JPH0767273B2 - Snubber circuit - Google Patents
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- JPH0767273B2 JPH0767273B2 JP16405487A JP16405487A JPH0767273B2 JP H0767273 B2 JPH0767273 B2 JP H0767273B2 JP 16405487 A JP16405487 A JP 16405487A JP 16405487 A JP16405487 A JP 16405487A JP H0767273 B2 JPH0767273 B2 JP H0767273B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 2石フォワード型のスイッチングレギュレータに於い
て、一方の主スイッチング素子と並列に、ダイオードと
第1のコンデンサとの直列回路を接続して、その主スイ
ッチング素子のオフ時の電圧の立上りを緩やかにし、そ
の第1のコンデンサに充電された電荷を、共振を利用し
て第2のコンデンサに移し、第1のコンデンサの端子電
圧をほぼ零として初期状態とするもので、スナバ回路と
しての損失を低減し、且つ主スイッチング素子のスイッ
チング損失を低減することができるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] In a two-stone forward type switching regulator, a series circuit of a diode and a first capacitor is connected in parallel with one main switching element, and the main switching element A method in which the rise of the voltage at the time of off is moderated, the electric charge charged in the first capacitor is transferred to the second capacitor by utilizing resonance, and the terminal voltage of the first capacitor is set to almost zero to initialize it. Thus, the loss as a snubber circuit can be reduced, and the switching loss of the main switching element can be reduced.
本発明は、2石フォワード型のスイッチングレギュレー
タのスナバ回路に関するものである。The present invention relates to a snubber circuit of a two-stone forward type switching regulator.
各種の電子機器の安定化電源としてスイッチングレギュ
レータが採用されている。このようなスイッチングレギ
ュレータの主スイッチング素子のターンオフ時に生じる
サージ電圧を抑制し、且つ主スイッチング素子の損失を
低減する為に、スナバ回路が設けられるものである。又
スイッチングレギュレータの主スイッチング素子のスイ
ッチング周波数を数100KHz以上として、小型化が図られ
ている。このようなスイッチング周波数の高周波化に伴
ってスナバ回路の損失並びに主スイッチング素子の損失
を低減することが要望されている。A switching regulator is used as a stabilized power supply for various electronic devices. A snubber circuit is provided in order to suppress the surge voltage generated at the time of turning off the main switching element of such a switching regulator and reduce the loss of the main switching element. The switching frequency of the main switching element of the switching regulator is set to several hundreds of KHz or more to reduce the size. It is desired to reduce the loss of the snubber circuit and the loss of the main switching element as the switching frequency becomes higher.
従来例のスナバ回路を設けた2石フォワード型のスイッ
チングレギュレータは、例えば、第5図に示す構成を有
するものである。同図に於いて、Q11,Q12は主スイッチ
ング素子としての電界効果トランジスタ、T11はトラン
ス、T12は駆動トランス、D11〜D14はダイオード、R,R1
1,R12は抵抗、C,C11はコンデンサ、L11はチョークコイ
ル、30a,30bはスナバ回路、31,32は直流電源を接続する
電源端子、33,34は出力端子、35は駆動制御回路であ
る。The two-stone forward type switching regulator provided with the snubber circuit of the conventional example has, for example, the configuration shown in FIG. In the figure, Q11 and Q12 are field effect transistors as main switching elements, T11 is a transformer, T12 is a drive transformer, D11 to D14 are diodes, and R and R1 are
1, R12 is a resistor, C and C11 are capacitors, L11 is a choke coil, 30a and 30b are snubber circuits, 31 and 32 are power supply terminals for connecting a DC power supply, 33 and 34 are output terminals, and 35 is a drive control circuit. .
スナバ回路30a,30bは、抵抗RとコンデンサCとにより
構成され、電界効果トランジスタQ11,Q12のドレイン・
ソース間に接続されている。又電界効果トランジスタQ1
1,Q12のオン,オフに従ってトランスT11の二次巻線に誘
起した電圧は、ダイオードD13,D14により整流され、チ
ョークコイルL11とコンデンサC11とからなる平滑回路に
より平滑化されて、出力端子33,34から出力される。こ
の出力端子33,34の出力電圧は、駆動制御回路35により
検出され、出力電圧が設定値となるように、駆動トラン
スT12を介して電界効果トランジスタQ11,Q12のオン,オ
フの期間が制御される。The snubber circuits 30a and 30b are composed of a resistor R and a capacitor C, and serve as drains of the field effect transistors Q11 and Q12.
