JP2003339161A - Synchronous rectifying switching power supply - Google Patents

Synchronous rectifying switching power supply

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JP2003339161A
JP2003339161A JP2002143232A JP2002143232A JP2003339161A JP 2003339161 A JP2003339161 A JP 2003339161A JP 2002143232 A JP2002143232 A JP 2002143232A JP 2002143232 A JP2002143232 A JP 2002143232A JP 2003339161 A JP2003339161 A JP 2003339161A
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Japan
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gate
mosfet
fet
voltage
power supply
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Application number
JP2002143232A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Mizogami
恭生 溝上
Yuzo Matsushita
祐造 松下
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synchronous rectifying switching power supply, capable of improving the efficiency of the power supply by making the back electromotive force induced to a coke coil flow back extending over the entire off-time of switching using a simple configuration. <P>SOLUTION: The synchronous rectifying switching power supply comprises a hold circuit 3, that holds a voltage between the gate G and source S of a MOSFET-Q2 at a holding voltage VH that is higher than the on-voltage VON of the MOSFET-Q2 at the off-time of a MOSFET-Q, and feeds a flow-back current IB via an on-resistor of low resistance, while holding the MOSFET-Q2 in on-state. <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】本発明は交流を整流・平滑し
て生成した直流にオン/オフのスイッチングを施して高
周波パルスを発生し、パルストランスを通した高周波パ
ルスを再度整流・平滑して直流を発生する同期整流型ス
イッチング電源に係り、特にスイッチングのオフ時に還
流用FETをオン状態に保持し、還流電流を流して電源
の効率アップを図る同期整流型スイッチング電源に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generates a high frequency pulse by performing on / off switching on a direct current generated by rectifying and smoothing an alternating current, and again rectifying and smoothing the high frequency pulse passed through a pulse transformer. The present invention relates to a synchronous rectification type switching power supply, and more particularly, to a synchronous rectification type switching power supply for maintaining a freewheeling FET in an ON state when a switching is off and flowing a freewheeling current to improve efficiency of the power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7に従来のスイッチング電源の基本構
成図を示す。図7において、スイッチング電源50は、
全波整流器52、平滑コンデンサC1、スイッチング素
子53、パルストランスT1、リセット回路54、整流
ダイオードD1,還流ダイオードD2、チョークコイル
L、平滑コンデンサC2から構成する。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a basic configuration of a conventional switching power supply. In FIG. 7, the switching power supply 50 is
The full-wave rectifier 52, the smoothing capacitor C1, the switching element 53, the pulse transformer T1, the reset circuit 54, the rectifying diode D1, the freewheeling diode D2, the choke coil L, and the smoothing capacitor C2.

【0003】スイッチング電源50は、入力される交流
電源(例えば、商用電源)51を全波整流器52で整流
し、平滑コンデンサC1で平滑して直流電源VSに変換
し、変換した直流電源VSをスイッチング素子53(例
えば、FET:電界効果トランジスタ)を用いて所定の
デュティ比でオン/オフ駆動し、高周波パルス(例え
ば、周波数50kHz)に変換してパルストランスT1
の一次側に印加することにより、パルストランスT1の
二次側から高周波パルスの出力が得られる。
The switching power supply 50 rectifies an input AC power supply (for example, commercial power supply) 51 by a full-wave rectifier 52, smoothes it with a smoothing capacitor C1 and converts it into a DC power supply VS, and switches the converted DC power supply VS. An element 53 (for example, FET: field effect transistor) is used to perform on / off driving at a predetermined duty ratio, a high frequency pulse (for example, frequency 50 kHz) is converted, and the pulse transformer T1 is converted.
By applying to the primary side of the pulse transformer T1, a high frequency pulse output is obtained from the secondary side of the pulse transformer T1.

【0004】スイッチング素子53がオンの場合、整流
ダイオードD1でパルストランスT1の二次側から得ら
れた高周波パルスを半波整流し、チョークコイルLおよ
び平滑コンデンサC2で平滑して直流電源VO1が発生す
る。
When the switching element 53 is on, the high frequency pulse obtained from the secondary side of the pulse transformer T1 is half-wave rectified by the rectifier diode D1 and smoothed by the choke coil L and the smoothing capacitor C2 to generate the DC power source VO1. To do.

【0005】一方、スイッチング素子53がオフの場合
には、パルストランスT1の一次側に逆起電力(フライ
バック電圧)が発生し、この逆起電力(フライバック電
圧)を抵抗器R、コンデンサCおよびダイオードDで構
成したリセット回路54で吸収する時に流れるリセット
電流IRによってパルストランスT1の二次側に負の電
圧が発生する。パルストランスT1の二次側に発生した
負の電圧は、整流ダイオードD1がオフ状態にあるの
で、閉回路を構成することがなく、なんら電流を流すこ
とがない。
On the other hand, when the switching element 53 is off, a counter electromotive force (flyback voltage) is generated on the primary side of the pulse transformer T1, and the counter electromotive force (flyback voltage) is applied to the resistor R and the capacitor C. A negative voltage is generated on the secondary side of the pulse transformer T1 by the reset current IR flowing when absorbed by the reset circuit 54 composed of the diode D. The negative voltage generated on the secondary side of the pulse transformer T1 does not form a closed circuit because the rectifying diode D1 is in the off state, and does not flow any current.

【0006】また、スイッチング素子53がオフの場合
には、整流ダイオードD1を介してチョークコイルLに
流れる電流が停止するため、チョークコイルLに平滑コ
ンデンサC2側が+(プラス)極性、整流ダイオードD
1のカソード側が−(マイナス)極性のフライバック電
圧が発生し、このフライバック電圧によって平滑コンデ
ンサC2→還流ダイオードD2→チョークコイルLの経
路で還流電流IBが流れ、平滑コンデンサC2に充電す
ることになり、平滑コンデンサC2に発生する直流電源
の効率を高めるように作用する。
When the switching element 53 is off, the current flowing through the choke coil L via the rectifier diode D1 is stopped, so that the smoothing capacitor C2 side of the choke coil L has a + (plus) polarity and the rectifier diode D.
A flyback voltage of negative polarity is generated on the cathode side of 1, and the flyback voltage causes a return current IB to flow in the path of the smoothing capacitor C2 → the freewheeling diode D2 → the choke coil L to charge the smoothing capacitor C2. Therefore, it acts to increase the efficiency of the DC power source generated in the smoothing capacitor C2.

【0007】なお、平滑コンデンサC2に発生する直流
電源の電源容量は、スイッチング素子53の駆動信号の
オン/オフのデューティを変更することによって調節す
ることができる。
The power capacity of the DC power source generated in the smoothing capacitor C2 can be adjusted by changing the ON / OFF duty of the drive signal of the switching element 53.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図7に示す従来のスイ
ッチング電源50は、近年、負荷に大電流が要求されて
きており、整流ダイオードD1および還流ダイオードD
2に流れる電流が大きな場合には、整流ダイオードD1
および還流ダイオードD2の電圧降下が大きくなり、ス
イッチング電源50の電力損失を招き、電源効率を低下
させる課題がある。
In the conventional switching power supply 50 shown in FIG. 7, a large current is required for a load in recent years, and a rectifying diode D1 and a free wheeling diode D are required.
When the current flowing through 2 is large, the rectifying diode D1
Also, there is a problem that the voltage drop of the free wheeling diode D2 becomes large, causing a power loss of the switching power supply 50 and reducing the power supply efficiency.

【0009】例えば、整流ダイオードD1にショットキ
ーダイオードを用いても、流れる電流が10A(アンペ
ア)では、アノード−カソード間の電圧降下が0.5V
(ボルト)程度となり、5W(ワット)の電力損失とな
る。一方、還流ダイオードD2についても整流ダイオー
ドD1と同様であり、電力損失を招く。
For example, even if a Schottky diode is used as the rectifier diode D1, if the flowing current is 10 A (ampere), the voltage drop between the anode and the cathode is 0.5 V.
(Volts) and power loss of 5 W (Watt). On the other hand, the free wheeling diode D2 is similar to the rectifying diode D1 and causes power loss.

