JP2001086750A - Power-supply unit - Google Patents

Power-supply unit

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JP2001086750A
JP2001086750A JP25849699A JP25849699A JP2001086750A JP 2001086750 A JP2001086750 A JP 2001086750A JP 25849699 A JP25849699 A JP 25849699A JP 25849699 A JP25849699 A JP 25849699A JP 2001086750 A JP2001086750 A JP 2001086750A
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voltage
secondary winding
circuit
mosfet
transformer
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JP25849699A
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Japanese (ja)
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Takanori Fukuoka
貴徳 福岡
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a power-supply unit that has a simple configuration and can reduce loss. SOLUTION: One end of secondary coil winding 12B of a transformer 12 is connected to the input end of an inverting circuit 42, and the output end of the inversion circuit 42 is connected to the gate of a MOSFET 38. Also, one end of a secondary coil winding 12B is connected to the input end of an inversion circuit 44, and the output end of the inversion circuit 44 is connected to the gate of an MOSFET 40, thus turning on the MOSFETs 38 and 40, even while no voltage is being applied to a primary coil winding 12A by a DC-to-AC inverter circuit 14, which allows current generated during the period through the energy accumulated in an inductance 48 of a smoothing circuit 18 to flow through the MOSFETs 38 and 40 in on-state, and hence allowing current to flow in body diodes 38a and 40a of the MOSFETs 38 and 40 for avoiding losses.

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係り、特
に、トランスの一次巻線に断続的に電圧を印加し、トラ
ンスの中点付き二次巻線に誘起された電圧を整流・平滑
化して負荷に供給する電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device, and more particularly, to a method of intermittently applying a voltage to a primary winding of a transformer and rectifying and smoothing a voltage induced in a secondary winding having a center point of the transformer. And a power supply device for supplying power to the load.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、スイッチング素子によってト
ランスの一次巻線に直流電圧を断続的に印加し、センタ
ータップ(中点)が設けられたトランスの二次巻線に誘
起された電圧を、整流回路によって整流(全波整流)す
ると共に平滑化することで所定の直流電圧を得るスイッ
チング電源装置(所謂DC−DCコンバータ)が知られ
ている。この種のスイッチング電源装置において、整流
回路の整流素子としてはダイオードを用いることが一般
的であるが、ダイオードの順方向電圧降下(例えば0.6V
程度)により整流回路で損失が発生し、この損失がスイ
ッチング電源装置の効率向上の妨げとなっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a DC voltage is intermittently applied to a primary winding of a transformer by a switching element, and a voltage induced in a secondary winding of the transformer provided with a center tap (middle point) is rectified. 2. Description of the Related Art A switching power supply (a so-called DC-DC converter) that obtains a predetermined DC voltage by performing rectification (full-wave rectification) and smoothing by a circuit is known. In a switching power supply of this type, a diode is generally used as a rectifying element of a rectifying circuit. However, a forward voltage drop of the diode (for example, 0.6 V
), Loss occurs in the rectifier circuit, and this loss hinders improvement in efficiency of the switching power supply device.

【0003】整流回路での損失を低減する方法の1つと
して、ショットキーダイオードを整流素子として用いる
方法は従来より採用されているが、この方法は素子の性
能に依存するものであり、飛躍的な損失低減は望めな
い。他の方法として、回路技術により損失低減を行う方
法も知られており、整流素子としてMOSFET等のス
イッチング素子を利用した同期整流回路を整流回路とし
て用いる方法が主として用いられている。
As one of the methods for reducing the loss in the rectifier circuit, a method using a Schottky diode as a rectifying element has been conventionally employed. However, this method depends on the performance of the element and is dramatically increased. No significant loss reduction can be expected. As another method, a method of reducing loss by a circuit technique is also known, and a method of using a synchronous rectifier circuit using a switching element such as a MOSFET as a rectifier element as a rectifier circuit is mainly used.

【0004】同期整流回路におけるMOSFETの駆動
方式としては、例えばトランスの二次巻線の一端と平滑
回路との導通をオンオフする第1のMOSFETのゲー
トを二次巻線の他端に接続すると共に、二次巻線の他端
と平滑回路との導通をオンオフする第2のMOSFET
のゲートを二次巻線の一端に接続した構成(特開平7−
337005号公報参照)や、MOSFETのゲートと
二次巻線との間に抵抗を設けた構成(実開平7−239
90号公報参照)、MOSFETのゲートと二次巻線と
の間に抵抗、ダイオード及びコンデンサを並列設けた構
成(特開平8−331841号公報参照)等が提案され
ている。
As a driving method of the MOSFET in the synchronous rectifier circuit, for example, a gate of a first MOSFET for turning on / off one end of a secondary winding of a transformer and a smoothing circuit is connected to the other end of the secondary winding. , A second MOSFET for turning on and off the conduction between the other end of the secondary winding and the smoothing circuit
Is connected to one end of the secondary winding (Japanese Patent Laid-Open No.
No. 337005) or a configuration in which a resistor is provided between the gate of the MOSFET and the secondary winding (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 7-239).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-331841), and a configuration in which a resistor, a diode, and a capacitor are provided in parallel between the gate of a MOSFET and a secondary winding (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-331841).

【0005】上述した各構成では、何れもトランスの一
次巻線に電圧が印加されている期間(整流期間)に何れ
か一方のMOSFETがオン状態となって同期整流回路
が働くので、整流期間の損失の低減を達成することがで
きる。しかし、整流期間の損失は低減できるものの、転
流期間(トランスの一次巻線に電圧が印加されていない
期間)に、平滑回路のインダクタンスによって発生した
電流が全てMOSFETのボディダイオード(MOSF
ETの内部ダイオード:寄生ダイオードともいう)を流
れることで損失が発生する。一般に、ボディダイオード
はファストリカバリダイオードやショットキーダイオー
ドと比較して順方向電圧降下が大きいので損失はかえっ
て増大する。このため、転流期間にボディダイオードに
電流が流れないようにするための工夫が必要となる。
In each of the above-described configurations, any one of the MOSFETs is turned on and the synchronous rectification circuit operates during a period in which a voltage is applied to the primary winding of the transformer (rectification period). Loss reduction can be achieved. However, although the loss during the rectification period can be reduced, all the current generated by the inductance of the smoothing circuit during the commutation period (period when no voltage is applied to the primary winding of the transformer) is the body diode (MOSF) of the MOSFET.
Loss is generated by flowing through an internal diode of the ET (also referred to as a parasitic diode). In general, the body diode has a larger forward voltage drop than the fast recovery diode and the Schottky diode, so that the loss increases rather. For this reason, it is necessary to take measures to prevent a current from flowing through the body diode during the commutation period.

【0006】また、転流期間の損失を低減するため、入
力電圧を制御して転流期間を短くする方法も提案されて
いるが、この方式で損失を有効に低減するためには転流
期間を非常に短くする必要があり、スイッチング電源装
置としての動作範囲が狭くなってしまうという問題があ
る。
In order to reduce the loss during the commutation period, a method has been proposed in which the input voltage is controlled to shorten the commutation period. However, in order to effectively reduce the loss in this method, the commutation period is reduced. Needs to be very short, and the operating range of the switching power supply device becomes narrow.

【0007】また、特開平3−117364号公報に
は、中点付きの2次巻線を2組備えたトランスを用いる
と共に平滑回路のインダクタンスとしてチョークトラン
スを用い、転流期間に2次側の2個のスイッチング素子
を各々オンさせる構成や、転流期間にはチョークトラン
スの二次巻線に誘起された電圧によってスイッチング素
子をオンさせて平滑回路の入力端を短絡させることでチ
ョークトランスの一次巻線の蓄積電力を負荷へ供給する
構成が開示されている。しかし、上記回路はトランスの
構成が複雑になるという欠点を有している。また、チョ
ークトランスを用いてスイッチング素子をオンオフさせ
る構成ではスイッチング素子をオンオフさせる信号の位
相遅れによって損失が生ずるという問題もある。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-117364, a transformer having two sets of secondary windings with a center point is used, and a choke transformer is used as an inductance of a smoothing circuit. A configuration in which two switching elements are turned on, and a primary element of the choke transformer which is turned on by a voltage induced in the secondary winding of the choke transformer during the commutation period and short-circuits the input terminal of the smoothing circuit. A configuration for supplying the stored power of the winding to a load is disclosed. However, the above circuit has a disadvantage that the configuration of the transformer is complicated. Further, in a configuration in which a switching element is turned on and off using a choke transformer, there is a problem that a loss occurs due to a phase delay of a signal for turning the switching element on and off.

【0008】更に、特開平8−322245号公報の図
7や図9等には、トランスの一次側に変流器を設けて一
次側のスイッチング素子を流れる電流を変流器により検
出すると共に、トランスの二次側に駆動電源用の補助巻
線を設け、転流期間にも二次側のスイッチング素子をオ
ンさせる構成が開示されているが、上記の構成では一次
側に変流器を設ける必要があると共にトランスに補助巻
線を設ける必要があるので回路構成が複雑となり、コス
ト等の面で不利である。
Further, in FIG. 7 and FIG. 9 of JP-A-8-322245, a current transformer is provided on the primary side of a transformer, and a current flowing through a switching element on the primary side is detected by the current transformer. A configuration is disclosed in which an auxiliary winding for a drive power supply is provided on the secondary side of the transformer and the switching element on the secondary side is also turned on during the commutation period. In the above configuration, a current transformer is provided on the primary side. Since it is necessary to provide an auxiliary winding in the transformer, the circuit configuration becomes complicated, which is disadvantageous in terms of cost and the like.

【0009】また、特開平9−149635号公報に
は、トランスの一次側に4個のスイッチング素子を備え
たフルブリッジのインバータを設け、二次側に一対のス
イッチング素子から成る同期整流回路を設けた構成にお
いて、転流期間には、それまでの整流期間にオン状態と
なっていた一次側のスイッチング素子対の一方のみをオ
フさせると共に、二次側の一対のスイッチング素子の一
方もオン状態を継続させる技術が開示されている。ま
た、特開平9−149636号公報には、上記公報と同
様の構成の電源装置において、転流期間には二次側の一
対のスイッチング素子を各々オンさせることが記載され
ている。しかしながら、上記各公報に記載の技術は、何
れもスイッチング素子をオンオフさせる駆動信号を発生
させる回路の回路構成が非常に複雑になるという欠点が
ある。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-149635, a full-bridge inverter having four switching elements is provided on the primary side of a transformer, and a synchronous rectifier circuit including a pair of switching elements is provided on the secondary side. In the configuration, during the commutation period, only one of the primary-side switching element pair that was in the on state during the rectification period up to that time is turned off, and one of the pair of secondary-side switching elements is also turned on. A technique for continuing is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-149636 describes that a pair of secondary-side switching elements are turned on during a commutation period in a power supply device having a configuration similar to that of the above publication. However, each of the techniques described in the above publications has a disadvantage that the circuit configuration of a circuit that generates a drive signal for turning on and off a switching element becomes very complicated.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、セン
タタップ型の同期整流回路を含んで構成された従来の電
源装置は、何れも、転流期間にスイッチング素子のボデ
ィダイオードに電流が流れることで損失が生ずるか、又
はボディダイオードに電流が流れることを阻止するため
に回路構成が非常に複雑になる、という欠点を有してい
た。
As described above, in the conventional power supply devices including the center tap type synchronous rectifier circuit, current flows through the body diode of the switching element during the commutation period. However, there is a drawback that loss occurs or the circuit configuration becomes very complicated to prevent current from flowing through the body diode.

【0011】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、簡易な構成で損失を低減できる電源装置を得ること
が目的である。
The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and has as its object to provide a power supply device that can reduce a loss with a simple configuration.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1記載の発明に係る電源装置は、一次巻線と、
中点が設けられた二次巻線とを備えたトランスと、前記
トランスの一次巻線に一方向の電圧を印加した後に電圧
の印加を所定期間停止し、前記一次巻線に他方向の電圧
を印加した後に電圧の印加を所定期間停止することを繰
り返す電圧印加手段と、前記トランスの二次巻線の両端
と接続点との間に各々設けられた一対の第1スイッチン
グ素子と、前記二次巻線の中点と前記接続点との間に設
けられた平滑回路と、前記二次巻線の端部又は中点の電
位の高低を反転する反転手段を含んで構成され、前記一
次巻線に電圧が印加されている期間に前記一対の第1ス
イッチング素子を交互にオンさせると共に、前記一次巻
線への電圧の印加が停止されている期間に一対の第1ス
イッチング素子を各々オンさせる制御手段と、を含んで
構成されている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power supply device comprising: a primary winding;
A transformer having a secondary winding provided with a midpoint, and applying a voltage in one direction to the primary winding of the transformer, stopping the application of the voltage for a predetermined period, and applying a voltage in the other direction to the primary winding. And a pair of first switching elements respectively provided between both ends of a secondary winding of the transformer and a connection point, and A smoothing circuit provided between a middle point of the secondary winding and the connection point; and an inverting means for inverting the level of the potential of the end or the middle point of the secondary winding. The pair of first switching elements are turned on alternately during a period in which a voltage is applied to the line, and the pair of first switching elements are turned on in a period in which the application of the voltage to the primary winding is stopped. And control means.

【0013】請求項1記載の発明では、トランスの一次
巻線に一方向の電圧を印加した後に電圧の印加を所定期
間停止し、一次巻線に他方向の電圧を印加した後に電圧
の印加を所定期間停止することを繰り返す電圧印加手段
が設けられている。電圧印加手段は、直流電源と、該直
流電源の電圧を一次巻線に一方向の電圧として印加して
いる状態、他方向の電圧として印加している状態、及
び、一次巻線への電圧の印加を停止している状態に切替
え可能な複数のスイッチング素子と、を含んで構成する
ことができ、具体的には、例えばハーフブリッジ型やフ
ルブリッジ型のDC−ACインバータ回路で構成するこ
とができる。
According to the first aspect of the present invention, the voltage application is stopped for a predetermined period after the unidirectional voltage is applied to the primary winding of the transformer, and the voltage is applied after the unidirectional voltage is applied to the primary winding. A voltage application unit that repeats stopping for a predetermined period is provided. The voltage applying means includes a DC power supply, a state in which the voltage of the DC power supply is applied to the primary winding as a voltage in one direction, a state in which the voltage is applied as a voltage in the other direction, and a voltage applied to the primary winding. And a plurality of switching elements that can be switched to a state in which application is stopped. Specifically, for example, a half-bridge type or full-bridge type DC-AC inverter circuit can be used. it can.

【0014】また、請求項1の発明では、トランスの二
次巻線の両端と接続点との間に第1スイッチング素子が
各々設けられ、二次巻線の中点と接続点との間に平滑回
路が設けられているので、トランスの一次巻線に電圧が
印加されている期間に、制御手段が一対の第1スイッチ
ング素子を交互にオンさせる(トランスの一次巻線に電
圧が印加されている期間に一対の第1スイッチング素子
の一方をオンさせると共に、前記電圧が印加されている
期間が到来する毎にオンさせる第1スイッチング素子を
切替える)ことで、トランスの一次巻線と二次巻線の巻
数比に応じて二次巻線に誘起された電圧が、一対の第1
スイッチング素子によって整流されると共に平滑回路に
よって平滑化され、負荷に供給することが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, first switching elements are respectively provided between both ends of the secondary winding of the transformer and the connection point, and between the middle point and the connection point of the secondary winding. Since the smoothing circuit is provided, the control unit alternately turns on the pair of first switching elements during the period when the voltage is applied to the primary winding of the transformer (when the voltage is applied to the primary winding of the transformer). One of the pair of first switching elements is turned on during a certain period, and the first switching element to be turned on is switched each time a period during which the voltage is applied arrives, so that the primary winding and the secondary winding of the transformer are turned on. The voltage induced in the secondary winding according to the turns ratio of the wire is
It is rectified by the switching element and smoothed by the smoothing circuit, and can be supplied to the load.

【0015】ところで、トランスの一次巻線に電圧が印
加されていない期間には、平滑回路に蓄えられたエネル
ギーが電流として流れる。この電流が第1スイッチング
素子のボディダイオードを流れると損失が生ずるので、
損失低減のためには一対の第1スイッチング素子を各々
オンさせることが望ましい。
By the way, during a period in which no voltage is applied to the primary winding of the transformer, the energy stored in the smoothing circuit flows as a current. When this current flows through the body diode of the first switching element, a loss occurs.
To reduce the loss, it is desirable to turn on each of the pair of first switching elements.

【0016】これに対し、トランスの二次巻線の一端の
電位は一次巻線に一方向の電圧が印加されている期間の
み高電位となり、二次巻線の他端の電位は一次巻線に他
方向の電圧が印加されている期間のみ高電位となり、二
次巻線の中点の電位は一次巻線に一方向の電圧が印加さ
れている期間及び他方向の電圧が印加されている期間に
高電位となる。すなわち、トランスの二次巻線の一端の
電位は、一方の第1スイッチング素子をオンすべき期間
(一次巻線に電圧が印加されていない期間も含む)にの
み低電位となり、二次巻線の他端の電位は、他方の第1
スイッチング素子をオンすべき期間(一次巻線に電圧が
印加されていない期間も含む)にのみ低電位となり、二
次巻線の中点の電位は、一対の第1スイッチング素子の
各々をオンすべき期間(一次巻線に電圧が印加されてい
ない期間)にのみ低電位となる。
On the other hand, the potential of one end of the secondary winding of the transformer becomes high only while a voltage in one direction is applied to the primary winding, and the potential of the other end of the secondary winding is high. Is high only during the period when the voltage in the other direction is applied, and the potential at the middle point of the secondary winding is the period when the voltage in one direction is applied to the primary winding and the voltage in the other direction is applied. The potential becomes high during the period. That is, the potential of one end of the secondary winding of the transformer becomes low only during a period in which one of the first switching elements is to be turned on (including a period in which no voltage is applied to the primary winding). Of the other end is the first
The potential becomes low only during a period in which the switching element is to be turned on (including a period in which no voltage is applied to the primary winding), and the potential at the middle point of the secondary winding turns on each of the pair of first switching elements. The potential becomes low only during a power period (a period when no voltage is applied to the primary winding).

【0017】本発明は上記に着目し、本発明に係る制御
手段は、前記二次巻線の端部又は中点の電位の高低を反
転する反転手段を含んで構成され、一次巻線に電圧が印
加されている期間に一対の第1スイッチング素子を交互
にオンさせると共に、一次巻線への電圧の印加が停止さ
れている期間に一対の第1スイッチング素子を各々オン
させる。このように、二次巻線の両端の電位又は二次巻
線の中点の電位を利用することにより、一次巻線に電圧
が印加されていない期間には一対の第1スイッチング素
子を各々オンさせることを含め、一対の第1スイッチン
グ素子を適正なタイミングでオンオフさせる信号を非常
に簡易な構成で生成することが可能となる。
The present invention focuses on the above, and the control means according to the present invention includes an inverting means for inverting the level of the potential at the end or the middle point of the secondary winding, and a voltage is applied to the primary winding. , The pair of first switching elements are alternately turned on during a period in which the voltage is applied, and each of the pair of first switching elements is turned on while the application of the voltage to the primary winding is stopped. As described above, by using the potential at both ends of the secondary winding or the potential at the middle point of the secondary winding, each of the pair of first switching elements is turned on during a period in which no voltage is applied to the primary winding. This makes it possible to generate a signal for turning on and off the pair of first switching elements at appropriate timing with a very simple configuration.

【0018】一例として、二次巻線の端部の電位の高低
を反転する反転手段を含んで制御手段を構成した場合に
は、反転手段からは、一対の第1スイッチング素子の一
方を適正なタイミングでオンオフさせる信号が出力され
ることになるので、該信号を第1スイッチング素子の制
御信号入力端(例えばMOSFETにおけるゲート)に
そのまま入力する、という簡易な構成により第1スイッ
チング素子を適正なタイミングでオンオフさせることが
できる。
As an example, when the control means is configured to include an inverting means for inverting the level of the potential of the end of the secondary winding, one of the pair of first switching elements is appropriately controlled by the inverting means. Since a signal to be turned on / off at a timing is output, the signal is input to a control signal input terminal (for example, a gate in a MOSFET) of the first switching element as it is, so that the first switching element can be set at an appropriate timing. Can be turned on and off.

【0019】また、二次巻線の中点の電位の高低を反転
する反転手段を含んで制御手段を構成した場合には、反
転手段からは、一次巻線への電圧の印加が停止されてい
る期間に第1スイッチング素子をオンさせる信号が出力
されることになるので、該信号及び一次巻線に電圧が印
加されている期間に第1スイッチング素子をオンさせる
信号を第1スイッチング素子の制御信号入力端(例えば
MOSFETにおけるゲート)に各々入力する、という
簡易な構成により第1スイッチング素子を適正なタイミ
ングでオンオフさせることができる。なお、反転手段も
NOT回路等の簡易な回路で実現できる。
In the case where the control means includes inversion means for inverting the level of the potential at the middle point of the secondary winding, the application of the voltage from the inversion means to the primary winding is stopped. Since the signal for turning on the first switching element is output during the period when the first switching element is turned on, the signal for turning on the first switching element during the period when the voltage is applied to the primary winding is controlled by the first switching element. The first switching element can be turned on and off at appropriate timing by a simple configuration in which the first switching element is input to a signal input terminal (for example, a gate in a MOSFET). The inverting means can also be realized by a simple circuit such as a NOT circuit.

【0020】従って、請求項1の発明によれば、一対の
第1スイッチング素子のボディダイオードに電流が流れ
ることを阻止することを、トランスに補助巻線を設けた
りトランスの一次側或いは平滑回路に特別な回路や素子
を設けることなく実現できるので、簡易な構成で損失を
低減することができる。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent an electric current from flowing through the body diodes of the pair of first switching elements by providing an auxiliary winding in the transformer or in the primary side of the transformer or in the smoothing circuit. Since this can be realized without providing a special circuit or element, the loss can be reduced with a simple configuration.

【0021】請求項2記載の発明に係る電源装置は、一
次巻線と、中点が設けられた二次巻線とを備えたトラン
スと、前記トランスの一次巻線に一方向の電圧を印加し
た後に電圧の印加を所定期間停止し、前記一次巻線に他
方向の電圧を印加した後に電圧の印加を所定期間停止す
ることを繰り返す電圧印加手段と、前記トランスの二次
巻線の両端と接続点との間に各々設けられた一対の第1
スイッチング素子と、前記二次巻線の中点と前記接続点
との間に設けられた平滑回路と、前記一次巻線に電圧が
印加されている期間に前記一対の第1スイッチング素子
を交互にオンさせる制御手段と、オン状態で前記二次巻
線の中点と前記接続点とを短絡するように設けられた第
2スイッチング素子と、前記二次巻線の中点又は前記接
続点の電位、又は第2スイッチング素子を介して流れる
電流に基づいて、前記一次巻線への電圧の印加が停止さ
れている期間に第2スイッチング素子をオンさせる短絡
制御手段と、を含んで構成されている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus comprising: a transformer having a primary winding, a secondary winding provided with a midpoint, and applying a unidirectional voltage to the primary winding of the transformer. After that, the application of the voltage is stopped for a predetermined period, and a voltage application unit that repeats stopping the application of the voltage for a predetermined period after applying the voltage in the other direction to the primary winding, and both ends of the secondary winding of the transformer. A pair of first pairs respectively provided between the connection points;
A switching element, a smoothing circuit provided between a middle point of the secondary winding and the connection point, and the pair of first switching elements alternately provided during a period in which a voltage is applied to the primary winding. Control means for turning on, a second switching element provided to short-circuit the middle point of the secondary winding and the connection point in the on state, and the potential of the middle point of the secondary winding or the connection point Or short-circuit control means for turning on the second switching element during a period in which application of voltage to the primary winding is stopped based on a current flowing through the second switching element. .

