JPH09252576A - 直流−直流変換装置のスナバ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体スイッチング素子の電圧上昇率を抑制
して損失を少なくし、スナバ回路の発生損失を低減す
る。 【解決手段】 直流電源１，半導体スイッチ素子２１，
ダイオード３１および変圧器４からなる１石フォワード
型コンバータに、半導体スイッチ素子２２およびダイオ
ード３２を図示のように接続するとともに、スナバ回路
８および補助回路９を接続することで、クランプ形のス
ナバ回路７の適用を可能としつつ、半導体スイッチ素子
２１のターンオフ時の電圧上昇率を抑制してスイッチン
グ損失を低減させ、半導体スイッチ素子２１のオン時に
コンデンサを逆充電することで、スナバエネギーを有効
利用し発生損失を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、直流電源から絶
縁された直流電力を取り出す直流−直流変換装置のスナ
バ回路、特に小型で低損失のスナバ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１に１石フォワード型直流−直流変
換装置の従来例を示す。同図に示すように、直流電源１
の正極側端子には変圧器４の一次巻線４１とリセット巻
線４２との接続点が、変圧器４の一次巻線４１の他方の
端子と直流電源１の負極側端子間には半導体スイッチ素
子２１が、変圧器４のリセット巻線４２の他方の端子と
直流電源１の負極側端子間にはダイオード３２が、変圧
器４の二次巻線４３には整流回路５が、整流回路５には
平滑フィルタ６がそれぞれ接続されて構成されている。

【０００３】図１８に図１１の動作波形を示す（図１１
のような回路とその動作は、例えば１９８４年誠文堂新
光社発行「スイッチングレギュレータの設計方法とパワ
ーデバイスの使いかた」１８〜１９頁，９５〜９９頁の
記載をはじめとして、良く知られている）。いま、半導
体スイッチ素子２１がオンの期間に変圧器４を正方向
に励磁し、整流回路５および平滑フィルタ６を介して負
荷に直流電力を供給する。これに対し、半導体スイッチ
素子２１がオフの期間には変圧器４の励磁エネルギー
が、リセット巻線４２およびダイオード３２を介して直
流電源１に回生される。

【０００４】図１１の回路では、半導体スイッチ素子２
１のターンオフ時、半導体スイッチ素子２１のはね上が
り電圧を抑制するとともに、電圧上昇率（ｄｖ／ｄｔ）
を小さくしてスイッチング損失を低減するため、半導体
スイッチ素子２１には図１７（イ），（ロ）に示すよう
なスナバ回路１２が並列に接続される。なお、図１７
（イ）はコンデンサ１２１と抵抗１２２の直列回路であ
り、図１７（ロ）はコンデンサ１２３とダイオード１２
５とを直列接続し、ダイオード１２５と並列に放電抵抗
１２４を接続したものである。これにより、コンデンサ
１２１，１２３が吸収したエネルギーは、次に半導体ス
イッチ素子２１がオンしている期間に、放電抵抗１２
２，１２４へ放出される。

【０００５】図１２に図１１の変形例を示す。図１１と
の相違点は、スナバ回路１２を省略し、ダイオード３１
の一方の端子を変圧器一次巻線４１と半導体スイッチ素
子２１との接続点に、半導体スイッチ素子２２の一方の
端子を変圧器リセット巻線４２とダイオード３２との接
続点に、また、ダイオード３１の他方の端子を半導体ス
イッチ素子２２の他方の端子に、スナバ回路７をダイオ
ード３１と半導体スイッチ素子２２との接続点と、半導
体スイッチ素子２１とダイオード３２との接続点間にそ
れぞれ接続する。ここでは、スナバ回路７はコンデンサ
で示している。

【０００６】図１９に図１２の動作波形を示す。直流出
力動作は図１１の場合と同様なので省略し、スナバ回路
７によるエネルギー回生動作について説明する。半導体
スイッチ素子２１のターンオフ時にはダイオード３１が
導通し、半導体スイッチ素子２１のはね上がり電圧を抑
制し、はね上がり電圧分のエネルギーがスナバ回路７で
吸収される。次に、半導体スイッチ素子２１をオンして
いる期間に半導体スイッチ素子２２をオンし、スナバ
回路７で吸収したエネルギーを負荷に放出する。

