JP2001292571A - Synchronous rectifying circuit - Google Patents

Synchronous rectifying circuit

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JP2001292571A
JP2001292571A JP2000106532A JP2000106532A JP2001292571A JP 2001292571 A JP2001292571 A JP 2001292571A JP 2000106532 A JP2000106532 A JP 2000106532A JP 2000106532 A JP2000106532 A JP 2000106532A JP 2001292571 A JP2001292571 A JP 2001292571A
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synchronous
rectifier circuit
converter
turn
current
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JP2000106532A
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Tomohiro Nishiyama
知宏 西山
Masuo Hanawaka
増生 花若
Shuichi Matsuda
修一 松田
Seiichi Noguchi
聖一 野口
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize effective control of a synchronous rectifying transistor used in a switching power supply. SOLUTION: This synchronous rectifying circuit comprises a current detecting resistor R1 for detecting rectified current, a comparator U3 for comparing a terminal voltage Vcurrent of the current detecting resistor R1 with the prescribed threshold Vth and controllers U1, U2 for generating the turn-on and turn-off timings of synchronous rectifying transistors SR1, SR2 based on the output of the comparator U3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、同期整流回路に関
し、更に詳しくは、フライバックコンバータ、ハーフブ
リッジ型共振コンバータ等として知られるスイッチング
電源装置に利用可能な同期整流回路に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a synchronous rectifier circuit, and more particularly, to a synchronous rectifier circuit that can be used in a switching power supply device known as a flyback converter, a half-bridge resonant converter, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】同期整流回路を利用したスイッチング電
源は、計測装置を始めとする種々の装置で直流電源装置
として用いられている。図8は、この形式の従来のスイ
ッチング電源装置の一つであるハーフブリッジ型共振コ
ンバータの回路図である。コンバータの出力変圧器T1
の一次側回路11に主トランジスタQ1、Q2を接続
し、これらをデューティ比を同じとして交互にオンさせ
る。出力変圧器T1の二次側に接続された整流回路12
にはダイオードD1、D2を介して出力コンデンサCo
が接続されている。
2. Description of the Related Art A switching power supply using a synchronous rectifier circuit is used as a DC power supply in various devices such as a measuring device. FIG. 8 is a circuit diagram of a half-bridge resonance converter which is one of the conventional switching power supply devices of this type. Converter output transformer T1
The main transistors Q1 and Q2 are connected to the primary circuit 11 and are alternately turned on with the same duty ratio. Rectifier circuit 12 connected to the secondary side of output transformer T1
Output diode Co through diodes D1 and D2.
Is connected.

【0003】主トランジスタQ1をオフとし、主トラン
ジスタQ2をオンにすると、共振リアクトルLr、出力
変圧器T2の励磁インダクタンスNp及び共振コンデン
サCrから成る直列共振回路に方形波の電圧が印加さ
れ、直列共振回路に正弦波の電流が流れる。二次側整流
回路12にはダイオードD2を経由して整流電流が流
れ、出力コンデンサCoを充電する共に負荷に負荷電流
を供給する。
When the main transistor Q1 is turned off and the main transistor Q2 is turned on, a square wave voltage is applied to a series resonance circuit composed of the resonance reactor Lr, the exciting inductance Np of the output transformer T2, and the resonance capacitor Cr, and the series resonance is performed. A sinusoidal current flows through the circuit. A rectified current flows through the secondary side rectifier circuit 12 via the diode D2, charging the output capacitor Co and supplying the load current to the load.

