flowing through the switching elements 6 and 31 is zero, and the power loss of the switching elements 6 and 31 is reduced.

【0032】t2 〜t3 ではリアクトル2及び1次巻線
4のインダクタンスLr を流れる電流の慣性によるコン
デンサ8、33の充電が行われ、この電圧Vq1はVin/
2+Vf /2になる。
From t2 to t3, the capacitors 8 and 33 are charged by the inertia of the current flowing through the inductance Lr of the reactor 2 and the primary winding 4, and the voltage Vq1 is Vin /
It becomes 2 + Vf / 2.

【0033】t3 時点でコンデンサ8、33の電圧がコ
ンデンサ9、37の電圧よりも高くなると、ダイオード
12、36が導通し、コンデンサ37、ダイオード3
6、リアクトル2、1次巻線4、ダイオード12、コン
デンサ9、電源1の閉回路に電流Ic が流れる。この電
流Ic はインダクタンスLr の蓄積エネルギーの放出が
進むに従って小さくなり、t4 時点で零になり、ダイオ
ード12、36が非導通になる。しかし、スイッチング
素子11、35がオン制御されているので、コンデンサ
9、スイッチング素子11、1次巻線4、リアクトル
2、スイッチング素子35、コンデンサ37、電源1か
ら成る閉回路でコンデンサ9、37が放電し、1次巻線
4にリセット電圧が印加される。
When the voltage of the capacitors 8 and 33 becomes higher than the voltage of the capacitors 9 and 37 at time t3, the diodes 12 and 36 become conductive, and the capacitors 37 and 3 are turned on.
6, the current Ic flows through the closed circuit of the reactor 2, the primary winding 4, the diode 12, the capacitor 9 and the power supply 1. This current Ic becomes smaller as the discharge of the stored energy of the inductance Lr progresses, becomes zero at the time t4, and the diodes 12 and 36 become non-conductive. However, since the switching elements 11 and 35 are on-controlled, the capacitors 9, 37 are a closed circuit including the capacitor 9, the switching element 11, the primary winding 4, the reactor 2, the switching element 35, the capacitor 37, and the power supply 1. A discharge is generated and a reset voltage is applied to the primary winding 4.

【0034】t5 時点でスイッチング素子11、35が
オフになると、容量の大きい2つのコンデンサ9、37
が切り離され、これよりも容量の小さい2つのコンデン
サ8、33とインダクタンスLr との共振回路が形成さ
れ、コンデンサ8、1次巻線4、リアクトル2、コンデ
ンサ33、電源1から成る閉回路でコンデンサ8、33
が放電し、この両端電圧Vq1が徐々に低下する。コンデ
ンサ8、33の電圧が零ボルトになり、その後、逆方向
に充電する電流が流れる場合には、ダイオード7、32
を通る。従って、t6 でスイッチング素子6、31が再
びオンになる時にはこの電圧Vq1が零ボルトであり、ス
イッチング損失が生じない。なお、2次巻線13の出力
段の動作は第1の実施例と実質的に同一であり、同様な
作用効果が得られる。
When the switching elements 11 and 35 are turned off at time t5, the two capacitors 9 and 37 having large capacitances are connected.
Is separated, and a resonance circuit of two capacitors 8 and 33 having a smaller capacity than this and an inductance Lr is formed, and a closed circuit consisting of the capacitor 8, the primary winding 4, the reactor 2, the capacitor 33, and the power supply 1 is formed. 8, 33
Are discharged, and the voltage Vq1 across both ends gradually decreases. When the voltage of the capacitors 8 and 33 becomes zero volt and then the current for charging in the opposite direction flows, the diodes 7 and 32
Pass through. Therefore, when the switching elements 6 and 31 are turned on again at t6, this voltage Vq1 is zero volt, and no switching loss occurs. The operation of the output stage of the secondary winding 13 is substantially the same as that of the first embodiment, and similar operational effects can be obtained.

