JP2002354800A - 同期整流型コンバータ - Google Patents
同期整流型コンバータInfo
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- JP2002354800A JP2002354800A JP2001162514A JP2001162514A JP2002354800A JP 2002354800 A JP2002354800 A JP 2002354800A JP 2001162514 A JP2001162514 A JP 2001162514A JP 2001162514 A JP2001162514 A JP 2001162514A JP 2002354800 A JP2002354800 A JP 2002354800A
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Abstract
(電力回生)を抑え、安定した出力電圧を供給できる同
期整流型コンバータを提供することを目的としている。 【解決手段】 主トランスT1と、1次側主スイッチン
グ用FETと、2次側整流用FET(TR2)と転流用
FET(TR3)を用いた同期整流型コンバータにおい
て、前記2次側整流用FET(TR2)と転流用FET
(TR3)の駆動回路を主トランスT1ではなく、主ト
ランスT1とは独立に設けられたドライブトランス駆動
回路3で駆動するように構成される。
Description
タに関し、他の直流電源に並列接続する電源において、
本電源の同期整流回路用FETの誤動作防止に関する。
FETを用いた同期整流回路方式は高効率型コンバータ
を実現しているが、同期整流回路を用いた電源回路は他
電源からの逆電流により、本電源の入力回路側の電力が
回生され、電源が破壊されることがあることから、対策
が必要となる。
る。入力電源E1は主トランスT1の1次巻線に接続さ
れている。主トランスT1の1次巻線N1、2次巻線N
2に示す●はトランスの極性を示す(以下、同じ)。C
1は入力電源E1に接続された平滑用コンデンサであ
る。主トランスT1の1次側には、主スイッチング用F
ETであるTR1とチョークコイルL2が直列に接続さ
れている。コンデンサC1の両端にかかる電圧をEc1
とする。
ジスタ)であるTR1はスイッチングレギュレータ回路
1内のスイッチ(トランジスタ。以下同じ)TR4によ
りオン/オフ駆動される。即ち、スイッチTR4のエミ
ッタは主スイッチTR1のゲートに接続されている。該
スイッチングレギュレータ回路1は、補助電源E2によ
りパワーが供給される。主スイッチTR1がスイッチン
グレギュレータ回路1によりオン/オフ駆動されると、
主トランスT1の2次側には高周波交流が発生する。
R2と、転流用FETであるTR3は交互にオン/オフ
を繰り返し、チョークコイルL1と平滑用コンデンサC
2で構成される平滑回路の出力として直流電圧が生成さ
れる。この直流電圧の出力Eoは、抵抗R1とR2より
なる直列回路で分圧されて入力/出力絶縁型出力電圧検
出回路2に入る。該入力/出力絶縁型出力電圧検出回路
2の出力は、スイッチングレギュレータ1に入力され
る。この結果、スイッチングレギュレータ1は、出力電
圧Eoが一定となるように、主スイッチTR1の導通時
間を制御する(PWM制御)。
T1の2次側に設けられたスイッチTR2がオンとな
り、チョークコイルL1→コンデンサC2→TR2の閉
ループが形成され、負荷にパワーを供給する。主スイッ
チTR1がオフの時、転流用スイッチTR3がオンにな
る。この時、チョークコイルL1に蓄えられたエネルギ
ーを放出し、コイルL1→抵抗R1+R2→TR3の閉
ループが形成され負荷にパワーを供給する。
は、他の直流電源と出力端子同士を並列接続して用いる
場合、他の電源の出力電圧が本電源の平滑用コンデンサ
(出力コンデンサ)C2に印加され、チョークコイルL
1を介して整流用スイッチTR2、転流用スイッチTR
3が交互にオン/オフを繰り返し、主トランスT1を経
由して入力回路側に逆流する場合(電力回生する場合)
があり、電源を破壊するおそれがあった。並列運転時、
一方の電源が異常時、同期整流用FET(TR2、TR
3)が動作して入力側に電力回生があった時の特性を図
5に示す。
軸は出力電圧Eo、縦軸は入力電圧Ec1である。A点
は正常に動作しているポイントである。一方の電源が異
常時(出力電圧が徐々に上昇した時)、正常動作してい
る電源側のTR2、TR3の自励動作により電力が入力
側回路に回生され、入力電圧Ec1がB点方向に高くな
る。
ものであって、逆流(電力回生)を抑え、安定した出力
電圧を供給できる同期整流型コンバータを提供すること
を目的としている。
図である。図4と同一のものは、同一の符号を付して示
す。主トランスT1の1次側回路において、E1は入力
電源、L2は入力電源E1と直列に接続されるチョーク
コイル、C1は入力電源E1と並列に接続される平滑用
コンデンサ、N1は主トランスT1の1次巻線、TR1
は1次巻線N1と直列接続される主スイッチである。主
スイッチTR1としては、例えばFETが用いられる。
2は主トランスT1の2次巻線、TR2は2次巻線N2
