JP2016220379A

JP2016220379A - Rectifier circuit

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Publication number: JP2016220379A
Application number: JP2015102099A
Authority: JP
Inventors: 篤史皆川; Atsushi Minagawa
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2016-12-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rectifier circuit, using a MOS transistor as its rectifier element, applicable for a primary rectifier part of a power supply.SOLUTION: A rectification circuit 1 includes: an npn-type bipolar transistor Q2, the base of which is connected between the collector of a bipolar transistor Q1 and a resistor R2 through a resistor R3, the collector of which is connected to a positive side output of a smoothing circuit 2 through resistors R4 and R5, and the emitter of which is connected to the other end, deemed as a negative side, of an AC power supply V1; and a p-type MOS transistor M1, the drain of which is connected to one end, deemed as a positive side, of the AC power supply V1 through a resistor R6, the source of which is connected to the positive side output of the smoothing circuit 2, and the gate of which is connected between the resistors R4 and R5.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、整流回路に関する。 The present invention relates to a rectifier circuit.

スイッチング電源が備える整流回路には、一般的に、整流素子としてダイオードが使用される（例えば、特許文献１参照。）。図７は、従来の整流回路の回路構成を示す図である。図７に示す整流回路１０１は、半波整流回路である。整流回路１０１は、交流電源Ｖ１０１からの交流電圧を整流して、平滑回路１０２（コンデンサＣ１０２）に出力する。整流回路１０１は、整流素子として、ダイオードＤ１０１を備える。図８は、従来の整流回路の回路構成を示す図である。図８に示す整流回路１１１は、全波整流回路である。整流回路１１１は、ダイオードブリッジ回路として構成されたダイオードＤ１０２〜Ｄ１０５を備える。 In a rectifier circuit included in a switching power supply, a diode is generally used as a rectifier element (see, for example, Patent Document 1). FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional rectifier circuit. A rectifier circuit 101 shown in FIG. 7 is a half-wave rectifier circuit. The rectifier circuit 101 rectifies the AC voltage from the AC power supply V101 and outputs it to the smoothing circuit 102 (capacitor C102). The rectifier circuit 101 includes a diode D101 as a rectifier element. FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional rectifier circuit. A rectifier circuit 111 shown in FIG. 8 is a full-wave rectifier circuit. The rectifier circuit 111 includes diodes D102 to D105 configured as a diode bridge circuit.

整流する電流が大きい場合、ダイオードを用いた一般的な整流回路では、ダイオードの順方向電圧により損失（発熱）が大きくなる。スイッチング電源等で、整流回路の損失を低減するために、オン抵抗が小さいＭＯＳトランジスタを用いた同期整流がよく用いられている。ＭＯＳトランジスタを用いた整流回路は、通常、スイッチング電源の二次側の整流回路に用いられている。スイッチング電源の二次側は、数１０〜数１００ｋＨｚの矩形波であるため、比較的簡単に、ＭＯＳトランジスタをスイッチング周波数と同期スイッチングさせるトリガーの生成が可能である。 When the current to be rectified is large, in a general rectifier circuit using a diode, loss (heat generation) increases due to the forward voltage of the diode. In order to reduce the loss of the rectifier circuit in a switching power supply or the like, synchronous rectification using a MOS transistor having a low on-resistance is often used. A rectifier circuit using MOS transistors is usually used for a rectifier circuit on the secondary side of a switching power supply. Since the secondary side of the switching power supply is a rectangular wave of several tens to several hundreds kHz, it is possible to generate a trigger for synchronously switching the MOS transistor with the switching frequency.

特開２００４−０４０９２３号公報JP 2004-040923 A

しかしながら、例えば、スイッチング電源において、ＭＯＳトランジスタを用いた整流回路を、スイッチング電源の一次側に適用しようとする場合、交流電源のアナログ波形（交流電圧）に対するＭＯＳトランジスタの同期が必要となる。 However, for example, in a switching power supply, when a rectifier circuit using a MOS transistor is to be applied to the primary side of the switching power supply, the MOS transistor needs to be synchronized with an analog waveform (AC voltage) of the AC power supply.

本発明の目的は、電源の一次整流部にも適用可能な、整流素子としてＭＯＳトランジスタを用いた整流回路を提供することである。 An object of the present invention is to provide a rectifier circuit using a MOS transistor as a rectifier, which can be applied to a primary rectifier of a power supply.

第１の発明の整流回路は、交流電源からの交流電圧を整流して平滑回路に出力する整流回路であって、前記交流電源からの交流電圧と、前記平滑回路の充電電圧と所定電圧との和と、を比較し、前記交流電圧が大きい場合に、検出信号を供給する第１比較回路と、前記第１比較回路が前記検出信号を供給する場合に、制御信号を供給する第１制御回路と、前記交流電源の正側とみなす一端と前記平滑回路への正側の出力との間に接続され、前記第１制御回路が前記制御信号を供給する場合に、オンの状態となる第１ＭＯＳトランジスタと、を備えることを特徴とする。 A rectifier circuit according to a first aspect of the present invention is a rectifier circuit that rectifies an AC voltage from an AC power source and outputs the rectified voltage to a smoothing circuit. A first comparison circuit that supplies a detection signal when the AC voltage is large, and a first control circuit that supplies a control signal when the first comparison circuit supplies the detection signal And a first MOS that is turned on when the first control circuit supplies the control signal, and is connected between a positive end of the AC power supply and a positive output to the smoothing circuit. And a transistor.

整流回路において、交流電源の一端を正とした場合の正側の交流電圧が、平滑回路の充電電圧と所定電圧との和より大きくなると、第１比較回路は、検出信号を供給する。第１比較回路が検出信号を供給すると、第１制御回路は、制御信号を供給する。第１制御回路が制御信号を供給すると、第１ＭＯＳトランジスタは、オンの状態となる。従って、第１ＭＯＳトランジスタ、平滑回路を経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。 In the rectifier circuit, when the positive AC voltage when one end of the AC power supply is positive becomes greater than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit and the predetermined voltage, the first comparison circuit supplies a detection signal. When the first comparison circuit supplies a detection signal, the first control circuit supplies a control signal. When the first control circuit supplies a control signal, the first MOS transistor is turned on. Therefore, a current path passing through the first MOS transistor and the smoothing circuit is formed, and rectification and smoothing are performed.

このように、本発明に係る整流回路によれば、交流電源のアナログ波形（交流電圧）に対しても第１ＭＯＳトランジスタを同期してオン／オフさせるため、電源の一次整流部にも適用可能な整流回路を実現している。 Thus, according to the rectifier circuit according to the present invention, the first MOS transistor is turned on / off in synchronism with the analog waveform (AC voltage) of the AC power supply, and therefore can be applied to the primary rectification unit of the power supply. A rectifier circuit is realized.

第２の発明の整流回路は、第１の発明の整流回路において、前記第１比較回路は、エミッタが、第１抵抗を介して、前記交流電源の一端に接続され、コレクタが、第２抵抗を介して、前記交流電源の負側とみなす他端に接続され、ベースが、前記平滑回路への正側の出力に接続された、ｐｎｐ型の第１バイポーラトランジスタを有し、前記第１制御回路は、ベースが、第３抵抗を介して、前記第１バイポーラトランジスタのコレクタと前記第２抵抗との間に接続され、コレクタが、第４抵抗及び第５抵抗を介して、前記平滑回路への正側の出力に接続され、エミッタが、前記交流電源の他端に接続された、ｎｐｎ型の第２バイポーラトランジスタを有し、前記第１ＭＯＳトランジスタは、ドレインが、第６抵抗を介して、前記交流電源の一端に接続され、ソースが、前記平滑回路の正側の出力に接続され、ゲートが、前記第４抵抗と前記第５抵抗との間に接続された、ｐ型のＭＯＳトランジスタであることを特徴とする。 A rectifier circuit according to a second aspect is the rectifier circuit according to the first aspect, wherein the emitter of the first comparison circuit is connected to one end of the AC power source via a first resistor, and the collector is a second resistor. And a first pnp-type bipolar transistor connected to the other end of the AC power source that is regarded as the negative side and having a base connected to a positive-side output to the smoothing circuit. In the circuit, a base is connected between the collector of the first bipolar transistor and the second resistor via a third resistor, and the collector is connected to the smoothing circuit via a fourth resistor and a fifth resistor. The npn-type second bipolar transistor, the emitter of which is connected to the other end of the AC power supply, and the drain of the first MOS transistor via a sixth resistor. One end of the AC power supply A p-type MOS transistor is connected, the source is connected to the positive output of the smoothing circuit, and the gate is connected between the fourth resistor and the fifth resistor. .

