WO2000079674A1 - Alimentation avec commutation - Google Patents

Description

明 細 スィツチング電源装置 技術分野

本発明は、 スイッチング電源装置に関する。 特に、 本発明は、 入力巻線と出力 卷線を備えたトランスを有し、 該トランスの入力卷線に供給される直流入力電圧 がスィツチ回路によりスィツチングされるようになったスィツチング電源装置に 関する。 背景技術

スイッチング電源装置としては、 従来より種々のタイプのものが提案され、 実 用に供されている。 その多くは、 電力変換トランスの入力卷線に接続されたスィ ツチ回路のスイッチング動作により、 入力直流電圧をスイッチングし、 スィッチ ング出力を電力変換トランスの出力卷線に取り出す形式である。 スィツチ回路の スイッチング動作に伴い、 出力卷線に現れる電圧は、 整流回路によって整流され た後、 平滑回路によって直流に変換されて出力される。

スィツチング電源装置においては、 電力伝送ラインに直列に出力整流ダイォー ドが接続される。 したがって、 この出力整流ダイオードによる損失を低減させる ことは、 スイッチング電源装置の効率を向上させる上で、 極めて有効である。 出力整流ダイォードの損失を低減させるには、 順方向電圧降下の小さいダイォ ードを使用すればよい。 ところが、 順方向電圧降下の低いダイオードは逆方向耐 電圧も低いため、 出力整流ダイオードとして、 順方向電圧降下の低いダイオード を使用する場合には、 特に、 逆方向電圧を抑制する必要がある。

この種のスイッチング電源装置において、 逆方向電圧として、 最も考慮しなけ ればならないのは、 スィッチ回路のオン. オフ動作に伴い、 寄生要素に起因した サージ電圧である。 サージ電圧は出力整流ダイオードに対して、 逆方向電圧とし て、 印加される。 出力整流ダイオードに加わるサージ電圧を抑制する手段として は、 従来より、 スナバ回路が知られている。 従来のスナバ回路としては、 日本国 公開特開平 6- 54531号公報の図 3に従来技術として記載されたものがある。 この 公知のスナバ回路は、 コンデンサと抵抗との直列回路で構成され、 この直列回路 を、 出力整流ダイオードに対して並列に接続する。 このスナバ回路では、 サージ 電圧等の不要なエネルギーをコンデンサを介して、 抵抗によって消費することに より、 サージ電圧を抑制する。

しかしながら、 この従来のスナバ回路では、 夕一ンオフ時に出力整流ダイォ一 ドに加わるサージ電圧を、 十分に抑制することができない。 このため、 出力整流 ダイオードとして、 高耐圧のものを使用せざるを得ない、 という問題がある。 し かも、 この従来のスナバ回路は、 サージ電圧のエネルギーを抵抗によって消費さ せる構成であるため、 抵抗器が大型化し、 抵抗器における発熱及び電力損失を招 く。 したがって、 この従来のスナバ回路は、 小型で高効率のスイッチング電源装 置を実現するための障害となる。

前掲の日本国特開平 6— 5 4 5 3 1号公報は、 抵抗器を使用しないスナバ回路 を図 1に示している。 この特許公開公報に開示されたスナバ回路は、 出力整流用 ダイオードの両端に、 コンデンサとダイオードとの直列回路を接続し、 該コンデ ンサとダイォードとの間の接続点と、 出力平滑用チョークコイルの出力側との間 に、 インダク夕を接続した構成である。 この構成のスナバ回路によれば、 不要な サージエネルギーをコンデンサによって吸収し、 吸収したエネルギーを、 インダ クタを通して、 スィツチング電源装置の出力側に回生できる。

しかしながら、 上述した従来のスナバ回路では、 インダク夕の一端がチョーク コイルの出力側に接続される。 したがって、 スナバ回路のダイオードとインダク 夕とからなる直列回路が、 出力平滑用チョークコイルに対して並列に接続される ことになる。 このため、 スィッチ回路がオンとなったとき、 整流回路で整流され た電流は、 チョークコイルだけではなく、 該チョークコイルと並列に接続された スナバ回路のダイオード及びインダク夕にも流れる。 このため、 スイッチング回 路のダイオードにおける順方向電圧降下による損失、 及びインダク夕の直流抵抗 分による損失を招く。 また、 この公開特許公報は、 一石式フォワードコンバータ に限って適用可能な技術を開示するのみで、 セン夕タップ型整流回路を有するス イッチング電源装置への適用については、 開示していない。 仮に、 開示内容を越 えて、 この先行技術文献に記載された技術を、 センタタップ型整流回路を有する スイッチング電源装置に、 そのまま適用した場合を想定すると、 部品点数が増え てしまうため、 小型化の要請に応えることができない。 発明の開示

本発明の目的は、 スナバ回路を構成するダイォード及びィンダク夕による損失 を低減させ、 効率を向上させたスィツチング電源装置を提供することである。 本発明のもう 1つの目的は、 スナバ回路を構成するために、 小型で小電力の素 子を使用できるスィツチング電源装置を提供することである。

本発明の他の目的は、 セン夕タップ型整流回路を有するスィツチング電源装置で あって、 高効率、 低ノイズ及び小型のスイッチング電源装置を提供することであ る。

本発明のもう 1つの目的は、 セン夕タップ型整流回路を有するスイッチング電 源装置であって、 順方向電圧降下の低い出力整流ダイォ一ドを使用し得る高効率 のスィツチング電源装置を提供することである。

本発明のさらにもう 1つの目的は、 セン夕タップ型整流回路を有するスィッチ ング電源装置であって、 出力整流ダイオードに印加されるサージ電圧を十分に抑 圧し得る高効率及び低ノイズのスナバ回路を有するスィッチング電源装置を提供 することである。

本発明のさらにもう 1つの目的は、 セン夕タップ型整流回路を有するスィツチ ング電源装置であって、 エネルギー消費の少なレ、高効率のスナバ回路を有するス ィツチング電源装置を提供することである。

本発明のさらにもう 1つの目的は、 セン夕タップ型整流回路を有するスィッチン グ電源装置であって、 エネルギー回生の可能なスナバ回路を有する高効率のスィ ツチング電源装置を提供することである。

本発明のさらにもう 1つの目的は、 センタタップ型整流回路を有するスィツチ ング電源装置であって、 部品点数の少ない小型のスィツチング電源装置を提供す ることである。

上述した目的及び他の目的を達成するため、 本発明に係るスィッチング電源装 置は、 トランスと、 スィッチ回路と、 出力整流回路と、 出力平滑回路と、 スナバ 回路とを含む。 トランスは、 入力巻線と、 出力卷線とを含む。 スィッチ回路は、 トランスの入力卷線を通して供給される直流入力電圧をスィツチングする。 出力 整流回路は、 少なくとも 1つの出力整流ダイオードを含む。 この出力整流ダイォ ードは、 電極の一方がトランスの出力卷線の一端に接続される。 出力平滑回路は 入力側が出力整流ダイォードの電極の他方に接続される。

スナバ回路は、 スナバ用コンデンサと、 スナバ用ダイオードと、 スナバ用イン ダク夕とを含む。 スナバ用コンデンサとスナバ用ダイォ一ドは一端が互いに接続 されており、 スナバ用コンデンサの他端は出力卷線に導かれ、 スナバ用ダイォー ドの他端は出力整流ダイォードの電極の他方に導かれている。 スナバ用ィンダク 夕は、 一端においてスナバ用コンデンサとスナバ用ダイオードとの間の接続点に 接続され、 他端において出力平滑回路の入力側に接続されている。

上述した本発明に係るスイッチング電源装置において、 スィッチ回路は、 トラ ンスの入力卷線に供給される直流入力電圧をスィツチングする。 スィツチング出 力はトランスの出力卷線側に取り出される。 出力整流回路は、 トランスの出力卷 線に生じる電圧を整流して出力する。 出力平滑回路は、 出力整流回路から出力さ れる整流出力を平滑化して出力する。 その結果、 スィッチ回路のスイッチング動 作によって、 出力巻線側に伝送されたスイッチング出力は、 出力整流回路によつ て整流され、 さらに、 出力平滑回路によって平滑化される。

スナバ回路のダイオードは、 スィッチ回路のスイッチング動作において、 トラ ンスの出力巻線に現れる電圧が、 出力整流ダイオードに対して逆方向となるサイ クルでは、 スナバ回路に備えられたダイオード、 コンデンサ及びトランスの出力 巻線を巡る充電ループが形成されるような極性に設定される。

この充電ループにおいて、 トランスのリーケージィンダク夕ンス及び酉己線など を含めた直列ィンダク夕ンスとコンデンサとによる L C共振回路が構成され、 ス ナパ回路のコンデンサの端子電圧は L C共振電圧波形にしたがって上昇する。 し たがって、 出力整流ダイオードに印加されるサージ電圧は、 L C共振電圧によつ て定まる電圧に抑制される。

上述のように、 本発明においては、 出力整流ダイオードに印加されるサージ電 圧を抑制することができるので、 出力整流ダイオードとして、 順方向電圧降下の 低いダイオードを使用することが可能になる。 このため、 出力整流ダイオードに よる損失を低減させ、 エネルギー消費の少ない高効率のスィツチング電源装置を 得ることができる。 しかも、 出力整流ダイオードに印加されるサージ電圧を、 L C共振作用によって抑制するので、 低ノイズのスナバ回路を実現できる。

スィツチ回路のスィツチング動作において、 トランスの出力巻線に現れる電圧 が、 出力整流ダイオードに対して順方向となるサイクルでは、 スナバ回路におい て、 スナバ用コンデンサに対する放電路が構成される。 この放電路は、 スナバ用 コンデンサに蓄積されたエネルギーを、 スナバ用ィンダク夕を通して放電する回 路となる。 スナバ用インダク夕は、 スナバ用コンデンサとスナバ用ダイオードと を接続するラインと、 出力平滑回路の入力側との間に接続されているから、 コン デンサに蓄積されたエネルギーは、 スナバ用インダク夕を通して、 出力平滑回路 の入力側に回生される。 このため、 効率が向上する。

本発明の重要な特徴として、 スナバ用インダク夕は、 スナバ用コンデンサとス ナパ用ダイオードを接続するラインと、 出力平滑回路の入力側との間に接続され ている。 この構成によれば、 スナバ用インダク夕がチョークコイルと並列になる ことはない。 しかも、 スナバ回路において、 スナバ用ダイオードの他端は、 出力 平滑回路の入力側に接続された方の出力整流ダイオードの電極に導かれている。 したがって、 スナバ用ダイオードとスナバ用インダク夕との直列回路は、 その両 端が、 出力平滑回路の入力側で、 電気的に互いに接続された状態、 すなわち短絡 された状態になる。 このため、 スィッチ回路のスイッチング動作において、 トラ ンスの出力卷線に現れる電圧が出力整流ダイオードに対して順方向となるサイク ルにおいて、 スナバ回路のダイオード及びィンダク夕を通る電流は極めて小さく なる。 したがって、 スナバ回路のダイオードの順方向電圧降下による損失及びス ナパ用インダク夕の直流抵抗分による損失が、 ほとんど無視できる程度まで、 小 さくなる。

上述のように、 スナバ回路のダイォード及びィンダク夕を通る電流が極めて小 さくなるため、 スナバ回路のダイオード及びインダク夕として、 容量の小さい小 電力用の素子を使用できる。 その結果、 スナバ回路のダイオード及びインダク夕 を小型化することが可能となり、 スィツチング電源装置を小型化できる。