【0004】主トランジスタQ2をオフに、主トランジ
スタQ1をオンにすると、共振リアクトルLr及び変圧
器の励磁インダクタンスNpに蓄えられていたエネルギ
ーによって共振コンデンサCrに蓄えられていた電荷が
放電する。これによって、二次側整流回路12にはダイ
オードD1を経由して整流電流が流れ、出力コンデンサ
Coを充電する共に負荷に負荷電流を供給する。
When the main transistor Q2 is turned off and the main transistor Q1 is turned on, the charge stored in the resonance capacitor Cr is discharged by the energy stored in the resonance reactor Lr and the excitation inductance Np of the transformer. As a result, a rectified current flows through the secondary side rectifier circuit 12 via the diode D1 to charge the output capacitor Co and supply the load current to the load.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記ハーフブリッジ型
共振コンバータに限らず、一般的にスイッチング電源装
置の2次側巻線電流を整流・平滑するためには、従来か
らダイオードを利用した整流回路が用いられている。こ
こで、整流ダイオードに代えて、オン抵抗が小さなMO
SFETを用いて同期整流する同期整流回路を採用すれ
ば、スイッチング電源装置において整流損失を低減でき
ることは、従来からよく知られている。しかし、このよ
うな同期整流回路において、効率的に同期整流を制御す
る実用的な制御回路が少なく、実際には同期整流回路を
有するスイッチング電源装置が製品化される例は少なか
った。
In order to rectify and smooth the secondary winding current of a switching power supply, not only the above-described half-bridge type resonant converter, a rectifier circuit using a diode has conventionally been used. Used. Here, instead of a rectifier diode, an MO having a small on-resistance is used.
It is well known that a synchronous rectifier circuit that performs synchronous rectification using an SFET can reduce rectification loss in a switching power supply device. However, in such a synchronous rectifier circuit, there are few practical control circuits for efficiently controlling the synchronous rectification, and there have been few examples in which a switching power supply having a synchronous rectifier circuit is actually commercialized.

【0006】本発明は、上記に鑑み、効率的に同期整流
を制御・駆動することが出来る同期整流回路を提供し、
もって、整流損失が少なく、従ってエネルギー効率が高
いスイッチング電源装置の実現を可能にすることを目的
とする。
In view of the above, the present invention provides a synchronous rectifier circuit that can efficiently control and drive synchronous rectification.
Accordingly, it is an object of the present invention to realize a switching power supply device with low rectification loss and high energy efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は、電流不連続モードで作動するコン
バータのための同期整流回路において、整流電流を検出
して電圧信号に変換する整流電流検出部と、前記電圧信
号を所定のスレッシュホールドと比較する比較器と、該
比較器の比較結果に応答して同期整流トランジスタのタ
ーンオフタイミング信号を発生する制御部とを備えるこ
とを特徴とする同期整流回路を提供する。
In order to solve such a problem, the present invention provides a synchronous rectifier circuit for a converter operating in a discontinuous current mode, in which a rectified current is detected and converted into a voltage signal. A rectifying current detector, a comparator for comparing the voltage signal with a predetermined threshold, and a controller for generating a turn-off timing signal of the synchronous rectification transistor in response to a comparison result of the comparator. And a synchronous rectifier circuit.

【0008】また、本発明は、前記コンバータがハーフ
ブリッジ共振コンバータであり、前記ターンオフタイミ
ング信号に応答して一方の同期整流トランジスタがオフ
なり、前記ターンオフタイミング信号の発生から所定時
間経過後に他方の同期整流トランジスタがオンになるこ
とを特徴とする、前記同期整流回路を提供する。
Further, according to the present invention, the converter is a half-bridge resonant converter, and one synchronous rectifying transistor is turned off in response to the turn-off timing signal, and the other synchronous rectifying transistor is turned off after a lapse of a predetermined time from the generation of the turn-off timing signal. The synchronous rectifier circuit, wherein a rectifier transistor is turned on.

【0009】さらに、本発明は、前記整流電流検出部
が、出力コンデンサに並列に接続されるCR直列回路を
有することを特徴とする、前記同期整流回路を提供す
る。
Further, the present invention provides the synchronous rectifier circuit, wherein the rectified current detector has a CR series circuit connected in parallel to an output capacitor.

