JP3761558B2 - Switching power supply circuit and control method used for the switching power supply circuit - Google Patents
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Description
この発明は、スイッチング電源回路及び該スイッチング電源回路に用いられる制御方法に係り、たとえば、バッテリなどの比較的低い電圧を昇圧して得られた電源電圧により動作する電子機器などに用いて好適なスイッチング電源回路及び該スイッチング電源回路に用いられる制御方法に関する。 The present invention relates to a switching power supply circuit and a control method used in the switching power supply circuit. For example, the switching power supply suitable for use in an electronic device that operates with a power supply voltage obtained by boosting a relatively low voltage such as a battery. The present invention relates to a power supply circuit and a control method used for the switching power supply circuit.
近年では、電子機器が小形化され、内蔵される電源部も小形化することが要求されている。この電源部としてスイッチング電源回路が多く用いられるが、同スイッチング電源回路を小形化する場合、一般に、スイッチング周波数を高くすることにより、対応している。スイッチング周波数を高くすると、スイッチング素子におけるスイッチング損失が増加して発熱量が増加するため、放熱器などを大型化する必要があり、小形化する場合の障害となる。このため、スイッチング損失の低減が要求されている。また、スイッチング電源回路は、降圧型、昇圧型、及び昇降圧型に分類されるが、これらのうちの昇圧型のものは、バッテリなどの直流電源部、チョークコイル、スイッチング素子、整流用ダイオード、及び平滑コンデンサを備えている。そして、スイッチング素子がオン状態のときに直流電源部から供給される電磁エネルギーがチョークコイルに貯蔵され、同スイッチング素子がオフ状態になったときに同チョークコイルに生ずる逆起電圧が同直流電源部の出力電圧に重畳されて整流用ダイオードを介して平滑コンデンサに印加され、同直流電源部の出力電圧が昇圧される。 In recent years, electronic devices have been miniaturized, and the built-in power supply unit is also required to be miniaturized. A switching power supply circuit is often used as the power supply unit. When the switching power supply circuit is miniaturized, generally, the switching frequency is increased to cope with it. When the switching frequency is increased, the switching loss in the switching element is increased and the amount of heat generation is increased. Therefore, it is necessary to increase the size of the radiator and the like, which becomes an obstacle to downsizing. For this reason, reduction of switching loss is required. The switching power supply circuit is classified into a step-down type, a step-up type, and a step-up / step-down type. Of these, the step-up type includes a DC power supply unit such as a battery, a choke coil, a switching element, a rectifying diode, and A smoothing capacitor is provided. The electromagnetic energy supplied from the DC power supply when the switching element is on is stored in the choke coil, and the back electromotive voltage generated in the choke coil when the switching element is off is the DC power supply. Is applied to the smoothing capacitor via a rectifying diode, and the output voltage of the DC power supply is boosted.
この種のスイッチング電源回路は、従来では、たとえば図6に示すように、バッテリ1と、チョークコイル2と、スイッチング素子(nチャネル型MOSFET、以下、「nMOS」という)3と、ダイオード4と、コンデンサ5と、整流用ダイオード6と、平滑コンデンサ7と、制御部8とから構成され、同平滑コンデンサ7に負荷Zが並列接続されている。
Conventionally, this type of switching power supply circuit has a battery 1, a
このスイッチング電源回路では、スイッチング素子3がオン状態のときにバッテリ1から供給される電磁エネルギーがチョークコイル2に貯蔵され、同スイッチング素子3がオフ状態になったときに同チョークコイル2に生ずる逆起電圧が同バッテリ1の電圧Eに重畳されて整流用ダイオード6を介して平滑コンデンサ7に印加され、同バッテリ1の出力電圧Eが昇圧されて出力電圧Nが負荷Zに供給される。出力電圧Nは制御部8で監視され、同出力電圧Nがほぼ設定値に保たれるように制御部8でスイッチング素子3のオン状態の時間幅が制御される。
In this switching power supply circuit, the electromagnetic energy supplied from the battery 1 is stored in the
しかしながら、このスイッチング電源回路では、次のような問題点があった。
すなわち、スイッチング素子3のターンオン及びターンオフの際、損失が発生する。たとえば、スイッチング素子3のターンオン時、ターンオンの直前において、コンデンサ5は、スイッチング素子3の寄生容量であり、出力電圧Nにほぼ等しい電圧で充電されている。そして、コンデンサ5の充電電荷は、ターンオン時にスイッチング素子3を通して放電される。このとき、コンデンサ5に蓄積されていた電磁エネルギーはスイッチング素子3で消費され、電力の損失が発生する。また、スイッチング素子3がターンオンする直前では、整流用ダイオード6に順方向に負荷電流が流れているが、この状態でスイッチング素子がターンオンすると、整流用ダイオード6に平滑コンデンサ7から逆電圧が印加される。このため、整流用ダイオード6にリカバリ電流が流れ、しかも電流制限するものがないため、多大な損失及び雑音が発生するという問題点がある。また、整流用ダイオード6をファースト・リカバリ・ダイオードで構成した場合、リカバリ電流は減少するが、完全になくなるわけではない。
However, this switching power supply circuit has the following problems.
That is, a loss occurs when the
上記のスイッチング電源回路の他、従来、この種の技術としては、たとえば、次のような文献に記載されるものがあった。
特許文献1に記載された昇圧チョッパ型スイッチング電源は、図7に示すように、バッテリ1と、チョークコイル2と、主スイッチング素子3と、ダイオード4と、コンデンサ5と、整流用ダイオード6と、平滑コンデンサ7と、制御部8Aと、チョークコイル9と、ダイオード10,11と、補助スイッチング素子12と、ダイオード13とから構成され、同平滑コンデンサ7に負荷Zが並列接続されている。
In addition to the above-described switching power supply circuit, conventionally, this type of technology has been described in, for example, the following documents.