【0010】このような課題を解消するため、整流ダイ
オードD1および還流ダイオードD2の電力損失の改善
がなされている。図8に従来の同期整流型スイッチング
電源の構成図を示す。なお、図8に示すパルストランス
T2の一次側より前段の部分は、図7に示す構成と同じ
なので省略する。
In order to solve such a problem, the power loss of the rectifying diode D1 and the free wheeling diode D2 has been improved. FIG. 8 shows a block diagram of a conventional synchronous rectification type switching power supply. It should be noted that the portion of the pulse transformer T2 shown in FIG. 8 preceding the primary side has the same configuration as that shown in FIG.

【0011】図8において、パルストランスT2は、二
次側に、二次巻線M2に加えて付加巻線H1、付加巻線
H2を設け、整流ダイオードD1と並列にオン抵抗の低
いMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Ef
fect Transistor:MOS電界効果トランジスタ)−Q1
(整流用FET)を接続し、還流ダイオードD2と並列
にオン抵抗の低いMOSFET−Q2(還流用FET)
を接続する。MOSFET−Q1およびMOSFET−
Q2は、構造上ゲートG−ソースS間にMetal-Oxide-Se
miconductorのゲート容量が構成される。
In FIG. 8, a pulse transformer T2 is provided with an additional winding H1 and an additional winding H2 in addition to the secondary winding M2 on the secondary side, and a MOSFET (Metal) having a low on-resistance is provided in parallel with the rectifying diode D1. Oxide Semiconductor Field Ef
fect Transistor: MOS field effect transistor) -Q1
(Rectification FET) is connected, and MOSFET-Q2 (recirculation FET) with low on-resistance is connected in parallel with the circulation diode D2.
Connect. MOSFET-Q1 and MOSFET-
Q2 is a metal-oxide-se between the gate G and the source S due to the structure.
The gate capacitance of the miconductor is configured.

【0012】二次巻線M2と付加巻線H1、付加巻線H
2とは、同じ巻き方向として二次巻線M2のP1端子−
P2端子間が+(プラス)の場合(●印側が+)には、
付加巻線H1のP3端子−端子P1間が+(プラス)と
なり、付加巻線H2の端子P2−端子P4間が+(プラ
ス)となる(いずれも●印側が+)ように設定する。逆
に、二次巻線M2のP1端子−P2端子間が−(マイナ
ス)の場合(●印側が−)には、付加巻線H1のP3端
子−端子P1間が−(マイナス)となり、付加巻線H2
のP2端子−P4端子間が−(マイナス)となる(いず
れも●印側が−)。
Secondary winding M2, additional winding H1, additional winding H
2 means the same winding direction as the P1 terminal of the secondary winding M2.
When there is + (plus) between the P2 terminals (the + side is +),
The additional winding H1 is set such that the P3 terminal-terminal P1 is + (plus) and the additional winding H2 terminal P2-terminal P4 is + (plus) (both are marked +). On the contrary, when the P1 terminal-P2 terminal of the secondary winding M2 is-(minus) (the side marked with-is-), the P3 terminal-terminal P1 of the additional winding H1 is- (minus), Winding H2
-(Minus) is between the P2 terminal and P4 terminal (in both cases, the-mark side is-).

【0013】P3端子とMOSFET−Q1のゲートG
間に抵抗器R1を接続、MOSFET−Q1のソースS
を整流ダイオードD1のアノード側に接続、MOSFE
T−Q1のドレインを整流ダイオードD1のカソード側
に接続する。
P3 terminal and gate G of MOSFET-Q1
A resistor R1 is connected between the sources S of MOSFET-Q1.
Is connected to the anode side of the rectifying diode D1, and the MOSFE
The drain of T-Q1 is connected to the cathode side of the rectifying diode D1.

【0014】一方、P4端子とMOSFET−Q2のゲ
ートG間に抵抗器R2を接続、MOSFET−Q2のソ
ースSを還流ダイオードD2のアノード側に接続、MO
SFET−Q2のドレインを還流ダイオードD2のカソ
ード側に接続する。
On the other hand, a resistor R2 is connected between the P4 terminal and the gate G of the MOSFET-Q2, the source S of the MOSFET-Q2 is connected to the anode side of the free wheeling diode D2, and MO
The drain of SFET-Q2 is connected to the cathode side of the free wheeling diode D2.

【0015】図9にパルストランスの二次側に発生する
電圧波形図を示す。(a)図に二次巻線M2のP1−P
2間電圧波形、(b)図に付加巻線H1のP3−P1間
電圧波形、(c)図に付加巻線H2のP4−P2間電圧
波形を示す。(a)図および(b)の電圧波形は、図7
に示すスイッチング素子53がオン期間TONに、+(プ
ラス)の矩形波を発生し、スイッチング素子53がオフ
期間TOFFに、−(マイナス)の波形を発生する。一
方、(c)図の電圧波形は、図7に示すスイッチング素
子53がオン期間TONに、−(マイナス)の矩形波を発
生し、スイッチング素子53がオフ期間TOFFに、+
(プラス)の波形を発生する。なお、(b)および
(c)図において、VONは、それぞれMOSFET−Q
1およびMOSFET−Q2がオン状態となる電圧(ゲ
ートG−ソースS間電圧)を表わす。
FIG. 9 shows a voltage waveform diagram generated on the secondary side of the pulse transformer. (A) shows P1-P of the secondary winding M2
2 shows a voltage waveform between two windings, (b) shows a voltage waveform between P3 and P1 of the additional winding H1, and (c) shows a voltage waveform between P4 and P2 of the additional winding H2. The voltage waveforms in FIGS. 7A and 7B are shown in FIG.
The switching element 53 shown in (1) generates a + (plus) rectangular wave in the ON period TON, and the switching element 53 generates a- (minus) waveform in the OFF period TOFF. On the other hand, in the voltage waveform of FIG. 7C, the switching element 53 shown in FIG. 7 generates a − (minus) rectangular wave in the ON period TON, and the switching element 53 in the OFF period TOFF, +
Generates a (plus) waveform. In addition, in the figures (b) and (c), VON is MOSFET-Q, respectively.
1 and the voltage at which the MOSFET-Q2 is turned on (voltage between the gate G and the source S).

【0016】次に、図8および図9を参照してMOSF
ET−Q1の動作について説明する。図7に示すスイッ
チング素子53がオンの場合、図9の(b)図に示す矩
形波(P3−P1間電圧)が抵抗器R1を介してMOS
FET−Q1のゲートG−ソースS間に印加され、矩形
波(P3−P1間電圧)がVON(Q1オン電圧)以上の
電圧でMOSFET−Q1がオン状態となり、整流ダイ
オードD1を低抵抗(オン抵抗)でシャントして整流電
流をチョークコイルLに供給する。なお、MOSFET
−Q1のオン状態は、スイッチング素子53のオン期間
TONだけ常に継続する。
Next, referring to FIGS. 8 and 9, MOSF
The operation of ET-Q1 will be described. When the switching element 53 shown in FIG. 7 is turned on, the rectangular wave (voltage between P3 and P1) shown in FIG. 9B is MOS-connected through the resistor R1.
It is applied between the gate G and the source S of the FET-Q1, and when the rectangular wave (voltage between P3 and P1) is VON (Q1 ON voltage) or more, the MOSFET-Q1 is turned on and the rectifier diode D1 is turned on with low resistance (ON). It shunts with a resistance and supplies a rectified current to the choke coil L. In addition, MOSFET
The ON state of -Q1 always continues for the ON period TON of the switching element 53.

