JPH1066335A - Converter circuit - Google Patents

Converter circuit

Info

Publication number
JPH1066335A
JPH1066335A JP21961196A JP21961196A JPH1066335A JP H1066335 A JPH1066335 A JP H1066335A JP 21961196 A JP21961196 A JP 21961196A JP 21961196 A JP21961196 A JP 21961196A JP H1066335 A JPH1066335 A JP H1066335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
switching
capacitor
diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP21961196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Hirokawa
正彦 広川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP21961196A priority Critical patent/JPH1066335A/en
Publication of JPH1066335A publication Critical patent/JPH1066335A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the usage of a diode with little forward voltage drop and improve the efficiency. SOLUTION: A switching circuit 1 converts an inputted DC power into a pulse wave and outputs the pulse wave. An output rectifying circuit 2 converts the pulse wave outputted from the switching circuit 1 into a DC power and outputs the DC power. Snubber circuits 31 and 32 include capacitors 311 and 321, switching devices 312 and 322 and discharge circuits 313 and 323. The capacitors 311 and 321 are charged in one direction by reverse voltages applied to output rectifying diodes 21 and 22. The switching devices 312 and 322 convert charge stored in the capacitors 311 and 321 into pulse waves and discharge through the discharge circuits 313 and 323. A pulse generating circuit 4 generates a pulse wave which does not depend upon the switching operation of the switching circuit 1 and the generated pulse waves are supplied to the switching devices 312 and 322.

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、スイッチング方式
のコンバ−タ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching type converter circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング方式のコンバ−タ回路は、
直流入力電圧を、スイッチング回路によってスイッチン
グし、高周波のパルス波に変換して出力する。この高周
波のパルス波は、出力整流回路によって直流に変換さ
れ、負荷に供給される。この種のコンバータ回路におい
ては、出力整流回路に含まれる出力整流ダイオ−ドで発
生する順方向損失の、全損失に対して占める割合が大き
く、特に低電圧で大電流の出力を負荷に供給する場合に
は顕著である。そこで、出力整流ダイオードの順方向損
失をできるだけ低減させる手段として、順方向電圧降下
の小さいショットキ−バリア・ダイオ−ドの使用が考え
られるが、ショットキ−バリア・ダイオ−ドは、原理的
に逆方向の耐電圧が低くなる。しかも、逆方向耐電圧
は、順方向電圧降下が小さくなればなる程、小さくな
る。
2. Description of the Related Art A switching type converter circuit comprises:
The DC input voltage is switched by a switching circuit, converted into a high-frequency pulse wave, and output. This high-frequency pulse wave is converted into a direct current by an output rectifier circuit and supplied to a load. In this type of converter circuit, the forward loss generated by the output rectifier diode included in the output rectifier circuit accounts for a large proportion of the total loss, and particularly, a large output current at a low voltage is supplied to the load. The case is remarkable. In order to reduce the forward loss of the output rectifier diode as much as possible, a Schottky barrier diode having a small forward voltage drop may be used. Withstand voltage becomes lower. Moreover, the reverse breakdown voltage decreases as the forward voltage drop decreases.

【0003】従って、順方向損失の低いショットキ−バ
リア・ダイオ−ドを用いて損失を低減させようとする場
合、ショットキ−バリア・ダイオ−ドに印加される逆電
圧を、いかにして、その逆耐電圧より低い値に押さえる
かが重要なポイントになる。
Therefore, when the loss is to be reduced by using a Schottky barrier diode having a low forward loss, how the reverse voltage applied to the Schottky barrier diode is reduced An important point is to keep the value lower than the withstand voltage.

【0004】その手段として、負荷に電力を供給するた
めに必要な電圧を、出力整流ダイオ−ドの逆耐電圧以下
になるように回路を設計する回路設計的手法が必要とな
るが、実際にはトランスの漏れインダクタンスや、ダイ
オ−ド自身の並列容量及びリカバリ特性などによってサ
−ジ電圧が発生し、サージ電圧が出力整流ダイオ−ドに
印加される。このため、回路設計手法のみによって、出
力整流ダイオードの逆耐電圧に関する問題点を解決する
ことは困難である。
As a means for achieving this, a circuit design technique for designing a circuit so that the voltage required to supply power to the load is equal to or less than the reverse withstand voltage of the output rectifier diode is required. In this case, a surge voltage is generated due to the leakage inductance of the transformer, the parallel capacitance of the diode itself, and the recovery characteristics, and a surge voltage is applied to the output rectifier diode. For this reason, it is difficult to solve the problem regarding the reverse withstand voltage of the output rectifier diode only by the circuit design technique.

【0005】そこで、サージ電圧を吸収する手段とし
て、スナバ回路が提案されている。スナバ回路は、サ−
ジ電圧を除去して、出力整流ダイオードに印加される電
圧を、その逆耐電圧以下に保持するものであり、出力整
流ダイオードの逆耐電圧の問題点解決に有効である。ま
た、スナバ回路によって、サ−ジ電圧を除去することに
より、ノイズの発生を少なくすることができる。
Therefore, a snubber circuit has been proposed as a means for absorbing a surge voltage. The snubber circuit is
In this case, the voltage applied to the output rectifier diode is maintained at a value equal to or lower than the reverse withstand voltage of the rectifier diode. Further, by removing the surge voltage by the snubber circuit, the generation of noise can be reduced.

【0006】通常のスナバ回路の構成としては、出力整
流ダイオ−ドに発生するパルス波電圧に対して定電圧源
となるような十分大きな容量を持ったコンデンサを、ダ
イオ−ドを介して、出力整流ダイオ−ドと並列に接続す
る。このようにすると、サージ電圧が発生しても、出力
整流ダイオードの端子間に印加される逆電圧が、コンデ
ンサに充電されている電圧にクランプされる。但し、コ
ンデンサの充電電圧を一定値に保持しておくためには、
単位時間においてサ−ジ電圧をクランプしたことによっ
て充電されたエネルギ−と同じ量のエネルギ−を放電し
ておく必要がある。エネルギ−を放電するための手段と
して、コンデンサと並列に抵抗を接続する方法が従来よ
り知られている。
A typical snubber circuit has a structure in which a capacitor having a sufficiently large capacity to serve as a constant voltage source for a pulse wave voltage generated in an output rectifier diode is output via the diode. Connect in parallel with the rectifier diode. In this case, even if a surge voltage occurs, the reverse voltage applied between the terminals of the output rectifier diode is clamped to the voltage charged in the capacitor. However, in order to keep the charging voltage of the capacitor at a constant value,
It is necessary to discharge the same amount of energy as the energy charged by clamping the surge voltage per unit time. As a means for discharging energy, a method of connecting a resistor in parallel with a capacitor has been conventionally known.

【0007】しかし、コンデンサの電圧をVc(容量が
充分に大きい場合には直流電圧となる)とし、コンデン
サに並列に接続される抵抗の抵抗値をRとすると、 P=V 2/R [W] に相当する電力Pは全て抵抗で消費されるために、抵抗
の発熱及びコンバ−タの効率の低下を招く。またクラン
プする電圧値は、発生するサージ電圧と、コンデンサの
容量値及び抵抗の抵抗値との相互関係で定まるために、
計算では各素子の値が求まらず、実験によって最適値を
決定しなければならないという煩わしさがある。しか
も、出力整流ダイオードの耐電圧が低くなれば、サ−ジ
電圧をさらに低く抑えなければならないために、スナバ
回路に吸収させなければならないエネルギ−が大きくな
り、より一層の抵抗の発熱、効率の低下を招く。
However, when the voltage of the capacitor is Vc (capacity is
If it is large enough, it will be DC voltage)
If the resistance value of the resistor connected in parallel to the cTwo/ R [W] is consumed entirely by the resistor,
And the efficiency of the converter is reduced. Also clan
The voltage value to be switched depends on the generated surge voltage and the
To be determined by the correlation between the capacitance value and the resistance value of the resistor,
The value of each element is not found in the calculation, and the optimum value is
There is a hassle of having to decide. Only
If the withstand voltage of the output rectifier diode becomes lower, surge
Since the voltage must be kept lower, the snubber
The energy that must be absorbed by the circuit
As a result, the heat generated by the resistor is further increased, and the efficiency is reduced.

