JPH08182318A - Switching power source - Google Patents

Switching power source

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JPH08182318A
JPH08182318A JP6326279A JP32627994A JPH08182318A JP H08182318 A JPH08182318 A JP H08182318A JP 6326279 A JP6326279 A JP 6326279A JP 32627994 A JP32627994 A JP 32627994A JP H08182318 A JPH08182318 A JP H08182318A
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switching
voltage
transformer
switching element
circuit
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良知 岩波
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Abstract

PURPOSE: To provide a switching power source in which the switching loss of a switching element is reduced. CONSTITUTION: A switching power source comprises a DC power source 11, a transformer 15 having primary windings 12, 13 and a secondary winding 14, switching transistors 16, 17 connected to the other end of the windings 12, 13, a rectifier 18 connected to the winding 14 of the transformer 15, and control means 19 for detecting the voltage applied to the transistors 16, 17 to control a drive signal supplied to the transistors 16, 17 based on the detected voltage. The means 19 has voltage detectors 62, 63 for detecting the voltages applied to the transistors 16, 17 and inhibiting circuits 64, 65 for controlling the gate signals of the transistors 16, 17, and switches to zero voltage the transistor 16, 17 by means of the gate signals.

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、負荷に直流高圧電力を
供給できるスイッチング電源に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply capable of supplying a DC high voltage power to a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のスイッチング電源は、直流電圧
を一次巻線に印加したトランスと、トランスの一次巻線
の他端に接続したスイッチング素子と、トランスの二次
巻線に接続した整流回路と、スイッチング素子にドライ
ブ信号を与えるドライブ回路とを備え、スイッチング素
子によりスイッチングして一次巻線に電流を流し、この
トランスで昇圧した電圧を整流回路で整流して高圧直流
電圧を得るようにしたものとして知られている。
2. Description of the Related Art A switching power supply of this type includes a transformer in which a DC voltage is applied to a primary winding, a switching element connected to the other end of the primary winding of the transformer, and a rectifying circuit connected to the secondary winding of the transformer. And a drive circuit for supplying a drive signal to the switching element, switching is performed by the switching element to cause a current to flow in the primary winding, and the voltage boosted by this transformer is rectified by the rectifier circuit to obtain a high-voltage DC voltage. Known as one.

【0003】第4図は、従来のスイッチング電源を進行
波管電力増幅器用電源として用いた場合の例を示す回路
図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example in which a conventional switching power supply is used as a power supply for a traveling wave tube power amplifier.

【0004】このスイッチング電源は、直流電源101
と、一次巻線102,103および二次巻線104を有
するトランス105と、一次巻線102,103の他端
にそれぞれ接続されたスイッチング素子(スイッチング
トランジスタ)106,107と、トランス105の二
次巻線104に接続された整流回路108とから構成さ
れている。直流電源101は、プラス極をトランス10
5の一次巻線102,103の共通一端に、マイナス極
を共通ラインに、それぞれ接続している。また、整流回
路108は、ダイオード151〜154をブリッジ接続
し、そのブリッジ回路の二つの交流端子を二次巻線10
4の両端に、そのブリッジ回路の直流端子に平滑コンデ
ンサ155を接続して構成されている。また、平滑コン
デンサ155の両端には負荷110が接続されている。
また、符号111はトランス105の二次巻線104の
浮遊容量である。
This switching power supply is a DC power supply 101.
A transformer 105 having primary windings 102 and 103 and a secondary winding 104, switching elements (switching transistors) 106 and 107 connected to the other ends of the primary windings 102 and 103, and a secondary of the transformer 105. The rectifying circuit 108 is connected to the winding 104. The DC power supply 101 has a positive pole for the transformer 10.
The negative pole is connected to a common line at one common end of each of the primary windings 102 and 103. Further, the rectifier circuit 108 bridge-connects the diodes 151 to 154, and connects the two AC terminals of the bridge circuit to the secondary winding 10
A smoothing capacitor 155 is connected to the DC terminals of the bridge circuit at both ends of the bridge 4. The load 110 is connected to both ends of the smoothing capacitor 155.
Reference numeral 111 is a stray capacitance of the secondary winding 104 of the transformer 105.

