JP2003333845A - Switching power supply - Google Patents

Switching power supply

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JP2003333845A
JP2003333845A JP2002137125A JP2002137125A JP2003333845A JP 2003333845 A JP2003333845 A JP 2003333845A JP 2002137125 A JP2002137125 A JP 2002137125A JP 2002137125 A JP2002137125 A JP 2002137125A JP 2003333845 A JP2003333845 A JP 2003333845A
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power supply
turned
commutation
main
voltage
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JP2002137125A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Kinoshita
聡史 木下
Kazuhiro Horii
一宏 堀井
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Cosel Co Ltd
Original Assignee
Cosel Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply having high power supply efficiency in which a size can be reduced by a simple arrangement. <P>SOLUTION: A DC power supply 45 and a main switching element 44 are connected to the primary winding 41 side of a main transformer 40, and a rectification element 52 and a commutation element 54 are connected to the secondary winding side 42. The main transformer 40 is provided with a tertiary winding 43, and a circuit 65 for rectifying/smoothing a voltage induced in the tertiary winding 43 when the main switching element 44 is turned on. A driving means, i.e., a transistor 62, detects a voltage drop of the tertiary winding 43 for the potential of a capacitor 66 when the main switching element 44 is turned off and turns the commutation element 54 on. A discharging switch element or a transistor 68 turned on by a control signal synchronized with the on/off signal of the main switching element 44 is connected with the gate of the commutation element 54. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】この発明は、直流電圧を所望
の電圧に変換し、電子機器に供給するスイッチング電源
装置であって同期整流方式のスイッチング電源装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device which converts a DC voltage into a desired voltage and supplies it to an electronic device, which is a synchronous rectification type switching power supply device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、スイッチング電源装置において、
主スイッチ素子により交流に変換された電力を再び直流
の電力に変換するための整流素子として、ダイオードが
用いられていた。近年、スイッチング電源装置の低出力
電圧化と高効率化が求められるようになり、整流素子と
して順方向電圧降下が大きいダイオードに代わって、導
通抵抗が小さく損失が小さいMOS−FETを使用した
同期整流方式のスイッチング電源装置が用いられるよう
になってきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a switching power supply device,
A diode has been used as a rectifying element for converting the electric power converted into AC power by the main switch element into DC power again. In recent years, there has been a demand for lower output voltage and higher efficiency of a switching power supply device, and instead of a diode having a large forward voltage drop as a rectifying element, synchronous rectification using a MOS-FET having a small conduction resistance and a small loss is used. Type switching power supply devices have come into use.

【0003】従来の同期整流方式のスイッチング電源装
置は、例えば図5及び特開平7−308064号公報に
開示されているように、1次巻線11と2次巻線12を
有するメイントランス10の1次巻線11側に、直流電
源15、主スイッチ素子14および駆動回路である制御
回路16を接続し、2次巻線12側には、整流用素子2
2、転流用素子24を設け、さらにチョークコイル26
および出力コンデンサ28が接続されている。整流用素
子22と転流用素子24には、MOS−FETを使用
し、主スイッチ素子14のオン・オフによりトランス1
0に発生する電圧を利用して、整流用素子22と転流用
素子24のMOS−FETをオン・オフさせている。さ
らに、メイントランス10に3次巻線13を設け、この
3次巻線13の電圧を整流平滑する整流平滑回路32
と、3次巻線13の電圧を検出する電圧検出回路34
と、電圧検出回路34の出力によりオン・オフ制御され
る駆動回路36を備えている。そして、このスイッチン
グ電源装置は、駆動回路36により、制御回路16の出
力と相補的にオン・オフする駆動信号を生成し、転流用
素子24をオン・オフさせている。
A conventional synchronous rectification type switching power supply device includes a main transformer 10 having a primary winding 11 and a secondary winding 12 as disclosed in, for example, FIG. 5 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-308064. A DC power supply 15, a main switch element 14 and a control circuit 16 which is a drive circuit are connected to the primary winding 11 side, and a rectifying element 2 is connected to the secondary winding 12 side.
2. A commutation element 24 is provided, and a choke coil 26 is further provided.
And the output capacitor 28 is connected. A MOS-FET is used for the rectifying element 22 and the commutation element 24, and the transformer 1 is turned on / off by turning on / off the main switching element 14.
The voltage generated at 0 is used to turn on / off the MOS-FETs of the rectifying element 22 and the commutation element 24. Further, the main transformer 10 is provided with a tertiary winding 13, and a rectifying / smoothing circuit 32 for rectifying and smoothing the voltage of the tertiary winding 13 is provided.
And a voltage detection circuit 34 for detecting the voltage of the tertiary winding 13.
And a drive circuit 36 that is on / off controlled by the output of the voltage detection circuit 34. In the switching power supply device, the drive circuit 36 generates a drive signal which is turned on / off complementarily with the output of the control circuit 16 to turn on / off the commutation element 24.

