JPH07111779A - スイッチング制御型電源回路 - Google Patents

スイッチング制御型電源回路

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Publication number
JPH07111779A
JPH07111779A JP27078193A JP27078193A JPH07111779A JP H07111779 A JPH07111779 A JP H07111779A JP 27078193 A JP27078193 A JP 27078193A JP 27078193 A JP27078193 A JP 27078193A JP H07111779 A JPH07111779 A JP H07111779A
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JP
Japan
Prior art keywords
circuit
transistor
drive
voltage
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP27078193A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Horio
健治 堀尾
Nobuhiko Ichii
伸彦 市居
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチング制御型電源回路において、FE
Tのスイッチングロス及びノイズを減少させること。 【構成】 ドライブ巻線LDに発生する電圧は、抵抗R
5、コンデンサC3からなる積分回路を介してトランジ
スタQ2のベースに供給される。従って、トランジスタ
Q2のベースに加わる電圧は積分回路の時定数に従って
増加する電圧となり、このためFETの導通度も漸次増
加するのでドレイン電圧も漸次減少する。これによっ
て、コンデンサC4から放電される電流も従来程急峻に
はならず、この結果放電電流はドレイン電圧が降下して
から放電することになる。よって、ドレイン電流とドレ
イン電圧波形との時間的重なりを可及的に少なくするこ
とができるので、スイッチングロスを減少させることが
できる。また、メインスイッチングトランジスタにスナ
バ回路を形成することにより、出力波形のリンギングや
スイッチオン時の放電電流を低減せしめるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング型電源回
路、特にソフトスイッチング型リンギングチョークコン
バータに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のリンギングチョーク型コン
バータを示す回路図である。
【0003】この従来の回路の動作説明をすると、R1
は起動抵抗であり、電源端子1(プラス端子)からこの
抵抗R1を流れる電流がコンデンサC1を充電する。コ
ンデンサC1が充電されると抵抗R3がトランジスタQ
2をオンさせFET(電界効果型トランジスタ)Q1の
ゲートに抵抗R2を介してゲート容量を充電しFETを
オンさせる。FETがオンするとトランスTのメイン巻
線LPに電流が流れる。メイン巻線に電流が流れるとド
ライブ巻線LDに電圧が誘起されダイオードD1で整流
されコンデンサC1を更に充電する。また、ドライブ巻
線電圧はコンデンサC2、抵抗R5を通り、さらにQ2
をドライブする。コンデンサC3はトランジスタQ2の
スイッチングスピードを早めるためのスピードアップコ
ンデンサである。また、符号2はアース端子(マイナス
端子)を示している。
【0004】さらに、上記ドライブ巻線LDの電圧はダ
イオードD3、抵抗R7を通り、コンデンサC5を充電
していく。このコンデンサC5の電圧が0.7V以上に
なるとトランジスタQ4がオンし、トランジスタQ2を
オフ、トランジスタQ3をオンさせFETをオフさせる
ように作用する。すると、トランスTの2次側にエネル
ギが供給されダイオードD5、コンデンサC6で整流さ
れる。尚、出力電圧は端子3、4間に得られる。
【0005】定電圧化はシャントレギュレータIC1、
分圧抵抗R9、R10とフォトカプラPC1でトランジ
スタQ4を制御して行われる。ダイオードD4、コンデ
ンサC4、抵抗R11はトランスの出力波形のリンギン
グを抑制するためのスナバ回路である。この回路のドレ
イン電流とドレイン電圧の波形が図6である。この図6
において、時間Tの間、即ち、FETのオフ時において
も、まだドレイン電流が流れており、このためこのT期
間において(ドレイン電流)×(ドレイン電圧)で決定
される消費電力がFETの熱損失として現れる。さら
に、この期間においてはノイズが不要輻射エネルギとし
て放出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な熱損失を小さくするにはFETのターンオフ時間を小
さくしなければならず、そのようにすれば今度は波形が
矩形波に近づくため高周波成分によるノイズ(不要輻
射)が増大するという事態を招来することになる。
【0007】従って、本発明はかかる問題点を解決する
ことを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング制
御型電源回路は、メインスイッチング素子としての電界
効果型トランジスタと、前記電界効果型トランジスタの
ドレインと、トランスの一次側メイン巻線間に接続され
たインダクタンスおよび前記メイン巻線と前記電界効果
型トランジスタのソースの間に接続されたコンデンサか
らなる共振回路と、前記電界効果型トランジスタを駆動
するためのドライブトランジスタと、前記トランスのド
ライブ巻線と前記ドライブトランジスタの間に接続さ
れ、前記ドライブ巻線で発生する電圧を積分し、前記ド
ライブドライブトランジスタに供給する積分回路と、か
らなる構成である。また、本発明の他の構成によれば、
前記メイン巻線と電界効果型トランジスタのソース間に
は、コンデンサと直列に抵抗が接続されてスナバ回路が
形成される。
【0009】
【作用】上記の構成によれば、トランスのドライブ巻線
とドライブトランジスタの間に接続された積分回路によ
ってドライブ巻線に生じる電圧が積分され、これにより
電界効果型トランジスタのドレイン電圧が漸次減少しほ
ぼゼロに達してから、ドレイン電流が漸次増加するの
で、スイッチングロスが少なくなる。また、トランスの
メイン巻線と電界効果型トランジスタのソース間に接続
されたコンデンサと抵抗の直列接続よって形成されるス
ナバ回路により出力電圧のリンギングや、電界効果型ト
ランジスタのオン時の放電電流が低減がなされる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の第1実施例にかかるリンギン
