JP4711239B2 - Output circuit structure of power supply - Google Patents

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Description

本発明は、トランスを備えた電源装置の出力回路に生じるリーケージインダクタンスを抑制可能な電源装置の出力回路構造に関する。   The present invention relates to an output circuit structure of a power supply device capable of suppressing leakage inductance generated in an output circuit of a power supply device including a transformer.

図９に従来のコンバータ回路例としてハーフブリッジコンバータ回路を示す。トランス４の一次側回路は、コンデンサ101，101や、例えばＭＯＳＦＥＴなどからなるスイッチン
グ素子103，104などで構成されており、これらがトランス４の一次巻線５に接続されている。一方、トランス４の二次側回路としての出力回路110は、チョークコイル15や、整流ダイオード７，８や、平滑コンデンサ16などで構成されており、これらがトランス４の二次巻線６（６ａ，６ｂ）に接続されている。そして、図示しない例えばＰＷＭ制御ＩＣがスイッチング素子103，104のゲートに接続され、これらを交互にスイッチング動作させることにより一次側の入力電源100から所望の電圧を取り出して二次側の出力端子10，11に接続された負荷（図示せず）に出力電力を供給する。 FIG. 9 shows a half-bridge converter circuit as an example of a conventional converter circuit. The primary side circuit of the transformer 4 includes capacitors 101 and 101 and switching elements 103 and 104 made of, for example, MOSFETs, etc., and these are connected to the primary winding 5 of the transformer 4. On the other hand, the output circuit 110 as a secondary side circuit of the transformer 4 includes a choke coil 15, rectifier diodes 7 and 8, a smoothing capacitor 16, and the like, which are the secondary winding 6 (6 a) of the transformer 4. , 6b). Then, for example, a PWM control IC (not shown) is connected to the gates of the switching elements 103 and 104, and by alternately switching them, a desired voltage is taken out from the primary-side input power supply 100 and the secondary-side output terminals 10, Output power is supplied to a load (not shown) connected to 11.

大電流出力スイッチング電源では、出力整流素子としての整流ダイオード７，８をそれぞれ複数並列接続して使用する。出力１．５ｋｗ、出力電圧５Ｖを例にすると、例えば特許文献１に示されるように、TO-3P形状で４０Ｖ６０Ａのショットキーダイオードを６並列程度の接続が必要となる。   In the large current output switching power supply, a plurality of rectifier diodes 7 and 8 as output rectifier elements are connected in parallel. Taking an output of 1.5 kw and an output voltage of 5 V as an example, as shown in Patent Document 1, for example, a connection of about 6 parallel Schottky diodes of 40 V 60 A in a TO-3P shape is required.

図９の回路を装置した状態を示したものが図１１の機構図である。同図に示す構造は、本出願人が先に出願した特願２００６−２６０４１５と同一のものであり、トランス４を含む出力回路110の部品実装状態を示している。   FIG. 11 is a mechanism diagram showing a state where the circuit of FIG. 9 is installed. The structure shown in the figure is the same as that of Japanese Patent Application No. 2006-260415 filed earlier by the present applicant, and shows a component mounting state of the output circuit 110 including the transformer 4.

トランス４の二次巻線側には整流回路部品として並列接続された複数の整流ダイオード７，８、平滑回路部品としてチョークコイル15と平滑コンデンサ16が接続され、大電流が流れる出力回路には出力端子10，11として出力バーが使用されている。プリント基板12には、６個の整流ダイオードを実装するための多数のスルーホールが設けられている。当該整流ダイオードは１素子当たり２本のアノード端子と１本のカソード端子を備えている。プリント基板に設けられたスルーホールのうち、アノード端子が挿入接合されるスルーホールは相互に銅箔で連続しており、カソード端子が挿入接合されるスルーホールも相互に銅箔で連続して形成されている。また、プリント基板12の両端近くには、プリント基板12と薄板18とバスバー13とを三層構造にして機械的に結合するためのビス孔24が２箇所に設けられている。   A plurality of rectifier diodes 7 and 8 connected in parallel as rectifier circuit components are connected to the secondary winding side of the transformer 4, and a choke coil 15 and a smoothing capacitor 16 are connected as smoothing circuit components. Output bars are used as terminals 10 and 11. The printed circuit board 12 is provided with a number of through holes for mounting six rectifier diodes. The rectifier diode has two anode terminals and one cathode terminal per element. Of the through holes provided in the printed circuit board, the through holes where the anode terminals are inserted and joined are continuous with each other with copper foil, and the through holes where the cathode terminals are inserted and joined are also continuously formed with each other with copper foil. Has been. Near both ends of the printed circuit board 12, screw holes 24 for mechanically connecting the printed circuit board 12, the thin plate 18 and the bus bar 13 in a three-layer structure are provided at two locations.

