JPH08308219A - Chopper type dc-dc converter - Google Patents

Chopper type dc-dc converter

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JPH08308219A
JPH08308219A JP28395995A JP28395995A JPH08308219A JP H08308219 A JPH08308219 A JP H08308219A JP 28395995 A JP28395995 A JP 28395995A JP 28395995 A JP28395995 A JP 28395995A JP H08308219 A JPH08308219 A JP H08308219A
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reactor
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Mantaro Nakamura
萬太郎 中村
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Abstract

PURPOSE: To decrease the duplicate part of the voltage waveform and the current waveform of a switching element and to reduce the loss at the time of the on and off operation of a switching element by zero-voltage or zero- current switching the element. CONSTITUTION: A main switching element 2 is switched to an off state in the state that the element 2 is turned on. The current flowing to the element 2 is immediately switched to the current flowing to a first resonance capacitor 8 and a second resonance capacitor 14, and the capacitor 8 is gradually discharged. simultaneously, the capacitor 14 is gradually charged, and the voltage across the element 2 is smoothly raised from OV. Thus, since the zero-voltage switching at the time of turning off the element 2 is performed, the switching loss at the time of turning off the element 2 can be reduced.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はチョッパ型DC−D
Cコンバータ、特にスイッチング損失が少なくかつ高効
率のチョッパ型DC−DCコンバータに関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a chopper type DC-D.
The present invention relates to a C converter, and more particularly to a chopper type DC-DC converter having a small switching loss and high efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】直流電源と負荷との間に主スイッチング
素子及びリアクトル及び主還流用整流素子がT形に接続
され、負荷と並列に出力コンデンサが接続され、出力コ
ンデンサの一端に主還流用整流素子の一端が接続され、
主スイッチング素子をオン・オフ制御することにより、
直流電源の電圧とは異なる定電圧の直流出力を負荷に供
給する構成のチョッパ型DC−DCコンバータは従来か
ら電子機器等の電源回路等に広く使用されている。例え
ば、図26に示す従来の降圧チョッパ型DC−DCコン
バータは、直流電源1と、コレクタ端子(一方の主端
子)が直流電源1の一端に接続された主スイッチング素
子としての主トランジスタ2と、主トランジスタ2のエ
ミッタ端子(他方の主端子)と直流電源1の他端との間
に接続された主還流用整流素子としての主還流用ダイオ
ード3と、主トランジスタ2及び主還流用ダイオード3
の接続点に接続されたリアクトル4と、リアクトル4と
直流電源1の他端との間に接続された出力コンデンサ5
と、出力コンデンサ5と並列に接続された負荷6と、主
トランジスタ2のベース端子に制御パルス信号を付与し
て主トランジスタ2をオン・オフ制御する制御回路7と
を備えている。この降圧チョッパ型DC−DCコンバー
タでは、主トランジスタ2をオン・オフ制御することに
より、直流電源1の電圧よりも低い電圧の直流出力が負
荷6に供給される。
2. Description of the Related Art A main switching element, a reactor and a main return rectification element are connected in a T-shape between a DC power supply and a load, an output capacitor is connected in parallel with the load, and a main return rectification terminal is connected to one end of the output capacitor. One end of the element is connected,
By controlling the main switching element on / off,
BACKGROUND ART A chopper type DC-DC converter configured to supply a DC output of a constant voltage different from the voltage of a DC power supply to a load has been widely used in power supply circuits of electronic devices and the like. For example, the conventional step-down chopper type DC-DC converter shown in FIG. 26 includes a DC power source 1, a main transistor 2 as a main switching element whose collector terminal (one main terminal) is connected to one end of the DC power source 1, A main freewheeling diode 3 as a main freewheeling rectifying element connected between the emitter terminal (the other main terminal) of the main transistor 2 and the other end of the DC power supply 1, and the main transistor 2 and the main freewheeling diode 3
Of the reactor 4 connected to the connection point of and the output capacitor 5 connected between the reactor 4 and the other end of the DC power supply 1.
A load 6 connected in parallel with the output capacitor 5; and a control circuit 7 for applying a control pulse signal to the base terminal of the main transistor 2 to turn on / off the main transistor 2. In this step-down chopper type DC-DC converter, the DC output of a voltage lower than the voltage of the DC power supply 1 is supplied to the load 6 by controlling the ON / OFF of the main transistor 2.

【0003】また、図27に示す従来の昇圧チョッパ型
DC−DCコンバータは、直流電源1と、直流電源1の
正側ライン(一方のライン)に接続されたリアクトル4
と、コレクタ端子がリアクトル4を介して接続されかつ
エミッタ端子が直流電源1の負側ライン(他方のライ
ン)に接続された主スイッチング素子としての主トラン
ジスタ2と、主トランジスタ2のコレクタ端子に接続さ
れた主還流用整流素子としての主還流用ダイオード3
と、主還流用ダイオード3と直流電源1の負側ラインと
の間に接続された出力コンデンサ5と、出力コンデンサ
5と並列に接続された負荷6と、主トランジスタ2のベ
ース端子に制御パルス信号を付与して主トランジスタ2
をオン・オフ制御する制御回路7とを備えている。この
昇圧チョッパ型DC−DCコンバータでは、主トランジ
スタ2をオン・オフ制御することにより、直流電源1の
電圧よりも高い電圧の直流出力が負荷6に供給される。
The conventional step-up chopper type DC-DC converter shown in FIG. 27 has a DC power supply 1 and a reactor 4 connected to the positive side line (one line) of the DC power supply 1.
And a collector terminal connected via a reactor 4 and an emitter terminal connected to the negative side line (the other line) of the DC power supply 1 as a main switching element, and to the collector terminal of the main transistor 2. Main freewheeling diode 3 as a main freewheeling rectifying element
, An output capacitor 5 connected between the main freewheeling diode 3 and the negative line of the DC power supply 1, a load 6 connected in parallel with the output capacitor 5, and a control pulse signal to the base terminal of the main transistor 2. Main transistor 2
And a control circuit 7 for controlling ON / OFF. In this step-up chopper type DC-DC converter, the DC output higher than the voltage of the DC power supply 1 is supplied to the load 6 by controlling the ON / OFF of the main transistor 2.

【0004】図26及び図27に示す制御回路7は、負
荷6の端子電圧の変動に比例して主トランジスタ2のベ
ース端子に付与する制御パルス信号の時間幅を変化させ
ることにより、主トランジスタ2のオン期間を制御し、
負荷6に供給される直流電力の安定化を図っている。
The control circuit 7 shown in FIGS. 26 and 27 changes the time width of the control pulse signal applied to the base terminal of the main transistor 2 in proportion to the fluctuation of the terminal voltage of the load 6 to change the main transistor 2 Control the on period of
The DC power supplied to the load 6 is stabilized.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図26及び
図27のチョッパ型DC−DCコンバータでは、主トラ
ンジスタ2のターンオン又はターンオフ時において、図
28に示すように主トランジスタ2のコレクタ−エミッ
タ間電圧波形VCEと主トランジスタ2のコレクタ電流波
形ICとの重複部分Wに基づく大きなスイッチング損失
が発生する欠点があった。また、主トランジスタ2のコ
レクタ−エミッタ間電圧波形VCE及びコレクタ電流波形
Cの立上りが急峻であるため、スパイク状のサージ電
圧Vsr、サージ電流Isr及びノイズが発生する欠点があ
った。
By the way, in the chopper type DC-DC converter shown in FIGS. 26 and 27, when the main transistor 2 is turned on or off, the collector-emitter voltage of the main transistor 2 as shown in FIG. There is a drawback that a large switching loss occurs due to the overlapping portion W of the waveform V CE and the collector current waveform I C of the main transistor 2. Further, since the collector-emitter voltage waveform V CE and the collector current waveform I C of the main transistor 2 rise steeply, there is a drawback that spike-like surge voltage V sr , surge current I sr and noise are generated.

【0006】そこで、本発明はスイッチング損失やサー
ジ電圧及び電流等を低減できるチョッパ型DC−DCコ
ンバータを提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a chopper type DC-DC converter capable of reducing switching loss, surge voltage and current.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】「請求項1」に係る発明
のチョッパ型DC−DCコンバータは、直流電源と負荷
との間に主スイッチング素子及びリアクトル及び主還流
用整流素子がT形に接続され、前記負荷と並列に出力コ
ンデンサが接続され、該出力コンデンサの一端に前記主
還流用整流素子の一端が接続され、前記主スイッチング
素子をオン・オフ制御することにより前記直流電源の電
圧とは異なる電圧の直流出力を前記負荷に供給する。こ
のチョッパ型DC−DCコンバータでは、前記主スイッ
チング素子と並列に補助スイッチング素子及び第1の共
振用リアクトルの直列回路が接続され、該直列回路の接
続点に第1の補助還流用整流素子が接続され、前記第1
の共振用リアクトル及び前記主スイッチング素子の接続
点に第1の共振用コンデンサが接続され、該第1の共振
用コンデンサと前記第1の補助還流用整流素子との間に
第2の共振用リアクトル及び共振電流用整流素子が直列
に接続され、前記第1の共振用コンデンサ及び前記第2
の共振用リアクトルの接続点と前記主還流用整流素子及
び前記出力コンデンサの接続点との間に第2の補助還流
用整流素子が接続され、前記主スイッチング素子と一体
に形成された整流素子又は独立の整流素子から成る循環
電流用整流素子が前記主スイッチング素子と並列に接続
され、前記循環電流用整流素子と並列に第2の共振用コ
ンデンサが接続され、前記第1の補助還流用整流素子及
び前記共振電流用整流素子の接続点と前記主スイッチン
グ素子及び前記補助スイッチング素子の接続点との間に
第3の共振用コンデンサが接続され、前記主スイッチン
グ素子をオフ状態からオン状態にする前に前記補助スイ
ッチング素子をオフ状態からオン状態にし、前記補助ス
イッチング素子のオン期間中に前記第1の共振用コンデ
ンサの充電電圧が最大値に達しかつ前記第3の共振用コ
ンデンサの電圧が0Vになるまで放電したとき以降に前
記補助スイッチング素子をオン状態からオフ状態にす
る。
In the chopper type DC-DC converter of the invention according to claim 1, the main switching element, the reactor and the main return rectifying element are connected in a T shape between the DC power source and the load. The output capacitor is connected in parallel with the load, one end of the main return rectifying element is connected to one end of the output capacitor, and the voltage of the DC power supply is controlled by turning on / off the main switching element. DC outputs of different voltages are supplied to the load. In this chopper type DC-DC converter, a series circuit of an auxiliary switching element and a first resonance reactor is connected in parallel with the main switching element, and a first auxiliary return rectifying element is connected to a connection point of the series circuit. And the first
A first resonance capacitor is connected to a connection point between the resonance reactor and the main switching element, and a second resonance reactor is provided between the first resonance capacitor and the first auxiliary return rectifying element. And a rectifying element for resonance current are connected in series, and the first resonance capacitor and the second resonance capacitor are connected.
A second auxiliary return rectifier element is connected between a connection point of the resonance reactor and a connection point of the main return rectifier element and the output capacitor, and a rectifier element formed integrally with the main switching element or A circulating current rectifying element composed of an independent rectifying element is connected in parallel with the main switching element, a second resonance capacitor is connected in parallel with the circulating current rectifying element, and the first auxiliary return rectifying element is connected. And a third resonance capacitor is connected between a connection point of the rectifying element for resonance current and a connection point of the main switching element and the auxiliary switching element, before turning the main switching element from an off state to an on state. Then, the auxiliary switching element is turned from the off state to the on state, and the charging voltage of the first resonance capacitor during the on period of the auxiliary switching element is To turn off the auxiliary switching element since when the voltage of and the third resonance capacitor reaches a large value was discharged to 0V from the ON state.

【0008】「請求項2」に係る発明のチョッパ型DC
−DCコンバータでは、前記第1の共振用リアクトル及
び前記第1の補助還流用整流素子の接続点と前記主還流
用整流素子及び前記出力コンデンサの接続点との間にエ
ネルギ帰還用整流素子を接続している。「請求項3」に
係る発明のチョッパ型DC−DCコンバータでは、前記
第3の共振用コンデンサ及び前記第1の補助還流用整流
素子の接続点と前記主還流用整流素子及び前記出力コン
デンサの接続点との間にエネルギ帰還用整流素子を接続
している。「請求項4」に係る発明のチョッパ型DC−
DCコンバータでは、前記第2の共振用リアクトル及び
前記共振電流用整流素子の接続点と前記主還流用整流素
子及び前記出力コンデンサの接続点との間にエネルギ帰
還用整流素子を接続している。また、「請求項5」に係
る発明のチョッパ型DC−DCコンバータでは、前記第
3の共振用コンデンサと並列に逆充電防止用整流素子を
接続している。「請求項6」に係る発明のチョッパ型D
C−DCコンバータでは、前記補助スイッチング素子と
並列に逆充電防止用整流素子を接続している。また、
「請求項7」に係る発明のチョッパ型DC−DCコンバ
ータでは、前記補助スイッチング素子及び前記第1の共
振用リアクトルと直列に放電防止用整流素子を接続して
いる。更に、「請求項8」に係る発明のチョッパ型DC
−DCコンバータでは、前記第1の共振用リアクトル及
び前記第1の共振用コンデンサの接続点と前記第1の補
助還流用整流素子及び前記第1の共振用リアクトルの接
続点との間に第3の補助還流用整流素子及び第4の共振
用コンデンサを直列接続し、前記第3の補助還流用整流
素子及び前記第4の共振用コンデンサの接続点と前記主
還流用整流素子及び前記出力コンデンサの接続点との間
に第4の補助還流用整流素子を接続している。
Chopper type DC of the invention according to claim 2
In the DC converter, an energy feedback rectifying element is connected between a connection point of the first resonance reactor and the first auxiliary return rectifying element and a connection point of the main return rectifying element and the output capacitor. are doing. In the chopper type DC-DC converter of the invention according to claim 3, the connection point of the third resonance capacitor and the first auxiliary return rectifying element, and the connection of the main return rectifying element and the output capacitor. An energy feedback rectifying element is connected between the point and the point. Chopper type DC of the invention according to claim 4
In the DC converter, an energy feedback rectifying element is connected between a connection point of the second resonance reactor and the resonance current rectifying element and a connection point of the main return rectifying element and the output capacitor. Further, in the chopper type DC-DC converter of the invention according to "claim 5", a reverse charge preventing rectifying element is connected in parallel with the third resonance capacitor. Chopper type D of the invention according to claim 6
In the C-DC converter, a reverse charge preventing rectifying element is connected in parallel with the auxiliary switching element. Also,
In the chopper type DC-DC converter of the invention according to "claim 7", a discharge preventing rectifying element is connected in series with the auxiliary switching element and the first resonance reactor. Furthermore, the chopper type DC of the invention according to claim 8
In the DC converter, a third portion is provided between the connection point of the first resonance reactor and the first resonance capacitor and the connection point of the first auxiliary return rectifying element and the first resonance reactor. Of the auxiliary return rectifier element and the fourth resonance capacitor are connected in series, and the connection point of the third auxiliary return rectifier element and the fourth resonance capacitor and the main return rectifier element and the output capacitor The fourth auxiliary return rectifying element is connected to the connection point.

【0009】「請求項9」に係る発明のチョッパ型DC
−DCコンバータでは、前記主スイッチング素子の一方
の主端子が前記直流電源の一端に接続され、前記主還流
用整流素子が前記主スイッチング素子の他方の主端子と
前記直流電源の他端との間に接続され、前記リアクトル
が前記主スイッチング素子及び前記主還流用整流素子の
接続点と前記負荷との間に接続され、前記主スイッチン
グ素子をオン・オフ制御することにより前記直流電源の
電圧よりも低い電圧の直流出力が前記負荷に供給され
る。「請求項10」に係る発明のチョッパ型DC−DC
コンバータでは、前記直流電源は、交流電源と、該交流
電源の交流電圧を直流電圧に変換する整流回路とから構
成される。また、「請求項11」に係る発明のチョッパ
型DC−DCコンバータでは、前記リアクトルが前記直
流電源の一方のラインに接続され、前記主スイッチング
素子の一方の主端子が少なくとも前記リアクトルを介し
て接続され、前記主スイッチング素子の他方の主端子が
前記直流電源の他方のラインに接続され、前記主還流用
整流素子が前記主スイッチング素子の一方の主端子と前
記負荷との間に接続され、前記主スイッチング素子をオ
ン・オフ制御することにより、前記直流電源の電圧より
も高い電圧の直流出力が前記負荷に供給される。「請求
項12」に係る発明のチョッパ型DC−DCコンバータ
では、前記直流電源は、交流電源と、該交流電源の交流
電圧を直流電圧に変換する整流回路とから構成され、前
記整流回路の交流入力側又は直流出力側に前記リアクト
ルが接続される。
Chopper type DC of the invention according to claim 9
-In the DC converter, one main terminal of the main switching element is connected to one end of the DC power supply, and the main return rectifying element is between the other main terminal of the main switching element and the other end of the DC power supply. Connected between the load and the connection point of the main switching element and the main return rectifying element, the reactor is connected to the main switching element on / off control voltage than the DC power supply voltage. A low voltage DC output is provided to the load. Chopper type DC-DC of the invention according to claim 10
In the converter, the DC power supply includes an AC power supply and a rectifying circuit that converts an AC voltage of the AC power supply into a DC voltage. Further, in the chopper type DC-DC converter of the invention according to "claim 11", the reactor is connected to one line of the DC power supply, and one main terminal of the main switching element is connected through at least the reactor. The other main terminal of the main switching element is connected to the other line of the DC power supply, the main return rectifying element is connected between one main terminal of the main switching element and the load, By controlling ON / OFF of the main switching element, a DC output having a voltage higher than the voltage of the DC power supply is supplied to the load. In the chopper type DC-DC converter of the invention according to claim 12, the DC power supply includes an AC power supply and a rectifier circuit that converts an AC voltage of the AC power supply into a DC voltage. The reactor is connected to the input side or the DC output side.

【0010】「請求項13」に係る発明のチョッパ型D
C−DCコンバータは、直流電源と負荷との間に主スイ
ッチング素子及びリアクトル及び主還流用整流素子がT
形に接続され、前記負荷と並列に出力コンデンサが接続
され、該出力コンデンサの一端に前記主還流用整流素子
の一端が接続され、前記主スイッチング素子をオン・オ
フ制御することにより、前記直流電源の電圧とは異なる
電圧の直流出力を前記負荷に供給する。このチョッパ型
DC−DCコンバータでは、前記主スイッチング素子及
び前記主還流用整流素子の接続点に第1の共振用コンデ
ンサが接続され、該第1の共振用コンデンサ及び前記主
スイッチング素子の接続点に第1の補助還流用整流素子
が接続され、前記第1の共振用コンデンサと前記第1の
補助還流用整流素子との間に共振用リアクトル及び共振
電流用整流素子が直列に接続され、前記第1の共振用コ
ンデンサ及び前記共振用リアクトルの接続点と前記主還
流用整流素子及び前記出力コンデンサの接続点との間に
第2の補助還流用整流素子が接続され、前記第1の補助
還流用整流素子及び前記共振電流用整流素子の接続点と
前記主スイッチング素子及び前記直流電源の接続点との
間に第2の共振用コンデンサが接続され、前記主スイッ
チング素子がオフ状態となったときに前記第1の共振用
コンデンサが放電されると共に前記第2の共振用コンデ
ンサが徐々に充電されて行き、前記主スイッチング素子
がオン状態となったときに前記第2の共振用コンデンサ
が放電されると共に前記第1及び第2の共振用コンデン
サと前記共振用リアクトルとが共振して前記主スイッチ
ング素子に共振電流が流れる。
Chopper type D of the invention according to claim 13
The C-DC converter has a main switching element, a reactor, and a main return rectifying element between the DC power supply and the load.
Connected in parallel with the load, an output capacitor is connected in parallel with the load, one end of the main reflux rectifying element is connected to one end of the output capacitor, and the main switching element is turned on / off to control the DC power supply. A DC output of a voltage different from the voltage of the above is supplied to the load. In this chopper type DC-DC converter, a first resonance capacitor is connected to a connection point between the main switching element and the main return rectifying element, and a connection point between the first resonance capacitor and the main switching element. A first auxiliary return rectifying element is connected, and a resonance reactor and a resonance current rectifying element are connected in series between the first resonance capacitor and the first auxiliary return rectifying element. A second auxiliary return rectifier element is connected between a connection point of the first resonance capacitor and the resonance reactor and a connection point of the main return rectifier element and the output capacitor, and the first auxiliary return rectifier element is connected. A second resonance capacitor is connected between a connection point of the rectifying element and the resonance current rectifying element and a connection point of the main switching element and the DC power supply, and the main switch is connected. When the switching element is turned off, the first resonance capacitor is discharged and the second resonance capacitor is gradually charged, and when the main switching element is turned on, the first resonance capacitor is gradually charged. While the second resonance capacitor is discharged, the first and second resonance capacitors resonate with the resonance reactor, and a resonance current flows through the main switching element.

【0011】「請求項14」に係る発明のチョッパ型D
C−DCコンバータでは、前記主還流用整流素子又は前
記主スイッチング素子と直列に限流用リアクトルを接続
している。また、「請求項15」に係る発明のチョッパ
型DC−DCコンバータでは、前記主還流用整流素子及
び前記第1の共振用コンデンサの接続点と前記第1の補
助還流用整流素子及び前記主スイッチング素子の接続点
との間に第3の補助還流用整流素子及び第3の共振用コ
ンデンサを直列接続し、前記第3の補助還流用整流素子
及び前記第3の共振用コンデンサの接続点と前記主還流
用整流素子及び前記出力コンデンサの接続点との間に第
4の補助還流用整流素子を接続している。
Chopper type D of the invention according to claim 14
In the C-DC converter, a current limiting reactor is connected in series with the main return rectifying element or the main switching element. Further, in the chopper type DC-DC converter of the invention according to "claim 15", the connection point of the main return rectifying element and the first resonance capacitor, the first auxiliary return rectifying element, and the main switching. A third auxiliary return rectifying element and a third resonance capacitor are connected in series between the connection point of the element and the connection point of the third auxiliary return rectification element and the third resonance capacitor, and the connection point of the third resonance capacitor and the third resonance capacitor. A fourth auxiliary return rectifying element is connected between the main return rectifying element and the connection point of the output capacitor.