【0010】また、本発明は、前記整流電流検出部が、
同期整流トランジスタに直列に接続されたエネルギート
ランスファコンデンサと、該エネルギートランスファコ
ンデンサと並列に接続されたCR直列回路とを有するこ
とを特徴とする、前記同期整流回路を提供する。
[0010] Further, according to the present invention, the rectified current detecting section may include:
The synchronous rectifier circuit includes an energy transfer capacitor connected in series with the synchronous rectifier transistor and a CR series circuit connected in parallel with the energy transfer capacitor.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し本発明の実施
形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings based on embodiments of the present invention.

【0012】図1は、本発明の第1の実施形態例に係る
同期整流回路を有するハーフブリッジ型共振コンバータ
の回路図である。本実施形態例のコンバータは、図8を
参照して説明した従来のコンバータのダイオードD1、
D2を夫々同期整流トランジスタSR1、SR2に代え
た点、二次整流回路12の電流を検出するために出力コ
ンデンサCoに直列に接続された抵抗器R1を設けた
点、及び、同期整流トランジスタSR1、SR2のオン
・オフを制御する制御回路を設けた点において、従来の
コンバータとは異なる。
FIG. 1 is a circuit diagram of a half-bridge type resonant converter having a synchronous rectifier circuit according to a first embodiment of the present invention. The converter according to the present embodiment is a diode D1 of the conventional converter described with reference to FIG.
D2 is replaced by synchronous rectification transistors SR1 and SR2, respectively; a resistor R1 connected in series to an output capacitor Co for detecting the current of the secondary rectifier circuit 12 is provided; This is different from the conventional converter in that a control circuit for controlling ON / OFF of SR2 is provided.

【0013】制御回路は、抵抗器R1の端子電圧が反転
端子に接続され、これを非反転端子に入力されたスレッ
シュホールド(Vth)と比較するコンパレータU3、
コンパレータU3の出力と対応する同期整流トランジス
タSR1又はSR2のドレイン電圧とが入力され、これ
ら入力に基づいて、対応する同期整流トランジスタSR
1又はSR2のゲート電圧を制御する制御部U1、U2
とを有する。コンパレータU3は、ターンオン・ターン
オフタイミングを発生するタイミング発生部として機能
する。
The control circuit includes a comparator U3 for comparing the terminal voltage of the resistor R1 to the inverting terminal and comparing the voltage with a threshold (Vth) input to the non-inverting terminal.
The output of the comparator U3 and the drain voltage of the corresponding synchronous rectification transistor SR1 or SR2 are input, and based on these inputs, the corresponding synchronous rectification transistor SR
1 or U2 for controlling the gate voltage of SR2
And The comparator U3 functions as a timing generator that generates turn-on / turn-off timing.

【0014】図2は、上記実施形態例のコンバータにお
いてオシロスコープで得られた動作波形図である。同図
において、Vgs1及びVgs2は夫々同期整流トラン
ジスタQ1及びQ2のゲート電圧を、Vcurrent
は抵抗器R1の端子電圧を、Vds2は同期整流トラン
ジスタQ2のソース・ドレイン電圧を、Vcmp1はコ
ンパレータU3の出力電圧を示している。また、同期整
流トランジスタQ1(Q2)を流れる電流Id1(Id
2)は、そのソース電流Ids1(Ids2)とボディ
ダイオード(寄生ダイオード)の電流Isbd1(Is
bd2)との和である。タイミング信号Vrt/ct1
は制御部U1内で作られる信号である。
FIG. 2 is an operation waveform diagram obtained by an oscilloscope in the converter of the above embodiment. In the figure, Vgs1 and Vgs2 denote the gate voltages of the synchronous rectification transistors Q1 and Q2, respectively, and Vcurrent.
Represents the terminal voltage of the resistor R1, Vds2 represents the source / drain voltage of the synchronous rectification transistor Q2, and Vcmp1 represents the output voltage of the comparator U3. The current Id1 (Id) flowing through the synchronous rectification transistor Q1 (Q2)
2) is a source current Ids1 (Ids2) and a body diode (parasitic diode) current Isbd1 (Is2).
bd2). Timing signal Vrt / ct1
Is a signal generated in the control unit U1.

