JPH09322533A

JPH09322533A - 共振型スイッチング電源装置

Info

Publication number: JPH09322533A
Application number: JP8137060A
Authority: JP
Inventors: Seiya Fukumoto; 征也福本
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】共振型スイッチング電源装置の大容量化及び
低出力電圧化を図る。【解決手段】本発明による共振型スイッチング電源装
置では、主トランス６と同様の巻線構造を有する共振用
トランス１８を主トランス６と並列に接続している。第
１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３をオン・オフ動作さ
せると、主トランス６の１次巻線６a及び電流共振用コ
ンデンサ７に共振電流が流れると共に共振用トランス１
８の１次巻線１８a及び電流共振用コンデンサ７に共振
電流が流れ、各２次巻線６b、６c、１８b、１８cに電圧
が誘起される。これにより、主トランス６及び共振用ト
ランス１８の各２次巻線６b、６c、１８b、１８cから各
整流ダイオード１０、１１、２０、２１を通して出力さ
れる各電流がそれぞれ重畳され、平滑コンデンサ１２を
介して大電流でかつ低電圧の直流出力が負荷９に供給さ
れるので、共振型スイッチング電源装置の大容量化及び
低出力電圧化を容易に達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は共振型スイッチング
電源装置、特に大容量でかつ低い出力電圧が得られる共
振型スイッチング電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】共振回路の共振作用によりスイッチング
電圧及び電流を正弦波状にしてスイッチング損失の低減
を図った共振型スイッチング電源装置は、従来からスイ
ッチング損失が少なく低雑音の直流電源装置として電子
機器及び電気機器の分野で広く用いられている。例えば
図１０に示す従来の共振型スイッチング電源装置は、商
用交流電源とコンデンサ入力型整流平滑回路若しくは乾
電池又は蓄電池から構成されかつ平滑な直流電力を発生
する直流電源１と、直流電源１の両端に直列接続された
第１及び第２のスイッチング素子としての第１及び第２
のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３と、第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥ
Ｔ２、３にそれぞれ並列に接続された第１及び第２の転
流用ダイオード４、５と、１次巻線６aと第１及び第２
の２次巻線６b、６cとを有する主トランス６と、第１及
び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３の各々に対して直列に接
続された主トランス６の１次巻線６a及び電流共振用コ
ンデンサ７と、第２のＭＯＳ-ＦＥＴ３と並列に接続さ
れた電圧共振用コンデンサ８とを備えている。主トラン
ス６の第１及び第２の２次巻線６b、６cと負荷９との間
には、第１及び第２の整流ダイオード１０、１１と平滑
コンデンサ１２で構成される整流平滑回路が接続されて
いる。第１及び第２の転流用ダイオード４、５は、第１
及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３に内蔵の寄生ダイオー
ドにより、各ＭＯＳ-ＦＥＴ２、３と一体に形成されて
いる。また、主トランス６は漏洩及び励磁インダクタン
スを有するリーケージトランスが使用され、図１１に示
すように、１次巻線６aと直列に電流共振用リアクトル
６dが形成され、１次巻線６aと並列に励磁インダクタン
ス６eが形成される。負荷９と第１及び第２のＭＯＳ-Ｆ
ＥＴ２、３の各ゲート端子との間にはＰＦＭ（パルス周
波数変調）制御回路１３が設けられ、負荷９の電圧に応
じて各ＭＯＳ-ＦＥＴ２、３の各ゲート端子に付与する
各制御信号Ｖ_G1、Ｖ_G2の周波数を制御する。ＰＦＭ制御
回路１３は、図１２に示すように、基準電圧Ｖ_REFを発
生する基準電源１４と、負荷９の電圧Ｖ_Lと基準電源１
４の基準電圧Ｖ_REFと比較しかつその差に応じて比較出
力を発生する誤差増幅器１５と、誤差増幅器１５の比較
出力に応じて可変周波数のパルス信号を発生する電圧制
御発振器（ＶＣＯ、或いはＶ／Ｆコンバータ）１６と、
電圧制御発振器１６の出力パルス信号から第１及び第２
のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３の各ゲート端子に付与する各制
御信号Ｖ_G1、Ｖ_G2を発生する制御信号形成回路１７とか
ら構成されている。

