JP3409042B2 - DC / DC converter - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、整流手段として
スイッチング素子を用いたＤＣ／ＤＣコンバータに関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC / DC converter using a switching element as rectifying means.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７および図８は例えば、特公平１−２
５３１４号公報に示された従来のＤＣ／ＤＣコンバータ
を示す回路図である。図７において、１は１次巻線１
ａ、２次巻線１ｂ、リセット巻線１ｃを有するトランス
であり、２は直流電源、３はこの直流電源２と直列に接
続されてトランス１の１次巻線１ａに接続され、当該直
流電源２を周期的にオン／オフする第１のスイッチング
素子である。なお、この場合には、この第１のスイッチ
ング素子３として酸化金属半導体による電界効果トラン
ジスタ（以下ＭＯＳＦＥＴという）が用いられている。
４は直流電源２とトランス１のリセット巻線１ｃの間に
接続された励磁エネルギー帰還用のダイオードである。2. Description of the Related Art FIGS. 7 and 8 show, for example, Japanese Patent Publication No. 1-2.
It is a circuit diagram which shows the conventional DC / DC converter shown by the 5314 publication. In FIG. 7, 1 is the primary winding 1
a a transformer having a secondary winding 1b and a reset winding 1c, 2 is a DC power source, 3 is connected in series with this DC power source 2 and is connected to the primary winding 1a of the transformer 1, 2 is a first switching element that periodically turns ON / OFF. In this case, a field effect transistor (hereinafter referred to as MOSFET) made of a metal oxide semiconductor is used as the first switching element 3.
Reference numeral 4 is a diode for exciting energy feedback, which is connected between the DC power supply 2 and the reset winding 1c of the transformer 1.
【０００３】５は第２のスイッチング素子、５ａはその
寄生ダイオードであり、６は第３のスイッチング素子、
６ａはその寄生ダイオードである。この第２のスイッチ
ング素子５と第３のスイッチング素子６も、ここではＭ
ＯＳＦＥＴが用いられている。この第２のスイッチング
素子５と第３のスイッチング素子６とは、互いに直列に
接続されてトランス１の２次巻線１ｂに接続されてい
る。７はチョークコイル７ａと平滑コンデンサ７ｂによ
って形成された平滑フィルタであり、その入力側には第
２のスイッチング素子５が並列に接続されている。８
ａ，８ｂはこの平滑フィルタ７の出力側より導出された
出力端子である。Reference numeral 5 is a second switching element, 5a is its parasitic diode, 6 is a third switching element,
6a is the parasitic diode. The second switching element 5 and the third switching element 6 are also M here.
OSFET is used. The second switching element 5 and the third switching element 6 are connected in series with each other and are connected to the secondary winding 1b of the transformer 1. Reference numeral 7 is a smoothing filter formed by a choke coil 7a and a smoothing capacitor 7b, and a second switching element 5 is connected in parallel to the input side thereof. 8
Reference numerals a and 8b are output terminals derived from the output side of the smoothing filter 7.
【０００４】また、図８において、１は１次巻線１ａ、
２次巻線１ｂ、リセット巻線１ｃに加えて制御巻線１ｄ
も備えている点で図７に同一符号を付したものとは異な
るトランスであり、９はこのトランス１の制御巻線１ｄ
に接続されたインバータである。また、図７に示した第
２のスイッチング素子５および第３のスイッチング素子
６は、トランス１の２次巻線１ｂの電圧から駆動信号を
得るものであったが、この図８における第２のスイッチ
ング素子５はトランス１の制御巻線１ｄに発生した電圧
をインバータ９で反転させた信号を駆動信号としてお
り、第３のスイッチング素子６はこの制御巻線１ｄに発
生した電圧をそのまま駆動信号としている。なお、その
他の部分は図７で同一符号を付したものに相当する部分
である。In FIG. 8, 1 is a primary winding 1a,
Control winding 1d in addition to secondary winding 1b and reset winding 1c
7 is a transformer different from the one denoted by the same reference numeral in FIG.
Is an inverter connected to. The second switching element 5 and the third switching element 6 shown in FIG. 7 obtain the drive signal from the voltage of the secondary winding 1b of the transformer 1, but the second switching element 5 and the third switching element 6 shown in FIG. The switching element 5 uses a signal generated by inverting the voltage generated in the control winding 1d of the transformer 1 by the inverter 9 as a drive signal, and the third switching element 6 uses the voltage generated in the control winding 1d as it is as a drive signal. There is. Note that the other portions are portions corresponding to those denoted by the same reference numerals in FIG. 7.
