JPH0657090U - スイッチング電源装置 - Google Patents

スイッチング電源装置

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JPH0657090U
JPH0657090U JP4593U JP4593U JPH0657090U JP H0657090 U JPH0657090 U JP H0657090U JP 4593 U JP4593 U JP 4593U JP 4593 U JP4593 U JP 4593U JP H0657090 U JPH0657090 U JP H0657090U
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 トランスの一次巻線を分割することにより、
2つのスイッチング素子の電圧ストレスのバランスを調
整し、信頼性の高い電源装置を実現する。 【構成】一次巻線が2分割され各一次巻線のそれぞれの
一端が入力電圧源に接続されたトランスT、入力電圧源
の出力を分割するコンデンサC1,C2、トランスの一
次巻線のそれぞれの他端間に直列に接続された一対の主
スイッチング素子S1,S2、主スイッチング素子に並
列に接続された補助コンデンサC3と補助スイッチング
素子S3よりなる直列回路、トランスの二次巻線に接続
された整流・平滑回路、出力端子OUT、前記整流・平
滑回路の出力と基準電圧との差を出力する誤差増幅器D
Aの出力が与えられるパルス幅変調回路PWMを具備
し、パルス幅変調回路の出力信号により一対の主スイッ
チング素子を同期してオン・オフ駆動させると共に、駆
動信号とは反対極性のパルス幅変調信号で補助スイッチ
ング素子を駆動させる。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本考案は、一対の主スイッチング素子を用いたスイッチング電源装置に関する ものである。
【0002】
【従来の技術】
図2に米国特許第4809184号で開示されたスイッチング電源の回路構成 を示す。図において、Tはトランスで、その一次巻線N1には直流電圧Vinが印 加されている。S1は主スイッチング素子、S3は補助スイッチング素子、C3 は補助コンデンサである。一次巻線N1に印加された電圧Vinは主スイッチン グ素子S1によりオン・オフされる。補助スイッチング素子S3と補助コンデン サC3は直列に接続され、その直列回路は主スイッチング素子S1に並列に接続 されている。主スイッチング素子S1と補助スイッチング素子S2は相補的にオ ン・オフされる。主スイッチング素子S1がオン・オフすると、トランスTの二 次巻線N2にはスイッチング信号が誘起されるので、これを整流回路REで整流 ・平滑することにより出力端子OUTに直流電圧VOが得られる。 ここで、図2の回路における主スイッチング素子S1はオフ時に次式で表され る電圧ストレスVstressが発生する。 Vstress=Vin/(1−D) …(1) (1)式において、Vinは入力電圧、Dは主スイッチング素子S1のオン・オフ のデューティ比である。 スイッチング電源においては、商用の交流電源からエネルギー供給を受ける場 合が多いが、近年入力電圧の広範囲化が要請されており、100V系と200V 系の双方に対処出来ることが望まれている。そうすると、入力電圧の上限が大き な電源ではスイッチング素子S1,S3として高耐圧のものを必要とする。しか し、高耐圧のスイッチング素子はオン抵抗が大きく、スイッチング素子の導通損 失を増大させるという課題があった。
【0003】 そこで、図3に示すように、主スイッチング素子をS1とS2の2つに分割し て1個当たりの電圧ストレスを減少させることが行われている。この回路は、例 えば特開平1−318545号公報に開示されたものであるが、このように主ス イッチング素子を2個に分割した装置においては、両素子S1,S2のスイッチ ングは正確に同期してオン・オフされるのが原則である。しかし、何らかの原因 でスイッチングにバラツキが生じると、一方の素子に高い電圧が加わり望ましく ない。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】