【0008】上述の問題点を解決する手段として、コン
デンサ電圧をスイッチ素子でスイッチングしてパルス波
に変換し、変換エネルギを一旦インダクタに蓄えてか
ら、放出することにより、異なる電圧に対して伝送でき
るようにしたスナバ回路が提案されている。このスナバ
回路によれば、抵抗発熱を回避するとともに、吸収した
エネルギ−を損失とせずに、負荷や入力電圧源に供給
し、効率低下を回避することができる。かかる構成のス
ナバ回路は、特開平4−236165号公報、特開平4
−271275号公報等に開示されている。
As means for solving the above-mentioned problems, a capacitor voltage is switched by a switching element to convert it into a pulse wave, and the converted energy is temporarily stored in an inductor and then released, so that different voltages can be transmitted. Such a snubber circuit has been proposed. According to this snubber circuit, resistance heating can be avoided, and absorbed energy can be supplied to a load or an input voltage source without losing energy, thereby preventing a reduction in efficiency. The snubber circuit having such a configuration is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
-271275.

【0009】これらの公知文献に開示されたスナバ回路
は、コンデンサ電圧をスイッチングしてパルス波に変換
するスイッチ素子を、電力変換回路のスイッチング素子
の駆動パルス波と同期させたパルス波によって駆動する
構成をとっている。ところが、電力変換回路のスイッチ
ング素子の駆動パルス波は、入力、負荷などの条件によ
り、その時比率が変化するために、それに伴って、スナ
バ回路に含まれるクランプ用コンデンサの電圧が変化す
る。このような条件下で、スナバ回路のスイッチ素子
を、電力変換回路のスイッチング素子の駆動パルス波と
同期させたパルス波によって駆動してコンデンサ電圧を
パルス波に変換すると、コンデンサ電圧値が一定になら
ない。このため、耐電圧と伝送電圧との差が小さく、ク
ランプ電圧の許容範囲が狭い低耐圧のダイオ−ドでは、
入力電圧や負荷電流の変動範囲において、クランプ電圧
をこの許容電圧範囲内に維持させることが困難になる。
The snubber circuits disclosed in these known documents drive a switch element for switching a capacitor voltage to convert it into a pulse wave by a pulse wave synchronized with a drive pulse wave of a switching element of a power conversion circuit. Has taken. However, since the duty ratio of the drive pulse wave of the switching element of the power conversion circuit changes depending on conditions such as input and load, the voltage of the clamp capacitor included in the snubber circuit changes accordingly. Under these conditions, when the switch element of the snubber circuit is driven by a pulse wave synchronized with the drive pulse wave of the switching element of the power conversion circuit to convert the capacitor voltage into a pulse wave, the capacitor voltage value does not become constant . For this reason, the difference between the withstand voltage and the transmission voltage is small, and a low breakdown voltage diode with a narrow allowable range of the clamp voltage is used.
It becomes difficult to maintain the clamp voltage within this allowable voltage range in the range of fluctuation of the input voltage and the load current.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の主な課題は、
順方向電圧降下の小さいダイオ−ドの使用を可能にし、
効率を向上させたコンバータ回路を提供することであ
る。
The main objects of the present invention are as follows.
Enables the use of a diode with a small forward voltage drop,
An object of the present invention is to provide a converter circuit with improved efficiency.

【0011】本発明のもう一つの課題は、出力整流ダイ
オ−ドに発生する本来の伝送電圧に重畳する不要なサ−
ジ電圧を吸収し得るコンバータ回路を提供することであ
る。
Another object of the present invention is to provide an unnecessary rectifier superimposed on an original transmission voltage generated in an output rectifier diode.
An object of the present invention is to provide a converter circuit capable of absorbing a voltage.

【0012】本発明の更にもう一つの課題は、電圧をク
ランプした際に蓄積したエネルギ−を回生することによ
り、損失を低減させたコンバータ回路を提供することで
ある。
Still another object of the present invention is to provide a converter circuit in which a loss is reduced by regenerating energy stored when a voltage is clamped.

【0013】本発明の更にもう一つの課題は、コンデン
サクランプ電圧を、入力電圧や負荷電流の変動によって
変化しない一定値に保持できるコンバータ回路を提供す
ることである。
Still another object of the present invention is to provide a converter circuit capable of holding a capacitor clamp voltage at a constant value which does not change due to a change in input voltage or load current.

【0014】本発明の更にもう一つの課題は、耐電圧と
伝送電圧との差が小さく、クランプ電圧の許容範囲が狭
い低耐圧のダイオ−ドにおいても、クランプ電圧をこの
許容電圧範囲内に維持し得るコンバータ回路を提供する
ことである。
Still another object of the present invention is to maintain a clamp voltage within this allowable voltage range even in a low breakdown voltage diode having a small difference between the withstand voltage and the transmission voltage and a narrow allowable range of the clamp voltage. To provide a converter circuit that can be used.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係るコンバータ回路は、スイッチング回
路と、出力整流回路と、スナバ回路と、パルス発生回路
とを含む。前記スイッチング回路は、入力された直流電
圧を高周波のパルス波に変換して出力する。前記出力整
流回路は、前記スイッチング回路から出力される前記高
周波のパルス波を直流に変換して出力する。
To solve the above-mentioned problems, a converter circuit according to the present invention includes a switching circuit, an output rectifier circuit, a snubber circuit, and a pulse generation circuit. The switching circuit converts the input DC voltage into a high-frequency pulse wave and outputs the high-frequency pulse wave. The output rectifier circuit converts the high-frequency pulse wave output from the switching circuit into a direct current and outputs the direct current.

【0016】前記スナバ回路は、コンデンサと、スイッ
チング素子と、放電回路とを含んでいる。前記コンデン
サは、前記出力整流回路に含まれる出力整流ダイオード
に印加される逆電圧によって一方向に充電される。前記
スイッチング素子は、前記コンデンサに蓄積された電荷
を、パルス波に変換し、かつ、前記放電回路を通して放
電する。
[0016] The snubber circuit includes a capacitor, a switching element, and a discharge circuit. The capacitor is charged in one direction by a reverse voltage applied to an output rectifier diode included in the output rectifier circuit. The switching element converts the charge stored in the capacitor into a pulse wave and discharges the pulse wave through the discharge circuit.

【0017】前記パルス発生回路は、前記スイッチング
回路のスイッチング動作に依存しないパルス波を生成
し、生成されたパルス波を前記スイッチング素子に供給
する。
The pulse generation circuit generates a pulse wave independent of the switching operation of the switching circuit, and supplies the generated pulse wave to the switching element.

【0018】上述したように、本発明にかかるコンバー
タ回路は、スイッチング回路と出力整流回路とを有して
おり、スイッチング回路は、入力された直流電圧をパル
ス波に変換して出力し、出力整流回路はスイッチング回
路から出力されるパルス波を直流に変換して出力するか
ら、一つの入力直流電圧から異なる出力直流電圧を得る
コンバータ回路を実現できる。
As described above, the converter circuit according to the present invention has the switching circuit and the output rectifier circuit, and the switching circuit converts the input DC voltage into a pulse wave and outputs the pulse wave, and Since the circuit converts the pulse wave output from the switching circuit into direct current and outputs the direct current, a converter circuit that obtains a different output DC voltage from one input DC voltage can be realized.

【0019】本発明に係るコンバータ回路は、スナバ回
路を有しており、スナバ回路は、コンデンサを含んでい
る。コンデンサは、出力整流回路に含まれる出力整流ダ
イオードに印加される逆電圧によって一方向に充電され
る。コンデンサは、出力整流ダイオ−ドに発生するパル
ス波電圧に対して定電圧源となるような十分大きな容量
を持っている。従って、出力整流ダイオ−ドに対して逆
電圧となるサージ電圧が発生しても、出力整流ダイオー
ドに印加される逆電圧は、コンデンサに充電されている
電圧にクランプされる。即ち、出力整流ダイオ−ドに発
生する本来の伝送電圧に重畳する不要なサ−ジ電圧を吸
収し得る。
The converter circuit according to the present invention has a snubber circuit, and the snubber circuit includes a capacitor. The capacitor is charged in one direction by a reverse voltage applied to an output rectifier diode included in the output rectifier circuit. The capacitor has a sufficiently large capacity to serve as a constant voltage source for the pulse wave voltage generated in the output rectifier diode. Therefore, even if a surge voltage that is a reverse voltage occurs to the output rectifier diode, the reverse voltage applied to the output rectifier diode is clamped to the voltage charged in the capacitor. That is, an unnecessary surge voltage superimposed on the original transmission voltage generated in the output rectifier diode can be absorbed.

【0020】スナバ回路は、スイッチング素子と、放電
回路とを含んでおり、スイッチング素子は、コンデンサ
に蓄積された電荷を、パルス波に変換し、かつ、放電回
路を通して放電する。従って、放電回路として、変換エ
ネルギを一旦インダクタに蓄えてから放出する回路を採
用することが可能であり、変換エネルギを、異なる電圧
に対して伝送できる。また、抵抗発熱を回避するととも
に、吸収したエネルギ−を損失とせずに、負荷や入力電
圧源に供給し、効率低下を回避することができる。
The snubber circuit includes a switching element and a discharge circuit. The switching element converts the charge stored in the capacitor into a pulse wave and discharges the pulse wave through the discharge circuit. Therefore, it is possible to employ a circuit that temporarily stores the converted energy in the inductor and then discharges the converted energy, and can transmit the converted energy to different voltages. Further, it is possible to avoid the resistance heat generation and supply the absorbed energy to the load and the input voltage source without losing the absorbed energy, thereby avoiding a decrease in efficiency.

