JPH09308244A - スイッチング電源のスナバ回路 - Google Patents
スイッチング電源のスナバ回路Info
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- JPH09308244A JPH09308244A JP8144951A JP14495196A JPH09308244A JP H09308244 A JPH09308244 A JP H09308244A JP 8144951 A JP8144951 A JP 8144951A JP 14495196 A JP14495196 A JP 14495196A JP H09308244 A JPH09308244 A JP H09308244A
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- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
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- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
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- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スナバ回路の損失を低減する。
【解決手段】 トランス５６の１次コイル３２と並列で
かつスイッチング素子３０と直列にコンデンサ３４とス
イッチ手段３６の直列接続回路を接続する。スイッチ手
段３６をスイッチング素子３０のオフとほぼ同時にオン
し、トランス５６の１次コイル３２に蓄積されていたエ
ネルギにより１次コイル３２とコンデンサ３４との間で
共振を生じさせる。この共振により蓄積エネルギをトラ
ンス５６の２次側に送り込む。スイッチング素子３０が
次にオンする以前にスイッチ手段３６をオフする。
かつスイッチング素子３０と直列にコンデンサ３４とス
イッチ手段３６の直列接続回路を接続する。スイッチ手
段３６をスイッチング素子３０のオフとほぼ同時にオン
し、トランス５６の１次コイル３２に蓄積されていたエ
ネルギにより１次コイル３２とコンデンサ３４との間で
共振を生じさせる。この共振により蓄積エネルギをトラ
ンス５６の２次側に送り込む。スイッチング素子３０が
次にオンする以前にスイッチ手段３６をオフする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、スイッチングレ
ギュレータ等のスイッチング電源のスナバ回路に関し、
損失を低減させたものである。
ギュレータ等のスイッチング電源のスナバ回路に関し、
損失を低減させたものである。
【０００２】
【従来の技術】スイッチング電源においてスイッチング
素子がオンしている間にトランスのコイルに蓄積された
エネルギは、スイッチング素子がオフした時に周辺の浮
遊容量と共振してオーバーシュートを伴いながら振動す
る（リンギング）。このリンギング波はスイッチング素
子にとって大きなストレスになるとともに外部に不要ノ
イズを放射する。そこで、このリンギングを抑制してス
イッチング素子の故障を防止しかつノイズを低減するた
めに、スナバ回路と呼ばれる回路がスイッチング素子に
取り付けられる。
素子がオンしている間にトランスのコイルに蓄積された
エネルギは、スイッチング素子がオフした時に周辺の浮
遊容量と共振してオーバーシュートを伴いながら振動す
る（リンギング）。このリンギング波はスイッチング素
子にとって大きなストレスになるとともに外部に不要ノ
イズを放射する。そこで、このリンギングを抑制してス
イッチング素子の故障を防止しかつノイズを低減するた
めに、スナバ回路と呼ばれる回路がスイッチング素子に
取り付けられる。
【０００３】従来のスナバ回路を具えたスイッチング電
源を図２に示す。直流電源１０はスイッチング素子１２
を介してトランス１４の１次コイル１６に接続され、２
次コイル１８から出力が取り出される。スナバ回路２６
は、１次コイル１６に並列に接続されたダイオード２０
とコンデンサ２２の直列接続回路と、コンデンサ２２の
両端に接続された抵抗２４で構成されている。スイッチ
ング素子１２がオフすると、トランス１４の１次コイル
に蓄えられていたエネルギはコンデンサ２２に移され
て、抵抗２６で消費される。これによって、リンギング
波の振幅が低く抑えられる。
源を図２に示す。直流電源１０はスイッチング素子１２
を介してトランス１４の１次コイル１６に接続され、２
次コイル１８から出力が取り出される。スナバ回路２６
は、１次コイル１６に並列に接続されたダイオード２０
とコンデンサ２２の直列接続回路と、コンデンサ２２の
両端に接続された抵抗２４で構成されている。スイッチ
ング素子１２がオフすると、トランス１４の１次コイル
に蓄えられていたエネルギはコンデンサ２２に移され
て、抵抗２６で消費される。これによって、リンギング
波の振幅が低く抑えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図２のスナバ回路２６
では、コンデンサ２２の両端には、直流電源１０の電源
電圧Ｅにほぼ等しい電圧（ＡＣ−ＤＣコンバータの場合
ＡＣ１００Ｖ地域ではＤＣ１４０Ｖ、ＡＣ２３０Ｖ地域
ではＤＣ３２０Ｖ程度）が常に与えられて、抵抗２４