整流回路において、交流電源の一端を正とした場合の正側の交流電圧が、平滑回路の充電電圧と第１バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧（所定電圧）との和より大きくなると、第１バイポーラトランジスタにベース電流が生じる（検出回路は、検出信号を供給する）。第１バイポーラトランジスタからの第２バイポーラトランジスタのベースへの電流供給により、第２バイポーラトランジスタが動作する（制御回路は、制御信号を供給する）。第２バイポーラトランジスタが動作すると、第１ＭＯＳトランジスタは、ゲート−ソース間に電位差を生じ、オンの状態となる。従って、第１ＭＯＳトランジスタ、平滑回路を経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。 In the rectifier circuit, when the AC voltage on the positive side when one end of the AC power supply is positive becomes larger than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit and the base-emitter voltage (predetermined voltage) of the first bipolar transistor, A base current is generated in the bipolar transistor (the detection circuit supplies a detection signal). The second bipolar transistor operates by supplying current from the first bipolar transistor to the base of the second bipolar transistor (the control circuit supplies a control signal). When the second bipolar transistor operates, the first MOS transistor generates a potential difference between the gate and the source and is turned on. Therefore, a current path passing through the first MOS transistor and the smoothing circuit is formed, and rectification and smoothing are performed.

正の交流電圧が、平滑回路の充電電圧と第１バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧との和以下となると、第１バイポーラトランジスタ、第２バイポーラトランジスタは、動作を停止する。第１バイポーラトランジスタ、第２バイポーラトランジスタが動作を停止すると、第４抵抗を介して、ゲート−ソース間の電荷が放出され、第１ＭＯＳトランジスタは、オフの状態となる。 When the positive AC voltage becomes equal to or lower than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit and the base-emitter voltage of the first bipolar transistor, the first bipolar transistor and the second bipolar transistor stop operating. When the first bipolar transistor and the second bipolar transistor stop operating, the gate-source charge is discharged through the fourth resistor, and the first MOS transistor is turned off.

第３の発明の整流回路は、交流電源からの交流電圧を整流して平滑回路に出力する整流回路であって、前記交流電源の正側とみなす一端からの交流電圧と、前記平滑回路の充電電圧と所定電圧との和と、を比較し、前記交流電圧が大きい場合に、検出信号を供給する第２比較回路と、前記第２比較回路が前記検出信号を供給する場合に、制御信号を供給する第２制御回路と、前記交流電源の一端と前記平滑回路への正側の出力との間に接続され、前記第２制御回路が前記制御信号を供給する場合に、オンの状態となる第２ＭＯＳトランジスタと、前記交流電源の負側とみなす他端と前記平滑回路への負側の出力との間に接続され、前記第２制御回路が前記制御信号を供給する場合に、オンの状態となる第３ＭＯＳトランジスタと、前記交流電源の他端からの交流電圧と、前記平滑回路の充電電圧と所定電圧との和と、を比較し、前記交流電圧が大きい場合に、検出信号を供給する第３比較回路と、前記第３比較回路が前記検出信号を供給する場合に、制御信号を供給する第３制御回路と、前記交流電源の他端と前記平滑回路への正側の出力との間に接続され、前記第３制御回路が前記制御信号を供給する場合に、オンの状態となる第４ＭＯＳトランジスタと、前記交流電源の一端と前記平滑回路への負側の出力との間に接続され、前記第３制御回路が前記制御信号を供給する場合に、オンの状態となる第５ＭＯＳトランジスタと、を備えることを特徴とする。 A rectifier circuit according to a third aspect of the present invention is a rectifier circuit that rectifies an AC voltage from an AC power source and outputs the rectified voltage to a smoothing circuit, the AC voltage from one end regarded as the positive side of the AC power source, and charging of the smoothing circuit A second comparison circuit that supplies a detection signal when the AC voltage is large, and a control signal that is supplied when the second comparison circuit supplies the detection signal. Connected between the second control circuit to be supplied and one end of the AC power supply and the positive output to the smoothing circuit, and is turned on when the second control circuit supplies the control signal. Connected between the second MOS transistor, the other end of the AC power source that is regarded as the negative side, and the negative side output to the smoothing circuit, and is turned on when the second control circuit supplies the control signal A third MOS transistor and the AC power A third comparison circuit that supplies a detection signal when the AC voltage is large, and a third comparison circuit that compares the AC voltage from the other end with the sum of the charging voltage of the smoothing circuit and a predetermined voltage, and the third comparison A third control circuit for supplying a control signal when the circuit supplies the detection signal; and connected between the other end of the AC power source and a positive output to the smoothing circuit; Is connected between the fourth MOS transistor which is turned on when the control signal is supplied and one end of the AC power supply and the negative output to the smoothing circuit, and the third control circuit is connected to the control circuit. And a fifth MOS transistor which is turned on when a signal is supplied.

整流回路において、交流電源の一端を正とした場合の正側の交流電圧が、平滑回路の充電電圧と所定電圧との和より大きくなると、第２比較回路は、検出信号を供給する。第２比較回路が検出信号を供給すると、第２制御回路は、制御信号を供給する。第２制御回路が制御信号を供給すると、第２ＭＯＳトランジスタ、第３ＭＯＳトランジスタは、オンの状態となる。従って、第２ＭＯＳトランジスタ、平滑回路、第３ＭＯＳトランジスタを経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。 In the rectifier circuit, when the positive AC voltage when one end of the AC power supply is positive becomes greater than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit and the predetermined voltage, the second comparison circuit supplies a detection signal. When the second comparison circuit supplies a detection signal, the second control circuit supplies a control signal. When the second control circuit supplies a control signal, the second MOS transistor and the third MOS transistor are turned on. Therefore, a current path passing through the second MOS transistor, the smoothing circuit, and the third MOS transistor is formed, and rectification and smoothing are performed.

また、負側の交流電圧が、平滑回路の充電電圧と所定電圧との和よりも大きくなると、第３比較回路は、検出信号を供給する。第３比較回路が検出信号を供給すると、第３制御回路は、制御信号を供給する。第３制御回路が制御信号を供給すると、第４ＭＯＳトランジスタ、第５ＭＯＳトランジスタは、オンの状態となる。従って、第４ＭＯＳトランジスタ、平滑回路、第５ＭＯＳトランジスタを経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。 Further, when the negative AC voltage becomes larger than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit and the predetermined voltage, the third comparison circuit supplies a detection signal. When the third comparison circuit supplies a detection signal, the third control circuit supplies a control signal. When the third control circuit supplies a control signal, the fourth MOS transistor and the fifth MOS transistor are turned on. Therefore, a current path passing through the fourth MOS transistor, the smoothing circuit, and the fifth MOS transistor is formed, and rectification and smoothing are performed.

