JP5184857B2

JP5184857B2 - Power supply

Info

Publication number: JP5184857B2
Application number: JP2007267848A
Authority: JP
Inventors: 新一水道; 裕一池尻
Original assignee: 四変テック株式会社
Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2027-10-15
Also published as: JP2009100510A

Description

本発明は、交流電圧を発生させるためのスイッチング素子と、コアの外周面に一次巻線と二次巻線と回生巻線とが巻回されたトランスとを備えた電源装置に関するものである。 The present invention relates to a power supply device including a switching element for generating an alternating voltage and a transformer having a primary winding, a secondary winding, and a regenerative winding wound around an outer peripheral surface of a core.

従来の電源装置では、トランスの一次側にスイッチング素子が設けられ、このスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御によってトランスの二次側に交流電圧を発生させて出力するようになっている（例えば、特許文献１参照）。 In a conventional power supply device, a switching element is provided on the primary side of the transformer, and an AC voltage is generated and output on the secondary side of the transformer by ON / OFF control of the switching element (for example, Patent Documents). 1).

また、図７（ａ）に示すように、スイッチング素子１がＯＦＦ制御された際に電力を回生する回生巻線４を備えた電源装置も考えられている。 Further, as shown in FIG. 7A, a power supply apparatus including a regenerative winding 4 that regenerates power when the switching element 1 is controlled to be OFF is also considered.

この電源装置では、コア２を中心としてその直近の外側に一次巻線３と回生巻線４とが積層巻され、さらにその外側に二次巻線５が巻回された構成（図７（ｂ）参照）や、コア２の直近の外側に一次巻線３と回生巻線４とがバイファイラ巻され、その外側に二次巻線５が巻回された構成となっている。
特開２００５−３４１７０９号公報 In this power supply device, the primary winding 3 and the regenerative winding 4 are laminated and wound around the core 2 around the core 2 and the secondary winding 5 is wound around the outer side (FIG. 7B). )), Or the primary winding 3 and the regenerative winding 4 are bifilar wound on the outermost side of the core 2 and the secondary winding 5 is wound on the outer side thereof.
JP 2005-341709 A

ところで、上述の従来の電源装置では、トランスのインダクタンス、二次巻線の分布容量、外付けのコンデンサ等によって生じる共振エネルギーが、スイッチング素子がＯＮ制御されている間に一次側に流れ、一次巻線を流れる電流に重畳されることで電源効率の低下や、スイッチング素子及びトランス等の温度上昇を引き起こしていた。 By the way, in the above-described conventional power supply device, resonance energy generated by the inductance of the transformer, the distributed capacity of the secondary winding, the external capacitor, etc. flows to the primary side while the switching element is ON controlled, and the primary winding Superimposing on the current flowing through the line causes a decrease in power supply efficiency and a temperature increase in the switching element and the transformer.

また、この共振エネルギーの影響により、図８に示すように、スイッチング素子をＯＮ制御した際に流れる電流に比較的大きな振動が発生している。なお、ＯＮ制御からＯＦＦ制御に切り替えた際には、このスイッチング素子に印加される電圧にノイズ電圧Ｖｎが生じている。 Also, due to the influence of this resonance energy, as shown in FIG. 8, a relatively large vibration is generated in the current that flows when the switching element is ON-controlled. Note that when switching from ON control to OFF control, a noise voltage Vn is generated in the voltage applied to the switching element.

そこで、この共振エネルギーをスナバ回路等により除去することが考えられているが、このスナバ回路等によって電力消費が行われ、電源効率の向上を図ることが難しかった。 Therefore, it has been considered to remove this resonance energy by a snubber circuit or the like. However, power consumption is performed by this snubber circuit or the like, and it has been difficult to improve the power supply efficiency.

さらに、回生巻線４を備えた電源装置では、この回生巻線４によって共振エネルギーの回生を行っているが、大きな効果をあげることができず、電源効率の向上を十分に図ることができなかった。 Furthermore, in the power supply device provided with the regenerative winding 4, the regenerative winding 4 regenerates the resonance energy, but a great effect cannot be obtained and the power supply efficiency cannot be sufficiently improved. It was.