【0005】このようなスイッチング電源の動作を図5
を参照して説明する。図5では、横軸に時間を、縦軸に
はゲート信号VG1,VG2、スイッチングトランジスタ1
06,107のドレイン印加される電圧VD1,VD2、お
よび一次巻線102,103に流れる電流ID1,ID2
示されている。
The operation of such a switching power supply is shown in FIG.
Will be described with reference to. In FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents gate signals V G1 , V G2 and switching transistor 1.
The voltages V D1 and V D2 applied to the drains of 06 and 107 and the currents I D1 and I D2 flowing through the primary windings 102 and 103 are shown.

【0006】この図に示すように、ゲート信号VG1,V
G2がスイッチングトランジスタ106,107の各ゲー
トに印加されると、スイッチングトランジスタ106,
107がオンオフ制御される。これにより、トランス1
05の一次巻線102,103には、図5に示すように
な電流ID1,ID2が流れる。その結果、トランス105
の二次巻線104には高圧電圧が発生し、これを整流回
路108のダイオード151〜154で構成したブリッ
ジ整流器で整流し、平滑コンデンサ155で平滑して負
荷110に直流高圧電力を供給する。
As shown in this figure, gate signals V G1 , V
When G2 is applied to the gates of the switching transistors 106 and 107, the switching transistor 106 and
107 is on / off controlled. This makes transformer 1
Currents I D1 and I D2 flow through the primary windings 102 and 103 of 05 as shown in FIG. As a result, the transformer 105
A high voltage is generated in the secondary winding 104, is rectified by the bridge rectifier configured by the diodes 151 to 154 of the rectifier circuit 108, is smoothed by the smoothing capacitor 155, and supplies the DC high voltage power to the load 110.

【0007】ところで、図5に示すように、スイッチン
グトランジスタ106,107がオンからオフあるいは
オフからオンに切り換わるときに、スイッチングトラン
ジスタ106,107に印加される電圧VD1、VD2と、
これらに流れる電流ID1、I D2とが重なり合うため、ス
ッチング損失が発生することが知られている。
By the way, as shown in FIG.
The switching transistors 106 and 107 from on to off or
When switching from off to on
Voltage V applied to transistors 106 and 107D1, VD2When,
Current I flowing through theseD1, I D2Since and overlap
It is known that a switching loss occurs.

【0008】スイッチング電源のスイッチング周波数が
数〔KHz〕が数十〔KHz〕と低い場合は、この電力
損(スイッチング損失)は、それ程問題とならない。し
かしながら、スイッチング電源を小型にするために、ス
イッチング周波数を数百〔KHz〕以上に上げると、こ
の電力損はスイッチング周波数に比例して増大するため
電源の効率は低下することが知られている。
When the switching frequency of the switching power supply is as low as several tens [KHz], the power loss (switching loss) does not pose a problem. However, it is known that when the switching frequency is increased to several hundreds [KHz] or more in order to make the switching power source compact, this power loss increases in proportion to the switching frequency, and the efficiency of the power source decreases.

【0009】そこで、前述した電圧VD1、VD2と電流I
D1、ID2が重なり合うことを解消するため、例えば特開
平4−17575号、特開平2−51356号、特開平
1−157274号、特開昭63−43567号、特開
昭61─500298号、実開平4─128088号、
あるいは実開平4─61489号の各公報に記載されて
いるように、各種手段を用いてデットタイムを設けて電
力損失をなくしたスイッチング電源が提案されている。
Therefore, the above-mentioned voltages V D1 , V D2 and current I
In order to eliminate the overlap of D1 and I D2 , for example, JP-A-4-17575, JP-A-2-51356, JP-A-1-157274, JP-A-63-43567, JP-A-61-250098, Actual Kaihei No. 4-128088,
Alternatively, as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 4-61489, a switching power supply has been proposed in which dead time is provided by using various means to eliminate power loss.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の前者
のスイッチング電源では、小型軽量化するために、スイ
ッチング周波数を上げると電源効率が低下し、逆に、電
源効率を高い状態に維持しようとするとスイッチング周
波数が上げられないので大型の電源となってしまうとい
う欠点があった。
As described above, in the former switching power supply of the related art, when the switching frequency is increased in order to reduce the size and weight, the power supply efficiency is lowered, and conversely, the power supply efficiency is kept high. In that case, the switching frequency cannot be increased, which results in a large power supply.

