JP2008245387A - Switching power supply - Google Patents

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Yasuhiro Kobayashi
泰弘 小林
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Nagano Japan Radio Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching power supply capable of coping with voltage fluctuation in an electric double-layer capacitor. <P>SOLUTION: The switching power supply includes: the electric double-layer capacitor 2; a first transformer 11 having primary winding 11a and secondary winding 11b; FET 12 that is connected in series with the primary winding 11a and switches input voltage Vin from the electric double-layer capacitor 2; FET 15 for synchronous rectification; the primary winding 17a of a transformer 17 and a capacitor 18 connected across the secondary winding 11b; FET 16 connected in parallel with a series circuit of the primary winding 17a and the capacitor 18; secondary winding 17b magnetically coupled with the primary winding 17a; a diode 20 and a capacitor 21 that rectify and smooth alternating-current voltage V2 induced in the secondary winding 17b to generate direct-current voltage V3; and a switching control circuit 22 that operates on the direct-current voltage V3 and controls switching of the FETs 12, 15, 16. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチングによって直流電圧を生成する同期整流を用いたフォーワード型スイッチング電源装置に関するものである。   The present invention relates to a forward-type switching power supply apparatus using synchronous rectification that generates a DC voltage by switching.

この種のフォーワード型スイッチング電源装置(以下、「スイッチング電源装置」ともいう)として、米国特許第5535112号明細書に開示されているスイッチング電源装置が知られている。このスイッチング電源装置は、いわゆるアクティブクランプ方式と同期整流とを組み合わせたスイッチング電源装置であって、トランスの一次巻線に供給される入力電圧をスイッチングする第1FET(電界効果型トランジスタ)と、トランスの二次巻線に出力される交流電圧を整流するための第2FETおよび転流電流通過用の第3FETと、この整流出力を平滑化するためのチョークコイルおよび平滑コンデンサと、コンデンサに直列された状態でトランスの一次巻線に並列に接続された第4FETとを備えて構成されている。この場合、第2FETおよび第3FETは、nチャンネルFETであり、第2FETはトランスの二次巻線に直列に接続され、第3FETはトランスの二次巻線に並列に接続されている。また、第2FETのゲート端子は、第1FETのオン時においてプラス電位となるトランスの二次巻線における一端に接続され、第3FETのゲート端子はトランスの二次巻線における他端に接続されている。   As this type of forward switching power supply (hereinafter also referred to as “switching power supply”), a switching power supply disclosed in US Pat. No. 5,535,112 is known. This switching power supply device is a switching power supply device that combines a so-called active clamp method and synchronous rectification, and includes a first FET (field effect transistor) that switches an input voltage supplied to the primary winding of the transformer, A second FET for rectifying the AC voltage output to the secondary winding and a third FET for passing commutation current, a choke coil and a smoothing capacitor for smoothing the rectified output, and a state in series with the capacitor And a fourth FET connected in parallel to the primary winding of the transformer. In this case, the second FET and the third FET are n-channel FETs, the second FET is connected in series with the secondary winding of the transformer, and the third FET is connected in parallel with the secondary winding of the transformer. In addition, the gate terminal of the second FET is connected to one end of the secondary winding of the transformer that has a positive potential when the first FET is on, and the gate terminal of the third FET is connected to the other end of the secondary winding of the transformer. Yes.

このスイッチング電源装置では、第2FETおよび第3FETはトランスにより駆動されて、第1FETがオンのときに、第2FETがオンで、かつ第3FETがオフとなり、第1FETがオフのときに、第2FETがオフで、かつ第3FETがオンとなることにより、トランスの二次巻線に発生する交流電圧を整流して直流電圧を生成する。また、第4FETは、第1FETのオフ期間における所定期間だけオンに移行することにより、トランスの一次巻線および二次巻線に発生する電圧を制限する。このスイッチング電源装置によれば、第1FETがオフしている全期間に亘って、転流電流通過用の第3FETをオンにすることができるため、損失を低減することが可能となっている。
米国特許第5535112号明細書(第2−3頁、第1−4図)
In this switching power supply device, the second FET and the third FET are driven by a transformer, and when the first FET is on, the second FET is on and the third FET is off, and when the first FET is off, the second FET is When the third FET is turned off and the third FET is turned on, the AC voltage generated in the secondary winding of the transformer is rectified to generate a DC voltage. The fourth FET limits the voltage generated in the primary winding and the secondary winding of the transformer by turning on only for a predetermined period in the off period of the first FET. According to this switching power supply device, the third FET for passing commutation current can be turned on over the entire period in which the first FET is turned off, so that loss can be reduced.
US Pat. No. 5,535,112 (page 2-3, FIG. 1-4)

ところが、この従来のスイッチング電源装置には、以下の問題点がある。すなわち、このスイッチング電源装置では、トランスの二次巻線の各端部に発生する電圧を第2FETおよび第3FETの各ゲート端子に直接入力しているため、トランスの一次巻線に供給される電圧の増大・減少に伴い、二次巻線に発生する電圧、つまり第2FETおよび第3FETの各ゲート端子に印加される電圧も増大・減少する。この場合、各FETのゲート破壊を回避しつつ確実にオンさせるためには、各FETのゲート・ソース間に印加される電圧、つまりトランスの二次巻線に発生する電圧を、ゲートカットオフ電圧(約4V)以上で、かつゲート・ソース間電圧の絶対最大定格(約20V)以下にする必要があり、この結果、トランスの一次巻線に供給される入力電圧の電圧値が制限される。したがって、このスイッチング電源装置には、広い範囲の入力電圧に対応できないという問題点が存在している。   However, this conventional switching power supply device has the following problems. That is, in this switching power supply device, the voltage generated at each end of the secondary winding of the transformer is directly input to the gate terminals of the second FET and the third FET, so that the voltage supplied to the primary winding of the transformer As the voltage increases / decreases, the voltage generated in the secondary winding, that is, the voltage applied to each gate terminal of the second FET and the third FET also increases / decreases. In this case, the voltage applied between the gate and source of each FET, that is, the voltage generated in the secondary winding of the transformer is set to the gate cut-off voltage in order to reliably turn on each FET while avoiding the gate breakdown. More than (about 4V) and lower than the absolute maximum rating (about 20V) of the gate-source voltage, this limits the voltage value of the input voltage supplied to the primary winding of the transformer. Therefore, this switching power supply device has a problem that it cannot cope with a wide range of input voltages.