第４の発明の整流回路は、第３の発明の整流回路において、前記第２比較回路は、エミッタが、前記交流電源の一端に接続され、コレクタが、第７抵抗及び第８抵抗を介して、前記平滑回路への負側の出力に接続され、ベースが、第９抵抗を介して、前記平滑回路への正側の出力に接続された、ｐｎｐ型の第３バイポーラトランジスタと、前記第３バイポーラトランジスタのコレクタと前記平滑回路への負側の出力との間に接続された第１０抵抗及び第１１抵抗と、を有し、前記第２制御回路は、コレクタが、第１２抵抗及び第１３抵抗を介して、前記平滑回路への正側の出力に接続され、エミッタが、前記平滑回路への負側の出力に接続され、ベースが、前記第１０抵抗と前記第１１抵抗との間に接続された、ｎｐｎ型の第４バイポーラトランジスタと、前記第３バイポーラトランジスタと、を有し、前記第２ＭＯＳトランジスタは、ドレインが、前記交流電源の一端に接続され、ソースが、前記平滑回路への正側の出力に接続され、ゲートが、前記第１２抵抗と前記第１３抵抗との間に接続された、ｐ型のＭＯＳトランジスタであり、前記第３ＭＯＳトランジスタは、ドレインが、前記交流電源の他端に接続され、ソースが、前記平滑回路への負側の出力に接続され、ゲートが、前記第７抵抗と前記第８抵抗との間に接続された、ｎ型のＭＯＳトランジスタであり、前記第３比較回路は、エミッタが、前記交流電源の他端に接続され、コレクタが、第１５抵抗及び第１６抵抗を介して、前記平滑回路への負側の出力に接続され、ベースが、第１７抵抗を介して、前記平滑回路への正側の出力に接続された、ｐｎｐ型の第５バイポーラトランジスタと、前記第５バイポーラトランジスタのコレクタと前記平滑回路への負側の出力との間に接続された第１８抵抗及び第１９抵抗と、を有し、前記第３制御回路は、コレクタが、第２０抵抗及び第２１抵抗を介して、前記平滑回路への正側の出力に接続され、エミッタが、前記平滑回路への負側の出力に接続され、ベースが、前記第１８抵抗と前記第１９抵抗との間に接続された、ｎｐｎ型の第６バイポーラトランジスタと、前記第５バイポーラトランジスタと、を有し、前記第４ＭＯＳトランジスタは、ドレインが、前記交流電源の他端に接続され、ソースが、前記平滑回路への正側の出力に接続され、ゲートが、前記第２０抵抗と前記第２１抵抗との間に接続された、ｐ型のＭＯＳトランジスタであり、前記第５ＭＯＳトランジスタは、ドレインが、前記交流電源の正側に接続され、ソースが、前記平滑回路への負側の出力に接続され、ゲートが、前記第１５抵抗と前記第１６抵抗との間に接続された、ｎ型のＭＯＳトランジスタであることを特徴とする。 A rectifier circuit according to a fourth aspect is the rectifier circuit according to the third aspect, wherein the emitter of the second comparison circuit is connected to one end of the AC power source, and the collector is connected via a seventh resistor and an eighth resistor. A third pnp bipolar transistor having a base connected to a negative output to the smoothing circuit and a base connected to a positive output to the smoothing circuit through a ninth resistor; A tenth resistor and an eleventh resistor connected between a collector of a bipolar transistor and a negative output to the smoothing circuit; and the second control circuit includes a twelfth resistor and a thirteenth resistor. A resistor is connected to a positive output to the smoothing circuit, an emitter is connected to a negative output to the smoothing circuit, and a base is between the tenth resistor and the eleventh resistor. Npn type fourth bipolar transistor connected And a third bipolar transistor, wherein the second MOS transistor has a drain connected to one end of the AC power supply, a source connected to a positive output to the smoothing circuit, and a gate A p-type MOS transistor connected between the twelfth resistor and the thirteenth resistor, the third MOS transistor having a drain connected to the other end of the AC power supply and a source connected to the smoothing An n-type MOS transistor connected to the negative output to the circuit and having a gate connected between the seventh resistor and the eighth resistor; and the third comparator circuit has an emitter Connected to the other end of the AC power supply, the collector is connected to the negative output to the smoothing circuit via the 15th and 16th resistors, and the base is connected to the smoothing circuit via the 17th resistor. A pnp-type fifth bipolar transistor connected to the positive output, and an eighteenth resistor and a nineteenth resistor connected between the collector of the fifth bipolar transistor and the negative output to the smoothing circuit; The third control circuit has a collector connected to a positive output to the smoothing circuit via a twentieth resistor and a twenty-first resistor, and an emitter connected to the negative side to the smoothing circuit. An npn-type sixth bipolar transistor and a fifth bipolar transistor connected to an output and having a base connected between the eighteenth resistor and the nineteenth resistor; The drain is connected to the other end of the AC power source, the source is connected to the positive output to the smoothing circuit, and the gate is connected between the twentieth resistor and the twenty-first resistor. p-type The fifth MOS transistor has a drain connected to the positive side of the AC power supply, a source connected to a negative output to the smoothing circuit, and a gate connected to the fifteenth resistor and the It is an n-type MOS transistor connected between the sixteenth resistors.

整流回路において、交流電源の一端を正とした場合の正側の交流電圧が、平滑回路の充電電圧と第３バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧との和よりも大きくなると、第３バイポーラトランジスタにベース電流が生じる（第２比較回路は、検出信号を供給する）。第３バイポーラトランジスタからの第４バイポーラトランジスのベースへの電流供給により、第４バイポーラトランジスタが動作する（第２制御回路は、制御信号を供給する）。第４バイポーラトランジスタが動作すると、第２ＭＯＳトランジスタは、ゲート−ソース間に電位差を生じ、オンの状態となる。また、第３バイポーラトランジスタが動作する（第２制御回路が制御信号を供給する）と、第３ＭＯＳトランジスタは、ゲート−ソース間に電位差を生じ、オンの状態となる。従って、第２ＭＯＳトランジスタ、平滑回路、第３ＭＯＳトランジスタを経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。なお、第３バイポーラトランジスタは、第２比較回路と第２制御回路とに兼用されている。 In the rectifier circuit, when the positive AC voltage when one end of the AC power source is positive becomes larger than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit and the base-emitter voltage of the third bipolar transistor, the third bipolar transistor A base current is generated (the second comparison circuit supplies a detection signal). The fourth bipolar transistor operates by supplying current from the third bipolar transistor to the base of the fourth bipolar transistor (the second control circuit supplies a control signal). When the fourth bipolar transistor operates, the second MOS transistor generates a potential difference between the gate and the source and is turned on. Further, when the third bipolar transistor operates (the second control circuit supplies a control signal), the third MOS transistor generates a potential difference between the gate and the source and is turned on. Therefore, a current path passing through the second MOS transistor, the smoothing circuit, and the third MOS transistor is formed, and rectification and smoothing are performed. The third bipolar transistor is also used as the second comparison circuit and the second control circuit.

正側の交流電圧が、平滑回路の充電電圧と第３バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧との和以下となると、第３バイポーラトランジスタ、第４バイポーラトランジスタは、動作を停止する。第３バイポーラトランジスタ、第４バイポーラトランジスタが動作を停止すると、第１２抵抗を介して、ゲート−ソース間の電荷が放出され、第２ＭＯＳトランジスタは、オフの状態となる。また、第８抵抗を介して、ゲート−ソース間の電荷が放出され、第３ＭＯＳトランジスタは、オフの状態となる。 When the positive AC voltage is equal to or lower than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit and the base-emitter voltage of the third bipolar transistor, the third bipolar transistor and the fourth bipolar transistor stop operating. When the third bipolar transistor and the fourth bipolar transistor stop operating, the gate-source charge is discharged through the twelfth resistor, and the second MOS transistor is turned off. In addition, the gate-source charge is discharged through the eighth resistor, and the third MOS transistor is turned off.

また、負側の交流電圧が、平滑回路の充電電圧と第５バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧との和よりも大きくなると、第５バイポーラトランジスタにベース電流が生じる（第３比較回路は、検出信号を供給する）。第５バイポーラトランジスタからの第６バイポーラトランジスタのベースへの電流供給により、第６バイポーラトランジスタが動作する（第３制御回路は、制御信号を供給する）。第６バイポーラトランジスタが動作すると、第４ＭＯＳトランジスタは、ゲート−ソース間に電位差を生じ、オンの状態となる。また、第６バイポーラトランジスタが動作する（第３制御回路が制御信号を供給する）と、第５ＭＯＳトランジスタは、ゲート−ソース間に電位差を生じ、オンの状態となる。従って、第４ＭＯＳトランジスタ、平滑回路、第５ＭＯＳトランジスタを経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。なお、第５バイポーラトランジスタは、第３比較回路と第３制御回路とに兼用されている。 Further, when the negative AC voltage becomes larger than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit and the base-emitter voltage of the fifth bipolar transistor, a base current is generated in the fifth bipolar transistor (the third comparison circuit detects Supply signal). The sixth bipolar transistor operates by supplying current from the fifth bipolar transistor to the base of the sixth bipolar transistor (the third control circuit supplies a control signal). When the sixth bipolar transistor operates, the fourth MOS transistor generates a potential difference between the gate and the source and is turned on. When the sixth bipolar transistor operates (the third control circuit supplies a control signal), the fifth MOS transistor generates a potential difference between the gate and the source and is turned on. Therefore, a current path passing through the fourth MOS transistor, the smoothing circuit, and the fifth MOS transistor is formed, and rectification and smoothing are performed. The fifth bipolar transistor is also used as the third comparison circuit and the third control circuit.

負側の交流電圧が、平滑回路の充電電圧と第５バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧との和以下となると、第５バイポーラトランジスタ、第６バイポーラトランジスタは、動作を停止する。第５バイポーラトランジスタ、第６バイポーラトランジスタが動作を停止すると、第２０抵抗を介して、ゲート−ソース間の電荷が放出され、第４ＭＯＳトランジスタは、オフの状態となる。また、第１６抵抗を介して、ゲート−ソース間の電荷が放出され、第５ＭＯＳトランジスタは、オフの状態となる。 When the negative AC voltage becomes equal to or lower than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit and the base-emitter voltage of the fifth bipolar transistor, the fifth bipolar transistor and the sixth bipolar transistor stop operating. When the fifth bipolar transistor and the sixth bipolar transistor stop operating, the gate-source charge is released through the twentieth resistor, and the fourth MOS transistor is turned off. In addition, the gate-source charge is discharged through the sixteenth resistor, and the fifth MOS transistor is turned off.

