JP2002233151A - スイッチング電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インターリーブ技術を用いて並列運転される
複数のスイッチング型コンバータに対し、部品点数の増
加を抑制しながら、その電力損失も低減したスナバ回路
を設け、高効率なスイッチング電源回路を提供する事を
目的とする。 【解決手段】 第１及び第２のスナバコンデンサ２５、
３５は、それぞれ第１の１次巻線２１と第１のスイッチ
手段２３との接続点及び第２の１次巻線３１と第２のス
イッチ手段３３との接続点に一端が接続され、その他端
から入力直流電源１の正極に第１及び第３のダイオード
２６，３６が接続される。第２及び第４のダイオード２
７，３７はそれぞれインダクタンス手段６と直列回路を
形成して各スナバコンデンサ２５，３５の他端と入力直
流電源１の負極の間に接続される。以上の構成により、
少ない部品点数でスイッチ手段へのサージ電圧を抑制す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器に用い
られ、負荷に制御された電力を供給するスイッチング型
コンバータ、特に並列接続されて所定の時間差を有して
各スイッチ手段が順次オンオフ動作する複数のスイッチ
ング型コンバータからなるスイッチング電源回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスイッチング電源回路は
図８に示すような構成であった。図８において、１は入
力直流電源、２は第１のスイッチング型コンバータであ
り、第１の１次巻線２１と第１の２次巻線２２を有する
第１のトランス２０と、第１のスイッチ手段２３と、第
１の出力ダイオード２４を有する。３は第２のスイッチ
ング型コンバータであり、第２の１次巻線３１と第２の
２次巻線３２を有する第２のトランス３０と、第２のス
イッチ手段３３と、第２の出力ダイオード３４を有す
る。７は出力コンデンサであり、第１及び第２の出力ダ
イオード２４及び３４から出力される整流電圧を平滑
し、負荷８に出力直流電圧を供給する。９は制御回路で
あり、出力直流電圧を安定化するように第１及び第２の
スイッチ手段２３及び３３をオンオフする。

【０００３】まず、第１のスイッチ手段２３がオンの
時、入力直流電源１から、第１のトランスの第１の１次
巻線２１、第１のスイッチ手段２３、入力直流電源１へ
と電流が流れ、第１のトランス２０に磁気エネルギーを
蓄える。第１のスイッチ手段２３がオフすると、第１の
トランス２０に蓄えられた磁気エネルギーは、第１の２
次巻線２２から第１の出力ダイオード２４を介して出力
コンデンサ７を充電する電流として放出される。このよ
うな第１のスイッチ手段２３のオンオフ動作の繰り返し
により、入力直流電源１から出力コンデンサ７へ電力を
伝達するのである。次に第２のスイッチング型コンバー
タ３の動作であるが、これは第１のスイッチング型コン
バータ２の動作と同一なのでその基本動作の説明は省略
する。

【０００４】出力コンデンサ７の電圧即ち出力直流電圧
は、第１及び第２のスイッチ手段２３と３３のオン時間
とオフ時間の比によって制御することができる。制御回
路９は出力直流電圧を検出し、安定化するようにオン時
間とオフ時間を決定し、第１及び第２のスイッチ手段２
３と３３をオンオフ動作するのである。さらに制御回路
９は、第１のスイッチ手段２３と第２のスイッチ手段３
３との間に半スイッチング周期の時間差を有するように
設定する。それにより各スイッチング型コンバータの動
作電流が流れる期間が分散され、入力直流電源１や出力
コンデンサ７のリップル電流のリップル周波数が２倍に
なるとともに、ピーク値及び実効値が軽減される。即
ち、スイッチング電源回路を単独のスイッチング型コン
バータで構成する場合より、入力直流電源１や出力コン
デンサ７やそれらに付随する入出力フィルタを小型化す
ることができるのである。このように複数のスイッチン
グ型コンバータを所定の時間差を有しながら並列運転す
る技術は、インターリーブ技術と呼ばれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のスイッチング電源回路においては、スイッチ
手段がターンオフする際に発生するサージ電圧が増大
し、効率劣化を招くという問題がある。スイッチング型
コンバータを並列運転するのは、スイッチング型コンバ
ータを構成する部品の形状特に高さに制限があり、構成
部品を小型化・低背化するために扱う電力を分担するこ
とを目的とする場合が大きい。しかし絶縁性を要求され
るトランスの小型化・低背化は１次巻線と２次巻線の疎
結合化を招き、漏れインダクタンスが増大する。これが
原因となってスイッチ手段がターンオフする際にスイッ
チ手段の両端に発生するサージ電圧が増大し、スイッチ
ング損失を増大させ、効率劣化となるのである。このよ
うなサージ電圧を抑制する手段としてスナバ回路と呼ば
れるサージ電圧吸収回路を設置するが、各スイッチング
型コンバータごとに設置していては部品点数が増加する
という問題もある。