【０００３】図１０の共振型スイッチング電源装置の動
作は次の通りである。直流電源１からの平滑な直流電圧
を第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３の直列回路に印
加し、ＰＦＭ制御回路１３からの各制御信号Ｖ_G1、Ｖ_G2
により第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３を交互にオ
ン・オフ動作させると、主トランス６内の電流共振用リ
アクトル６dと電流共振用コンデンサ７との共振作用に
より、主トランス６の電流共振用リアクトル６d、励磁
インダクタンス６e及び電流共振用コンデンサ７で構成
される直列共振回路に正弦波状の共振電流が流れる。こ
れにより、第１又は第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３のター
ンオン時において、それぞれのＭＯＳ-ＦＥＴ２、３に
共振電流が流れ、各ＭＯＳ-ＦＥＴ２、３に流れるドレ
イン電流の立上りが正弦波状となる。また、第１及び第
２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３のターンオフ時には、主トラ
ンス６の１次巻線６aと電圧共振用コンデンサ８とが電
圧共振して各ＭＯＳ-ＦＥＴ２、３のドレイン−ソース
端子間の電圧がそれぞれ０Ｖから緩やかに上昇する。更
に、主トランス６の１次巻線６aに流れる電流により第
１及び第２の２次巻線６b、６cに電圧が誘起され、この
誘起電圧は第１及び第２の整流ダイオード１０、１１と
平滑コンデンサ１２とから成る整流平滑回路により整流
平滑されて負荷９に直流出力が供給される。なお、ＰＦ
Ｍ制御回路１３により、負荷９の電圧Ｖ_Lに応じて第１
及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３に付与する各制御信号
Ｖ_G1、Ｖ_G2がＰＦＭ（パルス周波数変調）制御されるの
で、安定化された直流出力を負荷９へ供給することがで
きる。

【０００４】図１０の共振型スイッチング電源装置で
は、第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３のターンオン
時のスイッチング電流波形の立上りが正弦波状となるの
で、第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３のターンオン
時におけるゼロ電流スイッチング（ＺＣＳ）が達成され
る。また、第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３のター
ンオフ時のスイッチング電圧波形の立上りが緩やかにな
るので、第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３のターン
オフ時におけるゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）が達成
される。したがって、第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ
２、３のオン・オフ動作時におけるスイッチング損失を
低減できる利点を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１０に示
す従来の共振型スイッチング電源装置では、第１及び第
２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３に流れる共振電流の波形が図
１３(Ａ)に示すようになる。図１３(Ａ)において、符号
Ｔ₁は主トランス６の電流共振用リアクトル６dと電流共
振用コンデンサ７との共振周波数で共振しかつ主トラン
ス６の２次側に電力を供給している期間を示し、符号Ｔ
₂は主トランス６の電流共振用リアクトル６d及び励磁イ
ンダクタンス６eの和と電流共振用コンデンサ７との共
振周波数で共振しかつ主トランス６の２次側への電力供
給を停止している期間を示し、破線部は期間Ｔ₁におい
て励磁インダクタンス６eに流れる励磁電流を示す。ま
た、期間Ｔ₁において主トランス６の２次側に供給され
る電流は、主トランス６の１次側の直列共振回路に流れ
る共振電流と主トランス６の励磁インダクタンス６eに
流れる励磁電流との差の電流が主トランス６の巻数比に
比例して第１又は第２の２次巻線６b、６cより第１又は
第２の整流ダイオード１０、１１を通して平滑コンデン
サ１２に流れる。よって、主トランス６の２次側に伝達
されるエネルギは、期間Ｔ₁における平滑コンデンサ１
２に流れる電流と出力電圧との積の時間積分に等しいか
ら、図１３(Ａ)において斜線に示す部分となる。ここ
で、図１３(Ａ)を小容量時における共振電流の波形とす
れば、大容量時には図１３(Ｂ)に示すように大きな共振
電流を流す必要がある。そのためには、主トランス６の
１次巻線６aに形成される電流共振用リアクトル６d及び
励磁インダクタンス６eのインダクタンス値を小さくし
なければならない。したがって、図１０に示す電源装置
の出力容量を大きくする場合、実際には主トランス６の
１次巻線６aの巻数を少なくして前記のインダクタンス
値を小さくしなければならないが、出力される電圧は主
トランス６の１次巻線６a及び２次巻線６b、６c間の巻
数比により決定されるため、出力電圧が必然的に高くな
る。よって、従来では、大容量でかつ低い出力電圧が得
られる共振型スイッチング電源装置を製作することが極
めて困難であった。

