JPH0783592B2 - Series resonant converter - Google Patents
Series resonant converterInfo
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- JPH0783592B2 JPH0783592B2 JP62232958A JP23295887A JPH0783592B2 JP H0783592 B2 JPH0783592 B2 JP H0783592B2 JP 62232958 A JP62232958 A JP 62232958A JP 23295887 A JP23295887 A JP 23295887A JP H0783592 B2 JPH0783592 B2 JP H0783592B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えばスイッチング式電源装置に適用される
直列共振コンバータに関するものである。The present invention relates to a series resonant converter applied to, for example, a switching power supply device.
直流電圧を、極性の異なった直流電圧、あるいは電圧値
の異なった直流電圧に変換する回路には小形・軽量化、
高効率化を狙いとしてDC−DCコンバータが適用されてい
る。DC−DCコンバータでは変換周波数を高めることによ
り、トランスや出力フィルタの小形・軽量化を図ること
が可能である。A circuit that converts a DC voltage into a DC voltage with a different polarity or a DC voltage with a different voltage value is small and lightweight.
DC-DC converters are used with the aim of improving efficiency. In the DC-DC converter, it is possible to reduce the size and weight of the transformer and output filter by increasing the conversion frequency.
現在、最も多く使用されているDC−DCコンバータの回路
形式は、スイッチング素子を流れる電流をスイッチング
素子をオフさせることにより強制的に遮断するフォワー
ドタイプあるいはフライバックタイプである。これらの
回路形式では高周波化する際に以下のような問題があ
る。Currently, the most frequently used circuit type of the DC-DC converter is a forward type or flyback type in which the current flowing through the switching element is forcibly cut off by turning off the switching element. These circuit types have the following problems when increasing the frequency.
(a) スイッチング素子のターンオン時は整流用ダイ
オードのリカバリ電流によるスパイク状の電流が流れる
ため、ターンオン時の損失や雑音が大きい。(A) Since a spike-shaped current due to the recovery current of the rectifying diode flows when the switching element is turned on, loss and noise at the time of turn-on are large.
(b) スイッチング素子のターンオフ時の負荷はトラ
ンスのリーケージインダクタンスや回路に分布するイン
ダクタンス成分により誘導性となるため、スイッチング
素子やスナバ回路での損失が大きい。(B) Since the load when the switching element is turned off is inductive due to the leakage inductance of the transformer and the inductance component distributed in the circuit, the loss in the switching element and the snubber circuit is large.
これらの問題のため現状では出力容量が100W程度までは
スイッチング素子にMOS−FETを用いても、変換周波数は
500kHz程度、1kW以上では100kHz程度が限界とされてい
る。さらに変換周波数を高めるためにはスイッチング素
子、整流素子の特性改善、リーケージインダクタンスの
少ないトランスの製造法、浮遊インダクタンスの少ない
部品の実装法、スナバ回路の低損失化など検討すべき項
目が多い。このためコンデンサとインダクタによりスイ
ッチング素子を流れる電流波形を正弦波状にし、スイッ
チング素子での損失を低減できるDC−DCコンバータの検
討が盛んに行われるようになった。このDC−DCコンバー
タの回路形式は直列共振コンバータと呼ばれている。一
般的に検討されている直列共振コンバータの回路構成を
第3図に示す。MOS−FETなどの2個のスイッチング素子
11,12の直列回路と、2個の共振用コンデンサ13,14の直
列回路と、2個の帰還用ダイオード15,16の直列回路と
が直流電源17に接続され、スイッチング素子11,12の接
続点と共振用コンデンサ13,14の接続点との間にトラン
ス18の一次巻線と共振用インダクタとの直列回路が接続
され、トランス18の二次巻線に整流用のダイオード21,2
2が接続されて全波整流回路が構成され、その全波整流
回路出力側に平滑用コンデンサ23及び負荷抵抗24が接続
される。Due to these problems, at present, even if MOS-FET is used as a switching element, the conversion frequency is up to 100 W even if the output capacity is about 100 W.