【０００５】次に動作について説明する。まず図７に示
すＤＣ／ＤＣコンバータにおいては、トランス１の１次
巻線１ａに直流電源２と直列に接続されている第１のス
イッチング素子３を周期的にオン／オフ駆動する。第１
のスイッチング素子３がオンの時にはトランス１の１次
巻線１ａに直流電源２から電圧がかかり、オフするとダ
イオード４が動作して、１次巻線１ａに加わっていた電
圧が反転してリセット巻線１ｃの方に加えられる。従っ
て、トランス１の２次巻線１ｂに生じる電圧は、第１の
スイッチング素子３がオンのときは正の電圧が発生し、
オフのときには負の電圧が発生する。Next, the operation will be described. First, in the DC / DC converter shown in FIG. 7, the first switching element 3 connected in series with the DC power supply 2 is periodically on / off driven to the primary winding 1a of the transformer 1. First
When the switching element 3 is turned on, a voltage is applied from the DC power supply 2 to the primary winding 1a of the transformer 1, and when turned off, the diode 4 operates to invert the voltage applied to the primary winding 1a and reset the winding. Added towards line 1c. Therefore, the voltage generated in the secondary winding 1b of the transformer 1 is a positive voltage when the first switching element 3 is on,
When off, a negative voltage is generated.
【０００６】一方、トランス１の２次側においては、第
１のスイッチング素子３がオンすると２次巻線１ｂに正
の電圧が発生するため、第３のスイッチング素子６はオ
ンとなる。これにより、第３のスイッチング素子６はシ
ョットキーダイオードより電圧降下が少ない整流器とし
て動作し、電流は出力端子８ｂから第３のスイッチング
素子６、２次巻線１ｂ、チョークコイル７ａ、出力端子
８ａを通って、この出力端子８ａ，８ｂに接続された負
荷（図示省略）に流れる。また、第１のスイッチング素
子３がオフすると２次巻線１ｂに負の電圧が発生するた
め、第２のスイッチング素子５はオンとなる。この時、
第３のスイッチング素子６は逆バイアスされるためオフ
となる。ここで、このような降圧型のフォワードコンバ
ータでは２次側のダイオードとして、寄生ダイオード５
ａ、６ａや通常の接合型ダイオードよりも電圧降下の小
さいショットキーダイオードが多く使用されるが、オン
状態になった第２のスイッチング素子５はそのショット
キーダイオードよりもさらに電圧降下が少ない整流器と
して動作する。それにより、電流は出力端子８ｂ、第２
のスイッチング素子５、チョークコイル７ａ、出力端子
８ａを経て、出力端子８ａ，８ｂに接続された負荷を還
流する。On the other hand, on the secondary side of the transformer 1, when the first switching element 3 is turned on, a positive voltage is generated in the secondary winding 1b, so that the third switching element 6 is turned on. As a result, the third switching element 6 operates as a rectifier with less voltage drop than the Schottky diode, and the current flows from the output terminal 8b to the third switching element 6, the secondary winding 1b, the choke coil 7a, and the output terminal 8a. And flows to a load (not shown) connected to the output terminals 8a and 8b. Further, when the first switching element 3 is turned off, a negative voltage is generated in the secondary winding 1b, so that the second switching element 5 is turned on. At this time,
The third switching element 6 is reverse-biased and thus turned off. Here, in such a step-down type forward converter, the parasitic diode 5 is used as the secondary side diode.
Although a Schottky diode having a smaller voltage drop than a, 6a or a normal junction type diode is often used, the second switching element 5 in the ON state is a rectifier having a smaller voltage drop than the Schottky diode. Operate. Thereby, the current is output to the output terminal 8b, the second
The load connected to the output terminals 8a and 8b is circulated through the switching element 5, the choke coil 7a, and the output terminal 8a.
【０００７】以上のように、この図７に示したＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータでは、トランス１の２次巻線１ｂの電圧か
ら、第２のスイッチング素子５および第３のスイッチン
グ素子６の駆動信号と駆動電源を得て、これら第２のス
イッチング素子５と第３のスイッチング素子６をダイオ
ードの代わりに整流器として動作させ、電圧降下を低く
することにより低損失化を図っていた。従って、低減で
きる損失は第２のスイッチング素子５および第３のスイ
ッチング素子６の電圧降下と、ダイオードの電圧降下の
差に出力電流を乗算したものから、第２のスイッチング
素子５および第３のスイッチング素子６の駆動電力を減
算した値となる。As described above, the DC / D shown in FIG.