【0012】「請求項16」に係る発明のチョッパ型D
C−DCコンバータでは、前記主スイッチング素子の一
方の主端子が前記直流電源の一端に接続され、前記主還
流用整流素子が前記主スイッチング素子の他方の主端子
と前記直流電源の他端との間に接続され、前記リアクト
ルが前記主スイッチング素子及び前記主還流用整流素子
の接続点と前記負荷との間に接続され、前記主スイッチ
ング素子をオン・オフ制御することにより前記直流電源
の電圧よりも低い電圧の直流出力が前記負荷に供給され
る。「請求項17」に係る発明のチョッパ型DC−DC
コンバータでは、前記直流電源は、交流電源と、前記交
流電源の交流電圧を直流電圧に変換する整流回路とから
構成される。また、「請求項18」に係る発明のチョッ
パ型DC−DCコンバータでは、前記リアクトルが前記
直流電源の一方のラインに接続され、前記主スイッチン
グ素子の一方の主端子が少なくとも前記リアクトルを介
して接続され、前記主スイッチング素子の他方の主端子
が前記直流電源の他方のラインに接続され、前記主還流
用整流素子が前記主スイッチング素子の一方の主端子と
前記負荷との間に接続され、前記主スイッチング素子を
オン・オフ制御することにより、前記直流電源の電圧よ
りも高い電圧の直流出力が前記負荷に供給される。「請
求項19」に係る発明のチョッパ型DC−DCコンバー
タでは、前記直流電源は、交流電源と、該交流電源の交
流電圧を直流電圧に変換する整流回路とから構成され、
前記整流回路の交流入力側又は直流出力側に前記リアク
トルが接続される。「請求項20」に係る発明のチョッ
パ型DC−DCコンバータでは、前記直流電源は、交流
電源と、交流−直流変換用スイッチング素子及び該交流
−直流変換用スイッチング素子と一体に形成された整流
素子又は独立に並列接続された整流素子から成る循環電
流用整流素子を有しかつ前記交流−直流変換用スイッチ
ング素子をオン・オフ制御することにより前記交流電源
の交流電圧を直流電圧に変換する交流−直流コンバータ
回路とから構成され、前記交流−直流コンバータ回路の
交流入力側に前記リアクトルが接続され、前記交流−直
流コンバータ回路の直流出力側の一対のライン間に電源
部共振用コンデンサが接続されている。
Chopper type D of the invention according to claim 16
In the C-DC converter, one main terminal of the main switching element is connected to one end of the DC power supply, and the main return rectifying element connects the other main terminal of the main switching element and the other end of the DC power supply. Connected between the reactor and the main switching element and the connection point of the main reflux rectifying element and the load, by controlling the main switching element on and off from the voltage of the DC power supply. A low voltage DC output is provided to the load. Chopper type DC-DC of the invention according to claim 17
In the converter, the DC power supply includes an AC power supply and a rectifier circuit that converts an AC voltage of the AC power supply into a DC voltage. Further, in the chopper type DC-DC converter of the invention according to "claim 18", the reactor is connected to one line of the DC power supply, and one main terminal of the main switching element is connected through at least the reactor. The other main terminal of the main switching element is connected to the other line of the DC power supply, the main return rectifying element is connected between one main terminal of the main switching element and the load, By controlling ON / OFF of the main switching element, a DC output having a voltage higher than the voltage of the DC power supply is supplied to the load. In the chopper type DC-DC converter of the invention according to "claim 19," the DC power supply is composed of an AC power supply and a rectifier circuit that converts an AC voltage of the AC power supply into a DC voltage.
The reactor is connected to the AC input side or the DC output side of the rectifier circuit. In the chopper type DC-DC converter of the invention according to claim 20, the DC power supply is an AC power supply, an AC-DC conversion switching element, and a rectifying element integrally formed with the AC-DC conversion switching element. Alternatively, an alternating current having a circulating current rectifying element composed of rectifying elements connected in parallel independently and converting the alternating voltage of the alternating current power source into a direct current voltage by controlling on / off of the alternating current to direct current switching element. A DC converter circuit, the reactor is connected to the AC input side of the AC-DC converter circuit, a power source resonance capacitor is connected between a pair of lines on the DC output side of the AC-DC converter circuit. There is.

【0013】主スイッチング素子をオンした状態で主ス
イッチング素子をオフ状態に切り替えると、主スイッチ
ング素子に流れていた電流が直ちに第1及び第2の共振
用コンデンサに流れる電流に切り替わり第1の共振用コ
ンデンサが徐々に放電して行く。これと共に、第2の共
振用コンデンサが徐々に充電されて行き、主スイッチン
グ素子の両端の電圧が0Vから緩やかに上昇する。これ
により、主スイッチング素子のターンオフ時におけるゼ
ロ電圧スイッチング(ZVS)が達成されるので、主ス
イッチング素子のターンオフ時のスイッチング損失を低
減することができる。また、主スイッチング素子をオフ
状態からオン状態にする前に、補助スイッチング素子を
オフ状態からオン状態にすると、第1の共振用リアクト
ルの電流が0より直線的に増加して行く。これにより、
補助スイッチング素子のターンオン時におけるゼロ電流
スイッチング(ZCS)が達成されるので、補助スイッ
チング素子のターンオン時のスイッチング損失を低減す
ることができる。第1の共振用リアクトルの電流の増加
に伴って主還流用整流素子の電流は直線的に減少して行
き、主還流用整流素子の電流が0になると主還流用整流
素子がカットオフする。このとき、第2の共振用コンデ
ンサが放電を開始し、第2の共振用コンデンサ、補助ス
イッチング素子及び第1の共振用リアクトルの経路で正
弦波状の共振電流が流れる。これと同時に、充電されて
いた第3の共振用コンデンサも放電を開始し、第3の共
振用コンデンサ、補助スイッチング素子、第1の共振用
リアクトル、第1の共振用コンデンサ、第2の共振用リ
アクトル及び共振電流用整流素子の経路で正弦波状の共
振電流が流れると共に第1の共振用コンデンサが正弦波
状に充電されて行く。第2の共振用コンデンサの放電に
より、第2の共振用コンデンサの電圧、即ち主スイッチ
ング素子の電圧が正弦波状に0Vまで降下して行く。第
1の共振用リアクトルに流れる電流が略最大値に達しか
つ主スイッチング素子の電圧が0Vとなったとき、第1
の共振用リアクトルの電圧も0Vとなり、循環電流用整
流素子が導通状態となる。このときに主スイッチング素
子をオフ状態からオン状態にすることにより、主スイッ
チング素子のターンオン時におけるゼロ電圧スイッチン
グが達成されるので、主スイッチング素子のターンオン
時のスイッチング損失を低減することができる。循環電
流用整流素子が導通状態のとき、第1の共振用リアクト
ルに流れる電流は循環電流用整流素子及び補助スイッチ
ング素子を通して流れ続ける。この間も第3の共振用コ
ンデンサは放電し続けるので、第1の共振用コンデンサ
も充電され続ける。そして、第1の共振用コンデンサの
充電電圧が最大値に達しかつ第3の共振用コンデンサの
電圧が0Vになったとき以降に補助スイッチング素子を
オン状態からオフ状態にすると、補助スイッチング素子
に流れていた電流が第3の共振用コンデンサに流れる電
流に切り替わり、第3の共振用コンデンサが再び0Vよ
り正弦波状に充電されて行く。このため、補助スイッチ
ング素子の電圧が0Vより正弦波状に上昇して行き、こ
の電圧が最大値に達すると第1の共振用リアクトルに流
れる電流の共振電流分は0となる。これにより、補助ス
イッチング素子のターンオフ時におけるゼロ電圧スイッ
チングが達成されるので、補助スイッチング素子のター
ンオフ時のスイッチング損失を低減することができる。
以上により、主スイッチング素子及び補助スイッチング
素子のオン・オフ動作時のスイッチング損失を低減する
ことができる。また、主スイッチング素子及び補助スイ
ッチング素子のターンオン及びターンオフ時に発生する
スパイク状のサージ電圧及び電流は、共振用コンデンサ
及び共振用リアクトルの共振作用により吸収され、主ス
イッチング素子及び補助スイッチング素子の電圧及び電
流波形の立上り及び立下りが緩やかになるので、主スイ
ッチング素子及び補助スイッチング素子のオン・オフ動
作時のサージ電圧及び電流を低減することができる。ま
た、第1の共振用コンデンサの充電電圧が最大値に達し
かつ第3の共振用コンデンサの電圧が0Vになるまで放
電したとき以降に補助スイッチング素子をオン状態から
オフ状態にするので、補助スイッチング素子をオフ状態
にする時刻を明確に設定できる。
When the main switching element is switched to the off state while the main switching element is on, the current flowing in the main switching element is immediately changed to the current flowing in the first and second resonance capacitors and the first resonance element is used. The capacitor gradually discharges. At the same time, the second resonance capacitor is gradually charged, and the voltage across the main switching element gradually rises from 0V. As a result, zero voltage switching (ZVS) is achieved when the main switching element is turned off, so that switching loss when the main switching element is turned off can be reduced. If the auxiliary switching element is switched from the off state to the on state before the main switching element is switched from the off state to the on state, the current of the first resonance reactor linearly increases from zero. This allows
Since zero current switching (ZCS) is achieved when the auxiliary switching element is turned on, switching loss when the auxiliary switching element is turned on can be reduced. The current of the main return rectifying element linearly decreases with the increase of the current of the first resonance reactor, and when the current of the main return rectifying element becomes 0, the main return rectifying element is cut off. At this time, the second resonance capacitor starts discharging, and a sinusoidal resonance current flows through the path of the second resonance capacitor, the auxiliary switching element, and the first resonance reactor. At the same time, the charged third resonance capacitor also starts discharging, and the third resonance capacitor, the auxiliary switching element, the first resonance reactor, the first resonance capacitor, and the second resonance capacitor. A sinusoidal resonance current flows in the path of the reactor and the resonance current rectifying element, and the first resonance capacitor is charged in a sinusoidal wave. Due to the discharge of the second resonance capacitor, the voltage of the second resonance capacitor, that is, the voltage of the main switching element drops to 0 V in a sine wave shape. When the current flowing through the first resonance reactor reaches a substantially maximum value and the voltage of the main switching element becomes 0V, the first
The voltage of the resonance reactor is also 0V, and the circulating current rectifying element becomes conductive. At this time, by turning the main switching element from the off state to the on state, zero voltage switching is achieved when the main switching element is turned on, so that the switching loss when the main switching element is turned on can be reduced. When the circulating current rectifying element is in the conductive state, the current flowing through the first resonance reactor continues to flow through the circulating current rectifying element and the auxiliary switching element. Since the third resonance capacitor continues to be discharged during this time, the first resonance capacitor is also continuously charged. Then, when the auxiliary switching element is switched from the ON state to the OFF state after the charging voltage of the first resonance capacitor reaches the maximum value and the voltage of the third resonance capacitor reaches 0 V, the current flows to the auxiliary switching element. The current that has been used is switched to the current flowing through the third resonance capacitor, and the third resonance capacitor is charged again from 0 V in a sine wave shape. Therefore, the voltage of the auxiliary switching element rises in a sinusoidal manner from 0 V, and when this voltage reaches the maximum value, the resonance current component of the current flowing through the first resonance reactor becomes zero. As a result, zero voltage switching is achieved when the auxiliary switching element is turned off, so that switching loss when the auxiliary switching element is turned off can be reduced.
As described above, it is possible to reduce the switching loss during the on / off operation of the main switching element and the auxiliary switching element. Further, spike-like surge voltage and current generated at turn-on and turn-off of the main switching element and the auxiliary switching element are absorbed by the resonance action of the resonance capacitor and the resonance reactor, and the voltage and current of the main switching element and the auxiliary switching element are absorbed. Since the rising and falling edges of the waveform are gentle, surge voltage and current can be reduced during the on / off operation of the main switching element and the auxiliary switching element. Further, since the auxiliary switching element is switched from the ON state to the OFF state after the charging voltage of the first resonance capacitor reaches the maximum value and is discharged until the voltage of the third resonance capacitor reaches 0 V, the auxiliary switching The time when the element is turned off can be clearly set.

【0014】更に、エネルギ帰還用整流素子を追加接続
した場合は、第1の共振用リアクトルの余剰のエネルギ
がエネルギ帰還用整流素子を通して電源側へ帰還(降圧
コンバータの場合)又は負荷側へ供給(昇圧コンバータ
の場合)されるので、第3の共振用コンデンサの充電電
圧の最大値が電源電圧(降圧コンバータの場合)又は出
力電圧(昇圧コンバータの場合)より高くなることを防
止できる。また、逆充電防止用整流素子を第3の共振用
コンデンサ又は補助スイッチング素子と並列に接続した
場合は、第3の共振用コンデンサの電圧が0Vでクラン
プされるので、第3の共振用コンデンサの電圧が0Vに
なったときに第2の共振用リアクトルに流れる電流によ
り第3の共振用コンデンサが逆極性で充電されることを
防止できる。また、補助スイッチング素子及び第1の共
振用リアクトルと直列に放電防止用整流素子を接続した
場合は、第1の共振用リアクトルの電流が0となったと
きに補助スイッチング素子の寄生コンデンサに充電され
たエネルギが主スイッチング素子及び第1の共振用リア
クトルを通して放電されることを防止できる。また、第
1の共振用リアクトル及び第1の共振用コンデンサの接
続点と第1の補助還流用整流素子及び第1の共振用リア
クトルの接続点との間に第3の補助還流用整流素子及び
第4の共振用コンデンサを直列接続し、第3の補助還流
用整流素子及び第4の共振用コンデンサの接続点と主還
流用整流素子及び出力コンデンサの接続点との間に第4
の補助還流用整流素子を接続した場合は、補助スイッチ
ング素子のターンオフ時における第3の共振用コンデン
サの充電時間が長くなるので、補助スイッチング素子の
ターンオフ時のゼロ電圧スイッチングをより確実にして
スイッチング損失を更に低減することができる。
Further, when an energy feedback rectifying element is additionally connected, the surplus energy of the first resonance reactor is fed back to the power source side (in the case of a step-down converter) or the load side through the energy feedback rectifying element ( In the case of the boost converter), the maximum value of the charging voltage of the third resonance capacitor can be prevented from becoming higher than the power supply voltage (in the case of the step-down converter) or the output voltage (in the case of the boost converter). Further, when the reverse charge prevention rectifying element is connected in parallel with the third resonance capacitor or the auxiliary switching element, the voltage of the third resonance capacitor is clamped at 0 V, so that the third resonance capacitor It is possible to prevent the third resonance capacitor from being charged with the reverse polarity due to the current flowing through the second resonance reactor when the voltage becomes 0V. Further, when the discharge prevention rectifying element is connected in series with the auxiliary switching element and the first resonance reactor, the parasitic capacitor of the auxiliary switching element is charged when the current of the first resonance reactor becomes zero. Energy can be prevented from being discharged through the main switching element and the first resonance reactor. In addition, a third auxiliary return rectifying element and a third auxiliary return rectifying element are provided between the connection point of the first resonance reactor and the first resonance capacitor and the connection point of the first auxiliary return rectifier element and the first resonance reactor. A fourth resonance capacitor is connected in series, and a fourth resonance capacitor is connected between a connection point of the third auxiliary return rectifying element and the fourth resonance capacitor and a connection point of the main return rectifying element and the output capacitor.
When the auxiliary reflux rectifying element of is connected, the charging time of the third resonance capacitor at the time of turning off the auxiliary switching element becomes long, so that zero voltage switching at the time of turning off the auxiliary switching element can be made more reliable and switching loss can be improved. Can be further reduced.

【0015】また、補助スイッチング素子を使用しない
方式においては、主スイッチング素子がオン状態からオ
フ状態となったときに第1の共振用コンデンサが放電さ
れる共に第2の共振用コンデンサが徐々に充電されて行
く。これにより、主スイッチング素子の両端の電圧が0
Vから緩やかに上昇するので、主スイッチング素子のタ
ーンオフ時におけるゼロ電圧スイッチングが達成され、
主スイッチング素子のターンオフ時のスイッチング損失
を低減することができる。また、主スイッチング素子が
オフ状態からオン状態となったときに第2の共振用コン
デンサが放電されると共に第1及び第2の共振用コンデ
ンサと共振用リアクトルとが共振して主スイッチング素
子に共振電流が流れる。これにより、主スイッチング素
子の電流が0から正弦波状に増加するので、主スイッチ
ング素子のターンオン時におけるゼロ電流スイッチング
が達成され、主スイッチング素子のターンオン時のスイ
ッチング損失を低減することができる。したがって、簡
素な回路構成で主スイッチング素子のオン・オフ動作時
のスイッチング損失を低減することができると共に、共
振用コンデンサ及び共振用リアクトルの共振作用により
スパイク状のサージ電圧及び電流を低減することができ
る。更に、限流用リアクトルを主還流用整流素子又は主
スイッチング素子と直列に接続した場合は、主スイッチ
ング素子のターンオン後において限流用リアクトルの自
己誘導作用により主還流用整流素子の電流が直線的に減
少して行くので、主スイッチング素子のターンオン時に
おける主還流用整流素子のリカバリ回復特性による電源
電圧(降圧コンバータの場合)又は出力電圧(昇圧コン
バータの場合)の短絡状態を回避することができる。ま
た、主還流用整流素子及び第1の共振用コンデンサの接
続点と第1の補助還流用整流素子及び主スイッチング素
子の接続点との間に第3の補助還流用整流素子及び第3
の共振用コンデンサを直列接続し、第3の補助還流用整
流素子及び第3の共振用コンデンサの接続点と主還流用
整流素子及び出力コンデンサの接続点との間に第4の補
助還流用整流素子を接続した場合は、主スイッチング素
子のターンオフ及びターンオン時における第2の共振用
コンデンサの充電時間及び放電時間が長くなるので、主
スイッチング素子のターンオフ及びターンオン時のゼロ
電圧及びゼロ電流スイッチングをより確実にしてスイッ
チング損失を更に低減することができる。
Further, in the system which does not use the auxiliary switching element, the first resonance capacitor is discharged and the second resonance capacitor is gradually charged when the main switching element is changed from the ON state to the OFF state. Go away. As a result, the voltage across the main switching element is 0
Since it gradually rises from V, zero voltage switching is achieved when the main switching element is turned off,
It is possible to reduce the switching loss when the main switching element is turned off. Further, when the main switching element changes from the off state to the on state, the second resonance capacitor is discharged, and the first and second resonance capacitors and the resonance reactor resonate and resonate with the main switching element. An electric current flows. As a result, the current of the main switching element increases from 0 in a sinusoidal manner, so that zero current switching is achieved when the main switching element is turned on, and the switching loss when the main switching element is turned on can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the switching loss during the on / off operation of the main switching element with a simple circuit configuration, and to reduce the spike-shaped surge voltage and current due to the resonance action of the resonance capacitor and the resonance reactor. it can. Furthermore, when the current limiting reactor is connected in series with the main return rectifying element or the main switching element, the current of the main return rectifying element decreases linearly after the main switching element is turned on by the self-induction action of the current limiting reactor. Therefore, it is possible to avoid a short-circuit state of the power supply voltage (in the case of a step-down converter) or the output voltage (in the case of a step-up converter) due to the recovery recovery characteristic of the main free-wheeling rectifying element when the main switching element is turned on. The third auxiliary return rectifying element and the third auxiliary return rectifying element and the third switching capacitor are provided between the connection point of the main return rectifying element and the first resonance capacitor and the connection point of the first auxiliary return rectifying element and the main switching element.
Connected in series, and a fourth auxiliary return rectifier between the connection point of the third auxiliary return rectifier element and the third resonance capacitor and the connection point of the main return rectifier element and the output capacitor. When the element is connected, the charging time and the discharging time of the second resonance capacitor at the time of turning off and on of the main switching element become long, so that the zero voltage and the zero current switching at the time of turning off and turn on of the main switching element are more effective. It is possible to reliably reduce the switching loss.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるチョッパ型D
C−DCコンバータの一実施形態を図1〜図4に基づい
て説明する。但し、図1及び図3では図26及び図27
に示す箇所と同一の部分には同一の符号を付し、その説
明を省略する。本発明によるチョッパ型DC−DCコン
バータを降圧コンバータに適用した場合の実施形態を図
1に示す。即ち、図1に示す降圧チョッパ型DC−DC
コンバータは、主トランジスタ2と並列に接続された補
助スイッチング素子としての補助トランジスタ9及び第
1の共振用リアクトル10の直列回路と、この直列回路
の接続点に接続された第1の補助還流用ダイオード(第
1の補助還流用整流素子)11と、第1の共振用リアク
トル10及び主トランジスタ2の接続点に接続された第
1の共振用コンデンサ8と、第1の共振用コンデンサ8
と第1の補助還流用ダイオード11との間に直列に接続
された第2の共振用リアクトル15及び共振電流用ダイ
オード(共振電流用整流素子)16と、第1の共振用コ
ンデンサ8及び第2の共振用リアクトル15の接続点と
主還流用ダイオード3及び出力コンデンサ5の接続点と
の間に接続された第2の補助還流用ダイオード(第2の
補助還流用整流素子)12と、主トランジスタ2と並列
に接続された循環電流用ダイオード(循環電流用整流素
子)13と、循環電流用ダイオード13と並列に接続さ
れた第2の共振用コンデンサ14と、第1の補助還流用
ダイオード11及び共振電流用ダイオード16の接続点
と主トランジスタ2及び補助トランジスタ9の接続点と
の間に接続された第3の共振用コンデンサ17とを図2
6の回路に接続したものである。また、制御回路7は主
トランジスタ2のベース端子(制御端子)に主制御パル
ス信号を付与する前に補助トランジスタ9のベース端子
に補助制御パルス信号を付与する。本実施形態では、主
トランジスタ2及び補助トランジスタ9として接合型バ
イポーラトランジスタを使用している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A chopper type D according to the present invention will now be described.
One embodiment of the C-DC converter will be described with reference to FIGS. However, in FIG. 1 and FIG.
The same parts as those shown in are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. FIG. 1 shows an embodiment in which the chopper type DC-DC converter according to the present invention is applied to a step-down converter. That is, the step-down chopper type DC-DC shown in FIG.
The converter includes a series circuit of an auxiliary transistor 9 as an auxiliary switching element connected in parallel with the main transistor 2 and a first resonance reactor 10 and a first auxiliary freewheeling diode connected to a connection point of the series circuit. (First auxiliary return rectifying element) 11, first resonance capacitor 10 connected to connection point of first resonance reactor 10 and main transistor 2, and first resonance capacitor 8
A second resonance reactor 15 and a resonance current diode (resonance current rectifying element) 16, which are connected in series between the first resonance diode 8 and the first auxiliary circulation diode 11, a first resonance capacitor 8 and a second resonance capacitor 15. Second auxiliary freewheeling diode (second auxiliary freewheeling rectifying element) 12 connected between the connection point of the resonance reactor 15 and the connection point of the main freewheeling diode 3 and the output capacitor 5, and the main transistor 2, a circulating current diode (circulating current rectifying element) 13 connected in parallel, a second resonance capacitor 14 connected in parallel with the circulating current diode 13, a first auxiliary return diode 11 and The third resonance capacitor 17 connected between the connection point of the resonance current diode 16 and the connection point of the main transistor 2 and the auxiliary transistor 9 is shown in FIG.
6 is connected to the circuit. Further, the control circuit 7 applies the auxiliary control pulse signal to the base terminal of the auxiliary transistor 9 before applying the main control pulse signal to the base terminal (control terminal) of the main transistor 2. In this embodiment, junction bipolar transistors are used as the main transistor 2 and the auxiliary transistor 9.