【0021】本発明に係るコンバータ回路において、パ
ルス発生回路は、スイッチング回路のスイッチング動作
に依存しないパルス波を生成し、生成されたパルス波を
スイッチング素子に供給する。この構成によれば、コン
デンサ電圧をスイッチングしてパルス波に変換するスイ
ッチ素子を、電力変換回路のスイッチング素子の駆動パ
ルス波と同期させたパルス波によって駆動する従来技術
の場合と異なって、クランプ電圧を、入力電圧や負荷電
流の変動によって変化しない一定値に保持できる。
In the converter circuit according to the present invention, the pulse generation circuit generates a pulse wave independent of the switching operation of the switching circuit, and supplies the generated pulse wave to the switching element. According to this configuration, unlike the related art in which the switch element that switches the capacitor voltage and converts it into a pulse wave is driven by the pulse wave synchronized with the drive pulse wave of the switching element of the power conversion circuit, the clamp voltage Can be maintained at a constant value that does not change due to changes in the input voltage or the load current.

【0022】また、耐電圧と伝送電圧との差が小さく、
クランプ電圧の許容範囲が狭い低耐圧のダイオ−ドにお
いても、クランプ電圧を、この許容電圧範囲内に維持し
得る。
Further, the difference between the withstand voltage and the transmission voltage is small,
Even in a low breakdown voltage diode having a narrow allowable range of the clamp voltage, the clamp voltage can be maintained within this allowable voltage range.

【0023】従って、本発明によれば、順方向電圧降下
の小さいダイオ−ドの使用を可能にし、効率を向上させ
たコンバータ回路を実現することができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to use a diode having a small forward voltage drop, and to realize a converter circuit with improved efficiency.

【0024】この種のコンバータ回路は、通常、スイッ
チング回路のスイッチング動作を制御する制御回路を含
んでいる。パルス発生回路は制御回路から独立していて
もよいし、パルス波を生成するための信号を、制御回路
が通常備える発振器から得る構成であってもよい。
This type of converter circuit usually includes a control circuit for controlling the switching operation of the switching circuit. The pulse generation circuit may be independent of the control circuit, or may have a configuration in which a signal for generating a pulse wave is obtained from an oscillator normally provided in the control circuit.

【0025】本発明の他の目的、特徴及び利点は、実施
例である添付図面を参照して、更に詳しく説明する。
Other objects, features and advantages of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings which are embodiments.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係るコンバータ回
路の電気回路図である。本発明に係るコンバータ回路
は、スイッチング回路1と、出力整流回路2と、スナバ
回路31、32と、パルス発生回路4とを含む。5は変
換用トランス、6は制御回路である。スイッチング回路
1は、入力された直流電圧E1を高周波のパルス波に変
換して出力する。実施例において、スイッチング回路1
は変換用トランス5を介して、変換されたパルス波を伝
送するようになっており、変換用トランス5の一次巻線
51に接続されている。変換用トランス5は、一次巻線
51に電磁結合する2つの二次巻線52及び53を有し
ている。
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a converter circuit according to the present invention. The converter circuit according to the present invention includes a switching circuit 1, an output rectifier circuit 2, snubber circuits 31, 32, and a pulse generation circuit 4. Reference numeral 5 denotes a conversion transformer, and reference numeral 6 denotes a control circuit. The switching circuit 1 converts the input DC voltage E1 into a high-frequency pulse wave and outputs it. In the embodiment, the switching circuit 1
Is adapted to transmit the converted pulse wave via the conversion transformer 5 and is connected to the primary winding 51 of the conversion transformer 5. The conversion transformer 5 has two secondary windings 52 and 53 that are electromagnetically coupled to the primary winding 51.

【0027】出力整流回路2は、スイッチング回路1か
ら出力されるパルス波を直流に変換して出力する。実施
例に示す出力整流回路2は、変換用トランス5の二次巻
線52に生じる電圧に対して順方向となるダイオ−ド2
1と、二次巻線53に生じる電圧に対して順方向となる
ダイオ−ド22とを有するとともに、電力伝送ラインに
対して直列に入るチョークコイル23及び並列に入る出
力平滑用コンデンサ24とを備える。ダイオ−ド21、
22はショットキ−バリア・ダイオ−ドによって構成す
ることが望ましい。ショットキ−バリア・ダイオ−ド
は、前述したように、順方向電圧降下が低く、損失の低
減及び効率の向上に寄与できるからである。
The output rectifier circuit 2 converts a pulse wave output from the switching circuit 1 into a direct current and outputs the direct current. The output rectifier circuit 2 shown in the embodiment has a diode 2 which is in a forward direction with respect to a voltage generated in the secondary winding 52 of the conversion transformer 5.
1, a diode 22 having a forward direction with respect to a voltage generated in a secondary winding 53, and a choke coil 23 which is in series with the power transmission line and an output smoothing capacitor 24 which is in parallel with the power transmission line. Prepare. Diode 21,
Preferably, 22 is constituted by a Schottky barrier diode. This is because, as described above, the Schottky barrier diode has a low forward voltage drop and can contribute to reduction of loss and improvement of efficiency.

【0028】スナバ回路31、32のうち、スナバ回路
31は、コンデンサ311と、スイッチング素子312
と、放電回路313とを含んでいる。コンデンサ311
は、出力整流回路2に含まれる出力整流ダイオード21
に印加される逆電圧によって一方向に充電される。コン
デンサ311を逆電圧によって一方向に充電するための
手段として、実施例では、コンデンサ311の一端を、
出力整流ダイオード21のアノードに接続すると共に、
出力整流ダイオ−ド21のカソードと、コンデンサ31
1の他端との間に、ダイオード310を接続してある。
スイッチング素子312はコンデンサ311に蓄積され
た電荷を、パルス波に変換し、かつ、放電回路313を
通して放電する。
Of the snubber circuits 31 and 32, the snubber circuit 31 includes a capacitor 311 and a switching element 312.
And a discharge circuit 313. Capacitor 311
Is an output rectifier diode 21 included in the output rectifier circuit 2.
Is charged in one direction by the reverse voltage applied to the. As a means for charging the capacitor 311 in one direction with a reverse voltage, in the embodiment, one end of the capacitor 311 is
Connected to the anode of the output rectifier diode 21,
The cathode of the output rectifier diode 21 and the capacitor 31
The diode 310 is connected to the other end of the first diode.
The switching element 312 converts the electric charge accumulated in the capacitor 311 into a pulse wave, and discharges the electric wave through a discharge circuit 313.

【0029】実施例に示す放電回路313は第1の巻線
314及び第2の巻線315を有するトランス316を
含んでいる。スイッチング素子312は、1つの制御電
極及び2つの主電極を有する3端子素子、例えば電界効
果トランジスタであって、主電極の一つがコンデンサ3
11及びダイオード310の接続点に接続され、主電極
の他方がトランス316の第1の巻線314の一端に接
続されている。第1の巻線314の他端はコンデンサ3
11及び出力整流ダイオード21の接続点に結ばれてい
る。
The discharge circuit 313 shown in the embodiment includes a transformer 316 having a first winding 314 and a second winding 315. The switching element 312 is a three-terminal element having one control electrode and two main electrodes, for example, a field effect transistor.
11 and the diode 310, and the other of the main electrodes is connected to one end of the first winding 314 of the transformer 316. The other end of the first winding 314 is connected to the capacitor 3
11 and a connection point of the output rectifier diode 21.

【0030】第2の巻線315は、直流出力電圧Voに
対して、同一極性となるように方向付けしたダイオード
317を介して、電力伝送ラインに接続されている。
The second winding 315 is connected to a power transmission line via a diode 317 oriented to have the same polarity with respect to the DC output voltage Vo.

【0031】同様に、スナバ回路32は、コンデンサ3
21と、スイッチング素子322と、放電回路323と
を含んでいる。コンデンサ321は、出力整流回路2に
含まれる出力整流ダイオード22に印加される電圧によ
って一方向に充電される。コンデンサ321を一方向に
充電するための手段として、コンデンサ321の一端
を、出力整流ダイオード22のアノードに接続すると共
に、出力整流ダイオ−ド22のカソードと、コンデンサ
321の他端との間に、ダイオード320を接続してあ
る。スイッチング素子322はコンデンサ321に蓄積
された電荷を、パルス波に変換し、かつ、放電回路32
3を通して放電する。
Similarly, the snubber circuit 32 includes a capacitor 3
21, a switching element 322, and a discharge circuit 323. The capacitor 321 is charged in one direction by a voltage applied to the output rectifier diode 22 included in the output rectifier circuit 2. As a means for charging the capacitor 321 in one direction, one end of the capacitor 321 is connected to the anode of the output rectifier diode 22 and between the cathode of the output rectifier diode 22 and the other end of the capacitor 321. Diode 320 is connected. The switching element 322 converts the charge stored in the capacitor 321 into a pulse wave, and
Discharge through 3.

