JP2003009527A - スナバ回路およびこれを用いた電力変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スイッチ素子のターンオフ時における電圧リン
ギングを抑制し同時に、電力損失を抑制する。 【解決手段】コンデンサＣ３とダイオードＤ３とよりな
る第１直列回路２０と、コイルＬ２とダイオードＤ４と
よりなる第２直列回路３０とを有し、第１直列回路は、
コンデンサＣ３が転流ダイオードＤ２におけるチョーク
コイル接続側に接続されている状態で、転流ダイオード
Ｄ２に並列に接続され、第２直列回路は、第１直列回路
におけるコンデンサＣ３とダイオードＤ３との接続部と
チョークコイルにおける転流ダイオード非接続側との間
に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スナバ回路および
これを用いたスイッチング電源などの電力変換器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電力変換器のうち、例えば、スイッチン
グ電源では、コンバータトランスを用いた絶縁型のも
の、コンバータトランスを用いない非絶縁型のものがあ
る。

【０００３】いずれのスイッチング電源も、コンバータ
トランスの一次コイルやチョークコイルにおける漏れイ
ンダクタンスにより、スイッチ素子のターンオフ時にス
イッチ素子に急激な電圧変化(電圧リンギング現象)がか
かる。

【０００４】スナバ回路は、このような電圧リンギング
を主に抑制するために設けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】コンバータトランスの
一次コイルの漏れインダクタンスが大きいスイッチング
電源の場合、スイッチ素子のターンオフ時における電圧
リンギングは特に大きい。そのため、スナバ回路には、
その電圧リンギングをより効率的に抑制できることが望
ましい。

【０００６】しかしながら、従来のスナバ回路では、そ
うした漏れインダクタンスが大きなものに対する電圧リ
ンギングの抑制効果を高めようとすると、電力損失が著
しく大きくなるという課題がある。

【０００７】したがって、本発明は、スイッチ素子のタ
ーンオフ時における電圧リンギングを、エネルギ損失を
十分に小さく抑制しつつ、効率的に抑制可能とすること
を共通の解決すべき課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】(１)本発明のスナバ回路
は、電力変換制御のための作動を行うスイッチ素子と、
スイッチ素子の作動に伴う電力変換に関わるエネルギを
蓄積ないし放出する磁性体と、前記磁性体の蓄積エネル
ギにより導通する転流ダイオードとを少なくとも有する
電力変換器に備えられるスナバ回路であって、少なくと
もコンデンサとダイオードとよりなる第１直列回路と、
少なくともコイルとダイオードとよりなる第２直列回路
とを少なくとも有し、前記第１直列回路は、そのコンデ
ンサが前記転流ダイオードにおける磁性体接続側に接続
されている状態で、前記転流ダイオードに並列に接続さ
れており、前記第２直列回路は、前記第１直列回路にお
けるコンデンサとダイオードとの接続部と前記磁性体に
おける転流ダイオード非接続側との間に接続されている
ことを特徴とする。

【０００９】上記電力変換器には、スイッチング電源の
みならずインバータやその他の電力変換器が含まれる。

【００１０】スイッチ素子にはバイポーラ型のトランジ
スタ、ＭＯＳ型のトランジスタなどのスイッチトランジ
スタのみならず、その他のスイッチ素子が含まれる。

【００１１】上記磁性体には、トランスの二次コイル、
チョークコイル、その他の磁性部品など、スイッチ素子
の作動によりエネルギを蓄積ないし放出する働きを有す
る磁性体のすべてが含まれる。

【００１２】転流ダイオードには、フライバック方式ス
イッチング電源においてそのトランス二次側の整流ダイ
オード、フォワード方式スイッチング電源においてトラ
ンス二次側の転流ダイオードそのもの、など要するに、
磁性体の蓄積エネルギにより導通するダイオードを含
む。

【００１３】前記第１直列回路において、コンデンサと
ダイオードは、直接的であると間接的であるとを問わ
ず、直列に接続されている態様のすべてを含む。

【００１４】前記第１直列回路が、前記転流ダイオード
に並列に接続されている態様には、直接的であると間接
的であるとを問わず、転流ダイオードに並列に接続され
ている態様のすべてを含む。

【００１５】前記第１直列回路内のコンデンサが転流ダ
イオードにおける磁性体接続側に接続されている態様に
は、転流ダイオードのアノード側またはカソード側のい
ずれかに対して、直接的であると間接的であるとを問わ
ず、接続されている態様のすべてを含む。

