JP3400443B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

スイッチング電源装置

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JP3400443B2
JP3400443B2 JP2001505130A JP2001505130A JP3400443B2 JP 3400443 B2 JP3400443 B2 JP 3400443B2 JP 2001505130 A JP2001505130 A JP 2001505130A JP 2001505130 A JP2001505130 A JP 2001505130A JP 3400443 B2 JP3400443 B2 JP 3400443B2
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transformer
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正彦 広川
康弘 村井
智巳 山田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
装置に関する。特に、本発明は、入力巻線と出力巻線を
備えたトランスを有し、該トランスの入力巻線に供給さ
れる直流入力電圧がスイッチ回路によりスイッチングさ
れるようになったスイッチング電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】スイッチング電源装置としては、従来よ
り種々のタイプのものが提案され、実用に供されてい
る。その多くは、電力変換トランスの入力巻線に接続さ
れたスイッチ回路のスイッチング動作により、入力直流
電圧をスイッチングし、スイッチング出力を電力変換ト
ランスの出力巻線に取り出す形式である。スイッチ回路
のスイッチング動作に伴い、出力巻線に現れる電圧は、
整流回路によって整流された後、平滑回路によって直流
に変換されて出力される。
【0003】スイッチング電源装置においては、電力伝
送ラインに直列に出力整流ダイオードが接続される。し
たがって、この出力整流ダイオードによる損失を低減さ
せることは、スイッチング電源装置の効率を向上させる
上で、極めて有効である。
【0004】出力整流ダイオードの損失を低減させるに
は、順方向電圧降下の小さいダイオードを使用すればよ
い。ところが、順方向電圧降下の低いダイオードは逆方
向耐電圧も低いため、出力整流ダイオードとして、順方
向電圧降下の低いダイオードを使用する場合には、特
に、逆方向電圧を抑制する必要がある。
【0005】この種のスイッチング電源装置において、
逆方向電圧として、最も考慮しなければならないのは、
スイッチ回路のオン・オフ動作に伴い、寄生要素に起因
したサージ電圧である。サージ電圧は出力整流ダイオー
ドに対して、逆方向電圧として、印加される。出力整流
ダイオードに加わるサージ電圧を抑制する手段として
は、従来より、スナバ回路が知られている。従来のスナ
バ回路としては、日本国公開特開平6-54531号公報の図
3に従来技術として記載されたものがある。この公知の
スナバ回路は、コンデンサと抵抗との直列回路で構成さ
れ、この直列回路を、出力整流ダイオードに対して並列
に接続する。このスナバ回路では、サージ電圧等の不要
なエネルギーをコンデンサを介して、抵抗によって消費
することにより、サージ電圧を抑制する。
【0006】しかしながら、この従来のスナバ回路で
は、ターンオフ時に出力整流ダイオードに加わるサージ
電圧を、十分に抑制することができない。このため、出
力整流ダイオードとして、高耐圧のものを使用せざるを
得ない、という問題がある。しかも、この従来のスナバ
回路は、サージ電圧のエネルギーを抵抗によって消費さ
せる構成であるため、抵抗器が大型化し、抵抗器におけ
る発熱及び電力損失を招く。したがって、この従来のス
ナバ回路は、小型で高効率のスイッチング電源装置を実
現するための障害となる。
【0007】前掲の日本国特開平6-54531号公報は、抵
抗器を使用しないスナバ回路を図1に示している。この
特許公開公報に開示されたスナバ回路は、出力整流用ダ
イオードの両端に、コンデンサとダイオードとの直列回
路を接続し、該コンデンサとダイオードとの間の接続点
と、出力平滑用チョークコイルの出力側との間に、イン
ダクタを接続した構成である。この構成のスナバ回路に
よれば、不要なサージエネルギーをコンデンサによって
吸収し、吸収したエネルギーを、インダクタを通して、
スイッチング電源装置の出力側に回生できる。
【0008】しかしながら、上述した従来のスナバ回路
では、イダクタの一端がチョークコイルの出力側に接続
される。したがって、スナバ回路のダイオードとインダ
クタとからなる直列回路が、出力平滑用チョークコイル
に対して並列に接続されることになる。このため、スイ
ッチ回路がオンとなったとき、整流回路で整流された電
流は、チョークコイルだけではなく、該チョークコイル
と並列に接続されたスナバ回路のダイオード及びインダ
クタにも流れる。このため、スイッチング回路のダイオ
ードにおける順方向電圧降下による損失、及びインダク
タの直流抵抗分による損失を招く。また、この公開特許
公報は、一石式フォワードコンバータに限って適用可能
な技術を開示するのみで、センタタップ型整流回路を有
するスイッチング電源装置への適用については、開示し
ていない。仮に、開示内容を越えて、この先行技術文献
に記載された技術を、センタタップ型整流回路を有する
スイッチング電源装置に、そのまま適用した場合を想定
すると、部品点数が増えてしまうため、小型化の要請に
応えることができない。
【0009】
【発明の開示】本発明の目的は、スナバ回路を構成する
ダイオード及びインダクタによる損失を低減させ、効率
を向上させたスイッチング電源装置を提供することであ
る。
【0010】本発明のもう1つの目的は、スナバ回路を
構成するために、小型で小電力の素子を使用できるスイ
ッチング電源装置を提供することである。
【0011】本発明の他の目的は、センタタップ型整流
回路を有するスイッチング電源装置であって、高効率、
低ノイズ及び小型のスイッチング電源装置を提供するこ
とである。
【0012】本発明のもう1つの目的は、センタタップ
型整流回路を有するスイッチング電源装置であって、順
方向電圧降下の低い出力整流ダイオードを使用し得る高
効率のスイッチング電源装置を提供することである。
【0013】本発明のさらにもう1つの目的は、センタ
タップ型整流回路を有するスイッチング電源装置であっ
て、出力整流ダイオードに印加されるサージ電圧を十分
に抑圧し得る高効率及び低ノイズのスナバ回路を有する
スイッチング電源装置を提供することである。
【0014】本発明のさらにもう1つの目的は、センタ
タップ型整流回路を有するスイッチング電源装置であっ
て、エネルギー消費の少ない高効率のスナバ回路を有す
るスイッチング電源装置を提供することである。
【0015】本発明のさらにもう1つの目的は、センタ
タップ型整流回路を有するスイッチング電源装置であっ
