JPH0681501B2 - Switching circuit - Google Patents

Switching circuit

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JPH0681501B2
JPH0681501B2 JP63306175A JP30617588A JPH0681501B2 JP H0681501 B2 JPH0681501 B2 JP H0681501B2 JP 63306175 A JP63306175 A JP 63306175A JP 30617588 A JP30617588 A JP 30617588A JP H0681501 B2 JPH0681501 B2 JP H0681501B2
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turned
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文明 伊原
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Description

【発明の詳細な説明】 〔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に於けるスイッ
チング回路に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a switching circuit in a switching regulator or the like.

トランジスタ等のスイッチング素子を用いて、トランス
の一次巻線等のインダクタンスを含む負荷回路のスイッ
チングを行うスイッチング回路に於いては、スイッチン
グに伴って発生するサージ電圧から、スイッチング素子
を保護する必要があり、又トランジスタ等のスイッチン
グ素子のスイッチングに伴う損失を低減することが要望
されている。
In a switching circuit that uses a switching element such as a transistor to switch a load circuit that includes an inductance such as the primary winding of a transformer, it is necessary to protect the switching element from the surge voltage that accompanies the switching. It is also desired to reduce the loss associated with switching of switching elements such as transistors.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

スイッチングレギュレータに於いては、バイポーラトラ
ンジスタや電解効果トランジスタ等のスイッチング素子
により、トランスの一次巻線に供給する電流をスイッチ
ングするものであり、このようなスイッチング動作を行
うスイッチング回路に於いては、スイッチング素子のタ
ーンオフ時に生じるサージ電圧を抑制してスイッチング
素子を保護する為に、抵抗とコンデンサとの直列回路を
スイッチング素子に並列に接続した所謂スナバ回路が設
けられている。
In a switching regulator, the current supplied to the primary winding of the transformer is switched by a switching element such as a bipolar transistor or a field effect transistor. A so-called snubber circuit in which a series circuit of a resistor and a capacitor is connected in parallel with the switching element is provided in order to suppress the surge voltage generated when the element is turned off and protect the switching element.

例えば、従来例のハーフブリッジコンバータに於いて
は、第4図に示すように、交互にオンとなるように制御
される第1,第2のスイッチング素子31,32により、トラ
ンス37の一次巻線に直流電源から交番電流を流し、その
二次巻線に誘起した電圧を、図示を省略した整流平滑回
路により整流して平滑化し、直流出力電圧とするもので
あり、第1,第2のスイッチング素子31,32にそれぞれ並
列に、コンデンサ33,34と抵抗35,36との直列回路を接続
している。
For example, in the conventional half-bridge converter, as shown in FIG. 4, the primary winding of the transformer 37 is controlled by the first and second switching elements 31 and 32 which are controlled to be turned on alternately. An alternating current is made to flow from the DC power supply, and the voltage induced in its secondary winding is rectified and smoothed by a rectifying and smoothing circuit (not shown) to obtain a DC output voltage. A series circuit of capacitors 33 and 34 and resistors 35 and 36 is connected in parallel to the elements 31 and 32, respectively.

このような構成に於いて、例えば、主スイッチング素子
31がターンオフすると、トランス37のリーケージインダ
クタンス等によりサージ電圧が発生して主スイッチング
素子31の両端に印加される。このサージ電圧は、コンデ
ンサ33に抵抗35を介して印加され、コンデンサ33に充電
電流が流れることにより、サージ電圧は抑圧される。又
主スイッチング素子31がターンオンすると、コンデンサ
33の充電電荷は、抵抗35を介して放電することになる。
In such a configuration, for example, the main switching element
When 31 is turned off, a surge voltage is generated due to the leakage inductance of the transformer 37 and is applied to both ends of the main switching element 31. This surge voltage is applied to the capacitor 33 via the resistor 35, and the charging current flows through the capacitor 33, whereby the surge voltage is suppressed. When the main switching element 31 turns on, the capacitor
The charged charge of 33 will be discharged through the resistor 35.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