【0011】また、デットタイムを設けて電力損失を少
なくした従来のスイッチング電源では、スイッチングト
ランジスタに印加される電圧を直接検出してデットタイ
ムを設けたものではないため、必要最小限のデットタイ
ムとすることができず、スイッチング効率がやはり低下
してしまうという欠点があった。
In the conventional switching power supply in which the dead time is provided to reduce the power loss, the dead time is not set by directly detecting the voltage applied to the switching transistor. However, there is a drawback that the switching efficiency is also lowered.

【0012】そこで本発明の目的は、スイッチング素子
のスイッチングロスを低減したスイッチング電源を提供
することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a switching power supply in which the switching loss of the switching element is reduced.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
るスイッチング電源は、直流電圧を一次巻線に印加した
トランスと、トランスの一次巻線の他端に接続したスイ
ッチング素子と、トランスの二次巻線に接続した整流回
路と、スイッチン1素子にドライブ信号を与えるドライ
ブ回路とを備え、スイッチング素子によりスイッチング
して一次巻線に電流を流し、このトランスで昇圧した電
圧を整流回路で整流して高圧直流電圧を得るスイッチン
グ電源において、スイッチングトランジスタに印加され
る電圧を検出し、検出電圧に基づいて両スイッチングト
ランジスタに供給する駆動信号を制御する制御手段を設
け、トランスのパラメータとの相互作用で零電圧スイッ
チングするようにしたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a switching power supply comprising: a transformer in which a DC voltage is applied to a primary winding; a switching element connected to the other end of the primary winding of the transformer; It is equipped with a rectifier circuit connected to the secondary winding, and a drive circuit that gives a drive signal to the switch 1 element. The switching element switches the current to flow in the primary winding, and the voltage boosted by this transformer is rectified by the rectifier circuit. In a switching power supply that obtains a high-voltage DC voltage by rectification, a control means that detects the voltage applied to the switching transistor and controls the drive signal supplied to both switching transistors based on the detected voltage is provided. The feature is that zero voltage switching is performed by the action.

【0014】請求項2記載の制御手段は、スイッチング
素子に印加される電圧を検出する電圧検出回路と、電圧
検出回路からの検出信号によってスイッチング素子の駆
動信号を制御するインヒビット回路とを備えたことを特
徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, the control means includes a voltage detection circuit for detecting the voltage applied to the switching element, and an inhibit circuit for controlling the drive signal of the switching element by the detection signal from the voltage detection circuit. It is characterized by.

【0015】請求項3記載のトランスのパラメータは、
トランスの一次巻線インダクタンスおよびトランスの浮
遊容量とであり、これら値をスイッチング素子に流れる
電流とスイッチング素子に印加される電圧とが重ならな
いような値に設定したことを特徴とするものである。
The parameters of the transformer according to claim 3 are:
The primary winding inductance of the transformer and the stray capacitance of the transformer, and these values are set such that the current flowing through the switching element and the voltage applied to the switching element do not overlap.

【0016】請求項4記載スイッチング素子は、スイッ
チングトランジスタであることを特徴とするものであ
る。
A switching element according to a fourth aspect is a switching transistor.

【0017】請求項5記載の発明に係るスイッチング電
源は、直流電圧を一次巻線に印加したトランスと、トラ
ンスの一次巻線の他端に接続したスイッチング素子と、
トランスの二次巻線に接続した整流回路と、スイッチン
グ素子にドライブ信号を与えるドライブ回路とを備え、
スイッチング素子によりスイッチングして一次巻線に電
流を流し、このトランスで昇圧した電圧を整流回路で整
流して高圧直流電圧を得るスイッチング電源において、
スイッチング素子に印加される電圧を検出する電圧検出
回路と、電圧検出回路からの検出信号によってスイッチ
ング素子の駆動信号を制御するインヒビット回路とから
なる制御手段をを設け、トランスのパラメータとの相互
作用で零電圧スイッチングするようにしたことを特徴と
するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a switching power source, wherein a DC voltage is applied to a primary winding of the transformer, and a switching element connected to the other end of the primary winding of the transformer.
A rectifier circuit connected to the secondary winding of the transformer and a drive circuit that gives a drive signal to the switching element,
In a switching power supply that switches by a switching element to pass a current through the primary winding and rectifies the voltage boosted by this transformer with a rectifier circuit to obtain a high-voltage DC voltage,
A control means is provided that includes a voltage detection circuit that detects the voltage applied to the switching element and an inhibit circuit that controls the drive signal of the switching element based on the detection signal from the voltage detection circuit. It is characterized in that zero voltage switching is performed.

