JP2000083376A - Power supply device - Google Patents

Power supply device

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JP2000083376A
JP2000083376A JP10251245A JP25124598A JP2000083376A JP 2000083376 A JP2000083376 A JP 2000083376A JP 10251245 A JP10251245 A JP 10251245A JP 25124598 A JP25124598 A JP 25124598A JP 2000083376 A JP2000083376 A JP 2000083376A
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supply device
synchronous
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孝明 馬籠
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device that can be operated stably by reducing power loss due to a diode for rectification at a secondary side, and at the same time feeding current constantly only in a positive direction to a synchronous rectifying element, regardless of continuous and discontinuous modes. SOLUTION: In a power supply device, a DC input voltage is supplied to a primary coil winding N1 of a transformer T1, an AC voltage Vs that is induced in a secondary coil winding N2 of the transformer is rectified by a diode D1 for rectification and is smoothed by smoothing capacitors C1 and C2 for obtaining a DC output voltage V0, and at the same time a transistor Q2 for synchronous rectification for performing synchronous rectifying operation in parallel with the diode D1 is connected. In the power supply device, a synchronous rectification control circuit is provided to detect the ripple voltage of the smoothing capacitor C1 that is proportional to the rectifying current at the secondary side of the transformer T1, turns on the transistor Q2 when the ripple voltage is equal to or more than a first threshold, and turns off the transistor Q2 when the ripple voltage is equal to or less than a second threshold.

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、電源装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、フライバック方式の電源装置(ス
イッチング電源装置)において、トランスの二次側の整
流用のダイオードによる電力損失を低減する為に、この
ダイオードに同期整流素子であるMOS−FETのよう
なトランジスタを並列に接続し動作させる同期整流方式
がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a flyback type power supply device (switching power supply device), in order to reduce power loss due to a rectifying diode on the secondary side of a transformer, a MOS-FET which is a synchronous rectifying element is added to the diode. There is a synchronous rectification system in which transistors are connected in parallel and operated.

【0003】このような電源装置の従来例を図7に示
す。
FIG. 7 shows a conventional example of such a power supply device.

【0004】この電源装置は、直流入力電圧Vi を、ト
ランスT1 の一次巻線N1 にスイッチングトランジスタ
Q1 によるパルス状の電圧として印加し、トランスT1
の二次巻線N2 に誘起する交流電圧Vsを、整流用のダ
イオードD1 で整流し、さらに、平滑コンデンサC1 、
C2 及びインダクタ(チョークコイル)L1 からなる平
滑回路により平滑して、所定の出力電圧Voを得るよう
になっている。
In this power supply device, a DC input voltage Vi is applied to a primary winding N1 of a transformer T1 as a pulsed voltage by a switching transistor Q1.
AC voltage Vs induced in the secondary winding N2 is rectified by a rectifying diode D1.
A predetermined output voltage Vo is obtained by smoothing with a smoothing circuit comprising C2 and an inductor (choke coil) L1.

【0005】また、図7に示すスイッチング電源装置
は、トランスT1 の補助巻線N3 、同期整流用のトラン
ジスタQ2 、補助巻線N3 の誘起電圧を分圧してトラン
ジスタQ2 のゲートを駆動する抵抗R1 、抵抗R2 から
なる同期整流回路を具備している。
The switching power supply shown in FIG. 7 has an auxiliary winding N3 of a transformer T1, a transistor Q2 for synchronous rectification, a resistor R1 for dividing the induced voltage of the auxiliary winding N3 to drive the gate of the transistor Q2, A synchronous rectifier circuit including a resistor R2 is provided.

【0006】図8、図9は、各々図7に示す電源装置の
連続モード及び例えば負荷が軽負荷の状態等で生じる不
連続モードにおける前記交流電圧Vs、前記トランジス
タQ2 の電流IQ2の波形を示すものである。
FIGS. 8 and 9 show waveforms of the AC voltage Vs and the current IQ2 of the transistor Q2 in the continuous mode of the power supply device shown in FIG. 7 and in the discontinuous mode which occurs when the load is lightly loaded, for example. Things.

【0007】図7に示すスイッチング電源装置におい
て、仮に同期整流回路を設けない場合には、スイッチン
グトランジスタQ1 がオフすると、ダイオードD1 に電
流が流れる。
In the switching power supply shown in FIG. 7, if no synchronous rectifier circuit is provided, a current flows through the diode D1 when the switching transistor Q1 is turned off.

【0008】一方、同期整流回路を設けた場合には、ス
イッチングトランジスタQ1 がオフすると、補助巻線N
3 の誘起電圧に基づく同期整流回路の動作により、トラ
ンジスタQ2 がオンとなり、電流IQ2が流れる。
On the other hand, when a synchronous rectifier circuit is provided, when the switching transistor Q1 is turned off, the auxiliary winding N
By the operation of the synchronous rectifier circuit based on the induced voltage of 3, the transistor Q2 is turned on, and the current IQ2 flows.

【0009】図8は連続モードの場合である。二次巻線
N2 の誘起電圧Vsが正の時、トランジスタQ2 がオン
し電流IQ2が流れる。誘起電圧Vsが負の時は、トラン
ジスタQ2 はオフとなり電流IQ2は0となる。
FIG. 8 shows the case of the continuous mode. When the induced voltage Vs of the secondary winding N2 is positive, the transistor Q2 turns on and the current IQ2 flows. When the induced voltage Vs is negative, the transistor Q2 turns off and the current IQ2 becomes zero.