【０００６】そこで、本発明は大容量でかつ低い出力電
圧が得られる共振型スイッチング電源装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による共振型スイ
ッチング電源装置は、直流電源と、該直流電源の両端に
直列接続された第１及び第２のスイッチング素子と、複
数の巻線を有する主トランスと、前記第１及び第２のス
イッチング素子の各々に対して直列に接続された前記主
トランスの１次巻線及び電流共振用コンデンサとを備
え、前記第１及び第２のスイッチング素子をオン・オフ
動作させることにより前記主トランスの２次巻線から整
流平滑回路を介して直流出力を取り出す。この共振型ス
イッチング電源装置では、前記主トランスと同様の巻線
構造を有する共振用トランスを少なくとも１つ前記主ト
ランスと並列に接続している。図示の一実施形態では、
前記共振用トランスの１次巻線と直列に他の電流共振用
コンデンサが接続されている。前記主トランスの１次巻
線及び前記共振用トランスの１次巻線の各々と直列に電
流共振用リアクトルを接続してもよい。また、前記第１
及び第２のスイッチング素子の何れか一方又は前記第１
及び第２のスイッチング素子の各々と並列に電圧共振用
コンデンサを接続してもよい。

【０００８】第１及び第２のスイッチング素子をオン・
オフ動作させると、主トランスの１次巻線及び電流共振
用コンデンサが共振して、主トランスの１次巻線及び電
流共振用コンデンサに正弦波状の共振電流が流れる。こ
れと同時に、共振用トランスの１次巻線及び電流共振用
コンデンサが共振して、共振用トランスの１次巻線及び
電流共振用コンデンサに正弦波状の共振電流が流れる。
よって、第１又は第２のスイッチング素子のターンオン
時において、それぞれのスイッチング素子に主トランス
及び共振用トランスの各１次巻線からの共振電流が重畳
して流れると共に、主トランス及び共振用トランスの各
２次巻線に電圧が誘起される。これにより、主トランス
の２次巻線から出力される電流に共振用トランスの２次
巻線から出力される電流が重畳されるので、主トランス
の２次巻線から整流平滑回路を介して大電流でかつ低電
圧の直流出力を得ることができる。したがって、大容量
でかつ低い出力電圧の共振型スイッチング電源装置を容
易に得ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による共振型スイッ
チング電源装置の一実施形態を図１に基づいて説明す
る。但し、図１では図１０に示す箇所と実質的に同一の
部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実
施形態の共振型スイッチング電源装置は、図１に示すよ
うに、図１０の共振型スイッチング電源装置において、
主トランス６と同様の巻線構造を有する共振用トランス
１８を主トランス６と並列に接続したものである。共振
用トランス１８は、主トランス６と同様に漏洩及び励磁
インダクタンスを有するリーケージトランスが使用さ
れ、同様のため図示を省略するが１次巻線１８aと直列
に電流共振用リアクトルが形成され、１次巻線１８aと
並列に励磁インダクタンスが形成される。図１に示す実
施形態では、共振用トランス１８の１次巻線１８aと直
列に他の共振用コンデンサ１９が接続され、直列に接続
された共振用トランス１８の１次巻線１８a及び他の共
振用コンデンサ１９が主トランス６の１次巻線６a及び
共振用コンデンサ７の直列回路の両端に接続されてい
る。また、共振用トランス１８の第１及び第２の２次巻
線１８b、１８cにはそれぞれ第３及び第４の整流ダイオ
ード２０、２１が接続され、各整流ダイオード２０、２
１の出力端はそれぞれ第１及び第２の整流ダイオード１
０、１１の出力端に接続されている。その他の構成は、
図１０に示す共振型スイッチング電源装置と同一であ
る。

