JPH09252576A - Sunbber circuit of dc-dc converter - Google Patents

Sunbber circuit of dc-dc converter

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JPH09252576A
JPH09252576A JP5988196A JP5988196A JPH09252576A JP H09252576 A JPH09252576 A JP H09252576A JP 5988196 A JP5988196 A JP 5988196A JP 5988196 A JP5988196 A JP 5988196A JP H09252576 A JPH09252576 A JP H09252576A
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series
circuit
snubber
diode
auxiliary
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JP5988196A
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Masakazu Gekitou
政和 鷁頭
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the loss in a snubber circuit by suppressing the voltage rise of a semiconductor switching element thereby lessening the loss. SOLUTION: Loss generation is reduced by making the effective use of snubber energy, by suppressing the voltage rise percentage at the time of turn off of a semiconductor switch element 21 so as to reduce the switching loss, and reversely charging the capacitor at the time of turn on of the semiconductor element 21d, while enabling the application of a clamp snubber circuit 7 by connecting a semiconductor switch 22 and a diode 32 as shown in the Fig. and also, connecting a snubber circuit 8 and an auxiliary circuit 9 to the one- stone forward type converter consisting of a DC power source 1, a semiconductor switch element 21, a diode 31, and a converter 4.

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】この発明は、直流電源から絶
縁された直流電力を取り出す直流−直流変換装置のスナ
バ回路、特に小型で低損失のスナバ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a snubber circuit of a DC-DC converter for extracting DC power insulated from a DC power supply, and more particularly to a snubber circuit of small size and low loss.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11に1石フォワード型直流−直流変
換装置の従来例を示す。同図に示すように、直流電源1
の正極側端子には変圧器4の一次巻線41とリセット巻
線42との接続点が、変圧器4の一次巻線41の他方の
端子と直流電源1の負極側端子間には半導体スイッチ素
子21が、変圧器4のリセット巻線42の他方の端子と
直流電源1の負極側端子間にはダイオード32が、変圧
器4の二次巻線43には整流回路5が、整流回路5には
平滑フィルタ6がそれぞれ接続されて構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 11 shows a conventional example of a one-stone forward type DC-DC converter. As shown in FIG.
Is connected to the primary winding 41 and the reset winding 42 of the transformer 4, and a semiconductor switch is provided between the other terminal of the primary winding 41 of the transformer 4 and the negative terminal of the DC power supply 1. The element 21, the diode 32 between the other terminal of the reset winding 42 of the transformer 4 and the negative terminal of the DC power supply 1, the rectifier circuit 5 in the secondary winding 43 of the transformer 4, the rectifier circuit 5 Are connected to smoothing filters 6 respectively.

【0003】図18に図11の動作波形を示す(図11
のような回路とその動作は、例えば1984年誠文堂新
光社発行「スイッチングレギュレータの設計方法とパワ
ーデバイスの使いかた」18〜19頁,95〜99頁の
記載をはじめとして、良く知られている)。いま、半導
体スイッチ素子21がオンの期間に変圧器4を正方向
に励磁し、整流回路5および平滑フィルタ6を介して負
荷に直流電力を供給する。これに対し、半導体スイッチ
素子21がオフの期間には変圧器4の励磁エネルギー
が、リセット巻線42およびダイオード32を介して直
流電源1に回生される。
FIG. 18 shows the operation waveforms of FIG. 11 (FIG. 11
Such a circuit and its operation are well known including, for example, the description on pages 18 to 19 and 95 to 99 of "Method of designing switching regulator and use of power device" published by Seibundou Shinkosha Co., Ltd. in 1984. ing). Now, while the semiconductor switch element 21 is on, the transformer 4 is excited in the positive direction, and DC power is supplied to the load via the rectifier circuit 5 and the smoothing filter 6. On the other hand, the excitation energy of the transformer 4 is regenerated to the DC power supply 1 via the reset winding 42 and the diode 32 while the semiconductor switch element 21 is off.

【0004】図11の回路では、半導体スイッチ素子2
1のターンオフ時、半導体スイッチ素子21のはね上が
り電圧を抑制するとともに、電圧上昇率(dv/dt)
を小さくしてスイッチング損失を低減するため、半導体
スイッチ素子21には図17(イ),(ロ)に示すよう
なスナバ回路12が並列に接続される。なお、図17
(イ)はコンデンサ121と抵抗122の直列回路であ
り、図17(ロ)はコンデンサ123とダイオード12
5とを直列接続し、ダイオード125と並列に放電抵抗
124を接続したものである。これにより、コンデンサ
121,123が吸収したエネルギーは、次に半導体ス
イッチ素子21がオンしている期間に、放電抵抗12
2,124へ放出される。
In the circuit of FIG. 11, the semiconductor switching element 2
1 is turned off, the jumping voltage of the semiconductor switch element 21 is suppressed and the voltage rising rate (dv / dt)
To reduce the switching loss, the snubber circuit 12 as shown in FIGS. 17A and 17B is connected in parallel to the semiconductor switch element 21. Note that FIG.
17A shows a series circuit of a capacitor 121 and a resistor 122, and FIG. 17B shows a capacitor 123 and a diode 12
5 is connected in series, and the discharge resistance 124 is connected in parallel with the diode 125. As a result, the energy absorbed by the capacitors 121 and 123 is applied to the discharge resistor 12 while the semiconductor switch element 21 is turned on next time.
It is released to 2,124.

【0005】図12に図11の変形例を示す。図11と
の相違点は、スナバ回路12を省略し、ダイオード31
の一方の端子を変圧器一次巻線41と半導体スイッチ素
子21との接続点に、半導体スイッチ素子22の一方の
端子を変圧器リセット巻線42とダイオード32との接
続点に、また、ダイオード31の他方の端子を半導体ス
イッチ素子22の他方の端子に、スナバ回路7をダイオ
ード31と半導体スイッチ素子22との接続点と、半導
体スイッチ素子21とダイオード32との接続点間にそ
れぞれ接続する。ここでは、スナバ回路7はコンデンサ
で示している。
FIG. 12 shows a modification of FIG. The difference from FIG. 11 is that the snubber circuit 12 is omitted and the diode 31
One terminal is connected to the transformer primary winding 41 and the semiconductor switching element 21, one terminal of the semiconductor switching element 22 is connected to the transformer reset winding 42 and the diode 32, and the diode 31 And the snubber circuit 7 is connected between the connection point between the diode 31 and the semiconductor switch element 22 and the connection point between the semiconductor switch element 21 and the diode 32, respectively. Here, the snubber circuit 7 is shown as a capacitor.

【0006】図19に図12の動作波形を示す。直流出
力動作は図11の場合と同様なので省略し、スナバ回路
7によるエネルギー回生動作について説明する。半導体
スイッチ素子21のターンオフ時にはダイオード31が
導通し、半導体スイッチ素子21のはね上がり電圧を抑
制し、はね上がり電圧分のエネルギーがスナバ回路7で
吸収される。次に、半導体スイッチ素子21をオンして
いる期間に半導体スイッチ素子22をオンし、スナバ
回路7で吸収したエネルギーを負荷に放出する。
FIG. 19 shows the operation waveform of FIG. The DC output operation is the same as that in the case of FIG. 11, and is omitted, and the energy regeneration operation by the snubber circuit 7 will be described. When the semiconductor switch element 21 is turned off, the diode 31 conducts to suppress the jump voltage of the semiconductor switch element 21, and the snubber circuit 7 absorbs energy corresponding to the jump voltage. Next, the semiconductor switch element 22 is turned on while the semiconductor switch element 21 is on, and the energy absorbed by the snubber circuit 7 is released to the load.