In the C converter, a drive signal and a drive power source for the second switching element 5 and the third switching element 6 are obtained from the voltage of the secondary winding 1b of the transformer 1, and the second switching element 5 and the third switching element 5 are driven. The switching element 6 is operated as a rectifier instead of a diode, and the voltage drop is reduced to reduce the loss. Therefore, the loss that can be reduced is calculated by multiplying the output current by the difference between the voltage drop of the second switching element 5 and the third switching element 6 and the voltage drop of the diode. It is a value obtained by subtracting the drive power of the element 6.
【０００８】第１のスイッチング素子３がオフの期間中
に、トランス１の励磁エネルギーがダイオード４を通っ
て直流電源２に回生し終わると、図７のＤＣ／ＤＣコン
バータでは２次巻線１ｂの電圧が零となり、第２のスイ
ッチング素子５にゲート駆動電圧を印加できなくなる。
このためショットキーダイオードより電圧降下が大きい
寄生ダイオード５ａに電流が流れて、損失を低く保って
おくことができなくなる。これを防ぐため、図８に示し
たＤＣ／ＤＣコンバータでは、トランス１のリセットが
終了して２次巻線１ｂの電圧が零になっても、第２のス
イッチング素子５にゲート駆動電圧を印加するためのイ
ンバータ９を設けている。なお、この場合には、回路の
駆動信号と駆動電源はトランス１の制御巻線１ｄから得
ている。When the exciting energy of the transformer 1 is completely regenerated to the DC power source 2 through the diode 4 while the first switching element 3 is off, the DC / DC converter of FIG. The voltage becomes zero, and the gate drive voltage cannot be applied to the second switching element 5.
Therefore, a current flows through the parasitic diode 5a having a larger voltage drop than the Schottky diode, and it becomes impossible to keep the loss low. In order to prevent this, in the DC / DC converter shown in FIG. 8, even if the voltage of the secondary winding 1b becomes zero after the reset of the transformer 1 is completed, the gate drive voltage is applied to the second switching element 5. An inverter 9 for doing so is provided. In this case, the drive signal and drive power of the circuit are obtained from the control winding 1d of the transformer 1.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来のスイッチング素
子を整流手段として用いたＤＣ／ＤＣコンバータは、以
上のように構成されているので、駆動電源をトランス１
の２次巻線１ｂあるいは制御巻線１ｄから得ており、直
流電源２の電圧が高くなるに伴って駆動電圧も上昇す
る。このため、第２のスイッチング素子５および第３の
スイッチング素子６の駆動電力が増加し、直流電源２の
電圧が高くなるとＤＣ／ＤＣコンバータをあまり低損失
化できなくなる。また、逆に直流電源２の電圧が低くな
るに伴って駆動電圧が低くなるので、整流手段として用
いた第２のスイッチング素子５および第３のスイッチン
グ素子６のオン抵抗が増加し、電圧降下が大きくなって
ＤＣ／ＤＣコンバータをあまり低損失化できなくなるな
どの課題があった。Since the conventional DC / DC converter using the switching element as the rectifying means is configured as described above, the driving power source is the transformer 1.
It is obtained from the secondary winding 1b or the control winding 1d, and the drive voltage rises as the voltage of the DC power supply 2 increases. Therefore, when the driving power of the second switching element 5 and the third switching element 6 increases and the voltage of the DC power supply 2 increases, the loss of the DC / DC converter cannot be reduced so much. On the contrary, since the drive voltage becomes lower as the voltage of the DC power supply 2 becomes lower, the on-resistance of the second switching element 5 and the third switching element 6 used as the rectifying means increases and the voltage drop occurs. There is a problem that the size of the DC / DC converter becomes large and the loss cannot be reduced so much.
