JPH11225473A - Power supply - Google Patents

Power supply

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JPH11225473A
JPH11225473A JP4129998A JP4129998A JPH11225473A JP H11225473 A JPH11225473 A JP H11225473A JP 4129998 A JP4129998 A JP 4129998A JP 4129998 A JP4129998 A JP 4129998A JP H11225473 A JPH11225473 A JP H11225473A
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JP
Japan
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switching
capacitor
power supply
switching element
current
Prior art date
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Application number
JP4129998A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Matsumoto
晃 松本
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Japan Radio Co Ltd
Nagano Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Nagano Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a PWM system and zero volt switching system with high conversion efficiency. SOLUTION: A power supply is provided with a first switching element 4 for switching an input DC current with a PWM control, a first and a second capacitor and a second switching element 5 in order to conduct the first switching operation for accumulating energy to a transformer, by turning on th first switching element 4 and conduct the second switching operation to lower a terminal voltage of the first capacitor 8 by turning off the first switching element 4 to charge the second capacitor, turning on the second switching element to release a recovery current from the second capacitor 9 and then turning off the second switching element 5. In this case, the second switching element 5 is set to an on state in the former half period of the off condition unchanging period by providing the off condition unchanging period, in which the first switching element is in the off condition at all times in one period of the switching signal.

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、スイッチングによ
って直流電圧を生成する電源装置に関し、詳しくは、い
わゆるゼロボルトスイッチ方式によって直流電圧を生成
する電源装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply for generating a DC voltage by switching, and more particularly to a power supply for generating a DC voltage by a so-called zero volt switch system.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、トランスの一次巻線を介して
入力直流をスイッチングさせるためのスイッチング素子
としてFET(電界効果トランジスタ)を用いる電源装
置では、FETをオン状態に制御することにより、まず
トランスにエネルギーを蓄積させる。次いで、FETを
オフ状態に制御することによりトランスの二次巻線から
トランスの蓄積エネルギーを放出させて二次巻線側に直
流電圧を生成する。この場合において、二次巻線からト
ランスの蓄積エネルギーを放出させる間では、一次巻線
の誘起電圧がFETに印加されるため、FET内部に寄
生的に存在する内部コンデンサの端子間電圧が上昇す
る。したがって、内部コンデンサの端子間電圧が上昇し
ている状態でFETをスイッチングさせたときには、F
ETのスイッチングによって電力が損失される。このた
め、内部コンデンサの端子間電圧を低下させた後にFE
Tをスイッチングするという、ゼロボルトスイッチ方式
が採用されている。
2. Description of the Related Art In general, in a power supply device using an FET (field effect transistor) as a switching element for switching an input DC through a primary winding of a transformer, first, the FET is controlled to an ON state, so that the FET is first turned on. Store energy in transformer. Next, by controlling the FET to an off state, the stored energy of the transformer is released from the secondary winding of the transformer to generate a DC voltage on the secondary winding side. In this case, while discharging the stored energy of the transformer from the secondary winding, the induced voltage of the primary winding is applied to the FET, so that the terminal voltage of the internal capacitor parasitically present inside the FET rises. . Therefore, when the FET is switched while the voltage between the terminals of the internal capacitor is increasing, the F
Power is lost due to ET switching. For this reason, after reducing the voltage between the terminals of the internal capacitor, FE
A zero volt switch method of switching T is adopted.

【0003】このようなゼロボルトスイッチ方式を採用
する電源装置として、PFM方式(周波数制御方式)に
よる電源装置が従来から知られている。この電源装置で
は、負荷が重いときには、図9(a)に示すように、ス
イッチング周波数を低く制御することにより、トランス
の一次巻線に流す電流I21を大きくし、これにより、同
図(b)に示すように、二次巻線から出力される出力電
流I22に相当するエネルギー量が大きくなるように制御
する。逆に、負荷が軽いときには、同図(c)に示すよ
うに、スイッチング周波数を高く制御することにより、
トランスの一次巻線に流す電流I21を小さくし、これに
より、同図(d)に示すように、二次巻線から出力され
る出力電流I22に相当するエネルギー量が小さくなるよ
うに制御する。なお、同図(a),(c)において斜線
で示す部分は、スイッチング素子としてのFETの内部
コンデンサから入力直流の供給源側に出力される回生電
流であることを示し、同図(b),(d)において斜線
で示す部分は、FETの内部コンデンサから入力直流の
供給源側に回生電流を出力させるために例えば一次巻線
を介して入力直流の供給源側に回生する回生電流である
ことを示す。
As a power supply employing such a zero volt switch method, a power supply based on a PFM method (frequency control method) has been conventionally known. In this power supply device, when the load is heavy, as shown in FIG. 9A, the switching frequency is controlled to be low, so that the current I21 flowing through the primary winding of the transformer is increased. As shown in (2), control is performed so that the amount of energy corresponding to the output current I22 output from the secondary winding is increased. Conversely, when the load is light, by controlling the switching frequency high as shown in FIG.
The current I21 flowing through the primary winding of the transformer is reduced, whereby the energy amount corresponding to the output current I22 output from the secondary winding is controlled to be small as shown in FIG. In FIGS. 7A and 7C, the hatched portions indicate the regenerative current output from the internal capacitor of the FET as a switching element to the input DC supply source side, and FIGS. , (D) indicates a regenerative current that is regenerated to the input DC supply source side via, for example, a primary winding in order to output a regenerative current from the internal capacitor of the FET to the input DC supply source side. Indicates that

【0004】ところが、かかるPFM方式による電源装
置は、装置全体として大型化するという問題点がある。
具体的には、負荷電流が最大でかつ入力直流電圧が許容
最低電圧のときの最低スイッチング周波数を例えば50
kHzとすれば、負荷電流が最小でかつ入力直流電圧が
許容最高電圧のときには、例えば280kHz程度のス
イッチング周波数となる。この場合、最低スイッチング
周波数に対して所定の諸特性が得られるようにトランス
を設計する必要があるため、当然にトランスが大型化す
る。加えて、スイッチング周波数を低下させると、トラ
ンスの二次巻線側に配設される平滑フィルタのカットオ
フ周波数を低く設計しなければならず、このため、平滑
フィルタ、特に平滑フィルタを構成するコンデンサも大
型化する。この結果、装置全体として大型化する。
However, there is a problem in that the power supply device based on the PFM method becomes large as a whole.
Specifically, the minimum switching frequency when the load current is the maximum and the input DC voltage is the allowable minimum voltage is, for example, 50
If the frequency is set to kHz, when the load current is the minimum and the input DC voltage is the maximum allowable voltage, the switching frequency is, for example, about 280 kHz. In this case, it is necessary to design the transformer so as to obtain predetermined characteristics with respect to the lowest switching frequency, so that the size of the transformer naturally increases. In addition, when the switching frequency is reduced, the cutoff frequency of the smoothing filter provided on the secondary winding side of the transformer must be designed to be low. Therefore, the smoothing filter, particularly, the capacitor constituting the smoothing filter is required. Also increase in size. As a result, the size of the entire apparatus is increased.

【0005】このため、電源装置(特にトランス、およ
び二次巻線側に配設される平滑フィルタ)の小型化を図
るために、ゼロボルトスイッチ方式で、かつスイッチン
グ周波数を一定にしてスイッチング信号のオン期間のデ
ューティー比を負荷電流に応じて変化させるPWM制御
方式(Pulse-Width Modulation)を採用する電源装置も
存在する。
For this reason, in order to reduce the size of the power supply device (especially, the transformer and the smoothing filter provided on the secondary winding side), the switching signal is turned on by using a zero volt switch system and keeping the switching frequency constant. There is also a power supply device that employs a PWM control method (Pulse-Width Modulation) that changes a duty ratio of a period according to a load current.

【0006】この電源装置41は、図6に示すように、
フライバック型で構成され、一次巻線2a、二次巻線2
bおよび補助巻線2cを有するトランス2を備えてい
る。そして、トランス2の一次巻線2a側には、コンデ
ンサ3と、FET4,5と、FET4のスイッチングを
制御するためのスイッチング制御回路6と、コンデンサ
7〜9と、抵抗10およびダイオード11〜13とを備
えている。なお、コンデンサ8は、FET4が有する寄
生容量、またはその寄生容量とは別個にFET4に並列
接続したコンデンサによって構成される。また、ダイオ
ード11,12は、FET4,5の内部にそれぞれ存在
するいわゆるボディダイオードあるいは寄生ダイオード
と呼ばれるダイオード、またはそのボディダイオードな
どとは別個にFET4,5に並列接続した独立のダイオ
ードによって構成される。さらに、電源装置41は、二
次巻線2b側に、整流用のダイオード21と、平滑用の
コンデンサ22とを備えている。
[0006] As shown in FIG.
A primary winding 2a, a secondary winding 2
b and a transformer 2 having an auxiliary winding 2c. On the primary winding 2a side of the transformer 2, a capacitor 3, FETs 4 and 5, a switching control circuit 6 for controlling switching of the FET 4, capacitors 7 to 9, a resistor 10 and diodes 11 to 13 It has. The capacitor 8 is constituted by a parasitic capacitance of the FET 4 or a capacitor connected in parallel to the FET 4 separately from the parasitic capacitance. Further, the diodes 11 and 12 are constituted by diodes called so-called body diodes or parasitic diodes existing inside the FETs 4 and 5, respectively, or independent diodes connected to the FETs 4 and 5 separately from the body diodes and the like. . Further, the power supply device 41 includes a rectifying diode 21 and a smoothing capacitor 22 on the secondary winding 2b side.