一方、近年では、例えば電気自動車において、その直流電源として電気二重層コンデンサが使用され、また、この電気二重層コンデンサから各種の直流電圧を生成するスイッチング電源装置が使用されている。この場合、電気二重層コンデンサから供給される電圧は約12V〜60Vの範囲で変動するといった使用例がある。したがって、このように広い範囲の入力電圧に対応し得る同期整流型のスイッチング電源装置の実現が望まれている。   On the other hand, in recent years, for example, in an electric vehicle, an electric double layer capacitor is used as a DC power source, and a switching power supply device that generates various DC voltages from the electric double layer capacitor is used. In this case, there is a usage example in which the voltage supplied from the electric double layer capacitor varies in a range of about 12V to 60V. Therefore, it is desired to realize a synchronous rectification type switching power supply apparatus that can cope with such a wide range of input voltages.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、電気二重層コンデンサの電圧変動に対応し得る同期整流型のスイッチング電源装置を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and a main object of the present invention is to provide a synchronous rectification type switching power supply apparatus that can cope with voltage fluctuations of an electric double layer capacitor.

上記目的を達成すべく請求項1記載のスイッチング電源装置は、電気二重層コンデンサと、一次巻線および二次巻線を有する第1トランスと、前記一次巻線に直列接続されて前記電気二重層コンデンサから供給される入力電圧を周期的にスイッチングする第1スイッチング素子と、同期整流用の第2スイッチング素子、平滑用のインダクタ、および平滑用の蓄電素子を直列接続して構成されて前記二次巻線の両端間に接続された整流平滑回路と、前記インダクタおよび前記平滑用の蓄電素子の直列回路に並列接続された転流電流通過用の第3スイッチング素子と、前記平滑用のインダクタと磁気的に結合された検出コイルと、前記検出コイルに誘起される交流電圧を整流平滑して直流電圧を生成する電圧生成回路と、前記直流電圧を電源として作動して、前記第1スイッチング素子の前記スイッチングを制御すると共に前記第2スイッチング素子および前記第3スイッチング素子に対する各制御信号を生成して出力するスイッチング制御回路とを備えている。   In order to achieve the above object, a switching power supply device according to claim 1, wherein an electric double layer capacitor, a first transformer having a primary winding and a secondary winding, and the electric double layer connected in series to the primary winding. A second switching element for periodically switching an input voltage supplied from a capacitor; a second switching element for synchronous rectification; a smoothing inductor; and a storage element for smoothing. A rectifying / smoothing circuit connected between both ends of the winding; a third switching element for passing commutation current connected in parallel to a series circuit of the inductor and the smoothing power storage element; the smoothing inductor; Detection coils coupled to each other, a voltage generation circuit for rectifying and smoothing an AC voltage induced in the detection coils, and generating a DC voltage, and using the DC voltage as a power source Working to, and a switching control circuit for generating and outputting a respective control signal for said second switching element and the third switching element to control the switching of the first switching element.

また、請求項2記載のスイッチング電源装置は、請求項1記載のスイッチング電源装置において、前記スイッチング制御回路から出力された前記第2スイッチング素子に対する前記制御信号を電気的に絶縁しつつ当該第2スイッチング素子に出力する第2トランスと、前記スイッチング制御回路から出力された前記第3スイッチング素子に対する前記制御信号を電気的に絶縁しつつ当該第3スイッチング素子に出力する第3トランスとを備えている。   The switching power supply device according to claim 2 is the switching power supply device according to claim 1, wherein the second switching element is electrically insulated from the control signal for the second switching element output from the switching control circuit. A second transformer for outputting to the element; and a third transformer for outputting to the third switching element while electrically insulating the control signal for the third switching element output from the switching control circuit.

また、請求項3記載のスイッチング電源装置は、請求項1または2記載のスイッチング電源装置において、直列に接続された蓄電素子および第4スイッチング素子を有して前記一次巻線に並列接続されて、当該第4スイッチング素子が前記第1スイッチング素子のオンのときにオフに制御され、かつ当該第1スイッチング素子のオフのときにオンに制御されるクランプ回路を備えている。   The switching power supply device according to claim 3 is the switching power supply device according to claim 1 or 2, wherein the switching power supply device has a power storage element and a fourth switching element connected in series, and is connected in parallel to the primary winding. The fourth switching element includes a clamp circuit that is controlled to be turned off when the first switching element is turned on and is turned on when the first switching element is turned off.

以上のように、請求項1記載のスイッチング電源装置では、スイッチング制御回路が、平滑用のインダクタと磁気的に結合された検出コイルに誘起する交流電圧を整流平滑して生成される安定化された直流電圧を電源として作動して、第2スイッチング素子および第3スイッチング素子に対する制御信号を生成する。したがって、このスイッチング電源装置によれば、第2スイッチング素子および第3スイッチング素子に対する制御信号の振幅をほぼ一定に維持できる結果、電気二重層コンデンサからの入力電圧の変動に拘わらず、オン電圧(FETの場合にはゲートカットオフ電圧)以上で、かつ絶対最大定格以下の振幅の制御信号を出力して第2スイッチング素子および第3スイッチング素子を安定動作させることができる。   As described above, in the switching power supply device according to claim 1, the switching control circuit is stabilized and generated by rectifying and smoothing the AC voltage induced in the detection coil magnetically coupled to the smoothing inductor. The control signal for the second switching element and the third switching element is generated by operating with the DC voltage as a power source. Therefore, according to this switching power supply device, the amplitude of the control signal for the second switching element and the third switching element can be maintained substantially constant, and as a result, the on-voltage (FET) is controlled regardless of the fluctuation of the input voltage from the electric double layer capacitor. In this case, it is possible to stably operate the second switching element and the third switching element by outputting a control signal having an amplitude equal to or higher than the gate cut-off voltage and lower than the absolute maximum rating.

また、請求項2記載のスイッチング電源装置では、スイッチング制御回路から出力された制御信号をトランスで電気的に絶縁しつつ第2スイッチング素子および第3スイッチング素子に出力する。したがって、このスイッチング電源装置によれば、フォトカプラを用いて電気的に絶縁する構成とは異なり、経年変化、応答性および耐環境性を向上させることができるため、スイッチング電源装置の高性能化を図ることができる。   In the switching power supply device according to the second aspect, the control signal output from the switching control circuit is output to the second switching element and the third switching element while being electrically insulated by the transformer. Therefore, according to this switching power supply device, it is possible to improve the secular change, responsiveness and environmental resistance unlike the configuration of electrically insulating using a photocoupler. Can be planned.