【００１０】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、入力電圧変動が大きくても、低い
オン抵抗を保ち、かつ最適な駆動電圧を供給して、整流
回路の低損失化の効果が十分発揮できるようにしたＤＣ
／ＤＣコンバータを得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and maintains a low on-resistance and supplies an optimum drive voltage even if the input voltage fluctuates greatly, thereby reducing the loss of the rectifier circuit. DC that is designed to show the full effect of
The purpose is to obtain a / DC converter.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明に係るＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータは、直流電源に直列接続した第１のスイッ
チング素子に流れる電流を検出する電流検出手段、その
電流が流れていることが検出されている期間はトランス
の２次巻線の一端と該２次巻線と並列接続した第２のス
イッチング素子の一端間に設けた第３のスイッチング素
子が導通し、電流が流れていないことが検出されている
期間は第２のスイッチング素子が導通するように動作さ
せる駆動手段、および、この駆動手段にトランスの駆動
電源用巻線の出力を整流、平滑した前記直流電源の電圧
変動によらず安定化された一定の電圧を供給する駆動電
源を付加したものである。DC / D according to the present invention
The C converter is a current detection unit that detects a current flowing through a first switching element that is connected in series to a DC power supply, and one end of a secondary winding of the transformer and the second detection coil during the period when the current is detected. The third switching element provided between one ends of the second switching element connected in parallel with the next winding is conducted, and the second switching element is conducted during the period when it is detected that no current is flowing. Driving means for operating, and a driving power supply for supplying a stabilized constant voltage regardless of the voltage fluctuation of the DC power supply, which is obtained by rectifying and smoothing the output of the driving power supply winding of the transformer. Is.
【００１２】この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、
直流電源に直列接続した第１のスイッチング素子の駆動
信号を伝達する駆動信号伝達手段、伝達された第１のス
イッチング素子の駆動信号に同期して、それがオン信号
を出力している期間はトランスの２次巻線の一端と該２
次巻線と並列接続した第２のスイッチング素子の一端間
に設けた第３のスイッチング素子が導通し、オフ信号を
出力している期間は第２のスイッチング素子が導通する
ように動作させる駆動手段、および、この駆動手段にト
ランスの駆動電源用巻線の出力を整流、平滑した前記直
流電源の電圧変動によらず安定化された一定の電圧を供
給する駆動電源を付加したものである。The DC / DC converter according to the present invention is
Drive signal transmitting means for transmitting a drive signal of the first switching element connected in series to the DC power supply, and a transformer during a period in which the drive signal is transmitted to the first switching element in synchronization with the transmitted drive signal of the first switching element. One end of the secondary winding of the
Driving means for operating so that the third switching element provided between one ends of the second switching element connected in parallel with the next winding is conductive and the second switching element is conductive during the period of outputting the OFF signal. Further, a drive power supply for supplying a stabilized constant voltage irrespective of the voltage fluctuation of the DC power supply which rectifies and smoothes the output of the drive power supply winding of the transformer is added to the drive means.
【００１３】このの発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータ
は、トランスの巻線に生じる電圧が、直流電源と直列接
続した第１のスイッチング素子が導通している時に生じ
るものと同極性の期間はトランスの２次巻線の一端と該
２次巻線と並列接続した第２のスイッチング素子の一端
間に設けた第３のスイッチング素子が導通し、逆極性あ
るいは零電圧の期間は第２のスイッチング素子が導通す
るように動作させる駆動手段、および、この駆動手段に
トランスの駆動電源用巻線の出力を整流、平滑した前記
直流電源の電圧変動によらず安定化された一定の電圧を
供給する駆動電源を付加したものである。In the DC / DC converter according to the present invention, the voltage of the transformer winding is of the same polarity as that generated when the first switching element connected in series with the DC power supply is conducting. A third switching element provided between one end of the secondary winding and one end of a second switching element connected in parallel with the secondary winding conducts, and the second switching element is activated during a period of reverse polarity or zero voltage. Driving means for operating so as to be conductive, and a driving power supply for supplying a stable constant voltage to the driving means, which is rectified and smoothed by the output of the winding for driving power supply of the transformer, regardless of the voltage fluctuation of the DC power supply. Is added.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。
実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるＤ
Ｃ／ＤＣコンバータを示す回路図である。図において、
１はトランス、１ａはその１次巻線、１ｂは２次巻線、
１ｃはリセット巻線、２は直流電源、３は第１のスイッ
チング素子、４はダイオード、５は第２のスイッチング
素子、５ａはその寄生ダイオード、６は第３のスイッチ
ング素子、６ａはその寄生ダイオード、７は平滑フィル
タ、７ａはそのチョークコイル、７ｂは平滑コンデン
サ、８ａおよび８ｂは出力端子であり、図７に同一符号
を付した従来のそれらと同一、もしくは相当部分である
ため詳細な説明は省略する。なお、前記第１のスイッチ
ング素子３は当該ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を一
定に保つように、その駆動パルスのデューティが制御さ
れており、３７はこのＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子
８ａ，８ｂ間の出力電圧を所定の設定値に一致させるよ
うに、第１のスイッチング素子３をオンにするパルス幅
の制御を行うパルス幅制御器である。このことは、図示
してはいないが以下に説明する他の実施の形態でも同様
である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1. FIG. 1 shows a D according to the first embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram which shows a C / DC converter. In the figure,
1 is a transformer, 1a is its primary winding, 1b is a secondary winding,
1c is a reset winding, 2 is a DC power supply, 3 is a first switching element, 4 is a diode, 5 is a second switching element, 5a is its parasitic diode, 6 is a third switching element, and 6a is its parasitic diode. , 7 is a smoothing filter, 7a is its choke coil, 7b is a smoothing capacitor, and 8a and 8b are output terminals, which are the same as or equivalent to those of the conventional ones given the same reference numerals in FIG. Omit it. The duty of the drive pulse of the first switching element 3 is controlled so as to keep the output voltage of the DC / DC converter constant, and 37 is between the output terminals 8a and 8b of the DC / DC converter. Is a pulse width controller that controls the pulse width for turning on the first switching element 3 so that the output voltage of the first switching element 3 matches the predetermined set value. This is the same in other embodiments described below, though not shown.