【0017】特に図示はしないが、制御回路7内には、
一定周期の三角波電圧を発生する発振回路部と、基準電
圧に対する負荷6の端子電圧の誤差電圧を演算増幅する
誤差増幅回路部と、誤差増幅回路部の誤差出力電圧及び
発振回路部の三角波電圧を比較する比較回路部と、比較
回路部の出力電圧に比例した時間幅の主制御パルス信号
を発生して主トランジスタ2のベース端子に付与する主
制御パルス発生回路部と、主制御パルス発生回路部の主
制御パルス信号が立ち上がる前に補助トランジスタ9の
ベース端子に付与する一定時間幅の補助制御パルス信号
を発生する補助制御パルス発生回路部とが設けられてい
る。補助制御パルス発生回路部から発生する補助制御パ
ルス信号の時間幅は主トランジスタ2のオフ時間より極
めて小さい。
Although not shown in the drawing, in the control circuit 7,
An oscillation circuit unit that generates a triangular wave voltage of a constant cycle, an error amplification circuit unit that performs operational amplification of an error voltage of the terminal voltage of the load 6 with respect to a reference voltage, an error output voltage of the error amplification circuit unit, and a triangular wave voltage of the oscillation circuit unit A comparison circuit unit for comparison, a main control pulse generation circuit unit for generating a main control pulse signal having a time width proportional to the output voltage of the comparison circuit unit and applying it to the base terminal of the main transistor 2, and a main control pulse generation circuit unit. And an auxiliary control pulse generation circuit section for generating an auxiliary control pulse signal having a constant time width to be applied to the base terminal of the auxiliary transistor 9 before the main control pulse signal rises. The time width of the auxiliary control pulse signal generated from the auxiliary control pulse generation circuit section is extremely smaller than the off time of the main transistor 2.

【0018】上記の構成において、図2(A)に示すよう
にt0以前において主トランジスタ2がオン状態のとき
は、図2(H)に示すように主トランジスタ2及びリアク
トル4を通して負荷6へ電流Iが流れている。このと
き、図2(D)及び(E)に示すように第1の共振用コンデ
ンサ8及び第3の共振用コンデンサ17はそれぞれ図1
に示す極性で直流電源1の電圧Eまで充電されている。
図2(A)に示すように、t0において制御回路7から主
トランジスタ2のベース端子に付与された主制御パルス
信号電圧VB1が高レベルから低レベルになり、主トラン
ジスタ2がオン状態からオフ状態になると、図2(H)に
示すように主トランジスタ2に流れていた電流ITR1
即ち負荷6の電流Iが直ちに第1の共振用コンデンサ8
及び第2の共振用コンデンサ14に流れる電流に切り替
わる。このとき、第1の共振用コンデンサ8が徐々に放
電して行き、図2(D)に示すように第1の共振用コンデ
ンサ8の両端の電圧VC1が直流電源1の電圧Eから直線
的に降下して行く。これに伴って、第2の共振用コンデ
ンサ14が0Vから徐々に充電されて行き、図2(C)に
示すように第2の共振用コンデンサ14の両端の電圧V
C2、即ち主トランジスタ2の両端の電圧VTR1が0Vか
ら直線的に上昇する。これと共に、図2(F)に示すよう
に補助トランジスタ9の両端の電圧VTR2が0Vから直
線的に上昇する。このため、主トランジスタ2のターン
オフ時は電圧波形と電流波形の重なりが少ないゼロ電圧
スイッチングとなる。
In the above structure, when the main transistor 2 is in the ON state before t 0 as shown in FIG. 2A, the main transistor 2 and the reactor 4 are connected to the load 6 as shown in FIG. 2H. A current I is flowing. At this time, as shown in FIGS. 2D and 2E, the first resonance capacitor 8 and the third resonance capacitor 17 are respectively arranged in FIG.
It is charged to the voltage E of the DC power supply 1 with the polarity shown in FIG.
As shown in FIG. 2A, at t 0 , the main control pulse signal voltage V B1 applied from the control circuit 7 to the base terminal of the main transistor 2 changes from high level to low level, and the main transistor 2 is turned on. When turned off, the current I TR1 flowing through the main transistor 2 as shown in FIG.
That is, the current I of the load 6 immediately changes to the first resonance capacitor 8
And the current flowing through the second resonance capacitor 14 is switched. At this time, the first resonance capacitor 8 is gradually discharged, and the voltage V C1 across the first resonance capacitor 8 is linear from the voltage E of the DC power supply 1 as shown in FIG. Go down to. Along with this, the second resonance capacitor 14 is gradually charged from 0V, and as shown in FIG. 2 (C), the voltage V across the second resonance capacitor 14 is increased.
C2 , that is, the voltage V TR1 across the main transistor 2 increases linearly from 0V. At the same time, as shown in FIG. 2 (F), the voltage V TR2 across the auxiliary transistor 9 increases linearly from 0V. Therefore, when the main transistor 2 is turned off, zero voltage switching is performed in which the voltage waveform and the current waveform do not overlap each other.

【0019】図2(D)及び(C)に示すように、t1にお
いて第1及び第2の共振用コンデンサ8、14の両端の
電圧VC1、VC2がそれぞれ0V及び直流電源1の電圧E
になると、主還流用ダイオード3が導通状態になり、第
1及び第2の共振用コンデンサ8、14に流れていた電
流が図2(I)に示すように主還流用ダイオード3に流れ
る電流IDに切り替わる。このときの主トランジスタ2
及び補助トランジスタ9の両端の電圧VTR1、VTR2はそ
れぞれ図2(C)及び(F)に示すように直流電源1の電圧
Eに等しい。また、主トランジスタ2がオフ状態のと
き、負荷6の電流Iは主還流用ダイオード3からリアク
トル4へ流れている。
As shown in FIGS. 2D and 2C, at t 1 , the voltages V C1 and V C2 across the first and second resonance capacitors 8 and 14 are 0 V and the voltage of the DC power supply 1, respectively. E
Then, the main freewheeling diode 3 becomes conductive, and the current flowing through the first and second resonance capacitors 8 and 14 is the current I flowing through the main freewheeling diode 3 as shown in FIG. 2 (I). Switch to D. Main transistor 2 at this time
The voltages V TR1 and V TR2 across the auxiliary transistor 9 and the auxiliary transistor 9 are equal to the voltage E of the DC power source 1 as shown in FIGS. 2C and 2F , respectively. When the main transistor 2 is off, the current I of the load 6 flows from the main free wheeling diode 3 to the reactor 4.

【0020】図2(B)に示すように、t2において制御
回路7から補助トランジスタ9のベース端子に付与され
た補助制御パルス信号電圧VB2が低レベルから高レベル
になり、補助トランジスタ9がオフ状態からオン状態に
なると、図2(F)に示すように補助トランジスタ9の両
端の電圧VTR2が速やかに0Vまで降下する。主還流用
ダイオード3が導通している期間は、第1の共振用リア
クトル10に直流電源1の電圧Eが印加され、図2(G)
に示すように第1の共振用リアクトル10に電流IL1
流れ始める。この電流IL1は負荷6の電流Iに等しくな
るまで直線的に増加する。一方、主還流用ダイオード3
に流れていた電流IDは図2(I)に示すように直線的に
減少して行く。したがって、補助トランジスタ9のター
ンオン時においてゼロ電流スイッチングとなる。
As shown in FIG. 2B, at t 2 , the auxiliary control pulse signal voltage V B2 applied from the control circuit 7 to the base terminal of the auxiliary transistor 9 changes from low level to high level, and the auxiliary transistor 9 is turned on. When the state changes from the off state to the on state, the voltage V TR2 across the auxiliary transistor 9 rapidly drops to 0 V as shown in FIG. While the main free-wheeling diode 3 is conducting, the voltage E of the DC power supply 1 is applied to the first resonance reactor 10, and FIG.
As shown in, the current I L1 starts to flow in the first resonance reactor 10. This current I L1 increases linearly until it equals the current I of the load 6. On the other hand, the main freewheeling diode 3
The current I D flowing in the line decreases linearly as shown in FIG. Therefore, zero current switching is performed when the auxiliary transistor 9 is turned on.

【0021】図2(G)に示すように、t3において第1
の共振用リアクトル10の電流IL1が負荷6の電流Iに
等しくなると主還流用ダイオード3がカットオフし、図
2(I)に示すように主還流用ダイオード3には電流が流
れなくなる。このとき、図1の極性で充電されていた第
2の共振用コンデンサ14のエネルギが放出されて第2
の共振用コンデンサ14及び第1の共振用リアクトル1
0が共振し、第2の共振用コンデンサ14、補助トラン
ジスタ9及び第1の共振用リアクトル10の経路で共振
電流が流れる。これと同時に、図1の極性で充電されて
いた第3の共振用コンデンサ17のエネルギも放出され
て第3の共振用コンデンサ17、第1の共振用リアクト
ル10、第1の共振用コンデンサ8及び第2の共振用リ
アクトル15が共振し、第3の共振用コンデンサ17、
補助スイッチング素子9、第1の共振用リアクトル1
0、第1の共振用コンデンサ8、第2の共振用リアクト
ル15及び共振電流用ダイオード16の経路で共振電流
が流れると共に、第1の共振用コンデンサ8が余弦波状
に充電されて行く。このため、第1の共振用リアクトル
10には、正弦波状の共振電流が負荷6の電流Iに重畳
して流れるので、共振用リアクトル10の電流IL1は図
2(G)に示すように引き続き正弦波状に増加して行く。
一方、第2及び第3の共振用コンデンサ14、17の両
端の電圧VC2、VC3はそれぞれ図2(C)及び(E)に示す
ように余弦波状に降下して行く。
As shown in FIG. 2G, at t 3 , the first
When the current I L1 of the resonance reactor 10 becomes equal to the current I of the load 6, the main freewheeling diode 3 is cut off, and no current flows through the main freewheeling diode 3 as shown in FIG. 2 (I). At this time, the energy of the second resonance capacitor 14 charged with the polarity shown in FIG.
Resonance capacitor 14 and first resonance reactor 1
0 resonates, and a resonance current flows through the path of the second resonance capacitor 14, the auxiliary transistor 9, and the first resonance reactor 10. At the same time, the energy of the third resonance capacitor 17 charged with the polarity shown in FIG. 1 is also released, and the third resonance capacitor 17, the first resonance reactor 10, the first resonance capacitor 8 and The second resonance reactor 15 resonates, and the third resonance capacitor 17,
Auxiliary switching element 9, first resonance reactor 1
A resonance current flows through the path of 0, the first resonance capacitor 8, the second resonance reactor 15, and the resonance current diode 16, and the first resonance capacitor 8 is charged in a cosine wave shape. Therefore, since a sinusoidal resonance current flows in the first resonance reactor 10 in a state of being superimposed on the current I of the load 6, the current I L1 of the resonance reactor 10 continues to be as shown in FIG. It increases sinusoidally.
On the other hand, the voltages V C2 and V C3 across the second and third resonance capacitors 14 and 17 drop in a cosine wave shape as shown in FIGS. 2C and 2E, respectively.

【0022】図2(G)に示すように、t4において第1
の共振用リアクトル10の電流IL1が略最大値、即ち負
荷6の電流Iと共振電流の最大値Ipとの和に達する
と、循環電流用ダイオード13が導通状態になる。これ
と共に、第2の共振用コンデンサ14の両端の電圧VC2
が図2(C)に示すように0Vとなる。このとき、制御回
路7は図2(A)に示すように主トランジスタ2のベース
端子に付与する主制御パルス信号電圧VB1を低レベルか
ら高レベルにして主トランジスタ2をオフ状態からオン
状態にする。このときの主トランジスタ2の両端の電圧
TR1は、図2(C)に示すように0Vであるから、主ト
ランジスタ2のターンオン時においてゼロ電圧スイッチ
ングとなる。
As shown in FIG. 2G, at t 4 , the first
When the current I L1 of the resonance reactor 10 reaches the maximum value, that is, the sum of the current I of the load 6 and the maximum value I p of the resonance current, the circulating current diode 13 becomes conductive. Along with this, the voltage V C2 across the second resonance capacitor 14
Becomes 0V as shown in FIG. At this time, the control circuit 7 changes the main control pulse signal voltage V B1 applied to the base terminal of the main transistor 2 from the low level to the high level as shown in FIG. To do. Since the voltage V TR1 across the main transistor 2 at this time is 0 V as shown in FIG. 2C, zero voltage switching is performed when the main transistor 2 is turned on.

【0023】t4において循環電流用ダイオード13が
導通状態になると、第1の共振用リアクトル10の電流
L1の共振電流分は循環電流用ダイオード13、補助ト
ランジスタ9及び第1の共振用リアクトル10の経路で
循環電流となって流れ続ける。この循環電流が流れてい
る間(t4〜t5)は、第3の共振用コンデンサ17から
エネルギを放出し続けるので、第1の共振用コンデンサ
8も図1の極性で充電され続ける。このため、図2(E)
及び(D)に示すように、第3の共振用コンデンサ17の
両端の電圧VC3が引き続き降下すると共に第1の共振用
コンデンサ8の両端の電圧VC1が引き続き上昇する。そ
して、t5において第1の共振用コンデンサ8の電圧V
C1が直流電源1の電圧Eに達しかつ第3の共振用コンデ
ンサ17の電圧VC3が0Vになる。
When the circulating current diode 13 becomes conductive at t 4 , the resonance current component of the current I L1 of the first resonance reactor 10 is equivalent to the circulation current diode 13, the auxiliary transistor 9, and the first resonance reactor 10. It becomes a circulating current and continues to flow. While the circulating current is flowing (t 4 to t 5 ), energy is continuously emitted from the third resonance capacitor 17, so that the first resonance capacitor 8 is also continuously charged with the polarity shown in FIG. 1. Therefore, Fig. 2 (E)
And, as shown in (D), the voltage V C3 across the third resonance capacitor 17 continues to drop and the voltage V C1 across the first resonance capacitor 8 continues to rise. Then, at t 5 , the voltage V of the first resonance capacitor 8
C1 reaches the voltage E of the DC power supply 1 and the voltage V C3 of the third resonance capacitor 17 becomes 0V.

【0024】その後少し遅れて、図2(B)に示すよう
に、t6において制御回路7は補助トランジスタ9のベ
ース端子に付与する補助制御パルス信号電圧VB2を高レ
ベルから低レベルにして補助トランジスタ9をオン状態
からオフ状態にする。このとき、補助トランジスタ9に
流れていた循環電流が第3の共振用コンデンサ17に流
れる電流に切り替わり、第1の共振用リアクトル10に
蓄積されたエネルギが放出されて第3の共振用コンデン
サ17が再び0Vより正弦波状に充電されて行く。この
ため、図2(F)及び(G)に示すように補助スイッチング
素子9の両端の電圧VTR2が0Vより正弦波状に上昇し
て行くと共に、第1の共振用リアクトル10の電流IL1
が余弦波状に減少して行く。したがって、補助トランジ
スタ9のターンオフ時は、補助スイッチング素子9の両
端の電圧VTR2が0Vであるため、ゼロ電圧スイッチン
グとなる。
After a short delay, the control circuit 7 changes the auxiliary control pulse signal voltage V B2 applied to the base terminal of the auxiliary transistor 9 from high level to low level at t 6 as shown in FIG. 2B. The transistor 9 is turned off from the on state. At this time, the circulating current flowing through the auxiliary transistor 9 is switched to the current flowing through the third resonance capacitor 17, and the energy accumulated in the first resonance reactor 10 is released to cause the third resonance capacitor 17 to operate. It is charged again from 0V in a sine wave shape. Therefore, as shown in FIGS. 2F and 2G, the voltage V TR2 across the auxiliary switching element 9 rises sinusoidally from 0 V and the current I L1 of the first resonance reactor 10 is increased.
Decreases like a cosine wave. Therefore, when the auxiliary transistor 9 is turned off, the voltage V TR2 across the auxiliary switching element 9 is 0 V, so that zero voltage switching is performed.

【0025】図2(E)に示すように、t7において第3
の共振用コンデンサ17の両端の電圧VC3が略最大値、
即ち直流電源1の電圧Eに達すると、図2(F)に示すよ
うに補助スイッチング素子9の両端の電圧VTR2が速や
かに0Vまで降下する。これと共に、第1の共振用リア
クトル10に流れていた循環電流の共振電流分が0とな
り、図2(G)に示すように第1の共振用リアクトル10
に流れる電流IL1が負荷6の電流Iに等しくなる。この
ときの残りの第1の共振用リアクトル10のエネルギ
は、第2の補助還流用ダイオード12、第2の共振用リ
アクトル15、共振電流用ダイオード16、第1の補助
還流用ダイオード11、第1の共振用リアクトル10及
び循環電流用ダイオード13の経路で直流電源1へ帰還
されて行く。これにより、共振用リアクトル10の電流
L1は図2(G)に示すように直線的に引き続いて減少し
て行くと共に、図2(H)に示すように主トランジスタ2
の電流ITR1が0から直線的に増加して行く。そして、
8において第1の共振用リアクトル10の電流IL1
図2(G)に示すように0となり、主トランジスタ2の電
流ITR1は図2(H)に示すように負荷6の電流Iに等し
くなる。したがって、t8以降は直流電源1から主トラ
ンジスタ2及びリアクトル4を通して負荷6へ電流Iが
流れる。
As shown in FIG. 2E, at t 7 , the third
The voltage V C3 across the resonance capacitor 17 is approximately maximum,
That is, when the voltage E of the DC power supply 1 is reached, the voltage V TR2 across the auxiliary switching element 9 rapidly drops to 0 V as shown in FIG. Along with this, the resonance current component of the circulating current flowing in the first resonance reactor 10 becomes 0, and as shown in FIG.
The current I L1 flowing through the load I becomes equal to the current I of the load 6. The remaining energy of the first resonance reactor 10 at this time is the second auxiliary freewheeling diode 12, the second resonance reactor 15, the resonance current diode 16, the first auxiliary freewheeling diode 11, and the first auxiliary freewheeling diode 11. It is fed back to the DC power supply 1 through the path of the resonance reactor 10 and the circulating current diode 13. As a result, the current I L1 of the resonance reactor 10 decreases linearly and continuously as shown in FIG. 2 (G), and the main transistor 2 as shown in FIG. 2 (H).
The current I TR1 of is increasing linearly from 0. And
At t 8 , the current I L1 of the first resonance reactor 10 becomes 0 as shown in FIG. 2 (G), and the current I TR1 of the main transistor 2 becomes the current I of the load 6 as shown in FIG. 2 (H). Will be equal. Thus, after t 8 a current I flows to the load 6 through the main transistor 2 and the reactor 4 from the DC power source 1.

【0026】上記のように、本実施形態では主トランジ
スタ2及び補助トランジスタ9のターンオン及びターン
オフ時においてゼロ電圧又はゼロ電流スイッチングが達
成されるので、主トランジスタ2及び補助トランジスタ
9のオン・オフ動作時の電力損失、即ちスイッチング損
失を低減することができる。また、主トランジスタ2及
び補助トランジスタ9のターンオン及びターンオフ時に
発生するスパイク状のサージ電圧及びサージ電流は、第
1〜第3の共振用コンデンサ8、14、17と第1及び
第2の共振用リアクトル10、15の共振作用により吸
収され、主トランジスタ2及び補助トランジスタ9の電
圧及び電流波形の立上り及び立下りが緩やかになるの
で、主トランジスタ2のオン・オフ動作時のサージ電
圧、サージ電流及びノイズを低減することができる。更
に、第1の共振用コンデンサ8の電圧VC1が直流電源1
の電圧Eに達しかつ第3の共振用コンデンサ17の電圧
C3が0Vになったとき以降に補助トランジスタ9をオ
ン状態からオフ状態にするので、補助トランジスタ9を
オフ状態にする時刻を明確に設定できる。
As described above, in this embodiment, zero voltage or zero current switching is achieved when the main transistor 2 and the auxiliary transistor 9 are turned on and off, so that the main transistor 2 and the auxiliary transistor 9 are turned on and off. It is possible to reduce the power loss, that is, the switching loss. The spike-shaped surge voltage and surge current generated when the main transistor 2 and the auxiliary transistor 9 are turned on and off are generated by the first to third resonance capacitors 8, 14, 17 and the first and second resonance reactors. The rise and fall of the voltage and current waveforms of the main transistor 2 and the auxiliary transistor 9 are moderated by being absorbed by the resonance action of the transistors 10 and 15, so that surge voltage, surge current and noise during the on / off operation of the main transistor 2 are absorbed. Can be reduced. Further, the voltage V C1 of the first resonance capacitor 8 is the DC power supply 1
Since the auxiliary transistor 9 is switched from the ON state to the OFF state after the voltage V C3 of the third resonance capacitor 17 reaches 0V and the voltage V C3 of the third resonance capacitor 17 becomes 0V, the time when the auxiliary transistor 9 is turned off is clarified. Can be set.