また、請求項3記載のスイッチング電源装置によれば、第4スイッチング素子および蓄電素子を有して第1トランスの一次巻線に並列接続されたクランプ回路を備えたことにより、第1トランスの一次巻線および二次巻線の電圧を制限することができ、しかも、第1スイッチング素子がオフしている全期間に亘って転流電流通過用の第3スイッチング素子をオンにすることができるため、損失を低減して効率を向上させることができる。   According to the switching power supply device of the third aspect, the primary circuit of the first transformer is provided with the clamp circuit having the fourth switching element and the storage element and connected in parallel to the primary winding of the first transformer. The voltage of the winding and the secondary winding can be limited, and the third switching element for passing the commutation current can be turned on over the entire period when the first switching element is turned off. The loss can be reduced and the efficiency can be improved.

以下、添付図面を参照して、本発明に係るスイッチング電源装置の最良の形態について説明する。   The best mode of a switching power supply according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1に示すように、スイッチング電源装置1は、電力源としての電気二重層コンデンサ2、および電気二重層コンデンサ2の両端間電圧Vin(本発明における入力電圧。以下、「電圧Vin」ともいう)に基づいて出力電圧Voを生成するフォワード型のDC/DCコンバータ3とを備えて構成されている。   As shown in FIG. 1, a switching power supply device 1 includes an electric double layer capacitor 2 as a power source, and a voltage Vin between both ends of the electric double layer capacitor 2 (an input voltage in the present invention; hereinafter, also referred to as “voltage Vin”). And a forward type DC / DC converter 3 that generates an output voltage Vo based on the above.

DC/DCコンバータ3は、トランス11を備え、トランス11の一次回路側には、第1FET(電界効果型トランジスタ)12、コンデンサ13およびクランプ回路14が配設され、またトランス11の二次回路側には、第2FET15、第3FET16、トランス17、コンデンサ18および一対の出力端子19a,19bが配設され、さらにトランス17の二次巻線17b側(トランス11の一次回路側)には、ダイオード20、コンデンサ21、スイッチング制御回路22、バッファ回路23、およびトランス24,25が配設されて構成されている。   The DC / DC converter 3 includes a transformer 11. A first FET (field effect transistor) 12, a capacitor 13, and a clamp circuit 14 are disposed on the primary circuit side of the transformer 11, and on the secondary circuit side of the transformer 11. Includes a second FET 15, a third FET 16, a transformer 17, a capacitor 18, and a pair of output terminals 19 a and 19 b, and on the secondary winding 17 b side of the transformer 17 (on the primary circuit side of the transformer 11), A capacitor 21, a switching control circuit 22, a buffer circuit 23, and transformers 24 and 25 are arranged.

トランス11は、本発明における第1トランスに相当し、一次巻線11aおよび二次巻線11bを備えている。この場合、一次巻線11aは、その巻始め側端子(・印が付された側の端子)が電気二重層コンデンサ2のプラス電極に接続され、その巻き終わり端子(・印の付されていない側の端子)が第1FET12を介して電気二重層コンデンサ2のマイナス電極に接続されている。   The transformer 11 corresponds to the first transformer in the present invention, and includes a primary winding 11a and a secondary winding 11b. In this case, the primary winding 11a has a winding start side terminal (terminal with a mark) connected to the plus electrode of the electric double layer capacitor 2 and a winding end terminal (not marked with a mark). Side terminal) is connected to the negative electrode of the electric double layer capacitor 2 via the first FET 12.

第1FET12は、nチャンネル型のFETで構成され、一次巻線11aに直列接続されて本発明における第1スイッチング素子として機能し、電気二重層コンデンサ2の電圧Vinをスイッチングする。具体的には、第1FET12は、そのドレイン端子が一次巻線11aの巻き終わり側端子に接続され、そのソース端子が電気二重層コンデンサ2のマイナス電極に接続されている。コンデンサ13は、電気二重層コンデンサ2に並列に接続されている。クランプ回路14は、第4FET14aおよびコンデンサ14bを備えている。この場合、第4FET14aは、nチャンネル型のFETで構成されて本発明における第4スイッチング素子として機能すると共に、本発明における蓄電素子としてのコンデンサ14bと直列に接続されている。また、クランプ回路14は、一次巻線11aに並列に接続されている。   The first FET 12 is composed of an n-channel FET, and is connected in series to the primary winding 11a to function as the first switching element in the present invention, and switches the voltage Vin of the electric double layer capacitor 2. Specifically, the first FET 12 has a drain terminal connected to the winding end terminal of the primary winding 11 a and a source terminal connected to the negative electrode of the electric double layer capacitor 2. The capacitor 13 is connected in parallel to the electric double layer capacitor 2. The clamp circuit 14 includes a fourth FET 14a and a capacitor 14b. In this case, the fourth FET 14a is composed of an n-channel FET and functions as the fourth switching element in the present invention, and is connected in series with the capacitor 14b as the power storage element in the present invention. The clamp circuit 14 is connected in parallel to the primary winding 11a.

第2FET15は、nチャンネル型のFETで構成され、そのボディダイオードであるダイオード15aと共に、本発明における同期整流用の第2スイッチング素子として機能する。この場合、第2FET15は、そのドレイン端子が二次巻線11bの巻き終わり側端子に接続され、そのソース端子がトランス17の一次巻線17aにおける一端(・印の付された側の端子)に接続されている。ここで、二次巻線11bの巻き終わり側端子とは、第1FET12のオン期間において交流電圧Vsが二次巻線11bに誘起した際に巻始め側端子(・印が付された側の端子)に対して低電圧となる端子である。また、第2FET15は、そのゲート端子にトランス24の二次巻線の一端が接続され、そのソース端子にトランス24の二次巻線の他端が接続されている。なお、ダイオード15aは、第2FET15に代えてトランジスタを用いるときには、第2FET15のボディダイオードに代えて別個独立したダイオードで構成することもできる。トランス17の一次巻線17aは、本発明における平滑用のインダクタとして機能し、その他端がコンデンサ18および出力端子(マイナス側端子)19bに接続されている。   The second FET 15 is composed of an n-channel FET, and functions as a second switching element for synchronous rectification in the present invention together with a diode 15a that is a body diode thereof. In this case, the drain terminal of the second FET 15 is connected to the winding end side terminal of the secondary winding 11b, and the source terminal thereof is connected to one end of the primary winding 17a of the transformer 17 (the terminal on the side marked with ·). It is connected. Here, the winding end side terminal of the secondary winding 11b is a winding start side terminal (a terminal marked with a mark when the AC voltage Vs is induced in the secondary winding 11b during the ON period of the first FET 12. ) Is a low voltage terminal. The second FET 15 has a gate terminal connected to one end of the secondary winding of the transformer 24 and a source terminal connected to the other end of the secondary winding of the transformer 24. When a transistor is used instead of the second FET 15, the diode 15 a can be configured by a separate and independent diode instead of the body diode of the second FET 15. The primary winding 17a of the transformer 17 functions as a smoothing inductor in the present invention, and the other end is connected to the capacitor 18 and the output terminal (minus side terminal) 19b.