【0007】次に、電源装置41の動作について、図7
を参照して説明する。常態では、スイッチング制御回路
6が同図(a)に示すスイッチング信号S11を出力する
ことによりFET4をオン状態に制御する。これによ
り、一次巻線2aには、同図(c)および図6にそれぞ
れ示す電流I11が流れる。この際には、二次巻線2bに
図6に示す向きの電流I12と逆向きの電流が流れようと
するが、ダイオード21によって阻止されるため、電流
I11が流れることによりトランス2にエネルギーが蓄積
される。次いで、スイッチング制御回路6が、スイッチ
ング信号S11の出力を停止させてFET4をオフ状態に
制御した直後に、信号S12を出力することによりFET
5をオン状態に制御する。これにより、二次巻線2bに
は、同図および図7(d)にそれぞれ示すように、トラ
ンス2の蓄積エネルギーに起因して二次巻線2bに発生
するフライバック電圧に基づく電流I12が流れる。この
際に、ダイオード21によって整流されると共にコンデ
ンサ22によって平滑されて電圧E2の出力電圧が装置
外部に出力される。この場合、一次巻線2aの誘起電圧
を電圧E3とすれば、コンデンサ8の両端には、下記の
式で表され図6に示す向きの電圧ECが発生する。 EC=E1+E3・・・・・・・・・・・式 ここで、トランス2の一次巻線2aおよび二次巻線2b
の巻数をそれぞれN1およびN2 とし、ダイオード21
の順方向電圧を無視すれば、電圧E3が下記の式で近
似的に表されるため、電圧ECは、下記の式で表され
る。 E3=(N1 /N2 )・E2・・・・・・式 EC=E1+(N1 /N2 )・E2・・・式
Next, the operation of the power supply device 41 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In a normal state, the switching control circuit 6 outputs the switching signal S11 shown in FIG. As a result, the current I11 shown in FIG. 6C and FIG. 6 respectively flows through the primary winding 2a. At this time, a current opposite to the current I12 shown in FIG. 6 tends to flow through the secondary winding 2b, but is blocked by the diode 21. Stored. Next, the switching control circuit 6 outputs the signal S12 immediately after stopping the output of the switching signal S11 and controlling the FET 4 to be in the OFF state.
5 is turned on. As a result, the current I12 based on the flyback voltage generated in the secondary winding 2b due to the energy stored in the transformer 2 is supplied to the secondary winding 2b as shown in FIG. Flows. At this time, the output voltage of the voltage E2 is rectified by the diode 21 and smoothed by the capacitor 22, and output to the outside of the device. In this case, assuming that the induced voltage of the primary winding 2a is the voltage E3, a voltage EC expressed by the following equation and in the direction shown in FIG. 6 is generated at both ends of the capacitor 8. EC = E1 + E3 where the primary winding 2a and the secondary winding 2b of the transformer 2
Are N1 and N2, respectively.
If the forward voltage is ignored, the voltage E3 is approximately expressed by the following equation, and the voltage EC is expressed by the following equation. E3 = (N1 / N2) · E2 ... Equation EC = E1 + (N1 / N2) · E2 ... Equation

【0008】したがって、この状態においてFET4を
直ちにオン状態に制御するとコンデンサ8の両端が短絡
されるため、コンデンサ8に蓄積されているエネルギー
は、FET4による短絡回路内で熱損失となって消費さ
れる。この場合、コンデンサ8に蓄積されているエネル
ギーは、コンデンサ8の両端の電圧ECの二乗に比例す
る。このため、電圧ECが高電圧である程、短絡による
エネルギー損失は大きくなる。また、電源装置の小型化
を図るために数百KHzという高いスイッチング周波数
でFET4をスイッチングする場合には、スイッチング
の度に損失が発生する。したがって、コンデンサ8が充
電されているときに直ちにFET4をオン状態に制御す
る制御方式を採用した場合には、電源装置の変換効率の
低下を招くと共に、コンデンサ8の短絡時にノイズが発
生するという問題がある。
Therefore, if the FET 4 is immediately turned on in this state, both ends of the capacitor 8 are short-circuited, so that the energy stored in the capacitor 8 is consumed as heat loss in the short-circuited by the FET 4. . In this case, the energy stored in the capacitor 8 is proportional to the square of the voltage EC across the capacitor 8. Therefore, the higher the voltage EC is, the larger the energy loss due to the short circuit becomes. Further, when the FET 4 is switched at a high switching frequency of several hundred KHz in order to reduce the size of the power supply device, a loss occurs each time switching is performed. Therefore, if the control method of immediately turning on the FET 4 while the capacitor 8 is being charged is adopted, the conversion efficiency of the power supply device is reduced, and noise is generated when the capacitor 8 is short-circuited. There is.

【0009】このため、この電源装置41でも、ゼロボ
ルトスイッチ方式によってFET4をオン状態に制御す
る。具体的には、電源装置41では、トランス2から蓄
積エネルギーを放出させる際に、図6,図7(e)にそ
れぞれ示すように、一次巻線2a、コンデンサ9、ダイ
オード12およびコンデンサ7からなる電流経路で電流
I13を流すことによりコンデンサ7,9を充電させる。
この場合、コンデンサ7に充電されたエネルギーは、ス
イッチング制御回路6の電源電力として用いられる。次
いで、トランス2の蓄積エネルギーの放出が完了する
と、スイッチング制御回路6が信号S12を継続して出力
することにより、図6,図7(e)に示すように、コン
デンサ9から、一次巻線2a、コンデンサ3、補助巻線
2c、抵抗10、ダイオード13、並びにFET5のド
レインおよびソースからなる電流経路で回生電流I14が
流れる。この場合、コンデンサ9は、コンデンサ8の容
量値と比較して十分大きい容量値を有しており、後述す
るコンデンサ8から電流I15を流出させるのに十分な回
生電流I14を出力する。この後、図7(b),(e)に
示すように、スイッチング制御回路6が信号S12の出力
を停止すると、コンデンサ9からの回生電流I14の流出
が遮断される。次いで、スイッチング制御回路6は、ス
イッチング信号S11および信号S12の出力を所定時間継
続して停止する。この状態では、同図(c)に示すよう
に、電流I11とは逆向きの電流I15がコンデンサ8から
流出され、一次巻線2aを介してコンデンサ3に回生さ
れることにより、コンデンサ8の両端の電圧ECが低下
する。この後、コンデンサ8の両端の電圧ECが0Vま
たはその近傍に達した時に、スイッチング制御回路6が
スイッチング信号S11を出力することによりFET4を
オン状態に制御する。これにより、ゼロボルトスイッチ
が達成され、コンデンサ8の短絡時におけるエネルギー
の損失が低減されている。
For this reason, in the power supply device 41 as well, the FET 4 is controlled to be on by the zero volt switch method. Specifically, in the power supply device 41, when discharging the stored energy from the transformer 2, the power supply device 41 includes the primary winding 2a, the capacitor 9, the diode 12, and the capacitor 7, as shown in FIGS. Capacitors 7 and 9 are charged by flowing current I13 through the current path.
In this case, the energy charged in the capacitor 7 is used as the power of the switching control circuit 6. Next, when the release of the stored energy of the transformer 2 is completed, the switching control circuit 6 continuously outputs the signal S12, and as shown in FIGS. , The capacitor 3, the auxiliary winding 2c, the resistor 10, the diode 13, and the drain and source of the FET 5, the regenerative current I14 flows. In this case, the capacitor 9 has a capacitance value that is sufficiently larger than the capacitance value of the capacitor 8, and outputs a regenerative current I14 sufficient to allow a current I15 to flow from the capacitor 8 described later. Thereafter, as shown in FIGS. 7B and 7E, when the switching control circuit 6 stops outputting the signal S12, the outflow of the regenerative current I14 from the capacitor 9 is cut off. Next, the switching control circuit 6 continuously stops outputting the switching signal S11 and the signal S12 for a predetermined time. In this state, as shown in FIG. 3C, a current I15 opposite to the current I11 flows out of the capacitor 8 and is regenerated to the capacitor 3 through the primary winding 2a. Voltage EC decreases. Thereafter, when the voltage EC across the capacitor 8 reaches or approaches 0 V, the switching control circuit 6 outputs the switching signal S11 to control the FET 4 to the on state. As a result, a zero volt switch is achieved, and energy loss when the capacitor 8 is short-circuited is reduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
電源装置41には、以下の問題点がある。すなわち、従
来の電源装置41では、適正負荷状態のときには、電流
I13によってコンデンサ9を充電させ、その充電による
エネルギーに基づく回生電流I14をコンデンサ3側に回
生することにより、コンデンサ8から電流I15を放出さ
せ、これによりゼロボルトスイッチが実現されている。
ところが、入力直流の電圧E1が上昇したり負荷電流が
小さくなったりした場合、図8(a),(b)に示すよ
うに、スイッチング制御回路6が、スイッチング信号S
11のオン期間デューティー比を小さく、かつ信号S12の
オン期間デューティー比を大きくするように制御する。
この場合、信号S12のオン期間では、コンデンサ9の容
量値が十分に大きいため、回生電流I14が継続して出力
される結果、同図(c),(d)に示すように、回生電
流I14および電流I15に相当するエネルギーが必要以上
に大きくなる。このため、これらの電流I14,I15が回
生する際に一次巻線2aを流れることに起因して、電力
が損失され、これにより、装置の変換効率が低下すると
いう問題点がある。
However, the conventional power supply device 41 has the following problems. That is, in the conventional power supply device 41, the capacitor 9 is charged by the current I13 and the regenerative current I14 based on the energy by the charging is regenerated to the capacitor 3 when the load is in an appropriate state, so that the capacitor 8 discharges the current I15. As a result, a zero volt switch is realized.
However, when the input DC voltage E1 increases or the load current decreases, as shown in FIGS. 8A and 8B, the switching control circuit 6
Control is performed such that the on-period duty ratio of the signal 11 is reduced and the on-period duty ratio of the signal S12 is increased.
In this case, during the ON period of the signal S12, since the capacitance value of the capacitor 9 is sufficiently large, the regenerative current I14 is continuously output. As a result, as shown in FIGS. And the energy corresponding to the current I15 becomes unnecessarily large. Therefore, when these currents I14 and I15 regenerate, they flow through the primary winding 2a, so that power is lost, which causes a problem that the conversion efficiency of the device is reduced.