【０００６】本発明は、インターリーブ技術を用いて並
列運転される複数のスイッチング型コンバータに対し、
構成部品の共有化により部品点数の増加を抑制しなが
ら、その電力損失も低減したスナバ回路を設けることに
より、高効率なスイッチング電源回路を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明のスイッチング電源回路は、インダクタンス
手段と、各スイッチング型コンバータが有するトランス
の１次巻線とスイッチ手段との接続点に一端が接続され
るスナバコンデンサと、各スナバコンデンサの他端から
入力直流電源の一端に電流が流れる方向に接続されるダ
イオードと、インダクタンス手段と直列回路を形成して
各スナバコンデンサの他端と入力直流電源の他端の間に
接続されるダイオードとを有するものである。

【０００８】また、本発明のスイッチング電源回路は、
第１及び第２のスイッチング型コンバータを並列接続し
てインターリーブ動作するスイッチング電源回路におい
て、第１のスイッチング型コンバータが有するトランス
の１次巻線とスイッチ手段との接続点に一端が接続され
る第１のスナバコンデンサと、第２のスイッチング型コ
ンバータが有するトランスの１次巻線とスイッチ手段と
の接続点に一端が接続される第２のスナバコンデンサ
と、各スナバコンデンサの他端間に接続されるインダク
タンス手段と、インダクタンス手段の両端から入力直流
電源に充電電流が流れる方向に接続される第１のダイオ
ード及び第２のダイオードとからなるスナバ回路を有す
るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のスイッチング電源
装置に係る好ましい実施の形態について添付の図面を参
照しつつ説明する。

【００１０】（実施の形態１）図１は本発明に係る実施
の形態１のスイッチング電源回路の構成を示す回路図で
ある。図１において、１は入力直流電源、２は第１のス
イッチング型コンバータであり、第１の１次巻線２１と
第１の２次巻線２２を有する第１のトランス２０と、第
１のスイッチ手段２３と、第１の出力ダイオード２４を
有する。３は第２のスイッチング型コンバータであり、
第２の１次巻線３１と第２の２次巻線３２を有する第２
のトランス３０と、第２のスイッチ手段３３と、第２の
出力ダイオード３４とを有する。７は出力コンデンサで
あり、第１及び第２のスイッチング型コンバータ２，３
の出力ダイオード２４及び３４から出力される整流電圧
を平滑し、負荷８に出力直流電圧を供給する。９は制御
回路であり、出力直流電圧を安定化するように第１及び
第２のスイッチ手段２３及び３３をオンオフする。さら
に本スイッチング電源回路は、インダクタンス手段６
と、第１のスナバコンデンサ２５と第１のダイオード２
６と第２のダイオード２７と、第２のスナバコンデンサ
３５と第４のダイオード３７と第３のダイオード３６と
を有する。第１のスナバコンデンサ２５は、第１の１次
巻線２１と第１のスイッチ手段２３との接続点に一端が
接続され、その他端から入力直流電源１の正極に第１の
ダイオード２６が接続される。第２のダイオード２７は
インダクタンス手段６と直列回路を形成して第１のスナ
バコンデンサ２５の他端と入力直流電源１の負極の間に
接続される。同様に第２のスナバコンデンサ３５は、第
２の１次巻線３１と第２のスイッチ手段３３との接続点
に一端が接続され、その他端から入力直流電源１の正極
に第３のダイオード３６が接続される。第４のダイオー
ド３７はインダクタンス手段６と直列回路を形成して第
２のスナバコンデンサ３５の他端と入力直流電源１の負
極の間に接続される。

