JPH11318075A - Transformer insulating type dc-to-dc converter - Google Patents

Transformer insulating type dc-to-dc converter

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JPH11318075A
JPH11318075A JP12123698A JP12123698A JPH11318075A JP H11318075 A JPH11318075 A JP H11318075A JP 12123698 A JP12123698 A JP 12123698A JP 12123698 A JP12123698 A JP 12123698A JP H11318075 A JPH11318075 A JP H11318075A
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JP
Japan
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transformer
switching element
auxiliary
state
turned
Prior art date
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Application number
JP12123698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mantaro Nakamura
萬太郎 中村
Masaaki Shimada
雅章 嶋田
Hiroshi Usui
浩 臼井
Seiya Fukumoto
征也 福本
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Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce switching losses and noise, and improve efficiency in a transformer insulating type DC-DC converter. SOLUTION: This transformer insulating type DC-DC converter is provided with a diode 11, whose one end is connected with a connecting point of a primary winding 2a of a transformer 2 and a transistor 3, a capacitor 12 for resonance which is connected between the other end of the diode 11 and a cathode terminal of a DC power source 1, a primary winding 13a of an auxiliary transformer 13 and an auxiliary transistor 14, which are connected in series between the connecting point of the capacitor 12 for resonance and the diode 11, and a secondary winding 13b of the auxiliary transformer 13 and a diode 15, which are connected in series between an anode terminal and a cathode terminal of the DC power source 1. The auxiliary transistor 14 is turned on or off simultaneously with the transistor 3. Discharging energy of the capacitor 12 for resonance is regenerated in the DC power source 1 via the auxiliary transformer 13 and the diode 15, when the auxiliary transistor 14 is turned on.

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、スイッチング損失
やノイズを低減できかつ高効率化を図ることが可能なト
ランス絶縁型DC−DCコンバータに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transformer-isolated DC-DC converter capable of reducing switching loss and noise and improving efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】直流電源とトランスの1次巻線とスイッ
チング素子とが直列に接続され、スイッチング素子をオ
ン・オフ動作させることにより、トランスの2次巻線か
ら整流平滑回路を介して直流電源の電圧とは異なる定電
圧の直流出力を負荷に供給する構成のトランス絶縁型D
C−DCコンバータは従来から電子機器等の電源回路等
に広く使用されている。例えば、図6に示す従来のトラ
ンス絶縁型DC−DCコンバータは、バッテリ又はコン
デンサ入力型整流回路等の直流電源1と、1次巻線2a
及び2次巻線2bを有するトランス2と、直流電源1の
両端に直列接続されたトランス2の1次巻線2a及びス
イッチング素子としてのトランジスタ3と、トランス2
の2次巻線2bに接続された整流ダイオード4及び平滑
コンデンサ5から成る整流平滑回路と、平滑コンデンサ
5と並列に接続された負荷6と、トランジスタ3のベー
ス端子に制御パルス信号VBを付与してトランジスタ3
をオン・オフ動作させる制御回路7とを備えている。特
に図示はしないが、制御回路7内には、一定の周期の三
角波電圧を発生する発振回路部と、基準電圧に対する負
荷6の端子電圧の誤差電圧を演算増幅する誤差増幅回路
部と、誤差増幅回路部の誤差出力電圧及び発振回路部の
三角波電圧を比較する比較回路部と、比較回路部の出力
電圧に比例した時間幅の制御パルス信号VBを発生して
トランジスタ3のベース端子に付与する制御パルス発生
回路部とが設けられている。このトランス絶縁型DC−
DCコンバータでは、制御回路7によりトランジスタ3
のベース端子に付与する制御パルス信号VBのパルス幅
を負荷6の端子電圧に応じて変化させ、トランジスタ3
のオン・オフ期間を制御することにより、直流電源1の
電圧Eとは異なる定電圧の直流出力VOを負荷6に供給
する。
2. Description of the Related Art A DC power supply, a primary winding of a transformer, and a switching element are connected in series, and the switching element is turned on and off, so that a DC power supply is supplied from a secondary winding of the transformer via a rectifying and smoothing circuit. Transformer-isolated type D that supplies a DC output of a constant voltage different from the voltage of
2. Description of the Related Art C-DC converters have been widely used in power supply circuits of electronic devices and the like. For example, the conventional transformer-insulated DC-DC converter shown in FIG. 6 includes a DC power supply 1 such as a battery or a capacitor input type rectifier circuit and a primary winding 2a.
A transformer 2 having a secondary winding 2b, a primary winding 2a of the transformer 2 connected in series to both ends of the DC power supply 1, and a transistor 3 as a switching element;
A rectifier smoothing circuit consisting of rectifier diodes 4 and a smoothing capacitor 5 is connected to the secondary winding 2b, a load 6 connected in parallel to the smoothing capacitor 5, a control pulse signal V B to the base terminal of the transistor 3 Granting Transistor 3
And a control circuit 7 for turning on and off the. Although not specifically shown, the control circuit 7 includes an oscillation circuit section for generating a triangular wave voltage having a constant period, an error amplification circuit section for arithmetically amplifying an error voltage of the terminal voltage of the load 6 with respect to the reference voltage, and an error amplification circuit section. a comparing circuit for comparing the error output voltage and the triangular wave voltage of the oscillator circuit portion of the circuit, and generates a control pulse signal V B proportional to the time width of the output voltage of the comparator circuit is applied to the base terminal of the transistor 3 And a control pulse generation circuit section. This transformer-insulated DC-
In the DC converter, the control circuit 7 controls the transistor 3
The pulse width of the control pulse signal V B for the grant to the base terminal is changed according to the terminal voltage of the load 6, the transistor 3
By controlling the ON / OFF period of the DC power supply 1, a DC output V O having a constant voltage different from the voltage E of the DC power supply 1 is supplied to the load 6.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図6に示す
トランス絶縁型DC−DCコンバータでは、トランジス
タ3のターンオン及びターンオフ時において図7に示す
ようにトランジスタ3のコレクタ−エミッタ間電圧波形
CEとトランジスタ3のコレクタ電流波形ICとの重複
部分Wに基づく大きなスイッチング損失が発生する欠点
があった。また、トランジスタ3のコレクタ−エミッタ
間電圧波形VCE及びコレクタ電流波形ICの立上りが急
峻であるため、スパイク状のサージ電圧Vsr、サージ電
流Isrが発生し、これらに基づくノイズが発生する欠点
があった。したがって、スイッチング損失やノイズ等の
発生によりコンバータ内部での電力損失が増大し、コン
バータの効率が低下する欠点があった。
[SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, in the trans-insulated DC-DC converter shown in FIG. 6, the collector of the transistor 3 as shown in FIG. 7 at the time of turn-on and turn-off of the transistor 3 - emitter voltage waveform V CE large switching losses based on overlapping portion W of the collector current waveform I C of the transistor 3 is a drawback to occur. Further, since the rise of the collector-emitter voltage waveform V CE and the collector current waveform I C of the transistor 3 is steep, spike-shaped surge voltages V sr and surge current I sr are generated, and noise based on these is generated. There were drawbacks. Therefore, power loss inside the converter increases due to the occurrence of switching loss, noise, and the like, and the efficiency of the converter decreases.

