JP2010088259A - Switching power supply and control method thereof - Google Patents

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Atsuhiro Hida
篤博 飛田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synchronous rectification type switching power supply capable of suppressing degradation of efficiency due to increasing power loss. <P>SOLUTION: The synchronous rectification type switching power supply 1 includes a switching circuit 80 for changing gate voltage of switching elements 141 and 142. The switching circuit 80 includes capacitors 81 and 82 which charge/discharge according to respective voltages of the third secondary winding 101d and the fourth secondary winding 101e, a switching element 184 whose gate is connected to the capacitor 81, and a switching element 183 whose gate is connected to the capacitor 82. The capacitor 81 discharges to the gate of the switching element 184 as the voltage of the third secondary winding 101d drops. If the electric charges discharged from the capacitor 81 come to be a predetermined quantity when the voltage of the third secondary winding 101d drops down to VG1, the switching element 184 comes to be on-state for discharging electric charges of the gate of the switching element 141. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチング電源装置、より詳細には、同期整流型スイッチング電源装置および同期整流型スイッチング電源装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly, to a synchronous rectification switching power supply device and a control method for the synchronous rectification switching power supply device.

従来、スイッチング電源装置として、同期整流型スイッチング電源装置が知られている。   Conventionally, a synchronous rectification switching power supply is known as a switching power supply.

図8は、従来例に係る同期整流型スイッチング電源装置100の回路図である。同期整流型スイッチング電源装置100は、負荷102に直流電圧を供給するものであり、トランス101と、トランス101の1次側に設けられたフルブリッジ回路120と、トランス101の2次側に設けられた整流回路140、平滑回路160、およびスイッチング回路180と、を備える。   FIG. 8 is a circuit diagram of a synchronous rectification switching power supply apparatus 100 according to a conventional example. The synchronous rectification switching power supply apparatus 100 supplies a DC voltage to a load 102, and is provided on a transformer 101, a full bridge circuit 120 provided on the primary side of the transformer 101, and a secondary side of the transformer 101. Rectifier circuit 140, smoothing circuit 160, and switching circuit 180.

フルブリッジ回路120は、直流電源121と、MOSFETからなる4つのスイッチング素子122、123、124、125と、を備える。直流電源121の正極側には、スイッチング素子122のドレインと、スイッチング素子124のドレインと、が接続され、直流電源121の負極側には、スイッチング素子123のソースと、スイッチング素子125のソースと、が接続される。スイッチング素子122のソースには、スイッチング素子123のドレインと、トランス101の1次巻線101aの一端側と、が接続され、スイッチング素子124のソースには、スイッチング素子125のドレインと、1次巻線101aの他端側と、が接続される。また、スイッチング素子122〜125のゲートには、制御回路(図示省略)が接続される。   The full bridge circuit 120 includes a DC power supply 121 and four switching elements 122, 123, 124, and 125 made of MOSFETs. The positive electrode side of the DC power supply 121 is connected to the drain of the switching element 122 and the drain of the switching element 124, and the negative electrode side of the DC power supply 121 is connected to the source of the switching element 123, the source of the switching element 125, Is connected. The source of the switching element 122 is connected to the drain of the switching element 123 and one end of the primary winding 101a of the transformer 101. The source of the switching element 124 is connected to the drain of the switching element 125 and the primary winding. The other end side of the line 101a is connected. A control circuit (not shown) is connected to the gates of the switching elements 122 to 125.

制御回路(図示省略)は、スイッチング素子122〜125のゲートに制御信号をそれぞれ供給して、スイッチング素子122〜125のオンオフを制御する。具体的には、スイッチング素子122、125のゲートに正電圧を印加する手順(以下、「第1手順」とする)と、スイッチング素子123、124のゲートに正電圧を印加する手順(以下、「第2手順」とする)と、を行う。第1手順では、スイッチング素子122、125がオン状態となり、第2手順では、スイッチング素子123、124がオン状態となる。   The control circuit (not shown) supplies control signals to the gates of the switching elements 122 to 125, respectively, and controls the on / off of the switching elements 122 to 125. Specifically, a procedure of applying a positive voltage to the gates of the switching elements 122 and 125 (hereinafter referred to as “first procedure”) and a procedure of applying a positive voltage to the gates of the switching elements 123 and 124 (hereinafter referred to as “the first procedure”). 2nd procedure "). In the first procedure, the switching elements 122 and 125 are turned on, and in the second procedure, the switching elements 123 and 124 are turned on.

以上のフルブリッジ回路120では、制御回路(図示省略)により、上述の第1手順と第2手順とを所定の周期で交互に行うことにより、スイッチング素子122、125と、スイッチング素子123、124と、を所定の周期で交互にオン状態にする。これによれば、1次巻線101aには、直流電源121から出力される直流電圧に基づいて、矩形波電圧が印加される。   In the above-described full bridge circuit 120, the control circuit (not shown) alternately performs the first procedure and the second procedure described above at a predetermined cycle, so that the switching elements 122 and 125, the switching elements 123 and 124, Are alternately turned on at predetermined intervals. According to this, a rectangular wave voltage is applied to the primary winding 101a based on the DC voltage output from the DC power supply 121.

トランス101は、上述の1次巻線101aに加えて、第1の2次巻線101b、第2の2次巻線101c、第3の2次巻線101d、および第4の2次巻線101eを備える。第1の2次巻線101bと第2の2次巻線101cとは、センタータップAにより接続され、第3の2次巻線101dと第4の2次巻線101eとは、センタータップBにより接続される。これら第1の2次巻線101b、第2の2次巻線101c、第3の2次巻線101d、および第4の2次巻線101eのそれぞれには、1次巻線101aに印可された電圧に基づいて、1次巻線101aとの巻数比に応じた電圧が生じる。ここで、1次巻線101a、第1の2次巻線101b、第2の2次巻線101c、第3の2次巻線101d、および第4の2次巻線101eのそれぞれの巻数は、等しいものとする。   In addition to the above-described primary winding 101a, the transformer 101 includes a first secondary winding 101b, a second secondary winding 101c, a third secondary winding 101d, and a fourth secondary winding. 101e. The first secondary winding 101b and the second secondary winding 101c are connected by the center tap A, and the third secondary winding 101d and the fourth secondary winding 101e are the center tap B. Connected by. Each of the first secondary winding 101b, the second secondary winding 101c, the third secondary winding 101d, and the fourth secondary winding 101e is applied to the primary winding 101a. Based on the obtained voltage, a voltage corresponding to the turn ratio with the primary winding 101a is generated. Here, the number of turns of each of the primary winding 101a, the first secondary winding 101b, the second secondary winding 101c, the third secondary winding 101d, and the fourth secondary winding 101e is , Shall be equal.

ここで、上述のように、1次巻線101aに印可される電圧は、矩形波電圧である。このため、第1の2次巻線101b、第2の2次巻線101c、第3の2次巻線101d、および第4の2次巻線101eのそれぞれに生じる電圧も、矩形波電圧となる。   Here, as described above, the voltage applied to the primary winding 101a is a rectangular wave voltage. Therefore, the voltage generated in each of the first secondary winding 101b, the second secondary winding 101c, the third secondary winding 101d, and the fourth secondary winding 101e is also a rectangular wave voltage. Become.