前述の従来例のスイッチングレギュレータに於けるスイ
ッチング回路に於いては、サージ電圧を抑圧する為に、
コンデンサ33,34と抵抗35,36との直列回路が設けられて
いるが、主スイッチング素子31,32のスイッチング動作
毎にコンデンサ33,34の充放電が行われ、その充放電電
流が抵抗35,36に流れるから損失が生じる。従って、ス
イッチング周波数を高くするに伴って損失が増加し、ス
イッチングレギュレータに於ける効率が低下することに
なる。
In the switching circuit in the switching regulator of the conventional example described above, in order to suppress the surge voltage,
Although a series circuit of capacitors 33 and 34 and resistors 35 and 36 is provided, the capacitors 33 and 34 are charged and discharged for each switching operation of the main switching elements 31 and 32, and the charging / discharging current is the resistance 35, There is a loss because it flows to 36. Therefore, as the switching frequency is increased, the loss increases and the efficiency of the switching regulator decreases.

そこで、抵抗35,36を省略し、コンデンサ33,34の充電電
荷を共振回路を利用して他のコンデンサに転送する回路
を先に提案した(例えば、特願昭62−164056号参照)。
しかし、コンデンサ33,34にダイオードを介してサージ
電圧を印加し、又他のコンデンサにダイオードを介して
充電電荷を転送するものであるから、コンデンサ33,34
を接続する為のリード線が長くなり、そのリードインダ
クタンスと、ダイオードの順方向回復特性(順方向電流
の立上りの遅れ特性)により、主スイッチング素子31,3
2に加わるサージ電圧を確実に抑圧することができない
ものであった。
Therefore, a circuit in which the resistors 35 and 36 are omitted and the charge stored in the capacitors 33 and 34 is transferred to another capacitor using a resonance circuit has been proposed (see, for example, Japanese Patent Application No. 62-164056).
However, since the surge voltage is applied to the capacitors 33 and 34 via the diode and the charge is transferred to other capacitors via the diode, the capacitors 33 and 34
Lead wire for connecting the main switching element 31,3 due to its lead inductance and diode forward recovery characteristics (forward current rising delay characteristics).
The surge voltage applied to 2 could not be reliably suppressed.

なお、抵抗35,36を単に省略しただけの構成の場合は、
主スイッチング回路31,32をオンとした時に、コンデン
サ33,34からの放電サージ電流が流れて、トランジスタ
等からなる主スイッチング素子31,32は破損することに
なる。従って、第4図に於いては、抵抗35,36をコンデ
ンサ33,34に直列に接続しているものである。
If the resistors 35 and 36 are simply omitted,
When the main switching circuits 31 and 32 are turned on, a discharge surge current flows from the capacitors 33 and 34, and the main switching elements 31 and 32 composed of transistors or the like are damaged. Therefore, in FIG. 4, resistors 35 and 36 are connected in series with capacitors 33 and 34.

本発明は、第1,第2の主スイッチング素子を備えたスイ
ッチング回路に於ける損失を低減し、且つサージ電圧を
確実に抑圧し得るようにすることを目的とするものであ
る。
An object of the present invention is to reduce the loss in the switching circuit including the first and second main switching elements and surely suppress the surge voltage.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明のスイッチング回路は、第1,第2の主スイッチン
グ素子に対応して、第1,第2の副スイッチング素子を制
御して、サージ電圧抑制用のコンデンサの充電電荷を放
出させるものであり、第1図を参照して説明する。
The switching circuit of the present invention controls the first and second sub-switching elements corresponding to the first and second main switching elements to release the charge stored in the surge voltage suppression capacitor. , With reference to FIG.

