JPH03218264A - 整流装置 - Google Patents
整流装置Info
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- JPH03218264A JPH03218264A JP1399890A JP1399890A JPH03218264A JP H03218264 A JPH03218264 A JP H03218264A JP 1399890 A JP1399890 A JP 1399890A JP 1399890 A JP1399890 A JP 1399890A JP H03218264 A JPH03218264 A JP H03218264A
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- field effect
- electrode
- effect transistor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業十の利用分野〕
この発明は整流装置、特に電界効果トランジスタを用い
た整流装置に関するものである。
た整流装置に関するものである。
第7図は、例えば特開昭55−109174号公報(以
下従来例という)に開示された整流装置を示す回路図で
ある。図面第7図において、1は交流電源、2は交流電
源1に1次側を接続したトランス、19及び20はそれ
ぞれこのトランス2の2次側にアノード端子を接続した
シリコンダイオード等のダイオード、3はこれらダイオ
ード19及び20それぞれのカソート端子に一端を接続
したヂョークコイル、4はこのチョークコイル3の他端
に一端を接続し、他端をダイオート20のアノード端子
に接続した平滑コンデンサ、5はこの平滑コンデンサ4
に並列に接続された負荷である。
下従来例という)に開示された整流装置を示す回路図で
ある。図面第7図において、1は交流電源、2は交流電
源1に1次側を接続したトランス、19及び20はそれ
ぞれこのトランス2の2次側にアノード端子を接続した
シリコンダイオード等のダイオード、3はこれらダイオ
ード19及び20それぞれのカソート端子に一端を接続
したヂョークコイル、4はこのチョークコイル3の他端
に一端を接続し、他端をダイオート20のアノード端子
に接続した平滑コンデンサ、5はこの平滑コンデンサ4
に並列に接続された負荷である。
次にこの従来例の動作について第7図を用いて説明する
。図面第7図において、交流電源1よりトランス2を通
して降圧もしくは昇圧し、ダイオード19で整流し、ダ
イオート20とチョークコイル3と平滑コンデンサ4に
より平滑し、負荷5に直流を与えるものである。
。図面第7図において、交流電源1よりトランス2を通
して降圧もしくは昇圧し、ダイオード19で整流し、ダ
イオート20とチョークコイル3と平滑コンデンサ4に
より平滑し、負荷5に直流を与えるものである。
以上のように、従来例の整流装置としては一般にシリコ
ンダイオードが使用されており、更に高い整流効果を得
るためにスイッチングレギュレー夕方式を導人したもの
が多く用いられている。この場合、従来のシリコンダイ
オードでは少数キャリアに起因するスイッチング損失や
順方向電圧による損失が大きくなるため、キャリアのラ
イフタイムを短くしたファーストリカバリダイオードや
ショットキバリアダイオードが用いられていた。
ンダイオードが使用されており、更に高い整流効果を得
るためにスイッチングレギュレー夕方式を導人したもの
が多く用いられている。この場合、従来のシリコンダイ
オードでは少数キャリアに起因するスイッチング損失や
順方向電圧による損失が大きくなるため、キャリアのラ
イフタイムを短くしたファーストリカバリダイオードや
ショットキバリアダイオードが用いられていた。
しかし、近年のLSIの発達は駆動電源電圧を低下させ
る方向に動いている。このような電源電圧の低圧化に伴
ない、従来あまり問題とされなかった整流素子の損失が
整流効率の点から問題視されるに至った。
る方向に動いている。このような電源電圧の低圧化に伴
ない、従来あまり問題とされなかった整流素子の損失が
整流効率の点から問題視されるに至った。
この整流素子の損失のうち大部分は順方向動作時のジュ
ール損失であり、これはいわゆる順方向降下電圧を小さ
くすることによって減少させることができる。しかし、
従来から用いられているファーストリカバリダイオード
やショットキバリアダイオートでは物理的限界があるた
め、順方向降下電圧を小、さくするのには限界があり、
例えば出力電圧2vで整流効率を90%以上にすること
は困難であるなどの問題点があった。
ール損失であり、これはいわゆる順方向降下電圧を小さ
くすることによって減少させることができる。しかし、
従来から用いられているファーストリカバリダイオード
やショットキバリアダイオートでは物理的限界があるた
め、順方向降下電圧を小、さくするのには限界があり、
例えば出力電圧2vで整流効率を90%以上にすること
は困難であるなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、絶縁ゲート型電界効果トランジスタを整流素
子として用いて、従来のダイオードよりも損失が少なく
整流効果が高い整流装置を得ることを目的とする。
たもので、絶縁ゲート型電界効果トランジスタを整流素
子として用いて、従来のダイオードよりも損失が少なく
整流効果が高い整流装置を得ることを目的とする。
このため、この発明においては、第1電極,第2電極お
よびゲート電極を有する絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタと、前記第1電極と第2電極の間に寄生し、所望の