整流回路140は、MOSFETからなる2つのスイッチング素子141、142を備える。スイッチング素子141のドレインには、第1の2次巻線101bの一端側が接続される。第1の2次巻線101bの他端側には、センタータップAを介して第2の2次巻線101cの一端側が接続され、スイッチング素子142のドレインには、第2の2次巻線101cの他端側が接続される。スイッチング素子141のゲートには、後述のスイッチング素子184のソースが接続され、スイッチング素子142のゲートには、後述のスイッチング素子183のソースが接続される。スイッチング素子141のソースと、スイッチング素子142のソースとには、センタータップBと、後述の平滑用インダクタ161の一端側と、が接続される。   The rectifier circuit 140 includes two switching elements 141 and 142 made of MOSFETs. One end of the first secondary winding 101b is connected to the drain of the switching element 141. One end side of the second secondary winding 101c is connected to the other end side of the first secondary winding 101b via the center tap A, and the second secondary winding is connected to the drain of the switching element 142. The other end of 101c is connected. A source of a switching element 184 described later is connected to the gate of the switching element 141, and a source of a switching element 183 described later is connected to the gate of the switching element 142. A center tap B and one end side of a smoothing inductor 161 described later are connected to the source of the switching element 141 and the source of the switching element 142.

スイッチング回路180は、ダイオード181、182と、MOSFETからなる2つのスイッチング素子183、184と、を備える。スイッチング素子183のゲートには、ダイオード181のアノードと、第3の2次巻線101dの一端側と、が接続される。第3の2次巻線101dの他端側には、センタータップBを介して第4の2次巻線101eの一端側が接続され、スイッチング素子184のゲートには、ダイオード182のアノードと、第4の2次巻線101eの他端側と、が接続される。スイッチング素子183のソースには、ダイオード181のカソードと、スイッチング素子142のゲートと、が接続される。スイッチング素子184のソースには、ダイオード182のカソードと、スイッチング素子141のゲートと、が接続される。スイッチング素子183のドレインと、スイッチング素子184のドレインとには、センタータップBが接続される。   The switching circuit 180 includes diodes 181 and 182 and two switching elements 183 and 184 formed of MOSFETs. The gate of the switching element 183 is connected to the anode of the diode 181 and one end side of the third secondary winding 101d. The other end side of the third secondary winding 101d is connected to one end side of the fourth secondary winding 101e via the center tap B. The gate of the switching element 184 is connected to the anode of the diode 182 and the second end of the third secondary winding 101d. 4 is connected to the other end of the secondary winding 101e. The source of the switching element 183 is connected to the cathode of the diode 181 and the gate of the switching element 142. The source of the switching element 184 is connected to the cathode of the diode 182 and the gate of the switching element 141. A center tap B is connected to the drain of the switching element 183 and the drain of the switching element 184.

ここで、上述のように、第3の2次巻線101dおよび第4の2次巻線101eに生じる電圧は、矩形波電圧である。このため、スイッチング素子183のゲートに正電圧が印加される期間と、スイッチング素子184のゲートに正電圧が印加される期間と、が所定の周期で交互に発生する。これによれば、スイッチング素子183とスイッチング素子184とが所定の周期で交互にオン状態となる。   Here, as described above, the voltage generated in the third secondary winding 101d and the fourth secondary winding 101e is a rectangular wave voltage. For this reason, a period in which a positive voltage is applied to the gate of the switching element 183 and a period in which a positive voltage is applied to the gate of the switching element 184 alternately occur at a predetermined cycle. According to this, the switching element 183 and the switching element 184 are alternately turned on at a predetermined cycle.

スイッチング素子183がオン状態になると、このスイッチング素子183のソースに対してゲートが接続されるスイッチング素子142がオン状態となる。一方、スイッチング素子184がオン状態になると、このスイッチング素子184のソースに対してゲートが接続されるスイッチング素子141がオン状態となる。このため、スイッチング素子141とスイッチング素子142とが所定の周期で交互にオン状態となる。   When the switching element 183 is turned on, the switching element 142 whose gate is connected to the source of the switching element 183 is turned on. On the other hand, when the switching element 184 is turned on, the switching element 141 whose gate is connected to the source of the switching element 184 is turned on. For this reason, the switching element 141 and the switching element 142 are alternately turned on at a predetermined cycle.

その結果、上述のように、第1の2次巻線101bおよび第2の2次巻線101cに生じる電圧は、矩形波電圧であるが、これら矩形波電圧が整流回路140により整流され、脈流電圧として平滑回路160に供給されることとなる。   As a result, as described above, the voltages generated in the first secondary winding 101b and the second secondary winding 101c are rectangular wave voltages, but these rectangular wave voltages are rectified by the rectifier circuit 140 and pulsed. The current is supplied to the smoothing circuit 160 as a current voltage.

平滑回路160は、平滑用インダクタ161および平滑用コンデンサ162を備える。平滑用インダクタ161の一端側には、スイッチング素子141のソースと、スイッチング素子142のソースと、センタータップBと、が接続される。平滑用インダクタ161の他端側には、平滑用コンデンサ162の一端側の電極と、負荷102の一端側と、が接続される。平滑用コンデンサ162の他端側の電極には、負荷102の他端側と、センタータップAと、が接続される。   The smoothing circuit 160 includes a smoothing inductor 161 and a smoothing capacitor 162. The source of the switching element 141, the source of the switching element 142, and the center tap B are connected to one end side of the smoothing inductor 161. The other end side of the smoothing inductor 161 is connected to an electrode on one end side of the smoothing capacitor 162 and one end side of the load 102. The other end side of the load 102 and the center tap A are connected to the electrode on the other end side of the smoothing capacitor 162.

整流回路140から供給される脈動電圧は、平滑用コンデンサ162により平滑化が行われるとともに、平滑用インダクタ161によりリプルが除去される。その結果、負荷102には、直流電圧が供給される。   The pulsating voltage supplied from the rectifier circuit 140 is smoothed by the smoothing capacitor 162 and ripples are removed by the smoothing inductor 161. As a result, a DC voltage is supplied to the load 102.

図9は、従来例に係る同期整流型スイッチング電源装置100のタイミングチャートである。Vgs141は、スイッチング素子141のゲート−ソース間電圧を示し、Vgs142は、スイッチング素子142のゲート−ソース間電圧を示す。スイッチング素子141は、電圧Vgs141が正電圧であるVGHではオン状態であり、電圧Vgs141がVGLではオフ状態である。スイッチング素子142についても、スイッチング素子141と同様に、電圧Vgs142が正電圧であるVGHではオン状態であり、電圧Vgs142がVGLではオフ状態である。また、Id141は、スイッチング素子141のドレイン電流を示す。   FIG. 9 is a timing chart of the synchronous rectification switching power supply apparatus 100 according to the conventional example. Vgs 141 represents a gate-source voltage of the switching element 141, and Vgs 142 represents a gate-source voltage of the switching element 142. The switching element 141 is on when the voltage Vgs 141 is a positive voltage VGH, and is off when the voltage Vgs 141 is VGL. Similarly to the switching element 141, the switching element 142 is on when the voltage Vgs 142 is a positive voltage, and is off when the voltage Vgs 142 is VGL. Id 141 represents the drain current of the switching element 141.