プリント基板12とバスバー13との間に薄板18を挟んで結合する。薄板18の両側に設けられた接合端子をプリント基板12のスルーホールに挿入する。また、整流ダイオード７（８）の端子を所定の姿勢でスルーホールに挿入する。ここで、整流ダイオード７（８）のアノード端子と薄板18の接合端子が挿入されるスルーホールは同一であり、半田付け作業により、薄板18は整流ダイオード７（８）のアノード端子と電気的に接続されることになる。   A thin plate 18 is sandwiched between the printed board 12 and the bus bar 13 and coupled. Bonding terminals provided on both sides of the thin plate 18 are inserted into the through holes of the printed circuit board 12. Further, the terminal of the rectifier diode 7 (8) is inserted into the through hole in a predetermined posture. Here, the through hole into which the anode terminal of the rectifier diode 7 (8) and the junction terminal of the thin plate 18 are inserted is the same, and the thin plate 18 is electrically connected to the anode terminal of the rectifier diode 7 (8) by soldering. Will be connected.

バスバー13のプリント基板12への結合は、薄板18をプリント基板12に半田付けにより接合した後、プリント基板12とバスバー13との間に薄板18を挟んでビス27とナットで機械的に結合される。このことにより薄板18の表面とバスバー13の裏面とは密着させられることから、薄板18とバスバー13とは低いインピーダンスをもって一体化される。また、バスバー13の一端には、他の部品や機器と接続するための入力端子または出力端子30が形成されているので、入力端子または出力端子30をトランス４の二次側巻線端子に接続することにより、トランス４の二次側巻線から直接バスバー13に電流を流すことができる。
特開２００６−２１０５１６号公報 The bus bar 13 is bonded to the printed circuit board 12 by joining the thin plate 18 to the printed circuit board 12 by soldering, and then mechanically coupled with screws 27 and nuts with the thin plate 18 sandwiched between the printed circuit board 12 and the bus bar 13. The As a result, the front surface of the thin plate 18 and the back surface of the bus bar 13 are brought into close contact with each other, so that the thin plate 18 and the bus bar 13 are integrated with a low impedance. Also, since one end of the bus bar 13 is formed with an input terminal or output terminal 30 for connection to other parts or devices, the input terminal or output terminal 30 is connected to the secondary side winding terminal of the transformer 4. As a result, a current can flow directly from the secondary winding of the transformer 4 to the bus bar 13.
JP 2006-210516 A

図９のハーフブリッジコンバータ回路におけるスイッチング素子103，104がターンオフした時の整流ダイオード７，８以降のリーケージインダクタンスを考慮した等価回路を図１０に示す。同図中、ｌ1を線路のインダクタンス成分、ｒ１を線路の抵抗成分とすると、同図に示す電流回路ループのリーケージインダクタンスＬr1は次式となる。 FIG. 10 shows an equivalent circuit in consideration of the leakage inductance after the rectifier diodes 7 and 8 when the switching elements 103 and 104 in the half-bridge converter circuit of FIG. 9 are turned off. In the figure, if l 1 is the inductance component of the line and r1 is the resistance component of the line, the leakage inductance L r1 of the current circuit loop shown in FIG.

Figure 0004711239
Figure 0004711239

また、図９のハーフブリッジコンバータ回路の動作波形例を図１２に示す。同図中、ＶS2はスイッチング素子104のソース−ドレイン間電圧を表し、ＩTは一次巻線５へ流入する励磁電流を表し、Ｅは入力電源100から供給される入力電圧値を表し、Ｓ１はスイッチング素子103を表し、Ｓ２はスイッチング素子104を表し、ＴONは電圧振動又は電流振動が治まってから次のスイッチング素子がオンするまでの安定時間幅を表す。当該動作波形から、スイッチング素子103，104のターンオフ時に電圧振動、電流振動が発生し、効率の悪化、制御範囲の低下が分かる。 FIG. 12 shows an example of operation waveforms of the half bridge converter circuit of FIG. In the figure, V S2 represents the source-drain voltage of the switching element 104, I T represents the exciting current flowing into the primary winding 5, E represents the input voltage value supplied from the input power supply 100, and S1 Represents the switching element 103, S2 represents the switching element 104, and T ON represents a stable time width from when the voltage oscillation or current oscillation has subsided until the next switching element is turned on. From the operation waveform, it can be seen that voltage oscillation and current oscillation occur when the switching elements 103 and 104 are turned off, and that the efficiency is deteriorated and the control range is lowered.

従来、主スイッチのターンオフ時に発生するＶｄｓ振動の抑制には、トランスの巻線構造で１次−２次間の結合を上げリーケージを低減し、出力整流ループ長を最小限に抑え、１次巻線間に抵抗とコンデンサを直列接続し、振動をロスさせて抑制している。   Conventionally, in order to suppress Vds vibration generated when the main switch is turned off, the transformer winding structure increases the primary-secondary coupling to reduce leakage, minimizes the output rectification loop length, and the primary winding. A resistor and a capacitor are connected in series between the wires, and vibration is lost and suppressed.

特に電源製品外形の制約で実装上、上記特許文献１のように電源の長手方向に直列実装を行う場合、整流回路の流れは、トランス→整流ダイオード→コンデンサになるため、ブリッジコンバータ回路を例にとると、整流部のダイオード実装は２列になる。トランスの２次出力ループはダイオードの後のループになる。このループ長が大きくなると、整流ループインダクタンスが増加し、ターンオフ時の電圧振動が大きくなり、トランス１次巻線電流の振動も増え、その結果、損失の増加、出力電圧範囲の悪化、ノイズ増加が起こる。   In particular, when mounting in series in the longitudinal direction of the power supply as in Patent Document 1 above due to restrictions on the outer shape of the power supply product, the flow of the rectifier circuit is transformer → rectifier diode → capacitor, so a bridge converter circuit is taken as an example. If it takes, the diode mounting of a rectification | straightening part will be 2 rows. The secondary output loop of the transformer becomes the loop after the diode. As this loop length increases, the rectification loop inductance increases, the voltage oscillation at turn-off increases, and the transformer primary winding current oscillation also increases. As a result, loss increases, output voltage range deteriorates, and noise increases. Occur.