【0027】次に、本発明のチョッパ型DC−DCコン
バータを昇圧コンバータに適用した場合の実施形態を図
3及び図4に基づいて説明する。但し、図3において図
1と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略
する。なお、図3の制御回路7内の詳細は、図1の実施
形態に示す制御回路7と全く同様であるので、説明は省
略する。図3に示す昇圧チョッパ型DC−DCコンバー
タは、符号9〜17に示す各回路素子を前述の図1の実
施形態に示す回路構成と同様に図27の回路に接続した
ものである。
Next, an embodiment in which the chopper type DC-DC converter of the present invention is applied to a boost converter will be described with reference to FIGS. 3 and 4. However, in FIG. 3, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Details of the inside of the control circuit 7 of FIG. 3 are the same as those of the control circuit 7 shown in the embodiment of FIG. The step-up chopper type DC-DC converter shown in FIG. 3 is obtained by connecting the circuit elements shown by reference numerals 9 to 17 to the circuit shown in FIG. 27, similarly to the circuit configuration shown in the embodiment shown in FIG.

【0028】図3の構成において、図4(A)に示すよう
にt0以前において主トランジスタ2がオン状態のとき
は、図4(H)に示すようにリアクトル4及び主トランジ
スタ2の経路で電流I0が流れている。このとき、図4
(D)及び(E)に示すように第1の共振用コンデンサ8及
び第3の共振用コンデンサ17はそれぞれ図3に示す極
性で負荷6の端子電圧、即ち出力電圧E0まで充電され
ている。図4(A)に示すように、t0において制御回路
7から主トランジスタ2のベース端子に付与された主制
御パルス信号電圧VB1が高レベルから低レベルになり、
主トランジスタ2がオン状態からオフ状態になると、図
4(H)に示すように主トランジスタ2に流れていた電流
TR1、即ちリアクトル4の電流I0が直ちに第1の共振
用コンデンサ8及び第2の共振用コンデンサ14に流れ
る電流に切り替わる。このとき、第1の共振用コンデン
サ8が徐々に放電して行き、図4(D)に示すように第1
の共振用コンデンサ8の両端の電圧VC1が出力電圧E0
から直線的に降下して行く。これに伴って、第2の共振
用コンデンサ14が0Vから徐々に充電されて行き、図
4(C)に示すように第2の共振用コンデンサ14の両端
の電圧VC2、即ち主トランジスタ2の両端の電圧VTR1
が0Vから直線的に上昇する。これと共に、図4(F)に
示すように補助トランジスタ9の両端の電圧VTR2が0
Vから直線的に上昇する。このため、主トランジスタ2
のターンオフ時は電圧波形と電流波形の重なりが少ない
ゼロ電圧スイッチングとなる。
In the configuration of FIG. 3, when the main transistor 2 is in the ON state before t 0 as shown in FIG. 4A, the path of the reactor 4 and the main transistor 2 is as shown in FIG. 4H. The current I 0 is flowing. At this time,
As shown in (D) and (E), the first resonance capacitor 8 and the third resonance capacitor 17 are charged to the terminal voltage of the load 6, that is, the output voltage E 0 with the polarities shown in FIG. 3, respectively. . As shown in FIG. 4A, at t 0 , the main control pulse signal voltage V B1 applied from the control circuit 7 to the base terminal of the main transistor 2 changes from high level to low level,
When the main transistor 2 is changed from the on state to the off state, the current I TR1 flowing in the main transistor 2, that is, the current I 0 of the reactor 4 immediately changes to the first resonance capacitor 8 and the first resonance capacitor 8 as shown in FIG. The current is switched to the current flowing through the second resonance capacitor 14. At this time, the first resonance capacitor 8 gradually discharges, and as shown in FIG.
The voltage V C1 across the resonance capacitor 8 is the output voltage E 0
It goes straight down from. Along with this, the second resonance capacitor 14 is gradually charged from 0 V, and as shown in FIG. 4C, the voltage V C2 across the second resonance capacitor 14, that is, the main transistor 2 Voltage on both ends V TR1
Rises linearly from 0V. At the same time, the voltage V TR2 across the auxiliary transistor 9 is 0 as shown in FIG.
It rises linearly from V. Therefore, the main transistor 2
At the time of turn-off, zero voltage switching is used in which the voltage waveform and the current waveform do not overlap.

【0029】図4(D)及び(C)に示すように、t1にお
いて第1及び第2の共振用コンデンサ8、14の両端の
電圧VC1、VC2がそれぞれ0V及び出力電圧E0になる
と、主還流用ダイオード3が導通状態になり、第1及び
第2の共振用コンデンサ8、14に流れていた電流が図
4(I)に示すように主還流用ダイオード3に流れる電流
Dに切り替わる。このときの主トランジスタ2及び補
助トランジスタ9の両端の電圧VTR1、VTR2はそれぞれ
図4(C)及び(F)に示すように出力電圧E0に等しい。
また、主トランジスタ2がオフ状態のとき、リアクトル
4の電流I0は主還流用ダイオード3を通して負荷6へ
流れている。
As shown in FIGS. 4D and 4C, at t 1 , the voltages V C1 and V C2 across the first and second resonance capacitors 8 and 14 become 0 V and the output voltage E 0 , respectively. Then, the main freewheeling diode 3 becomes conductive, and the current flowing through the first and second resonance capacitors 8 and 14 is the current I D flowing through the main freewheeling diode 3 as shown in FIG. 4 (I). Switch to. At this time, the voltages V TR1 and V TR2 across the main transistor 2 and the auxiliary transistor 9 are equal to the output voltage E 0 as shown in FIGS. 4C and 4F , respectively.
Further, when the main transistor 2 is off, the current I 0 of the reactor 4 flows to the load 6 through the main free wheeling diode 3.

【0030】図4(B)に示すように、t2において制御
回路7から補助トランジスタ9のベース端子に付与され
た補助制御パルス信号電圧VB2が低レベルから高レベル
になり、補助トランジスタ9がオフ状態からオン状態に
なると、図4(F)に示すように補助トランジスタ9の両
端の電圧VTR2が速やかに0Vまで降下する。主還流用
ダイオード3が導通している期間は、第1の共振用リア
クトル10に出力電圧E0が印加され、図4(G)に示す
ように第1の共振用リアクトル10に電流IL1が流れ始
める。この電流IL1は負荷6の電流Iに等しくなるまで
直線的に増加する。一方、主還流用ダイオード3に流れ
ていた電流IDは図4(I)に示すように直線的に減少し
て行く。したがって、補助トランジスタ9のターンオン
時においてゼロ電流スイッチングとなる。
As shown in FIG. 4B, at t 2 , the auxiliary control pulse signal voltage V B2 applied from the control circuit 7 to the base terminal of the auxiliary transistor 9 changes from low level to high level, and the auxiliary transistor 9 is turned on. When the state changes from the off state to the on state, the voltage V TR2 across the auxiliary transistor 9 rapidly drops to 0 V as shown in FIG. 4 (F). While the main free wheeling diode 3 is conducting, the output voltage E 0 is applied to the first resonance reactor 10 and the current I L1 is applied to the first resonance reactor 10 as shown in FIG. 4 (G). It begins to flow. This current I L1 increases linearly until it equals the current I of the load 6. On the other hand, the current ID flowing through the main freewheeling diode 3 decreases linearly as shown in FIG. Therefore, zero current switching is performed when the auxiliary transistor 9 is turned on.

【0031】図4(G)に示すように、t3において第1
の共振用リアクトル10の電流IL1がリアクトル4の電
流I0に等しくなると主還流用ダイオード3がカットオ
フし、図4(I)に示すように主還流用ダイオード3には
電流が流れなくなる。このとき、図3の極性で充電され
ていた第2の共振用コンデンサ14のエネルギが放出さ
れて第2の共振用コンデンサ14及び第1の共振用リア
クトル10が共振し、第2の共振用コンデンサ14、第
1の共振用リアクトル10及び補助トランジスタ9の経
路で共振電流が流れる。これと同時に、図3の極性で充
電されていた第3の共振用コンデンサ17のエネルギも
放出されて第3の共振用コンデンサ17、第1の共振用
リアクトル10、第1の共振用コンデンサ8及び第2の
共振用リアクトル15が共振し、第3の共振用コンデン
サ17、共振電流用ダイオード16、第2の共振用リア
クトル15、第1の共振用コンデンサ8、第1の共振用
リアクトル10及び補助スイッチング素子9の経路で共
振電流が流れると共に、第1の共振用コンデンサ8が余
弦波状に充電されて行く。このため、第1の共振用リア
クトル10には、正弦波状の共振電流がリアクトル4の
電流I0に重畳して流れるので、共振用リアクトル10
の電流IL1は図4(G)に示すように引き続き正弦波状に
増加して行く。一方、第2及び第3の共振用コンデンサ
14、17の両端の電圧VC2、VC3はそれぞれ図4(C)
及び(E)に示すように余弦波状に降下して行く。
As shown in FIG. 4G, at t 3 , the first
When the current I L1 of the resonance reactor 10 becomes equal to the current I 0 of the reactor 4, the main freewheeling diode 3 is cut off, and no current flows through the main freewheeling diode 3 as shown in FIG. 4 (I). At this time, the energy of the second resonance capacitor 14 charged with the polarity shown in FIG. 3 is released, the second resonance capacitor 14 and the first resonance reactor 10 resonate, and the second resonance capacitor 14 resonates. 14, the resonance current flows through the path of the first resonance reactor 10 and the auxiliary transistor 9. At the same time, the energy of the third resonance capacitor 17 charged with the polarity shown in FIG. 3 is also released, and the third resonance capacitor 17, the first resonance reactor 10, the first resonance capacitor 8 and The second resonance reactor 15 resonates, and the third resonance capacitor 17, the resonance current diode 16, the second resonance reactor 15, the first resonance capacitor 8, the first resonance reactor 10, and the auxiliary. A resonance current flows through the path of the switching element 9, and the first resonance capacitor 8 is charged in a cosine wave shape. Therefore, a sinusoidal resonance current flows through the first resonance reactor 10 while being superimposed on the current I 0 of the reactor 4, and thus the resonance reactor 10
Current I L1 continues to increase sinusoidally as shown in FIG. On the other hand, the voltages V C2 and V C3 across the second and third resonance capacitors 14 and 17 are respectively shown in FIG.
And as shown in (E), it descends like a cosine wave.

【0032】図4(G)に示すように、t4において第1
の共振用リアクトル10の電流IL1が略最大値、即ちリ
アクトル4の電流I0と共振電流の最大値Ipとの和に達
すると、循環電流用ダイオード13が導通状態になる。
これと共に、第2の共振用コンデンサ14の両端の電圧
C2が図4(C)に示すように0Vとなる。このとき、制
御回路7は図4(A)に示すように主トランジスタ2のベ
ース端子に付与する主制御パルス信号電圧VB1を低レベ
ルから高レベルにして主トランジスタ2をオフ状態から
オン状態にする。このときの主トランジスタ2の両端の
電圧VTR1は、図4(C)に示すように0Vであるから、
主トランジスタ2のターンオン時においてゼロ電圧スイ
ッチングとなる。
As shown in FIG. 4G, at t 4 , the first
When the current I L1 of the resonance reactor 10 reaches the maximum value, that is, the sum of the current I 0 of the reactor 4 and the maximum value I p of the resonance current, the circulating current diode 13 becomes conductive.
At the same time, the voltage V C2 across the second resonance capacitor 14 becomes 0 V as shown in FIG. 4 (C). At this time, the control circuit 7 changes the main control pulse signal voltage V B1 applied to the base terminal of the main transistor 2 from the low level to the high level as shown in FIG. To do. Since the voltage V TR1 across the main transistor 2 at this time is 0 V as shown in FIG.
Zero voltage switching occurs when the main transistor 2 is turned on.

【0033】t4において循環電流用ダイオード13が
導通状態になると、第1の共振用リアクトル10の電流
L1の共振電流分は循環電流用ダイオード13、第1の
共振用リアクトル10及び補助トランジスタ9の経路で
循環電流となって流れ続ける。この循環電流が流れてい
る間(t4〜t5)は、第3の共振用コンデンサ17から
エネルギを放出し続けるので、第1の共振用コンデンサ
8も図3の極性で充電され続ける。このため、図4(E)
及び(D)に示すように、第3の共振用コンデンサ17の
両端の電圧VC3が引き続き降下すると共に第1の共振用
コンデンサ8の両端の電圧VC1が引き続き上昇する。そ
して、t5において第1の共振用コンデンサ8の電圧が
出力電圧E0に達しかつ第3の共振用コンデンサ17の
電圧が0Vになる。
When the circulating current diode 13 becomes conductive at t 4 , the resonant current component of the current I L1 of the first resonance reactor 10 is equivalent to the circulation current diode 13, the first resonance reactor 10 and the auxiliary transistor 9. It becomes a circulating current and continues to flow. While the circulating current is flowing (t 4 to t 5 ), energy is continuously emitted from the third resonance capacitor 17, so that the first resonance capacitor 8 is also continuously charged with the polarity shown in FIG. 3. Therefore, Fig. 4 (E)
And, as shown in (D), the voltage V C3 across the third resonance capacitor 17 continues to drop and the voltage V C1 across the first resonance capacitor 8 continues to rise. Then, at t 5 , the voltage of the first resonance capacitor 8 reaches the output voltage E 0 and the voltage of the third resonance capacitor 17 becomes 0V.

【0034】その後少し遅れて、図4(B)に示すよう
に、t6において制御回路7は補助トランジスタ9のベ
ース端子に付与する補助制御パルス信号電圧VB2を高レ
ベルから低レベルにして補助トランジスタ9をオン状態
からオフ状態にする。このとき、補助トランジスタ9に
流れていた循環電流が第3の共振用コンデンサ17に流
れる電流に切り替わり、第1の共振用リアクトル10に
蓄積されたエネルギが放出されて第3の共振用コンデン
サ17が再び0Vより正弦波状に充電されて行く。この
ため、図4(F)及び(G)に示すように補助スイッチング
素子9の両端の電圧VTR2が0Vより正弦波状に上昇し
て行くと共に、第1の共振用リアクトル10の電流IL1
が余弦波状に減少して行く。したがって、補助トランジ
スタ9のターンオフ時は、補助スイッチング素子9の両
端の電圧VTR2が0Vであるため、ゼロ電圧スイッチン
グとなる。
After a short delay, the control circuit 7 changes the auxiliary control pulse signal voltage V B2 applied to the base terminal of the auxiliary transistor 9 from high level to low level at t 6 as shown in FIG. 4B. The transistor 9 is turned off from the on state. At this time, the circulating current flowing through the auxiliary transistor 9 is switched to the current flowing through the third resonance capacitor 17, and the energy accumulated in the first resonance reactor 10 is released to cause the third resonance capacitor 17 to operate. It is charged again from 0V in a sine wave shape. Therefore, as shown in FIGS. 4F and 4G, the voltage V TR2 across the auxiliary switching element 9 rises sinusoidally from 0 V, and the current I L1 of the first resonance reactor 10 is increased.
Decreases like a cosine wave. Therefore, when the auxiliary transistor 9 is turned off, the voltage V TR2 across the auxiliary switching element 9 is 0 V, so that zero voltage switching is performed.

【0035】図4(E)に示すように、t7において第3
の共振用コンデンサ17の両端の電圧VC3が略最大値、
即ち出力電圧E0に達すると、図4(F)に示すように補
助スイッチング素子9の両端の電圧VTR2が速やかに0
Vまで降下する。これと共に、第1の共振用リアクトル
10に流れていた循環電流の共振電流分が0となり、図
4(G)に示すように第1の共振用リアクトル10に流れ
る電流IL1がリアクトル4の電流I0に等しくなる。こ
のときの残りの第1の共振用リアクトル10のエネルギ
は、循環電流用ダイオード13、第1の共振用リアクト
ル10、第1の補助還流用ダイオード11、共振電流用
ダイオード16、第2の共振用リアクトル15及び第2
の補助還流用ダイオード12の経路で負荷6へ供給され
て行く。これにより、共振用リアクトル10の電流IL1
は図4(G)に示すように直線的に引き続いて減少して行
くと共に、図4(H)に示すように主トランジスタ2の電
流ITR1が0から直線的に増加して行く。そして、t8
おいて第1の共振用リアクトル10の電流IL1は図4
(G)に示すように0となり、主トランジスタ2の電流I
TR1は図4(H)に示すようにリアクトル4の電流I0に等
しくなる。したがって、t8以降は直流電源1からリア
クトル4及び主トランジスタ2の経路で電流I0が流れ
る。
As shown in FIG. 4 (E), at t 7 ,
The voltage V C3 across the resonance capacitor 17 is approximately maximum,
That is, when the output voltage E 0 is reached, the voltage V TR2 across the auxiliary switching element 9 quickly becomes 0 as shown in FIG.
Descend to V. At the same time, the resonance current component of the circulating current flowing in the first resonance reactor 10 becomes 0, and the current I L1 flowing in the first resonance reactor 10 becomes the current of the reactor 4 as shown in FIG. Will be equal to I 0 . The remaining energy of the first resonance reactor 10 at this time is the circulating current diode 13, the first resonance reactor 10, the first auxiliary return diode 11, the resonance current diode 16, and the second resonance current diode. Reactor 15 and second
Is supplied to the load 6 through the path of the auxiliary free-wheeling diode 12 of. Accordingly, the current I L1 of the resonance reactor 10
Is linearly and continuously decreased as shown in FIG. 4 (G), and the current I TR1 of the main transistor 2 is linearly increased from 0 as shown in FIG. 4 (H). Then, at t 8 , the current I L1 of the first resonance reactor 10 is as shown in FIG.
It becomes 0 as shown in (G), and the current I of the main transistor 2
TR1 becomes equal to the current I 0 of the reactor 4 as shown in FIG. Therefore, after t 8 , the current I 0 flows from the DC power supply 1 through the reactor 4 and the main transistor 2.

【0036】上述の通り、図3に示す実施形態において
も、図1に示す実施形態と同様に主トランジスタ2及び
補助トランジスタ9のスイッチング損失を低減できると
共に、サージ電圧、サージ電流及びノイズを低減でき
る。
As described above, also in the embodiment shown in FIG. 3, the switching loss of the main transistor 2 and the auxiliary transistor 9 can be reduced and the surge voltage, surge current and noise can be reduced as in the embodiment shown in FIG. .

【0037】図1及び図3に示す実施形態の回路は変更
が可能である。例えば、図5及び図6に示す実施形態の
回路は、それぞれ図1及び図3の回路の第1の共振用リ
アクトル10及び第1の補助還流用ダイオード11の接
続点と主還流用ダイオード3及び出力コンデンサ5の接
続点との間にエネルギ帰還用整流素子としてのエネルギ
帰還用ダイオード18を接続したものである。エネルギ
帰還用ダイオード18は、破線Aに示すように第3の共
振用コンデンサ17及び第1の補助還流用ダイオード1
1の接続点と主還流用ダイオード3及び出力コンデンサ
5の接続点との間、又は破線Bに示すように第2の共振
用リアクトル15及び共振電流用ダイオード16の接続
点と主還流用ダイオード3及び出力コンデンサ6の接続
点との間に接続してもよい。図5及び図6に示す回路で
は、補助トランジスタ9をオン状態からオフ状態にした
後(図2及び図4の時刻t6以降)に第1の共振用リア
クトル10のエネルギにより第3の共振用コンデンサ1
7を充電するとき、第1の共振用リアクトル10の余剰
のエネルギがエネルギ帰還用ダイオード18を通して直
流電源1側へ帰還(図5の回路の場合)又は負荷6側へ
供給(図6の回路の場合)される。したがって、図5及
び図6に示す実施形態では第3の共振用コンデンサ17
の充電電圧VC3の最大値が直流電源1の電圧E(図5の
回路の場合)又は出力電圧E0(図6の回路の場合)よ
りも高くなることを防止できる。
The circuits of the embodiments shown in FIGS. 1 and 3 can be modified. For example, in the circuits of the embodiments shown in FIGS. 5 and 6, the connection points of the first resonance reactor 10 and the first auxiliary freewheeling diode 11 of the circuits of FIGS. 1 and 3 and the main freewheeling diode 3 and An energy feedback diode 18 as a rectifying element for energy feedback is connected to the connection point of the output capacitor 5. The energy feedback diode 18 includes a third resonance capacitor 17 and a first auxiliary return diode 1 as shown by a broken line A.
1 and the connection point of the main freewheeling diode 3 and the output capacitor 5, or as shown by the broken line B, the connection point of the second resonance reactor 15 and the resonance current diode 16 and the main freewheeling diode 3 And the connection point of the output capacitor 6 may be connected. In the circuits shown in FIGS. 5 and 6, after the auxiliary transistor 9 is turned from the ON state to the OFF state (after time t 6 in FIGS. 2 and 4), the energy of the first resonance reactor 10 causes the third resonance Capacitor 1
When charging 7, the excess energy of the first resonance reactor 10 is fed back to the DC power supply 1 side through the energy feedback diode 18 (in the case of the circuit of FIG. 5) or supplied to the load 6 side (of the circuit of FIG. 6). If). Therefore, in the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the third resonance capacitor 17 is used.
It is possible to prevent the maximum value of the charging voltage V C3 of 1 from becoming higher than the voltage E of the DC power supply 1 (in the case of the circuit of FIG. 5) or the output voltage E 0 (in the case of the circuit of FIG. 6).