（１０ｋ〜２０ｋΩ程度）に連続した電流が流れるた
め、スナバ効果を得るには１〜３Ｗ程度の損失が生じ、
効率が悪かった。また、抵抗を設置するためのスペース
が必要であった。
では、コンデンサ２２の両端には、直流電源１０の電源
電圧Ｅにほぼ等しい電圧（ＡＣ−ＤＣコンバータの場合
ＡＣ１００Ｖ地域ではＤＣ１４０Ｖ、ＡＣ２３０Ｖ地域
ではＤＣ３２０Ｖ程度）が常に与えられて、抵抗２４
（１０ｋ〜２０ｋΩ程度）に連続した電流が流れるた
め、スナバ効果を得るには１〜３Ｗ程度の損失が生じ、
効率が悪かった。また、抵抗を設置するためのスペース
が必要であった。
【０００５】この発明は、前記従来の技術における問題
点を解決して、損失を低減させたスナバ回路を提供しよ
うとするものである。
点を解決して、損失を低減させたスナバ回路を提供しよ
うとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
直流電源をスイッチング素子を介してトランスの１次コ
イルに接続し、当該スイッチング素子をスイッチング駆
動して前記トランスの２次コイルから出力を取り出すよ
うにしたスイッチング電源において、前記トランスの１
次コイルと並列でかつ前記スイッチング素子と直列にコ
ンデンサとスイッチ手段の直列接続回路を接続し、当該
スイッチ手段を前記スイッチング素子のオフとほぼ同時
にオンし、この時前記トランスの１次コイルに蓄積され
ていたエネルギにより当該１次コイルと前記コンデンサ
間で共振を生じさせ、この共振により当該蓄積エネルギ
を前記トランスの２次側に送り込み、前記スイッチング
素子が次にオンする以前に前記スイッチ手段をオフした
ものである。
直流電源をスイッチング素子を介してトランスの１次コ
イルに接続し、当該スイッチング素子をスイッチング駆
動して前記トランスの２次コイルから出力を取り出すよ
うにしたスイッチング電源において、前記トランスの１
次コイルと並列でかつ前記スイッチング素子と直列にコ
ンデンサとスイッチ手段の直列接続回路を接続し、当該
スイッチ手段を前記スイッチング素子のオフとほぼ同時
にオンし、この時前記トランスの１次コイルに蓄積され
ていたエネルギにより当該１次コイルと前記コンデンサ
間で共振を生じさせ、この共振により当該蓄積エネルギ
を前記トランスの２次側に送り込み、前記スイッチング
素子が次にオンする以前に前記スイッチ手段をオフした
ものである。
【０００７】これによれば、スイッチング素子のオフ時
にトランスの１次コイルに蓄えられていたエネルギは、
スイッチ手段をオンすることでトランスの１次コイルと
コンデンサとの間で共振を生じさせ、この共振の過程で
前記蓄積エネルギがトランスの二次側に送り込まれて回
生される。したがって、蓄積エネルギが有効に利用され
ることになり、損失が低減される。また、トランスの１
次コイルとコンデンサの共振によるリンギング波は、リ
ンギング防止対策を施さない場合のリンギング波（すな
わち、トランスの１次コイルと周辺の浮遊容量のみによ
るリンギング波）に比べてピークを低く抑えることがで
き、スイッチング素子の故障防止とノイズ低減を図るこ
とができ、スナバ回路としての機能を果すことができ
る。なお、スイッチ手段はスイッチング素子が次にオン
される以前にオフされるので、スイッチング素子による
スイッチング動作には支障をきたさない。
にトランスの１次コイルに蓄えられていたエネルギは、
スイッチ手段をオンすることでトランスの１次コイルと
コンデンサとの間で共振を生じさせ、この共振の過程で
前記蓄積エネルギがトランスの二次側に送り込まれて回
生される。したがって、蓄積エネルギが有効に利用され
ることになり、損失が低減される。また、トランスの１
次コイルとコンデンサの共振によるリンギング波は、リ
ンギング防止対策を施さない場合のリンギング波（すな
わち、トランスの１次コイルと周辺の浮遊容量のみによ
るリンギング波）に比べてピークを低く抑えることがで
き、スイッチング素子の故障防止とノイズ低減を図るこ
とができ、スナバ回路としての機能を果すことができ
る。なお、スイッチ手段はスイッチング素子が次にオン
される以前にオフされるので、スイッチング素子による
スイッチング動作には支障をきたさない。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明を簡易な回路構成で実現するものである。すなわち、
バイポーラトランジスタをスイッチ手段として用いて、
その蓄積効果（自己回復作用）を利用してタイマ動作を
実現し、スイッチング素子がオフするのとほぼ同時にバ
イポーラトランジスタをオンし、スイッチング手段が次
にオンする以前にバイポーラトランジスタが自己回復し
てオフするようにしている。これによれば、スイッチン
グ手段をオン、オフするための外部からのタイミングコ
ントロール信号は不要になるので、簡易に回路を構成す
ることができる。
明を簡易な回路構成で実現するものである。すなわち、
バイポーラトランジスタをスイッチ手段として用いて、
その蓄積効果（自己回復作用）を利用してタイマ動作を
実現し、スイッチング素子がオフするのとほぼ同時にバ
イポーラトランジスタをオンし、スイッチング手段が次
にオンする以前にバイポーラトランジスタが自己回復し
てオフするようにしている。これによれば、スイッチン
グ手段をオン、オフするための外部からのタイミングコ
ントロール信号は不要になるので、簡易に回路を構成す
ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明が適用されたスイッチン
グレギュレータの実施の形態を図１に示す。直流電源２
８は、例えば商用交流電源電圧（ＡＣ１００Ｖ，ＡＣ２
３０Ｖ等）を直接整流しかつ平滑して直流電圧を出力す
る回路として構成され、ＡＣ１００Ｖ入力の場合ＤＣ１
４０Ｖを出力し、ＡＣ２３０Ｖの場合ＤＣ３２０Ｖを出
力する。尚、直流電源２８はこれに限らず、蓄電池等の
直流電源を直接用いることもできる。
グレギュレータの実施の形態を図１に示す。直流電源２
８は、例えば商用交流電源電圧（ＡＣ１００Ｖ，ＡＣ２
３０Ｖ等）を直接整流しかつ平滑して直流電圧を出力す
る回路として構成され、ＡＣ１００Ｖ入力の場合ＤＣ１
４０Ｖを出力し、ＡＣ２３０Ｖの場合ＤＣ３２０Ｖを出
力する。尚、直流電源２８はこれに限らず、蓄電池等の
直流電源を直接用いることもできる。
【００１０】直流電源２８には、スイッチング素子３０
（スイッチングトランジスタ等のアナログスイッチ）を
介してトランス５６の１次コイル３２が接続されてい
る。スナバ回路３８は、コンデンサ３４とスイッチ手段
３６の直列接続回路で構成されている。スイッチ手段３
６は両方向に導通可能に構成されている。スナバ回路３
８は、直流電源２８から見て、トランス５６の１次コイ
ル３２と並列でかつスイッチング素子３０と直列に接続
されている。
（スイッチングトランジスタ等のアナログスイッチ）を
介してトランス５６の１次コイル３２が接続されてい
る。スナバ回路３８は、コンデンサ３４とスイッチ手段
３６の直列接続回路で構成されている。スイッチ手段３
６は両方向に導通可能に構成されている。スナバ回路３
８は、直流電源２８から見て、トランス５６の１次コイ
ル３２と並列でかつスイッチング素子３０と直列に接続
されている。
【００１１】トランス５６の２次コイル５０に誘起され
る電圧は整流回路４０で整流および平滑されて、出力端
子４２，４４からは直流出力が得られる。安定化制御回
路６８は、直流出力レベルを監視して、スイッチング制
御回路４６によるスイッチング素子３０のオン、オフデ
ューティ比を制御して、所定の直流出力が得られるよう
に制御する。また、スイッチング制御回路４６は、スイ
ッチ手段３６のオン、オフ制御を行う。すなわち、図３
に示すように、スイッチング素子３０がオフするのとほ
ぼ同時にスイッチ手段３６をオンし、一定時間ｔ経過後
（スイッチング素子３０が次にオンする以前）にスイッ
チ手段３６をオフする。
る電圧は整流回路４０で整流および平滑されて、出力端
子４２，４４からは直流出力が得られる。安定化制御回
路６８は、直流出力レベルを監視して、スイッチング制
御回路４６によるスイッチング素子３０のオン、オフデ
ューティ比を制御して、所定の直流出力が得られるよう
に制御する。また、スイッチング制御回路４６は、スイ
ッチ手段３６のオン、オフ制御を行う。すなわち、図３
に示すように、スイッチング素子３０がオフするのとほ
ぼ同時にスイッチ手段３６をオンし、一定時間ｔ経過後
（スイッチング素子３０が次にオンする以前）にスイッ
チ手段３６をオフする。
【００１２】これによれば、スイッチング素子３０をオ
ンしている時はスイッチ手段３６はオフして、トランス
５６の１次コイル３２が直流電源２８によって励磁され
て、２次コイル５０に電圧が誘起される。スイッチング
素子３０がオフしてスイッチ手段３６がオンすると、そ
の直前までに１次コイル３２に蓄積されていたエネルギ
により、１次コイル３２とコンデンサ３４の間で共振を
生じる。すなわち、１次コイル３２は電流を流し続け、
この電流はスイッチ手段３６を介してコンデンサ３４を
充電する。コンデンサ３４が充電を終了して放電に転じ
ると、コンデンサ３４からスイッチ手段３６を介して１
次コイル３２に電流が流れ込む。このような共振動作に
よる共振電流は１次コイル３２を励磁し、２次コイル５
０に電圧を誘起する。その結果、スイッチング素子３６
がオフされる直前に１次コイル３２に蓄積されていたエ
ネルギはトランス５６の２次側に送り込まれて回生さ
れ、有効に利用されることになる。したがって、蓄積エ
ネルギ消費用の抵抗（図２の抵抗２４に相当するもの）
は不要であり、損失が低減される。
ンしている時はスイッチ手段３６はオフして、トランス
５６の１次コイル３２が直流電源２８によって励磁され
て、２次コイル５０に電圧が誘起される。スイッチング
素子３０がオフしてスイッチ手段３６がオンすると、そ
の直前までに１次コイル３２に蓄積されていたエネルギ
により、１次コイル３２とコンデンサ３４の間で共振を
生じる。すなわち、１次コイル３２は電流を流し続け、
この電流はスイッチ手段３６を介してコンデンサ３４を
充電する。コンデンサ３４が充電を終了して放電に転じ
ると、コンデンサ３４からスイッチ手段３６を介して１
次コイル３２に電流が流れ込む。このような共振動作に
よる共振電流は１次コイル３２を励磁し、２次コイル５
０に電圧を誘起する。その結果、スイッチング素子３６
がオフされる直前に１次コイル３２に蓄積されていたエ
ネルギはトランス５６の２次側に送り込まれて回生さ
れ、有効に利用されることになる。したがって、蓄積エ
ネルギ消費用の抵抗（図２の抵抗２４に相当するもの）
は不要であり、損失が低減される。
【００１３】スイッチ手段３６は少くとも共振（リンギ
ング）の１周期の間オンさせておく（勿論、複数周期の
間オンしておくことも可能である。）。１周期で蓄積エ
ネルギの多くの部分が２次側に回生され、２波目以降の