Connected between sources. Field effect transistor Q1
The voltage induced in the secondary winding of the transformer T11 according to ON / OFF of 1, Q12 is rectified by the diodes D13, D14 and smoothed by the smoothing circuit including the choke coil L11 and the capacitor C11, and the output terminal 33, It is output from 34. The output voltage of the output terminals 33, 34 is detected by the drive control circuit 35, and the on / off periods of the field effect transistors Q11, Q12 are controlled via the drive transformer T12 so that the output voltage becomes a set value. It
電界効果トランジスタQ11,Q12がターンオフすると、そ
れらのドレイン・ソース間の電圧がスナバ回路30a,30b
の抵抗Rを介してコンデンサCに加えられ、コンデンサ
Cの充電時定数に従ってその端子電圧が上昇するから、
電界効果トランジスタQ11,Q12のドレイン・ソース間電
圧の上昇を緩やかにすることができる。それによって、
サージ電圧の発生を抑制し、電界効果トランジスタQ11,
Q12を保護することができる。When the field effect transistors Q11 and Q12 are turned off, the voltage between their drain and source becomes the snubber circuits 30a and 30b.
Is added to the capacitor C via the resistor R of, and its terminal voltage rises according to the charging time constant of the capacitor C,
The increase in the drain-source voltage of the field effect transistors Q11 and Q12 can be moderated. Thereby,
Field effect transistor Q11, which suppresses the generation of surge voltage,
Q12 can be protected.
又電界効果トランジスタQ11,Q12のターンオフ時に、ト
ランスT11の一次巻線に発生した電圧は、ダイオードD1
1,D12を介して電源端子31,32から直流電源に帰還され
る。When the field effect transistors Q11 and Q12 are turned off, the voltage generated in the primary winding of the transformer T11 is
It is fed back from the power supply terminals 31, 32 to the DC power supply via 1, D12.
第6図は動作説明図であり、(a)は電界効果トランジ
スタQ11,Q12のドレイン・ソース間電圧、(b)はドレ
イン電流、(c)は損失を示す。電界効果トランジスタ
Q11,Q12のドレイン・ソース間電圧は、(a)に示すよ
うにオン状態の時はほぼ0Vとなる。そして、ターンオフ
時に、主にトランスT11のリーケージインダクタンスに
よりサージ状の電圧となった後、直流電圧となる。又電
界効果トランジスタQ11,Q12の損失は、(c)の斜線を
施して示すように、オン抵抗による損失と、ターンオン
及びターンオフ時のスイッチング損失とからなるもので
ある。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation. (A) shows the drain-source voltage of the field effect transistors Q11 and Q12, (b) shows the drain current, and (c) shows the loss. Field effect transistor
The drain-source voltage of Q11 and Q12 is almost 0 V in the ON state as shown in (a). Then, at the time of turn-off, a surge voltage is generated mainly by the leakage inductance of the transformer T11, and then a DC voltage is generated. The loss of the field effect transistors Q11 and Q12 is composed of a loss due to on-resistance and a switching loss at turn-on and turn-off, as shown by hatching in (c).
従来例のスナバ回路30a,30bは、抵抗RとコンデンサC
とから構成されているので、電界効果トランジスタQ11,
Q12のオン,オフに従ってコンデンサCの充放電が行わ
れ、その充放電は抵抗Rを介して行われるから、抵抗R
による損失が生じる。又電界効果トランジスタQ11,Q12
のターンオン時に、コンデンサCの残存充電電荷による
放電電流が流れることによる損失と、スナバ回路に抵抗
が入っている為、電界効果トランジスタQ11,Q12のドレ
イン・ソース間電圧の比較的急な上昇によるターンオフ
時の損失とが生じる。このような損失は、スイッチング
周波数を高くするに従って増加するものである。The snubber circuits 30a and 30b of the conventional example have a resistor R and a capacitor C.
Since it is composed of a field effect transistor Q11,
The capacitor C is charged / discharged according to the turning on / off of Q12, and the charging / discharging is performed via the resistor R.
Will cause a loss. Also field effect transistors Q11, Q12
At the time of turn-on, the discharge current due to the remaining charge of the capacitor C flows and the snubber circuit has a resistance. Therefore, the turn-off due to the relatively rapid rise of the drain-source voltage of the field effect transistors Q11 and Q12. There is a loss of time. Such loss increases as the switching frequency is increased.
従って、スイッチングレギュレータの高周波化により、
小型化を図ろうとしても、損失が増加することになるか
ら、小型化には限界があった。Therefore, due to the high frequency of the switching regulator,
Even if an attempt is made to reduce the size, the loss will increase, so there is a limit to the reduction in size.
本発明は、スナバ回路の損失を低減し、且つ主スイッチ
ング素子の損失を低減することを目的とするものであ
る。It is an object of the present invention to reduce the snubber circuit loss and the main switching element loss.