トランス等のインダクタンスを含む負荷回路9に、直流
電源から交番電流を供給する為に、交互にオンとなるよ
うに制御される第1,第2のトランジスタ等からなる主ス
イッチング素子1,2にそれぞれ並列に接続された第1,第
2のコンデンサ3,4と、第1,第2の主スイッチング素子
1,2のオンとなる直前にそれぞれオンとなるように制御
される第1,第2のトランジスタ等からなる副スイッチン
グ回路5,6と、第1,第2の主スイッチング回路1,2の接続
点と、第1,第2の副スイッチング素子5,6の接続点との
間に接続されて、第1,第2のコンデンサ3,4の充電電荷
を共振半サイクル電流により放出させる為のインダクタ
ンス7と第3のコンデンサ8と、この共振半サイクル電
流を流すように接続された第1,第2のダイオードD1,D2
から構成されている。又ダイオードD3,D4は第1,第2の
主スイッチング素子1,2を電界効果トランジスタ等によ
り構成した場合の寄生ダイオードとすることができる。
In order to supply alternating current from the DC power supply to the load circuit 9 including the inductance of the transformer or the like, the main switching elements 1 and 2 each including the first and second transistors are controlled to be turned on alternately. First and second capacitors 3 and 4 connected in parallel, and first and second main switching elements
Connection between the sub switching circuits 5 and 6 consisting of first and second transistors and the like and the first and second main switching circuits 1 and 2 which are controlled to turn on immediately before turning on the first and second Inductance connected between the point and the connection point of the first and second sub-switching elements 5 and 6 to release the charge stored in the first and second capacitors 3 and 4 by the resonance half cycle current. 7 and the third capacitor 8 and the first and second diodes D1 and D2 connected so as to flow the resonance half cycle current.
It consists of The diodes D3 and D4 can be parasitic diodes when the first and second main switching elements 1 and 2 are composed of field effect transistors or the like.

〔作用〕[Action]

第1の主スイッチング素子1がオンとなった時と、第2
の主スイッチング素子2がオンとなった時とに於ける負
荷回路9への電流方向が反転し、負荷回路9に交番電流
を供給することができるものである。第2図は第1図の
各部の電圧,電流の波形の一例を示す動作説明図であ
り、(a)は第2のコンデンサ4の端子電圧、(b)は
インダクタンス7に流れる電流、(c)は第3のコンデ
ンサ8の端子電圧、(d)は第2の副スイッチング素子
6、(e)は第2の主スイッチング素子2、(f)は第
1の副スイッチング素子5、(g)は第1の主スイッチ
ング素子1のそれぞれオン,オフの動作を示す。
When the first main switching element 1 is turned on,
The current direction to the load circuit 9 when the main switching element 2 is turned on is reversed, and an alternating current can be supplied to the load circuit 9. FIG. 2 is an operation explanatory view showing an example of the waveforms of the voltage and current of each part in FIG. 1, (a) is the terminal voltage of the second capacitor 4, (b) is the current flowing in the inductance 7, and (c) is ) Is the terminal voltage of the third capacitor 8, (d) is the second sub-switching element 6, (e) is the second main switching element 2, (f) is the first sub-switching element 5, (g). Shows ON and OFF operations of the first main switching element 1, respectively.

各スイッチング素子1,2,5,6がオフ状態の後、時刻t1に
第2の副スイッチング素子6が(d)に示すようにオン
となると、第2のコンデンサ4とインダクタンス7と第
3のコンデンサ8との直列共振回路が形成され、(b)
に示す共振電流が流れて、第2のコンデンサ4の充電電
荷は第3のコンデンサ8に転送され、時刻t2に於いて第
2のコンデンサ4の端子電圧は(a)に示すように0Vと
なる。
After the switching elements 1, 2, 5, 6 are turned off, when the second sub-switching element 6 is turned on as shown in (d) at time t1, the second capacitor 4, the inductance 7, and the third A series resonance circuit with the capacitor 8 is formed, (b)
The resonance current shown in FIG. 6 flows, the charge stored in the second capacitor 4 is transferred to the third capacitor 8, and the terminal voltage of the second capacitor 4 becomes 0 V at time t2 as shown in (a). .

そして、時刻t2以後に継続して流れる共振電流は、ダイ
オード11を介することになるから、第2のコンデンサ4
の端子電圧は0Vを維持することになる。又第3のコンデ
ンサ8の端子電圧は(c)に示すように、時刻t3に於い
ては反対極性となる。又時刻t3以降は、逆電流阻止用ダ
イオードD2により共振が終了し、第3のコンデンサ8の
電位は一定に保持される。即ち、共振半サイクル電流を
利用して、第2のコンデンサ4の充電電荷を第3のコン
デンサ8に転送することになる。
Then, since the resonance current that continues to flow after time t2 passes through the diode 11, the second capacitor 4
The terminal voltage of will be maintained at 0V. The terminal voltage of the third capacitor 8 has the opposite polarity at time t3, as shown in (c). After time t3, the resonance is terminated by the reverse current blocking diode D2, and the potential of the third capacitor 8 is held constant. That is, the charge charged in the second capacitor 4 is transferred to the third capacitor 8 using the resonance half cycle current.