【0010】図9は不連続モードの場合であり、同様
に、誘起電圧Vsが正の時トランジスタQ2 がオンし、
誘起電圧Vsが負の時、トランジスタQ2 はオフする。
FIG. 9 shows the case of the discontinuous mode. Similarly, when the induced voltage Vs is positive, the transistor Q2 is turned on,
When the induced voltage Vs is negative, the transistor Q2 turns off.

【0011】このように図7に示す電源装置は、ダイオ
ードD1 に電流が流れるべき期間にトランジスタQ2 を
オンさせて、このトランジスタQ2 に電流IQ2を流し、
電力損失を低減する回路構成を採用している。
As described above, in the power supply device shown in FIG. 7, the transistor Q2 is turned on during the period when the current should flow through the diode D1, and the current IQ2 flows through the transistor Q2.
A circuit configuration that reduces power loss is adopted.

【0012】例えば、ダイオードD1 に流れるべき電流
が5Aで、ダイオードドロップ電圧(VF )が0.4V
であると、2Wの電力損失が生じる。一方、オン抵抗
(Ron)10mΩのトランジスタQ2 に電流IQ2が流
れると、電力損失は0.25Wとなる。この結果、同期
整流回路を設けた場合には、1.75Wの電力低減を実
現できる。
For example, when the current to flow through the diode D1 is 5A and the diode drop voltage (VF) is 0.4V
, A power loss of 2 W occurs. On the other hand, when the current IQ2 flows through the transistor Q2 having an on-resistance (Ron) of 10 mΩ, the power loss becomes 0.25 W. As a result, when the synchronous rectification circuit is provided, a power reduction of 1.75 W can be realized.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のスイッチング電源装置の場合、前記トランジス
タQ2 には正方向だけでなく、負方向にも電流が流れる
場合があり、同期整流動作が円滑におこなわれず、間欠
発振等の異常動作を生じる場合がある。
However, in the case of the above-described conventional switching power supply, current may flow not only in the positive direction but also in the negative direction through the transistor Q2, so that the synchronous rectification operation can be performed smoothly. In some cases, abnormal operations such as intermittent oscillation may occur.

【0014】即ち、図8に示す連続モードの場合は、ト
ランジスタQ2 に正方向だけ電流が流れるが、図9に示
す不連続モードの場合には、前記誘起電圧Vsが0V付
近になると、正負の脈動電圧Vp が生じ、この脈動電圧
Vp に対応してトランジスタQ2 には図9に示すように
リンギングによる負方向電流Ip のような電流が流れ、
この結果、フライバック方式のスイッチング電源装置の
場合、不連続モードにおいて同期整流動作が円滑に行わ
れなくなるという問題があった。
That is, in the case of the continuous mode shown in FIG. 8, a current flows through the transistor Q2 only in the positive direction. However, in the case of the discontinuous mode shown in FIG. A pulsating voltage Vp is generated, and a current such as a negative current Ip due to ringing flows through the transistor Q2 in accordance with the pulsating voltage Vp as shown in FIG.
As a result, in the case of the flyback type switching power supply, there is a problem that the synchronous rectification operation is not performed smoothly in the discontinuous mode.

【0015】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、二次側の整流用のダイオードによる電
力損失の低減を図りつつ連続モード、不連続モードを問
わず同期整流素子に常に正方向だけ電流を流すことがで
き、安定した動作をする電源装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a synchronous rectifying element is always used regardless of a continuous mode or a discontinuous mode while reducing power loss by a secondary-side rectifying diode. An object of the present invention is to provide a power supply device capable of flowing current only in a positive direction and performing stable operation.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
直流入力電圧をスイッチングしてトランスの一次巻線に
供給し、トランスの二次巻線に誘起する交流電圧を整流
用のダイオードにより整流し平滑回路により平滑して直
流出力電圧を得るとともに、前記ダイオードと並列に同
期整流動作を行う同期整流素子を接続した電源装置にお
いて、前記トランスの二次側の整流電流に比例する二次
回路電圧を検出し、この二次回路電圧が第一の閾値以上
で前記同期整流素子をオンし、二次回路電圧が第二の閾
値以下で前記同期整流素子をオフさせる同期整流制御回
路を設けたことを特徴とするものである。
According to the first aspect of the present invention,
The DC input voltage is switched and supplied to the primary winding of the transformer, and the AC voltage induced in the secondary winding of the transformer is rectified by a rectifying diode and smoothed by a smoothing circuit to obtain a DC output voltage. In a power supply device connected with a synchronous rectifying element that performs a synchronous rectification operation in parallel with the transformer, a secondary circuit voltage proportional to a rectified current on the secondary side of the transformer is detected, and when the secondary circuit voltage is equal to or higher than a first threshold value. A synchronous rectification control circuit for turning on the synchronous rectifier and turning off the synchronous rectifier when a secondary circuit voltage is equal to or lower than a second threshold value is provided.