【0011】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたものであり、PWM方式によるゼロボルトスイッチ
方式を実現しつつ装置の変換効率を向上可能な電源装置
を提供することを主目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and has as its main object to provide a power supply device capable of improving the conversion efficiency of the device while realizing a zero volt switch system based on a PWM system.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項1記載の電源装置は、スイッチング信号に従ってP
WM制御されてトランスの一次巻線を介して入力直流を
スイッチングする第1のスイッチング素子と、第1のス
イッチング素子に等価的に並列接続された第1のコンデ
ンサと、第2のコンデンサと、第1のスイッチング素子
がオフ状態のときにオン状態に制御される第2のスイッ
チング素子とを備え、第1のスイッチング素子をオン状
態に制御することによりトランスにエネルギーを蓄積さ
せる第1のスイッチング動作と、第1のスイッチング素
子をオフ状態に制御することによりトランスの蓄積エネ
ルギーに基づく出力電流によってトランスの二次巻線側
に直流電圧を生成すると共に第2のコンデンサを充電さ
せ、かつ第2のスイッチング素子をオン状態に制御して
第2のコンデンサから回生電流を流出させると共に第2
のスイッチング素子をオフ状態に制御することにより第
1のコンデンサの端子間電圧を低下させる第2のスイッ
チング動作とを交互に実行する電源装置であって、スイ
ッチング信号の1周期において第1のスイッチング素子
を常にオフ状態に制御するオフ状態不変期間を設け、オ
フ状態不変期間の前半期間に第2のスイッチング素子を
オン状態に制御することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus comprising:
A first switching element that is WM controlled to switch the input direct current through the primary winding of the transformer, a first capacitor equivalently connected in parallel to the first switching element, a second capacitor, A second switching element that is controlled to be on when the one switching element is off, a first switching operation that stores energy in the transformer by controlling the first switching element to be on; Controlling the first switching element to an off state, thereby generating a DC voltage on the secondary winding side of the transformer by an output current based on the stored energy of the transformer, charging the second capacitor, and performing the second switching. The element is controlled to be in an ON state to allow a regenerative current to flow out of the second capacitor, and
A power supply device that alternately performs a second switching operation of lowering the voltage between the terminals of the first capacitor by controlling the switching element of the first switching element to an off state, wherein the first switching element is provided in one cycle of the switching signal. Is provided with an off-state invariable period for constantly controlling the second switching element to an off-state, and the second switching element is controlled to be in an on-state during the first half of the off-state invariable period.

【0013】この電源装置では、第1のスイッチング動
作時に、第1のスイッチング素子がスイッチング信号に
従いオン状態に制御されると、トランスの一次巻線に入
力直流が流れることによって、トランスにエネルギーが
蓄積される。次いで、第2のスイッチング動作時には、
第1のスイッチング素子がオフ状態に制御されることに
より、トランスの蓄積エネルギーに基づく出力電流が二
次巻線を介して出力されて直流電圧が生成されると共
に、第2のコンデンサが充電される。次いで、第2のス
イッチング素子がオン状態に制御され、これにより、第
1のコンデンサの端子間電圧を低下させるための回生電
流が第2のコンデンサから流出される。この場合、第2
のスイッチング素子は、オフ状態不変期間内でオン状態
に制御される。ここで、オフ状態不変期間は、スイッチ
ング信号の1周期において第1のスイッチング素子が常
にオフ状態に制御される期間、つまり、負荷電流が最大
のときにもオフ状態に制御されている。このため、この
期間は、負荷電流が最小のときであっても、その時間長
が伸長されない。したがって、第2のコンデンサから出
力される回生電流に相当するエネルギーが負荷電流の大
小によってさほど変化しないため、負荷電流が小さいと
きにおける回生電流の流出に起因する電力損失が低減さ
れる。一方、第2のコンデンサから回生電流が流出され
た後に、第2のスイッチング素子がオフ状態に制御され
ると、第1のコンデンサから入力直流の供給源側に回生
電流が流出することにより、その端子間電圧が低下す
る。次いで、第1のコンデンサの端子間電圧が低下して
いる間に、第1のスイッチング素子をオン状態に制御す
る。これにより、ゼロボルトスイッチが達成される。こ
の後、両スイッチング動作を繰り返し実行することによ
り、二次線側に直流電圧が継続して生成される。
In this power supply device, during the first switching operation, when the first switching element is turned on in accordance with the switching signal, the input DC flows through the primary winding of the transformer, so that energy is accumulated in the transformer. Is done. Next, at the time of the second switching operation,
By controlling the first switching element to be in the off state, an output current based on the energy stored in the transformer is output via the secondary winding to generate a DC voltage, and the second capacitor is charged. . Next, the second switching element is controlled to be turned on, whereby a regenerative current for reducing the voltage between the terminals of the first capacitor flows out of the second capacitor. In this case, the second
Are controlled to the on state within the off state invariable period. Here, the off-state invariable period is a period during which the first switching element is always controlled to be in the off state in one cycle of the switching signal, that is, the off state is controlled even when the load current is maximum. Therefore, during this period, even when the load current is the minimum, the time length is not extended. Therefore, since the energy corresponding to the regenerative current output from the second capacitor does not change much depending on the magnitude of the load current, the power loss caused by the outflow of the regenerative current when the load current is small is reduced. On the other hand, when the second switching element is controlled to be turned off after the regenerative current flows out of the second capacitor, the regenerative current flows out from the first capacitor to the input DC supply source side, thereby causing the regenerative current to flow. The voltage between terminals decreases. Next, while the inter-terminal voltage of the first capacitor is decreasing, the first switching element is controlled to the on state. This achieves a zero volt switch. Thereafter, by repeatedly executing both switching operations, a DC voltage is continuously generated on the secondary line side.

【0014】請求項2記載の電源装置は、請求項1記載
の電源装置において、オフ状態不変期間における前半期
間および後半期間を一定時間に制御することを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, in the power supply device of the first aspect, the first half and the second half of the off-state invariable period are controlled to be constant.

【0015】オフ状態不変期間は、入力直流の電圧値や
負荷電流に応じて変化させるように制御してもよい。一
方、第1のスイッチング素子に等価的に並列接続されて
いる第1のコンデンサの容量値は一般的には一定であ
る。このため、第1のスイッチング素子に印加される電
圧およびその時間が決まると、第1のコンデンサに蓄積
されるエネルギーもほぼ一定量となる。したがって、第
1のコンデンサの蓄積エネルギーを放出させるために第
2のコンデンサから出力する回生電流に相当するエネル
ギー量も、必然的に一定量であってもよい。このため、
電源装置では、オフ状態不変期間を一定時間に制御する
ことにより、第2のコンデンサから出力される回生電流
に相当するエネルギーをほぼ一定に制御する。この結
果、オフ状態不変期間の時間長を伸縮制御するための処
理およびそのための構成が省略できるため、ゼロボルト
スイッチを達成しつつ、装置を簡易かつ安価に構成する
ことが可能となる。
The OFF state invariable period may be controlled so as to be changed according to the input DC voltage value or the load current. On the other hand, the capacitance value of the first capacitor equivalently connected in parallel to the first switching element is generally constant. Therefore, when the voltage applied to the first switching element and its time are determined, the amount of energy stored in the first capacitor also becomes substantially constant. Therefore, the amount of energy corresponding to the regenerative current output from the second capacitor in order to release the energy stored in the first capacitor may necessarily be constant. For this reason,
The power supply device controls the energy corresponding to the regenerative current output from the second capacitor to be substantially constant by controlling the off-state invariable period to a fixed time. As a result, it is possible to omit the process for controlling the expansion and contraction of the time length of the OFF state invariable period and the configuration therefor, so that the device can be configured simply and inexpensively while achieving the zero volt switch.

【0016】請求項3記載の電源装置は、請求項1また
は2記載の電源装置において、オフ状態不変期間は、ス
イッチング信号のオン状態制御期間の前半部分に設けら
れていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the power supply device according to the first or second aspect, the off-state invariable period is provided in the first half of the on-state control period of the switching signal.

【0017】スイッチング信号とは別個独立させてオフ
状態不変期間を設けることにより、第1のスイッチング
素子と第2のスイッチング素子とを互いに独立して制御
してもよい。ところが、かかる場合には、第1および第
2のスイッチング素子の制御を同期させる処理が煩雑と
なる。この電源装置では、スイッチング信号のオン状態
制御期間の前半部分にオフ状態不変期間を設けることに
より、スイッチング信号の各1周期のオフ状態不変期間
において第1のスイッチング素子を常にオフ状態に制御
することが可能になる。また、同時に、簡易な構成でオ
フ状態不変期間を設けることが可能になると共に両スイ
ッチング素子を簡易に同期制御することが可能となる。
The first switching element and the second switching element may be controlled independently of each other by providing the OFF state invariable period independently of the switching signal. However, in such a case, the process of synchronizing the control of the first and second switching elements becomes complicated. In this power supply device, by providing an off-state invariable period in the first half of the on-state control period of the switching signal, the first switching element is always controlled to be in the off-state during the off-state invariable period of each one cycle of the switching signal. Becomes possible. At the same time, it is possible to provide an off-state invariable period with a simple configuration and to easily perform synchronous control of both switching elements.

【0018】請求項4記載の電源装置は、請求項1から
3のいずれかに記載の電源装置において、第1のスイッ
チング素子をオン状態に制御するための第1の制御信号
および第2のスイッチング素子をオン状態に制御するた
めの第2の制御信号をスイッチング信号に基づいて生成
する制御信号生成回路を備えていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the power supply device according to any one of the first to third aspects, a first control signal for controlling the first switching element to be turned on and a second switching signal. A control signal generation circuit for generating a second control signal for controlling the element to an on state based on the switching signal is provided.