【0015】同期整流トランジスタSR1がオフ、SR
2がオンの期間において、二次整流回路12の整流電流
が低下し、電圧VcurrentがVthよりも低下す
ると、コンパレータU3の出力Vcmp1がハイレベル
になり、制御部U1及びU2は、夫々タイミング信号V
rt/ct1及びVrt/ct2(図示せず)をハイレ
ベルにする。制御部U2は、このタイミング信号Vrt
/ct2の立ち上がりに基づいて、同期整流トランジス
タSR2のゲート電圧Vgs2をロウレベルにして同期
整流トランジスタSR2をオフにする。双方のタイミン
グ信号は短い所定期間が経過した後にロウレベルに移行
する。制御部U1は、タイミング信号Vrt/ct1の
この立ち下がりに基づいて、同期整流トランジスタSR
1のゲート電圧をハイレベルにするので、同期整流トラ
ンジスタSR1がオンする。
When the synchronous rectification transistor SR1 is off, SR
2 is ON, when the rectified current of the secondary rectifier circuit 12 decreases and the voltage Vcurrent falls below Vth, the output Vcmp1 of the comparator U3 goes to a high level, and the control units U1 and U2 output the timing signal V2 respectively.
rt / ct1 and Vrt / ct2 (not shown) are set to high level. The control unit U2 outputs the timing signal Vrt
Based on the rise of / ct2, the gate voltage Vgs2 of the synchronous rectification transistor SR2 is set to low level to turn off the synchronous rectification transistor SR2. Both timing signals shift to low level after a short predetermined period has elapsed. The control unit U1 controls the synchronous rectification transistor SR based on this fall of the timing signal Vrt / ct1.
Since the gate voltage of No. 1 is at a high level, the synchronous rectification transistor SR1 is turned on.

【0016】その後整流電流が増大し次いで減少する
と、制御部U1及びU2が夫々先とは逆の動作をするの
で、同期整流トランジスタSR1をオフに、SR2をオ
ンにする。この動作が繰り返され、コンバータは同期整
流を行いつつ所定の直流電圧を発生する。各同期整流ト
ランジスタSR1及びSR2のソース・ドレイン電圧V
ds1(図示せず)及びVds2は、そのロウレベルの
期間(ブランキング期間)中は、当該同期整流トランジ
スタがオンであり、制御部U1及びU2に入力されて、
他方の同期整流トランジスタをオンさせないように作用
する。
Thereafter, when the rectified current increases and then decreases, the control units U1 and U2 operate in the opposite directions, so that the synchronous rectification transistor SR1 is turned off and SR2 is turned on. This operation is repeated, and the converter generates a predetermined DC voltage while performing synchronous rectification. Source / drain voltage V of each synchronous rectification transistor SR1 and SR2
During the low level period (blanking period), the synchronous rectification transistor is on and ds1 (not shown) and Vds2 are input to the control units U1 and U2.
It acts so as not to turn on the other synchronous rectification transistor.

【0017】本実施形態例では、電流が不連続モード
で、かつ発振周波数が変動することを利用して、同期整
流トランジスタに流れる電流をモニタすることで、ター
ンオン及びターンオフのタイミングを得る。本実施形態
例の構成によると、MOSFETの駆動用ICやコンパ
レータとしては汎用品を用いることができるため、安価
に実現できる利点がある。
In the present embodiment, the turn-on and turn-off timings are obtained by monitoring the current flowing through the synchronous rectification transistor by utilizing the fact that the current is in the discontinuous mode and the oscillation frequency fluctuates. According to the configuration of the present embodiment, a general-purpose product can be used as the MOSFET driving IC and the comparator, so that there is an advantage that it can be realized at low cost.

