JP2963601B2 - 同期整流コンバータ - Google Patents
同期整流コンバータInfo
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- JP2963601B2 JP2963601B2 JP14841193A JP14841193A JP2963601B2 JP 2963601 B2 JP2963601 B2 JP 2963601B2 JP 14841193 A JP14841193 A JP 14841193A JP 14841193 A JP14841193 A JP 14841193A JP 2963601 B2 JP2963601 B2 JP 2963601B2
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- voltage
- synchronous
- choke coil
- synchronous rectification
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は同期整流コンバータの改
良に関するもので、特に他の直流電源と並列接続して用
いることのできる同期整流コンバータに関するものであ
る。
良に関するもので、特に他の直流電源と並列接続して用
いることのできる同期整流コンバータに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の同期整流回路を用いたＤ
Ｃ−ＤＣコンバータとしては、図３に示すように、直流
入力電源１の直流電圧を、半導体スイッチ２のスイッチ
ング動作によって矩形波パルス電圧に変換し、この矩形
波パルス電圧をトランス３によって所望の電圧に変換し
た後、同期整流素子（同期整流ＦＥＴ）４およびダイオ
ード５の整流回路と、チョークコイル６およびコンデン
サ７による平滑回路により整流・平滑して、その平均値
電圧として取り出すようにしている。前記した半導体ス
イッチ２のスイッチング動作の制御は、この同期整流コ
ンバータの出力電圧を検出する電圧検出制御回路８によ
り、その検出状況に基づいて制御される。なお、通常の
コンバータでは整流素子４，５はダイオードが用いられ
るが、本発明の同期整流コンバータは、同期整流回路と
して整流側のみを電界効果半導体スイッチ（ＦＥＴ）に
置き換えた片側同期整流方式の場合を対象とするもので
ある。そして、このような同期整流コンバータは、その
負荷容量に応じられるよう小容量から大容量のものまで
多数の機種を取り揃え、負荷容量に対応した同期整流コ
ンバータを選択して用いられるようにしている。
Ｃ−ＤＣコンバータとしては、図３に示すように、直流
入力電源１の直流電圧を、半導体スイッチ２のスイッチ
ング動作によって矩形波パルス電圧に変換し、この矩形
波パルス電圧をトランス３によって所望の電圧に変換し
た後、同期整流素子（同期整流ＦＥＴ）４およびダイオ
ード５の整流回路と、チョークコイル６およびコンデン
サ７による平滑回路により整流・平滑して、その平均値
電圧として取り出すようにしている。前記した半導体ス
イッチ２のスイッチング動作の制御は、この同期整流コ
ンバータの出力電圧を検出する電圧検出制御回路８によ
り、その検出状況に基づいて制御される。なお、通常の
コンバータでは整流素子４，５はダイオードが用いられ
るが、本発明の同期整流コンバータは、同期整流回路と
して整流側のみを電界効果半導体スイッチ（ＦＥＴ）に
置き換えた片側同期整流方式の場合を対象とするもので
ある。そして、このような同期整流コンバータは、その
負荷容量に応じられるよう小容量から大容量のものまで
多数の機種を取り揃え、負荷容量に対応した同期整流コ
ンバータを選択して用いられるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、負荷容量に応
じた同期整流コンバータを用意するということは、その
機種数を多くすることであり、各機種毎に在庫を必要と
することになるため、設計、生産および物品管理の上か
ら機種数の削減が望まれており、同一機種の並列接続に
よる大容量負荷への対応が検討されているが、図３に示
してある従来の同期整流コンバータを並列接続して用い
る場合や、他の直流電源（電池等）を並列接続して用い
る場合には、次ような問題が生ずる。
じた同期整流コンバータを用意するということは、その
機種数を多くすることであり、各機種毎に在庫を必要と
することになるため、設計、生産および物品管理の上か
ら機種数の削減が望まれており、同一機種の並列接続に
よる大容量負荷への対応が検討されているが、図３に示
してある従来の同期整流コンバータを並列接続して用い
る場合や、他の直流電源（電池等）を並列接続して用い
る場合には、次ような問題が生ずる。
【０００４】即ち、出力端子９，１０に前述したように
同種の他の同期整流コンバータや、電池等の外部直流電
源１１が並列接続されている場合において、この並列接
続された他の電源の方が、本同期整流コンバータの出力
電圧よりも相対的に電圧が高くなり、電圧検出制御回路
８がこれを検知して半導体スイッチ２の動作を停止させ
た場合や、本同期整流コンバータがその保護装置の動作
等により電力供給を停止した場合には、出力端子９，１
０から外部直流電源１１の電圧が供給されて、同期整流
ＦＥＴ４のゲートに印加されることになり、同期整流Ｆ