【0017】この発明によれば、同期整流制御回路によ
り、トランスの二次側の整流電流に比例する二次回路電
圧を検出し、この二次回路電圧が第一の閾値以上で同期
整流動作を行う同期整流素子をオンし、二次回路電圧が
第二の閾値以下で前記同期整流素子をオフさせるもので
あるから、トランスの二次側の整流用のダイオードによ
る電力損失の低減を図ることができ、かつ、連続モー
ド、不連続モードを問わず、同期整流用の素子には常に
正方向だけ電流を流すことができ、これにより、安定し
た同期整流動作を発揮する電源装置を提供できる。
According to the present invention, the synchronous rectification control circuit detects the secondary circuit voltage proportional to the rectified current on the secondary side of the transformer, and performs the synchronous rectification operation when the secondary circuit voltage is equal to or higher than the first threshold value. Since the synchronous rectifying element is turned on and the synchronous rectifying element is turned off when the secondary circuit voltage is equal to or lower than the second threshold value, it is possible to reduce the power loss due to the rectifying diode on the secondary side of the transformer. It is possible to supply a current to the element for synchronous rectification in the positive direction at all times regardless of the continuous mode or the discontinuous mode, thereby providing a power supply device exhibiting a stable synchronous rectification operation.

【0018】請求項2記載の発明は、直流入力電圧をス
イッチングしてトランスの一次巻線に供給し、トランス
の二次巻線に誘起する交流電圧を整流用のダイオードに
より整流し平滑コンデンサにより平滑して直流出力電圧
を得るとともに、前記ダイオードと並列に同期整流動作
を行う同期整流素子を接続した電源装置において、前記
トランスの二次側の整流電流に比例する前記平滑コンデ
ンサのリップル電圧を検出し、このリップル電圧が第一
の閾値以上で前記同期整流素子をオンし、前記リップル
電圧が第二の閾値以下で前記同期整流素子をオフさせる
同期整流制御回路を設けたことを特徴とするものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, a DC input voltage is switched and supplied to a primary winding of a transformer, and an AC voltage induced in a secondary winding of the transformer is rectified by a rectifying diode and smoothed by a smoothing capacitor. In the power supply device connected with a synchronous rectifying element performing a synchronous rectification operation in parallel with the diode, a ripple voltage of the smoothing capacitor proportional to a rectification current on the secondary side of the transformer is detected. A synchronous rectification control circuit that turns on the synchronous rectifier when the ripple voltage is equal to or higher than a first threshold and turns off the synchronous rectifier when the ripple voltage is equal to or lower than a second threshold. is there.

【0019】この発明によれば、同期整流制御回路によ
り、トランスの二次側の整流電流に比例する前記平滑コ
ンデンサのリップル電圧を検出し、このリップル電圧が
第一の閾値以上で前記同期整流素子をオンし、前記リッ
プル電圧が第二の閾値以下で前記同期整流素子をオフさ
せるものであるから、トランスの二次側の整流用のダイ
オードによる電力損失の低減を図ることができ、かつ、
連続モード、不連続モードを問わず、同期整流用の素子
には常に正方向だけ電流を流すことができ、これによ
り、安定した同期整流動作を発揮する電源装置を提供で
きる。
According to the present invention, the synchronous rectification control circuit detects the ripple voltage of the smoothing capacitor proportional to the rectification current on the secondary side of the transformer, and when the ripple voltage is equal to or higher than the first threshold value, the synchronous rectification element Is turned on, and the synchronous rectifying element is turned off when the ripple voltage is equal to or less than a second threshold value, so that it is possible to reduce power loss due to a rectifying diode on the secondary side of the transformer, and
Regardless of the continuous mode or the discontinuous mode, a current can always flow only in the positive direction to the element for synchronous rectification, thereby providing a power supply device exhibiting a stable synchronous rectification operation.

【0020】請求項3記載の発明は、請求項2記載の電
源装置において、前記同期整流制御回路は、前記平滑コ
ンデンサのリップル電圧が第一の閾値以上になった時オ
ン駆動信号を送出し、前記平滑コンデンサのリップル電
圧が第二の閾値以下になった時オフ駆動信号を送出する
コンパレータと、このコンパレータからのオン駆動信
号、オフ駆動信号を基に前記同期整流素子をオン、オフ
駆動するドライバーとを具備することを特徴とするもの
である。
According to a third aspect of the present invention, in the power supply device according to the second aspect, the synchronous rectification control circuit sends an ON drive signal when a ripple voltage of the smoothing capacitor becomes equal to or higher than a first threshold value. A comparator for sending an off-drive signal when the ripple voltage of the smoothing capacitor becomes equal to or less than a second threshold, and a driver for turning on and off the synchronous rectifying element based on the on-drive signal and the off-drive signal from the comparator And characterized in that:

【0021】この発明によれば、前記コンパレータ及び
ドライバーを用いた構成で、請求項2記載の発明と同様
な作用を発揮させることができる。
According to the present invention, the same operation as that of the second aspect can be exerted by the configuration using the comparator and the driver.