時刻t1からt2では、電圧Vgs141がVGLからVGHに変化するとともに、電圧Vgs142がVGHからVGLに変化している。このため、スイッチング素子141がオフ状態からオン状態に遷移するとともに、スイッチング素子142がオン状態からオフ状態に遷移する。   From time t1 to t2, the voltage Vgs 141 changes from VGL to VGH, and the voltage Vgs 142 changes from VGH to VGL. For this reason, the switching element 141 transitions from the off state to the on state, and the switching element 142 transitions from the on state to the off state.

ここで、時刻t1からt2の期間において電圧Vgs142がVGHからVGLに変化するのは、第3の2次巻線101dの一端側の電圧が低下し、この第3の2次巻線101dの一端側に対してゲートが接続されるスイッチング素子183がオン状態からオフ状態に遷移するためである。ところが、第3の2次巻線101dの一端側の電圧は、トランス101の励磁電流や寄生容量の影響により、低下する際の立ち下がりが鈍くなる。このため、スイッチング素子183がオン状態からオフ状態に遷移するタイミングが遅れ、電圧Vgs142がVGHからVGLに変化するタイミングが遅れ、その結果、スイッチング素子142がオン状態からオフ状態に遷移するタイミングが遅れることとなる。したがって、スイッチング素子141およびスイッチング素子142の双方がともにオン状態となる期間が発生してしまい、スイッチング素子141、142に貫通電流が流れ、電流Id141が一時的にID3まで上昇している。   Here, the voltage Vgs 142 changes from VGH to VGL in the period from the time t1 to the time t2. The voltage on one end side of the third secondary winding 101d is lowered, and one end of the third secondary winding 101d is reduced. This is because the switching element 183 whose gate is connected to the side transitions from the on state to the off state. However, the voltage at one end of the third secondary winding 101d becomes dull when it falls due to the influence of the exciting current of the transformer 101 and the parasitic capacitance. For this reason, the timing at which the switching element 183 transitions from the on state to the off state is delayed, the timing at which the voltage Vgs 142 changes from VGH to VGL is delayed, and as a result, the timing at which the switching element 142 transitions from the on state to the off state is delayed. It will be. Therefore, a period in which both switching element 141 and switching element 142 are both on is generated, a through current flows through switching elements 141 and 142, and current Id 141 temporarily rises to ID3.

一方、時刻t3からt4では、電圧Vgs141がVGHからVGLに変化するとともに、電圧Vgs142がVGLからVGHに変化している。このため、スイッチング素子141がオン状態からオフ状態に遷移するとともに、スイッチング素子142がオフ状態からオン状態に遷移する。   On the other hand, from time t3 to t4, the voltage Vgs141 changes from VGH to VGL, and the voltage Vgs142 changes from VGL to VGH. For this reason, the switching element 141 changes from the on state to the off state, and the switching element 142 changes from the off state to the on state.

ここで、時刻t3からt4の期間において電圧Vgs141がVGHからVGLに変化するのは、第4の2次巻線101eの他端側の電圧が低下し、この第4の2次巻線101eの他端側に対してゲートが接続されるスイッチング素子184がオン状態からオフ状態に遷移するためである。ところが、第4の2次巻線101eの他端側の電圧は、トランス101の励磁電流や寄生容量の影響により、低下する際の立ち下がりが鈍くなる。このため、スイッチング素子184がオン状態からオフ状態に遷移するタイミングが遅れ、電圧Vgs141がVGHからVGLに変化するタイミングが遅れ、その結果、スイッチング素子141がオン状態からオフ状態に遷移するタイミングが遅れることとなる。したがって、スイッチング素子141およびスイッチング素子142の双方がともにオン状態となる期間が発生してしまい、スイッチング素子141、142に貫通電流が流れ、電流Id141が一時的にID0まで低下している。   Here, the voltage Vgs 141 changes from VGH to VGL in the period from the time t3 to the time t4 because the voltage on the other end side of the fourth secondary winding 101e is lowered and the voltage of the fourth secondary winding 101e is reduced. This is because the switching element 184 whose gate is connected to the other end side transitions from the on state to the off state. However, the voltage at the other end of the fourth secondary winding 101e becomes dull due to the influence of the exciting current of the transformer 101 and parasitic capacitance. For this reason, the timing at which the switching element 184 transitions from the on state to the off state is delayed, the timing at which the voltage Vgs 141 changes from VGH to VGL is delayed, and as a result, the timing at which the switching element 141 transitions from the on state to the off state is delayed. It will be. Therefore, a period in which both the switching element 141 and the switching element 142 are turned on occurs, a through current flows through the switching elements 141 and 142, and the current Id141 temporarily decreases to ID0.

上述のようにスイッチング素子141、142に貫通電流が流れると、電力損失が増加したり、スイッチング素子141、142が破損したりするおそれがあった。   As described above, when a through current flows through the switching elements 141 and 142, power loss may increase or the switching elements 141 and 142 may be damaged.

そこで、このような2つのスイッチング素子を所定のデッドタイム期間を挟んで交互にオン状態とする同期整流型スイッチング電源装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この同期整流型スイッチング電源装置によれば、2つのスイッチング素子の双方がオン状態となる期間が発生するのを抑制して、スイッチング素子に貫通電流が流れるのを抑制できる。
特開2002−354799号公報
Thus, a synchronous rectification switching power supply device has been proposed in which such two switching elements are alternately turned on with a predetermined dead time period interposed therebetween (see, for example, Patent Document 1). According to this synchronous rectification type switching power supply device, it is possible to suppress the occurrence of a period in which both of the two switching elements are in the ON state, and to suppress a through current from flowing through the switching element.
JP 2002-354799 A

図10は、従来例に係る同期整流型スイッチング電源装置100において、スイッチング素子141、142をデッドタイム期間(例えば、時刻t2aからt1の期間や、時刻t4からt3aの期間など)を挟んで交互にオン状態とする場合のタイミングチャートである。LOSS141は、スイッチング素子141のドレイン−ソース間の寄生ダイオードにより生じる電力損失を示す。   FIG. 10 shows an example of a synchronous rectification switching power supply apparatus 100 according to a conventional example, in which switching elements 141 and 142 are alternately arranged with a dead time period (for example, a period from time t2a to t1 or a period from time t4 to t3a). It is a timing chart in the case of setting to an ON state. LOSS 141 indicates power loss caused by a parasitic diode between the drain and source of the switching element 141.