そこで本発明は上記問題点に鑑み、トランスを備えた電源装置の出力回路に生じるリーケージインダクタンスを抑制可能な電源装置の出力回路構造を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an output circuit structure of a power supply device capable of suppressing leakage inductance generated in an output circuit of a power supply device including a transformer.

本発明における請求項１では、一次巻線と二次巻線とを磁気的に結合してなるトランスを備えた電源装置の二次側回路を構成し、前記二次巻線及び回路素子を線路で接続して形成された回路ループを有する電源装置の出力回路構造において、前記回路ループを構成する線路部分に対して短絡線路を並列に設けている。   In Claim 1 in this invention, the secondary side circuit of the power supply device provided with the transformer formed by magnetically coupling the primary winding and the secondary winding is constituted, and the secondary winding and the circuit element are connected to the line. In the output circuit structure of the power supply device having the circuit loop formed by connecting the short circuit lines, the short circuit line is provided in parallel to the line portion constituting the circuit loop.

本発明における請求項２の電源装置の出力回路構造では、前記短絡線路が、複数の整流素子の出力端子同士を接続する線路部分に対して並列に設けられている。   In the output circuit structure of the power supply device according to claim 2 of the present invention, the short-circuit line is provided in parallel to a line portion that connects output terminals of a plurality of rectifying elements.

このようにすると、例えば回路実装上の制約などにより回路ループ長が長くなる場合においても、短絡線路の接続によって等価的にリーケージインダクタンスの並列回路を構成することにより、回路ループに生じるリーケージインダクタンスの合成値をトランス単体の持つリーケージインダクタンスに近い値に最小限に抑制でき、電源装置の主スイッチのターンオフ時に発生する電圧振動を抑制でき、その結果、電源損失の改善、電圧可変範囲の改善、ノイズが改善される。   In this way, even when the circuit loop length becomes longer due to, for example, restrictions on circuit mounting, the leakage inductance generated in the circuit loop is synthesized by configuring a parallel circuit of leakage inductance equivalently by connecting the short-circuit line. The value can be minimized to a value close to the leakage inductance of the transformer alone, and the voltage oscillation that occurs when the main switch of the power supply unit is turned off can be suppressed. As a result, power loss is improved, voltage variable range is improved, and noise is reduced. Improved.

本発明における請求項３の電源装置の出力回路構造では、前記短絡線路を少なくとも前記二次巻線に近接させて設けている。   In the output circuit structure of the power supply device according to the third aspect of the present invention, the short-circuit line is provided close to at least the secondary winding.

このようにすると、二次巻線と短絡線路とを含む回路ループの面積を小さくしてインダクタンス成分を小さくすることができる。   If it does in this way, the area of the circuit loop containing a secondary winding and a short circuit line can be made small, and an inductance component can be made small.

本発明における請求項４の電源装置の出力回路構造では、前記短絡線路は導電性のバー部材であることを特徴とする。   In the output circuit structure of the power supply device according to claim 4 of the present invention, the short-circuit line is a conductive bar member.

このようにすると、短絡線路に大電流が流れても損失を少なくすることができる。   In this way, loss can be reduced even if a large current flows through the short-circuit line.

本発明の請求項１及び請求項２によると、トランスを備えた電源装置の出力回路に生じるリーケージインダクタンスを抑制可能な電源装置の出力回路構造を提供することができる。   According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to provide an output circuit structure of a power supply device capable of suppressing leakage inductance generated in the output circuit of the power supply device including a transformer.

本発明の請求項３によると、ループ面積を最小にしてインダクタンス成分を小さくすることができ、効果的にリーケージインダクタンスを抑制することができる。   According to the third aspect of the present invention, the inductance area can be reduced by minimizing the loop area, and the leakage inductance can be effectively suppressed.

本発明の請求項４によると、損失を抑えてリーケージインダクタンスを抑制することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the leakage inductance can be suppressed while suppressing the loss.

以下、添付図面を参照しながら、本発明における電源装置の出力回路構造の好ましい各実施例を説明する。なお、従来例と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため極力省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of an output circuit structure of a power supply device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as a prior art example, and since description of a common part overlaps, it abbreviate | omits as much as possible.

図１に本第１実施例における出力回路構造を適用したコンバータ回路例としてハーフブリッジコンバータ回路を示す。同図に示されたハーフブリッジコンバータ回路は、基本的な回路構成は図９の従来例と略同じであり、トランス４の二次側回路としての出力回路１の構成が図９で示した出力回路110とは若干相違する。   FIG. 1 shows a half bridge converter circuit as an example of a converter circuit to which the output circuit structure in the first embodiment is applied. The basic circuit configuration of the half-bridge converter circuit shown in the figure is substantially the same as the conventional example of FIG. 9, and the configuration of the output circuit 1 as the secondary side circuit of the transformer 4 is the output shown in FIG. The circuit 110 is slightly different.