と直列に接続されたFETで構成される整流用スイッ
チ、TR3は2次巻線N2に並列に接続されたFETで
構成される転流用スイッチ、L1は2次巻線N2に直列
に接続されたチョークコイル、C2は転流用スイッチT
R3と並列に接続された平滑用コンデンサ、R1+R2
は出力電圧モニタ用の抵抗回路である。同期整流用スイ
ッチTR2、TR3としては、例えばFETが用いられ
る。
動するためのスイッチングレギュレータ回路、3はその
内部にトランスを含み、スイッチングレギュレータ回路
1の出力により駆動されるドライブトランス駆動回路で
ある。該ドライブトランス駆動回路3は、ドライブトラ
ンスの2次巻線により、前記したスイッチTR1〜TR
3が駆動されるようになっている。
R2と転流用スイッチTR3のゲートが主トランスT1
に対し、分離していることから自励発振動作(誤動作)
は発生しない。従って、逆流(電力回生)を抑え、安定
した出力電圧を供給できる同期整流型コンバータを提供
することができる。
駆動回路は、第1のドライブトランスと第2のドライブ
トランスより構成され、前記第1のドライブトランスの
2次巻線に主スイッチング用FETのゲート、ソースを
接続し、該第1のドライブトランスの2次巻線に整流用
FETのゲート、ソースを接続し、第2のドライブトラ
ンスの2次巻線に転流用のゲート、ソースを接続し、第
1のドライブトランスの1次巻線にスイッチングレギュ
レータの導通時間Dのスイッチング素子を接続し、第2
のドライブトランスの1次巻線にスイッチングレギュレ
ータの非導通時間(1−D)のスイッチング素子を接続
することを特徴とする。
R2と転流用スイッチTR3のゲートが主トランスT1
に対し、分離していることから自励発振動作(誤動作)
は発生しない。従って、逆流(電力回生)を抑え、安定
した出力電圧を供給できる同期整流型コンバータを提供
することができる。
施の形態例を詳細に説明する。図2は本発明の一実施の
形態例を示す回路図である。図1、図4と同一のもの
は、同一の符号を付して示す。図において、主トランス
T1の1次側回路において、E1は入力電源、L2は入
力電源E1と直列に接続されるチョークコイル、C1は
入力電源E1と並列に接続される平滑用コンデンサ、N
1は主トランスT1の1次巻線、TR1は1次巻線N1
と直列接続される主スイッチである。主スイッチTR1
としては、例えばFETが用いられる。
2は主トランスT1の2次巻線、TR2は2次巻線N2
と直列に接続された整流用スイッチ、TR3は2次巻線
N2に並列に接続された転流用スイッチ、L1は2次巻
線N2に直列に接続されたチョークコイル、C2は転流
用スイッチTR3と並列に接続された平滑用コンデン
サ、R1+R2は出力電圧モニタ用の抵抗回路である。
同期整流用スイッチTR2、TR3としては、例えばF
ETが用いられる。
動するためのスイッチングレギュレータ回路、3はその
内部にトランスを含み、スイッチングレギュレータ回路
1の出力により駆動されるドライブトランス駆動回路で
ある。該ドライブトランス駆動回路3は、ドライブトラ
ンスの2次巻線により、前記したスイッチTR1〜TR
3が駆動されるようになっている。2は出力電圧Eoが
抵抗分圧回路R1+R2により分圧され、この分圧出力
を出力電圧として検出してスイッチングレギュレータ1
に与える入力/出力絶縁型の出力電圧検出回路である。
2は回路を動作させる補助電源である。TR4は導通時
間Dの間オンになるスイッチング素子、TR5は導通時
間(1−D)の間オンになるスイッチング素子である。
これらスイッチング素子TR4、TR5としては、例え
ばFET(電界効果トランジスタ)が用いられる。
2は第1のドライブトランス、T3は第2のドライブト
ランスである。ドライブトランスT2の1次側はスイッ
チTR4のコレクタに接続され、ドライブトランスT3
の1次側はスイッチTR5のコレクタに接続されてい
る。ドライブトランスT2の2次側には第1巻線N2と
第2巻線N3が設けられている。そして、第1巻線N2
は主スイッチTR1のゲート、ソース間に接続され、第
2巻線N3は整流用スイッチTR2のゲート、ソース間
に接続されている。ドライブトランスT3の2次巻線N
2は転流用スイッチTR3のゲート、ソース間に接続さ
れている。このように構成された回路の動作を説明すれ
ば、以下の通りである。 (TR1オン時)導通時間Dの間だけスイッチTR4が
オンに、スイッチTR5がオフになる。この結果、ドラ
イブトランスT2の第1の2次巻線N2に電圧(●側が
正)が発生する。この結果、主スイッチTR1のゲー
ト、ソース間には順方向の電圧が印加され、該スイッチ
TR1はオンになる。一方、ドライブトランスT2の第
2の2次巻線N3にも電圧が発生し、主トランスT1の
2次側の整流用スイッチTR2のゲート、ソース間には
順方向の電圧が印加され、該スイッチTR2はオンにな
る。この時、転流用スイッチTR3はオフ状態である。
の一端(●印:正の電圧)からチョークコイルL1→平
滑用コンデンサC2→TR2のループ(閉回路)に電流
が流れ、負荷抵抗に平滑された直流電圧が印加される。 (TR1オフ時)非導通時間(1−D)の期間では、ス
イッチTR5がオンに、TR4はオフになる。この結