【００１６】前記第１直列回路におけるコンデンサとダ
イオードとの接続部には、当該コンデンサとダイオード
とが、直接的であると間接的であるとを問わず、接続さ
れている態様のすべてを含む。

【００１７】前記第２直列回路において、コイルとダイ
オードは、直接的であると間接的であるとを問わず、直
列に接続されている態様のすべてを含む。

【００１８】前記第２直列回路が前記磁性体における転
流ダイオード非接続側に接続されている態様は、その磁
性体の転流ダイオード非接続側に直接的であると間接的
であるとを問わず、接続されている態様のすべてを含
む。

【００１９】本発明のスナバ回路によると、第１直列回
路のコンデンサにエネルギが満状態に蓄積されている状
態で、スイッチ素子がターンオフすると、そのコンデン
サの蓄積エネルギが、磁性体を通して放出されるから、
スイッチ素子の電流は、急激には小さくならず、徐々に
小さくなる。

【００２０】その結果、スイッチ素子のターンオフ時に
おける電圧リンギングは抑制される。

【００２１】そして、この場合、コンバータトランスを
用いたスイッチング電源や、タップインダクタを用いた
スイッチング電源などで、電力変換に用いるコイルにお
ける漏れインダクタンスが大きくても、構成素子が、コ
ンデンサ、ダイオード、コイルで構成されているから、
電圧リンギングの効果を高めても、そのことによる電力
損失は無い。

【００２２】以上のことから、本発明によれば、スイッ
チ素子のターンオフ時における電圧リンギングを、電力
損失を大幅に抑制しつつ、効率的に抑制できる。

【００２３】(２)本発明の電力変換器は、電力変換制御
のための作動を行うスイッチ素子と、前記スイッチ素子
の作動に伴う電力変換に関わるエネルギを蓄積ないし放
出する磁性体と、前記磁性体の蓄積エネルギにより導通
する転流ダイオードと、少なくとも前記スイッチ素子の
ターンオフ時の電圧変化を抑制するためのスナバ回路と
を含み、前記スナバ回路は、コンデンサとダイオードと
の第１直列回路と、コイルとダイオードとの第２直列回
路とを有し、前記第１直列回路は、そのコンデンサが前
記転流ダイオードにおける磁性体接続側に接続されてい
る状態で、前記転流ダイオードに並列に接続されてお
り、前記第２直列回路は、前記第１直列回路におけるコ
ンデンサとダイオードとの接続部と前記磁性体における
転流ダイオード非接続側との間に接続されていることを
特徴とする。

【００２４】本発明の電力変換器によると、前記(１)の
スナバ回路を用いるから、スイッチ素子のターンオフ時
における電圧リンギングの抑制とその抑制に伴う電力損
失を十分に小さくできるものとなる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に示さ
れる実施形態を参照して説明する。図１ないし図１０
は、本実施の形態に係るスナバ回路を備えた電力変換器
としてその一例であるフォワード方式のスイッチング電
源に係り、図１は、スイッチング電源の要部回路図、図
２は、動作波形図、図３ないし図９は、各部における電
流の挙動の説明に供するスイッチング電源の要部回路
図、図１０は、図２の要部拡大波形図である。

【００２６】図１を参照して、Ｃ１は、一次側平滑コン
デンサ、Ｔ１は、コンバータトランス、ＳＷ１は、トラ
ンジスタで構成されコンバータトランスＴ１の一次コイ
ルに直列接続され電力変換制御のためオンオフ作動する
スイッチ素子である。なお、コンバータトランスＴ１
は、一次コイル、二次コイルを有するとともに、特にそ
の一次コイルにおけるリーケージインダクタンスがＬで
示されている。

【００２７】Ｄ１は、整流ダイオード、Ｌ１は、整流ダ
イオードＤ１のカソードに直列に接続されたチョークコ
イルである。チョークコイルＬ１は、スイッチ素子ＳＷ
１のターンオン時にエネルギを蓄積しターンオフ時にエ
ネルギを放出することにより、平滑作用をする磁性体と
して機能する。

【００２８】Ｄ２は、転流ダイオード、Ｃ２は、二次側
平滑コンデンサである。転流ダイオードＤ２は、チョー
クコイルＬ１に蓄積されているエネルギを放出させるダ
イオードとして機能する。