【0007】図13に2石フォワード型直流−直流変換
装置の従来例を示す。同図に示すように、直流電源1の
正極側端子には半導体スイッチ素子22の一方の端子
が、半導体スイッチ素子22の他方の端子には変圧器一
次巻線41の一方の端子が、変圧器一次巻線41の他方
の端子には半導体スイッチ素子21の一方の端子が、半
導体スイッチ素子21の他方の端子には直流電源1の負
極側端子が、直流電源1の正極側端子と変圧器一次巻線
41と半導体スイッチ素子21の接続点間にはダイオー
ド31が、変圧器一次巻線41と半導体スイッチ素子2
2の接続点と直流電源1の負極側端子間にはダイオード
32が、変圧器二次巻線43には整流回路5が、整流回
路5には平滑フィルタ6がそれぞれ接続されて構成され
る。
FIG. 13 shows a conventional example of a two-stone forward type DC-DC converter. As shown in the figure, one terminal of the semiconductor switch element 22 is connected to the positive terminal of the DC power supply 1, and one terminal of the transformer primary winding 41 is connected to the other terminal of the semiconductor switch element 22. The other terminal of the primary winding 41 is one terminal of the semiconductor switching element 21, the other terminal of the semiconductor switching element 21 is the negative terminal of the DC power supply 1, the positive terminal of the DC power supply 1 and the transformer primary. A diode 31 is provided between the connection point between the winding 41 and the semiconductor switching element 21, and the transformer primary winding 41 and the semiconductor switching element 2 are connected.
A diode 32, a rectifier circuit 5 is connected to the transformer secondary winding 43, and a smoothing filter 6 is connected to the rectifier circuit 5 between the connection point 2 and the negative terminal of the DC power supply 1.

【0008】図20に図13の動作波形を示す。すなわ
ち、図13の半導体スイッチ素子21および22をオン
している期間に変圧器4を正方向に励磁し、整流回路
5および平滑フィルタ6を介して負荷に直流電力を供給
する。次に、半導体スイッチ素子21および22をオフ
している期間に、変圧器4の励磁エネルギーを変圧器
一次巻線41,ダイオード31およびダイオード32を
介して直流電源1に回生する。図13の回路でも、半導
体スイッチ素子21および22のはね上がり電圧抑制お
よび電圧上昇率抑制のために、半導体スイッチ素子21
および22には図17に示すようなスナバ回路が並列に
接続される。
FIG. 20 shows the operation waveform of FIG. That is, the transformer 4 is excited in the positive direction while the semiconductor switch elements 21 and 22 of FIG. 13 are turned on, and DC power is supplied to the load via the rectifier circuit 5 and the smoothing filter 6. Next, the excitation energy of the transformer 4 is regenerated to the DC power supply 1 via the transformer primary winding 41, the diode 31 and the diode 32 while the semiconductor switch elements 21 and 22 are off. In the circuit of FIG. 13 as well, the semiconductor switch elements 21 and 22 have the semiconductor switch elements 21 and 22 for suppressing the rising voltage and the voltage rising rate.
A snubber circuit as shown in FIG. 17 is connected in parallel to and 22.

【0009】図14にハーフブリッジ型直流−直流変換
装置の従来例を示す。ここでは、直流電源1の正極側端
子には半導体スイッチ素子22の一方の端子とコンデン
サ18の一方の端子が、半導体スイッチ素子22の他方
の端子には半導体スイッチ素子21の一方の端子と変圧
器一次巻線41の一方の端子が、コンデンサ18の他方
の端子にはコンデンサ17の一方の端子と変圧器一次巻
線41の他方の端子が、変圧器二次巻線43には整流回
路5が、整流回路5には平滑フィルタ6がそれぞれ接続
されて構成されている。
FIG. 14 shows a conventional example of a half-bridge type DC-DC converter. Here, one terminal of the semiconductor switch element 22 and one terminal of the capacitor 18 are connected to the positive terminal of the DC power supply 1, and one terminal of the semiconductor switch element 21 and the transformer are connected to the other terminal of the semiconductor switch element 22. One terminal of the primary winding 41, one terminal of the capacitor 17 at the other terminal of the capacitor 18 and the other terminal of the transformer primary winding 41, and the rectifying circuit 5 at the transformer secondary winding 43. The smoothing filters 6 are connected to the rectifier circuit 5, respectively.

【0010】図21に図14の動作波形を示す。すなわ
ち、図14の半導体スイッチ素子22をオンしている期
間に変圧器4を正方向に励磁し、半導体スイッチ素子
21をオンしている期間に変圧器4を負方向に励磁す
る。このような動作を繰り返すことにより、直流電源1
から整流回路5および平滑フィルタ6を介して負荷に直
流電力を供給するものである。図14の回路でも、半導
体スイッチ素子21および22のはね上がり電圧抑制お
よび電圧上昇率抑制のため、半導体スイッチ素子21お
よび22には図17に示すようなスナバ回路が並列に接
続される。
FIG. 21 shows the operation waveform of FIG. That is, the transformer 4 is excited in the positive direction while the semiconductor switch element 22 of FIG. 14 is turned on, and the transformer 4 is excited in the negative direction while the semiconductor switch element 21 is turned on. By repeating such operations, the DC power supply 1
To supply DC power to the load via the rectifier circuit 5 and the smoothing filter 6. In the circuit of FIG. 14 as well, snubber circuits as shown in FIG. 17 are connected in parallel to the semiconductor switch elements 21 and 22 in order to suppress the voltage rise and the voltage increase rate of the semiconductor switch elements 21 and 22.

【0011】図15にプッシュプル型直流−直流変換装
置の従来例を示す。ここでは、直流電源1の正極側端子
には直流リアクトル19を介して変圧器4のセンタータ
ップ端子(中間端子)が、変圧器一次巻線41の一方の
端子には半導体スイッチ素子21の一方の端子が、変圧
器一次巻線44の一方の端子には半導体スイッチ素子2
2の一方の端子が、半導体スイッチ素子21の他方の端
子には半導体スイッチ素子22の他方の端子および直流
電源1の負極側端子が、変圧器二次巻線43には整流回
路5が、整流回路5には平滑フィルタ6がそれぞれ接続
されて構成されている。
FIG. 15 shows a conventional example of a push-pull DC / DC converter. Here, the center side terminal (intermediate terminal) of the transformer 4 is connected to the positive electrode side terminal of the DC power supply 1 via the DC reactor 19, and one terminal of the transformer primary winding 41 is connected to one of the semiconductor switch elements 21. The semiconductor switching element 2 is connected to one terminal of the transformer primary winding 44.
2, the other terminal of the semiconductor switching element 21 is the other terminal of the semiconductor switching element 22 and the negative terminal of the DC power supply 1, the rectifier circuit 5 is the rectifier circuit 5 in the transformer secondary winding 43, A smoothing filter 6 is connected to the circuit 5, respectively.

【0012】図22に図15の動作波形を示す。すなわ
ち、図15の半導体スイッチ素子21および22を同時
にオンしている期間およびに直流リアクトル19に
エネルギーを蓄え、半導体スイッチ素子21がオンして
いる期間に変圧器4を正方向に励磁し、半導体スイッ
チ素子22がオンしている期間に変圧器4を負方向に
励磁する。この動作を繰り返すことにより、直流電源1
から整流回路5および平滑フィルタ6を介して負荷に直
流電力を供給するものである。図15の回路でも、半導
体スイッチ素子21および22のはね上がり電圧抑制お
よび電圧上昇率抑制のため、半導体スイッチ素子21お
よび22には図17に示すようなスナバ回路が並列に接
続される。
FIG. 22 shows the operation waveform of FIG. That is, energy is stored in the DC reactor 19 during the period when the semiconductor switching devices 21 and 22 of FIG. 15 are simultaneously turned on, and the transformer 4 is excited in the positive direction during the period when the semiconductor switching device 21 is turned on. The transformer 4 is magnetized in the negative direction while the switch element 22 is on. By repeating this operation, the DC power supply 1
To supply DC power to the load via the rectifier circuit 5 and the smoothing filter 6. In the circuit of FIG. 15 as well, snubber circuits as shown in FIG. 17 are connected in parallel to the semiconductor switch elements 21 and 22 in order to suppress the voltage rise and the voltage increase rate of the semiconductor switch elements 21 and 22.