リンギング波は急激に減衰したものとなる。したがっ
て、リンギングの１周期が終了した後のいずれかのタイ
ミングでスイッチ手段３６をオフすることによりスイッ
チング素子３０の端子間（スイッチングトランジスタの
コレクタ・エミッタ間）には大電圧は加わられない。し
たがって、スイッチング素子３０の故障が防止され、外
部に放出されるノイズも減少する。尚、２次側直流出力
端子４２，４４に接続される負荷が軽負荷の場合（極端
な場合無負荷の場合）でも安定化制御回路４４等におけ
る電力消費（２次側の電力を用いて駆動される。）等２
次側での電力消費は必ず存在するので、回生動作は常に
行われる。
ング）の１周期の間オンさせておく（勿論、複数周期の
間オンしておくことも可能である。）。１周期で蓄積エ
ネルギの多くの部分が２次側に回生され、２波目以降の
リンギング波は急激に減衰したものとなる。したがっ
て、リンギングの１周期が終了した後のいずれかのタイ
ミングでスイッチ手段３６をオフすることによりスイッ
チング素子３０の端子間（スイッチングトランジスタの
コレクタ・エミッタ間）には大電圧は加わられない。し
たがって、スイッチング素子３０の故障が防止され、外
部に放出されるノイズも減少する。尚、２次側直流出力
端子４２，４４に接続される負荷が軽負荷の場合（極端
な場合無負荷の場合）でも安定化制御回路４４等におけ
る電力消費（２次側の電力を用いて駆動される。）等２
次側での電力消費は必ず存在するので、回生動作は常に
行われる。
【００１４】尚、スイッチ手段３６はスイッチング素子
３０が次にオンされるよりも十分以前にオフするように
オン時間を設定する（例えば、スイッチング素子３０の
スイッチング周期の１／１０程度の短い期間だけスイッ
チ手段３６をオンする。）。これにより、スイッチング
素子３０とスイッチ手段３０が同時にオンすることによ
る素子等の破損が防止される。
３０が次にオンされるよりも十分以前にオフするように
オン時間を設定する（例えば、スイッチング素子３０の
スイッチング周期の１／１０程度の短い期間だけスイッ
チ手段３６をオンする。）。これにより、スイッチング
素子３０とスイッチ手段３０が同時にオンすることによ
る素子等の破損が防止される。
【００１５】図１のスイッチングレギュレータ４８によ
るスイッチング素子３０の両端の電圧（スイッチングト
ランジスタのＶCE）の一例を従来回路によるスイッチン
グ素子の両端の電圧と対比して図４に示す。図４におい
て、（ａ）はスナバ回路がない場合のＶCE、（ｂ）は前
記図２の抵抗消費形によるＶCE（コンデンサ２２を０．
１μＦ、抵抗２４を２２ｋΩとした場合）、（ｃ）は図
１の回路によるＶCE（コンデンサ３４を３９００ｐＦと
した場合）で、いずれも直流入力電圧を１４０Ｖとした
ときのものである。これによれば、図１の回路では、図
２の回路と同様にリンギング波のピーク電圧が低く抑え
られている。しかも、図１の回路では、図２の回路に比
べてコンデンサが小容量のもので済むとともに、抵抗が
不要となり、装置を小型に構成することができる。
るスイッチング素子３０の両端の電圧（スイッチングト
ランジスタのＶCE）の一例を従来回路によるスイッチン
グ素子の両端の電圧と対比して図４に示す。図４におい
て、（ａ）はスナバ回路がない場合のＶCE、（ｂ）は前
記図２の抵抗消費形によるＶCE（コンデンサ２２を０．
１μＦ、抵抗２４を２２ｋΩとした場合）、（ｃ）は図
１の回路によるＶCE（コンデンサ３４を３９００ｐＦと
した場合）で、いずれも直流入力電圧を１４０Ｖとした
ときのものである。これによれば、図１の回路では、図
２の回路と同様にリンギング波のピーク電圧が低く抑え
られている。しかも、図１の回路では、図２の回路に比
べてコンデンサが小容量のもので済むとともに、抵抗が
不要となり、装置を小型に構成することができる。
【００１６】
【実施例】図１のスイッチングレギュレータ４８の具体
例を図５に示す。スイッチング素子３０はバイポーラス
イッチングトランジスタで構成され、スイッチング制御
回路４６により、例えば５０ｋ〜１００ｋＨｚのスイッ
チング周期で駆動される。スナバ回路３８のスイッチ手
段３６はバイポーラスイッチングトランジスタで構成さ
れている。このトランジスタ３６は、スイッチング素子
３０がオフされた時に１次コイル３２から流出する電流
に対してコレクタ・エミッタ間が逆方向となるようにコ
レクタ・エミッタ間が１次コイル３２に接続されてい
る。エミッタにはコレクタ電流を制限するための抵抗５
２が接続されている。ベースは、ベース電流を決める抵
抗５４を介して１次コイル３２の端子（スイッチング素
子３０がオフされた時に電流が流出する側の端子）に接
続されている。
例を図５に示す。スイッチング素子３０はバイポーラス
イッチングトランジスタで構成され、スイッチング制御
回路４６により、例えば５０ｋ〜１００ｋＨｚのスイッ
チング周期で駆動される。スナバ回路３８のスイッチ手
段３６はバイポーラスイッチングトランジスタで構成さ
れている。このトランジスタ３６は、スイッチング素子
３０がオフされた時に１次コイル３２から流出する電流
に対してコレクタ・エミッタ間が逆方向となるようにコ
レクタ・エミッタ間が１次コイル３２に接続されてい
る。エミッタにはコレクタ電流を制限するための抵抗５
２が接続されている。ベースは、ベース電流を決める抵
抗５４を介して１次コイル３２の端子（スイッチング素
子３０がオフされた時に電流が流出する側の端子）に接
続されている。
