JPH01311862A - スイッチング電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、交流を直流に変換するスイッチング電源回路
に係り、高力率で高調波の発生が少ない電源回路に関す
るものである。

〔従来の技術〕

スイッチング電源回路は、従来１例えば実公昭６２−４
５５１４号に記載されているように、トランジスタと逆
極性の直列ダイオードと直流電源とで第１の閉回路を構
成し、上記ダイオードと並列にインダクターと負荷を含
む平滑コンデンサの直列回路を接続してなるのが基本で
ある。上記回路の動作はつぎの通りである。

トランジスタがオンのとき、直流電源→トランジスタ→
インダクター→負荷を含む平滑コンデンサ→直流電源へ
と電流が流れる。トランジスタをオフにして通電々流を
急速に遮断すると、インダクター中の電流は、インダク
ター→負荷を含む平滑コンデンサ→ダイオード→インダ
クターと流れる。再びトランジスタをオンにすると、ダ
イオードに対し逆極性に直流電源が加わるため、上記ダ
イオードが急速に耐圧回復し−サイクルを形成する。

なお、実公昭６２−４５５１４号に記載された回路の他
にもいくつかのスイッチング電源回路が検討されている
が、いず九もトランジスタとダイオードとが実質逆直列
につながり、１−ランジスタとダイオードとに交互に電
流が流れる動作は共通である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、ダイオードの逆耐圧回復を。

トランジスタをオンさせて直流電源電圧を直接印加する
ことによって行っている。ところが６ダイオードは電流
が流れている状態および電流が流れ終わった直後では、
逆電圧を印加しても耐圧を直ちには回復しないため、大
きなリカバリ電流がダイオードおよび１−ランジスタに
流Ｊ１．る８このため、ダイオードおよびスイッチ素子
で大きな電圧損失を発生するという問題があった。

本発明の目的は、ダイオードのリカバリ電流を制御する
手段を提供することにより、電力損失を低減し、高効率
で高信頼性を有する電源回路髪得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、ダイオードの耐圧回復時のりカバリ電流を
抑制する素子を挿入し、突入電流を抑えることによって
達成される。

〔作用〕

ダイオードと直列に用いたチョークコイルは、突入的な
リカバリ電流尖頭値を抑制し、上記チョークコイルと並
列の回路は、ダイオードが逆耐圧を回復したとぎにお１
ブる。チョークコイル内蔵エネルギを消費させる作用を
する。これによってリカバリ電流を抑圧することができ
、スイッチング損失を減少させることが可能になる。

〔実施例〕

つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。

第１図は本発明によるスイッチング電源回路の一実施例
を示す回路図、第２図はスイッチ素子の電流波形図、第
３図はスイッチ素子の電圧波形図、第４図はダイオード
の電流波形図、第５図はダイオードの電圧波形図、第６
図はチョークコイルの電圧波形図である。第Ｊ−図に示
した実施例は１本発明を昇圧形スイッチング電源回路に
適用した例を示す、交流電源１より全波整流器２．チョ
ークコイル３、ダイオード４．チョークコイル５を通し
てコンデンサ６が電源電圧で充電される。つぎに、スイ
ッチ素子７が導通するとチョークコイル３に電源電圧が
加わり、チョークコイル３内の電流が増加する。続いて
スイッチ素子７を強制的にオフすると、チョークコイル
３に流九でいた電流はダイオード４およびチョークコイ
ル５を通してコンデンサ６に流れ込み、引続き」上記コ
ンデンサ６を充電する。このとき、チョークコイル３の
両端電圧が電流と逆極性であるため、チョークコイル３
内の電流は時間とともに減少する。上記のように、スイ
ッチ素子７のオンオフによってコンデンサ６を充電する
。いま、スイッチ素子７がオンになると、ダイオード４
とチョークコイル５との直列回路にコンデンサ６の充電
電圧が印加される。

このとき、ダイオード４はまだ耐圧が回復できていない
が、チョークコイル５で印加電圧をおうため、第２図に
示すようにダイオード４のリカバリ電流の尖頭値が抑制
される。同時に、チョークコイル５にコンデンサ６の充
１ｔｆｆｉ圧の大部分が印加されるため、スイッチ素子
７の導通時に発生する電圧も第３図に示すように減少し
、上記スイッチ素子７のオン時の損失が小さくなる。

ダイオード４の電流・電圧波形をそＪｌぞれ第４図およ
び第５図に示す。

上記ダイオード４が逆耐圧を回復するとき、通電電流が
急速に零になる。すると、チョークコイル５の電流はダ
イオード８を通してコンデンサ９および抵抗１０に流れ
、最終的にはチョークコイルＳの残留エネルギが抵抗１
０で消費される。ダイオード８とコンデンサ９ど抵抗１
０とよりなる回路、いわゆるスナバ回路と呼ばれるもの
である。

上記説明では挿入チョークコイル５を線形インダクタン
スとして記したが、可飽和形インダクタを用いれば、チ
ョークコイル５が小形化でき、かつ動作的にも良好にな
る。すなわち、リカバリ電流抑制のためにはチョークコ
イル５のインダクタンスが十分大きいことが望ましく、
その他の通電領域ではインダクタンスが出力特性に影響
を与えぬように、むしろ小さい方がよいからである。ま
た、高インダクタンスが必要な領域は、リカバリ電流発
生時の小電流高速変化時であるため、小形な可飽和チョ
ークコイルでよい。

〔発明の効果〕

上記のように本発明によるスイッチング電源回路は、高
速で展開する片方向性スイッチ素子と、該スイッチ素子
に対し逆極性に接続したダイオードとからなるスイッチ
ング電源回路において、上記ダイオードを第１のダイオ
ードとしたとき、上記第１のダイオードと直列にチョー
クコイルを接続するとともに、第１のダイオードと同じ
向きに設けた第２のダイオードと、上記チョークコイル
内に蓄積したエネルギを消費させる素子との直列回路を
、上記チョークコイルの両端に接続したことにより、タ
ーンオフ時におけるスイッチ素子およびダイオードの、
スイッチング損失を少なくできるので、効率改善の効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスイッチング電源回路の一実施例
を示す回路図、第２図はスイッチ素子の電流波形図、第
３図はスイッチ素子の電圧波形図。 第４図はダイオードの電流波形図、第５図はダイオード
の電圧波形図、第６図はチョークコイルの電圧波形図で
ある。 ４・・・第１のダイオード、５・・・チョークコイル、
７・・・スイッチ素子、８・・・第２のダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、高速で開閉する片方向性スイッチ素子と、該スイッ
   チ素子に対し逆極性に接続したダイオードとからなるス
   イッチング電源回路において、上記ダイオードを第１の
   ダイオードとしたとき、上記第１のダイオードと直列に
   チョークコイルを接続するとともに、第１のダイオード
   と同じ向きに設けた第２のダイオードと、上記チョーク
   コイル内に蓄積したエネルギを消費させる素子との直列
   回路を、上記チョークコイルの両端に接続したことを特
   徴とするスイッチング電源回路。