【0022】請求項2記載の発明では、請求項1の発明
と同様のトランス、電圧印加手段、一対の第1スイッチ
ング素子、平滑回路が設けられており、請求項2の発明
に係る制御手段は、トランスの一次巻線に電圧が印加さ
れている期間に一対の第1スイッチング素子を交互にオ
ンさせる。これにより、トランスの一次巻線と二次巻線
の巻数比に応じて二次巻線に誘起された電圧が、一対の
第1スイッチング素子によって整流されると共に平滑回
路によって平滑化され、負荷に供給することが可能とな
る。
According to a second aspect of the present invention, a transformer, a voltage applying means, a pair of first switching elements, and a smoothing circuit similar to the first aspect of the present invention are provided. The pair of first switching elements are alternately turned on during a period in which a voltage is applied to the primary winding of the transformer. Thereby, the voltage induced in the secondary winding according to the turns ratio between the primary winding and the secondary winding of the transformer is rectified by the pair of first switching elements and smoothed by the smoothing circuit, and is applied to the load. It becomes possible to supply.

【0023】ところで、先にも述べたように、トランス
の一次巻線に電圧が印加されていない期間には、平滑回
路に蓄えられたエネルギーが電流として流れ、この電流
が第1スイッチング素子のボディダイオードを流れると
損失が生ずる。請求項1の発明では、一次巻線に電圧が
印加されていない期間に一対の第1スイッチング素子を
各々オンさせることで、第1スイッチング素子のボディ
ダイオードに電流が流れることを阻止していたが、ボデ
ィダイオードに電流が流れることを阻止することは、二
次巻線の中点と接続点とを短絡することによっても達成
できる。
As described above, during a period in which no voltage is applied to the primary winding of the transformer, the energy stored in the smoothing circuit flows as a current, and this current is applied to the body of the first switching element. Loss occurs when flowing through a diode. According to the first aspect of the invention, the current is prevented from flowing through the body diode of the first switching element by turning on the pair of first switching elements during a period in which no voltage is applied to the primary winding. Blocking the current from flowing through the body diode can also be achieved by short-circuiting the middle point of the secondary winding and the connection point.

【0024】このため請求項2の発明では、オン状態で
二次巻線の中点と接続点とを短絡するように第2スイッ
チング素子が設けられており、短絡制御手段は、二次巻
線の中点又は前記接続点の電位、又は第2スイッチング
素子を介して流れる電流に基づいて、一次巻線への電圧
の印加が停止されている期間に第2スイッチング素子を
オンさせる。これにより、平滑回路に蓄えられたエネル
ギーによる電流は第2スイッチング素子を通って平滑回
路側へ還流するので、第1スイッチング素子や第2スイ
ッチング素子のボディダイオードを電流が流れることが
阻止され、損失を低減することができる。また、トラン
スの二次巻線にも電流が流れないので、二次巻線を電流
が流れることによる損失(銅損)も解消することができ
る。
For this reason, according to the second aspect of the present invention, the second switching element is provided so as to short-circuit the middle point of the secondary winding and the connection point in the on state, and the short-circuit control means is provided with the secondary winding. The second switching element is turned on during a period in which the application of the voltage to the primary winding is stopped based on the potential at the middle point or the connection point, or the current flowing through the second switching element. As a result, the current due to the energy stored in the smoothing circuit is returned to the smoothing circuit through the second switching element, so that the current is prevented from flowing through the body diodes of the first switching element and the second switching element, and the loss is reduced. Can be reduced. Further, since current does not flow through the secondary winding of the transformer, loss (copper loss) caused by current flowing through the secondary winding can be eliminated.

【0025】前述のように、二次巻線の中点(又は接続
点の電位)は、一次巻線に電圧が印加されていない期間
(すなわち第2スイッチング素子をオンすべき期間)に
のみ低電位となるので、二次巻線の中点(又は接続点の
電位)の電位を利用することで、第2スイッチング素子
を適正なタイミングでオンオフさせる(一次巻線に電圧
が印加されていない期間にのみオンさせる)信号を非常
に簡易な構成で生成することが可能となる。
As described above, the midpoint of the secondary winding (or the potential at the connection point) is low only during a period in which no voltage is applied to the primary winding (ie, a period during which the second switching element is to be turned on). The second switching element is turned on / off at an appropriate timing by using the potential of the middle point (or the potential of the connection point) of the secondary winding because the potential is at the potential (a period during which no voltage is applied to the primary winding). Only turned on) can be generated with a very simple configuration.

【0026】一例として、請求項3に記載したように、
二次巻線の中点又は接続点の電位の電位の高低を反転す
る反転手段を含んで短絡制御手段を構成すれば、反転手
段からは、第2スイッチング素子を適正なタイミングで
オンオフさせる信号が出力されることになるので、該信
号を第2のスイッチング素子の制御信号入力端(例えば
MOSFETにおけるゲート)にそのまま入力する、と
いう簡易な構成により第2スイッチング素子を適正なタ
イミングでオンオフさせることができる。
As an example, as described in claim 3,
If the short-circuit control means is configured to include a reversing means for reversing the level of the potential of the middle point or the connection point of the secondary winding, a signal for turning on and off the second switching element at an appropriate timing is provided from the reversing means. Since this signal is output, the second switching element can be turned on / off at appropriate timing by a simple configuration in which the signal is directly input to a control signal input terminal (for example, a gate in a MOSFET) of the second switching element. it can.

【0027】また、一次巻線に電圧が印加されていない
期間に第2スイッチング素子のボディダイオードに順方
向電圧が加わるように第2スイッチング素子を接続すれ
ば、一次巻線に電圧が印加されていない期間が始まると
第2スイッチング素子を介して電流が流れ(詳しくは第
2スイッチング素子のボディダイオードを通って電流が
流れ)、一次巻線に電圧が印加されていない期間が終了
すると第2スイッチング素子がオン状態であっても前記
電流が流れなくなる(第2スイッチング素子がモノポー
ラトランジスタである等の場合)ので、第2スイッチン
グ素子を介して流れる電流を利用することによっても、
第2スイッチング素子を適正なタイミングでオンオフさ
せる信号を非常に簡易な構成で生成することが可能とな
る。
Further, if the second switching element is connected so that a forward voltage is applied to the body diode of the second switching element during a period when no voltage is applied to the primary winding, the voltage is applied to the primary winding. When a non-period starts, a current flows through the second switching element (specifically, a current flows through a body diode of the second switching element), and when a period in which no voltage is applied to the primary winding ends, the second switching is performed. Even when the element is in the ON state, the current stops flowing (in the case where the second switching element is a monopolar transistor or the like), and therefore, by using the current flowing through the second switching element,
A signal for turning on and off the second switching element at an appropriate timing can be generated with a very simple configuration.

【0028】一例として、請求項4に記載したように、
第2スイッチング素子のボディダイオードを流れる電流
が所定値以上のときに出力信号を高電位とする比較器を
含んで短絡制御手段を構成すれば、比較器からは、第2
スイッチング素子を適正なタイミングでオンオフさせる
信号が出力されることになるので、該信号を第2のスイ
ッチング素子の制御信号入力端(例えばMOSFETに
おけるゲート)にそのまま入力する、という簡易な構成
により第2スイッチング素子を適正なタイミングでオン
オフさせることができる。
As an example, as described in claim 4,
If the short-circuit control means includes a comparator that sets the output signal to a high potential when the current flowing through the body diode of the second switching element is equal to or more than a predetermined value, the comparator outputs the second signal.
Since a signal for turning on and off the switching element is output at an appropriate timing, the signal is directly input to a control signal input terminal (for example, a gate in a MOSFET) of the second switching element. The switching element can be turned on and off at appropriate timing.

【0029】なお、この態様では一次巻線に電圧が印加
されていない期間が始まると第2スイッチング素子とし
てのN型MOSFETのボディダイオードを電流が流れ
ることになるが、比較器によってN型MOSFETがオ
ンされた後は、N型MOSFETのチャンネルを通って
電流が流れることでボディダイオードには電流が流れな
いので、ボディダイオードを通って電流が流れている期
間はごく僅かであり、ボディダイオードを電流が流れる
ことによる損失もごく僅かで済む。
In this embodiment, when a period in which no voltage is applied to the primary winding starts, a current flows through the body diode of the N-type MOSFET serving as the second switching element. After being turned on, no current flows through the body diode because the current flows through the channel of the N-type MOSFET. There is very little loss due to flowing.

【0030】上述したように、請求項2の発明によれ
ば、一対の第1スイッチング素子のボディダイオードに
電流が流れることを阻止することを、トランスに補助巻
線を設けたりトランスの一次側或いは平滑回路に特別な
回路や素子を設けることなく実現でき、第2スイッチン
グ素子のボディダイオードに定常的に電流が流れること
も阻止できるので、簡易な構成で損失を低減することが
できる。
As described above, according to the second aspect of the present invention, it is possible to prevent the current from flowing through the body diodes of the pair of first switching elements by providing an auxiliary winding in the transformer, or by connecting the primary side of the transformer or the primary side of the transformer. This can be realized without providing any special circuit or element in the smoothing circuit, and it is possible to prevent a steady current from flowing through the body diode of the second switching element. Therefore, the loss can be reduced with a simple configuration.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態の一例を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0032】〔第1実施形態〕図1には第1実施形態に
係る電源装置10が示されている。電源装置10は、一
次巻線12A及び中点が設けられた二次巻線12Bを備
えたトランス12と、トランス12の一次巻線12Aに
接続されたDC−ACインバータ回路14と、トランス
12の二次巻線12Bに接続された同期整流回路16
と、同期整流回路16に接続された平滑回路18と、平
滑回路18及びDC−ACインバータ回路14に接続さ
れた帰還・制御回路20と、で構成され、平滑回路18
に接続された負荷22に直流電圧を供給するものであ
る。
[First Embodiment] FIG. 1 shows a power supply device 10 according to a first embodiment. The power supply device 10 includes a transformer 12 having a primary winding 12A and a secondary winding 12B provided with a middle point, a DC-AC inverter circuit 14 connected to the primary winding 12A of the transformer 12, Synchronous rectification circuit 16 connected to secondary winding 12B
, A smoothing circuit 18 connected to the synchronous rectifier circuit 16, and a feedback / control circuit 20 connected to the smoothing circuit 18 and the DC-AC inverter circuit 14.
A DC voltage is supplied to the load 22 connected to the power supply.

【0033】DC−ACインバータ回路14は本発明の
電圧印加手段に対応しており、本実施形態では、DC−
ACインバータ回路14としてハーフブリッジ型のイン
バータ回路を用いている。すなわち、DC−ACインバ
ータ回路14は直流電圧源26を備え、直流電圧源26
のプラス端子はMOSFET28のドレイン及びコンデ
ンサ32の一端に各々接続されている。なお直流電圧源
26は、例えば商用の交流電圧源と整流回路と平滑回路
で構成することができる。
The DC-AC inverter circuit 14 corresponds to the voltage applying means of the present invention.
As the AC inverter circuit 14, a half-bridge type inverter circuit is used. That is, the DC-AC inverter circuit 14 includes the DC voltage source 26,
Are connected to the drain of the MOSFET 28 and one end of the capacitor 32, respectively. The DC voltage source 26 can be composed of, for example, a commercial AC voltage source, a rectifier circuit, and a smoothing circuit.

【0034】MOSFET28のソースはトランス12
の一次巻線12Aの一端及びMOSFET30のドレイ
ンに各々接続されており、コンデンサ32の他端はトラ
ンス12の一次巻線12Aの他端及びコンデンサ34の
一端に接続されている。MOSFET30のソース及び
コンデンサ34の他端は直流電圧源26のマイナス端子
に接続されている。MOSFET28、30のゲートは
帰還・制御回路20に接続されており、MOSFET2
8、30は帰還・制御回路20によってオンオフが制御
される(詳細は後述)。
The source of the MOSFET 28 is the transformer 12
The other end of the capacitor 32 is connected to one end of the primary winding 12A and the drain of the MOSFET 30, and the other end of the capacitor 32 is connected to the other end of the primary winding 12A of the transformer 12 and one end of the capacitor. The source of MOSFET 30 and the other end of capacitor 34 are connected to the negative terminal of DC voltage source 26. The gates of the MOSFETs 28 and 30 are connected to the feedback / control circuit 20,
On / off of the feedback / control circuit 20 is controlled by the feedback / control circuit 20 (details will be described later).

【0035】また、本第1実施形態に係る同期整流回路
16はN型のMOSFET38、40を備えている。な
お図1では、MOSFET38、40のボディダイオー
ドを各々「38a」「40a」の符号を付して示してい
る。MOSFET38のドレインはトランス12の二次
巻線12Bの一端に接続されており、MOSFET40
のドレインは二次巻線12Bの他端に接続されている。
また、MOSFET38、40のソースは接続点Pで互
いに接続されている。MOSFET38、40は本発明
に係る一対の第1スイッチング素子に対応している。
The synchronous rectifier circuit 16 according to the first embodiment has N-type MOSFETs 38 and 40. In FIG. 1, the body diodes of the MOSFETs 38 and 40 are denoted by reference numerals "38a" and "40a", respectively. The drain of the MOSFET 38 is connected to one end of the secondary winding 12B of the transformer 12, and the MOSFET 40
Is connected to the other end of the secondary winding 12B.
The sources of the MOSFETs 38 and 40 are connected to each other at a connection point P. The MOSFETs 38 and 40 correspond to a pair of first switching elements according to the present invention.

【0036】なお、以下では説明の都合上、便宜的に、
トランス12の二次巻線12Bのうち、MOSFET3
8のドレインと接続されている二次巻線12Bの一端か
ら二次巻線12Bの中点迄の区間の巻線を「二次巻線1
2B0」、MOSFET40のドレインと接続されてい
る二次巻線12Bの他端から二次巻線12Bの中点迄の
区間の巻線を「二次巻線12B1」と称して各々を区別
する。
In the following, for convenience of explanation, for convenience,
MOSFET3 of the secondary winding 12B of the transformer 12
8 is referred to as a “secondary winding 1” in a section from one end of the secondary winding 12B connected to the drain to the middle point of the secondary winding 12B.
2B 0 ”, and the winding from the other end of the secondary winding 12B connected to the drain of the MOSFET 40 to the middle point of the secondary winding 12B is referred to as“ secondary winding 12B 1 ”to distinguish each winding. I do.

【0037】また、トランス12の二次巻線12Bのう
ち二次巻線12B0側の端部は反転回路(NOT回路)
42の入力端に接続されており、反転回路42の出力端
はMOSFET38のゲートに接続されている。同様
に、二次巻線12Bのうち二次巻線12B1側の端部は
反転回路44の入力端に接続されており、反転回路44
の出力端はMOSFET40のゲートに接続されてい
る。反転回路42、44は請求項1に記載の「二次巻線
の端部の電位の高低を反転する反転手段」に対応してお
り、反転回路42、44、反転回路42、44と二次巻
線12Bを接続する接続線、及び、反転回路42、44
とMOSFET38、40を接続する接続線は、請求項
1に記載の制御手段に対応している。
Further, ends inverting circuit of the secondary winding 12B 0 side of the secondary winding 12B of the transformer 12 (NOT circuit)
The output terminal of the inversion circuit 42 is connected to the gate of the MOSFET 38. Similarly, the ends of the secondary winding 12B 1 side of the secondary winding 12B is connected to the input terminal of the inverting circuit 44, inverter circuit 44
Is connected to the gate of the MOSFET 40. The inverting circuits 42 and 44 correspond to the “inverting means for inverting the level of the potential at the end of the secondary winding” according to claim 1, and include the inverting circuits 42 and 44 and the inverting circuits 42 and 44. Connection line for connecting the winding 12B, and inversion circuits 42 and 44
The connection line connecting the MOSFETs 38 and 40 corresponds to the control means according to the first aspect.

【0038】平滑回路18は、一端がトランス12の二
次巻線12Bの中点に接続されたインダクタンス48
と、一端がインダクタンス50の他端に接続され他端が
接続点Pに接続されたコンデンサ50と、で構成されて
いる。電源装置10による直流電圧供給対象としての負
荷22はコンデンサ50の両端に接続される。
The smoothing circuit 18 has an inductance 48 whose one end is connected to the middle point of the secondary winding 12B of the transformer 12.
And a capacitor 50 having one end connected to the other end of the inductance 50 and the other end connected to the connection point P. The load 22 as a DC voltage supply target by the power supply device 10 is connected to both ends of the capacitor 50.

【0039】また、コンデンサ50の一端から負荷22
へ至る給電線の途中には接続線54の一端が接続されて
おり、接続線54の他端は、直列に接続された帰還・制
御回路20の抵抗56、58を介して接続点Pに接続さ
れている。抵抗56と抵抗58の接続点は誤差増幅器6
0の入力端に接続されており、電源装置10から負荷2
2に供給される直流電圧は抵抗56、58によって分圧
されて誤差増幅器60に入力される。誤差増幅器60は
目標電圧値に対する入力電圧値の差(誤差)が0となる
ように誤差の極性を反転して増幅する。
The load 22 is connected to one end of the capacitor 50.
One end of a connection line 54 is connected in the middle of the feed line to the other end, and the other end of the connection line 54 is connected to the connection point P via the resistors 56 and 58 of the feedback / control circuit 20 connected in series. Have been. The connection point between the resistance 56 and the resistance 58 is the error amplifier 6
0, and is connected to the load 2
The DC voltage supplied to 2 is divided by resistors 56 and 58 and input to error amplifier 60. The error amplifier 60 inverts and amplifies the polarity of the error so that the difference (error) between the input voltage value and the target voltage value becomes zero.

【0040】誤差増幅器60の出力端はフォトカプラ6
2を介して可変周波数発振回路64の入力端に接続され
ており、可変周波数発振回路64の出力端はパルス発生
回路66に接続されている。可変周波数発振回路64
は、予め定められた基準周波数に対し、フォトカプラ6
2を介して誤差増幅器60から入力された信号の電圧値
に応じて発振周波数を変化させ、該発振周波数の信号を
パルス発生回路66に入力する。
The output terminal of the error amplifier 60 is a photocoupler 6
2 is connected to the input terminal of the variable frequency oscillation circuit 64, and the output terminal of the variable frequency oscillation circuit 64 is connected to the pulse generation circuit 66. Variable frequency oscillation circuit 64
Is a photo coupler 6 with respect to a predetermined reference frequency.
The oscillation frequency is changed in accordance with the voltage value of the signal input from the error amplifier 60 via the signal generator 2, and the signal of the oscillation frequency is input to the pulse generation circuit 66.

【0041】本実施形態では、MOSFET28、30
のオフ時間tOFF(請求項1に記載の所定期間)を一定
とし、オン時間tONを変化させることでMOSFET2
8、30のオンオフのデューティー比を制御して負荷2
2に供給する直流電圧を一定に制御している。MOSF
ET28、30のオフ時間tOFFはワンショットタイマ
68に保持されており、オフ時間tOFFを規定する信号
がワンショットタイマ68からパルス発生回路66に入
力される。
In this embodiment, the MOSFETs 28 and 30
By keeping the off time t OFF (the predetermined period according to claim 1) constant and changing the on time t ON , the MOSFET 2
By controlling the on / off duty ratio of 8, 30 to load 2
2 is controlled to be constant. MOSF
The off-time t OFF of the ETs 28 and 30 is held in the one-shot timer 68, and a signal defining the off-time t OFF is input from the one-shot timer 68 to the pulse generation circuit 66.

【0042】パルス発生回路66は、可変周波数発振回
路64及びワンショットタイマ68から入力された信号
に基づき、MOSFET28のみがオン時間tONだけオ
ンし、次にMOSFET28、30がオフ時間tOFF
け各々オフし、続いてMOSFET30のみがオン時間
ONだけオンし、更にMOSFET28、30がオフ時
間tOFFだけ各々オフするようにMOSFET28、3
0をオンオフさせる駆動信号(パルス信号)を生成し、
生成した駆動信号をMOSFET28、30のゲートに
各々入力する。
The pulse generating circuit 66 turns on only the MOSFET 28 for the ON time t ON based on the signals input from the variable frequency oscillation circuit 64 and the one-shot timer 68, and then turns the MOSFETs 28 and 30 off for the OFF time t OFF. The MOSFETs 28 and 30 are turned off, and then only the MOSFET 30 is turned on for the ON time t ON , and the MOSFETs 28 and 30 are turned off for the OFF time t OFF.
Generate a drive signal (pulse signal) for turning on and off 0,
The generated drive signal is input to the gates of the MOSFETs 28 and 30, respectively.

【0043】次に、本第1実施形態の作用として電源装
置10の動作について説明する。DC−ACインバータ
回路14では、MOSFET28がオンしているときに
は、直流電圧源26→MOSFET28→トランス12
の一次巻線12A→コンデンサ32,34という経路で
電流が流れ、MOSFET30がオンしているときに
は、コンデンサ32,34→トランス12の一次巻線1
2A→MOSFET30→直流電圧源26という経路で
電流が流れる。
Next, the operation of the power supply device 10 will be described as an operation of the first embodiment. In the DC-AC inverter circuit 14, when the MOSFET 28 is turned on, the DC voltage source 26 → the MOSFET 28 → the transformer 12
When a current flows through the path of the primary winding 12A → the capacitors 32 and 34 and the MOSFET 30 is turned on, the capacitors 32 and 34 → the primary winding 1 of the transformer 12
A current flows through a path of 2A → MOSFET 30 → DC voltage source 26.

【0044】従って、一次巻線12Aに流れる電流の向
き(一次巻線12Aに印加される電圧の向き)は、MO
SFET28がオンしているときとMOSFET30が
オンしているときで逆向きとなり、図2に「一次巻線電
圧」及び「一次巻線電流」として示すように、一次巻線
12Aには、一定の休止期間(=オフ時間tOFF)を挟
んで、極性の異なる電圧が交互に印加されて互いに逆向
きの電流が交互に流れる。なお、図2に示した一次巻線
電圧及び一次巻線電流は、MOSFET30がオンし、
コンデンサ32,34→一次巻線12A→MOSFET
30→直流電圧源26という経路で電流が流れている状
態での極性を「正」として表示している。
Therefore, the direction of the current flowing through the primary winding 12A (the direction of the voltage applied to the primary winding 12A) is MO
When the SFET 28 is turned on and the MOSFET 30 is turned on, the direction is reversed. As shown in FIG. 2 as “primary winding voltage” and “primary winding current”, a constant Voltages having different polarities are alternately applied with a pause period (= off time t OFF ) therebetween, and currents in opposite directions flow alternately. Incidentally, the primary winding voltage and the primary winding current shown in FIG.
Capacitors 32, 34 → primary winding 12A → MOSFET
The polarity when the current is flowing through the path of 30 → DC voltage source 26 is indicated as “positive”.

