JP2605719Y2 - スイッチング電源 - Google Patents

スイッチング電源

Info

Publication number
JP2605719Y2
JP2605719Y2 JP1993027996U JP2799693U JP2605719Y2 JP 2605719 Y2 JP2605719 Y2 JP 2605719Y2 JP 1993027996 U JP1993027996 U JP 1993027996U JP 2799693 U JP2799693 U JP 2799693U JP 2605719 Y2 JP2605719 Y2 JP 2605719Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
rectifying
winding
mos fet
switching power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1993027996U
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0684794U (ja
Inventor
正紀 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toko Inc
Original Assignee
Toko Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toko Inc filed Critical Toko Inc
Priority to JP1993027996U priority Critical patent/JP2605719Y2/ja
Publication of JPH0684794U publication Critical patent/JPH0684794U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2605719Y2 publication Critical patent/JP2605719Y2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、整流素子としてMOS
FETを使用し、そのMOS FETのオン、オフ動
作をスイッチング素子のスイッチング動作と同期させた
スイッチング電源に関する。
【0002】
【従来の技術】整流素子として一般的に使用されている
ダイオードには、順方向電圧降下が存在する事により電
力損失がある。整流素子における電力損失を低減する一
つの手段として、オン状態での電力損失の低いトランジ
スタ(ここではMOS FET)を整流素子として用い
ることが考えられる。しかし、MOS FETを整流素
子として用いる場合には、MOS FETの寄生ダイオ
ードの存在を考慮しなければならない。すなわち、その
理由は以下の三項目による。寄生ダイオードの導通時
には、順方向電圧降下により損失が増加する。寄生ダ
イオードが導通した後に逆電圧が印加されると、ダイオ
ードの逆回復特性によりサージ電流が発生する。寄生
ダイオードが導通すると、チャネル−ドレイン接合領域
にキャリアが存在するようになり、MOS FETのタ
ーンオン・オフのdV/dt特性が悪くなる。以上のよ
うな現象は、スイッチング電源を駆動する上で好ましく
ないので、MOS FETの寄生ダイオードを導通させ
ない手段が必要となる。
【0003】整流素子にMOS FETを使用し、その
寄生ダイオードを導通させないようにした従来のスイッ
チング電源の回路の一例を図2に示した。図2におい
て、M1は主整流用の整流素子としてのMOS FET
であり、M2は転流時整流用の整流素子としてのMOS
FETである。また、T2はコンバータトランスであ
り、1次巻線N1、2次巻線N2の他に複数の巻線を有
し、N3は転流時整流用MOS FET M2の駆動用
巻線、N4はバイアス用コンデンサC2の充電用巻線、
N5は整流用MOS FET M1の駆動用巻線であ
る。図2に示す回路の動作を、回路の各点の電圧波形を
示した図3を参照しながら以下に説明する。
【0004】いまスイッチングトランジスタQ1がオン
状態である時、直流電源EによりコンバータトランスT
2の1次巻線N1に電流が流れ、N2〜N5の各巻線に
電圧が誘起される。この時、駆動用巻線N5に誘起され
た電圧Vt により、整流用MOS FETM1は正バイ
アスされてオン状態となる。整流用MOS FET M
1がオン状態となることで2次巻線N2に誘起された電
圧Vt が負荷に直流電力を供給する。ここで、バイアス
用コンデンサC2は充電状態にあり、その端子間電圧V
C と駆動用巻線N3に発生した電圧V1 との関係がV1
>VC とすると、電圧V1 により転流時整流用MOS
FET M2は逆バイアスされてオフとなる。
【0005】次にスイッチングトランジスタQ1がオフ
状態に移行すると、N2〜N5の各巻線には巻線のイン
ダクタンスにより、それまでとは逆方向の電圧が発生す
る。各巻線の電圧の極性が反転するため、今度は、整流
用MOS FET M1は逆バイアスされてオフ状態と
なる。この時充電用巻線N4に発生した電圧は、逆流阻
止用のダイオードD1の順方向電圧となってバイアス用
コンデンサC2を充電し、転流時整流用MOS FET
M2は、駆動用巻線N3に発生した電圧とバイアス用
コンデンサC2の端子間電圧VC が重畳した電圧により
正バイアスされ、オン状態となる。転流時整流用MOS
FET M2がオン状態となることで、チョークコイ
ルL1の両端間には転流時整流用MOS FET M2
の主電流路を介して閉回路が形成され、チョークコイル
L1に発生したフライバック電圧により負荷に直流電力
が供給される。
【0006】スイッチングトランジスタQ1がオフ状態
にあり、しかもコンバータトランスT2は磁束リセット
状態となりN2〜N5の各巻線に発生していた電圧が零
となった時には、バイアス用コンデンサC2の端子間電
圧VC により転流時整流用MOS FET M2はオン
状態を維持し続けることになる。以上のような動作を繰
り返すことにより図2に示すスイッチング電源は駆動さ
れ、整流用MOS FET M1と転流時整流用MOS
FET M2のどちらか一方は必ずオン状態となり、
MOS FETに存在する寄生ダイオードが導通するこ
とは無い。
【0007】
【考案が解決しようとする課題】整流素子としてMOS
FETを使用する場合には、MOS FETに存在す
る寄生ダイオードが導通しないようにすることが必要で
あることは前にも触れた。図2に示す回路においては、
寄生ダイオードが導通しないようにするために、コンバ
ータトランスT2には、1次巻線N1、2次巻線N2の
他に、駆動用巻線N3、充電用巻線N4、駆動用巻線N
5というように多数の巻線を設けなければならない。こ