【0017】このように、整流ダイオードD1にMOS
FET−Q1を並列接続し、MOSFET−Q1をオン
させてMOSFET−Q1のオン抵抗に整流電流を流す
ように構成したので、整流電流が大電流の場合に整流ダ
イオードD1による電力損失を大幅に低減して電源の効
率アップを図ることができる。
As described above, the rectifier diode D1 has a MOS
Since the FET-Q1 is connected in parallel and the MOSFET-Q1 is turned on so that the rectification current flows through the on-resistance of the MOSFET-Q1, the power loss due to the rectification diode D1 is greatly reduced when the rectification current is a large current. Therefore, the efficiency of the power supply can be improved.

【0018】続いて、図8および図9を参照してMOS
FET−Q2の動作について説明する。図7に示すスイ
ッチング素子53がオフの場合、図9の(c)図に示す
+(プラス)波形(P4−P2間電圧)が抵抗器R2を
介してMOSFET−Q2のゲートG−ソースS間に印
加され、+(プラス)波形(P4−P2間電圧)がVON
(Q2オン電圧)以上の電圧でMOSFET−Q2がオ
ン状態となり、還流ダイオードD2を低抵抗(オン抵
抗)でシャントして還流電流IBを平滑コンデンサC2
→MOSFET−Q2のオン抵抗→チョークコイルLの
経路で流す。
Next, referring to FIG. 8 and FIG.
The operation of the FET-Q2 will be described. When the switching element 53 shown in FIG. 7 is off, the + (plus) waveform (voltage between P4 and P2) shown in FIG. 9C is between the gate G and the source S of the MOSFET-Q2 via the resistor R2. Is applied to V + and the + (plus) waveform (voltage between P4 and P2) is VON
The MOSFET-Q2 is turned on at a voltage higher than (Q2 ON voltage), the freewheeling diode D2 is shunted with a low resistance (ON resistance), and the freewheeling current IB is smoothed by the smoothing capacitor C2.
-> ON resistance of MOSFET-Q2-> Flow through the path of choke coil L.

【0019】このように、還流ダイオードD2にMOS
FET−Q2を並列接続し、MOSFET−Q2をオン
させてMOSFET−Q2のオン抵抗に還流電流IBを
流すように構成したので、還流電流が多い場合に還流ダ
イオードD2による電力損失を大幅に低減して電源の効
率アップを図ることができる。
As described above, the freewheeling diode D2 has a MOS
Since the FET-Q2 is connected in parallel and the MOSFET-Q2 is turned on so that the return current IB flows through the on-resistance of the MOSFET-Q2, the power loss due to the return diode D2 is significantly reduced when the return current is large. Power supply efficiency can be improved.

【0020】しかし、MOSFET−Q2のオン状態
は、図9の(c)図に示すように、スイッチング素子5
3のオフ期間TOFFの一部なので、+(プラス)波形
(P4−P2間電圧)がVON(Q2オン電圧)を下回る
と、MOSFET−Q2は、オフ状態となってMOSF
ET−Q2に流れる還流電流IBが停止し、還流電流IB
が還流ダイオードD2に流れるため、還流ダイオードD
2の電力損失によって電源の効率アップを充分に達成で
きない課題がある。
However, the on-state of the MOSFET-Q2 is the switching element 5 as shown in FIG. 9 (c).
Since it is a part of the off period TOFF of No. 3, when the + (plus) waveform (voltage between P4 and P2) falls below VON (Q2 on voltage), the MOSFET-Q2 is turned off and the MOSF is turned off.
The return current IB flowing through ET-Q2 stops, and the return current IB
Flows into the freewheeling diode D2, so the freewheeling diode D
There is a problem that efficiency improvement of the power source cannot be achieved sufficiently due to the power loss of 2.

【0021】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、その目的は単純な構成で、スイッチ
ングのオフ時全体に亘り、チョークコイルに誘起される
逆起電力を還流させて電源の効率アップを図る同期整流
型スイッチング電源を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and its object is a simple structure in which a counter electromotive force induced in a choke coil is circulated throughout a switching OFF time. It is to provide a synchronous rectification type switching power supply that improves the efficiency of the above.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る同期整流型スイッチング電源は、スイッ
チング素子のオフ時に、パルストランスの二次側の付加
巻線に発生する逆起電力を還流用FETのゲートに印加
し、還流用FETをオンに保持するホールド回路を備え
たことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a synchronous rectification type switching power supply according to the present invention circulates a counter electromotive force generated in an additional winding on the secondary side of a pulse transformer when a switching element is turned off. It is characterized by comprising a hold circuit for applying the voltage to the gate of the power-supply FET and holding the free-wheeling FET on.

【0023】この発明に係る同期整流型スイッチング電
源は、スイッチング素子のオフ時に、パルストランスの
二次側の付加巻線に発生する逆起電力を還流用FETの
ゲートに印加し、還流用FETをオンに保持するホール
ド回路を備えたので、スイッチング素子のオフ期間中
は、還流用FETをオン状態に保持して還流電流を流
し、平滑コンデンサを充電することができ、単純な構成
で、電源の効率アップを図ることができる。
In the synchronous rectification type switching power supply according to the present invention, the counter electromotive force generated in the additional winding on the secondary side of the pulse transformer is applied to the gate of the freewheeling FET when the switching element is turned off, and the freewheeling FET is turned on. Since it has a hold circuit that keeps it on, the freewheeling FET can be kept on and a freewheeling current can flow to charge the smoothing capacitor during the off period of the switching element. It is possible to improve efficiency.

【0024】また、この発明に係るホールド回路は、還
流用FETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナ
ーダイオードとで構成したことを特徴とする。
Further, the hold circuit according to the present invention is characterized by being constituted by a gate capacitance between the gate and the source of the freewheeling FET and a Zener diode.

【0025】この発明に係るホールド回路は、還流用F
ETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナーダイ
オードとで構成したので、スイッチング素子のオフ期間
中は、ツェナーダイオードの逆方向(ダイオードの順方
向バイアス:およそ0.6V)特性を介してゲート容量
を充電し、還流用FETのゲートをツェナー電圧以上に
保持するので、還流用FETをオン状態にして還流電流
を流すことができる。
The hold circuit according to the present invention is a return F
Since it is composed of the gate capacitance between the gate and source of ET and the Zener diode, during the OFF period of the switching element, the gate capacitance is generated through the reverse direction characteristic of the Zener diode (diode forward bias: about 0.6 V). Is charged and the gate of the free-wheeling FET is maintained at a Zener voltage or higher, so that the free-wheeling FET can be turned on to flow a free-wheeling current.

【0026】さらに、この発明に係るホールド回路は、
還流用FETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェ
ナーダイオードと並列接続したコンデンサとで構成した
ことを特徴とする。
Further, the hold circuit according to the present invention is
It is characterized in that it is composed of a gate capacitance between the gate and source of the freewheeling FET and a capacitor connected in parallel with the Zener diode.

【0027】この発明に係るホールド回路は、還流用F
ETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナーダイ
オードと並列接続したコンデンサとで構成したので、ス
イッチング素子がオフからオンに変化する場合、ツェナ
ーダイオードが放電するまでの間、ゲート容量に充電さ
れた電荷をコンデンサを介して引き抜くことができ、還
流用FETのオフになる時間の高速化を図ることができ
る。
The hold circuit according to the present invention is a return F
Since it was composed of the gate capacitance between the gate and source of ET and the capacitor connected in parallel with the Zener diode, when the switching element changed from OFF to ON, the gate capacitance was charged until the Zener diode was discharged. The charge can be extracted via the capacitor, and the turn-off time of the freewheeling FET can be shortened.

【0028】また、この発明に係るホールド回路は、還
流用FETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナ
ーダイオードと並列接続したショットキーダイオードと
で構成したことを特徴とする。
Further, the hold circuit according to the present invention is characterized by being constituted by a gate capacitance between the gate and the source of the freewheeling FET and a Schottky diode connected in parallel with the Zener diode.