【0038】また、図7及び図8に示す実施形態の回路
は、それぞれ図1及び図3の回路の第3の共振用コンデ
ンサ17と並列に逆充電防止用整流素子としての逆充電
防止用ダイオード19を接続したものである。逆充電防
止用ダイオード19は、破線Cに示すように補助トラン
ジスタ9と並列に接続してもよい。図7及び図8に示す
回路では、第1の共振用リアクトル10の電流IL1の共
振電流分が循環電流用ダイオード13及び補助トランジ
スタ9を通して循環して流れているとき(図2及び図4
のt4〜t5に示す期間)、第3の共振用コンデンサ17
は引き続き放電して行き、第1の共振用コンデンサ8は
引き続き充電されて行く。そして、第3の共振用コンデ
ンサ17の充電電圧VC3が0Vになったとき、第3の共
振用コンデンサ17の両端の電圧VC3は0Vでクランプ
される。即ち、第3の共振用コンデンサ17の充電電圧
C3が0Vになったときに第2の共振用リアクトル15
に電流が流れている場合、第2の共振用リアクトル15
に流れる電流は全て逆充電防止用ダイオード19を通し
て流れるので、第3の共振用コンデンサ17の両端の電
圧VC3は0Vに保持される。したがって、図7及び図8
に示す実施形態では第3の共振用コンデンサ17の充電
電圧VC3が0Vになったときに第2の共振用リアクトル
15に流れる電流により第3の共振用コンデンサ17が
逆極性で充電されることを防止できる。
Further, the circuits of the embodiments shown in FIGS. 7 and 8 are arranged in parallel with the third resonance capacitor 17 of the circuits of FIGS. 19 is connected. The reverse charge prevention diode 19 may be connected in parallel with the auxiliary transistor 9 as shown by a broken line C. In the circuits shown in FIGS. 7 and 8, when the resonance current component of the current I L1 of the first resonance reactor 10 is circulated through the circulation current diode 13 and the auxiliary transistor 9 (FIGS. 2 and 4).
Period from t 4 to t 5 ), the third resonance capacitor 17
Continues to be discharged, and the first resonance capacitor 8 is continuously charged. Then, when the charging voltage V C3 of the third resonance capacitor 17 becomes 0V, the voltage V C3 across the third resonance capacitor 17 is clamped at 0V. That is, when the charging voltage V C3 of the third resonance capacitor 17 becomes 0 V, the second resonance reactor 15 is
When current is flowing in the second resonance reactor 15
Since all the current flowing through the reverse charging prevention diode 19 flows, the voltage V C3 across the third resonance capacitor 17 is maintained at 0V. Therefore, FIG. 7 and FIG.
In the embodiment shown in (3), the third resonance capacitor 17 is charged with the opposite polarity by the current flowing through the second resonance reactor 15 when the charging voltage V C3 of the third resonance capacitor 17 becomes 0V. Can be prevented.

【0039】また、図9及び図10に示す実施形態の回
路は、それぞれ図1及び図3の回路の補助トランジスタ
9及び第1の共振用リアクトル10と直列に放電防止用
整流素子としての放電防止用ダイオード20を接続した
ものである。図9及び図10に示す回路では、補助トラ
ンジスタ9をオン状態からオフ状態にしたとき(図2及
び図4の時刻t6)、第1の共振用リアクトル10のエ
ネルギにより第3の共振用コンデンサ17が再び0Vか
ら充電されると同時に、補助トランジスタ9の寄生コン
デンサも同一の極性及び電圧で充電される。これらの充
電が完了して第1の共振リアクトル10に流れる電流I
L1が0となったとき、寄生コンデンサに充電されたエネ
ルギの放出は放電防止用ダイオード20により阻止され
る。これにより、第1の共振用リアクトル10の電流が
0となったときに補助トランジスタ9の寄生コンデンサ
に充電されたエネルギが主トランジスタ2及び第1の共
振用リアクトル10を通して放電されることを防止でき
る。したがって、図9及び図10に示す実施形態では、
寄生コンデンサの放電による補助トランジスタ9の電力
損失を削減することが可能である。
The circuits of the embodiments shown in FIGS. 9 and 10 are connected to the auxiliary transistor 9 and the first resonance reactor 10 of the circuits of FIGS. 1 and 3, respectively, in series to prevent discharge as a rectifying element for discharge prevention. The diode 20 for connection is connected. In the circuits shown in FIGS. 9 and 10, when the auxiliary transistor 9 is changed from the ON state to the OFF state (time t 6 in FIGS. 2 and 4), the energy of the first resonance reactor 10 causes the third resonance capacitor At the same time that 17 is charged again from 0V, the parasitic capacitor of the auxiliary transistor 9 is also charged with the same polarity and voltage. The current I flowing through the first resonant reactor 10 after these charges are completed
When L1 becomes 0, discharge of the energy charged in the parasitic capacitor is blocked by the discharge prevention diode 20. Thereby, it is possible to prevent the energy charged in the parasitic capacitor of the auxiliary transistor 9 from being discharged through the main transistor 2 and the first resonance reactor 10 when the current of the first resonance reactor 10 becomes zero. . Therefore, in the embodiment shown in FIGS. 9 and 10,
It is possible to reduce the power loss of the auxiliary transistor 9 due to the discharge of the parasitic capacitor.

【0040】また、図11及び図13に示す実施形態の
回路は、それぞれ図1及び図3の回路の第1の共振用リ
アクトル10及び第1の共振用コンデンサ8の接続点と
第1の補助還流用整流ダイオード11及び第1の共振用
リアクトル10の接続点との間に第3の補助還流用ダイ
オード22及び第4の共振用コンデンサ23を直列接続
し、第3の補助還流用ダイオード22及び第4の共振用
コンデンサ23の接続点と主還流用ダイオード3及び出
力コンデンサ5の接続点との間に第4の補助還流用ダイ
オード24を接続したものである。
Further, the circuit of the embodiment shown in FIGS. 11 and 13 includes a connection point of the first resonance reactor 10 and the first resonance capacitor 8 and a first auxiliary circuit of the circuits of FIGS. 1 and 3, respectively. A third auxiliary return diode 22 and a fourth resonance capacitor 23 are connected in series between the return rectifying diode 11 and the connection point of the first resonance reactor 10, and a third auxiliary return diode 22 and The fourth auxiliary freewheeling diode 24 is connected between the connection point of the fourth resonance capacitor 23 and the connection point of the main freewheeling diode 3 and the output capacitor 5.

【0041】図11及び図13に示す回路において、図
12(A)及び図14(A)に示すようにt0以前において
主トランジスタ2がオン状態のとき、図11の回路の場
合は図12(D)、(E)及び(G)に示すように第1、第3
及び第4の共振用コンデンサ8、17、23がそれぞれ
図示の極性で直流電源1の電圧Eまで充電されており、
図13の回路の場合は図14(D)、(E)及び(G)に示す
ように第1、第3及び第4の共振用コンデンサ8、1
7、23がそれぞれ図示の極性で負荷6の端子電圧、即
ち出力電圧E0まで充電されている。図12(A)及び図
14(A)に示すように、t0において制御回路7から主
トランジスタ2のベース端子に付与された主制御パルス
信号電圧VB1が高レベルから低レベルになり、主トラン
ジスタ2がオン状態からオフ状態になると、主トランジ
スタ2に流れていた電流ITR1、即ち負荷6の電流I
(図11の回路の場合)又はリアクトル4の電流I
0(図13の回路の場合)が直ちに第1、第2及び第4
の共振用コンデンサ8、14、23に流れる電流に切り
替わる。このとき、第1及び第4の共振用コンデンサ
8、23が徐々に放電して行き、図11の回路の場合は
図12(D)及び(G)に示すように第1及び第4の共振用
コンデンサ8、23の両端の電圧VC1、VC4が直流電源
1の電圧Eから直線的に降下して行き、図13の回路の
場合は図14(D)及び(G)に示すように第1及び第4の
共振用コンデンサ8、23の両端の電圧VC1、VC4が出
力電圧E0から直線的に降下して行く。これに伴って、
第2の共振用コンデンサ14が0Vから徐々に充電され
て行き、図12(C)及び図14(C)に示すように第2の
共振用コンデンサ14の両端の電圧VC2、即ち主トラン
ジスタ2の両端の電圧VTR1が0Vから直線的に上昇す
る。これと共に、図12(F)及び図14(F)に示すよう
に補助トランジスタ9の両端の電圧VTR2が0Vから直
線的に上昇する。このため、主トランジスタ2のターン
オフ時は電圧波形と電流波形の重なりが少ないゼロ電圧
スイッチングとなる。
In the circuits shown in FIGS. 11 and 13, when the main transistor 2 is in the ON state before t 0 as shown in FIGS. 12A and 14A, in the case of the circuit of FIG. As shown in (D), (E) and (G), the first and third
And the fourth resonance capacitors 8, 17, and 23 are charged to the voltage E of the DC power supply 1 with the polarities shown, respectively,
In the case of the circuit of FIG. 13, as shown in FIGS. 14D, 14E, and 14G, the first, third, and fourth resonance capacitors 8 and 1 are provided.
7 and 23 are charged to the terminal voltage of the load 6, that is, the output voltage E 0 with the polarities shown in the drawing. As shown in FIGS. 12 (A) and 14 (A), at t 0 , the main control pulse signal voltage V B1 applied from the control circuit 7 to the base terminal of the main transistor 2 changes from high level to low level. When the transistor 2 changes from the on state to the off state, the current I TR1 flowing in the main transistor 2, that is, the current I of the load 6
(In the case of the circuit of FIG. 11) or the current I of the reactor 4
0 (in the case of the circuit of FIG. 13) is immediately the first, second and fourth
The current is switched to the resonance capacitors 8, 14, 23. At this time, the first and fourth resonance capacitors 8 and 23 gradually discharge, and in the case of the circuit of FIG. 11, as shown in FIGS. 12D and 12G, the first and fourth resonance capacitors The voltages V C1 and V C4 across the capacitors 8 and 23 linearly drop from the voltage E of the DC power supply 1, and in the case of the circuit of FIG. 13, as shown in FIGS. 14 (D) and 14 (G). The voltages V C1 and V C4 across the first and fourth resonance capacitors 8 and 23 linearly drop from the output voltage E 0 . Along with this,
The second resonance capacitor 14 is gradually charged from 0V, and as shown in FIGS. 12C and 14C, the voltage V C2 across the second resonance capacitor 14, that is, the main transistor 2 The voltage V TR1 across the voltage rises linearly from 0V. At the same time, as shown in FIGS. 12F and 14F, the voltage V TR2 across the auxiliary transistor 9 increases linearly from 0V. Therefore, when the main transistor 2 is turned off, zero voltage switching is performed in which the voltage waveform and the current waveform do not overlap each other.

【0042】図12(D)、(G)及び(C)又は図14
(D)、(G)及び(C)に示すように、t1において第1及
び第4の共振用コンデンサ8、23の両端の電圧VC1
C4が共に0Vになり、第2の共振用コンデンサ14の
両端の電圧VC2が直流電源1の電圧E(図11の回路の
場合)又は出力電圧E0(図13の回路の場合)になる
と、主還流用ダイオード3が導通状態になり、第1、第
4及び第2の共振用コンデンサ8、23、14に流れて
いた電流が主還流用ダイオード3に流れる電流に切り替
わる。このときの主トランジスタ2及び補助トランジス
タ9の両端の電圧VTR1、VTR2は、図11の回路の場合
はそれぞれ図12(C)及び(F)に示すように直流電源1
の電圧Eに等しく、図13の回路の場合は又は図14
(C)及び(F)に示すように出力電圧E0に等しい。ま
た、主トランジスタ2がオフ状態のとき、図11の回路
の場合は負荷6の電流Iが主還流用ダイオード3からリ
アクトル4へ流れており、図13の回路の場合はリアク
トル4の電流I0が主還流用ダイオード3を通して負荷
6へ流れている。なお、時刻t1から時刻t6までの図1
1及び図13の回路の動作については、それぞれ前述の
図1及び図3の回路の動作と略同様であるので説明は省
略する。また、図11及び図13の回路において、第1
の共振用リアクトル10に流れる電流IL1、主トランジ
スタ2に流れる電流ITR1及び主還流用ダイオード3に
流れる電流IDの波形は前述の図2(G)〜(I)又は図4
(G)〜(I)に示す波形と略同様であるので、図12又は
図14における図示は省略する。
12 (D), (G) and (C) or FIG.
As shown in (D), (G), and (C), at t 1 , the voltage V C1 across the first and fourth resonance capacitors 8 and 23,
Both V C4 become 0V, and the voltage V C2 across the second resonance capacitor 14 becomes the voltage E of the DC power supply 1 (in the case of the circuit of FIG. 11) or the output voltage E 0 (in the case of the circuit of FIG. 13). Then, the main freewheeling diode 3 becomes conductive, and the current flowing through the first, fourth, and second resonance capacitors 8, 23, 14 is switched to the current flowing through the main freewheeling diode 3. The voltages V TR1 and V TR2 across the main transistor 2 and the auxiliary transistor 9 at this time are, as shown in FIGS. 12C and 12F , the DC power supply 1 when the circuit of FIG. 11 is used.
14 is equal to the voltage E of FIG.
It is equal to the output voltage E 0 as shown in (C) and (F). When the main transistor 2 is off, the current I of the load 6 flows from the main freewheeling diode 3 to the reactor 4 in the case of the circuit of FIG. 11, and the current I 0 of the reactor 4 in the case of the circuit of FIG. Flows to the load 6 through the main free-wheeling diode 3. Note that FIG. 1 from time t 1 to time t 6
The operations of the circuits shown in FIGS. 1 and 13 are substantially the same as the operations of the circuits shown in FIGS. In addition, in the circuits of FIGS. 11 and 13, the first
The waveforms of the current I L1 flowing in the resonance reactor 10, the current I TR1 flowing in the main transistor 2, and the current I D flowing in the main freewheeling diode 3 are shown in FIG. 2 (G) to (I) or FIG.
Since the waveforms are substantially the same as those shown in (G) to (I), the illustration in FIG. 12 or 14 is omitted.

【0043】図12(B)及び図14(B)に示すように、
6において制御回路7は補助トランジスタ9のベース
端子に付与する補助制御パルス信号電圧VB2を高レベル
から低レベルにして補助トランジスタ9をオン状態から
オフ状態にする。このとき、補助トランジスタ9に流れ
ていた循環電流が第3及び第4の共振用コンデンサ1
7、23に流れる電流に切り替わり、第1の共振用リア
クトル10に蓄積されたエネルギが放出されて第3及び
第4の共振用コンデンサ17、23が再び0Vより正弦
波状に充電されて行く。これにより、図12(E)及び図
14(E)の実線部分と図12(G)及び図14(G)に示す
ように、第3及び第4の共振用コンデンサ17、23の
両端の電圧VC3、VC4が0Vより緩やかな正弦波状に上
昇して行く。このため、図12(F)及び図14(F)の実
線部分に示すように補助スイッチング素子9の両端の電
圧VTR2が0Vより緩やかな正弦波状に上昇して行くと
共に、第1の共振用リアクトル10の電流が余弦波状に
減少して行く。したがって、補助トランジスタ9のター
ンオフ時は、補助スイッチング素子9の両端の電圧V
TR2が0Vであるため、ゼロ電圧スイッチングとなる。
As shown in FIGS. 12 (B) and 14 (B),
At t 6 , the control circuit 7 changes the auxiliary control pulse signal voltage V B2 applied to the base terminal of the auxiliary transistor 9 from the high level to the low level to turn the auxiliary transistor 9 from the ON state to the OFF state. At this time, the circulating current flowing through the auxiliary transistor 9 is changed to the third and fourth resonance capacitors 1
The electric current stored in the first and second resonance reactors 10 is discharged, and the energy stored in the first resonance reactor 10 is discharged, so that the third and fourth resonance capacitors 17 and 23 are charged in a sinusoidal waveform again from 0V. As a result, the voltage across the third and fourth resonance capacitors 17 and 23 is, as shown in the solid lines in FIGS. 12 (E) and 14 (E) and FIGS. 12 (G) and 14 (G). V C3 and V C4 rise in a gentle sine wave shape from 0V. Therefore, as shown by the solid lines in FIGS. 12 (F) and 14 (F), the voltage V TR2 across the auxiliary switching element 9 rises in a sine wave shape gentler than 0 V, and at the same time for the first resonance. The current of the reactor 10 decreases like a cosine wave. Therefore, when the auxiliary transistor 9 is turned off, the voltage V across the auxiliary switching element 9 is reduced.
Since TR2 is 0V, zero voltage switching is performed.

【0044】図12(E)、(G)及び図14(E)、(G)に
示すように、t7において第3及び第4の共振用コンデ
ンサ17、23の両端の電圧VC3、VC4が略最大値、即
ち直流電源1の電圧E(図11の回路の場合)又は出力
電圧E0(図13の回路の場合)に達すると、図12
(F)及び図14(F)に示すように補助スイッチング素子
9の両端の電圧VTR2が速やかに0Vまで降下する。こ
れと共に、第1の共振用リアクトル10に流れていた循
環電流の共振電流分が0となり、第1の共振用リアクト
ル10に流れる電流が負荷6の電流I(図11の回路の
場合)又はリアクトル4の電流I0(図13の回路の場
合)に等しくなる。このときの図11の回路における残
りの第1の共振用リアクトル10のエネルギは、第2の
補助還流用ダイオード12、第2の共振用リアクトル1
5、共振電流用ダイオード16、第1の補助還流用ダイ
オード11、第1の共振用リアクトル10及び循環電流
用ダイオード13の経路で直流電源1へ帰還されて行
く。これにより、共振用リアクトル10の電流は直線的
に引き続いて減少して行くと共に、主トランジスタ2の
電流ITR1が0から直線的に増加して行く。そして、t8
(図2)において第1の共振用リアクトル10の電流は
0となり、主トランジスタ2の電流は負荷6の電流Iに
等しくなる。したがって、t8以降は直流電源1から主
トランジスタ2及びリアクトル4を通して負荷6へ電流
Iが流れる。また、このときの図13の回路における残
りの第1の共振用リアクトル10のエネルギは、循環電
流用ダイオード13、第1の共振用リアクトル10、第
1の補助還流用ダイオード11、共振電流用ダイオード
16、第2の共振用リアクトル15及び第2の補助還流
用ダイオード12の経路で負荷6へ供給されて行く。こ
れにより、共振用リアクトル10の電流は直線的に引き
続いて減少して行くと共に、主トランジスタ2の電流I
TR1が0から直線的に増加して行く。そして、t8(図
4)において第1の共振用リアクトル10の電流は0と
なり、主トランジスタ2の電流はリアクトル4の電流I
0に等しくなる。したがって、t8以降は直流電源1から
リアクトル4及び主トランジスタ2の経路で電流I0
流れる。
As shown in FIGS. 12 (E) and (G) and FIGS. 14 (E) and (G), the voltages V C3 and V across the third and fourth resonance capacitors 17 and 23 at t 7 are obtained. When C4 reaches approximately the maximum value, that is, the voltage E of the DC power supply 1 (in the case of the circuit of FIG. 11) or the output voltage E 0 (in the case of the circuit of FIG. 13),
As shown in (F) and FIG. 14 (F), the voltage V TR2 across the auxiliary switching element 9 rapidly drops to 0V. Along with this, the resonance current component of the circulating current flowing through the first resonance reactor 10 becomes 0, and the current flowing through the first resonance reactor 10 becomes the current I of the load 6 (in the case of the circuit of FIG. 11) or the reactor. 4 current I 0 (for the circuit of FIG. 13). The remaining energy of the first resonance reactor 10 in the circuit of FIG. 11 at this time is the second auxiliary freewheeling diode 12 and the second resonance reactor 1
5, the resonance current diode 16, the first auxiliary return diode 11, the first resonance reactor 10, and the circulating current diode 13 are fed back to the DC power supply 1. As a result, the current of the resonance reactor 10 continues to decrease linearly and the current I TR1 of the main transistor 2 increases linearly from 0. And t 8
In FIG. 2, the current of the first resonance reactor 10 becomes 0, and the current of the main transistor 2 becomes equal to the current I of the load 6. Thus, after t 8 a current I flows to the load 6 through the main transistor 2 and the reactor 4 from the DC power source 1. At this time, the energy of the remaining first resonance reactor 10 in the circuit of FIG. 13 is the circulating current diode 13, the first resonance reactor 10, the first auxiliary return diode 11, and the resonance current diode. 16, the second resonance reactor 15 and the second auxiliary free-wheeling diode 12 supply the load 6 to the load 6. As a result, the current of the resonance reactor 10 continues to decrease linearly and the current I of the main transistor 2 is increased.
TR1 increases linearly from 0. Then, at t 8 (FIG. 4), the current of the first resonance reactor 10 becomes 0, and the current of the main transistor 2 becomes the current I of the reactor 4.
Is equal to 0 . Therefore, after t 8 , the current I 0 flows from the DC power supply 1 through the reactor 4 and the main transistor 2.

【0045】図11及び図13に示す実施形態では、t
6〜t7の期間において、補助トランジスタ9のターンオ
フ時に第1の共振用リアクトル10に蓄積されたエネル
ギにより第3及び第4の共振用コンデンサ17、23を
0Vより正弦波状に充電する。このため、第3の共振用
コンデンサ17の充電電圧VC3が最大値に達するのに要
する時間、即ち充電時間が長くなる。したがって、図1
2(E)及び図14(E)の実線部分に示すように第3の共
振用コンデンサ17の両端の電圧VC3の勾配が図1及び
図3に示す実施形態の場合(破線部分)に比較して緩や
かになる。これにより、図12(F)及び図14(F)の実
線部分に示すように補助トランジスタ9の両端の電圧V
TR2の勾配も図1及び図3に示す実施形態の場合(破線
部分)に比較して緩やかになる。よって、補助トランジ
スタ9のターンオフ時のゼロ電圧スイッチングが図1及
び図3に示す実施形態に比較してより確実になり、スイ
ッチング損失を更に低減することができる。
In the embodiment shown in FIGS. 11 and 13, t
During the period from 6 to t 7 , the energy accumulated in the first resonance reactor 10 when the auxiliary transistor 9 is turned off charges the third and fourth resonance capacitors 17 and 23 in a sinusoidal waveform from 0V. Therefore, the time required for the charging voltage V C3 of the third resonance capacitor 17 to reach the maximum value, that is, the charging time becomes long. Therefore, FIG.
2 (E) and the solid line portion of FIG. 14 (E), the slope of the voltage V C3 across the third resonance capacitor 17 is compared with the case of the embodiment shown in FIGS. 1 and 3 (broken line portion). And then loosen. As a result, as shown by the solid lines in FIGS. 12 (F) and 14 (F), the voltage V
The slope of TR2 is also gentler than in the case of the embodiment shown in FIGS. 1 and 3 (broken line portion). Therefore, the zero voltage switching when the auxiliary transistor 9 is turned off becomes more reliable as compared with the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, and the switching loss can be further reduced.