【００１１】図２は本実施の形態１のスイッチング電源
回路の各部動作波形図である。以下に図２を用いて本実
施の形態１のスイッチング電源回路の動作を説明する。

【００１２】まず、第１及び第２ののスイッチング型コ
ンバータ２、３の基本動作を説明する。第１のスイッチ
手段２３がオンの時、入力直流電源１から、第１の１次
巻線２１、第１のスイッチ手段２３、入力直流電源１へ
と電流が流れ（図２（ｉ））、第１のトランス２０に磁
気エネルギーを蓄える。時刻ｔ０において第１のスイッ
チ手段２３がターンオフすると（図２（ａ））、第１の
トランス２０の各巻線電圧は反転し、第１の出力ダイオ
ード２４が導通して第１のトランス２０に蓄えられた磁
気エネルギーは、第１の２次巻線２２から第１の出力ダ
イオード２４を介して出力コンデンサ７を充電する電流
（図２（ｋ））として放出されはじめる。やがて時刻ｔ
３になると、第２のスイッチ手段３３がターンオンし
（図２（ｂ））、入力直流電源１から、第２の１次巻線
３１、第２のスイッチ手段３３、入力直流電源１へと電
流が流れ（図２（ｊ））、第２のトランス３０に磁気エ
ネルギーを蓄える。時刻ｔ５において第２のスイッチ手
段３３がターンオフすると（図２（ｂ））、第２のトラ
ンス３０の各巻線電圧は反転し、第２の出力ダイオード
３４が導通して第２のトランス３０に蓄えられた磁気エ
ネルギーは、第２の２次巻線３２から第２の出力ダイオ
ード３４を介して出力コンデンサ７を充電する電流（図
２（ｌ））として放出されはじめる。時刻ｔ６になって
第１のスイッチ手段２３がターンオンすると（図２
（ａ））、再び第１のトランス２０に磁気エネルギーを
蓄える。

【００１３】以上の動作の繰り返しによって出力コンデ
ンサ７の電圧即ち出力直流電圧は、負荷８へ供給され
る。この出力直流電圧は、第１及び第２のスイッチ手段
２３と３３のオン時間とオフ時間の比によって制御する
ことができる。制御回路９は出力直流電圧を検出し、安
定化するようにオン時間とオフ時間を決定し、第１及び
第２のスイッチ手段２３と３３をオンオフ動作するので
ある。さらに制御回路９は、第１のスイッチ手段２３と
第２のスイッチ手段３３との間に半スイッチング周期の
時間差を有するように設定する。

【００１４】さて、スイッチング型コンバータが電力を
高効率に伝達するには、トランスの１次巻線と２次巻線
の磁気結合は密結合されることが望ましい。しかし実際
には漏れインダクタンスと呼ばれる規制インダクタがそ
の間に介在し、これが原因となってスイッチ手段がター
ンオフする際に、スイッチ手段の両端にサージ電圧が発
生する。以下に本発明の実施の形態によるスイッチング
電源回路が、このサージ電圧を抑制する動作を説明す
る。

【００１５】まず時刻ｔ０において第１のスイッチ手段
２３がターンオフする（図２（ａ））と、第１のスイッ
チ手段２３の印加電圧（図２（ｃ））は急峻に立ち上が
るが、時刻ｔ１において第１のダイオード２６が導通
し、第１のスナバコンデンサ２５を充電電流（図２
（ｇ））が流れることにより、第１のスイッチ手段２３
へのサージ電圧を抑制する。次に時刻ｔ２において、第
１のスナバコンデンサ２５の充電電流が流れ終わると
（図２（ｇ））、第１のスイッチ手段２３の電圧は入力
直流電圧に出力コンデンサ７の電圧の巻数比倍の電圧の
和に落ち着く（図２（ｃ））。やがて時刻ｔ３になる
と、第２のスイッチ手段３３がターンオンし（図２
（ｂ））、第２のトランス３０に磁気エネルギーを蓄え
ると同時に、第２のスナバコンデンサ３５の電圧がイン
ダクタンス手段６に印加される（図２（ｅ））。このた
め第４のダイオ−ド３７と第２のスイッチ手段３３を介
して、第２のスナバコンデンサ３５とインダクタンス手
段６との共振電流（図２（ｆ））が流れ、第２のスナバ
コンデンサ３５を放電する。時刻ｔ４になると、この共
振電流が無くなり、インダクタンス手段６の電圧は減衰
振動しながらゼロ電圧に収束していく（図２（ｅ））。
時刻ｔ５において第２のスイッチ手段３３がターンオフ
すると（図２（ｂ））、第２のスイッチ手段３３の電圧
は急峻に立ち上がり（図２（ｄ））、やがて第２のダイ
オード３６が導通し、第２のスナバコンデンサ３５を充
電電流が流れる（図２（ｈ））ことにより、第２のスイ
ッチ手段３３へのサージ電圧を抑制する（図２
（ｄ））。時刻ｔ６になって第１のスイッチ手段２３が
ターンオンすると（図２（ａ））、再び第１のトランス
２０に磁気エネルギーを蓄えると同時に、第１のスナバ
コンデンサ２５の電圧がインダクタンス手段６に印加さ
れ（図２（ｅ））、第２のダイオ−ド２７と第１のスイ
ッチ手段２３を介して、第１のスナバコンデンサ２５と
インダクタンス手段６との共振電流（図２（ｆ））が流
れ、第１のスナバコンデンサ２５を放電する。