【００２９】このような基本構成を有するフォワード方
式のスイッチング電源の動作は、周知であるから、その
詳しい説明を省略する。

【００３０】１０は、スナバ回路であって、コンデンサ
Ｃ３とダイオードＤ３との第１直列回路２０と、コイル
Ｌ２とダイオードＤ４との第２直列回路３０とを有す
る。

【００３１】第１直列回路２０は、転流ダイオードＤ２
に並列接続されている。第１直列回路２０において、コ
ンデンサＣ３は、転流ダイオードＤ２におけるチョーク
コイル接続側(磁性体接続側)ａに接続されている。この
場合、チョークコイル接続側ａは、転流ダイオードＤ２
のカソード側となる。

【００３２】第２直列回路３０は、第１直列回路２０に
おけるコンデンサＣ３とダイオードＤ３との接続部ｂと
チョークコイルＬ１における転流ダイオード非接続側ｃ
との間に接続されている。

【００３３】図２を参照して、スイッチ素子ＳＷ１のオ
ンオフ作動に伴う電圧、電流の波形において、スイッチ
素子ＳＷ１の電圧Ｖｓｗ１は、図２(ａ)で示すように変
化する。スイッチ素子ＳＷ１の電流Ｉｓｗ１は、図２
(ｂ)で示すように変化する。そして、整流ダイオードＤ
１の電流ＩＤ１は、図２(ｃ)で示すように変化する。転
流ダイオードＤ２の電流ＩＤ２は、図２(ｄ)で示すよう
に変化する。

【００３４】図３ないし図１０を参照して、スイッチ素
子ＳＷ１がターンオフするときの電圧リンギングの抑制
に関して、モード１からモード７にわけて説明する。

【００３５】各モードにおける電流の流れは矢印で示さ
れている。

【００３６】図１０(ａ)は、スイッチ素子ＳＷ１にかか
る電圧(コレクタ電圧)Ｖｓｗ１、図１０(ｂ)は、スイッ
チ素子ＳＷ１に流れる電流Ｉｓｗ１、図１０(ｃ)は、転
流ダイオードＤ２に流れる電流ＩＤ２、図１０(ｄ)は、
コンデンサＣ３に流れる電流ＩＣ３、図１０(ｅ)は、コ
ンデンサＣ３にかかる電圧Ｖｃ３、図１０(ｆ)は、コイ
ルＬ２に流れる電流ＩＬ２を示す。

【００３７】(モード１)このモード１では、図３、図１
０で示すように、モード１の開始でスイッチ素子ＳＷ１
はターンオンする。スイッチ素子ＳＷ１は導通するから
その電圧Ｖｓｗ１は、ほぼゼロ、その電流Ｉｓｗ１は、
ほぼ一定の所定値である。

【００３８】転流ダイオードＤ２の電流ＩＤ２は、ゼロ
である。

【００３９】コンデンサＣ３の電流ＩＣ３は、モード１
の開始当初から途中までのコンデンサＣ３の蓄積エネル
ギが少ない期間は負側に増大し、蓄積エネルギが増大す
る途中では減少に転じ、モード１の終了でコンデンサＣ
３のエネルギ蓄積量が満状態になると流れ込みが停止す
る。

【００４０】コンデンサＣ３の電圧Ｖｃ３は、モード１
の終了まで正に増加し、コイルＬ２の電流ＩＬ２は、増
加し途中で減少に転じる。

【００４１】平滑コンデンサＣ２には、コンバータトラ
ンスＴ１の二次コイル、整流ダイオードＤ１、チョーク
コイルＬ１の第１経路と、その二次コイル、コンデンサ
Ｃ３、コイルＬ２、ダイオードＤ４の第２経路とを、介
して、電流が流れる。

【００４２】(モード２)モード２では、図４、図１０で
示すように、スイッチ素子ＳＷ１の電圧Ｖｓｗ１、電流
Ｉｓｗ１、転流ダイオードＤ２の電流ＩＤ２に変化は無
い。コンデンサＣ３は、すでにエネルギが蓄積されて満
充電状態であるため電流ＩＣ３は流れ込まず、そ電圧Ｖ
ｃ３は、ほぼ一定となる。コイルＬ２は、コンデンサＣ
３から電流遮断されても、その蓄積エネルギにより電流
源となって電流ＩＬ２を流すが、そのエネルギ減少によ
り電流ＩＬ２は若干減少していく。