ＥＴ４は導通状態が継続されることになる。これは、同
期整流素子としてＦＥＴを用いるとき、そのゲートのバ
イアスがソース電位に対して正常であれば、この同期整
流ＦＥＴ４のドレイン−ソース間にはどちらの方向にも
電流が流れることができるので出力端子９，１０から電
流は逆流入し、やがては破壊される可能性がある。本発
明は、出力端子９，１０に並列接続される外部直流電源
１１の電圧が、本体の同期整流コンバータの出力電圧よ
りも高い電圧になることなどによって、本同期整流コン
バータが不動作状態になった場合においても、同期整流
ＦＥＴ４が外部直流電源１１によってオン状態にならな
いようにした同期整流コンバータを提供するものであ
る。
同種の他の同期整流コンバータや、電池等の外部直流電
源１１が並列接続されている場合において、この並列接
続された他の電源の方が、本同期整流コンバータの出力
電圧よりも相対的に電圧が高くなり、電圧検出制御回路
８がこれを検知して半導体スイッチ２の動作を停止させ
た場合や、本同期整流コンバータがその保護装置の動作
等により電力供給を停止した場合には、出力端子９，１
０から外部直流電源１１の電圧が供給されて、同期整流
ＦＥＴ４のゲートに印加されることになり、同期整流Ｆ
ＥＴ４は導通状態が継続されることになる。これは、同
期整流素子としてＦＥＴを用いるとき、そのゲートのバ
イアスがソース電位に対して正常であれば、この同期整
流ＦＥＴ４のドレイン−ソース間にはどちらの方向にも
電流が流れることができるので出力端子９，１０から電
流は逆流入し、やがては破壊される可能性がある。本発
明は、出力端子９，１０に並列接続される外部直流電源
１１の電圧が、本体の同期整流コンバータの出力電圧よ
りも高い電圧になることなどによって、本同期整流コン
バータが不動作状態になった場合においても、同期整流
ＦＥＴ４が外部直流電源１１によってオン状態にならな
いようにした同期整流コンバータを提供するものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による同期整流コ
ンバータは、直流入力電圧をスイッチング素子により矩
形波パルス電圧に変換してトランスの１次側に印加し、
そのトランスの２次側で取り出された所望の電圧パルス
を、同期整流ＦＥＴ、ダイオード、チョークコイル、コ
ンデンサ等により整流・平滑して直流電圧を出力する同
期整流コンバータにおいて、前記同期整流ＦＥＴのソー
スを前記チョークコイルの入力側に接続し、かつ前記同
期整流ＦＥＴのゲートを前記チョークコイルの出力側に
接続するようにし、当該同期整流コンバータに並列接続
される外部直流電源によっては前記同期整流ＦＥＴが動
作されないようにしたものである。
ンバータは、直流入力電圧をスイッチング素子により矩
形波パルス電圧に変換してトランスの１次側に印加し、
そのトランスの２次側で取り出された所望の電圧パルス
を、同期整流ＦＥＴ、ダイオード、チョークコイル、コ
ンデンサ等により整流・平滑して直流電圧を出力する同
期整流コンバータにおいて、前記同期整流ＦＥＴのソー
スを前記チョークコイルの入力側に接続し、かつ前記同
期整流ＦＥＴのゲートを前記チョークコイルの出力側に
接続するようにし、当該同期整流コンバータに並列接続
される外部直流電源によっては前記同期整流ＦＥＴが動
作されないようにしたものである。
【０００６】本発明による他の同期整流コンバータは、
直流入力電圧をスイッチング素子により矩形波パルス電
圧に変換してトランスの１次側に印加し、そのトランス
の２次側で取り出された所望の電圧パルスを、同期整流
ＦＥＴ、ダイオード、チョークコイル、コンデンサ等に
より整流・平滑して直流電圧を出力する同期整流コンバ
ータにおいて、前記同期整流ＦＥＴのソースを前記チョ
ークコイルの入力側に接続し、かつ当該チョークコイル
の出力側と前記トランスの２次側の他端との間に複数の
ダイオードを直列接続すると共に、その複数のダイオー
ドの相互接続点を前記同期整流ＦＥＴのゲートに接続す
るようにし、当該同期整流コンバータに並列接続される
外部直流電源によっては前記同期整流ＦＥＴが動作され
ないようにしたものである。
直流入力電圧をスイッチング素子により矩形波パルス電
圧に変換してトランスの１次側に印加し、そのトランス
の２次側で取り出された所望の電圧パルスを、同期整流
ＦＥＴ、ダイオード、チョークコイル、コンデンサ等に
より整流・平滑して直流電圧を出力する同期整流コンバ
ータにおいて、前記同期整流ＦＥＴのソースを前記チョ
ークコイルの入力側に接続し、かつ当該チョークコイル
の出力側と前記トランスの２次側の他端との間に複数の
ダイオードを直列接続すると共に、その複数のダイオー
ドの相互接続点を前記同期整流ＦＥＴのゲートに接続す
るようにし、当該同期整流コンバータに並列接続される
外部直流電源によっては前記同期整流ＦＥＴが動作され
ないようにしたものである。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す回路図で
あり、図３に示した従来例と同一部分は同一符号で表し
ている。この実施例においては、同期整流ＦＥＴ４は、
負極性ラインに接続されているチョークコイル６の出力
側にそのゲートが接続されているので、本同期整流コン
バータの２次側に正常な矩形波パルスが出力されていれ
ば同期整流ＦＥＴ４は正常に動作するようになってい