【００１６】以上の動作から明らかなように、第１のス
ナバコンデンサ２５の放電期間と第２のスナバコンデン
サ３５の放電期間が重ならなければ、各スイッチング型
コンバータ２，３はインダクタンス手段６を共有するこ
とができる。この放電期間はインダクタンス手段６のイ
ンダクタンスと第１及び第２のスナバコンデンサ２５と
３５の静電容量との共振周期の半分となる。

【００１７】以上のように本実施の形態によるスイッチ
ング電源回路は、各スイッチング型コンバータにインダ
クタンス手段を共有化して部品点数の増加を抑えなが
ら、スイッチ手段へのサージ電圧を抑制することができ
る。

【００１８】尚、本実施の形態では２台のスイッチング
型コンバータで動作を説明したが、上記のように各スイ
ッチング型コンバータの各スナバコンデンサの放電期間
が重ならなければ、３台以上のスイッチング型コンバー
タを並列接続してインターリーブ動作させてもインダク
タンス手段を共有できる。図３に３台のスイッチング型
コンバータで構成された本発明のスイッチング電源回路
の回路図を示す。図３においては、各トランスの２次巻
線、各出力ダイオード、出力コンデンサといった２次側
の回路は省略した。また、各スナバ回路のスナバコンデ
ンサの放電期間が重ならないスイッチング型コンバータ
同士においてインダクタンス手段を共有するようにすれ
ば、何台のスイッチング型コンバータを並列接続してイ
ンターリーブ動作させてもかまわない。

【００１９】（実施の形態２）図４は本発明に係る実施
の形態２のスイッチング電源回路の構成を示す回路図で
あり、図１の回路と同様の構成要素には同じ番号を付与
し、その説明を省略する。図４において、図１と異なる
のは、インダクタンス手段６が１次巻線６１と２次巻線
６２を有するトランス構成になっており、インダクタン
ス手段６の２次巻線６２にダイオード６４を介して出力
コンデンサ７に接続している点である。

【００２０】以下に本実施の形態のスイッチング電源回
路のインダクタンス手段６の動作を主に説明する。第１
のスイッチング型コンバータ２と第２のスイッチング型
コンバータ３の動作は同様であるので、第１のスイッチ
ング型コンバータ２の動作に関してのみ説明していく。
まず、第１のスイッチ手段２３がターンオフすると、第
１のスナバコンデンサ２５を充電電流が流れることによ
り、第１のスイッチ手段２３へのサージ電圧を抑制す
る。次に第１のスイッチ手段２３がオンすると、第１の
スナバコンデンサ２５の電圧がインダクタンス手段６に
印加され、第２のダイオ−ド２７と第１のスイッチ手段
２３を介して、第１のスナバコンデンサ２５とインダク
タンス手段６との共振電流が流れ、第１のスナバコンデ
ンサ２５を放電する。ここまでの動作は実施の形態１の
場合と同様である。第１のスナバコンデンサ２５の放電
が進みその電圧が反転すると、やがてインダクタンス手
段６の２次巻線６２に発生している電圧は出力コンデン
サ７の電圧に達し、ダイオード６４が導通する。ダイオ
ード６４が導通すると、第１のスナバコンデンサ２５の
電圧はクランプされ、この状態はダイオード６４の電流
が無くなるまで続く。ダイオード６４の電流が無くなる
と、インダクタンス手段６の各巻線電圧は減衰振動しな
がらゼロ電圧に収束していく。サージ電圧抑制のために
蓄えられたスナバコンデンサの電荷が、スイッチ手段の
オン期間中にインダクタンス手段との共振によって放電
されるが、このエネルギーの一部は出力コンデンサ７へ
放電されるのである。

【００２１】以上のように本実施の形態によるスイッチ
ング電源回路は、各スイッチング型コンバータにインダ
クタンス手段を共有化して部品点数の増加を抑えなが
ら、スイッチ手段へのサージ電圧を抑制することができ
ることに加え、サージ電圧抑制のために蓄えられたスナ
バコンデンサの電荷の一部を出力へ供給することによ
り、さらに効率を向上することができる。