【０００７】図１３に２石フォワード型直流−直流変換
装置の従来例を示す。同図に示すように、直流電源１の
正極側端子には半導体スイッチ素子２２の一方の端子
が、半導体スイッチ素子２２の他方の端子には変圧器一
次巻線４１の一方の端子が、変圧器一次巻線４１の他方
の端子には半導体スイッチ素子２１の一方の端子が、半
導体スイッチ素子２１の他方の端子には直流電源１の負
極側端子が、直流電源１の正極側端子と変圧器一次巻線
４１と半導体スイッチ素子２１の接続点間にはダイオー
ド３１が、変圧器一次巻線４１と半導体スイッチ素子２
２の接続点と直流電源１の負極側端子間にはダイオード
３２が、変圧器二次巻線４３には整流回路５が、整流回
路５には平滑フィルタ６がそれぞれ接続されて構成され
る。

【０００８】図２０に図１３の動作波形を示す。すなわ
ち、図１３の半導体スイッチ素子２１および２２をオン
している期間に変圧器４を正方向に励磁し、整流回路
５および平滑フィルタ６を介して負荷に直流電力を供給
する。次に、半導体スイッチ素子２１および２２をオフ
している期間に、変圧器４の励磁エネルギーを変圧器
一次巻線４１，ダイオード３１およびダイオード３２を
介して直流電源１に回生する。図１３の回路でも、半導
体スイッチ素子２１および２２のはね上がり電圧抑制お
よび電圧上昇率抑制のために、半導体スイッチ素子２１
および２２には図１７に示すようなスナバ回路が並列に
接続される。

【０００９】図１４にハーフブリッジ型直流−直流変換
装置の従来例を示す。ここでは、直流電源１の正極側端
子には半導体スイッチ素子２２の一方の端子とコンデン
サ１８の一方の端子が、半導体スイッチ素子２２の他方
の端子には半導体スイッチ素子２１の一方の端子と変圧
器一次巻線４１の一方の端子が、コンデンサ１８の他方
の端子にはコンデンサ１７の一方の端子と変圧器一次巻
線４１の他方の端子が、変圧器二次巻線４３には整流回
路５が、整流回路５には平滑フィルタ６がそれぞれ接続
されて構成されている。

【００１０】図２１に図１４の動作波形を示す。すなわ
ち、図１４の半導体スイッチ素子２２をオンしている期
間に変圧器４を正方向に励磁し、半導体スイッチ素子
２１をオンしている期間に変圧器４を負方向に励磁す
る。このような動作を繰り返すことにより、直流電源１
から整流回路５および平滑フィルタ６を介して負荷に直
流電力を供給するものである。図１４の回路でも、半導
体スイッチ素子２１および２２のはね上がり電圧抑制お
よび電圧上昇率抑制のため、半導体スイッチ素子２１お
よび２２には図１７に示すようなスナバ回路が並列に接
続される。

【００１１】図１５にプッシュプル型直流−直流変換装
置の従来例を示す。ここでは、直流電源１の正極側端子
には直流リアクトル１９を介して変圧器４のセンタータ
ップ端子（中間端子）が、変圧器一次巻線４１の一方の
端子には半導体スイッチ素子２１の一方の端子が、変圧
器一次巻線４４の一方の端子には半導体スイッチ素子２
２の一方の端子が、半導体スイッチ素子２１の他方の端
子には半導体スイッチ素子２２の他方の端子および直流
電源１の負極側端子が、変圧器二次巻線４３には整流回
路５が、整流回路５には平滑フィルタ６がそれぞれ接続
されて構成されている。

【００１２】図２２に図１５の動作波形を示す。すなわ
ち、図１５の半導体スイッチ素子２１および２２を同時
にオンしている期間およびに直流リアクトル１９に
エネルギーを蓄え、半導体スイッチ素子２１がオンして
いる期間に変圧器４を正方向に励磁し、半導体スイッ
チ素子２２がオンしている期間に変圧器４を負方向に
励磁する。この動作を繰り返すことにより、直流電源１
から整流回路５および平滑フィルタ６を介して負荷に直
流電力を供給するものである。図１５の回路でも、半導
体スイッチ素子２１および２２のはね上がり電圧抑制お
よび電圧上昇率抑制のため、半導体スイッチ素子２１お
よび２２には図１７に示すようなスナバ回路が並列に接
続される。