本発明のスナバ回路は、第1図を参照して説明すると、
2石フォワード型のスイッチングレギュレータのトラン
ス1の一次巻線に接続された主スイッチング素子2a,2b
の何れか一方の主スイッチング素子2aと並列に、第1の
コンデンサ3と、この第1のコンデンサ3を充電させる
極性の第1のダイオード4との直列回路を接続し、この
第1のコンデンサ3と並列に、主スイッチング素子2a,2
bと同期して駆動される補助スイッチング素子5と、第
1のコンデンサ4を放電させる極性の第2のダイオード
6と、チョークコイル7と、第2のコンデンサ8との直
列回路を接続し、第2のコンデンサ8を放電させる極性
の第3のダイオード9を他方の主スイッチング素子2bと
トランス1の一次巻線との接続点に接続したものであ
る。The snubber circuit of the present invention will be described with reference to FIG.
Main switching elements 2a, 2b connected to the primary winding of the transformer 1 of the two-stone forward type switching regulator
A series circuit of a first capacitor 3 and a first diode 4 having a polarity for charging the first capacitor 3 is connected in parallel with one of the main switching elements 2a, and the first capacitor 3 In parallel with the main switching element 2a, 2
A series circuit including an auxiliary switching element 5 driven in synchronization with b, a second diode 6 having a polarity for discharging the first capacitor 4, a choke coil 7, and a second capacitor 8 is connected, A third diode 9 having a polarity for discharging the second capacitor 8 is connected to the connection point between the other main switching element 2b and the primary winding of the transformer 1.
又主スイッチング素子2a,2bのターンオフ時に、トラン
ス1の蓄積エネルギによる電流を一次巻線に流すダイオ
ード10,11を接続し、主スイッチング素子2a,2bのターン
オン時にトランス1の一次巻線に電流を流す為の直流電
源12を接続し、トランス1の二次巻線に、整流用のダイ
オード13,14と、平滑用のチョークコイル15とコンデン
サ16とを接続する。Further, when the main switching elements 2a, 2b are turned off, the diodes 10, 11 which flow the current due to the energy stored in the transformer 1 in the primary winding are connected, and when the main switching elements 2a, 2b are turned on, the current is supplied to the primary winding of the transformer 1. A DC power supply 12 for flowing is connected, and rectifying diodes 13, 14 and a smoothing choke coil 15 and a capacitor 16 are connected to the secondary winding of the transformer 1.
主スイッチング素子2a,2bと補助スイッチング素子5と
は同期してオン,オフ制御されるものであり、各部の電
圧及び電流は第2図の(a)〜(e)に示すものとな
る。同図の(a)は、主スイッチング素子2aの両端の電
圧V2(実線)と第1のコンデンサ3の端子電圧V4(点
線)とを示し、(b)は、ダイオード11の両端の電圧V1
(実線)と第2のコンデンサ8の端子電圧V3(点線)と
を示す。又(c)は、主スイッチング素子2a,2bに流れ
る電流I1,I5を示し、(d)は、第1のダイオード4を
介して第1のコンデンサ3に流れる電流I4及び第2のコ
ンデンサ8から第3のダイオード9を介して流れる電流
I2を示す。又(e)は、第1のコンデンサ3から第2の
コンデンサ8に流れる電流I6を示す。The main switching elements 2a and 2b and the auxiliary switching element 5 are on / off controlled in synchronization with each other, and the voltages and currents of the respective parts are as shown in (a) to (e) of FIG. (A) of the figure shows the voltage V 2 (solid line) across the main switching element 2a and the terminal voltage V 4 (dotted line) of the first capacitor 3, and (b) shows the voltage across the diode 11. V 1
(Solid line) and the terminal voltage V 3 of the second capacitor 8 (dotted line) are shown. Further, (c) shows currents I 1 and I 5 flowing through the main switching elements 2a and 2b, and (d) shows current I 4 and second current flowing through the first capacitor 3 through the first diode 4. Current flowing from the capacitor 8 through the third diode 9
Indicates I 2 . Further, (e) shows a current I 6 flowing from the first capacitor 3 to the second capacitor 8.
第2図に於いて、時刻t1までの主スイッチング素子2a,2
b及び補助スイッチング素子5のオン期間に於いては、
トランス1の一次巻線に流れる電流I3は、主スイッチン
グ素子2a,2bに流れる電流I5,I1に等しくなる。この期間
に於ける第1のコンデンサ3の端子電圧V4は、第2図の
(a)に示すようにほぼ零となり、又ダイオード11の両
端の電圧V1は、第2図の(b)に示すようにほぼ直流電
源12の電圧に等しくなる。In FIG. 2, the main switching elements 2a, 2 up to time t1
In the ON period of b and the auxiliary switching element 5,
The current I 3 flowing through the primary winding of the transformer 1 becomes equal to the currents I 5 and I 1 flowing through the main switching elements 2a and 2b. The terminal voltage V 4 of the first capacitor 3 during this period becomes almost zero as shown in FIG. 2 (a), and the voltage V 1 across the diode 11 is shown in FIG. 2 (b). As shown in, the voltage is approximately equal to the voltage of the DC power supply 12.