【0018】図3は本発明の第2の実施形態例に係る同
期整流回路を有するコンバータの回路図であり、本発明
を電流不連続モードで作動するフライバックコンバータ
に適用した例を示す。コンバータは、出力変圧器T2の
一次側巻線に接続された一次側回路13内に接続されス
イッチングによって出力変圧器T2に電源を供給する主
トランジスタQ3と、出力変圧器T2の二次側巻線に接
続された二次側整流回路14内で同期整流を行う同期整
流トランジスタSR3と、同期整流トランジスタSR3
を制御する制御部U4及びコンパレータU5とを有す
る。
FIG. 3 is a circuit diagram of a converter having a synchronous rectifier circuit according to a second embodiment of the present invention, and shows an example in which the present invention is applied to a flyback converter operating in a discontinuous current mode. The converter includes a main transistor Q3 connected in a primary circuit 13 connected to a primary winding of the output transformer T2 and supplying power to the output transformer T2 by switching, and a secondary winding of the output transformer T2. Synchronous rectification transistor SR3 for performing synchronous rectification in the secondary side rectifier circuit 14 connected to
, And a control unit U4 and a comparator U5.

【0019】二次整流回路14の整流電流は、抵抗器R
1によって電圧信号Vcurrentに変換され、コン
パレータU5で所定のVthと比較され、ターンオフタ
イミングを作り出す。つまり、整流電流が所定値以下に
低下すると、コンパレータU5の出力がハイレベルにな
り、同期整流トランジスタSR3のオンを条件として、
そのゲート電圧をロウレベルにすることで、同期整流ト
ランジスタSR3をオフにする。ターンオンタイミング
は、同期整流トランジスタのソース・ドレイン電圧を利
用して作られる。
The rectified current of the secondary rectifier circuit 14 is a resistor R
The signal is converted into a voltage signal Vcurrent by 1 and compared with a predetermined Vth by a comparator U5 to generate a turn-off timing. That is, when the rectified current falls below a predetermined value, the output of the comparator U5 goes to a high level, and on condition that the synchronous rectification transistor SR3 is turned on.
By setting the gate voltage to the low level, the synchronous rectification transistor SR3 is turned off. The turn-on timing is made using the source / drain voltage of the synchronous rectification transistor.

【0020】ハーフブリッジ共振コンバータでは、同期
整流トランジスタSR1、SR2のターンオン時の電流
の立ち上がりが緩やかであり、ターンオンタイミングが
多少遅れても損失増大分が少ないので、前述の通りコン
パレータU3によってターンオン・ターンオフタイミン
グの双方のタイミングを作るほうが、制御回路を間単に
できるメリットがある。しかし、フライバックコンバー
タでは、ターンオン時の電流の立ち上がりが急峻である
ため、上記の通り、ターンオフのタイミングのみを整流
電流で作り出したほうが動作が安定する。本実施形態例
の構成は、同様に電流不連続モードで作動する擬似共振
コンバータやCukコンバータにも適用可能である
In the half-bridge resonant converter, the synchronous rectifier transistors SR1 and SR2 have a gradual rise in current at the time of turn-on and a small increase in loss even if the turn-on timing is slightly delayed. Producing both timings has the advantage of simplifying the control circuit. However, in the flyback converter, since the rise of the current at the time of turn-on is steep, as described above, the operation is more stable if only the turn-off timing is generated by the rectified current. The configuration of the present embodiment is also applicable to a quasi-resonant converter or a Cuk converter that operates in a discontinuous current mode.