整流方向に接続した集積逆方向PN接合整流素子と、前
記集積逆方向PN接合整流素子と直列に接続し、電流の
有無を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段より
の電流検出情報により前記ゲート電極のゲート信号を制
御するゲート駆動手段と、を具備して成る整流装置によ
り、前記目的を達成しようとするものである。
よびゲート電極を有する絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタと、前記第1電極と第2電極の間に寄生し、所望の
整流方向に接続した集積逆方向PN接合整流素子と、前
記集積逆方向PN接合整流素子と直列に接続し、電流の
有無を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段より
の電流検出情報により前記ゲート電極のゲート信号を制
御するゲート駆動手段と、を具備して成る整流装置によ
り、前記目的を達成しようとするものである。
この発明における整流装置は、電源検出手段により集積
逆方向PN接合整流素子に電流が流れたことを検出し、
ゲート駆動手段により絶縁ゲート型電界効果トランジス
タにチャネルを生成させ、前記チャネルにより順方向降
下電圧を小さくする。
逆方向PN接合整流素子に電流が流れたことを検出し、
ゲート駆動手段により絶縁ゲート型電界効果トランジス
タにチャネルを生成させ、前記チャネルにより順方向降
下電圧を小さくする。
(実施例)
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図面第1図はこの発明の一実施例である整流装置の構成
を示す回路図、第2図は絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタと従来のダイオードとの動作電流電圧特性を示す特
性図、第3図はこの実施例に従来のダイオードを付加し
た整流装置の構成を示す回路図、第4図はフライバック
トランスの場合の整流装置の構成を示す回路図、第5図
および第6図は補助巻線を設けた場合可能な整流装置の
構成を示す回路図である。
を示す回路図、第2図は絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタと従来のダイオードとの動作電流電圧特性を示す特
性図、第3図はこの実施例に従来のダイオードを付加し
た整流装置の構成を示す回路図、第4図はフライバック
トランスの場合の整流装置の構成を示す回路図、第5図
および第6図は補助巻線を設けた場合可能な整流装置の
構成を示す回路図である。
図中、前記従来例におけると同一又は相当構成要素は同
一符号で表わし、一部重複して説明する。
一符号で表わし、一部重複して説明する。
図面第1図において、6は第1の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタであり、第1電極a,第2電極bおよびゲ
ート電極Cを有している。7は第1の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ6の第1電極aと第2電極bの間に寄
生し、所望の整流方向に接続した集積逆方向PN接合整
流素子、8はこの集積逆方向PN接合整流素子7と直列
に接続し、電流の有無を検出する電流検出手段Aである
第1の電流検出回路、9はこの第1の電流検出回路8の
電流検出情報を受け、前記第1の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタ6にゲート信号を与え制御するゲート駆動
千段Bである第1のゲート駆動回路、10は第2の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタ、11はこの第2の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタ10の第1電極aと第2
電極bの間に寄生し、所望の整流方向に接続した集積逆
方向PN接合整流素子、12はこの集積逆方向PN接合
整流素子11と直列に接続し電流の有無を検出する電流
検出手段Aである第2の電流検出回路、13は電流検出
回路12の電流検出情報を受け前記絶縁ゲート型電界効
果トランジスタ10にゲート信号を与え制御するゲート
駆動丁段Bである第2のケート駆動回路、2a及び2b
はそれぞれトランス2の2次側の端子である。
トランジスタであり、第1電極a,第2電極bおよびゲ
ート電極Cを有している。7は第1の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ6の第1電極aと第2電極bの間に寄
生し、所望の整流方向に接続した集積逆方向PN接合整
流素子、8はこの集積逆方向PN接合整流素子7と直列
に接続し、電流の有無を検出する電流検出手段Aである
第1の電流検出回路、9はこの第1の電流検出回路8の
電流検出情報を受け、前記第1の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタ6にゲート信号を与え制御するゲート駆動
千段Bである第1のゲート駆動回路、10は第2の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタ、11はこの第2の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタ10の第1電極aと第2
電極bの間に寄生し、所望の整流方向に接続した集積逆
方向PN接合整流素子、12はこの集積逆方向PN接合
整流素子11と直列に接続し電流の有無を検出する電流
検出手段Aである第2の電流検出回路、13は電流検出
