JPH0811060Y2 - スイッチング電源回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、スイッチング電源回路の低損失化および低
ノイズ化に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の技術は、特開昭62−48264号公報に記載のよう
に、パワースイッチターン・オン時の損失は低減されて
いるが皆無ではない。また、スパイク電流による高調波
ノイズも発生している。以上パワースイッチターン・オ
ン時の損失およびスパイク電流による高調波ノイズを皆
無することが本考案の背景である。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、第３図，第４図に示されるようにト
ランジスタ２等のパワースイッチターン・オン時の損失
低減のため、遅延回路を含む駆動回路３により、トラン
ジスタ２がしゃ断後のコレクタ・エミッタ間電圧が低下
し始める瞬時から、共振周波数のほぼ1/2サイクル後t₁
の瞬時にトランジスタ２をターン・オンさせるようにし
ている。このため、トランジスタ２のコレクタ・エミッ
タ間に高い電圧が印加されている場合があり、少なくと
もトランジスタ２ターン・オン時には、コンデンサ４の
大きな放電電流が流れ、トランジスタ２のコレクタ・エ
ミッタ間電圧との積により、ターン・オン時のコレクタ
損失10を発生する。また、コンデンサ４の放電電流は、
スパイク電流９となるため、広範囲な周波数帯にわたり
高調波ノイズを発生する。

以上のように、トランジスタ等のパワースイッチター
ン・オン時の大きな損失およびスパイク性電流による高
調波ノイズのため、スイッチング電源の高周波化を低コ
ストで容易に行なうことができなかった。

本考案は、上記の通りパワースイッチターン・オン時
の損失およびスパイク電流による高調波ノイズを皆無に
することを目的とし、安価で品質の良いスイッチング電
源回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため第１図，第２図に示すよう
に、変成器１の二次側整流器５の電流しゃ断の後に、遅
延回路を含む駆動回路３によりトランジスタ２と整流器
５に電流が流れない期間t₁を発生させる。この期間は、
変成器１と前記コンデンサ４による直列共振周波数によ
る発振にしたがってトランジスタ２の両端電圧が低下す
る。この時、変成器１は、巻数比n,二次側出力電圧V_O，
一次側入力電圧V_i，ダイオード順方向電圧V_Fとした場
合、動作範囲内において （V_i−ｎV_O）＜-V_F となるように調整する。また、トランジスタ２のコレク
タと変成器一次側巻線との接続点にダイオード７のカソ
ードを、アノードはエミッタに接続する構成とする。

〔作用〕

前記技術的手段により、トランジスタ２の両端には、
負の電圧が印加される。この時、トランジスタ２のコレ
クタとエミッタ間に接続されている前記ダイオード７が
順方向バイアスとなり導通する。これにより、トランジ
スタ２のコレクタ・エミッタ間は、低い負電圧（ダイオ
ード順方向電圧）でクランプされる。このため、トラン
ジスタ２のコレクタ・エミッタ間に負の電圧が印加され
ている期間t₂は、コンデンサ４の両端に電圧が印加され
ない。したがって、トランジスタ２等のパワースイッチ
のターン・オンをこの期間t₂内に行なうことにより、コ
ンデンサ４による放電電流９が流れないため、ターン・
オン時のコレクタ損失10およびスパイク電流によるノイ
ズは皆無となる。また、ダイオード７が導通時は、ダイ
オード電流は、変成器１→入力電源８へ流れ、エネルギ
ーを電源へ帰還する作用を伴なうため、従来技術に対し
効率が改善される。

本項の中で、パワースイッチとしてバイポーラトラン
ジスタを一例としてあげたが、電解効果トランジスタ，
サイリスタ等のスイッチ素子にも採用可能である。ま
た、トランジスタ２が直列共振電圧による逆バイアスを
受け、逆トランジスタとして動作し、ダイオード７と同
様のクランプ動作をする場合、ダイオード７は削除可能
である。

〔実施例〕

第１図，第２図は、本考案を説明するための図である
が、そのまま実施可能である。動作については、（課題
を解決するための手段）・（作用）の項で述べている。

以上、本考案により、パワースイッチのターン・オン
時の損失が皆無となるばかりでなく、ターン・オン時の
スパイク電流が流れないため高調波ノイズが発生しない
効果がある。

〔考案の効果〕

本考案によれば、パワースイッチターン・オン時の損
失およびスパイク電流による高調波ノイズを皆無にでき
る。これにより損失は、従来の方法に比較し約35％低減
される。このため、パワースイッチの熱容量は、小容量
のものとなり低コスト化できる。また、パワースイッチ
の損失が低減された分だけ高周波動作が可能となり、変
成器の高周波動作による小形化・低コスト化ができる。

また、スパイク電流が発生しないため、ノイズ除去用
のコイル，コンデンサ等が低減でき回路の簡素化および
低コスト化ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本考案の実施例を示す図、第３図，第
４図は従来の実施例を示す図である。 １…変成器、２…トランジスタ、３…遅延回路を含む駆
動回路、４…コンデンサ、５……整流器、７…ダイオー
ド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】スイッチング電源回路において、変成器の
   一次巻線の一方に非安定化電源を接続し、他の一方に直
   列にパワースイッチを接続し、かつ、変成器の二次巻線
   に出力電圧を発生するための整流器を結合し、また、前
   記パワースイッチは、コンデンサが並列に接続され変成
   器と直列共振回路を構成し、また、パワースイッチと変
   成器の一次巻線との接続点にダイオードのカソードを接
   続し、アノードはパワースイッチの他の一端に接続さ
   れ、 これにより、パワースイッチ両端間に発生する直列共振
   周波数による発生電圧のうち負極性電圧がダイオードに
   より低い負電位にクランプされる構成とし、前記パワー
   スイッチは、変成器の二次巻線に接続される整流器の電
   流の遮断を検出し、パワースイッチのターン・オンを強
   制的に遅らせる遅延回路を含む駆動回路によって制御さ
   れ、このときパワースイッチのターン・オンは、整流器
   電流の遮断に対して遅れるように設定し、この駆動電流
   により、パワースイッチの遮断開始と同時に、パワース
   イッチの両端電圧は変成器の一次及び二次間巻数比によ
   る所定値まで増大し、変成器の二次側の整流器電流が遮
   断するまで維持され、 整流器電流の遮断と同時に遅延回路が動作し、前記パワ
   ースイッチと整流器に電流が流れない期間が発生し、変
   成器と前記コンデンサによる直列共振周波数による発振
   に従ってパワースイッチの両端電圧が低下し、このと
   き、両端電圧に負極性電圧も同時に発生するよう変成器
   巻数比が設定され、このパワースイッチ両端電圧が負極
   性となり、前記ダイオードにより低い電位にクランプさ
   れている区間にパワースイッチをターン・オンさせるよ
   うにしたことを特徴とするスイッチング電源回路。