【0004】また、図6及び特開2000−26405
2号公報に開示されているようなスイッチング電源装置
の回路構成も提案されている。ここで、図5と同様の部
材は同一の符号を付して説明を省略する。この装置で
は、主スイッチ素子14がオンの期間にメイントランス
10に蓄えられた励磁エネルギーを、主スイッチ素子1
4がオフの期間に放出する際に発生する電圧(以下リセ
ット電圧と称す)を転流用素子24のFETのゲートに
入力させるようにし、転流用素子24をオンさせるとと
もに、制御装置16が主スイッチ素子14をオンさせる
制御信号と同位相の信号により、放電用回路38のトラ
ンジスタをオンし、転流用素子24のゲート容量の電荷
を放電させるようにしたものである。
Further, FIG. 6 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-26405.
A circuit configuration of a switching power supply device as disclosed in Japanese Patent Publication No. 2 is also proposed. Here, the same members as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In this device, the excitation energy stored in the main transformer 10 while the main switching element 14 is on is changed to the main switching element 1
The voltage generated when 4 is discharged during the off period (hereinafter referred to as a reset voltage) is input to the gate of the FET of the commutation element 24, the commutation element 24 is turned on, and the control device 16 causes the main switch to switch. The transistor of the discharge circuit 38 is turned on by the signal having the same phase as the control signal for turning on the element 14, and the charge of the gate capacitance of the commutation element 24 is discharged.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の前者
の場合、主スイッチ素子14がターンオンした際に3次
巻線13に発生した電圧を用い、駆動回路36を介して
転流用素子24をオフさせている。そのため、3次巻線
に電圧が発生してから転流用素子24がオフするまでの
遅延時間が存在する。転流用素子24がオフするまでの
前記遅延時間の間、転流用素子24と整流用素子22を
流れる貫通電流が発生してしまい、スイッチング電源の
効率低下の原因となっていた。
In the former case of the above-mentioned conventional technique, the commutation element 24 is driven through the drive circuit 36 by using the voltage generated in the tertiary winding 13 when the main switching element 14 is turned on. I'm turning it off. Therefore, there is a delay time from when the voltage is generated in the tertiary winding to when the commutation element 24 is turned off. During the delay time until the commutation element 24 is turned off, a through current flowing through the commutation element 24 and the rectification element 22 is generated, which causes a reduction in the efficiency of the switching power supply.

【0006】また、上記従来の技術の後者の場合は、主
スイッチ素子14がオフする際に2次巻線12に発生す
るリセット電圧により転流用素子24をオンしている。
この場合、主スイッチ素子14がオフした後、2次巻線
12に発生する電圧が転流用素子24のFETの閾値電
圧まで立ち上がるための一定の時間が必要となる。従っ
て、その間は転流用素子24がオンできず、オンするま
での期間は転流用素子24のFETのボディダイオード
に電流が流れてしまい、電源効率が低下するものであっ
た。
In the latter case of the above-mentioned conventional technique, the commutation element 24 is turned on by the reset voltage generated in the secondary winding 12 when the main switching element 14 is turned off.
In this case, a certain time is required for the voltage generated in the secondary winding 12 to rise to the threshold voltage of the FET of the commutation element 24 after the main switching element 14 is turned off. Therefore, the commutation element 24 cannot be turned on during that time, and a current flows through the body diode of the FET of the commutation element 24 until the commutation element 24 is turned on, which lowers the power supply efficiency.