回路12の電流検出情報を受け前記絶縁ゲート型電界効
果トランジスタ10にゲート信号を与え制御するゲート
駆動丁段Bである第2のケート駆動回路、2a及び2b
はそれぞれトランス2の2次側の端子である。
次にこの実施例の動作を第1図および第2図を用いて説
明する。
明する。
図面第1図において、先ず、交流電源1よりトランス2
を通して降圧或は昇圧する。トランス2の2次側端子2
aの電位が2bの電位よりも高い場合、集積逆方向PN
接合整流素子11はプロツキング状態となっており、第
2の電流検出回路12には電流が流れない。従って、第
2のゲート駆動回路13は第2の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタ10のゲートCにオフ信号を与えており、
第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ10はチャネ
ル(図示せず)が消滅した状態となっている。このとき
、電流はトランス2の端子2a、チョークコイル3、平
滑コンデンサ4及び負荷5、第1の絶縁ゲート型電界効
果トランジスタ6の集積逆方向PN接合整流素子7、第
1の電流検出回路8、トランス2の端7− 2 bの経
路で流わはじめる。第1の電流検出回路8は電流が流れ
たことを検知し、第1のゲート駆動回路9に信号を与え
る。これにより、第1のゲート駆動回路9は第1の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタ6のゲート電極Cにバイ
アスを加え、ヂャネル(図示せず)を生成させる。チャ
ネルが生成すると電流の大部分が該チャネル部を流れ、
第2図の特性線16に示すような線形特性になり、降下
電圧を低くすることができる。ちなみに、この第2図に
おいて、14は絶縁ゲート型電界効果トランジスタの集
積逆方向PN接合整流素子、即ち寄生ダイオードの特性
線、15は従来のダイオードの特性線、16は前記のよ
うにゲートバイアス時の絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの電流電圧逆特性線である。
を通して降圧或は昇圧する。トランス2の2次側端子2
aの電位が2bの電位よりも高い場合、集積逆方向PN
接合整流素子11はプロツキング状態となっており、第
2の電流検出回路12には電流が流れない。従って、第
2のゲート駆動回路13は第2の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタ10のゲートCにオフ信号を与えており、
第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ10はチャネ
ル(図示せず)が消滅した状態となっている。このとき
、電流はトランス2の端子2a、チョークコイル3、平
滑コンデンサ4及び負荷5、第1の絶縁ゲート型電界効
果トランジスタ6の集積逆方向PN接合整流素子7、第
1の電流検出回路8、トランス2の端7− 2 bの経
路で流わはじめる。第1の電流検出回路8は電流が流れ
たことを検知し、第1のゲート駆動回路9に信号を与え
る。これにより、第1のゲート駆動回路9は第1の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタ6のゲート電極Cにバイ
アスを加え、ヂャネル(図示せず)を生成させる。チャ
ネルが生成すると電流の大部分が該チャネル部を流れ、
第2図の特性線16に示すような線形特性になり、降下
電圧を低くすることができる。ちなみに、この第2図に
おいて、14は絶縁ゲート型電界効果トランジスタの集
積逆方向PN接合整流素子、即ち寄生ダイオードの特性
線、15は従来のダイオードの特性線、16は前記のよ
うにゲートバイアス時の絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの電流電圧逆特性線である。
次に、トランス2の2次側端子2aの電位が2bの電位
よりも低くなった場合、第1の絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ6及び集積逆方向PN接合整流素子7に電流
が流れなくなり、第1の電流検出回路8で電流が流れな
くなったことを検知し、第1のゲート駆動回路9に信号
を与える。この信号により、第1のゲート駆動回路9は
第1の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ6のゲートを
オフさせ、チャネルを消滅させる。
よりも低くなった場合、第1の絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ6及び集積逆方向PN接合整流素子7に電流
が流れなくなり、第1の電流検出回路8で電流が流れな
くなったことを検知し、第1のゲート駆動回路9に信号
を与える。この信号により、第1のゲート駆動回路9は
第1の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ6のゲートを
オフさせ、チャネルを消滅させる。
一方、チョークコイル3に蓄えられていたエネルギーが
ヂョークコイル3,平滑コンデンサ4及び負荷5,第2
の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ10の集積逆方向
PN接合整流素子11,第2の電流検出回路12のそれ
ぞれを通って回生される。第2の電流検出回路12は、
電流が流れはじめたことを検知し、第2のゲート駆動回
路13に信号を与える。これにより、第2のゲート駆動
回路13は第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ1
