JPH0630559A - 共振形スイッチング電源 - Google Patents
共振形スイッチング電源Info
- Publication number
- JPH0630559A JPH0630559A JP4204448A JP20444892A JPH0630559A JP H0630559 A JPH0630559 A JP H0630559A JP 4204448 A JP4204448 A JP 4204448A JP 20444892 A JP20444892 A JP 20444892A JP H0630559 A JPH0630559 A JP H0630559A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- series
- transformer
- switching power
- resonance
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 トランスの１次２次巻線間の結合を密として
トランスの効率をあげると同時に、スイッチング電源か
ら発生する入力帰還雑音を低減した共振形スイッチング
電源を得る。 【構成】 ２つのスイッチ素子を直列に接続したアーム
を２組有し、各々のアームのスイッチ素子の接続点の間
に共振リアクトル、共振コンデンサ、絶縁用トランスの
１次巻線が直列に接続されるフルブリッジ直列共振形ス
イッチング電源において、絶縁用トランスの１次巻線を
直列に２分割し、第１の巻線の一端を第１のアームのス
イッチ素子の接続点に接続し、第２の巻線の一端を第２
のアームのスイッチ素子の接続点に接続し、第１の巻線
の他端と第２の巻線の他端の間に共振リアクトルと共振
コンデンサとを直列に接続した共振形スイッチング電
源。
トランスの効率をあげると同時に、スイッチング電源か
ら発生する入力帰還雑音を低減した共振形スイッチング
電源を得る。 【構成】 ２つのスイッチ素子を直列に接続したアーム
を２組有し、各々のアームのスイッチ素子の接続点の間
に共振リアクトル、共振コンデンサ、絶縁用トランスの
１次巻線が直列に接続されるフルブリッジ直列共振形ス
イッチング電源において、絶縁用トランスの１次巻線を
直列に２分割し、第１の巻線の一端を第１のアームのス
イッチ素子の接続点に接続し、第２の巻線の一端を第２
のアームのスイッチ素子の接続点に接続し、第１の巻線
の他端と第２の巻線の他端の間に共振リアクトルと共振
コンデンサとを直列に接続した共振形スイッチング電
源。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は共振形スイッチング電源
に関し、特にスイッチング電源から発生するノイズ低減
に関するものである。
に関し、特にスイッチング電源から発生するノイズ低減
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】近年、共振コンデンサと共振
リアクトルとを直列に接続して直列共振回路を構成し、
この共振回路に流れる共振電流を利用して低ノイズ、高
効率の電力変換を行う、いわゆる共振形スイッチング電
源が実用化されている。このスイッチング電源では入出
力間の絶縁と電圧変換を行う目的から、絶縁用のトラン
スを使用する場合が多い。
リアクトルとを直列に接続して直列共振回路を構成し、
この共振回路に流れる共振電流を利用して低ノイズ、高
効率の電力変換を行う、いわゆる共振形スイッチング電
源が実用化されている。このスイッチング電源では入出
力間の絶縁と電圧変換を行う目的から、絶縁用のトラン
スを使用する場合が多い。
【０００３】このようなスイッチング電源においては、
トランスの１次側に換算されたトランスのもれインダク
タンスが共振リアクトルの一部として作用するため、そ
のもれインダクタンスによるトランスの発熱を避けてト
ランスの効率をあげるため、１次２次巻線を密結合とし
て、もれインダクタンスを極力小さくする必要がある。
トランスの１次側に換算されたトランスのもれインダク
タンスが共振リアクトルの一部として作用するため、そ
のもれインダクタンスによるトランスの発熱を避けてト
ランスの効率をあげるため、１次２次巻線を密結合とし
て、もれインダクタンスを極力小さくする必要がある。
【０００４】直列共振回路を用いたスイッチング電源の
従来例を図３により説明する。同図において、１は商用
交流電源を整流平滑した直流電源または蓄電池などの電
圧源であり、２〜５は逆方向の電流も通電可能なフライ
ホイールダイオードを具備したスイッチ素子である。ス
イッチ素子２、３の接続点とスイッチ素子４、５の接続
点には共振リアクトル６、共振コンデンサ７とトランス
２０が直列に接続されている。
