JP2563385B2 - スイッチングレギュレータ装置 - Google Patents

スイッチングレギュレータ装置

Info

Publication number
JP2563385B2
JP2563385B2 JP62272446A JP27244687A JP2563385B2 JP 2563385 B2 JP2563385 B2 JP 2563385B2 JP 62272446 A JP62272446 A JP 62272446A JP 27244687 A JP27244687 A JP 27244687A JP 2563385 B2 JP2563385 B2 JP 2563385B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
capacitor
switching
diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62272446A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01114369A (ja
Inventor
信義 長潟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62272446A priority Critical patent/JP2563385B2/ja
Publication of JPH01114369A publication Critical patent/JPH01114369A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2563385B2 publication Critical patent/JP2563385B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は産業用や民生用の機器に直流安定化電圧を供
給するスイッチングレギュレータ装置に関するものであ
る。
従来の技術 従来、この種のスイッチングレギュレータ装置は、第
6図に示すような構成であった。第6図を参照して、従
来技術としてのスイッチングレギュレータ装置を説明す
る。1は直流入力電源であり、2は制御回路17の信号に
より相補的にオンオフするスイッチング素子3および4
より主に構成されるスイッチング回路、9はコンデン
サ、10は抵抗でトランス11の1次巻線11a,11bに直列に
接続され1次巻線11a,11bに発生するスパイク電圧が前
記スイッチング回路2に印加されるのを防止するスナバ
ー回路、11はトランスで1次巻線11a,11bと2次巻線を
有しており、前記1次巻線に印加されるパルス電圧を2
次巻線に誘起するとともに所定の電圧に変圧し、ダイオ
ード12および13、チョークトランス14、コンデンサ15よ
り構成される出力平滑回路により直流に変換され、出力
端子16,16′より負荷に供給される。制御回路17は出力
端子16,16′の直流電圧が絶えず一定になるように、ス
イッチング回路2に印加する制御信号を変化させること
で調整する。
さらにコンデンサ9および抵抗10より構成される前記
スナバー回路の動作について、第7図を参照して詳細に
説明する。第7図(a)はスイッチング回路2のスイッ
チング素子3または4に印加されるスイッチング電圧波
形Aを示す。t1〜t2間は一方のスイッチング素子がオン
している期間でt2〜t5間は一方のスイッチング素子がオ
フしている期間で、t3〜t4間は他方のスイッチング素子
がオンしている期間でt2〜t3,t4〜t5間は相方のスイッ
チング素子がオフしている期間である。スイッチング電
圧波形Aに示すスパイク電圧Bは、主にトランス11の1
次巻線11a,11bのリーケージインダクタンスおよび1次
巻線と2次巻線のリーケージインダクタンスに蓄えられ
たエネルギーにより発生する。第7図(b)は、前記ス
ナバー回路に流れる電流波形Bを示しており、前記スイ
ッチング電圧波形Aが急峻に変化する時電流を流し電力
を消費していることがわかる。この作用により前記リー
ケージインダクタンスに蓄えられたエネルギーをスナバ
ー回路で消費することで、前記スパイク電圧Bを低く抑
える。尚、もう一方のスイッチング素子には第7図
(a)の電圧波形と同様な波形が半周期ずれて発生して
いることになる。
第8図に従来の他のスイッチングレギュレータ装置を
示す。第8図において第6図と同じものは同一の符号を
記し説明は省略する。7,8はダイオードでトランス11の
1次巻線11a,11bに発生するスパイク電圧をコンデンサ
9に充電する。10は抵抗でコンデンサ9に蓄えられた電
荷を放電する。
さらに前記ダイオード7および8、抵抗10、コンデン
サ9により構成されるスナバー回路の動作についで第9
図も参照して詳細に説明する。第9図(a)において第
7図と同じものは同一の符号を記し説明は省略する。第
9図(a)はスイッチング回路2のスイッチング素子3
または4に印加されるスイッチング電圧波形A′を示
し、B′はスパイク電圧を示す。第9図(b)はコンデ
ンサ9に流れる電流波形C′を示しており、前記スパイ
ク電圧B′のみに選択的に電流を流し電力を消費してい
ることがわかる。これは、ダイオード7および8を介し
てコンデンサ9がスイッチング電圧波形A′により充電
