JPH0865884A - エネルギ再生スナバ回路を利用したブースタ変換機 - Google Patents

エネルギ再生スナバ回路を利用したブースタ変換機

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JPH0865884A
JPH0865884A JP7185808A JP18580895A JPH0865884A JP H0865884 A JPH0865884 A JP H0865884A JP 7185808 A JP7185808 A JP 7185808A JP 18580895 A JP18580895 A JP 18580895A JP H0865884 A JPH0865884 A JP H0865884A
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capacitor
booster converter
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マン コ キム
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スナバ回路に吸収され抵抗を経て放出される
ストレスエネルギをＬＣ共振回路を通じて再生させるス
ナバ回路を利用することにある。 【解決手段】 第１インダクタ１２と第１ダイオード１
４の間に直列接続される第２インダクタ３１と、第１イ
ンダクタ１２の他端に一端が連結されるキャパシタ３２
と、キャパシタ３２の他端にアノード側が連結されカソ
ード側は出力端Ｖｏの一端に連結される第２ダイオード
３３と、キャパシタ３２の他端に一端が連結される第３
インダクタ３４と、第３インダクタ３４の他端にカソー
ド側が連結されアノード側は出力端Ｖｏの他端に連結さ
れる第３ダイオード３５を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高力率の整流機また
は蓄電池の放電回路にひろく利用される電力変換装置の
一種のブースタ（ＢＯＯＳＴＥＲ）変換機についてのも
ので、特にスイッチング素子に加えられるストレスエネ
ルギを吸収してＬＣ共振回路を通じて再生させることに
よりブースタ変換機の効率を向上させるスナバ（ＳＮＵ
ＢＢＥＲ）回路を利用したエネルギ再生ブースタ変換機
に関するものである。
【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たる韓国特許出願第１９９４−１７６６４号（１
９９４年７月２１日出願）の明細書の記載に基づくもの
であって、当該韓国特許出願の番号を参照することによ
って当該韓国特許出願の明細書の記載内容が本明細書の
一部分を構成するものとする。
【０００３】
【従来の技術】図１は従来におけるブースタ変換機の回
路図であり、このブ−スタ変換機には一端が入力端Ｖｉ
の正極に連結される第１インダクタ１２と、上記第１イ
ンダクタ１２の他端にノード点Ｐを経てアノード側が連
結され、カソード側は出力端Ｖｏの正極に連結される第
１ダイオード１４と、上記第１インダクタ１２と第１ダ
イオード１４の間のノ−ド点Ｐ１に一端が連結され他端
は入力端Ｖｉの負極と出力端Ｖｏの負極に連結されるス
イッチング素子１３を具備する。
【０００４】上記のように構成された従来の基本的なブ
ースタ変換機は、スイッチング素子１３がオンの時に入
力端Ｖｉからの電流が第１インダクタ１２を経てスイッ
チング素子１３へ流れるループを形成し、このとき第１
インダクタ１２を流れる電流が増加する。
【０００５】またスイッチング素子１３がオフの時に
は、入力端Ｖｉからの電流が第１インダクタ１２、第１
ダイオード１４を経て出力端Ｖｏへ流れるため、第１イ
ンダクタ１２を流れる電流が減少する。
【０００６】上記のように構成される従来のブースタ変
換機は出力を制御するためにスイッチング素子１３のオ
ン／オフ時におけるパルス幅の比を制御することになる
が、スイッチング素子１３のオン／オフ時にスイッチン
グ素子１３に生じる過電流や過電圧が大きくなるため、
スイッチング素子１３のストレスを減少させるためスナ
バ回路が附加的に必要になる。
【０００７】図２は従来のスナバ回路を利用したブース
タ変換機の例であって、上記基本的なブースタ変換機で
第１ダイオード１４に順方向に電流が流れている時、上
記スイッチング素子１３をオンさせると、第１ダイオー
ド１４の逆回復時間（Ｒｅｖｅｒｓｅ ｒｅｃｏｖｅｒ
ｙ ｔｉｍｅ）の間に大きな逆回復電流が流れ、上記ス
イッチング素子１３を損傷させるおそれが有るだけでな
く、またエネルギの損失も大きくなるので、これを防止
するために電流抑制用インダクタンス２１を上記第１ダ
イオード１４とスイッチング素子１３の間に連結する。
【０００８】さらに、この電流抑制用のインダクタンス
２１が附加された状態で上記スイッチング素子１３をオ
フすると、上記電流抑制用のインダクタンス２１の電流
増加が抑制されてスイッチング素子１３の両端の電圧が
過度に大きくなるため、これを防止するために、上記ス
イッチング素子１３の一端にアノード側が連結される第