のように一つのトランスに多数の巻線を設けることは、
巻線相互間の絶縁性、特に1次巻線と2次及びその他の
巻線の絶縁性について、また、巻線の発熱によるトラン
スの放熱対策及び装置の小型化に関して得策とは言えな
い。そこで本考案は、整流素子としてMOS FETを
使用し、そのMOS FETはスイッチング素子に同期
して駆動されるスイッチング電源において、コンバータ
トランスに設ける巻線数及び回路を構成する素子数を少
なくしたスイッチング電源を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本考案は、コンバータト
ランスに駆動用巻線を設け、その駆動用巻線の一端をス
イッチング電源の高電位側の出力端と接続し、他端を転
流時整流用のMOSFETのゲートと接続したことを特
徴とするスイッチング電源である。
【0009】
【実施例】コンバータトランスに設ける巻線数を少なく
した、本考案によるスイッチング電源の一実施例の回路
を図1に示す。なお、図1において、図2と同一部分に
ついては同じ符号を付与してある。図1において、直流
電源Eの両端間に、1次、2次及び駆動用巻線としての
3次巻線を有するコンバータトランスT1の1次巻線N
1とNチャネル型MOSFETによるスイッチングトラ
ンジスタQ1の主電流路を直列に接続する。 スイッチ
ングトランジスタQ1のゲートには、図1においては図
示を省略してあるPWM制御回路の出力端が接続され
る。コンバータトランスT1の2次巻線N2の一端を、
チョークコイルL1及び平滑コンデンサC1を介してN
チャネル型MOS FETよりなる整流素子としての整
流用MOS FET M1のソースに接続し、整流用M
OS FET M1のドレインを2次巻線N2の他端と
接続する。この時、コンバータトランスT1の2次巻線
N2のチョークコイルL1側の一端は、1次巻線N1の
直流電源Eの高電位側と接続される一端と同極とする。
【0010】整流用MOS FET M1のゲートは、
コンバータトランスT1の2次巻線N2とチョークコイ
ルL1の接続点と接続する。チョークコイルL1と平滑
コンデンサC1に対して並列となるように、Nチャネル
型MOS FETよりなる整流素子としての転流時整流
用MOS FETM2の主電流路を、平滑コンデンサC
1側をソースとして接続する。スイッチング電源の高電
位側の出力端、すなわち、平滑コンデンサC1のチョー
クコイルL1側の一端と、転流時整流用MOS FET
M2のゲートとの間に、コンバータトランスT1の3
次巻線N3を接続する。この時、コンバータトランスT
1の3次巻線N3のチョークコイルL1側の一端と、2
次巻線N2のチョークコイルL1側の一端を同極とす
る。なお、平滑コンデンサC1の両端がスイッチング電
源の出力端となり、平滑コンデンサC1に対して並列に
負荷RL が接続される。
【0011】以上のような回路構成とした、本考案によ
るスイッチング電源の動作を以下に説明する。スイッチ
ングトランジスタQ1がオン状態の時、直流電源Eによ
りコンバータトランスT1の1次巻線N1に電流が流
れ、2次巻線N2及び3次巻線N3に電圧が誘起され
る。この時、2次巻線N2に誘起された電圧Vt によ
り、整流用MOS FETM1は正バイアスされてオン
状態となる。整流用MOS FET M1がオン状態と
なることで、2次巻線N2に誘起された電圧Vt により
負荷に直流電力が供給され、同時に平滑コンデンサC1
は充電されることになる。ここで、スイッチング電源の
出力電圧、すなわち、平滑コンデンサC1の端子間電圧
をVO とし、3次巻線N3に発生した電圧V1 との関係
がV1 >VO とすると、電圧V1 により転流時整流用M
OS FET M2は逆バイアスされてオフ状態とな
る。
【0012】次にスイッチングトランジスタQ1がオフ
状態に移行すると、コンバータトランスT1の2次巻線
N2及び3次巻線N3には、巻線のインダクタンスによ
り、それまでとは逆方向の電圧が発生する。コンバータ
トランスT1の2次巻線N2の両端間の電圧の極性が反
転するため、整流用MOS FET M1は逆バイアス
されてオフ状態となる。転流時整流用MOS FET
M2は、コンバータトランスT1の3次巻線N3に発生
した電圧と出力電圧VO が重畳した電圧により正バイア
スされてオン状態となる。転流時整流用MOS FET
M2がオン状態となることで、チョークコイルL1の
両端間には転流時整流用MOS FET M2の主電流
路を介して閉回路が形成され、チョークコイルL1に発
生したフライバック電圧により負荷に直流電力が供給さ
れる。
【0013】スイッチングトランジスタQ1がオフ状態
であり、しかもコンバータトランスT1は磁束リセット
状態となり、2次巻線N2及び3次巻線N3に発生して
いた電圧が零となった時には、転流時整流用MOS F
ET M2は、出力電圧VOによりオン状態を維持し続
ける。以上のような動作により、常に整流用MOS F
ET M1と転流時整流用MOS FET M2のどち
らか一方は必ずオン状態となり、MOS FETに存在
する寄生ダイオードが導通することは無い。図2に示す
従来の回路におけるバイアス用コンデンサC2の端子間
電圧VC に相当するのは、本考案においては出力電圧V
O である。そのため、従来の回路に存在するバイアス用
コンデンサ及びそれを充電する充電用巻線が不要とな
り、コンバータトランスT1の巻線数及び回路の素子数
が少なくて済む。
【0014】なお、図1の本考案の回路において、MO
S FETがターンオフする時のスパイクノイズを低減
するために、整流素子としてのMOS FETに対して
並列に、MOS FETの寄生ダイオードより順方向電
圧降下の小さいショットキー障壁型のダイオードを設け
ることもある。
【0015】
【考案の効果】以上に述べたように、本考案は、整流素
子としてMOS FETを使用したスイッチング電源に
おいて、MOS FETに存在する寄生ダイオードを導
通させずにMOS FETを駆動するのに必要な電圧
を、スイッチング電源の直流出力より得るようにしたも
のである。このことにより、コンバータトランスの巻線
数を少なくすることができ、巻線の絶縁や放熱対策が容
易になる。さらに、磁束リセット時に転流時整流用のM
OS FETをオン状態としておくのに必要なバイアス
用コンデンサ及びそれを充電するための充電用巻線が不
要であるので回路の素子数が少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本考案のスイッチング電源の実施例の回路
図。
【図2】 従来のスイッチング電源の回路図。
【図3】 図2に示す回路の各点における電圧波形。
【符号の説明】
E 直流電源 T1 コンバータトランス L1 チョークコイル M1 主整流用のMOS FET M2 転流時整流用のMOS FET