【0004】そこで、本発明はスイッチング損失やノイ
ズを低減できかつ効率を向上できるトランス絶縁型DC
−DCコンバータを提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a transformer-isolated DC that can reduce switching loss and noise and improve efficiency.
-To provide a DC converter.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】「請求項1」に係る発明
のトランス絶縁型DC−DCコンバータは、直流電源と
トランスの1次巻線とスイッチング素子とが直列に接続
され、前記スイッチング素子をオン・オフ動作させるこ
とにより前記トランスの2次巻線から整流平滑回路を介
して前記直流電源の電圧とは異なる定電圧の直流出力を
負荷に供給する。このトランス絶縁型DC−DCコンバ
ータでは、前記トランスの1次巻線及び前記スイッチン
グ素子の接続点に一端が接続された第1の整流素子と、
該第1の整流素子の他端と前記直流電源の他端との間に
接続された共振用コンデンサと、該共振用コンデンサ及
び前記第1の整流素子の接続点と前記直流電源の他端と
の間に直列に接続された補助トランスの1次巻線及び補
助スイッチング素子と、前記直流電源の一端と他端との
間に直列に接続された前記補助トランスの2次巻線及び
第2の整流素子とを備え、前記補助スイッチング素子は
前記スイッチング素子がオン状態からオフ状態になると
同時又はそれより以前にオン状態からオフ状態となり、
前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態になると
同時又はそれより以降にオフ状態からオン状態となり、
前記補助スイッチング素子がオフ状態からオン状態にな
るとき、前記スイッチング素子のオフ期間中に充電され
た前記共振用コンデンサが前記補助トランスの1次巻線
に向けて放電され、これにより前記補助トランスの2次
巻線に発生する電圧が前記第2の整流素子を介して前記
直流電源に回生される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a transformer-insulated DC-DC converter in which a DC power supply, a primary winding of a transformer, and a switching element are connected in series. By performing the on / off operation, a DC output of a constant voltage different from the voltage of the DC power supply is supplied from the secondary winding of the transformer via the rectifying and smoothing circuit to the load. In the transformer-insulated DC-DC converter, a first rectifier element having one end connected to a connection point between the primary winding of the transformer and the switching element;
A resonance capacitor connected between the other end of the first rectifier element and the other end of the DC power supply; a connection point between the resonance capacitor and the first rectifier element; A primary winding and an auxiliary switching element of an auxiliary transformer connected in series between the secondary winding and a second winding of the auxiliary transformer connected in series between one end and the other end of the DC power supply. A rectifier element, wherein the auxiliary switching element is turned off from the on state at the same time as or earlier than when the switching element is turned off from the on state,
The switching element is turned on from the off state simultaneously or later when the switching element is turned on from the off state,
When the auxiliary switching element changes from the off state to the on state, the resonance capacitor charged during the off period of the switching element is discharged toward the primary winding of the auxiliary transformer. The voltage generated in the secondary winding is regenerated to the DC power supply via the second rectifier.

【0006】スイッチング素子をオンした状態でスイッ
チング素子をオフ状態に切り替えると同時又はそれ以前
に補助スイッチング素子をオン状態からオフ状態に切り
替えると、トランスの1次巻線からスイッチング素子に
流れていた電流が第1の整流素子を介して共振用コンデ
ンサに流れる電流に切り替わり、共振用コンデンサが正
弦波状に充電されて行く。これにより、スイッチング素
子の両端の電圧が0Vから正弦波状に上昇するので、ス
イッチング素子のターンオフ時においてゼロ電圧スイッ
チング(ZVS)となり、スイッチング損失が低減され
る。また、スイッチング素子をオフ状態からオン状態に
すると、トランスの漏洩インダクタンスによりスイッチ
ング素子に流れる電流が0から緩やかな傾斜で増加する
ので、スイッチング素子のターンオン時においてゼロ電
流スイッチング(ZCS)となり、スイッチング損失が
低減される。以上により、スイッチング素子のオン・オ
フ動作時のスイッチング損失を低減することができる。
これと共に、スイッチング素子のターンオフ及びターン
オン時に発生するスパイク状のサージ電圧及び電流は、
共振用コンデンサ及びトランスの漏洩インダクタンスの
共振作用により吸収され、スイッチング素子の電圧及び
電流波形の立下り及び立上りが緩やかになるので、サー
ジ電圧及び電流に基づくノイズを低減することができ
る。また、スイッチング素子のターンオンと同時又はそ
れより以降に補助スイッチング素子をオフ状態からオン
状態にすると、スイッチング素子のオフ期間中に充電さ
れた共振用コンデンサが補助トランスの1次巻線に向け
て放電され、これにより補助トランスの2次巻線に発生
する電圧が第2の整流素子を介して直流電源に回生され
る。したがって、補助スイッチング素子のターンオン時
において共振用コンデンサの放電エネルギが補助トラン
ス及び第2の整流素子を介して直流電源に回生されるの
で、コンバータ内部で発生する電力損失を低減してコン
バータの効率を向上することができる。
When the auxiliary switching element is switched from the on state to the off state at the same time as or before the switching element is switched to the off state while the switching element is on, the current flowing from the primary winding of the transformer to the switching element. Is switched to the current flowing through the resonance capacitor via the first rectifying element, and the resonance capacitor is charged in a sine wave shape. As a result, the voltage at both ends of the switching element rises in a sine wave form from 0 V, so that when the switching element is turned off, zero voltage switching (ZVS) is performed, and the switching loss is reduced. Further, when the switching element is turned on from the off state, the current flowing through the switching element increases at a gentle slope from 0 due to the leakage inductance of the transformer, so that when the switching element is turned on, zero current switching (ZCS) occurs and switching loss occurs. Is reduced. As described above, the switching loss at the time of the ON / OFF operation of the switching element can be reduced.
At the same time, the spike-like surge voltage and current generated when the switching element is turned off and turned on are
The resonance action of the resonance capacitor and the leakage inductance of the transformer is absorbed and the falling and rising of the voltage and current waveforms of the switching element become gentle, so that noise based on the surge voltage and current can be reduced. When the auxiliary switching element is turned on from the off state at the same time as or after the turning on of the switching element, the resonance capacitor charged during the off period of the switching element is discharged toward the primary winding of the auxiliary transformer. As a result, the voltage generated in the secondary winding of the auxiliary transformer is regenerated to the DC power supply via the second rectifier. Therefore, when the auxiliary switching element is turned on, the discharge energy of the resonance capacitor is regenerated to the DC power supply via the auxiliary transformer and the second rectifying element, so that the power loss generated inside the converter is reduced and the efficiency of the converter is reduced. Can be improved.