果、第2のドライブトランスT3の1次巻線N1がオン
になり、その2次巻線N2に電圧(●側が正)が発生す
る。この電圧が転流用スイッチTR3のゲート、ソース
間に印加されるので、スイッチTR3はオンになる。こ
の時、整流用スイッチTR2はオフ状態である。
たエネルギーが放出され、チョークコイルL1→平滑用
コンデンサC2→TR3のループ(閉回路)に電流が流
れ、負荷抵抗に平滑された直流電圧が流れる。
分圧抵抗により検出して、入力/出力絶縁型出力電圧検
出回路2に与える。入力/出力絶縁型出力電圧検出回路
2は検出電圧をスイッチングレギュレータ回路1に与え
る。これにより、スイッチTR4は主スイッチTR1の
導通時間を制御し、出力電圧の安定化を図っている。
共通接続する並列運転時においても、主トランスT1に
対して、同期整流用スイッチTR2、TR3のドライブ
回路のゲートが分離していることから、自励発振動作は
起こらない。この結果、整流用スイッチTR2と転流用
スイッチTR3のゲートが主トランスT1に対して分離
していることから、自励発振動作(誤動作)は発生せ
ず、逆流(電力回生)を防止し、安定した出力電圧を供
給することができる。
は出力電圧Eo、縦軸は入力電圧Ec1である。A点は
正常に動作しているポイントである。一方の電源が異常
時(出力電圧が徐々に上昇した時)でも、自励発振しな
いため、入力電源Ec1は一定である。
してスイッチングレギュレータ回路1に与える場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、出
力電圧を絶縁しないで、スイッチングレギュレータ回路
1に与えるようにしてもよい。
流用スイッチと転流用スイッチのゲートが主トランスに
対し、分離していることから自励発振動作(誤動作)は
発生しない。従って、逆流(電力回生)を防止し、安定
した出力電圧を供給できる同期整流型コンバータを提供
することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 主トランスと、1次側主スイッチング用
FETと、2次側整流用FETと転流用FETを用いた
同期整流型コンバータにおいて、 前記2次側整流用FETと転流用FETの駆動回路を主
トランスではなく、主トランスとは独立に設けられたド
ライブトランス駆動回路で駆動するように構成し、 前記ドライブトランス駆動回路は、第1のドライブトラ
ンスと第2のドライブトランスより構成され、前記第1
のドライブトランスの2次巻線に主スイッチング用FE
Tのゲート、ソースを接続し、該第1のドライブトラン
スの2次巻線に整流用FETのゲート、ソースを接続
し、第2のドライブトランスの2次巻線に転流用のゲー
ト、ソースを接続し、第1のドライブトランスの1次巻
線にスイッチングレギュレータの導通時間Dのスイッチ
ング素子を接続し、第2のドライブトランスの1次巻線
にスイッチングレギュレータの非導通時間(1−D)の
スイッチング素子を接続することを特徴とする同期整流
型コンバータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001162514A JP4545988B2 (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 同期整流型コンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001162514A JP4545988B2 (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 同期整流型コンバータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002354800A true JP2002354800A (ja) | 2002-12-06 |
JP4545988B2 JP4545988B2 (ja) | 2010-09-15 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001162514A Expired - Fee Related JP4545988B2 (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 同期整流型コンバータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007020388A (ja) * | 2005-06-08 | 2007-01-25 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 電圧変換回路およびスイッチング電源装置 |
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-
2001
- 2001-05-30 JP JP2001162514A patent/JP4545988B2/ja not_active Expired - Fee Related
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