そこで、この発明は、スイッチング素子をＯＮ制御させている間に生じる共振エネルギーを低減させることができると共に、電源効率を向上させ、温度低減を図ることが可能な電源装置を提供することを課題としている。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a power supply device that can reduce resonance energy generated during ON control of a switching element, improve power supply efficiency, and reduce temperature. Yes.

上記課題を解決するために、この発明は、トランスの一次巻線に直列接続されるスイッチング素子と、このスイッチング素子のオン・オフによって二次巻線に発生する交流電圧を整流して平滑する整流平滑回路とを備えた電源装置であって、
前記トランスに回生巻線を設け、
前記トランスの一次巻線と二次巻線と回生巻線とを互いに疎結合にし、
前記回生巻線をダイオードを介して一次巻線に並列接続し、
前記回生巻線は、前記スイッチング素子がオンされている期間中に、リーケージインダクタンスと二次巻線の分布容量とにより生じる共振エネルギーを回生することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a switching element connected in series to a primary winding of a transformer, and a rectification that rectifies and smoothes an alternating voltage generated in a secondary winding by turning on and off the switching element. A power supply device comprising a smoothing circuit ,
A regenerative winding is provided in the transformer,
The transformer primary winding, secondary winding and regenerative winding are loosely coupled to each other,
The regenerative winding is connected in parallel to the primary winding via a diode,
The regenerative winding regenerates resonance energy generated by a leakage inductance and a distributed capacity of the secondary winding during a period in which the switching element is turned on .

また、この発明では、前記トランスは、一次巻線を巻回した一次ボビンを有し、一次巻線と同一層にしてこの一次巻線の隣りに前記回生巻線を一次ボビンに巻回し、前記二次巻線を一次巻線及び回生巻線の外側層に巻回して、前記一次巻線と二次巻線と回生巻線とを互いに疎結合にしたことを特徴とする。 In the present invention, the transformer has a primary bobbin wound with a primary winding, and the regenerative winding is wound around the primary bobbin adjacent to the primary winding in the same layer as the primary winding, The secondary winding is wound around an outer layer of the primary winding and the regenerative winding, and the primary winding, the secondary winding, and the regenerative winding are loosely coupled to each other.

本発明に係る電源装置によれば、スイッチング素子をＯＮ制御している間に発生する共振エネルギーを低減させることができると共に、電源効率を向上させ、温度低減を図ることが可能となる。 According to the power supply device of the present invention, it is possible to reduce the resonance energy generated during the ON control of the switching element, improve the power supply efficiency, and reduce the temperature.

次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態の電源装置を説明する。 Next, a power supply device according to the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に示す電源装置１０は、直流電源１１に接続されたスイッチング素子１２と、一次巻線２１、二次巻線２２、回生巻線２３を有するトランス２０とを備えている。 A power supply device 10 shown in FIG. 1 includes a switching element 12 connected to a DC power supply 11 and a transformer 20 having a primary winding 21, a secondary winding 22, and a regenerative winding 23.

スイッチング素子１２は、直流電源１１とトランス２０の一次巻線２１の一方の端子との間に接続されている。また、このスイッチング素子１２は、図示しない制御ＩＣによってＯＮ／ＯＦＦ制御が行われ、直流電源１１からの直流電圧を断続させて交流電圧に変換するようになっている。 The switching element 12 is connected between the DC power supply 11 and one terminal of the primary winding 21 of the transformer 20. Further, the switching element 12 is ON / OFF controlled by a control IC (not shown), and the DC voltage from the DC power source 11 is intermittently converted into an AC voltage.

トランス２０は、直流電源１１からの電力を昇圧して出力するものであり、図２に示すように、磁性体からなるほぼＵ字状のコア２４のコア挿入部２４ａが一次巻線２１及び回生巻線２３が巻回される一次ボビン２５に挿入され、その後この一次ボビン２５は二次巻線２２が巻回される二次ボビン２６に挿入されることにより形成されている。 The transformer 20 boosts and outputs the electric power from the DC power source 11, and, as shown in FIG. 2, the core insertion portion 24a of the substantially U-shaped core 24 made of a magnetic material includes the primary winding 21 and the regenerative power. The primary bobbin 25 is inserted into a primary bobbin 25 around which the winding 23 is wound, and then the primary bobbin 25 is inserted into a secondary bobbin 26 around which the secondary winding 22 is wound.