本発明に係る整流回路によれば、交流電源のアナログ波形（交流電圧）に対してＭＯＳトランジスタが同期するため、スイッチング電源の一次側にも適用可能な全波整流回路を提供できる。 According to the rectifier circuit of the present invention, since the MOS transistor is synchronized with the analog waveform (AC voltage) of the AC power supply, a full-wave rectifier circuit applicable to the primary side of the switching power supply can be provided.

本発明の第１実施形態に係る整流回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the rectifier circuit which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る整流回路の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the rectifier circuit which concerns on 1st Embodiment of this invention. （ａ）は、交流電源からの交流電圧、及び、整流後の電圧を示すグラフ、（ｂ）は、ＭＯＳトランジスタのゲート電圧を示すグラフ、（ｃ）は、従来の整流回路、及び、第１実施形態に係る整流回路における整流素子での消費電力を示すグラフである。(A) is the graph which shows the alternating voltage from an alternating current power supply, and the voltage after rectification, (b) is the graph which shows the gate voltage of a MOS transistor, (c) is the conventional rectifier circuit, and 1st It is a graph which shows the power consumption in the rectifier in the rectifier circuit which concerns on embodiment. 本発明の第２実施形態に係る整流回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the rectifier circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る整流回路の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the rectifier circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 従来の整流回路、及び、第２実施形態に係る整流回路における整流素子での消費電力を示すグラフである。It is a graph which shows the power consumption in the rectifier in the conventional rectifier circuit and the rectifier circuit which concerns on 2nd Embodiment. 従来の整流回路の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the conventional rectifier circuit. 従来の整流回路の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the conventional rectifier circuit.

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る整流回路の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る整流回路の回路構成を示す図である。整流回路１は、交流電源Ｖ１からの交流電圧を整流して平滑回路２に出力する。第１実施形態に係る整流回路１は、半波整流回路である。整流回路１は、比較回路３、制御回路４、ＭＯＳトランジスタＭ１を備える。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a rectifier circuit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of the rectifier circuit according to the first embodiment of the present invention. The rectifier circuit 1 rectifies the AC voltage from the AC power supply V1 and outputs the rectified voltage to the smoothing circuit 2. The rectifier circuit 1 according to the first embodiment is a half-wave rectifier circuit. The rectifier circuit 1 includes a comparison circuit 3, a control circuit 4, and a MOS transistor M1.

比較回路３（第１比較回路）は、交流電源Ｖ１からの交流電圧と、平滑回路２の充電電圧と所定電圧との和と、を比較し、交流電圧が大きい場合に、検出信号を供給する。比較回路３は、バイポーラトランジスタＱ１を有する。バイポーラトランジスタＱ１（第１バイポーラトランジスタ）は、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタＱ１は、エミッタが、抵抗Ｒ１（第１抵抗）を介して、交流電源Ｖ１の正側とみなす一端に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ１は、コレクタが、抵抗Ｒ２（第２抵抗）を介して、交流電源Ｖ１の負側とみなす他端に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ１は、ベースが、平滑回路２への出力に接続されている。 The comparison circuit 3 (first comparison circuit) compares the AC voltage from the AC power supply V1 with the sum of the charging voltage of the smoothing circuit 2 and a predetermined voltage, and supplies a detection signal when the AC voltage is large. . The comparison circuit 3 has a bipolar transistor Q1. The bipolar transistor Q1 (first bipolar transistor) is a pnp bipolar transistor. The bipolar transistor Q1 has an emitter connected to one end of the AC power supply V1 that is regarded as the positive side via a resistor R1 (first resistor). The bipolar transistor Q1 has a collector connected to the other end regarded as the negative side of the AC power supply V1 via a resistor R2 (second resistor). The base of the bipolar transistor Q1 is connected to the output to the smoothing circuit 2.

制御回路４（第１制御回路）は、比較回路３が検出信号を供給する場合に、制御信号を供給する。制御回路４は、バイポーラトランジスタＱ２を有する。バイポーラトランジスタＱ２（第２バイポーラトランジスタ）は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタＱ２は、コレクタが、抵抗Ｒ４（第４抵抗）及び抵抗Ｒ５（第５抵抗）を介して、平滑回路２への正側の出力に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ２は、エミッタが、交流電源Ｖ１の他端に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ２は、ベースが、抵抗Ｒ３（第３抵抗）を介して、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタと抵抗Ｒ２との間に接続されている。 The control circuit 4 (first control circuit) supplies a control signal when the comparison circuit 3 supplies a detection signal. The control circuit 4 has a bipolar transistor Q2. The bipolar transistor Q2 (second bipolar transistor) is an npn-type bipolar transistor. The bipolar transistor Q2 has a collector connected to the positive output to the smoothing circuit 2 via a resistor R4 (fourth resistor) and a resistor R5 (fifth resistor). The bipolar transistor Q2 has an emitter connected to the other end of the AC power supply V1. The base of the bipolar transistor Q2 is connected between the collector of the bipolar transistor Q1 and the resistor R2 via a resistor R3 (third resistor).

ＭＯＳトランジスタＭ１（第１ＭＯＳトランジスタ）は、制御回路４が制御信号を供給する場合に、オンの状態となる。また、ＭＯＳトランジスタＭ１は、スイッチ動作を整流素子として利用する。ＭＯＳトランジスタＭ１は、ｐ型、すなわち、ゲートの電圧が、ソースの電圧に対して、ローレベルの電位となることによりオンの状態となるＭＯＳトランジスタである。ＭＯＳトランジスタＭ１は、ドレインが、抵抗Ｒ６（第６抵抗）を介して、交流電源Ｖ１の一端に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ１は、ソースが、平滑回路２への出力に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ１は、ゲートが、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との間に接続されている。言い換えれば、抵抗Ｒ４は、ＭＯＳトランジスタＭ１のゲートとソースとの間に接続されている。抵抗Ｒ５は、ＭＯＳトランジスタＭ１のゲートとバイポーラトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続されている。 The MOS transistor M1 (first MOS transistor) is turned on when the control circuit 4 supplies a control signal. The MOS transistor M1 uses the switch operation as a rectifying element. The MOS transistor M1 is a p-type, that is, a MOS transistor that is turned on when the gate voltage becomes a low-level potential with respect to the source voltage. The drain of the MOS transistor M1 is connected to one end of the AC power supply V1 via the resistor R6 (sixth resistor). The source of the MOS transistor M1 is connected to the output to the smoothing circuit 2. The gate of the MOS transistor M1 is connected between the resistor R4 and the resistor R5. In other words, the resistor R4 is connected between the gate and source of the MOS transistor M1. The resistor R5 is connected between the gate of the MOS transistor M1 and the collector of the bipolar transistor Q2.

平滑回路２は、整流回路１からの出力を平滑する。平滑回路２は、コンデンサＣ１を有する。 The smoothing circuit 2 smoothes the output from the rectifier circuit 1. The smoothing circuit 2 has a capacitor C1.

整流回路１において、交流電源の一端を正とした場合の正側の交流電圧が、平滑回路２の充電電圧と所定電圧との和より大きくなると、比較回路３は、検出信号を供給する。比較回路３が検出信号を供給すると、制御回路４は、制御信号を供給する。制御回路４が制御信号を供給すると、ＭＯＳトランジスタＭ１は、オンの状態となる。従って、ＭＯＳトランジスタＭ１、平滑回路２を経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。 In the rectifier circuit 1, when the positive AC voltage when one end of the AC power supply is positive becomes larger than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit 2 and the predetermined voltage, the comparison circuit 3 supplies a detection signal. When the comparison circuit 3 supplies a detection signal, the control circuit 4 supplies a control signal. When the control circuit 4 supplies a control signal, the MOS transistor M1 is turned on. Therefore, a current path passing through the MOS transistor M1 and the smoothing circuit 2 is formed, and rectification and smoothing are performed.