【0035】[0035]

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) ダイオード7、12、32、36をFETの内
蔵ダイオードとせずに独立のダイオードとすることがで
きる。 (2) コンデンサ8、33としてFET5、30の寄
生容量を使用しないで、独立のコンデンサを接続するこ
とができる。 (3) FET5、30の代りに、バイポーラトランジ
スタ又はサイリスタ又は接合型FET等のスイッチング
素子とダイオードとコンデンサの組み合せ回路とするこ
とができる。 (4) 1次巻線4のインダクタンスが大きい場合には
リアクトル2を省くことができる。 (5) 図3の(C)の制御パルスのt4 時点の立上り
を遅らせることができる。
MODIFICATION The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications are possible, for example. (1) The diodes 7, 12, 32, and 36 can be independent diodes instead of the built-in diodes of the FET. (2) As the capacitors 8 and 33, independent capacitors can be connected without using the parasitic capacitance of the FETs 5 and 30. (3) Instead of the FETs 5 and 30, a combination circuit of a switching element such as a bipolar transistor, a thyristor, or a junction FET, a diode, and a capacitor can be used. (4) When the inductance of the primary winding 4 is large, the reactor 2 can be omitted. (5) It is possible to delay the rising of the control pulse shown in FIG. 3C at time t4.

【0036】[0036]

【発明の効果】上述から明らかなように各請求項の発明
によれば、ゼロボルトスイッチングを容易に達成し、効
率を向上させることができる。
As is apparent from the above, according to the invention of each claim, zero volt switching can be easily achieved and the efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施例のスイッチング電源装置を示す回
路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to a first embodiment.

【図2】図1の制御回路を詳しく示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing the control circuit of FIG. 1 in detail.

【図3】図2の各部の状態を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing a state of each part of FIG.

【図4】図1の各部の状態を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing a state of each part of FIG.

【図5】第2の実施例のスイッチング電源装置を示す回
路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to a second embodiment.

【図6】第3の実施例のスイッチング電源装置を示す回
路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to a third embodiment.