【0032】放電回路323は、放電回路311と、基
本的に同一の回路構成を有する。具体的に述べると、放
電回路323は、第1の巻線324及び第2の巻線32
5を有するトランス326を含んでいる。スイッチング
素子322は、1つの制御電極及び2つの主電極を有す
る3端子素子であって、主電極の一つがコンデンサ32
1及びダイオード320の接続点に接続され、主電極の
他方がトランス326の第1の巻線324の一端に接続
されている。第1の巻線324の他端はコンデンサ32
1及び出力整流ダイオード22の接続点に結ばれてい
る。
The discharge circuit 323 has basically the same circuit configuration as the discharge circuit 311. Specifically, the discharge circuit 323 includes the first winding 324 and the second winding 32
5 including a transformer 326. The switching element 322 is a three-terminal element having one control electrode and two main electrodes.
1 and the diode 320, and the other of the main electrodes is connected to one end of the first winding 324 of the transformer 326. The other end of the first winding 324 is connected to the capacitor 32
1 and the connection point of the output rectifier diode 22.

【0033】第2の巻線325は、直流出力電圧Voに
対して、同一極性となるように方向付けしたダイオード
327を介して、電力伝送ラインに接続されている。
The second winding 325 is connected to a power transmission line via a diode 327 oriented to have the same polarity with respect to the DC output voltage Vo.

【0034】パルス発生回路4は、スイッチング回路1
のスイッチング動作に依存しないパルス波を生成し、生
成されたパルス波をスイッチング素子312及び322
の制御電極に供給する。パルス発生回路4は制御回路6
から独立していてもよいし、パルス波を生成するための
信号を、制御回路6が備える発振器から得る構成であっ
てもよい。
The pulse generating circuit 4 includes the switching circuit 1
Generates a pulse wave that does not depend on the switching operation of the switching elements 312 and 322
Is supplied to the control electrode. The pulse generation circuit 4 includes a control circuit 6
, Or a signal for generating a pulse wave may be obtained from an oscillator included in the control circuit 6.

【0035】制御回路6は、この種のコンバータ回路に
おいて用いられている構成のものであれば、広く用いる
ことができる。一般には、内蔵もしくは外に備えられた
電圧検出回路において直流出力電圧Voを検出し、その
検出信号を基準電圧と比較することにより得られる信号
に基づき、スイッチング回路1に含まれる主スイッチを
制御し、直流出力電圧Voの安定化を行なう。制御方式
としては、周波数制御もしくはパルス幅制御またはそれ
らの組み合わせ等がある。
The control circuit 6 can be widely used as long as it has a configuration used in this type of converter circuit. In general, the main switch included in the switching circuit 1 is controlled based on a signal obtained by detecting a DC output voltage Vo by a built-in or external voltage detection circuit and comparing the detection signal with a reference voltage. And stabilizes the DC output voltage Vo. Examples of the control method include frequency control, pulse width control, and a combination thereof.

【0036】かかる構成の制御回路6を用いる場合、パ
ルス発生回路4は、制御回路6の中で使用している制御
用IC(例えばMC34067)が発生させている一定
の振幅を有する鋸歯状波を利用して、一定の時比率のパ
ルス波を生成し、スナバ回路31、32のスイッチング
素子312、322を駆動することができる。
When the control circuit 6 having such a configuration is used, the pulse generation circuit 4 generates a sawtooth wave having a constant amplitude generated by a control IC (for example, MC34067) used in the control circuit 6. By utilizing this, a pulse wave having a constant time ratio can be generated, and the switching elements 312 and 322 of the snubber circuits 31 and 32 can be driven.

【0037】上述したように、本発明に係るコンバータ
回路は、スイッチング回路1と出力整流回路2とを有し
ており、スイッチング回路1は入力された直流電圧E1
をパルス波に変換して出力し、出力整流回路2はスイッ
チング回路1から出力されるパルス波を直流に変換して
出力するから、一つの入力直流電圧E1から異なる出力
直流電圧Voを得るコンバータ回路を実現できる。
As described above, the converter circuit according to the present invention has the switching circuit 1 and the output rectifier circuit 2, and the switching circuit 1 receives the input DC voltage E1.
Is converted to a pulse wave and output, and the output rectifier circuit 2 converts the pulse wave output from the switching circuit 1 to DC and outputs it. Therefore, a converter circuit that obtains a different output DC voltage Vo from one input DC voltage E1 Can be realized.

【0038】スイッチング回路1が、第1のオン期間及
び第2のオン期間を有して動作するようなタイプ(プシ
ュプル回路など)の場合を想定すると、スイッチング回
路1の第1のオン期間に、トランス5の二次巻線52
に、出力整流ダイオード21に対して順方向となる電圧
が発生し、出力整流ダイオード21による整流作用が行
なわれる。整流出力はチョークコイル23及び平滑用コ
ンデンサ24による平滑作用を受け、その直流出力電圧
Voが負荷(図示しない)に供給される。スイッチング
回路1の第1のオン期間に、トランス5の二次巻線53
に生じる電圧は、出力整流ダイオード22に対して逆方
向となる。
Assuming that the switching circuit 1 is of a type (such as a push-pull circuit) that operates with a first on-period and a second on-period, during the first on-period of the switching circuit 1, Secondary winding 52 of transformer 5
Then, a voltage is generated in the forward direction with respect to the output rectifier diode 21, and the rectifier diode 21 performs rectification. The rectified output is subjected to a smoothing action by the choke coil 23 and the smoothing capacitor 24, and its DC output voltage Vo is supplied to a load (not shown). During the first ON period of the switching circuit 1, the secondary winding 53 of the transformer 5
Occurs in the opposite direction to the output rectifier diode 22.

【0039】スイッチング回路1の第2のオン期間で
は、トランス5の二次巻線53に、出力整流ダイオード
22に対して順方向となる電圧が発生し、出力整流ダイ
オード22による整流作用が行なわれる。整流出力はチ
ョークコイル23及び平滑用コンデンサ24による平滑
作用を受け、その直流出力電圧Voが、出力端71、7
2を通して、負荷に供給される。
During the second ON period of the switching circuit 1, a voltage is generated in the secondary winding 53 of the transformer 5 in a forward direction with respect to the output rectifier diode 22, and the rectification by the output rectifier diode 22 is performed. . The rectified output is subjected to a smoothing action by the choke coil 23 and the smoothing capacitor 24, and its DC output voltage Vo is output to the output terminals 71, 7
2 to the load.

【0040】本発明に係るコンバータ回路は、スナバ回
路31、32を有しており、スナバ回路31、32は、
コンデンサ311、321を含んでいる。コンデンサ3
11、321は、出力整流回路2に含まれる出力整流ダ
イオード21、22に印加される逆電圧によって一方向
に充電される。コンデンサ311、321は、出力整流
ダイオ−ド21、22に逆方向に発生するパルス波電圧
に対して定電圧源となるような十分大きな容量を持って
いる。従って、出力整流ダイオ−ド21、22に対して
逆方向となるサージ電圧が発生しても、出力整流ダイオ
ード21、22に印加される逆電圧は、コンデンサ31
1、321に充電されている電圧にクランプされる。即
ち、不要なサ−ジ電圧を、コンデンサ311、321に
よって吸収し得る。
The converter circuit according to the present invention has snubber circuits 31, 32, and the snubber circuits 31, 32
Capacitors 311, 321 are included. Capacitor 3
11 and 321 are charged in one direction by a reverse voltage applied to the output rectifier diodes 21 and 22 included in the output rectifier circuit 2. The capacitors 311 and 321 have a sufficiently large capacity to serve as a constant voltage source for the pulse wave voltage generated in the output rectifier diodes 21 and 22 in the reverse direction. Therefore, even if a surge voltage occurs in the reverse direction with respect to the output rectifier diodes 21 and 22, the reverse voltage applied to the output rectifier diodes 21 and 22 is not changed by the capacitor 31.
1, 321 is clamped to the charged voltage. That is, unnecessary surge voltages can be absorbed by the capacitors 311 and 321.