本発明のさらに別の態様においては、 スイッチング電源装置は、 入力卷線と出 力巻線と該出力卷線に設けられたセン夕タップを有するトランスと、 トランスの 入力巻線に接続され、 該入力巻線に供給される直流入力電圧をスィツチングする スィツチ回路と、 一端がトランスの一端に接続された第 1の出力整流ダイォード と第 1の出力整流ダイォードの該一端と同一の極性を持つ一端がトランスの他端 に接続された第 2の出力整流ダイォードとを含み、 同一極性を持つ第 1の出力整 流ダイォードの他端と第 2の出力整流ダイオードの他端とが互いに接続された出 力整流回路と、 入力側が第 1の出力整流ダイォードと第 2の出力整流ダイォード との間の接続点と、 トランスのセン夕タップとに接続され、 出力側が対の出力端 子に通じている出力平滑回路と、 スナバ回路とを含む。 そして、 スナバ回路は、 第 1のスナバ回路と、 第 2のスナバ回路と、 スナバ用インダク夕とを備える。 第 1のスナバ回路は、 第 1のスナバ用コンデンサと、 第 1のスナバ用ダイオードと を含み、 第 1のスナバ用コンデンサと第 1のスナバ用ダイォードは互いに直列に 接続されて直列回路を構成し、 直列回路は、 第 1のスナバ用ダイオードが第 2の 出力整流ダイォードとは逆極性の関係になるように前記第 2の出力整流ダイォー ドに並列に接続される。 第 2のスナバ回路は、 第 2のスナバ用コンデンサと、 第 2のスナバ用ダイォ一ドとを含み、 第 2のスナバ用コンデンサと第 2のスナバ用 ダイオードは互いに直列に接続されて直列回路を構成し、 該直列回路は、 第 2の スナバ用ダイォ一ドが第 1の出力整流ダイォードとは逆極性の関係になるように 第 1の出力整流ダイオードと並列に接続される。 スナバ用インダクタは、 一端が 平滑回路の出力側に接続され、 他端が第 1及び第 2のスナバ回路に通じて、 第 1 及び第 2のコンデンサに対する一方向性放電路を構成する。

第 1及び第 2のスナバ回路は、 動作するタイミングが異なるだけで、 実質的に 同じ構成であり、 同じ動作をする。 スィッチ回路のスイッチング動作において、 トランスの出力卷線に現れる電圧が、 第 1の出力整流ダイォ一ドに対して順方向 となるサイクルでは、 第 1の出力整流ダイオード、 第 1のダイオード、 第 1のコ ンデンサ及びトランスの出力卷線を巡る充電ループが形成される。 充電ループに おいて、 トランスのリ一ケージインダク夕ンスおよび配線などを含めた直列ィン ダク夕ンスと、 第 1のコンデンサとによる L C共振回路が構成され、 第 1のコン デンサの端子電圧は L C共振電圧波形に従って上昇する。

第 1の出力整流ダイオードが導通するサイクルでは、 第 2の出力整流ダイォ一 ドには逆電圧が印加される。 ここで、 第 1のコンデンサ及び第 1のダイオードの 直列回路が第 2の出力整流ダイォードに並列に接続されているので、 第 1のダイ ォードの順電圧降下分を無視すれば、 第 2の出力整流ダイォードの端子電圧は、 第 1のコンデンサの端子電圧とほぼ等しくなる。 第 1のコンデンサの端子電圧は、 上述したように、 トランスのリーケージィンダク夕ンス及び配線ィンダク夕ンス を含めた直列ィンダク夕ンスと、 第 1のコンデンザとによる L C共振電圧波形に 従って上昇する。 よって、 第 2の出力整流ダイオードに印加されるサージ電圧が、 L C共振電圧によって定まる電圧に抑制される。 このように、 第 2の出力整流ダ ィオードに印加されるサージ電圧を抑圧することができるので、 第 2の出力整流 ダイオードとして、 順方向電圧降下の低いダイオードを使用し得る。 このため、 第 2の出力整流ダイオードによる損失を低減させ、 エネルギー消費の少ない高効 率のセン夕タツプ型整流回路を有するスィッチング電源装置を得ることができる。 しかも、 第 1及び第 2の出力整流ダイオードに印加されるサージ電圧を、 L C共 振作用によって抑圧するので、 低ノイズのスナバ回路を実現できる。 スィッチ回 路のスイッチング動作において、 トランスの出力卷線に現れる電圧が、 第 2の出 力整流ダイオードに対して順方向となるサイクル、 即ち、 第 1の出力整流ダイォ —ドに対して逆電圧が印加されるサイクルでは、 第 2のスナバ回路が動作し、 第 1の出力整流ダイオードに印加されるサージ電圧を抑圧するので、 第 1の出力整 流ダイオードに関しても、 同様の作用効果が得られる。

さらに、 スナバ回路はインダク夕を含み、 インダク夕は、 一端が出力平滑回路 の出力側に接続され、 他端が第 1のスナバ回路に導かれ、 第 1のコンデンサに対 する一方向性放電路を構成する。 この構成によれば、 スィッチ回路がオフとなる サイクルで、 第 1のコンデンサに蓄積されたエネルギーを回生し、 効率を向上さ せることができる。 しかも、 インダク夕は、 第 1及び第 2のスナバ回路において 共用される一方向性の放電路を構成しているので、 部品点数が少なくて済み、 小 型になる。

本発明の他の目的、 構成及び利点は、 実施例である添付図面を参照して、 さら に詳しく説明する。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明に係るスィッチング電源装置の電気回路図である。

図 2は、 図 1に示したスィツチング電源装置における制御信号と各部の電圧若 しくは電流の波形を示すチヤ一トである。

図 3は、 図 1に示したスイッチング電源装置において、 スィッチ回路がオン状 態からオフとなったときに働く回路部分を示す図である。

図 4は、 図 1に示したスイッチング電源装置において、 スィッチ回路がオンと なったときに働く回路部分を示す図である。

図 5は、 本発明に係るスィツチング電源装置の別の実施例を示す電気回路図で ある。

図 6は、 図 5に示したスィツチング電源装置における各部の電圧波形を示すチ ヤートである。

図 7は、 図 5に示したスイッチング電源装置において、 スィッチ回路のスイツ チ素子 S 1、 S 2がオンとなったときに働く回路部分を示す図である。

図 8は、 図 7の動作状態における等価回路図である。

図 9は、 図 1に示したスイッチング電源装置において、 スィッチ回路のスイツ チ素子 S 1、 S 2がオフとなったときに働く回路部分を示す図である。

図 1 0は、 本発明に係るスイッチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。 図 1 1は、 図 1 0に示したスイッチング電源装置において、 出力整流ダイォ一 ドに加わる逆電圧の実測波形を示す図である。

図 1 2は、 従来のスナバ回路を用いたスイッチング電源装置において、 出力整 流ダイォードに加わる逆電圧の実測波形を示す図である。

図 1 3は、 本発明に係るスイッチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。

図 1 4は、 図 1 3に示したスイッチング電源装置において、 スイッチ回路のス ィツチ素子 S 1、 S 2がオンとなったときに働く回路部分を示す図である。 図 1 5は、 図 1 3に図示されたスィツチング電源装置によって得られる出力整 流ダイォ一ドの逆電圧波形を示す図である。

図 1 6は、 本発明に係るスイツチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。

図 1 7は、 本発明に係るスィツチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。

図 1 8は、 本発明に係るスイッチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。

図 1 9は、 本発明に係るスイツチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。

図 2 0は、 本発明のさらに他の実施例によるスィツチング電源装置の電気回路 図である。

図 2 1は。 図 2 0に示したスイッチング電源装置における各部の電圧波形を示 すチヤ一トである。

図 2 2は、 図 2 0に示したスィツチング電源装置においてスィツチ回路のスィ ツチ素子 S 1、 S 2がオンとなったときに働く回路部分を示す図である。

図 2 3は、 図 2 2の動作状態における等価回路図である。 図 2 4は、 図 2 0に示したスィツチング電源装置においてスィツチ回路のスィ ツチ素子 S 1、 S 2がオフとなったときに働く回路部分を示す図である。

図 2 5は、 本発明に係るスイッチング電源装置の別の実施例を示す電気回路図 である。

図 2 6は、 本発明に係るスイッチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。

図 2 7は、 本発明に係るスィツチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。

図 2 8は、 本発明に係るスィツチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。

図 2 9は、 本発明に係るスイッチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。 発明を実施するための最良の形態

図 1は本発明に係るスィツチング電源装置の電気回路図である。 図示されたス ィツチング電源装置は、 入力卷線 2と出力巻線 4からなるトランス 3を有する。 図示のトランス 3では、 出力巻線 4が 1つであり、 この出力卷線 4の両端が出力 端となる。 入力巻線 2の卷数 n lと、 出力巻線 4の卷数 n 2との卷数比 （n l / n 2 ) は nとなっているものとする。 また、 図 1では、 トランス 3のリーケージ ィンダク夕ンス及び配線などを含めた直列ィンダク夕ンスを L 1として示してあ る。

スイッチング電源装置は、 さらに、 符号 1で示されるスィッチ回路と、 出力整 流回路と、 出力平滑回路と、 スナバ回路とを備える。

スィツチ回路 1は、 トランス 3の入力卷線 2を通して供給される直流入力電圧 V i nをスイッチングする。 スィッチ回路 1としては、 公知の各種の素子若しく は回路を採用することができる。 図示実施例では、 スィッチ回路 1は、 1つのみ のスィツチ素子により構成されている。 スィツチ回路 1は制御回路 3 9により制 御される。 具体的には、 制御回路 3 9は、 スィッチ回路 1に制御信号 S 0を与え てスィツチ回路 1のスィツチング動作を制御する。 スィツチ素子からなるスィッ チ回路 1は、 トランス 3の入力巻線 2に直列に接続されて直列回路を構成し、 こ の直列回路が入力端子 3 1、 3 3の間に接続されている。 また、 入力端子 3 1、 3 3の間には入力コンデンサ 2 7が接続されている。

出力整流回路は、 出力整流ダイオード 7を含む。 出力整流ダイオード 7は、 ァ ノードが出力巻線 4の一端に接続されている。 出力整流ダイオード 7は、 出力巻 線 4に生じる電圧 V 0 1を整流して出力する。 図 1に示された出力整流回路は、 さらに整流ダイオード 1 0を含む。 整流ダイォ一ド 1 0のカソ一ドは、 出力整流 ダイオード 7の力ソードに接続されており、 整流ダイオード 1 0のアノードは、 出力卷線 4の他端に接続されている。

出力平滑回路は、 出力チョークコイル 2 5と出力平滑コンデンサ 2 9とからな り、 入力側が出力整流ダイオード 7の力ソードと出力卷線 4の他端とに接続され ている。 出力平滑回路は出力整流回路の整流出力を平滑化して出力する。 出力平 滑回路は又、 出力側が対の出力端子 3 5、 3 7に導かれている。

もっと詳細に述べると、 出力平滑回路を構成する出力チョークコイル 2 5は、 出力整流ダイオード 7の力ソードと、 出力端子 3 5との間に接続されている。 出 力平滑コンデンサ 2 9は、 出力チョークコイル 2 5に接続された出力端子 3 5と 出力巻線 4の他端に接続された出力端子 3 7との間に接続されている。 出力平滑 コンデンサ 2 9の端子電圧が、 直流出力電圧 V 0として出力される。