る。しかし、並列接続されている外部直流電源１１の電
圧の方が本同期整流コンバータの出力電圧より相対的に
高くなったこと等により、本同期整流コンバータが動作
を停止した場合、外部直流電源１１が出力端子９，１０
に接続されていても、同期整流ＦＥＴ４はそのゲートに
正極性の電圧が印加されないため、外部直流電源１１に
よっては動作されないようになっている。従って、従来
の同期整流コンバータのように、同期整流ＦＥＴ４が外
部直流電源１１によって破壊される恐れはまったくな
い。
あり、図３に示した従来例と同一部分は同一符号で表し
ている。この実施例においては、同期整流ＦＥＴ４は、
負極性ラインに接続されているチョークコイル６の出力
側にそのゲートが接続されているので、本同期整流コン
バータの２次側に正常な矩形波パルスが出力されていれ
ば同期整流ＦＥＴ４は正常に動作するようになってい
る。しかし、並列接続されている外部直流電源１１の電
圧の方が本同期整流コンバータの出力電圧より相対的に
高くなったこと等により、本同期整流コンバータが動作
を停止した場合、外部直流電源１１が出力端子９，１０
に接続されていても、同期整流ＦＥＴ４はそのゲートに
正極性の電圧が印加されないため、外部直流電源１１に
よっては動作されないようになっている。従って、従来
の同期整流コンバータのように、同期整流ＦＥＴ４が外
部直流電源１１によって破壊される恐れはまったくな
い。
【０００８】図２は本発明の第２の実施例を示す回路図
であり、図１に示した第１の実施例と同一部分は同一符
号で表している。図２の実施例は、同期整流ＦＥＴ４の
ゲートは、負極性ラインに接続されているチョークコイ
ル６の出力側にダイオード１２を介して接続すると共
に、ダイオード５のカソード側に前記ダイオード１２と
は逆向きにダイオード１３を接続したものである。即
ち、負極性ラインに接続されたチョークコイル６の出力
側とトランス３の２次側の正極性ラインとの間にダイオ
ード１２，１３を直列接続すると共に、そのダイオード
１２，１３の相互接続点を前記同期整流ＦＥＴ４のゲー
トに接続したものである。
であり、図１に示した第１の実施例と同一部分は同一符
号で表している。図２の実施例は、同期整流ＦＥＴ４の
ゲートは、負極性ラインに接続されているチョークコイ
ル６の出力側にダイオード１２を介して接続すると共
に、ダイオード５のカソード側に前記ダイオード１２と
は逆向きにダイオード１３を接続したものである。即
ち、負極性ラインに接続されたチョークコイル６の出力
側とトランス３の２次側の正極性ラインとの間にダイオ
ード１２，１３を直列接続すると共に、そのダイオード
１２，１３の相互接続点を前記同期整流ＦＥＴ４のゲー
トに接続したものである。
【０００９】従って、前述した図１に示した第１の実施
例では、本同期整流コンバータの動作時には、同期整流
用ＦＥＴ４のゲートに印加される電圧はチョークコイル
６に発生する正極性、負極性の両方の電圧が印加される
が、この図２に示した第２の実施例では正極性の電圧だ
けが印加され、負極性の電圧はダイオード１２によって
阻止されて、この期間はダイオード１３によるゲートの
放電によってゲート電圧は０に保たれるので、ゲートを
充放電する電荷量は大幅に減少し変換効率が向上する。
ただし、この実施例では、チョークコイル６に電圧が発
生していないときは同期整流ＦＥＴ４のゲート回路のイ
ンピーダンスが高くなるので、抵抗１４，ダイオード１
５を必要とする。なお、図１および図２に示した実施例
は、いずれもチョークコイル６を負極性ラインに接続し
てあるが、同期整流ＦＥＴ４にｐチャンネルのＦＥＴを
用いて、チョークコイル６を正極性ライン側に接続する
ようにして、本発明を実施することも可能である。
例では、本同期整流コンバータの動作時には、同期整流
用ＦＥＴ４のゲートに印加される電圧はチョークコイル
６に発生する正極性、負極性の両方の電圧が印加される
が、この図２に示した第２の実施例では正極性の電圧だ
けが印加され、負極性の電圧はダイオード１２によって
阻止されて、この期間はダイオード１３によるゲートの
放電によってゲート電圧は０に保たれるので、ゲートを
充放電する電荷量は大幅に減少し変換効率が向上する。
ただし、この実施例では、チョークコイル６に電圧が発
生していないときは同期整流ＦＥＴ４のゲート回路のイ
ンピーダンスが高くなるので、抵抗１４，ダイオード１
５を必要とする。なお、図１および図２に示した実施例
は、いずれもチョークコイル６を負極性ラインに接続し
てあるが、同期整流ＦＥＴ４にｐチャンネルのＦＥＴを
用いて、チョークコイル６を正極性ライン側に接続する
ようにして、本発明を実施することも可能である。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
同期整流コンバータの同期整流ＦＥＴは、トランスの２
次側に生ずる矩形波パルス電圧によってのみ動作し、当
該同期整流コンバータに並列接続された外部直流電源に
よっては同期整流ＦＥＴが動作されないようにしたもの
であり、外部直流電源の並列接続運転を可能にし、特に
同種の同期整流コンバータを負荷容量に応じて並列接続
ができるようにしたもので、運転の安全性と共に、同期
整流コンバータの機種の削減を図り得る効果を奏するも
のである。
同期整流コンバータの同期整流ＦＥＴは、トランスの２
次側に生ずる矩形波パルス電圧によってのみ動作し、当
該同期整流コンバータに並列接続された外部直流電源に