【0018】本発明では、トランスの浮游容量への巻線
の励磁エネルギーによる充電作用を利用して零電圧スイ
ッチングを行わせており、この電圧を検出するために、
電圧検出回路を設け、かつドライブ回路からのドライブ
信号をインヒビット回路に取込み、電圧検出回路からの
検出信号でドライブ信号からスイッチング素子の駆動信
号を形成し、この駆動信号でスイッチング素子を零電圧
スイッチングを行わせている。
In the present invention, the zero voltage switching is performed by utilizing the charging action by the excitation energy of the winding to the floating capacitance of the transformer, and in order to detect this voltage,
A voltage detection circuit is provided, and the drive signal from the drive circuit is taken into the inhibit circuit. The detection signal from the voltage detection circuit forms the drive signal for the switching element from the drive signal, and this drive signal causes the switching element to perform zero voltage switching. It is done.

【0019】[0019]

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to embodiments.

【0020】図1は、本発明のスイッチング電源の一実
施例を進行波管電力増幅器用電源として用いた例を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example in which an embodiment of the switching power supply of the present invention is used as a power supply for a traveling wave tube power amplifier.

【0021】この図に示すスイッチング電源は、直流電
源11と、一次巻線12,13および二次巻線14を有
し、一次巻線12,13の共通一端子に直流電源11を
接続したトランス15と、一次巻線12,13の各他端
にそれぞれ接続してなるスイッチング素子(スイッチン
グトランジスタ)16,17と、トランス15の二次巻
線14に接続された整流回路18と、スイッチングトラ
ンジスタ16,17に印加される電圧を検出し、検出電
圧に基づいてスイッチングトランジスタ16,17に供
給するドライブ信号を制御する制御手段19とから構成
されている。
The switching power supply shown in this figure has a DC power supply 11, primary windings 12 and 13 and a secondary winding 14, and a transformer in which the DC power supply 11 is connected to a common one terminal of the primary windings 12 and 13. 15, switching elements (switching transistors) 16 and 17 respectively connected to the other ends of the primary windings 12 and 13, a rectifying circuit 18 connected to the secondary winding 14 of the transformer 15, and a switching transistor 16 , 17 for detecting the voltage applied to the switching transistors 16 and 17 and controlling the drive signal supplied to the switching transistors 16 and 17 based on the detected voltage.

【0022】さらに説明すると、直流電源11は、プラ
ス極をトランス15の一次巻線12,13の共通一端
に、マイナス極を共通ラインに、それぞれ接続してい
る。また、スイッチングトランジスタ16,17は、各
ドレイがトランス15の各他端子に、各ソースが共通ラ
インに、それぞれ接続されている。整流回路18は、ダ
イオード51〜54をブリッジ接続し、そのブリッジ回
路の二つの交流端子を二次巻線14の両端に、そのブリ
ッジ回路の直流端子に平滑コンデンサ55を接続して構
成されている。また、平滑コンデンサ55の両端には負
荷20が接続されている。また、符号21はトランス1
5の二次巻線14の浮遊容量である。
More specifically, the DC power supply 11 has a positive pole connected to one common end of the primary windings 12 and 13 of the transformer 15 and a negative pole connected to a common line. Further, in the switching transistors 16 and 17, each drain is connected to each other terminal of the transformer 15 and each source is connected to a common line. The rectifier circuit 18 is configured by connecting diodes 51 to 54 in a bridge connection, connecting two AC terminals of the bridge circuit to both ends of the secondary winding 14, and connecting a smoothing capacitor 55 to a DC terminal of the bridge circuit. . The load 20 is connected to both ends of the smoothing capacitor 55. Further, reference numeral 21 is a transformer 1.
5 is the stray capacitance of the secondary winding 14.