されるが、一方でコンデンサ9に並列に接続された抵抗
10により放電されるため、コンデンサ9の両端電圧がほ
ぼ一定となり、スイッチング素子3または4に印加され
るスパイク電圧B′を一定値でクランプする。尚、クラ
ンプ電圧は、コンデンサ9の容量、抵抗9の抵抗値によ
りある程度任意に設定できる。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、第6図に示すスナバー回
路においてスパイク電圧以外のスイッチング電圧波形の
急峻な変化にも電力を消費するため、スパイク電圧を低
く抑えるためスナバー回路の電力消費を増加させると大
きな損失が発生し、電源効率の低下およびスナバー回路
の損失増加に伴なう部品の大型化と放熱処理問題が発生
し、さらにスイッチング素子のターンオン時のピーク電
流も大きくなるほどの問題があり、スパイク電圧を十分
抑制することができない。
そこで、第8図に示すスナバー回路が上記問題点を解
決する手段として有効であるが、電源の起動開始時(制
御回路の動作時)にスイッチング素子に過大な短絡電流
が流れる問題がある。第10図,第11図にその様子を示
す。
第10図(a)はスナバー回路を構成するコンデンサ9
の両端電圧VC波形を示し、(b)はスイッチング素子3
または4に流れる電流ID波形を示し、第11図は動作説明
図を示す。起動開始前はスイッチング素子3および4は
両方共オフしているためコンデンサ9の両端電圧VCはOV
である。起動開始時に、たとえばスイッチング素子4が
オンすると、トランス11の1次巻線11bには直流入力電
圧1より電圧Eが印加されると同時に1次巻線11aにも
同一な電圧Eが誘起されるため、ダイオード7を介して
コンデンサ9の両端に電圧Eが印加されるため、コンデ
ンサ9を急速に充電するための過大な短絡電流ICが1次
巻線11aを介して流れる。1次巻線11aと11bは互いに結
合しているため、短絡電流ICと同一な電流がスイッチン
グ素子4に流れる。短絡電流ICは、コンデンサ9の両端
電圧が直流入力電圧1と同じ電圧Eに充電されるまで流
れ続けるため、コンデンサ容量が大きなほど長時間流れ
る。このような起動開始時のスイッチング素子に流れる
過大電流はスイッチング素子を破壊したり、信頼性を著
しく悪下させたりするため、過大電流に耐える大容量ス
イッチング素子が必要となるなどの問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するもので、コンデ
ンサに起動開始前より直流入力電源の電圧Eと同一な電
圧を充電しておくことで、起動開始時のコンデンサに流
れる過大な充電電流を無くすことで、スイッチング素子
に流れる過大電流を無くし、スイッチング素子の信頼性
向上と、小容量スイッチング素子の使用を可能とするこ
とで安価なスイッチングレギュレータ装置を構成するこ
とを目的とするものである。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、直流入力電源
の一端に接続され制御回路の信号により相補的にオンオ
フする第1および第2のスイッチング素子と、少なくと
も前記第1および第2のスイッチング素子間に直列に接
続される巻線を有するトランスと、前記直流入力電源の
両端に接続された第1のダイオードと前記制御回路が動
作するとオンまたはオフするスイッチ回路の直列回路
と、前記巻線の中間タップに前記直流入力電源の他端を
接続し、前記巻線の両端に第2および第3のダイオード
の直列回路を接続し、前記第2および第3のダイオード
の接続点と前記第1のダイオードと前記スイッチ回路の
接続点に抵抗とコンデンサの並列接続回路を接続した構
成としたものである。
作用 この構成とすることにより、電源の起動開始前にコン
デンサの両端電圧を直流入力電源と同一レベルに充電を
行うことができ、起動開始時のコンデンサへの過大な充
電電流を防止することが可能となり、トランスを介して
スイッチング素子に伝達される前記コンデンサの過大な
充電電流と同一な電流を無くすことが可能となる。
実施例 以下、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明す
る。
第1図は本発明の一実施例によるスイッチングレギュ
レータ装置の回路構成図であり、第1図において第6図
と同じものは同一符号を記し詳細な説明は省略する。1
は直流入力電源であり、2はスイッチング素子3および
4より主に構成されるスイッチング回路、7および8は
ダイオードでカソードを互に接続し、アノードはトラン
ス11の1次巻線11a,11bの一端にそれぞれ接続され、さ
らに前記カソードはコンデンサ9と抵抗10の並列回路を
介してダイオード6のアノードに接続され、ダイオード
6のカソードはトランス11の1次巻線11a,11bの接続点
と直流入力電源の正電圧に接続されている。スイッチン
グ回路2のオンオフ動作により発生するトランス11の1
次巻線11a,11bに発生するスパイク電圧は、ダイオード
7,8および6を介してコンデンサ9を充電することで前
記スパイク電圧を吸収し、抵抗10でコンデンサ9の電荷
を放電することでコンデンサ9の両端電圧を一定に保
ち、前記1次巻線11a,11bに発生するスパイク電圧が前
記スイッチング回路2に印加されるのを防止するスナバ
ー回路を構成する。5はスイッチ回路で一方をダイオー