【0046】また、図1及び図3に示す実施形態の回路
はそれぞれ図15及び図17に示すように補助トランジ
スタ9を使用しない方式に変更が可能である。即ち、図
15及び図17に示す実施形態の回路は、それぞれ図2
6及び図27における主トランジスタ2及び主還流用ダ
イオード3の接続点に第1の共振用コンデンサ8を接続
し、第1の共振用コンデンサ8及び主トランジスタ2の
接続点に第1の補助還流用ダイオード11を接続し、第
1の共振用コンデンサ8と第1の補助還流用ダイオード
11との間に第1の共振用リアクトル10及び共振電流
用ダイオード16を直列に接続し、第1の共振用コンデ
ンサ8及び第1の共振用リアクトル10の接続点と図2
6及び図27における主還流用ダイオード3及び出力コ
ンデンサ5の接続点との間に第2の補助還流用ダイオー
ド12を接続し、第1の補助還流用ダイオード11及び
共振電流用ダイオード16の接続点と図26及び図27
における主トランジスタ2及び直流電源1の接続点との
間に第2の共振用コンデンサ14を接続したものであ
る。また、主トランジスタ2のターンオン時における主
還流用ダイオード3のリカバリ回復特性による直流電源
1の電圧E(図15の回路の場合)又は出力電圧E
0(図17の回路の場合)の短絡状態を回避するため、
主還流用ダイオード3と直列に限流用リアクトル21が
接続されている。
Further, the circuits of the embodiments shown in FIGS. 1 and 3 can be modified to a system which does not use the auxiliary transistor 9 as shown in FIGS. 15 and 17, respectively. That is, the circuits of the embodiments shown in FIG. 15 and FIG.
6 and FIG. 27, the first resonance capacitor 8 is connected to the connection point between the main transistor 2 and the main freewheeling diode 3, and the first auxiliary return path is connected to the connection point between the first resonance capacitor 8 and the main transistor 2. The diode 11 is connected, and the first resonance reactor 10 and the resonance current diode 16 are connected in series between the first resonance capacitor 8 and the first auxiliary free-wheeling diode 11, and the first resonance capacitor 10 and the resonance current diode 16 are connected in series. The connection point between the capacitor 8 and the first resonance reactor 10 and FIG.
6 and the connection point of the main freewheeling diode 3 and the output capacitor 5 in FIG. 27, the second auxiliary freewheeling diode 12 is connected, and the connection point of the first auxiliary freewheeling diode 11 and the resonant current diode 16 is connected. 26 and FIG.
The second resonance capacitor 14 is connected between the main transistor 2 and the connection point of the DC power supply 1 in FIG. Further, the voltage E of the DC power supply 1 (in the case of the circuit of FIG. 15) or the output voltage E depending on the recovery and recovery characteristics of the main freewheeling diode 3 when the main transistor 2 is turned on.
In order to avoid the short circuit condition of 0 (in the case of the circuit of FIG. 17),
A current limiting reactor 21 is connected in series with the main return diode 3.

【0047】図15に示す実施形態の回路の動作は次の
通りである。図16(A)に示すようにt0以前において
主トランジスタ2がオン状態のときは、図16(B)に示
すように主トランジスタ2及びリアクトル4を通して負
荷6へ電流Iが流れている。このとき、図16(E)に示
すように第1の共振用コンデンサ8は図15に示す極性
で直流電源1の電圧Eまで充電されている。図16(A)
に示すように、t0において制御回路7から主トランジ
スタ2のベース端子に付与された主制御パルス信号電圧
Bが高レベルから低レベルになり、主トランジスタ2
がオン状態からオフ状態になると、図16(B)に示すよ
うに主トランジスタ2に流れていた電流ITR、即ち負荷
6の電流Iが直ちに第1の共振用コンデンサ8及び第2
の共振用コンデンサ14に流れる電流に切り替わる。こ
のとき、第1の共振用コンデンサ8が徐々に放電して行
き、図16(E)に示すように第1の共振用コンデンサ8
の両端の電圧VC1が直流電源1の電圧Eから直線的に降
下して行く。これに伴って、第2の共振用コンデンサ1
4が0Vから徐々に充電されて行き、図16(D)に示す
ように第2の共振用コンデンサ14の両端の電圧VC2
0Vから直線的に上昇する。これにより、図16(C)に
示すように主トランジスタ2の両端の電圧VTRが0Vか
ら直線的に上昇する。このため、主トランジスタ2のタ
ーンオフ時は電圧波形と電流波形の重なりが少ないゼロ
電圧スイッチングとなる。
The operation of the circuit of the embodiment shown in FIG. 15 is as follows. As shown in FIG. 16 (A), when the main transistor 2 is in the ON state before t 0 , the current I flows to the load 6 through the main transistor 2 and the reactor 4 as shown in FIG. 16 (B). At this time, as shown in FIG. 16 (E), the first resonance capacitor 8 is charged to the voltage E of the DC power supply 1 with the polarity shown in FIG. Figure 16 (A)
As shown in, at t 0 , the main control pulse signal voltage V B applied from the control circuit 7 to the base terminal of the main transistor 2 changes from high level to low level, and the main transistor 2
16B from the ON state to the OFF state, the current I TR flowing through the main transistor 2, that is, the current I of the load 6 immediately changes to the first resonance capacitor 8 and the second resonance capacitor 8 as shown in FIG. 16B.
Is switched to the current flowing through the resonance capacitor 14. At this time, the first resonance capacitor 8 gradually discharges, and as shown in FIG.
The voltage V C1 across both ends of the voltage drops linearly from the voltage E of the DC power supply 1. Along with this, the second resonance capacitor 1
4 is gradually charged from 0 V, and the voltage V C2 across the second resonance capacitor 14 increases linearly from 0 V as shown in FIG. 16 (D). As a result, the voltage V TR across the main transistor 2 increases linearly from 0 V as shown in FIG. Therefore, when the main transistor 2 is turned off, zero voltage switching is performed in which the voltage waveform and the current waveform do not overlap each other.

【0048】図16(E)及び(D)に示すように、t1
おいて第1及び第2の共振用コンデンサ8、14の両端
の電圧VC1、VC2がそれぞれ0V及び直流電源1の電圧
Eになると、主還流用ダイオード3が導通状態になり、
第1及び第2の共振用コンデンサ8、14に流れていた
電流が図16(F)に示すように主還流用ダイオード3に
流れる電流IDに切り替わる。このときの主トランジス
タ2の両端の電圧VTRは図16(C)に示すように直流電
源1の電圧Eに等しい。また、主トランジスタ2がオフ
状態のとき、負荷6の電流Iは主還流用ダイオード3か
らリアクトル4へ流れている。
As shown in FIGS. 16E and 16D, at t 1 , the voltages V C1 and V C2 across the first and second resonance capacitors 8 and 14 are 0 V and the voltage of the DC power supply 1, respectively. When it becomes E, the main freewheeling diode 3 becomes conductive,
The current flowing in the first and second resonance capacitors 8 and 14 is switched to the current I D flowing in the main freewheeling diode 3 as shown in FIG. 16 (F). The voltage V TR across the main transistor 2 at this time is equal to the voltage E of the DC power supply 1 as shown in FIG. When the main transistor 2 is off, the current I of the load 6 flows from the main free wheeling diode 3 to the reactor 4.

【0049】図16(A)に示すように、t2において制
御回路7から主トランジスタ2のベース端子に付与され
た主制御パルス信号電圧VBが低レベルから高レベルに
なり、主トランジスタ2がオフ状態からオン状態になる
と、図16(C)に示すように主トランジスタ2の両端の
電圧VTRが速やかに0Vまで降下する。これと同時に、
第2の共振用コンデンサ14が放電を開始し、第1及び
第2の共振用コンデンサ8、14と第1の共振用リアク
トル10とが共振して第2の共振用コンデンサ14、主
トランジスタ2、第1の共振用コンデンサ8、第1の共
振用リアクトル10及び共振電流用ダイオード16の経
路で共振電流が流れる。このため、第1の共振用リアク
トル10に流れる電流ILは図16(G)に示すように正
弦波状に変化する。このとき、第1の共振用コンデンサ
8が余弦波状に充電されて行き、図16(E)に示すよう
に第1の共振用コンデンサ8の両端の電圧VC1が0Vか
ら余弦波状に上昇して行く。これと共に、第2の共振用
コンデンサ14の両端の電圧VC2が図16(D)に示すよ
うに電圧Eから余弦波状に降下して行く。これにより、
主トランジスタ2の電流ITRが図16(B)に示すように
0から正弦波状に増加して行く。したがって、主トラン
ジスタ2のターンオン時において電圧波形と電流波形の
重なりが少ないゼロ電流スイッチングとなる。
As shown in FIG. 16A, at t 2 , the main control pulse signal voltage V B applied from the control circuit 7 to the base terminal of the main transistor 2 changes from low level to high level, and the main transistor 2 is turned on. When the state changes from the off state to the on state, the voltage V TR across the main transistor 2 rapidly drops to 0 V as shown in FIG. 16 (C). At the same time,
The second resonance capacitor 14 starts discharging, and the first and second resonance capacitors 8 and 14 and the first resonance reactor 10 resonate to cause the second resonance capacitor 14, the main transistor 2, and A resonance current flows through the path of the first resonance capacitor 8, the first resonance reactor 10 and the resonance current diode 16. Therefore, the current I L flowing through the first resonance reactor 10 changes in a sine wave shape as shown in FIG. At this time, the first resonance capacitor 8 is charged in a cosine wave shape, and the voltage V C1 across the first resonance capacitor 8 rises in a cosine wave shape from 0V as shown in FIG. 16 (E). go. At the same time, the voltage V C2 across the second resonance capacitor 14 drops from the voltage E in a cosine wave shape as shown in FIG. This allows
The current I TR of the main transistor 2 increases sinusoidally from 0 as shown in FIG. 16 (B). Therefore, when the main transistor 2 is turned on, zero current switching is achieved in which the voltage waveform and the current waveform do not overlap each other.

【0050】一方、主還流用ダイオード3に流れていた
電流IDは限流用リアクトル21の自己誘導作用により
図16(F)に示すように直線的に減少して行き、t3
おいて0になると負荷6の電流Iが主トランジスタ2に
流れる電流ITRに切り替わって行く。そして、t4にお
いて第1の共振用リアクトル10の電流ILが図16(G)
に示すように0になると、第1及び第2の共振用コンデ
ンサ8、14の両端の電圧VC1、VC2が図16(E)及び
(D)に示すようにそれぞれ直流電源1の電圧E及び0V
となる。このとき、主トランジスタ2の電流ITRは図1
6(B)に示すように負荷6の電流Iに等しくなる。した
がって、t4以降は直流電源1から主トランジスタ2及
びリアクトル4を通して負荷6へ電流Iが流れる。
On the other hand, the current ID flowing in the main free-wheeling diode 3 decreases linearly as shown in FIG. 16 (F) by the self-induction action of the current-limiting reactor 21, and becomes 0 at t 3 . The current I of the load 6 switches to the current I TR flowing through the main transistor 2. Then, at t 4 , the current I L of the first resonance reactor 10 becomes as shown in FIG.
When it becomes 0 as shown in FIG. 16, the voltages V C1 and V C2 across the first and second resonance capacitors 8 and 14 become as shown in FIG.
As shown in (D), the voltage E of the DC power source 1 and 0V, respectively
Becomes At this time, the current I TR of the main transistor 2 is as shown in FIG.
6 (B), it becomes equal to the current I of the load 6. Therefore, after t 4 , the current I flows from the DC power supply 1 to the load 6 through the main transistor 2 and the reactor 4.

【0051】また、図17に示す実施形態の回路の動作
は次の通りである。図18(A)に示すようにt0以前に
おいて主トランジスタ2がオン状態のときは、図18
(B)に示すようにリアクトル4及び主トランジスタ2の
経路で電流I0が流れている。このとき、図18(E)に
示すように第1の共振用コンデンサ8は図13に示す極
性で負荷6の端子電圧、即ち出力電圧E0まで充電され
ている。図18(A)に示すように、t0において制御回
路7から主トランジスタ2のベース端子に付与された主
制御パルス信号電圧VBが高レベルから低レベルにな
り、主トランジスタ2がオン状態からオフ状態になる
と、図18(B)に示すように主トランジスタ2の電流I
TRが直ちに第2の共振用コンデンサ14に流れる電流に
切り替わり、リアクトル4の電流I0が第1の共振用コ
ンデンサ8に流れる電流に切り替わる。このとき、第1
の共振用コンデンサ8が徐々に放電して行き、図18
(E)に示すように第1の共振用コンデンサ8の両端の電
圧VC1が直流電源1の電圧Eから直線的に降下して行
く。これに伴って、第2の共振用コンデンサ14が0V
から徐々に充電されて行き、図18(D)に示すように第
2の共振用コンデンサ14の両端の電圧VC2が0Vから
直線的に上昇する。これにより、図18(C)に示すよう
に主トランジスタ2の両端の電圧VTRが0Vから直線的
に上昇する。このため、主トランジスタ2のターンオフ
時は電圧波形と電流波形の重なりが少ないゼロ電圧スイ
ッチングとなる。
The operation of the circuit of the embodiment shown in FIG. 17 is as follows. As shown in FIG. 18A, when the main transistor 2 is in the ON state before t 0 ,
As shown in (B), the current I 0 flows through the path of the reactor 4 and the main transistor 2. At this time, as shown in FIG. 18 (E), the first resonance capacitor 8 is charged to the terminal voltage of the load 6, that is, the output voltage E 0 with the polarity shown in FIG. As shown in FIG. 18A, at t 0 , the main control pulse signal voltage V B applied from the control circuit 7 to the base terminal of the main transistor 2 changes from high level to low level, and the main transistor 2 is turned on. When in the off state, the current I of the main transistor 2 as shown in FIG.
TR immediately switches to the current flowing in the second resonance capacitor 14, and the current I 0 of the reactor 4 switches to the current flowing in the first resonance capacitor 8. At this time, the first
The resonance capacitor 8 of FIG.
As shown in (E), the voltage V C1 across the first resonance capacitor 8 drops linearly from the voltage E of the DC power supply 1. Along with this, the second resonance capacitor 14 becomes 0V.
18D, the voltage V C2 across the second resonance capacitor 14 rises linearly from 0V as shown in FIG. 18D. As a result, the voltage V TR across the main transistor 2 linearly increases from 0 V as shown in FIG. Therefore, when the main transistor 2 is turned off, zero voltage switching is performed in which the voltage waveform and the current waveform do not overlap each other.

【0052】図18(E)及び(D)に示すように、t1
おいて第1及び第2の共振用コンデンサ8、14の両端
の電圧VC1、VC2がそれぞれ0V及び出力電圧E0にな
ると、主還流用ダイオード3が導通状態になり、第1及
び第2の共振用コンデンサ8、14に流れていた電流が
図18(F)に示すように主還流用ダイオード3に流れる
電流IDに切り替わる。このときの主トランジスタ2の
両端の電圧VTRは図18(C)に示すように出力電圧E0
に等しい。また、主トランジスタ2がオフ状態のとき、
リアクトル4の電流I0は主還流用ダイオード3を通し
て負荷6へ流れている。
As shown in FIGS. 18E and 18D, at t 1 , the voltages V C1 and V C2 across the first and second resonance capacitors 8 and 14 become 0 V and the output voltage E 0 , respectively. Then, the main freewheeling diode 3 becomes conductive, and the current I D flowing in the first and second resonance capacitors 8 and 14 flows in the main freewheeling diode 3 as shown in FIG. 18 (F). Switch to. The voltage V TR across the main transistor 2 at this time is the output voltage E 0 as shown in FIG.
be equivalent to. Also, when the main transistor 2 is off,
The current I 0 of the reactor 4 is flowing to the load 6 through the main return diode 3.

【0053】図18(A)に示すように、t2において制
御回路7から主トランジスタ2のベース端子に付与され
た主制御パルス信号電圧VBが低レベルから高レベルに
なり、主トランジスタ2がオフ状態からオン状態になる
と、図18(C)に示すように主トランジスタ2の両端の
電圧VTRが速やかに0Vまで降下する。これと同時に、
第2の共振用コンデンサ14が放電を開始し、第1及び
第2の共振用コンデンサ8、14と第1の共振用リアク
トル10とが共振して第2の共振用コンデンサ14、共
振電流用ダイオード16、第1の共振用リアクトル1
0、第1の共振用コンデンサ8及び主トランジスタ2の
経路で共振電流が流れる。このため、第1の共振用リア
クトル10に流れる電流ILは図18(G)に示すように
正弦波状に変化する。このとき、第1の共振用コンデン
サ8が余弦波状に充電されて行き、図18(E)に示すよ
うに第1の共振用コンデンサ8の両端の電圧VC1が0V
から余弦波状に上昇して行く。これと共に、第2の共振
用コンデンサ14の両端の電圧VC2が図18(D)に示す
ように電圧Eから余弦波状に降下して行く。これによ
り、主トランジスタ2の電流ITRが図18(B)に示すよ
うに0から正弦波状に増加して行く。したがって、主ト
ランジスタ2のターンオン時において電圧波形と電流波
形の重なりが少ないゼロ電流スイッチングとなる。
As shown in FIG. 18A, at t 2 , the main control pulse signal voltage V B applied from the control circuit 7 to the base terminal of the main transistor 2 changes from low level to high level, and the main transistor 2 is turned on. When the state changes from the off state to the on state, the voltage V TR across the main transistor 2 rapidly drops to 0 V as shown in FIG. At the same time,
The second resonance capacitor 14 starts discharging, and the first and second resonance capacitors 8 and 14 and the first resonance reactor 10 resonate to cause the second resonance capacitor 14 and the resonance current diode. 16, 1st resonance reactor 1
A resonance current flows through the path of 0, the first resonance capacitor 8 and the main transistor 2. Therefore, the current I L flowing through the first resonance reactor 10 changes in a sine wave shape as shown in FIG. At this time, the first resonance capacitor 8 is charged in a cosine wave shape, and the voltage V C1 across the first resonance capacitor 8 is 0 V as shown in FIG. 18 (E).
It goes up like a cosine wave. At the same time, the voltage V C2 across the second resonance capacitor 14 drops from the voltage E in a cosine wave shape as shown in FIG. As a result, the current I TR of the main transistor 2 increases in a sinusoidal manner from 0 as shown in FIG. Therefore, when the main transistor 2 is turned on, zero current switching is achieved in which the voltage waveform and the current waveform do not overlap each other.

【0054】一方、主還流用ダイオード3に流れていた
電流IDは限流用リアクトル21の自己誘導作用により
図18(F)に示すように直線的に減少して行き、t3
おいて0になるとリアクトル4の電流I0が主トランジ
スタ2に流れる電流ITRに切り替わって行く。そして、
4において第1の共振用リアクトル10の電流ILが図
18(G)に示すように0になると、第1及び第2の共振
用コンデンサ8、14の両端の電圧VC1、VC2が図18
(E)及び(D)に示すようにそれぞれ出力電圧E0及び0
Vとなる。このとき、主トランジスタ2の電流ITRは図
18(B)に示すようにリアクトル4の電流I0に等しく
なる。したがって、t4以降は直流電源1からリアクト
ル4及び主トランジスタ2の経路で電流I0が流れる。
On the other hand, the main wheeling diode current I D flowing in the 3 went decreases linearly as shown in FIG. 18 (F) by self-induction action of the current limiting reactor 21, becomes zero at t 3 The current I 0 of the reactor 4 switches to the current I TR flowing through the main transistor 2. And
At t 4 , when the current I L of the first resonance reactor 10 becomes 0 as shown in FIG. 18 (G), the voltages V C1 and V C2 across the first and second resonance capacitors 8 and 14 become FIG.
As shown in (E) and (D), output voltages E 0 and 0, respectively
It becomes V. At this time, the current I TR of the main transistor 2 becomes equal to the current I 0 of the reactor 4 as shown in FIG. 18 (B). Therefore, after t 4 , the current I 0 flows from the DC power supply 1 through the reactor 4 and the main transistor 2.