As shown in FIG. 7, the step-up chopper type switching power supply described in Patent Document 1 includes a battery 1, a
このスイッチング電源では、図8に示すように、主スイッチング素子3がオン状態となる直前に補助スイッチング素子12がオン状態となり、同主スイッチング素子3がオン状態になった直後に補助スイッチング素子12がオフ状態となる。まず、補助スイッチング素子12がオン状態になると、同補助スイッチング素子12に流れる電流は、チョークコイル9により、電流の立上りが緩やかになるため、同補助スイッチング素子12がオフ状態からオン状態に遷移するときのスイッチング損失が低減される。次に、チョークコイル9に流れる電流が上昇し、チョークコイル2の電流と等しくなると、コンデンサ5の電荷は、チョークコイル9と同コンデンサ5との共振により引き抜かれ、同コンデンサ5の放電が完了すると、ダイオード4がオン状態となる。ダイオード4がオン状態の期間に主スイッチング素子3がオンするため、同主スイッチング素子3はゼロ電圧スイッチングとなり、スイッチング損失が低減される。
In this switching power supply, as shown in FIG. 8, the
次に、補助スイッチング素子12がオン状態からオフ状態に遷移したとき、同補助スイッチング素子12の両端の電圧は、チョークコイル9に蓄積された電磁エネルギーにより急速に立ち上がるため、補助スイッチング素子12でスイッチング損失が発生する。次に、チョークコイル9に蓄積された電磁エネルギーは、主スイッチング素子3、同チョークコイル9、ダイオード10の電流経路で放出される。以上のように、このスイッチング電源では、補助スイッチング素子12がオフするときにスイッチング損失が発生するという問題点がある。この場合、補助スイッチング素子12に並列にコンデンサを接続すれば、同補助スイッチング素子12の両端の電圧の立上りを緩やかにすることはできるが、同補助スイッチング素子12がオン状態になるときに同コンデンサが放電するため、スイッチング損失が発生するという問題点がある。
Next, when the
また、特許文献2に記載されたスイッチング電源装置は、図9に示すように、バッテリ1と、チョークコイル2と、主スイッチング素子3と、ダイオード4と、コンデンサ5と、整流用ダイオード6と、平滑コンデンサ7と、トランス21と、補助スイッチング素子22と、ダイオード23と、コンデンサ24と、コンデンサ25とから構成されている。
Further, as shown in FIG. 9, the switching power supply device described in
このスイッチング電源装置では、図10に示すように、時刻t0において、主スイッチング素子3がオン状態になると、チョークコイル2とトランス21の一次巻線n1との直列回路にバッテリ1の電圧Eが印加される。このとき、補助スイッチング素子22はオフ状態であるため、トランス21の二次巻線n2に電流は流れない。従って、トランス21は、その励磁インダクタンスと等価となり、図7のスイッチング電源回路と同様の動作が行われる。時刻t1において、主スイッチング素子3がオフ状態になると、トランス21にフライバック電圧が発生し、ダイオード23を通してコンデンサ25が充電される。トランス21の二次巻線n2の電圧はコンデンサ25の電圧でクランプされ、その電流は直線的に減少する。また、このとき、チョークコイル2の電流は、ダイオード6を通して負荷に供給される。
In this switching power supply device, as shown in FIG. 10, when the
時刻t2において、トランス21の電流がゼロになり、このとき、補助スイッチング素子22はオフ状態であるため、トランス21の二次巻線n2に電流は流れない。従って、トランス21は、再び励磁インダクタンスと等価となり、コンデンサ5,24と共振を始める。このとき、共振電流は、コンデンサ5、ダイオード6及びコンデンサ7のループと、コンデンサ24、トランス21及びコンデンサ25のループに流れる。時刻t3において、補助スイッチング素子22がオン状態となり、トランス21の二次巻線n2にコンデンサ25の電圧が印加され、その電流は直線的に増加する。
At time t2, the current of the
時刻t4において、補助スイッチング素子22がオフ状態となり、トランス21の二次巻線n2に電流が流れなくなると、トランス21は、その励磁インダクタンスと等価となり、コンデンサ5と共振を始める。このとき、共振電流は、コンデンサ5、トランス21、ダイオード6及びコンデンサ7のループに流れ、同コンデンサ5が放電する。コンデンサ5の電圧がゼロに達したとき、あるいは最小点に達したときに主スイッチング素子3をオン状態にすることにより、同主スイッチング素子3はゼロ電圧スイッチング又はソフトスイッチングとなり、スイッチング損失が大幅に低減される。また、このとき、ダイオード6の電流ID1は、図10(f)に示すように、ゼロに近付いているので、次に主スイッチング素子3がオン状態となるときに発生するリカバリノイズが減少する。
しかしながら、上記図9のスイッチング電源回路では、次のような問題点があった。
すなわち、時刻t2において補助スイッチ電流ISW2がゼロに達した後、時刻t3において補助スイッチング素子22がオン状態となる。このため、補助スイッチング素子22に並列接続されているダイオード23がオフ状態のときに同補助スイッチング素子22がオン状態となり、ゼロ電圧スイッチングにならないため、スイッチング損失が発生するという問題点がある。また、上記特許文献2では、図9中のダイオード4の働きが明確に記載されていない。
However, the switching power supply circuit of FIG. 9 has the following problems.
That is, after the auxiliary switch current ISW2 reaches zero at time t2, the
また、上記図7又は図9中のバッテリ1に代えて、商用交流電源及び同商用交流電源から得られる入力電圧を整流して脈動電圧を生成する整流回路を設け、入力電流を入力電圧とほぼ同一位相のサイン波形になるように制御する力率改善回路を構成した場合でも、同様のスイッチング損失が発生するという問題点がある。 Further, instead of the battery 1 in FIG. 7 or FIG. 9, a commercial AC power source and a rectifier circuit that rectifies an input voltage obtained from the commercial AC power source to generate a pulsating voltage are provided, and the input current is substantially equal to the input voltage. Even when a power factor correction circuit that controls to have a sine waveform of the same phase is configured, there is a problem that similar switching loss occurs.
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、スイッチング損失を低減し、より高効率のスイッチング電源回路及び該スイッチング電源回路に用いられる制御方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a switching power supply circuit with higher efficiency and a control method used in the switching power supply circuit that reduces switching loss.