【0007】更に、「請求項2」に係る発明のトランス
絶縁型DC−DCコンバータでは、前記トランスの1次
巻線と直列に限流用リアクトルが接続されている。この
トランス絶縁型DC−DCコンバータでは、スイッチン
グ素子のターンオン時においてトランスの1次巻線から
トランジスタに流れるサージ電流が限流用リアクトルの
自己誘導作用により吸収されるので、トランスが漏洩イ
ンダクタンスのない理想的なトランスの場合であっても
確実にゼロ電流スイッチングとなり、「請求項1」に係
る発明に比較してスイッチング素子のターンオン時のス
イッチング損失やノイズをより確実に低減できる。
Furthermore, in the transformer-insulated DC-DC converter according to the second aspect of the present invention, a current limiting reactor is connected in series with the primary winding of the transformer. In this transformer-isolated DC-DC converter, when the switching element is turned on, the surge current flowing from the primary winding of the transformer to the transistor is absorbed by the self-inducing action of the current limiting reactor, so that the transformer has no leakage inductance. Even in the case of a simple transformer, zero current switching is ensured, and switching loss and noise at the time of turning on the switching element can be more reliably reduced as compared with the invention according to claim 1.

【0008】「請求項3」に係る発明のトランス絶縁型
DC−DCコンバータでは、前記トランスの1次巻線及
び前記スイッチング素子の接続点に一端が接続された第
1の整流素子と、該第1の整流素子の他端と前記直流電
源の他端との間に接続された共振用コンデンサと、該共
振用コンデンサ及び前記第1の整流素子の接続点と前記
直流電源の他端との間に直列に接続された補助トランス
の1次巻線及び補助スイッチング素子と、前記整流平滑
回路の一対の出力ライン間に直列に接続された前記補助
トランスの2次巻線及び第2の整流素子とを備え、前記
補助スイッチング素子は前記スイッチング素子がオン状
態からオフ状態になると同時又はそれより以前にオン状
態からオフ状態となり、前記スイッチング素子がオフ状
態からオン状態になると同時又はそれより以降にオフ状
態からオン状態となり、前記補助スイッチング素子がオ
フ状態からオン状態になるとき、前記スイッチング素子
のオフ期間中に充電された前記共振用コンデンサが前記
補助トランスの1次巻線に向けて放電され、これにより
前記補助トランスの2次巻線に発生する電圧が前記第2
の整流素子を介して前記負荷に供給される。
According to a third aspect of the present invention, in the transformer-insulated DC-DC converter, the first rectifying element having one end connected to a connection point between the primary winding of the transformer and the switching element; A capacitor for resonance connected between the other end of the first rectifying element and the other end of the DC power supply; and between a connection point between the resonance capacitor and the first rectifier and the other end of the DC power supply. A primary winding and an auxiliary switching element of an auxiliary transformer connected in series to a secondary winding and a second rectifying element of the auxiliary transformer connected in series between a pair of output lines of the rectifying and smoothing circuit. Wherein the auxiliary switching element is changed from the on state to the off state at the same time as or earlier than when the switching element is changed from the on state to the off state, and the switching element is changed from the off state to the on state. Then, at the same time or later, the state is changed from the off state to the on state, and when the auxiliary switching element is changed from the off state to the on state, the resonance capacitor charged during the off period of the switching element is connected to one of the auxiliary transformers. The secondary winding of the auxiliary transformer is discharged toward the secondary winding.
Is supplied to the load through the rectifying element.

【0009】スイッチング素子をオンした状態でスイッ
チング素子をオフ状態に切り替えると同時又はそれ以前
に補助スイッチング素子をオン状態からオフ状態に切り
替えると、トランスの1次巻線からスイッチング素子に
流れていた電流が第1の整流素子を介して共振用コンデ
ンサに流れる電流に切り替わり、共振用コンデンサが正
弦波状に充電されて行く。これにより、スイッチング素
子の両端の電圧が0Vから正弦波状に上昇するので、ス
イッチング素子のターンオフ時においてゼロ電圧スイッ
チングとなり、スイッチング損失が低減される。また、
スイッチング素子をオフ状態からオン状態にすると、ト
ランスの漏洩インダクタンスによりスイッチング素子に
流れる電流が0から緩やかな傾斜で増加するので、スイ
ッチング素子のターンオン時においてゼロ電流スイッチ
ングとなり、スイッチング損失が低減される。以上によ
り、スイッチング素子のオン・オフ動作時のスイッチン
グ損失を低減することができる。これと共に、スイッチ
ング素子のターンオフ及びターンオン時に発生するスパ
イク状のサージ電圧及び電流は、共振用コンデンサ及び
トランスの漏洩インダクタンスの共振作用により吸収さ
れ、スイッチング素子の電圧及び電流波形の立下り及び
立上りが緩やかになるので、サージ電圧及び電流に基づ
くノイズを低減することができる。また、スイッチング
素子のターンオンと同時又はそれより以降に補助スイッ
チング素子をオフ状態からオン状態にすると、スイッチ
ング素子のオフ期間中に充電されたコンデンサが補助ト
ランスの1次巻線に向けて放電され、これにより補助ト
ランスの2次巻線に発生する電圧が第2の整流素子を介
して負荷に供給される。したがって、補助スイッチング
素子のターンオン時において共振用コンデンサの放電エ
ネルギが補助トランス及び第2の整流素子を介して負荷
に供給されるので、コンバータ内部で発生する電力損失
を低減してコンバータの効率を向上することができる。
When the auxiliary switching element is switched from the on state to the off state at the same time as or before the switching element is switched to the off state with the switching element turned on, the current flowing from the primary winding of the transformer to the switching element. Is switched to the current flowing through the resonance capacitor via the first rectifying element, and the resonance capacitor is charged in a sine wave shape. As a result, the voltage at both ends of the switching element rises in a sine wave form from 0 V, so that zero-voltage switching is performed when the switching element is turned off, and the switching loss is reduced. Also,
When the switching element is changed from the off state to the on state, the current flowing through the switching element increases at a gentle slope from 0 due to the leakage inductance of the transformer, so that zero current switching is performed when the switching element is turned on, and the switching loss is reduced. As described above, the switching loss at the time of the ON / OFF operation of the switching element can be reduced. At the same time, the spike-like surge voltage and current generated when the switching element is turned off and turned on are absorbed by the resonance action of the leakage inductance of the resonance capacitor and the transformer, and the falling and rising of the voltage and current waveforms of the switching element are gradual. Therefore, noise based on the surge voltage and the current can be reduced. Further, when the auxiliary switching element is turned on from the off state at the same time as or after the turning on of the switching element, the capacitor charged during the off period of the switching element is discharged toward the primary winding of the auxiliary transformer, Thereby, the voltage generated in the secondary winding of the auxiliary transformer is supplied to the load via the second rectifier. Therefore, when the auxiliary switching element is turned on, the discharge energy of the resonance capacitor is supplied to the load via the auxiliary transformer and the second rectifying element, so that the power loss generated inside the converter is reduced and the efficiency of the converter is improved. can do.