第3FET16は、nチャンネル型のFETで構成され、そのソース端子がトランス17の一次巻線17aにおける一端に接続され、そのドレイン端子が二次巻線11bの巻始め側端子および出力端子(プラス側端子)19aに接続されている。また、ダイオード16aは、第3FET16に等価的に並列接続された第3FET16のボディダイオードであって、第3FET16と共に本発明における転流電流通過用の第3スイッチング素子として機能する。なお、ダイオード16aは、第3FET16に代えてトランジスタを用いるときには、第3FET16のボディダイオードに代えて別個独立したダイオードで構成することもできる。   The third FET 16 is composed of an n-channel FET, and its source terminal is connected to one end of the primary winding 17a of the transformer 17, and its drain terminal is a winding start side terminal and an output terminal (plus side) of the secondary winding 11b. Terminal) 19a. The diode 16a is a body diode of the third FET 16 that is equivalently connected in parallel to the third FET 16, and functions together with the third FET 16 as a third switching element for passing commutation current in the present invention. When a transistor is used instead of the third FET 16, the diode 16 a can be configured by a separate and independent diode instead of the body diode of the third FET 16.

コンデンサ18は、本発明における平滑用の蓄電素子に相当し、その一端が出力端子19aに接続され、その他端が出力端子19bに接続されている。また、コンデンサ18は、トランス17の一次巻線17a、第2FET15およびトランス11の二次巻線11bと直列に接続されて、トランス17の一次巻線17aおよび第2FET15と共に本発明における整流平滑回路を構成する。また、トランス17の一次巻線17aと磁気的に結合された二次巻線17bは、本発明における検出コイルとして機能する。また、二次巻線17bの一端には、ダイオード20のアノード端子が接続されている。コンデンサ21は、その一端がダイオード20のカソード端子に接続され、その他端が二次巻線17bの他端に接続されている。ダイオード20およびコンデンサ21は、本発明における電圧生成回路として機能して、トランス17の二次巻線17bに誘起した交流電圧V2をダイオード20が整流し、コンデンサ21が平滑することにより、トランス17の一次巻線17aの両端間に発生する電圧V1に比例した直流電圧V3をコンデンサ21の両端に生成する。   The capacitor 18 corresponds to the smoothing storage element in the present invention, and has one end connected to the output terminal 19a and the other end connected to the output terminal 19b. The capacitor 18 is connected in series with the primary winding 17a of the transformer 17, the second FET 15 and the secondary winding 11b of the transformer 11, and together with the primary winding 17a of the transformer 17 and the second FET 15, the rectifying / smoothing circuit of the present invention is provided. Constitute. The secondary winding 17b magnetically coupled to the primary winding 17a of the transformer 17 functions as a detection coil in the present invention. The anode terminal of the diode 20 is connected to one end of the secondary winding 17b. The capacitor 21 has one end connected to the cathode terminal of the diode 20 and the other end connected to the other end of the secondary winding 17b. The diode 20 and the capacitor 21 function as a voltage generation circuit in the present invention. The diode 20 rectifies the AC voltage V2 induced in the secondary winding 17b of the transformer 17, and the capacitor 21 smoothes the capacitor. A DC voltage V3 proportional to the voltage V1 generated across the primary winding 17a is generated across the capacitor 21.

スイッチング制御回路22は、直流電圧V3を電源として作動して、所定の周期のパルス信号であるスイッチング制御信号S1、およびスイッチング制御信号S1と逆極性の(スイッチング制御信号S1のローレベル期間(第1FET12のオフ期間)中にハイレベル期間(第3FET16のオン期間)となる)パルス信号であるスイッチング制御信号(本発明における制御信号)S2を生成する。また、スイッチング制御回路22は、生成したスイッチング制御信号S1を第1FET12に出力して第1FET12のオン/オフ制御を行うと共に、生成したスイッチング制御信号S2を第4FET14aに出力して第4FET14aのオン/オフ制御を行う。また、スイッチング制御回路22は、各スイッチング制御信号S1,S2をバッファ回路23に出力することにより、第2FET15および第3FET16のオン/オフ制御も行う。   The switching control circuit 22 operates using the DC voltage V3 as a power source, and is a switching control signal S1, which is a pulse signal having a predetermined cycle, and a polarity opposite to that of the switching control signal S1 (a low level period of the switching control signal S1 (first FET 12 The switching control signal (control signal in the present invention) S2 which is a pulse signal that becomes a high level period (the ON period of the third FET 16) is generated during the (off period). The switching control circuit 22 outputs the generated switching control signal S1 to the first FET 12 to perform on / off control of the first FET 12, and outputs the generated switching control signal S2 to the fourth FET 14a to turn on / off the fourth FET 14a. Turn off control. The switching control circuit 22 also performs on / off control of the second FET 15 and the third FET 16 by outputting the switching control signals S1 and S2 to the buffer circuit 23.

この際に、スイッチング制御回路22は、トランス17の二次巻線17bに誘起される交流電圧V2に基づいて、具体的には、交流電圧V2を整流平滑して生成された直流電圧V3に基づいて(直流電圧V3の変動に応じて)、スイッチング制御信号S1のデューティ比およびスイッチング制御信号S2のデューティ比を制御することにより、出力電圧Voを予め設定された電圧に維持する。また、スイッチング制御回路22は、例えばトランス11の一次巻線11aと第1FET12のドレインとの間に配設されている図示しないカレントトランスによって検出される電流値が所定電流値を超えたときには、出力電流が異常に大きな電流値に達したものとして第1FET12に対するスイッチング動作を停止させる(オーバーカレント動作)。さらに、スイッチング制御回路22は、例えばトランス17の二次巻線17bに並列に配設されている図示しないツェナーダイオードが導通したときには、出力電圧Voが異常に高い電圧値に達したとものとして第1FET12に対するスイッチング動作を停止させる(オーバーボルテージ動作)。   At this time, the switching control circuit 22 is based on the AC voltage V2 induced in the secondary winding 17b of the transformer 17, specifically based on the DC voltage V3 generated by rectifying and smoothing the AC voltage V2. The output voltage Vo is maintained at a preset voltage by controlling the duty ratio of the switching control signal S1 and the duty ratio of the switching control signal S2 (according to the fluctuation of the DC voltage V3). The switching control circuit 22 outputs an output when a current value detected by a current transformer (not shown) disposed between the primary winding 11a of the transformer 11 and the drain of the first FET 12 exceeds a predetermined current value, for example. Assuming that the current has reached an abnormally large current value, the switching operation for the first FET 12 is stopped (overcurrent operation). Further, the switching control circuit 22 assumes that the output voltage Vo has reached an abnormally high voltage value when, for example, a Zener diode (not shown) arranged in parallel with the secondary winding 17b of the transformer 17 becomes conductive. The switching operation for 1FET 12 is stopped (overvoltage operation).