【0023】また、制御手段19は、第1のドライブ信
号D1 と第2のドライブ信号D2 を発生するドライブ回
路61と、スイッチングトランジスタ16,17のドレ
イン電圧VD1,VD2を検出して各検出信号を出力する電
圧検出回路62,63と、ドライブ回路61からの第1
のドライブ信号D1 および第2のドライブ信号D2 を取
込み、各検出信号を基にゲート信号VG1,VG2を形成す
るインヒビット回路64,65とからなる。
Further, the control means 19 detects the drive circuit 61 for generating the first drive signal D 1 and the second drive signal D 2 and the drain voltages V D1 and V D2 of the switching transistors 16 and 17, respectively. The voltage detection circuits 62 and 63 for outputting the respective detection signals, and the first circuit from the drive circuit 61
Drive signal D 1 and the second drive signal D 2 of FIG. 1 and inhibit circuits 64 and 65 for forming gate signals V G1 and V G2 based on the respective detection signals.

【0024】このような実施例の動作を図2および図3
を参照して説明する。図2は、本発明の実施例の動作を
示すものであって、横軸に時間を、縦軸にドライブ信号
1,D2 、ゲート信号VG1,VG2、ドレイン電圧
D1,VD2、ドレイン電流ID1,ID2を示している。図
3は、同実施例のトランスの一次巻線インダクタンスと
浮遊容量との関係を拡大して示したものである。
The operation of such an embodiment is shown in FIGS.
Will be described with reference to. FIG. 2 shows the operation of the embodiment of the present invention, in which the horizontal axis represents time, the vertical axis represents drive signals D 1 and D 2 , gate signals V G1 and V G2 , drain voltages V D1 and V D2. , Drain currents I D1 and I D2 are shown. FIG. 3 is an enlarged view showing the relationship between the primary winding inductance and the stray capacitance of the transformer of the embodiment.

【0025】まず、直流電源11から供給される直流電
圧は、トランス15の一次巻線12,13を介してスイ
ッチングトランジスタ16,17のドレインに供給され
る。ここで、スイッチングトランジスタ16,17がゲ
ート信号VG1,VG2でスイッチングされると、トランス
15の一次巻線12,13に矩形波交流が流れる。トラ
ンス15の二次巻線14に誘起昇圧された電圧は、整流
回路18のダイオード51〜54からなるダイオードブ
リッジ回路で整流され、平滑コンデンサ55で平滑され
るて高圧直流電圧となる。この高圧直流電圧は、負荷2
0に供給される。
First, the DC voltage supplied from the DC power supply 11 is supplied to the drains of the switching transistors 16 and 17 via the primary windings 12 and 13 of the transformer 15. Here, when the switching transistors 16 and 17 are switched by the gate signals V G1 and V G2 , a rectangular wave AC flows in the primary windings 12 and 13 of the transformer 15. The voltage boosted in the secondary winding 14 of the transformer 15 is rectified by the diode bridge circuit including the diodes 51 to 54 of the rectifier circuit 18, smoothed by the smoothing capacitor 55, and becomes a high voltage DC voltage. This high-voltage DC voltage is applied to the load 2
0 is supplied.

【0026】ここで使用されるトランス15は、高電圧
を発生させるため、二次巻線14の巻数は多くなる。し
たがって、二次巻線104の間に発生する浮遊容量21
は、低圧用のものに比べると比較的大きな値となる。
Since the transformer 15 used here generates a high voltage, the number of turns of the secondary winding 14 increases. Therefore, the stray capacitance 21 generated between the secondary winding 104 is
Is a relatively large value compared to that for low pressure.