て、エネルギー回生の可能なスナバ回路を有する高効率
のスイッチング電源装置を提供することである。
【0016】本発明のさらにもう1つの目的は、センタ
タップ型整流回路を有するスイッチング電源装置であっ
て、部品点数の少ない小型のスイッチング電源装置を提
供することである。
【0017】上述した目的及び他の目的を達成するた
め、本発明の一態様においては、スイッチング電源装置
は、入力巻線と出力巻線と該出力巻線に設けられたセン
タタップを有するトランスと、トランスの入力巻線に接
続され、該入力巻線に供給される直流入力電圧をスイッ
チングするスイッチ回路と、一端がトランスの出力巻線
の一端に接続された第1の出力整流ダイオードと第1の
出力整流ダイオードの該一端と同一の極性を持つ一端が
トランスの出力巻線の他端に接続された第2の出力整流
ダイオードとを含み、同一極性を持つ第1の出力整流ダ
イオードの他端と第2の出力整流ダイオードの他端とが
互いに接続された出力整流回路と、入力側が第1の出力
整流ダイオードと第2の出力整流ダイオードとの間の接
続点と、トランスのセンタタップとに接続され、出力側
が対の出力端子に通じている出力平滑回路と、スナバ回
路とを含む。そして、スナバ回路は、第1のスナバ回路
と、第2のスナバ同路と、スナバ用インダクタとを備え
る。第1のスナバ回路は、第1のスナバ用コンデンサ
と、第1のスナバ用ダイオードとを含み、第1のスナバ
用コンデンサと第1のスナバ用ダイオードは互いに直列
に接続されて直列回路を構成し、直列回路は、第1のス
ナバ用ダイオードが第2の出力整流ダイオードとは逆極
性の関係になるように前記第2の出力整流ダイオードに
並列に接続される。第2のスナバ回路は、第2のスナバ
用コンデンサと、第2のスナバ用ダイオードとを含み、
第2のスナバ用コンデンサと第2のスナバ用ダイオード
は互いに直列に接続されて直列回路を構成し、該直列回
路は、第2のスナバ用ダイオードが第1の出力整流ダイ
オードとは逆極性の関係になるように第1の出力整流ダ
イオードと並列に接続される。スナバ用インダクタは、
一端が平滑回路の出力側に接続され、他端が第1及び第
2のスナバ回路に通じて、第1及び第2のコンデンサに
対する一方向性放電路を構成する。
【0018】第1及び第2のスナバ回路は、動作するタ
イミングが異なるだけで、実質的に同じ構成であり、同
じ動作をする。スイッチ回路のスイッチング動作におい
て、トランスの出力巻線に現れる電圧が、第1の出力整
流ダイオードに対して順方向となるサイクルでは、第1
の出力整流ダイオード、第1のダイオード、第1のコン
デンサ及びトランスの出力巻線を巡る充電ループが形成
される。充電ループにおいて、トランスのリーケージイ
ンダクタンスおよび配線などを含めた直列インダクタン
スと、第1のコンデンサとによるLC共振回路が構成さ
れ、第1のコンデンサの端子電圧はLC共振電圧波形に従
って上昇する。
【0019】第1の出力幣流ダイオードが導通するサイ
クルでは、第2の出力整流ダイオードには逆電圧か印加
される。ここで、第1のコンデンサ及び第1のダイオー
ドの直列回路が第2の出力整流ダイオードに並列に接続
されているので、第1のダイオードの順電圧降下分を無
視すれば、第2の出力整流ダイオードの端子電圧は、第
1のコンデンサの端子電圧とほぼ等しくなる。第1のコ
ンデンサの端子電圧は、上述したように、トランスのリ
ーケージインダクタンス及び配線インダクタンスを含め
た直列インダクタンスと、第1のコンデンサとによるLC
共振電圧波形に従って上昇する。よって、第2の出力整
流ダイオードに印加されるサージ電圧が、LC共振電圧に
よって定まる電圧に抑制される。このように、第2の出
力整流ダイオードに印加されるサージ電圧を抑圧するこ
とができるので、第2の出力整流ダイオードとして、順
方向電圧降下の低いダイオードを使用し得る。このた
め、第2の出力整流ダイオードによる損失を低減させ、
エネルギー消費の少ない高効率のセンタタップ型整流回
路を有するスイッチング電源装置を得ることができる。
しかも、第1及び第2の出力整流ダイオードに印加され
るサージ電圧を、LC共振作用によって抑圧するので、低
ノイズのスナバ回路を実現できる。スイッチ回路のスイ
ッチング動作において、トランスの出力巻線に現れる電
圧が、第2の出力整流ダイオードに対して順方向となる
サイクル、即ち、第1の出力整流ダイオードに対して逆
電圧が印加されるサイクルでは、第2のスナバ回路が動
作し、第1の出力整流ダイオードに印加されるサージ電
圧を抑圧するので、第1の出力整流ダイオードに関して
も、同様の作用効果が得られる。
【0020】さらに、スナバ回路はインダクタを含み、
インダクタは、一端が出力平滑回路の出力側に接続さ
れ、他端が第1のスナバ回路に導かれ、第1のコンデン
サに対する一方向性放電路を構成する。この構成によれ
ば、スイッチ回路がオフとなるサイクルで、第1のコン
デンサに蓄積されたエネルギーを回生し、効率を向上さ
せることができる。しかも、インダクタは、第1及び第
2のスナバ回路において共用される一方向性の放電路を
構成しているので、部品点数が少なくて済み、小型にな
る。
【0021】本発明の他の態様によれば、スナバ回路
は、1つのスナバ用コンデンサと、1つのスナバ用ダイ
オードと、1つのスナバ用インダクタとを含む。スナバ
用コンデンサとスナバ用ダイオードとは、互いに直列に
接続されて、第1及び第2の出力整流ダイオードの接続
点と、センタタップとの間に接続される。スナバ用イン
ダクタは、一端が平滑回路の出力側に接続され、他端が
コンデンサとダイオードとの間の接続点に接続される。
この態様によるスイッチング電源装置は、複数の整流素
子に対して1つのスナバ回路を設けるものである。
【0022】本発明の他の目的、構成及び利点は、実施
例である添付図面を参照して、さらに詳しく説明する。
【0023】
【発明の実施の形態】図1は本発明による改良の対象と
なるスイッチング電源装置の電気回路図である。図示さ
れたスイッチング電源装置は、入力巻線2と出力巻線4
からなるトランス3を有する。図示のトランス3では、
出力巻線4が1つであり、この出力巻線4の両端が出力
端となる。入力巻線2の巻数n1と、出力巻線4の巻数
n2との巻数比(n1/n2)はnとなっているものと
する。また、図1では、トランス3のリーケージインダ
クタンス及び配線などを含めた直列インダクタンスをL
1として示してある。
【0024】スイッチング電源装置は、さらに、符号1
で示されるスイッチ回路と、出力整流回路と、出力平滑
回路と、スナバ回路とを備える。
【0025】スイッチ回路1は、トランス3の入力巻線
2を通して供給される直流入力電圧Vinをスイッチン
グする。スイッチ回路1としては、公知の各種の素子若
しくは回路を採用することができる。図示した例では、
スイッチ回路1は、1つのみのスイッチ素子により構成
されている。スイッチ回路1は制御回路39により制御
される。具体的には、制御回路39は、スイッチ回路1
に制御信号S0を与えてスイッチ回路1のスイッチング
動作を制御する。スイッチ素子からなるスイッチ回路1
は、トランス3の入力巻線2に直列に接続されて直列回