【００１５】１０は第１のスイッチング素子３に流れる
電流を検出する電流検出手段の一例としての変流器であ
り、１１はこの変流器１０からの信号を受けて、整流手
段として用いられている第２のスイッチング素子５およ
び第３のスイッチング素子６の駆動を行う駆動手段であ
る。なお、この駆動手段１１は、トランジスタ１１ａ、
１１ｂとゲート抵抗１１ｃによる回路で第３のスイッチ
ング素子６を駆動し、トランジスタ１１ｄと抵抗１１
ｅ、およびトランジスタ１１ｆ、１１ｇとゲート抵抗１
１ｈによる回路で第２のスイッチング素子５を駆動す
る。１２はこの駆動手段１１に直流電源２の電圧変動に
よらず常に安定化された一定の電圧を供給する駆動電源
であり、トランス１に巻かれた駆動電源用巻線１ｅと、
この駆動電源用巻線１ｅの出力を整流するダイオード１
２ａ（整流用ダイオード）、１２ｂ（環流用ダイオー
ド）と、その整流出力を平滑するチョークコイル１２ｃ
および平滑コンデンサ１２ｄとによって構成されてい
る。Reference numeral 10 is a current transformer as an example of a current detecting means for detecting the current flowing through the first switching element 3, and 11 is a rectifying means for receiving a signal from the current transformer 10. It is a driving means for driving the second switching element 5 and the third switching element 6 that are present. The driving means 11 includes a transistor 11a,
The circuit formed by 11b and the gate resistor 11c drives the third switching element 6, and the transistor 11d and the resistor 11
e, the transistors 11f and 11g, and the gate resistor 1
The second switching element 5 is driven by the circuit formed by 1h. Reference numeral 12 denotes a drive power supply which supplies a stable and constant voltage to the drive means 11 irrespective of the voltage fluctuation of the DC power supply 2, and a drive power supply winding 1e wound around the transformer 1.
Diode 1 for rectifying the output of this drive power supply winding 1e
2a (rectifying diode), 12b (recirculating diode), and a choke coil 12c for smoothing the rectified output.
And a smoothing capacitor 12d.
【００１６】また、図２は図１に示したこの実施の形態
１によるＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するための
波形図である。なお、同図（ａ）は第１のスイッチング
素子３のゲート・ソース間の電圧ＶGS1 、同図（ｂ）は
変流器１０で検出された第１のスイッチング素子３に流
れる電流ＩD1の波形、同図（ｃ）は第２のスイッチング
素子５のゲート・ソース間の電圧ＶGS2 の波形、同図
（ｄ）は第３のスイッチング素子６のゲート・ソース間
の電圧ＶGS3 の波形である。FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the DC / DC converter according to the first embodiment shown in FIG. 1A shows the voltage V GS1 between the gate and source of the first switching element 3, and FIG. 1B shows the current I D1 flowing through the first switching element 3 detected by the current transformer 10. The waveform, (c) is the waveform of the gate-source voltage V GS2 of the second switching element 5, and (d) is the waveform of the gate-source voltage V GS3 of the third switching element 6. is there.