【００１３】図１６に図１５の変形例を示す。図１５と
の相違点は、スナバ回路１２，１３を省略し、半導体ス
イッチ素子２３の一方の端子を変圧器一次巻線４１と半
導体スイッチ素子２１との接続点に、半導体スイッチ素
子２４の一方の端子を変圧器一次巻線４４と半導体スイ
ッチ素子２２との接続点に、半導体スイッチ素子２３の
他方の端子を半導体スイッチ素子２４の他方の端子に、
スナバ回路７を半導体スイッチ素子２３と半導体スイッ
チ素子２４との接続点と、半導体スイッチ素子２１と半
導体スイッチ素子２２との接続点にそれぞれ接続した点
にある。図１６では、スナバ回路７はコンデンサで示さ
れる。

【００１４】図２３に図１６の動作波形を示す。その直
流出力動作については図１５の場合と同様なので省略
し、ここではスナバ回路７によるエネルギー回生動作に
つき説明する。半導体スイッチ素子２１のターンオフ時
には、半導体スイッチ素子２３に逆並列に接続されてい
るダイオードが導通し、半導体スイッチ素子２１のはね
上がり電圧を抑制し、はね上がり電圧分のエネルギーが
スナバ回路７で吸収される。次に、半導体スイッチ素子
２１をオンしている期間に半導体スイッチ素子２４を
オンし、スナバ回路７で吸収したエネルギーを負荷に放
出する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記図１１，図１３，
図１４および図１５に示す従来例に対し、図１７（イ）
のようなスナバ回路を用いた場合、半導体スイッチ素子
の電圧上昇率を抑制することができず、スナバコンデン
サで吸収したエネルギーを放電抵抗で消費する。また、
図１７（ロ）のようなスナバ回路を用いた場合、半導体
スイッチ素子の電圧上昇率を抑制することはできるが、
スナバコンデンサで吸収したエネルギーを放電抵抗で消
費する点は同じである。図１２および図１６に示す従来
例では、スナバコンデンサで吸収したエネルギーを回生
することはできるが、半導体スイッチ素子の電圧上昇率
を抑制することができない。

【００１６】つまり、従来回路において、直流電源の電
圧および半導体スイッチ素子の動作周波数が高くなる
と、図１７（イ）のスナバ回路，図１２および図１６の
回路では、半導体スイッチ素子のスイッチング損失が大
きくなり、また、図１７（イ）および（ロ）のスナバ回
路では、放電抵抗における発生損失が大きくなる。この
ことにより、従来のものでは、装置の変換効率が低下し
スナバ回路が大型化するという問題がある。したがっ
て、この発明の課題は半導体スイッチ素子の電圧上昇率
を抑制し、スナバ回路を大形化させず、装置の変換効率
を向上させることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
べく、請求項１の発明では、第１のダイオードと第１の
半導体スイッチ素子とを直列接続した第１の直列アーム
と、第２の半導体スイッチ素子と第２のダイオードとを
直列接続した第２の直列アームと、第１のスナバ回路と
を互いに並列に接続し、変圧器一次巻線のリセット巻線
を接続していない側の端子を前記第１の直列アームの直
列接続点に、また、前記変圧器リセット巻線の一次巻線
を接続していない側の端子を前記第２の直列アームの直
列接続点に、さらに、直流電源を変圧器の一次巻線とリ
セット巻線の接続点と前記第１の半導体スイッチ素子と
前記第２のダイオードとの接続点間に並列にそれぞれ接
続し、加えて、前記変圧器二次巻線には整流回路、この
整流回路には平滑回路をそれぞれ接続してなる直流−直
流変換装置において、スナバダイオードとスナバコンデ
ンサとを直列接続した第２のスナバ回路を前記第１の直
列アームの直列接続点と、前記第２の直列アームの直列
接続点との間に接続するとともに、補助ダイオードと補
助リアクトルとの直列回路からなる補助回路を前記第２
のスナバ回路の直列接続点と、前記第１のスナバ回路の
前記直流電源が接続されていない側の端子との間に接続
する。