路を構成し、この直列回路が入力端子31、33の間に
接続されている。また、入力端子31、33の間には入
力コンデンサ27が接続されている。
【0026】出力整流回路は、出力整流ダイオード7を
含む。出力整流ダイオード7は、アノードが出力巻線4
の一端に接続されている。出力整流ダイオード7は、出
力巻線4に生じる電圧V01を整流して出力する。図1
に示された出力整流回路は、さらに整流ダイオード10
を含む。整流ダイオード10のカソードは、出力整流ダ
イオード7のカソードに接続されており、整流ダイオー
ド10のアノードは、出力巻線4の他端に接続されてい
る。
【0027】出力平滑回路は、出力チョークコイル25
と出力平滑コンデンサ29とからなり、入力側が出力整
流ダイオード7のカソードと出力巻線4の他端とに接続
されている。出力平滑回路は出力整流回路の整流出力を
平滑化して出力する。出力平滑回路は又、出力側が対の
出力端子35、37に導かれている。
【0028】もっと詳細に述べると、出力平滑回路を構
成する出力チョークコイル25は、出力整流ダイオード
7のカソードと、出力端子35との間に接続されてい
る。出力平滑コンデンサ29は、出力チョークコイル2
5に接続された出力端子35と出力巻線4の他端に接続
された出力端子37との間に接続されている。出力平滑
コンデンサ29の端子電圧が、直流出力電圧V0として
出力される。
【0029】スナバ回路は、スナバ用コンデンサ17と
スナバ用ダイオード19を含む。スナバ用コンデンサ1
7とスナバ用ダイオード19は、一端において互いに直
列に接続されている。スナバ用コンデンサ17の他端は
出力巻線4の一端に導かれ、スナバ用ダイオード19の
他端は出力整流ダイオード7のカソードに導かれてい
る。スナバ用ダイオード19の極性は、出力整流ダイオ
ード7の極性に応じて設定される。図示実施例では、ス
ナバ用ダイオード19のアノードが、出力整流ダイオー
ド7のカソードに導かれている。スナバ用ダイオード1
9のカソードは、スナバ用コンデンサ17の一端に接続
され、スナバ用コンデンサ17の他端は、出力巻線4の
前述の一端に接続されている。
【0030】スナバ回路は、さらにスナバ用インダクタ
23を含む。本発明の重要な特徴として、スナバ用イン
ダクタ23は、スナバ用コンデンサ17とスナバ用ダイ
オード19を接続するラインと、出力平滑回路の入力側
との間に接続されている。具体的には、スナバ用インダ
クタ23の一端が、出力整流ダイオード7に導かれる方
の出力チョークコイル25の端に接続されている。
【0031】次に、図1に示したスイッチング電源装置
の作用を説明する。スイッチ回路1は、制御回路39か
らの制御信号に基づいて、入力端子31、33からトラ
ンス3の入力巻線2に供給される直流入力電圧Vinを
スイッチングする。スイッチング出力はトランス3の出
力巻線4側に取り出される。
【0032】出力整流回路は、トランス3の出力巻線4
に生じる電圧V01を整流して出力する。出力平滑回路
は、出力整流回路から出力される整流出力を平滑化して
出力する。したがって、スイッチ回路1のスイッチング
動作によって、出力巻線4側に伝送されたスイッチング
出力は、出力整流回路によって整流され、さらに、出力
平滑回路によって平滑化され、対の出力端子35、37
から直流出力電圧V0として取り出される。
【0033】次に、スナバ回路の動作について、図2な
いし図4を参照して説明する。図2は、図1に示したス
イッチング電源装置において、制御信号、各部の電圧若
しくは電流の波形を示すタイムチャートである。制御信
号S0の論理値「0」及び論理値「1」は、スイッチ素
子からなるスイッチ回路1のオフ状態及びオン状態にそ
れそれ対応する。図3は、図1に示したスイッチング電
源装置において、スイッチ素子からなるスイッチ回路1
がオン状態からオフとなったときに働く回路部分を取り
出して示す図であり、図4は、図1に示したスイッチン
グ電源装置において、スイッチ素子からなるスイッチ回
路1がオンとなったときに働く回路部分を取り出して示
す図である。
【0034】スイッチ回路1がオン状態のとき、直流電
圧Vuvがトランス3の入力巻線2に供給される。ここ
で、図2(a)に示すように、スイッチ回路1が時刻t
01においてオンからオフとなると、トランス3の入力
巻線2に供給される直流電圧Vuvはほぼゼロとなる。
そして、トランス3の出力巻線4には逆起電力によって
電圧(-V01)が発生する。
【0035】図3はこの場合の回路動作を説明する図で
ある。スイッチ素子からなるスイッチ回路1がオン状態
からオフになったとすると、トランス3の出力巻線4に
現れる電圧(-V01)は、出力整流ダイオード7に対
して逆方向となり、整流ダイオード10及びスナバ用ダ
イオード19に対して順方向となる。このため、図3に
示すように、トランス3の出力巻線4、整流ダイオード
10、スナバ用ダイオード19及びスナバ用コンデンサ
17を通る充電ループIcが形成される。この充電ルー
プIcにおいて、トランス3のリーケージインダクタン
スL1とスナバ用コンデンサ17とによるLC共振回路
が構成され、スナバ用コンデンサ17の端子電圧Vc
は、図2(c)に示すように、LC共振電圧波形にした
がって上昇する。よって、出力整流ダイオード7に印加
される逆電圧Vdは、LC共振電圧によって定まる電圧
に抑制される。
【0036】上述のように、出力整流ダイオード7に印
加される逆電圧Vdを抑制することができるので、出力
整流ダイオード7として、順方向電圧降下の低いダイオ
ードを使用することが可能になる。このため、出力整流
ダイオード7による損失を低減させ、エネルギー消費を
減少させた高効率のスイッチング電源装置を得ることが
できる。しかも、出力整流ダイオード7に印加される逆
電圧Vdを、LC共振作用によって抑制するので、低ノ
イズのスナバ回路を実現できる。
【0037】次に、図2(a)に示すように、スイッチ
回路1が時刻t02でオンとなった場合について説明す
る。図4はこの場合の回路動作を説明する図である。ス
イッチ回路1がオン動作をすると、スイッチ回路1の出
力側に直流電圧Vuvが現れる。この直流電圧Vuvが
トランス3の入力巻線2に供給され、入力巻線2と出力
巻線4とのトランス結合により、出力巻線4に電圧V0
1が生じる。
【0038】スイッチ回路1がオンになったときにトラ
ンス3の出力巻線4に現れる電圧V01は、出力整流ダ
イオード7に対して順方向となる。このため、図4に示
すように、電流Ixが出力巻線4から出力整流ダイオー
ド7を通り、出力平滑回路の入力側に流れる。
【0039】スイッチ回路1がオンになったときにトラ
ンス3の出力巻線4に現れる電圧V01は、出力整流ダ
イオード7に対して順方向となる。このため、図4に示
すように、スナバ回路において、スナバ用コンデンサ1
7について放電路Idが構成される。この放電路Id
は、スナバ用コンデンサ17に蓄積されたエネルギー
を、スナバ用インダクタ23を通して放電する回路とな
る。スイッチ回路1がオンになった時刻t02におい
て、放電電流がスナバ用コンデンサ17から流れるよう