【0045】トランス12の一次巻線12Aに上記のよ
うに電圧が印加されると、二次巻線12Bの中点の電位
(電圧V1)、二次巻線12Bのうち二次巻線12B1
側の端部の電位(電圧V2)、二次巻線12Bのうち二
次巻線12B0側の端部の電位(電圧V3)は、時間の
経過に伴って図2に示すように変化する。なお、電圧V
1,V2,V3は何れも基準電位が接続点Pの電位VP
である。また、MOSFET40のゲートには、電圧V
2の電圧の高低(ハイレベル/ローレベル)が反転回路
44によって反転されて入力され(図2に示すV4)、
MOSFET38のゲートには、電圧V3の電圧の高低
が反転回路42によって反転されて入力される(図2に
示すV5)。なお電圧V4,V5も接続点Pの電位VP
が基準電位である。
When the voltage is applied to the primary winding 12A of the transformer 12 as described above, the potential of the middle point of the secondary winding 12B (voltage V1) and the secondary winding 12B 1 of the secondary winding 12B are set.
The potential of the ends of the side (voltage V2), the potential of the ends of the secondary winding 12B 0 side of the secondary winding 12B (voltage V3) is changing as shown in FIG. 2 over time . Note that the voltage V
1, V2 and V3 each have a reference potential of the potential V P of the connection point P.
It is. Further, the voltage V
2 (high level / low level) is inverted and input by the inverting circuit 44 (V4 shown in FIG. 2),
The level of the voltage V3 is inverted and input to the gate of the MOSFET 38 by the inverting circuit 42 (V5 shown in FIG. 2). Note that the voltages V4 and V5 are also the potential V P of the connection point P.
Is a reference potential.

【0046】MOSFET40は電圧V4がハイレベル
のときにオンし、MOSFET38は電圧V5がハイレ
ベルのときにオンするので、DC−ACインバータ回路
14が一次巻線12Aに正方向の電圧を印加することで
二次巻線12B0に電圧が誘起されると、電圧V1及び
電圧V2がハイレベルで電圧V3がローレベルとなって
いる状態A(図2に示す期間Aにおける状態)になり、
電圧V4がローレベルとなることでMOSFET40は
オフし、電圧V5がハイレベルとなることでMOSFE
T38はオンする。
Since the MOSFET 40 is turned on when the voltage V4 is at a high level and the MOSFET 38 is turned on when the voltage V5 is at a high level, the DC-AC inverter circuit 14 applies a positive voltage to the primary winding 12A. in the voltage in the secondary winding 12B 0 is induced, the voltage V1 and the voltage V2 is ready voltage V3 at the high level is at a low level a (state in period a shown in FIG. 2),
When the voltage V4 goes low, the MOSFET 40 is turned off. When the voltage V5 goes high, the MOSFET 40 turns off.
T38 turns on.

【0047】これにより、トランス12の二次巻線12
Bの中点→インダクタンス48→コンデンサ50及び負
荷22→接続点P→MOSFET38→二次巻線12B
0という経路で電流が流れ、所定の極性の直流電圧が平
滑回路18を介して負荷22に供給されると共に、平滑
回路18のインダクタンス48にエネルギーが蓄積され
る。
Thus, the secondary winding 12 of the transformer 12
B middle point → inductance 48 → capacitor 50 and load 22 → connection point P → MOSFET 38 → secondary winding 12B
A current flows through a path of 0, a DC voltage having a predetermined polarity is supplied to the load 22 via the smoothing circuit 18, and energy is accumulated in the inductance 48 of the smoothing circuit 18.

【0048】なお、このときMOSFET40はオフし
ており、二次巻線12B1は逆電圧が誘起された状態と
なっているので、二次巻線12Bのうち二次巻線12B
1側の端部の電位は接続点Pの電位VPと比較して高電位
になっている。従って、接続点PからMOSFET40
のボディダイオード40aを通って電流が流れることは
なく、ボディダイオード40aを電流が流れることで損
失が生ずることはない。
[0048] At this time MOSFET40 is off, since the secondary winding 12B 1 in a state of reverse voltage is induced, the secondary winding 12B of the secondary winding 12B
The potential of the ends of the 1 side is at a high potential compared to potential V P of the connection point P. Therefore, from the connection point P to the MOSFET 40
No current flows through the body diode 40a, and no loss occurs due to the current flowing through the body diode 40a.

【0049】図2において、二次巻線電流IB0は二次巻
線12B0を流れる電流、二次巻線電流IB1は二次巻線
12B1を流れる電流、二次側電流I0は平滑回路18の
インダクタンス48を流れる電流を各々表しているが、
前述のように状態Aでは二次巻線12B1に電流が流れ
ない(二次巻線電流IB1=0)ので、二次側電流I0
二次巻線電流IB0に等しくなる。
[0049] In FIG. 2, the secondary winding current I B0 is the current flowing through the secondary winding 12B 0, the secondary winding current I B1 is the current flowing through the secondary winding 12B 1, the secondary-side current I 0 is Each of the currents flowing through the inductance 48 of the smoothing circuit 18 is shown,
Since no current flows in the state A, the secondary winding 12B 1, as described above (secondary winding current I B1 = 0), the secondary-side current I 0 is equal to the secondary winding current I B0.

【0050】また、所定のオン時間が経過しDC−AC
インバータ回路14が一次巻線12Aへの電圧の印加を
休止すると、二次巻線12Bに電圧が誘起されず、電圧
V1、V2、V3が各々ローレベルになっている状態B
(図2に示す期間Bにおける状態)に切り替わり、電圧
V4、V5が各々ハイレベルとなることでMOSFET
38、40が各々オンする。
When a predetermined ON time elapses and DC-AC
When the inverter circuit 14 stops applying the voltage to the primary winding 12A, no voltage is induced in the secondary winding 12B, and the state B in which the voltages V1, V2, and V3 are each at a low level.
(The state in the period B shown in FIG. 2), and when the voltages V4 and V5 become high level, the MOSFET
38 and 40 are turned on.

【0051】従ってこの状態Bでは、平滑回路18のイ
ンダクタンス48に蓄積されたエネルギーにより、イン
ダクタンス48→コンデンサ50及び負荷22→接続点
P→MOSFET38→二次巻線12B0→二次巻線1
2Bの中点→インダクタンス48という第1の経路を電
流が流れると共に、インダクタンス48→コンデンサ5
0及び負荷22→接続点P→MOSFET40→二次巻
線12B1→二次巻線12Bの中点→インダクタンス4
8という第2の経路を電流が流れることになり(図2の
期間Bにおける二次巻線電流IB0、IB1、二次側電流I
0を参照)、状態Aのときと同一の極性の直流電圧が負
荷22に供給される。
Therefore, in this state B, the energy stored in the inductance 48 of the smoothing circuit 18 causes the inductance 48 → the capacitor 50 and the load 22 → the connection point P → the MOSFET 38 → the secondary winding 12B 0 → the secondary winding 1
A current flows through the first path of the middle point of 2B → the inductance 48, and the inductance 48 → the capacitor 5
0 and load 22 → connection point P → MOSFET 40 → secondary winding 12B 1 → middle point of secondary winding 12B → inductance 4
8, a current flows through the second path (secondary winding currents I B0 , I B1 and secondary side current I B during period B in FIG. 2).
0 ), and a DC voltage having the same polarity as that in the state A is supplied to the load 22.

【0052】仮に状態BでMOSFET38,40がオ
フしていた場合、MOSFET38のボディダイオード
38aには二次巻線電流IB0が順方向に流れ、MOSF
ET38のボディダイオード38aには二次巻線電流I
B1が順方向に流れることで、ボディダイオード38a,
38bの順方向電圧降下により損失が生ずる。しかし本
第1実施形態では、前述のように状態BでMOSFET
38、40が各々オンしているので、MOSFET38
のボディダイオード38a及びMOSFET40のボデ
ィダイオード40aを通って電流が流れることはなく、
ボディダイオード38a、40aを電流が流れることに
よる損失の発生を回避することができる。なお、状態B
では二次巻線12B0、12B1を各々電流が流れるの
で、二次側電流I0は二次巻線電流IB0と二次巻線電流
B1の和に等しい(I0=IB0+IB1)。
If the MOSFETs 38 and 40 are off in the state B, the secondary winding current I B0 flows in the body diode 38a of the MOSFET 38 in the forward direction,
The secondary winding current I is applied to the body diode 38a of the ET 38.
When B1 flows in the forward direction, the body diodes 38a,
Loss is caused by the forward voltage drop of 38b. However, in the first embodiment, as described above, in the state B, the MOSFET
Since MOSFETs 38 and 40 are each on, MOSFET 38
No current flows through the body diode 38a of the MOSFET 40 and the body diode 40a of the MOSFET 40.
It is possible to avoid the occurrence of loss due to the current flowing through the body diodes 38a and 40a. In addition, state B
Since current flows through the secondary windings 12B 0 and 12B 1 respectively, the secondary side current I 0 is equal to the sum of the secondary winding current I B0 and the secondary winding current I B1 (I 0 = I B0 + I B1 ).

【0053】また、所定のオフ時間が経過しDC−AC
インバータ回路14が一次巻線12Aに負方向の電圧を
印加することで二次巻線12B1に電圧が誘起される
と、上述した状態Bから、電圧V1、V3がハイレベル
で電圧V2がローレベルとなっている状態C(図2に示
す期間Cにおける状態)へ切り替わり、電圧V4がハイ
レベルとなることでMOSFET40はオンし、電圧V
5がローレベルとなることでMOSFET38はオフす
る。
When a predetermined off time elapses and DC-AC
When the voltage in the secondary winding 12B 1 by the inverter circuit 14 applies a negative voltage to the primary winding 12A is induced from the state B, which has been described above, the voltage V2 is a voltage V1, V3 at the High level Low The state is switched to the state C (the state in the period C shown in FIG. 2) in which the MOSFET 40 is turned on when the voltage V4 becomes the high level, and the voltage V4 is turned on.
The MOSFET 38 is turned off when the signal 5 goes low.

【0054】これにより、トランス12の二次巻線12
Bの中点→インダクタンス48→コンデンサ50及び負
荷22→接続点P→MOSFET40→二次巻線12B
1という経路で電流が流れ、状態A及び状態Bのときと
同一の極性の直流電圧が負荷22に供給されると共に、
平滑回路18のインダクタンス48にエネルギーが蓄積
される。
Thus, the secondary winding 12 of the transformer 12
B middle point → inductance 48 → capacitor 50 and load 22 → connection point P → MOSFET 40 → secondary winding 12B
A current flows through the path 1 and a DC voltage having the same polarity as that in the state A and the state B is supplied to the load 22.
Energy is stored in the inductance 48 of the smoothing circuit 18.

【0055】なお、このときMOSFET38はオフし
ており、二次巻線12B0は逆電圧が誘起された状態と
なっているので、二次巻線12Bのうち二次巻線12B
0側の端部の電位は接続点Pの電位VPと比較して高電位
になっている。従って、接続点PからMOSFET38
のボディダイオード38aを通って電流が流れることは
なく、ボディダイオード38aを電流が流れることで損
失が生ずることはない。状態Cでは二次巻線12B0
電流が流れない(二次巻線電流IB0=0)ので、二次側
電流I0は二次巻線電流IB1に等しくなる。
At this time, since the MOSFET 38 is off and the secondary winding 12B 0 is in a state where a reverse voltage is induced, the secondary winding 12B 0
Potential end of the 0 side is the higher potential as compared to potential V P of the connection point P. Therefore, from the connection point P, the MOSFET 38
No current flows through the body diode 38a, and no loss occurs due to the current flowing through the body diode 38a. In state C, no current flows through the secondary winding 12B 0 (secondary winding current I B0 = 0), so the secondary current I 0 is equal to the secondary winding current I B1 .

【0056】図2からも明らかなように、電源回路10
の二次側回路(同期整流回路16及び平滑回路18)
は、電源回路10が動作している間、状態がA→B→C
→B→A→…と順次切り替わるが、上述したように、状
態A乃至状態Cの何れの状態においてもMOSFET3
8、40のボディダイオード38a、40aに電流が流
れることはないので、ボディダイオードを電流が流れる
ことで損失が生ずることを回避することができる。
As is clear from FIG. 2, the power supply circuit 10
(Synchronous rectifier circuit 16 and smoothing circuit 18)
Means that the state is A → B → C while the power supply circuit 10 is operating.
→ B → A →..., But as described above, in any of the states A to C, the MOSFET 3
Since no current flows through the body diodes 38a and 40a of the transistors 8 and 40, it is possible to avoid the occurrence of loss due to the current flowing through the body diodes.

【0057】また、本第1実施形態では、DC−ACイ
ンバータ回路14によってトランス12の一次巻線12
Aに電圧が印加されている期間にMOSFET38、4
0を交互にオンさせると共に、一次巻線12Aへの電圧
の印加が停止されている期間にMOSFET38、40
を各々オンさせることを、二次巻線12Bの両端の電位
(電圧V2、V3)を反転回路42、44で反転させて
MOSFET38、40のゲートに入力する、という簡
易な構成で実現しているので、電源装置10の構成の簡
略化、低コスト化を実現できる。
In the first embodiment, the primary winding 12 of the transformer 12 is controlled by the DC-AC inverter circuit 14.
While the voltage is applied to A, the MOSFETs 38, 4
0 are alternately turned on, and the MOSFETs 38 and 40 are turned off while the application of the voltage to the primary winding 12A is stopped.
Are turned on by a simple configuration in which the potentials (voltages V2 and V3) at both ends of the secondary winding 12B are inverted by the inverting circuits 42 and 44 and input to the gates of the MOSFETs 38 and 40. Therefore, the configuration of the power supply device 10 can be simplified and the cost can be reduced.

【0058】なお、MOSFET38、40のオンオフ
を制御する制御手段は、図3又は図4に示したように構
成することも可能である。例として図3に示した電源装
置72では、電圧V2、V3を反転する反転回路42、
44に代えて、入力端が二次巻線12Bの中点に接続さ
れた反転回路74が設けられている。反転回路74の出
力端は、OR回路76の2個の入力端の一方、及びOR
回路78の2個の入力端の一方に各々接続されている。
The control means for controlling the on / off of the MOSFETs 38 and 40 can be configured as shown in FIG. 3 or FIG. For example, in the power supply device 72 shown in FIG. 3, the inverting circuit 42 that inverts the voltages V2 and V3,
Instead of 44, an inverting circuit 74 whose input terminal is connected to the middle point of the secondary winding 12B is provided. The output terminal of the inverting circuit 74 is connected to one of the two input terminals of the OR circuit 76 and the OR terminal.
Each of the two input terminals of the circuit 78 is connected to one of the two input terminals.

【0059】OR回路76の2個の入力端の他方は二次
巻線12Bのうち二次巻線12B1側の端部に接続され
ており、OR回路76の出力端はMOSFET38のゲ
ートに接続されている。また、OR回路78の2個の入
力端の他方は二次巻線12Bのうち二次巻線12B0
の端部に接続されており、OR回路78の出力端はMO
SFET40のゲートに接続されている。
[0059] Two other input terminal of the OR circuit 76 is connected to an end of the secondary winding 12B 1 side of the secondary winding 12B, the output terminal of the OR circuit 76 is connected to the gate of the MOSFET38 Have been. Also, two other input terminal is connected to an end of the secondary winding 12B 0 side of the secondary winding 12B, the output terminal of the OR circuit 78 of the OR circuit 78 MO
It is connected to the gate of SFET40.

【0060】OR回路76は、電圧V1(図2参照)が
反転回路74によって反転されて入力されると共に電圧
V2が入力され、双方の信号の論理和に相当する信号を
出力するので、OR回路76から出力される信号は図2
に示す電圧V5と同一の波形となる。また、OR回路7
8は、電圧V1が反転回路74によって反転されて入力
されると共に電圧V3が入力され、双方の信号の論理和
に相当する信号を出力するので、OR回路78から出力
される信号は図2に示す電圧V4と同一の波形となる。
The OR circuit 76 receives the voltage V1 (see FIG. 2) which is inverted by the inverting circuit 74 and receives the voltage V2, and outputs a signal corresponding to the logical sum of the two signals. The signal output from 76 is shown in FIG.
Has the same waveform as the voltage V5 shown in FIG. Also, the OR circuit 7
8, the voltage V1 is inverted by the inverting circuit 74 and input, and the voltage V3 is input and outputs a signal corresponding to the logical sum of the two signals. It has the same waveform as the voltage V4 shown.

【0061】従って、図3に示す電源回路72のMOS
FET38、40は、DC−ACインバータ回路14に
よる一次巻線12Aへの電圧の印加に対し、図1に示す
電源回路10のMOSFET38、40と同一のタイミ
ングでオンオフされることになるので、電源装置10と
同様にMOSFET38、40のボディダイオードを電
流が流れることで損失が生ずることを回避することがで
きる。また、MOSFET38、40のオンオフを制御
することを、反転回路74、OR回路76、78から成
る簡易な回路構成で実現しているので、電源装置72の
構成の簡略化、低コスト化を実現できる。
Therefore, the power supply circuit 72 shown in FIG.
The FETs 38 and 40 are turned on and off at the same timing as the MOSFETs 38 and 40 of the power supply circuit 10 shown in FIG. 1 when the DC-AC inverter circuit 14 applies a voltage to the primary winding 12A. As in the case of 10, it is possible to avoid the occurrence of loss due to the current flowing through the body diodes of the MOSFETs 38 and 40. Further, since the on / off control of the MOSFETs 38 and 40 is realized by a simple circuit configuration including the inversion circuit 74 and the OR circuits 76 and 78, the configuration of the power supply device 72 can be simplified and the cost can be reduced. .

【0062】なお、電源装置72の反転回路74は請求
項1に記載の「二次巻線の中点の電位の高低を反転する
反転手段」に対応しており、反転回路74、OR回路7
6、78、及びこれらを接続する接続線は、請求項1に
記載の制御手段に対応している。
The inverting circuit 74 of the power supply 72 corresponds to the "inverting means for inverting the level of the potential at the middle point of the secondary winding" according to the first aspect.
Reference numerals 6, 78 and the connection lines connecting these correspond to the control means according to the first aspect.

【0063】また、図4に示す電源装置82では、図3
に示したOR回路76、78に代えてダイオード84
A、84B、86A、86Bを用いている。すなわち反
転回路74の出力端はダイオード84A、86Aのアノ
ードに各々接続されている。また、ダイオード84Bの
アノードは二次巻線12Bのうち二次巻線12B1側の
端部に接続されており、ダイオード86Bのアノードは
二次巻線12Bのうち二次巻線12B0側の端部に接続
されている。そして、ダイオード84A、84Bのカソ
ードはMOSFET38のゲートに接続されており、ダ
イオード86A、86BのカソードはMOSFET40
のゲートに接続されている。
Further, in the power supply device 82 shown in FIG.
Instead of the OR circuits 76 and 78 shown in FIG.
A, 84B, 86A and 86B are used. That is, the output terminal of the inverting circuit 74 is connected to the anodes of the diodes 84A and 86A, respectively. Further, the diode 84B anode is connected to an end of the secondary winding 12B 1 side of the secondary winding 12B, the diode 86B anode of the secondary winding 12B 0 side of the secondary winding 12B Connected to the end. The cathodes of the diodes 84A and 84B are connected to the gate of the MOSFET 38, and the cathodes of the diodes 86A and 86B are connected to the MOSFET 40.
Connected to the gate.

【0064】上記構成により、MOSFET38のゲー
トに入力される信号は図2に示す電圧V5と同一の波形
となり、MOSFET40のゲートに入力される信号は
図2に示す電圧V4と同一の波形となるので、電源回路
82のMOSFET38、40についても、DC−AC
インバータ回路14による一次巻線12Aへの電圧の印
加に対し、図1に示す電源回路10のMOSFET3
8、40と同一のタイミングでオンオフされることにな
る。従って、MOSFET38、40のボディダイオー
ドを電流が流れることで損失が生ずることを回避するこ
とができる。
With the above configuration, the signal input to the gate of the MOSFET 38 has the same waveform as the voltage V5 shown in FIG. 2, and the signal input to the gate of the MOSFET 40 has the same waveform as the voltage V4 shown in FIG. , The MOSFETs 38 and 40 of the power supply circuit 82 are also DC-AC
When voltage is applied to the primary winding 12A by the inverter circuit 14, the MOSFET 3 of the power supply circuit 10 shown in FIG.
It will be turned on and off at the same timing as 8 and 40. Therefore, it is possible to avoid a loss caused by a current flowing through the body diodes of the MOSFETs 38 and 40.

【0065】また、MOSFET38、40のオンオフ
を制御することを、反転回路74、ダイオード84A、
84B、86A、86Bから成る簡易な回路構成で実現
しているので、電源装置82の構成の簡略化、低コスト
化を実現できる。
The on / off control of the MOSFETs 38 and 40 is controlled by an inverting circuit 74, a diode 84A,
Since the power supply device 82 is realized with a simple circuit configuration including 84B, 86A, and 86B, the configuration of the power supply device 82 can be simplified and the cost can be reduced.

【0066】なお、電源装置82の反転回路74も請求
項1に記載の「二次巻線の中点の電位の高低を反転する
反転手段」に対応しており、反転回路74、ダイオード
84A、84B、86A、86B、及びこれらを接続す
る接続線も、請求項1に記載の制御手段に対応してい
る。
The inverting circuit 74 of the power supply 82 also corresponds to the "inverting means for inverting the level of the potential at the middle point of the secondary winding" according to claim 1, and includes the inverting circuit 74, the diode 84A, 84B, 86A, 86B and the connection lines connecting them also correspond to the control means of the first aspect.

【0067】〔第2実施形態〕次に本発明の第2実施形
態について説明する。なお、第1実施形態と同一の部分
には同一の符号を付し、説明を省略する。図5には本第
2実施形態に係る電源装置90が示されている。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 5 shows a power supply device 90 according to the second embodiment.