【0019】この電源装置は、負荷電流に応じてスイッ
チング信号のデューティー比がフィードバック制御さ
れ、制御信号生成回路が、スイッチング信号に基づいて
第1および第2の制御信号を生成する。この場合、制御
信号生成回路が両制御信号の生成処理を集中して管理す
るため、両制御信号を確実に同期させることが可能とな
る。
In this power supply device, the duty ratio of the switching signal is feedback-controlled according to the load current, and the control signal generation circuit generates the first and second control signals based on the switching signal. In this case, since the control signal generation circuit centrally manages the generation processing of both control signals, it is possible to reliably synchronize both control signals.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る電源装置の好適な実施の形態について説明す
る。なお、電源装置41と同一の構成要素については同
一の符号を付して重複した説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a power supply according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the same components as those of the power supply device 41 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0021】最初に、図1を参照して本発明に係る電源
装置を適用したフライバック型PWM方式による電源装
置1の構成について説明する。電源装置1は、トランス
2の一次巻線2a側に、従来の電源装置41と同様にし
て、コンデンサ3、本発明における第1のスイッチング
素子および第2のスイッチング素子にそれぞれ相当する
FET4,5、スイッチング制御回路6、コンデンサ7
〜9、抵抗10およびダイオード11〜13を備えるほ
か、制御信号生成回路14と、FET5が有する寄生容
量またはその寄生容量とは別個にFET5に並列接続さ
れたコンデンサ15とを備えている。この場合、スイッ
チング制御回路6は、後述するフィードバック制御回路
23から出力されるフィードバック信号SF に基づい
て、出力電圧を電圧E2に安定化させるためにFET4
のオン期間デューティー比をフィードバック制御するた
めのスイッチング信号S1 を生成する。
First, a configuration of a power supply device 1 of a flyback type PWM system to which a power supply device according to the present invention is applied will be described with reference to FIG. The power supply device 1 includes, on the primary winding 2a side of the transformer 2, a capacitor 3, FETs 4 and 5 corresponding to the first and second switching elements of the present invention, respectively, in the same manner as the conventional power supply apparatus 41. Switching control circuit 6, capacitor 7
9, a control signal generating circuit 14, and a parasitic capacitance of the FET 5 or a capacitor 15 connected in parallel to the FET 5 separately from the parasitic capacitance. In this case, the switching control circuit 6 uses the FET 4 to stabilize the output voltage to the voltage E2 based on the feedback signal SF output from the feedback control circuit 23 described later.
A switching signal S1 for feedback-controlling the on-period duty ratio is generated.

【0022】一方、制御信号生成回路14は、スイッチ
ング制御回路6から出力されるスイッチング信号S1 を
入力すると共に、そのスイッチング信号S1 に基づい
て、本発明における第1の制御信号に相当しFET4の
スイッチングを制御するための制御信号S2 と、本発明
における第2の制御信号に相当しFET5のオン/オフ
を制御するための制御信号S3 とを生成する。具体的に
は、入力直流の電圧E1が許容最低電圧で、かつ負荷電
流が最大のときには、スイッチング信号S1 のデューテ
ィー比は、図3(a)に示すように、スイッチング信号
S1 の1周期を時間TSWとすれば、その時間TSW内にお
いてハイレベル信号(Hレベル信号)が出力される期間
TONが最長となり、かつローレベル信号(Lレベル信
号)が出力される期間TOFF が最短となる。この場合、
制御信号生成回路14は、同図(b)に示すように、ス
イッチング信号S1 の立ち上がりに同期して時間T1 に
固定した制御信号S3 を生成すると共に、制御信号S3
の立ち下がりから時間T1 とほぼ等しい長さの時間T2
に固定した空白期間を設け、かつ空白期間の後ろにスイ
ッチング信号S1 におけるハイレベル信号の出力期間の
残存期間に応じて伸縮される時間T3 の制御信号S2 を
生成する。この場合、時間T1 と時間T2 との間では制
御信号S2 が常に生成されることはなく、両時間T1 ,
T2 の期間が本発明におけるオフ状態不変期間に相当す
る。なお、同図(b)に示した時間T3 が制御信号S2
の最長出力時間となる。
On the other hand, the control signal generating circuit 14 receives the switching signal S1 output from the switching control circuit 6 and, based on the switching signal S1, corresponds to a first control signal in the present invention and performs switching of the FET 4. , And a control signal S3 corresponding to a second control signal according to the present invention and controlling on / off of the FET 5. More specifically, when the input DC voltage E1 is the allowable minimum voltage and the load current is the maximum, the duty ratio of the switching signal S1 is determined by changing one cycle of the switching signal S1 over time as shown in FIG. In the case of TSW, the period TON during which the high level signal (H level signal) is output is the longest and the period TOFF during which the low level signal (L level signal) is output is the shortest within the time TSW. in this case,
The control signal generation circuit 14 generates a control signal S3 fixed at a time T1 in synchronization with the rise of the switching signal S1, as shown in FIG.
Time T2 of a length approximately equal to time T1 from the fall of
And a control signal S2 for a time T3 which is expanded and contracted according to the remaining period of the output period of the high level signal in the switching signal S1 after the blank period. In this case, the control signal S2 is not always generated between the time T1 and the time T2.
The period of T2 corresponds to the OFF state invariable period in the present invention. It should be noted that the time T3 shown in FIG.
Is the longest output time.

【0023】逆に、入力直流の電圧E1 が許容最高電圧
で、かつ負荷電流が最小のときには、スイッチング信号
S1 のデューティー比は、図3(c)に示すように、時
間TSW内においてハイレベル信号が出力される期間TON
が最短となり、かつローレベル信号が出力される期間T
OFF が最長となる。この場合にも、制御信号生成回路1
4は、同図(d)に示すように、スイッチング信号S1
の立ち上がりに同期して時間T1 に固定した制御信号S
3 を生成すると共に、制御信号S3 の立ち下がりから時
間T1 とほぼ等しい長さの時間T2 に固定した空白期間
を設け、かつ空白期間の後ろにスイッチング信号S1 に
おけるハイレベル信号の出力期間の残存期間に応じて伸
縮される時間T3 の制御信号S2 を生成する。なお、同
図(d)に示した時間T3 が制御信号S2 の最短出力時
間となる。この結果、制御信号生成回路14は、スイッ
チング信号S1 に同期して、常に時間T1 に固定した制
御信号S3 をFET5に出力すると共に、スイッチング
信号S1 のディーティー比に応じて伸縮される制御信号
S2 をFET4に出力する。
On the other hand, when the input DC voltage E1 is the maximum allowable voltage and the load current is the minimum, the duty ratio of the switching signal S1 becomes the high level signal within the time TSW as shown in FIG. Is output during the period TON
Is the shortest, and the period T during which the low level signal is output
OFF is the longest. Also in this case, the control signal generation circuit 1
4 is a switching signal S1 as shown in FIG.
Control signal S fixed at time T1 in synchronization with the rise of
3 and a blank period fixed at a time T2 substantially equal to the time T1 from the fall of the control signal S3, and the remaining period of the output period of the high-level signal in the switching signal S1 after the blank period. Generates a control signal S2 for a time T3 that expands and contracts according to The time T3 shown in FIG. 3D is the shortest output time of the control signal S2. As a result, the control signal generating circuit 14 always outputs the control signal S3 fixed at the time T1 to the FET 5 in synchronization with the switching signal S1, and also controls the control signal S2 which expands and contracts according to the duty ratio of the switching signal S1. Is output to the FET4.

【0024】また、電源装置1は、二次巻線2bに、ダ
イオード21、コンデンサ22、および出力電圧に応じ
たフィードバック信号SF をスイッチング制御回路6に
フィードバックするフィードバック制御回路23を備え
ている。
Further, the power supply device 1 includes a diode 21, a capacitor 22, and a feedback control circuit 23 for feeding back a feedback signal SF corresponding to an output voltage to the switching control circuit 6 in the secondary winding 2 b.

【0025】次に、電源装置1の動作について、図2,
5を参照して説明する。
Next, the operation of the power supply device 1 will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0026】最初に、スイッチング信号S1 におけるハ
イレベル信号のディーティー比が最大のときの動作につ
いて、図2を参照して説明する。電源装置1では、フィ
ードバック制御回路23が、負荷電流に応じたフィード
バック信号SF をスイッチング制御回路6に対して出力
する。これにより、スイッチング制御回路6は、フィー
ドバック信号SF に基づいて生成したスイッチング信号
S1 (図1,図2(a)参照)を制御信号生成回路14
に出力する。この場合、実際には、制御信号生成回路1
4は、最初に制御信号S3 を出力するが、理解を容易に
するために、最初に制御信号S2 が出力された時点から
説明する。図2(b)に示す制御信号S2 が出力される
と、FET4がオン状態に制御される結果、図1,図2
(d)にそれぞれ示す電流I1 が一次巻線2aを流れる
ことにより、トランス2にエネルギーが蓄積される。次
いで、スイッチング制御回路6がスイッチング信号S1
の出力を停止すると、制御信号生成回路14も制御信号
S2 の出力を停止する。これにより、トランス2の蓄積
エネルギーによって二次巻線2bに発生したフライバッ
ク電圧に基づく電流I2 (同図(e)参照)が二次巻線
2bから出力される。この際には、ダイオード21およ
びコンデンサ22が整流および平滑することにより、出
力電圧が生成される。これと同時に、一次巻線2a側で
は、同図(f)に示す電流I3 が、図1に示すように、
一次巻線2a、コンデンサ9、ダイオード12およびコ
ンデンサ7からなる電流経路を流れる。これにより、コ
ンデンサ7,9が充電される。
First, the operation when the duty ratio of the high level signal in the switching signal S1 is the maximum will be described with reference to FIG. In the power supply device 1, the feedback control circuit 23 outputs a feedback signal SF corresponding to the load current to the switching control circuit 6. As a result, the switching control circuit 6 converts the switching signal S1 (see FIGS. 1 and 2A) generated based on the feedback signal SF into the control signal generation circuit 14.
Output to In this case, actually, the control signal generation circuit 1
4 outputs the control signal S3 at first, but for the sake of easy understanding, the description will be made from the time when the control signal S2 is first output. When the control signal S2 shown in FIG. 2 (b) is output, the FET 4 is controlled to be turned on.
The current I1 shown in (d) flows through the primary winding 2a, so that energy is stored in the transformer 2. Next, the switching control circuit 6 outputs the switching signal S1.
Is stopped, the control signal generation circuit 14 also stops outputting the control signal S2. As a result, a current I2 based on the flyback voltage generated in the secondary winding 2b by the energy stored in the transformer 2 (see FIG. 7E) is output from the secondary winding 2b. At this time, the output voltage is generated by rectifying and smoothing the diode 21 and the capacitor 22. At the same time, on the primary winding 2a side, the current I3 shown in FIG.
The current flows through a current path including the primary winding 2a, the capacitor 9, the diode 12, and the capacitor 7. Thereby, the capacitors 7, 9 are charged.