【００４３】平滑コンデンサＣ２には、コンバータトラ
ンスＴ１の二次コイル、整流ダイオードＤ１、チョーク
コイルＬ１の第１経路と、ダイオードＤ３、コイルＬ
２、ダイオードＤ４の第２経路とを、介して、電流が流
れる。

【００４４】(モード３)モード３の開始で図５、図１０
で示すように、スイッチ素子ＳＷ１がターンオフする。
このターンオフによりスイッチ素子ＳＷ１の電圧Ｖｓｗ
１は上昇し始め、その電流Ｉｓｗ１は減少し始める。

【００４５】チョークコイルＬ１にはモード３の開始で
も電流が継続して流れ、また、モード３の期間中、転流
ダイオードＤ２は非導通でそれには電流ＩＤ２は流れな
い。

【００４６】この状態で、スイッチ素子ＳＷ１のターン
オフに伴いコンバータトランスＴ１の二次コイルの電圧
が低下してくる。その結果、コンデンサＣ３に蓄積され
ている電圧の方が高くなって、該コンデンサＣ３からチ
ョークコイルＬ１に電流ＩＣ３が流れ込む。この電流Ｉ
Ｃ３はモード３の終了まで徐々に増大する。

【００４７】この電流ＩＣ３が徐々に増大するため、ス
イッチ素子ＳＷ１の電流Ｉｓｗ１は、モード３の開始か
ら終了にかけてスムーズに徐々に減少していく結果、ス
イッチ素子ＳＷ１のされる勾配で増大する。

【００４８】すなわち、モード３では、スイッチ素子Ｓ
Ｗ１の電圧Ｖｓｗ１のリンギングは抑制される。

【００４９】平滑コンデンサＣ２には、コンバータトラ
ンスＴ１の二次コイル、整流ダイオードＤ１、チョーク
コイルＬ１の第１経路と、ダイオードＤ３、コンデンサ
Ｃ３、チョークコイルＬ１の第２経路と、ダイオードＤ
３、コイルＬ２、ダイオードＤ４の第３経路とを、介し
て、電流が流れる。

【００５０】(モード４)モード４の開始からその前半ま
で図６、図１０で示すように、スイッチ素子ＳＷ１はタ
ーンオフ途中にあるが、整流ダイオードＤ１を通しては
チョークコイルＬ１には電流が流れなくなる。

【００５１】そして、チョークコイルＬ１は、コンデン
サＣ３からの電流ＩＣ３が流れるが、モード４の期間
中、電流ＩＣ３はほぼ一定である。したがって、このモ
ード４の期間中も、転流ダイオードＤ２にも電流ＩＤ２
は流れていない。

【００５２】平滑コンデンサＣ２には、ダイオードＤ
３、コンデンサＣ３、チョークコイルＬ１の第１経路
と、ダイオードＤ３、コイルＬ２、ダイオードＤ４の第
２経路とを、介して、電流が流れる。

【００５３】(モード５)モード５では、図７、図１０で
示すように、コンデンサＣ３からの電流が減少し始め、
これに伴い、チョークコイルＬ１が電流源となって、転
流ダイオードＤ２が導通し、これに電流ＩＤ２が流れ始
める。

【００５４】平滑コンデンサＣ２には、転流ダイオード
Ｄ２、チョークコイルＬ１の第１経路と、ダイオードＤ
３、コンデンサＣ３、チョークコイルＬ１の第２経路
と、ダイオードＤ３、コイルＬ２、ダイオードＤ４の第
３経路とを、介して、電流が流れる。

【００５５】(モード６)モード６では、図８、図１０で
示すように、コンデンサＣ３から電流ＩＣ３が流れなく
なる。転流ダイオードＤ２に流れる電流ＩＤ２もほぼ一
定になる。

【００５６】平滑コンデンサＣ２には、転流ダイオード
Ｄ２、チョークコイルＬ１の第１経路と、ダイオードＤ
３、コイルＬ２、ダイオードＤ４の第２経路とを、介し
て、電流が流れる。

【００５７】(モード７)モード７では、図９、図１０で
示すように、スイッチ素子ＳＷ１の電圧Ｖｓｗ１も安定
する。

【００５８】平滑コンデンサＣ２に対しては、転流ダイ
オードＤ２、チョークコイルＬ１の経路で電流が流れ
る。

【００５９】以上のモード１からモード７において、本
実施の形態の場合、スイッチ素子ＳＷ１のターンオフ時
にモード３で、スイッチ素子ＳＷ１の電流Ｉｓｗ１が徐
々に減少するから、コンバータトランスＴ１の一次コイ
ルの漏れインダクタンスＬが大きくても、スイッチ素子
ＳＷ１のターンオフ時における電圧リンギングは抑制さ
れる。