0のゲート電極にバイアスを加え、チャネルを生成させ
る。ヂャネルが生成すると電流の大部分がチャネル部を
流れ、降下電圧を低くすることができる。
ヂョークコイル3,平滑コンデンサ4及び負荷5,第2
の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ10の集積逆方向
PN接合整流素子11,第2の電流検出回路12のそれ
ぞれを通って回生される。第2の電流検出回路12は、
電流が流れはじめたことを検知し、第2のゲート駆動回
路13に信号を与える。これにより、第2のゲート駆動
回路13は第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ1
0のゲート電極にバイアスを加え、チャネルを生成させ
る。ヂャネルが生成すると電流の大部分がチャネル部を
流れ、降下電圧を低くすることができる。
従って、従来のダイオードよりジュール損失が少なくな
り、整流効果が高くなる。
り、整流効果が高くなる。
次にこの実施例に従来のダイオードを付加した例示につ
いて、第3図を用いて説明する。
いて、第3図を用いて説明する。
図面第3図において、17及び18はそれぞれ第1及び
第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ6及び10の
それぞれと並列に接続されたショットキバリアダイオー
ドである。その他の構成は前記実施例と同様であるので
、その重複説明は省略する。
第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ6及び10の
それぞれと並列に接続されたショットキバリアダイオー
ドである。その他の構成は前記実施例と同様であるので
、その重複説明は省略する。
図面第3図において、前記のように、絶縁ゲート型電界
効果トランシスタ6,10それぞれの集積逆方向PN接
合整流素子7,11と同方向に並列にショットキバリア
ダイオード17.18を接続することによって、トラン
ス2の端子2aと2bの電位が逆転したとき、絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタ6,10のそれぞれのゲート
に速く信号を与えるようにしたものである。こわは、1
0 前記第2図て説明したように、集積逆方向PN接合整流
素子は特性線14のような特性であるのに対し、従来の
ダイオード、例えばショットキパリアダイオートやファ
ーストリカバリダイオート等は特性線15のような特性
を持つため、オフセット電圧が低く、速く電流が流れは
しめることを利用しものである。
効果トランシスタ6,10それぞれの集積逆方向PN接
合整流素子7,11と同方向に並列にショットキバリア
ダイオード17.18を接続することによって、トラン
ス2の端子2aと2bの電位が逆転したとき、絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタ6,10のそれぞれのゲート
に速く信号を与えるようにしたものである。こわは、1
0 前記第2図て説明したように、集積逆方向PN接合整流
素子は特性線14のような特性であるのに対し、従来の
ダイオード、例えばショットキパリアダイオートやファ
ーストリカバリダイオート等は特性線15のような特性
を持つため、オフセット電圧が低く、速く電流が流れは
しめることを利用しものである。
尚、前記実施例はフオワートタイプの整流装置について
説明したが、この発明は他のタイプの整流装置、例えば
フライバックタイプ,ハーフブリッジタイプ,フルブリ
ッジタイプ等の整流装置にも適用することが可能である
。
説明したが、この発明は他のタイプの整流装置、例えば
フライバックタイプ,ハーフブリッジタイプ,フルブリ
ッジタイプ等の整流装置にも適用することが可能である
。
上記の各タイプの整流装置のうち、フライバックタイプ
の整流装置について第4図を用いて簡単に説明する。
の整流装置について第4図を用いて簡単に説明する。
図面第4図は前記フライハツクタイプの整流装置の回路
図であり、図中符号1〜9は前記各実施例と同一又は相
当部分を示している。このフライバックタイプでは、ゲ
ート駆動回路9のケートノ父イアス用電源は出力端子電
圧を利用すること力3可11 能である。また、公知の補助巻線を設けゲートバイアス
用電源をつくっても良く、この場合、第5図もしくは第
6図に示す整流装置も可能となる。電流検出回路8及び
12のそれぞれは、例えばCTを使用した回路である。
図であり、図中符号1〜9は前記各実施例と同一又は相
当部分を示している。このフライバックタイプでは、ゲ
ート駆動回路9のケートノ父イアス用電源は出力端子電
圧を利用すること力3可11 能である。また、公知の補助巻線を設けゲートバイアス
用電源をつくっても良く、この場合、第5図もしくは第
6図に示す整流装置も可能となる。電流検出回路8及び
12のそれぞれは、例えばCTを使用した回路である。
前記実施例は絶縁ゲート型電界効果トランジスタとして
n−チャネルのものについて説明したが、P−チャネル
で整流装置を構成しても良いことは言うまてもない。
n−チャネルのものについて説明したが、P−チャネル
で整流装置を構成しても良いことは言うまてもない。
(発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、絶縁ゲート型
電界効果トランジスタを整流素子として用いて、従来の
ダイオートよりも損失が少なく整流効果が高い整流装置
を得ることができる効果がある。
電界効果トランジスタを整流素子として用いて、従来の
ダイオートよりも損失が少なく整流効果が高い整流装置
を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による整流装置を示す回路