About 500kHz, 100kHz is the limit above 1kW. Furthermore, in order to increase the conversion frequency, there are many items to be considered, such as improving the characteristics of switching elements and rectifying elements, manufacturing transformers with less leakage inductance, mounting components with less stray inductance, and reducing the loss of snubber circuits. For this reason, the DC-DC converter that can reduce the loss in the switching element by making the waveform of the current flowing through the switching element sinusoidal with the capacitor and the inductor has been actively studied. The circuit type of this DC-DC converter is called a series resonance converter. FIG. 3 shows a circuit configuration of a series resonance converter which is generally considered. Two switching elements such as MOS-FET
A series circuit of 11,12, a series circuit of two resonance capacitors 13,14, and a series circuit of two feedback diodes 15,16 are connected to a DC power supply 17, and switching elements 11,12 are connected. A series circuit of the primary winding of the transformer 18 and the resonance inductor is connected between the connection point and the connection point of the resonance capacitors 13 and 14, and the rectifying diodes 21 and 2 are connected to the secondary winding of the transformer 18.
2 is connected to form a full-wave rectifier circuit, and a smoothing capacitor 23 and a load resistor 24 are connected to the output side of the full-wave rectifier circuit.
次にこの従来の直列共振コンバータの動作を説明する。
スイッチング素子11をターンオンさせると、直流電源17
−スイッチング素子11−トランス18の一次巻線−共振用
インダクタ19−共振用コンデンサ14−直流電源17のルー
プと、共振用コンデンサ13−スイッチング素子11−トラ
ンス18の一次巻線−共振用インダクタ19−共振用コンデ
ンサ13のループとで共振電流が流れる。スイッチング素
子12をターンオンさせた時は直流電源17−共振用コンデ
ンサ13−共振用インダクタ19−トランス18の一次巻線−
スイッチング素子12−直流電源17のループと共振用コン
デンサ14−共振用インダクタ19−トランス18の一次巻線
−スイッチング素子12−共振用コンデンサ14のループと
で共振電流が流れる。トランス18の一次巻線数と二次巻
線数との比をnとすれば、トランス18の二次巻線にはn
倍の共振電流が流れるので、この共振電流を整流用ダイ
オード21及び22で整流し、平滑用コンデンサ23を充電し
て直流電圧を負荷抵抗24に供給する。Next, the operation of this conventional series resonance converter will be described.
When the switching element 11 is turned on, the DC power supply 17
-Switching element 11-Primary winding of transformer 18-Resonance inductor 19-Resonance capacitor 14-DC power supply 17 loop and resonance capacitor 13-Switching element 11-Primary winding of transformer 18-Resonance inductor 19- A resonance current flows through the loop of the resonance capacitor 13. When the switching element 12 is turned on, the DC power supply 17-resonance capacitor 13-resonance inductor 19-transformer 18 primary winding-
A resonance current flows through the loop of the switching element 12-the DC power supply 17 and the resonance capacitor 14-the resonance inductor 19-the primary winding of the transformer 18-the switching element 12-the resonance capacitor 14 loop. If the ratio of the number of primary windings to the number of secondary windings of the transformer 18 is n, the secondary winding of the transformer 18 has n.
Since a double resonance current flows, this resonance current is rectified by the rectification diodes 21 and 22, the smoothing capacitor 23 is charged, and a DC voltage is supplied to the load resistor 24.
直流電源17の電圧をEとすると、共振コンデンサ13,14
の充電電圧が3E/2以下であれば帰還用ダイオード15また
は16には電流は流れない。この領域をモードIと呼ぶこ
とにする。モードIでは負荷抵抗24を変化させても出力
電圧は一定で、E/(2n)で与えられる。共振用コンデン
サ13,14の充電電圧は負荷抵抗24を小さくするにつれて
上昇し、3E/2になると共振用コンデンサ14−共振用イン
ダクタ19−トランス18の一次巻線−帰還用ダイオード15
−直流電源17−共振用コンデンサ14のループ、または共
振用コンデンサ13−直流電源17−帰還用ダイオード16−
トランス18の一次巻線−共振用インダクタ19−共振用コ
ンデンサ13のループで帰還電流が流れだす。この領域を
モードIIと呼ぶことにする。モードIIでは負荷抵抗24を
変化させても出力電流は一定で、8fC0nEで与えられる。
ただしfは動作周波数で、共振周波数をf0とするとf0>
2fの場合である。C0は共振用コンデンサ13,14の各容量
である。モードIにおけるスイッチング素子11または12
を流れる共振電流i0はスイッチング素子がターンオンし
た時をt=0とすると式(1)となる。When the voltage of the DC power supply 17 is E, the resonance capacitors 13 and 14
If the charging voltage of is less than 3E / 2, no current flows through the feedback diode 15 or 16. This area will be called mode I. In mode I, the output voltage is constant even if the load resistance 24 is changed, and is given by E / (2n). The charging voltage of the resonance capacitors 13 and 14 increases as the load resistance 24 is reduced, and when it reaches 3E / 2, the resonance capacitor 14-resonance inductor 19-transformer 18 primary winding-feedback diode 15
-DC power supply 17-Loop of resonance capacitor 14, or resonance capacitor 13-DC power supply 17-Feedback diode 16-
A feedback current begins to flow in the loop of the primary winding of the transformer 18, the resonance inductor 19 and the resonance capacitor 13. This area is called Mode II. In mode II, the output current is constant even if the load resistance 24 is changed, and is given by 8fC 0 nE.