２ダイオード２４と、上記第２ダイオード２４のカソー
ド側に一端が連結され他端は上記スイッチング素子１３
の他端に連結されるコンデンサ２２と、上記第２ダイオ
ード２４の両端に並列として連結される抵抗２３を附加
する。
【０００９】上記のようにストレスエネルギを吸収する
ために附加されるスナバ回路において、電流抑制用イン
ダクタンス２１はスイッチング素子１３がオンの時に加
えられるストレスエネルギを吸収し、コンデンサ２２は
スイッチング素子１３がオフの時に加えられるストレス
エネルギを吸収する。そして、スイッチング素子１３が
再びオンする時には、コンデンサ２２に吸収されたスト
レスエネルギが抵抗２３を介して放出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ブ
ースタ変換機では、吸収されたストレスエネルギが抵抗
２３を介して熱エネルギとして放出されると、ブースタ
変換機の全体エネルギの伝達効率が低下することにな
り、また、放出される熱エネルギが周囲に影響を及ばな
いようにするため、別途に手段を講じなければならない
という問題点があった。
【００１１】本発明は上記のような従来技術の問題点を
解決するために案出されるものであって、スナバ回路に
吸収され抵抗を経て放出されるストレスエネルギをＬＣ
共振回路を通じて再生させるスナバ回路を利用するエネ
ルギ再生ブースタ変換機を提供することにその目的があ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、一端が入力端（Ｖｉ）の一端に連結される
第１インダクタ（１２）と、上記第１インダクタ（１
２）の他端にアノード側が連結されカソード側は出力端
（Ｖｏ）の一端に連結される第１ダイオード（１４）
と、上記第１インダクタ（１２）と上記第１ダイオード
（１４）の間に一端が連結され他端は上記入力端（Ｖ
ｉ）の他端と上記出力端（Ｖｏ）の他端に連結されるス
イッチング素子（１３）を具備するブースタ変換機にお
いて、上記第１インダクタ（１２）と上記第１ダイオー
ド（１４）の間に直列に連結される第２インダクタ（３
１）と、上記第１インダクタ（１２）の他端に一端が連
結されるキャパシタ（３２）と、上記キャパシタ（３
２）の他端にアノード側が連結されカソード側は上記出
力端（Ｖｏ）の一端に連結される第２ダイオード（３
３）と、上記キャパシタ（３２）の他端に一端が連結さ
れる第３インダクタ（３４）と、上記第３インダクタ
（３４）の他端にカソード側が連結されアノード側は上
記出力端（Ｖｏ）の他端に連結される第３ダイオード
（３５）を包含することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】図３に図示したようにエネルギ再
生スナバを利用するブースタ変換機は、図１に示した基
本的なブースタ変換機において、上記第１インダクタ１
２と第１ダイオード１４の間に直列に連結される第２イ
ンダクタ３１と、上記第１インダクタ１２の他端に一端
が連結されるキャパシタ３２と、キャパシタ３２の他端
にアノード側が連結されカソード側は出力端Ｖｏの一端
に連結される第２ダイオード３３と、上記キャパシタ３
２の他端に一端が連結される第３インダクタ３４と、上
記第３インダクタ３４の他端にカソード側が連結されア
ノード側は出力端Ｖｏの他端に連結される第３ダイオー
ド３５を附加する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図３ないし図６の添
付図面を参照して説明する。
【００１５】図３に示すエネルギ再生スナバを利用する
ブースタ変換機は、図１に示した基本的なブースタ変換
機において、上記第１インダクタ１２と第１ダイオード
１４の間に直列に接続される第２インダクタ３１と、上
記第１インダクタ１２の他端に正極側が接続されるキャ
パシタ３２と、キャパシタ３２の負極側にアノード側が
接続され、カソード側は出力端Ｖｏの正電極側に連結さ
れる第２ダイオード３３と、上記キャパシタ３２の負極
側に一端が連結される第３インダクタ３４と、上記第３
インダクタ３４の他端にカソード側が連結されアノード
側は出力端Ｖｏの負電極側に連結される第３ダイオード
３５を附加する。
【００１６】上記のように構成される本発明の一実施例
による細部動作を図４ないし図７および図８ないし図１
２を参照して考察する。
【００１７】図４ないし図７はスイッチング素子１３を
オンさせる時の動作状態図であり、入力端Ｖｉから入力
電圧が印加すると、第１インダクタ１２、第２インダク
タ３１、第１ダイオード１４が導通され、出力端Ｖｏへ
出力される状態でスイッチング素子１３をオンさせる時
に図４に図示されたスイッチング素子１３の寄生キャパ
シタにより電荷を放電する。
【００１８】図５に図示されたように第１インダクタ１
２を流れる電流がスイッチング素子１３と第２インダク
タ３１に分岐されて流れると、第２インダクタ３１に流
れる電流が急激に減少し、キャパシタ３２と第３インダ
クタ３４を通じて共振が行われる。
【００１９】上記第２インダクタ３１の電流がゼロにな
ると、図６に図示された通りにキャパシタ３２と第３イ
ンダクタ３４の共振が進行し、正弦波の共振電流が流れ