従って、時刻t2以後に第2の主スイッチング素子2を
(e)に示すようにオンとすると、第2のコンデンサ4
の充電電荷は0であるから、放電サージ電圧が流れるこ
とはない。又第2の副スイッチング素子6は第2の主ス
イッチング素子2のオン後、時刻t3からt4までの間オフ
とする。
Therefore, when the second main switching element 2 is turned on as shown in (e) after time t2, the second capacitor 4
Since the charging charge of is zero, the discharge surge voltage does not flow. The second sub switching element 6 is turned off from the time t3 to t4 after the second main switching element 2 is turned on.

そして、時刻t4に第2の主スイッチング素子2をオフと
すると、第2のコンデンサ4の充電電荷は0であるか
ら、サージ電圧が発生しても確実に抑圧することができ
る。
Then, when the second main switching element 2 is turned off at the time t4, the charge stored in the second capacitor 4 is 0, so that even if a surge voltage occurs, it can be surely suppressed.

又時刻t5に第1の副スイッチング素子5をオンとする
と、第1のダイオード3とインダクタンス7と第3のコ
ンデンサ8との直列共振回路が形成され、時刻t1〜t3間
に流れた共振電流と反対方向に(b)に示すように、時
刻t5〜t7間に共振電流が流れ、この共振電流は時刻t6に
於いて最大となり、第1のコンデンサ3は、前述の時刻
t2に於ける場合と同様に端子電圧は0Vに低下し、ダイオ
ード10によりその端子電圧の極性反転が阻止される。第
3のコンデンサ8の端子電圧も(c)に示すように時刻
t7に於いて反対極性となり、逆電流阻止用ダイオードD1
により共振は終了して電位が一定に保持される。従っ
て、時刻t6以後に第1の主スイッチング素子1をオンと
しても放電サージ電流が流れることはない。又時刻t5
に、第1の副スイッチング素子5をオンとすることによ
り、第1,第2の主スイッチング素子1,2の接続点の電位
が上昇し、第2のコンデンサ4の端子電圧は(a)に示
すように上昇する。
Further, when the first sub-switching element 5 is turned on at time t5, a series resonance circuit of the first diode 3, the inductance 7 and the third capacitor 8 is formed, and the resonance current flowing between times t1 and t3 is generated. In the opposite direction, as shown in (b), a resonance current flows between time t5 and time t7, and this resonance current reaches its maximum at time t6.
As at t2, the terminal voltage drops to 0V and the diode 10 blocks the polarity reversal of that terminal voltage. The terminal voltage of the third capacitor 8 is also the time as shown in (c).
Reverse polarity at t7, reverse current blocking diode D1
As a result, resonance ends and the potential is held constant. Therefore, the discharge surge current does not flow even if the first main switching element 1 is turned on after the time t6. Another time t5
Then, by turning on the first sub switching element 5, the potential at the connection point of the first and second main switching elements 1 and 2 rises, and the terminal voltage of the second capacitor 4 becomes (a). Rise as shown.

又時刻t8に第1の主スイッチング素子1をオフとした時
のサージ電圧は、第1のコンデンサ3により抑圧される
ことになり、又第1,第2の主スイッチング素子1,2の接
談点の電位は、時刻t4以後のサージ電圧による電位と逆
極性となるから、第2のコンデンサ4の端子電圧は
(a)に示すように一時的に低下する。
Further, the surge voltage when the first main switching element 1 is turned off at time t8 is suppressed by the first capacitor 3, and the contact between the first and second main switching elements 1 and 2 is made. Since the potential at the point has the opposite polarity to the potential due to the surge voltage after time t4, the terminal voltage of the second capacitor 4 temporarily drops as shown in (a).