ここで、デッドタイム期間において負荷102に負荷電流が流れると、スイッチング素子141、142がオフ状態であっても、スイッチング素子141のドレイン−ソース間の寄生ダイオードや、スイッチング素子142のドレイン−ソース間の寄生ダイオードには、負荷電流に応じたスイッチング電流が流れ、電力損失が生じることとなる。このため、図10に示すように、デッドタイム期間では、電力損失LOSS141が大きくなっている。   Here, when a load current flows through the load 102 during the dead time period, a parasitic diode between the drain and source of the switching element 141 and between the drain and source of the switching element 142 even if the switching elements 141 and 142 are in the OFF state. In this parasitic diode, a switching current corresponding to the load current flows, and power loss occurs. For this reason, as shown in FIG. 10, the power loss LOSS 141 is large in the dead time period.

上述のように、従来の同期整流型スイッチング電源装置では、デッドタイム期間において負荷電流が増加すると、スイッチング素子のドレイン−ソース間の寄生ダイオードで生じる電力損失が増加して、効率が低下するおそれがあった。   As described above, in the conventional synchronous rectification switching power supply device, when the load current increases in the dead time period, the power loss generated in the parasitic diode between the drain and the source of the switching element may increase, and the efficiency may decrease. there were.

上述の課題を鑑み、本発明は、電力損失が増加して効率が低下するのを抑制できる同期整流型スイッチング電源装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a synchronous rectification switching power supply device that can suppress an increase in power loss and a decrease in efficiency.

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
(1)本発明は、トランスと、矩形波電圧を前記トランスの1次巻線に供給する電圧供給回路と、スイッチング素子のスイッチング動作により前記トランスの第1の2次巻線に生じる電圧を整流する整流回路と、前記スイッチング素子の制御端子の電圧を変化させるスイッチング回路と、を備える同期整流型スイッチング電源装置であって、前記スイッチング回路は、前記トランスの第2の2次巻線に生じる電圧に応じて充放電を行う充放電部と、前記充放電部に接続されたスイッチング部と、を備え、前記充放電部は、前記第2の2次巻線に生じる電圧が低下するに従って、充電していた電荷を前記スイッチング部に放電し、前記スイッチング部は、前記第2の2次巻線に生じる電圧が所定値まで低下して、前記充放電部から放電された電荷が所定量になると、前記スイッチング素子の制御端子の電荷を放電させることを特徴とする同期整流型スイッチング電源装置を提案している。
The present invention proposes the following items in order to solve the above-described problems.
(1) The present invention rectifies the voltage generated in the first secondary winding of the transformer by the switching operation of the transformer, the voltage supply circuit for supplying the rectangular wave voltage to the primary winding of the transformer, and the switching element. A synchronous rectification type switching power supply device comprising: a rectifying circuit for switching; and a switching circuit for changing a voltage of a control terminal of the switching element, wherein the switching circuit is a voltage generated in a second secondary winding of the transformer And a switching unit connected to the charging / discharging unit, the charging / discharging unit charging as the voltage generated in the second secondary winding decreases. The switching unit discharges the charged electric charge to the switching unit, and the switching unit reduces the voltage generated in the second secondary winding to a predetermined value and discharges the electric charge discharged from the charging / discharging unit. There becomes a predetermined amount, it proposed a synchronous rectification type switching power supply device, characterized in that to discharge the control terminals of the switching element.

この発明によれば、充放電部により、第2の2次巻線に生じる電圧が低下するに従って、充電していた電荷をスイッチング部に放電する。そして、スイッチング部により、第2の2次巻線に生じる電圧が所定値まで低下して、充放電部から放電された電荷が所定量になると、スイッチング素子の制御端子の電荷を放電させる。   According to this invention, as the voltage generated in the second secondary winding decreases by the charging / discharging unit, the charged charge is discharged to the switching unit. When the voltage generated in the second secondary winding is lowered to a predetermined value by the switching unit and the electric charge discharged from the charging / discharging unit reaches a predetermined amount, the electric charge at the control terminal of the switching element is discharged.

このため、第2の2次巻線に生じる電圧が所定値まで低下すると、スイッチング回路により、スイッチング素子をオフ状態にして、スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するタイミングが遅れるのを防止できる。したがって、スイッチング素子に貫通電流が流れるのを抑制しつつデッドタイム期間を短縮でき、デッドタイム期間に発生する電力損失を抑制して、効率が低下するのを抑制できる。   For this reason, when the voltage generated in the second secondary winding decreases to a predetermined value, the switching circuit can turn off the switching element and prevent the timing at which the switching element transitions from the on state to the off state from being delayed. . Therefore, it is possible to shorten the dead time period while suppressing the through current from flowing through the switching element, and it is possible to suppress power loss that occurs during the dead time period and to suppress a decrease in efficiency.

(2)本発明は、(1)の同期整流型スイッチング電源装置について、前記第1の2次巻線は、センタータップにより接続される2つの単位2次巻線を備え、前記整流回路は、前記第1の2次巻線の両端に生じる電圧を整流することを特徴とする同期整流型スイッチング電源装置を提案している。   (2) The present invention relates to the synchronous rectification switching power supply device according to (1), wherein the first secondary winding includes two unit secondary windings connected by a center tap, and the rectifier circuit includes: The present invention proposes a synchronous rectification type switching power supply device that rectifies a voltage generated at both ends of the first secondary winding.

この発明によれば、第1の2次巻線は、センタータップにより接続される2つの単位2次巻線を備え、整流回路により、この第1の2次巻線の両端に生じる電圧を整流することができる。   According to the present invention, the first secondary winding includes the two unit secondary windings connected by the center tap, and the voltage generated at both ends of the first secondary winding is rectified by the rectifier circuit. can do.

(3)本発明は、(1)の同期整流型スイッチング電源装置について、前記整流回路は、倍電流整流回路であることを特徴とする同期整流型スイッチング電源装置を提案している。   (3) The present invention proposes a synchronous rectification type switching power supply apparatus according to (1), wherein the rectification circuit is a double current rectification circuit.

この発明によれば、整流回路として、倍電流整流回路を用いることができる。   According to the present invention, a double current rectifier circuit can be used as the rectifier circuit.

(4)本発明は、トランスと、矩形波電圧を前記トランスの1次巻線に供給する電圧供給回路と、スイッチング素子のスイッチング動作により前記トランスの第1の2次巻線に生じる電圧を整流する整流回路と、前記スイッチング素子の制御端子の電圧を変化させるスイッチング回路と、を備える同期整流型スイッチング電源装置の制御方法であって、前記スイッチング回路は、前記トランスの第2の2次巻線に生じる電圧に応じて充放電を行う充放電部と、前記充放電部に接続されたスイッチング部と、を備え、前記充放電部により、前記第2の2次巻線に生じる電圧が低下するに従って、充電していた電荷を前記スイッチング部に放電する第1のステップと、前記スイッチング部により、前記第2の2次巻線に生じる電圧が所定値まで低下して、前記充放電部から放電された電荷が所定量になると、前記スイッチング素子の制御端子の電荷を放電させる第2のステップと、を備えることを特徴とする同期整流型スイッチング電源装置の制御方法を提案している。   (4) The present invention rectifies the voltage generated in the first secondary winding of the transformer by the switching operation of the transformer, the voltage supply circuit for supplying the rectangular wave voltage to the primary winding of the transformer, and the switching element. And a switching circuit for changing a voltage at a control terminal of the switching element, wherein the switching circuit includes a second secondary winding of the transformer. The charging / discharging part which charges / discharges according to the voltage which arises in this and the switching part connected to the said charging / discharging part are provided, The voltage which arises in a said 2nd secondary winding falls by the said charging / discharging part. In accordance with the first step of discharging the charged charge to the switching unit, the voltage generated in the second secondary winding is reduced to a predetermined value by the switching unit. And a second step of discharging the charge of the control terminal of the switching element when the charge discharged from the charging / discharging unit reaches a predetermined amount. Proposed method.