【0068】電源装置90では、MOSFET38をオ
ンオフさせる駆動信号を出力する制御部92AがMOS
FET38のゲートに接続されており、MOSFET4
0をオンオフさせる駆動信号を出力する制御部92Bが
MOSFET40のゲートに接続されている。制御部9
2A、92Bとしては、例えば従来と同様に、MOSF
ET38を、二次巻線12B0に電圧が誘起される期間
A(図2参照)にのみオンさせ、MOSFET40を、
二次巻線12B1に電圧が誘起される期間Cにのみオン
させる駆動信号を発生させる構成を採用することができ
る。
In the power supply device 90, the control unit 92A that outputs a drive signal for turning on and off the MOSFET 38 is a MOS transistor.
It is connected to the gate of FET38 and MOSFET4
A control unit 92B that outputs a drive signal for turning on and off 0 is connected to the gate of the MOSFET 40. Control unit 9
2A and 92B are, for example, MOSF
The ET 38 is turned on only during a period A (see FIG. 2) in which a voltage is induced in the secondary winding 12B 0 , and the MOSFET 40 is turned on.
It is possible to adopt a configuration for generating a drive signal for turning on only in the period C the voltage induced in the secondary winding 12B 1.

【0069】上記の構成は、例えばMOSFET38の
ゲートに電圧V2が入力されるように、二次巻線12B
のうち二次巻線12B1側の端部とMOSFET38の
ゲートを接続する接続線によって制御部92Aを構成
し、MOSFET40のゲートに電圧V3が入力される
ように、二次巻線12Bのうち二次巻線12B0側の端
部とMOSFET40のゲートを接続する接続線によっ
て制御部92Bを構成することで実現できる。なお、制
御部92A、92Bは請求項2に記載の制御手段に対応
している。
The above-described structure is such that the secondary winding 12B is connected so that the voltage V2 is input to the gate of the MOSFET 38, for example.
Constitute a control section 92A by a connection line which connects the gate of the ends of the secondary winding 12B 1 side and the MOSFET38 of, so that the voltage V3 is input to the gate of the MOSFET 40, two of the secondary winding 12B It can be realized by configuring the controller 92B by the connection line that connects the gate of the winding 12B 0 side end and the MOSFET 40. The control units 92A and 92B correspond to the control unit according to the second aspect.

【0070】また、二次巻線12Bの中点にはN型のM
OSFET94のドレインが接続されており、MOSF
ET94のソースは接続点Pに接続されている。なお、
図5ではMOSFET94のボディダイオードを「94
a」の符号を付して示している。また、二次巻線12B
の中点には反転回路96の入力端が接続されており、反
転回路96の出力端はMOSFET94のゲートに接続
されている。
The middle point of the secondary winding 12B is an N-type M
The drain of the OSFET 94 is connected and the MOSF
The source of the ET94 is connected to the connection point P. In addition,
In FIG. 5, the body diode of the MOSFET 94 is set to "94".
a ". Also, the secondary winding 12B
The input terminal of the inversion circuit 96 is connected to the middle point, and the output terminal of the inversion circuit 96 is connected to the gate of the MOSFET 94.

【0071】なお、MOSFET94はオン状態で二次
巻線12Bの中点と接続点Pを短絡するので、請求項2
に記載の第2スイッチング素子に対応している。また、
反転回路96は請求項3に記載の「二次巻線の中点の電
位」の高低を反転する反転手段に対応しており、反転回
路96及び反転回路96を接続する接続線は請求項2に
記載の「二次巻線の中点の電位」に基づいて第2スイッ
チング素子のオンオフを制御する短絡制御手段(詳しく
は請求項3に記載の短絡制御手段)に対応している。
Since the MOSFET 94 shorts the connection point P to the middle point of the secondary winding 12B in the ON state.
Corresponds to the second switching element. Also,
The inverting circuit 96 corresponds to inverting means for inverting the level of the “potential at the middle point of the secondary winding” according to claim 3, and the inverting circuit 96 and a connection line connecting the inverting circuit 96 are described in claim 2. Corresponds to the short-circuit control means (specifically, the short-circuit control means according to claim 3) for controlling on / off of the second switching element based on the "potential at the middle point of the secondary winding".

【0072】次に本第2実施形態の作用を説明する。本
第2実施形態に係る電源装置90のMOSFET38、
40は一次巻線12Aに電圧が印加されていないとき
(すなわち期間B)に各々オフされるので、一次巻線1
2Aに電圧が印加されていない期間Bに、平滑回路18
のインダクタンス48に蓄積されたエネルギーによりM
OSFET38、40のボディダイオード38a、40
aに電流が流れる。
Next, the operation of the second embodiment will be described. MOSFET 38 of the power supply device 90 according to the second embodiment,
40 is turned off when no voltage is applied to the primary winding 12A (that is, during the period B).
During a period B in which no voltage is applied to 2A, the smoothing circuit 18
The energy stored in the inductance 48 of M
The body diodes 38a, 40 of the OSFETs 38, 40
A current flows through a.

【0073】これに対し、MOSFET94のゲートに
は、二次巻線12Bの中点の電圧V1の電圧の高低(ハ
イレベル/ローレベル)が反転回路96によって反転さ
れて入力されるので、図2に示すV1の変化からも明ら
かなように、MOSFET94は一次巻線12Aに電圧
が印加されていない期間Bにのみオンする。これによ
り、二次巻線12Bの中点と接続点Pが短絡されるの
で、インダクタンス48に蓄積されたエネルギーによる
電流はインダクタンス48→コンデンサ50及び負荷2
2→MOSFET94→インダクタンス48という経路
を流れる。
On the other hand, the high / low level (high level / low level) of the voltage V1 at the middle point of the secondary winding 12B is inverted and input to the gate of the MOSFET 94 by the inverting circuit 96. As is clear from the change in V1, the MOSFET 94 turns on only during the period B when no voltage is applied to the primary winding 12A. As a result, the middle point of the secondary winding 12B and the connection point P are short-circuited, and the current due to the energy stored in the inductance 48 is reduced from the inductance 48 to the capacitor 50 and the load 2
It flows through a path of 2 → MOSFET 94 → inductance 48.

【0074】従って、MOSFET38、40のボディ
ダイオード38a、40a及びMOSFET94のボデ
ィダイオード94aを電流が流れることが阻止され、M
OSFET38、40、94のボディダイオードを電流
が流れることで損失が生ずることを回避することができ
る。また、第2実施形態に係る電源装置90では、一次
巻線12Aに電圧が印加されていない期間Bに二次巻線
12Bを電流が流れることも阻止されるので、二次巻線
12Bを電流が流れることで銅損が発生することも回避
することができ、第1実施形態で説明した電源装置と比
較して、電源装置の効率を更に向上させることができ
る。また、MOSFET38、40、94のボディダイ
オードを電流が流れることを阻止することを、MOSF
ET94及び反転回路94から成る簡易な回路構成で実
現しているので、電源装置90の構成の簡略化及び低コ
スト化を実現できる。
Therefore, current is prevented from flowing through the body diodes 38a, 40a of the MOSFETs 38, 40 and the body diode 94a of the MOSFET 94, and
It is possible to prevent a loss from being caused by a current flowing through the body diodes of the OSFETs 38, 40, and 94. Further, in the power supply device 90 according to the second embodiment, the current is also prevented from flowing through the secondary winding 12B during the period B when no voltage is applied to the primary winding 12A. , The occurrence of copper loss can be avoided, and the efficiency of the power supply device can be further improved as compared with the power supply device described in the first embodiment. In addition, to prevent the current from flowing through the body diodes of the MOSFETs 38, 40 and 94, the MOSF
Since this is realized with a simple circuit configuration including the ET 94 and the inverting circuit 94, the configuration of the power supply device 90 can be simplified and the cost can be reduced.

【0075】例えば反転回路94は、例として図6に示
すように抵抗100、102、104とトランジスタ1
06で構成することができる。すなわち、抵抗100の
一端はインダクタンス48と負荷22の間に接続されて
おり、抵抗100の他端はMOSFET94のゲートに
接続されている。また、抵抗102の一端はMOSFE
T94のドレインに接続されており、抵抗102の他端
は抵抗104の一端及びトランジスタ106のベースに
各々接続されている。トランジスタ106のコレクタは
MOSFET94のゲートに接続されており、トランジ
スタ106のエミッタ及び抵抗104の他端はMOSF
ET94のソースに接続されている。
For example, the inverting circuit 94 includes resistors 100, 102, 104 and a transistor 1 as shown in FIG.
06. That is, one end of the resistor 100 is connected between the inductance 48 and the load 22, and the other end of the resistor 100 is connected to the gate of the MOSFET 94. One end of the resistor 102 is MOSFE
The other end of the resistor 102 is connected to one end of the resistor 104 and the base of the transistor 106, respectively. The collector of the transistor 106 is connected to the gate of the MOSFET 94, and the emitter of the transistor 106 and the other end of the resistor 104 are connected to a MOSF.
Connected to the source of ET94.

【0076】上述した構成の反転回路において、抵抗1
00を介してMOSFET94のゲートに至る経路は反
転回路の給電線に相当し、MOSFET94のゲートに
は負荷22に供給される直流電圧が抵抗100を介して
入力される。
In the inverting circuit having the above configuration, the resistance 1
A path leading to the gate of the MOSFET 94 via the line 00 corresponds to a power supply line of the inverting circuit, and a DC voltage supplied to the load 22 is input to the gate of the MOSFET 94 via the resistor 100.

【0077】ここで、DC−ACインバータ回路14が
一次巻線12Aに電圧を印加している期間(期間A及び
期間C)は、二次巻線12Bの中点の電圧V1が高電位
とされるので、トランジスタ106のベースが電圧V1
を抵抗102、104で分圧した電位になりベースに電
流が流れることでトランジスタ106がオンし、給電線
の電位は低電位とされる。従って、二次巻線12Bの中
点の電圧V1が高電位とされている間はMOSFET9
4はオフ状態とされる。
Here, during the period in which the DC-AC inverter circuit 14 applies a voltage to the primary winding 12A (period A and period C), the voltage V1 at the middle point of the secondary winding 12B is set to a high potential. Therefore, the base of the transistor 106 has the voltage V1
Is divided by the resistors 102 and 104 and a current flows to the base, so that the transistor 106 is turned on and the potential of the power supply line is set to a low potential. Therefore, while the voltage V1 at the middle point of the secondary winding 12B is kept at a high potential, the MOSFET 9
4 is turned off.

【0078】また、DC−ACインバータ回路14が一
次巻線12Aへの電圧の印加を休止している期間(期間
B)は、二次巻線12Bの中点の電圧V1が低電位とさ
れるので、トランジスタ106がオフすることで給電線
の電位は高電位とされ、MOSFET94がオン状態に
なることで二次巻線12Bの中点と接続点Pが短絡され
る。反転回路94は上記のように非常に簡易な回路構成
で実現できるので、電源装置90の構成の簡略化及び低
コスト化を実現できる。
During the period (period B) during which the DC-AC inverter circuit 14 stops applying the voltage to the primary winding 12A, the voltage V1 at the middle point of the secondary winding 12B is set to a low potential. Therefore, when the transistor 106 is turned off, the potential of the power supply line is set to a high potential, and when the MOSFET 94 is turned on, the middle point of the secondary winding 12B and the connection point P are short-circuited. Since the inversion circuit 94 can be realized with a very simple circuit configuration as described above, the configuration of the power supply device 90 can be simplified and the cost can be reduced.

【0079】なお、図5ではMOSFET38、40の
ドレインを二次巻線12Bに接続した例を示したが、こ
れに限定されるものではなく、図7に示すように、MO
SFET38のソースを二次巻線12Bの二次巻線12
0側の端部に接続すると共に、MOSFET40のソ
ースを二次巻線12Bの二次巻線12B1側の端部に接
続するようにしてもよい。図7に示す電源装置110で
は、MOSFET38、40のドレインが接続点を介し
て互いに接続されており、この接続点PにはMOSFE
T94のドレイン、反転回路96の入力端及びインダク
タンス48の一端が接続されている。また、MOSFE
T94のソースは二次巻線12Bの中点に接続されてい
る。
Although FIG. 5 shows an example in which the drains of the MOSFETs 38 and 40 are connected to the secondary winding 12B, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG.
The source of the SFET 38 is connected to the secondary winding 12 of the secondary winding 12B.
While connected to the end portion of the B 0 side, it may be connected to a source of MOSFET40 the end of the secondary winding 12B 1 side of the secondary winding 12B. In the power supply device 110 shown in FIG. 7, the drains of the MOSFETs 38 and 40 are connected to each other via a connection point.
The drain of T94, the input terminal of the inverting circuit 96, and one end of the inductance 48 are connected. Also, MOSFE
The source of T94 is connected to the middle point of the secondary winding 12B.

【0080】この電源装置110は、二次巻線12B0
に電圧が誘起される期間A(図2参照)にMOSFET
38をオンさせたときに、二次巻線12B0→MOSF
ET38→接続点P→インダクタンス48→コンデンサ
50及び負荷22→二次巻線12Bの中点、という経路
で電流が流れ、二次巻線12B1に電圧が誘起される期
間CにMOSFET40をオンさせたときに、二次巻線
12B1→MOSFET40→接続点P→インダクタン
ス48→コンデンサ50及び負荷22→二次巻線12B
の中点、という経路で電流が流れる点以外の動作は電源
装置90と同じである。
This power supply device 110 has a secondary winding 12B 0
During the period A (see FIG. 2) in which a voltage is induced in the MOSFET,
38 is turned on, the secondary winding 12B 0 → MOSF
ET38 → midpoint of the connection point P → inductance 48 → capacitor 50 and load 22 → secondary winding 12B, a current flows through a path that turns on the MOSFET40 the period C the voltage induced in the secondary winding 12B 1 The secondary winding 12B 1 → MOSFET 40 → connection point P → inductance 48 → capacitor 50 and load 22 → secondary winding 12B
The operation other than the point at which the current flows through the middle point is the same as that of the power supply device 90.

【0081】電源装置110の反転回路96は、請求項
3に記載の「接続点の電位」の高低を反転する反転手段
に対応しており、反転回路96及び反転回路96を接続
する接続線は、請求項2に記載の「接続点の電位」に基
づいて第2スイッチング素子のオンオフを制御する短絡
制御手段(詳しくは請求項3に記載の短絡制御手段)に
対応している。
The inverting circuit 96 of the power supply device 110 corresponds to the inverting means for inverting the level of the “potential at the connection point” according to the third aspect, and the inverting circuit 96 and the connection line connecting the inverting circuit 96 are The present invention corresponds to a short-circuit control unit (more specifically, a short-circuit control unit according to the third embodiment) that controls on / off of the second switching element based on the “potential at the connection point” according to the second embodiment.

【0082】また、請求項2の発明に係る短絡制御手段
は、図5乃至図7に示した構成に代えて、図8に示す構
成を採用することも可能である。すなわち、図8に示し
た電源装置114は、一端がMOSFET94のソース
に接続され他端が接続点P(又は二次巻線12Bの中
点)に接続された抵抗116と、マイナス端子が接続点
P(又は二次巻線12Bの中点)に接続された基準電圧
源118と、2個の入力端の一方が基準電圧源118の
プラス端子に、他方がMOSFET94のソースに接続
され、出力端がMOSFET94のゲートに接続された
比較器120と、で構成されている。
Further, the short-circuit control means according to the second aspect of the present invention may employ the configuration shown in FIG. 8 instead of the configuration shown in FIGS. That is, the power supply device 114 shown in FIG. 8 includes a resistor 116 having one end connected to the source of the MOSFET 94 and the other end connected to the connection point P (or the middle point of the secondary winding 12B), and a minus terminal connected to the connection point. A reference voltage source 118 connected to P (or the middle point of the secondary winding 12B), one of the two input terminals is connected to the plus terminal of the reference voltage source 118, the other is connected to the source of the MOSFET 94, and the output terminal And a comparator 120 connected to the gate of the MOSFET 94.

【0083】比較器120はMOSFET94のソース
に接続された入力端を介して入力される電圧が、基準電
圧源118に接続された入力端を介して入力される電圧
よりも大きい場合には、出力端を介して出力する信号の
レベル(電位)をハイレベル(高電位)とし、上記の場
合以外のときには出力信号のレベル(電位)をローレベ
ル(低電位)とする。
The comparator 120 outputs the signal when the voltage input through the input terminal connected to the source of the MOSFET 94 is higher than the voltage input through the input terminal connected to the reference voltage source 118. The level (potential) of the signal output through the end is set to the high level (high potential), and the level (potential) of the output signal is set to the low level (low potential) except in the above case.

【0084】なお、MOSFET94は請求項2に記載
の第2スイッチング素子に対応しており、比較器120
は請求項4に記載の比較器に対応している。そして、上
記構成の短絡制御手段は、請求項2に記載の「第2スイ
ッチング素子を介して流れる電流」に基づいて第2スイ
ッチング素子のオンオフを制御する短絡制御手段(詳し
くは請求項4に記載の短絡制御手段)に対応している。
Incidentally, the MOSFET 94 corresponds to the second switching element according to the second aspect of the present invention.
Corresponds to the comparator according to claim 4. The short-circuit control means having the above configuration controls the on / off of the second switching element based on the “current flowing through the second switching element” according to claim 2 (specifically, according to claim 4). Short-circuit control means).

【0085】電源装置114では、一次巻線12Aへの
電圧の印加が休止されると、インダクタンス48に蓄え
られていたエネルギーによる電流が、MOSFET94
のボディダイオード94aを流れるが、MOSFET9
4のソースの電位は抵抗116によって所定値以上とな
る。ここで、MOSFET94のソースに接続された入
力端を介して比較器120に入力される電圧が、基準電
圧源118に接続された入力端を介して比較器120に
入力される電圧よりも大きくなると、比較器120から
出力される信号のレベルがハイレベルとなり、MOSF
ET94がオンする。
In the power supply device 114, when the application of the voltage to the primary winding 12A is stopped, the current due to the energy stored in the inductance 48 is applied to the MOSFET 94.
Flows through the body diode 94a of the MOSFET 9
The potential of the source No. 4 is higher than a predetermined value by the resistor 116. Here, when the voltage input to the comparator 120 via the input terminal connected to the source of the MOSFET 94 becomes higher than the voltage input to the comparator 120 via the input terminal connected to the reference voltage source 118. , The level of the signal output from the comparator 120 becomes high and the MOSF
ET94 turns on.

【0086】これにより、二次巻線12Bの中点と接続
点Pが短絡されるので、インダクタンス48に蓄積され
たエネルギーによる電流はインダクタンス48→コンデ
ンサ50及び負荷22→抵抗116→MOSFET94
→インダクタンス48という経路を流れる。従って、M
OSFET38、40のボディダイオード38a、40
a及びMOSFET94のボディダイオード94aを電
流が流れることが阻止され、MOSFET38、40、
94のボディダイオードを電流が流れることで損失が生
ずることを回避することができる。
As a result, the middle point of the secondary winding 12B and the connection point P are short-circuited, so that the current due to the energy stored in the inductance 48 is changed from the inductance 48 → the capacitor 50 and the load 22 → the resistor 116 → the MOSFET 94.
→ It flows through the path of inductance 48. Therefore, M
The body diodes 38a, 40 of the OSFETs 38, 40
a, and current is prevented from flowing through the body diode 94a of the MOSFET 94, and the MOSFETs 38, 40,
It is possible to avoid a loss caused by a current flowing through the body diode 94.

【0087】また、MOSFET38、40、94のボ
ディダイオードを電流が流れることを阻止することを、
MOSFET94と抵抗116、基準電圧源118及び
比較器120から成る簡易な回路構成で実現しているの
で、電源装置114の構成の簡略化及び低コスト化を実
現できる。
Further, it is possible to prevent the current from flowing through the body diodes of the MOSFETs 38, 40 and 94.
Since it is realized with a simple circuit configuration including the MOSFET 94, the resistor 116, the reference voltage source 118, and the comparator 120, the configuration of the power supply device 114 can be simplified and the cost can be reduced.

【0088】なお、電源装置114の短絡制御手段は、
MOSFET94のボディダイオード94aに電流が流
れたことを検知してMOSFET94をオンさせるの
で、MOSFET94がオンされる迄の間はMOSFE
T94のボディダイオード94aに電流が流れることに
なるが、MOSFET94のボディダイオード94aに
電流が流れ始めてから比較器120の出力信号のレベル
が切り替わる迄の期間の長さは、抵抗116の値や基準
電圧源118で発生される電圧等のパラメータを適切に
選択することで非常に短くすることができ、ボディダイ
オードを電流が流れることによる損失を極めて小さくす
ることができる。
Note that the short-circuit control means of the power supply 114
Since it is detected that a current has flowed through the body diode 94a of the MOSFET 94 and the MOSFET 94 is turned on, the MOSFET is turned on until the MOSFET 94 is turned on.
The current flows through the body diode 94a of the T94. The length of time from when the current starts flowing through the body diode 94a of the MOSFET 94 to when the level of the output signal of the comparator 120 is switched depends on the value of the resistor 116 and the reference voltage. By properly selecting parameters such as the voltage generated by the source 118, the length can be made very short, and the loss due to the current flowing through the body diode can be made extremely small.

【0089】なお、上記では第1スイッチング素子及び
第2スイッチング素子としてN型のMOSFETを適用
した場合を説明したが、これに限定されるものではな
く、第1スイッチング素子や第2スイッチング素子とし
て、P型のMOSFETや他のトランジスタを用いても
よい。
In the above description, the case where the N-type MOSFET is applied as the first switching element and the second switching element has been described. However, the present invention is not limited to this. A P-type MOSFET or another transistor may be used.

【0090】また、上記では電圧印加手段としてハーフ
ブリッジ型のインバータ回路を用いた例を説明したが、
これに限定されるものではなく、例えばフルブリッジ型
のインバータ回路等を適用してもよいことは言うまでも
ない。
In the above description, an example in which a half-bridge type inverter circuit is used as the voltage applying means has been described.
The invention is not limited to this, and it goes without saying that, for example, a full-bridge type inverter circuit or the like may be applied.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
は、中点が設けられたトランスの二次巻線の両端の電
位、又は二次巻線の中点の電位の高低を反転する反転手
段を設け、トランスの一次巻線に電圧が印加されている
期間に、二次巻線の両端と接続点との間に各々設けた一
対の第1スイッチング素子を交互にオンさせると共に、
一次巻線への電圧の印加が停止されている期間に一対の
第1スイッチング素子を各々オンさせるようにしたの
で、簡易な構成で損失を低減することができる、という
優れた効果を有する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the potential at both ends of the secondary winding of the transformer provided with the middle point or the potential at the middle point of the secondary winding is inverted. Inverting means is provided, and while a voltage is applied to the primary winding of the transformer, a pair of first switching elements provided between both ends of the secondary winding and the connection point are alternately turned on,
Since the pair of first switching elements are turned on while the application of the voltage to the primary winding is stopped, there is an excellent effect that the loss can be reduced with a simple configuration.

【0092】請求項2記載の発明は、オン状態で、トラ
ンスの二次巻線の中点と、一対の第1スイッチング素子
が各々接続されている接続点とを短絡するように第2ス
イッチング素子を設け、二次巻線の中点又は接続点の電
位、又は第2スイッチング素子を介して流れる電流に基
づいて、トランスの一次巻線への電圧の印加が停止され
ている期間に第2スイッチング素子をオンさせるように
したので、簡易な構成で損失を低減することができる、
という優れた効果を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the ON state, the second switching element is short-circuited between the middle point of the secondary winding of the transformer and a connection point to which the pair of first switching elements are connected. During the period in which the application of the voltage to the primary winding of the transformer is stopped based on the potential of the middle point or connection point of the secondary winding or the current flowing through the second switching element. Since the element is turned on, the loss can be reduced with a simple configuration.
It has an excellent effect.