【0027】ここで、電圧VD1あるいはVD2は、図3に
示すように、浮遊容量21の静電容量値Csおよびトラ
ンス15の一次巻線12,13のインダクタンスLpが
大きいと、電圧VD1,VD2の立ち上がりあるいは立ち下
がりの傾斜が大きくなり、逆に静電容量値Csあるいは
インダクタンスLpが小さいと、立ち上がり等の傾斜が
小さくなる。このように電圧VD1,VD2の立ち上がり等
の傾斜は、静電容量値CsおよびインダクタンスLpに
よって決定されてしまうことになる。そこで、電圧
D1,VD2と電流ID1,ID2の関係が重ならないよう
に、トランス15の一次巻線12,13の励磁インダス
タンスLpを浮遊容量21の静電容量Csの値に見合っ
て適当に決めてやる。これにより、スイッチングトラン
ジスタ16,17の両方が休止している期間に、トラン
ス15の一次巻線12,13に蓄えられた励磁エレルギ
ーが浮遊容量21を充電する。このような状態を検出す
るために、スイッチングトランジスタ16,17の電圧
波形VD1、VD2を、制御手段19の電圧検出回路62,
63で検出する。電圧検出回路62,63は、入力電圧
(電圧VD1,VD2)が零より高いときには、インヒビッ
ト回路64,65がドライブ信号D1 ,D2 を阻止する
ための信号を出力し、入力電圧(電圧VD1,VD2)がほ
ぼ零になるとインヒビット回路64,65のドライブ信
号阻止状態を解除する信号を出力する。インヒビット回
路64,65は、ほぼデューティ50%で出力されるド
ライブ回路61のドライブ信号D1 ,D2 の一部の通過
を阻止した、図2に示すようなゲート信号VG1,VG2
形成する。
[0027] Here, the voltage V D1 or V D2, as shown in FIG. 3, the inductance Lp of the primary winding 12, 13 of the electrostatic capacitance value Cs and the transformer 15 of the stray capacitance 21 is large, the voltage V D1 , V D2 has a large rising or falling slope, and conversely, when the capacitance value Cs or the inductance Lp is small, the rising slope or the like becomes small. As described above, the slopes of the rising edges of the voltages V D1 and V D2 are determined by the capacitance value Cs and the inductance Lp. Therefore, the excitation inductance Lp of the primary windings 12, 13 of the transformer 15 is matched with the value of the electrostatic capacitance Cs of the stray capacitance 21 so that the relationships between the voltages V D1 , V D2 and the currents I D1 , I D2 do not overlap. I will decide appropriately. As a result, the exciting energy stored in the primary windings 12 and 13 of the transformer 15 charges the stray capacitance 21 during a period in which both the switching transistors 16 and 17 are at rest. In order to detect such a state, the voltage waveforms V D1 and V D2 of the switching transistors 16 and 17 are supplied to the voltage detection circuit 62 of the control means 19,
Detect at 63. When the input voltages (voltages V D1 and V D2 ) are higher than zero, the voltage detection circuits 62 and 63 output signals for inhibiting the drive signals D 1 and D 2 from the inhibit circuits 64 and 65, and the input voltages ( When the voltages V D1 , V D2 ) become substantially zero, a signal for releasing the drive signal blocking state of the inhibit circuits 64, 65 is output. The inhibit circuits 64 and 65 form the gate signals V G1 and V G2 as shown in FIG. 2, which block the passage of a part of the drive signals D 1 and D 2 of the drive circuit 61 output at a duty of approximately 50%. To do.

【0028】このようなゲート信号VG1,VG2によりス
イッチングトランジスタ16,17はスイッチング動作
をする。そして、スイッチングトランジスタ16,17
は、図2に示すように、ドレイン電圧VD1,VD2が零に
なってから(時刻t11,t13,…、時刻t21,t22
…)、オンとなって(時刻t31,t33,…、時刻t41
43,…)、電流ID1,ID2を流し始めるので(時刻t
51,t53,…、時刻t61,t63,…)、スイッチングト
ランジスタ16,17はスイッチングの開始時にスイッ
チングロスを発生しないことになる。また、スイッチン
グトランジスタ16,17は、オフになるときにも、図
2に示すように、電流ID1,ID2が遮断してから(時刻
52,t54,…、時刻t62,t64,…)、電圧VD1,V
D2が立ち上がっていくため(時刻t12,t14,…、時刻
22,t24,…)、やはりスイッチングロスは発生しな
い。
The switching transistors 16 and 17 perform a switching operation by such gate signals V G1 and V G2 . Then, the switching transistors 16 and 17
As shown in FIG. 2, after the drain voltages V D1 and V D2 become zero (time t 11 , t 13 , ..., Time t 21 , t 22 ,
...) and turned on (time t 31 , t 33 , ..., time t 41 ,
t 43 , ...) and the currents I D1 and I D2 start to flow (time t
51 , t 53 , ..., Times t 61 , t 63 , ...), the switching transistors 16 and 17 do not generate switching loss at the start of switching. Further, even when the switching transistors 16 and 17 are turned off, as shown in FIG. 2, the currents I D1 and I D2 are cut off (time t 52 , t 54 , ..., Time t 62 , t 64). ,…), Voltage V D1 , V
Since D2 rises (time t 12 , t 14 , ..., Time t 22 , t 24 , ...), no switching loss occurs.