【0021】本発明の同期整流回路を採用すると、ター
ンオン信号を、コンパレータで検出する場合、及び、タ
ーンオン電圧波形で検出する場合の何れにおいても、コ
ンバータの動作中に負荷が軽くなり、主トランジスタの
オン期間が短くなると、ターンオン信号が入力されなく
なるので、同期整流が停止し、ドライブ損失がゼロにな
る。つまり、コンバータの損失は、ダイオード整流回路
の場合と同程度になる。これによって、待機時の電力低
減が可能になり、省電力モードの規制に対応可能であ
る。
When the synchronous rectifier circuit of the present invention is employed, the load becomes lighter during the operation of the converter and the load of the main transistor can be reduced both in the case where the turn-on signal is detected by the comparator and in the case where the turn-on signal is detected by the turn-on voltage waveform. When the ON period becomes short, the turn-on signal is not input, so that the synchronous rectification stops, and the drive loss becomes zero. That is, the loss of the converter is almost equal to that of the diode rectifier circuit. This makes it possible to reduce the power consumption during standby, and to comply with the regulation of the power saving mode.

【0022】図4は、本発明の第3の実施形態例に係る
同期整流回路を有するコンバータの回路図であり、図1
の実施形態例の変形例である。図1の実施形態例との違
いは、図1の抵抗器R1に代えて、出力コンデンサCo
と並列に接続した電流検出部CS1と、電流検出部CS
1の出力端子から直流電圧信号を再生する直流再生部V
S1とを有する点である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a converter having a synchronous rectifier circuit according to a third embodiment of the present invention.
It is a modification of the embodiment. The difference from the embodiment of FIG. 1 is that an output capacitor Co is used instead of the resistor R1 of FIG.
Current detection unit CS1 connected in parallel with
DC reproducing unit V for reproducing a DC voltage signal from the output terminal
S1.

【0023】本実施形態例の同期整流回路では、コンバ
ータの負荷電流が大きくなると、抵抗器R1における損
失が大きくなることに鑑み、二次整流回路12内の出力
コンデンサCoよりも小さな容量のコンデンサC1及び
適切な検出抵抗R1の直列回路から成る電流検出部CS
1を、出力コンデンサCoに並列接続する。また、抵抗
器R1の端子電圧(分流電流検出電圧)Vicを、コン
デンサC2と整流ダイオードD3とを直列に接続した直
流再生部VS1に導き、直流検出電圧信号Vicdcに
変換し、これをコンパレータU3で監視する。
In the synchronous rectifier circuit of the present embodiment, the capacitor C1 having a smaller capacity than the output capacitor Co in the secondary rectifier circuit 12 in view of the fact that the loss in the resistor R1 increases when the load current of the converter increases. And a current detection unit CS composed of a series circuit of an appropriate detection resistor R1
1 is connected in parallel to the output capacitor Co. Further, the terminal voltage (shunt current detection voltage) Vic of the resistor R1 is led to a DC regeneration unit VS1 in which a capacitor C2 and a rectifier diode D3 are connected in series, and is converted into a DC detection voltage signal Vicdc. Monitor.

【0024】図5は、図4のコンバータで観測されたオ
シロスコープ波形である。直流検出電圧信号Vicdc
は、図2に示したVcurrentと同様の波形であ
り、これと同様に使用できる。得られた同期整流トラン
ジスタSR1のドレイン電流波形Idsは、より良好な
正弦波形状を有する。なお、図5の波形は、図4の回路
で、Coに220μF、C1に4.7μF、R3に4.
7Ωを用いた例で得られたものである。本実施形態例に
よると、図1の検出抵抗器による検出に比して、検出の
ための損失が約1/400の1.6mWとなった。この
ため、従来用いていた1Wの抵抗器を小さな抵抗器に置
き換えることが出来た。
FIG. 5 is an oscilloscope waveform observed by the converter of FIG. DC detection voltage signal Vicdc
Has the same waveform as Vcurrent shown in FIG. 2 and can be used in the same manner. The obtained drain current waveform Ids of the synchronous rectification transistor SR1 has a better sine wave shape. The waveform in FIG. 5 is 220 μF for Co, 4.7 μF for C1, and 4.0 for R3 in the circuit of FIG.
This is obtained in an example using 7Ω. According to the present embodiment, the loss for detection is about 1/400 of 1.6 mW as compared with the detection by the detection resistor of FIG. For this reason, the 1 W resistor conventionally used could be replaced with a small resistor.