【0029】この発明に係るホールド回路は、還流用F
ETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナーダイ
オードと並列接続したショットキーダイオードとで構成
したので、スイッチング素子のオフ時にショットキーダ
イオードを介してゲート容量に高速に充電することがで
き、還流用FETのオンになる時間の高速化を図ること
ができる。
The hold circuit according to the present invention includes a free-wheeling F
Since it is composed of the gate capacitance between the gate and source of ET and the Schottky diode connected in parallel with the Zener diode, the gate capacitance can be charged at high speed via the Schottky diode when the switching element is off, and it can be used for freewheeling. It is possible to speed up the time when the FET is turned on.

【0030】さらに、この発明に係るホールド回路は、
還流用FETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェ
ナーダイオードと並列接続したコンデンサならびにショ
ットキーダイオードとで構成したことを特徴とする。
Further, the hold circuit according to the present invention is
It is characterized by being constituted by a gate capacitance between the gate and source of the freewheeling FET, a capacitor connected in parallel with the Zener diode, and a Schottky diode.

【0031】この発明に係るホールド回路は、還流用F
ETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナーダイ
オードと並列接続したコンデンサならびにショットキー
ダイオードとで構成したので、スイッチング素子のオン
時およびオフ時に、ゲート容量に高速充電およびゲート
容量から高速放電することができ、還流用FETのオン
時間およびオフ時間の高速化を実現することができる。
The hold circuit according to the present invention is a return F
Since it is composed of a gate capacitance between the gate and source of ET, a capacitor connected in parallel with a Zener diode, and a Schottky diode, fast charge and discharge of the gate capacitance when the switching element is on and off. Therefore, it is possible to shorten the on-time and off-time of the freewheeling FET.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図1はこの発明に係る同期
整流型スイッチング電源の実施の形態基本構成図であ
る。図1において、同期整流型スイッチング電源1は、
ダイオードブリッジからなる全波整流器DB、平滑コン
デンサC1、ダイオードD,コンデンサC,抵抗器Rか
らなるリセット回路2、スイッチング素子を構成するM
OSFET−Q、一次巻線M1,二次巻線M2,二次側
の付加巻線H1,付加巻線H2を備えたパルストランス
T、整流ダイオードD1、整流ダイオードD1と並列接
続したMOSFET−Q1、還流ダイオードD2、還流
ダイオードD2と並列接続したMOSFET−Q2、ホ
ールド回路3、チョークコイルL、平滑コンデンサC2
を備える。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a basic configuration diagram of an embodiment of a synchronous rectification type switching power supply according to the present invention. In FIG. 1, the synchronous rectification type switching power supply 1 is
Full-wave rectifier DB consisting of diode bridge, smoothing capacitor C1, reset circuit 2 consisting of diode D, capacitor C, and resistor R, M forming a switching element
OSFET-Q, primary winding M1, secondary winding M2, secondary side additional winding H1, pulse transformer T provided with additional winding H2, rectifier diode D1, MOSFET-Q1 connected in parallel with rectifier diode D1, Freewheeling diode D2, MOSFET-Q2 connected in parallel with freewheeling diode D2, hold circuit 3, choke coil L, smoothing capacitor C2
Equipped with.

【0033】同期整流型スイッチング電源1は、交流入
力端子に入力される交流電源VAC(例えば、商用電源)
を全波整流器DBで全波整流する。平滑コンデンサC1
は、全波整流されたリップル成分を含む波形(信号)を
平滑して直流電源VSに変換し、MOSFET−Qは、
変換した直流電源VSを所定のデューティ比でオン/オ
フ駆動し、高周波パルス(例えば、周波数50kHz)
に変換してパルストランスTの一次巻線M1に印加する
ことにより、パルストランスTの二次巻線M2(P1端
子−P2端子間)から高周波パルスの出力が得られる。
The synchronous rectification type switching power supply 1 is an AC power supply VAC (for example, commercial power supply) input to an AC input terminal.
Is full-wave rectified by the full-wave rectifier DB. Smoothing capacitor C1
Is a full-wave rectified waveform (signal) including a ripple component and is converted into a DC power supply VS, and MOSFET-Q is
The converted DC power supply VS is driven on / off at a predetermined duty ratio, and a high frequency pulse (for example, frequency 50 kHz)
By applying to the primary winding M1 of the pulse transformer T after the conversion, the high frequency pulse output is obtained from the secondary winding M2 (between the P1 terminal and the P2 terminal) of the pulse transformer T.

【0034】なお、パルストランスTの二次側に、付加
巻線H1および付加巻線H2を設け、付加巻線H1(P
3端子−P1端子間)から二次巻線M2と同位相の出力
(起電力)が得られ、付加巻線H2(P4端子−P2端
子間)から二次巻線M2と逆位相の出力(起電力)が得
られる。
An additional winding H1 and an additional winding H2 are provided on the secondary side of the pulse transformer T, and the additional winding H1 (P
An output (electromotive force) in the same phase as the secondary winding M2 is obtained from the 3 terminal-P1 terminal), and an output (electromotive force) in the opposite phase to the secondary winding M2 from the additional winding H2 (P4 terminal-P2 terminal) ( Electromotive force) is obtained.

【0035】整流ダイオードD1と並列接続したMOS
FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tra
nsistor:MOS電界効果トランジスタ)−Q1(整流用
FET)は、オン抵抗が低いもので構成し、ゲートGを
抵抗器R1を介して付加巻線H1のP3端子に接続し、
ソースSを整流ダイオードD1のアノード側(P1端子
側)に接続し、ドレインを整流ダイオードD1のカソー
ド側に接続する。
MOS connected in parallel with rectifier diode D1
FET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tra
nsistor: MOS field effect transistor) -Q1 (rectification FET) is configured with a low on-resistance, and the gate G is connected to the P3 terminal of the additional winding H1 via the resistor R1.
The source S is connected to the anode side (P1 terminal side) of the rectifier diode D1, and the drain is connected to the cathode side of the rectifier diode D1.

【0036】一方、還流ダイオードD2と並列接続した
MOSFET−Q2(還流用FET)は、オン抵抗が低
いもので構成し、ゲートGをホールド回路3を介して付
加巻線H2のP4端子に接続し、ソースSを還流ダイオ
ードD2のアノード側(P2端子側)に接続し、ドレイ
ンを還流ダイオードD2のカソード側に接続する。
On the other hand, the MOSFET-Q2 (reflux FET) connected in parallel with the free wheeling diode D2 has a low on-resistance, and the gate G is connected via the hold circuit 3 to the P4 terminal of the additional winding H2. , The source S is connected to the anode side (P2 terminal side) of the free wheeling diode D2, and the drain is connected to the cathode side of the free wheeling diode D2.

【0037】MOSFET−Qがオン状態のMOSFE
T−Q1(整流用FET)の動作について説明する。M
OSFET−Qがオンの場合、付加巻線H1の+(プラ
ス)極性の矩形波(P3−P1間電圧)が抵抗器R1を
介してMOSFET−Q1(整流用FET)のゲートG
−ソースS間に印加され、矩形波(P3−P1間電圧)
がVON(Q1オン電圧)以上の電圧でMOSFET−Q
1がオン状態となり、整流ダイオードD1を低抵抗(オ
ン抵抗)でシャントして整流電流をチョークコイルLに
供給する。なお、MOSFET−Q1のオン状態は、M
OSFET−Qがオン期間にある限り常に継続する。
MOSFET with MOSFET-Q turned on
The operation of T-Q1 (FET for rectification) will be described. M
When the OSFET-Q is on, the square wave (voltage between P3 and P1) of the additional winding H1 of + (plus) polarity is supplied to the gate G of the MOSFET-Q1 (rectification FET) via the resistor R1.
-Square wave applied between sources S (voltage between P3 and P1)
Is MOSFET-Q at a voltage higher than VON (Q1 ON voltage)
1, the rectifier diode D1 is shunted with a low resistance (ON resistance) to supply a rectified current to the choke coil L. The on-state of the MOSFET-Q1 is M
It always continues as long as OSFET-Q is on.