【００２２】（実施の形態３）図５は本発明に係る実施
の形態３のスイッチング電源回路の構成を示す回路図で
あり、図１の回路と同様の構成要素には同じ番号を付与
し、その説明を省略する。図５において、図１と異なる
のは、インダクタンス手段６が１次巻線６１と２つの２
次巻線６２，６３を有するトランス６０とチョークコイ
ル６６との直列回路になっており、トランス６０の２次
巻線６２にダイオード６４を介して出力コンデンサ７に
接続し、トランス６０の２次巻線６３にダイオード６５
を介して出力コンデンサ７に接続している点である。

【００２３】以下に本実施の形態のスイッチング電源回
路のインダクタンス手段６の動作を主に説明する。第１
のスイッチング型コンバータ２と第２のスイッチング型
コンバータ３の動作は同様であるので、第１のスイッチ
ング型コンバータ２の動作に関してのみ説明していく。
まず、第１のスイッチ手段２３がターンオフすると、第
１のスナバコンデンサ２５を充電電流が流れることによ
り、第１のスイッチ手段２３へのサージ電圧を抑制す
る。次に第１のスイッチ手段２３がオンすると、第１の
スナバコンデンサ２５の電圧がインダクタンス手段６に
印加される。この時トランス６０の１次巻線６１には、
トランス６０の１次巻線６１と２次巻線６３との巻数比
をＮ３とし、出力コンデンサ７の電圧をＥｏとすると、
約Ｎ３・Ｅｏの電圧が発生する。従って第２のダイオ−
ド２７と第１のスイッチ手段２３とトランス６０の１次
巻線６１を介して、第１のスナバコンデンサ２５とチョ
ークコイル６６との共振電流が流れ、第１のスナバコン
デンサ２５を放電する。同時にトランス６０によって２
次巻線６３に誘起し、ダイオード６５を介して出力コン
デンサ７を充電する電流が流れる。この電流が流れ終わ
るとダイオード６５はオフし、１次側は第１のスナバコ
ンデンサ２５とチョークコイル６６とトランス６０の１
次巻線６１との共振になる。第１のスナバコンデンサ２
５の放電が進みその電圧が反転すると、やがてトランス
６０の２次巻線６２に発生している電圧は出力コンデン
サ７の電圧に達し、ダイオード６４が導通する。ダイオ
ード６４の電流が無くなると、インダクタンス手段６の
各巻線電圧は減衰振動しながらゼロ電圧に収束してい
く。サージ電圧抑制のために蓄えられたスナバコンデン
サの電荷が、スイッチ手段のオン期間中にインダクタン
ス手段との共振によって放電されるが、このエネルギー
の一部は出力コンデンサ７へ放電されるのである。そし
てその放電量は、共振の初期と末期の２回行われるの
で、実施の形態２の場合よりも多くなる。

【００２４】以上のように本実施の形態によるスイッチ
ング電源回路は、各スイッチング型コンバータにインダ
クタンス手段を共有化して部品点数の増加を抑えなが
ら、スイッチ手段へのサージ電圧を抑制することができ
ることに加え、サージ電圧抑制のために蓄えられたスナ
バコンデンサの電荷の一部を出力へ供給することによ
り、さらに効率を向上することができる。

【００２５】（実施の形態４）図６は本発明に係る実施
の形態４のスイッチング電源回路の構成を示す回路図で
ある。図６において、１は入力直流電源、２は第１のス
イッチング型コンバータであり、第１のトランス２０
と、第１のスイッチ手段２３は実施の形態１と同様であ
る。３は第２のスイッチング型コンバータであり、第２
のトランス３０と、第２のスイッチ手段３３とは実施の
形態１と同様である。第１のスイッチング型コンバータ
２が有する第１の１次巻線２１と第１のスイッチ手段２
３との接続点に第１のスナバコンデンサ２５の一端が接
続され、第２のスイッチング型コンバータ３が有するト
ランス３０の１次巻線３１と第２のスイッチ手段３３と
の接続点に第２のスナバコンデンサ３５の一端が接続さ
れ、各スナバコンデンサの他端間にインダクタンス手段
６が接続され、インダクタンス手段６の両端から入力直
流電源１に電流が流れる方向に第１のダイオード２６及
び第２のダイオード３６とが接続される。以上、第１の
スナバコンデンサ２５と第２のスナバコンデンサ３５と
インダクタンス手段６と第１のダイオード２６と第２の
ダイオード３６とでスナバ回路５を構成する。尚、各ト
ランスの２次巻線、各出力ダイオード、出力コンデンサ
といった２次側の回路は省略した。

