JP2010110114A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直流電源の両端にスイッチング素子Q11とQ12が直列接続され、Q12の両端に補助巻線Na1を有するトランスT1aの一次巻線Np1とコンデンサCi1が直列接続され、トランスT1aの二次巻線に発生した電圧を整流する第1整流回路を備えた第1コンバータ3、直流電源の両端にスイッチング素子Q21とQ22が直列接続され、Q22の両端にトランスT2の一次巻線Np2とコンデンサCi2が直列接続され、トランスT2の二次巻線に発生した電圧を整流する第2整流回路を備えた第2コンバータ4、第1整流回路と第2整流回路とから出力される電流を平滑する平滑回路Co1、補助巻線に接続された共振リアクトルL1と共振コンデンサC1とからなる直列共振回路1の電流に応じてスイッチング素子Q21とQ22をオン/オフさせる制御回路11を備える。
【選択図】図1
Description
3,3a,3b 第1コンバータ
4 第2コンバータ
10,11,15 制御回路
12 インバータ回路
13,14 ドライバ
23 第1PFC回路
24 第2PFC回路
Vin 直流電源
Q11,Q12,Q21,Q22,Q31,Q41 スイッチング素子
Q1〜Q4 トランジスタ
D1〜D12,D21,D22,D31,D41 ダイオード
T1,T1a,T1b,T2,T3 トランス
Np1,Np2,Np3 一次巻線
Ns11,Ns12,Ns21,Ns22,Ns31,Ns32 二次巻線
Na1,Nb1,Nb2 補助巻線
C33,C43 分圧コンデンサ
Co1 出力平滑コンデンサ
L31,L41 昇圧リアクトル
Lr1,Lr2,L1,L2 共振リアクトル
C1,C2 共振コンデンサ
Ci1,Ci2 電流共振コンデンサ
Cv1,Cv2 電圧共振コンデンサ
R1,R2 抵抗
AC 交流電源
DB 全波整流回路
Claims (11)
- 直流電源の両端に第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とが直列に接続され、前記第1スイッチング素子又は前記第2スイッチング素子の両端に補助巻線を有する第1トランスの一次巻線と第1コンデンサとが直列に接続され、前記第1トランスの二次巻線に発生した電圧を整流する第1整流回路を備える第1コンバータと、
前記直流電源の両端に第3スイッチング素子と第4スイッチング素子とが直列に接続され、前記第3スイッチング素子又は前記第4スイッチング素子の両端に第2トランスの一次巻線と第2コンデンサとが直列に接続され、前記第2トランスの二次巻線に発生した電圧を整流する第2整流回路を備える第2コンバータと、
前記第1整流回路と前記第2整流回路とから出力される電流を平滑する平滑回路と、
前記補助巻線に直列に接続された共振リアクトルと共振コンデンサとからなる直列共振回路と、
前記直列共振回路に流れる電流に応じて前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子をオン/オフさせる制御回路と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記制御回路は、前記直列共振回路に流れる電流が正のときに前記第3スイッチング素子をオンさせ、前記直列共振回路に流れる電流が負のときに前記第4スイッチング素子をオンさせることを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。
- 直流電源の両端に第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とが直列に接続され、前記第1スイッチング素子又は前記第2スイッチング素子の両端に互いに逆極性に巻回された第1補助巻線と第2補助巻線とを有する第1トランスの一次巻線と第1コンデンサとが直列に接続され、前記第1トランスの二次巻線に発生した電圧を整流する第1整流回路を備える第1コンバータと、
前記直流電源の両端に第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子とが直列に接続され、前記第3スイッチング素子又は前記第4スイッチング素子の両端に第2トランスの一次巻線と第2コンデンサとが直列に接続され、前記第2トランスの二次巻線に発生した電圧を整流する第2整流回路を備える第2コンバータと、
前記第1整流回路と前記第2整流回路とから出力される電流を平滑する平滑回路と、
前記第1補助巻線に直列に接続された第1共振リアクトルと第1共振コンデンサとからなる第1直列共振回路と、
前記第1直列共振回路の電流に応じて前記第3スイッチング素子をオン/オフさせる第1制御回路と、
前記第2補助巻線に直列に接続された第2共振リアクトルと第2共振コンデンサとからなる第2直列共振回路と、
前記第2直列共振回路の電流に応じて前記第4スイッチング素子をオン/オフさせる第2制御回路と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記第1制御回路は、トーテムポール接続された第1及び第2トランジスタを有し、前記第1及び第2トランジスタの各ベース端子が前記第1直列共振回路と前記第1補助巻線とからなる直列回路の一端に接続され、各エミッタ端子が前記第1直列共振回路と前記第1補助巻線とからなる直列回路の他端と前記第3スイッチング素子の制御端子とに接続された第1ドライブ回路を備え、
前記第2制御回路は、トーテムポール接続された第3及び第4トランジスタを有し、前記第3及び第4トランジスタの各ベース端子が前記第2直列共振回路と前記第2補助巻線とからなる直列回路の一端に接続され、各エミッタ端子が前記第2直列共振回路と前記第2補助巻線とからなる直列回路の他端と前記第4スイッチング素子の制御端子とに接続された第2ドライブ回路を備えることを特徴とする請求項3記載のスイッチング電源装置。 - 前記第1ドライブ回路及び前記第2ドライブ回路の各々は、各トランジスタについてベース端子とコレクタ端子との間に接続されたダイオードを備えることを特徴とする請求項4記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1制御回路は、トーテムポール接続された第1及び第2トランジスタを有し、前記第1及び第2トランジスタの各ベース端子及び各コレクタ端子がそれぞれにダイオードを介して前記第1直列共振回路と前記第1補助巻線とからなる直列回路の一端に接続され、各エミッタ端子が前記第1直列共振回路と前記第1補助巻線とからなる直列回路の他端と前記第3スイッチング素子の制御端子とに接続され、前記第1トランジスタのベース端子及びエミッタ端子間に抵抗が接続された第1ドライブ回路を備え、