【００６０】また、スナバー回路１０はコンデンサＣ
３、ダイオードＤ３、Ｄ４およびコイルＬ２からなるの
で、スナバー回路１０においてのエネルギー損失をほと
んどなくすことができる。

【００６１】スナバー回路１０はスイッチング電源の二
次側に設けられているから、定格電圧および形状寸法が
小さい部品を採用することができる。

【００６２】本発明は、上述の実施形態に限定されるも
のではなく、種々な応用や変形が考えられる。 (１)図１１ないし図２０を参照して、本発明の他の実施
形態に係るフライバック方式のスイッチング電源を説明
する。図１１は、スイッチング電源の要部回路図、図１
２は、動作波形図、図１３ないし図１９は、各部におけ
る電流の挙動の説明に供するスイッチング電源の要部回
路図、図２０は、図１２の要部拡大波形図である。

【００６３】このスイッチング電源は、スナバ回路１０
を備える。スナバ回路１０は、既述した実施形態と同様
に、コンデンサＣ３とダイオードＤ３との第１直列回路
２０と、コイルＬ２とダイオードＤ４との第２直列回路
３０とを有する。

【００６４】第１直列回路２０は、転流ダイオードＤ２
に並列接続されている。第１直列回路２０において、コ
ンデンサＣ３は、転流ダイオードＤ２におけるコンバー
タトランスＴ１の二次コイル接続側(磁性体接続側)ａに
接続されている。

【００６５】第２直列回路３０は、第１直列回路２０に
おけるコンデンサＣ３とダイオードＤ３との接続部ｂと
磁性体としての二次コイルにおける転流ダイオード非接
続側ｃとの間に接続されている。

【００６６】図１２を参照して、スイッチ素子ＳＷ１の
電圧Ｖｓｗ１は、図１２(ａ)で示すように、また、その
電流Ｉｓｗ１は、図１２(ｂ)で示すように、それぞれ変
化する。そして、転流ダイオードＤ２の電流ＩＤ２は、
図１２(ｃ)で示すように変化する。

【００６７】図１３から図１９は、それぞれモード１か
らモード７を示す。

【００６８】図２０(ａ)ないし(ｆ)は、それぞれ、図１
０(ａ)ないし(ｆ)に対応している。 (モード１)モード１の開始で図１３、図２０で示すよう
に、スイッチ素子ＳＷ１はターンオンする。スイッチ素
子ＳＷ１の電圧Ｖｓｗ１は、ほぼゼロ、電流Ｉｓｗ１
は、ほぼ一定の所定値である。転流ダイオードＤ２の電
流ＩＤ２は、ゼロである。

【００６９】スナバ回路１０において、コンデンサＣ３
の電流ＩＣ３は、負に増大し途中で減少に転じ、コンデ
ンサＣ３のエネルギ蓄積量が満状態になるモード１の終
了で流れ込みが停止する。平滑コンデンサＣ２には、転
流ダイオードＤ２がオフしているために、電流が流れな
い。 (モード２)モード２では、図１４、図２０で示すよう
に、コンデンサＣ３は、すでにエネルギが蓄積されて満
充電状態であるため電流ＩＣ３は流れ込まない。コイル
Ｌ２に蓄積されているエネルギで該コイルＬ２が電流源
となってそこから電流ＩＬ２が流れる。したがって、平
滑コンデンサＣ２には、コイルＬ２、ダイオードＤ４、
ダイオードＤ３の経路で電流が流れる。 (モード３)モード３で図１５、図２０で示すように、ス
イッチ素子ＳＷ１がターンオフし、スイッチ素子ＳＷ１
の電圧Ｖｓｗ１は上昇し始め、その電流Ｉｓｗ１は減少
し始める。

【００７０】この場合、コンデンサＣ３から供給される
電流ＩＣ３により、スイッチ素子ＳＷ１の電流Ｉｓｗ１
は、モード３の開始から終了にかけてスムーズに徐々に
減少していく結果、スイッチ素子ＳＷ１の電圧Ｖｓｗ１
はモード３の開始から終了にかけて電圧リンギングが抑
制される勾配で増大する。