【0010】更に、「請求項4」に係る発明のトランス
絶縁型DC−DCコンバータでは、前記トランスの1次
巻線と直列に限流用リアクトルが接続されている。この
トランス絶縁型DC−DCコンバータでは、スイッチン
グ素子のターンオン時においてトランスの1次巻線から
トランジスタに流れるサージ電流が限流用リアクトルの
自己誘導作用により吸収されるので、トランスが漏洩イ
ンダクタンスのない理想的なトランスの場合であっても
確実にゼロ電流スイッチングとなり、「請求項3」に係
る発明に比較してスイッチング素子のターンオン時のス
イッチング損失やノイズをより確実に低減できる。
Further, in the transformer-insulated DC-DC converter according to claim 4 of the present invention, a current limiting reactor is connected in series with the primary winding of the transformer. In this transformer-isolated DC-DC converter, when the switching element is turned on, the surge current flowing from the primary winding of the transformer to the transistor is absorbed by the self-inducing action of the current limiting reactor, so that the transformer has no leakage inductance. Even in the case of a simple transformer, zero current switching is ensured, so that switching loss and noise at the time of turning on the switching element can be reduced more reliably than in the invention according to claim 3.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるトランス絶縁
型DC−DCコンバータの一実施形態を図1及び図2に
基づいて説明する。但し、図1では図6に示す箇所と実
質的に同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省
略する。本実施形態のトランス絶縁型DC−DCコンバ
ータは、図1に示すように、トランス2の1次巻線2a
及びトランジスタ3の接続点にアノード端子(一端)が
接続された第1の整流素子としてのダイオード11と、
ダイオード11のカソード端子(他端)と直流電源1の
陰極端子(他端)との間に接続された共振用コンデンサ
12と、共振用コンデンサ12及びダイオード11の接
続点と直流電源1の陰極端子との間に直列に接続された
補助トランス13の1次巻線13a及び補助スイッチン
グ素子としての補助トランジスタ14と、直流電源1の
陽極端子(一端)と陰極端子との間に直列に接続された
補助トランス13の2次巻線13b及び第2の整流素子
としてのダイオード15とを備えている。トランス2及
び補助トランス13は共に漏洩インダクタンスを有する
リーケージトランスが使用される。また、制御回路7内
には、トランジスタ3のベース端子に付与する制御パル
ス信号VB1が高レベルから低レベルになったときに補助
トランジスタ14のベース端子に付与する制御パルス信
号電圧VB2を高レベルから低レベルに切り替え、かつト
ランジスタ3のベース端子に付与する制御パルス信号電
圧VB1が低レベルから高レベルになったときに補助トラ
ンジスタ14のベース端子に付与する制御パルス信号電
圧VB2を低レベルから高レベルに切り替える補助トラン
ジスタ制御回路部(図示せず)が追加されている。これ
により、補助トランジスタ14は、トランジスタ3がオ
ン状態からオフ状態になると同時にオン状態からオフ状
態となり、トランジスタ3がオフ状態からオン状態にな
ると同時にオフ状態からオン状態となる。その他の構成
は、図6のトランス絶縁型DC−DCコンバータと略同
一である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a transformer-insulated DC-DC converter according to the present invention will be described below with reference to FIGS. However, in FIG. 1, substantially the same portions as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. As shown in FIG. 1, the transformer-isolated DC-DC converter according to the present embodiment includes a primary winding 2a of a transformer 2.
And a diode 11 as a first rectifying element having an anode terminal (one end) connected to a connection point of the transistor 3;
A resonance capacitor 12 connected between the cathode terminal (the other end) of the diode 11 and the cathode terminal (the other end) of the DC power supply 1; a connection point between the resonance capacitor 12 and the diode 11; Are connected in series between the primary winding 13a of the auxiliary transformer 13 and the auxiliary transistor 14 as an auxiliary switching element, and between the anode terminal (one end) and the cathode terminal of the DC power supply 1. A secondary winding 13b of the auxiliary transformer 13 and a diode 15 as a second rectifier are provided. As the transformer 2 and the auxiliary transformer 13, a leakage transformer having a leakage inductance is used. Further, in the control circuit 7, when the control pulse signal V B1 applied to the base terminal of the transistor 3 changes from a high level to a low level, the control pulse signal voltage V B2 applied to the base terminal of the auxiliary transistor 14 becomes high. The control pulse signal voltage V B2 applied to the base terminal of the auxiliary transistor 14 when the control pulse signal voltage V B1 applied to the base terminal of the transistor 3 changes from the low level to the high level. An auxiliary transistor control circuit unit (not shown) for switching from a high level to a high level is added. As a result, the auxiliary transistor 14 changes from the on state to the off state at the same time as the transistor 3 changes from the on state to the off state, and changes from the off state to the on state at the same time as the transistor 3 changes from the off state to the on state. Other configurations are substantially the same as those of the transformer-insulated DC-DC converter of FIG.

【0012】次に、図1に示すトランス絶縁型DC−D
Cコンバータの動作について説明する。図2(A)及び
(B)に示すように、t1以前においてトランジスタ3及
び補助トランジスタ14が共にオン状態のときは、トラ
ンス2の1次巻線2a及びトランジスタ3に電流I0が流
れている。このとき、トランス2の2次巻線2bに1次
巻線2aの電圧と同極性の電圧が誘起され、整流ダイオ
ード4が導通状態であるため、トランス2の2次巻線2
bから整流ダイオード4を介して平滑コンデンサ5を充
電すると共に、負荷6に直流電力を供給している。一
方、t1以前において共振用コンデンサ12は充電され
ておらず、両端の電圧は0Vである。
Next, a transformer-insulated DC-D shown in FIG.
The operation of the C converter will be described. FIG. 2 (A) and
As shown in (B), when both the transistor 3 and the auxiliary transistor 14 are on before t 1 , a current I 0 flows through the primary winding 2 a of the transformer 2 and the transistor 3. At this time, a voltage having the same polarity as the voltage of the primary winding 2a is induced in the secondary winding 2b of the transformer 2 and the rectifier diode 4 is in a conductive state.
From b, the smoothing capacitor 5 is charged via the rectifier diode 4 and DC power is supplied to the load 6. On the other hand, before t 1 , the resonance capacitor 12 is not charged, and the voltage at both ends is 0V.