【００１８】請求項２の発明では、第１のダイオードと
第１の半導体スイッチ素子とを直列接続した第１の直列
アームと、第２の半導体スイッチ素子と第２のダイオー
ドとを直列接続した第２の直列アームと、直流電源とを
互いに並列に接続し、変圧器一次巻線を前記第１の直列
アームの直列接続点と、前記第２の直列アームの直列接
続点との間に接続するとともに、変圧器二次巻線には整
流回路、この整流回路には平滑回路をそれぞれ接続して
なる直流−直流変換装置において、前記直流電源を第
１，第２の直流電源に２分割して互いに直列接続し、第
１のスナバダイオードと第１のスナバコンデンサとを直
列接続した第１のスナバ回路を前記第１の直列アームの
直列接続点と、前記第１の直流電源と第２の直流電源と
の直列接続点との間に接続し、第２のスナバダイオード
と第２のスナバコンデンサとを直列接続した第２のスナ
バ回路を前記第１の直流電源と第２の直流電源との直列
接続点と、前記第２の直列アームの直列接続点との間に
接続するとともに、第１の補助ダイオードと第１の補助
リアクトルとの直列回路からなる第１の補助回路を前記
第１のスナバ回路の直列接続点と前記第２の直流電源の
負極側端子との間に、かつ、第２の補助ダイオードと第
２の補助リアクトルとの直列回路からなる第２の補助回
路を前記第２のスナバ回路の直列接続点と前記第１の直
流電源の正極側端子との間にそれぞれ接続する。

【００１９】請求項３の発明では、半導体スイッチ素子
とダイオードとを逆並列接続した２組のスイッチング素
子を直列接続した第１の直列アームと、２つのコンデン
サを直列接続した第２の直列アームと、直流電源とを互
いに並列に接続し、変圧器一次巻線を前記第１の直列ア
ームの直列接続点と、前記第２の直列アームの直列接続
点との間に接続するとともに、変圧器二次巻線には整流
回路、この整流回路には平滑回路をそれぞれ接続してな
る直流−直流変換装置において、第１のスナバコンデン
サと第１のスナバダイオードとを直列接続した第１のス
ナバ回路と、第２のスナバダイオードと第２のスナバコ
ンデンサとを直列接続した第２のスナバ回路とをそれぞ
れ前記変圧器一次巻線端子間に接続するとともに、第１
の補助ダイオードと第１の補助リアクトルとの直列回路
からなる第１の補助回路を前記第１のスナバ回路の直列
接続点と前記直流電源の負極側端子との間に接続し、第
２の補助ダイオードと第２の補助リアクトルとの直列回
路からなる第２の補助回路を前記第２のスナバ回路の直
列接続点と前記直流電源の正極側端子との間に接続す
る。

【００２０】請求項４の発明では、半導体スイッチ素子
とダイオードとを逆並列接続した２組のスイッチング素
子をそれぞれ直列接続した第１，第２の直列アームと、
第１のスナバ回路とを互いに並列に接続し、中間端子を
備えた変圧器一次巻線を前記第１の直列アームの直列接
続点と、前記第２の直列アームの直列接続点との間に接
続し、直流電源を前記第１のスナバ回路の一方の端子
と、前記変圧器中間端子との間に直流リアクトルを介し
て接続するとともに、変圧器二次巻線には整流回路、こ
の整流回路には平滑回路をそれぞれ接続してなる直流−
直流変換装置において、第１のスナバダイオードと第１
のスナバコンデンサとを直列接続した第２のスナバ回路
と、第２のスナバダイオードと第２のスナバコンデンサ
とを直列接続した第３のスナバ回路とをそれぞれ前記変
圧器一次巻線端子間に接続するとともに、第１の補助ダ
イオードと第１の補助リアクトルとの直列回路からなる
第１の補助回路を前記第２のスナバ回路の直列接続点と
前記第１のスナバ回路の前記直流電源が接続されていな
い側の端子との間に接続し、かつ、第２の補助ダイオー
ドと第２の補助リアクトルとの直列回路からなる第２の
補助回路を前記第３のスナバ回路の直列接続点と前記第
１のスナバ回路の前記直流電源が接続されていない側の
端子との間に接続する。