【0013】図16に図15の変形例を示す。図15と
の相違点は、スナバ回路12,13を省略し、半導体ス
イッチ素子23の一方の端子を変圧器一次巻線41と半
導体スイッチ素子21との接続点に、半導体スイッチ素
子24の一方の端子を変圧器一次巻線44と半導体スイ
ッチ素子22との接続点に、半導体スイッチ素子23の
他方の端子を半導体スイッチ素子24の他方の端子に、
スナバ回路7を半導体スイッチ素子23と半導体スイッ
チ素子24との接続点と、半導体スイッチ素子21と半
導体スイッチ素子22との接続点にそれぞれ接続した点
にある。図16では、スナバ回路7はコンデンサで示さ
れる。
FIG. 16 shows a modification of FIG. The difference from FIG. 15 is that the snubber circuits 12 and 13 are omitted, one terminal of the semiconductor switching element 23 is used as a connection point between the transformer primary winding 41 and the semiconductor switching element 21, and one of the semiconductor switching elements 24 is used. The terminal is a connection point between the transformer primary winding 44 and the semiconductor switching element 22, the other terminal of the semiconductor switching element 23 is the other terminal of the semiconductor switching element 24,
The snubber circuit 7 is connected to a connection point between the semiconductor switch element 23 and the semiconductor switch element 24 and a connection point between the semiconductor switch element 21 and the semiconductor switch element 22, respectively. In FIG. 16, the snubber circuit 7 is shown by a capacitor.

【0014】図23に図16の動作波形を示す。その直
流出力動作については図15の場合と同様なので省略
し、ここではスナバ回路7によるエネルギー回生動作に
つき説明する。半導体スイッチ素子21のターンオフ時
には、半導体スイッチ素子23に逆並列に接続されてい
るダイオードが導通し、半導体スイッチ素子21のはね
上がり電圧を抑制し、はね上がり電圧分のエネルギーが
スナバ回路7で吸収される。次に、半導体スイッチ素子
21をオンしている期間に半導体スイッチ素子24を
オンし、スナバ回路7で吸収したエネルギーを負荷に放
出する。
FIG. 23 shows the operation waveform of FIG. The DC output operation is the same as in the case of FIG. 15 and is omitted, and the energy regeneration operation by the snubber circuit 7 will be described here. When the semiconductor switching element 21 is turned off, the diode connected in anti-parallel to the semiconductor switching element 23 is turned on, the rising voltage of the semiconductor switching element 21 is suppressed, and the snubber circuit 7 absorbs energy corresponding to the rising voltage. Next, the semiconductor switch element 24 is turned on while the semiconductor switch element 21 is on, and the energy absorbed by the snubber circuit 7 is released to the load.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上記図11,図13,
図14および図15に示す従来例に対し、図17(イ)
のようなスナバ回路を用いた場合、半導体スイッチ素子
の電圧上昇率を抑制することができず、スナバコンデン
サで吸収したエネルギーを放電抵抗で消費する。また、
図17(ロ)のようなスナバ回路を用いた場合、半導体
スイッチ素子の電圧上昇率を抑制することはできるが、
スナバコンデンサで吸収したエネルギーを放電抵抗で消
費する点は同じである。図12および図16に示す従来
例では、スナバコンデンサで吸収したエネルギーを回生
することはできるが、半導体スイッチ素子の電圧上昇率
を抑制することができない。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
Compared with the conventional example shown in FIGS. 14 and 15, FIG.
When such a snubber circuit is used, the voltage rising rate of the semiconductor switch element cannot be suppressed, and the energy absorbed by the snubber capacitor is consumed by the discharge resistance. Also,
When the snubber circuit as shown in FIG. 17B is used, the voltage increase rate of the semiconductor switch element can be suppressed,
The point that the energy absorbed by the snubber capacitor is consumed by the discharge resistance is the same. In the conventional example shown in FIGS. 12 and 16, the energy absorbed by the snubber capacitor can be regenerated, but the voltage increase rate of the semiconductor switch element cannot be suppressed.

【0016】つまり、従来回路において、直流電源の電
圧および半導体スイッチ素子の動作周波数が高くなる
と、図17(イ)のスナバ回路,図12および図16の
回路では、半導体スイッチ素子のスイッチング損失が大
きくなり、また、図17(イ)および(ロ)のスナバ回
路では、放電抵抗における発生損失が大きくなる。この
ことにより、従来のものでは、装置の変換効率が低下し
スナバ回路が大型化するという問題がある。したがっ
て、この発明の課題は半導体スイッチ素子の電圧上昇率
を抑制し、スナバ回路を大形化させず、装置の変換効率
を向上させることにある。
That is, in the conventional circuit, when the voltage of the DC power supply and the operating frequency of the semiconductor switching element become high, the switching loss of the semiconductor switching element becomes large in the snubber circuit of FIG. 17A and the circuits of FIGS. Moreover, in the snubber circuits of FIGS. 17A and 17B, the generated loss in the discharge resistance becomes large. As a result, the conventional device has a problem that the conversion efficiency of the device is reduced and the snubber circuit is increased in size. Therefore, an object of the present invention is to suppress the voltage rise rate of the semiconductor switching element, prevent the snubber circuit from becoming large, and improve the conversion efficiency of the device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
べく、請求項1の発明では、第1のダイオードと第1の
半導体スイッチ素子とを直列接続した第1の直列アーム
と、第2の半導体スイッチ素子と第2のダイオードとを
直列接続した第2の直列アームと、第1のスナバ回路と
を互いに並列に接続し、変圧器一次巻線のリセット巻線
を接続していない側の端子を前記第1の直列アームの直
列接続点に、また、前記変圧器リセット巻線の一次巻線
を接続していない側の端子を前記第2の直列アームの直
列接続点に、さらに、直流電源を変圧器の一次巻線とリ
セット巻線の接続点と前記第1の半導体スイッチ素子と
前記第2のダイオードとの接続点間に並列にそれぞれ接
続し、加えて、前記変圧器二次巻線には整流回路、この
整流回路には平滑回路をそれぞれ接続してなる直流−直
流変換装置において、スナバダイオードとスナバコンデ
ンサとを直列接続した第2のスナバ回路を前記第1の直
列アームの直列接続点と、前記第2の直列アームの直列
接続点との間に接続するとともに、補助ダイオードと補
助リアクトルとの直列回路からなる補助回路を前記第2
のスナバ回路の直列接続点と、前記第1のスナバ回路の
前記直流電源が接続されていない側の端子との間に接続
する。
In order to solve such a problem, in the invention of claim 1, a first series arm in which a first diode and a first semiconductor switch element are connected in series, and a second series arm are provided. The second series arm in which the semiconductor switch element and the second diode are connected in series and the first snubber circuit are connected in parallel to each other, and the second winding arm of the transformer primary winding not connected to the reset winding is connected. A terminal at the series connection point of the first series arm, a terminal on the side not connected to the primary winding of the transformer reset winding at the series connection point of the second series arm, and a direct current A power source is connected in parallel between a connection point between the primary winding and the reset winding of the transformer and a connection point between the first semiconductor switching element and the second diode, and in addition, the secondary winding of the transformer is connected. Rectifier circuit on the line, smooth on this rectifier circuit In a DC-DC converter in which paths are connected to each other, a second snubber circuit in which a snubber diode and a snubber capacitor are connected in series is connected to a series connection point of the first series arm and a series of the second series arm. The auxiliary circuit is connected to the connection point and is formed of a series circuit of an auxiliary diode and an auxiliary reactor.
Is connected between the series connection point of the snubber circuit and the terminal of the first snubber circuit on the side to which the DC power source is not connected.