【0027】次いで、スイッチング制御回路6が、フィ
ードバック信号SF に基づいてスイッチング信号S1 を
制御信号生成回路14に出力する。この場合、制御信号
生成回路14は、スイッチング信号S1 の立ち上がりに
同期して同図(c)に示すように制御信号S3 を出力す
る。これにより、FET5がオン状態に制御される結
果、FET5に直列接続されたコンデンサ9に蓄積され
たエネルギーに基づいて電流I3 とは逆向きの回生電流
I4 が、図1に示すように、コンデンサ9、一次巻線2
a、コンデンサ3、補助巻線2c、抵抗10、ダイオー
ド13、並びにFET5のドレインおよびソースからな
る電流経路を流れ、コンデンサ9の蓄積エネルギーがコ
ンデンサ3に回生される。次いで、制御信号生成回路1
4は、制御信号S3 を出力した時点から時間T1 を経過
した時点で、制御信号S3 の出力を停止する。このとき
には、両制御信号S2 ,S3が共に出力されていないた
め、両FET4,5は、それぞれオフ状態に制御され
る。この際には、回生電流I4が流れていた状態を維持
させるために、コンデンサ8の蓄積エネルギーに基づい
て、電流I1 とは逆向きの電流I5 (図2(d)参照)
が、一次巻線2aおよびコンデンサ3からなる電流経路
を流れる。これにより、同図(g)に示すように、コン
デンサ8の端子間の電圧ECであるFET4におけるソ
ース−ドレイン間の電圧VDSが低下する。この場合、電
圧VDSの電圧波形W1は、同図(g)に破線で示すよう
に、コンデンサ8の容量と一次巻線2aのインダクタン
スとで決定される直列共振周波数に応じた波形となる。
なお、この際に、ダイオード11は、電圧VDSがマイナ
ス電圧になるのを阻止する。
Next, the switching control circuit 6 outputs a switching signal S1 to the control signal generation circuit 14 based on the feedback signal SF. In this case, the control signal generation circuit 14 outputs the control signal S3 in synchronization with the rise of the switching signal S1 as shown in FIG. As a result, the FET 5 is controlled to be turned on, and as a result, a regenerative current I4 opposite to the current I3 is generated based on the energy stored in the capacitor 9 connected in series with the FET 5, as shown in FIG. , Primary winding 2
a, the capacitor 3, the auxiliary winding 2c, the resistor 10, the diode 13, and the current flowing through the drain and source of the FET 5, and the energy stored in the capacitor 9 is regenerated to the capacitor 3. Next, the control signal generation circuit 1
4 stops the output of the control signal S3 when the time T1 elapses from the output of the control signal S3. At this time, since both control signals S2 and S3 are not output, both FETs 4 and 5 are controlled to be off. At this time, in order to maintain the state in which the regenerative current I4 is flowing, a current I5 in the opposite direction to the current I1 based on the energy stored in the capacitor 8 (see FIG. 2D).
Flows through the current path including the primary winding 2a and the capacitor 3. As a result, the voltage VDS between the source and the drain of the FET 4, which is the voltage EC between the terminals of the capacitor 8, decreases as shown in FIG. In this case, the voltage waveform W1 of the voltage VDS is a waveform corresponding to the series resonance frequency determined by the capacitance of the capacitor 8 and the inductance of the primary winding 2a, as shown by the broken line in FIG.
At this time, the diode 11 prevents the voltage VDS from becoming a negative voltage.

【0028】次いで、制御信号生成回路14は、制御信
号S3 の出力を停止した時点から時間T2 を経過した時
点で、制御信号S2 を出力する。これにより、FET4
がオン状態に制御される。このときには、電圧VDSが0
Vに達しているため、FET4のスイッチングによる損
失が防止されると共に、電圧VDSが最初に0Vに達した
ときにFET4によってスイッチングが行われるため、
直列共振による電力損失も低減される。一方、FET4
がオン状態に制御されていると、一次巻線2aには、電
流I5 が継続して流れ、コンデンサ8からのエネルギー
の放出が終了した時点において、電流I5 とは逆向きの
電流I1 が流れ始め、これにより、上記したように、ト
ランス2にエネルギーが蓄積される。この後、上記した
動作を繰り返すことにより、直流電圧を継続して生成す
る。なお、同図(h)〜(j)は、従来の電源装置41
においてスイッチング信号S1 がハイレベルのときに一
次巻線2aを流れる電流I11の電流波形、FET4のソ
ース−ドレイン間の電圧VDSの電圧波形、およびコンデ
ンサ9を充放電する電流I13,I14の電流波形を示して
おり、ハイレベル信号のディーティー比が最大のときに
は、電源装置1における対応波形とほぼ同一の波形にな
っている。
Next, the control signal generating circuit 14 outputs the control signal S2 at the time when the time T2 has elapsed since the output of the control signal S3 was stopped. Thereby, FET4
Is controlled to the ON state. At this time, the voltage VDS becomes 0
V, the loss due to switching of the FET 4 is prevented, and the switching is performed by the FET 4 when the voltage VDS first reaches 0 V.
Power loss due to series resonance is also reduced. On the other hand, FET4
Is controlled to the on state, the current I5 continues to flow through the primary winding 2a, and at the time when the discharge of energy from the capacitor 8 ends, the current I1 opposite to the current I5 starts to flow. As a result, energy is stored in the transformer 2 as described above. Thereafter, the above operation is repeated to continuously generate a DC voltage. FIGS. 6H to 6J show the conventional power supply device 41.
, The current waveform of the current I11 flowing through the primary winding 2a when the switching signal S1 is at the high level, the voltage waveform of the voltage VDS between the source and the drain of the FET 4, and the current waveforms of the currents I13 and I14 for charging and discharging the capacitor 9. When the duty ratio of the high-level signal is the maximum, the waveform is almost the same as the corresponding waveform in the power supply device 1.

【0029】次に、スイッチング信号S1 におけるハイ
レベル信号のディーティー比が最小のときの動作につい
て、図5を参照して説明する。なお、ディーティー比が
最大のときの動作と同一の動作については、重複した説
明を省略する。この場合には、スイッチング制御回路6
は、フィードバック信号SF に基づいて生成したスイッ
チング信号S1 (図1,図5(a)参照)を制御信号生
成回路14に出力する。次いで、同図(b)に示す制御
信号S2 が出力されると、FET4がオン状態に制御さ
れる結果、図1,図5(d)にそれぞれ示す電流I1 が
一次巻線2aを流れることにより、トランス2にエネル
ギーが蓄積される。次いで、スイッチング制御回路6が
スイッチング信号S1 の出力を停止すると、制御信号生
成回路14も制御信号S2 の出力を停止する。この結
果、トランス2の蓄積エネルギーによって二次巻線2b
に発生したフライバック電圧に基づく電流I2 (同図
(e)参照)が二次巻線2bから出力され、これと同時
に、一次巻線2a側では、同図(f)に示す電流I3
が、図1に示す電流経路を流れる。これにより、コンデ
ンサ7,9が充電される。このときには、上記したディ
ーティー比が最大の場合とは異なり、トランス2の蓄積
エネルギーが放出された後にも両制御信号S2 ,S3が
出力されないため、両FET4,5が期間T4 に亘って
オフ状態を維持する。この期間T4 では、コンデンサ9
の容量値と一次巻線2aのインダクタンスによって定め
る直列共振周波数による直列共振が発生するため、回生
電流I3 の電圧値は、同図(f)に示すように、その直
列共振周波数に応じた共振波形となる。また、この期間
T4 では、FET4のドレイン−ソース間の電圧EDS
も、同図(g)に示すように、回生電流I3 の変動に応
じた共振波形となる。
Next, the operation when the duty ratio of the high level signal in the switching signal S1 is minimum will be described with reference to FIG. The same operation as the operation when the duty ratio is the maximum will not be described repeatedly. In this case, the switching control circuit 6
Outputs a switching signal S1 (see FIGS. 1 and 5A) generated based on the feedback signal SF to the control signal generation circuit 14. Next, when the control signal S2 shown in FIG. 4B is output, the FET 4 is controlled to the ON state, and as a result, the current I1 shown in FIGS. 1 and 5D flows through the primary winding 2a. , The energy is stored in the transformer 2. Next, when the switching control circuit 6 stops outputting the switching signal S1, the control signal generating circuit 14 also stops outputting the control signal S2. As a result, the secondary winding 2b
Is output from the secondary winding 2b based on the flyback voltage generated at the same time, and at the same time, on the primary winding 2a side, the current I3 shown in FIG.
Flows through the current path shown in FIG. Thereby, the capacitors 7, 9 are charged. At this time, unlike the case where the duty ratio is the maximum, the two control signals S2 and S3 are not output even after the stored energy of the transformer 2 is released, so that both the FETs 4 and 5 are turned off over the period T4. To maintain. In this period T4, the capacitor 9
Of the regenerative current I3 has a resonance waveform corresponding to the series resonance frequency, as shown in FIG. 4F, because a series resonance occurs at a series resonance frequency determined by the capacitance value of the primary winding 2a and the inductance of the primary winding 2a. Becomes Also, during this period T4, the voltage EDS between the drain and the source of the FET 4
Also, as shown in FIG. 9G, a resonance waveform corresponding to the fluctuation of the regenerative current I3 is obtained.