【００２１】上記いずれの発明においても、半導体スイ
ッチ素子のターンオフ時には、スナバコンデンサにより
半導体スイッチ素子の電圧上昇率を抑制し、半導体スイ
ッチ素子がオンしている期間には、上記スナバコンデン
サと補助回路とで共振回路を構成し、スナバコンデンサ
を逆充電することで、エネルギーを無駄に消費させない
ようにし発生損失を低減させる。これにより、スナバ回
路が大型化せず装置の変換効率が向上する。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施の形
態を示す回路図である。これは、図１２に示すものにス
ナバ回路８と補助回路９を付加して構成される。すなわ
ち、スナバ回路８はスナバダイオード８１とスナバコン
デンサ８２とを直列接続して構成され、変圧器一次巻線
４１の一端と変圧器リセット巻線４２の一端との間に接
続される。補助回路９は補助ダイオード９１と補助リア
クトル９２とを直列接続して構成され、スナバ回路８の
直列接続点とスナバ回路７の直流電源１に接続されてい
ない側の端子間に接続される。

【００２３】図７に図１の動作波形を示す。以下、主と
して図１２との相違点につき説明する。すなわち、半導
体スイッチ素子２１のターンオフ時には、スナバコンデ
ンサ８２は負電圧（スナバダイオード８１と接続されて
いない側が高電位）から正電圧（スナバダイオード８１
と接続されている側が高電位）に徐々に充電し、半導体
スイッチ素子２１の電圧上昇率を抑制する。次に、半導
体スイッチ素子２１がオンしている期間に半導体スイ
ッチ素子２２をオンし、スナバコンデンサ８２に蓄えら
れている電荷を、スナバコンデンサ８２→補助ダイオー
ド９１→補助リアクトル９２→半導体スイッチ素子２２
の経路で放電し、補助リアクトル９２にエネルギーを放
出する。スナバコンデンサ８２が０Ｖに達すると期間
に移り、補助リアクトル９２に蓄えられたエネルギーで
電流が流れ続け、上記と同じ経路でスナバコンデンサ８
２を逆方向に充電する。

【００２４】図２に図１の変形例を示す。これは、直流
電源１の正極側端子を半導体スイッチ素子２１とダイオ
ード３２との接続点に接続し、直流電源１の負極側端子
を変圧器一次巻線４１と変圧器リセット巻線４２との接
続点に接続し、補助回路９をスナバ回路８の直列接続点
とスナバ回路７の直流電源１に接続されていない側の端
子間に接続した他は図１の構成と同じであり、その動作
も図７と同様なので詳細は省略する。

【００２５】図３はこの発明の第２の実施の形態を示す
回路図で、図１３に示すスナバ回路１２，１３の代わり
にスナバ回路８，１０と補助回路９，１１を設けて構成
される。すなわち、直流電源１を直流電源１Ａと直流電
源１Ｂに２分割してこれらを直列に接続し、スナバダイ
オード８１とスナバコンデンサ８２とを直列接続したス
ナバ回路８を変圧器一次巻線４１の一方の端子と直流電
源１Ａと直流電源１Ｂとの直列接続点間に接続し、補助
ダイオード９１と補助リアクトル９２とを直列接続した
補助回路９をスナバ回路８の直列接続点と直流電源１Ｂ
の負極側端子間に接続し、スナバダイオード１０１とス
ナバコンデンサ１０２とを直列接続したスナバ回路１０
を変圧器一次巻線４１の他方の端子と直流電源１Ａと直
流電源１Ｂとの直列接続点間に接続し、補助ダイオード
１１１と補助リアクトル１１２とを直列接続した補助回
路１１をスナバ回路１０の直列接続点と直流電源１Ａの
正極側端子間にそれぞれ接続されて構成される。

【００２６】図８に図３の動作波形を示す。以下、主と
して図１３と相違する点の動作につき説明する。すなわ
ち、半導体スイッチ素子２１および２２のターンオフ時
には、スナバコンデンサ８２は負電圧（スナバダイオー
ド８１と接続されていない側が高電位）から正電圧（ス
ナバダイオード８１と接続されている側が高電位）に徐
々に充電し、半導体スイッチ素子２１および２２の電圧
上昇率を抑制する。次に、半導体スイッチ素子２１およ
び２２がオンしている期間にスナバコンデンサ８２に
蓄えられている電荷を、スナバコンデンサ８２→半導体
スイッチ素子２１→補助リアクトル９２→補助ダイオー
ド９１の経路で放電し、補助リアクトル９２にエネルギ
ーを放出する。スナバコンデンサ８２が０Ｖに達すると
期間に移り、補助リアクトル９２に蓄えられたエネル
ギーで電流が流れ続け、上記と同じ経路でスナバコンデ
ンサ８２を逆方向に充電する。スナバ回路１０および補
助回路１１も上記と全く同様に動作する。