【0041】スナバ回路31、32は、スイッチング素
子312、322と、放電回路313、323とを含ん
でおり、スイッチング素子312、322は、コンデン
サ311、321に蓄積された電荷を、パルス波に変換
し、かつ、放電回路313、323を通して放電する。
実施例において、放電回路313はトランス316を含
んでおり、変換エネルギーはトランス316の第1の巻
線314及び第2の巻線315を通して、放出される。
同様に、放電回路323はトランス326を含んでお
り、変換エネルギーはトランス326の第1の巻線32
4及び第2の巻線325を通して、放出される。従っ
て、変換エネルギを、絶縁した状態で、異なる電圧に対
して伝送できる。また、抵抗による発熱を回避するとと
もに、吸収したエネルギ−を損失とせずに、負荷に供給
し、効率低下を回避することができる。
The snubber circuits 31 and 32 include switching elements 312 and 322 and discharge circuits 313 and 323. The switching elements 312 and 322 convert electric charges accumulated in the capacitors 311 and 321 into pulse waves. And discharges through the discharge circuits 313 and 323.
In an embodiment, the discharge circuit 313 includes a transformer 316, and the converted energy is discharged through a first winding 314 and a second winding 315 of the transformer 316.
Similarly, the discharge circuit 323 includes a transformer 326, and the converted energy is supplied to the first winding 32 of the transformer 326.
4 and the second winding 325. Therefore, the converted energy can be transmitted to different voltages in an insulated state. Further, it is possible to avoid heat generation due to the resistance and supply the absorbed energy to the load without losing the energy, thereby avoiding a decrease in efficiency.

【0042】実施例の場合、スイッチング素子312、
322がオンとなるタイミングで、トランス316、3
26の巻線314、324が励磁されるが、このとき巻
線315、325に生じる電圧はダイオード317、3
27に対して逆方向となるので、巻線314、324を
励磁したエネルギーは、放出されることなく、巻線31
5、325に蓄えられる。そして、スイッチング素子3
12、322がオフとなった時に生じるフライバック電
圧により、ダイオード317、327が導通し、フライ
バックエネルギとして、コンバータ回路の出力端71、
72に放電される。
In the case of the embodiment, the switching element 312,
When the 322 is turned on, the transformers 316, 3
The windings 314 and 324 are excited. At this time, the voltages generated in the windings 315 and 325 are diodes 317 and 3
27, the energy that has excited the windings 314, 324 is not released, and
5, 325. And the switching element 3
The diodes 317 and 327 are turned on by the flyback voltage generated when the switches 12 and 322 are turned off.
It is discharged to 72.

【0043】本発明に係るコンバータ回路において、パ
ルス発生回路4は、スイッチング回路1のスイッチング
動作に依存しないパルス波を生成し、生成されたパルス
波をスイッチング素子312、322に供給する。この
構成によれば、コンデンサ電圧をスイッチングしてパル
ス波に変換するスイッチ素子を、電力変換回路のスイッ
チング素子の駆動パルス波と同期させたパルス波によっ
て駆動する従来技術の場合と異なって、クランプ電圧V
cを、入力電圧や負荷電流の変動によって変化しない一
定値に保持できる。
In the converter circuit according to the present invention, the pulse generation circuit 4 generates a pulse wave independent of the switching operation of the switching circuit 1 and supplies the generated pulse waves to the switching elements 312 and 322. According to this configuration, unlike the related art in which the switch element that switches the capacitor voltage and converts it into a pulse wave is driven by the pulse wave synchronized with the drive pulse wave of the switching element of the power conversion circuit, the clamp voltage V
c can be held at a constant value that does not change due to changes in the input voltage or the load current.

【0044】図2は図1に示したスナバ回路31の動作
を説明する回路図ある。スナバ回路32についても同様
に説明できる。図において、コンデンサ311のクラン
プ電圧Vcは、トランス316の巻き数比を1として、 Vc={(1−D)/D}(Vo+Vf) の関係式で表すことができる。ここで、 D:時比率 スイッチング素子312のオン時間をton、周期をT
としたとき、 D=ton/T Vo:直流出力電圧 Vf:ダイオ−ド317の順方向電圧降下 である。但し、スイッチング素子312のオン時におけ
るスイッチ素子312の両端の電圧降下はゼロとしてい
る。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the operation of snubber circuit 31 shown in FIG. The same applies to the snubber circuit 32. In the figure, the clamp voltage Vc of the capacitor 311 can be expressed by the relational expression of Vc = {(1-D) / D} (Vo + Vf), where the winding ratio of the transformer 316 is 1. Here, D: duty ratio, the on time of the switching element 312 is ton, and the cycle is T.
D = ton / T Vo: DC output voltage Vf: forward voltage drop of diode 317 However, when the switching element 312 is turned on, the voltage drop across the switching element 312 is zero.

【0045】上記式から明らかなように、直流出力電圧
Voとクランプ電圧Vcとの関係は時比率によって決ま
り、パルス波の周期(周波数)には無関係である。
As is apparent from the above equation, the relationship between the DC output voltage Vo and the clamp voltage Vc is determined by the duty ratio, and is independent of the cycle (frequency) of the pulse wave.

【0046】また、出力整流ダイオード21、22とし
て、低耐圧のショットキ−バリア・ダイオ−ドを使用し
たために、耐電圧と伝送電圧との差が小さくなり、クラ
ンプ電圧の許容範囲が狭くなった場合も、クランプ電圧
Vcを、この許容電圧範囲内に維持し得る。従って、本
発明によれば、低損失のショットキ−バリア・ダイオ−
ドの使用を可能にし、効率を向上させたコンバータ回路
を実現することができる。
Also, when a low breakdown voltage Schottky barrier diode is used as the output rectifier diodes 21 and 22, the difference between the withstand voltage and the transmission voltage is reduced, and the allowable range of the clamp voltage is reduced. Also, the clamp voltage Vc can be maintained within this allowable voltage range. Therefore, according to the present invention, a low-loss Schottky barrier diode
And a converter circuit with improved efficiency can be realized.

【0047】図3は本発明に係るコンバータ回路の他の
実施例を示す電気回路図である。図において、図1と同
一の構成部分には同一の参照符号を付してある。この実
施例の特徴は、放電回路313、323を構成するトラ
ンス316、326の巻線315、325が、ダイオー
ド317、327を介して、直流電源E1に結ばれてい
ることである。従って、この実施例の場合は、コンデン
サ311、321で吸収したエネルギ−を、損失とせず
に、直流電源E1側に戻し、効率低下を回避することが
できる。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the converter circuit according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The feature of this embodiment is that the windings 315 and 325 of the transformers 316 and 326 constituting the discharge circuits 313 and 323 are connected to the DC power supply E1 via the diodes 317 and 327. Therefore, in the case of this embodiment, the energy absorbed by the capacitors 311 and 321 can be returned to the DC power supply E1 side without causing a loss, and a decrease in efficiency can be avoided.

【0048】図4は本発明に係るコンバータ回路の他の
実施例を示す電気回路図である。図において、図1と同
一の構成部分には同一の参照符号を付してある。この実
施例は、スイッチング回路1の具体的な回路構成例を示
している。スイッチング回路1は、共振型と称される回
路構成を有する。他の構成部分は、図1に示した実施例
とほぼ同じである。スイッチング回路1は、2個のスイ
ッチ素子11、12と、共振回路13とを有する。スイ
ッチ素子11、12は電界効果トランジスタでなり、ソ
ース及びドレインで構成される主回路が、互いに直列
に、かつ、直流電源E1に対して直列に接続されてい
る。共振回路13は、スイッチ素子11、12の接続点
と、変換用トランス5の一次巻線51との間に接続され
ている。この共振回路13は、共振コンデンサ131と
共振インダクタ132とを主要素とする直列共振回路を
構成している。スイッチ素子11、12は制御回路6か
ら供給されるパルスによって制御される。
FIG. 4 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the converter circuit according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. This embodiment shows a specific example of the circuit configuration of the switching circuit 1. The switching circuit 1 has a circuit configuration called a resonance type. Other components are almost the same as those of the embodiment shown in FIG. The switching circuit 1 has two switch elements 11 and 12 and a resonance circuit 13. The switch elements 11 and 12 are field-effect transistors, and main circuits each including a source and a drain are connected in series with each other and in series with the DC power supply E1. The resonance circuit 13 is connected between a connection point of the switch elements 11 and 12 and the primary winding 51 of the conversion transformer 5. The resonance circuit 13 forms a series resonance circuit having a resonance capacitor 131 and a resonance inductor 132 as main elements. The switch elements 11 and 12 are controlled by a pulse supplied from the control circuit 6.