【0038】MOSFET−Q1のオン抵抗(低抵抗)
を通過した+(プラス)極性の矩形波(P3−P1間電
圧)は、チョークコイルLおよび平滑コンデンサC2で
平滑され、平滑コンデンサC2の両端から直流電源VO3
が発生する。
On-resistance (low resistance) of MOSFET-Q1
The + (plus) polarity rectangular wave (voltage between P3 and P1) that has passed through is smoothed by the choke coil L and the smoothing capacitor C2, and the DC power supply VO3 is supplied from both ends of the smoothing capacitor C2.
Occurs.

【0039】このように、整流ダイオードD1にMOS
FET−Q1を並列接続し、MOSFET−Q1をオン
させてMOSFET−Q1のオン抵抗に整流電流を流す
ように構成したので、整流電流が大電流の場合に整流ダ
イオードD1による電力損失を大幅に低減して電源の効
率アップを図ることができる。なお、MOSFET−Q
1の作用ならびに効果は、図8に示すものと同一であ
る。
As described above, the rectifier diode D1 has a MOS
Since the FET-Q1 is connected in parallel and the MOSFET-Q1 is turned on so that the rectification current flows through the on-resistance of the MOSFET-Q1, the power loss due to the rectification diode D1 is greatly reduced when the rectification current is a large current. Therefore, the efficiency of the power supply can be improved. In addition, MOSFET-Q
The action and effect of 1 are the same as those shown in FIG.

【0040】次に、MOSFET−Qがオフ状態のMO
SFET−Q2(還流用FET)の動作について説明す
る。MOSFET−Q2(還流用FET)の動作の説明
に先立ってMOSFET−Q2(還流用FET)に印加
される波形について説明する。
Next, the MO-FET in which the MOSFET-Q is in the off state.
The operation of SFET-Q2 (return FET) will be described. Prior to description of the operation of the MOSFET-Q2 (reflux FET), the waveform applied to the MOSFET-Q2 (reflux FET) will be described.

【0041】図2はこの発明に係る還流用FETに印加
される波形図である。(a)図はMOSFET−Qのオ
ン/オフ波形図、(b)図は付加巻線H2(P4端子−
P2端子間)に発生する電圧波形図、(c)図はMOS
FET−Q2のゲートG−ソースS間のホールド電圧V
H波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram applied to the freewheeling FET according to the present invention. (A) is an ON / OFF waveform diagram of MOSFET-Q, and (b) is an additional winding H2 (P4 terminal-
Waveform diagram of voltage generated between terminals (P2), (c) is MOS
Hold voltage V between gate G and source S of FET-Q2
It is a H waveform diagram.

【0042】(a)図のMOSFET−Qがオフ時に
は、付加巻線H2(P4端子−P2端子間)に(b)図
示す+(プラス)極性の電圧波形が発生する。この電圧
波形は、時間t0で立ち上がり、時間t1でMOSFET
−Q2のオン電圧VONに到達し、更に増加を続けてピー
ク電圧VPとなり、以後次第に減少して時間t2で、再度
オン電圧VONとなり、時間t4で0になるものとする。
When the MOSFET-Q shown in (a) is off, a voltage waveform of + (plus) polarity shown in (b) is generated in the additional winding H2 (between P4 terminal and P2 terminal). This voltage waveform rises at time t0 and at time t1 MOSFET
It is assumed that the on-voltage VON of -Q2 is reached, the voltage continues to increase and becomes the peak voltage VP, and then gradually decreases and then becomes the on-voltage VON again at the time t2 and becomes 0 at the time t4.

【0043】MOSFET−Qがオフ時に、(b)図の
+(プラス)極性の電圧波形が付加巻線H2(P4端子
−P2端子間)に発生すると、この電圧は、ホールド回
路3を介してMOSFET−Q2のゲートG−ソースS
間に印加される。
When the MOSFET-Q is off and a voltage waveform of + (plus) polarity in the diagram (b) is generated in the additional winding H2 (between the P4 terminal and the P2 terminal), this voltage is passed through the hold circuit 3. Gate-source S of MOSFET-Q2
Applied between.

【0044】ホールド回路3は、電圧保持回路で構成
し、MOSFET−Qがオフ時には、MOSFET−Q
2(還流用FET)のゲートG−ソースS間の電圧をM
OSFET−Q2のオン電圧VONよりも高い保持電圧V
Hに保持し、MOSFET−Q2をオン状態に保持して
低抵抗のオン抵抗を介して還流電流IBを流すように構
成する。
The hold circuit 3 is composed of a voltage holding circuit, and when the MOSFET-Q is off, the MOSFET-Q is
The voltage between the gate G and the source S of 2 (reflux FET) is M
Holding voltage V higher than ON voltage VON of OSFET-Q2
It is configured to hold H, keep the MOSFET-Q2 in the ON state, and allow the return current IB to flow through the low resistance ON resistance.

【0045】図2の(c)図において、ホールド回路3
の保持電圧VH(ハッチング表示)は、時間t1でMOS
FET−Q2のオン電圧VONに達した後、MOSFET
−Qのオフが終了する時間t4までオン電圧VONよりも
大きな値(VH≧VON)であればよい。
In FIG. 2C, the hold circuit 3
Holding voltage VH (hatched display) is
After reaching the ON voltage VON of the FET-Q2,
It is sufficient that the value is larger than the ON voltage VON (VH ≧ VON) until the time t4 when the OFF of -Q is completed.

【0046】このように、この発明に係る同期整流型ス
イッチング電源1は、スイッチング素子(MOSFET
−Q)のオフ時に、パルストランスTの二次側の付加巻
線H2に発生する逆起電力を還流用FET(MOSFE
T−Q2)のゲートGに印加し、還流用FETをオンに
保持するホールド回路3を備えたので、スイッチング素
子(MOSFET−Q)のオフ期間中は、還流用FET
(MOSFET−Q2)をオン状態に保持して還流電流
IBを流し、平滑コンデンサC2を充電することがで
き、単純な構成で、電源の効率アップを図ることができ
る。
As described above, the synchronous rectification type switching power supply 1 according to the present invention includes a switching element (MOSFET).
-Q) is turned off, the counter electromotive force generated in the additional winding H2 on the secondary side of the pulse transformer T is supplied to the freewheeling FET (MOSFE).
Since the holding circuit 3 for applying the voltage to the gate G of T-Q2) and holding the freewheeling FET on is provided, the freewheeling FET is provided during the off period of the switching element (MOSFET-Q).
The (MOSFET-Q2) can be held in the ON state to flow the return current IB to charge the smoothing capacitor C2, and the efficiency of the power supply can be improved with a simple configuration.

【0047】なお、MOSFET−Q1およびMOSF
ET−Q2のオン抵抗をより低抵抗にする要求がある場
合には、MOSFET−Q1およびMOSFET−Q2
をそれぞれ2個以上並列に接続することにより、充分要
求に対応することができる。
Note that MOSFET-Q1 and MOSF
When there is a demand for lowering the on resistance of ET-Q2, MOSFET-Q1 and MOSFET-Q2
By connecting two or more of each in parallel, it is possible to sufficiently meet the demand.

【0048】図3はこの発明に係るホールド回路の一実
施の形態回路図である。(a)図にホールド回路図、
(b)図にホールド電圧特性図を示す。(a)図におい
て、ホールド回路4は、MOSFET(Metal Oxide Se
miconductor Field Effect Transistor:MOS電界効果
トランジスタ)−Q2のゲートG−ソースS間に形成さ
れるMetal-Oxide-Semiconductor構成のゲート容量CG
と、付加巻線H2のP4端子とMOSFET−Q2のゲ
ートG間に挿入したツェナーダイオードZDとで構成す
る。
FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment of the hold circuit according to the present invention. The hold circuit diagram in (a),
A hold voltage characteristic diagram is shown in FIG. In the figure (a), the hold circuit 4 is a MOSFET (Metal Oxide Se
(gate field effect transistor: MOS field effect transistor) -a gate capacitance CG of a metal-oxide-semiconductor structure formed between a gate G and a source S of Q2
And a Zener diode ZD inserted between the P4 terminal of the additional winding H2 and the gate G of the MOSFET-Q2.