【0025】本実施形態例では、ダイオードD2のアノ
ードを直接にGNDに接続しているので、得られた直流
再生電圧Vicdcの波形の最低電圧レベルが負電圧に
残っているが、ダイオードD2の接続電位を適切に調節
することによって、オフセット電位を調整できる。
In this embodiment, since the anode of the diode D2 is directly connected to GND, the lowest voltage level of the obtained waveform of the DC regeneration voltage Vicdc remains at the negative voltage. By appropriately adjusting the potential, the offset potential can be adjusted.

【0026】図6は、本発明の第4の実施形態例に係る
同期整流回路を有するコンバータの回路図であり、図7
はその動作波形を図5と同様に示している。本実施形態
例は、Cuk型コンバータに本発明を適用した例であ
り、整流電流の取出しにあたって、抵抗器R1の挿入に
代えて、エネルギートランスファコンデンサCs2と、
その分流回路を成すCR直列回路とを用い、整流電流を
電圧信号に変換してコンパレータU5に入力している。
同期整流トランジスタSRの制御におけるその他の構成
は、図3の制御と同様である。
FIG. 6 is a circuit diagram of a converter having a synchronous rectifier circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
Shows the operation waveform in the same manner as FIG. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a Cuk-type converter. In taking out a rectified current, instead of inserting the resistor R1, an energy transfer capacitor Cs2 is provided.
The rectified current is converted into a voltage signal by using the CR series circuit forming the shunt circuit and is input to the comparator U5.
Other configurations in controlling the synchronous rectification transistor SR are the same as those in the control in FIG.

【0027】二次整流回路がコンデンサで平滑される多
くのコンバータでは、平滑コンデンサの電流を分流し、
直流再生することで整流電流の検出が可能である。しか
し、Cuk型コンバータでは、出力平滑コンデンサを用
いることが出来ないので、上記のように、エネルギート
ランスファコンデンサCe2を用いている。なお、電流
検出そのものは、二次側整流回路のみでなく、出力変圧
器の一次側回路や補助巻線回路等で可能である。本実施
形態例における検出では、抵抗器による検出に比して損
失が約1/220に低減できた。
In many converters in which the secondary rectifier circuit is smoothed by a capacitor, the current of the smoothing capacitor is shunted,
A rectified current can be detected by DC regeneration. However, in the Cuk type converter, an output smoothing capacitor cannot be used, and thus the energy transfer capacitor Ce2 is used as described above. The current detection itself can be performed not only by the secondary side rectifier circuit but also by the primary side circuit or the auxiliary winding circuit of the output transformer. In the detection in the present embodiment, the loss was reduced to about 1/220 compared to the detection by the resistor.

【0028】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明の同期整流回路は、上記実施
形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施
形態例の構成から種々の修正及び変更を施した同期整流
回路も、本発明の範囲に含まれる。
As described above, the present invention has been described based on the preferred embodiment. However, the synchronous rectifier circuit of the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, but the configuration of the above-described embodiment. Synchronous rectification circuits with various modifications and alterations from are also included in the scope of the present invention.

【0029】[0029]

【発明の効果】【The invention's effect】 【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態例に係る同期整流回路
を有するハーフブリッジ型共振コンバータの回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram of a half-bridge resonance converter having a synchronous rectification circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のコンバータにおける動作波形図。FIG. 2 is an operation waveform diagram in the converter of FIG.

【図3】本発明の第2の実施形態例に係る同期整流回路
を有するフライバックコンバータの回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram of a flyback converter having a synchronous rectifier circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態例に係る同期整流回路
を有するハーフブリッジ型共振コンバータの回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram of a half-bridge resonant converter having a synchronous rectifier circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図5】図4のコンバータの動作波形図。5 is an operation waveform diagram of the converter of FIG.