具体的には、整流回路１において、正の交流電圧が、コンデンサＣ１の充電電圧とバイポーラトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅ（所定電圧）との和より大きくなると、バイポーラトランジスタＱ１にベース電流が生じる（比較回路３は、検出信号を供給する）。バイポーラトランジスタＱ１からのバイポーラトランジスタＱ２のベースへの電流供給により、バイポーラトランジスタＱ２が動作する（制御回路４は、制御信号を供給する）。バイポーラトランジスタＱ２が動作すると、ＭＯＳトランジスタＭ１は、ゲート−ソース間に電位差を生じ、オンの状態となる。従って、ＭＯＳトランジスタＭ１、コンデンサＣ１を経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。 Specifically, in the rectifier circuit 1, when the positive AC voltage becomes larger than the sum of the charging voltage of the capacitor C1 and the base-emitter voltage Vbe (predetermined voltage) of the bipolar transistor Q1, the base current is supplied to the bipolar transistor Q1. Occurs (comparing circuit 3 supplies a detection signal). The bipolar transistor Q2 operates by supplying current from the bipolar transistor Q1 to the base of the bipolar transistor Q2 (the control circuit 4 supplies a control signal). When the bipolar transistor Q2 operates, the MOS transistor M1 generates a potential difference between the gate and the source and is turned on. Therefore, a current path is formed via the MOS transistor M1 and the capacitor C1, and rectification and smoothing are performed.

正の交流電圧が、コンデンサＣ１の充電電圧とバイポーラトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅとの和以下となると、バイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２は、動作を停止する。バイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２が動作を停止すると、抵抗Ｒ４を介して、ゲート−ソース間の電荷が放出され、ＭＯＳトランジスタＭ１は、オフの状態となる。これにより、電流経路が遮断される。 When the positive AC voltage is equal to or lower than the sum of the charging voltage of the capacitor C1 and the base-emitter voltage Vbe of the bipolar transistor Q1, the bipolar transistors Q1 and Q2 stop operating. When the bipolar transistors Q1 and Q2 stop operating, the gate-source charge is discharged through the resistor R4, and the MOS transistor M1 is turned off. Thereby, the current path is interrupted.

図３（ａ）は、交流電源Ｖ１からの交流電圧、及び、整流後の電圧を示すグラフである。図３（ｂ）は、ＭＯＳトランジスタのゲート電圧を示すグラフである。図３（ｃ）は、従来の整流回路、及び、第１実施形態に係る整流回路における整流素子での消費電力を示すグラフである。交流電源Ｖ１のピーク電圧は、１４１［Ｖ］、負荷は、４．０［Ａ］である。また、従来の整流回路の整流素子であるダイオードの順方向電圧は、１．２［Ｖ］、本実施形態に係る整流回路の整流素子であるＭＯＳトランジスタのオン抵抗は、１０ｍΩである。図３（ｃ）に示すように、従来の整流回路に比べて、本実施形態に係る整流回路では、消費電力が約３／５に低減されている。 FIG. 3A is a graph showing the AC voltage from the AC power supply V1 and the voltage after rectification. FIG. 3B is a graph showing the gate voltage of the MOS transistor. FIG. 3C is a graph showing the power consumption of the rectifier element in the conventional rectifier circuit and the rectifier circuit according to the first embodiment. The AC power supply V1 has a peak voltage of 141 [V] and a load of 4.0 [A]. The forward voltage of the diode that is the rectifying element of the conventional rectifying circuit is 1.2 [V], and the on-resistance of the MOS transistor that is the rectifying element of the rectifying circuit according to this embodiment is 10 mΩ. As shown in FIG. 3C, the power consumption is reduced to about 3/5 in the rectifier circuit according to this embodiment as compared with the conventional rectifier circuit.

以上説明したように、第１実施形態に係る整流回路１によれば、交流電源のアナログ波形（交流電圧）に対してＭＯＳトランジスタＭ１が同期するため、整流回路１をスイッチング電源の一次側にも適用可能である。 As described above, according to the rectifier circuit 1 according to the first embodiment, since the MOS transistor M1 is synchronized with the analog waveform (AC voltage) of the AC power supply, the rectifier circuit 1 is also provided on the primary side of the switching power supply. Applicable.

図４は、本発明の第２実施形態に係る整流回路の構成を示すブロック図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る整流回路の回路構成を示す図である。整流回路１１は、交流電源Ｖ１からの交流電圧を整流して平滑回路２に出力する。第２実施形態に係る整流回路１１は、全波整流回路である。整流回路１１は、比較回路５、６、制御回路７、８ＭＯＳトランジスタＭ２〜Ｍ５を備える。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a rectifier circuit according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a rectifier circuit according to the second embodiment of the present invention. The rectifier circuit 11 rectifies the AC voltage from the AC power source V1 and outputs the rectified voltage to the smoothing circuit 2. The rectifier circuit 11 according to the second embodiment is a full-wave rectifier circuit. The rectifier circuit 11 includes comparison circuits 5 and 6, a control circuit 7, and 8 MOS transistors M2 to M5.

比較回路５（第２比較回路）は、交流電源Ｖ１からの正側とみなす一端からの交流電圧と、平滑回路２の充電電圧と所定電圧との和と、を比較し、交流電圧が大きい場合に、検出信号を供給する。比較回路５は、バイポーラトランジスタＱ３と、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１と、を有する。バイポーラトランジスタＱ３（第３バイポーラトランジスタ）は、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタＱ３は、コレクタが、交流電源Ｖ１の正側とみなす一端に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ３は、エミッタが、抵抗Ｒ７（第７抵抗）及び抵抗Ｒ８（第８抵抗）を介して、平滑回路２への負側の出力に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ３は、ベースが、抵抗Ｒ９（第９抵抗）を介して、平滑回路２への正側の出力に接続されている。 The comparison circuit 5 (second comparison circuit) compares the AC voltage from one end regarded as the positive side from the AC power supply V1 with the sum of the charging voltage of the smoothing circuit 2 and the predetermined voltage, and the AC voltage is large. In addition, a detection signal is supplied. The comparison circuit 5 includes a bipolar transistor Q3 and resistors R10 and R11. The bipolar transistor Q3 (third bipolar transistor) is a pnp bipolar transistor. The bipolar transistor Q3 has a collector connected to one end regarded as the positive side of the AC power supply V1. The bipolar transistor Q3 has an emitter connected to the negative output to the smoothing circuit 2 via a resistor R7 (seventh resistor) and a resistor R8 (eighth resistor). Further, the base of the bipolar transistor Q3 is connected to the positive output to the smoothing circuit 2 via the resistor R9 (the ninth resistor).

抵抗Ｒ１０（第１０抵抗）、及び、抵抗Ｒ１１（第１１抵抗）は、バイポーラトランジスタＱ３のコレクタと、平滑回路２への負側の出力と、の間に接続されている。 The resistor R10 (tenth resistor) and the resistor R11 (eleventh resistor) are connected between the collector of the bipolar transistor Q3 and the negative output to the smoothing circuit 2.

制御回路７（第２制御回路）は、比較回路５が検出信号を供給する場合に、制御信号を供給する。制御回路７は、バイポーラトランジスタＱ４と、バイポーラトランジスタＱ３と、を有する。バイポーラトランジスタＱ４（第４バイポーラトランジスタ）は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタＱ４は、コレクタが、抵抗Ｒ１２（第１２抵抗）、及び、抵抗Ｒ１３（第１３抵抗）を介して、平滑回路２への正側の出力に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ４は、エミッタが、平滑回路２への負側の出力に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ４は、ベースが、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１の間に接続されている。バイポーラトランジスタＱ３は、比較回路５と制御回路７とに兼用されている。 The control circuit 7 (second control circuit) supplies a control signal when the comparison circuit 5 supplies a detection signal. The control circuit 7 has a bipolar transistor Q4 and a bipolar transistor Q3. The bipolar transistor Q4 (fourth bipolar transistor) is an npn-type bipolar transistor. The bipolar transistor Q4 has a collector connected to the positive output to the smoothing circuit 2 via a resistor R12 (12th resistor) and a resistor R13 (13th resistor). The bipolar transistor Q4 has an emitter connected to the negative output to the smoothing circuit 2. The base of the bipolar transistor Q4 is connected between the resistors R10 and R11. The bipolar transistor Q3 is also used as the comparison circuit 5 and the control circuit 7.