【0030】次いで、スイッチング制御回路6が、フィ
ードバック信号SF に基づいてスイッチング信号S1 を
制御信号生成回路14に出力する。この場合、同図
(c)に示すように、制御信号生成回路14が制御信号
S3 を出力することにより、FET5がオン状態に制御
される。このときには、コンデンサ9の一次巻線2a側
の電圧がFET4のドレインに印加されるため、FET
4のソース−ドレイン間の電圧VDSは、同図(g)に示
すように、コンデンサ9の一次巻線2a側の電圧にプル
アップされる。この際には、コンデンサ9に蓄積された
エネルギーに基づいて電流I3 とは逆向きの回生電流I
4 が、図1に示す電流経路を流れ、コンデンサ9の蓄積
エネルギーがコンデンサ3に回生される。次いで、制御
信号生成回路14は、制御信号S3 を出力した時点から
時間T1 を経過した時点で、制御信号S3 の出力を停止
する。この後の動作は、上記したディーティー比が最大
のときと同様にして行われる。なお、同図(h)〜
(j)は、従来の電源装置41において、スイッチング
信号S1 におけるハイレベル信号のディーティー比が最
小のときの各部の波形を示しており、(h)は一次巻線
2aを流れる電流I11の電流波形を示し、(i)はFE
T4のソース−ドレイン間の電圧VDSの電圧波形を示
し、(j)はコンデンサ9を充放電する電流I13,I14
の電流波形を示している。これらの波形と電源装置1に
おける各部の波形、特に、同図(j)に示す回生電流I
14の電流波形と、同図(f)に示す回生電流I4 の電流
波形とを比較すれば明らかなように、スイッチング信号
S1 におけるハイレベル信号のディーティー比が最小の
ときには、ディーティー比が最大のときとは異なり、電
源装置1における回生電流I4 に相当するエネルギーが
必要かつ十分なエネルギーとなる結果、不要なエネルギ
ーが激減している。このため、ゼロボルトスイッチを達
成するためのエネルギーを激減させることができ、これ
により、装置の変換効率を極めて向上させることができ
る。
Next, the switching control circuit 6 outputs the switching signal S1 to the control signal generation circuit 14 based on the feedback signal SF. In this case, as shown in FIG. 3C, the control signal generation circuit 14 outputs the control signal S3, so that the FET 5 is turned on. At this time, since the voltage on the primary winding 2a side of the capacitor 9 is applied to the drain of the FET 4,
4, the voltage VDS between the source and the drain is pulled up to the voltage on the primary winding 2a side of the capacitor 9 as shown in FIG. At this time, based on the energy stored in the capacitor 9, the regenerative current I
4 flows through the current path shown in FIG. 1, and the energy stored in the capacitor 9 is regenerated to the capacitor 3. Next, the control signal generation circuit 14 stops outputting the control signal S3 when the time T1 has elapsed since the control signal S3 was output. Subsequent operations are performed in the same manner as when the duty ratio is the maximum. In addition, FIG.
(J) shows the waveform of each part when the duty ratio of the high level signal in the switching signal S1 is the minimum in the conventional power supply device 41, and (h) shows the current of the current I11 flowing through the primary winding 2a. The waveform is shown, and (i) is FE
The voltage waveform of the voltage VDS between the source and the drain of T4 is shown, and (j) shows currents I13 and I14 for charging and discharging the capacitor 9.
3 shows a current waveform. These waveforms and the waveforms of various parts of the power supply device 1, particularly, the regenerative current I shown in FIG.
As is clear from the comparison between the current waveform of FIG. 14 and the current waveform of the regenerative current I4 shown in FIG. 9F, when the duty ratio of the high level signal in the switching signal S1 is the minimum, the duty ratio becomes the maximum. Unlike the case of (1), the energy corresponding to the regenerative current I4 in the power supply device 1 becomes necessary and sufficient, and as a result, unnecessary energy is drastically reduced. For this reason, the energy for achieving the zero volt switch can be drastically reduced, whereby the conversion efficiency of the device can be significantly improved.

【0031】以上のように、この電源装置1によれば、
制御信号生成回路14が、一定時間長の期間T1 におい
てのみFET5をオン状態に制御することにより、入力
直流の電圧E1や負荷電流の電流値に拘わらず、ゼロボ
ルトスイッチを達成するために必要とされるエネルギー
をほぼ一定値に維持する。このため、入力直流の電圧値
E1や負荷電流が最小の最軽負荷状態のときであって
も、高い変換効率を維持しつつゼロボルトスイッチを実
現することができる。
As described above, according to the power supply device 1,
The control signal generation circuit 14 is required to control the FET 5 to the ON state only during the period T1 of a fixed time length, thereby achieving the zero volt switch regardless of the input DC voltage E1 and the load current. Energy is maintained at a substantially constant value. Therefore, even in the lightest load state where the input DC voltage value E1 and the load current are minimum, it is possible to realize a zero volt switch while maintaining high conversion efficiency.

【0032】次に、図4を参照して、他の実施形態に係
る電源装置31について説明する。なお、電源装置1と
同一の構成については同一の符号を付して、重複した説
明を省略する。また、スイッチング制御回路6によって
出力電圧を安定化するためのフィードバック制御につい
ては、電源装置1と同一のため、そのための構成ついて
の図示および動作についての説明を省略する。
Next, a power supply device 31 according to another embodiment will be described with reference to FIG. Note that the same components as those of the power supply device 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Further, the feedback control for stabilizing the output voltage by the switching control circuit 6 is the same as that of the power supply device 1, and therefore the illustration of the configuration for that and the description of the operation are omitted.

【0033】電源装置31は、電源装置1とは異なり、
トランス2に代えてトランス32が配置され、また、F
ET5に相当するFET33がダイオード21に並列接
続されている。また、FET33のオン/オフを制御す
るための構成についても、FET33をドライブするた
めのドライブ回路34が二次巻線32b側に配置され、
ドライブ回路34と制御信号生成回路14との間を絶縁
するためのトランス35も配置されている。
The power supply 31 is different from the power supply 1
A transformer 32 is arranged in place of the transformer 2, and F
An FET 33 corresponding to ET5 is connected in parallel with the diode 21. Also, regarding the configuration for controlling the ON / OFF of the FET 33, a drive circuit 34 for driving the FET 33 is disposed on the secondary winding 32b side,
A transformer 35 for insulating the drive circuit 34 from the control signal generation circuit 14 is also provided.

【0034】電源装置31は、基本的には、電源装置1
と同一の動作を実行するため、その動作を電源装置1の
動作と対比して説明する。
The power supply 31 is basically composed of the power supply 1
In order to execute the same operation as described above, the operation will be described in comparison with the operation of the power supply device 1.

【0035】この電源装置31では、制御信号生成回路
14が制御信号S2 を出力することにより、FET4が
オン状態に制御される。このときには、電源装置1と同
様にして、電流I1 が一次巻線32aを流れることによ
り、トランス32にエネルギーが蓄積される。次いで、
制御信号生成回路14が制御信号S2 の出力を停止する
と、トランス2の蓄積エネルギーによって二次巻線32
bに発生したフライバック電圧に基づく電流I2 が二次
巻線2bからダイオード21を介して出力され、その際
に、ダイオード21およびコンデンサ22によって整流
および平滑されることにより、出力電圧が生成される。
この場合、この電源装置31では、コンデンサ22に流
れる電流I2 の一部が電源装置1においてコンデンサ9
に流れていた電流I3 に相当する。したがって、コンデ
ンサ22に蓄積されたエネルギーの一部が電源装置1に
おいてコンデンサ9に蓄積したエネルギーに相当する。
In the power supply device 31, the control signal generation circuit 14 outputs the control signal S2, so that the FET 4 is turned on. At this time, as in the power supply device 1, the current I1 flows through the primary winding 32a, so that energy is stored in the transformer 32. Then
When the control signal generation circuit 14 stops outputting the control signal S2, the secondary winding 32
The current I2 based on the flyback voltage generated at the point b is output from the secondary winding 2b via the diode 21, and is rectified and smoothed by the diode 21 and the capacitor 22 to generate an output voltage. .
In this case, in the power supply 31, a part of the current I 2 flowing through the capacitor 22 is
Corresponds to the current I3 flowing through the circuit. Therefore, part of the energy stored in the capacitor 22 corresponds to the energy stored in the capacitor 9 in the power supply device 1.

【0036】次いで、スイッチング制御回路6が制御信
号生成回路14に対してスイッチング信号S1 を出力
し、制御信号生成回路14が、スイッチング信号S1 の
立ち上がりに同期して制御信号S3 を出力する。この制
御信号S3 は、トランス35を介してドライブ回路34
に入力され、ドライブ回路34が、入力された制御信号
S3 を増幅してFET33に出力する。これにより、F
ET33がオン状態に制御される結果、FET33に直
列接続されたコンデンサ22に蓄積されたエネルギーに
基づいて電流I2 とは逆向きの回生電流I6 が、同図に
示すように、コンデンサ22、FET33のドレインお
よびソース、並びに二次巻線32bからなる電流経路を
流れる。この際には、電流I1 と同じ向きで一次巻線3
2aを流れる電流によってコンデンサ8が充電される。
なお、回生電流I6 が、電源装置1における電流I4 に
相当する。
Next, the switching control circuit 6 outputs the switching signal S1 to the control signal generation circuit 14, and the control signal generation circuit 14 outputs the control signal S3 in synchronization with the rise of the switching signal S1. The control signal S3 is supplied to the drive circuit 34 via the transformer 35.
The drive circuit 34 amplifies the input control signal S3 and outputs the amplified control signal S3 to the FET 33. Thereby, F
As a result of the ET 33 being controlled to the ON state, a regenerative current I6 opposite to the current I2 is generated based on the energy stored in the capacitor 22 connected in series with the FET 33, as shown in FIG. It flows through a current path consisting of the drain and source, and the secondary winding 32b. In this case, the primary winding 3 has the same direction as the current I1.
The capacitor 8 is charged by the current flowing through 2a.
The regenerative current I6 corresponds to the current I4 in the power supply device 1.