従って、主スイッチング素子1,2に並列接続したコンデ
ンサ3,4の充電電荷を、第3のコンデンサ8に共振半サ
イクル電流を利用して転送することにより、サージ電圧
をコンデンサ3,4により確実に抑圧し、且つ充放電によ
る損失を無くすることができる。
Therefore, by transferring the charge stored in the capacitors 3 and 4 connected in parallel to the main switching elements 1 and 2 to the third capacitor 8 using the resonant half-cycle current, the surge voltage can be reliably applied to the capacitors 3 and 4. It is possible to suppress and to eliminate loss due to charge and discharge.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第3図は本発明の実施例の要部回路図であり、11,12は
第1,第2の主スイッチング素子1,2に対応するnチャン
ネル電界効果トランジスタ、13,14は第1,第2のコンデ
ンサ3,4に対応するコンデンサ、15,16は第1,第2の副ス
イッチング素子5,6に対応するnチャネル電界効果トラ
ンジスタ、17はインダクタンス7に対応するインダクタ
ンス、18は第3のコンデンサ8に対応するコンデンサ、
19は負荷回路9に対応するトランスである。又20,21は
電界効果トランジスタ11,12の寄生ダイオード、22,23は
電界効果トランジスタ11,12の寄生コンデンサ、24は制
御回路、25,26は整流用のダイオード、27,28は平滑用の
チョークコイル及びコンデンサ、29,30は逆電流阻止用
ダイオードである。
FIG. 3 is a circuit diagram of an essential part of an embodiment of the present invention. Reference numerals 11 and 12 are n-channel field effect transistors corresponding to the first and second main switching elements 1 and 2, and 13 and 14 are first and first. Capacitors corresponding to the second capacitors 3 and 4, 15 and 16 are n-channel field effect transistors corresponding to the first and second sub switching elements 5 and 6, 17 is an inductance corresponding to the inductance 7, and 18 is a third Capacitor corresponding to the capacitor 8,
Reference numeral 19 is a transformer corresponding to the load circuit 9. Further, 20 and 21 are parasitic diodes of the field effect transistors 11 and 12, 22 and 23 are parasitic capacitors of the field effect transistors 11 and 12, 24 is a control circuit, 25 and 26 are rectifying diodes, and 27 and 28 are smoothing diodes. Choke coils and capacitors, 29 and 30 are reverse current blocking diodes.

この実施例は、ハーフブリッジコンバータに適用した場
合を示し、電界効果トランジスタ11,12は制御回路24に
より交互にオンとなるように制御されて、トランス19の
一次巻線に直流電源から、或いは交流電源の整流出力電
圧から交番電流が供給され、二次巻線に誘起した電圧が
ダイオード25,26により整流され、インダクタンス27と
コンデンサ28とにより平滑化されて、直流出力電圧とな
る。この直流出力電圧は、制御回路24により設定値と比
較され、直流出力電圧が一定となるように、電界効果ト
ランジスタ11,12のオン期間が制御される。
This embodiment shows a case where it is applied to a half-bridge converter, the field effect transistors 11 and 12 are controlled by the control circuit 24 so as to be alternately turned on, and the primary winding of the transformer 19 is supplied from a DC power source or an AC source. An alternating current is supplied from the rectified output voltage of the power source, the voltage induced in the secondary winding is rectified by the diodes 25 and 26, smoothed by the inductance 27 and the capacitor 28, and becomes a DC output voltage. This DC output voltage is compared with a set value by the control circuit 24, and the ON periods of the field effect transistors 11 and 12 are controlled so that the DC output voltage becomes constant.