【図7】図6の各部の状態を示す波形図である。7 is a waveform chart showing a state of each part of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電源 2 リアクトル 3 トランス 4 1次巻線 5、10 FET 6、11 スイッチング素子 7、12 ダイオード 8、9 コンデンサ 22 リアクトル 1 Power Supply 2 Reactor 3 Transformer 4 Primary Winding 5, 10 FET 6, 11 Switching Element 7, 12 Diode 8, 9 Capacitor 22 Reactor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源と、 前記直流電源の一端と他端との間に接続されたトランス
の1次巻線と、 前記1次巻線に直列に接続された第1のスイッチング素
子と、 前記第1のスイッチング素子と一体に形成されたダイオ
ード又は独立のダイオードから成り、前記第1のスイッ
チング素子に並列に接続されている第1のダイオード
と、 前記第1のスイッチング素子の寄生容量又は独立のコン
デンサから成り、前記第1のスイッチング素子に対して
並列に接続されている第1のコンデンサと、 前記1次巻線のインダクタンス及び/又は独立のインダ
クタンス素子から成る共振用インダクタンスと、 前記第1のスイッチング素子に対して第2のスイッチン
グ素子を介して並列に接続され且つ前記第1のコンデン
サよりも大きな静電容量を有している第2のコンデンサ
と、 前記第2のスイッチング素子に一体に形成されたダイオ
ード又は独立のダイオードから成り、前記第2のスイッ
チング素子に対して並列に接続されている第2のダイオ
ードと、 前記トランスの2次巻線と、 前記2次巻線に接続された整流平滑回路と、 前記第1のスイッチング素子をオン・オフ制御する第1
の制御パルスと前記第1のスイッチング素子のオフ期間
の開始時点よりも後の時点と前記オフ期間の終了時より
も前の時点の間で前記第2のスイッチング素子をオン制
御するための第2の制御パルスとを形成するスイッチ制
御回路と、 前記2次巻線に並列に接続されたリアクトルと、 前記リアクトルに直列に接続され且つ前記2次巻線の誘
起電圧に基づいて前記整流平滑回路に電流が流れない期
間に前記2次巻線の誘起電圧で順バイアスされる向きを
有している第3のダイオードとを備えたことを特徴とす
るスイッチング電源装置。
1. A DC power supply, a primary winding of a transformer connected between one end and the other end of the DC power supply, and a first switching element connected in series with the primary winding. A first diode formed of a diode integrally formed with the first switching element or an independent diode and connected in parallel to the first switching element; and a parasitic capacitance of the first switching element or an independent diode. A first capacitor connected in parallel to the first switching element, a resonance inductance including an inductance of the primary winding and / or an independent inductance element, Connected in parallel to the switching element via the second switching element, and has a larger capacitance than the first capacitor. A second capacitor that is formed integrally with the second switching element or an independent diode, and that is connected in parallel to the second switching element; A secondary winding, a rectifying / smoothing circuit connected to the secondary winding, and a first switching element for controlling ON / OFF of the first switching element.
Second control element for controlling to turn on the second switching element between a time point after the start pulse of the off period of the first switching element and a time point before the end time of the off period of the first switching element. Switch control circuit for forming a control pulse of the secondary winding, a reactor connected in parallel to the secondary winding, a reactor connected in series to the reactor, and a rectifying and smoothing circuit based on an induced voltage in the secondary winding. And a third diode having a direction in which it is forward-biased by an induced voltage in the secondary winding during a period in which no current flows.
【請求項2】 直流電源と、 前記直流電源の一端と他端との間に接続されたトランス
の1次巻線と、 前記1次巻線に直列に接続された第1のスイッチング素
子と、 前記第1のスイッチング素子と一体に形成されたダイオ
ード又は独立のダイオードから成り、前記第1のスイッ
チング素子に並列に接続されている第1のダイオード
と、 前記第1のスイッチング素子の寄生容量又は独立のコン
デンサから成り、前記第1のスイッチング素子に対して
並列に接続されている第1のコンデンサと、 前記1次巻線のインダクタンス及び/又は独立のインダ
クタンス素子から成る共振用インダクタンスと、 前記1次巻線及び前記共振用インダンタンスに対して第
2のスイッチング素子を介して並列に接続され且つ前記
第1のコンデンサよりも大きな静電容量を有している第
2のコンデンサと、 前記第2のスイッチング素子に一体に形成されたダイオ
ード又は独立のダイオードから成り、前記第2のスイッ
チング素子に対して並列に接続されている第2のダイオ
ードと、 前記トランスの2次巻線と、 前記2次巻線に接続された整流平滑回路と、 前記第1のスイッチング素子をオン・オフ制御する第1
の制御パルスと前記第1のスイッチング素子のオフ期間
の開始時点よりも後の時点と前記オフ期間の終了時点よ
りも前の時点の間で前記第2のスイッチング素子をオン
制御するための第2の制御パルスとを形成するスイッチ
制御回路と、 前記2次巻線に並列に接続されたリアクトルと、 前記リアクトルに直列に接続され且つ前記2次巻線の誘
起電圧に基づいて前記整流平滑回路に電流が流れない期
間に前記2次巻線の誘起電圧で順バイアスされる向きを
有している第3のダイオードとを備えたことを特徴とす
るスイッチング電源装置。
2. A DC power supply, a primary winding of a transformer connected between one end and the other end of the DC power supply, and a first switching element connected in series to the primary winding. A first diode formed of a diode integrally formed with the first switching element or an independent diode and connected in parallel to the first switching element; and a parasitic capacitance of the first switching element or an independent diode. A first capacitor connected in parallel with the first switching element, a resonance inductance including an inductance of the primary winding and / or an independent inductance element, and the primary An electrostatic capacitance that is connected in parallel to the winding and the resonance inductance via a second switching element and has a larger electrostatic capacitance than the first capacitor. A second capacitor having a capacitance and a diode integrally formed with the second switching element or an independent diode, and a second capacitor connected in parallel to the second switching element. A diode, a secondary winding of the transformer, a rectifying / smoothing circuit connected to the secondary winding, and a first switching element that controls ON / OFF of the first switching element.