【００１７】以上の構成によれば、スイッチング素子３
０がオンされている時は、トランジスタ３６はベースと
エミッタが同電位になるのでオフしている。スイッチン
グ素子３０がオフされると、その直前に１次コイル３２
に蓄積されていたエネルギにより、１次コイル３２には
電流が流れ続けようとする。この電流の一部は抵抗５４
を介してトランジスタ３６のベース・コレクタ間に逆流
入する（電流Ｉｂ）（つまり、ベース・コレクタ間のＰ
Ｎ接合に順方向に電流が流れる。）。バイポーラトラン
ジスタは、コレクタとエミッタを逆にしても逆方向特性
により一定の飽和特性が得られるので（ただし、電流増
幅率は低い）トランジスタ３６はオンし、１次コイル３
２からの電流の残りの部分がエミッタからコレクタに向
けて逆方向に流れ（電流Ｉｅ）、コンデンサ３４を充電
する。
０がオンされている時は、トランジスタ３６はベースと
エミッタが同電位になるのでオフしている。スイッチン
グ素子３０がオフされると、その直前に１次コイル３２
に蓄積されていたエネルギにより、１次コイル３２には
電流が流れ続けようとする。この電流の一部は抵抗５４
を介してトランジスタ３６のベース・コレクタ間に逆流
入する（電流Ｉｂ）（つまり、ベース・コレクタ間のＰ
Ｎ接合に順方向に電流が流れる。）。バイポーラトラン
ジスタは、コレクタとエミッタを逆にしても逆方向特性
により一定の飽和特性が得られるので（ただし、電流増
幅率は低い）トランジスタ３６はオンし、１次コイル３
２からの電流の残りの部分がエミッタからコレクタに向
けて逆方向に流れ（電流Ｉｅ）、コンデンサ３４を充電
する。
【００１８】コンデンサ３４の充電が終了すると、コン
デンサ３４は放電に転じる。すなわち、充電時にベース
・コレクタ間に逆流入した電流Ｉｂにより、ベースには
電荷（キャリア）が蓄積されているため、充電終了後も
トランジスタ３６はオンし続け、コンデンサ３４からの
放電電流がトランジスタ３６のコレクタ・エミッタ間に
正方向に流れる（Ｉｃ）。ベース蓄積電荷が放電されて
いる間（キャリアの蓄積効果時間、自己回復時間）トラ
ンジスタ３６は導通状態に保持し、１次コイル３２とコ
ンデンサ３４の共振による電流で１次コイル３２は励磁
され、蓄積エネルギをトランス３２の２次側に送り込ん
で回生動作を行う。ベースに接続された抵抗５４の値に
よりキャリア蓄積効果時間を調整することができる。抵
抗５２，５４とも数１０〜数１００Ω程度の小さな抵抗
値でよく、熱損失はわずかで済む。
デンサ３４は放電に転じる。すなわち、充電時にベース
・コレクタ間に逆流入した電流Ｉｂにより、ベースには
電荷（キャリア）が蓄積されているため、充電終了後も
トランジスタ３６はオンし続け、コンデンサ３４からの
放電電流がトランジスタ３６のコレクタ・エミッタ間に
正方向に流れる（Ｉｃ）。ベース蓄積電荷が放電されて
いる間（キャリアの蓄積効果時間、自己回復時間）トラ
ンジスタ３６は導通状態に保持し、１次コイル３２とコ
ンデンサ３４の共振による電流で１次コイル３２は励磁
され、蓄積エネルギをトランス３２の２次側に送り込ん
で回生動作を行う。ベースに接続された抵抗５４の値に
よりキャリア蓄積効果時間を調整することができる。抵
抗５２，５４とも数１０〜数１００Ω程度の小さな抵抗
値でよく、熱損失はわずかで済む。
【００１９】尚、１波目のリンギングで蓄積エネルギの
多くの部分が２次側に回生されるので２波目以降のリン
ギングによる電圧は低い。したがって、ベースに対する
電荷の注入は１波目のリンギングでほぼ終了し、１波目
のリンギングでベースに蓄積された電荷が放電される時
間でトランジスタ３６の導通時間がほぼ決定される。
多くの部分が２次側に回生されるので２波目以降のリン
ギングによる電圧は低い。したがって、ベースに対する
電荷の注入は１波目のリンギングでほぼ終了し、１波目
のリンギングでベースに蓄積された電荷が放電される時
間でトランジスタ３６の導通時間がほぼ決定される。
【００２０】図５のスナバ回路３８の設計例として、ト
ランジスタ３６の２ＳＤ１３５０Ａで構成し、抵抗５
２，５４をそれぞれ８２Ωに設定し、コンデンサ３４を
３９００ｐＦに設定することができる。この時スイッチ
ング素子３０のスイッチング周波数は例えば５０ｋ〜１
００ｋＨｚ程度に設定することができる。この設計のも
とで、直流電源２８の電圧を１４０Ｖとした時の動作波
形を図６に示す。１次コイル３２とコンデンサ３４によ
るリンギング周波数は２〜５ＭＨｚ程度になり、トラン
ジスタ３６のオン時間ｔはほぼリンギングの１周期分
（約１．５μｓ）となっている。
ランジスタ３６の２ＳＤ１３５０Ａで構成し、抵抗５
２，５４をそれぞれ８２Ωに設定し、コンデンサ３４を
３９００ｐＦに設定することができる。この時スイッチ
ング素子３０のスイッチング周波数は例えば５０ｋ〜１
００ｋＨｚ程度に設定することができる。この設計のも
とで、直流電源２８の電圧を１４０Ｖとした時の動作波
形を図６に示す。１次コイル３２とコンデンサ３４によ
るリンギング周波数は２〜５ＭＨｚ程度になり、トラン
ジスタ３６のオン時間ｔはほぼリンギングの１周期分
（約１．５μｓ）となっている。
【００２１】図５の構成によれば、トランジスタ３６の
逆方向特性を利用したキャリア蓄積効果によりタイマ動
作させるので、特別なオン、オフタイミング指令を必要
とせず、簡単な回路構成で実現することができる。ま
た、トランジスタ３６は飽和域で動作するので損失が少
なくてすむ（０．１Ｗ程度）。また動作波形が滑らかで
ノイズが少ない。また、スイッチング素子３０に加わる