時刻t1に於いて、主スイッチング素子2a,2b及び補助ス
イッチング素子5がターンオフすると、第1のコンデン
サ3には第1のダイオード4を介して、又第2のコンデ
ンサ8からは第3のダイオード9を介して、第2図の
(d)に示すようにそれぞれ電流I4,I2が、トランス1
の蓄積エネルギによって一次巻線を介して流れ、又主ス
イッチング素子2a,2bを流れる電流I1,I5は第2図の
(c)に示すように瞬時に零となる。又第1のコンデン
サ3の端子電圧V4は、電流I4の流入により第2図の
(a)に示すように上昇し、第2のコンデンサ8の端子
電圧V3は、電流I2の流出により第2図の(b)に示すよ
うに下降する。At time t1, when the main switching elements 2a, 2b and the auxiliary switching element 5 are turned off, the first capacitor 3 passes through the first diode 4 and the second capacitor 8 passes through the third diode 9. As shown in FIG. 2 (d), the currents I 4 and I 2 are transmitted through the transformer 1 via
The currents I 1 and I 5 flowing through the primary windings due to the stored energy of the currents and flowing through the main switching elements 2a and 2b instantly become zero as shown in FIG. 2 (c). The terminal voltage V 4 of the first capacitor 3 rises as shown in FIG. 2 (a) due to the inflow of the current I 4 , and the terminal voltage V 3 of the second capacitor 8 flows out of the current I 2 . As a result, it descends as shown in FIG.
主スイッチング素子2a,2bのターンオフ時には、前述の
ように、電流I1,I5がほぼ零となってから、両端の電圧V
2が上昇するから、スイッチング損失はほぼ零となる。When the main switching elements 2a and 2b are turned off, as described above, after the currents I 1 and I 5 become almost zero, the voltage V
Since 2 rises, the switching loss becomes almost zero.
主スイッチング素子2a,2b及び補助スイッチング素子5
がオフの期間に於いては、主スイッチング素子2aの両端
の電圧V2はほぼ直流電源12の電圧と等しくなり、ダイオ
ード11の両端の電圧V1はほぼ零となる。Main switching elements 2a, 2b and auxiliary switching element 5
During the off period, the voltage V 2 across the main switching element 2a becomes substantially equal to the voltage of the DC power supply 12, and the voltage V 1 across the diode 11 becomes substantially zero.
時刻t3に於いて、主スイッチング素子2a,2b及び補助ス
イッチング素子5がターンオンすると、第1及び第2の
コンデンサ3,8とチョークコイル7とによる共振回路が
形成され、第2のダイオード6を省略した場合は、第2
図の(e)に於ける実線と点線とに示す共振電流が流れ
る。しかし、第2のダイオード6によって第2のコンデ
ンサ8から第1のコンデンサ3に向かう電流が阻止さ
れ、第2図の(e)の実線で示す電流I6が流れて、第1
のコンデンサ3の端子電圧V4は、第2図の(a)に示す
ようにほぼ零となり、反対に第2のコンデンサ8の端子
電圧V3は、第2図の(b)に示すように上昇する。又主
スイッチング素子2aの両端の電圧V2がほぼ零となると共
に電流I5が(c)に示すように流れる。従って、スイッ
チング損失はほぼ零となる。At time t3, when the main switching elements 2a and 2b and the auxiliary switching element 5 are turned on, a resonance circuit is formed by the first and second capacitors 3 and 8 and the choke coil 7, and the second diode 6 is omitted. If you do, the second
A resonance current shown by a solid line and a dotted line in (e) of the drawing flows. However, the current flowing from the second capacitor 8 to the first capacitor 3 is blocked by the second diode 6, and the current I 6 shown by the solid line in (e) of FIG.
The terminal voltage V 4 of the capacitor 3 becomes almost zero as shown in FIG. 2 (a), while the terminal voltage V 3 of the second capacitor 8 is as shown in FIG. 2 (b). To rise. Further, the voltage V 2 across the main switching element 2a becomes almost zero, and the current I 5 flows as shown in (c). Therefore, the switching loss becomes almost zero.