スナバ回路は、 スナバ用コンデンサ 1 7とスナバ用ダイオード 1 9を含む。 ス ナパ用コンデンサ 1 7とスナバ用ダイオード 1 9は、 一端において互いに直列に 接続されている。 スナバ用コンデンサ 1 7の他端は出力卷線 4の一端に導かれ、 スナバ用ダイオード 1 9の他端は出力整流ダイオード 7の力ソードに導かれてい る。 スナバ用ダイオード 1 9の極性は、 出力整流ダイォード 7の極性に応じて設 定される。 図示実施例では、 スナバ用ダイオード 1 9のアノードが、 出力整流ダ ィオード 7の力ソードに導かれている。 スナバ用ダイォード 1 9の力ソードは、 スナバ用コンデンサ 1 7の一端に接続され、 スナバ用コンデンサ 1 7の他端は、 出力巻線 4の前述の一端に接続されている。

スナバ回路は、 さらにスナバ用インダクタ 2 3を含む。 本発明の重要な特徴と して、 スナバ用インダク夕 2 3は、 スナバ用コンデンサ 1 7とスナバ用ダイォー ド 1 9を接続するラインと、 出力平滑回路の入力側との間に接続されている。 具 体的には、 スナバ用ィンダク夕 2 3の一端が、 出力整流ダイォード 7に導かれる 方の出力チョークコイル 2 5の端に接続されている。

次に、 図 1に示したスイッチング電源装置の作用を説明する。 スィッチ回路 1 は、 制御回路 3 9からの制御信号に基づいて、 入力端子 3 1、 3 3からトランス 3の入力巻線 2に供給される直流入力電圧 V i nをスィツチングする。 スィツチ ング出力はトランス 3の出力巻線 4側に取り出される。

出力整流回路は、 トランス 3の出力卷線 4に生じる電圧 V 0 1を整流して出力 する。 出力平滑回路は、 出力整流回路から出力される整流出力を平滑化して出力 する。 したがって、 スィッチ回路 1のスイッチング動作によって、 出力巻線 4側 に伝送されたスイッチング出力は、 出力整流回路によって整流され、 さらに、 出 力平滑回路によって平滑化され、 対の出力端子 3 5、 3 7から直流出力電圧 V 0 として取り出される。

次に、 スナバ回路の動作について、 図 2ないし図 4を参照して説明する。 図 2 は、 図 1に示したスイッチング電源装置において、 制御信号、 各部の電圧若しく は電流の波形を示すタイムチヤ一トである。 制御信号 S Oの論理値 「0」 及び論 理値 「1」 は、 スイッチ素子からなるスィッチ回路 1のオフ状態及びオン状態に それそれ対応する。 図 3は、 図 1に示したスイッチング電源装置において、 スィ ッチ素子からなるスィッチ回路 1がォン状態からオフとなったときに働く回路部 分を取り出して示す図であり、 図 4は、 図 1に示したスイッチング電源装置にお いて、 スィツチ素子からなるスィツチ回路 1がオンとなったときに働く回路部分 を取り出して示す図である。

スィツチ回路 1がオン状態のとき、 直流電圧 V u vがトランス 3の入力巻線 2 に供給される。 ここで、 図 2 ( a ) に示すように、 スイッチ回路 1が時刻 t 0 1 においてオンからオフとなると、 トランス 3の入力卷線 2に供給される直流電圧 V u vはほぼゼロとなる。 そして、 トランス 3の出力卷線 4には逆起電力によつ て電圧 （― V 0 1 ) が発生する。

図 3はこの場合の回路動作を説明する図である。 スィツチ素子からなるスィッ チ回路 1がォン状態からオフになったとすると、 トランス 3の出力卷線 4に現れ る電圧 （一 V 0 1 ) は、 出力整流ダイオード 7に対して逆方向となり、 整流ダイ オード 1 0及びスナバ用ダイオード 1 9に対して順方向となる。 このため、 図 3 に示すように、 トランス 3の出力卷線 4、 整流ダイオード 1 0、 スナバ用ダイォ ード 1 9及びスナバ用コンデンサ 1 7を通る充電ループ I cが形成される。 この 充電ループ I cにおいて、 トランス 3のリーケージィンダクタンス L 1とスナバ 用コンデンサ 1 7とによる L C共振回路が構成され、 スナバ用コンデンサ 1 7の 端子電圧 V cは、 図 2 ( c ) に示すように、 L C共振電圧波形にしたがって上昇 する。 よって、 出力整流ダイオード 7に印加される逆電圧 V dは、 L C共振電圧 によって定まる電圧に抑制される。

上述のように、 出力整流ダイォード 7に印加される逆電圧 V dを抑制すること ができるので、 出力整流ダイオード 7として、 順方向電圧降下の低いダイオード を使用することが可能になる。 このため、 出力整流ダイオード 7による損失を低 減させ、 エネルギー消費を減少させた高効率のスィツチング電源装置を得ること ができる。 しかも、 出力整流ダイオード 7に印加される逆電圧 V dを、 L C共振 作用によって抑制するので、 低ノイズのスナバ回路を実現できる。

次に、 図 2 ( a ) に示すように、 スィッチ回路 1が時刻 t 0 2でオンとなった 場合について説明する。 図 4はこの場合の回路動作を説明する図である。 スイツ チ回路 1がオン動作をすると、 スィッチ回路 1の出力側に直流電圧 V u vが現れ る。 この直流電圧 V u vがトランス 3の入力卷線 2に供給され、 入力巻線 2と出 カ卷線 4とのトランス結合により、 出力巻線 4に電圧 V 0 1が生じる。

スィツチ回路 1がオンになったときにトランス 3の出力卷線 4に現れる電圧 V 0 1は、 出力整流ダイオード 7に対して順方向となる。 このため、 図 4に示すよ うに、 電流 I xが出力巻線 4から出力整流ダイオード 7を通り、 出力平滑回路の 入力側に流れる。

スィツチ回路 1がオンになったときにトランス 3の出力巻線 4に現れる電圧 V 0 1は、 出力整流ダイオード 7に対して順方向となる。 このため、 図 4に示すよ うに、 スナバ回路において、 スナバ用コンデンサ 1 7について放電路 I dが構成 される。 この放電路 I dは、 スナバ用コンデンサ 1 7に蓄積されたエネルギーを、 スナバ用ィンダク夕 2 3を通して放電する回路となる。 スィツチ回路 1がオンに なった時刻 t 0 2において、 放電電流がスナバ用コンデンサ 1 7から流れるよう になり （図 2 ( d ) 参照） 、 スナバ用コンデンサ 1 7の端子間電圧 V cが低下す る （図 2 ( c ) 参照） 。

スナバ用インダク夕 2 3はスナバ用コンデンサ 1 7とスナバ用ダイオード 1 9 を接続するラインと、 出力平滑回路の入力側との間に接続されているから、 スナ バ用コンデンサ 1 7に蓄積されたエネルギーは、 このスナバ用インダク夕 2 3を 通して、 出力平滑回路の入力側に回生される。 このため、 効率が向上する。

スィツチ回路 1がオンになる時刻 t 0 2において、 スナバ用コンデンサ 1 7か らの放電電流がスナバ用インダク夕 2 3に流れる （図 2 ( e ) 参照） 。 そして、 図 2 ( c ) に示すように、 スナバ用コンデンサ 1 7の端子間電圧 V cが低下し、 時刻 t 0 3において、 出力整流ダイォード Ί及ぴスナパ用ダイオード 1 9の順方 向電圧降下分 （_ 2 V f ) と等しくなると、 スナバ用コンデンサ 1 7からのエネ ルギ一の回生は終了する。 このとき、 スナバ用インダクタ 2 3に印加される電圧 は、 スナバ用ダイオード 1 9に対し順方向電圧 （_ V f ) となる （図 2 ( f ) 参 照） 。 したがって、 スナバ用インダク夕 2 3に流れる電流は、 一定の割合 （d i / d t ) で減少することになる （図 2 ( e ) 参照） 。

本発明の重要な特徴として、 スナバ用インダク夕 2 3は、 スナバ用コンデンサ 1 7とスナバ用ダイオード 1 9とを接続するラインと、 出力平滑回路の入力側と の間に接続されている。 この構成によれば、 スナバ用インダクタ 2 3が出力平滑 回路のチョークコイル 2 5と並列になることはない。 しかも、 スナバ回路におい て、 スナバ用ダイオード 1 9のアノードは、 出力整流ダイオード 7の力ソードに 導かれ、 出力整流ダイオード 7の力ソードは、 出力平滑回路の入力側に接続され ている。 したがって、 スナバ用ダイオード 1 9とスナバ用インダクタ 2 3との直 列回路は、 その両端が、 出力平滑回路の入力側で、 電気的に互いに接続された状 態、 すなわち電気的に短絡された状態になる。 このため、 スィッチ回路 1のスィ ツチング動作において、 トランス 3の出力巻線 4に現れる電圧 V 0 1が出力整流 ダイォ一ド 7に対して順方向となるサイクルにおいて、 スナバ回路のスナバ用ダ ィオード 1 9及びスナバ用インダク夕 2 3を通る電流 I yは極めて小さくなる。 したがって、 スナバ回路におけるスナバ用ダイオード 1 9の順方向電圧降下によ る損失、 及び、 スナバ用インダク夕 2 3の直流抵抗分による損失が、 殆ど無視で きる程度まで、 小さくなる。

また、 上述のように、 スナバ回路のスナバ用ダイオード 1 9及びスナバ用イン ダク夕 2 3を通る電流 I yが極めて小さくなるから、 スナバ回路のスナバ用ダイ オード 1 9及びスナバ用インダク夕 2 3として、 容量の小さい小電力用の素子を 使用することができる。 その結果、 スナバ回路のスナバ用ダイオード 1 9ゃスナ バ用インダク夕 2 3を小型化することが可能になり、 スィッチング電源装置を小 型化できる。

図 5は、 本発明に係るスィツチング電源装置の別の実施例を示す電気回路図で ある。 図において、 図 1、 図 3及び図 4に図示された構成部分と同一の構成部分 については同一の参照符号を付してある。 この実施例によるスィツチング電源装 置は、 前例におけると同様に、 トランスと、 スィッチ回路と、 出力整流回路と、 出力平滑回路と、 スナバ回路とを含む。

トランス 3は、 入力巻線 2と、 直列接続された出力巻線 4、 6とを含む。 図示 の実施例におけるトランス 3は、 出力巻線 4、 6間にセン夕タップ 8を有し、 セ ン夕タップ 8と、 出力卷線 4、 6の両端とがそれぞれ出力端を形成する。 入力卷 線 2の卷数 n lと、 出力卷線 4の卷数 n 2との巻数比 （n l /n 2 ) 及び入力巻 線 2の卷数 n 1と出力卷線 n 3との卷数比 （η 1 /η 3 ) は、 共に nであるとす る。 図 1、 図 3及び図 4に示された実施例と同様に、 図 5においても、 トランス 3のリーケージィンダク夕ンス及び配線などを含めた直列ィンダク夕ンスを L 1 として示してある。

スィツチ回路 1は、 トランス 3の入力巻線 2を通して供給される直流入力電圧 V i ηをスイッチングする。 このスィッチ回路 1は、 4つのスイッチ素子 S l、 S 2、 S 3、 S 4をブリッジ接続した回路構成である。 スイッチ回路 1の前段に は入力コンデンサ 2 7が備えられており、 スィツチ回路 1は入力コンデンサ 2 7 を介して入力端子 3 1、 3 3に接続されている。 図示はされていないが、 スイツ チ素子 S l、 S 2、 S 3、 S 4のスイッチング動作を制御する制御回路が備えら れることは勿論である。