なお、ここでは、一対のコア２４，２４により一次ボビン２５及び二次ボビン２６が挟まれるようになっている。 Here, the primary bobbin 25 and the secondary bobbin 26 are sandwiched between the pair of cores 24 and 24.

この一次ボビン２５は、硬質プラスチック等の絶縁部材により形成され、中空円筒形状の一次巻枠部２５ａと、この一次巻枠部２５ａの周面に多数形成された小鍔部２５ｂ，・・・と、これら小鍔部２５ｂ，・・・と同様に一次巻枠部２５ａの周面に形成された一対の大鍔部２５ｃ，２５ｃとを有している。 The primary bobbin 25 is formed of an insulating member such as a hard plastic, and has a hollow cylindrical primary winding frame portion 25a, and a plurality of small flange portions 25b formed on the peripheral surface of the primary winding frame portion 25a. .., And a pair of large collar portions 25c, 25c formed on the peripheral surface of the primary winding frame portion 25a.

一次巻枠部２５ａの内径はコア２４のコア挿入部２４ａの外径とほぼ同じであり、このコア挿入部２４ａが一次巻枠部２５ａの内周面に密着するようになっている。また、この一次巻枠部２５ａの両端は開放している。 The inner diameter of the primary winding frame portion 25a is substantially the same as the outer diameter of the core insertion portion 24a of the core 24, and the core insertion portion 24a is in close contact with the inner peripheral surface of the primary winding frame portion 25a. Further, both ends of the primary winding frame portion 25a are open.

小鍔部２５ｂは、一次巻枠部２５ａの径方向に突出したフランジ形状を呈しており、一次巻枠部２５ａのほぼ全周を取り囲んでいる。 The small flange portion 25b has a flange shape protruding in the radial direction of the primary winding frame portion 25a, and surrounds almost the entire circumference of the primary winding frame portion 25a.

大鍔部２５ｃは、小鍔部２５ｂと同様に、一次巻枠部２５ａの径方向に突出したフランジ形状を呈しており、一次巻枠部２５ａのほぼ全周を取り囲んでいるが、小鍔部２５ｂよりも突出量が大きくなっている。 Like the small flange portion 25b, the large collar portion 25c has a flange shape protruding in the radial direction of the primary winding frame portion 25a and surrounds almost the entire circumference of the primary winding frame portion 25a. The protruding amount is larger than 25b.

二次ボビン２６は、硬質プラスチック等の絶縁部材により形成され、中空円筒形状の二次巻枠部２６ａと、この二次巻枠部２６ａの両端部に多数形成された端子部２６ｂ，・・・とを有している。 The secondary bobbin 26 is formed of an insulating member such as hard plastic, and has a hollow cylindrical secondary winding frame portion 26a, and a plurality of terminal portions 26b formed at both ends of the secondary winding frame portion 26a. And have.

二次巻枠部２６ａは、一次巻線２１及び回生巻線２３が巻回された一次ボビン２５が挿入可能な内径であり、一次ボビン２５が二次巻枠部２６ａの内周面に密着するようになっている。また、この二次巻枠部２６ａの両端は開放している。 The secondary winding frame portion 26a has an inner diameter into which the primary bobbin 25 around which the primary winding 21 and the regenerative winding 23 are wound can be inserted, and the primary bobbin 25 is in close contact with the inner peripheral surface of the secondary winding frame portion 26a. It is like that. Further, both ends of the secondary winding frame portion 26a are open.

端子部２６ｂは、二次巻枠部２６ａの軸線方向に対して直交する方向に突出しており、図示しない金属製の端子が取り付けられるようになっている。なお、この図示しない端子には、二次巻枠部２６ａに巻回された二次巻線２２の端部が接続される。 The terminal portion 26b protrudes in a direction orthogonal to the axial direction of the secondary winding frame portion 26a, and a metal terminal (not shown) is attached to the terminal portion 26b. Note that an end of the secondary winding 22 wound around the secondary winding frame portion 26a is connected to the terminal (not shown).