【００１０】次に、図１に示す共振型スイッチング電源
装置の動作について説明する。直流電源１からの平滑な
直流電圧を第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３の直列
回路に印加し、ＰＦＭ制御回路１３からの各制御信号Ｖ
_G1、Ｖ_G2により第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３を
交互にオン・オフ動作させると、主トランス６の１次巻
線６aと直列に形成される電流共振用リアクトル６dと電
流共振用コンデンサ７との共振作用により、主トランス
６の電流共振用リアクトル６d、励磁インダクタンス６e
及び電流共振用コンデンサ７で構成される直列共振回路
に正弦波状の共振電流が流れる。これと同時に、共振用
トランス１８の１次巻線１８aと直列に形成される図示
しない電流共振用リアクトルと他の電流共振用コンデン
サ１９との共振作用により、共振用トランス１８の電流
共振用リアクトル、励磁インダクタンス及び他の電流共
振用コンデンサ１９で構成される直列共振回路に正弦波
状の共振電流が流れる。これにより、第１又は第２のＭ
ＯＳ-ＦＥＴ２、３のターンオン時において、それぞれ
のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３に主トランス６及び共振用トラ
ンス１８の各１次巻線６a、１８aからの共振電流が重畳
して流れ、各ＭＯＳ-ＦＥＴ２、３のドレイン電流が正
弦波状に立ち上がる。また、第１及び第２のＭＯＳ-Ｆ
ＥＴ２、３のターンオフ時には、主トランス６及び共振
用トランス１８の各１次巻線６a、１８aと電圧共振用コ
ンデンサ８とが電圧共振して各ＭＯＳ-ＦＥＴ２、３の
ドレイン−ソース端子間の電圧がそれぞれ０Ｖから緩や
かに上昇する。更に、主トランス６及び共振用トランス
１８の各１次巻線６a、１８aに流れる電流により、それ
ぞれの第１及び第２の２次巻線６b、６c、１８b、１８c
に電圧が誘起される。主トランス６の第１及び第２の２
次巻線６b、６cに誘起された電圧は第１及び第２の整流
ダイオード１０、１１により直流電圧に変換され、共振
用トランス１８の第１及び第２の２次巻線１８b、１８c
に誘起された電圧は第３及び第４の整流ダイオード２
０、２１により直流電圧に変換され、変換されたそれぞ
れの直流電圧は同時に平滑コンデンサ１２に印加され
る。したがって、主トランス６の２次巻線６b、６cから
第１及び第２の整流ダイオード１０、１１を通して出力
される電流に共振トランス１８の２次巻線１８b、１８c
から第３及び第４の整流ダイオード２０、２１を通して
出力される電流が重畳されて平滑コンデンサ１２及び負
荷９に流れる。このため、主トランス６の２次巻線６
b、６cから整流平滑回路を介して大電流でかつ低電圧の
直流出力を負荷９に供給することができる。

【００１１】図１の共振型スイッチング電源装置では、
主トランス６の２次巻線６b、６cから整流平滑回路を介
して大電流でかつ低電圧の直流出力を負荷９に供給する
ことができるので、主トランス６の１次巻線６aの巻数
を少なくしてインダクタンス値を小さくする必要がな
く、大容量でかつ低い出力電圧が得られる共振型スイッ
チング電源装置を容易に実現できる。また、共振用トラ
ンス１８と並列にもう一つの共振用トランス１８を接続
することにより、負荷９に供給する出力電流を更に増加
させることができるので、所望の出力容量に応じて所要
数の共振用トランス１８を主トランス６と並列に接続す
ることにより、様々な出力容量の共振型スイッチング電
源装置を容易に得ることができる。