出力整流回路は、 第 1の出力整流ダイオード 7と、 第 2の出力整流ダイオード 1 5とを含む。 第 1の出力整流ダイオード 7は、 アノードが出力卷線 4の一端に 接続されている。 第 2の出力整流ダイオード 1 5は、 アノードが出力巻線 6の一 端に接続されている。 第 1及び第 2の出力整流ダイオード 7、 1 5は、 同一極で ある力ソードが互いに接続されている。 したがって、 出力整流回路 7、 1 5は、 セン夕一タツプ型整流回路を構成する。

出力平滑回路は、 入力側が、 第 1、 2の出力整流ダイオード 7、 1 5のカソ一 ドに接続されている。 出力平滑回路は、 出力整流回路の整流出力を平滑化して出 力する。 図示の出力平滑回路は、 入力側の両端が第 1及び第 2の出力整流ダイォ —ド 7、 1 5の接続点 P 1とセンタタップ 8とにそれそれ接続され、 出力側が対 の出力端子 3 5、 3 7に導かれている。

もっと詳細に述べると、 出力平滑回路は、 出力チョークコイル 2 5を含み、 出 力チョークコイル 2 5が入力側と出力側との間に接続されている。 具体的には、 出力チヨ一クコイル 2 5の両端が、 第 1及び第 2の出力整流ダイオード 7、 1 5 の接続点 P 1と、 出力端子 3 5との間に接続されている。 さらに、 出力平滑回路 は、 出力平滑コンデンサ 2 9を含んでおり、 出力平滑コンデンサ 2 9の両端が、 センタタップ 8に接続された出力端子 3 7と、 出力チョークコイル 2 5に接続さ れた出力端子 3 5との間に接続されている。 出力平滑コンデンサ 2 9の端子電圧 が直流出力電圧 V 0として出力される。

スナバ回路は、 第 1のスナバ回路と、 第 2のスナバ回路とを含む。 第 1のスナ バ回路は、 第 1のスナバ用コンデンサ 9と、 第 1のスナバ用ダイオード 1 1を有 する。 第 1のスナバ用コンデンサ 9及び第 1のスナバ用ダイオード 1 1は互いに 直列に接続されて直列回路を構成し、 この直列回路は第 2の出力整流ダイオード 1 5に並列に接続されている。 第 1のスナバ用ダイオード 1 1は、 並列回路にお いて、 第 2の出力整流ダイオード 1 5とは逆極性の関係にある。

第 2のスナバ回路は、 第 2のスナバ用コンデンサ 1 7と、 第 2のスナバ用ダイ オード 1 9とを含む。 第 2のスナバ用コンデンサ 1 7と第 2のスナバ用ダイォー ド 1 9は互いに直列に接続され、 第 1の出力整流ダイォ一ド 7と並列に接続され る。 第 2のスナバ用ダイオード 1 9は第 1の出力整流ダイォ一ド Ίとは逆極性の 関係にある。 上述した第 1のスナバ回路は第 1のスナバ用インダク夕 2 3 1を含 んでおり、 第 2のスナバ回路は第 2のスナバ用インダク夕 2 3 2を含んでいる。 本発明の重要な特徴として、 第 1のスナバ用インダク夕 2 3 1は、 第 1のスナ バ用コンデンサ 9と第 1のスナバ用ダイォ一ド 1 1とを接続するラインと、 出力 平滑回路の入力側との間に接続されている。 もっと具体的に述べると、 第 1のス ナパ用インダク夕 2 3 1の一端は、 出力整流ダイオード 1 5に導かれる方の出力 チヨ一クコイル 2 5の端に接続されている。

第 2のスナバ用ィンダク夕 2 3 2は、 第 2のスナバ用コンデンサ 1 7と第 2の スナバ用ダイオード 1 9とを接続するラインと、 出力平滑回路の入力側との間に 接続されている。 第 2のスナバ用インダクタ 2 3 2の一端は、 出力整流ダイォー ド 7に導かれる方の出力チヨ一クコイル 2 5の端に接続されている。

第 1のスナバ回路は第 3のスナバ用ダイオード 1 3を含む。 第 3のスナバ用ダ ィオード 1 3は、 第 1のスナバ用コンデンサ 9と第 1のスナバ用ダイオード 1 1 とを接続するラインと、 第 1のスナバ用インダク夕 2 3 1との間に挿入されてい る。 具体的には、 第 3のスナバ用ダイオード 1 3は、 アノードが第 1のスナバ用 コンデンサ 9と第 1のスナバ用ダイオード 1 1との接続点に接続され、 力ソード が第 1のスナバ用インダク夕 2 3 1の他端に接続されている。 ,

第 2のスナバ回路は、 第 4のスナバ用ダイオード 2 1を含む。 第 4のスナバ用 ダイオード 2 1は、 第 2のスナバ用コンデンサ 1 7と第 2のスナバ用ダイオード 1 9とを接続するラインと、 第 2のスナバ用インダク夕 2 3 2との間に挿入され ている。 第 4のスナバ用ダイオード 2 1は、 アノードが、 第 2のスナバ用コンデ ンサ 1 Ίと第 2のスナバ用ダイォ一ド 1 9との接続点に接続され、 カソードが、 第 2のスナバ用ィンダク夕 2 3 2の他端に接続されている。 次に、 図 5に示したスイッチング電源装置の作用を説明する。 トランス 3は、 出力巻線 4、 6がセンタタップ 8を有し、 セン夕タップ 8は出力端子 3 7に導か れているから、 セン夕タップ型整流回路のスイッチング電源装置となる。 スイツ チ回路 1は、 入力端子 3 1、 3 3から、 トランス 3の入力巻線 2に供給される直 流入力電圧 V i nをスィツチングする。 スィツチング出力はトランス 3の出力卷 線 4、 6側に取り出される。

第 1の出力整流ダイオード 7は、 アノードが出力巻線 4の一端に接続され、 第 2の出力整流ダイオード 1 5は、 アノードが出力卷線 6の一端に接続される。 第 1及び第 2の出力整流ダイオード 7、 1 5は、 力ソードが同一極として互いに接 続されている。 したがって、 スィッチ回路 1のスイッチング動作によって、 出力 卷線 4、 6側に現れた電圧 V 0 1、 V 0 2は、 第 1及び第 2の出力整流ダイォー ド 7、 1 5によって整流され、 セン夕タップ 8と第 1及び第 2の出力整流ダイォ ード 7、 1 5の接続点 P 1との間に整流出力が発生する。

出力平滑回路は、 入力側が第 1及び第 2の出力整流ダイオード 7、 1 5の接続 点 P 1とセン夕タップ 8とに接続され、 出力側が対の出力端子 3 5、 3 7に導か れている。 したがって、 第 1及び第 2の出力整流ダイオード 7、 1 5の接続点 P 1とセン夕タップ 8との間に生じる整流出力が出力平滑回路によって平滑化され て、 対の出力端子 3 5、 3 7から直流出力電圧 V 0が取り出される。

次に、 第 1及び第 2のスナバ回路の動作について、 図 6ないし図 9を参照して 説明する。 図 6は、 図 5に示したスイッチング電源装置における各部の電圧波形 を示すタイムチヤ一トである。 図 7は、 図 5に示したスイッチング電源装置にお いてスィツチ回路 1のスィツチ素子 S 1、 S 2がオンとなったときに働く回路部 分を取り出して示す図である。 図 8は、 図 7の動作状態における等価回路図であ る。 図 9は、 図 5に示したスイッチング電源装置においてスィッチ回路 1のスィ ツチ素子 S 1、 S 2がオフとなったときに働く回路部分を取り出して示す図であ る。 第 1及び第 2のスナバ回路は、 動作するタイミングが互いに異なるだけであ り、 実質的に同じ構成及び作用を有するので、 主に、 第 1のスナバ回路の動作に ついて説明し、 第 2のスナバ回路については動作説明を省略する。

図 6 (a) に示すように、 スィッチ回路 1が時刻 t 0においてオン動作をする と、 スィッチ回路 1の出力側に直流電圧 Vuvが現れ、 この直流電圧 Vuvがト ランス 3の入力卷線 2に供給される。 トランス 3の入力卷線 2で見た電圧 Vt 1 は図 6 (b) に示すように、 LC共振電圧波形となる。 この電圧 Vt 1は入力卷 線 2と、 出力巻線 4、 6とのトランス結合により、 トランス 3の出力側に伝送さ れる。

図 7はこの場合の回路動作を説明する図である。 図 5に示す回路構成のスィッ チ回路 1において、 スィッチ素子 S l、 S 2がオンになったとすると、 トランス 3の出力巻線 4、 6に現れる電圧 V0 1、 V02は、 第 2の出力整流ダイオード 15に対して逆方向となり、 第 1の出力整流ダイォード 7及び第 1のスナバ用ダ ィオード 1 1に対して順方向となる。 このため、 図 7に示すように、 第 1の出力 整流ダイオード 7、 第 1のスナバ用ダイオード 1 1、 第 1のスナバ用コンデンサ 9及びトランス 3の出力巻線 4、 6を巡る充電ループ I cが形成される。 充電ル —プ I cにおいて、 トランス 3の直列インダク夕ンス L 1と、 第 1のスナバ用コ ンデンサ 9とによる L C共振回路が構成され、 第 1のスナバ用コンデンサ 9の端 子電圧 Vcは、 図 6 (d) に示すように、 LC共振電圧波形にしたがって上昇す る。

図 8は、 トランス 3の直列インダク夕ンス L 1と、 第 1のスナバ用コンデンサ 9とによる LC共振回路の等価回路図である。 この等価回路図によると、 第 1の コンデンサ 9の端子電圧 V cは、

Vc=2 · Vin · ( 1— c o swt) /n

但し、 ω= 1/ (L 1 · C/ (n/2) ²) ^1/2 となる。 第 1の出力整流ダイオード 7が導通するサイクルでは、 第 2の出力整流 ダイオード 15には逆電圧 Vdが印加される。

ここで、 第 1のスナバ用コンデンサ 9と第 1のスナバ用ダイオード 11からな る直列回路が第 2の出力整流ダイオード 15に並列に接続されているので、 第 1 のスナバ用ダイオード 1 1の順電圧降下分を無視すれば、 第 2の出力整流ダイォ —ド 15に印加される逆電圧 V は、 第 1のスナバ用コンデンサ 9の端子電圧 V cとほぼ等しくなる。 第 1のスナバ用コンデンサ 9の端子電圧 Vcは、 上述した ように、 トランス 3の直列ィンダク夕ンス分と第 1のスナバ用コンデンサ 9とに よる LC共振電圧波形にしたがって上昇する。 よって、 第 2の出力整流ダイォ一 ド 15に印加される逆電圧 Vdは、 LC共振電圧によって定まる電圧に抑制され る。

逆電圧 Vdの最大値 （ビーク値） Vdmは、 上記式から

Vdm= 2 · V i n · (1-c o s 7τ) / Ώ.