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、スイッチング素子がオン状態のときに直流電源部から供給される電磁エネルギーをインダクタンス素子に貯蔵し、前記スイッチング素子がオフ状態になったときに前記インダクタンス素子に生ずる逆起電圧を前記直流電源部の出力電圧に重畳して整流手段を介して平滑手段に印加することにより、前記直流電源部の出力電圧を昇圧させるスイッチング電源回路に係り、前記スイッチング素子に流れる電流の方向に対する逆の方向が順方向となる態様で該スイッチング素子の両端に介挿された整流素子と、前記スイッチング素子の両端に介挿された静電容量素子と、前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移する前に前記整流素子に順方向電流を流して該整流素子をオン状態とすると共に前記静電容量素子を放電し、前記スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときに前記静電容量素子を充電すると共に前記整流素子をオフ状態とし、かつ前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移したときに前記平滑手段から前記整流手段を介して該スイッチング素子に流れ込むリカバリ電流を制限する制御回路とが設けられていると共に、前記制御回路は、前記スイッチング素子に流れる電流を一次巻線に流し、該一次巻線に蓄えられた電磁エネルギーを二次巻線に転送する一方、該二次巻線に電流を流し、該二次巻線に蓄えられた電磁エネルギーを前記一次巻線に転送するトランスと、該トランスの前記二次巻線との間で共振電流が流れ、該二次巻線から供給される電磁エネルギーを蓄積する蓄積手段と、オン状態になったときに前記蓄積手段から前記トランスの二次巻線に電流を流す補助スイッチング素子と、前記補助スイッチング素子に流れる電流の方向に対する逆の方向が順方向となる態様で該補助スイッチング素子の両端に介挿された補助整流素子と、前記補助スイッチング素子に介挿された補助静電容量素子と、前記スイッチング素子と前記補助スイッチング素子とを交互にオン/オフ制御し、かつ同時にオフ状態となるデッドタイム期間を設定する制御部とから構成されていて、かつ、前記スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときの前記デッドタイム期間では、前記スイッチング素子に流れる電流の立下りに比べて電圧の立ち上がりが緩やかになるように設定する一方、前記補助スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときの前記デッドタイム期間では、前記補助スイッチング素子に流れる電流の立下りに比べて電圧の立ち上がりが緩やかになるように設定されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 stores the electromagnetic energy supplied from the DC power supply unit in the inductance element when the switching element is in the on state, and when the switching element is in the off state. The present invention relates to a switching power supply circuit that boosts the output voltage of the DC power supply unit by applying a counter electromotive voltage generated in the inductance element to the smoothing unit via a rectifying unit superimposed on the output voltage of the DC power supply unit, A rectifying element inserted at both ends of the switching element in a manner in which the direction opposite to the direction of the current flowing through the switching element is a forward direction, a capacitance element inserted at both ends of the switching element, and the switching Before the element transitions from the off state to the on state, a forward current is passed through the rectifying element to turn the rectifying element on. Both discharge the capacitance element, charge the capacitance element when the switching element transitions from the on state to the off state, turn the rectifier element off, and turn the switching element on from the off state. And a control circuit that limits a recovery current that flows from the smoothing means to the switching element via the rectifying means when the state transitions, and the control circuit performs a primary winding of the current flowing through the switching element. The electromagnetic energy stored in the primary winding is transferred to the secondary winding, while the current is passed through the secondary winding, and the electromagnetic energy stored in the secondary winding is transferred to the primary winding. Storage means for storing electromagnetic energy supplied from the secondary winding through which a resonant current flows between the transformer transferred to the secondary winding and the secondary winding of the transformer; An auxiliary switching element that causes a current to flow from the storage means to the secondary winding of the transformer when in a state, and a direction opposite to the direction of the current that flows to the auxiliary switching element is a forward direction. Auxiliary rectifying element inserted at both ends of the auxiliary switching element, an auxiliary capacitance element inserted in the auxiliary switching element, the switching element and the auxiliary switching element are alternately turned on / off, and simultaneously turned off. The dead time period when the switching element transitions from the on-state to the off-state, compared to the fall of the current flowing through the switching element. The rise of the voltage is set to be gentle, while the auxiliary switching element is turned off from the on state. In the dead time period when transitioning to a state, the rising of the voltage is set to be slower than the falling of the current flowing through the auxiliary switching element .
請求項2記載の発明は、請求項1記載のスイッチング電源回路に係り、前記スイッチング素子は、MOSトランジスタで構成され、前記整流素子は、該MOSトランジスタの寄生ダイオードで構成され、前記静電容量素子は、該MOSトランジスタの寄生容量で構成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention relates to a switching power supply circuit according to claim 1, wherein the switching element is a MOS transistor, the rectifier element is constituted by a parasitic diode of the MOS transistor, the capacitive element Is constituted by the parasitic capacitance of the MOS transistor.
また、請求項3記載の発明は、請求項1記載のスイッチング電源回路に係り、前記補助スイッチング素子は、MOSトランジスタで構成され、前記補助整流素子は、該MOSトランジスタの寄生ダイオードで構成され、前記補助静電容量素子は、該MOSトランジスタの寄生容量で構成されていることを特徴としている。
Further, an invention according to
また、請求項4記載の発明は、請求項1記載のスイッチング電源回路において、前記直流電源部は、商用交流電源から得られる入力電圧を整流して脈動電圧を生成する整流回路で構成され、かつ、前記商用交流電源から得られる入力電流を検出する電流検出手段が設けられ、前記制御部は、前記脈動電圧、出力電圧及び入力電流に基づいて該入力電流を前記入力電圧とほぼ同一位相のサイン波形になるように前記スイッチング素子及び補助スイッチング素子のオン時間を制御する力率改善制御手段で構成されていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the switching power supply circuit according to the first aspect, the DC power supply unit is configured by a rectifier circuit that rectifies an input voltage obtained from a commercial AC power supply to generate a pulsating voltage, and Current detecting means for detecting an input current obtained from the commercial AC power source is provided, and the control unit converts the input current to a sign having substantially the same phase as the input voltage based on the pulsating voltage, the output voltage, and the input current. It is characterized by comprising power factor correction control means for controlling the ON time of the switching element and the auxiliary switching element so as to have a waveform.