【００２７】図４はこの発明の第３の実施の形態を示す
回路図で、図１４に示すスナバ回路１２，１３に代えて
スナバ回路８，１０と補助回路９，１１を付加して構成
される。すなわち、スナバダイオード８１とスナバコン
デンサ８２とを直列接続したスナバ回路８を変圧器一次
巻線４１の端子間に接続し、補助ダイオード９１と補助
リアクトル９２とを直列接続した補助回路９をスナバ回
路８の直列接続点と直流電源１の負極側端子間に接続
し、スナバダイオード１０１とスナバコンデンサ１０２
とを直列接続したスナバ回路１０を変圧器一次巻線４１
の端子間に接続し、補助ダイオード１１１と補助リアク
トル１１２とを直列接続した補助回路１１をスナバ回路
１０の直列接続点と直流電源１の正極側端子間にそれぞ
れ接続して構成される。

【００２８】図９に図４の動作波形を示す。以下、主と
して図１４との相違点について説明する。すなわち、半
導体スイッチ素子２１のターンオフ時には、スナバコン
デンサ８２は負電圧（スナバダイオード８１と接続され
ていない側が高電位）から正電圧（スナバダイオード８
１と接続されている側が高電位）に徐々に充電し、半導
体スイッチ素子２１の電圧上昇率を抑制する。次に、半
導体スイッチ素子２１がオンしている期間に、スナバ
コンデンサ８２に蓄えられている電荷を、スナバコンデ
ンサ８２→半導体スイッチ素子２１→補助リアクトル９
２→補助ダイオード９１の経路で放電し、補助リアクト
ル９２にエネルギーを放出する。スナバコンデンサ８２
が０Ｖに達すると期間に移り、補助リアクトル９２に
蓄えられたエネルギーで電流が流れ続け、上記と同じ経
路でスナバコンデンサ８２を逆方向に充電する。また、
スナバ回路１０および補助回路１１についても、上記と
同様の原理により動作する。

【００２９】図５はこの発明の第４の実施の形態を示す
回路図で、図１６に示すものにスナバ回路８，１０と補
助回路９，１１を付加して構成される。すなわち、スナ
バダイオード８１とスナバコンデンサ８２とを直列接続
したスナバ回路８を変圧器一次巻線４１および４４との
間に接続し、補助ダイオード９１と補助リアクトル９２
とを直列接続した補助回路９をスナバ回路８の直列接続
点とスナバ回路７の直流電源１と接続されていない側の
端子間に接続し、スナバダイオード１０１とスナバコン
デンサ１０２とを直列接続したスナバ回路１０を変圧器
一次巻線４１および４４との間に接続し、補助ダイオー
ド１１１と補助リアクトル１１２とを直列接続した補助
回路１１をスナバ回路１０の直列接続点とスナバ回路７
の直流電源１と接続されていない側の端子間に接続して
構成される。

【００３０】図１０に図５の動作波形を示す。以下、主
として図１６との相違点につき説明する。すなわち、半
導体スイッチ素子２１のターンオフ時には、スナバコン
デンサ８２は負電圧（スナバダイオード８１と接続され
ていない側が高電位）から正電圧（スナバダイオード８
１と接続されている側が高電位）に徐々に充電し、半導
体スイッチ素子２１の電圧上昇率を抑制する。次に、半
導体スイッチ素子２１および２４が同時にオンしている
期間に、スナバコンデンサ８２に蓄えられている電荷
を、スナバコンデンサ８２→補助ダイオード９１→補助
リアクトル９２→半導体スイッチ素子２４の経路で放電
し、補助リアクトル９２にエネルギーを放出する。スナ
バコンデンサ８２が０Ｖに達すると期間に移り、補助
リアクトル９２に蓄えられたエネルギーで電流が流れ続
け、上記と同じ経路でスナバコンデンサ８２を逆方向に
充電する。また、スナバ回路１０および補助回路１１に
ついても、上記と同様の原理により動作する。