トランス４の一次側回路は、入力電源100の両端に、コンデンサ101，101の直列回路と、スイッチング素子103，104の直列回路とを並列接続し、コンデンサ101，101の接続点とスイッチング素子103，104の接続点との間にトランス４の一次巻線５を接続してなる。   The primary side circuit of the transformer 4 has a series circuit of capacitors 101 and 101 and a series circuit of switching elements 103 and 104 connected in parallel to both ends of the input power supply 100, and a connection point between the capacitors 101 and 101 and the switching element 103, The primary winding 5 of the transformer 4 is connected to the connection point 104.

出力回路１については、トランス４の二次巻線６には二次巻線６ａ，６ｂの接続点に相当するセンタータップが設けられており、このセンタータップはチョークコイル15を介して出力端子11に接続される。二次巻線６ａ側となる二次巻線６の一端は整流素子（回路素子）としての整流ダイオード７のアノードへ接続され、二次巻線６ｂ側となる二次巻線６の他端は整流素子（回路素子）としての整流ダイオード８のアノードへ接続され、これら整流ダイオード７，８のカソードは互いに接続される。当該整流ダイオード７，８の接続点（カソード）は出力端子10へ接続される。一対の出力端子10，11間には平滑コンデンサ16が接続される。以上は、出力回路110と同一の構成である。   As for the output circuit 1, the secondary winding 6 of the transformer 4 is provided with a center tap corresponding to the connection point of the secondary windings 6 a and 6 b, and this center tap is connected via the choke coil 15 to the output terminal 11. Connected to. One end of the secondary winding 6 on the secondary winding 6a side is connected to the anode of a rectifier diode 7 as a rectifying element (circuit element), and the other end of the secondary winding 6 on the secondary winding 6b side is It is connected to the anode of a rectifier diode 8 as a rectifier element (circuit element), and the cathodes of these rectifier diodes 7 and 8 are connected to each other. The connection point (cathode) of the rectifier diodes 7 and 8 is connected to the output terminal 10. A smoothing capacitor 16 is connected between the pair of output terminals 10 and 11. The above is the same configuration as the output circuit 110.

本第１実施例の出力回路１では、整流ダイオード７，８のカソードを互いに接続する例えば回路パターンなどからなる線路とは別に、整流ダイオード７，８のカソード同士を接続する短絡線路としての導電性機構バー２が設けられている。すなわち、出力回路１では、整流ダイオード７，８のカソードを互いに接続する線路が並列に２本形成されている。   In the output circuit 1 of the first embodiment, the conductivity as a short-circuit line connecting the cathodes of the rectifier diodes 7 and 8 apart from the line made of, for example, a circuit pattern for connecting the cathodes of the rectifier diodes 7 and 8 to each other. A mechanism bar 2 is provided. That is, in the output circuit 1, two lines that connect the cathodes of the rectifier diodes 7 and 8 to each other are formed in parallel.

図１のハーフブリッジコンバータ回路におけるスイッチング素子103，104がターンオフした時の整流ダイオード７，８以降のリーケージインダクタンスを考慮した等価回路を図２に示す。同図中、ｌ1を例えば回路パターンなどにより構成される線路のインダクタンス成分、ｒ１を例えば回路パターンなどにより構成される線路の抵抗成分とし、ｌ2を導電性機構バー２により構成される線路のインダクタンス成分、ｒ２を導電性機構バー２により構成される線路の抵抗成分とすると、同図に示す電流回路ループのリーケージインダクタンスＬr2は次式の数式２となる。数式２において、ｌ2＜＜Ｌr1とすればリーケージインダクタンスＬr2をｌ2にできる。 FIG. 2 shows an equivalent circuit in consideration of the leakage inductance after the rectifier diodes 7 and 8 when the switching elements 103 and 104 in the half-bridge converter circuit of FIG. 1 are turned off. In the figure, the inductance component of the constructed line or the like the l 1 example circuit pattern, such as by a resistance component of the constructed line of r1 example circuit pattern, the line formed by conductive mechanism bars 2 l 2 inductance component, if the resistance component of the formed lines of conductive mechanism bar 2 r2, leakage inductance L r2 of the current circuit loop shown in the figure is the formula 2 of the formula. In Equation 2, if l 2 << L r1 , the leakage inductance L r2 can be set to l 2 .

Figure 0004711239
Figure 0004711239

なお、Ｌr1は例えば回路パターンなどにより構成される線路のみに関する電流回路ループのリーケージインダクタンスであり、上記数式１で表される。 Note that L r1 is a leakage inductance of a current circuit loop related only to a line constituted by, for example, a circuit pattern or the like, and is expressed by Equation 1 above.

図１の回路を装置した状態を示したものが図３の機構図である。同図に示す構造は、図１１で示す従来の出力回路110と略同様の組立体に導電性機構バー２を追加したものであり、トランス４を含む出力回路１の部品実装状態を示している。   FIG. 3 is a mechanism diagram showing a state in which the circuit of FIG. 1 is installed. The structure shown in this figure is obtained by adding a conductive mechanism bar 2 to an assembly that is substantially the same as the conventional output circuit 110 shown in FIG. 11, and shows a component mounting state of the output circuit 1 including the transformer 4. .