この発明によれば、充放電部により、第2の2次巻線に生じる電圧が低下するに従って、充電していた電荷をスイッチング部に放電する。そして、スイッチング部により、第2の2次巻線に生じる電圧が所定値まで低下して、充放電部から放電された電荷が所定量になると、スイッチング素子の制御端子の電荷を放電させる。   According to this invention, as the voltage generated in the second secondary winding decreases by the charging / discharging unit, the charged charge is discharged to the switching unit. When the voltage generated in the second secondary winding is lowered to a predetermined value by the switching unit and the electric charge discharged from the charging / discharging unit reaches a predetermined amount, the electric charge at the control terminal of the switching element is discharged.

このため、第2の2次巻線に生じる電圧が所定値まで低下すると、スイッチング回路により、スイッチング素子をオフ状態にして、スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するタイミングが遅れるのを防止できる。したがって、スイッチング素子に貫通電流が流れるのを抑制しつつデッドタイム期間を短縮でき、デッドタイム期間に発生する電力損失を抑制して、効率が低下するのを抑制できる。   For this reason, when the voltage generated in the second secondary winding decreases to a predetermined value, the switching circuit can turn off the switching element and prevent the timing at which the switching element transitions from the on state to the off state from being delayed. . Therefore, it is possible to shorten the dead time period while suppressing the through current from flowing through the switching element, and it is possible to suppress power loss that occurs during the dead time period and to suppress a decrease in efficiency.

本発明によれば、第2の2次巻線に生じる電圧が所定値まで低下すると、スイッチング回路により、スイッチング素子をオフ状態にして、スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移するタイミングが遅れるのを防止できる。したがって、スイッチング素子に貫通電流が流れるのを抑制しつつデッドタイム期間を短縮でき、デッドタイム期間に発生する電力損失を抑制して、効率が低下するのを抑制できる。   According to the present invention, when the voltage generated in the second secondary winding decreases to a predetermined value, the switching circuit turns off the switching element, and the timing at which the switching element transitions from the on state to the off state is delayed. Can be prevented. Therefore, it is possible to shorten the dead time period while suppressing the through current from flowing through the switching element, and it is possible to suppress power loss that occurs during the dead time period and to suppress a decrease in efficiency.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。また、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the constituent elements in the present embodiment can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. Therefore, the description of the present embodiment does not limit the contents of the invention described in the claims. In the following description of the embodiments, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る同期整流型スイッチング電源装置1の回路図である。同期整流型スイッチング電源装置1は、図8に示した従来例に係る同期整流型スイッチング電源装置100と比べて、スイッチング回路の構成が異なる。なお、同期整流型スイッチング電源装置1において、同期整流型スイッチング電源装置100と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a circuit diagram of a synchronous rectification switching power supply device 1 according to a first embodiment of the present invention. The synchronous rectification switching power supply device 1 is different in the configuration of the switching circuit from the synchronous rectification switching power supply device 100 according to the conventional example shown in FIG. In the synchronous rectification switching power supply device 1, the same components as those of the synchronous rectification switching power supply device 100 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

同期整流型スイッチング電源装置1が備えるスイッチング回路80は、第3の2次巻線101dおよび第4の2次巻線101eのそれぞれの電圧に応じて充放電を行う充放電部としてのコンデンサ81、82と、コンデンサ81、82にゲートが接続されたスイッチング部としてのスイッチング素子183、184と、ダイオード83、84、181、182と、抵抗85、86と、を備える。   The switching circuit 80 included in the synchronous rectification switching power supply device 1 includes a capacitor 81 as a charging / discharging unit that performs charging / discharging according to voltages of the third secondary winding 101d and the fourth secondary winding 101e, 82, switching elements 183 and 184 as switching units having gates connected to capacitors 81 and 82, diodes 83, 84, 181, and 182 and resistors 85 and 86, respectively.

コンデンサ81の一端側の電極には、第3の2次巻線101dの一端側と、ダイオード181のアノードと、が接続され、コンデンサ81の他端側の電極には、ダイオード83のカソードと、スイッチング素子184のゲートと、抵抗86の一端側と、が接続される。ダイオード83のアノードには、センタータップBと、スイッチング素子183のソースと、抵抗85の他端側と、が接続される。   One end of the third secondary winding 101d and the anode of the diode 181 are connected to the electrode on one end of the capacitor 81, and the cathode of the diode 83 is connected to the electrode on the other end of the capacitor 81. The gate of the switching element 184 and one end side of the resistor 86 are connected. The center tap B, the source of the switching element 183, and the other end side of the resistor 85 are connected to the anode of the diode 83.

コンデンサ82の一端側の電極には、第4の2次巻線101eの他端側と、ダイオード182のアノードと、が接続され、コンデンサ82の他端側の電極には、ダイオード84のカソードと、スイッチング素子183のゲートと、抵抗85の一端側と、が接続される。ダイオード84のアノードには、センタータップBと、スイッチング素子184のソースと、抵抗86の他端側と、が接続される。   The electrode on one end side of the capacitor 82 is connected to the other end side of the fourth secondary winding 101 e and the anode of the diode 182. The electrode on the other end side of the capacitor 82 is connected to the cathode of the diode 84. The gate of the switching element 183 and one end side of the resistor 85 are connected. The center tap B, the source of the switching element 184, and the other end side of the resistor 86 are connected to the anode of the diode 84.

以上のスイッチング回路80は、スイッチング素子141のゲート−ソース間の電圧と、スイッチング素子142のゲート−ソース間の電圧と、の電圧の立ち下がりを急峻にする。   The switching circuit 80 described above makes the fall of the voltage between the gate and the source of the switching element 141 and the voltage between the gate and the source of the switching element 142 steep.

図2および図3は、同期整流型スイッチング電源装置1のタイミングチャートである。図4、図5、および図6は、同期整流型スイッチング電源装置1のスイッチング回路80の等価回路である。なお、図3において、Vgs184は、スイッチング素子184のゲート−ソース間電圧を示す。   2 and 3 are timing charts of the synchronous rectification switching power supply device 1. 4, 5, and 6 are equivalent circuits of the switching circuit 80 of the synchronous rectification switching power supply device 1. In FIG. 3, Vgs 184 indicates a gate-source voltage of the switching element 184.