【0029】したがって、本実施例によれば、スイッチ
ングトランジスタ16,17のスイッチングロスをほぼ
零にすることができる。
Therefore, according to this embodiment, the switching loss of the switching transistors 16 and 17 can be made almost zero.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、電源のスイッチング周波数を上げてもスイッ
チング素子のスイッチングロスの増加はないので、高効
率で小型軽量な電源を得ることができる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the invention, since the switching loss of the switching element does not increase even if the switching frequency of the power supply is increased, it is possible to obtain a highly efficient, compact and lightweight power supply. There is an effect that can be done.

【0031】請求項2記載の発明によれば、スイッチン
グ素子に印加される電圧を検出し、かつその検出信号に
よってスイッチング素子の駆動信号をインヒビット回路
で形成しているので、スイッチング素子を零電圧スイッ
チングさせることができる。
According to the second aspect of the present invention, the voltage applied to the switching element is detected, and the drive signal for the switching element is formed by the inhibit circuit based on the detection signal, so that the switching element is switched to zero voltage. Can be made.

【0032】請求項3記載の発明によれば、トランスの
一次巻線インダクタンスおよびトランスの浮遊容量と
を、スイッチング素子に流れる電流とスイッチング素子
に印加される電圧とが重ならないような値に設定したの
で、スイッチング素子を零電圧スイッチングさせうる状
態にすることがてきる。
According to the third aspect of the invention, the primary winding inductance of the transformer and the stray capacitance of the transformer are set to values such that the current flowing through the switching element and the voltage applied to the switching element do not overlap. Therefore, the switching element can be brought into a state in which zero voltage switching can be performed.

【0033】請求項4記載の発明では、スイッチング素
子をスイッチングトランジスタで構成したので、スイッ
チング駆動信号を簡単に得ることができる。
In the fourth aspect of the invention, since the switching element is composed of the switching transistor, the switching drive signal can be easily obtained.

【0034】請求項5記載の発明によれば、スイッチン
グ素子に印加される電圧を検出する電圧検出回路と、電
圧検出回路からの検出信号によってスイッチング素子の
駆動信号を制御するインヒビット回路とからなる制御手
段を設け、かつトランスのパラメータとの相互作用で零
電圧スイッチングするようにしたので、電源のスイッチ
ング周波数を上げてもスイッチング素子のスイッチング
ロスの増加はないので、高効率で小型軽量な電源を得る
ことができる効果がある。
According to the fifth aspect of the present invention, a control including a voltage detection circuit for detecting the voltage applied to the switching element and an inhibit circuit for controlling the drive signal of the switching element by the detection signal from the voltage detection circuit. Since the means is provided and the zero voltage switching is performed by the interaction with the parameter of the transformer, the switching loss of the switching element does not increase even if the switching frequency of the power source is increased, so that a highly efficient, compact and lightweight power source can be obtained. There is an effect that can be.

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

【図1】本発明に係るスイッチング電源の一実施例を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a switching power supply according to the present invention.

【図2】同実施例の動作を説明するための各種信号波形
図である。
FIG. 2 is various signal waveform diagrams for explaining the operation of the embodiment.

【図3】同実施例のスイッチング電圧を拡大して示す説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an enlarged switching voltage of the embodiment.

【図4】従来のスイッチング電源を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a conventional switching power supply.