【００７１】したがって、平滑コンデンサＣ２には、コ
ンバータトランスＴ１の二次コイル、コンデンサＣ３、
ダイオードＤ３の経路と、コイルＬ２、ダイオードＤ
４、ダイオードＤ３の経路で電流が流れる。

【００７２】(モード４)モード４では、図１６、図２０
で示すように、平滑コンデンサＣ２に、二次コイル、コ
ンデンサＣ３、ダイオードＤ３の経路と、コイルＬ２、
ダイオードＤ４、ダイオードＤ３の経路とで電流が流れ
る。

【００７３】(モード５)モード５では図１７、図２０で
示すように、転流ダイオードＤ２に電流ＩＤ２が流れ始
める一方、コンデンサＣ３の電流ＩＣ３は減少し始め
る。

【００７４】平滑コンデンサＣ２には、二次コイル、転
流ダイオードＤ２の経路と、二次コイル、コンデンサＣ
３、ダイオードＤ３の経路と、コイルＬ２、ダイオード
Ｄ４、ダイオードＤ３の経路とで電流が流れる。

【００７５】(モード６)モード６では、図１８、図２０
で示すように、コンデンサＣ３から電流ＩＣ３が流れな
くなり、平滑コンデンサＣ２には、二次コイル、転流ダ
イオードＤ２の経路と、コイルＬ２、ダイオードＤ４、
ダイオードＤ３の経路とで電流が流れる。

【００７６】(モード７)モード７では、図１９、図２０
で示すように、平滑コンデンサＣ２に対しては、転流ダ
イオードＤ２、二次コイルの経路で電流が流れる。

【００７７】以上の実施の形態の場合も、既述の実施形
態と同様にして、スイッチ素子ＳＷ１のターンオフ時に
おける電圧リンギングは抑制される。

【００７８】また、スナバー回路１０はコンデンサＣ
３、ダイオードＤ３、Ｄ４およびコイルＬ２からなるの
で、スナバー回路１０においてのエネルギー損失をほと
んどなくすことができる。

【００７９】スナバー回路１０はスイッチング電源の二
次側に設けられているから、定格電圧および形状寸法が
小さい部品を採用することができる。 (２)図２１ないし図３０を参照して、本発明のさらに他
の実施形態に係るタップインダクタ方式のスイッチング
電源を説明する。図２１は、スイッチング電源の要部回
路図、図２２は、動作波形図、図２３ないし図２９は、
各部における電流の挙動の説明に供するスイッチング電
源の要部回路図、図３０は、要部拡大波形図である。

【００８０】このスイッチング電源は、一次側平滑コン
デンサＣ１、スイッチ素子ＳＷ１、タップインダクタＬ
３、二次側平滑コンデンサＣ２、転流ダイオードＤ２、
およびスナバ回路１０を備える。

【００８１】このようなスイッチング電源の動作は周知
であるから、その詳細は省略する。

【００８２】このスイッチング電源は、スナバ回路１０
を備える。スナバ回路１０は、既述した実施形態と同様
に、コンデンサＣ３とダイオードＤ３との第１直列回路
２０と、コイルＬ２とダイオードＤ４との第２直列回路
３０とを有する。

【００８３】第１直列回路２０は、転流ダイオードＤ２
に並列接続されている。第１直列回路２０において、コ
ンデンサＣ３は、転流ダイオードＤ２におけるタップイ
ンダクタ接続側(磁性体接続側)ａに接続されている。こ
の場合、二次コイル接続側ａは、転流ダイオードＤ２の
カソード側となる。

【００８４】第２直列回路３０は、第１直列回路２０に
おけるコンデンサＣ３とダイオードＤ３との接続部ｂと
タップインダクタＬ３における転流ダイオード非接続側
ｃとの間に接続されている。

【００８５】図２２を参照して、スイッチ素子ＳＷ１の
電圧Ｖｓｗ１は、図２２(ａ)で示すように、また、その
電流Ｉｓｗ１は、図２２(ｂ)で示すように、それぞれ変
化する。そして、転流ダイオードＤ２の電流ＩＤ２は、
図２２(ｃ)で示すように変化する。

【００８６】図２３から図２９はそれぞれモード１から
モード７を示す。

【００８７】図３０(ａ)〜(ｆ)は、図１０(ａ)〜(ｆ)に
対応している。

【００８８】(モード１)モード１で、図２３、図３０で
示すように、スイッチ素子ＳＷ１はターンオンする。ス
イッチ素子ＳＷ１の電圧Ｖｓｗ１は、ほぼゼロ、電流Ｉ
ｓｗ１は、ほぼ一定の所定値である。転流ダイオードＤ
２の電流ＩＤ２は、ゼロである。