グチョーク型コンバータの回路図である。図1において
図5と同一部分には同一符号を付しておく。
【0011】簡単に図1の回路と図5の回路の相違点を
述べると、まず、トーテンポール回路のトランジスタQ
2のバイアスを抵抗R2とR3とからなる自己バイアス
型とし、その入力には抵抗R5とコンデンサC3からな
る積分回路を使用している。
【0012】さらに、トランスTのメイン巻線LPとF
ETのドレイン間にインダクタンスL1を、トランスT
とソース間にキャパシタC4を挿入することにより共振
回路を構成している。前記積分回路は遅延回路として作
用し、このため、従来回路ではFETのゲート容量を急
速充電していたのに対し、本実施例回路ではゲート容量
への充電時間が遅れることになる。また、この実施例の
回路ではメイン巻線LPに接続されるコンデンサC4、
抵抗R11、ダイオードD4からなるスナバ回路は削除
している。
【0013】上記L1とC4からなる共振回路を追加し
た本発明の実施例回路は、いわゆるソフトスイッチング
電源回路を構成し、後述するようにドレイン電圧の立ち
上がり時に重複していたドレイン電圧とドレイン電流と
の重なりがなくなる。しかし、このような構成により今
度はドレイン電流の本来の立ち上がり時にコンデンサC
4の放電電流がスパイク状に立ち上がり、ドレイン電流
波形がドレイン電圧波形に重なり合おうとするが、本実
施例ではそのような事態が回避されるよう工夫されてい
ることが、以下の説明で明らかになろう。
【0014】次に図1の本実施例回路の動作を説明す
る。
【0015】電源が投入されると、端子1から起動抵抗
R1を流れる電流はコンデンサC1を充電する。コンデ
ンサC1が充電されると抵抗R2、R3からなる自己バ
イアス回路によってバイアス電圧が加えられトーテンポ
ール型の一方のトランジスタQ2をオンせしめる。トラ
ンジスタQ2がオンとなり、このトランジスタQ2のコ
レクタ電流(実質的なFETのゲートの充電電流)が増
大すると、抵抗R2における電圧降下が増し、このため
トランジスタQ2のベース電流が減少し、FETのドラ
イブ電流に制限をかける。この結果FETのゲートへの
充電時間が遅延せしめられることになる。
【0016】その後、トランジスタQ2のオンによりF
ETQ1はオンとなり、トランスTのメイン巻線LPに
電圧が誘起される。このドライブ巻線に発生した電圧は
ダイオードD1を介してコンデンサC1を充電するとと
もに、抵抗R5及びコンデンサC3よりなる積分回路に
加えられるが、積分回路はこの入力電圧を遅延せしめて
コンデンサC2を介してトランジスタQ2に加える。こ
のように前述した自己バイアス回路とともに、この積分
回路はFETがオンとなるタイミングを遅延せしめるこ
とになる。
【0017】一方、ドライブ巻線LDに発生する電圧は
またダイオードD3及び抵抗R7を介してコンデンサC
5を充電する。そして、コンデンサC5の両端間電圧
が、0.7V以上になるとトランジスタQ4がオンする
ので、トランジスタQ2がオフ、Q3がオンとなり、こ
の結果FETQ1がオフとなる。この時、インダクタン
スL1、コンデンサC4によりなる共振回路の共振電圧
(コンデンサC4の両端間電圧=ドレイン電圧)が0の
時にFETがオフするようにさせるとドレイン電流が0
になってからFETがドレイン電圧を立ち上がらせるこ
とができる。これによって、図6の重複期間Tがなくな
り、図2の如くなる。
【0018】次に、定常状態に移り、FETQ1がオフ
すると2次側に電圧が発生する。2次側にエネルギを供
給すると今度はドライブ巻線LDにリンギングが発生し
てこの電圧によりトランジスタQ2がオンするが、この
時、急激に放電されるコンデンサC4の充電電荷がFE
Tのオン時にドレイン電流となり、ドレイン電圧が十分
降下しないうちにドレイン電流が急激に流れ、ドレイン
電圧波形とドレイン電流波形との重なりが生じ、この結
果損失が発生する。
【0019】しかしながら、本実施例の回路において
は、ドライブ巻線LDに発生する電圧は、抵抗R5、コ
ンデンサC3からなる積分回路を介してトランジスタQ
2のベースに供給される。従って、トランジスタQ2の
ベースに加わる電圧は積分回路の時定数に従って増加す
る電圧となり、このためFETの導通度も漸次増加する
のでドレイン電圧も漸次減少する。これによって、図2
のようにコンデンサC4から放電される電流CDも従来
程急峻にはならず、この結果放電電流はドレイン電圧が
下降してから放電することになる。よって、図2のD部
から分かるようにドレイン電流とドレイン電圧波形との
時間的重なりを可及的に少なくすることができるので、
スイッチングロスを減少させることもできる。
【0020】ところで、上記実施例のものにおいて、ト
ランスTが結合が悪いものであると、図2のC部のよう
にスイッチング時に発生するリンギング電圧を抑制する
ことができず、また、FETのオン時に生じる放電電流
CDが大きくなり、これらが高調波ノイズとなってテレ
ビ画面に妨害として現れる。
【0021】このような不都合を回避するようになされ
てものが、図3の実施例回路図である。尚、この図3に
おいて、図1と同一部分には同一符号を付けている。
【0022】この第2実施例では、先の第1実施例にお
いて、トランスとソース間に接続されたキャパシタC4
と直列に抵抗R11を接続してスナバ回路を構成してい
る。
【0023】このようにスナバ回路を構成することによ
り、図2の場合と比較してわかるように図4に図示する
ようにトランスTの出力電圧に発生するリンギング電圧
を抑圧することができると共に、FETオン時のラッシ
ュ電流をも低減でき、この結果高調波に起因するノイズ
を低減することができる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、スイッチング制御型電
源回路において、FETのスイッチングロス及びノイズ
を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るスイッチング制御
型電源回路の回路構成図である。
【図2】図1の回路におけるドレイン電圧及びドレイン
電流の波形図である。
【図3】本発明の第2の実施例に係るスイッチング制御
型電源回路の回路構成図である。
【図4】図3の回路におけるドレイン電圧及びドレイン
電流の波形図である。
【図5】従来のスイッチング制御型電源回路の回路構成
図である。
【図6】図5の回路におけるドレイン電圧及びドレイン
電流の波形図である。
【符号の説明】
Q1 電界効果型トランジスタ Q2 ドライブトランジスタ Q3 ドライブトランジスタ T トランス LP メイン巻線 LD ドライブ巻線 R5 抵抗 C3 コンデンサ L1 インダクタンス C4 コンデンサ R11 抵抗