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンバータトランスの1次巻線に接続さ
    れたスイッチング素子がスイッチング動作を行うことに
    より、コンバータトランスの2次巻線に接続した整流平
    滑回路を介して安定化した直流出力を負荷に供給するス
    イッチング電源において、整流平滑回路は、整流素子、
    転流時用整流素子、チョークコイル及び平滑コンデンサ
    より成り、該整流素子及び該転流時用整流素子としてM
    OS FETを使用し、また、コンバータトランスに駆
    動用巻線を設け、該駆動用巻線の一端をスイッチング電
    源の高電位側の出力端と接続し、他端を転流時整流用の
    MOS FETのゲートと接続した回路構成を有し、該
    スイッチング素子がオン状態の時には、該整流用のMO
    S FETがオン状態、該転流時用のMOS FETが
    オフ状態となり、該スイッチング素子がオフ状態の時に
    は、該整流用のMOS FETがオフ状態、該転流時用
    のMOS FETがオン状態となるようにした同期整流
    方式のスイッチング電源。
  2. 【請求項2】 請求項1のスイッチング電源において、
    該整流用のMOS FETのゲート駆動電圧は、コンバ
    ータトランスの2次巻線に発生する電圧より得ることを
    特徴とするスイッチング電源。
JP1993027996U 1993-04-28 1993-04-28 スイッチング電源 Expired - Lifetime JP2605719Y2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1993027996U JP2605719Y2 (ja) 1993-04-28 1993-04-28 スイッチング電源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1993027996U JP2605719Y2 (ja) 1993-04-28 1993-04-28 スイッチング電源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0684794U JPH0684794U (ja) 1994-12-02
JP2605719Y2 true JP2605719Y2 (ja) 2000-08-07