【0018】請求項2の発明では、第1のダイオードと
第1の半導体スイッチ素子とを直列接続した第1の直列
アームと、第2の半導体スイッチ素子と第2のダイオー
ドとを直列接続した第2の直列アームと、直流電源とを
互いに並列に接続し、変圧器一次巻線を前記第1の直列
アームの直列接続点と、前記第2の直列アームの直列接
続点との間に接続するとともに、変圧器二次巻線には整
流回路、この整流回路には平滑回路をそれぞれ接続して
なる直流−直流変換装置において、前記直流電源を第
1,第2の直流電源に2分割して互いに直列接続し、第
1のスナバダイオードと第1のスナバコンデンサとを直
列接続した第1のスナバ回路を前記第1の直列アームの
直列接続点と、前記第1の直流電源と第2の直流電源と
の直列接続点との間に接続し、第2のスナバダイオード
と第2のスナバコンデンサとを直列接続した第2のスナ
バ回路を前記第1の直流電源と第2の直流電源との直列
接続点と、前記第2の直列アームの直列接続点との間に
接続するとともに、第1の補助ダイオードと第1の補助
リアクトルとの直列回路からなる第1の補助回路を前記
第1のスナバ回路の直列接続点と前記第2の直流電源の
負極側端子との間に、かつ、第2の補助ダイオードと第
2の補助リアクトルとの直列回路からなる第2の補助回
路を前記第2のスナバ回路の直列接続点と前記第1の直
流電源の正極側端子との間にそれぞれ接続する。
According to a second aspect of the present invention, a first series arm having a first diode and a first semiconductor switching element connected in series and a second series switching element having a second semiconductor switching element and a second diode connected in series are provided. Two series arms and a DC power source are connected in parallel with each other, and a transformer primary winding is connected between the series connection point of the first series arm and the series connection point of the second series arm. Also, in a DC-DC converter in which a rectifier circuit is connected to the transformer secondary winding and a smoothing circuit is connected to the rectifier circuit, the DC power supply is divided into first and second DC power supplies. A first snubber circuit, which is connected in series with each other and in which a first snubber diode and a first snubber capacitor are connected in series, is connected to the series connection point of the first series arm, the first DC power supply and the second DC power supply. Between the power supply and the series connection point A second snubber circuit connected in series with a second snubber diode and a second snubber capacitor connected in series to the first DC power supply and the second DC power supply; and the second series arm. And a first auxiliary circuit composed of a series circuit of a first auxiliary diode and a first auxiliary reactor, the first auxiliary circuit being connected to the second connection point of the first snubber circuit and the second auxiliary circuit. A second auxiliary circuit composed of a series circuit of a second auxiliary diode and a second auxiliary reactor is provided between the negative side terminal of the DC power supply and the series connection point of the second snubber circuit and the first auxiliary circuit. And the positive-side terminal of the DC power source.

【0019】請求項3の発明では、半導体スイッチ素子
とダイオードとを逆並列接続した2組のスイッチング素
子を直列接続した第1の直列アームと、2つのコンデン
サを直列接続した第2の直列アームと、直流電源とを互
いに並列に接続し、変圧器一次巻線を前記第1の直列ア
ームの直列接続点と、前記第2の直列アームの直列接続
点との間に接続するとともに、変圧器二次巻線には整流
回路、この整流回路には平滑回路をそれぞれ接続してな
る直流−直流変換装置において、第1のスナバコンデン
サと第1のスナバダイオードとを直列接続した第1のス
ナバ回路と、第2のスナバダイオードと第2のスナバコ
ンデンサとを直列接続した第2のスナバ回路とをそれぞ
れ前記変圧器一次巻線端子間に接続するとともに、第1
の補助ダイオードと第1の補助リアクトルとの直列回路
からなる第1の補助回路を前記第1のスナバ回路の直列
接続点と前記直流電源の負極側端子との間に接続し、第
2の補助ダイオードと第2の補助リアクトルとの直列回
路からなる第2の補助回路を前記第2のスナバ回路の直
列接続点と前記直流電源の正極側端子との間に接続す
る。
According to the third aspect of the present invention, a first series arm in which two sets of switching elements in which a semiconductor switch element and a diode are connected in antiparallel are connected in series and a second series arm in which two capacitors are connected in series are provided. , A DC power source are connected in parallel with each other, a transformer primary winding is connected between a series connection point of the first series arm and a series connection point of the second series arm, and a transformer In a DC-DC converter in which a rectifier circuit is connected to the next winding and a smoothing circuit is connected to the rectifier circuit, a first snubber circuit in which a first snubber capacitor and a first snubber diode are connected in series is provided. A second snubber circuit, in which a second snubber diode and a second snubber capacitor are connected in series, are respectively connected between the transformer primary winding terminals, and
Connecting a first auxiliary circuit composed of a series circuit of the auxiliary diode and the first auxiliary reactor between the series connection point of the first snubber circuit and the negative electrode side terminal of the DC power supply, A second auxiliary circuit composed of a series circuit of a diode and a second auxiliary reactor is connected between the series connection point of the second snubber circuit and the positive terminal of the DC power supply.

【0020】請求項4の発明では、半導体スイッチ素子
とダイオードとを逆並列接続した2組のスイッチング素
子をそれぞれ直列接続した第1,第2の直列アームと、
第1のスナバ回路とを互いに並列に接続し、中間端子を
備えた変圧器一次巻線を前記第1の直列アームの直列接
続点と、前記第2の直列アームの直列接続点との間に接
続し、直流電源を前記第1のスナバ回路の一方の端子
と、前記変圧器中間端子との間に直流リアクトルを介し
て接続するとともに、変圧器二次巻線には整流回路、こ
の整流回路には平滑回路をそれぞれ接続してなる直流−
直流変換装置において、第1のスナバダイオードと第1
のスナバコンデンサとを直列接続した第2のスナバ回路
と、第2のスナバダイオードと第2のスナバコンデンサ
とを直列接続した第3のスナバ回路とをそれぞれ前記変
圧器一次巻線端子間に接続するとともに、第1の補助ダ
イオードと第1の補助リアクトルとの直列回路からなる
第1の補助回路を前記第2のスナバ回路の直列接続点と
前記第1のスナバ回路の前記直流電源が接続されていな
い側の端子との間に接続し、かつ、第2の補助ダイオー
ドと第2の補助リアクトルとの直列回路からなる第2の
補助回路を前記第3のスナバ回路の直列接続点と前記第
1のスナバ回路の前記直流電源が接続されていない側の
端子との間に接続する。
According to a fourth aspect of the present invention, first and second series arms in which two sets of switching elements, each of which is a semiconductor switching element and a diode, are connected in anti-parallel, are connected in series.
A first primary snubber circuit is connected in parallel with each other, and a transformer primary winding having an intermediate terminal is provided between a series connection point of the first series arm and a series connection point of the second series arm. And a DC power supply is connected between one terminal of the first snubber circuit and the transformer intermediate terminal via a DC reactor, and a rectifier circuit is provided in the transformer secondary winding. Is connected to a smoothing circuit.
In the DC converter, the first snubber diode and the first snubber diode
A second snubber circuit in which the snubber capacitor is connected in series, and a third snubber circuit in which a second snubber diode and a second snubber capacitor are connected in series are respectively connected between the transformer primary winding terminals. At the same time, a series connection point of the second snubber circuit and a direct current power source of the first snubber circuit are connected to a first auxiliary circuit including a series circuit of a first auxiliary diode and a first auxiliary reactor. A second auxiliary circuit, which is connected between the terminal on the other side and a series circuit of a second auxiliary diode and a second auxiliary reactor, is connected to the series connection point of the third snubber circuit and the first auxiliary circuit. The snubber circuit is connected between the snubber circuit and the terminal on the side to which the DC power source is not connected.

【0021】上記いずれの発明においても、半導体スイ
ッチ素子のターンオフ時には、スナバコンデンサにより
半導体スイッチ素子の電圧上昇率を抑制し、半導体スイ
ッチ素子がオンしている期間には、上記スナバコンデン
サと補助回路とで共振回路を構成し、スナバコンデンサ
を逆充電することで、エネルギーを無駄に消費させない
ようにし発生損失を低減させる。これにより、スナバ回
路が大型化せず装置の変換効率が向上する。
In any of the above inventions, when the semiconductor switch element is turned off, the snubber capacitor suppresses the rate of voltage increase of the semiconductor switch element, and while the semiconductor switch element is on, the snubber capacitor and the auxiliary circuit are connected. By constructing a resonance circuit and reversely charging the snubber capacitor, energy is not wasted and the generated loss is reduced. This improves the conversion efficiency of the device without increasing the size of the snubber circuit.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1の実施の形
態を示す回路図である。これは、図12に示すものにス
ナバ回路8と補助回路9を付加して構成される。すなわ
ち、スナバ回路8はスナバダイオード81とスナバコン
デンサ82とを直列接続して構成され、変圧器一次巻線
41の一端と変圧器リセット巻線42の一端との間に接
続される。補助回路9は補助ダイオード91と補助リア
クトル92とを直列接続して構成され、スナバ回路8の
直列接続点とスナバ回路7の直流電源1に接続されてい
ない側の端子間に接続される。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. This is configured by adding a snubber circuit 8 and an auxiliary circuit 9 to the one shown in FIG. That is, the snubber circuit 8 is configured by connecting the snubber diode 81 and the snubber capacitor 82 in series, and is connected between one end of the transformer primary winding 41 and one end of the transformer reset winding 42. The auxiliary circuit 9 is configured by connecting an auxiliary diode 91 and an auxiliary reactor 92 in series, and is connected between a series connection point of the snubber circuit 8 and a terminal of the snubber circuit 7 on the side not connected to the DC power supply 1.