また、請求項5記載の発明は、スイッチング素子がオン状態のときに直流電源部から供給される電磁エネルギーをインダクタンス素子に貯蔵し、前記スイッチング素子がオフ状態になったときに前記インダクタンス素子に生ずる逆起電圧を前記直流電源部の出力電圧に重畳して整流手段を介して平滑手段に印加することにより、前記直流電源部の出力電圧を昇圧させるスイッチング電源回路に用いられ、前記スイッチング素子に流れる電流の方向に対する逆の方向が順方向となる態様で該スイッチング素子の両端に介挿された整流素子と、前記スイッチング素子の両端に介挿された静電容量素子とを設けておき、前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移する前に前記整流素子に順方向電流を流して該整流素子をオン状態とすると共に前記静電容量素子を放電し、前記スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときに前記静電容量素子を充電すると共に前記整流素子をオフ状態とし、かつ前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移したときに前記平滑手段から前記整流手段を介して該スイッチング素子に流れ込むリカバリ電流を制限することを特徴とする制御方法に係り、前記スイッチング素子に流れる電流を一次巻線に流し、該一次巻線に蓄えられた電磁エネルギーを二次巻線に転送する一方、該二次巻線に電流を流し、該二次巻線に蓄えられた電磁エネルギーを前記一次巻線に転送するトランスと、該トランスの二次巻線との間で共振電流が流れ、該二次巻線から供給される電磁エネルギーを蓄積する蓄積手段と、オン状態になったときに前記蓄積手段から前記トランスの二次巻線に電流を流す補助スイッチング素子と、前記補助スイッチング素子に流れる電流の方向に対する逆の方向が順方向となる態様で該補助スイッチング素子の両端に介挿された補助整流素子と、前記補助スイッチング素子に介挿された補助静電容量素子と、前記スイッチング素子と前記補助スイッチング素子とを交互にオン/オフ制御し、かつ同時にオフ状態となるデッドタイム期間を設定する制御部とを設けておき、前記補助スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移する前に前記補助整流素子をオン状態とすると共に前記補助静電容量素子を放電し、前記補助スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときに前記補助静電容量素子を充電すると共に前記補助整流素子をオフ状態とし、かつ、前記スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときの前記デッドタイム期間では、前記スイッチング素子に流れる電流の立下りに比べて電圧の立ち上がりが緩やかになるように設定する一方、前記補助スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときの前記デッドタイム期間では、前記補助スイッチング素子に流れる電流の立下りに比べて電圧の立ち上がりが緩やかになるように設定することを特徴とする制御方法。 According to a fifth aspect of the present invention, the electromagnetic energy supplied from the DC power supply unit is stored in the inductance element when the switching element is on, and is generated in the inductance element when the switching element is off. The counter electromotive voltage is superimposed on the output voltage of the DC power supply unit and applied to the smoothing unit via the rectifying unit, thereby being used in a switching power supply circuit that boosts the output voltage of the DC power supply unit and flows to the switching element. A rectifying element inserted at both ends of the switching element and a capacitance element inserted at both ends of the switching element in a manner in which the direction opposite to the current direction is the forward direction, and the switching When a forward current is passed through the rectifier element before the element transitions from the off state to the on state, the rectifier element is turned on. When the switching element transitions from an on state to an off state, the capacitance element is charged, the rectifier element is turned off, and the switching element is turned on from the off state. The present invention relates to a control method characterized by limiting a recovery current flowing from the smoothing means to the switching element through the rectifying means when transitioning to a state, and passing a current flowing through the switching element through a primary winding, A transformer for transferring the electromagnetic energy stored in the primary winding to the secondary winding, while passing a current through the secondary winding and transferring the electromagnetic energy stored in the secondary winding to the primary winding; A resonance current flows between the secondary winding of the transformer and the storage means for storing electromagnetic energy supplied from the secondary winding; Auxiliary switching element for passing current from the product means to the secondary winding of the transformer, and inserted in both ends of the auxiliary switching element in such a manner that the direction opposite to the direction of the current flowing through the auxiliary switching element is the forward direction. The auxiliary rectifying element, the auxiliary capacitance element inserted in the auxiliary switching element, the switching element and the auxiliary switching element are alternately turned on / off, and a dead time period in which the off state is simultaneously set is set. A control unit configured to turn on the auxiliary rectifying element and discharge the auxiliary capacitance element before the auxiliary switching element transitions from the off state to the on state, and the auxiliary switching element is turned on. Charging the auxiliary capacitance element at the time of transition from the state to the off state and turning off the auxiliary rectifier element; and In the dead time period when the switching element transitions from the on state to the off state, the voltage rising is set to be gentler than the falling of the current flowing through the switching element, while the auxiliary switching element A control method characterized in that, during the dead time period when the transition from the on state to the off state, the rise of the voltage is set slower than the fall of the current flowing through the auxiliary switching element .
この発明の構成によれば、スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するとき、介挿された静電容量素子が充電されるため、同スイッチング素子に流れる電流の立下りに比べて電圧の立上りが緩やかになるので、スイッチング損失を低減できる。また、スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移する前に、介挿された整流素子がオン状態となるので、ゼロ電圧スイッチングとなり、スイッチング損失を低減できる。同様に、補助スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するとき、介挿された補助静電容量素子が充電されるため、同補助スイッチング素子に流れる電流の立下りに比べて電圧の立上りが緩やかになるので、スイッチング損失を低減できる。また、補助スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移する前に、介挿された補助整流素子がオン状態となるので、ゼロ電圧スイッチングとなり、スイッチング損失を低減できる。また、スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移したときに平滑手段から整流手段を介して同スイッチング素子に流れ込むリカバリ電流が制御回路により制限されるので、スイッチング損失を低減できる。また、スイッチング素子及び補助スイッチング素子のオン時間が力率改善制御手段により制御され、入力電流が入力電圧とほぼ同一位相のサイン波形になるので、力率を改善できる。 According to the configuration of the present invention, when the switching element transitions from the on state to the off state, the inserted electrostatic capacitance element is charged, so that the voltage rise compared to the fall of the current flowing through the switching element. Since it becomes gentle, switching loss can be reduced. Further, since the inserted rectifier element is turned on before the switching element transitions from the off state to the on state, zero voltage switching is performed, and switching loss can be reduced. Similarly, when the auxiliary switching element transitions from the on state to the off state, the inserted auxiliary capacitance element is charged, so that the voltage rises more slowly than the fall of the current flowing through the auxiliary switching element. Therefore, switching loss can be reduced. In addition, since the inserted auxiliary rectifier element is turned on before the auxiliary switching element transitions from the off state to the on state, zero voltage switching is performed, and switching loss can be reduced. Further, since the recovery current that flows from the smoothing means to the switching element via the rectifying means when the switching element changes from the OFF state to the ON state is limited by the control circuit, switching loss can be reduced. Further, the ON time of the switching element and the auxiliary switching element is controlled by the power factor correction control means, and the input current becomes a sine waveform having substantially the same phase as the input voltage, so the power factor can be improved.