【0049】ツェナーダイオードZDは、P4端子−ゲ
ートG間の特性がシリコンダイオードのアノード−カソ
ード特性を有し、ゲートG−P4端子間の特性がツェナ
ー特性(ツェナー電圧VZ)を有する。
In the Zener diode ZD, the characteristic between the P4 terminal and the gate G has the anode-cathode characteristic of the silicon diode, and the characteristic between the gate G and the P4 terminal has the Zener characteristic (Zener voltage VZ).

【0050】(b)図において、付加巻線H2のP4端
子−P2端子間の電圧VDは、時間t0で立ち上がり、時
間t2でMOSFET−Q2のオン電圧VON、ツェナー
電圧VZを通過して時間taでピーク電圧VPに到達し、
以後、時間tbでツェナー電圧VZ、オン電圧VONを経由
して時間tcで最低電圧に達する。
In the diagram (b), the voltage VD between the P4 terminal and the P2 terminal of the additional winding H2 rises at time t0, passes the ON voltage VON of the MOSFET-Q2 and the Zener voltage VZ at time t2, and passes through time ta. Reaches the peak voltage VP at
After that, at time tb, the minimum voltage is reached at time tc via the Zener voltage VZ and the ON voltage VON.

【0051】ホールド電圧VHは、P4端子−P2端子
間の電圧VDよりもダイオードの順方向電圧VF(およそ
0.6V)低い電圧がゲート容量CGに充電されてい
き、ピーク電圧Vp(実際は、VP−VF)となる。
As for the hold voltage VH, a voltage lower than the voltage VD between the P4 terminal and the P2 terminal by the forward voltage VF (approximately 0.6 V) of the diode is charged in the gate capacitance CG, and the peak voltage Vp (actually, VP -VF).

【0052】次に、P4端子−P2端子間の電圧VDが
減少しても、電圧VDがVP−VZになるまではツェナー
ダイオードZDがオフ状態を保つため、ホールド電圧V
Hは、ピーク電圧VP(実際は、VP−VF)を保持する。
Next, even if the voltage VD between the P4 terminal and the P2 terminal decreases, the zener diode ZD remains off until the voltage VD becomes VP-VZ.
H holds the peak voltage VP (actually, VP-VF).

【0053】続いて、ホールド電圧VHは、電圧VDが減
少するに従ってツェナーダイオードZDがオン状態とな
って減少し、VH=VZになった時点でツェナー電圧VZ
となり、これ以降VD=0になるまでツェナーダイオー
ドZDがオフ状態を保つため、ツェナー電圧VZに保持
する。
Then, the hold voltage VH decreases as the voltage VD decreases and the zener diode ZD is turned on, and when VH = VZ, the zener voltage VZ is reduced.
Since then, the Zener diode ZD is kept in the OFF state until VD = 0, and therefore the Zener voltage VZ is maintained.

【0054】したがって、ツェナー電圧VZをオン電圧
VONよりも大きく(VZ>VON)設定することにより、
スイッチング素子(MOSFET−Q)のオフ時に、M
OSFET−Q2(還流用FET)をオン状態に保持す
ることができる。
Therefore, by setting the Zener voltage VZ higher than the ON voltage VON (VZ> VON),
When the switching element (MOSFET-Q) is off, M
OSFET-Q2 (reflux FET) can be held in the ON state.

【0055】このように、この発明に係るホールド回路
3は、還流用FET(MOSFET−Q2)のゲートG
−ソースS間のゲート容量CGと、ツェナーダイオード
ZDとで構成したので、スイッチング素子(MOSFE
T−Q)のオフ期間中は、ツェナーダイオードZDの逆
方向(ダイオードの順方向バイアスVF:およそ0.6
V)特性を介してゲート容量CGを充電し、還流用FE
T(MOSFET−Q2)のゲートGをツェナー電圧V
Z以上に保持するので、還流用FETをオン状態にして
還流電流を流すことができる。
As described above, the hold circuit 3 according to the present invention has the gate G of the freewheeling FET (MOSFET-Q2).
Since it is composed of the gate capacitance CG between the source S and the Zener diode ZD, the switching element (MOSFE
During the off period of TQ, the reverse direction of the Zener diode ZD (forward bias VF of the diode: about 0.6).
V) Charging the gate capacitance CG via the characteristics, and returning FE
The gate G of T (MOSFET-Q2) is set to the Zener voltage V
Since it is held at Z or higher, the freewheeling FET can be turned on to flow a freewheeling current.

【0056】図4はこの発明に係るホールド回路の別実
施の形態回路図である。図4において、ホールド回路4
は、MOSFET−Q2のゲートG−ソースS間に形成
されるゲート容量CGと、付加巻線H2のP4端子とM
OSFET−Q2のゲートG間に挿入したツェナーダイ
オードZDと、ツェナーダイオードZDに並列に接続し
た放電用のコンデンサCDとで構成する。
FIG. 4 is a circuit diagram of another embodiment of the hold circuit according to the present invention. In FIG. 4, the hold circuit 4
Is the gate capacitance CG formed between the gate G and the source S of the MOSFET-Q2, and the P4 terminal and M of the additional winding H2.
It is composed of a Zener diode ZD inserted between the gates G of the OSFET and Q2, and a discharging capacitor CD connected in parallel to the Zener diode ZD.

【0057】ホールド回路4は、スイッチング素子(M
OSFET−Q)がオフで、付加巻線H2(P4端子−
P2端子間)の電圧VDが+(プラス)期間中のMOS
FET−Q2をオンに保持する動作はホールド回路3と
同じである。
The hold circuit 4 includes a switching element (M
OSFET-Q) is off and additional winding H2 (P4 terminal-
MOS when voltage VD between P2 terminals is + (plus) period
The operation of holding the FET-Q2 on is the same as that of the hold circuit 3.

【0058】ホールド回路4は、放電用のコンデンサC
DをツェナーダイオードZDに並列に接続することによ
り、スイッチング素子(MOSFET−Q)がオンとな
り、付加巻線H2(P4端子−P2端子間)の電圧VD
が−(マイナス)に転じた瞬間からツェナーダイオード
ZDに放電電流が流れるまでのわずかな時間、ゲート容
量CGに充電された電荷をコンデンサCDを介して引き抜
くことができるので、MOSFET−Q2のオンからオ
フへ移行する時間を高速にすることができる。
The hold circuit 4 includes a discharge capacitor C.
By connecting D in parallel with the Zener diode ZD, the switching element (MOSFET-Q) is turned on, and the voltage VD of the additional winding H2 (P4 terminal-P2 terminal)
Since the electric charge charged in the gate capacitance CG can be extracted through the capacitor CD for a short time from the moment when − turns to negative (minus) until the discharge current flows in the Zener diode ZD, the MOSFET-Q2 is turned on. The time to turn off can be increased.

【0059】このように、この発明に係るホールド回路
4は、還流用FET(MOSFET−Q2)のゲートG
−ソースS間のゲート容量CGと、ツェナーダイオード
ZDと並列接続したコンデンサCDとで構成したので、
スイッチング素子(MOSFET−Q)がオフからオン
に変化する場合、ツェナーダイオードZDが放電するま
での間、ゲート容量CGに充電された電荷をコンデンサ
CDを介して引き抜くことができ、還流用FET(MO
SFET−Q2)のオフになる時間の高速化を図ること
ができる。
As described above, the hold circuit 4 according to the present invention has the gate G of the freewheeling FET (MOSFET-Q2).
Since it is composed of the gate capacitance CG between the source S and the capacitor CD connected in parallel with the Zener diode ZD,
When the switching element (MOSFET-Q) changes from off to on, the charge charged in the gate capacitance CG can be extracted via the capacitor CD until the Zener diode ZD is discharged, and the freewheeling FET (MO
It is possible to speed up the time when the SFET-Q2) is turned off.