になり(図2(d)参照)、スナバ用コンデンサ17の
端子間電圧Vcが低下する(図2(c)参照)。
【0040】スナバ用インダクタ23はスナバ用コンデ
ンサ17とスナバ用ダイオード19を接続するライン
と、出力平滑回路の入力側との間に接続されているか
ら、スナバ用コンデンサ17に蓄積されたエネルギー
は、このスナバ用インダクタ23を通して、出力平滑回
路の入力側に回生される。このため、効率が向上する。
【0041】スイッチ回路1がオンになる時刻t02に
おいて、スナバ用コンデンサ17からの放電電流がスナ
バ用インダクタ23に流れる(図2(e)参照)。そし
て、図2(c)に示すように、スナバ用コンデンサ17の端
子間電圧Vcが低下し、時刻t03において、出力整流ダイ
オード7及びスナバ用ダイオード19の順方向電圧降下分
(-2Vf)と等しくなると、スナバ用コンデンサ17からの
エネルギーの回生は終了する。このとき、スナバ用イン
ダクタ23に印加される電圧は、スナバ用ダイオード19に
対し順方向電圧(-Vf)となる(図2(f)参照)。した
がって、スナバ用インダクタ23に流れる電流は、一定の
割合(di/dt)で減少することになる(図2(e)参
照)。
【0042】図1に示す回路においては、スナバ用イン
ダクタ23は、スナバ用コンデンサ17とスナバ用ダイオー
ド19とを接続するラインと、出力平滑回路の入力側との
間に接続されている。この構成によれば、スナバ用イン
ダクタ23が出力平滑回路のチョークコイル25と並列にな
ることはない。しかも、スナバ回路において、スナバ用
ダイオード19のアノードは、出力整流ダイオード7のカ
ソードに導かれ、出力整流ダイオード7のカソードは、
出力平滑回路の入力側に接続されている。したがって、
スナバ用ダイオード19とスナバ用インダクタ23との直列
回路は、その両端が、出力平滑回路の入力側で、電気的
に互いに接続された状態、すなわち電気的に短絡された
状態になる。このため、スイッチ回路1のスイッチング
動作において、トランス3の出力巻線4に現れる電圧V0
1が出力整流ダイオード7に対して順方向となるサイク
ルにおいて、スナバ回路のスナバ用ダイオード19及びス
ナバ用インダクタ23を通る電流Iyは極めて小さくなる。
したがって、スナバ回路におけるスナバ用ダイオード19
の順方向電圧降下による損失、及び、スナバ用インダク
タ23の直流抵抗分による損失が、殆ど無視できる程度ま
で、小さくなる。
【0043】また、上述のように、スナバ回路のスナバ
用ダイオード19及びスナバ用インダクタ23を通る電流Iy
が極めて小さくなるから、スナバ回路のスナバ用ダイオ
ード19及びスナバ用インダクタ23として、容量の小さい
小電力用の素子を使用することができる。その結果、ス
ナバ回路のスナバ用ダイオード19やスナバ用インダクタ
23を小型化することが可能になり、スイッチング電源装
置を小型化できる。
【0044】図5は、本発明による改良の対象となるス
イッチング電源装置の別の例を示す電気回路図である。
図において、図1、図3及び図4に図示された構成部分と
同一の構成部分については同一の参照符号を付してあ
る。この列によるスイッチング電源装置は、前例におけ
ると同様に、トランスと、スイッチ回路と、出力整流回
路と、出力平滑回路と、スナバ回路とを含む。
【0045】トランス3は、入力巻線2と、直列接続され
た出力巻線4、6とを含む。図示の実施例におけるトラン
ス3は、出力巻線4、6間にセンタタップ8を有し、センタ
タップ8と、出力巻線4、6の両端とがそれぞれ出力端を
形成する。入力巻線2の巻数n1と、出力巻線4の巻数n2と
の巻数比(n1/n2)及び入力巻線2の巻数n1と出力巻線n
3との巻数比(n1/n3)は、供に、nであるとする。図
1、図3及び図4に示された例と同様に、図5においても、
トランス3のリーケージインダクタンス及び配線などを
含めた直列インダクタンスをL1として示してある。
【0046】スイッチ回路1は、トランス3の入力巻線2
を通して供給される直流入力電圧Vinをスイッチングす
る。このスイッチ回路1は、4つのスイッチ素子S1、S2、
S3、S4をブリッジ接続した回路構成である。スイッチ回
路1の前段には入力コンデンサ27が備えられており、ス
イッチ回路1は入力コンデンサ27を介して入力端子31、3
3に接続されている。図示はされていないが、スイッチ
素子S1、S2、S3、S4のスイッチング動作を制御する制御
回路が備えられることは勿論である。
【0047】出力整流回路は、第1の出力整流ダイオー
ド7と、第2の出力整流ダイオード15とを含む。第1の出
力整流ダイオード7は、アノードが出力巻線4の一端に接
続されている。第2の出力整流ダイオード15は、アノー
ドが出力巻線6の一端に接続されている。第1及び第2の
出力整流ダイオード7、15は、同一極であるカソードが
互いに接続されている。したがって、出力整流回路7、1
5は、センタータップ型整流回路を構成する。
【0048】出力平滑回路は、入力側が、第1、2の出力
整流ダイオード7、15のカソードに接続されている。出
力平滑回路は、出力整流回路の整流出力を平滑化して出
力する。図示の出力平滑回路は、入力側の両端が第1及
び第2の出力整流ダイオード7、15の接続点P1とセンタタ
ップ8とにそれぞれ接続され、出力側が対の出力端子3
5、37に導かれている。
【0049】もっと詳細に述べると、出力平滑回路は、
出力チョークコイル25を含み、出力チョークコイル25が
入力側と出力側との間に接続されている。具体制には、
出力チョークコイル25の両端が、第1及び第2の出力整流
ダイオード7、15の接続点P1と、出力端子35との聞に接
続されている。さらに、出力平滑回路は、出力平滑コン
デンサ29を含んでおり、出力平滑コンデンサ29の両端
が、センタタップ8に接続された出力端子37と、出力チ
ョークコイル25に接続された出力端子35との間に接続さ
れている。出力平滑コンデンサ29の端子電圧が直流出力
電圧V0として出力される。
【0050】スナバ回路は、第1のスナバ回路と、第2の
スナバ回路とを含む。第1のスナバ回路は、第1のスナバ
用コンデンサ9と、第1のスナバ用ダイオード11を有す
る。第1のスナバ用コンデンサ9及び第1のスナバ用ダイ
オード11は互いに直列に接続されて直列回路を構成し、
この直列回路は第2の出力整流ダイオード15に並列に接
続されている。第1のスナバ用ダイオード11は、並列回
路において、第2の出力整流ダイオード15とは逆極性の
関係にある。
【0051】第2のスナバ回路は、第2のスナバ用コンデ
ンサ17と、第2のスナバ用ダイオード19とを含む。第2の
スナバ用コンデンサ17と第2のスナバ用ダイオード19は
互いに直列に接続され、第1の出力整流ダイオード7と並
列に接続される。第2のスナバ用ダイオード19は第1の出
力整流ダイオード7とは逆極性の関係にある。上述した
第1のスナバ回路は第1のスナバ用インダクタ231を含ん
でおり、第2のスナバ回路は第2のスナバ用インダクタ23
2を含んでいる。
【0052】図5に示す回路では、第1のスナバ用イン
ダクタ231は、第1のスナバ用コンデンサ9と第1のスナ