導電性機構バー２は、例えば扁平板状の金属（銅等）からなる２本の導電性バー２ａ，２ａと、これら各導電性バー２ａを接続する例えば両端が階段状に折曲成形された板状の金属（銅等）からなる導電性バー２ｂとから構成される。導電性機構バー２は、整流ダイオード７，８のカソードを短絡接続するものであるため、その装着手法としては、例えば、カソード端子と電気的に接続された放熱板を備えた整流ダイオード７，８の裏面に導電性バー２ａをそれぞれ共締めし、これらの導電性機構バー２ａ，２ａ同士を別の導電性バー２ｂでネジ螺着等により接続すればよい。もちろん、導電性機構バー２は、整流ダイオード７，８のカソードを短絡接続できればどのような形態のものを用いてもよいが、本実施例のように、導電性機構バー２を整流ダイオード７，８とトランス４の二次巻線６とを電気的に接続する経路に沿った状態で構成すれば、ループ面積を最小にしてインダクタンス成分ｌ2を小さくすることができ、効果的にリーケージインダクタンスＬr2を抑制することができる。 The conductive mechanism bar 2 is formed by bending two conductive bars 2a, 2a made of, for example, a flat plate-like metal (copper or the like) and, for example, both ends of the conductive bars 2a into a step shape. It is comprised from the electroconductive bar 2b which consists of plate-shaped metal (copper etc.). Since the conductive mechanism bar 2 is for short-circuiting the cathodes of the rectifier diodes 7 and 8, for example, as a mounting method thereof, for example, the rectifier diodes 7 and 8 having a heat dissipation plate electrically connected to the cathode terminal. The conductive bars 2a may be fastened to the back surface of each of these, and the conductive mechanism bars 2a, 2a may be connected to each other by screwing or the like with another conductive bar 2b. Of course, the conductive mechanism bar 2 may have any form as long as the cathodes of the rectifier diodes 7 and 8 can be short-circuited. However, as in the present embodiment, the conductive mechanism bar 2 is connected to the rectifier diodes 7 and 8. 8 and the secondary winding 6 of the transformer 4 are configured along a path that electrically connects them, the loop area can be minimized and the inductance component l 2 can be reduced, and the leakage inductance L can be effectively reduced. r2 can be suppressed.

また、図１のハーフブリッジコンバータ回路の動作波形例を図４に示す。同図中、ＶS2はスイッチング素子104のソース−ドレイン間電圧を表し、ＩTは一次巻線５へ流入する励磁電流を表し、Ｅは入力電源100から供給される入力電圧値を表し、Ｓ１はスイッチング素子103を表し、Ｓ２はスイッチング素子104を表し、ＴONは電圧振動又は電流振動が治まってから次のスイッチング素子がオンするまでの安定時間幅を表す。当該動作波形から、スイッチング素子103，104のターンオフ時の電圧振動、電流振動が１／２になり、損失の改善、電圧制御範囲の拡大、ノイズの抑制の効果があることが分かる。 FIG. 4 shows an example of operation waveforms of the half bridge converter circuit of FIG. In the figure, V S2 represents the source-drain voltage of the switching element 104, I T represents the exciting current flowing into the primary winding 5, E represents the input voltage value supplied from the input power supply 100, and S1 Represents the switching element 103, S2 represents the switching element 104, and T ON represents a stable time width from when the voltage oscillation or current oscillation has subsided until the next switching element is turned on. From the operation waveform, it can be seen that the voltage vibration and current vibration at the time of switching off of the switching elements 103 and 104 are halved, and there are the effects of improving the loss, expanding the voltage control range, and suppressing the noise.

以上のように本第１実施例では、一次巻線５と二次巻線６とを磁気的に結合してなるトランス４を備えた電源装置の二次側回路としての出力回路１を構成し、二次巻線６及び回路素子としての整流ダイオード７，８を線路で接続して形成された回路ループを有する電源装置の出力回路構造において、前記回路ループを構成する線路部分に対して短絡線路としての導電性機構バー２を並列に設けている。   As described above, in the first embodiment, the output circuit 1 as the secondary circuit of the power supply device including the transformer 4 formed by magnetically coupling the primary winding 5 and the secondary winding 6 is configured. In the output circuit structure of the power supply device having the circuit loop formed by connecting the secondary winding 6 and the rectifier diodes 7 and 8 as circuit elements by the line, a short-circuit line with respect to the line part constituting the circuit loop The conductive mechanism bar 2 is provided in parallel.

また本第２実施例の出力回路１では、導電性機構バー２が、複数の整流素子としての整流ダイオード７，８の出力端子同士を接続する線路部分に対して並列に設けられている。   In the output circuit 1 of the second embodiment, the conductive mechanism bar 2 is provided in parallel to the line portion that connects the output terminals of the rectifier diodes 7 and 8 as a plurality of rectifier elements.