【００３１】図６に図５の変形例を示す。これは、直流
電源１の正極側端子を半導体スイッチ素子２１と半導体
スイッチ素子２２との接続点に直流リアクトル１９を介
して接続し、直流電源１の負極側端子を変圧器４のセン
タータップ端子（中間端子）に接続し、補助回路９をス
ナバ回路８の直列接続点とスナバ回路７の直流電源１に
接続されていない側の端子間に接続し、補助回路１１を
スナバ回路１０の直列接続点とスナバ回路７の直流電源
１に接続されていない側の端子間に接続した他は図５の
構成と同じであり、その動作も図１０と同様なので詳細
は省略する。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、半導体スイッチ素子
のターンオフ時に、スナバコンデンサを逆電圧から正電
圧に徐々に充電するようにしているため、半導体スイッ
チ素子の電圧上昇率が抑制され、これによりスイッチン
グ損失および発熱が低減する。また、スナバコンデンサ
と補助回路とで共振回路を構成しスナバコンデンサを逆
充電するようにしているので、スナバ回路における損失
が殆ど発生しない。したがって、スナバ回路を小形に構
成することができ、装置の変換効率が向上し、さらには
放熱のための冷却装置を小形にできるなどの利点が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による第１の実施の形態を示す回路図
である。

【図２】図１の変形例を示す回路図である。

【図３】この発明による第２の実施の形態を示す回路図
である。

【図４】この発明による第３の実施の形態を示す回路図
である。

【図５】この発明による第４の実施の形態を示す回路図
である。

【図６】図５の変形例を示す回路図である。

【図７】図１，図２の動作波形図である。

【図８】図３の動作波形図である。

【図９】図４の動作波形図である。

【図１０】図５，図６の動作波形図である。

【図１１】１石フォワード型直流−直流変換装置の従来
例を示す回路図である。

【図１２】図１１の変形例を示す回路図である。

【図１３】２石フォワード型直流−直流変換装置の従来
例を示す回路図である。

【図１４】ハーフブリッジ型直流−直流変換装置の従来
例を示す回路図である。

【図１５】プッシュプル型直流−直流変換装置の従来例
を示す回路図である。

【図１６】図１５の変形例を示す回路図である。

【図１７】スナバ回路の具体例を示す回路図である。

【図１８】図１１の動作波形図である。

【図１９】図１２の動作波形図である。

【図２０】図１３の動作波形図である。

【図２１】図１４の動作波形図である。

【図２２】図１５の動作波形図である。

【図２３】図１６の動作波形図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ…直流電源、４…変圧器、５…整流回
路、６…平滑フィルタ、７，８，１０，１２，１３…ス
ナバ回路、９，１１…補助回路、１７，１８…コンデン
サ、１９…直流リアクトル、２１，２２，２３，２４…
半導体スイッチ素子、３１，３２…ダイオード、４１，
４４…変圧器一次巻線、４２…変圧器リセット巻線、４
３…変圧器二次巻線、８１，１０１，１２５…スナバダ
イオード、８２，１０２，１２１，１２３…スナバコン
デンサ、９１，１１１…補助ダイオード、９２，１１２
…補助リアクトル、１２２，１２４…放電抵抗。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のダイオードと第１の半導体スイッ
   チ素子とを直列接続した第１の直列アームと、第２の半
   導体スイッチ素子と第２のダイオードとを直列接続した
   第２の直列アームと、第１のスナバ回路とを互いに並列
   に接続し、変圧器一次巻線のリセット巻線を接続してい
   ない側の端子を前記第１の直列アームの直列接続点に、
   また、前記変圧器リセット巻線の一次巻線を接続してい
   ない側の端子を前記第２の直列アームの直列接続点に、
   さらに、直流電源を変圧器の一次巻線とリセット巻線の
   接続点と前記第１の半導体スイッチ素子と前記第２のダ
   イオードとの接続点間に並列にそれぞれ接続し、加え
   て、前記変圧器二次巻線には整流回路、この整流回路に
   は平滑回路をそれぞれ接続してなる直流−直流変換装置
   において、 スナバダイオードとスナバコンデンサとを直列接続した
   第２のスナバ回路を前記第１の直列アームの直列接続点
   と、前記第２の直列アームの直列接続点との間に接続す
   るとともに、補助ダイオードと補助リアクトルとの直列