【0049】図5は本発明に係るコンバータ回路の他の
実施例を示す電気回路図であり、クランプ電圧Vcが直
流出力電圧Voより高い時に有効な回路構成を示してい
る。図において、図1〜図4と同一の構成部分には同一
の参照符号を付してある。スイッチング回路1は図4で
説明した共振型となっている。
FIG. 5 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the converter circuit according to the present invention, and shows an effective circuit configuration when the clamp voltage Vc is higher than the DC output voltage Vo. In the drawings, the same components as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals. The switching circuit 1 is of the resonance type described with reference to FIG.

【0050】スナバ回路3において、図1に用いられて
いたトランスの代わりにインダクタ318が用いられて
いる。3端子素子でなるスイッチング素子312は、主
電極の一つがコンデンサ311の一端に接続されてい
る。放電回路313は、インダクタ318と、転流用ダ
イオード319とを含んでいる。インダクタ318は、
一端がスイッチング素子312の主電極の他方に接続さ
れ、他端が出力整流回路2の出力端71に接続されてい
る。転流用ダイオ−ド319は、スイッチング素子31
2及びインダクタ318の接続点と、出力端72及びコ
ンデンサ311の他端の接続点との間に接続されてい
る。
In the snubber circuit 3, an inductor 318 is used instead of the transformer used in FIG. The switching element 312 which is a three-terminal element has one of the main electrodes connected to one end of the capacitor 311. The discharge circuit 313 includes an inductor 318 and a commutation diode 319. The inductor 318 is
One end is connected to the other main electrode of the switching element 312, and the other end is connected to the output end 71 of the output rectifier circuit 2. The commutation diode 319 is connected to the switching element 31.
2 and the connection point between the inductor 318 and the connection point between the output terminal 72 and the other end of the capacitor 311.

【0051】この実施例によれば、図4の実施例と比較
して、回路構成を著しく簡素化できる。
According to this embodiment, the circuit configuration can be significantly simplified as compared with the embodiment of FIG.

【0052】スイッチング回路1のスイッチ素子12が
オン(スイッチ素子11がオフ)となる第2のオン期間
の時は、変換用トランス5の二次巻線52に生じる電圧
は、ダイオード21に対して逆方向となる。ダイオード
21に逆方向の電圧が加わるタイミングでは、ダイオー
ド310が導通し、ダイオード310を通して、コンデ
ンサ311に電荷が蓄積される。従って、出力整流ダイ
オ−ド21に対して逆方向となるサージ電圧が発生して
も、出力整流ダイオード21に発生する逆電圧は、コン
デンサ311に充電されている電圧にクランプされる。
即ち、不要なサ−ジ電圧を、コンデンサ311によって
吸収し得る。
During the second ON period when the switch element 12 of the switching circuit 1 is turned on (the switch element 11 is turned off), the voltage generated in the secondary winding 52 of the conversion transformer 5 is applied to the diode 21. In the opposite direction. At the timing when a voltage in the reverse direction is applied to the diode 21, the diode 310 conducts, and electric charge is accumulated in the capacitor 311 through the diode 310. Therefore, even if a surge voltage is generated in the reverse direction with respect to the output rectifier diode 21, the reverse voltage generated in the output rectifier diode 21 is clamped to the voltage charged in the capacitor 311.
That is, an unnecessary surge voltage can be absorbed by the capacitor 311.

【0053】スイッチング回路1のスイッチ素子11が
オン(スイッチ素子12がオフ)となる第1のオン期間
の時は、変換用トランス5の二次巻線53に生じる電圧
が、ダイオード22に対して逆方向となる。ダイオード
22に逆方向の電圧が加わるタイミングでは、ダイオー
ド320が導通し、ダイオード320を通して、コンデ
ンサ311に電荷が蓄積される。従って、出力整流ダイ
オ−ド22に対して逆方向となるサージ電圧が発生して
も、出力整流ダイオード22に発生する逆電圧は、コン
デンサ311に充電されている電圧にクランプされる。
即ち、不要なサ−ジ電圧を、コンデンサ311によって
吸収し得る。
During the first ON period when the switch element 11 of the switching circuit 1 is turned on (the switch element 12 is turned off), a voltage generated in the secondary winding 53 of the conversion transformer 5 is applied to the diode 22. In the opposite direction. At the timing when a reverse voltage is applied to the diode 22, the diode 320 conducts, and charges are accumulated in the capacitor 311 through the diode 320. Therefore, even if a surge voltage occurs in the reverse direction with respect to the output rectifier diode 22, the reverse voltage generated in the output rectifier diode 22 is clamped to the voltage charged in the capacitor 311.
That is, an unnecessary surge voltage can be absorbed by the capacitor 311.

【0054】スイッチング素子312が導通すると、コ
ンデンサ311に蓄積された電荷がスイッチング素子3
12を通して放電され、インダクタ318にエネルギー
が蓄積される。次に、スイッチング素子312がオフに
なると、インダクタ318に蓄積されたエネルギが、フ
ライバック電圧として、ダイオード319を通して、コ
ンバータ回路の出力端71、72に放電される。
When the switching element 312 conducts, the electric charge accumulated in the capacitor 311 is transferred to the switching element 312.
12, and energy is stored in the inductor 318. Next, when the switching element 312 is turned off, the energy stored in the inductor 318 is discharged to the output terminals 71 and 72 of the converter circuit through the diode 319 as a flyback voltage.

【0055】図6は図5に示したスナバ回路3を示す電
気回路図である。図6の回路において、 Vc=Vo/D+{(1−D)/D}Vf の関係からクランプ電圧を決定することができる。時比
率Dは前述した通りであり、電圧Vfはダイオ−ド31
9の順方向電圧降下であり、電圧Voは直流出力電圧で
ある。上記式が示すように、この実施例の場合も、直流
出力電圧Voとクランプ電圧Vcとの関係は時比率によ
って決まり、パルス波の周期(周波数)には無関係であ
る。
FIG. 6 is an electric circuit diagram showing the snubber circuit 3 shown in FIG. In the circuit of FIG. 6, the clamp voltage can be determined from the relationship of Vc = Vo / D + {(1-D) / D} Vf. The duty ratio D is as described above, and the voltage Vf is the diode 31.
9, and the voltage Vo is a DC output voltage. As shown in the above equation, also in the case of this embodiment, the relationship between the DC output voltage Vo and the clamp voltage Vc is determined by the duty ratio, and is independent of the cycle (frequency) of the pulse wave.

【0056】図7は本発明に係るコンバータ回路の他の
実施例を示す電気回路図である。図において、図5と同
一構成部分には同一の参照符号を付してある。この実施
例では、変換用トランス5の二次巻線52を一つだけと
してある。出力整流回路2は出力整流ダイオード21、
22を逆直列接続して二次巻線52の端子間に接続する
と共に、2つの出力チョークコイル231、232を直
列に接続して、二次巻線52の端子間に接続し、出力整
流ダイオード21、22の接続点及び出力チョークコイ
ル231、232の接続点を、出力端子71、72に導
き、出力端子71ー72間に平滑用コンデンサ24を接
続した構成になっている。
FIG. 7 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the converter circuit according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the conversion transformer 5 has only one secondary winding 52. The output rectifier circuit 2 includes an output rectifier diode 21,
22 are connected in series and connected between the terminals of the secondary winding 52, and two output choke coils 231 and 232 are connected in series and connected between the terminals of the secondary winding 52. The connection points 21 and 22 and the connection point of the output choke coils 231 and 232 are led to output terminals 71 and 72, and a smoothing capacitor 24 is connected between the output terminals 71 and 72.

【0057】スナバ回路3の構成及び動作特性は、図5
に示した実施例におけるスナバ回路3と同様である。こ
の実施例によれば、図4の実施例と比較して、回路構成
を更に簡素化できる。
The configuration and operating characteristics of the snubber circuit 3 are shown in FIG.
This is the same as the snubber circuit 3 in the embodiment shown in FIG. According to this embodiment, the circuit configuration can be further simplified as compared with the embodiment of FIG.

【0058】図8は本発明に係るコンバータ回路の他の
実施例を示す電気回路図である。図において、既に説明
した実施例と同一の構成部分には同一の参照符号を付し
てある。この実施例は、クランプ電圧Vcが直流出力電
圧Voより低い時に有効な回路構成を示している。放電
回路313は、整流出力回路2の出力端子71とは別の
出力端子73を有する。もう一方の出力端子74は、整
流出力回路2の出力端子72と結ばれている。
FIG. 8 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the converter circuit according to the present invention. In the figure, the same components as those of the embodiment described above are denoted by the same reference numerals. This embodiment shows an effective circuit configuration when the clamp voltage Vc is lower than the DC output voltage Vo. The discharge circuit 313 has an output terminal 73 different from the output terminal 71 of the rectification output circuit 2. The other output terminal 74 is connected to the output terminal 72 of the rectification output circuit 2.