Second control element for controlling to turn on the second switching element between a time point after the start time of the off period of the first switching element and a time point before the end time of the off period of the first switching element. Switch control circuit for forming a control pulse of the secondary winding, a reactor connected in parallel to the secondary winding, a reactor connected in series to the reactor, and a rectifying and smoothing circuit based on an induced voltage in the secondary winding. And a third diode having a direction in which it is forward-biased by an induced voltage in the secondary winding during a period in which no current flows.
【請求項3】 直流電源と、 前記直流電源の一端と他端との間に接続されたトランス
の1次巻線と、 前記直流電源の一端と前記1次巻線の一端との間に接続
された第1のスイッチング素子と、 前記1次巻線の他端と前記直流電源の他端との間に接続
された第2のスイッチング素子と、 前記第1のスイッチング素子と一体に形成されたダイオ
ード又は独立のダイオードから成り、前記第1のスイッ
チング素子に並列に接続されている第1のダイオード
と、 前記第1のスイッチング素子の寄生容量又は独立のコン
デンサから成り、前記スイッチング素子に対して並列に
接続されている第1のコンデンサと、 前記第2のスイッチング素子と一体に形成されたダイオ
ード又は独立のダイオードから成り、前記第2のスイッ
チング素子に並列に接続されている第2のダイオード
と、 前記第2のスイッチング素子の寄生容量又は独立のコン
デンサから成り、前記第2のスイッチング素子に並列に
接続された第2のコンデンサと、 前記1次巻線のインダクタンス及び/又は独立のインダ
クタンス素子から成り、前記第1及び第2のスイッチン
グ素子に対して直列に接続されている共振用インダクタ
ンスと、 前記第1のスイッチング素子に対して第3のスイッチン
グ素子を介して並列に接続され且つ前記第1のコンデン
サよりも大きな静電容量を有している第3のコンデンサ
と、 前記第3のスイッチング素子に一体に形成されたダイオ
ード又は独立のダイオードから成り、前記第3のスイッ
チング素子に対して並列に接続されている第3のダイオ
ードと、 前記第2のスイッチング素子に対して第4のスイッチン
グ素子を介して並列に接続され且つ前記第2のコンデン
サよりも大きな静電容量を有している第4のコンデンサ
と、 前記第4のスイッチング素子に一体に形成されたダイオ
ード又は独立のダイオードから成り、第4のスイッチン
グ素子に対して並列に接続されている第4のダイオード
と、 前記トランスの2次巻線と、 前記2次巻線に接続された整流平滑回路と、 前記第1及び第2のスイッチング素子をオン・オフ制御
する第1の制御パルスと前記第1及び第2のスイッチン
グ素子のオフ期間の開始時点よりも後の時点と前記オフ
期間の終了時よりも前の時点との間で前記第3及び第4
のスイッチング素子をオン制御するための第2の制御パ
ルスとを形成するスイッチ制御回路と、 前記2次巻線に並列に接続されたリアクトルと、 前記リアクトルに直列に接続され且つ前記2次巻線の誘
起電圧に基づいて前記整流平滑回路に電流が流れない期
間に前記2次巻線の誘起電圧で順バイアスされる向きを
有している第5のダイオードとを備えたことを特徴とす
るスイッチング電源装置。
3. A DC power supply, a primary winding of a transformer connected between one end and the other end of the DC power supply, and a connection between one end of the DC power supply and one end of the primary winding. A first switching element, a second switching element connected between the other end of the primary winding and the other end of the DC power supply, and integrally formed with the first switching element. A first diode which is composed of a diode or an independent diode and is connected in parallel to the first switching element, and a parasitic capacitance of the first switching element or an independent capacitor, which is parallel to the switching element A first capacitor connected to the second switching element, and a diode integrally formed with the second switching element or an independent diode, and connected in parallel to the second switching element. A second diode connected to the second switching element in parallel with the second diode, a parasitic capacitance of the second switching element or an independent capacitor, and an inductance of the primary winding. And / or an independent inductance element, which is connected in series with the first and second switching elements in series, and a resonance inductance with respect to the first switching element via a third switching element. A third capacitor connected in parallel and having a larger capacitance than that of the first capacitor; and a diode integrally formed with the third switching element or an independent diode. A third diode connected in parallel with the second switching element, and with respect to the second switching element A fourth capacitor connected in parallel via four switching elements and having a larger electrostatic capacitance than the second capacitor; and a diode or an independent diode formed integrally with the fourth switching element. A fourth diode formed of a diode and connected in parallel to a fourth switching element; a secondary winding of the transformer; a rectifying / smoothing circuit connected to the secondary winding; And a first control pulse for on / off controlling the second switching element, a time point after the start time point of the off period of the first and second switching elements and a time point before the end time point of the off period. Between the third and fourth
A switch control circuit for forming a second control pulse for ON-controlling a switching element of the switch, a reactor connected in parallel with the secondary winding, and a reactor connected in series with the reactor and the secondary winding. A fifth diode having a direction that is forward biased by the induced voltage in the secondary winding during a period in which no current flows in the rectifying / smoothing circuit based on the induced voltage in the switching circuit. Power supply.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0993922A (en) * 1995-09-26 1997-04-04 Nec Corp Resonance-type dc-dc converter
KR100729840B1 (en) * 2006-01-06 2007-06-18 서울산업대학교 산학협력단 Isolated buck-boost converter

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