   回路からなる補助回路を前記第２のスナバ回路の直列接
   続点と、前記第１のスナバ回路の前記直流電源が接続さ
   れていない側の端子との間に接続したことを特徴とする
   直流−直流変換装置のスナバ回路。
2. 【請求項２】 第１のダイオードと第１の半導体スイッ
   チ素子とを直列接続した第１の直列アームと、第２の半
   導体スイッチ素子と第２のダイオードとを直列接続した
   第２の直列アームと、直流電源とを互いに並列に接続
   し、変圧器一次巻線を前記第１の直列アームの直列接続
   点と、前記第２の直列アームの直列接続点との間に接続
   するとともに、変圧器二次巻線には整流回路、この整流
   回路には平滑回路をそれぞれ接続してなる直流−直流変
   換装置において、 前記直流電源を第１，第２の直流電源に２分割して互い
   に直列接続し、第１のスナバダイオードと第１のスナバ
   コンデンサとを直列接続した第１のスナバ回路を前記第
   １の直列アームの直列接続点と、前記第１の直流電源と
   第２の直流電源との直列接続点との間に接続し、第２の
   スナバダイオードと第２のスナバコンデンサとを直列接
   続した第２のスナバ回路を前記第１の直流電源と第２の
   直流電源との直列接続点と、前記第２の直列アームの直
   列接続点との間に接続するとともに、第１の補助ダイオ
   ードと第１の補助リアクトルとの直列回路からなる第１
   の補助回路を前記第１のスナバ回路の直列接続点と前記
   第２の直流電源の負極側端子との間に、かつ、第２の補
   助ダイオードと第２の補助リアクトルとの直列回路から
   なる第２の補助回路を前記第２のスナバ回路の直列接続
   点と前記第１の直流電源の正極側端子との間にそれぞれ
   接続したことを特徴とする直流−直流変換装置のスナバ
   回路。
3. 【請求項３】 半導体スイッチ素子とダイオードとを逆
   並列接続した２組のスイッチング素子を直列接続した第
   １の直列アームと、２つのコンデンサを直列接続した第
   ２の直列アームと、直流電源とを互いに並列に接続し、
   変圧器一次巻線を前記第１の直列アームの直列接続点
   と、前記第２の直列アームの直列接続点との間に接続す
   るとともに、変圧器二次巻線には整流回路、この整流回
   路には平滑回路をそれぞれ接続してなる直流−直流変換
   装置において、 第１のスナバコンデンサと第１のスナバダイオードとを
   直列接続した第１のスナバ回路と、第２のスナバダイオ
   ードと第２のスナバコンデンサとを直列接続した第２の
   スナバ回路とをそれぞれ前記変圧器一次巻線端子間に接
   続するとともに、第１の補助ダイオードと第１の補助リ
   アクトルとの直列回路からなる第１の補助回路を前記第
   １のスナバ回路の直列接続点と前記直流電源の負極側端
   子との間に接続し、第２の補助ダイオードと第２の補助
   リアクトルとの直列回路からなる第２の補助回路を前記
   第２のスナバ回路の直列接続点と前記直流電源の正極側
   端子との間に接続したことを特徴とする直流−直流変換
   装置のスナバ回路。
4. 【請求項４】 半導体スイッチ素子とダイオードとを逆
   並列接続した２組のスイッチング素子をそれぞれ直列接
   続した第１，第２の直列アームと、第１のスナバ回路と
   を互いに並列に接続し、中間端子を備えた変圧器一次巻
   線を前記第１の直列アームの直列接続点と、前記第２の
   直列アームの直列接続点との間に接続し、直流電源を前
   記第１のスナバ回路の一方の端子と、前記変圧器中間端
   子との間に直流リアクトルを介して接続するとともに、
   変圧器二次巻線には整流回路、この整流回路には平滑回
   路をそれぞれ接続してなる直流−直流変換装置におい
   て、 第１のスナバダイオードと第１のスナバコンデンサとを
   直列接続した第２のスナバ回路と、第２のスナバダイオ
   ードと第２のスナバコンデンサとを直列接続した第３の
   スナバ回路とをそれぞれ前記変圧器一次巻線端子間に接
   続するとともに、第１の補助ダイオードと第１の補助リ
   アクトルとの直列回路からなる第１の補助回路を前記第
   ２のスナバ回路の直列接続点と前記第１のスナバ回路の
   前記直流電源が接続されていない側の端子との間に接続
   し、かつ、第２の補助ダイオードと第２の補助リアクト
   ルとの直列回路からなる第２の補助回路を前記第３のス
   ナバ回路の直列接続点と前記第１のスナバ回路の前記直
   流電源が接続されていない側の端子との間に接続したこ
   とを特徴とする直流−直流変換装置のスナバ回路。