【0023】図7に図1の動作波形を示す。以下、主と
して図12との相違点につき説明する。すなわち、半導
体スイッチ素子21のターンオフ時には、スナバコンデ
ンサ82は負電圧(スナバダイオード81と接続されて
いない側が高電位)から正電圧(スナバダイオード81
と接続されている側が高電位)に徐々に充電し、半導体
スイッチ素子21の電圧上昇率を抑制する。次に、半導
体スイッチ素子21がオンしている期間に半導体スイ
ッチ素子22をオンし、スナバコンデンサ82に蓄えら
れている電荷を、スナバコンデンサ82→補助ダイオー
ド91→補助リアクトル92→半導体スイッチ素子22
の経路で放電し、補助リアクトル92にエネルギーを放
出する。スナバコンデンサ82が0Vに達すると期間
に移り、補助リアクトル92に蓄えられたエネルギーで
電流が流れ続け、上記と同じ経路でスナバコンデンサ8
2を逆方向に充電する。
FIG. 7 shows the operation waveforms of FIG. Hereinafter, differences from FIG. 12 will be mainly described. That is, when the semiconductor switch element 21 is turned off, the snubber capacitor 82 changes from a negative voltage (high potential on the side not connected to the snubber diode 81) to a positive voltage (snubber diode 81).
The side connected to is gradually charged to a high potential), and the voltage increase rate of the semiconductor switch element 21 is suppressed. Next, the semiconductor switch element 22 is turned on while the semiconductor switch element 21 is on, and the electric charge stored in the snubber capacitor 82 is transferred to the snubber capacitor 82 → auxiliary diode 91 → auxiliary reactor 92 → semiconductor switch element 22.
And discharges energy to the auxiliary reactor 92. When the snubber capacitor 82 reaches 0 V, the period shifts, the current continues to flow due to the energy stored in the auxiliary reactor 92, and the snubber capacitor 8 follows the same path as above.
Charge 2 in the opposite direction.

【0024】図2に図1の変形例を示す。これは、直流
電源1の正極側端子を半導体スイッチ素子21とダイオ
ード32との接続点に接続し、直流電源1の負極側端子
を変圧器一次巻線41と変圧器リセット巻線42との接
続点に接続し、補助回路9をスナバ回路8の直列接続点
とスナバ回路7の直流電源1に接続されていない側の端
子間に接続した他は図1の構成と同じであり、その動作
も図7と同様なので詳細は省略する。
FIG. 2 shows a modification of FIG. This is because the positive side terminal of the DC power supply 1 is connected to the connection point between the semiconductor switch element 21 and the diode 32, and the negative side terminal of the DC power supply 1 is connected to the transformer primary winding 41 and the transformer reset winding 42. The configuration is the same as that of FIG. 1 except that the auxiliary circuit 9 is connected between the series connection point of the snubber circuit 8 and the terminal of the snubber circuit 7 on the side not connected to the DC power supply 1, and its operation is also the same. The details are omitted because they are the same as in FIG. 7.

【0025】図3はこの発明の第2の実施の形態を示す
回路図で、図13に示すスナバ回路12,13の代わり
にスナバ回路8,10と補助回路9,11を設けて構成
される。すなわち、直流電源1を直流電源1Aと直流電
源1Bに2分割してこれらを直列に接続し、スナバダイ
オード81とスナバコンデンサ82とを直列接続したス
ナバ回路8を変圧器一次巻線41の一方の端子と直流電
源1Aと直流電源1Bとの直列接続点間に接続し、補助
ダイオード91と補助リアクトル92とを直列接続した
補助回路9をスナバ回路8の直列接続点と直流電源1B
の負極側端子間に接続し、スナバダイオード101とス
ナバコンデンサ102とを直列接続したスナバ回路10
を変圧器一次巻線41の他方の端子と直流電源1Aと直
流電源1Bとの直列接続点間に接続し、補助ダイオード
111と補助リアクトル112とを直列接続した補助回
路11をスナバ回路10の直列接続点と直流電源1Aの
正極側端子間にそれぞれ接続されて構成される。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, which is configured by providing snubber circuits 8 and 10 and auxiliary circuits 9 and 11 in place of the snubber circuits 12 and 13 shown in FIG. . That is, the DC power supply 1 is divided into a DC power supply 1A and a DC power supply 1B, which are connected in series, and a snubber circuit 8 in which a snubber diode 81 and a snubber capacitor 82 are connected in series is connected to one of the transformer primary windings 41. The auxiliary circuit 9 is connected between the terminals and the series connection point of the DC power supply 1A and the DC power supply 1B, and the auxiliary diode 91 and the auxiliary reactor 92 are connected in series, and the series connection point of the snubber circuit 8 and the DC power supply 1B.
A snubber circuit 10 in which a snubber diode 101 and a snubber capacitor 102 are connected in series by being connected between the negative terminals of
Is connected between the other terminal of the transformer primary winding 41 and the series connection point of the DC power supply 1A and the DC power supply 1B, and the auxiliary circuit 11 in which the auxiliary diode 111 and the auxiliary reactor 112 are connected in series is connected to the snubber circuit 10 in series. It is configured by being connected between the connection point and the positive electrode side terminal of the DC power supply 1A.

【0026】図8に図3の動作波形を示す。以下、主と
して図13と相違する点の動作につき説明する。すなわ
ち、半導体スイッチ素子21および22のターンオフ時
には、スナバコンデンサ82は負電圧(スナバダイオー
ド81と接続されていない側が高電位)から正電圧(ス
ナバダイオード81と接続されている側が高電位)に徐
々に充電し、半導体スイッチ素子21および22の電圧
上昇率を抑制する。次に、半導体スイッチ素子21およ
び22がオンしている期間にスナバコンデンサ82に
蓄えられている電荷を、スナバコンデンサ82→半導体
スイッチ素子21→補助リアクトル92→補助ダイオー
ド91の経路で放電し、補助リアクトル92にエネルギ
ーを放出する。スナバコンデンサ82が0Vに達すると
期間に移り、補助リアクトル92に蓄えられたエネル
ギーで電流が流れ続け、上記と同じ経路でスナバコンデ
ンサ82を逆方向に充電する。スナバ回路10および補
助回路11も上記と全く同様に動作する。
FIG. 8 shows the operation waveforms of FIG. Hereinafter, the operation that is different from FIG. 13 will be mainly described. That is, when the semiconductor switch elements 21 and 22 are turned off, the snubber capacitor 82 gradually changes from a negative voltage (high potential on the side not connected to the snubber diode 81) to a positive voltage (high potential on the side connected to the snubber diode 81). It is charged to suppress the rate of increase in voltage of the semiconductor switch elements 21 and 22. Next, the electric charge stored in the snubber capacitor 82 while the semiconductor switch elements 21 and 22 are on is discharged through the path of the snubber capacitor 82 → semiconductor switch element 21 → auxiliary reactor 92 → auxiliary diode 91 to obtain auxiliary power. Energy is released to reactor 92. When the snubber capacitor 82 reaches 0 V, the period starts, and the current stored in the auxiliary reactor 92 continues to flow, and the snubber capacitor 82 is charged in the opposite direction through the same path as described above. The snubber circuit 10 and the auxiliary circuit 11 operate in exactly the same manner as above.