ＭＯＳトランジスタＭ２（第２ＭＯＳトランジスタ）は、制御回路７が制御信号を供給する場合に、オンの状態となる。ＭＯＳトランジスタＭ２は、ｐ型、すなわち、ゲートの電圧が、ソースの電圧に対して、ローレベルの電位でオンの状態となるＭＯＳトランジスタである。ＭＯＳトランジスタＭ２は、ドレインが、交流電源Ｖ１の一端に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ２は、ソースが、平滑回路２への正側の出力に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ２は、ゲートが、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３の間に接続されている。言い換えれば、抵抗Ｒ１２は、ＭＯＳトランジスタＭ２のゲートとソースとの間に接続されている。抵抗Ｒ１３は、ＭＯＳトランジスタのゲートとバイポーラトランジスタＱ４のコレクタとの間に接続されている。 The MOS transistor M2 (second MOS transistor) is turned on when the control circuit 7 supplies a control signal. The MOS transistor M2 is a p-type transistor, that is, a MOS transistor that is turned on at a low level potential with respect to the source voltage. The drain of the MOS transistor M2 is connected to one end of the AC power supply V1. Further, the source of the MOS transistor M2 is connected to the positive output to the smoothing circuit 2. The MOS transistor M2 has a gate connected between the resistors R12 and R13. In other words, the resistor R12 is connected between the gate and the source of the MOS transistor M2. The resistor R13 is connected between the gate of the MOS transistor and the collector of the bipolar transistor Q4.

ＭＯＳトランジスタＭ３（第３ＭＯＳトランジスタ）は、制御回路７が制御信号を供給する場合に、オンの状態となる。ＭＯＳトランジスタＭ３は、ｎ型、すなわち、ゲートの電圧が、ソースの電圧に対して、ハイレベルの電位でオンの状態となるＭＯＳトランジスタである。ＭＯＳトランジスタＭ３は、ドレインが、交流電源Ｖ１の他端に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ３は、ソースが、平滑回路２への負側の出力に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタは、ゲートが、抵抗Ｒ７、Ｒ８の間に接続されている。言い換えれば、抵抗Ｒ８は、ＭＯＳトランジスタＭ３のゲートとソースとの間に接続されている。抵抗Ｒ７は、ＭＯＳトランジスタＭ３のゲートとバイポーラトランジスタＱ３のコレクタとの間に接続されている。 The MOS transistor M3 (third MOS transistor) is turned on when the control circuit 7 supplies a control signal. The MOS transistor M3 is an n-type, that is, a MOS transistor that is turned on when the gate voltage is higher than the source voltage. The drain of the MOS transistor M3 is connected to the other end of the AC power supply V1. Further, the source of the MOS transistor M3 is connected to the negative output to the smoothing circuit 2. The gate of the MOS transistor is connected between the resistors R7 and R8. In other words, the resistor R8 is connected between the gate and source of the MOS transistor M3. The resistor R7 is connected between the gate of the MOS transistor M3 and the collector of the bipolar transistor Q3.

比較回路６（第３比較回路）は、交流電源Ｖ１の他端からの交流電圧と、平滑回路２の充電電圧と所定電圧との和と、を比較し、交流電圧が大きい場合に、検出信号を供給する。比較回路６は、バイポーラトランジスタＱ５と、抵抗Ｒ１８、Ｒ１９と、を有する。バイポーラトランジスタＱ５（第５バイポーラトランジスタ）は、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタＱ５は、エミッタが、交流電源Ｖ１の他端に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ５は、コレクタが、抵抗Ｒ１５（第１５抵抗）、及び、抵抗Ｒ１６（第１６抵抗）を介して、平滑回路２への負側の出力に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ５は、ベースが、抵抗Ｒ１７（第１７抵抗）を介して、平滑回路２への正側の出力に接続されている。 The comparison circuit 6 (third comparison circuit) compares the AC voltage from the other end of the AC power supply V1 with the sum of the charging voltage of the smoothing circuit 2 and the predetermined voltage, and when the AC voltage is large, the detection signal Supply. The comparison circuit 6 includes a bipolar transistor Q5 and resistors R18 and R19. The bipolar transistor Q5 (fifth bipolar transistor) is a pnp bipolar transistor. The bipolar transistor Q5 has an emitter connected to the other end of the AC power supply V1. The bipolar transistor Q5 has a collector connected to the negative output to the smoothing circuit 2 via a resistor R15 (15th resistor) and a resistor R16 (16th resistor). The base of the bipolar transistor Q5 is connected to the positive-side output to the smoothing circuit 2 via the resistor R17 (17th resistor).

抵抗Ｒ１８（第１８抵抗）、及び、抵抗Ｒ１９（第１９抵抗）は、バイポーラトランジスタＱ５のコレクタと、平滑回路２への負側の出力と、の間に接続されている。 The resistor R18 (18th resistor) and the resistor R19 (19th resistor) are connected between the collector of the bipolar transistor Q5 and the negative output to the smoothing circuit 2.

制御回路８（第３制御回路）は、比較回路６が検出信号を供給する場合に、制御信号を供給する。制御回路８は、バイポーラトランジスタＱ６と、バイポーラトランジスタＱ５と、を有する。バイポーラトランジスタＱ６（第６バイポーラトランジスタ）は、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタＱ６は、コレクタが、抵抗Ｒ２０（第２０抵抗）、及び、抵抗Ｒ２１（第２１抵抗）を介して、平滑回路２への正側の出力に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ６は、エミッタが、平滑回路２への負側の出力に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ６は、ベースが、抵抗Ｒ１８、Ｒ１９の間に接続されている。 The control circuit 8 (third control circuit) supplies a control signal when the comparison circuit 6 supplies a detection signal. The control circuit 8 includes a bipolar transistor Q6 and a bipolar transistor Q5. The bipolar transistor Q6 (sixth bipolar transistor) is a pnp bipolar transistor. The bipolar transistor Q6 has a collector connected to the positive output to the smoothing circuit 2 via a resistor R20 (20th resistor) and a resistor R21 (21st resistor). The bipolar transistor Q6 has an emitter connected to the negative output to the smoothing circuit 2. The base of the bipolar transistor Q6 is connected between the resistors R18 and R19.

ＭＯＳトランジスタＭ４（第４ＭＯＳトランジスタ）は、制御回路８が制御信号を供給する場合に、オンの状態となる。ＭＯＳトランジスタＭ４は、ｎ型、すなわち、ゲートの電圧が、ソースの電圧に対して、ハイレベルの電位でオンの状態となるＭＯＳトランジスタである。ＭＯＳトランジスタＭ４は、ドレインが、交流電源Ｖ１の一端に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ４は、ソースが、平滑回路２への負側の出力に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ４は、ゲートが、抵抗Ｒ２０、Ｒ２１の間に接続されている。言い換えれば、抵抗Ｒ２０は、ＭＯＳトランジスタＭ４のゲートとソースとの間に接続されている。抵抗Ｒ２１は、ＭＯＳトランジスタＭ４のゲートとバイポーラトランジスタＱ４のコレクタとの間に接続されている。 The MOS transistor M4 (fourth MOS transistor) is turned on when the control circuit 8 supplies a control signal. The MOS transistor M4 is an n-type, that is, a MOS transistor that is turned on at a high level potential with respect to the source voltage. The drain of the MOS transistor M4 is connected to one end of the AC power supply V1. Further, the source of the MOS transistor M4 is connected to the negative output to the smoothing circuit 2. The gate of the MOS transistor M4 is connected between the resistors R20 and R21. In other words, the resistor R20 is connected between the gate and source of the MOS transistor M4. The resistor R21 is connected between the gate of the MOS transistor M4 and the collector of the bipolar transistor Q4.

ＭＯＳトランジスタＭ５（第５ＭＯＳトランジスタ）は、制御回路８が制御信号を検出する場合に、オンの状態となる。ＭＯＳトランジスタＭ５は、ｐ型、すなわち、ゲートの電圧が、ソースの電圧に対して、ハイレベルの電位でオンの状態となるＭＯＳトランジスタである。ＭＯＳトランジスタＭ５は、ドレインが、交流電源Ｖ１の他端に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ５は、ソースが、平滑回路２への正側の出力に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ５は、ゲートが、抵抗Ｒ１５、Ｒ１６の間に接続されている。言い換えれば、抵抗Ｒ１６は、ＭＯＳトランジスタＭ５のソースとゲートとの間に接続されている。抵抗Ｒ１５は、ＭＯＳトランジスタＭ５のゲートとバイポーラトランジスタＱ５のコレクタとの間に接続されている。 The MOS transistor M5 (fifth MOS transistor) is turned on when the control circuit 8 detects a control signal. The MOS transistor M5 is a p-type transistor, that is, a MOS transistor that is turned on at a high level potential with respect to the source voltage. The drain of the MOS transistor M5 is connected to the other end of the AC power supply V1. The source of the MOS transistor M5 is connected to the positive output to the smoothing circuit 2. The gate of the MOS transistor M5 is connected between the resistors R15 and R16. In other words, the resistor R16 is connected between the source and gate of the MOS transistor M5. The resistor R15 is connected between the gate of the MOS transistor M5 and the collector of the bipolar transistor Q5.