【0013】図2(A)及び(B)に示すように、t1にお
いて制御回路7からトランジスタ3及び補助トランジス
タ14の各ベース端子に付与される制御パルス信号電圧
B1、VB2が共に高レベルから低レベルになり、トラン
ジスタ3及び補助トランジスタ14が同時にオン状態か
らオフ状態になると、トランジスタ3に流れていたトラ
ンス2の1次巻線2aの電流I0がダイオード11を介し
て共振用コンデンサ12に流れる電流に切り替わる。し
たがって、トランジスタ3に流れる電流ITR1は図2
(D)に示すように0となる。このとき、共振用コンデン
サ12に流れる電流が正弦波状に増加して共振用コンデ
ンサ12が図1に示す極性で充電され、共振用コンデン
サ12の電圧が0Vから正弦波状に上昇する。これによ
り、図2(C)に示すようにトランジスタ3の両端の電圧
TR1が0Vから正弦波状に上昇する。このため、トラ
ンジスタ3のターンオフ時において電圧波形と電流波形
の重なりが少ないゼロ電圧スイッチングとなる。これと
同時に、図2(E)に示すように補助トランジスタ14の
両端の電圧VTR2が0Vから正弦波状に上昇するので、
補助トランジスタ14もターンオフ時においてゼロ電圧
スイッチングとなる。t2において、共振用コンデンサ
12が直流電源1の電圧Eまで充電され、トランジスタ
3の両端の電圧VTR1が図2(C)に示すように直流電源
1の電圧Eに等しくなると、トランス2の2次巻線2b
の電圧が0Vとなるので整流ダイオード4が逆バイアス
されて非導通状態となり、トランジスタ3のオン期間中
に平滑コンデンサ5に充電された電荷が負荷6へ放出さ
れる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the control pulse signal voltages V B1 and V B2 applied from the control circuit 7 to the base terminals of the transistor 3 and the auxiliary transistor 14 at t 1 are both high. When the transistor 3 and the auxiliary transistor 14 simultaneously change from the on state to the off state, the current I 0 of the primary winding 2 a of the transformer 2 flowing through the transistor 3 is supplied via the diode 11 to the resonance capacitor. The current is switched to the current flowing through No. 12. Therefore, the current I TR1 flowing through the transistor 3 is
It becomes 0 as shown in (D). At this time, the current flowing through the resonance capacitor 12 increases sinusoidally, and the resonance capacitor 12 is charged with the polarity shown in FIG. 1, and the voltage of the resonance capacitor 12 rises sinusoidally from 0V. Thus, as shown in FIG. 2C, the voltage V TR1 across the transistor 3 increases in a sine wave form from 0V. For this reason, when the transistor 3 is turned off, zero voltage switching is performed with little overlap between the voltage waveform and the current waveform. At the same time, as shown in FIG. 2 (E), the voltage V TR2 across the auxiliary transistor 14 rises in a sine wave form from 0V.
The auxiliary transistor 14 also performs zero voltage switching when turned off. At t 2 , when the resonance capacitor 12 is charged to the voltage E of the DC power supply 1 and the voltage V TR1 across the transistor 3 becomes equal to the voltage E of the DC power supply 1 as shown in FIG. Secondary winding 2b
Becomes 0 V, the rectifier diode 4 is reverse-biased and becomes non-conductive, and the charge charged in the smoothing capacitor 5 during the ON period of the transistor 3 is discharged to the load 6.

【0014】図2(A)及び(B)に示すように、t3にお
いて制御回路7からトランジスタ3及び補助トランジス
タ14の各ベース端子に付与される制御パルス信号電圧
B1、VB2が共に低レベルから高レベルになり、トラン
ジスタ3及び補助トランジスタ14が同時にオフ状態か
らオン状態になると、図2(C)及び(E)に示すようにト
ランジスタ3及び補助トランジスタ14のそれぞれの両
端の電圧VTR1、VTR2が速やかに0Vまで降下する。こ
のとき、トランス2の1次巻線2aからトランジスタ3
に流れる電流ITR1がトランス2の漏洩インダクタンス
により図2(D)に示すように0から緩やかな傾斜で増加
するので、トランジスタ3のターンオン時において電圧
波形と電流波形の重なりが少ないゼロ電流スイッチング
となる。これと同時に、共振用コンデンサ12が補助ト
ランス13の1次巻線13aに向けて放電を開始し、共
振用コンデンサ12と補助トランス13の漏洩インダク
タンスとが共振して共振用コンデンサ12−補助トラン
ス13の1次巻線13a−補助トランジスタ14で形成
される閉回路中に共振電流が流れる。このため、補助ト
ランジスタ14に流れる電流ITR2が図2(F)に示すよ
うに0から正弦波状に増加するので、補助トランジスタ
14もターンオン時においてゼロ電流スイッチングとな
る。また、補助トランス13の1次巻線13aに流れる
共振電流により2次巻線13bに電圧が発生し、この2
次巻線13bに発生した電圧はダイオード15を介して
直流電源1に回生される。これにより、補助トランジス
タ14のターンオン時において共振用コンデンサ12の
放電エネルギが補助トランス13及びダイオード15を
介して直流電源1に回生されるので、共振用コンデンサ
12の放電時において電力損失が発生しない。t4にお
いて、トランジスタ3に流れる電流ITR1が図2(D)に
示すようにトランス2の1次巻線2aの電流I0に等しく
なると、それ以降は直流電源1からトランス2の1次巻
線2a及びトランジスタ3に電流I0が流れる。これによ
り、トランス2の2次巻線2bに1次巻線2aの電圧と同
極性の電圧が誘起されて整流ダイオード4が導通状態と
なり、トランス2の2次巻線2bから整流ダイオード4
を介して平滑コンデンサ5が充電されると共に、負荷6
に直流電力が供給される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, at t 3 , the control pulse signal voltages V B1 and V B2 applied from the control circuit 7 to the base terminals of the transistor 3 and the auxiliary transistor 14 are both low. When the transistor 3 and the auxiliary transistor 14 simultaneously change from the off state to the on state, the voltage V TR1 across the transistor 3 and the auxiliary transistor 14 as shown in FIGS. , V TR2 immediately drop to 0V. At this time, the primary winding 2a of the transformer 2 is connected to the transistor 3
As shown in FIG. 2D, the current I TR1 flowing through the transistor 2 increases at a gentle slope from 0 due to the leakage inductance of the transformer 2, so that when the transistor 3 is turned on, the overlap between the voltage waveform and the current waveform is small, and zero current switching is performed. Become. At the same time, the resonance capacitor 12 starts discharging toward the primary winding 13a of the auxiliary transformer 13, and the resonance capacitor 12 and the leakage inductance of the auxiliary transformer 13 resonate, so that the resonance capacitor 12 and the auxiliary transformer 13 A resonance current flows in a closed circuit formed by the primary winding 13a and the auxiliary transistor 14. As a result, the current I TR2 flowing through the auxiliary transistor 14 increases sinusoidally from 0 as shown in FIG. 2 (F), so that the auxiliary transistor 14 also performs zero current switching at the time of turn-on. Further, a voltage is generated in the secondary winding 13b by the resonance current flowing through the primary winding 13a of the auxiliary transformer 13, and
The voltage generated in the next winding 13b is regenerated to the DC power supply 1 via the diode 15. Thus, when the auxiliary transistor 14 is turned on, the discharge energy of the resonance capacitor 12 is regenerated to the DC power supply 1 via the auxiliary transformer 13 and the diode 15, so that no power loss occurs when the resonance capacitor 12 is discharged. In t 4, the current I TR1 flowing through the transistor 3 is equal to the current I 0 of the primary winding 2a of the transformer 2 as shown in FIG. 2 (D), 1 of the transformer 2 is later from the DC power source 1 Tsugimaki A current I 0 flows through the line 2a and the transistor 3. As a result, a voltage having the same polarity as the voltage of the primary winding 2a is induced in the secondary winding 2b of the transformer 2, and the rectifier diode 4 is turned on.
The smoothing capacitor 5 is charged via the
Is supplied with DC power.