【００１７】次に動作について説明する。ここで、従来
のＤＣ／ＤＣコンバータと同様に第１のスイッチング素
子３を図２（ａ）に示す電圧の波形に従って周期的にオ
ン／オフ駆動すると、時刻ｔ1 〜時刻ｔ2 のオンの期間
においては、図２（ｂ）に示すように第１のスイッチン
グ素子３に電流が流れだし、それを検出した変流器１０
の２次側に電流が流れて、駆動手段１１のトランジスタ
１１ａがオンになる。トランジスタ１１ａがオンになる
と図２（ｄ）に示すように、第３のスイッチング素子６
のゲートが正方向にバイアスされて第３のスイッチング
素子６はオン状態になる。一方、この時、駆動手段１１
ではトランジスタ１１ｄもオンになるのでトランジスタ
１１ｇがオンとなり、図２（ｃ）に示すように第２のス
イッチング素子５のゲート・ソース間の電圧は零とな
る。そのため、第２のスイッチング素子５はオフ状態に
なる。Next, the operation will be described. Here, when the first switching element 3 is periodically turned on / off according to the waveform of the voltage shown in FIG. 2A similarly to the conventional DC / DC converter, the on period from time t 1 to time t 2 2B, a current starts flowing through the first switching element 3 as shown in FIG.
Current flows to the secondary side of the transistor 11a and the transistor 11a of the driving means 11 is turned on. When the transistor 11a is turned on, as shown in FIG. 2 (d), the third switching element 6
Is biased in the positive direction and the third switching element 6 is turned on. On the other hand, at this time, the driving means 11
Then, since the transistor 11d is also turned on, the transistor 11g is turned on, and the gate-source voltage of the second switching element 5 becomes zero as shown in FIG. 2 (c). Therefore, the second switching element 5 is turned off.
【００１８】また、第１のスイッチング素子３が時刻ｔ
2 でオフになると、第１のスイッチング素子３に電流が
流れなくなり、変流器１０の２次側の電流も流れなくな
る。従って、駆動手段１１ではトランジスタ１１ｂがオ
ンとなり、第３のスイッチング素子６のゲート・ソース
間の電圧が図２（ｄ）に示すように零となる。これによ
り、第３のスイッチング素子６はオフ状態になる。一
方、駆動手段１１ではこの時にはトランジスタ１１ｄは
オフとなるためトランジスタ１１ｆがオンになる。従っ
て、図２（ｃ）に示すように第２のスイッチング素子５
のゲートが正方向にバイアスされて、第２のスイッチン
グ素子５はオン状態になる。The first switching element 3 is turned on at time t.
When it is turned off at 2 , no current flows in the first switching element 3 and no current flows in the secondary side of the current transformer 10. Therefore, in the driving means 11, the transistor 11b is turned on, and the gate-source voltage of the third switching element 6 becomes zero as shown in FIG. 2 (d). As a result, the third switching element 6 is turned off. On the other hand, in the driving means 11, the transistor 11d is turned off at this time, so the transistor 11f is turned on. Therefore, as shown in FIG. 2C, the second switching element 5
Is biased in the positive direction, and the second switching element 5 is turned on.
【００１９】ここで、第２のスイッチング素子５および
第３のスイッチング素子６の駆動電圧は駆動電源１２よ
り与えられるが、図７，図８に示した従来の場合とは異
なり、トランス１に巻かれた駆動電源用巻線１ｅの出力
をダイオード１２ａ，１２ｂで整流し、その整流電圧を
チョークコイル１２ｃと平滑コンデンサ１２ｄで平滑し
て駆動電圧を得ているので、時間的に変化のない電圧が
供給される。従って、図７，図８に示した従来のＤＣ／
ＤＣコンバータのように、第１のスイッチング素子３が
オフの期間中に、第２のスイッチング素子５へのゲート
駆動電圧が消失するようなことはない。また、トランス
１の駆動電源用巻線１ｅには２次巻線１ｂと相似な電圧
波形が生じているので、パルス幅制御器３７による出力
電圧を一定にするためのパルス幅制御がこの駆動電源用
巻線１ｅにも同様に作用し、直流電源２の電圧が変動し
ても、駆動電源１２の出力電圧は常に一定に保たれる。
従って、第２のスイッチング素子５のゲート・ソース間
の電圧ＶGS2 、および第３のスイッチング素子６のゲー
ト・ソース間の電圧ＶGS3 は、常に一定の最適な電圧を
与えることができる。また、このＤＣ／ＤＣコンバータ
の負荷電流が変化した場合も、トランス１の１次巻線１
ａおよび２次巻線１ｂに流れる電流が変化するだけで、
電圧波形はほとんど変化しないので、駆動電源１２の出
力電圧は一定に保たれる。なお、第２のスイッチング素
子５および第３のスイッチング素子６のオン抵抗値は、
そのゲート・ソース間の電圧に依存するものであるた
め、常に一定の最適な電圧を与えることにより低い電圧
降下を保ち、かつ入力電圧の変動によらず一定の必要最
小な駆動電力に抑制できるので低損失な整流回路を構成
できる。また、従来のＤＣ／ＤＣコンバータでは、トラ
ンス１の巻線から駆動電圧を得ていたので、第２のスイ
ッチング素子５と第３のスイッチング素子６のゲート・
ソース間には正負両方向の電圧がかかっていたが、この
実施例では負方向の電圧がかかることがないため、非常
に少ない駆動電力とすることができ、低損失な整流回路
を持つＤＣ／ＤＣコンバータが実現できる。なお、第１
〜第３のスイッチング素子３，５，６のドレイン・ソー
ス間の容量が大きい場合には、トランス１はＬＣ共振現
象でリセットできるので、リセット巻線１ｃとダイオー
ド４は省略することができる。Here, the drive voltage of the second switching element 5 and the third switching element 6 is supplied from the drive power supply 12, but unlike the conventional case shown in FIGS. The output of the winding 1e for driving power supply is rectified by the diodes 12a and 12b, and the rectified voltage is smoothed by the choke coil 12c and the smoothing capacitor 12d to obtain the driving voltage. Supplied. Therefore, the conventional DC /