このようにすると、例えば回路実装上の制約などにより回路ループ長が長くなる場合においても、導電性機構バー２の接続によって等価的にリーケージインダクタンスの並列回路を構成することにより、回路ループに生じるリーケージインダクタンスの合成値をトランス単体の持つリーケージインダクタンスに近い値に最小限に抑制でき、電源装置の主スイッチとしてのスイッチング素子103，104のターンオフ時に発生する電圧振動を抑制でき、その結果、電源損失の改善、電圧可変範囲の改善、ノイズが改善される。以上により、トランスを備えた電源装置の出力回路１に生じるリーケージインダクタンスを抑制可能な電源装置の出力回路構造を提供することができる。   In this way, even when the circuit loop length becomes long due to, for example, restrictions on circuit mounting, a leakage circuit that occurs in the circuit loop is formed by equivalently forming a parallel circuit of leakage inductance by connecting the conductive mechanism bar 2. It is possible to minimize the combined inductance value to a value close to the leakage inductance of the transformer alone, and to suppress the voltage oscillation that occurs when the switching elements 103 and 104 as the main switch of the power supply device are turned off. Improved, improved voltage variable range, improved noise. As described above, it is possible to provide the output circuit structure of the power supply device that can suppress the leakage inductance generated in the output circuit 1 of the power supply device including the transformer.

さらに本第１実施例の出力回路１では、導電性機構バー２を少なくとも二次巻線６に近接させて設けている。   Further, in the output circuit 1 of the first embodiment, the conductive mechanism bar 2 is provided in the vicinity of at least the secondary winding 6.

このようにすると、二次巻線６と導電性機構バー２とを含む回路ループの面積を小さくしてインダクタンス成分を小さくすることができる。従って、ループ面積を最小にしてインダクタンス成分を小さくすることができ、効果的にリーケージインダクタンスを抑制することができる。   If it does in this way, the area of the circuit loop containing the secondary winding 6 and the electroconductive mechanism bar 2 can be made small, and an inductance component can be made small. Therefore, the loop area can be minimized to reduce the inductance component, and the leakage inductance can be effectively suppressed.

また本第１実施例の出力回路１では、前記短絡線路は導電性のバー部材からなる導電性機構バー２であることを特徴とする。   In the output circuit 1 of the first embodiment, the short-circuit line is a conductive mechanism bar 2 made of a conductive bar member.

このようにすると、短絡線路に大電流が流れても損失を少なくすることができる。従って、損失を抑えてリーケージインダクタンスを抑制することができる。   In this way, loss can be reduced even if a large current flows through the short-circuit line. Therefore, it is possible to suppress the leakage inductance while suppressing the loss.

図５に本第２実施例における出力回路構造を適用したコンバータ回路例としてフォワードコンバータ回路を示す。   FIG. 5 shows a forward converter circuit as an example of a converter circuit to which the output circuit structure in the second embodiment is applied.

トランス41の一次側回路は、入力電源40の両端に、トランス41の一次巻線42と、例えばＭＯＳＦＥＴなどからなるスイッチング素子44とを直列接続してなる。   The primary side circuit of the transformer 41 is formed by connecting a primary winding 42 of the transformer 41 and a switching element 44 made of, for example, a MOSFET at both ends of the input power supply 40 in series.

トランス41の二次側回路としての出力回路50については、トランス41の二次巻線43の一端は整流素子（回路素子）としての整流ダイオード51のアノードへ接続され、二次巻線43の他端は整流素子（回路素子）としての整流ダイオード52のアノードへ接続され、これら整流ダイオード51，52のカソードは互いに接続される。当該整流ダイオード51，52の接続点（カソード）は出力端子55へ接続される。二次巻線43の他端及び整流ダイオード52のアノードはチョークコイル15を介して出力端子11に接続される。一対の出力端子55，56間には平滑コンデンサ54が接続される。   Regarding the output circuit 50 as a secondary side circuit of the transformer 41, one end of the secondary winding 43 of the transformer 41 is connected to the anode of a rectifier diode 51 as a rectifier element (circuit element). The end is connected to the anode of a rectifier diode 52 as a rectifier element (circuit element), and the cathodes of the rectifier diodes 51 and 52 are connected to each other. A connection point (cathode) of the rectifier diodes 51 and 52 is connected to the output terminal 55. The other end of the secondary winding 43 and the anode of the rectifier diode 52 are connected to the output terminal 11 via the choke coil 15. A smoothing capacitor 54 is connected between the pair of output terminals 55 and 56.

本第２実施例の出力回路50では、整流ダイオード51，52のカソードを互いに接続する例えば回路パターンなどからなる線路とは別に、整流ダイオード51，52のカソード同士を接続する導電性機構バー57が設けられている。すなわち、出力回路50では、整流ダイオード51，52のカソードを互いに接続する線路が並列に２本形成されている。   In the output circuit 50 of the second embodiment, a conductive mechanism bar 57 for connecting the cathodes of the rectifier diodes 51 and 52 is provided separately from a line made of, for example, a circuit pattern for connecting the cathodes of the rectifier diodes 51 and 52 to each other. Is provided. That is, in the output circuit 50, two lines that connect the cathodes of the rectifier diodes 51 and 52 to each other are formed in parallel.