又時刻t4に主スイッチング素子2a,2b及び補助スイッチ
ング素子5がターンオフすると、前述の時刻t1に於ける
状態と同じになる。When the main switching elements 2a and 2b and the auxiliary switching element 5 are turned off at time t4, the state becomes the same as that at time t1.
以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第3図は本発明の実施例の回路図であり、T1はトラン
ス、T2は駆動トランス、Q1,Q2は主スイッチング素子と
しての電界効果トランジスタ、Q3は補助スイッチング素
子としての電界効果トランジスタ、D1,D2はダイオー
ド、D3は第1のダイオード、D4は第2のダイオード、D5
は第3のダイオード、D6,D7は整流用のダイオード、C1
は第1のコンデンサ、C2は第2のコンデンサ、C3は平滑
用コンデンサ、L1はチョークコイル、R1〜R3は抵抗、L2
は平滑用チョークコイル、20はスナバ回路、21,22は電
源端子、23,24は出力端子、25は駆動制御回路である。FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, in which T1 is a transformer, T2 is a drive transformer, Q1, Q2 are field effect transistors as main switching elements, Q3 is a field effect transistor as auxiliary switching elements, and D1, D2 is a diode, D3 is a first diode, D4 is a second diode, D5
Is the third diode, D6 and D7 are rectifying diodes, C1
Is the first capacitor, C2 is the second capacitor, C3 is the smoothing capacitor, L1 is the choke coil, R1 to R3 are resistors, and L2.
Is a smoothing choke coil, 20 is a snubber circuit, 21 and 22 are power supply terminals, 23 and 24 are output terminals, and 25 is a drive control circuit.
スナバ回路20は、第1,第2のコンデンサC1、C2と、第1,
第2,第3のダイオードD3,D4,D5と、駆動トランスT2の二
次巻線によって、電界効果トランジスタQ1,Q2と同期し
て駆動される電界効果トランジスタQ3と、チョークコイ
ルL1とにより構成されている。そして、電界効果トラン
ジスタQ3がオンとなると、チョークコイルL1とコンデン
サC1,C2とによる共振回路が形成されて共振電流が流れ
るものであり、その場合の共振電流は、第2のダイオー
ドD4によって、第1のコンデンサC1から第2のコンデン
サC2にのみ流れる。The snubber circuit 20 includes the first and second capacitors C1 and C2 and the first and second capacitors C1 and C2.
It is composed of the second and third diodes D3, D4, D5, the field effect transistor Q3 driven by the secondary winding of the drive transformer T2 in synchronization with the field effect transistors Q1, Q2, and the choke coil L1. ing. Then, when the field effect transistor Q3 is turned on, a resonance circuit is formed by the choke coil L1 and the capacitors C1 and C2, and a resonance current flows. In that case, the resonance current is generated by the second diode D4. Only flows from the first capacitor C1 to the second capacitor C2.
トランスT1の二次巻線の誘起電圧は、ダイオードD6,D7
により整流され、チョークコイルL2とコンデンサC3とに
より平滑化されて、出力端子23,24から出力され、その
出力電圧は駆動制御回路25により検出されて、設定値と
なるように、駆動トランスT2を介して電界効果トランジ
スタQ1,Q2のオン,オフ期間が制御される。The induced voltage in the secondary winding of transformer T1 is
Is rectified by and is smoothed by the choke coil L2 and the capacitor C3 and output from the output terminals 23 and 24. The output voltage is detected by the drive control circuit 25, and the drive transformer T2 is set so as to reach the set value. The ON / OFF period of the field effect transistors Q1 and Q2 is controlled via the.
電界効果トランジスタQ1,Q2,Q3がターンオフすると、ト
ランスT1の蓄積エネルギにより電界効果トランジスタQ1
のドレイン・ソース間に加わる電圧が、第1のダイオー
ドD3を介して第1のコンデンサC1に加えられて、第1の
コンデンサC1の充電が行われる。従って、電界効果トラ
ンジスタQ1のドレイン・ソース間電圧は、第1のコンデ
ンサC1の端子電圧の上昇に従って徐々に上昇し、サージ
電圧の発生を抑制することができる。又第2のコンデン
サC2の充電電荷は、第3のダイオードD5を介してトラン
スT1の一次巻線を通る経路で放電される。When the field effect transistors Q1, Q2, and Q3 are turned off, the stored energy of the transformer T1 causes the field effect transistor Q1.
The voltage applied between the drain and source of the first capacitor C1 is applied to the first capacitor C1 via the first diode D3 to charge the first capacitor C1. Therefore, the drain-source voltage of the field effect transistor Q1 gradually rises as the terminal voltage of the first capacitor C1 rises, and the generation of surge voltage can be suppressed. Further, the charged electric charge of the second capacitor C2 is discharged through the third diode D5 in the path passing through the primary winding of the transformer T1.