【0007】さらに、上記従来の技術の前者の場合、リ
セット電圧を整流平滑回路32のコンデンサに蓄えてい
るため、主スイッチ素子14がオフの期間は、メイント
ランス10のインダクタンスと並列にコンデンサが接続
された状態となる。また、上記従来の技術の後者の場合
も、リセット電圧を用いて、転流用素子24のMOS−
FETの入力容量(Ciss)を充電しており、主スイ
ッチ素子14がオフの期間は、メイントランス10のイ
ンダクタンスと並列に転流用素子24の入力容量(Ci
ss)が接続された状態となる。
Further, in the former case of the above-mentioned conventional technique, since the reset voltage is stored in the capacitor of the rectifying / smoothing circuit 32, the capacitor is connected in parallel with the inductance of the main transformer 10 while the main switch element 14 is off. It will be in the state of being. In the latter case of the above-mentioned conventional technique, the reset voltage is also used to set the MOS- of the commutation element 24.
While the input capacitance (Ciss) of the FET is being charged and the main switch element 14 is off, the input capacitance (Ci) of the commutation element 24 is parallel to the inductance of the main transformer 10.
ss) is connected.

【0008】従って、上記従来の技術の前者の場合も後
者の場合も、主スイッチ素子14がオフの期間には、メ
イントランス10のインダクタンスと並列に大きなコン
デンサが接続された形となる。
Therefore, in both the former case and the latter case of the conventional technique, a large capacitor is connected in parallel with the inductance of the main transformer 10 while the main switch element 14 is off.

【0009】ここで、主スイッチ素子14がオンの期間
にメイントランス10に蓄えられる励磁エネルギーを、
主スイッチ素子14がオフの期間に放出するために必要
な時間は、メイントランス10のインダクタンス成分
と、これに接続されるコンデンサ成分の共振周期によっ
て決定される。
Here, the excitation energy stored in the main transformer 10 while the main switch element 14 is on is
The time required to discharge the main switch element 14 during the off period is determined by the resonance period of the inductance component of the main transformer 10 and the capacitor component connected to it.

【0010】従って、メイントランス10のインダクタ
ンスと並列に大きなコンデンサが接続されると、共振周
期が長くなりメイントランス10に蓄えられた励磁エネ
ルギーを放出するための必要時間が長くなる。励磁エネ
ルギーの放出が終了しない状態で主スイッチ素子14が
オンすると、メイントランス10が偏磁し、メイントラ
ンス10が飽和してしまう現象が発生する。このため上
記各従来技術では、スイッチング周波数を高くすること
ができない。従って、メイントランス、出力チョークコ
イル、出力コンデンサ、入力フィルタ等の部品に大型の
部品を用いることになり、電源装置が大型化し、コスト
アップになると言う問題があった。
Therefore, when a large capacitor is connected in parallel with the inductance of the main transformer 10, the resonance cycle becomes longer and the time required to release the excitation energy stored in the main transformer 10 becomes longer. If the main switch element 14 is turned on before the release of the excitation energy is completed, the main transformer 10 is demagnetized and the main transformer 10 is saturated. Therefore, in each of the above-mentioned conventional techniques, the switching frequency cannot be increased. Therefore, large parts are used as parts such as the main transformer, the output choke coil, the output capacitor, and the input filter, which causes a problem that the power supply device becomes large and the cost increases.

【0011】この発明は、上記の従来の技術に鑑みてな
されたもので、簡単な構成で小型化が可能であり、電源
効率の高いスイッチング電源装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above conventional technique, and an object of the present invention is to provide a switching power supply device which can be downsized with a simple structure and has high power supply efficiency.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明は、メイントラ
ンスの1次巻線側に直流電源とFET等の主スイッチ素
子を接続し、2次巻線側にFET等の整流用素子と転流
用素子を接続し、制御回路により主スイッチ素子をオン
・オフさせる同期整流方式のフォワードコンバータであ
って、メイントランスに3次巻線を設け、主スイッチ素
子のオン時にこの3次巻線に発生する電圧を整流平滑す
る整流平滑回路を設け、主スイッチ素子がターンオフす
る際の前記整流平滑回路の電位に対する前記3次巻線の
電圧降下を検出する電圧検出手段を設け、前記電圧検出
手段の出力を用いて転流用素子をオンさせる駆動手段を
設けたスイッチング電源装置である。
According to the present invention, a DC power source and a main switching element such as an FET are connected to the primary winding side of a main transformer, and a rectifying element such as an FET and a commutation element are connected to the secondary winding side. A forward converter of a synchronous rectification system in which elements are connected and a main switching element is turned on and off by a control circuit. A tertiary winding is provided in a main transformer, and this tertiary winding is generated when the main switching element is turned on. A rectifying / smoothing circuit for rectifying and smoothing the voltage is provided, voltage detecting means for detecting a voltage drop of the tertiary winding with respect to the potential of the rectifying / smoothing circuit when the main switch element is turned off is provided, and an output of the voltage detecting means is provided. It is a switching power supply device provided with a drive means for turning on a commutation element by using it.