一次巻線２１は、一端が直流電源１１に接続され、他端がスイッチング素子１２に接続されている。そして、この一次巻線２１は、一次ボビン２５の一対の大鍔部２５ｃ，２５ｃに沿うと共に、複数の小鍔部２５ｂ，・・・の一部に沿って一次巻枠部２５ａに巻回されている。 The primary winding 21 has one end connected to the DC power source 11 and the other end connected to the switching element 12. The primary winding 21 is wound around the primary winding frame portion 25a along a part of the plurality of small flange portions 25b,... Along the pair of large flange portions 25c, 25c of the primary bobbin 25. ing.

また、回生巻線２３は、トランス２０に発生する共振エネルギーを回生するものであり、一端がダイオードＤ１のアノード側に接続され、他端が直流電源１１とスイッチング素子１２との間に接続されている。なお、ダイオードＤ１のカソード側は一次巻線２１と直流電源１１との間に接続されており、これにより、回生巻線２３と一次巻線２１とは並列接続されることとなる。 The regenerative winding 23 regenerates resonance energy generated in the transformer 20, and one end is connected to the anode side of the diode D 1 and the other end is connected between the DC power source 11 and the switching element 12. Yes. In addition, the cathode side of the diode D1 is connected between the primary winding 21 and the DC power supply 11, and thereby, the regenerative winding 23 and the primary winding 21 are connected in parallel.

そして、この回生巻線２３は、複数の小鍔部１５ｂ，・・・のうち一次巻線２１が巻回されていないものに沿って巻回されている。 And this regenerative winding 23 is wound along what the primary winding 21 is not wound among a plurality of small flange parts 15b.

一方、二次巻線２２は、一次巻線２１及び回生巻線２３と相互インダクタンスで結合されるものであり、ここでは、一端がダイオードＤ２のアノード側に接続され、他端がアースＧに接続されている。 On the other hand, the secondary winding 22 is coupled to the primary winding 21 and the regenerative winding 23 by mutual inductance. Here, one end is connected to the anode side of the diode D2, and the other end is connected to the ground G. Has been.

ここで、ダイオードＤ２は、二次巻線２２に誘起される交流電圧を整流するものであり、ここでは、カソード側には出力端子Ｐが接続されている。 Here, the diode D2 rectifies the AC voltage induced in the secondary winding 22, and here, the output terminal P is connected to the cathode side.

また、ここでは、出力端子ＰとアースＧとの間には、ダイオードＤ２の整流電圧を平滑する平滑コンデンサＣ１が接続されている。そして、ダイオードＤ２とコンデンサＣ１とで整流平滑回路が構成される。
Here, a smoothing capacitor C1 for smoothing the rectified voltage of the diode D2 is connected between the output terminal P and the ground G. The diode D2 and the capacitor C1 constitute a rectifying / smoothing circuit.

そして、この二次巻線２２は、二次ボビン２６の二次巻枠部２６ａに巻回されている。 The secondary winding 22 is wound around the secondary winding frame portion 26 a of the secondary bobbin 26.

なお、二次巻線２２とアースＧとの間に出力電流検出抵抗を接続したり、ダイオードＤ２のカソード側と出力端子Ｐとの間に出力電流制限抵抗を接続したりしてもよい。ここで、出力電流検出抵抗は、二次巻線２２と平滑コンデンサＣ１の接続点と間に配置され、出力電流制限抵抗は、平滑コンデンサＣ１の接続点と出力端子Ｐとの間に配置される。 Note that an output current detection resistor may be connected between the secondary winding 22 and the ground G, or an output current limiting resistor may be connected between the cathode side of the diode D2 and the output terminal P. Here, the output current detection resistor is disposed between the connection point of the secondary winding 22 and the smoothing capacitor C1, and the output current limiting resistor is disposed between the connection point of the smoothing capacitor C1 and the output terminal P. .