バッファ回路23は、一例として、図2に示すように、2組のコンプリメンタリエミッタフォロワ回路31,32、および2つのコンデンサ33,34を備えている。この場合、同図に示すように、コンプリメンタリエミッタフォロワ回路31は、ベース端子同士、エミッタ端子同士が接続されたNPN型のトランジスタ31aおよびPNP型のトランジスタ31bで構成され、コンプリメンタリエミッタフォロワ回路32は、ベース端子同士、エミッタ端子同士が接続されたNPN型のトランジスタ32aおよびPNP型のトランジスタ32bで構成されている。以上のように構成されたコンプリメンタリエミッタフォロワ回路31では、同図に示すように、直流電圧V3を電源として作動して、トランジスタ31aがハイレベルのスイッチング制御信号S1を入力すると共にスイッチング制御信号S1の直流成分をコンデンサ33でカットしてスイッチング制御信号S3として出力する。また、トランジスタ31bが、直流電圧V3を電源として作動して、ローレベルのスイッチング制御信号S1を入力すると共にコンデンサ33に蓄電された直流成分を基準電位に放出させる。また、コンプリメンタリエミッタフォロワ回路32では、同図に示すように、直流電圧V3を電源として作動して、トランジスタ32aがハイレベルのスイッチング制御信号S2を入力すると共にスイッチング制御信号S2の直流成分をコンデンサ34でカットしてスイッチング制御信号S4として出力する。また、トランジスタ32bが、直流電圧V3を電源として作動して、ローレベルのスイッチング制御信号S2を入力すると共にコンデンサ34に蓄電された直流成分を基準電位に放出させる。   As an example, the buffer circuit 23 includes two sets of complementary emitter follower circuits 31 and 32 and two capacitors 33 and 34 as shown in FIG. In this case, as shown in the figure, the complementary emitter follower circuit 31 is composed of an NPN transistor 31a and a PNP transistor 31b in which the base terminals are connected to each other and the emitter terminals are connected to each other, and the complementary emitter follower circuit 32 is The NPN transistor 32a and the PNP transistor 32b are connected to each other between base terminals and emitter terminals. In the complementary emitter follower circuit 31 configured as described above, as shown in the figure, the DC voltage V3 is operated as a power source so that the transistor 31a receives the high level switching control signal S1 and the switching control signal S1. The direct current component is cut by the capacitor 33 and output as the switching control signal S3. Further, the transistor 31b operates using the DC voltage V3 as a power source, inputs the low level switching control signal S1, and releases the DC component stored in the capacitor 33 to the reference potential. Further, in the complementary emitter follower circuit 32, as shown in the figure, the DC voltage V3 is operated as a power source so that the transistor 32a receives the high level switching control signal S2 and also converts the DC component of the switching control signal S2 into the capacitor 34. And is output as a switching control signal S4. Further, the transistor 32b operates using the DC voltage V3 as a power source, inputs the low level switching control signal S2, and releases the DC component stored in the capacitor 34 to the reference potential.

トランス24は、本発明における第2トランスであって、図2に示すように、一次巻線24aがバッファ回路23のコンプリメンタリエミッタフォロワ回路31に接続されて、入力したスイッチング制御信号S3を電気的に絶縁しつつスイッチング制御信号S5として二次巻線24bから出力する。このスイッチング制御信号S5は、図1に示すように、第2FET15のゲート端子とソース端子との間に出力される。トランス25は、本発明における第3トランスであって、図2に示すように、一次巻線25aがバッファ回路23のコンプリメンタリエミッタフォロワ回路32に接続されて、入力したスイッチング制御信号S4を電気的に絶縁しつつスイッチング制御信号S6として二次巻線25bから出力する。このスイッチング制御信号S6は、図1に示すように、第3FET16のゲート端子とソース端子との間に出力される。この場合、各スイッチング制御信号S1,S2の振幅および各トランス24,25の巻数比は、スイッチング制御信号S5,S6の振幅が、第2FET15および第3FET16のゲートカットオフ電圧(約4V)以上で、かつゲート・ソース間電圧の絶対最大定格(約20V)以下の所定電圧に設定されている。   The transformer 24 is a second transformer according to the present invention. As shown in FIG. 2, the primary winding 24a is connected to the complementary emitter follower circuit 31 of the buffer circuit 23 to electrically input the switching control signal S3. The signal is output from the secondary winding 24b as the switching control signal S5 while being insulated. The switching control signal S5 is output between the gate terminal and the source terminal of the second FET 15 as shown in FIG. The transformer 25 is a third transformer according to the present invention. As shown in FIG. 2, the primary winding 25a is connected to the complementary emitter follower circuit 32 of the buffer circuit 23 to electrically input the switching control signal S4. It outputs from secondary winding 25b as switching control signal S6, insulating. The switching control signal S6 is output between the gate terminal and the source terminal of the third FET 16 as shown in FIG. In this case, the amplitudes of the switching control signals S1 and S2 and the turns ratio of the transformers 24 and 25 are such that the amplitudes of the switching control signals S5 and S6 are equal to or higher than the gate cutoff voltage (about 4 V) of the second FET 15 and the third FET 16. The gate-source voltage is set to a predetermined voltage that is not higher than the absolute maximum rating (about 20 V).

次に、スイッチング電源装置1の全体的な動作について、図面を参照して説明する。なお、発明の理解を容易にするため、スイッチング電源装置1は、電気二重層コンデンサ2から一定の電圧Vinを入力して、一定の出力電圧Voを出力している動作状態にあるものとする。   Next, the overall operation of the switching power supply device 1 will be described with reference to the drawings. In order to facilitate understanding of the invention, it is assumed that the switching power supply device 1 is in an operating state in which a constant voltage Vin is input from the electric double layer capacitor 2 and a constant output voltage Vo is output.