【0027】図4はこの発明の第3の実施の形態を示す
回路図で、図14に示すスナバ回路12,13に代えて
スナバ回路8,10と補助回路9,11を付加して構成
される。すなわち、スナバダイオード81とスナバコン
デンサ82とを直列接続したスナバ回路8を変圧器一次
巻線41の端子間に接続し、補助ダイオード91と補助
リアクトル92とを直列接続した補助回路9をスナバ回
路8の直列接続点と直流電源1の負極側端子間に接続
し、スナバダイオード101とスナバコンデンサ102
とを直列接続したスナバ回路10を変圧器一次巻線41
の端子間に接続し、補助ダイオード111と補助リアク
トル112とを直列接続した補助回路11をスナバ回路
10の直列接続点と直流電源1の正極側端子間にそれぞ
れ接続して構成される。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention, which is configured by adding snubber circuits 8 and 10 and auxiliary circuits 9 and 11 in place of the snubber circuits 12 and 13 shown in FIG. It That is, the snubber circuit 8 in which the snubber diode 81 and the snubber capacitor 82 are connected in series is connected between the terminals of the transformer primary winding 41, and the auxiliary circuit 9 in which the auxiliary diode 91 and the auxiliary reactor 92 are connected in series is used as the snubber circuit 8. Of the snubber diode 101 and the snubber capacitor 102.
And the snubber circuit 10 connected in series with the transformer primary winding 41
The auxiliary circuit 11 in which the auxiliary diode 111 and the auxiliary reactor 112 are connected in series is connected between the serial connection point of the snubber circuit 10 and the positive electrode side terminal of the DC power supply 1.

【0028】図9に図4の動作波形を示す。以下、主と
して図14との相違点について説明する。すなわち、半
導体スイッチ素子21のターンオフ時には、スナバコン
デンサ82は負電圧(スナバダイオード81と接続され
ていない側が高電位)から正電圧(スナバダイオード8
1と接続されている側が高電位)に徐々に充電し、半導
体スイッチ素子21の電圧上昇率を抑制する。次に、半
導体スイッチ素子21がオンしている期間に、スナバ
コンデンサ82に蓄えられている電荷を、スナバコンデ
ンサ82→半導体スイッチ素子21→補助リアクトル9
2→補助ダイオード91の経路で放電し、補助リアクト
ル92にエネルギーを放出する。スナバコンデンサ82
が0Vに達すると期間に移り、補助リアクトル92に
蓄えられたエネルギーで電流が流れ続け、上記と同じ経
路でスナバコンデンサ82を逆方向に充電する。また、
スナバ回路10および補助回路11についても、上記と
同様の原理により動作する。
FIG. 9 shows the operation waveforms of FIG. Hereinafter, differences from FIG. 14 will be mainly described. That is, when the semiconductor switch element 21 is turned off, the snubber capacitor 82 changes from a negative voltage (high potential on the side not connected to the snubber diode 81) to a positive voltage (snubber diode 8).
The side connected to 1 is gradually charged to a high potential), and the rate of voltage rise of the semiconductor switch element 21 is suppressed. Next, while the semiconductor switch element 21 is on, the charge accumulated in the snubber capacitor 82 is transferred to the snubber capacitor 82 → the semiconductor switch element 21 → the auxiliary reactor 9
2 → Discharges in the path of the auxiliary diode 91, and releases energy to the auxiliary reactor 92. Snubber capacitor 82
When the voltage reaches 0 V, the current shifts to the period, the current continues to flow with the energy stored in the auxiliary reactor 92, and the snubber capacitor 82 is charged in the opposite direction through the same path as described above. Also,
The snubber circuit 10 and the auxiliary circuit 11 also operate on the same principle as above.

【0029】図5はこの発明の第4の実施の形態を示す
回路図で、図16に示すものにスナバ回路8,10と補
助回路9,11を付加して構成される。すなわち、スナ
バダイオード81とスナバコンデンサ82とを直列接続
したスナバ回路8を変圧器一次巻線41および44との
間に接続し、補助ダイオード91と補助リアクトル92
とを直列接続した補助回路9をスナバ回路8の直列接続
点とスナバ回路7の直流電源1と接続されていない側の
端子間に接続し、スナバダイオード101とスナバコン
デンサ102とを直列接続したスナバ回路10を変圧器
一次巻線41および44との間に接続し、補助ダイオー
ド111と補助リアクトル112とを直列接続した補助
回路11をスナバ回路10の直列接続点とスナバ回路7
の直流電源1と接続されていない側の端子間に接続して
構成される。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention, which is constructed by adding snubber circuits 8 and 10 and auxiliary circuits 9 and 11 to the one shown in FIG. That is, the snubber circuit 8 in which the snubber diode 81 and the snubber capacitor 82 are connected in series is connected between the transformer primary windings 41 and 44, and the auxiliary diode 91 and the auxiliary reactor 92 are connected.
An auxiliary circuit 9 in which is connected in series is connected between a series connection point of the snubber circuit 8 and a terminal of the snubber circuit 7 that is not connected to the DC power supply 1, and a snubber diode 101 and a snubber capacitor 102 are connected in series. The circuit 10 is connected between the primary windings 41 and 44 of the transformer, and the auxiliary circuit 11 in which the auxiliary diode 111 and the auxiliary reactor 112 are connected in series is connected to the series connection point of the snubber circuit 10 and the snubber circuit 7.
The DC power supply 1 is connected between terminals on the side not connected.

【0030】図10に図5の動作波形を示す。以下、主
として図16との相違点につき説明する。すなわち、半
導体スイッチ素子21のターンオフ時には、スナバコン
デンサ82は負電圧(スナバダイオード81と接続され
ていない側が高電位)から正電圧(スナバダイオード8
1と接続されている側が高電位)に徐々に充電し、半導
体スイッチ素子21の電圧上昇率を抑制する。次に、半
導体スイッチ素子21および24が同時にオンしている
期間に、スナバコンデンサ82に蓄えられている電荷
を、スナバコンデンサ82→補助ダイオード91→補助
リアクトル92→半導体スイッチ素子24の経路で放電
し、補助リアクトル92にエネルギーを放出する。スナ
バコンデンサ82が0Vに達すると期間に移り、補助
リアクトル92に蓄えられたエネルギーで電流が流れ続
け、上記と同じ経路でスナバコンデンサ82を逆方向に
充電する。また、スナバ回路10および補助回路11に
ついても、上記と同様の原理により動作する。
FIG. 10 shows the operation waveforms of FIG. Hereinafter, differences from FIG. 16 will be mainly described. That is, when the semiconductor switch element 21 is turned off, the snubber capacitor 82 changes from a negative voltage (high potential on the side not connected to the snubber diode 81) to a positive voltage (snubber diode 8).
The side connected to 1 is gradually charged to a high potential), and the rate of voltage rise of the semiconductor switch element 21 is suppressed. Next, while the semiconductor switch elements 21 and 24 are simultaneously turned on, the electric charge stored in the snubber capacitor 82 is discharged through the path of the snubber capacitor 82 → auxiliary diode 91 → auxiliary reactor 92 → semiconductor switch element 24. , Releases energy to the auxiliary reactor 92. When the snubber capacitor 82 reaches 0 V, the period starts, and the current stored in the auxiliary reactor 92 continues to flow, and the snubber capacitor 82 is charged in the opposite direction through the same path as described above. Further, the snubber circuit 10 and the auxiliary circuit 11 also operate on the same principle as above.