【0022】請求項4記載の発明は、直流入力電圧をス
イッチングしてトランスの一次巻線に供給し、トランス
の二次巻線に誘起する交流電圧を整流用のダイオードに
より整流し平滑回路により平滑して直流出力電圧を得る
とともに、前記ダイオードと並列に同期整流動作を行う
同期整流素子を接続した電源装置において、前記トラン
スの二次側の整流電流が流れる回路に直列接続した抵抗
と、この抵抗の両端電圧を比較し、両端電圧が第一の閾
値以上になった時オン駆動信号を送出し、前記両端電圧
が第二の閾値以下になった時オフ駆動信号を送出するコ
ンパレータと、このコンパレータからのオン駆動信号、
オフ駆動信号を基に前記同期整流素子をオン、オフ駆動
するドライバーとを具備する同期整流制御回路を設けた
ことを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, a DC input voltage is switched and supplied to a primary winding of a transformer, and an AC voltage induced in a secondary winding of the transformer is rectified by a rectifying diode and smoothed by a smoothing circuit. A DC output voltage to obtain a DC output voltage, and a power supply device connected to a synchronous rectifying element that performs a synchronous rectification operation in parallel with the diode, wherein a resistor connected in series to a circuit through which a rectified current flows on the secondary side of the transformer; A comparator that sends an on-drive signal when the both-ends voltage is equal to or greater than a first threshold, and sends an off-drive signal when the both-ends voltage is equal to or less than a second threshold. ON drive signal from the
A synchronous rectification control circuit including a driver for driving the synchronous rectifier on and off based on an off drive signal is provided.

【0023】この発明によれば、同期整流制御回路のコ
ンパレータが、トランスの二次側の整流電流が流れる回
路に直列接続した抵抗の両端電圧を比較し、両端電圧が
第一の閾値以上になった時オン駆動信号を送出し、前記
両端電圧が第二の閾値以下になった時オフ駆動信号を送
出し、前記ドライバーが、コンパレータからのオン駆動
信号、オフ駆動信号を基に前記同期整流素子をオン、オ
フ駆動するものであるから、前記抵抗、コンパレータ及
びドライバーを用いた構成で、トランスの二次側の整流
用のダイオードによる電力損失の低減を図ることがで
き、かつ、連続モード、不連続モードを問わず、同期整
流用の素子には常に正方向だけ電流を流すことができ、
これにより、安定した同期整流動作を発揮する電源装置
を提供できる。
According to the present invention, the comparator of the synchronous rectification control circuit compares the voltage across the resistor connected in series to the circuit on the secondary side of the transformer, through which the rectified current flows. When the voltage between both ends is less than or equal to a second threshold, and sends an off drive signal when the both ends voltage is less than or equal to a second threshold value. Is turned on and off, power loss due to a rectifying diode on the secondary side of the transformer can be reduced with a configuration using the resistor, the comparator and the driver. Regardless of the continuous mode, current can always flow only in the positive direction to the element for synchronous rectification,
This makes it possible to provide a power supply device that exhibits a stable synchronous rectification operation.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0025】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1のフライバック方式の電源装置を示すものであ
り、図7に示す従来の電源装置と同一の機能を有するも
のには同一の符号を付して示す。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a flyback type power supply device according to Embodiment 1 of the present invention. The power supply device having the same functions as those of the conventional power supply device shown in FIG. The same reference numerals are given.

【0026】この電源装置は、直流入力電圧Vi を、ト
ランスT1 の一次巻線N1 にスイッチングトランジスタ
Q1 によるパルス状の電圧として印加し、トランスT1
の二次巻線N2 に誘起する交流電圧Vsを、整流用のダ
イオードD1 で整流し、さらに、平滑コンデンサC1 、
C2 及びインダクタ(チョークコイル)L1 からなる平
滑回路により平滑して所定の出力電圧Voを得るように
なっている。
In this power supply, a DC input voltage Vi is applied to the primary winding N1 of the transformer T1 as a pulsed voltage by the switching transistor Q1.
AC voltage Vs induced in the secondary winding N2 is rectified by a rectifying diode D1.
A predetermined output voltage Vo is obtained by smoothing with a smoothing circuit including C2 and an inductor (choke coil) L1.

【0027】また、この電源装置は、前記ダイオードD
1 にソース、ドレインを並列接続した同期整流素子であ
るトランジスタQ2 を具備している。
Further, the power supply device includes the diode D
1 is provided with a transistor Q2 which is a synchronous rectifier having a source and a drain connected in parallel.

【0028】前記平滑コンデンサC1 と並列に分圧抵抗
R3 、R4 を接続し、前記平滑コンデンサC2 と並列に
分圧抵抗R5 、R6 を接続している。
The voltage dividing resistors R3 and R4 are connected in parallel with the smoothing capacitor C1, and the voltage dividing resistors R5 and R6 are connected in parallel with the smoothing capacitor C2.

【0029】さらに、この電源装置は、前記トランジス
タQ2 をオン、オフ制御する同期整流制御回路1と、前
記スイッチングトランジスタQ1 のスイッチング動作を
制御する出力電圧検出回路3と、PWM回路4とからな
るスイッチング制御回路2とを具備している。
Further, this power supply device comprises a switching circuit comprising a synchronous rectification control circuit 1 for controlling the transistor Q2 to be turned on and off, an output voltage detection circuit 3 for controlling the switching operation of the switching transistor Q1, and a PWM circuit 4. And a control circuit 2.

【0030】前記同期整流制御回路1は、ヒステリシス
特性を持つコンパレータIC2 と、このコンパレータI
C2 の出力信号を基に前記トランジスタQ2 をオン、オ
フ駆動するドライバーIC1 とを具備している。
The synchronous rectification control circuit 1 comprises a comparator IC2 having a hysteresis characteristic,
A driver IC1 for driving the transistor Q2 on and off based on the output signal of C2.