バ用ダイオード11とを接続するラインと、出力平滑回路
の入力側との間に接続されている。もっと具体的に述べ
ると、第1のスナバ用インダクタ231の一端は、出力整流
ダイオード15に導かれる方の出力チョークコイル25の端
に接続されている。
【0053】第2のスナバ用インダクタ232は、第2のス
ナバ用コンデンサ17と第2のスナバ用ダイオード19とを
接続するラインと、出力平滑回路の入力側との間に接続
されている。第2のスナバ用インダクタ232の一端は、出
力整流ダイオード7に導かれる方の出力チョークコイル2
5の端に接続されている。
【0054】第1のスナバ回路は第3のスナバ用ダイオー
ド13を含む。第3のスナバ用ダイオード13は、第1のスナ
バ用コンデンサ9と第1のスナバ用ダイオード11とを接続
するラインと、第1のスナバ用インダクタ231との間に挿
入されている。具体的には、第3のスナバ用ダイオード1
3は、アノードが第1のスナバ用コンデンサ9と第1のス
ナバ用ダイオード11との接続点に接続され、カソードが
第1のスナバ用インダクタ231の他端に接続されている。
【0055】第2のスナバ回路は、第4のスナバ用ダイオ
ード21を含む。第4のスナバ用ダイオード21は、第2のス
ナバ用コンデンサ17と第2のスナバ用ダイオード19とを
接続するラインと、第2のスナバ用インダクタ232との間
に挿入されている。第4のスナバ用ダイオード21は、ア
ノードが、第2のスナバ用コンデンサ17と第2のスナバ用
ダイオード19との接続点に接続され、カソードが、第2
のスナバ用インダクタ232の他端に接続されている。
【0056】次に、図5に示したスイッチング電源装置
の作用を説明する。トランス3は、出力巻線4、6がセン
タタップ8を有し、センタタップ8は出力端子37に導かれ
ているから、センタタップ型整流回路のスイッチング電
源装置となる。スイッチ回路1は、入力端子31、33か
ら、トランス3の入力巻線2に供給される直流入力電圧Vi
nをスイッチングする。スイッチング出力はトランス3の
出力巻線4、6側に取り出される。
【0057】第1の出力整流ダイオード7は、アノードが
出力巻線4の一端に接続され、第2の出力整流ダイオード
15は、アノードが出力巻線6の一端に接続される。第1
及び第2の出力整流ダイオード7、15は、カソードが同一
極として互いに接続されている。したがって、スイッチ
回路1のスイッチング動作によって、出力巻線4、6側に
現れた電圧V01、V02は、第1及び第2の出力整流ダイオ
ード7、15によって整流され、センタタップ8と第1及び
第2の出力整流ダイオード7、15の接続点P1との間に整
流出力が発生する。
【0058】出力平滑回路は、入力側が第1及び第2の出
力整流ダイオード7、15の接続点P1とセンタタップ8とに
接続され、出力側が対の出力端子35、37に導かれてい
る。したがって、第1及び第2の出力整流ダイオード7,1
5の接続点P1とセンタタップ8との間に生じる整流出力が
出力平滑回路によって平滑化されて、対の出力端子35、
37から直流出力電圧V0が取り出される。
【0059】次に、第1及び第2のスナバ回路の動作につ
いて、図6ないし図9を参照して説明する。図6は、図5に
示したスイッチング電源装置における各部の電圧波形を
示すタイムチャートである。図7は、図5に示したスイッ
チング電源装置においてスイッチ回路1のスイッチ素子S
1、S2がオンとなったときに働く回路部分を取り出して
示す図である。図8は、図7の動作状態における等価回路
図である。図9は、図5に示したスイッチング電源装置に
おいてスイッチ回路1のスイッチ素子S1、S2がオフとな
ったときに働く回路部分を取り出して示す図である。第
1及び第2のスナバ回路は、動作するタイミングが互い
に異なるだけであり、実質的に同じ構成及び作用を有す
るので、主に、第1のスナバ回路の動作について説明
し、第2のスナバ回路については動作説明を省略する。
【0060】図6(a)に示すように、スイッチ回路1が
時刻t0においてオン動作をすると、スイッチ回路1の出
力側に直流電圧Vuvが現れ、この直流電圧Vuvがトランス
3の入力巻線2に供給される。トランス3の入力巻線2で見
た電圧Vt1は図6(b)に示すように、LC共振電圧波形と
なる。この電圧Vt1は入力巻線2と、出力巻線4、6とのト
ランス結合により、トランス3の出力側に伝送される。
【0061】図7はこの場合の回路動作を説明する図で
ある。図5に示す回路構成のスイッチ回路1において、ス
イッチ素子S1、S2がオンになったとすると、トランス3
の出力巻線4、6に現れる電圧V01、V02は、第2の出力整
流ダイオード15に対して逆方向となり、第1の出力整流
ダイオード7及び第1のスナバ用ダイオード11に対して順
方向となる。このため、図7に示すように、第1の出力整
流ダイオード7、第1のスナバ用ダイオード11、第1のス
ナバ用コンデンサ9及びトランス3の出力巻線4、6を巡る
充電ループIcが形成される。充電ループIcにおいて、ト
ランス3の直列インダクタンスL1と、第1のスナバ用コン
デンサ9とによるLC共振回路が構成され、第1のスナバ用
コンデンサ9の端子電圧Vcは、図6(d)に示すように、L
C共振電圧波形にしたがって上昇する。
【0062】図8は、トランス3の直列インダクタンスL1
と、第1のスナバ用コンデンサ9とによるLC共振回路の等
価回路図である。この等価回路図によると、第1のコン
デンサ9の端子電圧Vcは、 Vc=2・Vin・(1-cosωt)/n 但し、ω=1/(L1・C/(n/2)21/2 となる。第1の出力整流ダイオード7が導通するサイクル
では、第2の出力整流ダイオード15には逆電圧Vdが印加
される。
【0063】ここで、第1のスナバ用コンデンサ9と第1
のスナバ用ダイオード11からなる直列回路が第2の出
力整流ダイオード15に並列に接続されているので、第1
のスナバ用ダイオード11の順電圧降下分を無視すれば、
第2の出力整流ダイオード15に印加される逆電圧Vdは、
第1のスナバ用コンデンサ9の端子電圧Vcとほぼ等しくな
る。第1のスナバ用コンデンサ9の端子電圧Vcは、上述
したように、トランス3の直列インダクタンス分と第1の
スナバ用コンデンサ9とによるLC共振電圧波形にしたが
って上昇する。よって、第2の出力整流ダイオ_ード15に
印加される逆電圧Vdは、LC共振電圧によって定まる電圧
に抑制される。
【0064】逆電圧Vdの最大値(ピーク値)Vdmは、上
記式から Vdm=2・Vin・(1-cosπ)/n =4・Vin/n (1) となる。
【0065】上述のように、第2の出力整流ダイオード1
5に印加される逆電圧Vdを抑制することができるので、
第2の出力整流ダイオード15として、順方向電圧降下の
低いダイオードを使用することができる。このため、第
2の出力整流ダイオード15による損失を低減させ、エネ
ルギー消費を減少させた高効率のセンタタップ型整流回
路付スイッチング電源装置を得ることができる。しか
も、第2の出力整流ダイオード7、15に印加される逆電圧
Vdを、LC共振作用によって抑制するので、低ノイズのス
ナバ回路を実現できる。