MOSトランジスタなどのスイッチング素子に流れる電流の方向に対する逆の方向が順方向となる態様で同スイッチング素子の両端に整流素子が介挿され、同スイッチング素子の両端に静電容量素子が介挿され、同スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移する前に同整流素子に順方向電流を流して同整流素子をオン状態とすると共に同静電容量素子を放電し、同スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときに同静電容量素子を充電すると共に同整流素子をオフ状態とし、かつ同スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移したときに平滑手段から同整流手段を介して同スイッチング素子に流れ込むリカバリ電流を制限する構成とされているスイッチング電源回路を提供する。 A rectifying element is inserted at both ends of the switching element in a manner in which the direction opposite to the direction of the current flowing through the switching element such as a MOS transistor is a forward direction, and a capacitance element is inserted at both ends of the switching element, Before the switching element transitions from the off-state to the on-state, a forward current is supplied to the rectifying element to turn on the rectifying element and discharge the capacitance element, and the switching element is turned off from the on-state. The capacitance element is charged at the time of transition to the state, the rectifier element is turned off, and the switching element is switched from the smoothing means through the rectifier means when the switching element transitions from the off state to the on state. Provided is a switching power supply circuit configured to limit a recovery current flowing into the circuit.
図1は、この発明の第1の実施例であるスイッチング電源回路の電気的構成を示す回路図である。
この例のスイッチング電源回路は、同図に示すように、バッテリ31と、チョークコイル32と、nMOSで構成されたスイッチング素子33と、ダイオード34と、コンデンサ35と、整流用ダイオード36と、平滑コンデンサ37と、トランス38と、nMOSで構成された補助スイッチング素子39と、補助ダイオード40と、補助コンデンサ41と、蓄積用コンデンサ42と、制御部43とから構成され、同平滑コンデンサ37に負荷Zが並列接続されている。ダイオード34は、スイッチング素子33の寄生ダイオードで構成され、同スイッチング素子33に流れる電流の方向に対する逆の方向が順方向となる態様で同スイッチング素子33の両端に並列接続されている。コンデンサ35は、スイッチング素子33の寄生容量で構成され、同スイッチング素子33の両端に並列接続されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a switching power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.
The switching power supply circuit of this example includes a
トランス38は、一次巻線n1がスイッチング素子33に直列接続され、同スイッチング素子33に流れる電流を同一次巻線n1に流し、同一次巻線n1に蓄えられた電磁エネルギーを二次巻線n2に転送する一方、同二次巻線n2に電流を流し、同二次巻線n2に蓄えられた電磁エネルギーを同一次巻線n1に転送する。補助スイッチング素子39は、オン状態になったときに蓄積用コンデンサ42からトランス38の二次巻線n2に電流を流す。補助ダイオード40は、補助スイッチング素子39の寄生ダイオードで構成され、同補助スイッチング素子39に流れる電流の方向に対する逆の方向が順方向となる態様で同補助スイッチング素子39の両端に並列接続されている。補助コンデンサ41は、補助スイッチング素子39の寄生容量で構成され、同補助スイッチング素子39に並列接続されている。
In the
蓄積用コンデンサ42は、トランス38の二次巻線n2との間で共振電流が流れ、同二次巻線n2から供給される電磁エネルギーを蓄積する。制御部43は、出力電圧Nを監視し、同出力電圧Nがほぼ一定になるようにスイッチング素子33及び補助スイッチング素子39のオン時間を制御する。特に、この実施例では、制御部43は、スイッチング素子33と補助スイッチング素子39とを交互にオン/オフ制御し、かつ同時にオフ状態となるデッドタイムを設定する。これらのトランス38、補助スイッチング素子39、補助ダイオード40、補助コンデンサ41、蓄積用コンデンサ42及び制御部43で、制御回路が構成されている。
The
この制御回路は、スイッチング素子33がオフ状態からオン状態に遷移するときにダイオード34に順方向電流を流すことにより同ダイオード34をオン状態とすると共にコンデンサ35を放電し、同スイッチング素子33がオン状態からオフ状態に遷移するときにコンデンサ35を充電し、同スイッチング素子33がオフ状態に遷移した後に同ダイオード34をオフ状態とし、かつ同スイッチング素子33がオフ状態からオン状態に遷移したときに平滑コンデンサ37から整流用ダイオード36を介して同スイッチング素子33に流れ込むリカバリ電流をトランス38の一次巻線のインダクタンスにより制限する。
This control circuit turns the
図2は、図1のスイッチング電源回路の動作を説明するためのタイムチャートであり、縦軸に電圧又は電流、及び横軸に時間がとられている。
この図を参照して、この例のスイッチング電源回路に用いられる制御方法について説明する。
このスイッチング電源回路では、スイッチング素子33がオン状態のときにバッテリ31から供給される電磁エネルギーがチョークコイル32に貯蔵され、同スイッチング素子33がオフ状態になったときに同チョークコイル32に生ずる逆起電圧が同バッテリ31の出力電圧Eに重畳されて整流用ダイオード36を介して平滑コンデンサ37に印加され、出力電圧Eが昇圧されて出力電圧Nが生成される。
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the switching power supply circuit of FIG. 1, with the vertical axis representing voltage or current and the horizontal axis representing time.
With reference to this figure, the control method used for the switching power supply circuit of this example is demonstrated.