従来例を図３により説明する。同図において、１は商用
交流電源を整流平滑した直流電源または蓄電池などの電
圧源であり、２〜５は逆方向の電流も通電可能なフライ
ホイールダイオードを具備したスイッチ素子である。ス
イッチ素子２、３の接続点とスイッチ素子４、５の接続
点には共振リアクトル６、共振コンデンサ７とトランス
２０が直列に接続されている。
【０００５】スイッチ素子２と５、および３と４は交互
に同時導通し、トランスと共振リアクトル、共振コンデ
ンサから構成される直列共振回路に、入力電源電圧を交
互に極性を反転して印加する。この周波数はトランスや
共振リアクトル等を小型化するために、一般的には数十
ｋＨｚの高周波が用いられる。
に同時導通し、トランスと共振リアクトル、共振コンデ
ンサから構成される直列共振回路に、入力電源電圧を交
互に極性を反転して印加する。この周波数はトランスや
共振リアクトル等を小型化するために、一般的には数十
ｋＨｚの高周波が用いられる。
【０００６】トランスの２次巻線２３に発生する高周波
電圧は整流ダイオード８によって整流され、平滑コンデ
ンサ９によりリップルの少ない直流電圧に変換される。
電圧は整流ダイオード８によって整流され、平滑コンデ
ンサ９によりリップルの少ない直流電圧に変換される。
【０００７】ここでスイッチ素子２と５が導通した場合
を考えると、等価回路は図４（Ａ）のようになる。この
時トランスの１次巻線は入力電源の負側に接続される。
次にスイッチ素子３と４が導通した場合を考えると等価
回路は図４（Ｂ）のようになり、この時はトランスの１
次巻線は入力電源の正側に接続される。
を考えると、等価回路は図４（Ａ）のようになる。この
時トランスの１次巻線は入力電源の負側に接続される。
次にスイッチ素子３と４が導通した場合を考えると等価
回路は図４（Ｂ）のようになり、この時はトランスの１
次巻線は入力電源の正側に接続される。
【０００８】このようにスイッチング動作にともなっ
て、トランスの１次巻線は入力電源の正側と負側に交互
に接続される。この時トランスの１次２次巻線間の浮遊
容量２６により１次巻線と静電結合された２次巻線の電
位は、スイッチング動作にともない入力電源の正側と負
側を往復する。その結果、１次２次巻線間の浮遊容量が
充放電されトランスの１次回路と２次回路間にコモンモ
ード（同相）のノイズ電流が流れる。以上のような理由
によって、トランスの温度を下げる目的で巻線間の結合
のよいトランスを用いれば、スイッチング電源の入力帰
還雑音が増加するという問題点があった。
て、トランスの１次巻線は入力電源の正側と負側に交互
に接続される。この時トランスの１次２次巻線間の浮遊
容量２６により１次巻線と静電結合された２次巻線の電
位は、スイッチング動作にともない入力電源の正側と負
側を往復する。その結果、１次２次巻線間の浮遊容量が
充放電されトランスの１次回路と２次回路間にコモンモ
ード（同相）のノイズ電流が流れる。以上のような理由
によって、トランスの温度を下げる目的で巻線間の結合
のよいトランスを用いれば、スイッチング電源の入力帰
還雑音が増加するという問題点があった。
【０００９】また、図５に示すようにコモンモードチョ
ークコイル３０を回路中に挿入し、前記のコモンモード
のノイズ電流を抑制する方法が使用される場合も多い。
しかしこの方法では主回路中に鉄芯を実装するため、配
線長が長くなり損失が増大するとともに、コストが上昇
するという問題点があった。
ークコイル３０を回路中に挿入し、前記のコモンモード
のノイズ電流を抑制する方法が使用される場合も多い。
しかしこの方法では主回路中に鉄芯を実装するため、配
線長が長くなり損失が増大するとともに、コストが上昇
するという問題点があった。
【００１０】そこで、本発明の目的はトランスの１次２
次巻線間の結合を密としてトランスの効率をあげると同
時に、同相のノイズ電流を低減して低入力帰還雑音のス
イッチング電源を提供することにある。
次巻線間の結合を密としてトランスの効率をあげると同
時に、同相のノイズ電流を低減して低入力帰還雑音のス
イッチング電源を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、２つのスイッチ素子を直列に接続したアー
ムを２組有し、各々のアームのスイッチ素子の接続点の
間に共振リアクトル、共振コンデンサ、絶縁用トランス
の１次巻線が直列に接続されるフルブリッジ直列共振形
スイッチング電源において、絶縁用トランスの１次巻線
を直列に２分割し、第１の巻線の一端を第１のアームの
スイッチ素子の接続点に接続し、第２の巻線の一端を第
２のアームのスイッチ素子の接続点に接続し、第１の巻
線の他端と第２の巻線の他端の間に共振リアクトルと共