【0055】上述の通り、図15及び図17に示す実施
形態では主トランジスタ2のターンオフ及びターンオン
時においてゼロ電圧及びゼロ電流スイッチングが達成さ
れるので、図1及び図3に示す実施形態と同様に主トラ
ンジスタ2のスイッチング損失を低減することができ
る。また、主トランジスタ2のターンオン及びターンオ
フ時に発生するスパイク状のサージ電圧及びサージ電流
も第1及び第2の共振用コンデンサ8、14と第1の共
振用リアクトル10との共振作用により吸収されるの
で、図1及び図3に示す実施形態と同様に主トランジス
タ2のオン・オフ動作時におけるサージ電圧、サージ電
流及びノイズを低減できる。更に、図15及び図17に
示す実施形態では補助トランジスタ9を使用しないの
で、図1及び図3に示す実施形態に比較して回路構成を
簡略化できる利点がある。なお、図15及び図17に示
す実施形態の回路において主トランジスタ2のターンオ
ン時における主還流用ダイオード3のリカバリ回復特性
を無視できる場合には、図19及び図20に示すように
限流用リアクトル21を省略することができる。また、
図15及び図17に示す実施形態の回路における限流用
リアクトル21は、主トランジスタ2と直列又は直流電
源1(図15の場合)或いは負荷6(図17の場合)と
直列に接続しても作用及び効果は同じである。
As described above, in the embodiment shown in FIGS. 15 and 17, zero voltage and zero current switching is achieved when the main transistor 2 is turned off and turned on. Therefore, as in the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, The switching loss of the main transistor 2 can be reduced. Further, spike-like surge voltage and surge current generated at the time of turning on and off of the main transistor 2 are also absorbed by the resonance action of the first and second resonance capacitors 8 and 14 and the first resonance reactor 10. As in the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, it is possible to reduce the surge voltage, surge current and noise during the on / off operation of the main transistor 2. Further, since the auxiliary transistor 9 is not used in the embodiments shown in FIGS. 15 and 17, there is an advantage that the circuit configuration can be simplified as compared with the embodiments shown in FIGS. Note that in the circuits of the embodiments shown in FIGS. 15 and 17, when the recovery recovery characteristic of the main freewheeling diode 3 when the main transistor 2 is turned on can be ignored, the current limiting reactor 21 as shown in FIGS. Can be omitted. Also,
The current limiting reactor 21 in the circuit of the embodiment shown in FIG. 15 and FIG. 17 works even if connected to the main transistor 2 in series or the DC power supply 1 (in the case of FIG. 15) or the load 6 (in the case of FIG. 17). And the effect is the same.

【0056】また、図15及び図17に示す実施形態の
回路はそれぞれ図21及び図22に示すように先述の図
11及び図13の実施形態と同様の変更が可能である。
即ち、図21及び図22に示す実施形態の回路は、それ
ぞれ図15及び図17における主還流用ダイオード3及
び第1の共振用コンデンサ8の接続点と第1の補助還流
用ダイオード11及び主トランジスタ2の接続点との間
に第3の補助還流用ダイオード22及び第3の共振用コ
ンデンサ17を直列接続し、第3の補助還流用ダイオー
ド22及び第3の共振用コンデンサ17の接続点と主還
流用ダイオード3及び出力コンデンサ5の接続点との間
に第4の補助還流用ダイオード24を接続したものであ
る。図21及び図22に示す実施形態の回路では、図1
5及び図17に示す限流用リアクトル21が主トランジ
スタ2と直列に接続されている。図21及び図22に示
す回路では、主トランジスタ2のターンオフ及びターン
オン時における第2の共振用コンデンサ14の充電時間
及び放電時間が図15及び図17に示す回路に比較して
長くなるので、主トランジスタ2のターンオフ及びター
ンオン時のゼロ電圧及びゼロ電流スイッチングが図15
及び図17に示す実施形態の場合に比較してより確実に
なり、スイッチング損失を更に低減することができる。
The circuits of the embodiments shown in FIGS. 15 and 17 can be modified in the same manner as the embodiments of FIGS. 11 and 13 described above, as shown in FIGS. 21 and 22, respectively.
That is, in the circuits of the embodiments shown in FIGS. 21 and 22, the connection point of the main freewheeling diode 3 and the first resonance capacitor 8 and the first auxiliary freewheeling diode 11 and the main transistor in FIGS. 15 and 17, respectively. The third auxiliary freewheeling diode 22 and the third resonance capacitor 17 are connected in series between the second auxiliary connection diode 22 and the third resonance capacitor 17 and the main connection point between the third auxiliary freewheeling diode 22 and the third resonance capacitor 17 is connected. A fourth auxiliary return diode 24 is connected between the return diode 3 and the connection point of the output capacitor 5. 21 and 22, the circuit of the embodiment shown in FIG.
5 and the current limiting reactor 21 shown in FIG. 17 are connected in series with the main transistor 2. In the circuits shown in FIGS. 21 and 22, the charging time and the discharging time of the second resonance capacitor 14 when the main transistor 2 is turned off and on are longer than those of the circuits shown in FIGS. The zero voltage and zero current switching at turn-off and turn-on of the transistor 2 is shown in FIG.
Further, compared to the case of the embodiment shown in FIG. 17, it becomes more reliable and the switching loss can be further reduced.

【0057】更に、本発明の実施態様は前記の実施形態
に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、上記
の各実施形態では主スイッチング素子及び補助スイッチ
ング素子として接合型バイポーラトランジスタを使用し
た例を示したが、MOS-FET(MOS型電界効果ト
ランジスタ)、J-FET(接合型電界効果トランジス
タ)、SCR(逆阻止3端子サイリスタ)等の他のスイ
ッチング素子を使用してもよい。特に、MOS-FET
を使用する場合にはMOS-FETと一体に形成された
内蔵ダイオードを使用できるので、図1、図3、図5〜
図11及び図13に示す実施形態における循環電流用ダ
イオード13を省略することが可能である。また、主ス
イッチング素子及び補助スイッチング素子は同種の組合
せに限定されない。
Furthermore, the embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in each of the above-described embodiments, an example in which the junction type bipolar transistor is used as the main switching element and the auxiliary switching element has been shown. , Other switching elements such as SCR (reverse blocking three-terminal thyristor) may be used. Especially, MOS-FET
When using a built-in diode that is formed integrally with the MOS-FET, it is possible to use
The circulating current diode 13 in the embodiments shown in FIGS. 11 and 13 can be omitted. The main switching element and the auxiliary switching element are not limited to the same kind of combination.

【0058】ところで、上記の各実施形態における直流
電源1は、実際には図23及び図24に示すように単相
又は三相の商用交流電源25、26と、単相又は三相の
商用交流電源25、26の単相又は三相の交流電圧を直
流電圧に変換する整流回路としての単相又は三相の整流
ブリッジ回路27、28で構成される場合が多い(勿
論、直流電源1として乾電池やバッテリ等も使用可能で
あることは云うまでもない)。例えば図23に示す実施
形態の回路は、図3、図6、図8、図10又は図13に
示す昇圧チョッパ型DC−DCコンバータA若しくは図
17、図20又は図22に示す昇圧チョッパ型DC−D
CコンバータBにおける直流電源1を単相商用交流電源
25及び単相整流ブリッジ回路27で構成し、昇圧チョ
ッパ型DC−DCコンバータA若しくはB内のリアクト
ル4を単相整流ブリッジ回路27の交流入力側に接続し
たものである。勿論、昇圧チョッパ型DC−DCコンバ
ータA若しくはB内のリアクトル4の接続位置を変えず
に直流電源1を単相商用交流電源25及び単相整流ブリ
ッジ回路27で構成することも可能である。また、図2
4に示す実施形態の回路は、図3、図6、図8、図10
又は図13に示す昇圧チョッパ型DC−DCコンバータ
A若しくは図17、図20又は図22に示す昇圧チョッ
パ型DC−DCコンバータBにおける直流電源1を三相
商用交流電源26及び三相整流ブリッジ回路28で構成
し、昇圧チョッパ型DC−DCコンバータA若しくはB
内のリアクトル4の代わりに三相整流ブリッジ回路28
の交流入力側の各相にリアクトル4a、4b、4cをそれ
ぞれ接続したものである。勿論、この場合も昇圧チョッ
パ型DC−DCコンバータA若しくはB内のリアクトル
4の接続位置を変えずに直流電源1を三相商用交流電源
26及び三相整流ブリッジ回路28で構成することが可
能である。なお、図1、図5、図7、図9、図11、図
15、図19又は図21に示す降圧チョッパ型DC−D
Cコンバータの場合についても、直流電源1を単相又は
三相の商用交流電源25、26及び単相又は三相の整流
ブリッジ回路27、28で構成することが可能である。
また、整流回路は図23及び図24に示す単相又は三相
の整流ブリッジ回路27、28に限定されず、必要に応
じて単相又は三相の半波整流回路、全波整流回路又は倍
電圧整流回路等の他の整流回路も使用可能である。
By the way, the DC power supply 1 in each of the above-described embodiments is actually a single-phase or three-phase commercial AC power supply 25, 26 and a single-phase or three-phase commercial AC as shown in FIGS. Often composed of single-phase or three-phase rectifier bridge circuits 27, 28 as a rectifier circuit for converting single-phase or three-phase AC voltage of the power supplies 25, 26 into DC voltage (of course, the DC power supply 1 is a dry battery). It goes without saying that batteries and batteries can also be used). For example, the circuit of the embodiment shown in FIG. 23 is the step-up chopper type DC-DC converter A shown in FIG. 3, FIG. 6, FIG. 8, FIG. 10 or FIG. 13 or the step-up chopper type DC shown in FIG. -D
The DC power supply 1 in the C converter B is composed of a single-phase commercial AC power supply 25 and a single-phase rectification bridge circuit 27, and the reactor 4 in the step-up chopper type DC-DC converter A or B is connected to the AC input side of the single-phase rectification bridge circuit 27. Connected to. Of course, it is also possible to configure the DC power supply 1 with the single-phase commercial AC power supply 25 and the single-phase rectification bridge circuit 27 without changing the connection position of the reactor 4 in the step-up chopper type DC-DC converter A or B. Also, FIG.
4, the circuit of the embodiment shown in FIG.
Alternatively, the DC power supply 1 in the step-up chopper type DC-DC converter A shown in FIG. 13 or the step-up chopper type DC-DC converter B shown in FIG. 17, FIG. 20 or FIG. And a step-up chopper type DC-DC converter A or B
Instead of the reactor 4 in the three-phase rectification bridge circuit 28
The reactors 4a, 4b and 4c are connected to the respective phases on the AC input side of the. Of course, also in this case, the DC power supply 1 can be configured by the three-phase commercial AC power supply 26 and the three-phase rectification bridge circuit 28 without changing the connection position of the reactor 4 in the step-up chopper type DC-DC converter A or B. is there. The step-down chopper type DC-D shown in FIG. 1, FIG. 5, FIG. 7, FIG. 9, FIG. 11, FIG. 15, FIG. 19 or FIG.
Also in the case of the C converter, the DC power supply 1 can be configured by the single-phase or three-phase commercial AC power supplies 25, 26 and the single-phase or three-phase rectifying bridge circuits 27, 28.
The rectifier circuit is not limited to the single-phase or three-phase rectifier bridge circuits 27 and 28 shown in FIGS. 23 and 24, and may be a single-phase or three-phase half-wave rectifier circuit, a full-wave rectifier circuit or a double-wave rectifier circuit as needed. Other rectifier circuits such as voltage rectifier circuits can also be used.

【0059】また、図25に示す実施形態の回路は、図
17、図20又は図22に示す昇圧チョッパ型DC−D
CコンバータBにおける直流電源1を、三相商用交流電
源26と、交流−直流変換用スイッチング素子としての
6個の交流−直流変換用トランジスタ29〜34及び各
トランジスタ29〜34の各々に並列接続された6個の
循環電流用ダイオード35〜40を有しかつ各トランジ
スタ29〜34をオン・オフ制御することにより三相商
用交流電源26の三相交流電圧を直流電圧に変換する三
相交流−直流コンバータ回路41で構成し、昇圧チョッ
パ型DC−DCコンバータB内のリアクトル4の代わり
に三相交流−直流コンバータ回路41の交流入力側の各
相にリアクトル4a、4b、4cを接続し、三相交流−直
流コンバータ回路41の直流出力側の一対のライン間に
電源部共振用コンデンサ42を接続したものである。な
お、6個の交流−直流変換用トランジスタ29〜34と
してMOS-FETを使用した場合にはそれと一体に形
成された内蔵ダイオードを使用できるので、6個の循環
電流用ダイオード35〜40の接続を省略できる。ま
た、単相交流入力の場合には三相交流−直流コンバータ
回路41の代わりに4個の交流−直流変換用トランジス
タ及びそれらに並列接続された4個の循環電流用ダイオ
ードを有する同様の構成の単相交流−直流コンバータ回
路を使用すればよいことは容易に理解できよう。
The circuit of the embodiment shown in FIG. 25 is the step-up chopper type DC-D shown in FIG. 17, 20 or 22.
The DC power supply 1 in the C converter B is connected in parallel to the three-phase commercial AC power supply 26, and each of the six AC-DC conversion transistors 29 to 34 and each of the transistors 29 to 34 as AC-DC conversion switching elements. Three-phase AC-DC for converting the three-phase AC voltage of the three-phase commercial AC power supply 26 into a DC voltage by having six circulating current diodes 35-40 and controlling each of the transistors 29-34 on / off. A converter circuit 41 is used, and instead of the reactor 4 in the step-up chopper type DC-DC converter B, the reactors 4a, 4b, 4c are connected to the respective phases on the AC input side of the three-phase AC-DC converter circuit 41, and three-phase A power source resonance capacitor 42 is connected between a pair of lines on the DC output side of the AC-DC converter circuit 41. When MOS-FETs are used as the six AC-DC converting transistors 29 to 34, a built-in diode integrally formed therewith can be used. Therefore, the six circulating current diodes 35 to 40 should be connected. It can be omitted. Further, in the case of a single-phase AC input, instead of the three-phase AC-DC converter circuit 41, four AC-DC conversion transistors and four circulating current diodes connected in parallel with the same configuration are used. It will be easily understood that a single-phase AC-DC converter circuit may be used.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によれば、スイッチング素子のゼ
ロ電圧又はゼロ電流スイッチングを容易に達成できるの
で、スイッチング素子の電圧波形と電流波形との重複部
分を少なくしてチョッパ型DC−DCコンバータのスイ
ッチング素子のオン・オフ動作時の電力損失、即ちスイ
ッチング損失を低減することができる。また、共振用リ
アクトルと共振用コンデンサとの共振作用により、チョ
ッパ型DC−DCコンバータのスイッチング素子のスイ
ッチング動作時におけるサージ電圧、サージ電流及びノ
イズを低減することができる。また、第1の共振用コン
デンサの充電電圧が最大値に達しかつ第3の共振用コン
デンサの電圧が0Vになるまで放電したとき以降に補助
スイッチング素子をオン状態からオフ状態にするので、
補助スイッチング素子をオフ状態にする時刻を明確に設
定できる。更に、エネルギ帰還用整流素子を追加接続し
た場合は、第3の共振用コンデンサの充電電圧の最大値
が電源電圧(降圧コンバータの場合)又は出力電圧(昇
圧コンバータの場合)より高くなることを防止して、チ
ョッパ型DC−DCコンバータの電力損失をより低減す
ることが可能である。また、逆充電防止用整流素子を第
3の共振用コンデンサ又は補助スイッチング素子と並列
に接続した場合は、第3の共振用コンデンサが逆極性で
充電されることを防止して、チョッパ型DC−DCコン
バータの電力損失をより低減することが可能である。ま
た、補助スイッチング素子及び第1の共振用リアクトル
と直列に放電防止用整流素子を接続した場合は、補助ス
イッチング素子の寄生コンデンサの放電による電力損失
を削減して、チョッパ型DC−DCコンバータの電力損
失をより低減することが可能である。また、第3、第4
の補助還流用整流素子及び第4の共振用コンデンサを追
加接続した場合は、補助スイッチング素子のターンオフ
時における第3の共振用コンデンサの充電時間が長くな
り、補助スイッチング素子のターンオフ時のゼロ電圧ス
イッチングがより確実になるので、スイッチング損失を
更に低減してチョッパ型DC−DCコンバータの電力損
失をより低減することが可能である。また、補助スイッ
チング素子を使用しない方式においては、簡素な回路構
成でスイッチング素子のオン・オフ動作時のスイッチン
グ損失及びサージ電圧、サージ電流及びノイズを低減す
ることができるので、部品点数を削減して製造コストを
削減できると共にチョッパ型DC−DCコンバータの電
力損失をより低減することが可能である。
According to the present invention, since zero voltage or zero current switching of the switching element can be easily achieved, the overlapping portion of the voltage waveform and the current waveform of the switching element can be reduced to reduce the chopper type DC-DC converter. It is possible to reduce power loss at the time of on / off operation of the switching element, that is, switching loss. Further, due to the resonance action of the resonance reactor and the resonance capacitor, surge voltage, surge current and noise during the switching operation of the switching element of the chopper type DC-DC converter can be reduced. Further, since the auxiliary switching element is changed from the ON state to the OFF state after the charging voltage of the first resonance capacitor reaches the maximum value and the voltage of the third resonance capacitor is discharged to 0V,
The time when the auxiliary switching element is turned off can be clearly set. Further, when the energy feedback rectifying element is additionally connected, the maximum value of the charging voltage of the third resonance capacitor is prevented from becoming higher than the power supply voltage (in case of step-down converter) or the output voltage (in case of step-up converter). Then, the power loss of the chopper type DC-DC converter can be further reduced. Further, when the reverse charge prevention rectifying element is connected in parallel with the third resonance capacitor or the auxiliary switching element, the third resonance capacitor is prevented from being charged with the reverse polarity, and the chopper type DC- It is possible to further reduce the power loss of the DC converter. Further, when the discharge prevention rectifying element is connected in series with the auxiliary switching element and the first resonance reactor, the power loss due to the discharge of the parasitic capacitor of the auxiliary switching element is reduced, and the power of the chopper type DC-DC converter is reduced. It is possible to further reduce the loss. Also, the third and fourth
If the auxiliary reflux rectifying element and the fourth resonance capacitor are additionally connected, the charging time of the third resonance capacitor when the auxiliary switching element is turned off becomes longer, and zero voltage switching is performed when the auxiliary switching element is turned off. Is more reliable, it is possible to further reduce the switching loss and further reduce the power loss of the chopper type DC-DC converter. In addition, in the method that does not use the auxiliary switching element, it is possible to reduce switching loss, surge voltage, surge current, and noise during on / off operation of the switching element with a simple circuit configuration, thus reducing the number of parts. It is possible to reduce the manufacturing cost and further reduce the power loss of the chopper type DC-DC converter.

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

【図1】 本発明による降圧チョッパ型DC−DCコン
バータの一実施形態を示す電気回路図
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of a step-down chopper type DC-DC converter according to the present invention.

【図2】 図1の回路の各部の電圧及び電流を示す波形
FIG. 2 is a waveform diagram showing the voltage and current of each part of the circuit of FIG.

【図3】 本発明による昇圧チョッパ型DC−DCコン
バータの一実施形態を示す電気回路図
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing an embodiment of a step-up chopper type DC-DC converter according to the present invention.

【図4】 図3の回路の各部の電圧及び電流を示す波形
FIG. 4 is a waveform diagram showing the voltage and current of each part of the circuit of FIG.

【図5】 図1の回路における第1の変更実施形態を示
す電気回路図
5 is an electrical circuit diagram showing a first modified embodiment of the circuit of FIG.

【図6】 図3の回路における第1の変更実施形態を示
す電気回路図
FIG. 6 is an electrical circuit diagram showing a first modified embodiment of the circuit of FIG.

【図7】 図1の回路における第2の変更実施形態を示
す電気回路図
7 is an electrical circuit diagram showing a second modified embodiment of the circuit of FIG.

【図8】 図3の回路における第2の変更実施形態を示
す電気回路図
8 is an electrical circuit diagram showing a second modified embodiment of the circuit of FIG.

【図9】 図1の回路における第3の変更実施形態を示
す電気回路図
FIG. 9 is an electrical circuit diagram showing a third modified embodiment of the circuit of FIG.

【図10】 図3の回路における第3の変更実施形態を
示す電気回路図
10 is an electrical circuit diagram showing a third modified embodiment of the circuit of FIG.

【図11】 図1の回路における第4の変更実施形態を
示す電気回路図
FIG. 11 is an electrical circuit diagram showing a fourth modified embodiment of the circuit of FIG.

【図12】 図11の回路の各部の電圧を示す波形図FIG. 12 is a waveform diagram showing the voltage of each part of the circuit of FIG.

【図13】 図3の回路における第4の変更実施形態を
示す電気回路図
13 is an electric circuit diagram showing a fourth modified embodiment of the circuit of FIG.

【図14】 図13の回路の各部の電圧を示す波形図FIG. 14 is a waveform diagram showing the voltage of each part of the circuit of FIG.

【図15】 図1の回路における第5の変更実施形態を
示す電気回路図
FIG. 15 is an electric circuit diagram showing a fifth modified embodiment of the circuit of FIG.

【図16】 図15の回路の各部の電圧及び電流を示す
波形図
16 is a waveform diagram showing the voltage and current of each part of the circuit of FIG.

【図17】 図3の回路における第5の変更実施形態を
示す電気回路図
17 is an electrical circuit diagram showing a fifth modified embodiment of the circuit of FIG.

【図18】 図17の回路の各部の電圧及び電流を示す
波形図
FIG. 18 is a waveform diagram showing the voltage and current of each part of the circuit of FIG.

【図19】 図15の第1の変更実施形態を示す電気回
路図
FIG. 19 is an electric circuit diagram showing a first modified embodiment of FIG.

【図20】 図17の第1の変更実施形態を示す電気回
路図
FIG. 20 is an electric circuit diagram showing a first modified embodiment of FIG.

【図21】 図15の第2の変更実施形態を示す電気回
路図
FIG. 21 is an electric circuit diagram showing a second modified embodiment of FIG.

【図22】 図17の第2の変更実施形態を示す電気回
路図
FIG. 22 is an electric circuit diagram showing a second modified embodiment of FIG.

【図23】 本発明のチョッパ型DC−DCコンバータ
を単相整流ブリッジ回路に接続した実施形態を示す電気
回路図
FIG. 23 is an electric circuit diagram showing an embodiment in which the chopper type DC-DC converter of the present invention is connected to a single-phase rectification bridge circuit.

【図24】 本発明のチョッパ型DC−DCコンバータ
を三相整流ブリッジ回路に接続した実施形態を示す電気
回路図
FIG. 24 is an electric circuit diagram showing an embodiment in which the chopper type DC-DC converter of the present invention is connected to a three-phase rectification bridge circuit.

【図25】 本発明のチョッパ型DC−DCコンバータ
を三相交流−直流コンバータ回路に接続した実施形態を
示す電気回路図
FIG. 25 is an electric circuit diagram showing an embodiment in which the chopper type DC-DC converter of the present invention is connected to a three-phase AC-DC converter circuit.