となる。

上述のように、 第 2の出力整流ダイオード 15に印加される逆電圧 Vdを抑制 することができるので、 第 2の出力整流ダイオード 15として、 順方向電圧降下 の低いダイオードを使用することができる。 このため、 第 2の出力整流ダイォー ド 15による損失を低減させ、 エネルギー消費を減少させた高効率のセンタタツ プ型整流回路付スイッチング電源装置を得ることができる。 しかも、 第 2の出力 整流ダイオード 7、 15に印加される逆電圧 Vdを、 LC共振作用によって抑制 するので、 低ノイズのスナバ回路を実現できる。

上述のように、 スィッチ回路 1において、 スィッチ素子 S l、 S 2がオンにな つたとすると、 トランス 3の出力巻線 4に現れる電圧 V01は、 第 1の出力整流 ダイオード 7に対して順方向となる。 このため、 図 7に示すように、 電流 1x2 が出力卷線 4から第 1の出力整流ダイォード 7を通り、 出力平滑回路の入力側に 流れる。

本発明の重要な特徴として、 第 2のスナバ用インダク夕 2 3 2は、 第 2のスナ バ用コンデンサ 1 7と第 2のスナバ用ダイオード 1 9を接続するラインと、 出力 平滑回路の入力側との間に接続されている。 この構成によれば、 第 2のスナバ用 インダク夕 2 3 2が平滑回路のチョークコイル 2 5と並列になることはない。 第 2のスナバ回路において、 第 2のスナバ用ダイオード 1 9のアノードは、 第 1の 出力整流ダイオード 7の力ソードに導かれ、 第 1の出力整流ダイオード 7のカソ —ドは、 出力平滑回路の入力側に接続されている。 したがって、 第 2のスナバ用 ダイォ一ド 1 9と第 2のスナバ用ィンダク夕 2 3 2とからなる直列回路は、 その 両端が、 出力平滑回路の入力側で、 電気的に互いに接続された状態、 すなわち電 気的に短絡された状態になる。 このため、 スィッチ回路 1のスイッチング動作に おいて、 トランス 3の出力巻線 4に現れる電圧 V 0 1が、 第 1の出力整流ダイォ ード 7に対して順方向となるサイクルにおいて、 第 2のスナバ回路における第 2 のスナバ用ダイォ一ド 1 9及び第 2のスナバ用ィンダクタ 2 3 2を通る電流 I y 2は極めて小さくなる。 したがって、 第 2のスナバ回路における第 2のスナバ用 ダイオード 1 9の順方向電圧降下による損失、 及び、 第 2のスナバ用インダク夕 2 3 2の直流抵抗分による損失が、 殆ど無視できる程度まで、 小さくなる。 また、 上述のように、 第 2のスナバ回路の第 2のスナバ用ダイオード 1 9及び 第 2のスナバ用インダク夕 2 3 2を通る電流 I y 2が極めて小さくなるから、 第 2のスナバ回路の第 2のスナバ用ダイォード 1 9及び第 2のスナバ用ィンダク夕 2 3 2として、 容量の小さい小電力用の素子を使用することができる。 したがつ て、 第 2のスナバ回路を構成する第 2のスナバ用ダイォ一ド 1 9や第 2のスナバ 用ィンダク夕 2 3 2を小型化することが可能となり、 スィツチング電源装置を小 型化できる。 次に、 図 6 ( a ) に示すように、 スィッチ素子 S I、 S 2が時刻 t lにおいて オフになった場合について説明する。 図 9はこの場合の回路動作を説明する図で ある。 スィッチ素子 S l、 S 2がオフになったとすると、 トランス 3の出力卷線 6に現れる電圧 ( - V 0 2 ) は、 第 2の出力整流ダイオード 1 5に対して順方向 となる。 第 1のスナバ回路は第 1のインダク夕 2 3 1を含み、 この第 1のインダ クタ 2 3 1は、 一端が出力平滑回路の入力側に接続され、 他端が第 1のスナバ回 路に導かれ、 第 1のコンデンサ 9に対する一方向性放電路 I dを構成する。 した がって、 スィッチ素子 S l、 S 2がオフとなる時刻 t 1においては、 図 9に示す ように、 第 1のコンデンサ 9に蓄積されたエネルギーが、 一方向性放電路 I dを 介して、 負荷側に回生されるから、 効率が向上する。 また、 上述のように、 スィ ツチ素子 S l、 S 2がオフになったとすると、 トランス 3の出力巻線 6に現れる 電圧 ( - V 0 2 ) は、 第 2の出力整流ダイオード 1 5に対して順方向となる。 こ のため、 図 9に示すように、 電流 I x 1が出力巻線 6から第 2の出力整流ダイォ ード 1 5を通り、 出力平滑回路 2 5、 2 9の入力側に流れる。

本発明の重要な特徴として、 第 1のインダク夕 2 3 1は、 第 1のコンデンサ 9 と第 2のスナバ用ダイオード 1 1を接続するラインと、 出力平滑回路の入力側と の間に接続されている。 この構成によれば、 第 1のスナバ用インダク夕 2 3 1が 平滑回路のチョークコイル 2 5と並列になることはない。 しかも、 第 1のスナバ 回路において、 第 1のスナバ用ダイオード 1 1のアノードは、 第 2の出力整流ダ ィオード 1 5の力ソードに導かれ、 第 2の出力整流ダイオード 1 5の力ソードは、 出力平滑回路の入力側に接続されている。 したがって、 第 1のスナバ用ダイォー ド 1 1と第 1のスナバ用インダク夕 2 3 1との直列回路は、 その両端が、 出力平 滑回路の入力側で、 電気的に互いに接続された状態、 すなわち電気的に短絡され た状態になる。 このため、 スィッチ回路 1のスイッチング動作において、 トラン ス 3の出力卷線 6に現れる電圧 V 0 2が、 第 2の出力整流ダイオード 1 5に対し て順方向となるサイクルにおいて、 第 1のスナバ回路の第 1のスナバ用ダイォー ド 1 1及び第 1のスナバ用インダク夕 2 3 1を通る電流 I y lは極めて小さくな る。 その結果、 第 1のスナバ回路の第 1のスナバ用ダイオード 1 1の順方向電圧 降下による損失、 及び、 第 1のスナバ用インダク夕 2 3 1の直流抵抗分による損 失が、 殆ど無視できる程度まで、 小さくなる。

また、 上述のように、 第 1のスナバ回路の第 1のスナバ用ダイオード 1 1及び 第 1のスナバ用インダク夕 2 3 1を通る電流 I y 1が極めて小さくなるから、 第 1のスナバ回路の第 1のスナバ用ダイォ一ド 1 1及び第 1のスナバ用ィンダク夕 2 3 1として、 容量の小さい小電力用の素子を使用することができる。 したがつ て、 第 1のスナバ回路を構成する第 1のスナバ用ダイオード 1 1や第 1のスナバ 用インダク夕 2 3 1を小型化することが可能となり、 スイッチング電源装置を小 型化できる。

説明は省略するが、 スィッチ素子 S 3、 S 4がオン、 スィッチ素子 S l、 S 2 がオフとなり、 卜ランス 3の出力卷線 4、 6に現れる電圧が、 第 2の出力整流ダ ィオード 1 5に対して順方向となるサイクルでは、 第 1の出力整流ダイオード 7 に対して逆電圧が印加される。 この場合は、 第 2のスナバ回路が動作し、 第 1の 出力整流ダイォ一ド 7に印加されるサージ電圧を抑制するので、 第 1の出力整流 ダイオード 7に関しても、 同様の作用が得られる。 スィッチ素子 S 3、 S 4がォ フになった場合も、 スィッチ素子 S l、 S 2がオフになった場合と、 同様の回路 作用を生じ、 同様の結果をもたらす。

図 1 0は、 本発明に係るスィツチング電源装置の別の実施例を示す電気回路図 である。 図において、 図 5に図示された構成部分と同一の構成部分には、 同一の 参照符号を付してある。 図 5に示した実施例と比較して、 本実施例の特徴は、 ス ナパ用ィンダク夕 2 3が、 第 1のスナバ回路と第 2のスナバ回路とで共用されて いることである。 具体的には、 スナバ用インダク夕 2 3は、 一端が出力平滑回路 の入力側に接続され、 他端が第 1及び第 2のスナバ回路に導かれ、 第 1及び第 2 のスナバ用コンデンサ 9、 1 7に対する一方向性放電路を構成する。

この実施例において、 第 1のスナバ回路は、 第 3のスナバ用ダイオード 1 3を 含む。 第 3のスナバ用ダイオード 1 3は、 アノードが、 第 1のスナバ用ダイォ一 ド 1 1に導かれる方の第 1のスナバ用コンデンサ 9の端に接続されている。 第 2 のスナバ回路は、 第 4のスナバ用ダイオード 2 1を含む。 第 4のスナバ用ダイォ ード 2 1は、 アノードが、 第 2のスナバ用ダイオード 1 9に導かれる方の第 2の スナバ用コンデンサ 1 7の端に接続され、 力ソードが第 3のスナバ用ダイオード 1 3の力ソードに接続されている。

インダク夕 2 3は、 第 3及び第 4のスナバ用ダイオード 1 3、 2 1の接続点 P 2と、 出力平滑回路の入力側との間に接続されている。 もっと具体的に述べれば、 スナバ用インダク夕 2 3の一端は、 第 1及び第 2の出力整流ダイオード 7、 1 5 に導かれる方の出力チョークコイル 2 5の端に接続されている。

図 1 0に示した実施例では、 インダク夕 2 3が、 第 1及び第 2のスナバ回路に おいて共用されているので、 部品点数が少なくて済み、 小型になる。 さらに、 図 1 0に示した実施例においても、 図 5に示した実施例におけると同様の作用が得 られる。 例えば、 第 1のスナバ回路を構成する第 1のスナバ用ダイオード 1 1の 順方向電圧降下による損失、 第 2のスナバ回路の第 2のスナバ用ダイオード 1 9 の順方向電圧降下による損失、 及びスナバ用インダク夕 2 3の直流抵抗分による 損失が、 殆ど無視できる程度まで、 小さくなる。 また、 第 1のスナバ回路の第 1 のスナバ用ダイオード 1 1、 第 2のスナバ回路の第 2のスナバ用ダイオード 1 9、 及びスナバ用ィンダクタ 2 3として、 容量の小さい小電力用の素子を使用するこ とができる。 したがって、 第 1のスナバ回路の第 1を構成するスナバ用ダイォー ド 1 1、 第 2のスナバ回路の第 2のスナバ用ダイオード 1 9、 及びスナバ用イン ダク夕 2 3を小型化することが可能となり、 スィッチング電源装置を小型化でき る。

次に、 出力整流ダイオードに加わる逆電圧の実験結果を説明する。 図 1 1は図 1 0に示したスイッチング電源装置において、 出力整流ダイオードに加わる逆電 圧の実測波形を示す図、 図 1 2は従来のスナバ回路を用いたスィツチング電源装 置において、 出力整流ダイオードに加わる逆電圧の実測波形を示す図である。 図 1 2の波形図を得るに当たって用いられた従来のスナバ回路は、 コンデンサと抵 抗との直列回路で構成され、 この直列回路を、 第 1及び第 2の出力整流ダイォー ドのそれそれに対して、 並列に接続したものである。 スナバ回路の構成の差を除 けば、 図 1 1のデータを得るために用いられたスイッチング電源装置と、 図 1 2 のデ一夕を得るために用いられたスィツチング電源装置の間には、 実質的な差異 はない。 図 1 1、 1 2の何れの波形図も、 入力電圧 V i n = 2 8 8 V、 トランス 3の卷数比 n = 8の条件で得られたものである。 したがって、 理想的には、 出力 整流ダイオードに印加される最大電圧は 1 4 4 V (上掲式 （ 1 ) 参照） である。 図 1 2を参照すると、 従来のスナバ回路を用いたスイッチング電源装置では、 出力整流ダイオードに加わる逆電圧が 1 9 6 Vにも達することが分かる。 これに 対して、 本発明に係るスイッチング電源装置では、 出力整流ダイオードに加わる 逆電圧は、 図 1 1に図示するように、 約 1 4 0 Vであり、 従来のスナバ回路を使 用したスイッチング電源装置におけるよりも著しく低下している。