【0037】次いで、制御信号生成回路14は、制御信
号S3 を出力した時点から時間T1を経過した時点で、
制御信号S3 の出力を停止する。このときには、電源装
置1と同様にして、両FET4,33が、それぞれオフ
状態に制御される。この際には、コンデンサ8の蓄積エ
ネルギーに基づき電流I1 とは逆向きの電流I7 が、一
次巻線2aおよびコンデンサ3からなる電流経路を流れ
る。この場合の電流I7 が、電源装置1における電流I
5 に相当する。これにより、電源装置1と同様にして、
FET4におけるソース−ドレイン間の電圧VDSが低下
する。この後の動作は、電源装置1と同様にして行われ
る。この電源装置31でも、スイッチング信号S1 にお
けるハイレベル信号のディーティー比が最小のときに
は、トランス32の蓄積エネルギーが二次巻線32bを
介して放出された後の期間T4 において、電源装置1と
同様にしてFET33がオン状態に制御されない。この
ため、その期間T4 においては回生電流I6 が流れない
ため、電源装置31においても、入力直流の電圧E1が
許容最高電圧であって負荷電流が最小のときに、高い変
換効率を維持しつつゼロボルトスイッチを実現すること
ができる。
Next, when the time T1 has elapsed since the control signal S3 was output, the control signal generation circuit 14
The output of the control signal S3 is stopped. At this time, as in the case of the power supply device 1, both FETs 4 and 33 are controlled to be off. At this time, a current I7 opposite to the current I1 flows through the current path including the primary winding 2a and the capacitor 3 based on the energy stored in the capacitor 8. The current I7 in this case is the current I7 in the power supply device 1.
Equivalent to 5. Thereby, similarly to the power supply device 1,
The voltage VDS between the source and the drain in the FET 4 decreases. Subsequent operations are performed in the same manner as in the power supply device 1. Also in this power supply device 31, when the duty ratio of the high-level signal in the switching signal S1 is the minimum, in the period T4 after the energy stored in the transformer 32 is released via the secondary winding 32b, the power supply device 31 is similar to the power supply device 1. Thus, the FET 33 is not controlled to the ON state. For this reason, the regenerative current I6 does not flow during the period T4. Therefore, even when the input DC voltage E1 is the maximum allowable voltage and the load current is the minimum, the power supply device 31 can maintain a high conversion efficiency while maintaining a high conversion efficiency. A switch can be realized.

【0038】なお、本発明は、上記した発明の実施の形
態に示した構成に限定されず、適宜変更が可能である。
例えば、本発明の実施の形態に係る電源装置1,31で
は、第1,第2のスイッチング素子としてFETを使用
した例について説明したが、本発明は、これに限定され
ず、トランジスタなど種々のスイッチング素子を用いる
ことができる。また、本発明の実施の形態では、制御信
号生成回路14がスイッチング信号S1 に基づいて制御
信号S2 および制御信号S3 を生成する例について説明
したが、これに限定されず、スイッチング制御回路6自
身が、スイッチング信号S1 に基づいて制御信号S2 お
よび制御信号S3 を生成するように構成してもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the configuration shown in the above embodiment of the present invention, and can be appropriately changed.
For example, in the power supply devices 1 and 31 according to the embodiment of the present invention, an example in which FETs are used as the first and second switching elements has been described. However, the present invention is not limited to this. Switching elements can be used. Further, in the embodiment of the present invention, an example has been described in which the control signal generation circuit 14 generates the control signal S2 and the control signal S3 based on the switching signal S1, but the present invention is not limited to this. , The control signal S2 and the control signal S3 may be generated based on the switching signal S1.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載の電源装置
によれば、スイッチング信号の1周期において第1のス
イッチング素子を常にオフ状態に制御するオフ状態不変
期間を設け、そのオフ状態不変期間の前半期間に第2の
スイッチング素子をオン状態に制御することにより、第
2のコンデンサから出力される回生電流に相当するエネ
ルギーを所定量に制限するため、ゼロボルトスイッチを
実現しつつ、軽負荷状態のときにおける装置の変換効率
を向上させることができる。
As described above, according to the power supply device of the first aspect, the off-state invariable period for controlling the first switching element to be always in the off state in one cycle of the switching signal is provided. By controlling the second switching element to be in the ON state during the first half of the period, the energy corresponding to the regenerative current output from the second capacitor is limited to a predetermined amount. The conversion efficiency of the device in the state can be improved.

【0040】また、請求項2記載の電源装置によれば、
オフ状態不変期間における前半期間および後半期間を一
定時間に制御することにより、オフ状態不変期間の時間
長を伸縮制御するための処理およびそのための構成が省
略でき、これにより、ゼロボルトスイッチを達成しつ
つ、装置を簡易かつ安価に構成することができる。
According to the power supply device of the second aspect,
By controlling the first half period and the second half period of the off-state invariable period to a fixed time, it is possible to omit a process for expanding and contracting the time length of the off-state invariable period and a configuration therefor, thereby achieving a zero volt switch. In addition, the apparatus can be configured simply and inexpensively.

【0041】さらに、請求項3記載の電源装置によれ
ば、スイッチング信号のオン状態制御期間の前半部分に
オフ状態不変期間を設けたことにより、スイッチング信
号の各1周期のオフ状態不変期間において第1のスイッ
チング素子を確実にオフ状態に制御することができ、か
つ、簡易な構成でオフ状態不変期間を設けることができ
ると共に両スイッチング素子を確実に同期させることが
できる。
Furthermore, according to the power supply device of the third aspect, the off-state invariable period is provided in the first half of the on-state control period of the switching signal. One switching element can be reliably controlled to be in the off state, a simple configuration can provide an invariable period in the off state, and both switching elements can be reliably synchronized.

【0042】また、請求項4記載の電源装置によれば、
制御信号生成回路が第1のスイッチング素子をオン状態
に制御するための第1の制御信号および第2のスイッチ
ング素子をオン状態に制御するための第2の制御信号を
スイッチング信号に基づいて生成することにより、両制
御信号を確実に同期して制御することができる。
According to the power supply device of the fourth aspect,
A control signal generation circuit generates a first control signal for controlling the first switching element to be on and a second control signal for controlling the second switching element to be on based on the switching signal. Thus, both control signals can be reliably controlled in synchronization.

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

【図1】本発明の実施の形態に係る電源装置1の回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device 1 according to an embodiment of the present invention.

【図2】スイッチング信号S1 におけるハイレベル信号
のディーティー比が最大のときの電源装置1の動作を説
明するための各部の電圧波形等であって、(a)はスイ
ッチング信号S1 の電圧波形図、(b)は制御信号S2
の電圧波形図、(c)は制御信号S3 の電圧波形図、
(d)はトランス2の一次巻線2aを流れる電流I1 ,
I5 の電流波形図、(e)は二次巻線2bを流れる電流
I2 の電流波形図、(f)はコンデンサ8を充放電する
際に流れる電流I3 ,I4 の電流波形図、(g)はFE
T4のソース−ドレイン間の電圧VDSの電圧波形図、
(h)は従来の電源装置41における電流I11,I15の
電流波形図、(i)は従来の電源装置41におけるFE
T4のソース−ドレイン間の電圧VDSの電圧波形図、
(j)は従来の電源装置41における電流I13,I14の
電流波形図である。
FIGS. 2A and 2B are voltage waveforms and the like of respective parts for explaining the operation of the power supply device 1 when the duty ratio of a high-level signal in the switching signal S1 is maximum, and FIG. , (B) show the control signal S2
(C) is a voltage waveform diagram of the control signal S3,
(D) shows the current I1 flowing through the primary winding 2a of the transformer 2,
Ie is a current waveform diagram, (e) is a current waveform diagram of the current I2 flowing through the secondary winding 2b, (f) is a current waveform diagram of the currents I3 and I4 flowing when charging and discharging the capacitor 8, and (g) is a current waveform diagram. FE
A voltage waveform diagram of a voltage VDS between the source and the drain of T4,
(H) is a current waveform diagram of the currents I11 and I15 in the conventional power supply device 41, and (i) is an FE in the conventional power supply device 41.
A voltage waveform diagram of a voltage VDS between the source and the drain of T4,
(J) is a current waveform diagram of currents I13 and I14 in the conventional power supply device 41.

【図3】制御信号生成回路14によって生成される制御
信号S2 ,S3 を説明するための図であって、(a)は
ハイレベル信号のディーティー比が最大のときのスイッ
チング信号S1 の電圧波形図、(b)はスイッチング信
号S1 におけるハイレベル信号のディーティー比が最大
のときの制御信号S2 ,S3 の電圧波形図、(c)はハ
イレベル信号のディーティー比が最小のときのスイッチ
ング信号S1 の電圧波形図、(d)はスイッチング信号
S1 におけるハイレベル信号のディーティー比が最小の
ときの制御信号S2 ,S3 の電圧波形図である。
3A and 3B are diagrams for explaining control signals S2 and S3 generated by a control signal generation circuit 14, wherein FIG. 3A illustrates a voltage waveform of a switching signal S1 when a duty ratio of a high-level signal is maximum. FIG. 4B is a voltage waveform diagram of the control signals S2 and S3 when the duty ratio of the high level signal in the switching signal S1 is the maximum, and FIG. 4C is the switching signal when the duty ratio of the high level signal is the minimum. FIG. 7D is a voltage waveform diagram of the control signals S2 and S3 when the duty ratio of the high level signal in the switching signal S1 is minimum.

【図4】本発明の他の実施形態に係る電源装置31の回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a power supply device 31 according to another embodiment of the present invention.