振コンデンサとを直列に接続することとした。
に本発明は、２つのスイッチ素子を直列に接続したアー
ムを２組有し、各々のアームのスイッチ素子の接続点の
間に共振リアクトル、共振コンデンサ、絶縁用トランス
の１次巻線が直列に接続されるフルブリッジ直列共振形
スイッチング電源において、絶縁用トランスの１次巻線
を直列に２分割し、第１の巻線の一端を第１のアームの
スイッチ素子の接続点に接続し、第２の巻線の一端を第
２のアームのスイッチ素子の接続点に接続し、第１の巻
線の他端と第２の巻線の他端の間に共振リアクトルと共
振コンデンサとを直列に接続することとした。
【００１２】
【作用】本発明においてトランスの１次巻線を２分割と
しその間に共振コンデンサと共振リアクトルを挿入した
ことによって、密結合のトランスを使用しても、スイッ
チング動作にともなうトランスの２次巻線の電位変化量
が少なく、１次２次巻線間に流れる同相のノイズ電流が
低減できる。
しその間に共振コンデンサと共振リアクトルを挿入した
ことによって、密結合のトランスを使用しても、スイッ
チング動作にともなうトランスの２次巻線の電位変化量
が少なく、１次２次巻線間に流れる同相のノイズ電流が
低減できる。
【００１３】
【実施例】次に図１〜図２を用いて本発明の実施例に係
わるスイッチング電源を説明する。図１は本発明を説明
するための図である。スイッチ素子２、３の接続点とス
イッチ素子４、５の接続点の間にトランス１次巻線の半
分２１、共振リアクトル６、共振コンデンサ７、１次巻
線の残り半分２２を直列に接続している。巻線２１と巻
線２２は同一の巻数であり、２次巻線との結合を各々等
しくなるように設計を行うものとする。
わるスイッチング電源を説明する。図１は本発明を説明
するための図である。スイッチ素子２、３の接続点とス
イッチ素子４、５の接続点の間にトランス１次巻線の半
分２１、共振リアクトル６、共振コンデンサ７、１次巻
線の残り半分２２を直列に接続している。巻線２１と巻
線２２は同一の巻数であり、２次巻線との結合を各々等
しくなるように設計を行うものとする。
【００１４】ここでスイッチ素子２と５が導通した場合
を考えると、等価回路は図２（Ａ）のようになる。この
時トランスの１次巻線２１は入力電源の正側に、同２２
は負側に接続される。次にスイッチ素子３と４が導通し
た場合を考えると等価回路は図２（Ｂ）のようになり、
この時はトランスの１次巻線２２が入力電源の正側に、
同２１が負側に接続される。
を考えると、等価回路は図２（Ａ）のようになる。この
時トランスの１次巻線２１は入力電源の正側に、同２２
は負側に接続される。次にスイッチ素子３と４が導通し
た場合を考えると等価回路は図２（Ｂ）のようになり、
この時はトランスの１次巻線２２が入力電源の正側に、
同２１が負側に接続される。
【００１５】つぎに、１次２次巻線間の浮遊容量を考え
る。１次巻線２１と２次巻線２３との浮遊容量２４をＣ
１とし、１次巻線の他方２２と２次巻線２３との浮遊容
量２５をＣ２とすれば、巻線間の結合が等しいことによ
り浮遊容量も等しくＣ１＝Ｃ２となる。
る。１次巻線２１と２次巻線２３との浮遊容量２４をＣ
１とし、１次巻線の他方２２と２次巻線２３との浮遊容
量２５をＣ２とすれば、巻線間の結合が等しいことによ
り浮遊容量も等しくＣ１＝Ｃ２となる。
【００１６】Ｃ１＝Ｃ２であれば、図２（Ａ）と図２
（Ｂ）の各スイッチングの状態において、２次巻線２３
の入力電源に対する電位の変化は発生しない。この結
果、トランスの１次回路と２次回路間にコモンモード
（同相）のノイズ電流が流れるのを防止できる。
（Ｂ）の各スイッチングの状態において、２次巻線２３
の入力電源に対する電位の変化は発生しない。この結
果、トランスの１次回路と２次回路間にコモンモード
（同相）のノイズ電流が流れるのを防止できる。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によればトラ
ンスの１次巻線の接続方法を変更することによって、ト
ランスの発熱を避けることが出来ると同時に、スイッチ
ング電源から発生する入力帰還雑音を低減できる。
ンスの１次巻線の接続方法を変更することによって、ト
ランスの発熱を避けることが出来ると同時に、スイッチ
ング電源から発生する入力帰還雑音を低減できる。
【図１】本発明の一実施例を示す共振形スイッチング電
源の回路図
源の回路図
【図２】（Ａ）図１においてスイッチ素子２と５が導通
している状態の等価回路図 （Ｂ）図１においてスイッチ素子３と４が導通している
状態の等価回路図
している状態の等価回路図 （Ｂ）図１においてスイッチ素子３と４が導通している
状態の等価回路図
【図３】従来の共振形スイッチング電源の回路図