図 1 3は本発明に係るスィツチング電源装置の別の実施例を示す電気回路図で ある。 図において、 図 5及び図 1 2に示された構成部分と同一の構成部分につい ては同一の参照符号を付してある。 図示実施例において、 第 1のスナバ回路は、 第 1のトランス 4 0と、 第 1の整流素子 4 3とを含む。 第 1のトランス 4 0の第 1の卷線 3 9は、 第 1及び第 2の出力整流ダイオード 7、 1 5の接続点？ 1と、 第 1のコンデンサ 9の一端との間に挿入されている。 第 1の整流素子 4 3は、 ァ ノードが第 1のトランス 4 0の第 2の卷線 4 1の一端に接続されている。 第 2のスナバ回路は、 第 2のトランス 4 6と第 2の整流素子 4 9とを含む。 第 2のトランス 4 6の第 1の卷線 4 5は、 第 1及び第 2の出力整流ダイオード 7、 1 5の接続点 P 1と、 第 2のコンデンサ 1 7の一端との間に挿入されている。 第 2の整流素子 4 9は、 アノードが第 2のトランス 4 6の第 2の卷線 4 7の一端に 接続されている。

図 1 3に示されたスイッチング電源装置は、 さらに、 電圧源 5 1を含む。 この 電圧源 5 1は、 第 1及び第 2の整流素子 4 3、 4 9の他端と、 第 1及び第 2のト ランス 4 0、 4 6に備えられた第 2の卷線 4 1、 4 7の他端との間に接続されて いる。

図 1 4は、 図 1 3に示したスイッチング電源装置において、 スィッチ回路 1の スィッチ素子 S 1、 S 2がオンとなった状態において作動に関連する回路部分を 取り出して示す図であり、 図 1 5は、 図 1 3に示されたスイッチング電源装置に よって得られる出力整流ダイォードの逆電圧波形を示す図である。

図 1 4に示すように、 スィッチ回路 1において、 スィッチ素子 S l、 S 2がォ ンになったとすると、 トランス 3の出力卷線 4、 6に現れる電圧 V 0 1、 V 0 2 は、 第 2の出力整流ダイオード 1 5に対して逆方向となり、 第 1の出力整流ダイ オード 7及び第 1のダイオード 1 1に対して順方向となる。 このため、 図 1 4に 示すように、 第 1の出力整流ダイオード 7、 第 1のダイオード 1 1、 第 1のコン デンサ 9及びトランス 3の出力巻線 4、 6を通る充電ループ I cが形成される。 図 7及び図 8を参照して既に説明したように、 充電ループ I cにおいて、 第 2 の出力整流ダイオード 1 5に逆電圧 V dが印加される。 第 2の出力整流ダイォー ド 1 5に印加される逆電圧 V dは、 第 1のトランス 4 0に備えられた第 1の巻線 3 9の卷数 m 1と、 第 2の卷線 4 1の卷数 m 2との比 （m 1 /m 2 ) を mとし、 電圧源 5 1の直流電圧を V aとしたとき、

V d = ( 2 · V i n/n-m · V a ) ( 1— c o s ω t ) +m■ V a となる。 但し、 nは先に述べたトランス 3の卷数比であり、 Vinは直流入力電 圧である。 したがって、 逆電圧 Vdの最大値 （ピーク値） Vdmは、

Vdm=4 · V i n/n-m - Va (2) となる。

上記式 （2) を式 （1) と比較すると明らかなように、 図 13の実施例によれ ば、 図 5の実施例や図 12の実施例の場合と比較して、 第 2の出力整流ダイォ一 ド 15に印加される逆電圧 Vdを、 一層抑制することができる。 したがって、 第 2の出力整流ダイオード 15として、 順方向電圧降下のさらに低いダイオードを 使用することができる。 このため、 第 2の出力整流ダイオード 15による損失を さらに低減させ、 エネルギー消費の少ない高効率のセン夕夕ップ型整流回路のス ィツチング電源装置を得ることができる。

詳細な説明は省略するが、 スィッチ素子 S3、 S4がオンになり、 スィッチ素 子 S l、 S2がオフになり、 トランス 3の出力巻線 4、 6に現れる電圧が、 第 2 の出力整流ダイオード 15に対して順方向となるサイクルでは、 第 1の出力整流 ダイオード 7に対して逆電圧が印加される。 この場合は、 第 2のスナバ回路が動 作し、 第 1の出力整流ダイオード 7に印加されるサージ電圧を抑制するので、 第 1の出力整流ダイォードアに関しても、 同様の結果が得られる。

図 16は、 本発明に係るスイッチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。 図において、 図 5及び図 12に示された構成部分と同一の構成部 分については、 同一の参照符号を付してある。 この実施例では、 第 1のスナバ回 路は、 第 1のツエナ一ダイオード 53を含む。 該第 1のツエナーダイオード 53 は、 第 1及び第 2の出力整流ダイオード 7、 15の接続点 P 1と第 1のコンデン サ 9の一端との間に挿入されている。 同様に、 第 2のスナバ回路は、 第 2のツエ ナ一ダイオード 55を含む。 第 2のツエナーダイオード 55は、 第 1及び第 2の 出力整流ダイオード 7、 15の接続点 P 1と第 2のコンデンサ 17の一端との間 に挿入されている。

この実施例においても、 図 1 3に示したスイッチング電源装置におけると同様 のサージ電圧低減作用が得られる。 具体的には、 第 1及び第 2のツエナ一ダイォ —ド 5 3、 5 5のツエナー電圧を V zとしたとき、 逆電圧 V dの最大値 （ピーク 値） V d mは、

V d m= 4 - V i n/n - V z ( 3 ) となる。

図 1 7は、 本発明に係るスィツチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。 図において、 先に示された各図面に現れた構成部分と同一の構成 部分については、 同一の参照符号を付してある。 この実施例においては、 スナバ 回路は、 1つのスナバ用コンデンサ 5 9と、 1つのスナバ用ダイオード 5 7と、 1つのスナバ用ィンダク夕 2 3とを含むだけである。 スナバ用コンデンサ 5 9及 びスナバ用ダイオード 5 7は互いに直列に接続され、 第 1及び第 2の出力整流ダ ィオード 7、 1 5の接続点卩 1と、 トランス 3のセン夕タップ 8との間に接続さ れている。

本発明の重要な特徴として、 スナバ回路のスナバ用インダク夕 2 3は、 スナバ 用コンデンサ 5 9とスナバ用ダイオード 5 7を接続するラインと、 出力平滑回路 の入力側との間に接続されている。 具体的には、 スナバ用インダクタ 2 3の一端 は、 第 1、 第 2の出力整流ダイオード 7、 1 5に導かれる方の出力チョークコィ ル 2 5の端に接続されている。 スナバ用インダク夕 2 3の他端は、 スナバ用コン デンサ 5 9及びスナバ用ダイオード 5 7の接続点 P 3に接続されている。

この実施例に示されたスィツチング電源装置の回路動作は、 図 5に示された実 施例や図 1 2に示された実施例とほぼ同じである。 スィッチ回路 1において、 ス イッチ素子 S l、 S 2がオンになったとすると、 トランス 3の出力巻線 4、 6に 現れる電圧は、 第 2の出力整流ダイオード 1 5に対して逆方向となり、 第 1の出 力整流ダイオード 7及びスナバ用ダイオード 5 7に対して順方向となる。 このた め、 第 1の出力整流ダイオード 7、 スナバ用ダイオード 5 7、 スナバ用コンデン サ 5 9及びトランス 3の出力巻線 4を通る充電ループ I c 1が形成される。 充電 ループ I c lにおいて、 トランス 3のリ一ケージインダク夕ンス L 1と、 コンデ ンサ 5 9とによる L C共振回路が構成され、 コンデンサ 5 9の端子電圧 V cは、 L C共振電圧波形にしたがって上昇する。 第 2の出力整流ダイオード 1 5に印カロ される逆電圧 V dの最大値 （ピーク値） V d mは、 前掲式 （ 1 ) で示される値に なる。

したがって、 図 1 7に図示された実施例の場合も、 第 2の出力整流ダイオード 1 5に印加される逆電圧 V dを抑制することができ、 第 2の出力整流ダイオード 1 5として、 順方向電圧降下の低いダイオードを使用することが可能になる。 こ のため、 第 2の出力整流ダイオード 1 5による損失を低減させ、 エネルギー消費 の少なレ、高効率のセンタタツプ型整流回路のスィッチング電源装置を得ることが できる。 しかも、 第 2の出力整流ダイオード 1 5に印加されるサージ電圧を、 L C共振作用によって抑制するので、 低ノイズのスナバ回路を実現できる。

次に、 スィッチ素子 S l、 S 2がオフになった場合、 スナバ用インダク夕 2 3 は、 スナバ用コンデンサ 5 9に対する一方向性放電路 I dを構成する。 したがつ て、 スィッチ素子 S l、 S 2がオフとなると、 スナバ用コンデンサ 1 9に蓄積さ れたエネルギーが、 一方向性放電路 I dを介して、 負荷側に回生され、 効率を向 上させることができる。 しかも、 該スナパ回路は、 1つのスナバ用ダイオード 5 7、 1つのスナバ用コンデンサ 5 9及び 1つのスナバ用ィンダク夕 2 3を含むだ けでよいから、 部品点数が少なくて済み、 小型になる。 また、 図 1 7に示した実 施例においても、 図 5の実施例や図 1 2の実施例と同様に、 スナバ回路のスナバ 用ダイオード 5 7及びスナバ用インダク夕 2 3を通る電流は極めて小さくなる。 したがって、 スナバ回路のスナバ用ダイオード 5 7の順方向電圧降下による損失、 及び、 スナバ用インダク夕 2 3の直流抵抗分による損失が、 殆ど無視できる程度 まで、 小さくなる。 スナバ回路のスナバ用ダイオード 5 7及びスナバ用インダク 夕 2 3として、 容量の小さい小電力の素子を使用できるので、 スナバ回路のダイ ォード 5 7及びィンダク夕 2 3を小型化することが可能となり、 スィツチング電 源装置を小型化できる。

ここでは詳細な説明は省略するが、 スィッチ素子 S 3、 S 4がオンになり、 ス イッチ素子 S l、 S 2がオフになり、 トランス 3の出力卷線 4、 6に現れる電圧 V 0 K V 0 2が、 第 2の出力整流ダイオード 1 5に対して順方向となるサイク ルでは、 第 1の出力整流ダイオード 7に対して逆電圧が印加される。 この場合に おいても、 上述した回路動作により、 第 1の出力整流ダイオード 7に印加される サージ電圧を抑制できるので、 第 1の出力整流ダイオード 7に関しても、 同様の 結果が得られる。 スィッチ素子 S 3、 S 4がオフになった場合においても、 スィ ツチ素子 S l、 S 2がオフになった場合と同様の回路動作を生じ、 同様の結果を 得ることができる。