However f is the operating frequency, and the resonance frequency is f 0 f 0>
This is the case for 2f. C 0 is the capacitance of each of the resonance capacitors 13 and 14. Switching element 11 or 12 in mode I
The resonance current i 0 flowing in the equation (1) is given by the equation (1) when t = 0 when the switching element is turned on.
i0=〔I0sin{t/(2L0C0)1/2}〕/ 4nf(2L0C0)1/2 (1) ここでI0は負荷抵抗24を流れる電流である。モードIIに
おけるスイッチング素子11または12を流れる共振電流i0
は式(2)となる。i 0 = [I 0 sin {t / (2L 0 C 0 ) 1/2 }] / 4nf (2L 0 C 0 ) 1/2 (1) where I 0 is the current flowing through the load resistor 24. Resonant current i 0 flowing through switching element 11 or 12 in mode II
Becomes equation (2).
i0=〔(nV0+E/2)sin{t/(2L0C0)1/2}〕/ (L0/2C0)1/2 (2) 帰還用ダイオード15または16を流れる帰還電流i1は帰還
電流i1が流れだす時刻をT0とすれば式(3)となる。i 0 = [(nV 0 + E / 2) sin {t / (2L 0 C 0 ) 1/2 }] / (L 0 / 2C 0 ) 1/2 (2) Feedback current flowing through the feedback diode 15 or 16 i 1 is given by equation (3) when the time when the feedback current i 1 starts to flow is T 0 .
i1=−〔(−nV0+E/2)sin{(t−T0)/ (2L0C0)1/2}〕/(L0/2C0)1/2 (3) ここでV0は出力電圧、L0は出力電圧、L0は共振用インダ
クタ19のインダクタンスである。第4図にモードI及び
モードIIにおける帰還用ダイオード15または16、スイッ
チング素子11または12を流れる電流波形を示す。i 1 = - [(- nV 0 + E / 2 ) sin {(t-T 0) / (2L 0 C 0) 1/2} ] / (L 0 / 2C 0) 1/2 (3) where V 0 is the output voltage, L0 is the output voltage, L 0 is the inductance of the resonance inductor 19. FIG. 4 shows current waveforms flowing through the feedback diode 15 or 16 and the switching element 11 or 12 in the mode I and the mode II.
モードIでは式(1)から判るように負荷抵抗24を小さ
くすると、共振電流のピーク値が大きくなり、負荷抵抗
24の電圧(出力電圧)は一定になる。モードIIでは負荷
抵抗24が小さくなると、式(2)から共振電流のピーク
値は減少、式(3)から帰還電流のピーク値は増加しi0
とi1の平均値の和は一定になるので出力電流は一定にな
る。すなわち出力電圧は減少する。In mode I, as can be seen from equation (1), when the load resistance 24 is reduced, the peak value of the resonance current increases and the load resistance 24 increases.
The voltage of 24 (output voltage) becomes constant. In mode II, when the load resistance 24 decreases, the peak value of the resonance current decreases from the equation (2) and the peak value of the feedback current increases from the equation (3) i 0
And the average value of i 1 is constant, the output current is constant. That is, the output voltage decreases.