この動作状態のときには、スイッチング制御回路22が第1FET12のゲート端子にスイッチング制御信号S1を所定のデューティ比(電圧Vin、出力電圧Voおよびトランス11の巻数比で決定される比率)で出力することで、第1FET12が、このスイッチング制御信号S1に同期して、オン状態とオフ状態とを繰り返す。また、スイッチング制御回路22が第4FET14aのゲート端子にスイッチング制御信号S1と逆極性のスイッチング制御信号S2を出力することで、第4FET14aが、このスイッチング制御信号S2に同期して、第1FET12がオン状態のときにオフ状態となり、第1FET12がオフ状態のときにオン状態となる。   In this operation state, the switching control circuit 22 outputs the switching control signal S1 to the gate terminal of the first FET 12 at a predetermined duty ratio (ratio determined by the voltage Vin, the output voltage Vo, and the turn ratio of the transformer 11). The first FET 12 repeats the on state and the off state in synchronization with the switching control signal S1. The switching control circuit 22 outputs a switching control signal S2 having a polarity opposite to that of the switching control signal S1 to the gate terminal of the fourth FET 14a, so that the fourth FET 14a is turned on in synchronization with the switching control signal S2. Is turned off, and turned on when the first FET 12 is turned off.

この場合、第1FET12がオン状態となるオン期間では、第4FET14aがオフ状態となっており、電圧Vinに起因する電流が一次巻線11aに流入することにより、二次巻線11bに交流電圧Vsが図1に示す極性で誘起される。また、この第1FET12のオン期間では、スイッチング制御信号S1がバッファ回路23およびトランス24を介して極性がそのままで、かつ振幅がほぼ一定の状態で、スイッチング制御信号S5として第2FET15に出力され、またスイッチング制御信号S2がバッファ回路23およびトランス25を介して極性がそのままで、かつ振幅がほぼ一定の状態で、スイッチング制御信号S6として第2FET16に出力される。その結果、第2FET15がオン状態に、第3FET16がオフ状態となっている。したがって、この第1FET12のオン期間では、トランス11の二次巻線11bから、出力端子19a,19bに接続されている負荷41、トランス17の一次巻線17a、並びに第2FET15(およびダイオード15a)を経由して二次巻線11bに戻る経路に電流I1が流れて、負荷41に出力電圧Voが印加される。   In this case, in the ON period in which the first FET 12 is in the ON state, the fourth FET 14a is in the OFF state, and the current resulting from the voltage Vin flows into the primary winding 11a, whereby the AC voltage Vs is applied to the secondary winding 11b. Is induced with the polarity shown in FIG. In addition, during the ON period of the first FET 12, the switching control signal S1 is output to the second FET 15 as the switching control signal S5 through the buffer circuit 23 and the transformer 24 with the polarity unchanged and the amplitude being substantially constant. The switching control signal S2 is output to the second FET 16 as the switching control signal S6 through the buffer circuit 23 and the transformer 25 with the polarity as it is and the amplitude being substantially constant. As a result, the second FET 15 is turned on and the third FET 16 is turned off. Therefore, during the ON period of the first FET 12, the load 41 connected to the output terminals 19a and 19b, the primary winding 17a of the transformer 17, and the second FET 15 (and the diode 15a) are connected from the secondary winding 11b of the transformer 11. A current I1 flows through a path that passes back to the secondary winding 11b, and an output voltage Vo is applied to the load 41.

他方、第1FET12がオフ状態となるオフ期間では、一次巻線11aへの電流の流入が停止することにより、一次巻線11aに逆起電力が発生して、二次巻線11bには交流電圧Vsとは逆極性の電圧が誘起される。この際に、第4FET14aがオン状態となっているため、一次巻線11aに蓄積されたエネルギーがクランプ回路14のコンデンサ14b、および第1FET12におけるソース・ドレイン端子間の寄生容量Csに一旦移動し、その後に、オン状態の第4FET14aを介して電気二重層コンデンサ2に回生される。したがって、一次巻線11aに発生する逆起電力、ひいては二次巻線11bに誘起される電圧は、クランプ回路14によって抑制(クランプ)される。また、この第1FET12のオフ期間では、オン期間のときと同様にして、各スイッチング制御信号S1,S2が、バッファ回路23および各トランス24,25を介して極性がそのままで、かつ振幅がほぼ一定の状態で、スイッチング制御信号S5,S6として各FET15,16に出力され、その結果として、第2FET15がオフ状態に、第3FET16がオン状態となっている。したがって、第1FET12のオン期間に一次巻線17aに蓄積されたエネルギーにより、オン状態の第3FET16を介して負荷41に電流I2が図1に示すように転流して、負荷41に出力電圧Voが印加される。この場合、トランス17における一次巻線17aの両端間に発生する電圧V1は、その振幅が出力電圧Voとほぼ一致した状態となる。   On the other hand, in the off period in which the first FET 12 is in the off state, the inflow of current to the primary winding 11a is stopped, so that a counter electromotive force is generated in the primary winding 11a and an AC voltage is applied to the secondary winding 11b. A voltage having a polarity opposite to that of Vs is induced. At this time, since the fourth FET 14a is in the on state, the energy accumulated in the primary winding 11a is once moved to the capacitor 14b of the clamp circuit 14 and the parasitic capacitance Cs between the source and drain terminals in the first FET 12, Thereafter, the electric double layer capacitor 2 is regenerated through the fourth FET 14a in the ON state. Therefore, the counter electromotive force generated in the primary winding 11a, and hence the voltage induced in the secondary winding 11b, is suppressed (clamped) by the clamp circuit 14. In the off period of the first FET 12, the switching control signals S1 and S2 have the same polarity and the amplitude is substantially constant via the buffer circuit 23 and the transformers 24 and 25, as in the on period. In this state, the switching control signals S5 and S6 are output to the FETs 15 and 16, respectively. As a result, the second FET 15 is turned off and the third FET 16 is turned on. Therefore, due to the energy accumulated in the primary winding 17a during the ON period of the first FET 12, the current I2 is commutated to the load 41 through the third FET 16 in the ON state as shown in FIG. 1, and the output voltage Vo is applied to the load 41. Applied. In this case, the voltage V1 generated between the both ends of the primary winding 17a in the transformer 17 is in a state where the amplitude thereof substantially coincides with the output voltage Vo.