【００１２】ところで、図１に示す共振型スイッチング
電源装置において、主トランス６のインダクタンス値及
び電流共振用コンデンサ７の静電容量値と共振用トラン
ス１８のインダクタンス値及び他の電流共振用コンデン
サ１９の静電容量値にそれぞればらつきがある場合、主
トランス６の２次巻線６a、６bから整流平滑回路を介し
て負荷９に供給される直流電力と共振用トランス１８の
２次巻線１８a、１８bから整流平滑回路を介して負荷９
に供給される直流電力との間に大きな差が生じ、極端に
不平衡な動作となることがある。図２は、主トランス６
のインダクタンス値及び電流共振用コンデンサ７の静電
容量値がそれぞれ標準値より１０％及び５％程度大き
く、かつ共振用トランス１８のインダクタンス値及び他
の電流共振用コンデンサ１９の静電容量値がそれぞれ標
準値より１０％及び５％程度小さい場合における図１の
共振型スイッチング電源装置の各部の電圧波形及び電流
波形を示したものである。図２において、Ｖ_DS1、Ｖ_DS2
はそれぞれ第１、第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３のドレイ
ン−ソース間電圧を示し、Ｉ_D1、Ｉ_D2はそれぞれ第１、
第２のＭＯＳ-ＦＥＴ２、３のドレイン電流を示し、Ｉ
_T1、Ｉ_T2はそれぞれ主トランス６側の直列共振回路及び
共振用トランス１８側の直列共振回路に流れる共振電流
を示し、Ｉ_DO1〜Ｉ_DO4はそれぞれ第１〜第４の整流ダイ
オード１０、１１、２０、２１に流れる出力電流を示
す。この場合、図２(Ｅ)に示すように、主トランス６側
の直列共振回路に流れる共振電流Ｉ_T1よりも共振用トラ
ンス１８側の直列共振回路に流れる共振電流Ｉ_T2の方が
大きくなる。したがって、図２(Ｆ)〜(Ｉ)に示すよう
に、主トランス６の２次巻線６b、６cから第１及び第２
の整流ダイオード１０、１１に流れる出力電流Ｉ_DO1、
Ｉ_DO2よりも共振用トランス１８の２次巻線１８b、１８
cから第３及び第４の整流ダイオード２０、２１に流れ
る出力電流Ｉ_DO3、Ｉ_DO4の方が大きくなり、共振用トラ
ンス１８から平滑コンデンサ１２及び負荷９にエネルギ
の大部分が供給されるのみで主トランス６からのエネル
ギは殆ど供給されない。このため、共振用トランス１８
側の負担が大きく、また、共振用トランス１８を更に並
列に接続して大容量化することも困難である。

【００１３】そこで、図３に示す実施形態の共振型スイ
ッチング電源装置では、図１０の共振型スイッチング電
源装置において、主トランス６の１次巻線６aと並列に
共振用トランス１８の１次巻線１８aを接続し、共振用
トランス１８の第１及び第２の２次巻線１８b、１８cに
それぞれ第３及び第４の整流ダイオード２０、２１を接
続し、各整流ダイオード２０、２１の出力端をそれぞれ
第１及び第２の整流ダイオード１０、１１の出力端に接
続している。その他の構成は、図１０に示す共振型スイ
ッチング電源装置と同一である。即ち、図１に示す実施
形態では、主トランス６の１次巻線６a及び共振用コン
デンサ７の直列接続回路と共振用トランス１８の１次巻
線１８a及び他の共振用コンデンサ１９の直列接続回路
によりそれぞれ個別の直列共振回路を形成しているのに
対し、図３に示す実施形態では、主トランス６の１次巻
線６aと並列に共振用トランス１８の１次巻線１８aを接
続しかつ各１次巻線６a、１８aを電流共振用コンデンサ
７に対して直列に接続することにより直列共振回路を形
成している点が異なる。