Family

ID=12236440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1993027996U Expired - Lifetime JP2605719Y2 (ja) 1993-04-28 1993-04-28 スイッチング電源

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2605719Y2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2795217B2 (ja) * 1995-06-01 1998-09-10 日本電気株式会社 同期整流方式コンバータ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0684794U (ja) 1994-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6011703A (en) Self-synchronized gate drive for power converter employing self-driven synchronous rectifier and method of operation thereof
EP1055280B1 (en) Self-drive synchronous rectification scheme
US9118259B2 (en) Phase-shifted dual-bridge DC/DC converter with wide-range ZVS and zero circulating current
US6188592B1 (en) Externally-driven scheme for synchronous rectification
US6288920B1 (en) Drive compensation circuit for synchronous rectifier and method of operating the same
KR100691929B1 (ko) 플로팅 게이트를 가진 동기 정류기에 대한 일반적인 자기 구동 동기 정류 방식
US7830684B2 (en) Reverse biasing active snubber
US6483724B1 (en) DC/DC ZVS full bridge converter power supply method and apparatus
US6304463B1 (en) Single-ended forward converter circuit with quasi-optimal resetting for synchronous rectification
US7663898B2 (en) Switching power supply with direct conversion off AC power source
US6104623A (en) Multiple output converter having secondary regulator using self-driven synchronous rectifiers
US6859372B2 (en) Bridge-buck converter with self-driven synchronous rectifiers
US6487094B1 (en) High efficiency DC-DC power converter
EP1001516A2 (en) Power supply employing circulating capacitor and method of operation thereof
JP3341825B2 (ja) 同期整流型dc−dcコンバータ
JP4605532B2 (ja) 多出力型スイッチング電源装置
JPH08289538A (ja) Dc−dcコンバータ
JP3259128B2 (ja) 同期整流回路
JPH0698540A (ja) 同期整流回路
JP2605719Y2 (ja) スイッチング電源
JP2999905B2 (ja) スイッチング電源
JPH1169803A (ja) スイッチング電源
JP2599288Y2 (ja) スイッチング電源
JP3063823B2 (ja) 電源回路
JPH1118426A (ja) スイッチング電源回路

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term