In this switching power supply circuit, the electromagnetic energy supplied from the
この場合、図2に示すように、スイッチング素子33と補助スイッチング素子39は、交互にオン/オフ制御され、かつ、両方が同時にオフ状態となるデッドタイムTd1,Td2が設定されている。そして、時刻t1において、スイッチング素子33がオフ状態のとき、補助スイッチング素子39がオン状態からオフ状態に遷移する。この後、デッドタイムTd1において、トランス38の一次巻線n1のインダクタンスの電磁エネルギーにより、コンデンサ35の電荷が瞬時に放電され、更にダイオード34を経てトランス38、ダイオード36、及び平滑コンデンサ37に励磁電流が流れ、同ダイオード34がオン状態となる。時刻t2において、スイッチング素子33がオンするとき、並列接続されたダイオード34が既にオン状態になっているので、ゼロ電圧スイッチングとなり、スイッチング損失が低減される。
In this case, as shown in FIG. 2, the switching
一方、時刻t1において補助スイッチング素子39がオフ状態に遷移すると、デッドタイムTd1において、並列接続された補助コンデンサ41が充電される。このため、補助スイッチング素子39に流れる電流の立下りに比べて電圧の立上りが緩やかになるので、電圧と電流との積が小さくなり、同補助スイッチング素子39におけるスイッチング損失が低減される。また、このとき、補助ダイオード40がオフ状態となる。
On the other hand, when the
時刻t3において、トランス38の励磁電流により、補助ダイオード40がオン状態となると共に補助コンデンサ41が放電する。時刻t4において、補助スイッチング素子39がオフ状態のとき、スイッチング素子33がオン状態からオフ状態に遷移し、この後、デッドタイムTd2において、並列接続されたコンデンサ35が充電されるため、スイッチング素子33に流れる電流の立下りに比べて電圧の立上りが緩やかになるので、電圧と電流との積が小さくなり、同スイッチング素子33におけるスイッチング損失が低減される。また、このとき、ダイオード34がオフ状態となる。時刻t5において、補助スイッチング素子39がオフ状態からオン状態に遷移するとき、並列接続されている補助ダイオード40にトランス38の励磁電流が流れており、同補助ダイオード40がオン状態になっているため、同補助スイッチング素子39がゼロ電圧スイッチングとなり、同補助スイッチング素子39におけるスイッチング損失が低減される。
At
以上のように、この第1の実施例では、スイッチング素子33がオン状態からオフ状態に遷移するとき、並列接続されたコンデンサ35が充電されるため、同スイッチング素子33に流れる電流の立下りに比べて電圧の立上りが緩やかになるので、スイッチング損失が低減される。また、スイッチング素子33がオフ状態からオン状態に遷移する前に、並列接続されたダイオード34がオン状態となるので、ゼロ電圧スイッチングとなり、スイッチング損失が低減される。同様に、補助スイッチング素子39がオン状態からオフ状態に遷移するとき、並列接続された補助コンデンサ41が充電されるため、同補助スイッチング素子39に流れる電流の立下りに比べて電圧の立上りが緩やかになるので、スイッチング損失が低減される。また、補助スイッチング素子39がオフ状態からオン状態に遷移する前に、並列接続された補助ダイオード40がオン状態となるので、ゼロ電圧スイッチングとなり、スイッチング損失が低減される。また、スイッチング素子33がオフ状態からオン状態に遷移したときに平滑コンデンサ37から整流用ダイオード36を介して同スイッチング素子33に流れ込むリカバリ電流がトランス38の一次巻線のインダクタンスにより制限されるので、スイッチング損失が低減される。
As described above, in the first embodiment, when the switching
図3は、この発明の第2の実施例であるスイッチング電源回路の電気的構成を示す回路図であり、第1の実施例を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例のスイッチング電源回路では、図1中のバッテリ31及び制御部43に代えて、商用交流電源51、整流回路52及び力率改善制御部43Aが設けられている。また、スイッチング素子33のソース電極と整流回路52との間に電流検出抵抗44が並列接続されている。整流回路52は、商用交流電源51から得られる入力電圧Wを整流して脈動電圧Mを生成する。電流検出抵抗44は、整流回路52から出力される脈動電流iを検出することにより、商用交流電源51から得られる入力電流を間接的に検出する。力率改善制御部43Aは、たとえば集積回路などで構成され、脈動電圧M、出力電圧N及び脈動電流iに基づいて前記入力電流が入力電圧Wとほぼ同一位相のサイン波形になるように、スイッチング素子33及び補助スイッチング素子39のオン時間を制御する。他は、図1と同様の構成である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a switching power supply circuit according to a second embodiment of the present invention. Elements common to those in FIG. 1 showing the first embodiment are denoted by common reference numerals. It is attached.
In the switching power supply circuit of this example, a commercial
このスイッチング電源回路では、商用交流電源51から、たとえばAC100V〜AC240Vの入力電圧Wが印加された後、第1の実施例と同様の動作が行われる。そして、DC360V程度の出力電圧Nが出力される。また、スイッチング素子33及び補助スイッチング素子39のオン時間が力率改善制御部43Aにより制御され、商用交流電源51から得られる入力電流が入力電圧Wとほぼ同一位相のサイン波形になり、力率が改善される。
In this switching power supply circuit, after the input voltage W of, for example, AC 100V to AC240V is applied from the commercial
以上のように、この第2の実施例では、スイッチング素子33及び補助スイッチング素子39のオン時間が力率改善制御部43Aにより制御され、入力電流が入力電圧Wとほぼ同一位相のサイン波形になるので、第1の実施例の利点に加え、力率が改善される。
As described above, in the second embodiment, the ON time of the switching
図4は、この発明の第3の実施例であるスイッチング電源回路の電気的構成を示す回路図である。
この例のスイッチング電源回路では、同図4に示すように、図1中のトランス38の二次巻線n2の一端が整流ダイオード36のアノード側に接続され、また、補助スイッチング素子39、補助ダイオード40、補助コンデンサ41、及び蓄積用コンデンサ42が平滑コンデンサ37の一端に接続されていない。他は、図1と同様の構成である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a switching power supply circuit according to a third embodiment of the present invention.
In the switching power supply circuit of this example, as shown in FIG. 4, one end of the secondary winding n2 of the
このスイッチング電源回路では、第1の実施例と同様の動作が行われ、同様の利点がある。 In this switching power supply circuit, the same operation as in the first embodiment is performed, and there are similar advantages.
図5は、この発明の第4の実施例であるスイッチング電源回路の電気的構成を示す回路図である。
この例のスイッチング電源回路では、同図5に示すように、図3中のトランス38の二次巻線n2の一端が整流ダイオード36のアノード側に接続され、また、補助スイッチング素子39、補助ダイオード40、補助コンデンサ41、及び蓄積用コンデンサ42が平滑コンデンサ37の一端に接続されていない。他は、図3と同様の構成である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a switching power supply circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
In the switching power supply circuit of this example, as shown in FIG. 5, one end of the secondary winding n2 of the
このスイッチング電源回路では、第2の実施例と同様の動作が行われ、同様の利点がある。 In this switching power supply circuit, the same operation as in the second embodiment is performed, and there are similar advantages.