時刻t13からt14では、図2に示すように電圧Vgs141がVGLからVGHに変化している。これは、フルブリッジ回路120により、第4の2次巻線101eの他端側の電圧がVGLから上昇し、時刻t14では、第4の2次巻線101eの他端側の電圧がVGHとなるためである。   From time t13 to t14, the voltage Vgs 141 changes from VGL to VGH as shown in FIG. This is because the voltage at the other end of the fourth secondary winding 101e rises from VGL by the full bridge circuit 120, and at time t14, the voltage at the other end of the fourth secondary winding 101e becomes VGH. Because it becomes.

ここで、図4に示すように、時刻t13からt14における第4の2次巻線101eの他端側の電圧をVx(ただし、Vxは、VGL<Vx≦VGHを満たすものとする。)とする。この期間では、スイッチング素子141がオン状態となるので、第4の2次巻線101eの他端側からダイオード182およびスイッチング素子141を介して、電流Ix1が流れる。   Here, as shown in FIG. 4, the voltage on the other end side of the fourth secondary winding 101e from time t13 to t14 is Vx (provided that Vx satisfies VGL <Vx ≦ VGH). To do. During this period, the switching element 141 is turned on, so that the current Ix1 flows from the other end side of the fourth secondary winding 101e via the diode 182 and the switching element 141.

また、時刻t13からt14では、図2に示すように電圧Vgs142がVGHからVGLに変化している。これは、フルブリッジ回路120により、第3の2次巻線101dの一端側の電圧がVGHから低下し、時刻t14では、第3の2次巻線101dの一端側の電圧がVGLとなるためである。   Also, from time t13 to t14, the voltage Vgs 142 changes from VGH to VGL as shown in FIG. This is because the voltage at one end of the third secondary winding 101d drops from VGH by the full bridge circuit 120, and the voltage at one end of the third secondary winding 101d becomes VGL at time t14. It is.

ここで、図4に示すように、時刻t13からt14では、スイッチング素子142がオフ状態となるので、第3の2次巻線101dの他端側からダイオード83を介してコンデンサ81に電流Ix2が流れ、コンデンサ81が充電される。そして、図5に示すように、コンデンサ81の他端側の電極の電圧が、第3の2次巻線101dの他端側の電圧に等しくなると、すなわちVGHになると、コンデンサ81の充電が終了する。   Here, as shown in FIG. 4, since the switching element 142 is turned off from time t13 to time t14, the current Ix2 is supplied to the capacitor 81 from the other end side of the third secondary winding 101d via the diode 83. The capacitor 81 is charged. Then, as shown in FIG. 5, when the voltage of the electrode on the other end of the capacitor 81 becomes equal to the voltage on the other end of the third secondary winding 101d, that is, VGH, the charging of the capacitor 81 is finished. To do.

ここで、時刻t13からt15では、スイッチング素子184のゲートには、第3の2次巻線101dの他端側の電圧Vxがダイオード83を介して供給される。ところが、図4および図5に示すように、ダイオード83のカソードとコンデンサ81の他端側の電極との接点を接点Cとすると、接点Cの電圧と、センタータップBの電圧とは、略等しい。このため、接点Cに接続されたスイッチング素子184のゲートの電圧と、センタータップBに接続されたスイッチング素子184のソースの電圧とは、略等しくなる。したがって、時刻t13からt15では、スイッチング素子184はオフ状態となる。   Here, from time t <b> 13 to t <b> 15, the voltage Vx on the other end side of the third secondary winding 101 d is supplied to the gate of the switching element 184 via the diode 83. However, as shown in FIGS. 4 and 5, if the contact point between the cathode of the diode 83 and the electrode on the other end side of the capacitor 81 is a contact point C, the voltage at the contact point C and the voltage at the center tap B are substantially equal. . For this reason, the voltage of the gate of the switching element 184 connected to the contact C is substantially equal to the voltage of the source of the switching element 184 connected to the center tap B. Therefore, from time t13 to t15, the switching element 184 is turned off.

時刻t15からt16では、図3に示すように電圧Vgs141がVGHからVG1まで低下している。これは、フルブリッジ回路120により、第4の2次巻線101eの他端側の電圧がVGHから低下し、時刻t16では、第4の2次巻線101eの他端側の電圧がVG1となるためである。   From time t15 to t16, the voltage Vgs 141 decreases from VGH to VG1, as shown in FIG. This is because the voltage at the other end of the fourth secondary winding 101e decreases from VGH by the full bridge circuit 120, and the voltage at the other end of the fourth secondary winding 101e becomes VG1 at time t16. Because it becomes.

また、時刻t15からt16では、第4の2次巻線101eの他端側の電圧と同様に、第3の2次巻線101dの他端側の電圧も低下するが、第3の2次巻線101dの他端側の電圧が低下するに従って、コンデンサ81の他端側の電極の電圧も低下する。すると、図6に示すように、コンデンサ81に充電されていた電荷がスイッチング素子184のゲートに移動し、コンデンサ81の他端側の電極から接点Cを介してスイッチング素子184のゲートに、電流Iy2が流れることとなる。   In addition, from time t15 to t16, the voltage on the other end side of the third secondary winding 101d also decreases in the same manner as the voltage on the other end side of the fourth secondary winding 101e. As the voltage at the other end of the winding 101d decreases, the voltage at the electrode at the other end of the capacitor 81 also decreases. Then, as shown in FIG. 6, the charge charged in the capacitor 81 moves to the gate of the switching element 184, and the current Iy2 flows from the electrode on the other end side of the capacitor 81 to the gate of the switching element 184 via the contact C. Will flow.

すると、スイッチング素子184のゲート−ソース間の電圧Vgs184は、上昇し、時刻t16では、図3に示すようにスイッチング素子184がオフ状態からオン状態に遷移するVthとなり、スイッチング素子184がオン状態となる。この結果、図6に示すように、スイッチング素子141のゲートから、オン状態のスイッチング素子184を介してスイッチング素子141のソースに電流Iy1が流れ、スイッチング素子141のゲートが放電されることとなる。   Then, the gate-source voltage Vgs 184 of the switching element 184 rises, and at time t16, as shown in FIG. 3, the switching element 184 changes to Vth from the off state to the on state, and the switching element 184 is in the on state. Become. As a result, as shown in FIG. 6, a current Iy1 flows from the gate of the switching element 141 to the source of the switching element 141 via the switching element 184 in the on state, and the gate of the switching element 141 is discharged.

したがって、時刻t16では、スイッチング素子141のゲートの電圧が急激に低下し、図3に示すように電圧Vgs141がVG1からVGLまで急激に低下する。   Therefore, at time t16, the gate voltage of the switching element 141 rapidly decreases, and the voltage Vgs141 rapidly decreases from VG1 to VGL as shown in FIG.