【0013】さらに、転流用素子であるFETのゲート
・ソース間にトランジスタ等の放電用スイッチ素子を設
け、前記制御回路の前記主スイッチ素子用のオン信号に
同期した信号を用いて前記放電用スイッチ素子をオンさ
せることにより、前記転流用素子をオフさせるものであ
る。前記制御回路からの前記転流用素子をオフさせる信
号を伝達する経路に、トランスやフォトカプラ等の絶縁
回路を設けても良い。
Further, a discharging switch element such as a transistor is provided between the gate and source of the FET, which is a commutation element, and the discharging switch is synchronized with the ON signal for the main switching element of the control circuit. By turning on the element, the commutation element is turned off. An insulating circuit such as a transformer or a photocoupler may be provided in a path for transmitting a signal for turning off the commutation element from the control circuit.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面に基づいて説明する。図1は、この発明の一実
施形態のスイッチング電源装置を示すもので、このスイ
ッチング電源装置は、1次巻線41と2次巻線42を有
するメイントランス40の1次巻線側に、直流電源4
5、1次巻線41及びMOS−FETの主スイッチ素子
44が直列に接続されている。直流電源45のプラス側
の端子には、1次巻線41のドットを付した側の端子が
接続され、ドットのない側の端子が主スイッチ素子44
のドレインに接続されている。そして、主スイッチ素子
44のソースが、直流電源45のマイナス側の端子に接
続され、主スイッチ素子44のゲートには、駆動回路と
してPWM(Pulse Width Modulation)制御を行う制御
回路46の駆動信号出力が接続されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a switching power supply device according to an embodiment of the present invention. This switching power supply device has a DC coil on a primary winding side of a main transformer 40 having a primary winding 41 and a secondary winding 42. Power supply 4
5, the primary winding 41 and the main switching element 44 of the MOS-FET are connected in series. The positive side terminal of the DC power supply 45 is connected to the dot side terminal of the primary winding 41, and the non-dot side terminal is the main switch element 44.
Connected to the drain of. The source of the main switch element 44 is connected to the negative terminal of the DC power supply 45, and the gate of the main switch element 44 outputs a drive signal of a control circuit 46 that performs PWM (Pulse Width Modulation) control as a drive circuit. Are connected.

【0015】メイントランス40の2次巻線側には、M
OS−FETからなる整流用素子52と、同じくMOS
−FETからなる転流用素子54が直列に設けられてい
る。2次巻線42は、ドットを付した側の端子が転流用
素子54のドレインに接続され、ドットのない側の端子
に整流用素子52のドレインが接続され、転流用素子5
4のソースと整流用素子52のソースが接続されてい
る。転流用素子54のドレイン−ソース間には、互いに
直列にチョークコイル56と出力コンデンサ58が接続
され、出力コンデンサ58の両端が出力端子に繋がって
いる。
On the secondary winding side of the main transformer 40, M
A rectifying element 52 composed of an OS-FET and a MOS
A commutation element 54 composed of -FET is provided in series. In the secondary winding 42, the terminal on the dot side is connected to the drain of the commutation element 54, and the drain on the rectification element 52 is connected to the terminal on the side without the dot.
The source of No. 4 and the source of the rectifying element 52 are connected. A choke coil 56 and an output capacitor 58 are connected in series between the drain and source of the commutation element 54, and both ends of the output capacitor 58 are connected to the output terminal.