次に、この発明の電源装置１０の作用について説明する。 Next, the operation of the power supply device 10 of the present invention will be described.

この電源装置１０では、図３に示すように、一次巻線２１と回生巻線２３とは、コア２４の直近の外側の同一層に巻回されている。 In the power supply device 10, as shown in FIG. 3, the primary winding 21 and the regenerative winding 23 are wound on the same layer on the outer side closest to the core 24.

このとき、一次巻線２１は一対の大鍔部２５ｃ，２５ｃ及び複数の小鍔部２５ｂ，・・・の一部に沿って巻回され、回生巻線２３は、複数の小鍔部２５ｂ，・・・のうち一次巻線２１が巻回されていないものに沿って巻回され、両者は疎結合となっている。なお、図３において小鍔部２５ｂ，・・・は省略してある。 At this time, the primary winding 21 is wound along a part of the pair of large collar portions 25c, 25c and the plurality of small collar portions 25b,..., And the regenerative winding 23 is composed of the plurality of small collar portions 25b, Are wound along the unwinding of the primary winding 21, and the two are loosely coupled. 3 is omitted.

また、二次巻線２２は、一次巻線２１及び回生巻線２３の外側に巻回されて積層されている。これにより、一次巻線２１は二次巻線２２の長手方向の一部と対向し、回生巻線２３も二次巻線２２の長手方向の一部と対向することとなる。 Further, the secondary winding 22 is wound and laminated on the outside of the primary winding 21 and the regenerative winding 23. As a result, the primary winding 21 faces a part of the secondary winding 22 in the longitudinal direction, and the regenerative winding 23 faces the part of the secondary winding 22 in the longitudinal direction.

このように、一次巻線２１及び回生巻線２３は、いずれも二次巻線２２の長手方向全長と対向していない。 Thus, neither the primary winding 21 nor the regenerative winding 23 is opposed to the entire length in the longitudinal direction of the secondary winding 22.

そのため、一次巻線２１と二次巻線２２との間、及び、回生巻線２３と二次巻線２２との間のいずれの相互インダクタンスの結合力が弱くなり、疎結合となっている。 Therefore, the coupling force of any mutual inductance between the primary winding 21 and the secondary winding 22 and between the regenerative winding 23 and the secondary winding 22 becomes weak and is loosely coupled.

そして、このような構成となっているため、図４に示すように、スイッチング素子１２がＯＮ制御されているときにトランス２０に生じる共振エネルギーを回生させることができ、この共振エネルギーのゆれが抑制されて電流の流れをより安定させることができる。 And since it becomes such a structure, as shown in FIG. 4, when the switching element 12 is ON-controlled, the resonance energy which arises in the transformer 20 can be regenerated, and the fluctuation | variation of this resonance energy is suppressed. Thus, the current flow can be made more stable.

また、図５に示す表は、本願発明に係る電源装置１０（以下、本発明という）と従来構造の電源装置（以下、従来構造という）とにおいて、入力電圧と電源効率及びスイッチング素子１２の温度、トランス２０の温度との関係を比較するものである。 5 shows the input voltage, the power efficiency, and the temperature of the switching element 12 in the power supply device 10 according to the present invention (hereinafter referred to as the present invention) and the power supply device having the conventional structure (hereinafter referred to as the conventional structure). The relationship with the temperature of the transformer 20 is compared.

これによると、直流電源１１からの入力電圧が１３５Ｖの場合には、本発明では電源効率が９０．２％に対し、従来構造では８９．４％となっており、電源効率の向上を図ることができた。 According to this, when the input voltage from the DC power supply 11 is 135V, the power supply efficiency is 90.2% in the present invention, and 89.4% in the conventional structure, and the power supply efficiency is improved. I was able to.

また、入力電圧が１５０Ｖの場合には、本発明では電源効率９０．９％であり、従来構造では電源効率８９．０％であった。そのため、入力電圧が１５０Ｖの場合であっても電源効率の向上を図ることができた。 When the input voltage is 150 V, the power supply efficiency is 90.9% in the present invention, and the power supply efficiency is 89.0% in the conventional structure. Therefore, even when the input voltage is 150V, the power supply efficiency can be improved.