又コンデンサ13,14は、それぞれ電界効果トランジスタ1
1,12のドレイン・ソース間に直接的に、即ち、リード線
ができるだけ短くなるように配置して接続する。又制御
回路24は、比較回路,遅延回路,パルス副制御回路等を
含み、電界効果トランジスタ11をオンとする場合に、そ
の直前に電界効果トランジスタ15をオンとするように制
御し、又電界効果トランジスタ12をオンとする場合も、
その直前に電界効果トランジスタ16をオンとするように
制御する構成を有するものである。
The capacitors 13 and 14 are respectively the field effect transistor 1
Directly connect between the drain and source of 1,12, that is, with the lead wire as short as possible. Further, the control circuit 24 includes a comparison circuit, a delay circuit, a pulse sub-control circuit, etc., and when the field effect transistor 11 is turned on, controls the field effect transistor 15 to be turned on immediately before the field effect transistor 11 is turned on. When turning on the transistor 12,
Immediately before that, the field effect transistor 16 is controlled to be turned on.

例えば、電界効果トランジスタ12をオンとする直前に、
電界効果トランジスタ16を例えば第2図に於ける時刻t1
にオンとすると、コンデンサ14とインダクタンス17とコ
ンデンサ18との直列共振回路が形成され、コンデンサ14
の充電電荷は第2図の(b)に示すような共振電流によ
ってコンデンサ18に転送され、時刻t2に於いてコンデン
サ14の端子電圧は0Vとなる。
For example, immediately before turning on the field effect transistor 12,
The field effect transistor 16 is set to, for example, time t1 in FIG.
When turned on, a series resonance circuit of capacitor 14, inductance 17 and capacitor 18 is formed,
2 is transferred to the capacitor 18 by the resonance current as shown in FIG. 2 (b), and the terminal voltage of the capacitor 14 becomes 0V at time t2.

このようなコンデンサ14の端子電圧が0Vとなると、それ
以降の共振電流は電界効果トランジスタ12の寄生ダイオ
ード21を介して流れるから、コンデンサ14の端子電圧は
0Vのままとなる。即ち、充電電荷は完全に放出されるこ
とになる。
When the terminal voltage of such a capacitor 14 becomes 0 V, the resonance current after that flows through the parasitic diode 21 of the field effect transistor 12, so the terminal voltage of the capacitor 14 becomes
It remains at 0V. That is, the charged electric charge is completely discharged.

そして、時刻t2以後に電界効果トランジスタ12をオンと
すると、直流電源からトランス19の一次巻線に電流が供
給される。その時、コンデンサ14の充電電荷は0である
から、放電サージ電流が流れることはない。又ダイオー
ド30により共振電流は半波で終了する為、電界効果トラ
ンジスタ16は時刻t3によりt4の間にオフすれば良いこと
になる。そして、第2図に於ける時刻t4に電界効果トラ
ンジスタ12をオフとすると、トランス19のリーケージイ
ンダクタンス等によりサージ電圧が発生するが、このサ
ージ電圧はコンデンサ14に加えられて抑圧される。
Then, when the field effect transistor 12 is turned on after the time t2, a current is supplied from the DC power supply to the primary winding of the transformer 19. At that time, since the charge charged in the capacitor 14 is 0, no discharge surge current flows. Further, since the resonance current ends with a half wave due to the diode 30, it suffices to turn off the field effect transistor 16 during the time t4 at the time t3. When the field effect transistor 12 is turned off at time t4 in FIG. 2, a surge voltage is generated due to the leakage inductance of the transformer 19 and the surge voltage is applied to the capacitor 14 and suppressed.

次に電界効果トランジスタ11をオンとする直前の第2図
に於ける時刻t5に電界効果トランジスタ15をオンとする
と、コンデンサ13とインダクタンス17とコンデンサ18と
の直列共振回路が形成され、この時のコンデンサ13の端
子電圧とコンデンサ18の端子電圧との極性は直列共振回
路内で同一極性となるから、共振電流が流れてコンデン
サ13の充電電荷はコンデンサ18に転送され、コンデンサ
13の端子電圧が0Vとなると、それ以後の共振電流は寄生
ダイオード20を介して流れ、又ダイオード29により共振
電流は半波で終了するから、コンデンサ13の端子電圧は
0Vのままとなる。即ち、コンデンサ13の充電電荷は完全
に放出されることになる。又コンデンサ18の端子電圧
は、第2図の(c)に示すように反対極性となる。
Next, when the field effect transistor 15 is turned on at time t5 in FIG. 2 immediately before the field effect transistor 11 is turned on, a series resonance circuit of the capacitor 13, the inductance 17 and the capacitor 18 is formed. Since the polarities of the terminal voltage of the capacitor 13 and the terminal voltage of the capacitor 18 are the same in the series resonance circuit, a resonance current flows and the charge charged in the capacitor 13 is transferred to the capacitor 18,
When the terminal voltage of 13 becomes 0V, the resonance current after that flows through the parasitic diode 20 and the resonance current ends in half wave by the diode 29.
It remains at 0V. That is, the charge of the capacitor 13 is completely discharged. Further, the terminal voltage of the capacitor 18 has the opposite polarity as shown in FIG.