【0016】さらに、メイントランス40には3次巻線
43が設けられ、3次巻線43のドットのある側の端子
は、抵抗R1を介して整流用素子52のゲートに接続さ
れているとともに、ダイオード60のアノードに接続さ
れている。ダイオード60のカソードは、pnpトラン
ジスタ62のエミッタに接続されているとともに、抵抗
R2を介してトランジスタ62のベースに接続されてい
る。トランジスタ62のベースには、コンデンサ64を
介して3次巻線43のドットを付した側の端子が接続さ
れている。さらに、ダイオード60のカソードは、コン
デンサ66を介して3次巻線43のドットのない側の端
子に接続されている。ダイオード60とコンデンサ66
により、整流平滑回路65を構成している。
Further, the main transformer 40 is provided with a tertiary winding 43, and the terminal on the dot side of the tertiary winding 43 is connected to the gate of the rectifying element 52 via the resistor R1. , Connected to the anode of the diode 60. The cathode of the diode 60 is connected to the emitter of the pnp transistor 62 and also to the base of the transistor 62 via the resistor R2. To the base of the transistor 62, the dot-attached terminal of the tertiary winding 43 is connected via a capacitor 64. Furthermore, the cathode of the diode 60 is connected to the dotless side terminal of the tertiary winding 43 via the capacitor 66. Diode 60 and capacitor 66
Thus, the rectifying / smoothing circuit 65 is configured.

【0017】トランジスタ62のコレクタは、転流用素
子54のゲートに接続されているとともに、放電用スイ
ッチ素子であるnpnトランジスタ68のコレクタに接
続されている。そして、トランジスタ68のエミッタ
は、3次巻線43のドットのない側の端子に接続されて
いるとともに、転流用素子54のソースに接続されてい
る。トランジスタ68のベースには、制御回路46によ
る主スイッチ素子44の駆動信号と同じ位相の制御信号
が、絶縁回路としてのドライブトランス70、抵抗R3
を介して入力される。
The collector of the transistor 62 is connected to the gate of the commutation element 54 and also to the collector of the npn transistor 68 which is a discharge switching element. The emitter of the transistor 68 is connected to the non-dotted terminal of the tertiary winding 43 and the source of the commutation element 54. At the base of the transistor 68, a control signal having the same phase as the drive signal of the main switch element 44 by the control circuit 46, a drive transformer 70 as an insulating circuit, and a resistor R3.
Be entered via.

【0018】次に、この実施形態のスイッチング電源装
置の動作について、図1,図2を基にして説明する。先
ず、制御回路46から主スイッチ素子44の駆動信号が
出力され、主スイッチ素子44がターンオンすると、図
2の期間T1に示すように、2次巻線42及び3次巻線
43のドット側に、入力電圧をトランス巻数比倍した電
圧が各々発生する。そして、整流用素子52がオンし、
チョークコイル56,出力コンデンサ58に電流が流れ
る。同時に、3次巻線43の電圧がコンデンサ66の電
圧より高い期間、ダイオード60を介してコンデンサ6
6を充電する。コンデンサ66は充電された後、期間T
1において一定の電圧を維持する。
Next, the operation of the switching power supply device of this embodiment will be described with reference to FIGS. First, when the drive signal of the main switching element 44 is output from the control circuit 46 and the main switching element 44 is turned on, as shown in the period T1 of FIG. 2, the dots are placed on the secondary winding 42 and the tertiary winding 43. , A voltage obtained by multiplying the input voltage by the transformer turns ratio is generated. Then, the rectifying element 52 is turned on,
A current flows through the choke coil 56 and the output capacitor 58. At the same time, while the voltage of the tertiary winding 43 is higher than the voltage of the capacitor 66, the capacitor 6 is connected via the diode 60.
Charge 6 After the capacitor 66 is charged, the period T
A constant voltage is maintained at 1.

【0019】そして、制御回路46の制御信号が主スイ
ッチ素子44をターンオフさせると、図2の期間T2に
示すように、3次巻線43の電圧が低下を始め、この電
圧低下はコンデンサ64を介して、転流用素子54の駆
動手段であるトランジスタ62のベースに伝達される。
3次巻線43の電圧がコンデンサ66の電圧からトラン
ジスタ62の閾値分低下すると、トランジスタ62がオ
ンし、転流用素子54のゲートの入力容量Cissを充
電する。3次巻線43の電圧が低下している間、トラン
ジスタ62がオンしている。このとき、トランジスタ6
2のベース電流によって、コンデンサ64が充電され
る。
When the control signal of the control circuit 46 turns off the main switch element 44, the voltage of the tertiary winding 43 starts to decrease as shown in the period T2 of FIG. It is transmitted to the base of the transistor 62, which is the driving means of the commutation element 54, via the.
When the voltage of the tertiary winding 43 decreases from the voltage of the capacitor 66 by the threshold value of the transistor 62, the transistor 62 turns on and charges the input capacitance Ciss of the gate of the commutation element 54. While the voltage of the tertiary winding 43 is decreasing, the transistor 62 is on. At this time, the transistor 6
The base current of 2 charges the capacitor 64.