オーバシュート電圧（リンギング電圧）が低くなるの
で、スイッチング素子３０の耐圧を小さくでき、比較的
安価なスイッチングトランジスタを使用することができ
る。
逆方向特性を利用したキャリア蓄積効果によりタイマ動
作させるので、特別なオン、オフタイミング指令を必要
とせず、簡単な回路構成で実現することができる。ま
た、トランジスタ３６は飽和域で動作するので損失が少
なくてすむ（０．１Ｗ程度）。また動作波形が滑らかで
ノイズが少ない。また、スイッチング素子３０に加わる
オーバシュート電圧（リンギング電圧）が低くなるの
で、スイッチング素子３０の耐圧を小さくでき、比較的
安価なスイッチングトランジスタを使用することができ
る。
【００２２】
【他の実施例】図１のスイッチングレギュレータ４８の
他の具体例を図７に示す。ここでは、スナバ回路３８の
スイッチ手段３６をスイッチングトランジスタ６０とダ
イオード６２の組合わせで構成している。スイッチング
素子３０がオフすると、１次コイル３２に蓄えられてい
たエネルギによる電流がダイオード６４を介してトラン
ジスタ６０のベースからコレクタに向けて逆方向に流れ
る。これと同時にダイオード６２を介して電流が流れ、
これら電流の加算値によりコンデンサ３４は充電され
る。コンデンサ３４の充電が終了した後もトランジスタ
６０はベースの蓄積電荷によりオンし続け、コンデンサ
３４の放電電流はトランジスタ６０のコレクタからエミ
ッタに向けて流れて、１次コイル３２に流れ込む。尚、
トランジスタ６０のベース蓄積電荷は抵抗６６を介して
放電される。この抵抗６６の値によってトランジスタ６
０のオン時間が調整される。図７の回路による各部の動
作波形を図８に示す。
他の具体例を図７に示す。ここでは、スナバ回路３８の
スイッチ手段３６をスイッチングトランジスタ６０とダ
イオード６２の組合わせで構成している。スイッチング
素子３０がオフすると、１次コイル３２に蓄えられてい
たエネルギによる電流がダイオード６４を介してトラン
ジスタ６０のベースからコレクタに向けて逆方向に流れ
る。これと同時にダイオード６２を介して電流が流れ、
これら電流の加算値によりコンデンサ３４は充電され
る。コンデンサ３４の充電が終了した後もトランジスタ
６０はベースの蓄積電荷によりオンし続け、コンデンサ
３４の放電電流はトランジスタ６０のコレクタからエミ
ッタに向けて流れて、１次コイル３２に流れ込む。尚、
トランジスタ６０のベース蓄積電荷は抵抗６６を介して
放電される。この抵抗６６の値によってトランジスタ６
０のオン時間が調整される。図７の回路による各部の動
作波形を図８に示す。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
スナバ回路での損失を低減することができる。
スナバ回路での損失を低減することができる。
【図１】 この発明の実施の形態を示す回路図である。
【図２】 従来のスナバ回路を具えたスイッチングレギ
ュレヘータを示す回路図である。
ュレヘータを示す回路図である。
【図３】 図１のスイッチング素子とスイッチ手段の動
作タイミングを示すタイムチャートである。
作タイミングを示すタイムチャートである。
【図４】 図１のスイッチングレギュレータ、図２のス
イッチングレギュレータおよびスナバ回路がない場合の
スイッチング素子の両端間にかかる電圧波形をそれぞれ
示す波形図である。
イッチングレギュレータおよびスナバ回路がない場合の
スイッチング素子の両端間にかかる電圧波形をそれぞれ
示す波形図である。
【図５】 図１のスイッチングレギュレータの具体例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図６】 図５の回路の動作波形図である。
【図７】 図１のスイッチングレギュレータの他の具体
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
【図８】 図７の回路の動作波形図である。
２８ 直流電源 ３０ スイッチング素子 ３２ １次コイル ３４ コンデンサ ３６ スイッチ手段、バイポーラスイッチングトランジ
スタ ３８ スナバ回路 ４８ スイッチングレギュレータ（スイッチング電源） ５０ ２次コイル ６０ バイポーラスイッチングトランジスタ
スタ ３８ スナバ回路 ４８ スイッチングレギュレータ（スイッチング電源） ５０ ２次コイル ６０ バイポーラスイッチングトランジスタ
Claims (2)
- 【請求項１】直流電源をスイッチング素子を介してトラ
ンスの１次コイルに接続し、当該スイッチング素子をス
イッチング駆動して前記トランスの２次コイルから出力
を取り出すようにしたスイッチング電源において、 前記トランスの１次コイルと並列でかつ前記スイッチン
グ素子と直列にコンデンサとスイッチ手段の直列接続回
路を接続し、当該スイッチ手段を前記スイッチング素子
のオフとほぼ同時にオンし、この時前記トランスの１次
コイルに蓄積されていたエネルギにより当該１次コイル
と前記コンデンサ間で共振を生じさせ、この共振により
当該蓄積エネルギを前記トランスの２次側に送り込み、
前記スイッチング素子が次にオンする以前に前記スイッ
チ手段をオフしてなるスイッチング電源のスナバ回路。 - 【請求項２】直流電源をスイッチング素子を介してトラ
ンスの１次コイルに接続し、当該スイッチング素子をス
イッチング駆動して前記トランスの２次コイルから出力
を取り出すようにしたスイッチング電源において、 前記トランスの１次コイルと並列でかつ前記スイッチン