このようにして、スイッチング電源装置1が負荷41に対して出力電圧Voを印加している状態において、電気二重層コンデンサ2の電圧Vinが変化したとしても、スイッチング制御回路22は、電圧Vinの変化に伴う直流電圧V3の微少な変化を検出して、各スイッチング制御信号S1,S2のデューティ比を制御することにより、出力電圧Voの変動を予め設定された電圧範囲内に抑えて、負荷41に印加される出力電圧Voをほぼ一定に維持する。この結果、上記したようにトランス17の一次巻線17aに発生する電圧V1、およびこの電圧V1を基に生成される直流電圧V3も、ほぼ一定の電圧に維持される。これにより、電気二重層コンデンサ2の電圧Vinの変化に拘わらず、この直流電圧V3を電源として作動するスイッチング制御回路22から出力される各スイッチング制御信号S1,S2の振幅、このスイッチング制御信号S1,S2に基づいて生成されるスイッチング制御信号S3,S4,S5,S6の振幅も、ほぼ一定に維持される。したがって、電気二重層コンデンサ2の電圧Vinが変化したとしても、第2FET15および第3FET16の各ソース・ゲート端子間電圧も、予め設定したゲートカットオフ電圧以上で、かつゲート・ソース間電圧の絶対最大定格以下の所定電圧に維持される。   In this way, even when the voltage Vin of the electric double layer capacitor 2 changes in a state where the switching power supply device 1 is applying the output voltage Vo to the load 41, the switching control circuit 22 changes the voltage Vin. By detecting a minute change in the DC voltage V3 accompanying the control and controlling the duty ratio of the switching control signals S1 and S2, the fluctuation of the output voltage Vo is suppressed within a preset voltage range, and the load 41 is applied. The applied output voltage Vo is maintained almost constant. As a result, as described above, the voltage V1 generated in the primary winding 17a of the transformer 17 and the DC voltage V3 generated based on the voltage V1 are also maintained at a substantially constant voltage. As a result, regardless of the change in the voltage Vin of the electric double layer capacitor 2, the amplitude of each switching control signal S1, S2 output from the switching control circuit 22 that operates using the DC voltage V3 as a power source, the switching control signal S1, The amplitudes of the switching control signals S3, S4, S5 and S6 generated based on S2 are also maintained substantially constant. Therefore, even if the voltage Vin of the electric double layer capacitor 2 changes, the voltage between the source and gate terminals of the second FET 15 and the third FET 16 is not less than a preset gate cut-off voltage and the absolute maximum of the gate-source voltage. It is maintained at a predetermined voltage below the rating.

このように、このスイッチング電源装置1では、スイッチング制御回路22がトランス17の二次巻線17bに誘起する交流電圧V2を整流平滑して生成される安定化された直流電圧V3を電源として作動して、第2FET15および第3FET16に対するスイッチング制御信号S5,S6を生成する。したがって、このスイッチング電源装置1によれば、第2FET15および第3FET16に対するスイッチング制御信号S5,S6の振幅をほぼ一定に維持できる結果、電気二重層コンデンサ2の電圧Vinの変動に拘わらず、ゲートカットオフ電圧以上で、かつゲート・ソース間電圧の絶対最大定格以下の振幅のスイッチング制御信号S5,S6を出力して第2FET15および第3FET16を安定動作させることができる。   As described above, in this switching power supply device 1, the switching control circuit 22 operates by using the stabilized DC voltage V 3 generated by rectifying and smoothing the AC voltage V 2 induced in the secondary winding 17 b of the transformer 17 as a power source. Thus, switching control signals S5 and S6 for the second FET 15 and the third FET 16 are generated. Therefore, according to the switching power supply device 1, the amplitude of the switching control signals S5 and S6 for the second FET 15 and the third FET 16 can be maintained substantially constant. As a result, the gate cut-off is achieved regardless of the fluctuation of the voltage Vin of the electric double layer capacitor 2. The second FET 15 and the third FET 16 can be stably operated by outputting the switching control signals S5 and S6 having an amplitude that is equal to or higher than the voltage and lower than the absolute maximum rating of the gate-source voltage.

また、このスイッチング電源装置1では、スイッチング制御回路22から出力されたスイッチング制御信号S1,S2をトランス24,25で電気的に絶縁しつつ第2FET15および第3FET16に出力する。したがって、このスイッチング電源装置1によれば、フォトカプラを用いて電気的に絶縁する構成とは異なり、経年変化、応答性および耐環境性を向上させることができるため、スイッチング電源装置1の高性能化を図ることができる。なお、フォトカプラの使用を排除するものではなく、各トランス24,25に代えて、フォトカプラを使用してもよいのは勿論である。   In the switching power supply device 1, the switching control signals S 1 and S 2 output from the switching control circuit 22 are output to the second FET 15 and the third FET 16 while being electrically insulated by the transformers 24 and 25. Therefore, according to this switching power supply device 1, unlike the configuration of electrically insulating using a photocoupler, it is possible to improve aging, responsiveness, and environmental resistance. Can be achieved. It should be noted that the use of a photocoupler is not excluded, and it is needless to say that a photocoupler may be used instead of each of the transformers 24 and 25.

また、このスイッチング電源装置1によれば、第4FET14aおよびコンデンサ14bを有してトランス11の一次巻線11aに並列接続されたクランプ回路14を備えたことにより、トランス11の一次巻線11aおよび二次巻線11bの電圧を制限することができ、しかも、第1FET12がオフしている全期間に亘って転流電流通過用の第3FET16をオンにすることができるため、損失を低減して効率を向上させることができる。   In addition, according to the switching power supply device 1, since the clamp circuit 14 having the fourth FET 14a and the capacitor 14b and connected in parallel to the primary winding 11a of the transformer 11 is provided, the primary winding 11a and the second winding 11a of the transformer 11 are provided. Since the voltage of the secondary winding 11b can be limited and the third FET 16 for passing the commutation current can be turned on over the entire period in which the first FET 12 is turned off, the loss is reduced and the efficiency is reduced. Can be improved.

さらに、このスイッチング電源装置1では、バッファ回路23の各コンプリメンタリエミッタフォロワ回路31,32が、スイッチング制御回路22から出力される各スイッチング制御信号S1,S2を入力して第2FET15および第3FET16に対する各スイッチング制御信号S3,S4として出力する。したがって、このスイッチング電源装置1によれば、例えば各スイッチング制御信号S3,S4をさらにトランス24,25を介して各スイッチング制御信号S5,S6に変換して、第2FET15および第3FET16に出力する構成においても、各トランス24,25を低インピーダンスで十分に駆動できるため、各スイッチング制御信号S5,S6の振幅を安定させることができる結果、各第2FET15および第3FET16を確実にオン・オフ駆動することができる。   Further, in this switching power supply device 1, each complementary emitter follower circuit 31, 32 of the buffer circuit 23 receives each switching control signal S 1, S 2 output from the switching control circuit 22 and each switching for the second FET 15 and the third FET 16. Output as control signals S3 and S4. Therefore, according to the switching power supply device 1, for example, the switching control signals S3 and S4 are further converted into the switching control signals S5 and S6 via the transformers 24 and 25 and output to the second FET 15 and the third FET 16. However, since the transformers 24 and 25 can be sufficiently driven with low impedance, the amplitudes of the switching control signals S5 and S6 can be stabilized. As a result, the second FET 15 and the third FET 16 can be reliably turned on / off. it can.