又電界効果トランジスタQ1,Q2,Q3がターンオンすると、
トランスT1の一次巻線に電界効果トランジスタQ1,Q2を
介して直流電源からの電流が流れる。又スナバ回路20に
於いては、電界効果トランジスタQ3がオンとなるから、
第1のコンデンサC1から第2のコンデンサC2に共振電流
が流れる。この場合に第1,第2のコンデンサC1,C2の容
量を等しくしておけば、共振電流による放電によって、
第1のコンデンサC1の端子電圧はほぼ零となる。When the field effect transistors Q1, Q2, Q3 turn on,
The current from the DC power supply flows through the primary winding of the transformer T1 via the field effect transistors Q1 and Q2. Further, in the snubber circuit 20, the field effect transistor Q3 is turned on,
A resonance current flows from the first capacitor C1 to the second capacitor C2. In this case, if the capacitances of the first and second capacitors C1 and C2 are made equal, the discharge due to the resonance current causes
The terminal voltage of the first capacitor C1 becomes almost zero.
第4図は本発明の実施例の動作説明図であり、(a)は
電界効果トランジスタQ1のドレイン・ソース間電圧、
(b)は電界効果トランジスタQ1のドレイン電流、
(c)は第2のダイオードD4を流れる電流、(d)は第
1のコンデンサC1の端子電圧、(e)は第2のコンデン
サC2の端子電圧、(f)は電界効果トランジスタQ2のド
レイン・ソース間電圧、(g)は損失を示す。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention, in which (a) is the drain-source voltage of the field effect transistor Q1,
(B) is the drain current of the field effect transistor Q1,
(C) is the current flowing through the second diode D4, (d) is the terminal voltage of the first capacitor C1, (e) is the terminal voltage of the second capacitor C2, (f) is the drain of the field effect transistor Q2. Source-to-source voltage, (g) indicates loss.
電界効果トランジスタQ1,Q2,Q3のオン期間に於いては、
ドレイン・ソース間電圧はほぼ零となり、ドレイン電流
は所定の値となる。この場合、ターンオン時に、第1の
ダイオードD3によって第1のコンデンサC1から電界効果
トランジスタQ1に流れる電流が阻止される為、従来のス
ナバ回路のように抵抗を通して電界効果トランジスタQ1
にコンデンサC1の放電電流が流れ込むことはなく、スイ
ッチング損失は(g)に示すように僅かなものとなる。In the ON period of the field effect transistors Q1, Q2, Q3,
The drain-source voltage becomes almost zero, and the drain current becomes a predetermined value. In this case, since the current flowing from the first capacitor C1 to the field effect transistor Q1 is blocked by the first diode D3 at turn-on, the field effect transistor Q1 passes through the resistor like a conventional snubber circuit.
The discharge current of the capacitor C1 does not flow into the capacitor C1 and the switching loss becomes small as shown in (g).
又電界効果トランジスタQ3もオンとなることにより、
(c)に示す共振電流が流れ、第1のコンデンサC1の端
子電圧は(d)に示すように低下し、ほぼ零となる。こ
れに対して、第2のコンデンサC2の端子電圧は、(e)
に示すように上昇する。Also, by turning on the field effect transistor Q3,
The resonance current shown in (c) flows, and the terminal voltage of the first capacitor C1 decreases as shown in (d) and becomes almost zero. On the other hand, the terminal voltage of the second capacitor C2 is (e)
Rise as shown in.
電界効果トランジスタQ1,Q2,Q3がターンオフすると、ト
ランスT1の蓄積エネルギによる電流がダイオードD1と第
1のダイオードD3を介して第1のコンデンサC1に流れ、
コンデンサC2に蓄えられていた電荷は、この時トランス
T1を通して放電される。電界効果トランジスタQ1のドレ
イン・ソース間電圧は、第1のコンデンサC1の端子電圧
の上昇に対応して徐々に上昇し、直流電流の電圧に達す
る。又電界効果トランジスタQ2のソース電位は、第2の
コンデンサC2の端子電圧の下降に対応して徐々に下降
し、ドレイン・ソース間電圧は徐々に増加し、印加電圧
の直流電源電圧まで達する。即ち、ターンオフ時のドレ
イン・ソース間電圧がゆっくり立上るから、サージ電圧
の発生を抑制することができ、且つドレイン電流が零と
なるまでの間、ドレイン・ソース間電圧の上昇は僅かで
ある為、スイッチング損失は(g)に示すように僅かな
ものとなる。When the field effect transistors Q1, Q2, Q3 are turned off, the current due to the energy stored in the transformer T1 flows through the diode D1 and the first diode D3 into the first capacitor C1,
At this time, the electric charge stored in the capacitor C2 is
It is discharged through T1. The drain-source voltage of the field effect transistor Q1 gradually rises in response to the rise of the terminal voltage of the first capacitor C1 and reaches the voltage of direct current. Further, the source potential of the field effect transistor Q2 gradually drops corresponding to the drop of the terminal voltage of the second capacitor C2, the drain-source voltage gradually increases, and reaches the DC power supply voltage of the applied voltage. That is, since the drain-source voltage rises slowly at turn-off, generation of a surge voltage can be suppressed, and the drain-source voltage rises only slightly until the drain current becomes zero. , The switching loss becomes small as shown in (g).