グ素子と直列にコンデンサとバイポーラスイッチングト
ランジスタのコレクタ・エミッタ間の直列接続回路を接
続し、かつ前記スイッチング素子がオフした時に前記ト
ランスの１次コイルに蓄積されていたエネルギによる電
流が前記バイポーラスイッチングトランジスタのベース
・コレクタ間に逆流入するように当該バイポーラスイッ
チングトランジスタのベースを前記１次コイルに接続
し、 前記スイッチング手段がオフした時に、前記バイポーラ
スイッチングトランジスタのベース・コレクタ間に逆流
入する前記電流により当該バイポーラスイッチングトラ
ンジスタをオンして、前記トランスの１次コイルの蓄積
エネルギにより当該１次コイルと前記コンデンサ間で共
振を生じさせて、当該バイポーラスイッチングトランジ
スタを正方向および逆方向に導通させ、前記逆流入電流
によって前記バイポーラスイッチングトランジスタのベ
ースに蓄積された電荷が放電されて当該バイポーラスイ
ッチングトランジスタが自己回復する間前記共振を続け
させて前記１次コイルの蓄積エネルギを前記トランスの
２次側に送り込み、前記ベース蓄積電荷の放電時間の設
定により前記スイッチング素子が次にオンする以前に当
該バイポーラスイッチングトランジスタスイッチ手段を
オフさせてなるスイッチング電源のスナバ回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8144951A JPH09308244A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | スイッチング電源のスナバ回路 |
| US08/837,711 US5880943A (en) | 1996-05-15 | 1997-04-22 | Snubber circuit for a switching power source |
| TW086105312A TW350163B (en) | 1996-05-15 | 1997-04-24 | Snubber circuit for a switching power source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8144951A JPH09308244A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | スイッチング電源のスナバ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09308244A true JPH09308244A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=15373993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8144951A Pending JPH09308244A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | スイッチング電源のスナバ回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5880943A (ja) |
| JP (1) | JPH09308244A (ja) |
| TW (1) | TW350163B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014103713A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-06-05 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | 同期整流回路 |
| JP2014209814A (ja) * | 2013-04-16 | 2014-11-06 | 株式会社Ihi | 電源装置 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6069803A (en) * | 1999-02-12 | 2000-05-30 | Astec International Limited | Offset resonance zero volt switching flyback converter |
| US6611410B1 (en) | 1999-12-17 | 2003-08-26 | Siemens Vdo Automotive Inc. | Positive supply lead reverse polarity protection circuit |
| US6438002B2 (en) * | 2000-02-02 | 2002-08-20 | General Electric Co. | Active snubber circuit with controllable DV/DT |
| JP2001314079A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Sony Corp | スイッチング電源回路 |
| JP2002034245A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-31 | Sony Corp | スイッチング電源回路 |