【0015】上記のように、本実施形態ではトランジス
タ3及び補助トランジスタ14のターンオフ及びターン
オン時において何れもゼロ電圧スイッチング及びゼロ電
流スイッチングとなるので、スイッチング損失を低減す
ることができる。また、トランジスタ3及び補助トラン
ジスタ14のターンオフ及びターンオン時に発生するス
パイク状のサージ電圧及びサージ電流は、共振用コンデ
ンサ11とトランス2及び補助トランス13の漏洩イン
ダクタンスとの共振作用により吸収され、トランジスタ
3及び補助トランジスタ14の電圧及び電流波形の立上
り及び立下りが緩やかになるので、トランジスタ3及び
補助トランジスタ14のそれぞれのオン・オフ動作時の
サージ電圧、サージ電流に基づくノイズを低減すること
ができる。更に、補助トランジスタ14のターンオン時
において共振用コンデンサ12の放電エネルギの略全て
が直流電源1に回生されるので、共振用コンデンサ12
の放電時において電力損失が発生せず、コンバータ内部
で発生する電力損失を低減してコンバータの効率を向上
することが可能となる。
As described above, in this embodiment, when the transistor 3 and the auxiliary transistor 14 are turned off and turned on, zero voltage switching and zero current switching are performed, so that switching loss can be reduced. Further, a spike-shaped surge voltage and a surge current generated when the transistor 3 and the auxiliary transistor 14 are turned off and on are absorbed by the resonance action of the resonance capacitor 11 and the leakage inductance of the transformer 2 and the auxiliary transformer 13, and Since the rise and fall of the voltage and current waveforms of the auxiliary transistor 14 become gradual, it is possible to reduce the noise based on the surge voltage and surge current at the time of the on / off operation of each of the transistor 3 and the auxiliary transistor 14. Further, when the auxiliary transistor 14 is turned on, almost all of the discharge energy of the resonance capacitor 12 is regenerated to the DC power supply 1, so that the resonance capacitor 12
No power loss occurs at the time of discharging the power, and the power loss occurring inside the converter can be reduced to improve the efficiency of the converter.

【0016】図1に示す実施形態のトランス絶縁型DC
−DCコンバータは変更が可能である。例えば、図3に
示す実施形態のトランス絶縁型DC−DCコンバータ
は、図1に示すトランス絶縁型DC−DCコンバータに
おいて、トランス2の1次巻線2aと直列に限流用リア
クトル16を接続したものである。この場合、トランス
2は理想的に製作された漏洩インダクタンスのないトラ
ンスを使用しても構わない。その他の構成は、図1に示
すトランス絶縁型DC−DCコンバータと略同様であ
る。したがって、図3に示す実施形態のトランス絶縁型
DC−DCコンバータにおいても図1の場合と略同様の
作用効果が得られる。また、図3に示すトランス絶縁型
DC−DCコンバータでは、トランジスタ3のターンオ
ン時においてトランス2の1次巻線2aからトランジス
タ3に流れるサージ電流が限流用リアクトル16の自己
誘導作用により吸収され、トランジスタ3に流れる電流
TR1が0から緩やかに増加する。このため、トランス
2が漏洩インダクタンスのない理想的なトランスである
場合においてもサージ電流が発生しない。したがって、
トランジスタ3のターンオン時におけるゼロ電流スイッ
チングをより確実にしてトランジスタ3のターンオン時
のスイッチング損失やノイズをより低減できる。
The transformer-insulated DC of the embodiment shown in FIG.
-The DC converter can be changed. For example, the transformer-insulated DC-DC converter of the embodiment shown in FIG. 3 is the transformer-insulated DC-DC converter shown in FIG. 1 in which a current limiting reactor 16 is connected in series with the primary winding 2a of the transformer 2. It is. In this case, an ideally manufactured transformer having no leakage inductance may be used as the transformer 2. Other configurations are substantially the same as those of the transformer-insulated DC-DC converter shown in FIG. Therefore, in the transformer-insulated DC-DC converter of the embodiment shown in FIG. 3, substantially the same operation and effect as in FIG. 1 can be obtained. Further, in the transformer-insulated DC-DC converter shown in FIG. 3, when the transistor 3 is turned on, a surge current flowing from the primary winding 2a of the transformer 2 to the transistor 3 is absorbed by the self-inducing action of the current limiting reactor 16, and The current I TR1 flowing through 3 gradually increases from 0. Therefore, even when the transformer 2 is an ideal transformer having no leakage inductance, no surge current is generated. Therefore,
Zero current switching at the time of turning on the transistor 3 can be more reliably performed, and switching loss and noise at the time of turning on the transistor 3 can be further reduced.