この直列共振コンバータでは共振周波数を高くするにつ
れて帰還用ダイオードの逆方向阻止能力回復時間が問題
となってくる。すなわち帰還用ダイオードの逆方向阻止
能力が回復する前にスイッチング素子がターンオンする
と、直流電源を短絡するモードが発生し、損失や雑音が
増加する問題があり、場合によってはスイッチング素子
が破壊される恐れがある。さらにこの直列共振コンバー
タをf0<2fで使用する場合は、帰還電流がトランスの一
次巻線に流れている時にスイッチング素子をターンオン
させることになるので、スイッチング素子には急峻な立
ち上がりの電流が流れることに加えて、帰還用ダイオー
ドの逆方向阻止機能が回復するまではスイッチング素子
に大きなスパイク状の電流が流れるので、損失や雑音の
増加、スイッチング素子へのストレスの増大などの問題
が発生する。これらのことから、従来の直列共振コンバ
ータでは動作周波数を共振周波数の1/2以下で使用しな
ければならず、平滑用コンデンサが大形化する問題もあ
る。In this series resonance converter, the reverse blocking capability recovery time of the feedback diode becomes a problem as the resonance frequency is increased. In other words, if the switching element turns on before the reverse blocking capability of the feedback diode is restored, a mode in which the DC power supply is short-circuited occurs and there is the problem of increased loss and noise, and in some cases the switching element may be destroyed. There is. Furthermore, when this series resonant converter is used at f 0 <2f, the switching element is turned on when the feedback current is flowing through the primary winding of the transformer, so a current with a steep rise flows through the switching element. In addition, since a large spike-shaped current flows through the switching element until the reverse blocking function of the feedback diode is restored, problems such as increased loss and noise and increased stress on the switching element occur. For these reasons, in the conventional series resonant converter, the operating frequency must be used at 1/2 or less of the resonant frequency, and there is a problem that the smoothing capacitor becomes large.
この発明の目的は帰還電流をトランスの一次巻線を介さ
ずに直流電源に帰還できるように帰還用ダイオードを接
続することにより、f0<2fで使用してもスイッチング素
子の電流の立ち上がりが急峻にならず、また帰還用ダイ
オードの逆方向阻止機能が回復していなくてもスパイク
状の電流が流れないようにした直列共振コンバータを提
供することにある。The object of the present invention is to connect the feedback diode so that the feedback current can be fed back to the DC power supply without passing through the primary winding of the transformer, so that the current rise of the switching element is steep even when used with f 0 <2f. Another object of the present invention is to provide a series resonant converter in which a spike-shaped current does not flow even if the reverse blocking function of the feedback diode is not restored.
この発明によれば共振用インダクタが二分割され、その
一方は従来と同様に、二つのスイッチング素子の接続点
と二つの帰還用ダイオードの接続点との間にトランスの
一次巻線と直列に挿入され、二分割された共振用インダ
クタの他方は二つの帰還用ダイオードの接続点と二つの
共振用コンデンサの接続点との間に接続される。According to the present invention, the resonance inductor is divided into two, one of which is inserted in series with the primary winding of the transformer between the connection point of the two switching elements and the connection point of the two feedback diodes, as in the conventional case. The other half of the resonance inductor divided into two is connected between the connection point of the two feedback diodes and the connection point of the two resonance capacitors.
このようにすると帰還電流がトランスの一次巻線に流れ
ることがなく、かつ動作周波数の2倍が共振周波数より
大きい場合で、帰還用ダイオードの逆方向阻止機能が回
復していなくてもスイッチング素子にスパイク状の電流
が流れない。In this way, when the feedback current does not flow in the primary winding of the transformer, and the operating frequency is twice as high as the resonance frequency, even if the reverse blocking function of the feedback diode is not restored, the switching element operates as a switching element. No spike-shaped current flows.
第1図はこの発明の実施例を示し、第3図と対応する部
分には同一符号を付けてある。この発明によれば共振用
インダクタは共振用インダクタ25と26とに分割され、そ
の一方の共振用インダクタ25は従来と同様にトランス18
の一次巻線と直列にされ、スイッチング素子11,12の接
続点と、帰還用ダイオード15,16の接続点との間に接続
される。他方の共振用インダクタ26は共振用コンデンサ
13,14の接続点と帰還用ダイオード15,16の接続点との間
に接続される。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and parts corresponding to those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. According to the present invention, the resonance inductor is divided into resonance inductors 25 and 26, and one of the resonance inductors 25 is the transformer 18 as in the conventional case.