前述の実施例は、主スイッチング素子及び補助スイッチ
ング素子として電界効果トランジスタを用いた場合を示
すものであるが、バイポーラ・トランジスタを用いるこ
とも勿論可能である。又一方の電界効果トランジスタQ1
側に、スナバ回路20を接続した場合を示すものである
が、他方の電界効果トランジスタQ2側に接続することも
可能である。Although the above-mentioned embodiment shows the case where the field effect transistor is used as the main switching element and the auxiliary switching element, it is of course possible to use the bipolar transistor. Another field effect transistor Q1
Although the case where the snubber circuit 20 is connected to the side is shown, it is also possible to connect the snubber circuit 20 to the side of the other field effect transistor Q2.
以上説明したように、本発明は、2石フォワード型のス
イッチングレギュレータに於いて、主スイッチング素子
2aと並列に、第1のコンデンサと第1のダイオード4と
の直列回路を接続し、この第1のコンデンサ3と並列
に、補助スイッチング素子5と、第2のダイオード6
と、チョークコイル7と、第2のコンデンサ8との直列
回路を接続し、第2のコンデンサ8の充電電荷を放電さ
せるように、第3のダイオード9を接続したものであ
り、主スイッチング素子2a,2bのターンオフ時には、第
2のコンデンサ3に充電電流が流れることにより、主ス
イッチング素子2a,2bの両端電圧がゆっくり立上り、サ
ージ電圧の発生を抑制すると共に、主スイッチング素子
2a,2bを流れる電流が零となるまでの間、主スイッチン
グ素子2a,2bの両端の電圧の上昇は極く僅かであり、ス
イッチング素子を極めて小さくすることができる。As described above, the present invention provides a main switching element in a two-stone forward type switching regulator.
A series circuit of a first capacitor and a first diode 4 is connected in parallel with 2a, and an auxiliary switching element 5 and a second diode 6 are connected in parallel with the first capacitor 3.
, A choke coil 7 and a second capacitor 8 are connected in series with each other, and a third diode 9 is connected so as to discharge the electric charge charged in the second capacitor 8. The main switching element 2a , 2b is turned off, a charging current flows through the second capacitor 3 so that the voltage across the main switching elements 2a, 2b rises slowly, suppressing the occurrence of surge voltage and reducing the main switching element.
Until the currents flowing through 2a and 2b become zero, the voltage across the main switching elements 2a and 2b rises very little, and the switching elements can be made extremely small.
又主スイッチング素子2a,2bのターンオン時には、第1
のコンデンサ3の放電電流が主スイッチング素子2aに流
れないので、主スイッチング素子2a,2bの両端の電圧が
零となるまでの間、流れる電流は少なく、スイッチング
損失を極めて小さくすることができる。When the main switching elements 2a and 2b are turned on, the first
Since the discharge current of the capacitor 3 does not flow to the main switching element 2a, the current flowing is small until the voltage across the main switching elements 2a and 2b becomes zero, and the switching loss can be made extremely small.
又第1のコンデンサ3から第2のコンデンサ8に対し
て、チョークコイル7による共振電流として放電し、第
2のダイオード6により逆流を阻止するから、第1のコ
ンデンサ3の端子電圧をほぼ零とすることができ、次の
ターンオフ時に備えることができる。Further, since the first capacitor 3 discharges to the second capacitor 8 as a resonance current by the choke coil 7 and the second diode 6 blocks the reverse current, the terminal voltage of the first capacitor 3 becomes almost zero. And can be prepared for the next turn-off.
前述のように、ターンオン時及びターンオフ時のスイッ
チング損失を小さくし、且つ抵抗を介してコンデンサの
充放電を行うものではないから、抵抗による損失がな
く、低損失化することができる。従って、スイッチング
レギュレータを高周波化した場合にも損失の増加が殆ど
ないので、より小型化することが可能となる利点があ
る。As described above, since the switching loss at the time of turn-on and the time of turn-off are made small and the capacitor is not charged and discharged through the resistor, there is no loss due to the resistor, and the loss can be reduced. Therefore, there is almost no increase in loss even when the frequency of the switching regulator is increased, and there is an advantage that the size can be further reduced.
