JPH07115766A - スイッチング電源の整流回路 - Google Patents

スイッチング電源の整流回路

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JPH07115766A
JPH07115766A JP5281771A JP28177193A JPH07115766A JP H07115766 A JPH07115766 A JP H07115766A JP 5281771 A JP5281771 A JP 5281771A JP 28177193 A JP28177193 A JP 28177193A JP H07115766 A JPH07115766 A JP H07115766A
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JP
Japan
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switching element
circuit
transformer
current
power supply
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JP5281771A
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English (en)
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Hiroyuki Suzuki
裕之 鈴木
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 本発明は直流電源を交流に変換し、再び任意
電圧の直流に変換するスイッチング電源を、低損失な同
期整流を行い、効率向上、ノイズの低減等を計ることを
目的とする。 【構成】 同期整流用のスイッチング素子の電流を検出
して、検出電流が流れている時に制御信号を出し、流れ
なくなった時に制御信号を止め、これらの制御信号に同
期して同期整流用のスイッチング素子を駆動する様に構
成されたスイッチング電源の整流回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源に係
わり、特に整流素子としてスイッチング素子を用いて同
期整流を行う整流回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
(2) 図1は一般に知られたスイッチング電源の従来例の回路
構成図であり、その動作波形を図3に示す。図1におい
て、1は直流電源、2は主スイッチング素子制御回路、
3は主スイッチング素子駆動回路、4は主スイッチング
素子、5はトランス、6は第2のスイッチング素子、例
えば電界効果トランジスタ、7は平滑用コンデンサ、8
は負荷、9は出力電圧検出回路、n1はトランス5の1
次巻線、n2は2次巻線、n3は補助巻線である。図3
において、aは主スイッチング素子4のゲ−ト・ソ−ス
電圧、bは主スイッチング素子4のドレイン・ソ−ス電
流であり、cは第2のスイッチング素子6のアノ−ド・
カソ−ド電流であり、dはトランス5の補助巻線n3の
電圧である。
【0003】図1の回路動作を簡単に説明する。スイッ
チング電源は直流電源1からの入力電圧を主スイッチン
グ素子制御回路2および主スイッチング素子駆動回路3
で制御される主スイッチング素子4を導通し、トランス
5の1次巻線n1にエネルギ−を蓄え、そのエネルギ−
を主スイッチング素子4を非導通にした時にトランス5
の2次巻線n2により変換し、第2のスイッチング素子
6により整流し、平滑用コンデンサ7により平滑し、所
望の電力を負荷8へ供給する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】さて、図1の回路にお
いて、整流回路として整流用ダイオ−ドを使用するとオ
ン電圧が高いので、低損失化を図る為に図1に示すよう
に電界効果トランジスタのような第2のスイッチング素
子6を使用することが一般的である。第2のスイッチン
グ素子6の駆動方法であるが、図に示すように電界効果
トランジスタのような第2のスイッチング素子6を整流
回路として使用した場合、一般的に駆動方法は、補助巻
線n4に生じる電圧を使用したり、主スイッチング素子
制御回路2の信号を反転した信号を使用したりする。 (3)
【0005】しかしながら、図1の回路において主スイ
ッチング素子4の駆動電圧は図3aの如くなる。駆動電
圧がオフするタイミングt0は出力電圧検出回路9より
送出され、主スイッチング素子制御回路2においてオフ
信号として出される。駆動電圧aがオンするタイミング