時刻t16からt17では、デッドタイム期間となり、時刻t17からt18では、電圧Vgs142がVGLからVGHに変化している。   From time t16 to t17, it becomes a dead time period, and from time t17 to t18, the voltage Vgs142 changes from VGL to VGH.

以上の同期整流型スイッチング電源装置1によれば、スイッチング素子141を以下のようにしてオン状態からオフ状態に遷移させる。まず、コンデンサ81を充電して、スイッチング素子141をオン状態からオフ状態に遷移させる際に、このコンデンサ81に充電された電荷をスイッチング素子184のゲートに放電し、スイッチング素子184をオン状態にする。そして、オン状態のスイッチング素子184を介して、スイッチング素子141のゲートを放電させ、スイッチング素子141のゲート−ソース間の電圧Vgs141を急激に低下させる。   According to the synchronous rectification switching power supply device 1 described above, the switching element 141 is changed from the on state to the off state as follows. First, when the capacitor 81 is charged to switch the switching element 141 from the on state to the off state, the charge charged in the capacitor 81 is discharged to the gate of the switching element 184 to turn the switching element 184 on. . Then, the gate of the switching element 141 is discharged through the switching element 184 in the on state, and the gate-source voltage Vgs 141 of the switching element 141 is rapidly reduced.

一方、以上の同期整流型スイッチング電源装置1によれば、スイッチング素子142を以下のようにしてオン状態からオフ状態に遷移させる。まず、コンデンサ82を充電して、スイッチング素子142をオン状態からオフ状態に遷移させる際に、このコンデンサ82に充電された電荷をスイッチング素子183のゲートに放電し、スイッチング素子183をオン状態にする。そして、オン状態のスイッチング素子183を介して、スイッチング素子142のゲートを放電させ、スイッチング素子142のゲート−ソース間の電圧Vgs142を急激に低下させる。   On the other hand, according to the above synchronous rectification switching power supply device 1, the switching element 142 is changed from the on state to the off state as follows. First, when the capacitor 82 is charged to switch the switching element 142 from the on state to the off state, the charge charged in the capacitor 82 is discharged to the gate of the switching element 183 to turn the switching element 183 on. . Then, the gate of the switching element 142 is discharged through the switching element 183 in the on state, and the gate-source voltage Vgs 142 of the switching element 142 is rapidly reduced.

以上により、スイッチング素子141、142が同時にオン状態となってこれらに貫通電流が流れるのを抑制しつつ、デッドタイム期間を短縮できる。したがって、デッドタイム期間に発生する電力損失を抑制して、効率が低下するのを抑制できる。   As described above, the dead time period can be shortened while suppressing the through current from flowing through the switching elements 141 and 142 at the same time. Therefore, it is possible to suppress power loss that occurs during the dead time period and to suppress a decrease in efficiency.

<第2の実施形態>
図7は、本発明の第2の実施形態に係る同期整流型スイッチング電源装置1Aの回路図である。同期整流型スイッチング電源装置1Aは、同期整流型スイッチング電源装置1と比べて、トランスの構成と、平滑回路の構成と、が異なる。
<Second Embodiment>
FIG. 7 is a circuit diagram of a synchronous rectification switching power supply apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention. The synchronous rectification switching power supply device 1A is different from the synchronous rectification switching power supply device 1 in the configuration of the transformer and the configuration of the smoothing circuit.

同期整流型スイッチング電源装置1Aが備えるトランス101Aは、同期整流型スイッチング電源装置1が備えるトランス1の第1の2次巻線101bおよび第2の2次巻線101cに代えて、第5の2次巻線101fを備える。第5の2次巻線101fの一端側には、スイッチング素子141のドレインと、後述の平滑用インダクタ61の一端側と、が接続され、第5の2次巻線101fの他端側には、スイッチング素子142のドレインと、後述の平滑用インダクタ62の一端側と、が接続される。なお、1次巻線101a、第3の2次巻線101d、第4の2次巻線101e、および第5の2次巻線101fのそれぞれの巻数は、等しいものとする。   A transformer 101A included in the synchronous rectification switching power supply apparatus 1A is replaced with a first 2nd winding 101b and a second secondary winding 101c of the transformer 1 included in the synchronous rectification switching power supply apparatus 1 in the fifth 2 A next winding 101f is provided. The drain of the switching element 141 and one end side of a smoothing inductor 61 described later are connected to one end side of the fifth secondary winding 101f, and the other end side of the fifth secondary winding 101f is connected to the other end side of the fifth secondary winding 101f. The drain of the switching element 142 is connected to one end side of the smoothing inductor 62 described later. Note that the numbers of turns of the primary winding 101a, the third secondary winding 101d, the fourth secondary winding 101e, and the fifth secondary winding 101f are equal.

同期整流型スイッチング電源装置1Aが備える平滑回路60Aは、平滑用インダクタ61、62および平滑用コンデンサ162を備える。平滑用インダクタ61の一端側には、スイッチング素子141のドレインと、第5の2次巻線101fの一端側と、が接続され、平滑用インダクタ61の他端側には、平滑用コンデンサ162の一端側の電極と、負荷102の一端側と、が接続される。   A smoothing circuit 60A included in the synchronous rectification switching power supply device 1A includes smoothing inductors 61 and 62 and a smoothing capacitor 162. One end of the smoothing inductor 61 is connected to the drain of the switching element 141 and one end of the fifth secondary winding 101 f. The other end of the smoothing inductor 61 is connected to the smoothing capacitor 162. The electrode on one end side and the one end side of the load 102 are connected.

平滑用インダクタ62の一端側には、スイッチング素子142のドレインと、第5の2次巻線101fの他端側と、が接続され、平滑用インダクタ62の他端側には、平滑用コンデンサ162の一端側の電極と、負荷102の一端側と、が接続される。   The drain of the switching element 142 and the other end side of the fifth secondary winding 101f are connected to one end side of the smoothing inductor 62, and the smoothing capacitor 162 is connected to the other end side of the smoothing inductor 62. Are connected to one end side of the load 102 and one end side of the load 102.

平滑用コンデンサ162の他端側の電極には、負荷102の他端側と、スイッチング素子141のソースと、スイッチング素子142のソースと、センタータップBと、が接続される。   The other end side of the load 102, the source of the switching element 141, the source of the switching element 142, and the center tap B are connected to the electrode on the other end side of the smoothing capacitor 162.

上述のトランス101Aおよび平滑回路60Aを備える同期整流型スイッチング電源装置1Aは、いわゆる倍電流整流回路を備える構成である。この同期整流型スイッチング電源装置1Aにおいても、同期整流型スイッチング電源装置1と同様の効果を奏することができる。   A synchronous rectification switching power supply device 1A including the above-described transformer 101A and smoothing circuit 60A has a so-called double current rectifier circuit. This synchronous rectification switching power supply device 1A can achieve the same effects as the synchronous rectification switching power supply device 1.