【0017】また、図4に示す実施形態のトランス絶縁
型DC−DCコンバータは、図1の実施形態における補
助トランス13の2次巻線13b及びダイオード15の
直列回路の接続位置を整流ダイオード4と平滑コンデン
サ5との間の一対の出力ライン間に変更したものであ
る。その他の構成は、図1に示すトランス絶縁型DC−
DCコンバータと略同様である。図4に示すトランス絶
縁型DC−DCコンバータでは、補助トランジスタ14
のターンオン時において、共振用コンデンサ12−補助
トランス13の1次巻線13a−補助トランジスタ14
で形成される閉回路中に流れる共振電流により補助トラ
ンス13の2次巻線13bに電圧が発生し、この2次巻
線13bに発生した電圧がダイオード15を介して負荷
6に供給される。これにより、補助トランジスタ14の
ターンオン時において共振用コンデンサ12の放電エネ
ルギが補助トランス13及びダイオード15を介して負
荷6に供給されるので、図1に示す場合と同様に共振用
コンデンサ12の放電時において電力損失が発生しな
い。この他の動作は図1に示す実施形態の場合と略同様
である。したがって、図4に示す実施形態においても図
1に示す実施形態と略同様の効果が得られる。また、図
4に示すトランス絶縁型DC−DCコンバータについて
も、図5に示すように図3に示す場合と同様の変更が可
能である。したがって、図5に示す実施形態のトランス
絶縁型DC−DCコンバータにおいても図3の場合と略
同様の作用効果が得られる。
In the transformer-insulated DC-DC converter of the embodiment shown in FIG. 4, the connection position of the series circuit of the secondary winding 13b and the diode 15 of the auxiliary transformer 13 in the embodiment of FIG. This is changed between a pair of output lines with the smoothing capacitor 5. Other configurations are the same as those of the transformer-isolated DC-
It is almost the same as a DC converter. In the transformer-isolated DC-DC converter shown in FIG.
At turn-on, the resonance capacitor 12 -the primary winding 13a of the auxiliary transformer 13 -the auxiliary transistor 14
A voltage is generated in the secondary winding 13b of the auxiliary transformer 13 by the resonance current flowing in the closed circuit formed by the above, and the voltage generated in the secondary winding 13b is supplied to the load 6 via the diode 15. Thereby, when the auxiliary transistor 14 is turned on, the discharge energy of the resonance capacitor 12 is supplied to the load 6 via the auxiliary transformer 13 and the diode 15, so that the discharge energy of the resonance capacitor 12 is discharged as in the case shown in FIG. No power loss occurs. Other operations are substantially the same as those in the embodiment shown in FIG. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 4, substantially the same effects as in the embodiment shown in FIG. 1 can be obtained. Also, the transformer-isolated DC-DC converter shown in FIG. 4 can be modified in the same manner as shown in FIG. 3 as shown in FIG. Therefore, in the transformer-insulated DC-DC converter of the embodiment shown in FIG. 5, substantially the same operation and effect as in the case of FIG. 3 can be obtained.

【0018】本発明の実施態様は前記の各実施形態に限
定されず、更に種々の変更が可能である。例えば、上記
の各実施形態ではトランジスタ3及び補助トランジスタ
14が同時にターンオフ及びターンオンする形態を示し
たが、図2(B)の破線部に示すようにトランジスタ3が
ターンオフする以前に補助トランジスタ14をターンオ
フしかつトランジスタ3がターンオンしたとき以降に補
助トランジスタ14をターンオンしても同様の作用効果
が得られる。また、上記の各実施形態ではトランジスタ
3がオン期間中のとき整流ダイオード4が導通状態であ
るフォワード型のDC−DCコンバータに適用した形態
を示したが、図1及び図3の実施形態についてはトラン
ジスタ3がオン期間中のとき整流ダイオード4が非導通
状態であるフライバック型のDC−DCコンバータにも
適用が可能である。また、上記の各実施形態ではスイッ
チング素子としてバイポーラ型トランジスタを使用した
形態を示したが、MOS-FET、J-FET等の各種電
界効果型トランジスタ、IGBT(絶縁ゲート型トラン
ジスタ)又はサイリスタ等を使用しても構わない。
The embodiments of the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above embodiments, the transistor 3 and the auxiliary transistor 14 are turned off and turned on at the same time. However, as shown by the broken line in FIG. 2B, the auxiliary transistor 14 is turned off before the transistor 3 is turned off. If the auxiliary transistor 14 is turned on after the transistor 3 is turned on, the same operation and effect can be obtained. Further, in each of the above-described embodiments, the form applied to the forward type DC-DC converter in which the rectifier diode 4 is in the conductive state when the transistor 3 is in the ON period is shown. However, the embodiments of FIGS. The present invention can also be applied to a flyback type DC-DC converter in which the rectifier diode 4 is in a non-conductive state when the transistor 3 is on. Further, in each of the above embodiments, a mode in which a bipolar transistor is used as a switching element has been described. It does not matter.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、スイッチング損失やノ
イズを低減できると共にコンバータ内部で発生する電力
損失を低減できるので、トランス絶縁型DC−DCコン
バータの変換効率を大幅に向上することが可能となる。
According to the present invention, the switching loss and the noise can be reduced and the power loss generated inside the converter can be reduced, so that the conversion efficiency of the transformer-isolated DC-DC converter can be greatly improved. Become.

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

【図1】 本発明の一実施形態を示すトランス絶縁型D
C−DCコンバータの電気回路図
FIG. 1 shows a transformer insulation type D showing an embodiment of the present invention.
Electric circuit diagram of C-DC converter

【図2】 図1の回路の各部の電圧及び電流を示す波形
FIG. 2 is a waveform chart showing voltages and currents of respective parts of the circuit of FIG.

【図3】 図1の回路の変更実施形態を示す電気回路図FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a modified embodiment of the circuit of FIG. 1;

【図4】 本発明の他の実施形態を示すトランス絶縁型
DC−DCコンバータの電気回路図
FIG. 4 is an electric circuit diagram of a transformer-insulated DC-DC converter showing another embodiment of the present invention.

【図5】 図4の回路の変更実施形態を示す電気回路図FIG. 5 is an electrical diagram showing a modified embodiment of the circuit of FIG.

【図6】 従来のトランス絶縁型DC−DCコンバータ
を示す電気回路図
FIG. 6 is an electric circuit diagram showing a conventional transformer-insulated DC-DC converter.