本考案の目的は、トランスの一次巻線を分割することにより、2つのスイッチ ング素子の電圧ストレスのバランスを調整し、信頼性の高い電源装置を実現する ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本考案は、一次巻線が2分割され各一次巻線のそれぞれの一端が入力電圧源に 接続されたトランス、前記入力電圧源の出力を分割する一対のコンデンサ、前記 トランスの一次巻線のそれぞれの他端間に直列に接続された一対の主スイッチン グ素子、この一対の主スイッチング素子に並列に接続された補助コンデンサと補 助スイッチング素子よりなる直列回路、前記トランスの二次巻線に接続された整 流・平滑回路、この整流・平滑回路の出力を取り出す出力端子、前記整流・平滑 回路の出力と基準電圧との差を出力する誤差増幅器、及びこの誤差増幅器の出力 が与えられるパルス幅変調回路を具備し、このパルス幅変調回路の出力信号によ り前記一対の主スイッチング素子を同期してオン・オフ駆動させると共に、この 駆動信号とは反対極性のパルス幅変調信号で前記補助スイッチング素子を駆動さ せるように構成したものである。
【0006】
【作用】
このような本考案では、パルス幅変調信号により一対のスイッチング素子が同 期して駆動され、また補助スイッチング素子が反対極性のパルス幅変調信号によ り駆動される。
【0007】
【実施例】
以下図面を用いて本考案を説明する。 図1は本考案装置の一実施例を示す回路図である。図において、Tはトランス で、その一次巻線はN1とN2に分割されている。S1とS2はそれぞれ主スイ ッチング素子で、両素子は直列に接続されている。Vinは入力電圧源で、この電 圧源にトランスTの一次巻線N1とN2のそれぞれの一端が接続されている。一 次巻線N1とN2のそれぞれの他端にはスイッチング素子S1とS2の直列回路 が接続されている。C1とC2は入力電圧源Vinを分割するコンデンサで、入力 電圧源Vinに並列に接続されている。コンデンサC1とC2の接続点はスイッチ ング素子S1,S2の接続点に接続されている。S3は補助スイッチング素子、 C3はスイッチング素子S3に直列に接続された補助コンデンサで、この直列回 路は主スイッチング素子S1とS2の直列回路に並列に接続されている。各スイ ッチング素子S1〜S3にはダイオードD1〜D3がそれぞれ並列に接続されて いる。これらのダイオードは、スイッチング素子S1〜S3が全てオフとなるよ うな場合に、トランスTを流れる電流が不連続にならないように設けられたもの である。
【0008】 REは整流・平滑回路、OUTは出力端子、DAは誤差増幅器、PWMはパル ス幅変調回路である。トランスTの二次巻線N2は整流・平滑回路REを介して 出力端子OUTに接続されている。出力端子OUTは誤差増幅器DAを介してパ ルス幅変調回路PWMに接続され、PWMの出力端子は主スイッチング素子S1 とS2に接続されると共に、インバータIVを介して補助スイッチング素子S3 に接続されている。
【0009】 このような構成の電源装置においては、主スイッチング素子S1とS2はパル ス幅変調回路PWMが出力する同一のパルス幅信号で同期して駆動され、補助ス イッチング素子S3はその反対のパルス幅変調信号で駆動される。今、スイッチ ング素子S1とS2がオンで、S3がオフの時、コンデンサC1とC2で分割さ れた入力電圧VinはトランスTの一次巻線N1とN2に印加される。逆に、S1 とS2がオフで,S3がオンになると、コンデンサC3とスイッチング素子S3 の直列回路を介してトランスTの磁束がリセットされる。スイッチング素子S1 〜S3がオン・オフすることにより、トランスTの二次巻線N3に発生した電圧 は整流・平滑回路REで整流・平滑されて出力端子OUTより電圧Voutとして 取り出される。 これと共に、出力電圧Voutは誤差増幅器DAに加えられる。誤差増幅器DA は出力電圧Voutと基準電圧SVとの差の電圧を出力し、その差の電圧はパルス 幅変調回路PWMに加えられる。パルス幅変調回路PWMは加えられた電圧の大 きさに応じたパルス幅変調信号を出力する。主スイッチング素子S1とS2はそ のパルス幅信号により同期して駆動される。誤差増幅器DAとパルス幅変調回路 PWMよりなる帰還作用により、出力電圧Voutと基準電圧SVとの差の電圧が 小さくなるようにスイッチング素子S1とS2を駆動するパルス幅変調信号のパ ルス幅が制御される。