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

【図1】 第1実施形態に係る電源装置の構成の一例を
示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a power supply device according to a first embodiment.

【図2】 第1実施形態に係る電源装置の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining an operation of the power supply device according to the first embodiment.

【図3】 第1実施形態に係る電源装置の他の構成例を
示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the power supply device according to the first embodiment.

【図4】 第1実施形態に係る電源装置の他の構成例を
示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the power supply device according to the first embodiment.

【図5】 第2実施形態に係る電源装置の構成の一例を
示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a power supply device according to a second embodiment.

【図6】 図5に示す電源装置のうち反転回路の詳細を
示す回路図である。
6 is a circuit diagram showing details of an inversion circuit in the power supply device shown in FIG.

【図7】 第2実施形態に係る電源装置の他の構成例を
示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the power supply device according to the second embodiment.

【図8】 第2実施形態に係る電源装置の他の構成例を
示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing another configuration example of the power supply device according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,72,82,90,110,114 電源装置 12 トランス 14 DC−ACインバータ回路(電圧印加手段) 38,40 MOSFET(第1スイッチング素子) 42,44,74 反転回路(制御手段) 84,86 ダイオード(制御手段) 94 MOSFET(第2スイッチング素子) 96 反転回路(短絡制御手段) 100,102,104,116 抵抗(短絡制御手
段) 106 トランジスタ(短絡制御手段) 118 基準電圧源(短絡制御手段) 120 比較器(短絡制御手段)
10, 72, 82, 90, 110, 114 Power supply device 12 Transformer 14 DC-AC inverter circuit (voltage applying means) 38, 40 MOSFET (first switching element) 42, 44, 74 Inverting circuit (control means) 84, 86 Diode (control means) 94 MOSFET (second switching element) 96 Inverting circuit (short-circuit control means) 100, 102, 104, 116 Resistance (short-circuit control means) 106 Transistor (short-circuit control means) 118 Reference voltage source (short-circuit control means) 120 comparator (short circuit control means)

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年8月14日(2000.8.1
4)
[Submission date] August 14, 2000 (2000.8.1)
4)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 電源装置[Title of the Invention] Power supply unit

【特許請求の範囲】[Claims]

【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係り、特
に、トランスの一次巻線に断続的に電圧を印加し、トラ
ンスの中点付き二次巻線に誘起された電圧を整流・平滑
化して負荷に供給する電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device, and more particularly, to a method of intermittently applying a voltage to a primary winding of a transformer and rectifying and smoothing a voltage induced in a secondary winding having a center point of the transformer. And a power supply device for supplying power to the load.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、スイッチング素子によってト
ランスの一次巻線に直流電圧を断続的に印加し、センタ
ータップ(中点)が設けられたトランスの二次巻線に誘
起された電圧を、整流回路によって整流(全波整流)す
ると共に平滑化することで所定の直流電圧を得るスイッ
チング電源装置(所謂DC−DCコンバータ)が知られ
ている。この種のスイッチング電源装置において、整流
回路の整流素子としてはダイオードを用いることが一般
的であるが、ダイオードの順方向電圧降下(例えば0.6V
程度)により整流回路で損失が発生し、この損失がスイ
ッチング電源装置の効率向上の妨げとなっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a DC voltage is intermittently applied to a primary winding of a transformer by a switching element, and a voltage induced in a secondary winding of the transformer provided with a center tap (middle point) is rectified. 2. Description of the Related Art A switching power supply (a so-called DC-DC converter) that obtains a predetermined DC voltage by performing rectification (full-wave rectification) and smoothing by a circuit is known. In a switching power supply of this type, a diode is generally used as a rectifying element of a rectifying circuit. However, a forward voltage drop of the diode (for example, 0.6 V
), Loss occurs in the rectifier circuit, and this loss hinders improvement in efficiency of the switching power supply device.

【0003】整流回路での損失を低減する方法の1つと
して、ショットキーダイオードを整流素子として用いる
方法は従来より採用されているが、この方法は素子の性
能に依存するものであり、飛躍的な損失低減は望めな
い。他の方法として、回路技術により損失低減を行う方
法も知られており、整流素子としてMOSFET等のス
イッチング素子を利用した同期整流回路を整流回路とし
て用いる方法が主として用いられている。
As one of the methods for reducing the loss in the rectifier circuit, a method using a Schottky diode as a rectifying element has been conventionally employed. However, this method depends on the performance of the element and is dramatically increased. No significant loss reduction can be expected. As another method, a method of reducing loss by a circuit technique is also known, and a method of using a synchronous rectifier circuit using a switching element such as a MOSFET as a rectifier element as a rectifier circuit is mainly used.

【0004】同期整流回路におけるMOSFETの駆動
方式としては、例えばトランスの二次巻線の一端と平滑
回路との導通をオンオフする第1のMOSFETのゲー
トを二次巻線の他端に接続すると共に、二次巻線の他端
と平滑回路との導通をオンオフする第2のMOSFET
のゲートを二次巻線の一端に接続した構成(特開平7−
337005号公報参照)や、MOSFETのゲートと
二次巻線との間に抵抗を設けた構成(実開平7−239
90号公報参照)、MOSFETのゲートと二次巻線と
の間に抵抗、ダイオード及びコンデンサを並列設けた構
成(特開平8−331841号公報参照)等が提案され
ている。
As a driving method of the MOSFET in the synchronous rectifier circuit, for example, a gate of a first MOSFET for turning on / off one end of a secondary winding of a transformer and a smoothing circuit is connected to the other end of the secondary winding. , A second MOSFET for turning on and off the conduction between the other end of the secondary winding and the smoothing circuit
Is connected to one end of the secondary winding (Japanese Patent Laid-Open No.
No. 337005) or a configuration in which a resistor is provided between the gate of the MOSFET and the secondary winding (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 7-239).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-331841), and a configuration in which a resistor, a diode, and a capacitor are provided in parallel between the gate of a MOSFET and a secondary winding (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-331841).

【0005】上述した各構成では、何れもトランスの一
次巻線に電圧が印加されている期間(整流期間)に何れ
か一方のMOSFETがオン状態となって同期整流回路
が働くので、整流期間の損失の低減を達成することがで
きる。しかし、整流期間の損失は低減できるものの、転
流期間(トランスの一次巻線に電圧が印加されていない
期間)に、平滑回路のインダクタンスによって発生した
電流が全てMOSFETのボディダイオード(MOSF
ETの内部ダイオード:寄生ダイオードともいう)を流
れることで損失が発生する。一般に、ボディダイオード
はファストリカバリダイオードやショットキーダイオー
ドと比較して順方向電圧降下が大きいので損失はかえっ
て増大する。このため、転流期間にボディダイオードに
電流が流れないようにするための工夫が必要となる。
In each of the above-described configurations, any one of the MOSFETs is turned on and the synchronous rectification circuit operates during a period in which a voltage is applied to the primary winding of the transformer (rectification period). Loss reduction can be achieved. However, although the loss during the rectification period can be reduced, all the current generated by the inductance of the smoothing circuit during the commutation period (period when no voltage is applied to the primary winding of the transformer) is the body diode (MOSF) of the MOSFET.
Loss is generated by flowing through an internal diode of the ET (also referred to as a parasitic diode). In general, the body diode has a larger forward voltage drop than the fast recovery diode and the Schottky diode, so that the loss increases rather. For this reason, it is necessary to take measures to prevent a current from flowing through the body diode during the commutation period.

【0006】また、転流期間の損失を低減するため、入
力電圧を制御して転流期間を短くする方法も提案されて
いるが、この方式で損失を有効に低減するためには転流
期間を非常に短くする必要があり、スイッチング電源装
置としての動作範囲が狭くなってしまうという問題があ
る。
In order to reduce the loss during the commutation period, a method has been proposed in which the input voltage is controlled to shorten the commutation period. However, in order to effectively reduce the loss in this method, the commutation period is reduced. Needs to be very short, and the operating range of the switching power supply device becomes narrow.

【0007】また、特開平3−117364号公報に
は、中点付きの2次巻線を2組備えたトランスを用いる
と共に平滑回路のインダクタンスとしてチョークトラン
スを用い、転流期間に2次側の2個のスイッチング素子
を各々オンさせる構成や、転流期間にはチョークトラン
スの二次巻線に誘起された電圧によってスイッチング素
子をオンさせて平滑回路の入力端を短絡させることでチ
ョークトランスの一次巻線の蓄積電力を負荷へ供給する
構成が開示されている。しかし、上記回路はトランスの
構成が複雑になるという欠点を有している。また、チョ
ークトランスを用いてスイッチング素子をオンオフさせ
る構成ではスイッチング素子をオンオフさせる信号の位
相遅れによって損失が生ずるという問題もある。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-117364, a transformer having two sets of secondary windings with a center point is used, and a choke transformer is used as an inductance of a smoothing circuit. A configuration in which two switching elements are turned on, and a primary element of the choke transformer which is turned on by a voltage induced in the secondary winding of the choke transformer during the commutation period and short-circuits the input terminal of the smoothing circuit. A configuration for supplying the stored power of the winding to a load is disclosed. However, the above circuit has a disadvantage that the configuration of the transformer is complicated. Further, in a configuration in which a switching element is turned on and off using a choke transformer, there is a problem that a loss occurs due to a phase delay of a signal for turning the switching element on and off.

【0008】更に、特開平8−322245号公報の図
7や図9等には、トランスの一次側に変流器を設けて一
次側のスイッチング素子を流れる電流を変流器により検
出すると共に、トランスの二次側に駆動電源用の補助巻
線を設け、転流期間にも二次側のスイッチング素子をオ
ンさせる構成が開示されているが、上記の構成では一次
側に変流器を設ける必要があると共にトランスに補助巻
線を設ける必要があるので回路構成が複雑となり、コス
ト等の面で不利である。
Further, in FIG. 7 and FIG. 9 of JP-A-8-322245, a current transformer is provided on the primary side of a transformer, and a current flowing through a switching element on the primary side is detected by the current transformer. A configuration is disclosed in which an auxiliary winding for a drive power supply is provided on the secondary side of the transformer and the switching element on the secondary side is also turned on during the commutation period. In the above configuration, a current transformer is provided on the primary side. Since it is necessary to provide an auxiliary winding in the transformer, the circuit configuration becomes complicated, which is disadvantageous in terms of cost and the like.

【0009】また、特開平9−149635号公報に
は、トランスの一次側に4個のスイッチング素子を備え
たフルブリッジのインバータを設け、二次側に一対のス
イッチング素子から成る同期整流回路を設けた構成にお
いて、転流期間には、それまでの整流期間にオン状態と
なっていた一次側のスイッチング素子対の一方のみをオ
フさせると共に、二次側の一対のスイッチング素子の一
方もオン状態を継続させる技術が開示されている。ま
た、特開平9−149636号公報には、上記公報と同
様の構成の電源装置において、転流期間には二次側の一
対のスイッチング素子を各々オンさせることが記載され
ている。しかしながら、上記各公報に記載の技術は、何
れもスイッチング素子をオンオフさせる駆動信号を発生
させる回路の回路構成が非常に複雑になるという欠点が
ある。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-149635, a full-bridge inverter having four switching elements is provided on the primary side of a transformer, and a synchronous rectifier circuit including a pair of switching elements is provided on the secondary side. In the configuration, during the commutation period, only one of the primary-side switching element pair that was in the on state during the rectification period up to that time is turned off, and one of the pair of secondary-side switching elements is also turned on. A technique for continuing is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-149636 describes that a pair of secondary-side switching elements are turned on during a commutation period in a power supply device having a configuration similar to that of the above publication. However, each of the techniques described in the above publications has a disadvantage that the circuit configuration of a circuit that generates a drive signal for turning on and off a switching element becomes very complicated.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、セン
タタップ型の同期整流回路を含んで構成された従来の電
源装置は、何れも、転流期間にスイッチング素子のボデ
ィダイオードに電流が流れることで損失が生ずるか、又
はボディダイオードに電流が流れることを阻止するため
に回路構成が非常に複雑になる、という欠点を有してい
た。
As described above, in the conventional power supply devices including the center tap type synchronous rectifier circuit, current flows through the body diode of the switching element during the commutation period. However, there is a drawback that loss occurs or the circuit configuration becomes very complicated to prevent current from flowing through the body diode.

【0011】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、簡易な構成で損失を低減できる電源装置を得ること
が目的である。
The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and has as its object to provide a power supply device that can reduce a loss with a simple configuration.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1記載の発明に係る電源装置は、一次巻線と、
中点が設けられ一端から前記中点迄の巻線と他端から前
記中点迄の巻線が同相とされた二次巻線とを備えたト
ランスと、前記トランスの一次巻線に一方向の電圧を印
加した後に電圧の印加を所定期間停止し、前記一次巻線
に他方向の電圧を印加した後に電圧の印加を所定期間停
止することを繰り返す電圧印加手段と、前記トランスの
二次巻線の端と、基準電位とされる接続点との間に設
けられた第1スイッチング素子と、前記トランスの二次
巻線の他端と前記接続点との間に設けられた第2スイッ
チング素子と、前記二次巻線の中点と前記接続点との間
に設けられた平滑回路と、前記第1スイッチング素子
を、前記二次巻線の一端の電位がハイレベルの間中オフ
させ、前記一端の電位がローレベルの間中オンさせると
共に、前記第2スイッチング素子を、前記二次巻線の他
端の電位がハイレベルの間中オフさせ、前記他端の電位
がローレベルの間中オンさせる制御手段と、を含んで構
成されている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power supply device comprising: a primary winding;
A midpoint is provided and the winding from one end to the midpoint and forward from the other end
And a secondary winding which windings up serial in point is the phase, and the transformer with a voltage application was stopped for a predetermined time period after applying a unidirectional voltage to the primary winding of the transformer, the primary and voltage applying means for repeating that predetermined period stops applying the voltage after applying the other direction voltage to the winding, and one end of the transformer secondary winding, between the connection point to be a reference potential a first switching element was set <br/> vignetting, secondary of the transformer
A second switch provided between the other end of the winding and the connection point.
A switching element , a smoothing circuit provided between a middle point of the secondary winding and the connection point, and the first switching element.
Off while the potential at one end of the secondary winding is at a high level.
When the potential at one end is turned on while the potential at the one end is low level,
In both cases, the second switching element is connected to the other
The terminal at the other end is turned off during the high level, and the potential at the other end is turned off.
And control means for turning on during the low level .

【0013】請求項1記載の発明では、トランスの一次
巻線に一方向の電圧を印加した後に電圧の印加を所定期
間停止し、一次巻線に他方向の電圧を印加した後に電圧
の印加を所定期間停止することを繰り返す電圧印加手段
が設けられている。電圧印加手段は、直流電源と、該直
流電源の電圧を一次巻線に一方向の電圧として印加して
いる状態、他方向の電圧として印加している状態、及
び、一次巻線への電圧の印加を停止している状態に切替
え可能な複数のスイッチング素子と、を含んで構成する
ことができ、具体的には、例えばハーフブリッジ型やフ
ルブリッジ型のDC−ACインバータ回路で構成するこ
とができる。
According to the first aspect of the present invention, the voltage application is stopped for a predetermined period after the unidirectional voltage is applied to the primary winding of the transformer, and the voltage is applied after the unidirectional voltage is applied to the primary winding. A voltage application unit that repeats stopping for a predetermined period is provided. The voltage applying means includes a DC power supply, a state in which the voltage of the DC power supply is applied to the primary winding as a voltage in one direction, a state in which the voltage is applied as a voltage in the other direction, and a voltage applied to the primary winding. And a plurality of switching elements that can be switched to a state in which application is stopped. Specifically, for example, a half-bridge type or full-bridge type DC-AC inverter circuit can be used. it can.

【0014】また、請求項1の発明では、トランスの二
次巻線の一端、基準電位とされる接続点との間に第1
スイッチング素子が設けられ、トランスの二次巻線の他
端と前記接続点との間に第2スイッチング素子が設けら
れ、二次巻線の中点と接続点との間に平滑回路が設けら
れているので、トランスの一次巻線に電圧が印加されて
いる期間に、制御手段が第1スイッチング素子と第2ス
イッチング素子を交互にオンさせる(トランスの一次巻
線に電圧が印加されている期間に第1スイッチング素子
及び第2スイッチング素子の一方をオンさせると共に、
前記電圧が印加されている期間が到来する毎にオンさせ
るスイッチング素子を切替える)ことで、トランスの一
次巻線と二次巻線の巻数比に応じて二次巻線に誘起され
た電圧が、第1スイッチング素子及び第2スイッチング
素子によって整流されると共に平滑回路によって平滑化
され、負荷に供給することが可能となる。
Further, according to the first aspect of the present invention, the first terminal is connected between one end of the secondary winding of the transformer and a connection point set to the reference potential .
The switching element is set vignetting, other transformer secondary winding
A second switching element is provided between the end and the connection point;
In addition, since the smoothing circuit is provided between the middle point of the secondary winding and the connection point, during a period in which a voltage is applied to the primary winding of the transformer, the control unit controls the first switching element and the second switching element . S
The switching elements are turned on alternately (while the voltage is applied to the primary winding of the transformer , the first switching element
And one of the second switching elements is turned on,
Turn on each time the period when the voltage is applied
Luz switching switch the device) that is, the voltage induced in the secondary winding in accordance with the turns ratio of the primary winding and the secondary winding of the transformer, the first switching element and the second switching
It is rectified by the element and smoothed by the smoothing circuit, and can be supplied to the load.

【0015】ところで、トランスの一次巻線に電圧が印
加されていない期間には、平滑回路に蓄えられたエネル
ギーが電流として流れるので、損失低減のためには、前
記期間に第1スイッチング素子及び第2スイッチング素
を各々オンさせることが望ましい。
By the way, in the period in which no voltage is applied to the primary winding of the transformer, the energy stored in the smoothing circuit flows as a current, for loss reduction, before
The first switching element and the second switching element
It is desirable to turn on each child .

【0016】ところで、トランスの一次巻線に電圧が印
加されていない期間には、平滑回路に蓄えられたエネル
ギーが電流として流れる。この電流が第1スイッチング
素子及び第2スイッチング素子のボディダイオードを流
れると損失が生ずるので、損失低減のためには第1スイ
ッチング素子及び第2スイッチング素子を各々オンさせ
ることが望ましい。
By the way, during the period when no voltage is applied to the primary winding of the transformer, the energy stored in the smoothing circuit flows as a current. When this current flows through the body diodes of the first switching element and the second switching element, a loss occurs. Therefore, it is desirable to turn on the first switching element and the second switching element , respectively, in order to reduce the loss.

【0017】これに対し、トランスの二次巻線の一端の
電位は一次巻線に一方向の電圧が印加されている期間の
み高電位となり、二次巻線の他端の電位は一次巻線に他
方向の電圧が印加されている期間のみ高電位となり、二
次巻線の中点の電位は一次巻線に一方向の電圧が印加さ
れている期間及び他方向の電圧が印加されている期間に
高電位となる。すなわち、トランスの二次巻線の一端の
電位は、一方の第1スイッチング素子をオンすべき期間
(一次巻線に電圧が印加されていない期間も含む)にの
み低電位となり、二次巻線の他端の電位は、他方の第1
スイッチング素子をオンすべき期間(一次巻線に電圧が
印加されていない期間も含む)にのみ低電位となり、二
次巻線の中点の電位は、一対の第1スイッチング素子の
各々をオンすべき期間(一次巻線に電圧が印加されてい
ない期間)にのみ低電位となる。
On the other hand, the potential of one end of the secondary winding of the transformer becomes high only while a voltage in one direction is applied to the primary winding, and the potential of the other end of the secondary winding becomes high. Is high only during the period when the voltage in the other direction is applied, and the potential at the middle point of the secondary winding is the period when the voltage in one direction is applied to the primary winding and the voltage in the other direction is applied. The potential becomes high during the period. That is, the potential of one end of the secondary winding of the transformer becomes low only during a period in which one of the first switching elements is to be turned on (including a period in which no voltage is applied to the primary winding). Of the other end is the first
The potential becomes low only during a period in which the switching element is to be turned on (including a period in which no voltage is applied to the primary winding), and the potential at the middle point of the secondary winding turns on each of the pair of first switching elements. The potential becomes low only during a power period (a period when no voltage is applied to the primary winding).

【0018】請求項1の発明はトランスの二次巻線の両
端の電位の変化に着目し、請求項1記載の発明に係る制
御手段は、トランスの二次巻線の一端に接続された第1
スイッチング素子を、前記二次巻線の一端の電位がハイ
レベルの間中オフさせ、前記一端の電位がローレベルの
間中オンさせると共に、トランスの二次巻線の他端に接
続された第2スイッチング素子を、前記二次巻線の他端
の電位がハイレベルの間中オフさせ、前記他端の電位が
ローレベルの間中オンさせる。これにより、第1スイッ
チング素子及び第2スイッチング素子を適正なタイミン
グでオンオフさせることができる。
According to the first aspect of the present invention, both the secondary windings of the transformer are provided.
Paying attention to the change in the potential of the terminal, the control means according to the first aspect of the present invention comprises a first control circuit connected to one end of the secondary winding of the transformer.
When the potential at one end of the secondary winding is high
Off during the level, and the potential at the one end is at the low level.
And turn on the other end of the transformer secondary winding.
Connected to the other end of the secondary winding
Is turned off while the potential of the other end is high level, and the potential of the other end is
Turn on all the time during low level. As a result, the first switch
The timing element and the second switching element should be properly timed.
On and off.

【0019】一例として、二次巻線の端部の電位の高低
を反転する反転手段を含んで制御手段を構成した場合に
は、反転手段からは、第1スイッチング素子及び第2ス
イッチング素子の一方を適正なタイミングでオンオフさ
せる信号が出力されることになるので、該信号を第1ス
イッチング素子又は第2スイッチング素子の制御信号入
力端(例えばMOSFETにおけるゲート)にそのまま
入力する、という簡易な構成により第1スイッチング素
又は第2スイッチング素子を適正なタイミングでオン
オフさせることができる。
As an example, when the control means includes an inversion means for inverting the level of the potential of the end of the secondary winding, the inversion means outputs the first switching element and the second switch .
Since a signal for turning on or off one of the switching elements at an appropriate timing is output, the signal is directly input to a control signal input terminal (for example, a gate in a MOSFET) of the first switching element or the second switching element. With a simple configuration, the first switching element or the second switching element can be turned on and off at appropriate timing.