t1は、図1の第2のスイッチング素子6に流れる電流
cがゼロになった時に補助巻線n3の電圧dが反転して
負の電圧が発生した時に出される。
【0006】そこで、電界効果トランジスタ6を整流回
路として使用した場合、図3cの整流回路を流れる電流
が流れ終わりゼロになっても、電界効果トランジスタ6
はオンしており、補助巻線n3は反転できずに正の電圧
を維持する。従って主スイッチング素子4のオン信号は
補助巻線n3の電圧dが反転しない為に送出することが
できない。
【0007】本発明は、上記問題点を解決するために創
案されたものであり、スイッチング電源において電界効
果トランジスタのようなスイッチング素子を使用し、同
期整流を行う事により低損失な整流回路を提供すること
を目的とする。また、前記第2のスイッチング素子に流
れる電流を検出し、検出電流がスイッチング素子に流れ
た時に制御信号をだし、流れなくなった時に制御信号を
止める検出回路により、前記スイッチング素子の駆動信
号を得る整流回路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明に於けるスイッチング電源の整流回路の構成
は、主スイッチング素子を導通しトランスの1次巻線に
エネルギ−を蓄え、そのエネルギ−を主スイッチング素
子を非導通にした時に、トランスの2次巻線により変換
し、整流回路により整流し、電力を出力するスイッチン (4) グ電源の整流回路であり、整流素子としての第2のスイ
ッチング素子と、前記第2のスイッチング素子に流れる
電流を検出し、検出電流が前記第2のスイッチング素子
に流れた時に制御信号をだし、流れなくなった時に制御
信号を止める第2のスイッチング素子電流検出回路と、
前記第2のスイッチング素子電流検出回路の信号を受け
前記第2のスイッチング素子を駆動する駆動回路とを具
備することを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明は、第2のスイッチング素子を整流素子
として用いる場合に該第2のスイッチング素子に流れる
電流を検出し、流れている時には駆動信号を出し、流れて
いない時には駆動信号を止め、かつ駆動信号を止める事
により補助巻線電圧を反転させ主スイッチのオン信号を
送出する様にするものである。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図2は本発明の一実施例を示す基本構成図
である。本実施例の構成において、1は直流電源、2は主
スイッチング素子制御回路、3は主スイッチング素子駆
動回路、4は主スイッチング素子、5はトランス、6は
第2のスイッチング素子、例えば電界効果トランジス
タ、7は平滑用コンデンサ、8は負荷、9は出力電圧検
出回路、11は第2のスイッチング素子に寄生するボデ
ィダイオ−ド、12は第2のスイッチング素子駆動回
路、13は第2のスイッチング素子電流検出回路であ
る。
【0011】直流電源1からの入力電圧を主スイッチン
グ素子制御回路2および主スイッチング素子駆動回路3
で制御される主スイッチング素子4を導通し、トランス
5の1次巻線n1にエネルギ−を蓄え、そのエネルギ−
を主スイッチング素子4を非導通にした時にトランス5
の2次巻線n2により変換し、トランス5の2次巻線n
2より第2のスイッチング素子6のボディダイオ−ド1
1 (5) 第2のスイッチング素子電流検出回路13を通して負荷
に電流は流れる。前記第2のスイッチング素子電流検出
回路13に電流が流れ、第2のスイッチング素子駆動回
路12にオン信号を送出し、第2のスイッチング素子6
をオンさせる。トランス5の1次巻線n1に蓄えたエネ
ルギ−を2次巻線n2により変換し第2のスイッチング
素子6が流しおえ、図3の電流cがゼロになった時に前
記第2のスイッチング素子電流検出回路13はオフ信号
を送出し第2のスイッチング素子はオフする。従って、
トランス5の補助巻線n3の電圧は反転され、主スイッ
チ制御回路2によりオン信号を送出し主スイッチング素
子4はオンする。
【0012】図2の実施例において第2のスイッチング
素子電流検出回路13、第2のスイッチング素子駆動回
路12を具体的な回路構成で示している。従って、これ
以外の回路については、この実施例と同様なので説明を
省略する。第2のスイッチング素子電流検出回路13の
構成において、14はカレントトランス、15はダイオ
−ド、16は電流を電圧に変える抵抗、17は基準電
圧、18は電流検出の為の比較器である。カレントトラ
ンス14は第2のスイッチング素子6と平滑用コンデン
サ7とトランス5の2次巻線n2に直列に接続され、前
記カレントトランス14の出力巻線n6はダイオ−ド1
5と抵抗16の直列回路に接続されている。ダイオ−ド