図 1 8は、 本発明に係るスィツチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。 図において、 図 1 7に示された回路の構成部分と同一の構成部分 については、 同一の参照符号を付してある。 図 1 8に示す実施例の特徴は、 電圧 源 5 1を含むことである。 電圧源 5 1は、 整流素子 4 3と、 トランス 4 0に備え られた第 2の卷線 4 1との間に接続されている。 トランス 4 0の第 1の卷線 3 9 は、 スナバ用ダイオード 5 7の力ソードと、 スナバ用コンデンサ 5 9及びスナバ 用インダク夕 2 3の接続点 P 3との間に接続されている。 上述した電圧源 5 1の 動作については、 図 1 3ないし図 1 5に示す実施例の説明を参照されたい。 図 1 9は、 本発明に係るスイッチング電源装置のさらに別の実施例を示す電気 回路図である。 図において、 図 1 7及び図 1 8に示された回路の構成部分と同一 の構成部分については、 同一の参照符号を付してある。 図 1 9に示す実施例の特 徴は、 ッヱナ一ダイオード 6 1を含むことである。 ツエナ一ダイオード 6 1は、 ダイオード 5 7のカソードと、 コンデンサ 5 9及びィンダク夕 2 3の接続点 P 3 との間に接続されている。 上述したツエナーダイオード 6 1の動作については、 図 1 6の説明を参照されたい。

図 2 0は、 本発明のさらに他の実施例によるスィッチング電源装置の電気回路 図である。 この実施例は、 図 5に示す実施例とほぼ同一の回路構成を有するが、 図 5の回路におけるスナバ用インダク夕 2 3 1、 2 3 2に代えて共通のスナバ用 インダク夕 2 3が設けられ、 このスナバ用インダク夕 2 3が出力平滑回路の出力 側に、 すなわち、 出力平滑回路におけるチョークコイル 2 5と出力平滑用コンデ ンサ 2 9と出力端子 3 5との間の接続点に接続されている。 その他の点では図 2 4に示す回路と同じである。

図 2 1から図 2 4までを参照する。 第 1及び第 2のスナバ回路は、 動作する夕 イミングが互いに異なるだけで、 実質的に同じ構成及び作用を有するので、 第 1 のスナバ回路の動作について説明し、 第 2のスナバ回路については詳細な説明を 省略する。

図 2 1 ( a ) に示すように、 スイッチ回路 1が時刻 t 0でオン動作をすると、 スィツチ回路 1の出力側に直流電圧 V u vが現れ、 この直流電圧 V u vがトラン ス 3の入力巻線 2に供給される。 トランス 3の入力巻線 2で見た電圧 V t 1は図 2 1 ( b ) に示すように、 L C共振電圧波形となる。 この電圧 V t lは入力巻線 2と、 出力巻線 4、 6とのトランス結合により、 トランス 3の出力側に伝送され る。

図 2 2はこの場合の回路動作を説明する図である。 図 2 0に示す回路構成のス イッチ回路 1において、 スィッチ素子 S l、 S 2がオンになったとすると、 トラ ンス 3の出力巻線 4、 6に現れる電圧 V 0 1、 V 0 2は、 第 1の出力整流ダイォ ード 7に対して順方向となる。 このため、 図 2 2に示すように、 第 1の出力整流 ダイオード 7、 第 1のダイオード 1 1、 第 1のコンデンサ 9及びトランス 3の出 カ卷線 4、 6を巡る充電ループ I cが形成される。 充電ループ I cにおいて、 ト ランス 3の直列インダク夕ンス L 1と、 第 1のコンデンサ 9とによる LC共振回 路が構成され、 第 1のコンデンサ 9の端子電圧 Vcは、 図 21 (d) に示すよう に、 LC共振電圧波形に従って上昇する。

図 23は、 トランス 3の直列インダク夕ンス L 1と、 第 1のコンデンサ 9とに よる LC共振回路の等価回路図である。 この等価回路図によると、 第 1のコンデ ンサ 9の端子電圧 Vcは、

Vc=2-Vin-(l-cosot)/n

但し、 ω二 1/ (4 · L 1 · C/n²) ^1/2

となる。 第 1の出力整流ダイオード 7が導通するサイクルでは、 第 2の出力整流 ダイオード 15には逆電圧 Vdが印加される。 ここで、 第 1のコンデンサ 9及び 第 1のダイオード 1 1の直列回路が第 2の出力整流ダイオード 15に並列に接続 されているので、 第 1のダイオード 1 1の順電圧降下分を無視すれば、 第 2の出 力整流ダイオード 15に印加される逆電圧 Vdは、 第 1のコンデンサ 9の端子電 圧 Vcとほぼ等しくなる。 第 1のコンデンサ 9の端子電圧 Vcは、 上述したよう に、 トランス 3のリーケージインダク夕ンス分と、 第 1のコンデンサ 9とによる LC共振電圧波形に従って上昇する。 よって、 第 2の出力整流ダイオード 15に 印加される逆電圧 Vdは、 LC共振電圧によって定まる電圧に抑制される。 逆電圧 Vdの最大値 （ピーク値） Vdmは、 上記式から

Vdm=2 · Vin · ( 1 - cos^r) / n

二 4 . Vin/n ( 1) となる。

上述のように、 第 2の出力整流ダイオード 15に印加される逆電圧 Vdを抑圧 することができるので、 第 2の出力整流ダイオード 15として、 順方向電圧降下 の低いダイオードを使用し得る。 このため、 第 2の出力整流ダイオード 1 5によ る損失を低減させ、 エネルギー消費を減少させた高効率のセンタタップ型整流回 路付スイッチング電源装置を得ることができる。 しかも、 第 2の出力整流ダイォ ード 7、 1 5に印加される逆電圧 V dを、 L C共振作用によって抑圧するので、 低ノイズのスナバ回路を実現できる。

次に、 図 2 1 ( a ) に示すように、 スィッチ素子 S l、 3 2が時刻七 1でォフ になった場合について説明する。 図 2 4はこの場合の回路動作を説明する図であ る。 スナバ回路はィンダク夕 2 3を含み、 ィンダク夕 2 3は、 一端が出力平滑回 路 2 5、 2 9の出力側に接続され、 他端が第 1のスナバ回路に導かれ、 第 1のコ ンデンサ 9に対する一方向性放電路 I dを構成する。 従って、 スィッチ素子 S l、 S 2がオフとなる t 1時には、 図 2 4に示すように、 第 1のコンデンサ 9に蓄積 されたエネルギーが、 一方向性放電路 I dを介して、 負荷側に回生されるから、 効率が向上する。 しかも、 インダク夕 2 3は、 第 1及び第 2のスナバ回路におい て共用されるので、 部品点数が少なくて済み、 小型になる。 さらに、 図 1 1、 図 1 2について既に説明したように、 この実施例においても、 ダイオードに加わる 逆電圧を従来のスナバ回路によるよりも著しく低下させることができる。

図 2 5は、 図 1 3に示す回路において、 スナバ用インダク夕 2 3を平滑回路の チョークコイル 2 5と出力平滑コンデンサ 2 9と出力端子 3 5との間の接続点に 接続した構成を持つ本発明の実施例を示す。 動作は、 基本的には図 1 3に示す回 路におけると同様であり、 スナバ用ィンダク夕 2 3からのエネルギ回生について は、 図 2 0から図 2 4までを参照して説明した動作と同様である。

図 2 6は、 図 1 6に示す実施例を一部修正したスイッチング電源装置の実施例 を示す電気回路図である。 図 2 6の実施例において、 図 1 6の実施例と異なる点 は、 スナバ用インダク夕 2 3を平滑回路のチョークコイル 2 5と出力平滑コンデ ンサ 2 9と出力端子 3 5との間の接続点に接続されたことだけである。 図 2 7は、 図 1 7に示す回路において、 スナバ用インダク夕 2 3を平滑回路の チョークコイル 2 5と出力平滑コンデンサ 2 9と出力端子 3 5との間の接続点に 接続したスイッチング電源装置の実施例を示す。 動作は、 基本的には図 1 7に示 す回路におけると同様であり、 スナバ用インダク夕 2 3からのエネルギ回生につ いては、 図 2 0から図 2 4までを参照して説明した動作と同様である。

図 2 8は、 図 1 8に示す回路において、 スナバ用インダクタ 2 3を平滑回路の チョークコイル 2 5と出力平滑コンデンサ 2 9と出力端子 3 5との間の接続点に 接続したスイッチング電源装置の実施例を示す。 動作は、 基本的には図 1 8に示 す回路におけると同様であり、 スナバ用インダク夕 2 3からのエネルギ回生につ いては、 図 2 0から図 2 4までを参照して説明した動作と同様である。

図 2 9は、 図 1 9に示す回路において、 スナバ用インダク夕 2 3を平滑回路の チョークコイル 2 5と出力平滑コンデンサ 2 9と出力端子 3 5との間の接続点に 接続したスイッチング電源装置の実施例を示す。 動作は、 基本的には図 1 9に示 す回路におけると同様であり、 スナバ用ィンダク夕 2 3からのエネルギ回生につ いては、 図 2 0から図 2 4までを参照して説明した動作と同様である。

Claims

請求の範囲

1 . 入力巻線と出力巻線とを有する卜ランスと、

前記トランスの前記入力卷線に接続され、 該入力巻線に供給される直流入力電 圧をスィツチングするスィツチ回路と、

少なくとも 1つの出力整流ダイォ一ドを含み、 前記出力整流ダイォ一ドの電極 の一方が前記出力巻線の一端に接続された出力整流回路と、

入力側において前記出力整流ダイオードの電極の他方に接続された出力平滑回 路と、

スナバ回路と、

を含み、

前記スナバ回路は、 直列接続されたスナバ用コンデンサと、 スナバ用ダイォー ドを備え、 直列接続された前記スナバ用コンデンサと前記スナバ用ダイオードと が前記出力整流ダイォードに並列に前記出力卷線と前記出力整流ダイォードの電 極の他方との間に接続され、 スナバ用インダク夕が、 一端において前記スナバ用 コンデンサと前記スナバ用ダイオードとの間の接続点に、 他端において前記出力 平滑回路に、 それそれ接続されたスィツチング電源装置であって、

前記スナバ用ィンダク夕は、 前記他端において前記出力平滑回路の入力側に接 続された、

ことを特徴とするスィツチング電源装置。

2 . 請求項 1に記載されたスィツチング電源装置であって、

前記出力整流回路は、 第 1及び第 2の出力整流ダイォードを含んでおり、 前記第 1の出力整流ダイォードは一方の電極において前記出力巻線の一端に接 続され、 前記第 2の出力整流ダイオードは、 前記第 1の出力整流ダイオードの前 記一方の電極と同一極性である一方の電極において前記出力卷線の他端に接続さ れ、 前記第 1及び第 2の出力整流ダイォ一ドは、 同一極性である他方の電極が互 いに接続されている

スィツチング電源装置。

3 . 請求項 1又は 2のいずれかに記載されたスィツチング電源装置であつ て、

前記トランスは、 前記出力卷線がセンタタップを有し、 前記セン夕タップと、 前記出力巻線の両端とが出力端となるように構成された

スィツチング電源装置。

4 . 請求項 3に記載されたスィツチング電源装置であって、

前記出力平滑回路は、 入力側が前記第 1及び第 2の出力整流ダイォードの接続 点と前記セン夕タップとに接続され、 出力側が対の出力端子に導かれている スィツチング電源装置。