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、各実施例では、スイッチング素子33及び補助スイッチング素子39はnMOSで構成されているが、たとえば、バイポーラトランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor )などでも良い。この場合、各トランジスタのエミッタとコレクタとの間にダイオード及びコンデンサを接続することになる。また、脈動電流iを検出する電流検出抵抗44の他、同脈動電流iが流れる線材の周囲に発生する磁界を検出することにより、同脈動電流iを間接的に検出する電流センサを用いても良い。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiment, and even if there is a design change without departing from the gist of the present invention, Included in the invention.
For example, in each embodiment, the switching
この発明は、低電圧を昇圧するスイッチング電源回路全般に適用でき、かつ昇圧型のスイッチング電源回路を用いる電子機器全般に用いることができる。 The present invention can be applied to all switching power supply circuits for boosting a low voltage, and can be used for all electronic devices using a boosting switching power supply circuit.
31 バッテリ(直流電源部)
32 チョークコイル(インダクタンス素子)
33 スイッチング素子
34 ダイオード(整流素子)
35 コンデンサ(静電容量素子)
36 整流用ダイオード(整流手段)
37 平滑コンデンサ(平滑手段)
38 トランス(制御回路の一部)
39 補助スイッチング素子(制御回路の一部)
40 補助ダイオード(制御回路の一部)
41 補助コンデンサ(制御回路の一部)
42 蓄積用コンデンサ(制御回路の一部)
43 制御部(制御回路の一部)
43A 力率改善制御部(力率改善制御手段)
44 電流検出抵抗(電流検出手段)
51 商用交流電源
52 整流回路
31 Battery (DC power supply)
32 Choke coil (inductance element)
33
35 Capacitor (Capacitance element)
36 Rectifier diode (rectifier)
37 Smoothing capacitor (smoothing means)
38 transformer (part of control circuit)
39 Auxiliary switching element (part of control circuit)
40 Auxiliary diode (part of control circuit)
41 Auxiliary capacitor (part of control circuit)
42 Storage capacitor (part of control circuit)
43 Control unit (part of control circuit)
43A Power factor improvement control unit (Power factor improvement control means)
44 Current detection resistor (current detection means)
51 Commercial
Claims (5)
前記スイッチング素子に流れる電流の方向に対する逆の方向が順方向となる態様で該スイッチング素子の両端に介挿された整流素子と、
前記スイッチング素子の両端に介挿された静電容量素子と、
前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移する前に前記整流素子に順方向電流を流して該整流素子をオン状態とすると共に前記静電容量素子を放電し、前記スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときに前記静電容量素子を充電すると共に前記整流素子をオフ状態とし、かつ前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移したときに前記平滑手段から前記整流手段を介して該スイッチング素子に流れ込むリカバリ電流を制限する制御回路とが設けられていると共に、
前記制御回路は、
前記スイッチング素子に流れる電流を一次巻線に流し、該一次巻線に蓄えられた電磁エネルギーを二次巻線に転送する一方、該二次巻線に電流を流し、該二次巻線に蓄えられた電磁エネルギーを前記一次巻線に転送するトランスと、
該トランスの前記二次巻線との間で共振電流が流れ、該二次巻線から供給される電磁エネルギーを蓄積する蓄積手段と、
オン状態になったときに前記蓄積手段から前記トランスの二次巻線に電流を流す補助スイッチング素子と、
前記補助スイッチング素子に流れる電流の方向に対する逆の方向が順方向となる態様で該補助スイッチング素子の両端に介挿された補助整流素子と、
前記補助スイッチング素子に介挿された補助静電容量素子と、
前記スイッチング素子と前記補助スイッチング素子とを交互にオン/オフ制御し、かつ同時にオフ状態となるデッドタイム期間を設定する制御部とから構成されていて、かつ、
前記スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときの前記デッドタイム期間では、前記スイッチング素子に流れる電流の立下りに比べて電圧の立ち上がりが緩やかになるように設定する一方、
前記補助スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときの前記デッドタイム期間では、前記補助スイッチング素子に流れる電流の立下りに比べて電圧の立ち上がりが緩やかになるように設定されていることを特徴とするスイッチング電源回路。 The electromagnetic energy supplied from the DC power supply when the switching element is on is stored in the inductance element, and the counter electromotive voltage generated in the inductance element when the switching element is turned off is output from the DC power supply. A switching power supply circuit that boosts the output voltage of the DC power supply unit by applying it to the smoothing means through the rectifying means in a superimposed manner with a voltage,
A rectifying element inserted at both ends of the switching element in a manner in which the direction opposite to the direction of the current flowing through the switching element is a forward direction;
A capacitive element inserted at both ends of the switching element;
Before the switching element transitions from the off state to the on state, a forward current is passed through the rectifying element to turn on the rectifying element and discharge the capacitive element, so that the switching element is turned off from the on state. The capacitance element is charged at the time of transition to the state, the rectifier element is turned off, and the switching from the smoothing means through the rectifier means when the switching element transitions from the off state to the on state. And a control circuit that limits a recovery current flowing into the element ,
The control circuit includes:
The current flowing through the switching element is passed through the primary winding, and the electromagnetic energy stored in the primary winding is transferred to the secondary winding, while the current is passed through the secondary winding and stored in the secondary winding. A transformer for transferring the generated electromagnetic energy to the primary winding;
A storage means for storing a resonance current between the secondary winding of the transformer and storing electromagnetic energy supplied from the secondary winding;
An auxiliary switching element that causes a current to flow from the storage means to the secondary winding of the transformer when turned on;
An auxiliary rectifying element inserted at both ends of the auxiliary switching element in a mode in which a direction opposite to the direction of the current flowing through the auxiliary switching element is a forward direction;
An auxiliary capacitance element interposed in the auxiliary switching element;
The switching element and the auxiliary switching element are alternately turned on / off, and at the same time, a controller configured to set a dead time period to be turned off, and
In the dead time period when the switching element transitions from the on-state to the off-state, the voltage rise is set to be gentle compared to the fall of the current flowing through the switching element,
In the dead time period when the auxiliary switching element transitions from the on state to the off state, the voltage rise is set to be gentler than the fall of the current flowing through the auxiliary switching element. Switching power supply circuit.