整流回路１１において、交流電源Ｖ１の一端を正とした場合の正側の交流電圧が、平滑回路２の充電電圧と所定電圧との和より大きくなると、比較回路５は、検出信号を供給する。比較回路５が検出信号を供給すると、制御回路７は、制御信号を供給する。制御回路７が制御信号を供給すると、ＭＯＳトランジスタＭ２、Ｍ３は、オンの状態となる。従って、ＭＯＳトランジスタＭ２、平滑回路２、ＭＯＳトランジスタＭ３を経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。 In the rectifier circuit 11, when the positive AC voltage when the one end of the AC power supply V1 is positive becomes greater than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit 2 and the predetermined voltage, the comparison circuit 5 supplies a detection signal. When the comparison circuit 5 supplies a detection signal, the control circuit 7 supplies a control signal. When the control circuit 7 supplies a control signal, the MOS transistors M2 and M3 are turned on. Therefore, a current path passing through the MOS transistor M2, the smoothing circuit 2, and the MOS transistor M3 is formed, and rectification and smoothing are performed.

また、負側の交流電圧が、平滑回路２の充電電圧と所定電圧との和よりも大きくなると、比較回路６は、検出信号を供給する。比較回路６が検出信号を供給すると、制御回路８は、制御信号を供給する。制御回路８が制御信号を供給すると、ＭＯＳトランジスタＭ４、Ｍ５は、オンの状態となる。従って、ＭＯＳトランジスタＭ４、平滑回路２、ＭＯＳトランジスタＭ５を経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。 When the negative AC voltage becomes larger than the sum of the charging voltage of the smoothing circuit 2 and the predetermined voltage, the comparison circuit 6 supplies a detection signal. When the comparison circuit 6 supplies a detection signal, the control circuit 8 supplies a control signal. When the control circuit 8 supplies a control signal, the MOS transistors M4 and M5 are turned on. Therefore, a current path passing through the MOS transistor M4, the smoothing circuit 2, and the MOS transistor M5 is formed, and rectification and smoothing are performed.

具体的には、整流回路１１において、正の交流電圧が、コンデンサＣ１の充電電圧とバイポーラトランジスタＱ３のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅ（所定電圧）との和よりも大きくなると、バイポーラトランジスタＱ３にベース電流が生じる（比較回路５は、検出信号を供給する）。バイポーラトランジスタＱ３からのバイポーラトランジスタＱ４のベースへの電流供給により、バイポーラトランジスタＱ４が動作する（制御回路７は、制御信号を供給する）。バイポーラトランジスタＱ４が動作すると、ＭＯＳトランジスタＭ２は、ゲート−ソース間に電位差を生じ、オンの状態となる。また、バイポーラトランジスタＱ３が動作する（制御回路７が制御信号を供給する）と、ＭＯＳトランジスタＭ３は、ゲート−ソース間に電位差を生じ、オンの状態となる。従って、ＭＯＳトランジスタＭ２、コンデンサＣ１、ＭＯＳトランジスタＭ３を経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。 Specifically, in the rectifier circuit 11, when the positive AC voltage becomes larger than the sum of the charging voltage of the capacitor C1 and the base-emitter voltage Vbe (predetermined voltage) of the bipolar transistor Q3, the base current is supplied to the bipolar transistor Q3. (The comparison circuit 5 supplies a detection signal). Bipolar transistor Q4 operates by supplying current from bipolar transistor Q3 to the base of bipolar transistor Q4 (control circuit 7 supplies a control signal). When the bipolar transistor Q4 operates, the MOS transistor M2 generates a potential difference between the gate and the source and is turned on. When the bipolar transistor Q3 operates (the control circuit 7 supplies a control signal), the MOS transistor M3 generates a potential difference between the gate and the source and is turned on. Therefore, a current path passing through the MOS transistor M2, the capacitor C1, and the MOS transistor M3 is formed, and rectification and smoothing are performed.

正側の交流電圧が、コンデンサＣ１の充電電圧とバイポーラトランジスタＱ３のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅとの和以下となると、バイポーラトランジスタＱ３、Ｑ４は、動作を停止する。バイポーラトランジスタＱ３、Ｑ４が動作を停止すると、抵抗Ｒ１２を介して、ゲート−ソース間の電荷が放出され、ＭＯＳトランジスタＭ２は、オフの状態となる。また、抵抗Ｒ８を介して、ゲート−ソース間の電荷が放出され、ＭＯＳトランジスタＭ３は、オフの状態となる。これにより、交流電源Ｖ１と平滑回路２の電流経路が遮断される。 When the positive AC voltage is equal to or lower than the sum of the charging voltage of the capacitor C1 and the base-emitter voltage Vbe of the bipolar transistor Q3, the bipolar transistors Q3 and Q4 stop operating. When the bipolar transistors Q3 and Q4 stop operating, the gate-source charge is discharged through the resistor R12, and the MOS transistor M2 is turned off. Further, the gate-source charge is discharged through the resistor R8, and the MOS transistor M3 is turned off. Thereby, the electric current path of AC power supply V1 and the smoothing circuit 2 is interrupted | blocked.

また、負側の交流電圧が、コンデンサＣ１の充電電圧とバイポーラトランジスタＱ５のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅとの和よりも大きくなると、バイポーラトランジスタＱ５にベース電流が生じる（比較回路６は、検出信号を供給する）。バイポーラトランジスタＱ５からのバイポーラトランジスタＱ６のベースへの電流供給により、バイポーラトランジスタＱ６が動作する（制御回路８は、制御信号を供給する）。バイポーラトランジスタＱ６が動作すると、ＭＯＳトランジスタＭ４は、ゲート−ソース間に電位差を生じ、オンの状態となる。また、バイポーラトランジスタＱ５が動作する（制御回路８が制御信号を供給する）と、ＭＯＳトランジスタＭ５は、ゲート−ソース間に電位差を生じ、オンの状態となる。従って、ＭＯＳトランジスタＭ４、コンデンサＣ１、ＭＯＳトランジスタＭ５を経由する電流経路を構成し、整流及び平滑が行われる。 When the negative AC voltage becomes larger than the sum of the charging voltage of the capacitor C1 and the base-emitter voltage Vbe of the bipolar transistor Q5, a base current is generated in the bipolar transistor Q5 (the comparison circuit 6 generates a detection signal). Supply). Bipolar transistor Q6 operates by supplying current from bipolar transistor Q5 to the base of bipolar transistor Q6 (control circuit 8 supplies a control signal). When the bipolar transistor Q6 operates, the MOS transistor M4 generates a potential difference between the gate and the source and is turned on. When the bipolar transistor Q5 operates (the control circuit 8 supplies a control signal), the MOS transistor M5 generates a potential difference between the gate and the source and is turned on. Therefore, a current path passing through the MOS transistor M4, the capacitor C1, and the MOS transistor M5 is formed, and rectification and smoothing are performed.

負側の交流電圧が、コンデンサＣ１の充電電圧とバイポーラトランジスタＱ５のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅとの和以下となると、バイポーラトランジスタＱ５、Ｑ６は、動作を停止する。バイポーラトランジスタＱ５、Ｑ６が動作を停止すると、抵抗Ｒ２０を介して、ゲート−ソース間の電荷が放出され、ＭＯＳトランジスタＭ４は、オフの状態となる。また、抵抗Ｒ１６を介して、ゲート−ソース間の電荷が放出され、ＭＯＳトランジスタＭ５は、オフの状態となる。これにより、交流電源Ｖ１と平滑回路２の電流経路が遮断される。 When the negative AC voltage is equal to or lower than the sum of the charging voltage of the capacitor C1 and the base-emitter voltage Vbe of the bipolar transistor Q5, the bipolar transistors Q5 and Q6 stop operating. When the bipolar transistors Q5 and Q6 stop operating, the gate-source charge is released through the resistor R20, and the MOS transistor M4 is turned off. Also, the gate-source charge is discharged through the resistor R16, and the MOS transistor M5 is turned off. Thereby, the electric current path of AC power supply V1 and the smoothing circuit 2 is interrupted | blocked.

図６は、従来の整流回路、及び、第２実施形態に係る整流回路における整流素子での消費電力を示すグラフである。図６に示すように、従来の整流回路に比べて、本実施形態に係る整流回路では、消費電力が約４／５に低減されている。 FIG. 6 is a graph showing the power consumption in the rectifier element in the conventional rectifier circuit and the rectifier circuit according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, compared with the conventional rectifier circuit, the power consumption is reduced to about 4/5 in the rectifier circuit according to the present embodiment.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the form which can apply this invention is not restricted to the above-mentioned embodiment, It is possible to add a change suitably in the range which does not deviate from the meaning of this invention. is there.