It is connected in series with the primary winding of the switching element 11 and 12 and the connection point of the feedback diodes 15 and 16. The other resonance inductor 26 is a resonance capacitor.
It is connected between the connection point of 13,14 and the connection point of the feedback diodes 15,16.
この第1図に示す直列共振コンバータの動作を以下に説
明する。スイッチング素子11をターンオンさせると、直
流電源17−スイッチング素子11−トランス18の一次巻線
−共振用インダクタ25−共振用インダクタ26−共振用コ
ンデンサ14−直流電源17のループと、共振用コンデンサ
13−スイッチング素子11−トランス18の一次巻線−共振
用インダクタ25−共振用インダクタ26−共振用コンデン
サ13のループとで共振電流が流れる。スイッチング素子
12をターンオンさせた時は、直流電源17−共振用コンデ
ンサ13−共振用インダクタ26−共振用インダクタ25−ト
ランス18の一次巻線−スイッチング素子12−直流電源17
のループと、共振用コンデンサ14−共振用インダクタ26
−共振用インダクタ25−トランス18の一次巻線−スイッ
チング素子12−共振用コンデンサ14のループとで共振電
流が流れる。トランス18の一次巻線数と二次巻線数の比
をnとすれば二次巻線にはn倍の共振電流が流れるの
で、この共振電流を整流ダイオード21及び22で整流し、
平滑コンデンサ23を充電して直流電圧を負荷抵抗24に供
給する。直流電源17の電圧をEとすると、共振用コンデ
ンサ13,14の充電電圧がE以下であれば帰還用ダイオー
ド15または16には電流は流れない。この領域をモートI
と呼ぶことにする。モードIでは負荷抵抗24を変化させ
ても出力電圧は一定で、E/(2n)で与えられる。共振用
コンデンサ13,14の充電電圧は負荷抵抗24を小さくする
につれて上昇し、Eになると共振用コンデンサ13−直流
電源17−帰還用ダイオード16−共振用インダクタ26−共
振用コンデンサ13のループ、または共振用コンデンサ14
−共振用インダクタ26−帰還用ダイオード15−直流電源
17−共振用コンデンサ14のループで帰還電流が流れだ
す。この領域をモードIIと呼ぶことにする。モードIIで
は負荷抵抗24を変化させても出力電流は一定で4fC1nEで
与えられる。fは動作周波数で共振周波数をf0とすると
f0>2fの場合である。C1は共振用コンデンサ13,14の容
量である。モードIにおけるスイッチング素子11または
12を流れる共振用電流i0はスイッチング素子をターンオ
ンさせた時をt=0とすれば式(4)となる。The operation of the series resonance converter shown in FIG. 1 will be described below. When the switching element 11 is turned on, the DC power supply 17-the switching element 11-the primary winding of the transformer 18-the resonance inductor 25-the resonance inductor 26-the resonance capacitor 14-the DC power supply 17 loop and the resonance capacitor
A resonance current flows through 13-the switching element 11-the primary winding of the transformer 18, the resonance inductor 25, the resonance inductor 26, and the loop of the resonance capacitor 13. Switching element
When the 12 is turned on, the DC power supply 17-resonance capacitor 13-resonance inductor 26-resonance inductor 25-transformer 18 primary winding-switching element 12-DC power supply 17
Loop and resonance capacitor 14-resonance inductor 26
A resonance current flows through the resonance inductor 25, the primary winding of the transformer 18, the switching element 12 and the loop of the resonance capacitor 14. If the ratio of the number of primary windings to the number of secondary windings of the transformer 18 is n, then n times the resonance current flows in the secondary windings, so this resonance current is rectified by the rectifying diodes 21 and 22,
The smoothing capacitor 23 is charged and a DC voltage is supplied to the load resistor 24. Assuming that the voltage of the DC power supply 17 is E, if the charging voltage of the resonance capacitors 13 and 14 is equal to or lower than E, no current flows through the feedback diode 15 or 16. Mote I in this area
I will call it. In mode I, the output voltage is constant even if the load resistance 24 is changed, and is given by E / (2n). The charging voltage of the resonance capacitors 13 and 14 increases as the load resistance 24 is reduced, and when it reaches E, the resonance capacitor 13-DC power supply 17-feedback diode 16-resonance inductor 26-resonance capacitor 13 loop, or Resonant capacitor 14
-Resonance inductor 26-Feedback diode 15-DC power supply
17-A feedback current begins to flow in the loop of the resonance capacitor 14. This area is called Mode II. In mode II, the output current is constant and is given by 4fC 1 nE even if the load resistance 24 is changed. f is the operating frequency and the resonance frequency is f 0
This is the case when f 0 > 2f. C 1 is the capacitance of the resonance capacitors 13 and 14. Switching element 11 in mode I or
The resonance current i 0 flowing through 12 is given by the equation (4) when t = 0 when the switching element is turned on.