【0066】上述のように、スイッチ回路1において、
スイッチ素子S1、S2がオンになったとすると、トランス
3の出力巻線4に現れる電圧V01は、第1の出力整流ダイオ
ード7に対して順方向となる。このため、図7に示すよう
に、電流Ix2が出力巻線4から第1の出力整流ダイオード
7を通り、出力平滑回路の入力側に流れる。
【0067】この回路では、第2のスナバ用インダクタ2
32は、第2のスナバ用コンデンサ17と第2のスナバ用ダイ
オード19を接続するラインと、出力平滑回路の入力側と
の間に接続されている。この構成によれば、第2のスナ
バ用インダクタ232が平滑回路のチョークコイル25と並
列になることはない。第2のスナバ回路において、第2の
スナバ用ダイオード19のアノードは、第1の出力整流ダ
イオード7のカソードに導かれ、第1の出力整流ダイオー
ド7のカソードは、出力平滑回路の入力側に接続されて
いる。したがって、第2のスナバ用ダイオード19と第2の
スナバ用インダクタ232とからなる直列回路は、その両
端が、出力平滑回路の入力側で、電気的に互いに接続さ
れた状態、すなわち電気的に短絡された状態になる。こ
のため、スイッチ回路1のスイッチング動作において、
トランス3の出力巻線4に現れる電圧V01が、第1の出力整
流ダイオード7に対して順方向となるサイクルにおい
て、第2のスナバ回路における第2のスナバ用ダイオード
19及び第2のスナバ用インダクタ232を通る電流Iy2は極
めて小さくなる。したがって、第2のスナバ回路におけ
る第2のスナバ用ダイオード19の順方向電圧降下による
損失、及び、第2のスナバ用インダクタ232の直流抵抗分
による損失が、殆ど無視できる程度まで、小さくなる。
【0068】また、上述のように、第2のスナバ回路の
第2のスナバ用ダイオード19及び第2のスナバ用インダク
タ232を通る電流Iy2が極めて小さくなるから、第2のス
ナバ回路の第2のスナバ用ダイオード19及び第2のスナバ
用インダクタ232として、容量の小さい小電力用の素子
を使用することができる。したがって、第2のスナバ回
路を構成する第2のスナバ用ダイオード19や第2のスナバ
用インダクタ232を小型化することが可能となり、スイ
ッチング電源装置を小型化できる。
【0069】次に、図6(a)に示すように、スイッチ素
子S1、S2が時刻t1においてオフになった場合について説
明する。図9はこの場合の回路動作を説明する図であ
る。スイッチ素子S1、S2がオフになったとすると、トラ
ンス3の出力巻線6に現れる電圧(-V02)は、第2の出力
整流ダイオード15に対して順方向となる。第1のスナバ
回路は第1のインダクタ231を含み、この第1のインダク
タ231は、一端が出力平滑回路の入力側に接続され、他
端が第1のスナバ回路に導かれ、第1のコンデンサ9に対
する一方向性放電路Idを構成する。したがって、スイッ
チ素子S1、S2がオフとなる時刻t1においては、図9に示
すように、第1のコンデンサ9に蓄積されたエネルギー
が、一方向性放電路Idを介して、負荷側に回生されるか
ら、効率が向上する。また、上述のように、スイッチ素
子S1、S2がオフになったとすると、トランス3の出力巻
線6に現れる電圧(-V02)は、第2の出力整流ダイオード
15に対して順方向となる。このため、図9に示すよう
に、電流Ix1が出力巻線6から第2の出力整流ダイオード1
5を通り、出力平滑回路25、29の入力側に流れる。
【0070】この回路では、第1のインダクタ231は、第
1のコンデンサ9と第2のスナバ用ダイオード11を接続す
るラインと、出力平滑回路の入力側との間に接続されて
いる。この構成によれば、第1のスナバ用インダクタ231
が平滑回路のチョークコイル25と並列になることはな
い。しかも、第1のスナバ回路において、第1のスナバ用
ダイオード11のアノードは、第2の出力整流ダイオード1
5のカソードに導かれ、第2の出力整流ダイオード15のカ
ソードは、出力平滑回路の入力側に接続されている。し
たがって、第1のスナバ用ダイオード11と第1のスナバ用
インダクタ231との直列回路は、その両端が、出力平滑
回路の入力側で、電気的に互いに接続された状態、すな
わち電気的に短絡された状態になる。このため、スイッ
チ回路1のスイッチング動作において、トランス3の出力
巻線6に現れる電圧V02が、第2の出力整流ダイオード15
に対して順方向となるサイクルにおいて、第1のスナバ
回路の第1のスナバ用ダイード11及び第1のスナバ用イン
ダクタ231を通る電流Iy1は極めて小さくなる。その結
果、第1のスナバ回路の第1のスナバ用ダイオード11の
順方向電圧降下による損失、及び、第1のスナバ用イン
ダクタ231の直流抵抗分による損失が、殆ど無視できる
程度まで、小さくなる。
【0071】また、上述のように、第1のスナバ回路の
第1のスナバ用ダイオード11及び第1のスナバ用インダク
タ231を通る電流Iy1が極めて小さくなるから、第1のス
ナバ回路の第1のスナバ用ダイオード11及び第1のスナバ
用インダクタ231として、容量の小さい小電力用の素子
を使用することができる。したがって、第1のスナバ回
路を構成する第1のスナバ用ダイオード11や第1のスナ
バ用インダクタ231を小型化することが可能となり、ス
イッチング電源装置を小型化できる。
【0072】説明は省略するが、スイッチ素子S3、S4が
オン、スイッチ素子S1、S2がオフとなり、トランス3の
出力巻線4、6に現れる電圧が、第2の出力整流ダイオー
ド15に対して順方向となるサイクルでは、第1の出力整
流ダイオード7に対して逆電圧が印加される。この場合
は、第2のスナバ回路が動作し、第1の出力整流ダイオー
ド7に印加されるサージ電圧を抑制するので、第1の出力
整流ダイオード7に関しても、同様の作用が得られる。
スイッチ素子S3、S4がオフになった場合も、スイッチ素
子S1、S2がオフになった場合と、同様の回路作用を生
じ、同様の結果をもたらす。
【0073】図10は、本発明に係るスイッチング電源装
置の一実施例を示す電気回路図である。図において、図
5に図示された構成部分と同一の構成部分には、同一の
参照符号を付してある。図5に示した回路と比較して、
本発明のこの実施例の特徴は、スナバ用インダクタ23
が、第1のスナバ回路と第2のスナバ回路とで共用されて
いることである。具体的には、スナバ用インダクタ23
は、一端が出力平滑回路の入力側に接続され、他端が第
1及び第2のスナバ回路に導かれ、第1及び第2のスナバ用
コンデンサ9、17に対する一方向性放電路を構成する。
【0074】この実施例において、第1のスナバ回路
は、第3のスナバ用ダイオード13を含む。第3のスナバ用
ダイオード13は、アノードが、第1のスナバ用ダイオー
ド11に導かれる方の第1のスナバ用コンデンサ9の端に接
続されている。第2のスナバ回路は、第4のスナバ用ダイ
オード21を含む。第4のスナバ用ダイオード21は、アノ
ードが、第2のスナバ用ダイオード19に導かれる方の第2
のスナバ用コンデンサ17の端に接続され、カソードが第
3のスナバ用ダイオード13のカソードに接続されてい
る。
【0075】インダクタ23は、第3及び第4のスナバ用ダ