前記整流素子は、該MOSトランジスタの寄生ダイオードで構成され、
前記静電容量素子は、該MOSトランジスタの寄生容量で構成されていることを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源回路。 The switching element is composed of a MOS transistor,
The rectifying element is composed of a parasitic diode of the MOS transistor,
The switching power supply circuit according to claim 1 , wherein the electrostatic capacitance element includes a parasitic capacitance of the MOS transistor.
前記補助整流素子は、該MOSトランジスタの寄生ダイオードで構成され、
前記補助静電容量素子は、該MOSトランジスタの寄生容量で構成されていることを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源回路。 The auxiliary switching element is composed of a MOS transistor,
The auxiliary rectifying element is composed of a parasitic diode of the MOS transistor,
The auxiliary capacitive element, a switching power supply circuit according to claim 1, characterized in that it is constituted by parasitic capacitance of the MOS transistor.
前記直流電源部は、
商用交流電源から得られる入力電圧を整流して脈動電圧を生成する整流回路で構成され、
かつ、前記商用交流電源から得られる入力電流を検出する電流検出手段が設けられ、
前記制御部は、
前記脈動電圧、出力電圧及び入力電流に基づいて該入力電流を前記入力電圧とほぼ同一位相のサイン波形になるように前記スイッチング素子及び補助スイッチング素子のオン時間を制御する力率改善制御手段で構成されていることを特徴とするスイッチング電源回路。 The switching power supply circuit according to claim 1,
The DC power supply unit is
Consists of a rectifier circuit that rectifies an input voltage obtained from a commercial AC power source to generate a pulsating voltage,
And current detection means for detecting an input current obtained from the commercial AC power supply is provided,
The controller is
Based on the pulsating voltage, the output voltage, and the input current, power factor improvement control means for controlling the on-time of the switching element and the auxiliary switching element so that the input current has a sine waveform having substantially the same phase as the input voltage. The switching power supply circuit characterized by the above-mentioned.
前記スイッチング素子に流れる電流の方向に対する逆の方向が順方向となる態様で該スイッチング素子の両端に介挿された整流素子と、前記スイッチング素子の両端に介挿された静電容量素子とを設けておき、
前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移する前に前記整流素子に順方向電流を流して該整流素子をオン状態とすると共に前記静電容量素子を放電し、前記スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときに前記静電容量素子を充電すると共に前記整流素子をオフ状態とし、かつ前記スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移したときに前記平滑手段から前記整流手段を介して該スイッチング素子に流れ込むリカバリ電流を制限することを特徴とする制御方法であって、
前記スイッチング素子に流れる電流を一次巻線に流し、該一次巻線に蓄えられた電磁エネルギーを二次巻線に転送する一方、該二次巻線に電流を流し、該二次巻線に蓄えられた電磁エネルギーを前記一次巻線に転送するトランスと、
該トランスの二次巻線との間で共振電流が流れ、該二次巻線から供給される電磁エネルギーを蓄積する蓄積手段と、
オン状態になったときに前記蓄積手段から前記トランスの二次巻線に電流を流す補助スイッチング素子と、
前記補助スイッチング素子に流れる電流の方向に対する逆の方向が順方向となる態様で該補助スイッチング素子の両端に介挿された補助整流素子と、
前記補助スイッチング素子に介挿された補助静電容量素子と、
前記スイッチング素子と前記補助スイッチング素子とを交互にオン/オフ制御し、かつ同時にオフ状態となるデッドタイム期間を設定する制御部とを設けておき、
前記補助スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移する前に前記補助整流素子をオン状態とすると共に前記補助静電容量素子を放電し、前記補助スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときに前記補助静電容量素子を充電すると共に前記補助整流素子をオフ状態とし、かつ、
前記スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときの前記デッドタイム期間では、前記スイッチング素子に流れる電流の立下りに比べて電圧の立ち上がりが緩やかになるように設定する一方、
前記補助スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するときの前記デッドタイム期間では、前記補助スイッチング素子に流れる電流の立下りに比べて電圧の立ち上がりが緩やかになるように設定することを特徴とする制御方法。 The electromagnetic energy supplied from the DC power supply when the switching element is on is stored in the inductance element, and the counter electromotive voltage generated in the inductance element when the switching element is turned off is output from the DC power supply. Used in a switching power supply circuit that boosts the output voltage of the DC power supply unit by applying it to the smoothing means through the rectifying means in a superimposed manner on the voltage,
Provided is a rectifier element inserted at both ends of the switching element and a capacitance element inserted at both ends of the switching element in such a manner that the direction opposite to the direction of the current flowing through the switching element is a forward direction. And
Before the switching element transitions from the off state to the on state, a forward current is passed through the rectifying element to turn on the rectifying element and discharge the capacitive element, so that the switching element is turned off from the on state. The capacitance element is charged at the time of transition to the state, the rectifier element is turned off, and the switching from the smoothing means through the rectifier means when the switching element transitions from the off state to the on state. A control method characterized by limiting a recovery current flowing into the element ,
The current flowing through the switching element is passed through the primary winding, and the electromagnetic energy stored in the primary winding is transferred to the secondary winding, while the current is passed through the secondary winding and stored in the secondary winding. A transformer for transferring the generated electromagnetic energy to the primary winding;
A storage means for storing electromagnetic energy supplied from the secondary winding through which a resonance current flows between the transformer and the secondary winding;
An auxiliary switching element that causes a current to flow from the storage means to the secondary winding of the transformer when turned on;
An auxiliary rectifying element inserted at both ends of the auxiliary switching element in a mode in which a direction opposite to the direction of the current flowing through the auxiliary switching element is a forward direction;
An auxiliary capacitance element interposed in the auxiliary switching element;
A controller for alternately turning on and off the switching element and the auxiliary switching element and setting a dead time period in which the switching element is turned off at the same time;
When the auxiliary rectifying element is turned on and the auxiliary capacitance element is discharged before the auxiliary switching element transits from the off state to the on state, and the auxiliary switching element transits from the on state to the off state Charging the auxiliary capacitance element and turning off the auxiliary rectifying element; and
In the dead time period when the switching element transitions from the on-state to the off-state, the voltage rise is set to be gentle compared to the fall of the current flowing through the switching element,
In the dead time period when the auxiliary switching element transitions from the on state to the off state, the rising of the voltage is set to be gentler than the falling of the current flowing through the auxiliary switching element. Control method.
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