i0=〔I0sin〔t/{2C1(L1+L2)}1/2}〕/4fn{2C
1(L1+L2)}1/2 (4) モードIIにおけるスイッチング素子11または12を流れる
共振電流i0は式(5)となる。i 0 = [I 0 sin [t / {2C 1 (L 1 + L 2 )} 1/2 }] / 4fn {2C
1 (L 1 + L 2 )} 1/2 (4) The resonance current i 0 flowing through the switching element 11 or 12 in mode II is given by equation (5).
i0=〔Esin〔t/{2C1(L1+L2)}1/2〕〕/ 2{(L1+L2)/2C1}1/2 (5) 帰還用ダイオード15または16を流れる帰還電流i1は、帰
還電流i1が流れだす時刻をT0とすれば式(6)となる。i 0 = [Esin [t / {2C 1 (L 1 + L 2 )} 1/2 ]] / 2 {(L 1 + L 2 ) / 2C 1 } 1/2 (5) Flow through the feedback diode 15 or 16 The feedback current i 1 is given by the equation (6) when the time when the feedback current i 1 starts to flow is T 0 .
i1=−〔(−nV0+E/2)sin{(t−T0)/ (2C1L2)1/2}〕/(L2/2C1)1/2 (6) ここでL1は共振用インダクタ25のインダクタンス、L2は
共振用インダクタ26のインダクタンスである。第2図に
モードI及びモードIIにおける帰還用ダイオード15また
は16及びスイッチング素子11または12を流れる電流波形
を示す。i 1 = - [(- nV 0 + E / 2 ) sin {(t-T 0) / (2C 1 L 2) 1/2} ] / (L 2 / 2C 1) 1/2 (6) wherein L 1 is the inductance of the resonance inductor 25, and L 2 is the inductance of the resonance inductor 26. FIG. 2 shows current waveforms flowing through the feedback diode 15 or 16 and the switching element 11 or 12 in the mode I and the mode II.
モードIでは式(4)から判るように負荷抵抗24を小さ
くすると、共振電流のピーク値が大きくなり、出力電圧
は一定になる。モードIIでは負荷抵抗24が小さくなる
と、式(6)から帰還電流のピーク値は増加するが、式
(5)から共振電流のピーク値は一定となる。出力電流
はi0の平均値のn倍であるから一定となる。すなわち出
力電圧は減少する。帰還電流が流れている間は帰還用ダ
イオード15と16の接続点は電源電圧Eになっており、こ
の状態でスイッチング素子11または12をターンオンさせ
ても、帰還用ダイオードとスイッチング素子の間に共振
用インダクタ25があるため、スイッチング素子のターン
オン時の電流の立ち上がりはEt/L1(tは時間)で与え
られる。従って帰還用ダイオードの逆方向阻止能力が回
復していなくてもスパイク状の電流は流れず、従来の直
列共振コンバータに比べ損失、雑音、スイッチング素子
へのストレスなどの低減が可能となる。またスイッチン
グ素子にMOS−FETのように原理的に蓄積時間のない素子
を使用すれば動作周波数を共振周波数まで高めることが
でき、平滑用コンデンサの小形化も可能となる。なお共
振用インダクタ25はトランス18のもれインダクタンスを
活用できることは言うまでもない。In mode I, when the load resistance 24 is reduced as can be seen from the equation (4), the peak value of the resonance current increases and the output voltage becomes constant. In mode II, when the load resistance 24 becomes smaller, the peak value of the feedback current increases from the equation (6), but the peak value of the resonance current becomes constant from the equation (5). The output current is constant because it is n times the average value of i 0 . That is, the output voltage decreases. While the feedback current is flowing, the connection point of the feedback diodes 15 and 16 is the power supply voltage E, and even if the switching element 11 or 12 is turned on in this state, resonance occurs between the feedback diode and the switching element. Since there is the inductor 25 for use, the rise of the current when the switching element is turned on is given by Et / L 1 (t is time). Therefore, even if the reverse blocking capability of the feedback diode is not restored, a spike-shaped current does not flow, and loss, noise, stress on switching elements, etc. can be reduced as compared with the conventional series resonant converter. In addition, if a switching element such as a MOS-FET that theoretically has no storage time is used, the operating frequency can be increased to the resonance frequency, and the smoothing capacitor can be downsized. It goes without saying that the resonance inductor 25 can utilize the leakage inductance of the transformer 18.