【図5】従来のスイッチング電源の動作を説明するため
の各種信号波形図である。
FIG. 5 is various signal waveform diagrams for explaining the operation of the conventional switching power supply.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 直流電源 12、13 一次巻線 14 二次巻線 15 トランス 16、17 スイッチングトランジスタ 18 整流回路 19 制御手段 51〜54 ダイオード 55 平滑コンデンサ 61 ドライブ回路 62、63 電圧検出回路 64、65 インヒビット回路 11 DC power supply 12, 13 Primary winding 14 Secondary winding 15 Transformer 16, 17 Switching transistor 18 Rectifier circuit 19 Control means 51-54 Diode 55 Smoothing capacitor 61 Drive circuit 62, 63 Voltage detection circuit 64, 65 Inhibit circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電圧を一次巻線に印加したトランス
と、トランスの一次巻線の他端に接続したスイッチング
素子と、トランスの二次巻線に接続した整流回路と、ス
イッチング素子にドライブ信号を与えるドライブ回路と
を備え、スイッチング素子によりスイッチングして前記
一次巻線に電流を流し、このトランスで昇圧した電圧を
整流回路で整流して高圧直流電圧を得るスイッチング電
源において、 前記スイッチングトランジスタに印加される電圧を検出
し、検出電圧に基づいて両スイッチングトランジスタに
供給する駆動信号を制御する制御手段を設け、 トランスのパラメータとの相互作用で零電圧スイッチン
グするようにしたことを特徴とするスイッチング電源。
1. A transformer in which a DC voltage is applied to a primary winding, a switching element connected to the other end of the primary winding of the transformer, a rectifier circuit connected to the secondary winding of the transformer, and a drive signal to the switching element. And a drive circuit that supplies a current to the primary winding by switching with a switching element, and a voltage boosted by the transformer is rectified by a rectifier circuit to obtain a high-voltage DC voltage, which is applied to the switching transistor. The switching power supply is characterized in that it is provided with a control means for detecting the voltage to be applied and controlling the drive signal to be supplied to both switching transistors based on the detected voltage, and that the zero voltage switching is performed by the interaction with the parameter of the transformer. .
【請求項2】 前記制御手段は、スイッチング素子に印
加される電圧を検出する電圧検出回路と、前記電圧検出
回路からの検出信号によってスイッチング素子の駆動信
号を制御するインヒビット回路とを備えたことを特徴と
する請求項1記載のスイッチング電源。
2. The control means includes a voltage detection circuit that detects a voltage applied to the switching element, and an inhibit circuit that controls a drive signal of the switching element according to a detection signal from the voltage detection circuit. The switching power supply according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】 トランスのパラメータは、トランスの一
次巻線インダクタンスおよびトランスの浮遊容量とを、
スイッチング素子に流れる電流とスイッチング素子に印
加される電圧とが重ならないような値に設定したことを
特徴とする請求項1記載のスイッチング電源。
3. The transformer parameters are the primary winding inductance of the transformer and the stray capacitance of the transformer,
The switching power supply according to claim 1, wherein a value is set so that a current flowing through the switching element and a voltage applied to the switching element do not overlap each other.
【請求項4】 スイッチング素子は、スイッチングトラ
ンジスタであることを特徴とする請求項1記載のスイッ
チング電源。
4. The switching power supply according to claim 1, wherein the switching element is a switching transistor.
【請求項5】 直流電圧を一次巻線に印加したトランス
と、トランスの一次巻線の他端に接続したスイッチング
素子と、トランスの二次巻線に接続した整流回路と、ス
イッチング素子にドライブ信号を与えるドライブ回路と
を備え、スイッチング素子によりスイッチングして前記
一次巻線に電流を流し、このトランスで昇圧した電圧を
整流回路で整流して高圧直流電圧を得るスイッチング電
源において、 スイッチング素子に印加される電圧を検出する電圧検出
回路と、前記電圧検出回路からの検出信号によってスイ
ッチング素子の駆動信号を制御するインヒビット回路と
からなる制御手段をを設け、 トランスのパラメータとの相互作用で零電圧スイッチン
グするようにしたことを特徴とするスイッチング電源。
5. A transformer in which a DC voltage is applied to the primary winding, a switching element connected to the other end of the primary winding of the transformer, a rectifier circuit connected to the secondary winding of the transformer, and a drive signal to the switching element. And a drive circuit that supplies a current to the primary winding by switching with a switching element, and the voltage boosted by this transformer is rectified by a rectifier circuit to obtain a high-voltage DC voltage. A control means comprising a voltage detection circuit for detecting the voltage that is detected and an inhibit circuit for controlling the drive signal of the switching element by the detection signal from the voltage detection circuit, and zero voltage switching is performed by the interaction with the parameters of the transformer. Switching power supply characterized by doing so.
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JPH0270266A (en) * 1988-09-05 1990-03-09 Matsueda Shinsuke Resonance-type switching voltage converter

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