図、第2図は絶縁ゲート型電界効果トランジスタと従来
のダイオードとの動作電流電圧特性を示す特性図、第3
図はこの実施例に従来の1 2 ダイオートを付加した整流装置の構成を示す回路図、第
4図はフライバックトランスの場合の整流装置の構成を
示す回路図、第5図および第6図は補助巻線を設けた場
合可能な整流装置の構成を示す回路図、第7図は従来の
整流装置の構成を示す回路図である。 A・・・・・・電流検出手段 B・・・・・・ゲート駆動手段 1・・・・・・交流電源 2・一・・・トランス 3・・・・・・チョークコイル 4・・・・・・平滑コンデンサ 5・・・・・・負荷 6・・・・・・第1の絶縁ゲート型電界効果トランジス
タ 7・・・・・・第1の集積逆方向PN接合整流素子8・
・・・・・第1の電流検出回路 9・・・・・・第1のゲート駆動回路 11・・・・・・第2の集積逆方向PN接合整流素子1
3 2・・・・・・第2の電流検出回路 3・・・・・・第2のゲート駆動回路 4・・・・・・寄生ダイオードの特性 5・・・・・・従来のダイオードの特性1 7, 18・・・・・・ショットキバリアダイオート1 9, 20・・・・・・従来のダイオード なお、 図中、同一符号は同一又は相当部分を示ず。
図、第2図は絶縁ゲート型電界効果トランジスタと従来
のダイオードとの動作電流電圧特性を示す特性図、第3
図はこの実施例に従来の1 2 ダイオートを付加した整流装置の構成を示す回路図、第
4図はフライバックトランスの場合の整流装置の構成を
示す回路図、第5図および第6図は補助巻線を設けた場
合可能な整流装置の構成を示す回路図、第7図は従来の
整流装置の構成を示す回路図である。 A・・・・・・電流検出手段 B・・・・・・ゲート駆動手段 1・・・・・・交流電源 2・一・・・トランス 3・・・・・・チョークコイル 4・・・・・・平滑コンデンサ 5・・・・・・負荷 6・・・・・・第1の絶縁ゲート型電界効果トランジス
タ 7・・・・・・第1の集積逆方向PN接合整流素子8・
・・・・・第1の電流検出回路 9・・・・・・第1のゲート駆動回路 11・・・・・・第2の集積逆方向PN接合整流素子1
3 2・・・・・・第2の電流検出回路 3・・・・・・第2のゲート駆動回路 4・・・・・・寄生ダイオードの特性 5・・・・・・従来のダイオードの特性1 7, 18・・・・・・ショットキバリアダイオート1 9, 20・・・・・・従来のダイオード なお、 図中、同一符号は同一又は相当部分を示ず。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第1電極、第2電極およびゲート電極を有する絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタと、 前記第1電極と第2電極の間に寄生し、所望の整流方向
に接続した集積逆方向PN接合整流素子と、 前記集積逆方向PN接合整流素子と直列に接続し、電流
の有無を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段よ
りの電流検出情報により前記ゲート電極のゲート信号を
制御するゲート駆動手段と、 を具備して成ることを特徴とする整流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1399890A JPH03218264A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 整流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1399890A JPH03218264A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 整流装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218264A true JPH03218264A (ja) | 1991-09-25 |
Family
ID=11848900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1399890A Pending JPH03218264A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 整流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03218264A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0644396U (ja) * | 1992-11-13 | 1994-06-10 | サンケン電気株式会社 | 整流器 |
| WO1997047071A1 (fr) * | 1996-06-05 | 1997-12-11 | Ntt Data Corporation | Circuit electrique |
| WO1998021815A1 (fr) * | 1996-11-13 | 1998-05-22 | Seiko Epson Corporation | Dispositif d'alimentation en energie et materiel electronique portatif |
| JP2008541689A (ja) * | 2005-05-18 | 2008-11-20 | ピーエステック カンパニーリミテッド | 間歇モードで動作する同期整流型直列共振コンバータ |
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