ド6のアノードとコンデンサ9、抵抗10の接続点に接続
し、他方を直流入力電源1の負電圧に接続し、制御回路
17が動作開始するとオフする。12および13はダイオード
であり、14はチョークトランスであり、15はコンデンサ
であり、16−16′は出力端子である。
さらにダイオード7,8および6、コンデンサ9、抵抗1
0より構成されるスナバー回路とスイッチ回路5の動作
について、第4図,第5図を参照して詳細に説明する。
第4図(a)はスナバー回路を構成するコンデンサ9の
両端電圧VC波形を示し、(b)はスイッチング素子3ま
たは4に流れる電流ID波形を示し、第5図は起動開始前
の動作説明図を示す。直流入力電源1の電圧Eが印加さ
れると第5図に示すように、スイッチ素子3および4は
共にオフしており直流入力電源1の正電圧、トランス11
の1次巻線11a,11b、ダイオード7および8、コンデン
サ9、オン状態にあるスイッチ回路5を介して直流入力
電源1の負電圧に電流が流れ、コンデンサ9の両端は直
流入力電源1と同じ電圧Eに充電される。ダイオード6
は直流入力電源1がスイッチ回路5により短絡するのを
防止する。次に制御回路17が動作を開始して起動開始す
るとスイッチ回路5はオフし、同時にスイッチング素子
3および4がオンオフを開始する。前記起動開始時に、
たとえばスイッチング素子4がオンするとトランス11の
1次巻線11bには直流入力電源1の電圧Eが印加される
と同時に1次巻線11aにも同一な電圧Eを誘起するが、
すでにコンデンサ9の両端電圧VCは直流入力電源1と同
じ電圧Eが蓄えられているため特に充電電流は流れな
い。制御回路17が動作してスイッチング回路2がオンオ
フしている間は、スイッチ回路5はオフを続けるため、
スナバー回路の動作には影響を与えることはなく、従来
通りトランス11の1次巻線11a,11bに発生するスパイク
電圧のみに選択的に電力を消費することで、効率よくス
イッチング回路2に印加されるスパイク電圧をクランプ
する。
第2図は、本発明の他の実施例を示すものである。こ
の実施例の回路ではトランス11の1次巻線11a,11bにそ
れぞれ別々にスナバー回路を接続し、スイッチ回路5お
よびダイオード6を共用したものである。さらにトラン
ス11の1次巻線11a,11bにそれぞれ別々にスナバー回路
およびスイッチ回路5を接続した構成も可能であり、ト
ランス11の1次巻線数が2巻線以上のものでも同様に適
用可能であることは容易にわかる。また、スイッチ回路
5に流れる電流を制限するために制限回路を入れても同
様な効果が得られることも容易にわかる。さらに、前記
スナバー回路に使用ダイオードのスピードを早めるた
め、ダイオードに並列にコンデンサを接続する場合もあ
る。
第3図は、本発明の実施例に使用した制御回路17およ
びスイッチ回路5の具体的な回路例を示している。第3
図において、スイッチ回路5はトランジスタ20および2
1、抵抗24および23より構成され、制御回路17はバイア
ス電源26、起動開始回路25、制御部34より構成され、制
御部34は発振回路27、基準電圧28、誤差増幅器29、PWM
コンパレータ30、Tフィップフロップ31、OR回路32およ
び33より構成されている。
発明の効果 以上のように本発明によれば、トランスのリーケージ
インダクタンスにより発生するスパイク電圧を効率よく
吸収し消費してクランプするダイオードとコンデンサと
抵抗により構成されるスナバー回路における最大の欠点
である、起動開始時のスイッチング回路に流れる過大な
電流を防止することが安価な回路で可能となり、スイッ
チング回路に使用するスイッチング素子が破壊したり、
過大な短絡電流にも耐える必要以上の大容量スイッチン
グ素子を使用しなくてもよく、信頼性も著しく向上し、
しかも前記スナバー回路が使用可能となることから、ス
イッチング素子の耐圧も低いものが使用でき、スナバー
損失が小さい効率の良いスイッチングレギュレータ装置
が得られ産業的価値の大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるスイッチングレギュレ
ータ装置の回路構成図、第2図は本発明の他の実施例に
よる回路構成図、第3図は本発明の実施例に使用してい
る回路ブロックの具体的回路図、第4図は本発明の動作
波形図、第5図は本発明の動作説明図、第6図は従来の
スイッチングレギュレータ装置の回路構成図、第7図は
従来の動作波形図、第8図は他の従来の回路構成図、第
9図は他の従来の動作波形図、第10図は従来の動作波形
図、第11図は従来の動作説明図である。 1……直流入力電源、2……スイッチング回路、3,4…
…スイッチング素子、5……スイッチ回路、6,7,8,12,1
3……ダイオード、9,15……コンデンサ、10……抵抗、1
1……トランス、14……チョークトランス、16,16′……
出力端子、17……制御回路。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流入力電源の一端に接続され制御回路の
    信号により相補的にオンオフする第1および第2のスイ
    ッチング素子と、少なくとも前記第1および第2のスイ
    ッチング素子間に直列に接続される巻線を有するトラン
    スと、前記直流入力電源の両端に接続された第1のダイ
    オードと前記制御回路が動作するとオンまたはオフする