【0010】 このように、本考案においては一次巻線N1,N2を分割すると共に、一対の 主スイッチング素子S1,S2を設け、パルス幅変調回路PWMが出力するパル ス幅信号により両スイッチング素子S1とS2を同期して駆動するようにしたの で、電圧ストレスの生じない電源装置を得ることができる。 なお、このような本考案の回路においては、主スイッチング素子S1とS2の ターンオフのタイミングにバラツキが生じ、例えばスイッチング素子S1が先に オフになった場合において、補助スイッチング素子S3が未だオフであるように 設定すると、一次巻線N2はコンデンサC2の電圧でクランプされることになる 。この場合、一次巻線N1は一次巻線N2と磁気結合しており、一次巻線N1に 生じる電圧もクランプされることになるので、スイッチング素子S1はオフした にも係わらず、ここに過大な電圧は発生しない。逆の場合も同様である。 なお又、主スイッチング素子S1とS2がオフの時にはコンデンサC1とC2 が電圧のバランスを取るので、S1とS2のオフ電圧が均等になり、安定した動 作を行う。
【0011】
【考案の効果】
本考案によれば、トランスTの一次巻く線を分割し、各一次巻線にスイッチン グ素子を接続し、この両スイッチング素子を同期して駆動するように構成したの で、主スイッチング素子のバランスが調整され、信頼性の高いスイッチング電源 装置を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案のスイッチング電源装置の一実施例を示
した回路図である。
【図2】従来のスイッチング電源装置の回路図である。
【図3】従来のスイッチング電源装置の回路図である。
【符号の説明】
Vin 入力電圧 T トランス N1,N2 一次巻線 N3 二次巻線 S1,S2 主スイッチング素子 S3 補助スイッチング素子 C1,C2 電源分割用コンデンサ C3 補助コンデンサ DA 誤差増幅器 PWM パルス幅変調回路

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】一次巻線が2分割され各一次巻線のそれぞ
    れの一端が入力電圧源に接続されたトランス、前記入力
    電圧源の出力を分割する一対のコンデンサ、前記トラン
    スの一次巻線のそれぞれの他端間に直列に接続された一
    対の主スイッチング素子、この一対の主スイッチング素
    子に並列に接続された補助コンデンサと補助スイッチン
    グ素子よりなる直列回路、前記トランスの二次巻線に接
    続された整流・平滑回路、この整流・平滑回路の出力を
    取り出す出力端子、前記整流・平滑回路の出力と基準電
    圧との差を出力する誤差増幅器、及びこの誤差増幅器の
    出力が与えられるパルス幅変調回路を具備し、このパル
    ス幅変調回路の出力信号により前記一対の主スイッチン
    グ素子を同期してオン・オフ駆動させると共に、この駆
    動信号とは反対極性のパルス幅変調信号で前記補助スイ
    ッチング素子を駆動させるように構成したスイッチング
    電源装置。
  2. 【請求項2】前記一対の主スイッチング素子と前記補助
    スイッチング素子の駆動において、全てのスイッチング
    素子が共にオフとなる期間を駆動信号の変化時に設ける
    ように構成した請求項1記載のスイッチング電源装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10108458A (ja) * 1996-08-29 1998-04-24 Trw Inc ソフトpwmスイッチング式のダブルフォワードコンバータ
JP2007006568A (ja) * 2005-06-22 2007-01-11 Fujitsu Access Ltd 電源装置

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JP2007006568A (ja) * 2005-06-22 2007-01-11 Fujitsu Access Ltd 電源装置
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