【0031】前記コンパレータIC2 は、前記分圧抵抗
R3 、R4 の接続点にノンインバート端子を接続し、前
記分圧抵抗R5 、R6 の接続点にインバート端子を接続
して平滑コンデンサC1 の電圧Vc1と直流出力電圧Vo
を比較し、前記平滑コンデンサC1 のリップル電圧(V
c1−Vo)が、第一の閾値VH 以上になった時オン駆動
信号を送出し、前記平滑コンデンサC1 のリップル電圧
(Vc1−Vo)が第二の閾値VL 以下になった時オフ駆
動信号を送出するようになっている。
The comparator IC2 has a non-inverting terminal connected to a connection point of the voltage dividing resistors R3 and R4, and an inverting terminal connected to a connection point of the voltage dividing resistors R5 and R6 to connect with the voltage Vc1 of the smoothing capacitor C1. DC output voltage Vo
Are compared with each other, and the ripple voltage (V
c1−Vo) is higher than the first threshold value VH, an on drive signal is sent out, and when the ripple voltage (Vc1−Vo) of the smoothing capacitor C1 is lower than the second threshold value VL, the off drive signal is output. It is designed to be sent.

【0032】ドライバーIC1 は、コンパレータIC2
からのオン駆動信号、オフ駆動信号を基に前記トランジ
スタQ2 をオン、オフ駆動するようになっている。
The driver IC1 is provided with a comparator IC2
The transistor Q2 is turned on and off based on the on-drive signal and the off-drive signal from the CPU.

【0033】図2、図3は、各々図1に示す電源装置の
連続モード及び例えば負荷が軽負荷の状態等で生じる不
連続モードにおける前記交流電圧Vs、リップル電圧
(Vc1−Vo)、前記トランジスタQ2 を流れる電流I
Q2、ダイオードD1 を流れる電流ID1の波形を示すもの
である。
FIGS. 2 and 3 show the AC voltage Vs, the ripple voltage (Vc1−Vo), and the transistor in the continuous mode of the power supply device shown in FIG. 1 and in the discontinuous mode which occurs when the load is lightly loaded. Current I flowing through Q2
Q2 shows the waveform of the current ID1 flowing through the diode D1.

【0034】次に、実施の形態1の電源装置の作用を説
明する。
Next, the operation of the power supply according to the first embodiment will be described.

【0035】この電源装置において、前記スイッチング
トランジスタQ1 がオフすると、二次側のダイオードD
1 がオンし、ダイオードD1 に電流ID1が流れ、二次電
流ISが流れ、所定の直流出力電圧Voが出力される。
また、二次側の平滑用のコンデンサC1 にはリップル電
流が流れる。
In this power supply device, when the switching transistor Q1 is turned off, the secondary side diode D
1 is turned on, the current ID1 flows through the diode D1, the secondary current IS flows, and a predetermined DC output voltage Vo is output.
A ripple current flows through the secondary-side smoothing capacitor C1.

【0036】同期整流制御回路1のコンパレータIC2
は、分圧抵抗R3 、R4 と、分圧抵抗R5 、R6 により
各々の分圧されて入力される平滑コンデンサC1 の電圧
VC1と、直流出力電圧Voとを比較して、その差電圧で
あるリップル電圧(VC1−Vo)が予め設定した第1の
閾値VH レベルに達したら、オン駆動信号をドライバー
IC1 に送出する。これにより、ドライバーIC1 はト
ランジスタQ2 をオン駆動する。
The comparator IC2 of the synchronous rectification control circuit 1
Is a voltage difference between the DC output voltage Vo and the voltage VC1 of the smoothing capacitor C1 which is divided and inputted by the voltage dividing resistors R3 and R4 and the voltage dividing resistors R5 and R6, respectively, and a ripple which is a difference voltage between the voltage VC1 and the DC output voltage Vo. When the voltage (VC1-Vo) reaches a preset first threshold VH level, an on-drive signal is sent to the driver IC1. As a result, the driver IC1 turns on the transistor Q2.

【0037】この結果、トランジスタQ2 には電流IQ2
が流れ、電流IQ2が流れている間ダイオードD1 の電流
ID1は0となる。
As a result, the current IQ2
Flows, and the current ID1 of the diode D1 becomes 0 while the current IQ2 flows.

【0038】次に、リップル電圧(VC1−Vo)が第1
の閾値VL レベルに達すると、コンパレータIC2 は、
オフ駆動信号をドライバーIC1 に送出する。これによ
り、ドライバーIC1 はトランジスタQ2 をオフ駆動す
る。
Next, the ripple voltage (VC1-Vo) becomes the first voltage.
When the threshold VL level is reached, the comparator IC2
An off drive signal is sent to the driver IC1. As a result, the driver IC1 turns off the transistor Q2.

【0039】この結果、トランジスタQ2 をオフとな
り、再びダイオードD1 に電流ID1が流れる。
As a result, the transistor Q2 is turned off, and the current ID1 flows through the diode D1 again.

