特許ウォッチ

公開番号2025112036
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-31
出願番号2024006069
出願日2024-01-18
発明の名称電源装置及び電源装置の制御方法
出願人新電元工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250724BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】スイッチング電源装置において、トランスが偏励磁されてしまうことを防止すること。
【解決手段】電源装置は、第1スイッチング素子と、第1補助スイッチング素子と、コンデンサと、第1巻線と、第2巻線とを含むトランスと、第2スイッチング素子と、制御回路と、を含む。制御回路は、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子がオフであり、第1補助スイッチング素子がオンの状態で、第2スイッチング素子をオンする場合、第1巻線に流れる負荷電流の大きさに応じて、第2スイッチング素子をオンするタイミングを制御する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
一端が第１入力端子に電気的に接続された第１スイッチング素子と、
一端が前記第１スイッチング素子の他端に電気的に接続された第１補助スイッチング素子と、
一端が前記第１補助スイッチング素子の他端に電気的に接続され、他端が第２入力端子に電気的に接続されたコンデンサと、
一端が前記第１スイッチング素子の他端及び前記第１補助スイッチング素子の一端に電気的に接続され、他端が前記コンデンサの他端に電気的に接続された第１巻線と、一端が第１出力端子に電気的に接続され、かつ前記第１巻線と磁気結合する第２巻線とを含むトランスと、
一端が第２出力端子に電気的に接続され、他端が前記第２巻線の一端に接続された第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子、前記第１補助スイッチング素子、および前記第２スイッチング素子を制御する制御回路と、を含み、
前記制御回路は、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子がオフであり、第１補助スイッチング素子がオンの状態で、前記第２スイッチング素子をオンする場合、前記第１巻線に流れる電流の大きさに応じて、前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを制御する、
電源装置。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記制御回路は、前記第１巻線に流れる電流のピーク値が大きいほど前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを早くし、前記第１巻線に流れる電流のピーク値が小さいほど前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを遅くする、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第１入力端子及び前記第２入力端子の間に入力される入力電圧が大きいほど前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを遅くし、前記入力電圧が小さいほど前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを早くする、
請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを所定の制御式に基づいて算出する、
請求項２または３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第１巻線に流れる電流の大きさに比例した情報を検出する電流検出部を備える、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
一端が第１入力端子に電気的に接続された第１スイッチング素子と、一端が前記第１スイッチング素子の他端に電気的に接続された第１補助スイッチング素子と、一端が前記第１補助スイッチング素子の他端に電気的に接続され、他端が第２入力端子に電気的に接続されたコンデンサと、一端が前記第１スイッチング素子の他端及び前記第１補助スイッチング素子の一端に電気的に接続され、他端が前記コンデンサの他端に電気的に接続された第１巻線と、一端が第１出力端子に電気的に接続され、かつ前記第１巻線と磁気結合する第２巻線とを含むトランスと、一端が第２出力端子に電気的に接続され、他端が前記第２巻線の一端に接続された第２スイッチング素子と、を含む電源装置の制御方法であって、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子がオフであり、第１補助スイッチング素子がオンの状態で、前記第２スイッチング素子をオンする場合、前記第１巻線に流れる電流の大きさに応じて、前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを制御する、
電源装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源装置及び電源装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＺＶＳ（Zero Voltage Switching）動作を実現可能なスイッチング電源が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－２１３５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トランスの巻線にコンデンサと、補助トランジスタとを接続したスイッチング電源装置において、負荷電流の大きさと、主トランジスタと、補助トランジスタとの動作タイミングとトランスの漏れインダクタンスによって、コンデンサ電圧が変化し、トランスの励磁エネルギーが増加することがある。これにより、主トランジスタがオンしている期間のトランスの励磁エネルギーの変化量と、主トランジスタがオフしている期間のトランスの励磁エネルギー変化量とのバランスが崩れ、トランスが偏励磁されてしまう可能性がある。
【０００５】
本開示は、スイッチング電源装置において、トランスが偏励磁されてしまうことを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様の電源装置は、一端が第１入力端子に電気的に接続された第１スイッチング素子と、一端が前記第１スイッチング素子の他端に電気的に接続された第１補助スイッチング素子と、一端が前記第１補助スイッチング素子の他端に電気的に接続され、他端が第２入力端子に電気的に接続されたコンデンサと、一端が前記第１スイッチング素子の他端及び前記第１補助スイッチング素子の一端に電気的に接続され、他端が前記コンデンサの他端に電気的に接続された第１巻線と、一端が第１出力端子に電気的に接続され、かつ前記第１巻線と磁気結合する第２巻線とを含むトランスと、一端が第２出力端子に電気的に接続され、他端が前記第２巻線の一端に接続された第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子、前記第１補助スイッチング素子、および前記第２スイッチング素子を制御する制御回路と、を含み、前記制御回路は、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子がオフであり、第１補助スイッチング素子がオンの状態で、前記第２スイッチング素子をオンする場合、前記第１巻線に流れる電流の大きさに応じて、前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを制御する。
【０００７】
本開示の電源装置において、前記制御回路は、前記第１巻線に流れる電流のピーク値が大きいほど前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを早くし、前記第１巻線に流れる電流のピーク値が小さいほど前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを遅くする。
【０００８】
本開示の電源装置において、前記制御回路は、前記第１入力端子及び前記第２入力端子の間に入力される入力電圧が大きいほど前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを遅くし、前記入力電圧が小さいほど前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを早くする。
【０００９】
本開示の電源装置において、前記制御回路は、前記第２スイッチング素子をオンするタイミングを所定の制御式に基づいて算出する。
【００１０】
本開示の電源装置において、前記第１巻線に流れる電流の大きさに比例した情報を検出する電流検出部を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許