なお、上述の実施形態では、トランス101、101Aの1次側には、フルブリッジ回路120を設けたが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、フルブリッジ回路120に代えて、ハーフブリッジ回路やプッシュプル回路を設けてもよい。   In the above-described embodiment, the full bridge circuit 120 is provided on the primary side of the transformers 101 and 101A. However, the present invention is not limited to this. For example, instead of the full bridge circuit 120, a half bridge circuit or a push-pull circuit may be provided.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made without departing from the gist of the present invention.

本発明の第1の実施形態に係る同期整流型スイッチング電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a synchronous rectification switching power supply device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る同期整流型スイッチング電源装置のタイミングチャートである。3 is a timing chart of the synchronous rectification switching power supply according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る同期整流型スイッチング電源装置のタイミングチャートである。3 is a timing chart of the synchronous rectification switching power supply according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る同期整流型スイッチング電源装置のスイッチング回路の等価回路である。It is an equivalent circuit of the switching circuit of the synchronous rectification type switching power supply device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る同期整流型スイッチング電源装置のスイッチング回路の等価回路である。It is an equivalent circuit of the switching circuit of the synchronous rectification type switching power supply device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る同期整流型スイッチング電源装置のスイッチング回路の等価回路である。It is an equivalent circuit of the switching circuit of the synchronous rectification type switching power supply device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る同期整流型スイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the synchronous rectification type | mold switching power supply device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 従来例に係る同期整流型スイッチング電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the synchronous rectification type switching power supply device which concerns on a prior art example. 従来例に係る同期整流型スイッチング電源装置のタイミングチャートである。It is a timing chart of the synchronous rectification type switching power supply concerning a conventional example. 従来例に係る同期整流型スイッチング電源装置において、デッドタイム期間を設けた場合のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of providing a dead time period in the synchronous rectification type switching power supply concerning a conventional example.

符号の説明Explanation of symbols

1、1A、100;同期整流型スイッチング電源装置
60A、160;平滑回路
80、180;スイッチング回路
81、82;コンデンサ
101、101A;トランス
101a;1次巻線
101b;第1の2次巻線
101c;第2の2次巻線
101d;第3の2次巻線
101e;第4の2次巻線
101f;第5の2次巻線
102;負荷
120;フルブリッジ回路
121;直流電源
122、123、124、125、141、142、183、184;スイッチング素子
140;整流回路
1, 1A, 100; synchronous rectification type switching power supply device 60A, 160; smoothing circuit 80, 180; switching circuit 81, 82; capacitor 101, 101A; transformer 101a; primary winding 101b; Second secondary winding 101d; third secondary winding 101e; fourth secondary winding 101f; fifth secondary winding 102; load 120; full bridge circuit 121; DC power supply 122, 123 , 124, 125, 141, 142, 183, 184; switching element 140; rectifier circuit

Claims (4)

トランスと、
矩形波電圧を前記トランスの1次巻線に供給する電圧供給回路と、
スイッチング素子のスイッチング動作により前記トランスの第1の2次巻線に生じる電圧を整流する整流回路と、
前記スイッチング素子の制御端子の電圧を変化させるスイッチング回路と、
を備える同期整流型スイッチング電源装置であって、
前記スイッチング回路は、
前記トランスの第2の2次巻線に生じる電圧に応じて充放電を行う充放電部と、
前記充放電部に接続されたスイッチング部と、
を備え、
前記充放電部は、前記第2の2次巻線に生じる電圧が低下するに従って、充電していた電荷を前記スイッチング部に放電し、
前記スイッチング部は、前記第2の2次巻線に生じる電圧が所定値まで低下して、前記充放電部から放電された電荷が所定量になると、前記スイッチング素子の制御端子の電荷を放電させることを特徴とする同期整流型スイッチング電源装置。
With a transformer,
A voltage supply circuit for supplying a rectangular wave voltage to the primary winding of the transformer;
A rectifier circuit for rectifying a voltage generated in the first secondary winding of the transformer by a switching operation of the switching element;
A switching circuit for changing a voltage of a control terminal of the switching element;
A synchronous rectification type switching power supply device comprising:
The switching circuit is
A charging / discharging unit that performs charging / discharging according to a voltage generated in the second secondary winding of the transformer;
A switching unit connected to the charge / discharge unit;
With
The charging / discharging unit discharges the charged charge to the switching unit as the voltage generated in the second secondary winding decreases,
The switching unit discharges the charge of the control terminal of the switching element when the voltage generated in the second secondary winding decreases to a predetermined value and the charge discharged from the charge / discharge unit reaches a predetermined amount. The synchronous rectification type switching power supply device characterized by the above.
前記第1の2次巻線は、センタータップにより接続される2つの単位2次巻線を備え、
前記整流回路は、前記第1の2次巻線の両端に生じる電圧を整流することを特徴とする請求項1に記載の同期整流型スイッチング電源装置。
The first secondary winding includes two unit secondary windings connected by a center tap,
The synchronous rectification switching power supply device according to claim 1, wherein the rectifier circuit rectifies a voltage generated at both ends of the first secondary winding.
前記整流回路は、倍電流整流回路であることを特徴とする請求項1に記載の同期整流型スイッチング電源装置。   The synchronous rectification switching power supply device according to claim 1, wherein the rectifier circuit is a double current rectifier circuit. トランスと、
矩形波電圧を前記トランスの1次巻線に供給する電圧供給回路と、
スイッチング素子のスイッチング動作により前記トランスの第1の2次巻線に生じる電圧を整流する整流回路と、
前記スイッチング素子の制御端子の電圧を変化させるスイッチング回路と、
を備える同期整流型スイッチング電源装置の制御方法であって、
前記スイッチング回路は、
前記トランスの第2の2次巻線に生じる電圧に応じて充放電を行う充放電部と、
前記充放電部に接続されたスイッチング部と、
を備え、
前記充放電部により、前記第2の2次巻線に生じる電圧が低下するに従って、充電していた電荷を前記スイッチング部に放電する第1のステップと、
前記スイッチング部により、前記第2の2次巻線に生じる電圧が所定値まで低下して、前記充放電部から放電された電荷が所定量になると、前記スイッチング素子の制御端子の電荷を放電させる第2のステップと、
を備えることを特徴とする同期整流型スイッチング電源装置の制御方法。
With a transformer,
A voltage supply circuit for supplying a rectangular wave voltage to the primary winding of the transformer;
A rectifier circuit for rectifying a voltage generated in the first secondary winding of the transformer by a switching operation of the switching element;
A switching circuit for changing a voltage of a control terminal of the switching element;
A control method for a synchronous rectification switching power supply device comprising:
The switching circuit is
A charging / discharging unit that performs charging / discharging according to a voltage generated in the second secondary winding of the transformer;
A switching unit connected to the charge / discharge unit;
With
A first step of discharging the charged charge to the switching unit as the voltage generated in the second secondary winding decreases by the charge / discharge unit;
When the voltage generated in the second secondary winding decreases to a predetermined value by the switching unit and the charge discharged from the charge / discharge unit reaches a predetermined amount, the charge of the control terminal of the switching element is discharged. A second step;
A control method for a synchronous rectification type switching power supply device comprising:
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