【0040】このようにして、フライバック方式の電源
装置において、連続モード、不連続モードを問わずトラ
ンジスタQ2 に常に正方向の電流IQ2のみを流すことが
できトランジスタQ2 よる同期整流動作を安定した状態
で実行できる。
As described above, in the flyback type power supply, regardless of the continuous mode or the discontinuous mode, only the current IQ2 in the positive direction can always flow through the transistor Q2, and the synchronous rectification operation by the transistor Q2 is stabilized. Can be run with

【0041】また、二次側のダイオードD1 の電力損失
の低減も可能である。即ち、ダイオードD1 に流れるべ
き電流が5Aで、ダイオードドロップ(VF )が0.4
Vであるとすると、2Wの電力損失が生じるが、オン抵
抗(Ron)10mΩのトランジスタQ2 に電流IQ2
(5A)が流れると、電力損失は0.25Wとなる。
Further, it is possible to reduce the power loss of the diode D1 on the secondary side. That is, the current to flow through the diode D1 is 5A, and the diode drop (VF) is 0.4
V, a power loss of 2 W occurs, but the current IQ2 is applied to the transistor Q2 having an on-resistance (Ron) of 10 mΩ.
When (5A) flows, the power loss becomes 0.25 W.

【0042】この結果、本実施の形態1においても従来
例と同様、1.75Wの電力低減を実現できる。
As a result, also in the first embodiment, a power reduction of 1.75 W can be realized as in the conventional example.

【0043】図4は実施の形態1の電源装置の変形例を
示すものであり、基本的構成は図1に示す電源装置と同
様であるが、コンパレータIC2 の入力側の回路構成を
変更したものである。即ち、前記分圧抵抗R3 、R4 の
接続点にコンパレータIC2のインバート端子を接続
し、前記分圧抵抗R5 、R6 の接続点にノンインバート
端子を接続して平滑コンデンサC1 の電圧Vc1と直流出
力電圧Voを比較するようにしたことが相違する。図4
に示す回路構成の電源装置によっても、図1に示す電源
装置の場合と同様な作用を発揮させることができる。
FIG. 4 shows a modification of the power supply device of the first embodiment. The basic configuration is the same as that of the power supply device shown in FIG. 1, but the circuit configuration on the input side of the comparator IC2 is changed. It is. That is, the inverting terminal of the comparator IC2 is connected to the connection point of the voltage dividing resistors R3 and R4, and the non-inverting terminal is connected to the connection point of the voltage dividing resistors R5 and R6, so that the voltage Vc1 of the smoothing capacitor C1 and the DC output voltage The difference is that Vo is compared. FIG.
The same operation as that of the power supply device shown in FIG. 1 can be exerted by the power supply device having the circuit configuration shown in FIG.

【0044】また、図5は実施の形態1の電源装置の別
の変形例を示すものであり、図1に示す電源装置の場合
にはトランジスタQ2 としてNチャンネルのFETを用
いているが、図5に示す電源装置の場合にはトランジス
タQ2 としてPチャンネルFETを用いたこと及びイン
バータからなるドライバーIC1 を採用したことが相違
する点である。
FIG. 5 shows another modification of the power supply device of the first embodiment. In the case of the power supply device shown in FIG. 1, an N-channel FET is used as the transistor Q2. The power supply device shown in FIG. 5 is different from the power supply device in that a P-channel FET is used as the transistor Q2 and a driver IC1 composed of an inverter is used.

【0045】図5に示す回路構成の電源装置によって
も、図1に示す電源装置の場合と同様な作用を発揮させ
ることができる。
The power supply device having the circuit configuration shown in FIG. 5 can exhibit the same operation as that of the power supply device shown in FIG.

【0046】(実施の形態2)図6は実施の形態2の電
源装置を示すものであり、この電源装置は、基本的な回
路構成は実施の形態1の電源装置と同様であるが、前記
トランスT1 の二次側の整流電流Isが流れる回路に直
列に接続した抵抗R7 と、この抵抗R7 の両端電圧を比
較し、両端電圧が第一の閾値VH 以上になった時オン駆
動信号を送出し、前記両端電圧が第二の閾値VL 以下に
なった時オフ駆動信号を送出するコンパレータIC2
と、コンパレータIC2 からのオン駆動信号、オフ駆動
信号を基に前記トランジスタQ2 をオン、オフ駆動する
ドライバーIC1 とを具備する同期整流制御回路を設け
たことが特徴である。そして、前記分圧抵抗R3 乃至R
6 は省略している。
(Embodiment 2) FIG. 6 shows a power supply device according to a second embodiment. This power supply device has the same basic circuit configuration as the power supply device according to the first embodiment. A resistor R7 connected in series to a circuit through which a rectified current Is flows on the secondary side of the transformer T1 is compared with the voltage across the resistor R7. When the voltage across the resistor R7 exceeds a first threshold value VH, an ON drive signal is transmitted. A comparator IC2 for sending an off drive signal when the voltage between both ends becomes equal to or less than a second threshold value VL.
And a driver IC1 for driving the transistor Q2 on and off based on the on-drive signal and off-drive signal from the comparator IC2. The voltage dividing resistors R3 to R3
6 is omitted.

【0047】この実施の形態2の電源装置によれば、同
期整流制御回路のコンパレータIC2 が、トランスT1
の二次側の整流電流Isが流れる回路に直列接続した抵
抗R7 の両端電圧を比較し、両端電圧が第一の閾値VH
以上になった時オン駆動信号を送出し、前記両端電圧が
第二の閾値VL 以下になった時オフ駆動信号を送出す
る。
According to the power supply device of the second embodiment, the comparator IC2 of the synchronous rectification control circuit includes the transformer T1
Of the resistor R7 connected in series to the circuit through which the secondary-side rectified current Is flows, and the voltage across the resistor R7 is equal to the first threshold VH.
An on-drive signal is sent when the above is reached, and an off-drive signal is sent when the voltage between both ends falls below the second threshold value VL.