【0020】より詳しくは、例えば請求項2に記載した
ように、制御手段を、前記二次巻線の一端と前記第1ス
イッチング素子の制御信号入力端との間に接続され、当
該一端の電位を反転する第1反転回路と、前記二次巻線
の他端と前記第2スイッチング素子の制御信号入力端と
の間に接続され、当該他端の電位を反転する第2反転回
路と、で構成することができ、非常に簡易な構成により
第1スイッチング素子を適正なタイミングでオンオフさ
せることができる。
More specifically, for example, as described in claim 2
As described above, the control means is connected to one end of the secondary winding and the first switch.
Connected between the switching element and the control signal input terminal of the switching element.
A first inverting circuit for inverting the potential at one end, and the secondary winding;
And a control signal input terminal of the second switching element.
And a second inversion circuit for inverting the potential of the other end.
Road and can be configured with a very simple configuration
Turn the first switching element on and off at the right time
Can be made.

【0021】また、例えば二次巻線の中点の電位の高低
を反転する反転手段を含んで制御手段を構成した場合に
は、反転手段からは、一次巻線への電圧の印加が停止さ
れている期間に第1スイッチング素子及び第2スイッチ
ング素子をオンさせる信号が出力されることになるの
で、該信号及び一次巻線に電圧が印加されている期間に
第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子を交互
オンさせる信号を第1スイッチング素子及び第2スイ
ッチング素子の制御信号入力端(例えばMOSFETに
おけるゲート)に各々入力する、という簡易な構成によ
り第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子を適
正なタイミングでオンオフさせることができる。なお、
反転手段もNOT回路等の簡易な回路で実現できる。
Further, for example , when the control means includes an inversion means for inverting the level of the potential at the middle point of the secondary winding, the application of the voltage to the primary winding from the inversion means is stopped. The first switching element and the second switch during
Since the signal for turning on the switching element is output, the first switching element and the second switching element are alternately switched while the signal and the voltage are applied to the primary winding.
The signal for turning on the first switching element and the second Sui
Respectively inputted to the control signal input terminal of the switching element (e.g., a gate in MOSFET), it is possible to turn on and off the first switching element and second switching element at a proper timing by the simple configuration of. In addition,
The inversion means can also be realized by a simple circuit such as a NOT circuit.

【0022】従って、請求項1の発明によれば、トラン
スの一次巻線に電圧が印加されていない間中、第1スイ
ッチング素子及び第2スイッチング素子をオンさせる
とを、トランスに補助巻線を設けたりトランスの一次側
或いは平滑回路に特別な回路や素子を設けることなく実
現できるので、簡易な構成で損失を低減することができ
る。
[0022] Thus, according to the invention of claim 1, Trang
While no voltage is applied to the primary winding of the switch,
Since the switching element and the second switching element can be turned on without providing an auxiliary winding in the transformer or providing a special circuit or element on the primary side of the transformer or the smoothing circuit, a simple configuration is achieved. Thus, the loss can be reduced.

【0023】また、請求項1の発明において、請求項3
に記載したように、オン状態で前記二次巻線の中点と前
記接続点とを短絡するように設けられた第3スイッチン
グ素子と、二次巻線の中点又は接続点の電位の高低を反
転する反転手段を含んで構成され、該反転手段から出力
された信号を前記第3スイッチング素子の制御信号入力
端に入力することで、前記一次巻線への電圧の印加が停
止されている期間に第3スイッチング素子をオンさせる
短絡制御手段と、を更に備えるか、又は請求項4に記載
したように、オン状態で前記二次巻線の中点と前記接続
点とを短絡するように設けられ、前記一次巻線に電圧が
印加されていない期間に順方向電圧が印加されるダイオ
ードが並列に設けられた第3スイッチング素子と、前記
第3スイッチング素子を介して流れる電流が所定値以上
のときに出力信号を高電位とする比較器を含んで構成さ
れ、該比較器から出力された信号を前記第3スイッチン
グ素子の制御信号入力端に入力することで、前記一次巻
線への電圧の印加が停止されている期間に第3スイッチ
ング素子をオンさせる短絡制御手段と、を更に備えるこ
とが好ましい。
[0023] In the first aspect of the present invention, the third aspect of the present invention provides
In the on state, the middle point of the secondary winding and the front
A third switch provided to short-circuit the connection point
And the potential of the middle point or connection point of the secondary winding.
And the output from the inversion means.
Input the control signal to the third switching element.
Input to the terminal stops the application of voltage to the primary winding.
Turn on the third switching element during the stopped period
And a short-circuit control means.
As described above, in the ON state, the connection between the middle point of the secondary winding and the connection
And a point is short-circuited, and a voltage is applied to the primary winding.
A diode to which a forward voltage is applied during the period when no voltage is applied
A third switching element provided in parallel with
The current flowing through the third switching element is equal to or greater than a predetermined value
In this case, the comparator
And outputs the signal output from the comparator to the third switch.
Input to the control signal input terminal of the
During the period when the voltage application to the line is stopped, the third switch
Short-circuit control means for turning on the switching element.
Is preferred.

【0024】上記のように、オン状態で二次巻線の中点
と接続点とを短絡するように設けられた第3スイッチン
グ素子を、一次巻線への電圧の印加が停止されている期
間に第3スイッチング素子をオンさせることにより、平
滑回路に蓄えられたエネルギーによる電流は第3スイッ
チング素子を通って平滑回路側へ還流するので、トラン
スの二次巻線にも電流が流れ、二次巻線を電流が流れ
ることによる損失(銅損)も解消することができる。
As described above, in the on state, the midpoint of the secondary winding
Third switch provided so as to short-circuit the connection point and the connection point
During the period when the application of voltage to the primary winding is stopped.
By turning on the third switching element in the meantime,
The current due to the energy stored in the smooth circuit
Since the current flows back to the smoothing circuit side through the switching element, no current flows to the secondary winding of the transformer, and the loss (copper loss) due to the current flowing through the secondary winding can be eliminated.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態の一例を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0026】〔第1実施形態〕図1には第1実施形態に
係る電源装置10が示されている。電源装置10は、一
次巻線12A及び中点が設けられた二次巻線12Bを備
えたトランス12と、トランス12の一次巻線12Aに
接続されたDC−ACインバータ回路14と、トランス
12の二次巻線12Bに接続された同期整流回路16
と、同期整流回路16に接続された平滑回路18と、平
滑回路18及びDC−ACインバータ回路14に接続さ
れた帰還・制御回路20と、で構成され、平滑回路18
に接続された負荷22に直流電圧を供給するものであ
る。
[First Embodiment] FIG. 1 shows a power supply device 10 according to a first embodiment. The power supply device 10 includes a transformer 12 having a primary winding 12A and a secondary winding 12B provided with a middle point, a DC-AC inverter circuit 14 connected to the primary winding 12A of the transformer 12, Synchronous rectification circuit 16 connected to secondary winding 12B
, A smoothing circuit 18 connected to the synchronous rectifier circuit 16, and a feedback / control circuit 20 connected to the smoothing circuit 18 and the DC-AC inverter circuit 14.
A DC voltage is supplied to the load 22 connected to the power supply.

【0027】DC−ACインバータ回路14は本発明の
電圧印加手段に対応しており、本実施形態では、DC−
ACインバータ回路14としてハーフブリッジ型のイン
バータ回路を用いている。すなわち、DC−ACインバ
ータ回路14は直流電圧源26を備え、直流電圧源26
のプラス端子はMOSFET28のドレイン及びコンデ
ンサ32の一端に各々接続されている。なお直流電圧源
26は、例えば商用の交流電圧源と整流回路と平滑回路
で構成することができる。
The DC-AC inverter circuit 14 corresponds to the voltage applying means of the present invention.
As the AC inverter circuit 14, a half-bridge type inverter circuit is used. That is, the DC-AC inverter circuit 14 includes the DC voltage source 26,
Are connected to the drain of the MOSFET 28 and one end of the capacitor 32, respectively. The DC voltage source 26 can be composed of, for example, a commercial AC voltage source, a rectifier circuit, and a smoothing circuit.

【0028】MOSFET28のソースはトランス12
の一次巻線12Aの一端及びMOSFET30のドレイ
ンに各々接続されており、コンデンサ32の他端はトラ
ンス12の一次巻線12Aの他端及びコンデンサ34の
一端に接続されている。MOSFET30のソース及び
コンデンサ34の他端は直流電圧源26のマイナス端子
に接続されている。MOSFET28、30のゲートは
帰還・制御回路20に接続されており、MOSFET2
8、30は帰還・制御回路20によってオンオフが制御
される(詳細は後述)。
The source of the MOSFET 28 is the transformer 12
The other end of the capacitor 32 is connected to one end of the primary winding 12A and the drain of the MOSFET 30, and the other end of the capacitor 32 is connected to the other end of the primary winding 12A of the transformer 12 and one end of the capacitor. The source of MOSFET 30 and the other end of capacitor 34 are connected to the negative terminal of DC voltage source 26. The gates of the MOSFETs 28 and 30 are connected to the feedback / control circuit 20,
On / off of the feedback / control circuit 20 is controlled by the feedback / control circuit 20 (details will be described later).

【0029】また、本第1実施形態に係る同期整流回路
16はN型のMOSFET38、40を備えている。な
お図1では、MOSFET38、40のボディダイオー
ドを各々「38a」「40a」の符号を付して示してい
る。MOSFET38のドレインはトランス12の二次
巻線12Bの一端に接続されており、MOSFET40
のドレインは二次巻線12Bの他端に接続されている。
また、MOSFET38、40のソースは接続点Pで互
いに接続されている。MOSFET38、40は本発明
に係る第1スイッチング素子又は第2スイッチング素子
各々対応している。
The synchronous rectifier circuit 16 according to the first embodiment includes N-type MOSFETs 38 and 40. In FIG. 1, the body diodes of the MOSFETs 38 and 40 are denoted by reference numerals "38a" and "40a", respectively. The drain of the MOSFET 38 is connected to one end of the secondary winding 12B of the transformer 12, and the MOSFET 40
Is connected to the other end of the secondary winding 12B.
The sources of the MOSFETs 38 and 40 are connected to each other at a connection point P. MOSFET38,40 are respectively corresponding to the engaging Ru first switching element or the second switching element <br/> the present invention.

【0030】なお、以下では説明の都合上、便宜的に、
トランス12の二次巻線12Bのうち、MOSFET3
8のドレインと接続されている二次巻線12Bの一端か
ら二次巻線12Bの中点迄の区間の巻線を「二次巻線1
2B0」、MOSFET40のドレインと接続されてい
る二次巻線12Bの他端から二次巻線12Bの中点迄の
区間の巻線を「二次巻線12B1」と称して各々を区別
する。
In the following, for convenience of explanation, for convenience,
MOSFET3 of the secondary winding 12B of the transformer 12
8 is referred to as a “secondary winding 1” in a section from one end of the secondary winding 12B connected to the drain to the middle point of the secondary winding 12B.
2B 0 ”, and the winding from the other end of the secondary winding 12B connected to the drain of the MOSFET 40 to the middle point of the secondary winding 12B is referred to as“ secondary winding 12B 1 ”to distinguish each winding. I do.

【0031】また、トランス12の二次巻線12Bのう
ち二次巻線12B0側の端部は反転回路(NOT回路)
42の入力端に接続されており、反転回路42の出力端
はMOSFET38のゲートに接続されている。同様
に、二次巻線12Bのうち二次巻線12B1側の端部は
反転回路44の入力端に接続されており、反転回路44
の出力端はMOSFET40のゲートに接続されてい
る。反転回路42、44は請求項に記載の第1反転回
路及び第2反転回路に対応しており、反転回路42、4
4、反転回路42、44と二次巻線12Bを接続する接
続線、及び、反転回路42、44とMOSFET38、
40を接続する接続線は、請求項1に記載の制御手段に
対応している。
Further, ends inverting circuit of the secondary winding 12B 0 side of the secondary winding 12B of the transformer 12 (NOT circuit)
The output terminal of the inversion circuit 42 is connected to the gate of the MOSFET 38. Similarly, the ends of the secondary winding 12B 1 side of the secondary winding 12B is connected to the input terminal of the inverting circuit 44, inverter circuit 44
Is connected to the gate of the MOSFET 40. The first inversion circuit according to claim 2 , wherein the inversion circuits (42, 44) are provided .
And a second inverting circuit.
4, connection lines connecting the inversion circuits 42 and 44 to the secondary winding 12B, and the inversion circuits 42 and 44 and the MOSFET 38;
The connection line connecting the terminals 40 corresponds to the control unit according to the first aspect.

【0032】平滑回路18は、一端がトランス12の二
次巻線12Bの中点に接続されたインダクタンス48
と、一端がインダクタンス50の他端に接続され他端が
接続点Pに接続されたコンデンサ50と、で構成されて
いる。電源装置10による直流電圧供給対象としての負
荷22はコンデンサ50の両端に接続される。
The smoothing circuit 18 has an inductance 48 whose one end is connected to the middle point of the secondary winding 12B of the transformer 12.
And a capacitor 50 having one end connected to the other end of the inductance 50 and the other end connected to the connection point P. The load 22 as a DC voltage supply target by the power supply device 10 is connected to both ends of the capacitor 50.

【0033】また、コンデンサ50の一端から負荷22
へ至る給電線の途中には接続線54の一端が接続されて
おり、接続線54の他端は、直列に接続された帰還・制
御回路20の抵抗56、58を介して接続点Pに接続さ
れている。抵抗56と抵抗58の接続点は誤差増幅器6
0の入力端に接続されており、電源装置10から負荷2
2に供給される直流電圧は抵抗56、58によって分圧
されて誤差増幅器60に入力される。誤差増幅器60は
目標電圧値に対する入力電圧値の差(誤差)が0となる
ように誤差の極性を反転して増幅する。
The load 22 is connected from one end of the capacitor 50 to the load 22.
One end of a connection line 54 is connected in the middle of the feed line to the other end, and the other end of the connection line 54 is connected to the connection point P via the resistors 56 and 58 of the feedback / control circuit 20 connected in series. Have been. The connection point between the resistance 56 and the resistance 58 is the error amplifier 6
0, and is connected to the load 2
The DC voltage supplied to 2 is divided by resistors 56 and 58 and input to error amplifier 60. The error amplifier 60 inverts and amplifies the polarity of the error so that the difference (error) between the input voltage value and the target voltage value becomes zero.

【0034】誤差増幅器60の出力端はフォトカプラ6
2を介して可変周波数発振回路64の入力端に接続され
ており、可変周波数発振回路64の出力端はパルス発生
回路66に接続されている。可変周波数発振回路64
は、予め定められた基準周波数に対し、フォトカプラ6
2を介して誤差増幅器60から入力された信号の電圧値
に応じて発振周波数を変化させ、該発振周波数の信号を
パルス発生回路66に入力する。
The output terminal of the error amplifier 60 is a photocoupler 6
2 is connected to the input terminal of the variable frequency oscillation circuit 64, and the output terminal of the variable frequency oscillation circuit 64 is connected to the pulse generation circuit 66. Variable frequency oscillation circuit 64
Is a photo coupler 6 with respect to a predetermined reference frequency.
The oscillation frequency is changed in accordance with the voltage value of the signal input from the error amplifier 60 via the signal generator 2, and the signal of the oscillation frequency is input to the pulse generation circuit 66.

【0035】本実施形態では、MOSFET28、30
のオフ時間tOFF(請求項1に記載の所定期間)を一定
とし、オン時間tONを変化させることでMOSFET2
8、30のオンオフのデューティー比を制御して負荷2
2に供給する直流電圧を一定に制御している。MOSF
ET28、30のオフ時間tOFFはワンショットタイマ
68に保持されており、オフ時間tOFFを規定する信号
がワンショットタイマ68からパルス発生回路66に入
力される。
In this embodiment, the MOSFETs 28 and 30
By keeping the off time t OFF (the predetermined period according to claim 1) constant and changing the on time t ON , the MOSFET 2
By controlling the on / off duty ratio of 8, 30 to load 2
2 is controlled to be constant. MOSF
The off-time t OFF of the ETs 28 and 30 is held in the one-shot timer 68, and a signal defining the off-time t OFF is input from the one-shot timer 68 to the pulse generation circuit 66.

【0036】パルス発生回路66は、可変周波数発振回
路64及びワンショットタイマ68から入力された信号
に基づき、MOSFET28のみがオン時間tONだけオ
ンし、次にMOSFET28、30がオフ時間tOFF
け各々オフし、続いてMOSFET30のみがオン時間
ONだけオンし、更にMOSFET28、30がオフ時
間tOFFだけ各々オフするようにMOSFET28、3
0をオンオフさせる駆動信号(パルス信号)を生成し、
生成した駆動信号をMOSFET28、30のゲートに
各々入力する。
The pulse generating circuit 66 turns on only the MOSFET 28 for the ON time t ON and then turns off the MOSFETs 28 and 30 for the OFF time t OFF based on the signals input from the variable frequency oscillation circuit 64 and the one-shot timer 68. The MOSFETs 28 and 30 are turned off, and then only the MOSFET 30 is turned on for the ON time t ON , and the MOSFETs 28 and 30 are turned off for the OFF time t OFF.
Generate a drive signal (pulse signal) for turning on and off 0,
The generated drive signal is input to the gates of the MOSFETs 28 and 30, respectively.

【0037】次に、本第1実施形態の作用として電源装
置10の動作について説明する。DC−ACインバータ
回路14では、MOSFET28がオンしているときに
は、直流電圧源26→MOSFET28→トランス12
の一次巻線12A→コンデンサ32,34という経路で
電流が流れ、MOSFET30がオンしているときに
は、コンデンサ32,34→トランス12の一次巻線1
2A→MOSFET30→直流電圧源26という経路で
電流が流れる。
Next, the operation of the power supply device 10 will be described as an operation of the first embodiment. In the DC-AC inverter circuit 14, when the MOSFET 28 is turned on, the DC voltage source 26 → the MOSFET 28 → the transformer 12
When a current flows through the path of the primary winding 12A → the capacitors 32 and 34 and the MOSFET 30 is turned on, the capacitors 32 and 34 → the primary winding 1 of the transformer 12
A current flows through a path of 2A → MOSFET 30 → DC voltage source 26.

【0038】従って、一次巻線12Aに流れる電流の向
き(一次巻線12Aに印加される電圧の向き)は、MO
SFET28がオンしているときとMOSFET30が
オンしているときで逆向きとなり、図2に「一次巻線電
圧」及び「一次巻線電流」として示すように、一次巻線
12Aには、一定の休止期間(=オフ時間tOFF)を挟
んで、極性の異なる電圧が交互に印加されて互いに逆向
きの電流が交互に流れる。なお、図2に示した一次巻線
電圧及び一次巻線電流は、MOSFET30がオンし、
コンデンサ32,34→一次巻線12A→MOSFET
30→直流電圧源26という経路で電流が流れている状
態での極性を「正」として表示している。
Therefore, the direction of the current flowing through the primary winding 12A (the direction of the voltage applied to the primary winding 12A) is MO
When the SFET 28 is turned on and the MOSFET 30 is turned on, the direction is reversed. As shown in FIG. 2 as “primary winding voltage” and “primary winding current”, a constant Voltages having different polarities are alternately applied with a pause period (= off time t OFF ) therebetween, and currents in opposite directions flow alternately. Incidentally, the primary winding voltage and the primary winding current shown in FIG.
Capacitors 32, 34 → primary winding 12A → MOSFET
The polarity when the current is flowing through the path of 30 → DC voltage source 26 is indicated as “positive”.

【0039】トランス12の一次巻線12Aに上記のよ
うに電圧が印加されると、二次巻線12Bの中点の電位
(電圧V1)、二次巻線12Bのうち二次巻線12B1
側の端部の電位(電圧V2)、二次巻線12Bのうち二
次巻線12B0側の端部の電位(電圧V3)は、時間の
経過に伴って図2に示すように変化する。なお、電圧V
1,V2,V3は何れも基準電位が接続点Pの電位VP
である。また、MOSFET40のゲートには、電圧V
2の電圧の高低(ハイレベル/ローレベル)が反転回路
44によって反転されて入力され(図2に示すV4)、
MOSFET38のゲートには、電圧V3の電圧の高低
が反転回路42によって反転されて入力される(図2に
示すV5)。なお電圧V4,V5も接続点Pの電位VP
が基準電位である。
When the voltage is applied to the primary winding 12A of the transformer 12 as described above, the potential of the middle point of the secondary winding 12B (voltage V1), and the secondary winding 12B 1 of the secondary winding 12B.
The potential of the ends of the side (voltage V2), the potential of the ends of the secondary winding 12B 0 side of the secondary winding 12B (voltage V3) is changing as shown in FIG. 2 over time . Note that the voltage V
1, V2 and V3 each have a reference potential of the potential V P of the connection point P.
It is. Further, the voltage V
2 (high level / low level) is inverted and input by the inverting circuit 44 (V4 shown in FIG. 2),
The level of the voltage V3 is inverted and input to the gate of the MOSFET 38 by the inverting circuit 42 (V5 shown in FIG. 2). Note that the voltages V4 and V5 are also the potential V P of the connection point P.
Is a reference potential.

【0040】MOSFET40は電圧V4がハイレベル
のときにオンし、MOSFET38は電圧V5がハイレ
ベルのときにオンするので、DC−ACインバータ回路
14が一次巻線12Aに正方向の電圧を印加することで
二次巻線12B0に電圧が誘起されると、電圧V1及び
電圧V2がハイレベルで電圧V3がローレベルとなって
いる状態A(図2に示す期間Aにおける状態)になり、
電圧V4がローレベルとなることでMOSFET40は
オフし、電圧V5がハイレベルとなることでMOSFE
T38はオンする。
Since the MOSFET 40 is turned on when the voltage V4 is at a high level and the MOSFET 38 is turned on when the voltage V5 is at a high level, the DC-AC inverter circuit 14 applies a positive voltage to the primary winding 12A. in the voltage in the secondary winding 12B 0 is induced, the voltage V1 and the voltage V2 is ready voltage V3 at the high level is at a low level a (state in period a shown in FIG. 2),
When the voltage V4 goes low, the MOSFET 40 is turned off. When the voltage V5 goes high, the MOSFET 40 turns off.
T38 turns on.

【0041】これにより、トランス12の二次巻線12
Bの中点→インダクタンス48→コンデンサ50及び負
荷22→接続点P→MOSFET38→二次巻線12B
0という経路で電流が流れ、所定の極性の直流電圧が平
滑回路18を介して負荷22に供給されると共に、平滑
回路18のインダクタンス48にエネルギーが蓄積され
る。
Thus, the secondary winding 12 of the transformer 12
B middle point → inductance 48 → capacitor 50 and load 22 → connection point P → MOSFET 38 → secondary winding 12B
A current flows through a path of 0, a DC voltage having a predetermined polarity is supplied to the load 22 via the smoothing circuit 18, and energy is accumulated in the inductance 48 of the smoothing circuit 18.