本発明は、整流回路に好適に採用され得る。 The present invention can be suitably employed in a rectifier circuit.

１、１１整流回路
２平滑回路
３比較回路（第１比較回路）
４制御回路（第１制御回路）
５比較回路（第２比較回路）
６比較回路（第３比較回路）
７制御回路（第２制御回路）
８制御回路（第３制御回路）
Ｃ１コンデンサ
Ｍ１ＭＯＳトランジスタ（第１ＭＯＳトランジスタ）
Ｍ２ＭＯＳトランジスタ（第２ＭＯＳトランジスタ）
Ｍ３ＭＯＳトランジスタ（第３ＭＯＳトランジスタ）
Ｍ４ＭＯＳトランジスタ（第４ＭＯＳトランジスタ）
Ｍ５ＭＯＳトランジスタ（第５ＭＯＳトランジスタ）
Ｒ１抵抗（第１抵抗）
Ｒ２抵抗（第２抵抗）
Ｒ３抵抗（第３抵抗）
Ｒ４抵抗（第４抵抗）
Ｒ５抵抗（第５抵抗）
Ｒ６抵抗（第６抵抗）
Ｒ７抵抗（第７抵抗）
Ｒ８抵抗（第８抵抗）
Ｒ９抵抗（第９抵抗）
Ｒ１０抵抗（第１０抵抗）
Ｒ１１抵抗（第１１抵抗）
Ｒ１２抵抗（第１２抵抗）
Ｒ１３抵抗（第１３抵抗）
Ｒ１４抵抗（第１４抵抗）
Ｒ１５抵抗（第１５抵抗）
Ｒ１６抵抗（第１６抵抗）
Ｒ１７抵抗（第１７抵抗）
Ｒ１８抵抗（第１８抵抗）
Ｒ１９抵抗（第１９抵抗）
Ｒ２０抵抗（第２０抵抗）
Ｒ２１抵抗（第２１抵抗）
Ｖ１交流電源 1, 11 Rectifier circuit 2 Smoothing circuit 3 Comparison circuit (first comparison circuit)
4 Control circuit (first control circuit)
5 Comparison circuit (second comparison circuit)
6 Comparison circuit (third comparison circuit)
7 Control circuit (second control circuit)
8 Control circuit (third control circuit)
C1 capacitor M1 MOS transistor (first MOS transistor)
M2 MOS transistor (second MOS transistor)
M3 MOS transistor (third MOS transistor)
M4 MOS transistor (4th MOS transistor)
M5 MOS transistor (5th MOS transistor)
R1 resistance (first resistance)
R2 resistance (second resistance)
R3 resistance (third resistance)
R4 resistance (4th resistance)
R5 resistance (5th resistance)
R6 resistance (6th resistance)
R7 resistance (7th resistance)
R8 resistance (8th resistance)
R9 resistance (9th resistance)
R10 resistor (10th resistor)
R11 resistor (11th resistor)
R12 resistor (12th resistor)
R13 resistor (13th resistor)
R14 resistor (14th resistor)
R15 resistor (15th resistor)
R16 resistor (16th resistor)
R17 resistor (17th resistor)
R18 resistor (18th resistor)
R19 resistor (19th resistor)
R20 resistor (20th resistor)
R21 resistor (21st resistor)
V1 AC power supply

Claims

A rectifier circuit that rectifies an AC voltage from an AC power source and outputs the rectified voltage to a smoothing circuit,
A first comparison circuit that compares an AC voltage from the AC power supply with a sum of a charging voltage of the smoothing circuit and a predetermined voltage, and supplies a detection signal when the AC voltage is large;
A first control circuit for supplying a control signal when the comparison circuit supplies the detection signal;
A first MOS transistor connected between one end of the AC power source that is regarded as the positive side and a positive side output to the smoothing circuit, and turned on when the first control circuit supplies the control signal; ,
A rectifier circuit comprising:

The first comparison circuit includes:
An emitter is connected to one end of the AC power supply via a first resistor, a collector is connected to the other end regarded as a negative side of the AC power supply via a second resistor, and a base is connected to the smoothing circuit. A pnp-type first bipolar transistor connected to the positive output of
The first control circuit includes:
A base is connected between the collector of the first bipolar transistor and the second resistor via a third resistor, and the collector is connected to the positive side of the smoothing circuit via a fourth resistor and a fifth resistor. An npn-type second bipolar transistor connected to the output and having an emitter connected to the other end of the AC power supply;
The drain of the first MOS transistor is connected to one end of the AC power supply via a sixth resistor, the source is connected to the positive output of the smoothing circuit, and the gate is connected to the fourth resistor and the second resistor. The rectifier circuit according to claim 1, wherein the rectifier circuit is a p-type MOS transistor connected between five resistors.

A rectifier circuit that rectifies an AC voltage from an AC power source and outputs the rectified voltage to a smoothing circuit,
A second comparison circuit that compares the AC voltage from one end regarded as the positive side of the AC power supply with the sum of the charging voltage of the smoothing circuit and a predetermined voltage, and supplies a detection signal when the AC voltage is large. When,
A second control circuit for supplying a control signal when the second comparison circuit supplies the detection signal;
A second MOS transistor connected between one end of the AC power source and a positive output to the smoothing circuit, and turned on when the second control circuit supplies the control signal;
A third MOS transistor which is connected between the other end of the AC power source regarded as the negative side and a negative side output to the smoothing circuit and is turned on when the second control circuit supplies the control signal. When,
A third comparison circuit that compares an AC voltage from the other end of the AC power supply with a sum of a charging voltage of the smoothing circuit and a predetermined voltage, and supplies a detection signal when the AC voltage is large;
A third control circuit for supplying a control signal when the third comparison circuit supplies the detection signal;
A fourth MOS transistor connected between the other end of the AC power supply and a negative output to the smoothing circuit, and turned on when the third control circuit supplies the control signal;
A fifth MOS transistor connected between one end of the AC power supply and the negative output to the smoothing circuit, and turned on when the third control circuit supplies the control signal;
A rectifier circuit comprising:

The second comparison circuit includes:
An emitter is connected to the positive side of the AC power supply, a collector is connected to the negative output to the smoothing circuit via a seventh resistor and an eighth resistor, and a base is connected to the ninth resistor via a ninth resistor, A pnp-type third bipolar transistor connected to the positive output to the smoothing circuit;
A tenth resistor and an eleventh resistor connected between a collector of the third bipolar transistor and a negative output to the smoothing circuit;
The second control circuit includes:
A collector is connected to a positive output to the smoothing circuit via a twelfth resistor and a thirteenth resistor, an emitter is connected to a negative output to the smoothing circuit, and a base is connected to the tenth resistor. And an npn-type fourth bipolar transistor connected between the first resistor and the eleventh resistor;
The third bipolar transistor;
The second MOS transistor is
A p-type having a drain connected to one end of the AC power source, a source connected to a positive output to the smoothing circuit, and a gate connected between the twelfth resistor and the thirteenth resistor MOS transistor,
The third MOS transistor is
A drain connected to the other end of the AC power source, a source connected to the negative output to the smoothing circuit, and a gate connected between the seventh resistor and the eighth resistor, n Type MOS transistor,
The third comparison circuit includes:
The emitter is connected to the other end of the AC power source, the collector is connected to the negative output to the smoothing circuit via the 15th and 16th resistors, and the base is connected to the 17th resistor, A pnp-type fifth bipolar transistor connected to the positive output to the smoothing circuit;
An eighteenth resistor and a nineteenth resistor connected between a collector of the fifth bipolar transistor and a negative output to the smoothing circuit;
The third control circuit includes:
A collector is connected to a positive output to the smoothing circuit via a twentieth resistor and a twenty-first resistor, an emitter is connected to a negative output to the smoothing circuit, and a base is connected to the eighteenth resistor. And an npn-type sixth bipolar transistor connected between the Nth and the nineteenth resistor,
The fifth bipolar transistor;
The fourth MOS transistor is
A drain is connected to the other end of the AC power source, a source is connected to a positive output to the smoothing circuit, and a gate is connected between the twentieth resistor and the twenty-first resistor. Type MOS transistor,
The fifth MOS transistor is
An n-type having a drain connected to one end of the AC power source, a source connected to a negative output to the smoothing circuit, and a gate connected between the fifteenth resistor and the sixteenth resistor 4. The rectifier circuit according to claim 3, wherein the rectifier circuit is a MOS transistor.