第1図は本発明の原理説明図、第2図は第1の動作説明
図、第3図は本発明の実施例の回路図、第4図は本発明
の実施例の動作説明図、第5図は従来例の回路図、第6
図は従来例の動作説明図である。 1はトランス、2a,2bは主スイッチング素子、3は第1
のコンデンサ、4は第1のダイオード、5は補助スイッ
チング素子、6は第2のダイオード、7はチョークコイ
ル、8は第2のコンデンサ、9は第3のダイオード、1
0,11はダイオード、12は直流電源、13,14は整流用のダ
イオード、15,16は平滑用のチョークコイル及びコンデ
ンサである。1 is an explanatory view of the principle of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of the first operation, FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory view of the operation of the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional example, No. 6
The figure is a diagram for explaining the operation of the conventional example. 1 is a transformer, 2a and 2b are main switching elements, and 3 is a first
Capacitor, 4 is a first diode, 5 is an auxiliary switching element, 6 is a second diode, 7 is a choke coil, 8 is a second capacitor, 9 is a third diode, 1
Reference numerals 0 and 11 are diodes, 12 is a DC power supply, 13 and 14 are rectifying diodes, and 15 and 16 are smoothing choke coils and capacitors.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊原 文明 神奈川県川崎市高津区坂戸237番地 富士 通電装株式会社内 (72)発明者 桑原 厚二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−37064(JP,A) 特開 昭58−69463(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Fumiaki Ihara Inventor Fumiaki Ihara 237 Sakado, Takatsu-ku, Kawasaki City, Kanagawa Fuji Denso Co., Ltd. (56) References JP 62-37064 (JP, A) JP 58-69463 (JP, A)
Claims (1)
ータのトランス(1)の一次巻線に接続された主スイッ
チング素子(2a,2b)のターンオフ時のサージ電圧の抑
制及び該主スイッチング素子(2a,2b)の損失を低減さ
せる為のスナバ回路に於いて、 一方の前記主スイッチング素子(2a)と並列に、第1の
コンデンサ(3)と、該第1のコンデンサ(3)を充電
させる極性の第1のダイオード(4)との直列回路を接
続し、 前記第1のコンデンサ(3)と並列に、前記主スイッチ
ング素子(2a,2b)と同期して駆動される補助スイッチ
ング素子(5)と、前記第1のコンデンサ(3)を放電
させる極性の第2のダイオード(6)と、チョークコイ
ル(7)と、第2のコンデンサ(8)との直列回路を接
続し、 前記第2のコンデンサ(8)を放電させる極性の第3の
ダイオード(9)を、他方の前記主スイッチング素子
(2b)と前記一次巻線との接続点に接続した ことを特徴とするスナバ回路。1. A main switching element (2a, 2b) for suppressing surge voltage at turn-off of a main switching element (2a, 2b) connected to a primary winding of a transformer (1) of a two-stone forward type switching regulator. ) In the snubber circuit for reducing the loss, the first capacitor (3) is connected in parallel with the one main switching element (2a), and the first capacitor (3) of the polarity for charging the first capacitor (3). An auxiliary switching element (5) connected in series with the first diode (4) and driven in synchronization with the main switching element (2a, 2b) in parallel with the first capacitor (3); A series circuit of a second diode (6) having a polarity for discharging the first capacitor (3), a choke coil (7), and a second capacitor (8) is connected, and the second capacitor ( 8) Discharge Third diode (9), and the other of the main switching element (2b) and the snubber circuit being characterized in that connected to the connection point between the primary winding polarity to.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16405487A JPH0767273B2 (en) | 1987-07-02 | 1987-07-02 | Snubber circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP16405487A JPH0767273B2 (en) | 1987-07-02 | 1987-07-02 | Snubber circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6412866A JPS6412866A (en) | 1989-01-17 |
| JPH0767273B2 true JPH0767273B2 (en) | 1995-07-19 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16405487A Expired - Fee Related JPH0767273B2 (en) | 1987-07-02 | 1987-07-02 | Snubber circuit |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009261050A (en) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Asti Corp | Snubber circuit for switching power supply |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE4135569C1 (en) * | 1991-10-29 | 1993-04-01 | Abb Patent Gmbh, 6800 Mannheim, De | |
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-
1987
- 1987-07-02 JP JP16405487A patent/JPH0767273B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2009261050A (en) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Asti Corp | Snubber circuit for switching power supply |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6412866A (en) | 1989-01-17 |
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