【図5】スイッチング信号S1 におけるハイレベル信号
のディーティー比が最小のときの電源装置1の動作を説
明するための各部の電圧波形等であって、(a)はスイ
ッチング信号S1 の電圧波形図、(b)は制御信号S2
の電圧波形図、(c)は制御信号S3 の電圧波形図、
(d)はトランス2の一次巻線2aを流れる電流I1 ,
I5 の電流波形図、(e)は二次巻線2bを流れる電流
I2 の電流波形図、(f)はコンデンサ8を充放電する
際に流れる電流I3 ,I4 の電流波形図、(g)はFE
T4のソース−ドレイン間の電圧VDSの電圧波形図、
(h)は従来の電源装置41における電流I11,I15の
電流波形図、(i)は従来の電源装置41におけるFE
T4のソース−ドレイン間の電圧VDSの電圧波形図、
(j)は従来の電源装置41における電流I13,I14の
電流波形図である。
5A and 5B are voltage waveforms and the like of each part for explaining the operation of the power supply device 1 when the duty ratio of the high level signal in the switching signal S1 is minimum, and FIG. 5A is a voltage waveform diagram of the switching signal S1. , (B) show the control signal S2
(C) is a voltage waveform diagram of the control signal S3,
(D) shows the current I1 flowing through the primary winding 2a of the transformer 2,
Ie is a current waveform diagram, (e) is a current waveform diagram of the current I2 flowing through the secondary winding 2b, (f) is a current waveform diagram of the currents I3 and I4 flowing when charging and discharging the capacitor 8, and (g) is a current waveform diagram. FE
A voltage waveform diagram of a voltage VDS between the source and the drain of T4,
(H) is a current waveform diagram of the currents I11 and I15 in the conventional power supply device 41, and (i) is an FE in the conventional power supply device 41.
A voltage waveform diagram of a voltage VDS between the source and the drain of T4,
(J) is a current waveform diagram of currents I13 and I14 in the conventional power supply device 41.

【図6】従来の電源装置41の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional power supply device 41.

【図7】従来の電源装置41における各部の電圧波形図
等であって、(a)はスイッチング信号S11の電圧波形
図、(b)は信号S12の電圧波形図、(c)は一次巻線
2aを流れる電流I11,I15の電流波形図、(d)は二
次巻線2bを流れる電流I12の電流波形図、(e)はコ
ンデンサ8を充放電する際に流れる電流I13,I14の電
流波形図である。
7A and 7B are voltage waveform diagrams and the like of various parts of a conventional power supply device 41, wherein FIG. 7A is a voltage waveform diagram of a switching signal S11, FIG. 7B is a voltage waveform diagram of a signal S12, and FIG. The current waveform diagram of the currents I11 and I15 flowing through the secondary winding 2a, the current waveform diagram of the current I12 flowing through the secondary winding 2b, and the current waveform of the currents I13 and I14 flowing when charging and discharging the capacitor 8 are shown in FIG. FIG.

【図8】従来の電源装置41においてスイッチング信号
S11におけるハイレベル信号のディーティー比が最小の
ときの動作を説明するための各部の電圧波形等であっ
て、(a)はスイッチング信号S11の電圧波形図、
(b)は信号S12の電圧波形図、(c)は一次巻線2a
を流れる電流I11,I15の電流波形図、(d)はコンデ
ンサ8を充放電する際に流れる電流I13,I14の電流波
形図である。
8A and 8B are voltage waveforms and the like of each section for explaining the operation of the conventional power supply device 41 when the duty ratio of the high level signal in the switching signal S11 is minimum, and FIG. 8A shows the voltage of the switching signal S11. Waveform diagram,
(B) is a voltage waveform diagram of the signal S12, and (c) is a primary winding 2a.
And (d) are current waveform diagrams of currents I13 and I14 flowing when the capacitor 8 is charged and discharged.

【図9】従来のPFM方式による電源装置における各部
の電流波形図等であって、(a)は入力直流の電圧が許
容最低電圧であって負荷電流が最大のときのトランスに
おける一次巻線を流れる電流I21の電流波形図、(b)
は入力直流の電圧が許容最低電圧であって負荷電流が最
大のときのトランスにおける二次巻線を流れる出力電流
I22の電流波形図、(c)は入力直流の電圧が許容最高
電圧であって負荷電流が最小のときのトランスにおける
一次巻線を流れる電流I21の電流波形図、(b)は入力
直流の電圧が許容最高電圧であって負荷電流が最小のと
きのトランスにおける二次巻線を流れる出力電流I22の
電流波形図である。
9A and 9B are current waveform diagrams and the like of respective parts in a power supply device based on the conventional PFM method, and FIG. 9A illustrates a primary winding in a transformer when an input DC voltage is an allowable minimum voltage and a load current is a maximum. Current waveform diagram of flowing current I21, (b)
Is a current waveform diagram of the output current I22 flowing through the secondary winding of the transformer when the input DC voltage is the minimum allowable voltage and the load current is the maximum, and FIG. The current waveform diagram of the current I21 flowing through the primary winding in the transformer when the load current is the minimum, and (b) shows the secondary winding in the transformer when the input DC voltage is the maximum allowable voltage and the load current is the minimum. FIG. 9 is a current waveform diagram of a flowing output current I22.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電源装置 2 トランス 2a 一次巻線 2b 二次巻線 4 FET 5 FET 6 スイッチング制御回路 8 コンデンサ 9 コンデンサ 14 制御信号生成回路 31 電源装置 32 トランス 32a 一次巻線 32b 二次巻線 33 FET DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply device 2 Transformer 2a Primary winding 2b Secondary winding 4 FET 5 FET 6 Switching control circuit 8 Capacitor 9 Capacitor 14 Control signal generation circuit 31 Power supply device 32 Transformer 32a Primary winding 32b Secondary winding 33 FET

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スイッチング信号に従ってPWM制御さ
れてトランスの一次巻線を介して入力直流をスイッチン
グする第1のスイッチング素子と、当該第1のスイッチ
ング素子に等価的に並列接続された第1のコンデンサ
と、第2のコンデンサと、前記第1のスイッチング素子
がオフ状態のときにオン状態に制御される第2のスイッ
チング素子とを備え、 前記第1のスイッチング素子をオン状態に制御すること
により前記トランスにエネルギーを蓄積させる第1のス
イッチング動作と、前記第1のスイッチング素子をオフ
状態に制御することにより前記トランスの蓄積エネルギ
ーに基づく出力電流によって前記トランスの二次巻線側
に直流電圧を生成すると共に前記第2のコンデンサを充
電させ、かつ前記第2のスイッチング素子をオン状態に
制御して前記第2のコンデンサから回生電流を流出させ
ると共に当該第2のスイッチング素子をオフ状態に制御
することにより前記第1のコンデンサの端子間電圧を低
下させる第2のスイッチング動作とを交互に実行する電
源装置であって、 前記スイッチング信号の1周期において前記第1のスイ
ッチング素子を常にオフ状態に制御するオフ状態不変期
間を設け、当該オフ状態不変期間の前半期間に前記第2
のスイッチング素子をオン状態に制御することを特徴と
する電源装置。
1. A first switching element which is PWM-controlled according to a switching signal to switch an input DC through a primary winding of a transformer, and a first capacitor equivalently connected in parallel to the first switching element And a second capacitor, and a second switching element that is controlled to an on state when the first switching element is in an off state, and controls the first switching element to an on state by controlling the first switching element to an on state. A first switching operation for storing energy in a transformer, and a DC voltage is generated on the secondary winding side of the transformer by an output current based on the stored energy of the transformer by controlling the first switching element to an off state. And charges the second capacitor, and turns on the second switching element. A second switching operation for lowering the voltage between the terminals of the first capacitor by controlling the drainage of the regenerative current from the second capacitor and controlling the second switching element to an OFF state alternately. A power supply device for performing, in one cycle of the switching signal, an off-state invariable period for always controlling the first switching element to be in an off-state, and the second period in the first half of the off-state invariable period.
A power supply device, wherein the switching element is controlled to be in an ON state.
【請求項2】 前記オフ状態不変期間における前記前半
期間および後半期間を一定時間に制御することを特徴と
する請求項1記載の電源装置。
2. The power supply device according to claim 1, wherein the first half period and the second half period of the off-state invariable period are controlled to a fixed time.
【請求項3】 前記オフ状態不変期間は、前記スイッチ
ング信号のオン状態制御期間の前半部分に設けられてい
ることを特徴とする請求項1または2記載の電源装置。
3. The power supply device according to claim 1, wherein the off-state invariable period is provided in a first half of an on-state control period of the switching signal.
【請求項4】 前記第1のスイッチング素子をオン状態
に制御するための第1の制御信号および前記第2のスイ
ッチング素子をオン状態に制御するための第2の制御信
号を前記スイッチング信号に基づいて生成する制御信号
生成回路を備えていることを特徴とする請求項1から3
のいずれかに記載の電源装置。
4. A first control signal for controlling the first switching element to be turned on and a second control signal for controlling the second switching element to be turned on are based on the switching signal. And a control signal generating circuit for generating the control signal.
The power supply device according to any one of the above.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004282962A (en) * 2003-03-18 2004-10-07 Smk Corp Method and device for fixed-voltage output control in switching power circuit
WO2007139148A1 (en) 2006-06-01 2007-12-06 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Dc-dc converter
CN103746596A (en) * 2014-01-07 2014-04-23 江苏丰科超声电机科技有限公司 Output signal shutoff control method based on dual-PWM (pulse-width modulation) power drive topological structure

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004282962A (en) * 2003-03-18 2004-10-07 Smk Corp Method and device for fixed-voltage output control in switching power circuit
WO2007139148A1 (en) 2006-06-01 2007-12-06 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Dc-dc converter
US8077482B2 (en) 2006-06-01 2011-12-13 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki DC-DC converter
CN103746596A (en) * 2014-01-07 2014-04-23 江苏丰科超声电机科技有限公司 Output signal shutoff control method based on dual-PWM (pulse-width modulation) power drive topological structure
CN103746596B (en) * 2014-01-07 2016-02-24 江苏丰科超声电机科技有限公司 The output signal of topological structure is driven to turn off control method based on two pwm power

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