15のアノ−ド端子と抵抗16の接点が比較器18の+
端子に接続され、−端子には基準電圧7が接続されてい
る。2次電流cが低くなった時に抵抗16に発生する電
圧が基準電圧17より低くなり比較器18の出力は反転
する。
【0013】電流が前記第2のスイッチング素子6のボ
ディダイオ−ド11を通し前記カレントトランス14に
流れた時、カレントトランス14の出力巻線n6には巻
き数に反比例した電流が流れる。前記電流はダイオ−ド
15を介して抵抗16に流れ電圧を発生する。前記電圧
を比較器18の+端子に入力する、従って、比較器18
の出力はH(ハイ)レベルとなり、第2のスイッチング
素 (6) 子駆動回路12を通して第2のスイッチング素子6をオ
ンさせる。
【0014】トランス5の1次巻線n1に蓄えたエネル
ギ−を2次巻線n2により変換し第2のスイッチング素
子が流しおえ、前記電流がゼロになった時に比較器18
の+端子と−端子の電位は反転し、比較器18の出力は
L(ロ−)レベルとなり、第2のスイッチング素子駆動
回路12を通して第2のスイッチング素子6をオフさせ
る。
【0015】以上説明したように、本発明によれば、整
流回路において、第2のスイッチング素子に流れる電流
を検出して、第2のスイッチング素子をオン、オフさせ
る事によりオン電圧を低い値に押さえ、低損失な整流回
路を構成できる。なお、本発明は、以上の実施例に限ら
ず、実施例に示した基本回路構成をもとに色々な回路を
構成することが可能であり、本発明は、色々な実施態様
を取り得るものである。
【0016】
【発明の効果】以上の説明で明らかな様に、本発明に於
けるスイッチング電源の整流回路によれば、第2のスイ
ッチング素子すなわち整流用スイッチング素子に流れる
電流を検出して、同期整流用スイッチング素子を、オ
ン、オフさせる事により、低損失な同期整流を行う事の
出来るスイッチング電源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スイッチング電源に於ける従来の整流回路
【図2】スイッチング電源に於ける本発明の整流回路
【図3】従来及び本発明に於ける各部動作波形図 (7)
【符号の説明】
1 直流電源 2 主スイッチング素子制御回路 3 主スイッチング素子駆動回路 4 主スイッチング素子 5 トランス 6 第2のスイッチング素子 7 平滑用コンデンサ 8 負荷 9 出力電圧検出回路 11 第2のスイッチング素子のボディダイオ−ド 12 第2のスイッチング素子駆動回路 13 第2のスイッチング素子電流検出回路 14 カレントトランス 15 ダイオ−ド 16 抵抗 17 基準電圧 18 比較器 a 主スイッチング素子4のゲ−トソ−ス電圧 b 主スイッチング素子4のドレインソ−ス電流 c 第2のスイッチング素子6のドレインソ−ス電
流 d トランス5の補助巻線n3の電圧

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源を入力としトランスの1次巻線
    と主スイッチング素子を接続し、前記トランスの2次巻
    線より整流回路を介して負荷を接続し、 前記主のスイッチング素子が導通した時に前記トランス
    にエネルギ−を蓄積し、前記主スイッチング素子が非導
    通の時に前記トランスに蓄積されたエネルギ−を該トラ
    ンス2次巻線より、前記整流回路を通して負荷に電力を
    供給するスイッチング電源の整流回路に於いて、前記整
    流回路を構成する整流素子は第2のスイッチング素子と
    して動作し、該第2のスイッチング素子は電界効果トラ
    ンジスタである事を特徴とするスイッチング電源の整流
    回路。
  2. 【請求項2】 前記第2のスイッチング素子に流れる電
    流を検出する検出回路よりの信号に同期して、前記第2
    のスイッチング素子に駆動、停止の制御信号を与える駆
    動回路を具備した事を特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のスイッチング電源の整流回路。
  3. 【請求項3】 直流電源を主スイッチング素子により交
    流に変換し、再び任意電圧の直流に変換して負荷に電力
    を供給するスイッチング電源の整流回路に於いて、該整
    流回路を構成する整流素子は第2のスイッチング素子と
    して動作し、該第2のスイッチング素子に流れる電流を
    検出する検出回路よりの信号に同期して、前記第2のス
    イッチング素子に駆動、停止の制御信号を与える駆動回
    路を具備した事を特徴とするスイッチング電源の整流回
    路。
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