【0059】放電回路313は、インダクタ318及び
ダイオード319の直列接続回路を含んでいる。インダ
クタ318及びダイオード319の直列接続回路は、コ
ンデンサ311の一端と出力端73との間に接続されて
いる。3端子素子でなるスイッチング素子312は、主
電極がインダクタ318及びダイオード319の接続点
と、出力端子74及びコンデンサ311の他端の接続点
との間に接続されている。
The discharge circuit 313 includes a series connection circuit of an inductor 318 and a diode 319. The series connection circuit of the inductor 318 and the diode 319 is connected between one end of the capacitor 311 and the output terminal 73. The switching element 312, which is a three-terminal element, has a main electrode connected between the connection point of the inductor 318 and the diode 319 and the connection point of the output terminal 74 and the other end of the capacitor 311.

【0060】この実施例の場合も、コンデンサ311に
よる電圧クランプ作用は、既に述べた実施例と実質的に
同じである。異なる点は、放電作用である。
Also in this embodiment, the voltage clamping action by the capacitor 311 is substantially the same as in the above-described embodiments. The difference is in the discharge action.

【0061】図9は図8に示したスナバ回路3の動作を
説明する回路図である。ダイオード21に逆方向の電圧
が加わるタイミングで、ダイオード310を通して、コ
ンデンサ311に電荷が蓄積される。スイッチング素子
312が導通すると、インダクタ318にエネルギーが
蓄積される。次に、スイッチング素子312がオフにな
ると、コンデンサ311の電圧Vc及びインダクタ31
8に生じるフライバック電圧を加算した電圧が、ダイオ
ード319を通して、出力端73、74に放電される。
FIG. 9 is a circuit diagram illustrating the operation of snubber circuit 3 shown in FIG. At the timing when a reverse voltage is applied to the diode 21, electric charge is accumulated in the capacitor 311 through the diode 310. When the switching element 312 conducts, energy is stored in the inductor 318. Next, when the switching element 312 is turned off, the voltage Vc of the capacitor 311 and the inductor 31
8 is discharged to the output terminals 73 and 74 through the diode 319.

【0062】この場合、図9の回路では、 Vc=(1−D)(Vo+Vf) の関係からクランプ電圧Vcを決定することができる。
時比率Dは前述した通りであり、電圧Vfはダイオ−ド
319の順方向電圧降下であり、電圧Voは直流出力電
圧である。上記式から明らかなように、この実施例の場
合も、直流出力電圧Voとクランプ電圧Vcとの関係は
時比率によって決まり、パルス波の周期(周波数)には
無関係である。
In this case, in the circuit of FIG. 9, the clamp voltage Vc can be determined from the relationship of Vc = (1−D) (Vo + Vf).
The duty ratio D is as described above, the voltage Vf is the forward voltage drop of the diode 319, and the voltage Vo is the DC output voltage. As is clear from the above equation, also in the case of this embodiment, the relationship between the DC output voltage Vo and the clamp voltage Vc is determined by the duty ratio and is independent of the cycle (frequency) of the pulse wave.

【0063】次に実測データを上げて説明する。図10
は、図7の回路において、スナバ回路を接続していない
場合の出力整流ダイオ−ド21に発生する電圧(図7に
おけるVr)及び順方向に流れる電流(図7におけるI
f)の実測波形である。動作条件は、入力電圧DC24
0Vで出力電圧5V、負荷電流30A(出力電力150
W)である。
Next, the actual data will be described. FIG.
7 shows the voltage (Vr in FIG. 7) generated in the output rectifier diode 21 and the current flowing in the forward direction (I in FIG. 7) when the snubber circuit is not connected in the circuit of FIG.
It is a measured waveform of f). The operating conditions are the input voltage DC24
0V, output voltage 5V, load current 30A (output power 150
W).

【0064】図10に示すように、電圧Vrが振動して
おり、最大で45.8Vのサージ電圧が発生している。
As shown in FIG. 10, the voltage Vr is oscillating, and a surge voltage of 45.8 V is generated at the maximum.

【0065】図11は図7に示した本発明に係るコンバ
ータ回路の出力整流ダイオード21の電圧Vr及び電流
Ifの波形である。動作条件は、入力電圧DC240V
で出力電圧5V、負荷電流30A(出力電力150W)
である。
FIG. 11 shows waveforms of the voltage Vr and the current If of the output rectifier diode 21 of the converter circuit according to the present invention shown in FIG. Operating conditions are input voltage DC240V
Output voltage 5V, load current 30A (output power 150W)
It is.

【0066】図11に示すように、電圧Vrが約22V
にクランプされていることが分かる。また出力電流の一
部がスナバ回路を経由するために、出力整流ダイオード
21を流れる電流Ifが、スナバ回路を接続しない図1
0のデータと比べて減少している。この時、スナバ回路
3からは8.6Wの電力が負荷に供給されていた。
As shown in FIG. 11, when the voltage Vr is about 22V
It can be seen that it is clamped to In addition, since a part of the output current passes through the snubber circuit, the current If flowing through the output rectifier diode 21 is not connected to the snubber circuit.
It is smaller than the data of 0. At this time, 8.6 W of electric power was being supplied from the snubber circuit 3 to the load.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 (a)順方向電圧降下の小さいダイオ−ドの使用を可能
にし、効率を向上させたコンバータ回路を提供すること
ができる。 (b)出力整流ダイオ−ドに発生する本来の伝送電圧に
重畳する不要なサ−ジ電圧を吸収し得るコンバータ回路
を提供することができる。 (c)電圧をクランプした際に蓄積したエネルギ−を回
生することにより、損失の増加をなくしたコンバータ回
路を提供することができる。 (d)クランプ電圧を、入力電圧や負荷電流の変動によ
って変化しない一定値に保持できるコンバータ回路を提
供することができる。 (e)耐電圧と伝送電圧との差が小さく、クランプ電圧
の許容範囲が狭い低耐圧のダイオ−ドにおいても、クラ
ンプ電圧をこの許容電圧範囲内に維持し得るコンバータ
回路を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) It is possible to use a diode having a small forward voltage drop and provide a converter circuit with improved efficiency. (B) It is possible to provide a converter circuit capable of absorbing an unnecessary surge voltage superimposed on an original transmission voltage generated in an output rectifier diode. (C) It is possible to provide a converter circuit that eliminates an increase in loss by regenerating energy accumulated when the voltage is clamped. (D) It is possible to provide a converter circuit capable of holding a clamp voltage at a constant value that does not change due to a change in an input voltage or a load current. (E) It is possible to provide a converter circuit capable of maintaining a clamp voltage within this allowable voltage range even in a low breakdown voltage diode having a small difference between the withstand voltage and the transmission voltage and a narrow allowable range of the clamp voltage. .

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

【図1】本発明に係るコンバータ回路の電気回路図であ
る。
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a converter circuit according to the present invention.

【図2】図1に示されたコンバータ回路のスナバ回路を
示す電気回路図である。
FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a snubber circuit of the converter circuit shown in FIG.

【図3】本発明に係るコンバータ回路の別の実施例を示
す電気回路図である。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the converter circuit according to the present invention.

【図4】本発明に係るコンバータ回路の更に別の実施例
を示す電気回路図である。
FIG. 4 is an electric circuit diagram showing still another embodiment of the converter circuit according to the present invention.

【図5】本発明に係るコンバータ回路の更に別の実施例
を示す電気回路図である。
FIG. 5 is an electric circuit diagram showing still another embodiment of the converter circuit according to the present invention.

【図6】図5に示されたコンバータ回路のスナバ回路を
示す電気回路図である。
6 is an electric circuit diagram showing a snubber circuit of the converter circuit shown in FIG.

【図7】本発明に係るコンバータ回路の更に別の実施例
を示す電気回路図である。
FIG. 7 is an electric circuit diagram showing still another embodiment of the converter circuit according to the present invention.

【図8】本発明に係るコンバータ回路の更に別の実施例
を示す電気回路図である。
FIG. 8 is an electric circuit diagram showing still another embodiment of the converter circuit according to the present invention.

【図9】図8に示されたコンバータ回路のスナバ回路を
示す電気回路図である。
9 is an electric circuit diagram showing a snubber circuit of the converter circuit shown in FIG.