5 . 請求項 3又は 4のいずれかに記載されたスィツチング電源装置であつ て、

前記スナバ回路は、 第 1のスナバ回路と、 第 2のスナバ回路とを含み、 前記第 1のスナバ回路は、 第 1のスナバ用コンデンサと、 第 1のスナバ用ダイ オードとを含み、

前記第 1のスナバ用コンデンサ及び前記第 1のスナバ用ダイォードは互いに直 列に接続されて直列回路を構成し、 前記直列回路は前記第 2の出力整流ダイォー ドに並列に接続され、 前記第 1のスナバ用ダイオードは前記第 2の出力整流ダイ ォードとは逆極性の関係にあり、

前記第 2のスナバ回路は、 第 2のコンデンサと、 第 2のダイオードとを含み、 前記第 2のコンデンサ及び前記第 2のダイォードは互いに直列に接続され、 前 記第 1の出力整流ダイォードと並列に接続され、 前記第 2のダイォードは前記第

1の出力整流ダイォ一ドとは逆極性の関係にある スィツチング電源装置。

6 . 請求項 5に記載されたスィツチング電源装置であって、

前記スナバ用ィンダク夕は、 前記第 1のスナバ回路及び前記第 2のスナバ回路 の各々に個別に備えられている

スィツチング電源装置。

7 . 請求項 5に記載されたスィッチング電源装置であって、

前記スナパ用インダク夕は、 前記第 1のスナパ回路及び前記第 2のスナバ回路 で共用されている

スィツチング電源装置。

8 . 請求項 7に記載されたスィッチング電源装置であって、

前記第 1のスナバ回路は、 第 3のスナバ用ダイオードを含み、

前記第 3のスナバ用ダイオードは、 一端が、 前記第 1のスナバ用ダイオードに 導かれる前記第 1のスナバ用コンデンザの一端に接続されており、

前記第 2のスナバ回路は、 第 4のスナバ用ダイォードを含み、

前記第 4のスナパ用ダイォードは、 前記第 3のスナバ用ダイォードの前記一端 と同一極性である一端が、 前記第 2のスナバ用ダイォードに導かれる前記第 2の スナバ用コンデンサの一端に接続され、 他端が同一極性である前記第 3のスナバ 用ダイォードの他端に接続されており、

前記スナバ用インダク夕は、 第 3及び第 4のスナバ用ダイオードの接続点と、 前記出力平滑回路の前記入力側との間に接続されてレ、る

スィツチング電源装置。

9 . 請求項 5から請求項 8までのいずれか 1項に記載されたスィツチング 電源装置であって、

前記第 1のスナバ回路は、 さらに、 第 1のトランスと第 1の整流素子とを含ん でおり、 前記第 1のトランスは、 第 1の巻線が前記第 1及び第 2の出力整流ダイォード の接続点と、 前記第 1のスナバ用コンデンザの一端との間に挿入されており、 前記第 1の整流素子は、 一端が前記第 1のトランスの第 2の卷線の一端に接続 されており、

前記第 2のスナバ回路は、 さらに、 第 2の卜ランスと、 第 2の整流素子とを含 んでおり、

前記第 2のトランスは、 第 1の巻線が前記第 1及び第 2の出力整流ダイォード の接続点と、 前記第 2のコンデンサの一端との間に挿入されており、

前記第 2の整流素子は、 一端が前記第 2の卜ランスの第 2の巻線の一端に接続 されており、

前記第 1及び第 2の整流素子の他端と、 前記第 1及び第 2のトランスに備えら れた前記第 2の巻線の他端との間に電圧源が接続されている

スィツチング電源装置。

1 0 . 請求項 5から請求項 8までのいずれか 1項に記載されたスィッチン グ電源装置であって、

前記第 1のスナバ回路は、 前記第 1及び第 2の出力整流ダイォードの接続点と 前記第 1のコンデンザの一端との間に挿入された第 1のッヱナ一ダイォードを含 み、

前記第 2のスナバ回路は、 前記第 1及び第 2の出力整流ダイォードの接続点と 前記第 2のコンデンザの一端との間に挿入された第 2のツエナーダイォードを含 む

スィツチング電源装置。

1 1 . 請求項 3又は 4のいずれかに記載されたスィツチング電源装置であ つて、

前記スナバ回路の前記コンデンサ及び前記ダイォードは、 第 1及び第 2の出力 整流ダイオードの接続点と、 前記セン夕タップとの間に接続されて L、る スィツチング電源装置。

1 2 . 請求項 1から請求項 1 1までのいずれか 1項に記載されたスィツチ ング電源装置であって、

前記出力平滑回路はチヨークコィルを含み、

前記スナバ回路の前記スナバ用ィンダク夕は、 一端が前記チョークコイルの入 力端に接続されている

スィツチング電源装置。

1 3 . 入力卷線と出力巻線と前記出力巻線に設けられたセン夕タップを有 するトランスと、

前記トランスの前記入力卷線に接続され、 該入力卷線に供給される直流入力電 圧をスィツチングするスィツチ回路と、

一端が前記トランスの一端に接続された第 1の出力整流ダイォ一ドと前記第 1 の出力整流ダイォードの前記一端と同一の極性を持つ一端が前記トランスの他端 に接続された第 2の出力整流ダイォードとを含み、 同一極性を持つ前記第 1の出 力整流ダイォードの他端と前記第 2の出力整流ダイォ一ドの他端とが互いに接続 された出力整流回路と、

入力側が前記第 1の出力整流ダイォ一ドと前記第 2の出力整流ダイオードとの 間の接続点と、 前記トランスの前記セン夕タップとに接続され 出力側が対の出 力端子に通じている出力平滑回路と、

スナバ回路と、

を含み、

前記スナバ回路は、 第 1のスナバ回路と、 第 2のスナバ回路と、 スナバ用イン ダク夕とを備え、

前記第 1のスナバ回路は、 第 1のスナバ用コンデンサと、 第 1のスナバ用ダイ オードとを含み、

前記第 1のスナバ用コンデンサ及び前記第 1のスナバ用ダイオードは互いに直 列に接続されて直列回路を構成し、 前記直列回路は、 前記第 1のスナバ用ダイォ 一ドが前記第 2の出力整流ダイォ一ドとは逆極性の関係になるように前記第 2の 出力整流ダイオードに並列に接続され、 、

前記第 2のスナバ回路は、 第 2のスナバ用コンデンサと、 第 2のスナバ用ダイ オードとを含み、

前記第 2のスナバ用コンデンサ及び前記第 2のスナバ用ダイオードは互いに直 列に接続されて直列回路を構成し、 前記直列回路は、 前記第 2のスナバ用ダイォ ―ドが前記第 1の出力整流ダイォ一ドとは逆極性の関係になるように前記第 1の 出力整流ダイォードと並列に接続され、

前記スナバ用インダク夕は、 一端が前記平滑回路の出力側に接続され、 他端が 前記第 1及び第 2のスナバ回路に通じて、 第 1及び第 2のスナバ用コンデンサに 対する一方向性放電路を構成するようになった、

ことを特徴とするスィツチング電源装置。

1 4 . 請求項 1 3に記載されたスィツチング電源装置であって、 前記第 1のスナバ回路は、 第 3のスナバ用ダイォ一ドを含み、

前記第 3のスナバ用ダイオードは、 一端が、 前記第 1のスナバ用ダイオードに 通じる方の前記第 1のスナバ用コンデンサの端に接続されており、

前記第 2のスナバ回路は、 第 4のスナバ用ダイオードを含み、 前記第 4のスナ バ用ダイオードは、 一端が、 前記第 2のスナバ用ダイオードに通じる方の前記第 2のスナバ用コンデンサの端に接続され、 他端は前記第 3のスナバ用ダイォード の他端と同一極性を有し、 該第 3のスナバ用ダイォ一ドの前記他端に接続されて おり、

前記スナバ用ィンダク夕の前記他端は、 前記第 3及び第 4のスナバ用ダイォー ドの接続点に接続されている、

スィツチング電源装置。

1 5 . 請求項 1 3又は制御 1 4の何れか 1項に記載されたスィツチング電 源装置であって、

前記第 1のスナバ回路は、 さらに、 第 1のスナバ用トランスと、 第 1のスナバ 用整流素子とを含んでおり、

前記第 1のスナバ用トランスは、 第 1の巻線が前記第 1及び第 2の出力整流ダ ィォ一ドの接続点と、 前記第 1のスナバ用コンデンザの一端との間に挿入されて おり、

前記第 1のスナバ用整流素子は、 一端が前記第 1のスナバ用トランスの第 2の 卷線の一端に接続されており、

前記第 2のスナバ回路は、 第 2のスナバ用トランスと、 第 2のスナバ用整流素 子とを含んでおり、

前記第 2のスナパ用トランスは、 第 1の巻線が前記第 1及び第 2の出力整流ダ ィオードの接続点と、 前記第 2のスナバ用コンデンサの一端との間に挿入されて おり、

前記第 2のスナバ用整流素子は、 一端が前記第 2のスナバ用トランスの第 2の 巻線の一端に接続されており、

さらに、 電圧源を含み、 前記電圧源は、 前記第 1及び第 2のスナバ用整流素子 の他端と、 前記第 1及び第 2のスナバ用トランスに備えられた前記第 2の巻線の 他端との間に接続されている、

スィツチング電源装置。

1 6 . 請求項 1 3又は制御 1 4の何れか 1項に記載されたスィツチング電 源装置であって、

前記第 1のスナバ回路は、 第 1のツエナ一ダイオードを含み、 前記第 1のッヱ ナーダイォ一ドは前記第 1及び第 2の出力整流ダイォ一ドの接続点と前記第 1の スナバ用コンデンサの一端との間に挿入されており、

前記第 2のスナバ回路は、 第 2のツエナ一ダイオードを含み、 前記第 2のツエ ナーダイォードは前記第 1及び第 2の出力整流ダイォードの接続点と前記第 2の スナバ用コンデンサの一端との間に挿入されている、

スィツチング電源装置。

1 7 . 入力卷線と出力巻線と前記出力卷線に設けられたセン夕タップを有 するトランスと、

前記トランスの前記入力卷線に接続され、 該入力卷線に供給される直流入力電 圧をスィツチングするスィツチ回路と、

一端が前記トランスの一端に接続された第 1の出力整流ダイォードと前記第 1 の出力整流ダイォードの前記一端と同一の極性を持つ一端が前記トランスの他端 に接続された第 2の出力整流ダイォードとを含み、 同一極性を持つ前記第 1の出 力整流ダイォードの他端と前記第 2の出力整流ダイォ一ドの他端とが互いに接続 された出力整流回路と、

入力側が前記第 1の出力整流ダイォードと前記第 2の出力整流ダイオードとの 間の接続点と、 前記トランスの前記セン夕タップとに接続され、 出力側が対の出 力端子に通じている出力平滑回路と、

スナバ回路と、

を含み、

前記スナバ回路は、 1つのスナバ用コンデンサと、 1つのスナバ用ダイオード 前記スナパ用コンデンサと前記スナパ用ダイオードとは互いに直列に接続され て、 第 1及び第 2の出力整流ダイオードの接続点と、 前記セン夕タップとの間に 接続されており、 前記スナバ用インダク夕は、 一端が前記平滑回路の出力側に接続され、 他端が 前記コンデンサと前記ダイオードとの間の接続点に接続されている、

ことを特徴とするスィツチング電源装置。