【００２６】以上のように第１及び第２のスイッチング
型コンバータ２，３を並列接続してインターリーブ動作
する本実施の形態のスイッチング電源回路において、各
スイッチング型コンバータ２，３の基本的な動作は実施
の形態１と同様であるので説明を省略し、以下にスナバ
回路５の動作を主に説明する。まず第１のスナバコンデ
ンサ２５は、第１のスイッチ手段２３のターンオフの際
に充電されることによって、第１のスイッチ手段２３へ
のサージ電圧を抑制する。同様に第２のスナバコンデン
サ３５も第２のスイッチ手段３３のターンオフの際に充
電されることによって、第２のスイッチ手段３３へのサ
ージ電圧を抑制する。第１のスイッチ手段２３がオンす
ると第１のスナバコンデンサ２５とインダクタンス手段
６と第２のスナバコンデンサ３５の直列共振により、第
２のスナバコンデンサ３５はさらに充電されるととも
に、第１のスナバコンデンサ２５は放電される。第１の
スイッチ手段２３がターンオフすると、第１のスナバコ
ンデンサ２５とインダクタンス手段６と第２のスナバコ
ンデンサ３５の直列共振は第２のスナバコンデンサ３５
を放電、第１のスナバコンデンサ２５を充電し、第１の
スイッチ手段２３のサージ#電圧を吸収する。やがて第
１のダイオード２６及び第２のダイオード３６が導通
し、第２のスナバコンデンサ３５とインダクタンス手段
６と 第１のスナバコンデンサ２５の電位は第１のスイ
ッチ手段２３がオンする以前の状態に戻る。次に第２の
スイッチ手段３３がオンすると第１のスナバコンデンサ
２５とインダクタンス手段６と第２のスナバコンデンサ
３６の直列共振は、第２のスナバコンデンサ３５をさら
に充電するとともに、第１のスナバコンデンサ２５を放
電する。第２のスイッチ手段３３がターンオフすると、
第１のスナバコンデンサ２５とインダクタンス手段６と
第２のスナバコンデンサ３５の直列共振は第２のスナバ
コンデンサ３５を充電、第１のスナバコンデンサ２５を
放電し、第２のスイッチ手段３３のサージ#電圧を吸収
する。やがて第１のダイオード２６及び第２のダイオー
ド３６が導通し、第１のスナバコンデンサ２５とインダ
クタンス手段６と 第２のスナバコンデンサ３６の電位
は第２のスイッチ手段３３がオンする以前の状態に戻
る。

【００２７】以上のように本実施の形態によるスイッチ
ング電源回路は、少ない部品点数で第１及び第２のスイ
ッチ手段へのサージ電圧を抑制することができる。

【００２８】（実施の形態５）図７は本発明に係る実施
の形態５のスイッチング電源回路の構成を示す回路図で
あり、図６の回路と同様の構成要素には同じ番号を付与
し、その説明を省略する。図７において、図６と異なる
のは、インダクタンス手段６が１次巻線６１と２次巻線
６２を有するトランス６０とチョークコイル６６との直
列回路になっており、トランス６０の２次巻線６２に全
波整流回路６７を介して出力コンデンサ７に接続してい
る点である。

【００２９】以下に本実施の形態のスイッチング電源回
路のインダクタンス手段６の動作を主に説明する。第１
のスイッチ手段２３がオンすると第１のスナバコンデン
サ２５とインダクタンス手段６と第２のスナバコンデン
サ３６の直列共振は、第１のスナバコンデンサ２５をさ
らに充電するとともに、第２のスナバコンデンサ３５を
放電する。この時トランス６０の１次巻線６１には、Ｎ
２・Ｅｏの電圧が発生する。共振電流はトランス６０に
よって２次巻線６２に伝達され、全波整流回路６７を介
して出力コンデンサ７に電流が流れる。第１のスイッチ
手段２３がターンオフすると、第１のスナバコンデンサ
２５とインダクタンス手段６と第２のスナバコンデンサ
３５の直列共振は第１のスナバコンデンサ２５を充電、
第２のスナバコンデンサ３５を放電し、第１のスイッチ
手段２３のサージ#電圧を吸収する。やがて第１のダイ
オード２６及び第２のダイオード３６が導通し、第１の
スナバコンデンサ２５とインダクタンス手段６と 第２
のスナバコンデンサ３６の電位は第１のスイッチ手段２
３がオンする以前の状態に戻る。