【００１４】図３に示す共振型スイッチング電源装置で
は、図１に示す回路と同様に第１及び第２のＭＯＳ-Ｆ
ＥＴ２、３を交互にオン・オフ動作させると、主トラン
ス６の１次巻線６aと直列に形成される電流共振用リア
クトル６dと電流共振用コンデンサ７との共振作用によ
り、主トランス６の電流共振用リアクトル６d、励磁イ
ンダクタンス６e及び電流共振用コンデンサ７で構成さ
れる直列共振回路に正弦波状の共振電流が流れる。これ
と同時に、共振用トランス１８の１次巻線１８aと直列
に形成される図示しない電流共振用リアクトルと電流共
振用コンデンサ７との共振作用により、共振用トランス
１８の電流共振用リアクトル、励磁インダクタンス及び
電流共振用コンデンサ７で構成される直列共振回路に正
弦波状の共振電流が流れる。ここで、主トランス６及び
共振用トランス１８の各１次巻線６a、１８aのインダク
タンス値にばらつきがある場合、主トランス６側の直列
共振回路及び共振用トランス１８側の直列共振回路に流
れるそれぞれの共振電流にばらつきが生ずるが、それぞ
れの共振電流は電流共振用コンデンサ７に共通に流れる
ため、ばらつきが最小限に抑えられる。したがって、主
トランス６の２次巻線６a、６bから整流平滑回路を介し
て出力される電流と共振用トランス１８の２次巻線１８
a、１８bから整流平滑回路を介して出力される電流とが
殆ど平衡し、負荷９に略均等に直流電力を供給すること
ができる。図４は、主トランス６のインダクタンス値が
標準値より１０％程度大きく、かつ共振用トランス１８
のインダクタンス値が標準値より１０％程度小さい場合
における図３の共振型スイッチング電源装置の各部の電
圧波形及び電流波形を示したものである。なお、図４に
おけるＶ_DS1、Ｖ_DS2、Ｉ_D1、Ｉ_D2、Ｉ_T1、Ｉ_T2及びＩ
_DO1〜Ｉ_DO4は図２と同一であるので説明は省略する。こ
の場合、図４(Ｅ)に示すように、主トランス６側の直列
共振回路に流れる共振電流Ｉ_T1及び共振用トランス１８
側の直列共振回路に流れる共振電流Ｉ_T2が殆ど同じ大き
さとなる。したがって、図４(Ｆ)〜(Ｉ)に示すように、
主トランス６の２次巻線６b、６cから第１及び第２の整
流ダイオード１０、１１に流れる出力電流Ｉ_DO1、Ｉ_DO2
と共振用トランス１８の２次巻線１８b、１８cから第３
及び第４の整流ダイオード２０、２１に流れる出力電流
Ｉ_DO3、Ｉ_DO4とが略同じ大きさとなるから、主トランス
６及び共振用トランス１８から平滑コンデンサ１２及び
負荷９に略均等にエネルギが供給されていることがわか
る。よって、図３に示す実施形態の共振型スイッチング
電源装置では、主トランス６及び共振用トランス１８の
各々のインダクタンス値に多少のばらつきがある場合で
も、負荷９に略均等に直流電力を供給することができる
ので、共振用トランス１８を更に並列に接続して容易に
大容量化することが可能な利点がある。

【００１５】本発明の実施態様は前記の各実施形態に限
定されず、更に種々の変更が可能である。例えば、上記
の各実施形態において主トランス６及び共振用トランス
１８の各１次巻線６a、１８a及び電流共振用コンデンサ
７、１９を図５〜図９に示すように接続してもよい。ま
た、上記の各実施形態において主トランス６の１次巻線
６a及び共振用トランス１８の１次巻線１８aの各々と直
列に電流共振用リアクトルを独立して設けてもよい。ま
た、上記の各実施形態において第２のＭＯＳ-ＦＥＴ３
に内蔵の寄生コンデンサを使用する場合には、電圧共振
用コンデンサ８を省略することができる。同様に、上記
の各実施形態において第１及び第２のＭＯＳ-ＦＥＴ
２、３に内蔵の寄生ダイオードを使用する場合には、第
１及び第２の転流用ダイオード４、５を省略することが
できる。また、上記の各実施形態において第１のＭＯＳ
-ＦＥＴ２と並列に電圧共振用コンデンサを接続しても
よい。但し、第１のＭＯＳ-ＦＥＴ２に内蔵の寄生コン
デンサを電圧共振用コンデンサとして使用する場合には
接続する必要はない。更に、上記の各実施形態では第１
及び第２のスイッチング素子２、３としてＭＯＳ-ＦＥ
Ｔを使用した例を示したが、バイポーラ形トランジス
タ、接合型ＦＥＴ（Ｊ-ＦＥＴ）又はサイリスタ等の他
のスイッチング素子を使用してもよい。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、主トランスと同様の巻
線構造を有する共振用トランスを主トランスと複数個並
列に接続することにより、大容量でかつ低い出力電圧の
共振型スイッチング電源装置を容易に実現できる。ま
た、従来では共振型スイッチング電源装置の大容量化を
図る際に主トランスの各巻線を太い線材でかつ少ない巻
数で構成しなければならないため、製造上においても極
めて困難であったが、本発明では既存の共振用トランス
を出力容量に応じて必要な数だけ主トランスと並列に接
続すればよいため、回路設計及び仕様変更が容易である
と共に様々な出力容量の共振型スイッチング電源装置を
簡易に製造することが可能である。更に、共振用トラン
スは高さの低い小形のものでよいため、薄形の共振型ス
イッチング電源装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による共振型スイッチング電源装置の
一実施形態を示す電気回路図