【0031】図6に図5の変形例を示す。これは、直流
電源1の正極側端子を半導体スイッチ素子21と半導体
スイッチ素子22との接続点に直流リアクトル19を介
して接続し、直流電源1の負極側端子を変圧器4のセン
タータップ端子(中間端子)に接続し、補助回路9をス
ナバ回路8の直列接続点とスナバ回路7の直流電源1に
接続されていない側の端子間に接続し、補助回路11を
スナバ回路10の直列接続点とスナバ回路7の直流電源
1に接続されていない側の端子間に接続した他は図5の
構成と同じであり、その動作も図10と同様なので詳細
は省略する。
FIG. 6 shows a modification of FIG. This is because the positive side terminal of the DC power source 1 is connected to the connection point between the semiconductor switching element 21 and the semiconductor switching element 22 via the DC reactor 19, and the negative side terminal of the DC power source 1 is the center tap terminal of the transformer 4 ( Intermediate terminal), the auxiliary circuit 9 is connected between the series connection point of the snubber circuit 8 and the terminal of the snubber circuit 7 on the side not connected to the DC power source 1, and the auxiliary circuit 11 is connected to the series connection point of the snubber circuit 10. And the snubber circuit 7 is connected between the terminals of the snubber circuit 7 on the side not connected to the DC power supply 1, and the operation thereof is the same as that of FIG.

【0032】[0032]

【発明の効果】この発明によれば、半導体スイッチ素子
のターンオフ時に、スナバコンデンサを逆電圧から正電
圧に徐々に充電するようにしているため、半導体スイッ
チ素子の電圧上昇率が抑制され、これによりスイッチン
グ損失および発熱が低減する。また、スナバコンデンサ
と補助回路とで共振回路を構成しスナバコンデンサを逆
充電するようにしているので、スナバ回路における損失
が殆ど発生しない。したがって、スナバ回路を小形に構
成することができ、装置の変換効率が向上し、さらには
放熱のための冷却装置を小形にできるなどの利点が得ら
れる。
According to the present invention, since the snubber capacitor is gradually charged from the reverse voltage to the positive voltage when the semiconductor switching element is turned off, the rate of voltage increase of the semiconductor switching element is suppressed, and thus the snubber capacitor is suppressed. Switching losses and heat generation are reduced. Further, since the resonance circuit is configured by the snubber capacitor and the auxiliary circuit so that the snubber capacitor is reversely charged, almost no loss occurs in the snubber circuit. Therefore, the snubber circuit can be constructed in a small size, the conversion efficiency of the device can be improved, and the cooling device for heat dissipation can be made small in size.

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

【図1】この発明による第1の実施の形態を示す回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment according to the present invention.

【図2】図1の変形例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a modified example of FIG.

【図3】この発明による第2の実施の形態を示す回路図
である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment according to the present invention.

【図4】この発明による第3の実施の形態を示す回路図
である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment according to the present invention.

【図5】この発明による第4の実施の形態を示す回路図
である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a fourth embodiment according to the present invention.

【図6】図5の変形例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a modified example of FIG.

【図7】図1,図2の動作波形図である。FIG. 7 is an operation waveform diagram of FIGS. 1 and 2.

【図8】図3の動作波形図である。FIG. 8 is an operation waveform diagram of FIG.

【図9】図4の動作波形図である。9 is an operation waveform diagram of FIG.

【図10】図5,図6の動作波形図である。FIG. 10 is an operation waveform diagram of FIGS. 5 and 6;

【図11】1石フォワード型直流−直流変換装置の従来
例を示す回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a conventional example of a one-stone forward type DC-DC converter.

【図12】図11の変形例を示す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram showing a modified example of FIG.

【図13】2石フォワード型直流−直流変換装置の従来
例を示す回路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a conventional example of a two-stone forward type DC-DC converter.

【図14】ハーフブリッジ型直流−直流変換装置の従来
例を示す回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a conventional example of a half-bridge type DC-DC converter.

【図15】プッシュプル型直流−直流変換装置の従来例
を示す回路図である。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a conventional example of a push-pull type DC-DC converter.

【図16】図15の変形例を示す回路図である。16 is a circuit diagram showing a modified example of FIG.

【図17】スナバ回路の具体例を示す回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram showing a specific example of a snubber circuit.

【図18】図11の動作波形図である。FIG. 18 is an operation waveform diagram of FIG. 11.

【図19】図12の動作波形図である。19 is an operation waveform diagram of FIG.

【図20】図13の動作波形図である。20 is an operation waveform diagram of FIG.

【図21】図14の動作波形図である。FIG. 21 is an operation waveform diagram of FIG. 14.

【図22】図15の動作波形図である。22 is an operation waveform diagram of FIG.