    スイッチ回路の直列回路と、前記巻線の中間タップに前
    記直流入力電源の他端を接続し、前記巻線の両端に第2
    および第3のダイオードの直列回路を接続し、前記第2
    および第3のダイオードの接続点と前記第1のダイオー
    ドと前記スイッチ回路の接続点に抵抗とコンデンサの並
    列接続回路を接続したことを特徴とするスイッチングレ
    ギュレータ装置。
  2. 【請求項2】巻線の両端には、第2のダイオードおよび
    第1のコンデンサと抵抗の並列接続回路および第2のコ
    ンデンサと抵抗の並列接続回路および第3のダイオード
    より成る直列接続回路を接続し、前記第1および第2の
    コンデンサと抵抗の並列接続回路の接続点と前記第1の
    ダイオードと前記スイッチ回路の接続点を接続したもの
    である特許請求の範囲第1項記載のスイッチングレギュ
    レータ装置。
JP62272446A 1987-10-28 1987-10-28 スイッチングレギュレータ装置 Expired - Lifetime JP2563385B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62272446A JP2563385B2 (ja) 1987-10-28 1987-10-28 スイッチングレギュレータ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62272446A JP2563385B2 (ja) 1987-10-28 1987-10-28 スイッチングレギュレータ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01114369A JPH01114369A (ja) 1989-05-08
JP2563385B2 true JP2563385B2 (ja) 1996-12-11

Family

ID=17514028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62272446A Expired - Lifetime JP2563385B2 (ja) 1987-10-28 1987-10-28 スイッチングレギュレータ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2563385B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2532470Y2 (ja) * 1990-06-13 1997-04-16 トヨタ自動車株式会社 ティルトステアリングのロック機構
US5657668A (en) * 1994-06-06 1997-08-19 Nsk, Ltd. Tilt type steering apparatus
JP5279102B2 (ja) * 2009-03-03 2013-09-04 Fdk株式会社 スナバ回路及びプッシュプル回路

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01114369A (ja) 1989-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6788556B2 (en) Switching power source device
US4870554A (en) Active snubber forward converter
US20020044459A1 (en) Snubber circuit and power transformer using the same
GB2387281A (en) Switching power supply unit
JPS6013469A (ja) Dc−dc変換器
JP3760379B2 (ja) スイッチング電源装置
US6314003B2 (en) Switched-mode power supply
US6914788B2 (en) Power supply apparatus
JP2563385B2 (ja) スイッチングレギュレータ装置
JP2001231258A (ja) 直流−直流変換装置
JP2001037219A (ja) 電源装置及びその制御方法
JPH0412665A (ja) スイッチング電源装置
JP2732100B2 (ja) チョークコンバータを有するスイッチング電源
JP3187757B2 (ja) スイッチング手段の駆動回路
JPS5937667B2 (ja) 電圧変換装置
JPH0320046Y2 (ja)
JP4253808B2 (ja) スイッチング電源装置
JPH07182056A (ja) 電源装置
JPH0580186U (ja) 電圧共振型スイッチング電源の補助電源回路
JPH11341799A (ja) 同期整流型dc−dcコンバータ
JP2000184710A (ja) トランス絶縁型dc−dcコンバータ
JP3373194B2 (ja) スイッチング電源装置
JP2927902B2 (ja) スイッチング電源
RU2094936C1 (ru) Преобразователь постоянного напряжения в постоянное
JP2000245145A (ja) 電源装置