又コンデンサ13の端子電圧が0Vとなる第2図に於ける時
刻t6以後に、電界効果トランジスタ11をオンとすると、
コンデンサ13の充電電荷は0であるから、放電サージ電
流が流れることはない。又トランス19の一次巻線に直流
電源から電流が電界効果トランジスタ12のオン時と反対
方向に供給される。即ち、電界効果トランジスタ11,12
を交互にオンとすることにより、トランス19の一次巻線
に交番電流を供給することができる。そして、第2図に
於ける時刻t8に電界効果トランジスタ11をオフとする
と、トランス19のリーケージインダクタンス等により生
じたサージ電圧はコンデンサ13に加えられて抑圧され
る。
When the field effect transistor 11 is turned on after the time t6 in FIG. 2 in which the terminal voltage of the capacitor 13 becomes 0V,
Since the charging charge of the capacitor 13 is 0, no discharge surge current flows. In addition, a current is supplied to the primary winding of the transformer 19 from the DC power source in the direction opposite to that when the field effect transistor 12 is turned on. That is, the field effect transistors 11 and 12
By alternately turning on, the alternating current can be supplied to the primary winding of the transformer 19. When the field effect transistor 11 is turned off at time t8 in FIG. 2, the surge voltage generated by the leakage inductance of the transformer 19 is added to the capacitor 13 and suppressed.

前述の動作を繰り返すことにより、電界効果トランジス
タ11,12を交互にオンとして、トランス19の一次巻線に
交番電流を供給した時に生じるサージ電圧を、コンデン
サ13,14により抑圧することができる。又前述の実施例
は、ハーフブリッジコンバータに適用した場合を示すも
のであるが、フルブリッジコンバータに適用することも
可能である。又寄生ダイオード20,21を有しないような
スイッチング素子を用いる場合、第1図に示すようにダ
イオードD3,D4をコンデンサ13,14と並列に接続するもの
である。
By repeating the above operation, the field effect transistors 11 and 12 are alternately turned on, and the surge voltage generated when the alternating current is supplied to the primary winding of the transformer 19 can be suppressed by the capacitors 13 and 14. Further, although the above-mentioned embodiment shows the case where it is applied to the half-bridge converter, it can also be applied to the full-bridge converter. When a switching element having no parasitic diodes 20 and 21 is used, the diodes D3 and D4 are connected in parallel with the capacitors 13 and 14, as shown in FIG.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明は、第1,第2の主スイッチ
ング素子1,2に並列に第1,第2のコンデンサ3,4を接続
し、第1,第2の主スイッチング素子1,2の接続点と、第
1,第2の副スイッチング素子5,6の接続点との間に、イ
ンダクタンス7と第3のコンデンサ8との直列回路を接
続し、第1,第2の主スイッチング素子1,2をオンとする
と直前に、第1,第2の副スイッチング素子5,6をオンと
して、第1,第2のコンデンサ3,4の充電電荷を、インダ
クタンス7と第3のコンデンサ8とを含む直列共振回路
の共振半サイクル電流によって第3のコンデンサ8に転
送するもので、第1,第2のコンデンサ3,4を第1,第2の
主スイッチング素子1,2に直接的に接続することができ
るから、抵抗による損失を生じることはなく、且つリー
ドインダクタンスやダイオードの順方向回復特性による
サージ電圧の抑圧遅れを生じることがないので、電力効
率を低下させることなく、サージ電圧を確実に抑圧する
ことができる利点がある。
As described above, in the present invention, the first and second main switching elements 1 and 2 are connected in parallel to the first and second main switching elements 1 and 2, and the first and second main switching elements 1 and 2 are connected. 2 connection points and
A series circuit of an inductance 7 and a third capacitor 8 is connected between the connection point of the first and second sub switching elements 5 and 6 to turn on the first and second main switching elements 1 and 2. Then, immediately before, the first and second sub-switching elements 5 and 6 are turned on, and the charge stored in the first and second capacitors 3 and 4 is transferred to the series resonance circuit including the inductance 7 and the third capacitor 8. It is transferred to the third capacitor 8 by the resonance half cycle current, and since the first and second capacitors 3 and 4 can be directly connected to the first and second main switching elements 1 and 2, Since the loss due to the resistance does not occur and the suppression delay of the surge voltage due to the lead inductance and the forward recovery characteristic of the diode does not occur, the surge voltage can be surely suppressed without lowering the power efficiency. There are advantages.