よっては同期整流ＦＥＴが動作されないようにしたもの
であり、外部直流電源の並列接続運転を可能にし、特に
同種の同期整流コンバータを負荷容量に応じて並列接続
ができるようにしたもので、運転の安全性と共に、同期
整流コンバータの機種の削減を図り得る効果を奏するも
のである。
【図１】本発明による同期整流コンバータの第１の実施
例回路図である。
例回路図である。
【図２】本発明による同期整流コンバータの第２の実施
例回路図である。
例回路図である。
【図３】従来の片側同期整流方式の同期整流コンバータ
の回路図である。
の回路図である。
１ 直流入力電源 ２ 半導体スイッチ ３ 電圧変換トランス ４ 同期整流ＦＥＴ ５，１２，１３，１５ ダイオード ６ チョークコイル ７ コンデンサ ８ 電圧検出制御回路 ９，１０ 出力端子 １１ 外部直流電源 １４ 抵抗
フロントページの続き (72)発明者 村上 直樹 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02M 3/28 H02M 7/21
Claims (2)
- 【請求項１】 直流入力電圧をスイッチング素子により
矩形波パルス電圧に変換してトランスの１次側に印加
し、そのトランスの２次側で取り出された所望の電圧パ
ルスを、同期整流ＦＥＴ、ダイオード、チョークコイ
ル、コンデンサ等により整流・平滑して直流電圧を出力
する同期整流コンバータにおいて、前記同期整流ＦＥＴ
のソースを前記チョークコイルの入力側に接続し、かつ
前記同期整流ＦＥＴのゲートを前記チョークコイルの出
力側に接続するようにしたことを特徴とする同期整流コ
ンバータ。 - 【請求項２】 直流入力電圧をスイッチング素子により
矩形波パルス電圧に変換してトランスの１次側に印加
し、そのトランスの２次側で取り出された所望の電圧パ
ルスを、同期整流ＦＥＴ、ダイオード、チョークコイル
およびコンデンサ等により整流・平滑して直流電圧を出
力する同期整流コンバータにおいて、前記同期整流ＦＥ
Ｔのソースを前記チョークコイルの入力側に接続し、か
つ当該チョークコイルの出力側と前記トランスの２次側
の他端との間に複数のダイオードを直列接続すると共
に、その複数のダイオードの相互接続点を前記同期整流
ＦＥＴのゲートに接続するようにしたことを特徴とする
同期整流コンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14841193A JP2963601B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 同期整流コンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14841193A JP2963601B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 同期整流コンバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06343263A JPH06343263A (ja) | 1994-12-13 |
| JP2963601B2 true JP2963601B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=15452194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14841193A Expired - Lifetime JP2963601B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 同期整流コンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963601B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7019991B2 (en) | 2003-03-11 | 2006-03-28 | Denso Corporation | Rectifying circuit |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000078841A (ja) * | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Nec Corp | Ｄｃ／ｄｃコンバータの整流回路 |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP14841193A patent/JP2963601B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7019991B2 (en) | 2003-03-11 | 2006-03-28 | Denso Corporation | Rectifying circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06343263A (ja) | 1994-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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