【００８９】コンデンサＣ３の電流ＩＣ３は、負に増大
し途中で減少に転じ、モード１の終了でコンデンサＣ３
のエネルギ蓄積量が満状態になるとコンデンサＣ３への
電流の流れ込みが停止する。

【００９０】(モード２)モード２では、図２４、図３０
で示すように、スイッチ素子ＳＷ１の電圧Ｖｓｗ１、電
流Ｉｓｗ１、転流ダイオードＤ２の電流ＩＤ２は無い。
コンデンサＣ３は、すでにエネルギが蓄積されて満充電
状態であるため電流ＩＣ３は流れ込まない。 (モード３)モード３は図２５、図３０で示すように、そ
の全体がスイッチ素子ＳＷ１のターンオフ期間である。
モード３の開始からスイッチ素子ＳＷ１の電圧Ｖｓｗ１
は上昇し始め、その電流Ｉｓｗ１は減少し始める。

【００９１】この場合、コンデンサＣ３から供給される
電流ＩＣ３により、スイッチ素子ＳＷ１の電流Ｉｓｗ１
は、モード３の開始から終了にかけてスムーズに徐々に
減少していく結果、スイッチ素子ＳＷ１の電圧Ｖｓｗ１
はモード３の開始から終了にかけて電圧リンギングが抑
制される勾配で増大する。 (モード４)モード４では、図２６、図３０で示すよう
に、平滑コンデンサＣ２には、ダイオードＤ３、コンデ
ンサＣ３、タップインダクタＬ３の他方のコイルＬ３２
の第１経路と、ダイオードＤ３、コイルＬ２、ダイオー
ドＤ４の第２経路を、介して、流れる。

【００９２】(モード５)モード５では図２７、図３０で
示すように、転流ダイオードＤ２に電流ＩＤ２が流れ始
める一方、コンデンサＣ３の電流ＩＣ３は減少し始め
る。

【００９３】平滑コンデンサＣ２には、転流ダイオード
Ｄ２、タップインダクタＬ３の他方のコイルＬ３２の第
１経路と、ダイオードＤ３、コンデンサＣ３、タップイ
ンダクタＬ３の他方のコイルの第２経路と、ダイオード
Ｄ３、コイルＬ２、ダイオードＤ４の第３経路を、介し
て、流れる。 (モード６)モード６では、図２８、図３０で示すよう
に、コンデンサＣ３から電流Ｉｃ２が流れなくなる。

【００９４】平滑コンデンサＣ２には、転流ダイオード
Ｄ２、タップインダクタＬ３の他方のコイルＬ３２の第
１経路と、ダイオードＤ３、コイルＬ２、ダイオードＤ
４の第２経路を、介して、流れる。 (モード７)モード７では、図２９、図３０で示すよう
に、平滑コンデンサＣ２には、転流ダイオードＤ２、タ
ップインダクタＬ３の他方のコイルＬ３２の経路で電流
が流れる。

【００９５】本実施の形態も、上述のそれと同様の作用
効果を達成できる。 (３)本発明のフォワード方式のスイッチング電源として
は、図３１ないし図３３に示される形態のものがあり、
本発明は、これらスイッチング電源にも同様に適用する
ことができる。なお、図３１ないし図３３でコンバータ
トランスＴ１の一次側は図示を省略している。 (４) 本発明のフライバック方式のスイッチング電源と
しては、図３４ないし図３６に示される形態のものがあ
り、本発明は、これらスイッチング電源にも同様に適用
することができる。なお、図３４ないし図３６でコンバ
ータトランスＴ１の一次側は図示を省略している。 (５) 本発明のタップインダクタ方式のスイッチング電
源としては、図３７ないし図３９に示される形態のもの
があり、本発明は、これらスイッチング電源にも同様に
適用することができる。なお、図３７ないし図３９でス
イッチ素子ＳＷ１の図示を省略している。 (６)本発明は、電力変換器として、スイッチング電源に
適用したが、これに限定されるものではなく、インバー
タなどの他の電力変換器にも適用することができる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スイッチ素子のターンオフ時における電圧リンギングを
効率的に抑制可能とすると同時に、その抑制に際しての
電力損失を大幅に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るスイッチング電源の要
部回路