従って、スイッチングレギュレータ等のスイッチング回
路に適用し、スイッチングの高周波化により装置の小型
化を図ることが容易となる。
Therefore, it can be applied to a switching circuit such as a switching regulator and the size of the device can be easily reduced by increasing the switching frequency.

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

第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明の動作説
明図、第3図は本発明の実施例の要部回路図、第4図は
従来例の要部回路図である。 1,2は第1,第2の主スイッチング素子、3,4は第1,第2の
コンデンサ、5,6は第1,第2の副スイッチング素子、7
はインダクタンス、8は第3のコンデンサ、9は負荷回
路、D1,D2は第1,第2のダイオードである。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the present invention, FIG. 3 is a circuit diagram of essential parts of an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a circuit diagram of essential parts of a conventional example. . 1, 2 are first and second main switching elements, 3, 4 are first and second capacitors, 5 and 6 are first and second sub switching elements, 7
Is an inductance, 8 is a third capacitor, 9 is a load circuit, and D1 and D2 are first and second diodes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−12865(JP,A) 特開 昭62−2858(JP,A) 特開 昭55−141971(JP,A) 実開 昭54−150847(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 64-12865 (JP, A) JP 62-2858 (JP, A) JP 55-141971 (JP, A) Actual development 54- 150847 (JP, U)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交互にオンとなるように制御される第1,第
2の主スイッチング素子(1),(2)により、インダ
クタンスを含む負荷回路(9)に交番電流を供給するス
イッチング回路に於いて、 前記第1,第2の主スイッチング素子(1),(2)にそ
れぞれ並列に接続された第1,第2のコンデンサ(3),
(4)と、 前記第1,第2の主スイッチング素子(1),(2)のオ
ンとなる直前にそれぞれオンとなるように制御される第
1,第2の副スイッチング素子(5),(6)と、 前記第1,第2の主スイッチング素子(1),(2)の接
続点と、前記第1,第2の副スイッチング素子(5),
(6)の接続点との間に接続され、前記第1,第2のコン
デンサ(3),(4)の充電電荷を共振半サイクル電流
により放出させる為のインダクタンス(7)と第3のコ
ンデンサ(8)と、 前記共振半サイクル電流を流すように前記第1,第2の副
スイッチング素子(5),(6)と直列に接続した第1,
第2の逆電流阻止用のダイオード(D1),(D2)と を備えたことを特徴とするスイッチング回路。
1. A switching circuit for supplying an alternating current to a load circuit (9) including an inductance by means of first and second main switching elements (1), (2) controlled to be turned on alternately. Where the first and second main switching elements (1) and (2) are respectively connected in parallel to the first and second capacitors (3),
(4) and the first and second main switching elements (1) and (2) are controlled to be turned on immediately before they are turned on.
1, a second sub-switching element (5), (6), a connection point between the first and second main switching elements (1), (2), and a first and a second sub-switching element ( 5),
An inductance (7) and a third capacitor connected between the connection point (6) and for discharging the charge stored in the first and second capacitors (3) and (4) by a resonance half-cycle current. (8) and the first and second sub-switching elements (5) and (6) connected in series so as to flow the resonant half-cycle current.
A switching circuit comprising a second reverse current blocking diode (D1), (D2).
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