新しい整流回路方式を用いた低電圧スイッチング電源の高周波・小形化に関する研究

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提案した新しい整流回路はスイッチ、コンデンサ、ダイオードで構成されており、前期スイッチを整流電流の極性に同期してスイッチングし、前記コンデンサとスイッチング電源のトランスの漏れインダクタンスによる共振現象を利用して整流を行い、スイッチング時間を短縮するものである。本研究では整流回路の基本特性の解析を行った。整流回路内部のコンデンサ容量、トランスの漏れインダクタンス、整流回路内のスイッチQ1、Q2の駆動タイミングをパラメータとして変化させた場合の、これらのパラメータと整流電流のスイッチング時間との関係を調べた。その結果、次のようなことが明らかになった。1.整流電流のスイッチング時間は共振整流器の順電流(スイッチング電源の負荷電流と同じ)によって変化し、順電流の増加と共に整流電流のスイッチング時間も長くなる。2.スイッチング電源の負荷電圧と整流電流のスイッチング時間とはあまり相関がなく、負荷電圧が5V以下では従来のダイオード1個を用いた整流と比較してスイッチング時間が短縮できる。3.整流回路内部のコンデンサには整流電流の転流終了後にピーク電圧が発生し、共振整流器の順電流とスイッチング電源の負荷電圧の増加と共にこのピーク電圧も増加する。4.コンデンサの容量とトランスの漏れインダクタンスの減少と共にスイッチング時間は減少するが、コンデンサピーク電圧は増加する。5.整流回路内のスイッチQ1、Q2のタイミングを変えることにより、磁気増幅器のようにスイッチング電源の負荷電圧の調整が可能となる。6.共振整流器内部のダイオードのスイッチング特性が理想的な場合には、スイッチング周波数は1MHz以上に上げられる。