【図26】 従来の降圧チョッパ型DC−DCコンバー
タを示す電気回路図
FIG. 26 is an electric circuit diagram showing a conventional step-down chopper type DC-DC converter.

【図27】 従来の昇圧チョッパ型DC−DCコンバー
タを示す電気回路図
FIG. 27 is an electric circuit diagram showing a conventional step-up chopper type DC-DC converter.

【図28】 図26及び図27の回路のスイッチング電
圧波形とスイッチング電流波形との重複部分を示す波形
FIG. 28 is a waveform diagram showing an overlapping portion of the switching voltage waveform and the switching current waveform of the circuits of FIGS. 26 and 27.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...直流電源、2...主トランジスタ(主スイッ
チング素子)、3...主還流用ダイオード(主還流用
整流素子)、4...リアクトル、5...出力コンデ
ンサ、6...負荷、7...制御回路、8,14,1
7,23...第1〜第4の共振用コンデンサ、
9...補助トランジスタ(補助スイッチング素子)、
10,15...第1,第2の共振用リアクトル、1
1,12,22,24...第1〜第4の補助還流用ダ
イオード(第1〜第4の補助還流用整流素子)、13,
35〜40...循環電流用ダイオード(循環電流用整
流素子)、16...共振電流用ダイオード(共振電流
用整流素子)、18...エネルギ帰還用ダイオード
(エネルギ帰還用整流素子)、19...逆充電防止用
ダイオード(逆充電防止用整流素子)、20...放電
防止用ダイオード(放電防止用整流素子)、21...
限流用リアクトル、25...単相商用交流電源(交流
電源)、26...三相商用交流電源(交流電源)、2
7...単相整流ブリッジ回路(整流回路)、2
8...三相整流ブリッジ回路(整流回路)、29〜3
4...交流−直流変換用トランジスタ(交流−直流変
換用スイッチング素子)、41...三相交流−直流コ
ンバータ回路(交流−直流コンバータ回路)、4
2...電源部共振用コンデンサ、A,B...昇圧チ
ョッパ型DC−DCコンバータ
1. . . DC power supply, 2. . . Main transistor (main switching element), 3. . . Main freewheeling diode (main freewheeling rectifying element), 4. . . Reactor, 5. . . Output capacitor, 6. . . Load, 7. . . Control circuit, 8, 14, 1
7, 23. . . First to fourth resonance capacitors,
9. . . Auxiliary transistor (auxiliary switching element),
10,15. . . First and second resonance reactors, 1
1, 12, 22, 24. . . First to fourth auxiliary return diodes (first to fourth auxiliary return rectifying elements), 13,
35-40. . . Circulating current diode (circulating current rectifying element), 16. . . Resonant current diode (resonant current rectifying element), 18. . . Energy feedback diode (energy feedback rectifier), 19. . . Reverse charge prevention diode (reverse charge prevention rectifier), 20. . . Discharge prevention diode (discharge prevention rectifying element), 21. . .
Current limiting reactor, 25. . . Single-phase commercial AC power supply (AC power supply), 26. . . Three-phase commercial AC power supply (AC power supply), 2
7. . . Single-phase rectifier bridge circuit (rectifier circuit), 2
8. . . Three-phase rectifier bridge circuit (rectifier circuit), 29 to 3
4. . . AC-DC conversion transistor (AC-DC conversion switching element), 41. . . Three-phase AC-DC converter circuit (AC-DC converter circuit), 4
2. . . Power source resonance capacitor, A, B. . . Step-up chopper type DC-DC converter

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源と負荷との間に主スイッチング
素子及びリアクトル及び主還流用整流素子がT形に接続
され、前記負荷と並列に出力コンデンサが接続され、該
出力コンデンサの一端に前記主還流用整流素子の一端が
接続され、 前記主スイッチング素子をオン・オフ制御することによ
り、前記直流電源の電圧とは異なる電圧の直流出力を前
記負荷に供給するチョッパ型DC−DCコンバータにお
いて、 前記主スイッチング素子と並列に補助スイッチング素子
及び第1の共振用リアクトルの直列回路が接続され、該
直列回路の接続点に第1の補助還流用整流素子が接続さ
れ、前記第1の共振用リアクトル及び前記主スイッチン
グ素子の接続点に第1の共振用コンデンサが接続され、
該第1の共振用コンデンサと前記第1の補助還流用整流
素子との間に第2の共振用リアクトル及び共振電流用整
流素子が直列に接続され、前記第1の共振用コンデンサ
及び前記第2の共振用リアクトルの接続点と前記主還流
用整流素子及び前記出力コンデンサの接続点との間に第
2の補助還流用整流素子が接続され、前記主スイッチン
グ素子と一体に形成された整流素子又は独立の整流素子
から成る循環電流用整流素子が前記主スイッチング素子
と並列に接続され、前記循環電流用整流素子と並列に第
2の共振用コンデンサが接続され、前記第1の補助還流
用整流素子及び前記共振電流用整流素子の接続点と前記
主スイッチング素子及び前記補助スイッチング素子の接
続点との間に第3の共振用コンデンサが接続され、 前記主スイッチング素子をオフ状態からオン状態にする
前に、前記補助スイッチング素子をオフ状態からオン状
態にし、 前記補助スイッチング素子のオン期間中に、前記第1の
共振用コンデンサの充電電圧が最大値に達しかつ前記第
3の共振用コンデンサの電圧が0Vになるまで放電した
とき以降に前記補助スイッチング素子をオン状態からオ
フ状態にすることを特徴とするチョッパ型DC−DCコ
ンバータ。
1. A main switching element, a reactor and a main return rectifying element are connected in a T-shape between a DC power supply and a load, an output capacitor is connected in parallel with the load, and the main capacitor is connected to one end of the output capacitor. In a chopper type DC-DC converter, which is connected to one end of a reflux rectifying element and which controls the main switching element to be turned on / off to supply a DC output of a voltage different from the voltage of the DC power source to the load, A series circuit of an auxiliary switching element and a first resonance reactor is connected in parallel with the main switching element, a first auxiliary return rectifying element is connected to a connection point of the series circuit, and the first resonance reactor and the first resonance reactor are connected. A first resonance capacitor is connected to a connection point of the main switching element,
A second resonance reactor and a resonance current rectification element are connected in series between the first resonance capacitor and the first auxiliary return rectification element, and the first resonance capacitor and the second resonance capacitor are connected in series. A second auxiliary return rectifier element is connected between a connection point of the resonance reactor and a connection point of the main return rectifier element and the output capacitor, and a rectifier element formed integrally with the main switching element or A circulating current rectifying element composed of an independent rectifying element is connected in parallel with the main switching element, a second resonance capacitor is connected in parallel with the circulating current rectifying element, and the first auxiliary return rectifying element is connected. And a third resonance capacitor connected between a connection point of the rectifying element for resonance current and a connection point of the main switching element and the auxiliary switching element, and the main switching element. Before switching the child from the OFF state to the ON state, the auxiliary switching element is changed from the OFF state to the ON state, and during the ON period of the auxiliary switching element, the charging voltage of the first resonance capacitor reaches the maximum value and A chopper type DC-DC converter, characterized in that the auxiliary switching element is switched from an on state to an off state after the voltage of the third resonance capacitor is discharged to 0V.
【請求項2】 前記第1の共振用リアクトル及び前記第
1の補助還流用整流素子の接続点と前記主還流用整流素
子及び前記出力コンデンサの接続点との間にエネルギ帰
還用整流素子を接続した「請求項1」に記載のチョッパ
型DC−DCコンバータ。
2. An energy feedback rectifying element is connected between a connection point of the first resonance reactor and the first auxiliary return rectifying element and a connection point of the main return rectifying element and the output capacitor. The chopper type DC-DC converter according to claim 1.
【請求項3】 前記第3の共振用コンデンサ及び前記第
1の補助還流用整流素子の接続点と前記主還流用整流素
子及び前記出力コンデンサの接続点との間にエネルギ帰
還用整流素子を接続した「請求項1」に記載のチョッパ
型DC−DCコンバータ。
3. An energy feedback rectifying element is connected between a connection point of the third resonance capacitor and the first auxiliary return rectifying element and a connection point of the main return rectifying element and the output capacitor. The chopper type DC-DC converter according to claim 1.
【請求項4】 前記第2の共振用リアクトル及び前記共
振電流用整流素子の接続点と前記主還流用整流素子及び
前記出力コンデンサの接続点との間にエネルギ帰還用整
流素子を接続した「請求項1」に記載のチョッパ型DC
−DCコンバータ。
4. An energy feedback rectifying element is connected between a connection point of the second resonance reactor and the resonance current rectifying element and a connection point of the main return rectifying element and the output capacitor. Item 1 "chopper type DC
-DC converter.
【請求項5】 前記第3の共振用コンデンサと並列に逆
充電防止用整流素子を接続した「請求項1」に記載のチ
ョッパ型DC−DCコンバータ。
5. The chopper type DC-DC converter according to claim 1, wherein a reverse charge preventing rectifying element is connected in parallel with the third resonance capacitor.
【請求項6】 前記補助スイッチング素子と並列に逆充
電防止用整流素子を接続した「請求項1」に記載のチョ
ッパ型DC−DCコンバータ。
6. The chopper type DC-DC converter according to claim 1, wherein a reverse charge prevention rectifying element is connected in parallel with the auxiliary switching element.
【請求項7】 前記補助スイッチング素子及び前記第1
の共振用リアクトルと直列に放電防止用整流素子を接続
した「請求項1」に記載のチョッパ型DC−DCコンバ
ータ。
7. The auxiliary switching element and the first
2. The chopper type DC-DC converter according to claim 1, wherein a discharge preventing rectifying element is connected in series with the resonance reactor of FIG.
【請求項8】 前記第1の共振用リアクトル及び前記第
1の共振用コンデンサの接続点と前記第1の補助還流用
整流素子及び前記第1の共振用リアクトルの接続点との
間に第3の補助還流用整流素子及び第4の共振用コンデ
ンサを直列接続し、前記第3の補助還流用整流素子及び
前記第4の共振用コンデンサの接続点と前記主還流用整
流素子及び前記出力コンデンサの接続点との間に第4の
補助還流用整流素子を接続した「請求項1」に記載のチ
ョッパ型DC−DCコンバータ。
8. A third point between a connection point of the first resonance reactor and the first resonance capacitor and a connection point of the first auxiliary return rectifying element and the first resonance reactor. Of the auxiliary reflux rectifier element and the fourth resonance capacitor are connected in series, and the connection point of the third auxiliary reflux rectifier element and the fourth resonance capacitor and the main reflux rectifier element and the output capacitor The chopper type DC-DC converter according to claim 1, wherein a fourth auxiliary return rectifying element is connected to the connection point.
【請求項9】 前記主スイッチング素子の一方の主端子
が前記直流電源の一端に接続され、前記主還流用整流素
子が前記主スイッチング素子の他方の主端子と前記直流
電源の他端との間に接続され、前記リアクトルが前記主
スイッチング素子及び前記主還流用整流素子の接続点と
前記負荷との間に接続され、 前記主スイッチング素子をオン・オフ制御することによ
り、前記直流電源の電圧よりも低い電圧の直流出力が前
記負荷に供給される「請求項1」〜「請求項8」のいず
れかに記載のチョッパ型DC−DCコンバータ。
9. One of the main terminals of the main switching element is connected to one end of the DC power supply, and the main return rectifying element is between the other main terminal of the main switching element and the other end of the DC power supply. Is connected between the load and the connection point of the main switching element and the main return rectifying element, by controlling the main switching element on and off, from the voltage of the DC power supply. The chopper type DC-DC converter according to any one of "claim 1" to "claim 8", in which a direct current output having a low voltage is supplied to the load.
【請求項10】 前記直流電源は、交流電源と、該交流
電源の交流電圧を直流電圧に変換する整流回路とから構
成される「請求項9」に記載のチョッパ型DC−DCコ
ンバータ。
10. The chopper type DC-DC converter according to claim 9, wherein the DC power supply includes an AC power supply and a rectifier circuit that converts an AC voltage of the AC power supply into a DC voltage.
【請求項11】 前記リアクトルが前記直流電源の一方
のラインに接続され、前記主スイッチング素子の一方の
主端子が少なくとも前記リアクトルを介して接続され、
前記主スイッチング素子の他方の主端子が前記直流電源
の他方のラインに接続され、前記主還流用整流素子が前
記主スイッチング素子の一方の主端子と前記負荷との間
に接続され、 前記主スイッチング素子をオン・オフ制御することによ
り、前記直流電源の電圧よりも高い電圧の直流出力が前
記負荷に供給される「請求項1」〜「請求項8」のいず
れかに記載のチョッパ型DC−DCコンバータ。
11. The reactor is connected to one line of the DC power supply, and one main terminal of the main switching element is connected through at least the reactor,
The other main terminal of the main switching element is connected to the other line of the DC power supply, the main return rectifying element is connected between one main terminal of the main switching element and the load, the main switching The chopper type DC- according to any one of claims 1 to 8 in which a DC output having a voltage higher than a voltage of the DC power supply is supplied to the load by controlling ON / OFF of the element. DC converter.
【請求項12】 前記直流電源は、交流電源と、該交流
電源の交流電圧を直流電圧に変換する整流回路とから構
成され、前記整流回路の交流入力側又は直流出力側に前
記リアクトルが接続される「請求項11」に記載のチョ
ッパ型DC−DCコンバータ。
12. The DC power supply includes an AC power supply and a rectifier circuit that converts an AC voltage of the AC power supply into a DC voltage, and the reactor is connected to an AC input side or a DC output side of the rectifier circuit. The chopper type DC-DC converter according to claim 11.
【請求項13】 直流電源と負荷との間に主スイッチン
グ素子及びリアクトル及び主還流用整流素子がT形に接
続され、前記負荷と並列に出力コンデンサが接続され、
該出力コンデンサの一端に前記主還流用整流素子の一端
が接続され、 前記主スイッチング素子をオン・オフ制御することによ
り、前記直流電源の電圧とは異なる電圧の直流出力を前
記負荷に供給するチョッパ型DC−DCコンバータにお
いて、 前記主スイッチング素子及び前記主還流用整流素子の接
続点に第1の共振用コンデンサが接続され、該第1の共
振用コンデンサ及び前記主スイッチング素子の接続点に
第1の補助還流用整流素子が接続され、前記第1の共振
用コンデンサと前記第1の補助還流用整流素子との間に
共振用リアクトル及び共振電流用整流素子が直列に接続
され、前記第1の共振用コンデンサ及び前記共振用リア
クトルの接続点と前記主還流用整流素子及び前記出力コ
ンデンサの接続点との間に第2の補助還流用整流素子が
接続され、前記第1の補助還流用整流素子及び前記共振
電流用整流素子の接続点と前記主スイッチング素子及び
前記直流電源の接続点との間に第2の共振用コンデンサ
が接続され、 前記主スイッチング素子がオフ状態となったときに前記
第1の共振用コンデンサが放電されると共に前記第2の
共振用コンデンサが徐々に充電されて行き、前記主スイ
ッチング素子がオン状態となったときに前記第2の共振
用コンデンサが放電されると共に前記第1及び第2の共
振用コンデンサと前記共振用リアクトルとが共振して前
記主スイッチング素子に共振電流が流れることを特徴と
するチョッパ型DC−DCコンバータ。
13. A main switching element, a reactor and a main return rectifying element are connected in a T shape between a DC power source and a load, and an output capacitor is connected in parallel with the load,
One end of the main return rectifying element is connected to one end of the output capacitor, and a chopper for supplying a DC output of a voltage different from the voltage of the DC power supply to the load by controlling ON / OFF of the main switching element. In a DC-DC converter of the type, a first resonance capacitor is connected to a connection point of the main switching element and the main return rectifying element, and a first resonance capacitor is connected to a connection point of the first resonance capacitor and the main switching element. The auxiliary reflux rectifying element is connected, and the resonance reactor and the resonance current rectifying element are connected in series between the first resonance capacitor and the first auxiliary reflux rectifying element. A second auxiliary return rectifier element between a connection point of the resonance capacitor and the resonance reactor and a connection point of the main return rectifier element and the output capacitor. A second resonance capacitor is connected between a connection point of the first auxiliary return rectification element and the resonance current rectification element and a connection point of the main switching element and the DC power supply, When the main switching element is turned off, the first resonance capacitor is discharged and the second resonance capacitor is gradually charged, and when the main switching element is turned on. A chopper type DC-characterized in that the second resonance capacitor is discharged and the first and second resonance capacitors resonate with the resonance reactor to cause a resonance current to flow in the main switching element. DC converter.
【請求項14】 前記主還流用整流素子又は前記主スイ
ッチング素子と直列に限流用リアクトルを接続した「請
求項13」に記載のチョッパ型DC−DCコンバータ。
14. The chopper type DC-DC converter according to claim 13, wherein a current limiting reactor is connected in series with the main return rectifying element or the main switching element.
【請求項15】 前記主還流用整流素子及び前記第1の
共振用コンデンサの接続点と前記第1の補助還流用整流
素子及び前記主スイッチング素子の接続点との間に第3
の補助還流用整流素子及び第3の共振用コンデンサを直
列接続し、前記第3の補助還流用整流素子及び前記第3
の共振用コンデンサの接続点と前記主還流用整流素子及
び前記出力コンデンサの接続点との間に第4の補助還流
用整流素子を接続した「請求項13」又は「請求項1
4」に記載のチョッパ型DC−DCコンバータ。
15. A third point is provided between a connection point of the main return rectifying element and the first resonance capacitor and a connection point of the first auxiliary return rectifying element and the main switching element.
And a third resonance capacitor are connected in series, and the third auxiliary circulation rectification element and the third resonance condenser are connected in series.
"Claim 13" or "Claim 1", wherein a fourth auxiliary return rectifier element is connected between the connection point of the resonance capacitor of and the connection point of the main return rectifier element and the output capacitor.
4) The chopper type DC-DC converter described in 4 above.
【請求項16】 前記主スイッチング素子の一方の主端
子が前記直流電源の一端に接続され、前記主還流用整流
素子が前記主スイッチング素子の他方の主端子と前記直
流電源の他端との間に接続され、前記リアクトルが前記
主スイッチング素子及び前記主還流用整流素子の接続点
と前記負荷との間に接続され、 前記主スイッチング素子をオン・オフ制御することによ
り、前記直流電源の電圧よりも低い電圧の直流出力が前
記負荷に供給される「請求項13」〜「請求項15」の
いずれかに記載のチョッパ型DC−DCコンバータ。
16. One main terminal of the main switching element is connected to one end of the DC power supply, and the main return rectifying element is between the other main terminal of the main switching element and the other end of the DC power supply. Is connected between the load and the connection point of the main switching element and the main return rectifying element, by controlling the main switching element on and off, from the voltage of the DC power supply. The chopper type DC-DC converter according to any one of "claim 13" to "claim 15", wherein a direct current output of a low voltage is supplied to the load.
【請求項17】 前記直流電源は、交流電源と、前記交
流電源の交流電圧を直流電圧に変換する整流回路とから
構成される「請求項16」に記載のチョッパ型DC−D
Cコンバータ。
17. The chopper type DC-D according to claim 16, wherein the DC power supply includes an AC power supply and a rectifier circuit that converts an AC voltage of the AC power supply into a DC voltage.
C converter.
【請求項18】 前記リアクトルが前記直流電源の一方
のラインに接続され、前記主スイッチング素子の一方の
主端子が少なくとも前記リアクトルを介して接続され、
前記主スイッチング素子の他方の主端子が前記直流電源
の他方のラインに接続され、前記主還流用整流素子が前
記主スイッチング素子の一方の主端子と前記負荷との間
に接続され、 前記主スイッチング素子をオン・オフ制御することによ
り、前記直流電源の電圧よりも高い電圧の直流出力が前
記負荷に供給される「請求項13」〜「請求項15」の
いずれかに記載のチョッパ型DC−DCコンバータ。
18. The reactor is connected to one line of the DC power supply, and one main terminal of the main switching element is connected through at least the reactor,
The other main terminal of the main switching element is connected to the other line of the DC power supply, the main return rectifying element is connected between one main terminal of the main switching element and the load, the main switching The chopper type DC- according to any one of claims 13 to 15 in which a DC output having a voltage higher than the voltage of the DC power supply is supplied to the load by controlling ON / OFF of the element. DC converter.
【請求項19】 前記直流電源は、交流電源と、該交流
電源の交流電圧を直流電圧に変換する整流回路とから構
成され、前記整流回路の交流入力側又は直流出力側に前
記リアクトルが接続される「請求項18」に記載のチョ
ッパ型DC−DCコンバータ。
19. The DC power supply includes an AC power supply and a rectifier circuit that converts an AC voltage of the AC power supply into a DC voltage, and the reactor is connected to an AC input side or a DC output side of the rectifier circuit. The chopper type DC-DC converter according to claim 18.
【請求項20】 前記直流電源は、交流電源と、交流−
直流変換用スイッチング素子及び該交流−直流変換用ス
イッチング素子と一体に形成された整流素子又は独立に
並列接続された整流素子から成る循環電流用整流素子を
有しかつ前記交流−直流変換用スイッチング素子をオン
・オフ制御することにより前記交流電源の交流電圧を直
流電圧に変換する交流−直流コンバータ回路とから構成
され、前記交流−直流コンバータ回路の交流入力側に前
記リアクトルが接続され、前記交流−直流コンバータ回
路の直流出力側の一対のライン間に電源部共振用コンデ
ンサが接続された「請求項18」に記載のチョッパ型D
C−DCコンバータ。
20. The DC power supply is an AC power supply and an AC-
A switching element for direct current conversion and a rectifying element for circulating current composed of a rectifying element integrally formed with the switching element for AC-DC conversion or independently connected in parallel, and the switching element for AC-DC conversion And an AC-DC converter circuit that converts the AC voltage of the AC power supply into a DC voltage by controlling ON / OFF, the reactor is connected to the AC input side of the AC-DC converter circuit, and the AC- 19. The chopper type D according to claim 18, wherein a power source resonance capacitor is connected between a pair of lines on the DC output side of the DC converter circuit.
C-DC converter.
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