イオード13、21の接続点P2と、出力平滑回路の入力側と
の間に接続されている。もっと具体的に述べれば、スナ
バ用インダクタ23の一端は、第1及び第2の出力整流ダイ
オード7、15に導かれる方の出力チョークコイル25の端
に接続されている。
【0076】図10に示した実施例てば、インダクタ23
が、第1及び第2のスナバ回路において共用されているの
で、部品点数が少なくて済み、小型になる。さらに、図
10に示した実施例においても、図5に示した実施例にお
けると同様の作用が得られる。例えば、第1のスナバ回
路を構成する第1のスナバ用ダイオード11の順方向電圧
降下による損失、第2のスナバ回路の第2のスナバ用ダイ
オード19の順方向電圧降下による損失、及びスナバ用イ
ンダクタ23の直流抵抗分による損失が、殆ど無視できる
程度まで、小さくなる。また、第1のスナバ回路の第1の
スナバ用ダイオード11、第2のスナバ回路の第2のスナバ
用ダイオード19、及びスナバ用インダクタ23として、容
量の小さい小電力用の素子を使用することができる。し
たがって、第1のスナバ回路のスナバ用ダイオード11、
第2のスナバ回路の第2のスナバ用ダイオード19、及びス
ナバ用インダクタ23を小型化することが可能となり、ス
イッチング電源装置を小型化できる。
【0077】次に、出力整流ダイオードに加わる逆電圧
の実験結果を説明する。図11は図10に示したスイッチン
グ電源装置において、出力整流ダイオードに加わる逆電
圧の実測波形を示す図、図12は従来のスナバ回路を用い
たスイッチング電源装置において、出力整流ダイオード
に加わる逆電圧の実測波形を示す図である。図12の波形
図を得るに当たって用いられた従来のスナバ回路は、コ
ンデンサと抵抗との直列回路で構成され、この直列回路
を、第1及び第2の出力整流ダイオードのそれぞれに対し
て、並列に接続したものである。スナバ回路の構成の差
を除けば、図11のデータを得るために用いられたスイッ
チング電源装置と、図12のデータを得るために用いられ
たスイッチング電源装置の間には、実質的な差異はな
い。図11、12の何れの波形図も、入力電圧Vin=288V、
トランス3の巻数比n=8の条件で得られたものである。
したがって、理想的には、出力整流ダイオードに印加さ
れる最大電圧は144V(上掲式(1)参照)である。図12
を参照すると、従来のスナバ回路を用いたスイッチング
電源装置では、出力整流ダイオードに加わる逆電圧が19
6Vにも達することが分かる。これに対して、本発明に係
るスイッチング電源装置では、出力整流ダイオードに加
わる逆電圧は、図11に図示するように、約140Vであり、
従来のスナバ回路を使用したスイッチング電源装置にお
けるよりも著しく低下している。
【0078】図13は、本発明に係るスイッチング電源装
置の別の実施例を示す電気回路図である。図において、
先に示された各図面に現れた構成部分と同一の構成部分
については、同一の参照符号を付してある。この実施例
においては、スナバ回路は、1つのスナバ用コンデンサ5
9と、1つのスナバ用ダイオード57と、1つのスナバ用イ
ンダクタ23とを含むだけである。スナバ用コンデンサ59
及びスナバ用ダイオード57は互いに直列に接続され、第
1及び第2の出力整流ダイオード7、15の接続点P1と、ト
ランス3のセンタタップ8との間に接続されている。
【0079】本発明の重要な特徴として、スナバ回路の
スナバ用インダクタ23は、スナバ用コンデンサ59とスナ
バ用ダイオード57を接続するラインと、出力平滑回路の
入力側との間に接続されている。具体的には、スナバ用
インダクタ23の一端は、第1、第2の出力整流ダイオード
7、15に導かれる方の出力チョークコイル25の端に接続
されている。スナバ用インダクタ23の他端は、スナバ用
コンデンサ59及びスナバ用ダイオード57の接続点P3に接
続されている。
【0080】この実施例に示されたスイッチング電源装
置の回路動作は、図5に示された回路とほぼ同じであ
る。スイッチ回路1において、スイッチ素子S1、S2がオ
ンになったとすると、トランス3の出力巻線4、6に現れ
る電圧は、第2の出力整流ダイオード15に対して逆方向
となり、第1の出力整流ダイオード7及びスナバ用ダイオ
ード57に対して順方向となる。このため、第1の出力整
流ダイオード7、スナバ用ダイオード57、スナバ用コン
デンサ59及びトランス3の出力巻線4を通る充電ルーフIc
1が形成される。充電ループIc1において、トランス3の
リーケージインダクタンスL1と、コンデンサ59とによる
LC共振回路が構成され、コンデンサ59の端子電圧Vcは、
LC共振電圧波形にしたがって上昇する。第2の出力整流
ダイオード15に印加される逆電圧Vdの最大値(ピーク
値)Vdmは、前掲式(1)で示される値になる。
【0081】したがって、図13に図示された実施例の場
合も、第2の出力整流ダイオード15に印加される逆電圧V
dを抑制することができ、第2の出力整流ダイオード15と
して、順方向電圧降下の低いダイオードを使用すること
が可能になる。このため、第2の出力整流ダイオード15
による損失を低減させ、エネルギー消費の少ない高効率
のセンタタップ型整流回路のスイッチング電源装置を得
ることができる。しかも、第2の出力整流ダイオード15
に印加されるサージ電圧を、LC共振作用によって抑制す
るので、低ノイズのスナバ回路を実現できる。
【0082】次に、スイッチ素子S1、S2がオフになった
場合、スナバ用インダクタ23は、スナバ用コンデンサ59
に対する一方向性放電路Idを構成する。したがって、ス
イッチ素子S1、S2がオフとなると、スナバ用コンデンサ
19に蓄積されたエネルギーが、一方向性放電路Idを介し
て、負荷側に回生され、効率を向上させることができ
る。しかも、該スナバ回路は、1つのスナバ用ダイオー
ド57、1つのスナバ用コンデンサ59及び1つのスナバ用イ
ンダクタ23を含むだけでよいから、部品点数が少なくて
済み、小型になる。また、図13に示した実施例において
も、図5に示す回路におけると同様に、スナバ回路のス
ナバ用ダイオード57及びスナバ用インダクタ23を通る電
流は極めて小さくなる。したがって、スナバ回路のスナ
バ用ダイオード57の順方向電圧降下による損失、及び、
スナバ用インダクタ23の直流抵抗分による損失が、殆ど
無視できる程度まで、小さくなる。スナバ回路のスナバ
用ダイオード57及びスナバ用インダクタ23として、容量
の小さい小電力の素子を使用できるので、スナバ回路の
ダイオード57及びインダクタ23を小型化することが可能
となり、スイッチング電源装置を小型化できる。
【0083】ここでは詳細な説明は省略するが、スイッ
チ素子S3、S4がオンになり、スイッチ素子S1、S2がオフ
になり、トランス3の出力巻線4、6に現れる電圧V01、V0
2が、第2の出力整流ダイオード15に対して順方向となる
サイクルでは、第1の出力整流ダイオード7に対して逆電
圧が印加される。この場合においても、上述した回路動
作により、第1の出力整流ダイオード7に印加されるサー
ジ電圧を抑制できるので、第1の出力整流ダイオード7に
関しても、同様の結果が得られる。スイッチ素子S3、S4