【0020】3次巻線43のリセット電圧がピークまで
達すると、トランジスタ62のベース電流が流れなくな
り、トランジスタ62はオフする。その後、図2の期間
T3に示すように、3次巻線43の電圧がゼロに向かっ
て上昇していく。このとき、コンデンサ64の電圧は、
3次巻線43の電圧上昇とともに放電用の抵抗R2を介
してコンデンサ66へ流れ放電されるが、コンデンサ6
4はコンデンサ66と比較して相対的に極めて小さいの
で、コンデンサ66の電圧はほとんど変化しない。
When the reset voltage of the tertiary winding 43 reaches its peak, the base current of the transistor 62 stops flowing and the transistor 62 turns off. After that, as shown in a period T3 of FIG. 2, the voltage of the tertiary winding 43 increases toward zero. At this time, the voltage of the capacitor 64 is
As the voltage of the tertiary winding 43 rises, it flows to the capacitor 66 through the discharging resistor R2 and is discharged.
Since 4 is relatively small compared to the capacitor 66, the voltage of the capacitor 66 hardly changes.

【0021】3次巻線43の電圧がゼロになっても、図
2の期間T4に示すように、転流用素子54のゲート電
圧は入力容量Cissの放電経路がないため電圧が保持
され、転流用素子54はオン状態を維持する。
Even if the voltage of the tertiary winding 43 becomes zero, the gate voltage of the commutation element 54 is maintained because the gate voltage of the commutation element 54 does not have the discharge path of the input capacitance Ciss, as shown in period T4 of FIG. The diversion element 54 maintains the ON state.

【0022】そして、制御回路46は、主スイッチ素子
44をオンさせる信号と同位相の信号である転流用素子
54をオフする制御信号を出力する。この制御信号は、
ドライブトランス70を介して、トランジスタ68のベ
ースに入力し、トランジスタ68がオンする。これによ
り、転流用素子54の入力容量Cissが放電される。
Then, the control circuit 46 outputs a control signal for turning off the commutation element 54, which is a signal in phase with the signal for turning on the main switching element 44. This control signal is
It is input to the base of the transistor 68 via the drive transformer 70, and the transistor 68 is turned on. As a result, the input capacitance Ciss of the commutation element 54 is discharged.

【0023】この実施形態のスイッチング電源装置によ
れば、メイントランス40に発生するリセット電圧の上
昇が遅い場合でも、その時の3次巻線43の電圧降下を
検知してトランジスタ62が駆動され、コンデンサ66
に蓄えられていた電荷で転流用素子54の入力容量を充
電するため、転流用素子54の高速動作を可能とし、転
流用素子54であるFETのボディダイオードに電流が
流れることを防止でき、電源装置の損失を低減すること
ができる。また、転流用素子54の入力容量の放電を、
放電用スイッチ素子であるトランジスタ68により、主
スイッチ44の駆動信号と同位相の制御信号で行ってい
るので、整流用素子52の導通前に転流用素子54をオ
フできずに貫通電流が流れてしまうということがない。
さらに、コンデンサ66に大きな容量のものを用いた
り、転流用素子54に大きな入力容量を持つMOS−F
ETを用いたりした場合でも、主スイッチ素子44がオ
フの期間には、これらの容量成分がメイントランス40
のインダクタンスと並列に接続されることがないため、
メイントランス40が励磁エネルギーを放出する際の共
振周期に影響を及ぼすことがない。従って、スイッチン
グ周波数を高くすることができる。
According to the switching power supply device of this embodiment, even when the reset voltage generated in the main transformer 40 rises slowly, the transistor 62 is driven by detecting the voltage drop of the tertiary winding 43 at that time, and the capacitor 62 is driven. 66
Since the input capacitance of the commutation element 54 is charged with the electric charge stored in the commutation element 54, high-speed operation of the commutation element 54 is enabled, and it is possible to prevent current from flowing in the body diode of the FET that is the commutation element 54. The loss of the device can be reduced. In addition, the discharge of the input capacitance of the commutation element 54
Since the transistor 68, which is a discharging switch element, is used for the control signal having the same phase as the drive signal of the main switch 44, the commutation element 54 cannot be turned off before the rectification element 52 is turned on, and a through current flows. There is no chance that it will end.
Furthermore, a large capacity capacitor 66 is used, or a commutation element 54 has a large input capacity MOS-F.
Even when ET is used, while the main switch element 44 is off, these capacitive components have the main transformer 40.
Since it is not connected in parallel with the inductance of
There is no influence on the resonance cycle when the main transformer 40 releases the excitation energy. Therefore, the switching frequency can be increased.