【００３０】第２のスイッチ手段３３がオンすると第１
のスナバコンデンサ３１とインダクタンス手段６と第２
のスナバコンデンサ３５の直列共振により、第１のスナ
バコンデンサ２５はさらに充電されるとともに、第２の
スナバコンデンサ３５は放電される。トランス６０の１
次巻線６１と２次巻線６２との巻数比をＮ２とし、出力
コンデンサ７の電圧をＥｏとすると、この時トランス６
０の１次巻線６１には、−Ｎ２・Ｅｏの電圧が発生す
る。共振電流はトランス６０によって２次巻線６２に伝
達され、全波整流回路６７を介して出力コンデンサ７に
電流が流れる。次に第２のスイッチ手段３３がターンオ
フすると、第１のスナバコンデンサ２５とインダクタン
ス手段６と第２のスナバコンデンサ３５の直列共振は第
１のスナバコンデンサ２５を放電、第２のスナバコンデ
ンサ３５を充電し、第２のスイッチ手段３３のサージ#
電圧を吸収する。やがて第１のダイオード２６及び第２
のダイオード３６が導通し、第１のスナバコンデンサ２
５とインダクタンス手段６と第２のスナバコンデンサ３
５の電位は第２のスイッチ手段３３がオンする以前の状
態に戻る。サージ電圧抑制のために蓄えられたスナバコ
ンデンサの電荷が、スイッチ手段のオン期間中にインダ
クタンス手段との共振によって放電されるが、このエネ
ルギーの一部は出力コンデンサ７へ放電されるのであ
る。

【００３１】以上のように本実施の形態によるスイッチ
ング電源回路は、少ない部品点数でスイッチ手段へのサ
ージ電圧を抑制することができることに加え、サージ電
圧抑制のために蓄えられたスナバコンデンサの電荷の一
部を出力へ供給することにより、さらに効率を向上する
ことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明のスイッチング電
源回路は、インダクタンス手段と、各スイッチング型コ
ンバータが有するトランスの１次巻線とスイッチ手段と
の接続点に一端が接続されるスナバコンデンサと、各ス
ナバコンデンサの他端から入力直流電源の一端に電流が
流れる方向に接続されるダイオードと、インダクタンス
手段と直列回路を形成して各スナバコンデンサの他端と
入力直流電源の他端の間に接続されるダイオードとを有
することにより、各スイッチング型コンバータにインダ
クタンス手段を共有化して部品点数の増加を抑えなが
ら、スイッチ手段へのサージ電圧を抑制することがで
き、高効率なスイッチング電源回路を達成できる。

【００３３】また、本発明のスイッチング電源回路は、
第１及び第２のスイッチング型コンバータを並列接続し
てインターリーブ動作するスイッチング電源回路におい
て、第１のスイッチング型コンバータが有するトランス
の１次巻線とスイッチ手段との接続点に一端が接続され
る第１のスナバコンデンサと、第２のスイッチング型コ
ンバータが有するトランスの１次巻線とスイッチ手段と
の接続点に一端が接続される第２のスナバコンデンサ
と、各スナバコンデンサの他端間に接続されるインダク
タンス手段と、インダクタンス手段の両端から入力直流
電源に充電電流が流れる方向に接続される第１のダイオ
ード及び第２のダイオードとからなるスナバ回路を有す
ることによっても、各スイッチング型コンバータにイン
ダクタンス手段を共有化して部品点数の増加を抑えなが
ら、スイッチ手段へのサージ電圧を抑制することがで
き、高効率なスイッチング電源回路を達成できる。

【００３４】さらには、インダクタンス手段をトランス
構成にしてスナバコンデンサとの共振の際に、出力へ電
力供給することにより、サージ電圧抑制のためにスナバ
コンデンサに蓄えられたエネルギーを有効利用できると
いう有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるスイッチング電
源回路の構成を示す回路図