【図２】図１のスイッチング電源の動作波形図

【図３】各部における電流の挙動の説明に供するスイッ
チング電源の要部回路図

【図４】各部における電流の挙動の説明に供するスイッ
チング電源の要部回路図

【図５】各部における電流の挙動の説明に供するスイッ
チング電源の要部回路図

【図６】各部における電流の挙動の説明に供するスイッ
チング電源の要部回路図

【図７】各部における電流の挙動の説明に供するスイッ
チング電源の要部回路図

【図８】各部における電流の挙動の説明に供するスイッ
チング電源の要部回路図

【図９】各部における電流の挙動の説明に供するスイッ
チング電源の要部回路図

【図１０】図３〜図９の要部拡大波形図

【図１１】本発明の他の実施形態に係るスイッチング電
源の要部回路図

【図１２】図１１のスイッチング電源の動作波形図

【図１３】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図１４】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図１５】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図１６】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図１７】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図１８】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図１９】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図２０】図１３〜図１９の要部拡大波形図

【図２１】本発明のさらに他の実施形態に係るスイッチ
ング電源の要部回路

【図２２】図２１のスイッチング電源の動作波形図

【図２３】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図２４】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図２５】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図２６】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図２７】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図２８】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図２９】各部における電流の挙動の説明に供するスイ
ッチング電源の要部回路図

【図３０】図２３〜図２９の要部拡大波形図

【図３１】本発明のさらに他の実施形態に係るスイッチ
ング電源の要部回路図

【図３２】本発明のさらに他の実施形態に係るスイッチ
ング電源の要部回路図

【図３３】本発明のさらに他の実施形態に係るスイッチ
ング電源の要部回路図

【図３４】本発明のさらに他の実施形態に係るスイッチ
ング電源の要部回路図

【図３５】本発明のさらに他の実施形態に係るスイッチ
ング電源の要部回路図

【図３６】本発明のさらに他の実施形態に係るスイッチ
ング電源の要部回路図

【図３７】本発明のさらに他の実施形態に係るスイッチ
ング電源の要部回路図

【図３８】本発明のさらに他の実施形態に係るスイッチ
ング電源の要部回路図

【図３９】本発明のさらに他の実施形態に係るスイッチ
ング電源の要部回路図

【符号の説明】

１０ スナバ回路 ２０ 第１直列回路 ３０ 第２直列回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力変換制御のための作動を行うスイッチ
   素子と、スイッチ素子の作動に伴う電力変換に関わるエ
   ネルギを蓄積ないし放出する磁性体と、前記磁性体の蓄
   積エネルギにより導通する転流ダイオードとを少なくと
   も有する電力変換器に備えられるスナバ回路であって、 少なくともコンデンサとダイオードとよりなる第１直列
   回路と、少なくともコイルとダイオードとよりなる第２
   直列回路とを少なくとも有し、 前記第１直列回路は、そのコンデンサが前記転流ダイオ
   ードにおける磁性体接続側に接続されている状態で、前
   記転流ダイオードに並列に接続されており、 前記第２直列回路は、前記第１直列回路におけるコンデ
   ンサとダイオードとの接続部と前記磁性体における転流
   ダイオード非接続側との間に接続されている、ことを特
   徴とするスナバ回路。
2. 【請求項２】請求項1のスナバ回路において、 前記電力変換器が、スイッチング電源であることを特徴
   とするスナバ回路。
3. 【請求項３】電力変換制御のための作動を行うスイッチ
   素子と、 前記スイッチ素子の作動に伴う電力変換に関わるエネル
   ギを蓄積ないし放出する磁性体と、 前記磁性体の蓄積エネルギにより導通する転流ダイオー
   ドと、 少なくとも前記スイッチ素子のターンオフ時の電圧変化
   を抑制するためのスナバ回路と、 を含み、 前記スナバ回路は、コンデンサとダイオードとの第１直
   列回路と、コイルとダイオードとの第２直列回路とを有
   し、前記第１直列回路は、そのコンデンサが前記転流ダ
   イオードにおける磁性体接続側に接続されている状態
   で、前記転流ダイオードに並列に接続されており、前記
   第２直列回路は、前記第１直列回路におけるコンデンサ
   とダイオードとの接続部と前記磁性体における転流ダイ
   オード非接続側との間に接続されている、ことを特徴と
   する電力変換器。