【0024】なお、この発明のスイッチング電源装置は
上記実施形態に限定されず、整流平滑回路65は、ダイ
オード60に代えて、npnトランジスタ72とツェナ
ダイオード74、及び抵抗76を図3に示すように組ん
だ整流回路にコンデンサ66を組み合わせたものでも良
い。さらに、図4に示すように、ダイオード60に加え
て、ダイオード78,チョークコイル80による整流回
路にコンデンサ66を組み合わせたものでも良い。これ
により、より効率の良い整流回路とすることができる。
The switching power supply device of the present invention is not limited to the above embodiment, and the rectifying / smoothing circuit 65 includes an npn transistor 72, a Zener diode 74, and a resistor 76 instead of the diode 60 as shown in FIG. It is also possible to combine the assembled rectifier circuit with the capacitor 66. Further, as shown in FIG. 4, in addition to the diode 60, a rectifier circuit including a diode 78 and a choke coil 80 may be combined with a capacitor 66. As a result, a more efficient rectifier circuit can be obtained.

【0025】また、同期整流素子は、n−チャンネルM
OS−FETの他pチャンネルMOS−FETを用いて
も良く、IGBT等の同様の機能を有する素子を用いて
も良い。また、電圧検出手段や、転流用素子をオンさせ
る駆動回路、放電用スイッチ素子は、上記実施形態以外
の同様の機能を有する素子を適宜選択できるものであ
る。放電用スイッチ素子の制御信号は、主スイッチ素子
の駆動信号と同位相の制御信号の他、適宜位相をずらせ
たものも含むものであり、逆位相の信号により同様のス
イッチングを行うものでも良い。絶縁回路としてのドラ
イブトランスも、フォトカプラ等に置き換えても良く、
絶縁を図りつつ信号を伝達できるものであれば良い。ま
た、絶縁回路は転流用素子をオフさせる信号を伝達する
経路に限らず、主スイッチ素子をオン・オフさせる信号
経路に設けても良い。
The synchronous rectifying element is an n-channel M
Other than the OS-FET, a p-channel MOS-FET may be used, and an element having a similar function such as an IGBT may be used. Further, as the voltage detecting means, the drive circuit for turning on the commutation element, and the discharge switching element, elements having the same functions as those in the above-described embodiment can be appropriately selected. The control signal of the discharging switch element includes a control signal having the same phase as the drive signal of the main switching element and a signal having an appropriate phase shift, and the same switching may be performed by a signal having an opposite phase. The drive transformer as an insulation circuit may also be replaced with a photocoupler,
Any signal may be used as long as it can transmit signals while achieving insulation. Further, the insulating circuit is not limited to the path for transmitting the signal for turning off the commutation element, but may be provided for the signal path for turning on / off the main switch element.

【0026】[0026]

【発明の効果】この発明のスイッチング電源装置は、転
流用素子のオン動作を高速化することができ、電源装置
の損失を抑えることができる。また主スイッチ素子の制
御回路により制御された放電用スイッチ素子を設けるこ
とにより、転流用素子のオフを適切にすることができ、
整流用素子との貫通電流を防止し、電源装置の効率を高
めることを可能とし、電源装置の高周波化、小型化に寄
与するものである。
According to the switching power supply device of the present invention, the ON operation of the commutation element can be speeded up, and the loss of the power supply device can be suppressed. Further, by providing the discharge switching element controlled by the control circuit of the main switching element, it is possible to appropriately turn off the commutation element,
It is possible to prevent a through current with the rectifying element and to improve the efficiency of the power supply device, which contributes to higher frequency and smaller size of the power supply device.