【0048】前記ドライバーIC1 は、コンパレータI
C2 からのオン駆動信号、オフ駆動信号を基に前記トラ
ンジスタQ2 をオン、オフ駆動する。
The driver IC1 includes a comparator I
The transistor Q2 is turned on and off based on the on drive signal and the off drive signal from C2.

【0049】この結果、前記抵抗R7 、コンパレータI
C2 及びドライバーIC1 を用いた回路構成で、実施の
形態1の場合と同様、トランスT1 の二次側の整流用の
ダイオードD1 による電力損失の低減を図ることがで
き、かつ、連続モード、不連続モードを問わず、同期整
流用のトランジスタQ2 には常に正方向だけ電流を流す
ことができ、これにより、安定した同期整流動作を発揮
させることができる。
As a result, the resistor R7, the comparator I
With the circuit configuration using C2 and the driver IC1, the power loss due to the rectifying diode D1 on the secondary side of the transformer T1 can be reduced as in the case of the first embodiment. Regardless of the mode, a current can always flow only in the positive direction through the transistor Q2 for synchronous rectification, whereby a stable synchronous rectification operation can be exhibited.

【0050】[0050]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、トランス
の二次側の整流用のダイオードによる電力損失の低減を
図ることができ、かつ、連続モード、不連続モードを問
わず、同期整流用の素子には常に正方向だけ電流を流す
ことができ、常に安定した同期整流動作を発揮する電源
装置を提供できる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to reduce the power loss due to the rectifying diode on the secondary side of the transformer, and to perform synchronous rectification regardless of the continuous mode or the discontinuous mode. A current can always flow only in the positive direction to the element for power supply, and a power supply device that always exhibits a stable synchronous rectification operation can be provided.

【0051】請求項2記載の発明によれば、平滑コンデ
ンサのリップル電圧を利用した同期整流制御によりトラ
ンスの二次側の整流用のダイオードによる電力損失の低
減を図ることができ、かつ、連続モード、不連続モード
を問わず、同期整流用の素子には常に正方向だけ電流を
流すことができ、常に安定した同期整流動作を発揮する
電源装置を提供できる。
According to the second aspect of the present invention, the power loss due to the rectifying diode on the secondary side of the transformer can be reduced by the synchronous rectification control using the ripple voltage of the smoothing capacitor, and the continuous mode can be achieved. Regardless of the discontinuous mode, a current can always flow only in the positive direction to the element for synchronous rectification, and a power supply device that always exhibits a stable synchronous rectification operation can be provided.

【0052】請求項3記載の発明によれば、コンパレー
タ及びドライバーを用いた構成で、請求項2記載の発明
と同様な作用を発揮させることができる電源装置を提供
できる。
According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a power supply device having a configuration using a comparator and a driver and capable of exhibiting the same operation as the second aspect of the present invention.

【0053】請求項4記載の発明によれば、トランスの
二次側の整流電流が流れる回路に直列接続した抵抗の両
端電圧を利用した同期整流制御によりトランスの二次側
の整流用のダイオードによる電力損失の低減を図ること
ができ、かつ、連続モード、不連続モードを問わず、同
期整流用の素子には常に正方向だけ電流を流すことがで
き、常に安定した同期整流動作を発揮する電源装置を提
供できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the rectifying diode on the secondary side of the transformer is provided by synchronous rectification control using the voltage between both ends of the resistor connected in series to the circuit through which the rectified current flows on the secondary side of the transformer. A power supply that can reduce power loss, and can always supply current in the positive direction to the synchronous rectification element regardless of continuous mode or discontinuous mode, and always exhibit stable synchronous rectification operation Equipment can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1のスイッチング電源装置
を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】実施の形態1のスイッチング電源装置の連続モ
ード時の波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram of the switching power supply device of the first embodiment in a continuous mode.

【図3】実施の形態1のスイッチング電源装置の不連続
モード時の波形図である。
FIG. 3 is a waveform chart in a discontinuous mode of the switching power supply device of the first embodiment.

【図4】本発明の実施の形態2のスイッチング電源装置
を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a switching power supply according to Embodiment 2 of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態3のスイッチング電源装置
を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a switching power supply according to Embodiment 3 of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態4のスイッチング電源装置
を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a switching power supply device according to Embodiment 4 of the present invention.

【図7】従来のスイッチング電源装置を示す回路図であ
る。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional switching power supply device.

【図8】従来のスイッチング電源装置の連続モード時の
波形図である。
FIG. 8 is a waveform diagram in a continuous mode of a conventional switching power supply device.