| JP3659240B2 (ja) | 2001-11-16 | 2005-06-15 | ソニー株式会社 | スイッチング電源回路 |
| US6674247B1 (en) | 2001-12-20 | 2004-01-06 | Foveon, Inc. | Efficient photographic flash |
| US7012820B2 (en) * | 2001-12-21 | 2006-03-14 | Det International Holding Limited | Forward converter with controlled reset |
| DE10257908A1 (de) * | 2002-12-11 | 2004-06-24 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Getaktete Leistungsversorgung |
| JP2006223008A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Hitachi Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
| EP1987582A4 (en) * | 2006-02-14 | 2018-01-24 | Flextronics Ap, Llc | Two terminals quasi resonant tank circuit |
| US7918681B2 (en) | 2009-07-08 | 2011-04-05 | Lotes Co., Ltd. | Electrical connector |
| JP5920410B2 (ja) * | 2014-07-08 | 2016-05-18 | 株式会社ノーリツ | 給湯装置 |
| CN107425726B (zh) * | 2017-05-19 | 2019-11-12 | 华为技术有限公司 | 一种反激电路 |
| US10411603B1 (en) * | 2018-11-30 | 2019-09-10 | Nxp B.V. | Switch mode power supply including bipolar active clamp |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5869463A (ja) * | 1981-10-21 | 1983-04-25 | Nec Corp | カレントスナバ−回路 |
| DE3341074A1 (de) * | 1983-11-12 | 1985-05-23 | Telefunken Fernseh Und Rundfunk Gmbh, 3000 Hannover | Schaltnetzteil, insbesondere fuer einen fernsehempfaenger, mit einer schutzschaltung zur begrenzung des primaerstroms |
| US4870554A (en) * | 1987-11-12 | 1989-09-26 | Power Systems, Inc. | Active snubber forward converter |
| US4975821A (en) * | 1989-10-10 | 1990-12-04 | Lethellier Patrice R | High frequency switched mode resonant commutation power supply |
| US5689409A (en) * | 1994-07-27 | 1997-11-18 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Switched-mode power supply |
| KR0144540B1 (ko) * | 1994-08-25 | 1998-10-01 | 김광호 | 스위칭 모드 파워 써플라이의 서지 보호 회로 |
-
1996
- 1996-05-15 JP JP8144951A patent/JPH09308244A/ja active Pending
-
1997
- 1997-04-22 US US08/837,711 patent/US5880943A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-24 TW TW086105312A patent/TW350163B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014103713A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-06-05 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | 同期整流回路 |
| JP2014209814A (ja) * | 2013-04-16 | 2014-11-06 | 株式会社Ihi | 電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5880943A (en) | 1999-03-09 |
| TW350163B (en) | 1999-01-11 |
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