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

【図1】この発明の一実施形態のスイッチング電源装置
の概略回路図である。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a switching power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図2】この実施形態のスイッチング電源装置の動作を
示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the switching power supply device of this embodiment.

【図3】この発明のスイッチング電源装置に用いられる
整流平滑回路の他の例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another example of a rectifying / smoothing circuit used in the switching power supply device of the present invention.

【図4】この発明のスイッチング電源装置に用いられる
整流平滑回路のさらに他の例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing still another example of the rectifying / smoothing circuit used in the switching power supply device of the present invention.

【図5】従来のスイッチング電源装置の概略回路図であ
る。
FIG. 5 is a schematic circuit diagram of a conventional switching power supply device.

【図6】従来の他のスイッチング電源装置の概略回路図
である。
FIG. 6 is a schematic circuit diagram of another conventional switching power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

40 メイントランス 41 1次巻線 42 2次巻線 43 3次巻線 44 主スイッチ素子 45 直流電源 46 制御回路 52 整流用素子 54 転流用素子 56 チョークコイル 65 整流平滑回路 40 main transformer 41 Primary winding 42 Secondary winding 43 Third winding 44 Main switch element 45 DC power supply 46 Control circuit 52 Rectifying element 54 Commutation element 56 choke coil 65 Rectification smoothing circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H730 AA14 AS01 BB23 BB57 DD04 EE02 EE08 EE10 EE13 EE72 FF18    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 5H730 AA14 AS01 BB23 BB57 DD04                       EE02 EE08 EE10 EE13 EE72                       FF18

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メイントランスの1次巻線側に直流電源
と主スイッチ素子を接続し、2次巻線側に整流用素子と
転流用素子を接続し、制御回路により主スイッチ素子を
オン・オフさせる同期整流方式のスイッチング電源装置
において、前記メイントランスに3次巻線を設け、前記
主スイッチ素子のオン時に前記3次巻線に発生する電圧
を整流平滑する整流平滑回路を設け、主スイッチ素子が
ターンオフする際の前記整流平滑回路の電位に対する前
記3次巻線の電圧降下を検出して、前記転流用素子をオ
ンさせる駆動手段を設けたことを特徴とするスイッチン
グ電源装置。
1. A DC power supply and a main switching element are connected to a primary winding side of a main transformer, a rectifying element and a commutation element are connected to a secondary winding side, and a main switching element is turned on by a control circuit. In a switching power supply device of a synchronous rectification type that is turned off, a tertiary winding is provided in the main transformer, and a rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes a voltage generated in the tertiary winding when the main switching element is turned on is provided. A switching power supply device comprising a driving means for detecting a voltage drop of the tertiary winding with respect to a potential of the rectifying / smoothing circuit when the element is turned off and turning on the commutation element.
【請求項2】 前記転流用素子のゲートに放電用スイッ
チ素子を接続し、前記制御回路の前記主スイッチ素子用
のオン信号に同期した信号を用いて、前記放電用スイッ
チ素子をオンさせることにより、前記転流用素子をオフ
させるものであることを特徴とする請求項1記載のスイ
ッチング電源装置。
2. A discharge switch element is connected to a gate of the commutation element, and the discharge switch element is turned on by using a signal synchronized with an ON signal for the main switch element of the control circuit. The switching power supply device according to claim 1, wherein the commutation element is turned off.
【請求項3】 前記制御回路からの前記転流用素子をオ
フさせる信号を伝達する経路に、絶縁回路を設けたこと
を特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。
3. The switching power supply device according to claim 2, wherein an insulating circuit is provided in a path for transmitting a signal for turning off the commutation element from the control circuit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008193854A (en) * 2007-02-07 2008-08-21 Fuji Electric Systems Co Ltd Gate drive circuit
JP2011244632A (en) * 2010-05-20 2011-12-01 Cosel Co Ltd Switching power supply apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008193854A (en) * 2007-02-07 2008-08-21 Fuji Electric Systems Co Ltd Gate drive circuit
JP2011244632A (en) * 2010-05-20 2011-12-01 Cosel Co Ltd Switching power supply apparatus

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