【0060】図5はこの発明に係るホールド回路の別実
施の形態回路図である。図5において、ホールド回路5
は、MOSFET−Q2のゲートG−ソースS間に形成
されるゲート容量CGと、付加巻線H2のP4端子とM
OSFET−Q2のゲートG間に挿入したツェナーダイ
オードZDと、ツェナーダイオードZDに並列に接続し
たショットキーダイオードDCとで構成する。
FIG. 5 is a circuit diagram of another embodiment of the hold circuit according to the present invention. In FIG. 5, the hold circuit 5
Is the gate capacitance CG formed between the gate G and the source S of the MOSFET-Q2, and the P4 terminal and M of the additional winding H2.
It is composed of a Zener diode ZD inserted between the gate G of the OSFET-Q2 and a Schottky diode DC connected in parallel to the Zener diode ZD.

【0061】ホールド回路5は、ショットキーダイオー
ドDCをツェナーダイオードZDに並列に接続すること
により、スイッチング素子(MOSFET−Q)がオフ
で、付加巻線H2(P4端子−P2端子間)の電圧VD
が+(プラス)に立ち上がる時点に、ゲート容量CGへ
の充電を高速化し、MOSFET−Q2がオンとなる時
間を高速にすることができる。
In the hold circuit 5, the switching element (MOSFET-Q) is off and the voltage VD of the additional winding H2 (between the P4 terminal and the P2 terminal) is connected by connecting the Schottky diode DC in parallel with the zener diode ZD.
When the voltage rises to + (plus), the charge to the gate capacitance CG can be accelerated, and the time when the MOSFET-Q2 is turned on can be accelerated.

【0062】このように、この発明に係るホールド回路
5は、還流用FET(MOSFET−Q2)のゲートG
−ソースS間のゲート容量CGと、ツェナーダイオード
ZDと並列接続したショットキーダイオードDCとで構
成したので、スイッチング素子(MOSFET−Q)の
オフ時にショットキーダイオードDCを介してゲート容
量CGに高速に充電することができ、還流用FETのオ
ンになる時間の高速化を図ることができる。
As described above, the hold circuit 5 according to the present invention has the gate G of the freewheeling FET (MOSFET-Q2).
Since it is composed of the gate capacitance CG between the source S and the Schottky diode DC connected in parallel with the Zener diode ZD, the gate capacitance CG can be quickly transferred to the gate capacitance CG via the Schottky diode DC when the switching element (MOSFET-Q) is off. It can be charged and the turn-on time of the return FET can be shortened.

【0063】図6はこの発明に係るホールド回路の別実
施の形態回路図である。図6において、ホールド回路6
は、MOSFET−Q2のゲートG−ソースS間に形成
されるゲート容量CGと、付加巻線H2のP4端子とM
OSFET−Q2のゲートG間に挿入したツェナーダイ
オードZDと、ツェナーダイオードZDに並列に接続し
た放電用のコンデンサCDと、ツェナーダイオードZD
に並列に接続したショットキーダイオードDCとで構成
する。
FIG. 6 is a circuit diagram of another embodiment of the hold circuit according to the present invention. In FIG. 6, the hold circuit 6
Is the gate capacitance CG formed between the gate G and the source S of the MOSFET-Q2, and the P4 terminal and M of the additional winding H2.
Zener diode ZD inserted between the gate G of OSFET-Q2, discharge capacitor CD connected in parallel to Zener diode ZD, and Zener diode ZD
, And a Schottky diode DC connected in parallel with.

【0064】ホールド回路6は、コンデンサCDによ
り、スイッチング素子(MOSFET−Q)がオンとな
り、付加巻線H2(P4端子−P2端子間)の電圧VD
が−(マイナス)に転じた瞬間からツェナーダイオード
ZDに放電電流が流れるまでのわずかな時間、ゲート容
量CGに充電された電荷をコンデンサCDを介して引き抜
くことができるので、MOSFET−Q2のオンからオ
フへ移行する時間を高速にすることができる。
In the hold circuit 6, the switching element (MOSFET-Q) is turned on by the capacitor CD, and the voltage VD of the additional winding H2 (P4 terminal-P2 terminal) is supplied.
Since the electric charge charged in the gate capacitance CG can be extracted through the capacitor CD for a short time from the moment when − turns to negative (minus) until the discharge current flows in the Zener diode ZD, the MOSFET-Q2 is turned on. The time to turn off can be increased.

【0065】また、ホールド回路6は、ショットキーダ
イオードDCにより、スイッチング素子(MOSFET
−Q)がオフで、付加巻線H2(P4端子−P2端子
間)の電圧VDが+(プラス)に立ち上がる時点に、ゲ
ート容量CGへの充電を高速化し、MOSFET−Q2
がオンとなる時間を高速にすることができる。
Further, the hold circuit 6 includes a switching element (MOSFET) by a Schottky diode DC.
When -Q) is off and the voltage VD of the additional winding H2 (P4 terminal-P2 terminal) rises to + (plus), the charging of the gate capacitance CG is accelerated, and MOSFET-Q2
Can turn on faster.

【0066】このように、この発明に係るホールド回路
6は、還流用FET(MOSFET−Q2)のゲートG
−ソースS間のゲート容量CGと、ツェナーダイオード
ZDと並列接続したコンデンサCDならびにショットキ
ーダイオードDCとで構成したので、スイッチング素子
(MOSFET−Q)のオン時およびオフ時に、ゲート
容量CGに高速充電およびゲート容量CGから高速放電す
ることができ、還流用FETのオン時間およびオフ時間
の高速化を実現することができる。
As described above, the hold circuit 6 according to the present invention has the gate G of the freewheeling FET (MOSFET-Q2).
Since it is composed of the gate capacitance CG between the source S, the capacitor CD and the Schottky diode DC connected in parallel with the Zener diode ZD, the gate capacitance CG is charged at high speed when the switching element (MOSFET-Q) is turned on and off. Further, it is possible to discharge at high speed from the gate capacitance CG, and it is possible to shorten the on time and off time of the freewheeling FET.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る同
期整流型スイッチング電源は、スイッチング素子のオフ
時に、パルストランスの二次側の付加巻線に発生する逆
起電力を還流用FETのゲートに印加し、還流用FET
をオンに保持するホールド回路を備えたので、スイッチ
ング素子のオフ期間中は、還流用FETをオン状態に保
持して還流電流を流し、平滑コンデンサを充電すること
ができ、単純な構成で、電源の効率アップを図ることが
できる。
As described above, in the synchronous rectification type switching power supply according to the present invention, when the switching element is turned off, the counter electromotive force generated in the additional winding on the secondary side of the pulse transformer is applied to the gate of the freewheeling FET. FET for reflux
Since it has a hold circuit that keeps on, the freewheeling FET can be kept on and the freewheeling current can flow to charge the smoothing capacitor during the off period of the switching element. The efficiency of can be improved.

【0068】また、この発明に係るホールド回路は、還
流用FETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナ
ーダイオードとで構成したので、スイッチング素子のオ
フ期間中は、ツェナーダイオードの逆方向(ダイオード
の順方向バイアス:およそ0.6V)特性を介してゲー
ト容量を充電し、還流用FETのゲートをツェナー電圧
以上に保持するので、還流用FETをオン状態にして還
流電流を流すことができる。
Further, since the hold circuit according to the present invention is composed of the gate capacitance between the gate and source of the freewheeling FET and the Zener diode, the reverse direction of the Zener diode (diode of the diode) is maintained during the OFF period of the switching element. Forward bias: about 0.6 V) The gate capacitance is charged through the characteristics and the gate of the freewheeling FET is maintained at the Zener voltage or higher, so that the freewheeling FET can be turned on to flow the freewheeling current.