以上説明したように、この発明による直列共振コンバー
タは帰還用ダイオードの逆方向阻止能力が回復していな
くても、スイッチング素子のターンオン時の電流は共振
用インダクタにより緩やかに立ち上がるので、従来の直
列共振コンバータに比較し高周波化が可能であり、また
動作周波数を共振周波数まで高めた場合でも損失や雑音
が増加しない利点がある。As described above, in the series resonance converter according to the present invention, even when the reverse blocking capability of the feedback diode is not restored, the current at the turn-on of the switching element rises gently by the resonance inductor, so the conventional series resonance converter is used. Compared to converters, higher frequencies are possible, and there is the advantage that loss and noise do not increase even when the operating frequency is raised to the resonance frequency.
第1図はこの発明の実施例を示す接続図、第2図は第1
図におけるスイッチング素子及び帰還用ダイオードを流
れる電流波形図、第3図は従来の直列共振コンバータを
示す接続図、第4図は第3図におけるスイッチング素子
及び帰還用ダイオードを流れる電流波形図である。FIG. 1 is a connection diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a current waveform diagram flowing through the switching element and the feedback diode in the figure, FIG. 3 is a connection diagram showing a conventional series resonance converter, and FIG. 4 is a current waveform diagram flowing through the switching element and the feedback diode in FIG.
Claims (1)
個の共振用コンデンサの直列回路と、2個の帰還用ダイ
オードの直列回路とが直流電源に接続され、 上記スイッチング素子直列回路の接続点と上記帰還用ダ
イオード直列回路の接続点との間にトランスの一次巻線
と第一の共振用インダクタとの直列回路が接続され、 上記帰還用ダイオード直列回路の接続点と上記共振用コ
ンデンサの直列回路の接続点との間に第二の共振用イン
ダクタが接続され、 上記トランスの二次巻線に全波整流回路と平滑用コンデ
ンサとが接続されてなる直列共振コンバータ。1. A series circuit of two switching elements, and 2
A series circuit of resonance capacitors and a series circuit of two feedback diodes are connected to a DC power supply, and a transformer is provided between the connection point of the switching element series circuit and the connection point of the feedback diode series circuit. A series circuit of the primary winding and the first resonance inductor is connected, and a second resonance inductor is provided between the connection point of the feedback diode series circuit and the connection point of the series circuit of the resonance capacitor. A series resonance converter in which a full-wave rectifier circuit and a smoothing capacitor are connected to the secondary winding of the transformer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62232958A JPH0783592B2 (en) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | Series resonant converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62232958A JPH0783592B2 (en) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | Series resonant converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6477470A JPS6477470A (en) | 1989-03-23 |
| JPH0783592B2 true JPH0783592B2 (en) | 1995-09-06 |
Family
ID=16947533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62232958A Expired - Lifetime JPH0783592B2 (en) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | Series resonant converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783592B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6236472B2 (en) | 2013-03-05 | 2017-11-22 | ナイキ イノベイト シーブイ | Applicable music playback system |
-
1987
- 1987-09-16 JP JP62232958A patent/JPH0783592B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP6236472B2 (en) | 2013-03-05 | 2017-11-22 | ナイキ イノベイト シーブイ | Applicable music playback system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6477470A (en) | 1989-03-23 |
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