【図6】本発明の第4の実施形態例に係る同期整流回路
を有するCukコンバータの回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram of a Cuk converter having a synchronous rectification circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】図6のコンバータの動作回路図。FIG. 7 is an operation circuit diagram of the converter of FIG. 6;

【図8】従来の同期整流回路を有するハーフブリッジ型
共振コンバータの回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram of a half-bridge type resonant converter having a conventional synchronous rectifier circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、13:一次側回路 12、14:二次側整流回路 Q1、Q2:主トランジスタ SR1〜SR3:整流トランジスタ U1、U2、U4:制御部 U3、U5:コンパレータ Co:出力コンデンサ Ce2:エネルギートランスファコンデンサ Cin:入力コンデンサ Cr:共振コンデンサ C1、C2:コンデンサ R1、R2、R3:抵抗器 T1、T2:出力変圧器 Lr:共振コンデンサ 11, 13: primary side circuit 12, 14: secondary side rectifier circuit Q1, Q2: main transistor SR1 to SR3: rectifier transistor U1, U2, U4: control unit U3, U5: comparator Co: output capacitor Ce2: energy transfer capacitor Cin: input capacitor Cr: resonance capacitor C1, C2: capacitor R1, R2, R3: resistor T1, T2: output transformer Lr: resonance capacitor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 聖一 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 Fターム(参考) 5H730 AA14 BB26 BB43 BB44 BB66 DD04 EE13 FD31  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Seiichi Noguchi 2-93-2 Nakamachi, Musashino-shi, Tokyo F-term in Yokogawa Electric Corporation (reference) 5H730 AA14 BB26 BB43 BB44 BB66 DD04 EE13 FD31

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電流不連続モードで作動するコンバータ
のための同期整流回路において、 整流電流を検出して電圧信号に変換する整流電流検出部
と、前記電圧信号を所定のスレッシュホールドと比較す
る比較器と、該比較器の比較結果に応答して同期整流ト
ランジスタのターンオフタイミング信号を発生する制御
部とを備えることを特徴とする同期整流回路。
1. A synchronous rectifier circuit for a converter operating in a discontinuous current mode, comprising: a rectified current detector for detecting a rectified current and converting the rectified current into a voltage signal; and comparing the voltage signal with a predetermined threshold. A synchronous rectifier circuit comprising: a comparator; and a control unit that generates a turn-off timing signal of the synchronous rectifier transistor in response to a comparison result of the comparator.
【請求項2】 前記コンバータがハーフブリッジ共振コ
ンバータであり、前記ターンオフタイミング信号に応答
して一方の同期整流トランジスタがオフなり、前記ター
ンオフタイミング信号の発生から所定時間経過後に他方
の同期整流トランジスタがオンになることを特徴とす
る、請求項1に記載の同期整流回路。
2. The converter is a half-bridge resonant converter, wherein one synchronous rectifying transistor is turned off in response to the turn-off timing signal, and the other synchronous rectifying transistor is turned on after a lapse of a predetermined time from the generation of the turn-off timing signal. The synchronous rectifier circuit according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記整流電流検出部が、出力コンデンサ
に並列に接続されるCR直列回路を有することを特徴と
する、請求項1に記載の同期整流回路。
3. The synchronous rectifier circuit according to claim 1, wherein the rectifier current detector has a CR series circuit connected in parallel to an output capacitor.
【請求項4】 前記整流電流検出部が、同期整流トラン
ジスタに直列に接続されたエネルギートランスファコン
デンサと、該エネルギートランスファコンデンサと並列
に接続されたCR直列回路とを有することを特徴とす
る、請求項1に記載の同期整流回路。
4. The rectification current detection unit includes an energy transfer capacitor connected in series to a synchronous rectification transistor, and a CR series circuit connected in parallel with the energy transfer capacitor. 2. The synchronous rectifier circuit according to 1.
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