がオフになった場合においても、スイッチ素子S1、S2が
オフになった場合と同様の回路動作を生じ、同様の結果
を得ることができる。 [図面の簡単な説明]
【図1】本発明による改良の対象となるスイッチング電
源装置の電気回路図である。
【図2】図1に示したスイッチング電源装置における制
御信号と各部の電圧若しくは電流の波形を示すチャート
である。
【図3】図1に示したスイッチング電源装置において、
スイッチ回路がオン状態からオフ状態となったときに働
く回路部分を示す図である。
【図4】図1に示したスイッチング電源装置において、
スイッチ回路がオンとなったときに働く回路部分を示す
図である。
【図5】本発明による改良の対象となるスイッチング電
源装置の別の例を示す電気回路図である。
【図6】図5に示したスイッチング電源装置における各
部の電圧波形を示すチャートである。
【図7】図5に示したスイッチング電源装置において、
スイッチ回路のスイッチ素子S1、S2がオンとなった
ときに働く回路部分を示す図である。
【図8】図7の動作状態における等価回路図である。
【図9】図1に示したスイッチング電源装置において、
スイッチ回路のスイッチ素子S1、S2がオフとなった
ときに働く回路部分を示す図である。
【図10】本発明に係るスイッチング電源装置の一実施
例を示す電気回路図である。
【図11】図10に示したスイッチング電源装置におい
て、出力整流ダイオードに加わる逆電圧の実測波形を示
す図である。
【図12】従来のスナバ回路を用いたスイッチング電源
装置において、出力整流ダイオードに加わる逆電圧の実
測波形を示す図である。
【図13】本発明に係るスイッチング電源装置の別の実
施例を示す電気回路図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−271275(JP,A) 特開 平5−260739(JP,A) 特開 平6−54531(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/28

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力巻線と出力巻線と前記出力巻線に設
    けられたセンタタップを有するトランスと、 前記トランスの前記入力巻線に接続され、該入力巻線に
    供給される直流入力電圧をスイッチングするスイッチ回
    路と、 一端が前記トランスの前記出力巻線の一端に接続された
    第1の出力整流ダイオードと前記第1の出力整流ダイオ
    ードの前記一端と同一の極性を持つ一端が前記トランス
    の前記出力巻線の他端に接続された第2の出力整流ダイ
    オードとを含み、同一極性を持つ前記第1の出力整流ダ
    イオードの他端と前記第2の出力整流ダイオードの他端
    とが互いに接続された出力整流回路と、 入力側が前記第1の出力整流ダイオードと前記第2の出
    力整流ダイオードとの間の接続点と、前記トランスの前
    記センタタップとに接続され、、出力側が対の出力端子
    に通じている出力平滑回路と、 スナバ回路と、 を含み、 前記スナバ回路は、第1のスナバ回路と、第2のスナバ
    回路と、スナバ用インダクタとを備え、 前記第1のスナバ回路は、第1のスナバ用コンデンサ
    と、第1のスナバ用ダイオードとを含み、 前記第1のスナバ用コンデンサ及び前記第1のスナバ用
    ダイオードは互いに直列に接続されて直列回路を構成
    し、前記直列回路は、前記第1のスナバ用ダイオードが
    前記第2の出力整流ダイオードとは逆極性の関係になる
    ように前記第2の出力整流ダイオードに並列に接続さ
    れ、 前記第2のスナバ回路は、第2のスナバ用コンデンサ
    と、第2のスナバ用ダイオードとを含み、 前記第2のスナバ用コンデンサ及び前記第2のスナバ用
    ダイオードは互いに直列に接続されて直列回路を構成
    し、前記直列回路は、前記第2のスナバ用ダイオードが
    前記第1の出力整流ダイオードとは逆極性の関係になる
    ように前記第1の出力整流ダイオードと並列に接続さ
    れ、 前記スナバ用インダクタは、一端が前記平滑回路の入力
    側に接続され、他端が前記第1及び第2のスナバ回路に
    通じて、第1及び第2のスナバ用コンデンサに対する一
    方向性放電路を構成するようになった、 ことを特徴とするスイッチング電源装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載されたスイッチング電源
    装置であって、 前記第1のスナバ回路は、第3のスナバ用ダイオードを
    含み、 前記第3のスナバ用ダイオードは、一端が、前記第1の
    スナバ用ダイオードに通じる方の前記第1のスナバ用コ
    ンデンサの端に接続されており、 前記第2のスナバ回路は、第4のスナバ用ダイオードを
    含み、前記第4のスナバ用ダイオードは、一端が、前記
    第2のスナバ用ダイオードに通じる方の前記第2のスナ
    バ用コンデンサの端に接続され、他端は前記第3のスナ
    バ用ダイオードの他端と同一極性を有し、該第3のスナ
    バ用ダイオードの前記他端に接続されており、 前記スナバ用インダクタの前記他端は、前記第3及び第
    4のスナバ用ダイオードの接続点に接続されている、 スイッチング他源装置。
  3. 【請求項3】 入力巻線と出力巻線と前記出力巻線に設
    けられたセンタタップを有するトランスと、 前記トランスの前記入力巻線に接続され、該入力巻線に
    供給される直流入力電圧をスイッチングするスイッチ回
    路と、 一端が前記トランスの前記出力巻線の一端に接続された
    第1の出力整流ダイオードと前記第1の出力整流ダイオ
    ードの前記一端と同一の極性を持つ一端が前記トランス
    の前記出力巻線の他端に接続された第2の出力整流ダイ
    オードとを含み、同一極性を持つ前記第1の出力整流ダ
    イオードの他端と前記第2の出力整流ダイオードの他端
    とが互いに接続された出力整流回路と、 入力側が前記第1の出力整流ダイオードと前記第2の出
    力整流ダイオードとの間の接続点と、前記トランスの前
    記センタタップとに接続され、出力側が対の出力端子に
    通じている出力平滑回路と、 スナバ回路と、 を含み、 前記スナバ回路は、1つのスナバ用コンデンサと、1つ
    のスナバ用ダイオードと、1つのスナバ用インダクタと
    を含み、 前記スナバ用コンデンサと前記スナバ用ダイオードとは
    互いに直列に接続されて、第1及び第2の出力整流ダイ
    オードの接続点と、前記センタタップとの間に接続され
    ており、 前記スナバ用インダクタは、一端が前記平滑回路の出力
    側に接続され、他端が前記コンデンサと前記ダイオード
    との間の接続点に接続されている、 ことを特徴とするスイッチング電源装置。
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