Unlike the DC converter, the gate drive voltage to the second switching element 5 does not disappear while the first switching element 3 is off. Further, since a voltage waveform similar to that of the secondary winding 1b is generated in the drive power supply winding 1e of the transformer 1, pulse width control for making the output voltage constant by the pulse width controller 37 is performed by this drive power supply. The same applies to the winding 1e for use, and even if the voltage of the DC power supply 2 changes, the output voltage of the drive power supply 12 is always kept constant.
Therefore, the gate-source voltage V GS2 of the second switching element 5 and the gate-source voltage V GS3 of the third switching element 6 can always give a constant and optimum voltage. Further, even when the load current of this DC / DC converter changes, the primary winding 1 of the transformer 1
a and the current flowing through the secondary winding 1b only change,
Since the voltage waveform hardly changes, the output voltage of the driving power supply 12 is kept constant. The on-resistance values of the second switching element 5 and the third switching element 6 are
Since it depends on the voltage between the gate and source, it is possible to maintain a low voltage drop by always providing a constant and optimum voltage, and to suppress to a constant minimum required drive power regardless of fluctuations in the input voltage. A low loss rectifier circuit can be configured. Further, in the conventional DC / DC converter, since the drive voltage is obtained from the winding of the transformer 1, the gates of the second switching element 5 and the third switching element 6 are
Although a voltage in both positive and negative directions was applied between the sources, in this embodiment, a voltage in the negative direction is not applied, so that a very small drive power can be used and a DC / DC having a low loss rectifier circuit can be obtained. A converter can be realized. The first
When the capacitance between the drain and the source of the third switching elements 3, 5, 6 is large, the transformer 1 can be reset by the LC resonance phenomenon, so that the reset winding 1c and the diode 4 can be omitted.
【００２０】以上のように、実施の形態１では、１次側
に第１のスイッチング素子を有する一石式フォワードコ
ンバータの２次側の整流手段として、第２および第３の
２つのスイッチング素子を用い、第１のスイッチング素
子の電流を検出する電流検出手段を設けて、この電流が
流れている期間は第３のスイッチング素子を導通させ、
電流が流れていない期間は第２のスイッチング素子を導
通させるように動作させる駆動手段を備え、駆動電源よ
りこの駆動手段に、トランスの駆動電源用巻線の出力を
整流、平滑することによって安定化された一定電圧を供
給するように構成したので、２次側の整流手段として用
いられている２つのスイッチング素子のオン抵抗値を常
に低く保っておけるので電圧降下を低くでき、かつ入力
電圧の変動によらず一定の必要最小な駆動電力に抑制す
ることが可能となり、さらに負方向の電圧をかけなくて
すむので駆動電力が正負両方向に充放電する場合に比べ
て約半分となるため、非常に少ない駆動電力にすること
ができて、低損失な整流回路を持つＤＣ／ＤＣコンバー
タが得られる効果がある。As described above, in the first embodiment, the second and third switching elements are used as the rectifying means on the secondary side of the Ichikoku forward converter having the first switching element on the primary side. , A current detecting means for detecting the current of the first switching element is provided, and the third switching element is made conductive during the period when this current is flowing,
During a period in which no current is flowing, a drive means for operating the second switching element is provided, and the drive power supply stabilizes the drive means by rectifying and smoothing the output of the drive power supply winding of the transformer. Since the on-resistance value of the two switching elements used as the rectifying means on the secondary side is always kept low, the voltage drop can be reduced and the fluctuation of the input voltage can be suppressed. It is possible to suppress to a certain minimum required drive power regardless of the above, and since it is not necessary to apply a voltage in the negative direction, the drive power is about half compared to the case of charging and discharging in both the positive and negative directions. There is an effect that it is possible to obtain a DC / DC converter having a low loss rectifying circuit, which can reduce driving power.