【図10】図7の回路において、スナバ回路を接続して
いない場合の出力整流ダイオ−ドに発生する電圧及び電
流の実測波形を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing actually measured waveforms of a voltage and a current generated in an output rectifier diode when a snubber circuit is not connected in the circuit of FIG. 7;

【図11】図7に示した本発明に係るコンバータ回路の
出力整流ダイオードの電圧及び電流の実測波形を示す図
である。
11 is a diagram showing actually measured waveforms of the voltage and current of the output rectifier diode of the converter circuit according to the present invention shown in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スイッチング回路 2 出力整流回路 21、22 出力整流ダイオード 3、31、32 スナバ回路 310、320 ダイオード 311、321 コンデンサ 312、322 スイッチング素子 313、323 放電回路 4 パルス発生回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switching circuit 2 Output rectifier circuit 21, 22 Output rectifier diode 3, 31, 32 Snubber circuit 310, 320 Diode 311, 321 Capacitor 312, 322 Switching element 313, 323 Discharge circuit 4 Pulse generation circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スイッチング回路と、出力整流回路と、
スナバ回路と、パルス発生回路とを含むコンバータ回路
であって、 前記スイッチング回路は、入力された直流電圧をパルス
波に変換して出力し、 前記出力整流回路は、前記スイッチング回路から出力さ
れる前記パルス波を直流に変換して出力し、 前記スナバ回路は、コンデンサと、スイッチング素子
と、放電回路とを含んでおり、 前記コンデンサは、前記出力整流回路に含まれる出力整
流ダイオードに印加される逆電圧によって一方向に充電
され、 前記スイッチング素子は、前記コンデンサに蓄積された
電荷を、パルス波に変換し、かつ、前記放電回路を通し
て放電し、 前記パルス発生回路は、前記スイッチング回路のスイッ
チング動作に依存しないパルス波を生成し、生成された
パルス波を前記スイッチング素子に供給するコンバータ
回路。
1. A switching circuit, an output rectifier circuit,
A converter circuit including a snubber circuit and a pulse generation circuit, wherein the switching circuit converts an input DC voltage into a pulse wave and outputs the pulse wave, and the output rectifier circuit outputs the pulse output from the switching circuit. The pulse wave is converted into direct current and output, the snubber circuit includes a capacitor, a switching element, and a discharge circuit, and the capacitor is applied to an output rectifier diode included in the output rectifier circuit. The switching element converts the charge stored in the capacitor into a pulse wave and discharges the same through the discharge circuit, and the pulse generation circuit performs a switching operation of the switching circuit. A converter for generating an independent pulse wave and supplying the generated pulse wave to the switching element Road.
【請求項2】 請求項1に記載されたコンバータ回路で
あって、 前記スイッチング回路のスイッチング動作を制御する制
御回路を含んでおり、 前記パルス発生回路は、前記制御回路から独立している
コンバータ回路。
2. The converter circuit according to claim 1, further comprising a control circuit that controls a switching operation of the switching circuit, wherein the pulse generation circuit is independent of the control circuit. .
【請求項3】 請求項1に記載されたコンバ−タ回路で
あって、 前記スイッチング回路のスイッチング動作を制御する制
御回路を含んでおり、 前記パルス発生回路は、パルス波を生成するための信号
を前記制御回路から得ているコンバ−タ回路。
3. The converter circuit according to claim 1, further comprising a control circuit for controlling a switching operation of said switching circuit, wherein said pulse generation circuit generates a signal for generating a pulse wave. From the control circuit.
【請求項4】 請求項1に記載されたコンバータ回路で
あって、 前記放電回路は、少なくとも第1の巻線及び第2の巻線
を有するトランスを含んでおり、 前記スイッチング素子は、1つの制御電極及び2つの主
電極を有する3端子素子であって、主電極の一つが前記
コンデンサの一端に接続され、主電極の他方が前記トラ
ンスの前記第1の巻線の一端に接続されており、 前記トランスは、前記第1の巻線の他端が前記コンデン
サの他端に接続され、前記第2の巻線が整流ダイオード
を介して前記出力整流回路の出力端に接続されているコ
ンバータ回路。
4. The converter circuit according to claim 1, wherein the discharge circuit includes a transformer having at least a first winding and a second winding, and the switching element is a single circuit. A three-terminal element having a control electrode and two main electrodes, wherein one of the main electrodes is connected to one end of the capacitor, and the other of the main electrodes is connected to one end of the first winding of the transformer. A converter circuit in which the other end of the first winding is connected to the other end of the capacitor, and the second winding is connected to an output end of the output rectifier circuit via a rectifier diode. .
【請求項5】 請求項1に記載されたコンバ−タ回路で
あって、 前記スイッチング素子は、1つの制御電極及び2つの主
電極を有する3端子素子であって、前記主電極の一つが
前記コンデンサの一端に接続されており、 前記放電回路は、インダクタと、転流用ダイオードとを
含んでおり、 前記インダクタは、一端が前記スイッチング素子の主電
極の他方に接続され、他端が前記出力整流回路の出力端
の一つに接続されており、 前記転流用ダイオ−ドは、前記スイッチング素子及び前
記インダクタの接続点と、出力端の他方及び前記コンデ
ンサの他端の接続点との間に接続されているコンバ−タ
回路。
5. The converter circuit according to claim 1, wherein said switching element is a three-terminal element having one control electrode and two main electrodes, wherein one of said main electrodes is said one. Connected to one end of a capacitor, the discharge circuit includes an inductor and a commutating diode, one end of the inductor is connected to the other of the main electrodes of the switching element, and the other end is the output rectifier. The commutation diode is connected to one of the output terminals of the circuit, and the commutation diode is connected between a connection point of the switching element and the inductor and a connection point of the other output terminal and the other end of the capacitor. Converter circuit.
【請求項6】 請求項1に記載されたコンバ−タ回路で
あって、 前記放電回路は、インダクタ及びダイオードの直列接続
回路を含み、 前記インダクタ及び前記ダイオードの直列接続回路は、
前記コンデンサの一端に接続されており、 前記スイッチング素子は、1つの制御電極及び2つの主
電極を有する3端子素子であって、前記主電極が前記イ
ンダクタ及びダイオードの接続点と、前記コンデンサの
他端の間に接続されているコンバ−タ回路。
6. The converter circuit according to claim 1, wherein the discharging circuit includes a series connection circuit of an inductor and a diode, wherein the series connection circuit of the inductor and the diode includes:
The switching element is connected to one end of the capacitor, the switching element is a three-terminal element having one control electrode and two main electrodes, and the main electrode is connected to a connection point of the inductor and the diode, and is connected to the other end of the capacitor. A converter circuit connected between the ends.
JP21961196A 1996-08-21 1996-08-21 Converter circuit Withdrawn JPH1066335A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21961196A JPH1066335A (en) 1996-08-21 1996-08-21 Converter circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21961196A JPH1066335A (en) 1996-08-21 1996-08-21 Converter circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1066335A true JPH1066335A (en) 1998-03-06

Family

ID=16738250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21961196A Withdrawn JPH1066335A (en) 1996-08-21 1996-08-21 Converter circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1066335A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010207048A (en) * 2009-03-06 2010-09-16 Hitachi Ltd Switching power supply apparatus, power supply system, and electronic device
WO2018123552A1 (en) * 2016-12-27 2018-07-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 Snubber circuit and power conversion system using same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010207048A (en) * 2009-03-06 2010-09-16 Hitachi Ltd Switching power supply apparatus, power supply system, and electronic device
WO2018123552A1 (en) * 2016-12-27 2018-07-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 Snubber circuit and power conversion system using same
EP3565096A4 (en) * 2016-12-27 2019-12-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Snubber circuit and power conversion system using same
US10917004B2 (en) 2016-12-27 2021-02-09 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Snubber circuit and power conversion system using same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3201324B2 (en) Switching power supply
US6469913B2 (en) Switching power supply device having series capacitance
US6452814B1 (en) Zero voltage switching cells for power converters
USRE37889E1 (en) Low loss synchronous rectifier for application to clamped-mode power converters
US5159541A (en) Asymmetrical pulse width modulated resonant DC/DC converter
US6320763B2 (en) Switching power supply unit
US7242595B2 (en) Switching power supply circuit
US6366480B2 (en) Switching power supply apparatus
US20070195560A1 (en) Switching power supply circuit
US20080043506A1 (en) Dc-ac converter
US20100220500A1 (en) Power converter and method for controlling power converter
US20020181252A1 (en) Switching power source device
US6097614A (en) Asymmetrical pulse width modulated resonant DC-DC converter with compensating circuitry
US6738266B2 (en) Switching power supply unit
US6185111B1 (en) Switching power supply apparatus
WO2000069057A1 (en) Single-ended forward converter circuit with quasi-optimal resetting for synchronous rectification
JP3221185B2 (en) Switching power supply
JP2001333576A (en) Method of controlling dc-dc converter
KR19980065882A (en) Lossless snubber circuit and input power factor improvement circuit for soft switching of DC / DC converter
JP3585025B2 (en) AC / DC converter
JPH08228486A (en) Control method of dc-ac inverter
JPH1066335A (en) Converter circuit
JP4430188B2 (en) Resonant power supply
JP2004153990A (en) Power factor improving converter
JP2803176B2 (en) Switching power supply

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20031104