ると、半サイクル間の共振が行われ、共振電流がゼロに
なると、図７に図示された通りにキャパシタ３２の極反
転充電が完了し、入力端Ｖｉから供給される電流が第１
インダクタ１２からスイッチング素子１３に流れ、ル−
プが形成される。
【００２０】そして、図８ないし図１２はスイッチング
素子１３がオフの時の動作を示す状態図で、第１インダ
クタ１２とスイッチング素子１３が導通された状態でス
イッチング素子１３をオフすると、図８に図示したよう
にスイッチング素子１３の寄生キャパシタが充電され第
２ダイオード３３のアノード側の電位が出力端Ｖｏの電
位より大きくなると、図９に示すように第２ダイオード
３３が導通し、入力端Ｖｉの入力電流は第１インダクタ
１２、キャパシタ３２、第２ダイオード３３を通じて流
れループが形成される。
【００２１】上記キャパシタ３２に貯蔵されていたスト
レスエネルギは、出力端Ｖｏで再生され、上記スイッチ
ング素子１３の寄生キャパシタとキャパシタ３２に充電
された電圧により、スイッチング素子１３の両端の電圧
が出力端Ｖｏの電圧より大きくなると、第１ダイオード
１４が導通する。
【００２２】図１０に示す第２インダクタ３１の電流
が、急激に増加して、第１インダクタ３１の電流と等し
くなると、図１１に示された第２ダイオード３３がオフ
され、出力端Ｖｏの電圧より大きくなった、上記スイッ
チング素子１３の寄生キャパシタは放電され両端電圧が
出力端Ｖｏの両端電圧に到達すると図１２に示す入力端
Ｖｉの入力電流は第１インダクタ１２、第２インダクタ
３１、第１ダイオード１４を経て出力端Ｖｏへ流れるル
ープが形成される。
【００２３】上記によるとスイッチング素子１３のオフ
時の電圧制限スナバ回路はキャパシタ３２と第２ダイオ
ード１４として、スイッチング素子１３の両端電圧は次
のように、出力端Ｖｏの出力電圧＋キャパシタ３２の可
変電位差／２により制限される。
【００２４】キャパシタ３２に貯蔵されたスイッチング
素子１３のオフ動作時のストレスエネルギはキャパシタ
３２、第３インダクタ３４、第３ダイオード３５、スイ
ッチング素子１３よりなるループを通じてスイッチング
素子１３のオン動作時に上記キャパシタ３２の極性を反
転させ、スイッチング素子１３がオフすると、入力端Ｖ
ｉの入力電源が第１インダクタ１２、キャパシタ３２、
第２ダイオード３３を通じて出力端Ｖｏへ出力されスト
レスエネルギが再生されるサイクルを反復することにな
る。
【００２５】次に、図１３および図１４を参照してエネ
ルギ再生スナバ回路を利用したブースタ変換機の電圧お
よび電流波形を説明する。横軸は時間、縦軸は電流を基
準とする図示のａはスイッチング素子１３がオン／オフ
されることにより第１インダクタ１２に流れる電流波形
であり、ｂはスイッチング素子１３がオン／オフされる
ことにより第２インダクタ２１に流れる電流の波形であ
り、ｃはスイッチング素子１３がオン／オフされること
によりキャパシタ１２に充／放電時に流れる電流の波形
である。
【００２６】そして、横軸は時間、縦軸は電圧を基準と
する図面のｄはスイッチング素子１３の両端の電圧波形
であり、ｅはキャパシタ１２の波形である。
【００２７】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、スイッチ
ング素子に加えられるストレスエネルギを吸収するスナ
バ回路を利用して吸収されたエネルギをＬＣ共振回路を
通じて再生させ、ブースタ変換機の効率を向上させるこ
とができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基本的なブースタ変換機の回路図である。
【図２】従来のスナバを利用したブースタ変換機の回路
図である。
【図３】本発明の一実施例によるエネルギ再生スナバを
利用したブースタ変換機の回路図である。
【図４】本発明の一実施例によるスイッチング素子をオ
ンさせる時の回路動作状態図である。
【図５】本発明の一実施例によるスイッチング素子をオ
ンさせる時の回路動作状態図である。
【図６】本発明の一実施例によるスイッチング素子をオ
ンさせる時の回路動作状態図である。
【図７】本発明の一実施例によるスイッチング素子をオ
ンさせる時の回路動作状態図である。
【図８】本発明の一実施例によるスイッチング素子をオ
ンさせる時の回路動作状態図である。
【図９】本発明の一実施例によるスイッチング素子をオ
ンさせる時の回路動作状態図である。
【図１０】本発明の一実施例によるスイッチング素子を
オフさせる時の回路動作状態図である。
【図１１】本発明の一実施例によるスイッチング素子を
オフさせる時の回路動作状態図である。
【図１２】本発明の一実施例によるスイッチング素子を
オフさせる時の回路動作状態図である。
【図１３】本発明の一実施例の動作を示すための電流お
よび電圧の波形図である。
【図１４】本発明の一実施例の動作を示すための電流お
よび電圧の波形図である。
【符号の説明】
１２ 第１インダクタ １３ スイッチング素子 １４ 第１ダイオード ３１ 第２インダクタ ３２ キャパシタ ３３ 第２ダイオード ３４ 第３インダクタ ３５ 第３ダイオード Ｖｉ 入力端 Ｖｏ 出力端