【0042】なお、このときMOSFET40はオフし
ており、二次巻線12B1は逆電圧が誘起された状態と
なっているので、二次巻線12Bのうち二次巻線12B
1側の端部の電位は接続点Pの電位VPと比較して高電位
になっている。従って、接続点PからMOSFET40
のボディダイオード40aを通って電流が流れることは
なく、ボディダイオード40aを電流が流れることで損
失が生ずることはない。
[0042] At this time MOSFET40 is off, since the secondary winding 12B 1 in a state of reverse voltage is induced, the secondary winding 12B of the secondary winding 12B
The potential of the ends of the 1 side is at a high potential compared to potential V P of the connection point P. Therefore, from the connection point P to the MOSFET 40
No current flows through the body diode 40a, and no loss occurs due to the current flowing through the body diode 40a.

【0043】図2において、二次巻線電流IB0は二次巻
線12B0を流れる電流、二次巻線電流IB1は二次巻線
12B1を流れる電流、二次側電流I0は平滑回路18の
インダクタンス48を流れる電流を各々表しているが、
前述のように状態Aでは二次巻線12B1に電流が流れ
ない(二次巻線電流IB1=0)ので、二次側電流I0
二次巻線電流IB0に等しくなる。
[0043] In FIG. 2, the secondary winding current I B0 is the current flowing through the secondary winding 12B 0, the secondary winding current I B1 is the current flowing through the secondary winding 12B 1, the secondary-side current I 0 is Each of the currents flowing through the inductance 48 of the smoothing circuit 18 is shown,
Since no current flows in the state A, the secondary winding 12B 1, as described above (secondary winding current I B1 = 0), the secondary-side current I 0 is equal to the secondary winding current I B0.

【0044】また、所定のオン時間が経過しDC−AC
インバータ回路14が一次巻線12Aへの電圧の印加を
休止すると、二次巻線12Bに電圧が誘起されず、電圧
V1、V2、V3が各々ローレベルになっている状態B
(図2に示す期間Bにおける状態)に切り替わり、電圧
V4、V5が各々ハイレベルとなることでMOSFET
38、40が各々オンする。
When a predetermined ON time elapses and DC-AC
When the inverter circuit 14 stops applying the voltage to the primary winding 12A, no voltage is induced in the secondary winding 12B, and the state B in which the voltages V1, V2, and V3 are each at a low level.
(The state in the period B shown in FIG. 2), and when the voltages V4 and V5 become high level, the MOSFET
38 and 40 are turned on.

【0045】従ってこの状態Bでは、平滑回路18のイ
ンダクタンス48に蓄積されたエネルギーにより、イン
ダクタンス48→コンデンサ50及び負荷22→接続点
P→MOSFET38→二次巻線12B0→二次巻線1
2Bの中点→インダクタンス48という第1の経路を電
流が流れると共に、インダクタンス48→コンデンサ5
0及び負荷22→接続点P→MOSFET40→二次巻
線12B1→二次巻線12Bの中点→インダクタンス4
8という第2の経路を電流が流れることになり(図2の
期間Bにおける二次巻線電流IB0、IB1、二次側電流I
0を参照)、状態Aのときと同一の極性の直流電圧が負
荷22に供給される。
Therefore, in this state B, the energy stored in the inductance 48 of the smoothing circuit 18 causes the inductance 48 → the capacitor 50 and the load 22 → the connection point P → the MOSFET 38 → the secondary winding 12B 0 → the secondary winding 1
A current flows through the first path of the middle point of 2B → the inductance 48, and the inductance 48 → the capacitor 5
0 and load 22 → connection point P → MOSFET 40 → secondary winding 12B 1 → middle point of secondary winding 12B → inductance 4
8, a current flows through the second path (secondary winding currents I B0 , I B1 and secondary side current I B during period B in FIG. 2).
0 ), and a DC voltage having the same polarity as that in the state A is supplied to the load 22.

【0046】仮に状態BでMOSFET38,40がオ
フしていた場合、MOSFET38のボディダイオード
38aには二次巻線電流IB0が順方向に流れ、MOSF
ET38のボディダイオード38aには二次巻線電流I
B1が順方向に流れることで、ボディダイオード38a,
38bの順方向電圧降下により損失が生ずる。しかし本
第1実施形態では、前述のように状態BでMOSFET
38、40が各々オンしているので、MOSFET38
のボディダイオード38a及びMOSFET40のボデ
ィダイオード40aを通って電流が流れることはなく、
ボディダイオード38a、40aを電流が流れることに
よる損失の発生を回避することができる。なお、状態B
では二次巻線12B0、12B1を各々電流が流れるの
で、二次側電流I0は二次巻線電流IB0と二次巻線電流
B1の和に等しい(I0=IB0+IB1)。
[0046] Assuming the case where MOSFET38,40 was turned off in a state B, the body diode 38a of MOSFET38 flow secondary winding current I B0 is in the forward direction, MOSF
The secondary winding current I is applied to the body diode 38a of the ET 38.
When B1 flows in the forward direction, the body diodes 38a,
Loss is caused by the forward voltage drop of 38b. However, in the first embodiment, as described above, in the state B, the MOSFET
Since MOSFETs 38 and 40 are each on, MOSFET 38
No current flows through the body diode 38a of the MOSFET 40 and the body diode 40a of the MOSFET 40.
It is possible to avoid the occurrence of loss due to the current flowing through the body diodes 38a and 40a. In addition, state B
Since current flows through the secondary windings 12B 0 and 12B 1 respectively, the secondary side current I 0 is equal to the sum of the secondary winding current I B0 and the secondary winding current I B1 (I 0 = I B0 + I B1 ).

【0047】また、所定のオフ時間が経過しDC−AC
インバータ回路14が一次巻線12Aに負方向の電圧を
印加することで二次巻線12B1に電圧が誘起される
と、上述した状態Bから、電圧V1、V3がハイレベル
で電圧V2がローレベルとなっている状態C(図2に示
す期間Cにおける状態)へ切り替わり、電圧V4がハイ
レベルとなることでMOSFET40はオンし、電圧V
5がローレベルとなることでMOSFET38はオフす
る。
When a predetermined off time has passed and DC-AC
When the voltage in the secondary winding 12B 1 by the inverter circuit 14 applies a negative voltage to the primary winding 12A is induced from the state B, which has been described above, the voltage V2 is a voltage V1, V3 at the High level Low The state is switched to the state C (the state in the period C shown in FIG. 2) in which the MOSFET 40 is turned on when the voltage V4 becomes the high level, and the voltage V4 is turned on.
The MOSFET 38 is turned off when the signal 5 goes low.

【0048】これにより、トランス12の二次巻線12
Bの中点→インダクタンス48→コンデンサ50及び負
荷22→接続点P→MOSFET40→二次巻線12B
1という経路で電流が流れ、状態A及び状態Bのときと
同一の極性の直流電圧が負荷22に供給されると共に、
平滑回路18のインダクタンス48にエネルギーが蓄積
される。
Thus, the secondary winding 12 of the transformer 12
B middle point → inductance 48 → capacitor 50 and load 22 → connection point P → MOSFET 40 → secondary winding 12B
A current flows through the path 1 and a DC voltage having the same polarity as that in the state A and the state B is supplied to the load 22.
Energy is stored in the inductance 48 of the smoothing circuit 18.

【0049】なお、このときMOSFET38はオフし
ており、二次巻線12B0は逆電圧が誘起された状態と
なっているので、二次巻線12Bのうち二次巻線12B
0側の端部の電位は接続点Pの電位VPと比較して高電位
になっている。従って、接続点PからMOSFET38
のボディダイオード38aを通って電流が流れることは
なく、ボディダイオード38aを電流が流れることで損
失が生ずることはない。状態Cでは二次巻線12B0
電流が流れない(二次巻線電流IB0=0)ので、二次側
電流I0は二次巻線電流IB1に等しくなる。
At this time, since the MOSFET 38 is off and the secondary winding 12B 0 is in a state where a reverse voltage is induced, the secondary winding 12B
Potential end of the 0 side is the higher potential as compared to potential V P of the connection point P. Therefore, from the connection point P, the MOSFET 38
No current flows through the body diode 38a, and no loss occurs due to the current flowing through the body diode 38a. In state C, no current flows through the secondary winding 12B 0 (secondary winding current I B0 = 0), so the secondary current I 0 is equal to the secondary winding current I B1 .

【0050】図2からも明らかなように、電源回路10
の二次側回路(同期整流回路16及び平滑回路18)
は、電源回路10が動作している間、状態がA→B→C
→B→A→…と順次切り替わるが、上述したように、状
態A乃至状態Cの何れの状態においてもMOSFET3
8、40のボディダイオード38a、40aに電流が流
れることはないので、ボディダイオードを電流が流れる
ことで損失が生ずることを回避することができる。
As is apparent from FIG.
(Synchronous rectifier circuit 16 and smoothing circuit 18)
Means that the state is A → B → C while the power supply circuit 10 is operating.
→ B → A →..., But as described above, in any of the states A to C, the MOSFET 3
Since no current flows through the body diodes 38a and 40a of the transistors 8 and 40, it is possible to avoid the occurrence of loss due to the current flowing through the body diodes.

【0051】また、本第1実施形態では、DC−ACイ
ンバータ回路14によってトランス12の一次巻線12
Aに電圧が印加されている期間にMOSFET38、4
0を交互にオンさせると共に、一次巻線12Aへの電圧
の印加が停止されている期間にMOSFET38、40
を各々オンさせることを、二次巻線12Bの両端の電位
(電圧V2、V3)を反転回路42、44で反転させて
MOSFET38、40のゲートに入力する、という簡
易な構成で実現しているので、電源装置10の構成の簡
略化、低コスト化を実現できる。
In the first embodiment, the primary winding 12 of the transformer 12 is controlled by the DC-AC inverter circuit 14.
While the voltage is applied to A, the MOSFETs 38, 4
0 are alternately turned on, and the MOSFETs 38 and 40 are turned off while the application of the voltage to the primary winding 12A is stopped.
Are turned on by a simple configuration in which the potentials (voltages V2 and V3) at both ends of the secondary winding 12B are inverted by the inverting circuits 42 and 44 and input to the gates of the MOSFETs 38 and 40. Therefore, the configuration of the power supply device 10 can be simplified and the cost can be reduced.

【0052】なお、MOSFET38、40のオンオフ
を制御する制御手段は、図3又は図4に示したように構
成することも可能である。例として図3に示した電源装
置72では、電圧V2、V3を反転する反転回路42、
44に代えて、入力端が二次巻線12Bの中点に接続さ
れた反転回路74が設けられている。反転回路74の出
力端は、OR回路76の2個の入力端の一方、及びOR
回路78の2個の入力端の一方に各々接続されている。
The control means for controlling the on / off of the MOSFETs 38 and 40 can be configured as shown in FIG. 3 or FIG. For example, in the power supply device 72 shown in FIG. 3, the inverting circuit 42 that inverts the voltages V2 and V3,
Instead of 44, an inverting circuit 74 whose input terminal is connected to the middle point of the secondary winding 12B is provided. The output terminal of the inverting circuit 74 is connected to one of the two input terminals of the OR circuit 76 and the OR terminal.
Each of the two input terminals of the circuit 78 is connected to one of the two input terminals.

【0053】OR回路76の2個の入力端の他方は二次
巻線12Bのうち二次巻線12B1側の端部に接続され
ており、OR回路76の出力端はMOSFET38のゲ
ートに接続されている。また、OR回路78の2個の入
力端の他方は二次巻線12Bのうち二次巻線12B0
の端部に接続されており、OR回路78の出力端はMO
SFET40のゲートに接続されている。
[0053] Two other input terminal of the OR circuit 76 is connected to an end of the secondary winding 12B 1 side of the secondary winding 12B, the output terminal of the OR circuit 76 is connected to the gate of the MOSFET38 Have been. Also, two other input terminal is connected to an end of the secondary winding 12B 0 side of the secondary winding 12B, the output terminal of the OR circuit 78 of the OR circuit 78 MO
It is connected to the gate of SFET40.

【0054】OR回路76は、電圧V1(図2参照)が
反転回路74によって反転されて入力されると共に電圧
V2が入力され、双方の信号の論理和に相当する信号を
出力するので、OR回路76から出力される信号は図2
に示す電圧V5と同一の波形となる。また、OR回路7
8は、電圧V1が反転回路74によって反転されて入力
されると共に電圧V3が入力され、双方の信号の論理和
に相当する信号を出力するので、OR回路78から出力
される信号は図2に示す電圧V4と同一の波形となる。
The OR circuit 76 receives the voltage V1 (see FIG. 2) inverted by the inverting circuit 74 and receives the voltage V2, and outputs a signal corresponding to the logical sum of the two signals. The signal output from 76 is shown in FIG.
Has the same waveform as the voltage V5 shown in FIG. Also, the OR circuit 7
8, the voltage V1 is inverted by the inverting circuit 74 and input, and the voltage V3 is input and outputs a signal corresponding to the logical sum of the two signals. It has the same waveform as the voltage V4 shown.

【0055】従って、図3に示す電源回路72のMOS
FET38、40は、DC−ACインバータ回路14に
よる一次巻線12Aへの電圧の印加に対し、図1に示す
電源回路10のMOSFET38、40と同一のタイミ
ングでオンオフされることになるので、電源装置10と
同様にMOSFET38、40のボディダイオードを電
流が流れることで損失が生ずることを回避することがで
きる。また、MOSFET38、40のオンオフを制御
することを、反転回路74、OR回路76、78から成
る簡易な回路構成で実現しているので、電源装置72の
構成の簡略化、低コスト化を実現できる。
Therefore, the power supply circuit 72 shown in FIG.
The FETs 38 and 40 are turned on and off at the same timing as the MOSFETs 38 and 40 of the power supply circuit 10 shown in FIG. 1 when the DC-AC inverter circuit 14 applies a voltage to the primary winding 12A. As in the case of 10, it is possible to avoid the occurrence of loss due to the current flowing through the body diodes of the MOSFETs 38 and 40. Further, since the on / off control of the MOSFETs 38 and 40 is realized by a simple circuit configuration including the inversion circuit 74 and the OR circuits 76 and 78, the configuration of the power supply device 72 can be simplified and the cost can be reduced. .

【0056】なお、電源装置72の反転回路74、OR
回路76、78、及びこれらを接続する接続線は、請求
項1に記載の制御手段に対応している。
[0056] Incidentally, inverting circuit 74, OR power supply 72
The circuits 76 and 78 and the connection lines connecting them correspond to the control means according to claim 1.

【0057】また、図4に示す電源装置82では、図3
に示したOR回路76、78に代えてダイオード84
A、84B、86A、86Bを用いている。すなわち反
転回路74の出力端はダイオード84A、86Aのアノ
ードに各々接続されている。また、ダイオード84Bの
アノードは二次巻線12Bのうち二次巻線12B1側の
端部に接続されており、ダイオード86Bのアノードは
二次巻線12Bのうち二次巻線12B0側の端部に接続
されている。そして、ダイオード84A、84Bのカソ
ードはMOSFET38のゲートに接続されており、ダ
イオード86A、86BのカソードはMOSFET40
のゲートに接続されている。
In the power supply device 82 shown in FIG.
Instead of the OR circuits 76 and 78 shown in FIG.
A, 84B, 86A and 86B are used. That is, the output terminal of the inverting circuit 74 is connected to the anodes of the diodes 84A and 86A, respectively. Further, the diode 84B anode is connected to an end of the secondary winding 12B 1 side of the secondary winding 12B, the diode 86B anode of the secondary winding 12B 0 side of the secondary winding 12B Connected to the end. The cathodes of the diodes 84A and 84B are connected to the gate of the MOSFET 38, and the cathodes of the diodes 86A and 86B are connected to the MOSFET 40.
Connected to the gate.

【0058】上記構成により、MOSFET38のゲー
トに入力される信号は図2に示す電圧V5と同一の波形
となり、MOSFET40のゲートに入力される信号は
図2に示す電圧V4と同一の波形となるので、電源回路
82のMOSFET38、40についても、DC−AC
インバータ回路14による一次巻線12Aへの電圧の印
加に対し、図1に示す電源回路10のMOSFET3
8、40と同一のタイミングでオンオフされることにな
る。従って、MOSFET38、40のボディダイオー
ドを電流が流れることで損失が生ずることを回避するこ
とができる。
With the above configuration, the signal input to the gate of MOSFET 38 has the same waveform as voltage V5 shown in FIG. 2, and the signal input to the gate of MOSFET 40 has the same waveform as voltage V4 shown in FIG. , The MOSFETs 38 and 40 of the power supply circuit 82 are also DC-AC
When voltage is applied to the primary winding 12A by the inverter circuit 14, the MOSFET 3 of the power supply circuit 10 shown in FIG.
It will be turned on and off at the same timing as 8 and 40. Therefore, it is possible to avoid a loss caused by a current flowing through the body diodes of the MOSFETs 38 and 40.

【0059】また、MOSFET38、40のオンオフ
を制御することを、反転回路74、ダイオード84A、
84B、86A、86Bから成る簡易な回路構成で実現
しているので、電源装置82の構成の簡略化、低コスト
化を実現できる。
The on / off control of the MOSFETs 38 and 40 is controlled by an inverting circuit 74, a diode 84A,
Since the power supply device 82 is realized with a simple circuit configuration including 84B, 86A, and 86B, the configuration of the power supply device 82 can be simplified and the cost can be reduced.

【0060】なお、電源装置82の反転回路74、ダイ
オード84A、84B、86A、86B、及びこれらを
接続する接続線も、請求項1に記載の制御手段に対応し
ている。
[0060] Incidentally, inversion circuit 74 of the power supply 82, diodes 84A, 84B, 86A, 86B, and also connecting lines for connecting these, and corresponds to the control means of claim 1.

【0061】〔第2実施形態〕次に本発明の第2実施形
態について説明する。なお、第1実施形態と同一の部分
には同一の符号を付し、説明を省略する。図5には本第
2実施形態に係る電源装置90が示されている。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 5 shows a power supply device 90 according to the second embodiment.

【0062】電源装置90では、MOSFET38をオ
ンオフさせる駆動信号を出力する制御部92AがMOS
FET38のゲートに接続されており、MOSFET4
0をオンオフさせる駆動信号を出力する制御部92Bが
MOSFET40のゲートに接続されている。制御部9
2A、92Bとしては、例えば従来と同様に、MOSF
ET38を、二次巻線12B0に電圧が誘起される期間
A(図2参照)にのみオンさせ、MOSFET40を、
二次巻線12B1に電圧が誘起される期間Cにのみオン
させる駆動信号を発生させる構成を採用することができ
る。
In the power supply device 90, the control unit 92A that outputs a drive signal for turning on and off the MOSFET 38 is a MOS transistor.
It is connected to the gate of FET38 and MOSFET4
A control unit 92B that outputs a drive signal for turning on and off 0 is connected to the gate of the MOSFET 40. Control unit 9
2A and 92B are, for example, MOSF
The ET 38 is turned on only during a period A (see FIG. 2) in which a voltage is induced in the secondary winding 12B 0 , and the MOSFET 40 is turned on.
It is possible to adopt a configuration for generating a drive signal for turning on only in the period C the voltage induced in the secondary winding 12B 1.

【0063】上記の構成は、例えばMOSFET38の
ゲートに電圧V2が入力されるように、二次巻線12B
のうち二次巻線12B1側の端部とMOSFET38の
ゲートを接続する接続線によって制御部92Aを構成
し、MOSFET40のゲートに電圧V3が入力される
ように、二次巻線12Bのうち二次巻線12B0側の端
部とMOSFET40のゲートを接続する接続線によっ
て制御部92Bを構成することで実現できる。
The above-described configuration is such that, for example, the secondary winding 12B is set so that the voltage V2 is input to the gate of the MOSFET 38.
Constitute a control section 92A by a connection line which connects the gate of the ends of the secondary winding 12B 1 side and the MOSFET38 of, so that the voltage V3 is input to the gate of the MOSFET 40, two of the secondary winding 12B the connecting line which connects the gate of the winding 12B 0 side end and MOSFET40 Ru can be realized by configuring the control unit 92B.

【0064】また、二次巻線12Bの中点にはN型のM
OSFET94のドレインが接続されており、MOSF
ET94のソースは接続点Pに接続されている。なお、
図5ではMOSFET94のボディダイオードを「94
a」の符号を付して示している。また、二次巻線12B
の中点には反転回路96の入力端が接続されており、反
転回路96の出力端はMOSFET94のゲートに接続
されている。
Further, an N-type M
The drain of the OSFET 94 is connected and the MOSF
The source of the ET94 is connected to the connection point P. In addition,
In FIG. 5, the body diode of the MOSFET 94 is set to "94".
a ". Also, the secondary winding 12B
The input terminal of the inversion circuit 96 is connected to the middle point, and the output terminal of the inversion circuit 96 is connected to the gate of the MOSFET 94.

【0065】なお、MOSFET94はオン状態で二次
巻線12Bの中点と接続点Pを短絡するので、請求項
に記載の第スイッチング素子に対応している。また、
反転回路96は請求項3に記載の「二次巻線の中点の電
位」の高低を反転する反転手段に対応しており、反転回
路96及び反転回路96を接続する接続線は請求項
記載の短絡制御手段に対応している。
[0065] Since MOSFET94 to short the connection point P and center point of the secondary winding 12B in the ON state, claim 3
Corresponds to the third switching element. Also,
The inverting circuit 96 corresponds to inverting means for inverting the level of the “potential at the middle point of the secondary winding” according to claim 3, and the inverting circuit 96 and a connection line connecting the inverting circuit 96 are provided in claim 3. corresponds to the short絡制your hand stages described in.

【0066】次に本第2実施形態の作用を説明する。本
第2実施形態に係る電源装置90のMOSFET38、
40は一次巻線12Aに電圧が印加されていないとき
(すなわち期間B)に各々オフされるので、一次巻線1
2Aに電圧が印加されていない期間Bに、平滑回路18
のインダクタンス48に蓄積されたエネルギーによりM
OSFET38、40のボディダイオード38a、40
aに電流が流れる。
Next, the operation of the second embodiment will be described. MOSFET 38 of the power supply device 90 according to the second embodiment,
40 is turned off when no voltage is applied to the primary winding 12A (that is, during the period B).
During a period B in which no voltage is applied to 2A, the smoothing circuit 18
The energy stored in the inductance 48 of M
The body diodes 38a, 40 of the OSFETs 38, 40
A current flows through a.

【0067】これに対し、MOSFET94のゲートに
は、二次巻線12Bの中点の電圧V1の電圧の高低(ハ
イレベル/ローレベル)が反転回路96によって反転さ
れて入力されるので、図2に示すV1の変化からも明ら
かなように、MOSFET94は一次巻線12Aに電圧
が印加されていない期間Bにのみオンする。これによ
り、二次巻線12Bの中点と接続点Pが短絡されるの
で、インダクタンス48に蓄積されたエネルギーによる
電流はインダクタンス48→コンデンサ50及び負荷2
2→MOSFET94→インダクタンス48という経路
を流れる。
On the other hand, the high / low level (high level / low level) of the voltage V1 at the middle point of the secondary winding 12B is inverted and input to the gate of the MOSFET 94 by the inverting circuit 96. As is clear from the change in V1, the MOSFET 94 turns on only during the period B when no voltage is applied to the primary winding 12A. As a result, the middle point of the secondary winding 12B and the connection point P are short-circuited, and the current due to the energy stored in the inductance 48 is reduced from the inductance 48 to the capacitor 50 and the load 2
It flows through a path of 2 → MOSFET 94 → inductance 48.