【図２】図１の回路において各トランスのインダクタ
ンス値及び各共振用コンデンサの静電容量値にばらつき
がある場合の各部の電圧及び電流を示す波形図

【図３】本発明による共振型スイッチング電源装置の
他の実施形態を示す電気回路図

【図４】図３の回路において各トランスのインダクタ
ンス値にばらつきがある場合の各部の電圧及び電流を示
す波形図

【図５】図３の共振型スイッチング電源装置の第１の
変更実施形態を示す電気回路図

【図６】図３の共振型スイッチング電源装置の第２の
変更実施形態を示す電気回路図

【図７】図３の共振型スイッチング電源装置の第３の
変更実施形態を示す電気回路図

【図８】図３の共振型スイッチング電源装置の第４の
変更実施形態を示す電気回路図

【図９】図３の共振型スイッチング電源装置の第５の
変更実施形態を示す電気回路図

【図１０】共振型スイッチング電源装置の従来例を示
す電気回路図

【図１１】図１０で使用するリーケージトランスの等
価回路図

【図１２】図１０におけるＰＦＭ制御回路の内部構成
を示す回路ブロック図

【図１３】図１０の回路において小容量時及び大容量
時に流れる共振電流を示す波形図

【符号の説明】

１．．．直流電源、２，３．．．第１，第２のＭＯＳ-
ＦＥＴ（第１，第２のスイッチング素子）、４，
５．．．第１，第２の転流用ダイオード、６．．．主ト
ランス、６a．．．１次巻線、６b，６c．．．第１，第
２の２次巻線、６d．．．電流共振用リアクトル、６
e．．．励磁インダクタンス、７．．．電流共振用コン
デンサ、８．．．電圧共振用コンデンサ、９．．．負
荷、１０，１１．．．第１，第２の整流ダイオード、１
２．．．平滑コンデンサ、１３．．．ＰＦＭ制御回路、
１４．．．基準電源、１５．．．誤差増幅器、１
６．．．電圧制御発振器、１７．．．制御信号形成回
路、１８．．．共振用トランス、１８a．．．１次巻
線、１８b，１８c．．．第１，第２の２次巻線、１
９．．．他の電流共振用コンデンサ、２０，２１．．．
第３，第４の整流ダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源と、該直流電源の両端に直列接
続された第１及び第２のスイッチング素子と、複数の巻
線を有する主トランスと、前記第１及び第２のスイッチ
ング素子の各々に対して直列に接続された前記主トラン
スの１次巻線及び電流共振用コンデンサとを備え、前記
第１及び第２のスイッチング素子をオン・オフ動作させ
ることにより前記主トランスの２次巻線から整流平滑回
路を介して直流出力を取り出す共振型スイッチング電源
装置において、前記主トランスと同様の巻線構造を有する共振用トラン
スを少なくとも１つ前記主トランスと並列に接続したこ
とを特徴とする共振型スイッチング電源装置。
【請求項２】前記共振用トランスの１次巻線と直列に
他の電流共振用コンデンサが接続された「請求項１」に
記載の共振型スイッチング電源装置。
【請求項３】前記主トランスの１次巻線及び前記共振
用トランスの１次巻線の各々と直列に電流共振用リアク
トルが接続された「請求項１」又は「請求項２」に記載
の共振型スイッチング電源装置。
【請求項４】前記第１及び第２のスイッチング素子の
何れか一方と並列に電圧共振用コンデンサが接続された
「請求項１」〜「請求項３」のいずれかに記載の共振型
スイッチング電源装置。
【請求項５】前記第１及び第２のスイッチング素子の
各々と並列に電圧共振用コンデンサが接続された「請求
項１」〜「請求項３」のいずれかに記載の共振型スイッ
チング電源装置。