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一端が入力端Ｖｉの一端に連結される第
    １インダクタと、上記第１インダクタの他端にアノード
    側が連結されカソード側は出力端Ｖｏの一端に連結され
    る第１ダイオードと、上記第１インダクタと上記第１ダ
    イオードの間に一端が連結され他端は上記入力端Ｖｉの
    他端と上記出力端Ｖｏの他端に連結されるスイッチング
    素子を具備するブースタ変換機において、 上記第１インダクタと上記第１ダイオードの間に直列と
    して連結される第２インダクタと、 上記第１インダクタの他端に一端が連結されるキャパシ
    タと、 上記キャパシタの他端にアノード側が連結されカソード
    側は上記出力端Ｖｏの一端に連結される第２ダイオード
    と、 上記キャパシタの他端に一端が連結される第３インダク
    タと、 上記第３インダクタの他端にカソード側が連結されアノ
    ード側は上記出力端Ｖｏの他端に連結される第３ダイオ
    ードを包含することを特徴とするエネルギ再生スナバ回
    路を利用したブースタ変換機。
JP7185808A 1994-07-21 1995-07-21 エネルギ再生スナバ回路を利用したブースタ変換機 Pending JPH0865884A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR94017664A KR970008828B1 (en) 1994-07-21 1994-07-21 Energy regenerating snoover using booster converter
KR1994-17664 1994-07-21

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JPH0865884A true JPH0865884A (ja) 1996-03-08

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ID=19388518

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7185808A Pending JPH0865884A (ja) 1994-07-21 1995-07-21 エネルギ再生スナバ回路を利用したブースタ変換機

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JP (1) JPH0865884A (ja)
KR (1) KR970008828B1 (ja)

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