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メインスイッチング素子としての電界効
    果型トランジスタと、 前記電界効果型トランジスタのドレインと、トランスの
    一次側メイン巻線間に接続されたインダクタンスおよび
    前記メイン巻線と前記電界効果型トランジスタのソース
    の間に接続されたコンデンサからなる共振回路と、 前記電界効果型トランジスタを駆動するためのドライブ
    トランジスタと、 前記トランスのドライブ巻線と前記ドライブトランジス
    タの間に接続され、前記ドライブ巻線で発生する電圧を
    積分し、前記ドライブトランジスタに供給する積分回路
    と、 からなるスイッチング制御型電源回路。
  2. 【請求項2】 メインスイッチング素子としての電界効
    果型トランジスタと、 前記電界効果型トランジスタのドレインと、トランスの
    一次側メイン巻線間に接続されたインダクタンスおよび
    前記メイン巻線と前記電界効果型トランジスタのソース
    の間に接続されたコンデンサと抵抗からなるスナバ回路
    と、 前記電界効果型トランジスタを駆動するためのドライブ
    トランジスタと、 前記トランスのドライブ巻線と前記ドライブトランジス
    タの間に接続され、前記ドライブ巻線で発生する電圧を
    積分し、前記ドライブトランジスタに供給する積分回路
    と、 からなるスイッチング制御型電源回路。
  3. 【請求項3】 前記ドライブトランジスタはトーテンポ
    ール型ドライブ回路である請求項1または2に記載のス
    イッチング制御型電源回路。
  4. 【請求項4】 トーテンポール型ドライブ回路のドライ
    ブトランジスタのバイアス回路は自己バイアス回路であ
    る請求項3に記載のスイッチング制御型電源回路。
JP27078193A 1993-08-17 1993-10-28 スイッチング制御型電源回路 Pending JPH07111779A (ja)

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JP27078193A JPH07111779A (ja) 1993-08-17 1993-10-28 スイッチング制御型電源回路

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5-203397 1993-08-17
JP20339793 1993-08-17
JP27078193A JPH07111779A (ja) 1993-08-17 1993-10-28 スイッチング制御型電源回路

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10146051A (ja) * 1996-11-08 1998-05-29 Fujitsu Ltd 同期整流回路のfet駆動方式
KR100370057B1 (ko) * 1998-11-09 2003-01-29 엘지전자 주식회사 전압공급 스위칭을 위한 스탠바이 제어회로

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