さらに、入力電圧が１６５Ｖの場合には、本発明では電源効率９０．２％であり、従来構造では電源効率８６．０％であった。そのため、入力電圧が１６５Ｖの場合であっても電源効率の向上を図ることができ、入力電圧の大きさに関わらず電源効率を向上させることが可能となったことが分かる。 Further, when the input voltage is 165 V, the power supply efficiency is 90.2% in the present invention, and the power supply efficiency is 86.0% in the conventional structure. Therefore, it can be seen that even when the input voltage is 165 V, the power efficiency can be improved, and the power efficiency can be improved regardless of the magnitude of the input voltage.

なお、入力電圧が大きいほど電源効率の向上率も大きくなっており、入力電圧の大きさに比例して電源効率を向上させることが可能である。 Note that as the input voltage increases, the improvement rate of the power supply efficiency increases, and it is possible to improve the power supply efficiency in proportion to the magnitude of the input voltage.

一方、スイッチング素子１２の温度及びトランス２０の温度においても、入力電圧の大きさに関わらず本発明の方が従来構造よりも低温になり、温度低減を図ることが可能となっている（図５参照）。 On the other hand, the temperature of the switching element 12 and the temperature of the transformer 20 are both lower than those of the conventional structure regardless of the magnitude of the input voltage, and the temperature can be reduced (FIG. 5). reference).

特に、入力電圧が１６５Ｖの場合には、スイッチング素子１２における本発明と従来構造の温度差が３４．４℃であり、トランス２０における本発明と従来構造の温度差が２７．５℃となり、温度低減率が最も大きくなっている。すなわち、入力電圧が大きいほど温度の低減率も大きくすることができ、入力電圧の大きさに比例して温度低減率を向上させることが可能となっている。 In particular, when the input voltage is 165 V, the temperature difference between the present invention and the conventional structure in the switching element 12 is 34.4 ° C., and the temperature difference between the present invention and the conventional structure in the transformer 20 is 27.5 ° C. The reduction rate is the largest. That is, as the input voltage increases, the temperature reduction rate can be increased, and the temperature reduction rate can be improved in proportion to the magnitude of the input voltage.

このように、本発明に係る電源装置１０では、スイッチング素子１２がＯＮ制御されているときに生じる共振エネルギーを回生する回路方式としたため、この共振エネルギーを抑制することができると共に、電源効率を向上させ、且つ、スイッチング素子１２及びトランス２０の温度低減を図ることが可能となる。 As described above, in the power supply device 10 according to the present invention, since the resonance energy generated when the switching element 12 is ON-controlled is used, the resonance energy can be suppressed and the power supply efficiency can be improved. In addition, the temperature of the switching element 12 and the transformer 20 can be reduced.

以上、この発明にかかる実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施の形態に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの発明に含まれる。 As mentioned above, although embodiment concerning this invention has been explained in full detail with drawing, a concrete structure is not restricted to the above-mentioned embodiment. Design changes and the like within the scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.

例えば、上述の実施の形態では、トランス２０の二次側の回路が半波整流回路となっているが、これに限らない。 For example, in the above-described embodiment, the circuit on the secondary side of the transformer 20 is a half-wave rectifier circuit, but is not limited thereto.

図６に示すように、このトランス２０の二次側の回路は、半波整流回路を複数接続したもの（図６（ａ）参照）であってもよいし、チョークインプット回路（平均化整流回路）を複数接続したもの（図６（ｂ）参照）であってもよいし、全波整流回路を複数接続したもの（図６（ｃ）参照）であってもよいし、コッククロフト−ウォルトン回路（ここでは、二倍電圧整流回路となっている）を複数接続したもの（図６（ｄ）参照）であってもよい。 As shown in FIG. 6, the secondary circuit of the transformer 20 may be a circuit in which a plurality of half-wave rectifier circuits are connected (see FIG. 6A), or a choke input circuit (an averaged rectifier circuit). ) May be connected (see FIG. 6B), may be a plurality of full-wave rectifier circuits connected (see FIG. 6C), or a Cockcroft-Walton circuit (see FIG. 6B). Here, a double voltage rectifier circuit) may be connected (see FIG. 6D).