【図23】図16の動作波形図である。FIG. 23 is an operation waveform diagram of FIG. 16.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A,1B…直流電源、4…変圧器、5…整流回
路、6…平滑フィルタ、7,8,10,12,13…ス
ナバ回路、9,11…補助回路、17,18…コンデン
サ、19…直流リアクトル、21,22,23,24…
半導体スイッチ素子、31,32…ダイオード、41,
44…変圧器一次巻線、42…変圧器リセット巻線、4
3…変圧器二次巻線、81,101,125…スナバダ
イオード、82,102,121,123…スナバコン
デンサ、91,111…補助ダイオード、92,112
…補助リアクトル、122,124…放電抵抗。
1, 1A, 1B ... DC power supply, 4 ... Transformer, 5 ... Rectifier circuit, 6 ... Smoothing filter, 7, 8, 10, 12, 13 ... Snubber circuit, 9, 11 ... Auxiliary circuit, 17, 18 ... Capacitor, 19 ... DC reactor, 21, 22, 23, 24 ...
Semiconductor switch elements, 31, 32 ... Diodes, 41,
44 ... Transformer primary winding, 42 ... Transformer reset winding, 4
3 ... Transformer secondary winding, 81, 101, 125 ... Snubber diode, 82, 102, 121, 123 ... Snubber capacitor, 91, 111 ... Auxiliary diode, 92, 112
... Auxiliary reactor, 122,124 ... Discharge resistance.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のダイオードと第1の半導体スイッ
チ素子とを直列接続した第1の直列アームと、第2の半
導体スイッチ素子と第2のダイオードとを直列接続した
第2の直列アームと、第1のスナバ回路とを互いに並列
に接続し、変圧器一次巻線のリセット巻線を接続してい
ない側の端子を前記第1の直列アームの直列接続点に、
また、前記変圧器リセット巻線の一次巻線を接続してい
ない側の端子を前記第2の直列アームの直列接続点に、
さらに、直流電源を変圧器の一次巻線とリセット巻線の
接続点と前記第1の半導体スイッチ素子と前記第2のダ
イオードとの接続点間に並列にそれぞれ接続し、加え
て、前記変圧器二次巻線には整流回路、この整流回路に
は平滑回路をそれぞれ接続してなる直流−直流変換装置
において、 スナバダイオードとスナバコンデンサとを直列接続した
第2のスナバ回路を前記第1の直列アームの直列接続点
と、前記第2の直列アームの直列接続点との間に接続す
るとともに、補助ダイオードと補助リアクトルとの直列
回路からなる補助回路を前記第2のスナバ回路の直列接
続点と、前記第1のスナバ回路の前記直流電源が接続さ
れていない側の端子との間に接続したことを特徴とする
直流−直流変換装置のスナバ回路。
1. A first series arm in which a first diode and a first semiconductor switch element are connected in series, and a second series arm in which a second semiconductor switch element and a second diode are connected in series. , The first snubber circuit is connected in parallel with each other, and the terminal of the transformer primary winding on the side not connected to the reset winding is connected to the series connection point of the first series arm,
Further, a terminal on the side not connected to the primary winding of the transformer reset winding is connected to a series connection point of the second series arm,
Further, a DC power source is connected in parallel between a connection point between the primary winding and the reset winding of the transformer and a connection point between the first semiconductor switch element and the second diode, and in addition, the transformer In a DC-DC converter in which a rectifier circuit is connected to the secondary winding and a smoothing circuit is connected to the rectifier circuit, a second snubber circuit in which a snubber diode and a snubber capacitor are connected in series is provided in the first series. An auxiliary circuit, which is connected between the series connection point of the arms and the series connection point of the second series arm, and which includes a series circuit of an auxiliary diode and an auxiliary reactor is connected to the series connection point of the second snubber circuit. , A snubber circuit of the DC-DC converter, wherein the snubber circuit is connected between the first snubber circuit and a terminal on the side not connected to the DC power supply.
【請求項2】 第1のダイオードと第1の半導体スイッ
チ素子とを直列接続した第1の直列アームと、第2の半
導体スイッチ素子と第2のダイオードとを直列接続した
第2の直列アームと、直流電源とを互いに並列に接続
し、変圧器一次巻線を前記第1の直列アームの直列接続
点と、前記第2の直列アームの直列接続点との間に接続
するとともに、変圧器二次巻線には整流回路、この整流
回路には平滑回路をそれぞれ接続してなる直流−直流変
換装置において、 前記直流電源を第1,第2の直流電源に2分割して互い
に直列接続し、第1のスナバダイオードと第1のスナバ
コンデンサとを直列接続した第1のスナバ回路を前記第
1の直列アームの直列接続点と、前記第1の直流電源と
第2の直流電源との直列接続点との間に接続し、第2の
スナバダイオードと第2のスナバコンデンサとを直列接
続した第2のスナバ回路を前記第1の直流電源と第2の
直流電源との直列接続点と、前記第2の直列アームの直
列接続点との間に接続するとともに、第1の補助ダイオ
ードと第1の補助リアクトルとの直列回路からなる第1
の補助回路を前記第1のスナバ回路の直列接続点と前記
第2の直流電源の負極側端子との間に、かつ、第2の補
助ダイオードと第2の補助リアクトルとの直列回路から
なる第2の補助回路を前記第2のスナバ回路の直列接続
点と前記第1の直流電源の正極側端子との間にそれぞれ
接続したことを特徴とする直流−直流変換装置のスナバ
回路。
2. A first series arm in which a first diode and a first semiconductor switch element are connected in series, and a second series arm in which a second semiconductor switch element and a second diode are connected in series. , A DC power source are connected in parallel with each other, a transformer primary winding is connected between a series connection point of the first series arm and a series connection point of the second series arm, and a transformer In a DC-DC converter in which a rectifier circuit is connected to the next winding and a smoothing circuit is connected to the rectifier circuit, the DC power supply is divided into a first DC power supply and a second DC power supply, which are connected in series. A first snubber circuit, in which a first snubber diode and a first snubber capacitor are connected in series, is connected in series to the series connection point of the first series arm, and the first DC power supply and the second DC power supply are connected in series. Connect between the point and the second switch A second snubber circuit in which a diode and a second snubber capacitor are connected in series is provided between a series connection point of the first DC power supply and the second DC power supply and a series connection point of the second series arm. A first auxiliary diode connected between the first auxiliary diode and the first auxiliary reactor in series.
Between the series connection point of the first snubber circuit and the negative electrode side terminal of the second DC power source, and a second series circuit of a second auxiliary diode and a second auxiliary reactor. 2. A snubber circuit for a DC-DC converter, wherein two auxiliary circuits are connected between a series connection point of the second snubber circuit and a positive electrode side terminal of the first DC power supply, respectively.
【請求項3】 半導体スイッチ素子とダイオードとを逆
並列接続した2組のスイッチング素子を直列接続した第
1の直列アームと、2つのコンデンサを直列接続した第
2の直列アームと、直流電源とを互いに並列に接続し、
変圧器一次巻線を前記第1の直列アームの直列接続点
と、前記第2の直列アームの直列接続点との間に接続す
るとともに、変圧器二次巻線には整流回路、この整流回
路には平滑回路をそれぞれ接続してなる直流−直流変換
装置において、 第1のスナバコンデンサと第1のスナバダイオードとを
直列接続した第1のスナバ回路と、第2のスナバダイオ
ードと第2のスナバコンデンサとを直列接続した第2の
スナバ回路とをそれぞれ前記変圧器一次巻線端子間に接
続するとともに、第1の補助ダイオードと第1の補助リ
アクトルとの直列回路からなる第1の補助回路を前記第
1のスナバ回路の直列接続点と前記直流電源の負極側端
子との間に接続し、第2の補助ダイオードと第2の補助
リアクトルとの直列回路からなる第2の補助回路を前記
第2のスナバ回路の直列接続点と前記直流電源の正極側
端子との間に接続したことを特徴とする直流−直流変換
装置のスナバ回路。
3. A first series arm in which two sets of switching elements in which a semiconductor switching element and a diode are connected in anti-parallel are connected in series, a second series arm in which two capacitors are connected in series, and a DC power supply are provided. Connect to each other in parallel,
A transformer primary winding is connected between a series connection point of the first series arm and a series connection point of the second series arm, and a rectifier circuit is provided in the transformer secondary winding. In a DC-DC converter in which a smoothing circuit is connected to the first snubber circuit, a first snubber circuit in which a first snubber capacitor and a first snubber diode are connected in series, a second snubber diode and a second snubber diode, respectively. A second snubber circuit in which a capacitor is connected in series is connected between the transformer primary winding terminals, respectively, and a first auxiliary circuit including a series circuit of a first auxiliary diode and a first auxiliary reactor is connected. A second auxiliary circuit, which is connected between a series connection point of the first snubber circuit and a negative electrode side terminal of the DC power supply and includes a series circuit of a second auxiliary diode and a second auxiliary reactor, is provided. Two The snubber circuit of the DC-DC converter, wherein the snubber circuit is connected between the serial connection point of the snubber circuit and the positive electrode side terminal of the DC power supply.
【請求項4】 半導体スイッチ素子とダイオードとを逆
並列接続した2組のスイッチング素子をそれぞれ直列接
続した第1,第2の直列アームと、第1のスナバ回路と
を互いに並列に接続し、中間端子を備えた変圧器一次巻
線を前記第1の直列アームの直列接続点と、前記第2の
直列アームの直列接続点との間に接続し、直流電源を前
記第1のスナバ回路の一方の端子と、前記変圧器中間端
子との間に直流リアクトルを介して接続するとともに、
変圧器二次巻線には整流回路、この整流回路には平滑回
路をそれぞれ接続してなる直流−直流変換装置におい
て、 第1のスナバダイオードと第1のスナバコンデンサとを
直列接続した第2のスナバ回路と、第2のスナバダイオ
ードと第2のスナバコンデンサとを直列接続した第3の
スナバ回路とをそれぞれ前記変圧器一次巻線端子間に接
続するとともに、第1の補助ダイオードと第1の補助リ
アクトルとの直列回路からなる第1の補助回路を前記第
2のスナバ回路の直列接続点と前記第1のスナバ回路の
前記直流電源が接続されていない側の端子との間に接続
し、かつ、第2の補助ダイオードと第2の補助リアクト
ルとの直列回路からなる第2の補助回路を前記第3のス
ナバ回路の直列接続点と前記第1のスナバ回路の前記直
流電源が接続されていない側の端子との間に接続したこ
とを特徴とする直流−直流変換装置のスナバ回路。
4. A first snubber circuit and a first and a second series arm in which two sets of switching elements in which a semiconductor switch element and a diode are connected in anti-parallel are connected in series, respectively, and a first snubber circuit are connected in parallel to each other, and an intermediate A transformer primary winding having a terminal is connected between a series connection point of the first series arm and a series connection point of the second series arm, and a DC power supply is connected to one of the first snubber circuits. Between the terminal and the intermediate terminal of the transformer via a DC reactor,
A rectifier circuit is connected to the secondary winding of the transformer, and a smoothing circuit is connected to the rectifier circuit. In a DC-DC converter, a second snubber diode and a first snubber capacitor are connected in series. A snubber circuit, a third snubber circuit in which a second snubber diode and a second snubber capacitor are connected in series are connected between the transformer primary winding terminals, respectively, and a first auxiliary diode and a first auxiliary diode are connected. A first auxiliary circuit consisting of a series circuit with an auxiliary reactor is connected between a series connection point of the second snubber circuit and a terminal of the first snubber circuit on the side to which the DC power source is not connected, In addition, a second auxiliary circuit composed of a series circuit of a second auxiliary diode and a second auxiliary reactor is connected to the series connection point of the third snubber circuit and the DC power supply of the first snubber circuit. A snubber circuit for a DC-DC converter, characterized in that it is connected between the terminal on the side not connected and the terminal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2008020629A1 (en) * 2006-08-17 2010-01-07 株式会社安川電機 Isolated step-up push-pull soft switching DC / DC converter
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