図５の回路を装置した状態を模式的に概略図示したものが図６の回路図である。同図に示す構造は、従来の出力回路と略同様の組立体に導電性機構バー57を追加したものであり、トランス41を含む出力回路50の部品実装状態を示している。   FIG. 6 is a circuit diagram schematically showing a state where the circuit of FIG. 5 is installed. The structure shown in the figure is obtained by adding a conductive mechanism bar 57 to an assembly substantially similar to a conventional output circuit, and shows a component mounting state of the output circuit 50 including the transformer 41.

導電性機構バー57自体は、第１実施例で説明した導電性機構バー２と同様の構成とすればよく、導電性機構バー57を整流ダイオード51，52とトランス41の二次巻線43とを電気的に接続する経路に沿った状態で構成して、ループ面積を最小にするのが好ましい。   The conductive mechanism bar 57 itself may have the same configuration as that of the conductive mechanism bar 2 described in the first embodiment. The conductive mechanism bar 57 includes the rectifier diodes 51 and 52 and the secondary winding 43 of the transformer 41. It is preferable that the loop area be minimized by configuring the loops in a state along the path for electrically connecting the loops.

図７に本第３実施例における出力回路構造を適用したコンバータ回路例としてフルブリッジコンバータ回路を示す。   FIG. 7 shows a full bridge converter circuit as an example of a converter circuit to which the output circuit structure in the third embodiment is applied.

トランス65の一次側回路は、入力電源60の両端に、例えばＭＯＳＦＥＴなどからなるスイッチング素子61，62の直列回路と、例えばＭＯＳＦＥＴなどからなるスイッチング素子63，64の直列回路とを並列接続し、スイッチング素子61，62の接続点とスイッチング素子63，64の接続点との間にトランス65の一次巻線66を接続してなる。   The primary side circuit of the transformer 65 is connected to both ends of the input power supply 60 by connecting in parallel a series circuit of switching elements 61 and 62 made of, for example, MOSFET and a series circuit of switching elements 63 and 64 made of, for example, MOSFET. The primary winding 66 of the transformer 65 is connected between the connection point of the elements 61 and 62 and the connection point of the switching elements 63 and 64.

トランス65の二次側回路としての出力回路70については、トランス65の二次巻線67には二次巻線67ａ，67ｂの接続点に相当するセンタータップが設けられており、このセンタータップはチョークコイル73を介して出力端子76に接続される。二次巻線67ａ側となる二次巻線67の一端は整流素子（回路素子）としての整流ダイオード71のアノードへ接続され、二次巻線67ｂ側となる二次巻線67の他端は整流素子（回路素子）としての整流ダイオード72のアノードへ接続され、これら整流ダイオード71，72のカソードは互いに接続される。当該整流ダイオード71，72の接続点（カソード）は出力端子75へ接続される。一対の出力端子75，76間には平滑コンデンサ74が接続される。   With respect to the output circuit 70 as a secondary side circuit of the transformer 65, the secondary winding 67 of the transformer 65 is provided with a center tap corresponding to the connection point of the secondary windings 67a and 67b. The choke coil 73 is connected to the output terminal 76. One end of the secondary winding 67 on the secondary winding 67a side is connected to the anode of a rectifier diode 71 as a rectifying element (circuit element), and the other end of the secondary winding 67 on the secondary winding 67b side is It is connected to the anode of a rectifier diode 72 as a rectifier element (circuit element), and the cathodes of these rectifier diodes 71 and 72 are connected to each other. A connection point (cathode) of the rectifier diodes 71 and 72 is connected to the output terminal 75. A smoothing capacitor 74 is connected between the pair of output terminals 75 and 76.

本第３実施例の出力回路70では、整流ダイオード71，72のカソードを互いに接続する例えば回路パターンなどからなる線路とは別に、整流ダイオード71，72のカソード同士を接続する導電性機構バー77が設けられている。すなわち、出力回路70では、整流ダイオード71，72のカソードを互いに接続する線路が並列に２本形成されている。   In the output circuit 70 of the third embodiment, a conductive mechanism bar 77 for connecting the cathodes of the rectifier diodes 71 and 72 is provided separately from a line made of, for example, a circuit pattern for connecting the cathodes of the rectifier diodes 71 and 72 to each other. Is provided. That is, in the output circuit 70, two lines that connect the cathodes of the rectifier diodes 71 and 72 to each other are formed in parallel.

図７の回路を装置した状態を模式的に概略図示したものが図８の回路図である。同図に示す構造は、従来の出力回路と略同様の組立体に導電性機構バー77を追加したものであり、トランス65を含む出力回路70の部品実装状態を示している。   FIG. 8 is a circuit diagram schematically showing a state in which the circuit of FIG. 7 is installed. The structure shown in the figure is obtained by adding a conductive mechanism bar 77 to an assembly substantially similar to a conventional output circuit, and shows a component mounting state of an output circuit 70 including a transformer 65.

導電性機構バー77自体は、第１実施例で説明した導電性機構バー２と同様の構成とすればよく、導電性機構バー77を整流ダイオード71，72とトランス65の二次巻線67とを電気的に接続する経路に沿った状態で構成して、ループ面積を最小にするのが好ましい。   The conductive mechanism bar 77 itself may have the same configuration as that of the conductive mechanism bar 2 described in the first embodiment. The conductive mechanism bar 77 includes the rectifier diodes 71 and 72 and the secondary winding 67 of the transformer 65. It is preferable that the loop area be minimized by constructing in a state along a path for electrically connecting the two.

なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。出力回路の回路形式は特に限定されるものではなく、当該出力回路を構成する回路素子も、整流ダイオード等の整流素子に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention. The circuit format of the output circuit is not particularly limited, and the circuit elements constituting the output circuit are not limited to rectifying elements such as rectifying diodes.

本発明の第１実施例における出力回路構造を適用したハーフブリッジコンバータ回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the half bridge converter circuit to which the output circuit structure in 1st Example of this invention is applied. 同上、図１のリーケージインダクタンスを考慮した等価回路を示す回路図である。2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit in consideration of the leakage inductance of FIG. 同上、図１の出力回路部分を装置した状態の機構を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the mechanism in a state where the output circuit portion of FIG. 1 is installed. 同上、図１に示す回路各部の動作波形図である。2 is an operation waveform diagram of each part of the circuit shown in FIG. 本発明の第２実施例における出力回路構造を適用したハーフブリッジコンバータ回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the half bridge converter circuit to which the output circuit structure in 2nd Example of this invention is applied. 同上、図５の出力回路部分を装置した状態を模式的に示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram schematically showing a state in which the output circuit portion of FIG. 5 is installed. 本発明の第３実施例における出力回路構造を適用したハーフブリッジコンバータ回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the half bridge converter circuit to which the output circuit structure in 3rd Example of this invention is applied. 同上、図７の出力回路部分を装置した状態を模式的に示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram schematically showing a state in which the output circuit portion of FIG. 7 is installed. 従来例におけるハーフブリッジコンバータ回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the half bridge converter circuit in a prior art example. 同上、図９のリーケージインダクタンスを考慮した等価回路を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing an equivalent circuit in consideration of the leakage inductance of FIG. 同上、図９の出力回路部分を装置した状態の機構を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing the mechanism in a state where the output circuit portion of FIG. 9 is installed. 同上、図９に示す回路各部の動作波形図である。FIG. 10 is an operation waveform diagram of each part of the circuit shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ 出力回路
２ 導電性機構バー（短絡線路）
４ トランス
５ 一次巻線
６ 二次巻線
７，８ 整流ダイオード（整流素子、回路素子）
1 Output circuit 2 Conductive mechanism bar (short circuit line)
4 Transformer 5 Primary winding 6 Secondary winding 7, 8 Rectifier diode (rectifier element, circuit element)

Claims (4)

一次巻線と二次巻線とを磁気的に結合してなるトランスを備えた電源装置の二次側回路を構成し、前記二次巻線及び回路素子を線路で接続して形成された回路ループを有する電源装置の出力回路構造において、前記回路ループを構成する線路部分に対して短絡線路を並列に設けたことを特徴とする電源装置の出力回路構造。 A circuit formed by configuring a secondary circuit of a power supply device having a transformer formed by magnetically coupling a primary winding and a secondary winding, and connecting the secondary winding and a circuit element with a line. An output circuit structure of a power supply apparatus having a loop, wherein a short-circuit line is provided in parallel to a line portion constituting the circuit loop. 前記短絡線路が、複数の整流素子の出力端子同士を接続する線路部分に対して並列に設けられたことを特徴とする請求項１記載の電源装置の出力回路構造。 2. The output circuit structure of a power supply device according to claim 1, wherein the short-circuit line is provided in parallel to a line portion connecting output terminals of a plurality of rectifying elements. 前記短絡線路を少なくとも前記二次巻線に近接させて設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電源装置の出力回路構造。 3. The output circuit structure of a power supply device according to claim 1, wherein the short-circuit line is provided in the vicinity of at least the secondary winding. 前記短絡線路は導電性のバー部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電源装置の出力回路構造。
The output circuit structure of a power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the short-circuit line is a conductive bar member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4854554B2 (en) * 2007-03-16 2012-01-18 Ｔｄｋラムダ株式会社 Output circuit structure of power supply
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JP5715991B2 (en) * 2012-07-09 2015-05-13 株式会社デンソー Power converter

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02292889A (en) * 1989-05-08 1990-12-04 Mitsubishi Electric Corp Wiring board for large current
JP2003023773A (en) * 2001-07-05 2003-01-24 Toyota Industries Corp Power supply unit
JP2006210516A (en) * 2005-01-26 2006-08-10 Densei Lambda Kk Cooling structure of electronic equipment
JP2006230187A (en) * 2005-01-21 2006-08-31 Hitachi Ltd Power supply device, power supply system using the same, and electronic device
JP2008084925A (en) * 2006-09-26 2008-04-10 Densei Lambda Kk Combination structure of printed circuit board and bus bar

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02292889A (en) * 1989-05-08 1990-12-04 Mitsubishi Electric Corp Wiring board for large current
JP2003023773A (en) * 2001-07-05 2003-01-24 Toyota Industries Corp Power supply unit
JP2006230187A (en) * 2005-01-21 2006-08-31 Hitachi Ltd Power supply device, power supply system using the same, and electronic device
JP2006210516A (en) * 2005-01-26 2006-08-10 Densei Lambda Kk Cooling structure of electronic equipment
JP2008084925A (en) * 2006-09-26 2008-04-10 Densei Lambda Kk Combination structure of printed circuit board and bus bar

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