【図４】（Ａ）図３においてスイッチ素子２と５が導通
している状態の等価回路図 （Ｂ）図３においてスイッチ素子３と４が導通している
状態の等価回路図
している状態の等価回路図 （Ｂ）図３においてスイッチ素子３と４が導通している
状態の等価回路図
【図５】従来のコモンモードのノイズ電流抑制例を示す
図
図
１ 入力電源 ２〜５ スイッチ素子 ６ 共振リアクトル ７ 共振コンデンサ ８ 整流ダイオード ９ 平滑コンデンサ 20 トランス 21 第１の巻線 22 第２の巻線 23 ２次巻線
Claims (1)
- 【請求項１】 ２つのスイッチ素子を直列に接続したア
ームを２組有し、各々のアームのスイッチ素子の接続点
の間に共振リアクトル、共振コンデンサ、絶縁用トラン
スの１次巻線が直列に接続されるフルブリッジ直列共振
形スイッチング電源において、絶縁用トランスの１次巻
線を直列に２分割し、第１の巻線の一端を第１のアーム
のスイッチ素子の接続点に接続し、第２の巻線の一端を
第２のアームのスイッチ素子の接続点に接続し、第１の
巻線の他端と第２の巻線の他端の間に共振リアクトルと
共振コンデンサとを直列に接続したことを特徴とする共
振形スイッチング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4204448A JPH0630559A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 共振形スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4204448A JPH0630559A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 共振形スイッチング電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0630559A true JPH0630559A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16490698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4204448A Pending JPH0630559A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 共振形スイッチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630559A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100609138B1 (ko) * | 2004-12-23 | 2006-08-08 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 병렬 공진형 ｄｃ/ｄｃ 컨버터 |
| CN102769384A (zh) * | 2011-05-02 | 2012-11-07 | 三垦电气株式会社 | 直流转换装置 |
| CN103368404A (zh) * | 2013-08-02 | 2013-10-23 | 陶顺祝 | 一种集成电感谐振变换器 |
| JP2020150640A (ja) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP4204448A patent/JPH0630559A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100609138B1 (ko) * | 2004-12-23 | 2006-08-08 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 병렬 공진형 ｄｃ/ｄｃ 컨버터 |
| CN102769384A (zh) * | 2011-05-02 | 2012-11-07 | 三垦电气株式会社 | 直流转换装置 |
| CN103368404A (zh) * | 2013-08-02 | 2013-10-23 | 陶顺祝 | 一种集成电感谐振变换器 |
| WO2015014142A1 (zh) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | Tao Shunzhu | 一种集成电感谐振变换器 |
| JP2020150640A (ja) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
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