【図7】 図6の回路のスイッチング電圧波形とスイッ
チング電流波形との重複部分を示す波形図
FIG. 7 is a waveform chart showing an overlapping portion of a switching voltage waveform and a switching current waveform of the circuit of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...直流電源、2...トランス、2a...1次
巻線、2b...2次巻線、3...トランジスタ(ス
イッチング素子)、4...整流ダイオード、5...
平滑コンデンサ、6...負荷、7...制御回路、1
1...ダイオード(第1の整流素子)、12...共
振用コンデンサ、13...補助トランス、13
a...1次巻線、13b...2次巻線、14...補
助トランジスタ(補助スイッチング素子)、15...
ダイオード(第2の整流素子)、16...限流用リア
クトル
1. . . DC power supply, 2. . . Transformer, 2a. . . Primary winding, 2b. . . 2. secondary winding; . . 3. transistors (switching elements); . . Rectifier diode, 5. . .
5. smoothing capacitor; . . Load, 7. . . Control circuit, 1
1. . . 11. diode (first rectifying element), . . 12. resonance capacitor; . . Auxiliary transformer, 13
a. . . Primary winding, 13b. . . Secondary winding, 14. . . 14. auxiliary transistor (auxiliary switching element); . .
15. diode (second rectifying element); . . Current limiting reactor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福本 征也 埼玉県新座市北野3丁目6番3号 サンケ ン電気株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (72) Inventor Seiya Fukumoto 3-6-3 Kitano, Niiza-shi, Saitama Sanken Electric Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源とトランスの1次巻線とスイッ
チング素子とが直列に接続され、前記スイッチング素子
をオン・オフ動作させることにより前記トランスの2次
巻線から整流平滑回路を介して前記直流電源の電圧とは
異なる定電圧の直流出力を負荷に供給するトランス絶縁
型DC−DCコンバータにおいて、 前記トランスの1次巻線及び前記スイッチング素子の接
続点に一端が接続された第1の整流素子と、該第1の整
流素子の他端と前記直流電源の他端との間に接続された
共振用コンデンサと、該共振用コンデンサ及び前記第1
の整流素子の接続点と前記直流電源の他端との間に直列
に接続された補助トランスの1次巻線及び補助スイッチ
ング素子と、前記直流電源の一端と他端との間に直列に
接続された前記補助トランスの2次巻線及び第2の整流
素子とを備え、 前記補助スイッチング素子は、前記スイッチング素子が
オン状態からオフ状態になると同時又はそれより以前に
オン状態からオフ状態となり、前記スイッチング素子が
オフ状態からオン状態になると同時又はそれより以降に
オフ状態からオン状態となり、 前記補助スイッチング素子がオフ状態からオン状態にな
るとき、前記スイッチング素子のオフ期間中に充電され
た前記共振用コンデンサが前記補助トランスの1次巻線
に向けて放電され、これにより前記補助トランスの2次
巻線に発生する電圧が前記第2の整流素子を介して前記
直流電源に回生されることを特徴とするトランス絶縁型
DC−DCコンバータ。
1. A DC power supply, a primary winding of a transformer, and a switching element are connected in series, and the switching element is turned on and off so that a secondary winding of the transformer is connected via a rectifying and smoothing circuit. In a transformer-insulated DC-DC converter for supplying a DC output of a constant voltage different from the voltage of a DC power supply to a load, a first rectifier having one end connected to a connection point between a primary winding of the transformer and the switching element. An element, a resonance capacitor connected between the other end of the first rectifying element and the other end of the DC power supply, the resonance capacitor and the first capacitor.
A primary winding and an auxiliary switching element of an auxiliary transformer connected in series between a connection point of the rectifying element and the other end of the DC power supply, and a serial connection between one end and the other end of the DC power supply A secondary winding of the auxiliary transformer and a second rectifier element, wherein the auxiliary switching element is turned off from the on state at the same time as or earlier than when the switching element is turned off from the on state, The switching element is turned on from the off state simultaneously or later when the switching element is turned on from the off state, and when the auxiliary switching element is turned on from the off state, the auxiliary element is charged during the off period of the switching element. The resonance capacitor is discharged toward the primary winding of the auxiliary transformer, so that the voltage generated in the secondary winding of the auxiliary transformer is reduced. Trans-insulated DC-DC converter, characterized in that regenerated to the DC power source through the second rectifying element.
【請求項2】 前記トランスの1次巻線と直列に限流用
リアクトルが接続された「請求項1」に記載のトランス
絶縁型DC−DCコンバータ。
2. The transformer-insulated DC-DC converter according to claim 1, wherein a current limiting reactor is connected in series with a primary winding of the transformer.
【請求項3】 直流電源とトランスの1次巻線とスイッ
チング素子とが直列に接続され、前記スイッチング素子
をオン・オフ動作させることにより前記トランスの2次
巻線から整流平滑回路を介して前記直流電源の電圧とは
異なる定電圧の直流出力を負荷に供給するトランス絶縁
型DC−DCコンバータにおいて、 前記トランスの1次巻線及び前記スイッチング素子の接
続点に一端が接続された第1の整流素子と、該第1の整
流素子の他端と前記直流電源の他端との間に接続された
共振用コンデンサと、該共振用コンデンサ及び前記第1
の整流素子の接続点と前記直流電源の他端との間に直列
に接続された補助トランスの1次巻線及び補助スイッチ
ング素子と、前記整流平滑回路の一対の出力ライン間に
直列に接続された前記補助トランスの2次巻線及び第2
の整流素子とを備え、 前記補助スイッチング素子は、前記スイッチング素子が
オン状態からオフ状態になると同時又はそれより以前に
オン状態からオフ状態となり、前記スイッチング素子が
オフ状態からオン状態になると同時又はそれより以降に
オフ状態からオン状態となり、 前記補助スイッチング素子がオフ状態からオン状態にな
るとき、前記スイッチング素子のオフ期間中に充電され
た前記共振用コンデンサが前記補助トランスの1次巻線
に向けて放電され、これにより前記補助トランスの2次
巻線に発生する電圧が前記第2の整流素子を介して前記
負荷に供給されることを特徴とするトランス絶縁型DC
−DCコンバータ。
3. A DC power supply, a primary winding of a transformer, and a switching element are connected in series, and the switching element is turned on and off so that the secondary winding of the transformer is connected via a rectifying and smoothing circuit. In a transformer-insulated DC-DC converter for supplying a DC output of a constant voltage different from the voltage of a DC power supply to a load, a first rectifier having one end connected to a connection point between a primary winding of the transformer and the switching element. An element, a resonance capacitor connected between the other end of the first rectifying element and the other end of the DC power supply, the resonance capacitor and the first capacitor.
And a primary winding and an auxiliary switching element of an auxiliary transformer connected in series between a connection point of the rectifying element and the other end of the DC power supply, and a series connection between a pair of output lines of the rectifying and smoothing circuit. The secondary winding of the auxiliary transformer and the second
A rectifying element, wherein the auxiliary switching element is changed from the on state to the off state at the same time or earlier than when the switching element is changed from the on state to the off state, and simultaneously or simultaneously when the switching element is changed from the off state to the on state. Thereafter, when the auxiliary switching element is turned on from the off state, the resonance capacitor charged during the off period of the switching element is connected to the primary winding of the auxiliary transformer when the auxiliary switching element is turned on from the off state. A voltage generated in a secondary winding of the auxiliary transformer is supplied to the load via the second rectifying element.
-DC converter.
【請求項4】 前記トランスの1次巻線と直列に限流用
リアクトルが接続された「請求項3」に記載のトランス
絶縁型DC−DCコンバータ。
4. The transformer-isolated DC-DC converter according to claim 3, wherein a current limiting reactor is connected in series with the primary winding of the transformer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9166480B2 (en) 2011-02-14 2015-10-20 Fujitsu Limited Insulation-type power factor correction circuit

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