【0069】さらに、この発明に係るホールド回路は、
還流用FETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェ
ナーダイオードと並列接続したコンデンサとで構成した
ので、スイッチング素子がオフからオンに変化する場
合、ツェナーダイオードが放電するまでの間、ゲート容
量に充電された電荷をコンデンサを介して引き抜くこと
ができ、還流用FETのオフになる時間の高速化を図る
ことができる。
Further, the hold circuit according to the present invention is
Since it consists of the gate capacitance between the gate and source of the freewheeling FET and the capacitor connected in parallel with the Zener diode, when the switching element changes from OFF to ON, the gate capacitance is charged until the Zener diode is discharged. The generated charge can be extracted via the capacitor, and the turn-off time of the freewheeling FET can be shortened.

【0070】また、この発明に係るホールド回路は、還
流用FETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナ
ーダイオードと並列接続したショットキーダイオードと
で構成したので、スイッチング素子のオフ時にショット
キーダイオードを介してゲート容量に高速に充電するこ
とができ、還流用FETのオンになる時間の高速化を図
ることができる。
Further, since the hold circuit according to the present invention is constituted by the gate capacitance between the gate and the source of the freewheeling FET and the Schottky diode connected in parallel with the Zener diode, the Schottky diode is connected when the switching element is turned off. Through this, the gate capacitance can be charged at high speed and the turn-on time of the freewheeling FET can be shortened.

【0071】さらに、この発明に係るホールド回路は、
還流用FETのゲート−ソース間のゲート容量と、ツェ
ナーダイオードと並列接続したコンデンサならびにショ
ットキーダイオードとで構成したので、スイッチング素
子のオン時およびオフ時に、ゲート容量に高速充電およ
びゲート容量から高速放電することができ、還流用FE
Tのオン時間およびオフ時間の高速化を実現することが
できる。
Further, the hold circuit according to the present invention is
Since it is composed of the gate capacitance between the gate and source of the freewheeling FET, the capacitor connected in parallel with the Zener diode, and the Schottky diode, the gate capacitance is charged at high speed and discharged at high speed when the switching element is turned on and off. Can be FE for reflux
It is possible to speed up the on time and the off time of T.

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

【図1】この発明に係る同期整流型スイッチング電源の
実施の形態基本構成図
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an embodiment of a synchronous rectification type switching power supply according to the present invention.

【図2】この発明に係る還流用FETに印加される波形
FIG. 2 is a waveform diagram applied to a freewheeling FET according to the present invention.

【図3】この発明に係るホールド回路の一実施の形態回
路図
FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment of a hold circuit according to the present invention.

【図4】この発明に係るホールド回路の別実施の形態回
路図
FIG. 4 is a circuit diagram of another embodiment of the hold circuit according to the present invention.

【図5】この発明に係るホールド回路の別実施の形態回
路図
FIG. 5 is a circuit diagram of another embodiment of the hold circuit according to the present invention.

【図6】この発明に係るホールド回路の別実施の形態回
路図
FIG. 6 is a circuit diagram of another embodiment of the hold circuit according to the present invention.

【図7】従来のスイッチング電源の基本構成図FIG. 7 is a basic configuration diagram of a conventional switching power supply.

【図8】従来の同期整流型スイッチング電源の構成図FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional synchronous rectification type switching power supply.

【図9】パルストランスの二次側に発生する電圧波形図FIG. 9 is a voltage waveform diagram generated on the secondary side of the pulse transformer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 同期整流型スイッチング電源 2 リセット回路 3,4,5,6 ホールド回路 Q,Q1,Q2 MOSFET C1,C2 平滑コンデンサ T パルストランス M1 一次巻線 M2 二次巻線 H1,H2 付加巻線 D1 整流ダイオード D2 還流ダイオード L チョークコイル CG ゲート容量 ZD ツェナーダイオード CD ダイオード DC ショットキーダイオード 1 Synchronous rectification type switching power supply 2 reset circuit 3, 4, 5, 6 hold circuit Q, Q1, Q2 MOSFET C1, C2 smoothing capacitors T pulse transformer M1 primary winding M2 secondary winding H1, H2 additional winding D1 rectifier diode D2 freewheeling diode L choke coil CG gate capacity ZD Zener diode CD diode DC Schottky diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H006 CA02 CA07 CA12 CB01 CB07 CC02 CC08 DB01 5H730 AA14 BB23 BB57 CC01 DD04 DD32 DD41 EE02 EE08 EE10 EE13 EE65 EE72 FD24    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5H006 CA02 CA07 CA12 CB01 CB07                       CC02 CC08 DB01                 5H730 AA14 BB23 BB57 CC01 DD04                       DD32 DD41 EE02 EE08 EE10                       EE13 EE65 EE72 FD24

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流を整流して平滑した直流をスイッチ
ング素子でオン/オフ駆動して高周波パルスに変換し、
変換した高周波パルスをパルストランスの一次側に印加
し、前記パルストランスの二次側から得られる高周波パ
ルスに再度整流ならびに平滑を施して直流を発生する同
期整流型スイッチング電源において、 前記スイッチング素子のオフ時に、前記パルストランス
の二次側の付加巻線に発生する逆起電力を還流用FET
のゲートに印加し、前記還流用FETをオンに保持する
ホールド回路を備えたことを特徴とする同期整流型スイ
ッチング電源。
1. A rectifying and smoothing alternating current is turned on / off by a switching element to be converted into a high frequency pulse,
In a synchronous rectification type switching power supply which applies a converted high frequency pulse to the primary side of a pulse transformer and again rectifies and smoothes the high frequency pulse obtained from the secondary side of the pulse transformer to generate a direct current, wherein the switching element is turned off. At times, the counter electromotive force generated in the additional winding on the secondary side of the pulse transformer is applied to the freewheeling FET.
A synchronous rectification type switching power supply, which is provided with a hold circuit for applying a voltage to the gate of the FET and holding the return FET on.
【請求項2】 前記ホールド回路は、前記還流用FET
のゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナーダイオー
ドと、で構成したことを特徴とする請求項1記載の同期
整流型スイッチング電源。
2. The holding circuit is the freewheeling FET.
2. The synchronous rectification type switching power supply according to claim 1, comprising a gate capacitance between the gate and the source of 1. and a Zener diode.
【請求項3】 前記ホールド回路は、前記還流用FET
のゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナーダイオー
ドと並列接続したコンデンサと、で構成したことを特徴
とする請求項1記載の同期整流型スイッチング電源。
3. The return circuit is configured such that the hold circuit includes the freewheeling FET.
2. The synchronous rectification type switching power supply according to claim 1, wherein the gate-source gate capacitance and the capacitor connected in parallel with the Zener diode are included.
【請求項4】 前記ホールド回路は、前記還流用FET
のゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナーダイオー
ドと並列接続したショットキーダイオードと、で構成し
たことを特徴とする請求項1記載の同期整流型スイッチ
ング電源。
4. The hold circuit includes the freewheeling FET.
3. The synchronous rectification type switching power supply according to claim 1, wherein the gate capacitance between the gate and the source is a Schottky diode connected in parallel with a Zener diode.
【請求項5】 前記ホールド回路は、前記還流用FET
のゲート−ソース間のゲート容量と、ツェナーダイオー
ドと並列接続したコンデンサならびにショットキーダイ
オードと、で構成したことを特徴とする請求項1記載の
同期整流型スイッチング電源。
5. The return circuit includes the hold FET.
2. The synchronous rectification type switching power supply according to claim 1, wherein the gate capacitance between the gate and the source of the above, and a capacitor and a Schottky diode connected in parallel with the Zener diode.
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