【図9】従来のスイッチング電源装置の不連続モード時
の波形図である。
FIG. 9 is a waveform diagram of a conventional switching power supply device in a discontinuous mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 同期整流制御回路 2 スイッチング制御回路 3 出力電圧検出回路 4 PWM回路 IC1 ドライバー IC2 コンパレータ C1 コンデンサ C2 コンデンサ T1 トランス D1 ダイオード Q1 スイッチングトランジスタ Q2 トランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Synchronous rectification control circuit 2 Switching control circuit 3 Output voltage detection circuit 4 PWM circuit IC1 Driver IC2 Comparator C1 Capacitor C2 Capacitor T1 Transformer D1 Diode Q1 Switching transistor Q2 Transistor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流入力電圧をスイッチングしてトラン
スの一次巻線に供給し、トランスの二次巻線に誘起する
交流電圧を整流用のダイオードにより整流し平滑回路に
より平滑して直流出力電圧を得るとともに、前記ダイオ
ードと並列に同期整流動作を行う同期整流素子を接続し
た電源装置において、 前記トランスの二次側の整流電流に比例する二次回路電
圧を検出し、この二次回路電圧が第一の閾値以上で前記
同期整流素子をオンし、前記二次回路電圧が第二の閾値
以下で前記同期整流素子をオフさせる同期整流制御回路
を設けたこと、を特徴とする電源装置。
1. A DC input voltage is switched and supplied to a primary winding of a transformer, and an AC voltage induced in a secondary winding of the transformer is rectified by a rectifying diode and smoothed by a smoothing circuit to obtain a DC output voltage. A power supply device connected to a synchronous rectifying element for performing a synchronous rectification operation in parallel with the diode, wherein a secondary circuit voltage proportional to a rectified current on the secondary side of the transformer is detected, and the secondary circuit voltage A power supply unit, comprising: a synchronous rectification control circuit that turns on the synchronous rectifier element at a threshold value or more and turns off the synchronous rectifier element at a secondary circuit voltage equal to or less than a second threshold value.
【請求項2】 直流入力電圧をスイッチングしてトラン
スの一次巻線に供給し、トランスの二次巻線に誘起する
交流電圧を整流用のダイオードにより整流し平滑コンデ
ンサにより平滑して直流出力電圧を得るとともに、前記
ダイオードと並列に同期整流動作を行う同期整流素子を
接続した電源装置において、 前記トランスの二次側の整流電流に比例する前記平滑コ
ンデンサのリップル電圧を検出し、このリップル電圧が
第一の閾値以上で前記同期整流素子をオンし、前記リッ
プル電圧が第二の閾値以下で前記同期整流素子をオフさ
せる同期整流制御回路を設けたこと、を特徴とする電源
装置。
2. A DC input voltage is switched and supplied to a primary winding of a transformer, and an AC voltage induced in a secondary winding of the transformer is rectified by a rectifying diode and smoothed by a smoothing capacitor to obtain a DC output voltage. A power supply device connected to a synchronous rectifying element performing a synchronous rectification operation in parallel with the diode, wherein a ripple voltage of the smoothing capacitor, which is proportional to a rectification current on the secondary side of the transformer, is detected, and A power supply device, comprising: a synchronous rectification control circuit that turns on the synchronous rectifier element when the threshold voltage is equal to or more than one threshold value and turns off the synchronous rectifier element when the ripple voltage is equal to or less than a second threshold value.
【請求項3】 前記同期整流制御回路は、前記平滑コン
デンサのリップル電圧が第一の閾値以上になった時オン
駆動信号を送出し、前記平滑コンデンサのリップル電圧
が第二の閾値以下になった時オフ駆動信号を送出するコ
ンパレータと、 このコンパレータからのオン駆動信号、オフ駆動信号を
基に前記同期整流素子をオン、オフ駆動するドライバー
とを具備することを特徴とする請求項2記載の電源装
置。
3. The synchronous rectification control circuit sends an on-drive signal when the ripple voltage of the smoothing capacitor is equal to or higher than a first threshold, and the ripple voltage of the smoothing capacitor is equal to or lower than a second threshold. 3. The power supply according to claim 2, further comprising: a comparator for transmitting a time-off drive signal; and a driver for turning on and off the synchronous rectifying element based on the on-drive signal and the off-drive signal from the comparator. apparatus.
【請求項4】 直流入力電圧をスイッチングしてトラン
スの一次巻線に供給し、トランスの二次巻線に誘起する
交流電圧を整流用のダイオードにより整流し平滑回路に
より平滑して直流出力電圧を得るとともに、前記ダイオ
ードと並列に同期整流動作を行う同期整流素子を接続し
た電源装置において、 前記トランスの二次側の整流電流が流れる回路に直列接
続した抵抗と、この抵抗の両端電圧を比較し、両端電圧
が第一の閾値以上になった時オン駆動信号を送出し、前
記両端電圧が第二の閾値以下になった時オフ駆動信号を
送出するコンパレータと、このコンパレータからのオン
駆動信号、オフ駆動信号を基に前記同期整流素子をオ
ン、オフ駆動するドライバーとを具備する同期整流制御
回路を設けたこと、 を特徴とする電源装置。
4. A DC input voltage is switched and supplied to a primary winding of a transformer, and an AC voltage induced in a secondary winding of the transformer is rectified by a rectifying diode and smoothed by a smoothing circuit to obtain a DC output voltage. In the power supply device connected with a synchronous rectifying element performing a synchronous rectification operation in parallel with the diode, a resistor connected in series to a circuit through which a rectified current flows on the secondary side of the transformer is compared with a voltage across the resistor. A comparator that sends an on-drive signal when the voltage at both ends is equal to or greater than a first threshold, and sends an off-drive signal when the voltage at both ends is equal to or less than a second threshold; an on-drive signal from this comparator; A power supply device, comprising: a synchronous rectification control circuit including a driver that drives the synchronous rectifier on and off based on an off drive signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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