前記第2制御回路は、トーテムポール接続された第3及び第4トランジスタを有し、前記第3及び第4トランジスタの各ベース端子及び各コレクタ端子がそれぞれにダイオードを介して前記第2直列共振回路と前記第2補助巻線とからなる直列回路の一端に接続され、各エミッタ端子が前記第2直列共振回路と前記第2補助巻線とからなる直列回路の他端と前記第4スイッチング素子の制御端子とに接続され、前記第3トランジスタのベース端子及びエミッタ端子間に抵抗が接続された第2ドライブ回路を備えることを特徴とする請求項3記載のスイッチング電源装置。 - 直流電源の両端に第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とが直列に接続され、前記第1スイッチング素子又は前記第2スイッチング素子の両端に第1トランスの一次巻線と第1コンデンサとが直列に接続され、前記第1トランスの二次巻線に発生した電圧を整流する第1整流回路を備える第1コンバータと、
前記直流電源の両端に第3スイッチング素子と第4スイッチング素子とが直列に接続され、前記第3スイッチング素子又は前記第4スイッチング素子の両端に第2トランスの一次巻線と第2コンデンサとが直列に接続され、前記第2トランスの二次巻線に発生した電圧を整流する第2整流回路を備える第2コンバータと、
前記第1整流回路と前記第2整流回路とから出力される電流を平滑する平滑回路と、
前記第1スイッチング素子又は前記第2スイッチング素子の両端に接続された共振リアクトルと共振コンデンサとからなる直列共振回路と、
前記直列共振回路に流れる電流に応じて前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子をオン/オフさせる制御回路と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 直流電源の両端に第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とが直列に接続され、前記第1スイッチング素子又は前記第2スイッチング素子の両端に第1トランスの一次巻線と第1コンデンサとが直列に接続され、前記第1スイッチング素子又は前記第2スイッチング素子の両端に互いに逆極性に巻回された第1の二次巻線及び第2の二次巻線を有する第3トランスの一次巻線と第3コンデンサとが直列に接続され、前記第1トランスの二次巻線に発生した電圧を整流する第1整流回路を備える第1コンバータと、
前記直流電源の両端に第3スイッチング素子と第4スイッチング素子とが直列に接続され、前記第3スイッチング素子又は前記第4スイッチング素子の両端に第2トランスの一次巻線と第2コンデンサとが直列に接続され、前記第2トランスの二次巻線に発生した電圧を整流する第2整流回路を備える第2コンバータと、
前記第1整流回路と前記第2整流回路とから出力される電流を平滑する平滑回路と、
前記第3トランスの第1の二次巻線に直列に接続された第1共振リアクトルと第1共振コンデンサとからなる第1直列共振回路と、
前記第1直列共振回路の電流に応じて前記第3スイッチング素子をオン/オフさせる第1制御回路と、
前記第3トランスの第2の二次巻線に直列に接続された第2共振リアクトルと第2共振コンデンサとからなる第2直列共振回路と、
前記第2直列共振回路の電流に応じて前記第4スイッチング素子をオン/オフさせる第2制御回路と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記直流電源に代えて、第1力率改善回路と第2力率改善回路とを設け、
前記第1力率改善回路は、交流電源の交流電圧を整流した整流電圧を第1スイッチによりオン/オフして力率を改善するとともに所定の直流電圧に変換して前記第1コンバータに供給し、
前記第2力率改善回路は、前記交流電圧を整流した整流電圧を第2スイッチによりオン/オフして力率を改善するとともに前記第1力率改善回路の第1スイッチのオン幅と同じオン幅で直流電圧に変換して前記第2コンバータに供給することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載のスイッチング電源装置。 - 前記直流電源に代えて、分圧用直流電源を設けるとともに、前記分圧用直流電源の両端に第1分圧コンデンサと第2分圧コンデンサとが直列に接続され、前記第1分圧コンデンサの直流電圧が前記第1コンバータに供給され、前記第2分圧コンデンサの直流電圧が前記第2コンバータに供給されることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載のスイッチング電源装置。
- 共振リアクトルと共振コンデンサとからなる直列共振回路と、
前記直列共振回路に直列に接続される巻線を有する第1トランスを少なくとも1つ備え、第1スイッチ回路のオン/オフ動作により前記第1直流電源から入力電力を入力し、前記第1トランスの二次側から、又は他のトランスの二次側から出力電力を出力する第1コンバータと、
第2トランスを備え、第2スイッチ回路のオン/オフ動作により第1直流電源又は第2直流電源から入力電力を入力し、前記第2トランスの二次側から出力電力を出力する第2コンバータと、
前記第1コンバータと前記第2コンバータとから出力される出力電力を整流平滑して直流出力を取り出す整流平滑回路と、
前記直列共振回路の電流に応じて前記第2スイッチ回路のオン/オフ動作を制御する制御回路と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
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