本発明に係る電源装置の構成を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the structure of the power supply device which concerns on this invention. トランスの一次ボビン及び二次ボビンを示した分解斜視図である。It is the disassembled perspective view which showed the primary bobbin and secondary bobbin of the trans | transformer. トランスの断面を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the cross section of the transformer. 本発明に係る電源装置において、スイッチング素子の電流と電圧との関係を示したグラフである。4 is a graph showing a relationship between a current and a voltage of a switching element in the power supply device according to the present invention. 本発明に係る電源装置と従来構造の電源装置とにおいて、入力電圧と電源効率及びスイッチング素子の温度、トランスの温度との関係を示した表である。5 is a table showing the relationship between input voltage, power supply efficiency, switching element temperature, and transformer temperature in a power supply device according to the present invention and a power supply device having a conventional structure. 本発明に係る電源装置の二次側の回路の他の例を示した回路図であり（ａ）は半波整流回路を示し、（ｂ）はチョークインプット回路（平均化整流回路）を示し、（ｃ）は全波整流回路を示し、（ｄ）はコッククロフト−ウォルトン回路を示している。It is the circuit diagram which showed the other example of the circuit of the secondary side of the power supply device which concerns on this invention, (a) shows a half-wave rectifier circuit, (b) shows a choke input circuit (average rectifier circuit), (C) shows a full-wave rectifier circuit, and (d) shows a Cockcroft-Walton circuit. （ａ）は従来の電源装置の構成を示した回路図であり、（ｂ）は従来の電源装置におけるトランスの断面を示した模式図である。(A) is the circuit diagram which showed the structure of the conventional power supply device, (b) is the schematic diagram which showed the cross section of the transformer in the conventional power supply device. 従来の電源装置において、スイッチング素子の電流と電圧との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the electric current and voltage of a switching element in the conventional power supply device.

符号の説明Explanation of symbols

１０電源装置
１２スイッチング素子
２０トランス
２１一次巻線
２２二次巻線
２３回生巻線
２４コア DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power supply device 12 Switching element 20 Transformer 21 Primary winding 22 Secondary winding 23 Regenerative winding 24 Core

Claims

トランスの一次巻線に直列接続されるスイッチング素子と、このスイッチング素子のオン・オフによって二次巻線に発生する交流電圧を整流して平滑する整流平滑回路とを備えた電源装置であって、
前記トランスに回生巻線を設け、
前記トランスの一次巻線と二次巻線と回生巻線とを互いに疎結合にし、
前記回生巻線をダイオードを介して一次巻線に並列接続し、
前記回生巻線は、前記スイッチング素子がオンされている期間中に、リーケージインダクタンスと二次巻線の分布容量とにより生じる共振エネルギーを回生することを特徴とする電源装置。 A power supply device comprising a switching element connected in series to a primary winding of a transformer, and a rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes an alternating voltage generated in the secondary winding by turning on and off the switching element ,
A regenerative winding is provided in the transformer,
The transformer primary winding, secondary winding and regenerative winding are loosely coupled to each other,
The regenerative winding is connected in parallel to the primary winding via a diode,
The regenerative winding regenerates resonance energy generated by a leakage inductance and a distributed capacity of a secondary winding during a period in which the switching element is turned on .

前記トランスは、一次巻線を巻回した一次ボビンを有し、一次巻線と同一層にしてこの一次巻線の隣りに前記回生巻線を前記一次ボビンに巻回し、前記二次巻線を一次巻線及び回生巻線の外側層に巻回して、前記一次巻線と二次巻線と回生巻線とを互いに疎結合にしたことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The transformer has a primary bobbin in which a primary winding is wound, and the regenerative winding is wound around the primary bobbin in the same layer as the primary winding, and the secondary winding is wound around the primary bobbin. 2. The power supply device according to claim 1 , wherein the primary winding, the secondary winding, and the regenerative winding are loosely coupled to each other by being wound around an outer layer of the primary winding and the regenerative winding .