【0068】従って、MOSFET38、40のボディ
ダイオード38a、40a及びMOSFET94のボデ
ィダイオード94aを電流が流れることが阻止され、M
OSFET38、40、94のボディダイオードを電流
が流れることで損失が生ずることを回避することができ
る。また、第2実施形態に係る電源装置90では、一次
巻線12Aに電圧が印加されていない期間Bに二次巻線
12Bを電流が流れることも阻止されるので、二次巻線
12Bを電流が流れることで銅損が発生することも回避
することができ、第1実施形態で説明した電源装置と比
較して、電源装置の効率を更に向上させることができ
る。また、MOSFET38、40、94のボディダイ
オードを電流が流れることを阻止することを、MOSF
ET94及び反転回路9から成る簡易な回路構成で実
現しているので、電源装置90の構成の簡略化及び低コ
スト化を実現できる。
Therefore, current is prevented from flowing through the body diodes 38a and 40a of the MOSFETs 38 and 40 and the body diode 94a of the MOSFET 94, and
It is possible to prevent a loss from being caused by a current flowing through the body diodes of the OSFETs 38, 40, and 94. Further, in the power supply device 90 according to the second embodiment, the current is also prevented from flowing through the secondary winding 12B during the period B when no voltage is applied to the primary winding 12A. , The occurrence of copper loss can be avoided, and the efficiency of the power supply device can be further improved as compared with the power supply device described in the first embodiment. In addition, to prevent the current from flowing through the body diodes of the MOSFETs 38, 40 and 94, the MOSF
ET94 and so are realized by a simple circuit structure comprising inverting circuit 9 6, it can be realized simplification and cost reduction of the configuration of the power supply device 90.

【0069】例えば反転回路9は、例として図6に示
すように抵抗100、102、104とトランジスタ1
06で構成することができる。すなわち、抵抗100の
一端はインダクタンス48と負荷22の間に接続されて
おり、抵抗100の他端はMOSFET94のゲートに
接続されている。また、抵抗102の一端はMOSFE
T94のドレインに接続されており、抵抗102の他端
は抵抗104の一端及びトランジスタ106のベースに
各々接続されている。トランジスタ106のコレクタは
MOSFET94のゲートに接続されており、トランジ
スタ106のエミッタ及び抵抗104の他端はMOSF
ET94のソースに接続されている。
[0069] For example inverting circuit 9 6, resistor as shown in FIG. 6 as an example 100, 102, 104 and the transistor 1
06. That is, one end of the resistor 100 is connected between the inductance 48 and the load 22, and the other end of the resistor 100 is connected to the gate of the MOSFET 94. One end of the resistor 102 is MOSFE
The other end of the resistor 102 is connected to one end of the resistor 104 and the base of the transistor 106, respectively. The collector of the transistor 106 is connected to the gate of the MOSFET 94, and the emitter of the transistor 106 and the other end of the resistor 104 are connected to a MOSF.
Connected to the source of ET94.

【0070】上述した構成の反転回路において、抵抗1
00を介してMOSFET94のゲートに至る経路は反
転回路の給電線に相当し、MOSFET94のゲートに
は負荷22に供給される直流電圧が抵抗100を介して
入力される。
In the inverting circuit having the above configuration, the resistance 1
A path leading to the gate of the MOSFET 94 via the line 00 corresponds to a power supply line of the inverting circuit, and a DC voltage supplied to the load 22 is input to the gate of the MOSFET 94 via the resistor 100.

【0071】ここで、DC−ACインバータ回路14が
一次巻線12Aに電圧を印加している期間(期間A及び
期間C)は、二次巻線12Bの中点の電圧V1が高電位
とされるので、トランジスタ106のベースが電圧V1
を抵抗102、104で分圧した電位になりベースに電
流が流れることでトランジスタ106がオンし、給電線
の電位は低電位とされる。従って、二次巻線12Bの中
点の電圧V1が高電位とされている間はMOSFET9
4はオフ状態とされる。
Here, during a period in which the DC-AC inverter circuit 14 applies a voltage to the primary winding 12A (period A and period C), the voltage V1 at the middle point of the secondary winding 12B is set to a high potential. Therefore, the base of the transistor 106 has the voltage V1
Is divided by the resistors 102 and 104 and a current flows to the base, so that the transistor 106 is turned on and the potential of the power supply line is set to a low potential. Therefore, while the voltage V1 at the middle point of the secondary winding 12B is kept at a high potential, the MOSFET 9
4 is turned off.

【0072】また、DC−ACインバータ回路14が一
次巻線12Aへの電圧の印加を休止している期間(期間
B)は、二次巻線12Bの中点の電圧V1が低電位とさ
れるので、トランジスタ106がオフすることで給電線
の電位は高電位とされ、MOSFET94がオン状態に
なることで二次巻線12Bの中点と接続点Pが短絡され
る。反転回路9は上記のように非常に簡易な回路構成
で実現できるので、電源装置90の構成の簡略化及び低
コスト化を実現できる。
During the period (period B) during which the DC-AC inverter circuit 14 stops applying the voltage to the primary winding 12A, the voltage V1 at the middle point of the secondary winding 12B is set to a low potential. Therefore, when the transistor 106 is turned off, the potential of the power supply line is set to a high potential, and when the MOSFET 94 is turned on, the middle point of the secondary winding 12B and the connection point P are short-circuited. Since the inverting circuit 9 6 can be realized by a very simple circuit configuration as described above, it can be achieved simplification and cost reduction of the configuration of the power supply device 90.

【0073】なお、図5ではMOSFET38、40の
ドレインを二次巻線12Bに接続した例を示したが、こ
れに限定されるものではなく、図7に示すように、MO
SFET38のソースを二次巻線12Bの二次巻線12
0側の端部に接続すると共に、MOSFET40のソ
ースを二次巻線12Bの二次巻線12B1側の端部に接
続するようにしてもよい。図7に示す電源装置110で
は、MOSFET38、40のドレインが接続点を介し
て互いに接続されており、この接続点PにはMOSFE
T94のドレイン、反転回路96の入力端及びインダク
タンス48の一端が接続されている。また、MOSFE
T94のソースは二次巻線12Bの中点に接続されてい
る。
Although FIG. 5 shows an example in which the drains of the MOSFETs 38 and 40 are connected to the secondary winding 12B, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG.
The source of the SFET 38 is connected to the secondary winding 12 of the secondary winding 12B.
While connected to the end portion of the B 0 side, it may be connected to a source of MOSFET40 the end of the secondary winding 12B 1 side of the secondary winding 12B. In the power supply device 110 shown in FIG. 7, the drains of the MOSFETs 38 and 40 are connected to each other via a connection point.
The drain of T94, the input terminal of the inverting circuit 96, and one end of the inductance 48 are connected. Also, MOSFE
The source of T94 is connected to the middle point of the secondary winding 12B.

【0074】この電源装置110は、二次巻線12B0
に電圧が誘起される期間A(図2参照)にMOSFET
38をオンさせたときに、二次巻線12B0→MOSF
ET38→接続点P→インダクタンス48→コンデンサ
50及び負荷22→二次巻線12Bの中点、という経路
で電流が流れ、二次巻線12B1に電圧が誘起される期
間CにMOSFET40をオンさせたときに、二次巻線
12B1→MOSFET40→接続点P→インダクタン
ス48→コンデンサ50及び負荷22→二次巻線12B
の中点、という経路で電流が流れる点以外の動作は電源
装置90と同じである。
This power supply device 110 has a secondary winding 12B 0
During the period A (see FIG. 2) in which a voltage is induced in the MOSFET,
38 is turned on, the secondary winding 12B 0 → MOSF
ET38 → midpoint of the connection point P → inductance 48 → capacitor 50 and load 22 → secondary winding 12B, a current flows through a path that turns on the MOSFET40 the period C the voltage induced in the secondary winding 12B 1 The secondary winding 12B 1 → MOSFET 40 → connection point P → inductance 48 → capacitor 50 and load 22 → secondary winding 12B
The operation other than the point at which the current flows through the middle point is the same as that of the power supply device 90.

【0075】電源装置110の反転回路96は、請求項
3に記載の「接続点の電位」の高低を反転する反転手段
に対応しており、反転回路96及び反転回路96を接続
する接続線は、請求項に記載の短絡制御手段に対応し
ている。
The inverting circuit 96 of the power supply device 110 corresponds to the inverting means for inverting the level of the “potential at the connection point” according to claim 3, and the inverting circuit 96 and the connection line connecting the inverting circuit 96 are corresponds to short絡制his hand stage of claim 3.

【0076】また、短絡制御手段は、図5乃至図7に示
した構成に代えて、図8に示す構成を採用することも可
能である。すなわち、図8に示した電源装置114は、
一端がMOSFET94のソースに接続され他端が接続
点P(又は二次巻線12Bの中点)に接続された抵抗1
16と、マイナス端子が接続点P(又は二次巻線12B
の中点)に接続された基準電圧源118と、2個の入力
端の一方が基準電圧源118のプラス端子に、他方がM
OSFET94のソースに接続され、出力端がMOSF
ET94のゲートに接続された比較器120と、で構成
されている。
[0076] Also, short絡制control means, instead of the configuration shown in FIGS. 5 to 7, it is also possible to adopt the configuration shown in FIG. That is, the power supply 114 shown in FIG.
A resistor 1 having one end connected to the source of the MOSFET 94 and the other end connected to the connection point P (or the middle point of the secondary winding 12B)
16 and the negative terminal is connected to the connection point P (or the secondary winding 12B
), One of the two input terminals is connected to the plus terminal of the reference voltage source 118, and the other is connected to M
The output terminal is connected to the source of OSFET 94
And a comparator 120 connected to the gate of the ET94.

【0077】比較器120はMOSFET94のソース
に接続された入力端を介して入力される電圧が、基準電
圧源118に接続された入力端を介して入力される電圧
よりも大きい場合には、出力端を介して出力する信号の
レベル(電位)をハイレベル(高電位)とし、上記の場
合以外のときには出力信号のレベル(電位)をローレベ
ル(低電位)とする。
The comparator 120 outputs the signal when the voltage input through the input terminal connected to the source of the MOSFET 94 is higher than the voltage input through the input terminal connected to the reference voltage source 118. The level (potential) of the signal output through the end is set to the high level (high potential), and the level (potential) of the output signal is set to the low level (low potential) except in the above case.

【0078】なお、MOSFET94は請求項に記載
の第スイッチング素子に対応しており、比較器120
は請求項4に記載の比較器に対応している。そして、上
記構成の短絡制御手段は、請求項に記載の短絡制御手
段に対応している。
Note that the MOSFET 94 corresponds to the third switching element according to the fourth aspect , and
Corresponds to the comparator according to claim 4. The short circuit control unit of the above configuration, the short絡制your hands of claim 4
Corresponds to the column .

【0079】電源装置114では、一次巻線12Aへの
電圧の印加が休止されると、インダクタンス48に蓄え
られていたエネルギーによる電流が、MOSFET94
のボディダイオード94aを流れるが、MOSFET9
4のソースの電位は抵抗116によって所定値以上とな
る。ここで、MOSFET94のソースに接続された入
力端を介して比較器120に入力される電圧が、基準電
圧源118に接続された入力端を介して比較器120に
入力される電圧よりも大きくなると、比較器120から
出力される信号のレベルがハイレベルとなり、MOSF
ET94がオンする。
In the power supply device 114, when the application of the voltage to the primary winding 12A is stopped, the current due to the energy stored in the inductance 48 is reduced by the MOSFET 94.
Flows through the body diode 94a of the MOSFET 9
The potential of the source No. 4 is higher than a predetermined value by the resistor 116. Here, when the voltage input to the comparator 120 via the input terminal connected to the source of the MOSFET 94 becomes higher than the voltage input to the comparator 120 via the input terminal connected to the reference voltage source 118. , The level of the signal output from the comparator 120 becomes high and the MOSF
ET94 turns on.

【0080】これにより、二次巻線12Bの中点と接続
点Pが短絡されるので、インダクタンス48に蓄積され
たエネルギーによる電流はインダクタンス48→コンデ
ンサ50及び負荷22→抵抗116→MOSFET94
→インダクタンス48という経路を流れる。従って、M
OSFET38、40のボディダイオード38a、40
a及びMOSFET94のボディダイオード94aを電
流が流れることが阻止され、MOSFET38、40、
94のボディダイオードを電流が流れることで損失が生
ずることを回避することができる。
As a result, the middle point of the secondary winding 12B and the connection point P are short-circuited, so that the current due to the energy stored in the inductance 48 is changed from the inductance 48 → the capacitor 50 and the load 22 → the resistor 116 → the MOSFET 94
→ It flows through the path of inductance 48. Therefore, M
The body diodes 38a, 40 of the OSFETs 38, 40
a, and current is prevented from flowing through the body diode 94a of the MOSFET 94, and the MOSFETs 38, 40,
It is possible to avoid a loss caused by a current flowing through the body diode 94.

【0081】また、MOSFET38、40、94のボ
ディダイオードを電流が流れることを阻止することを、
MOSFET94と抵抗116、基準電圧源118及び
比較器120から成る簡易な回路構成で実現しているの
で、電源装置114の構成の簡略化及び低コスト化を実
現できる。
Further, it is possible to prevent the current from flowing through the body diodes of the MOSFETs 38, 40 and 94.
Since it is realized with a simple circuit configuration including the MOSFET 94, the resistor 116, the reference voltage source 118, and the comparator 120, the configuration of the power supply device 114 can be simplified and the cost can be reduced.

【0082】なお、電源装置114の短絡制御手段は、
MOSFET94のボディダイオード94aに電流が流
れたことを検知してMOSFET94をオンさせるの
で、MOSFET94がオンされる迄の間はMOSFE
T94のボディダイオード94aに電流が流れることに
なるが、MOSFET94のボディダイオード94aに
電流が流れ始めてから比較器120の出力信号のレベル
が切り替わる迄の期間の長さは、抵抗116の値や基準
電圧源118で発生される電圧等のパラメータを適切に
選択することで非常に短くすることができ、ボディダイ
オードを電流が流れることによる損失を極めて小さくす
ることができる。
Note that the short-circuit control means of the power supply 114
Since it is detected that a current has flowed through the body diode 94a of the MOSFET 94 and the MOSFET 94 is turned on, the MOSFET is turned on until the MOSFET 94 is turned on.
The current flows through the body diode 94a of the T94. The length of time from when the current starts flowing through the body diode 94a of the MOSFET 94 to when the level of the output signal of the comparator 120 is switched depends on the value of the resistor 116 and the reference voltage. By properly selecting parameters such as the voltage generated by the source 118, the length can be made very short, and the loss due to the current flowing through the body diode can be made extremely small.

【0083】なお、上記では第1スイッチング素子、第
2スイッチング素子及び第スイッチング素子としてN
型のMOSFETを適用した場合を説明したが、これに
限定されるものではなく、第1スイッチング素子や第2
スイッチング素子として、P型のMOSFETや他のト
ランジスタを用いてもよい。
In the above description, the first switching element and the
N as the second switching element and the third switching element
Although the case where a MOSFET of the type is applied has been described, the present invention is not limited to this, and the first switching element and the second
As a switching element, a P-type MOSFET or another transistor may be used.

【0084】また、上記では電圧印加手段としてハーフ
ブリッジ型のインバータ回路を用いた例を説明したが、
これに限定されるものではなく、例えばフルブリッジ型
のインバータ回路等を適用してもよいことは言うまでも
ない。
In the above description, an example in which a half-bridge type inverter circuit is used as the voltage applying means has been described.
The invention is not limited to this, and it goes without saying that, for example, a full-bridge type inverter circuit or the like may be applied.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上説明したように発明は、トランス
の二次巻線の一端と、基準電位とされる接続点との間に
設けられた第1スイッチング素子を、前記二次巻線の一
端の電位がハイレベルの間中オフさせ、前記一端の電位
がローレベルの間中オンさせると共に、トランスの二次
巻線の他端と前記接続点との間に設けられた第2スイッ
チング素子を、前記二次巻線の他端の電位がハイレベル
の間中オフさせ、前記他端の電位がローレベルの間中オ
ンさせるようにしたので、簡易な構成で損失を低減する
ことができる、という優れた効果を有する。
As described above, the present invention provides a transformer.
Between one end of the secondary winding of
The provided first switching element is connected to one of the secondary windings.
The terminal at the one end is turned off during the high level, and the potential at the one end is turned off.
Is turned on during the low level, and the secondary
A second switch provided between the other end of the winding and the connection point.
The potential of the other end of the secondary winding to a high level.
Off while the potential at the other end is at a low level.
Since so as to down, it is possible to reduce the loss with a simple structure, it has an excellent effect that.

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

【図1】 第1実施形態に係る電源装置の構成の一例を
示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a power supply device according to a first embodiment.

【図2】 第1実施形態に係る電源装置の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining an operation of the power supply device according to the first embodiment.

【図3】 第1実施形態に係る電源装置の他の構成例を
示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the power supply device according to the first embodiment.

【図4】 第1実施形態に係る電源装置の他の構成例を
示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the power supply device according to the first embodiment.

【図5】 第2実施形態に係る電源装置の構成の一例を
示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a power supply device according to a second embodiment.

【図6】 図5に示す電源装置のうち反転回路の詳細を
示す回路図である。
6 is a circuit diagram showing details of an inversion circuit in the power supply device shown in FIG.

【図7】 第2実施形態に係る電源装置の他の構成例を
示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the power supply device according to the second embodiment.

【図8】 第2実施形態に係る電源装置の他の構成例を
示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing another configuration example of the power supply device according to the second embodiment.

【符号の説明】 10,72,82,90,110,114 電源装置 12 トランス 14 DC−ACインバータ回路(電圧印加手段) 38,40 MOSFET(第1、第2スイッチング
素子) 42,44,74 反転回路(制御手段) 84,86 ダイオード(制御手段) 94 MOSFET(第スイッチング素子) 96 反転回路(短絡制御手段) 100,102,104,116 抵抗(短絡制御手
段) 106 トランジスタ(短絡制御手段) 118 基準電圧源(短絡制御手段) 120 比較器(短絡制御手段)
[Description of Signs] 10, 72, 82, 90, 110, 114 Power supply device 12 Transformer 14 DC-AC inverter circuit (voltage applying means) 38, 40 MOSFET (first and second switching elements) 42, 44, 74 inversion Circuit (control means) 84, 86 Diode (control means) 94 MOSFET ( third switching element) 96 Inverting circuit (short-circuit control means) 100, 102, 104, 116 Resistance (short-circuit control means) 106 Transistor (short-circuit control means) 118 Reference voltage source (short-circuit control means) 120 Comparator (short-circuit control means)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次巻線と、中点が設けられた二次巻線
とを備えたトランスと、 前記トランスの一次巻線に一方向の電圧を印加した後に
電圧の印加を所定期間停止し、前記一次巻線に他方向の
電圧を印加した後に電圧の印加を所定期間停止すること
を繰り返す電圧印加手段と、 前記トランスの二次巻線の両端と接続点との間に各々設
けられた一対の第1スイッチング素子と、 前記二次巻線の中点と前記接続点との間に設けられた平
滑回路と、 前記二次巻線の端部又は中点の電位の高低を反転する反
転手段を含んで構成され、前記一次巻線に電圧が印加さ
れている期間に前記一対の第1スイッチング素子を交互
にオンさせると共に、前記一次巻線への電圧の印加が停
止されている期間に一対の第1スイッチング素子を各々
オンさせる制御手段と、 を含む電源装置。
A transformer having a primary winding and a secondary winding provided with a midpoint; applying a voltage in one direction to the primary winding of the transformer, and stopping application of the voltage for a predetermined period. Voltage applying means for repeating application of a voltage in the other direction to the primary winding and then stopping application of the voltage for a predetermined period, and provided between both ends of the secondary winding of the transformer and a connection point. A pair of first switching elements, a smoothing circuit provided between a middle point of the secondary winding and the connection point, and an inversion for inverting a level of a potential at an end or a middle point of the secondary winding. Means for turning on the pair of first switching elements alternately during a period in which voltage is applied to the primary winding, and during a period in which application of voltage to the primary winding is stopped. Control means for turning on each of the pair of first switching elements , A power supply device including a.
【請求項2】 一次巻線と、中点が設けられた二次巻線
とを備えたトランスと、 前記トランスの一次巻線に一方向の電圧を印加した後に
電圧の印加を所定期間停止し、前記一次巻線に他方向の
電圧を印加した後に電圧の印加を所定期間停止すること
を繰り返す電圧印加手段と、 前記トランスの二次巻線の両端と接続点との間に各々設
けられた一対の第1スイッチング素子と、 前記二次巻線の中点と前記接続点との間に設けられた平
滑回路と、 前記一次巻線に電圧が印加されている期間に前記一対の
第1スイッチング素子を交互にオンさせる制御手段と、 オン状態で前記二次巻線の中点と前記接続点とを短絡す
るように設けられた第2スイッチング素子と、 前記二次巻線の中点又は前記接続点の電位、又は第2ス
イッチング素子を介して流れる電流に基づいて、前記一
次巻線への電圧の印加が停止されている期間に第2スイ
ッチング素子をオンさせる短絡制御手段と、 を含む電源装置。
2. A transformer having a primary winding and a secondary winding provided with a middle point, and after applying a unidirectional voltage to the primary winding of the transformer, stopping the application of the voltage for a predetermined period. Voltage applying means for repeating application of a voltage in the other direction to the primary winding and then stopping application of the voltage for a predetermined period, and provided between both ends of the secondary winding of the transformer and a connection point. A pair of first switching elements; a smoothing circuit provided between a middle point of the secondary winding and the connection point; and a pair of first switching elements during a period in which a voltage is applied to the primary winding. Control means for turning on the elements alternately; a second switching element provided to short-circuit the middle point of the secondary winding and the connection point in the on state; and a middle point of the secondary winding or the second switching element. Potential at the connection point or flow through the second switching element And a short-circuit control means for turning on the second switching element during a period in which the application of the voltage to the primary winding is stopped based on the current.
【請求項3】 前記短絡制御手段は、前記二次巻線の中
点又は接続点の電位の高低を反転する反転手段を含んで
構成されていることを特徴とする請求項2記載の電源装
置。
3. The power supply device according to claim 2, wherein said short-circuit control means includes an inversion means for inverting a level of a potential at a middle point or a connection point of said secondary winding. .
【請求項4】 前記短絡制御手段は、前記第2スイッチ
ング素子を介して流れる電流が所定値以上のときに出力
信号を高電位とする比較器を含んで構成されていること
を特徴とする請求項2記載の電源装置。
4. The short-circuit control means includes a comparator for setting an output signal to a high potential when a current flowing through the second switching element is equal to or more than a predetermined value. Item 3. The power supply device according to Item 2.
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