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、その構成を適宜変更することができる。例えば、本発明の実施の形態に係るスイッチング電源装置1では、図1に示すように、第2FET15が二次巻線11bの巻終わり側に配設されているが、第2FET15を二次巻線11bの巻始め側に配設してもよい。同様にして、トランス17の一次巻線17aを二次巻線11bの巻始め側に配設してもよい。また、フォワード型のDC/DCコンバータ3におけるトランス11のリセットをクランプ回路14を用いて実行する例について上記したが、リセット巻線を使用する構成を採用することもできる。また、信号遅延の少ないコンプリメンタリエミッタフォロワ回路31,32を採用してバッファ回路23を構成する好ましい例について上記したが、直流電圧V3を電源として作動するオペアンプなどを用いて構成することもできる。   In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, The structure can be changed suitably. For example, in the switching power supply device 1 according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the second FET 15 is disposed on the winding end side of the secondary winding 11b. You may arrange | position to the winding start side of 11b. Similarly, the primary winding 17a of the transformer 17 may be disposed on the winding start side of the secondary winding 11b. Further, although the example in which the reset of the transformer 11 in the forward type DC / DC converter 3 is performed using the clamp circuit 14 has been described above, a configuration using a reset winding may be employed. Further, the preferred example in which the complementary emitter follower circuits 31 and 32 with a small signal delay are employed to configure the buffer circuit 23 has been described above. However, the buffer circuit 23 may be configured using an operational amplifier that operates using the DC voltage V3 as a power source.

本発明の実施の形態に係るスイッチング電源装置1の回路図である。1 is a circuit diagram of a switching power supply device 1 according to an embodiment of the present invention. バッファ回路23および各トランス24,25の回路図である。3 is a circuit diagram of a buffer circuit 23 and transformers 24 and 25. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 スイッチング電源装置
2 電気二重層コンデンサ
11 トランス
11a 一次巻線
11b 二次巻線
12 第1FET
14 クランプ回路
14a 第4FET
14b コンデンサ
15 第2FET
16 第3FET
17 トランス
17a 一次巻線
17b 二次巻線
18 コンデンサ
20 ダイオード
21 コンデンサ
22 スイッチング制御回路
24,25 トランス
31,32 コンプリメンタリエミッタフォロワ回路
S1,S2,S5,S6 スイッチング制御信号
V2 交流電圧
V3 直流電圧
Vin 入力電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switching power supply device 2 Electric double layer capacitor 11 Transformer 11a Primary winding 11b Secondary winding 12 1st FET
14 Clamp circuit 14a 4th FET
14b capacitor 15 second FET
16 3rd FET
17 Transformer 17a Primary winding 17b Secondary winding 18 Capacitor 20 Diode 21 Capacitor 22 Switching control circuit 24, 25 Transformer 31, 32 Complementary emitter follower circuit S1, S2, S5, S6 Switching control signal V2 AC voltage V3 DC voltage Vin input Voltage

Claims (3)

電気二重層コンデンサと、
一次巻線および二次巻線を有する第1トランスと、
前記一次巻線に直列接続されて前記電気二重層コンデンサから供給される入力電圧を周期的にスイッチングする第1スイッチング素子と、
同期整流用の第2スイッチング素子、平滑用のインダクタ、および平滑用の蓄電素子を直列接続して構成されて前記二次巻線の両端間に接続された整流平滑回路と、
前記インダクタおよび前記平滑用の蓄電素子の直列回路に並列接続された転流電流通過用の第3スイッチング素子と、
前記平滑用のインダクタと磁気的に結合された検出コイルと、
前記検出コイルに誘起される交流電圧を整流平滑して直流電圧を生成する電圧生成回路と、
前記直流電圧を電源として作動して、前記第1スイッチング素子の前記スイッチングを制御すると共に前記第2スイッチング素子および前記第3スイッチング素子に対する各制御信号を生成して出力するスイッチング制御回路とを備えているスイッチング電源装置。
An electric double layer capacitor;
A first transformer having a primary winding and a secondary winding;
A first switching element connected in series to the primary winding and periodically switching an input voltage supplied from the electric double layer capacitor;
A rectifying / smoothing circuit configured by connecting in series a second switching element for synchronous rectification, a smoothing inductor, and a smoothing storage element, and connected between both ends of the secondary winding;
A third switching element for passing commutation current connected in parallel to a series circuit of the inductor and the smoothing storage element;
A detection coil magnetically coupled to the smoothing inductor;
A voltage generation circuit for generating a DC voltage by rectifying and smoothing an AC voltage induced in the detection coil;
A switching control circuit that operates using the DC voltage as a power source to control the switching of the first switching element and generate and output control signals for the second switching element and the third switching element; Switching power supply.
前記スイッチング制御回路から出力された前記第2スイッチング素子に対する前記制御信号を電気的に絶縁しつつ当該第2スイッチング素子に出力する第2トランスと、
前記スイッチング制御回路から出力された前記第3スイッチング素子に対する前記制御信号を電気的に絶縁しつつ当該第3スイッチング素子に出力する第3トランスとを備えている請求項1記載のスイッチング電源装置。
A second transformer that outputs to the second switching element while electrically insulating the control signal for the second switching element output from the switching control circuit;
2. The switching power supply device according to claim 1, further comprising: a third transformer that outputs to the third switching element while electrically insulating the control signal for the third switching element output from the switching control circuit.
直列に接続された蓄電素子および第4スイッチング素子を有して前記一次巻線に並列接続されて、当該第4スイッチング素子が前記第1スイッチング素子のオンのときにオフに制御され、かつ当該第1スイッチング素子のオフのときにオンに制御されるクランプ回路を備えている請求項1または2記載のスイッチング電源装置。   A power storage element and a fourth switching element connected in series are connected in parallel to the primary winding, and the fourth switching element is controlled to be off when the first switching element is on, and 3. The switching power supply device according to claim 1, further comprising a clamp circuit controlled to be turned on when one switching element is turned off.
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