【図２】本発明の実施の形態１におけるスイッチング電
源回路の各部動作波形図

【図３】本発明の実施の形態１におけるスイッチング電
源回路の他の構成を示す回路図

【図４】本発明の実施の形態２におけるスイッチング電
源回路の構成を示す回路図

【図５】本発明の実施の形態３におけるスイッチング電
源装置の構成を示す回路図

【図６】本発明の実施の形態４におけるスイッチング電
源装置の構成を示す回路図

【図７】本発明の実施の形態５におけるスイッチング電
源装置の構成を示す回路図

【図８】従来のスイッチング電源回路の入力電流の波形
を示す回路図

【符号の説明】

１ 入力直流電源 ２ 第１のスイッチング型コンバータ ３ 第２のスイッチング型コンバータ ６ インダクタンス手段 ５ 第１のダイオード ６ 第２のダイオード ７ 出力コンデンサ ８ 負荷 ９ 制御回路 ２０ 第１のトランス ２１ 第１の１次巻線 ２２ 第１の２次巻線 ２３ 第１のスイッチ手段 ２４ 第１の出力ダイオード ２５ 第１のスナバコンデンサ ２６ 第１のダイオード ２７ 第２のダイオード ３０ 第２のトランス ３１ 第２の１次巻線 ３２ 第２の２次巻線 ３３ 第２のスイッチ手段 ３４ 第２の出力ダイオード ３５ 第２のスナバコンデンサ ３６ 第３のダイオード ３７ 第４のダイオード

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力直流電源を有し、 少なくともトランスの１次巻線とスイッチ手段からなる
   直列回路を有するスイッチング型コンバータが前記入力
   直流電源と並列に複数接続されるとともに、前記各スイ
   ッチング型コンバータのスイッチ手段は所定の時間差を
   有して順次オンオフするスイッチング電源回路におい
   て、 インダクタンス手段と、第ｎ（ｎは自然数）のスイッチ
   ング型コンバータが有する第ｎのトランスの第ｎの１次
   巻線と第ｎのスイッチ手段との接続点に一端が接続され
   る第ｎのスナバコンデンサと、前記第ｎのスナバコンデ
   ンサの他端から前記入力直流電源の一端に電流が流れる
   方向に接続される第（２ｎ−１）のダイオードと、前記
   インダクタンス手段と直列回路を形成して前記第ｎのス
   ナバコンデンサの他端と前記入力直流電源の他端の間に
   接続される第２ｎのダイオードとを有するスイッチング
   電源回路。
2. 【請求項２】 前記インダクタンス手段は１次巻線と２
   次巻線を有するトランス構成とし、前記インダクタンス
   手段の１次巻線は前記第（２ｎ−１）のダイオードと直
   列回路を構成し、前記インダクタンス手段の２次巻線に
   発生する電圧は整流されて出力される請求項１記載のス
   イッチング電源回路。
3. 【請求項３】 前記インダクタンス手段は１次巻線と２
   つの２次巻線を有するトランスとチョークコイルの直列
   回路構成とし、前記インダクタンス手段のトランスの１
   次巻線とチョークコイルは前記第（２ｎ−１）のダイオ
   ードと直列回路を構成し、前記インダクタンス手段のト
   ランスの各２次巻線に発生する電圧は整流されて出力さ
   れる請求項１記載のスイッチング電源回路。
4. 【請求項４】 入力直流電源と、第１のトランスの１次
   巻線と第１のスイッチ手段からなる直列回路が前記入力
   直流電源と並列に接続される第１のスイッチング型コン
   バータと、第２のトランスの１次巻線と第２のスイッチ
   手段からなる直列回路が前記入力直流電源と並列に接続
   される第２のスイッチング型コンバータを有し、前記第
   １及び第２のスイッチ手段が所定の時間差を有してオン
   オフ動作するスイッチング電源回路において、 前記第１のトランスの１次巻線と第１のスイッチ手段と
   の接続点に一端が接続される第１のスナバコンデンサ
   と、前記第２のトランスの１次巻線と第２のスイッチ手
   段との接続点に一端が接続される第２のスナバコンデン
   サと、前記各スナバコンデンサの他端間に接続されるイ
   ンダクタンス手段と、前記インダクタンス手段の両端か
   ら前記入力直流電源に充電電流が流れる方向に接続され
   る第１のダイオード及び第２のダイオードと、から構成
   されるスナバ回路を有するスイッチング電源回路。
5. 【請求項５】 前記インダクタンス手段は１次巻線と２
   次巻線を有する第３のトランスとチョークコイルからな
   り、前記第３のトランスの１次巻線と前記チョークコイ
   ルは直列回路を構成して前記各スナバコンデンサの他端
   間に接続され、前記第３のトランスの２次巻線に発生す
   る電圧は全波整流されて出力される請求項４記載のスイ
   ッチング電源回路。