【００２１】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２によるＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図である。
この実施の形態においては、第３のスイッチング素子６
を上側の出力端子８ａの側に接続しているので、図示の
ように第３のスイッチング素子６を駆動手段１１Ａで、
第２のスイッチング素子５を駆動手段１１Ｂで別々に駆
動する必要がある。この駆動手段１１Ａ，１１Ｂは実施
の形態１の駆動手段１１を２分割したもので、駆動手段
１１Ａはトランジスタ１１ａ，１１ｂとゲート抵抗１１
ｃによって構成され、駆動手段１１Ｂはトランジスタ１
１ｄと抵抗１１ｅ、およびトランジスタ１１ｆ，１１ｇ
とゲート抵抗１１ｈによって構成されている。なお、１
２Ａおよび１２Ｂはこれらの駆動手段１１Ａあるいは１
１Ｂのそれぞれに、安定化された一定の電圧を個別に供
給する駆動電源であり、それぞれ実施例１における駆動
電源１２と同様に、トランス１に巻かれた駆動電源用巻
線１ｅと、ダイオード１２ａ，１２ｂ、チョークコイル
１２ｃ、および平滑コンデンサ１２ｄによって、あるい
は駆動電源用巻線１ｆと、ダイオード１２ｅ，１２ｆ、
チョークコイル１２ｇ、および平滑コンデンサ１２ｈに
よって構成されている。Embodiment 2. 3 is a circuit diagram showing a DC / DC converter according to a second embodiment of the present invention.
In this embodiment, the third switching element 6
Is connected to the upper output terminal 8a side, the third switching element 6 is driven by the driving means 11A as shown in the figure.
It is necessary to separately drive the second switching element 5 by the driving means 11B. The driving means 11A and 11B are obtained by dividing the driving means 11 of the first embodiment into two parts, and the driving means 11A includes transistors 11a and 11b and a gate resistor 11.
and the driving means 11B is a transistor 1
1d and resistor 11e, and transistors 11f and 11g
And a gate resistor 11h. 1
2A and 12B are the driving means 11A or 1
1B is a drive power supply for individually supplying a stabilized constant voltage, and like the drive power supply 12 in the first embodiment, the drive power supply winding 1e wound around the transformer 1 and the diode 12a. , 12b, the choke coil 12c, and the smoothing capacitor 12d, or the driving power supply winding 1f and the diodes 12e, 12f,
It is composed of a choke coil 12g and a smoothing capacitor 12h.
【００２２】また、電流検出手段としての変流器１０
は、駆動手段１１Ａに送る検出信号Ａを得るための巻線
と、駆動手段１１Ｂに送る検出信号Ｂを得るための巻線
を個別に有している点で、トランス１は駆動電源１２Ｂ
のための駆動電源用巻線１ｆを備えている点で、それぞ
れ図１に示した実施例１のそれらとは異なっている。な
お、その他の部分については、図１に同一符号を付した
ものと同等な部分であるためその説明を省略する。Further, the current transformer 10 as a current detecting means.
Has a winding for obtaining the detection signal A sent to the driving means 11A and a winding for obtaining the detection signal B sent to the driving means 11B, respectively.
1 is different from that of the first embodiment shown in FIG. Note that the other parts are the same parts as those denoted by the same reference numerals in FIG. 1, and therefore description thereof will be omitted.
【００２３】ここで、この実施の形態２によるＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータは、前記実施の形態１のＤＣ／ＤＣコンバ
ータと基本的に同様の動作をするのでその説明は省略す
る。Here, DC / D according to the second embodiment
The C converter basically operates in the same manner as the DC / DC converter of the first embodiment, and therefore its explanation is omitted.
【００２４】以上のように、実施の形態１では第３のス
イッチング素子６を下側の出力端子８ｂの側に接続した
ものについて示したが、実施の形態２によれば、上側の
出力端子８ａの側に接続したもので、実施の形態１と同
様の効果を奏する。As described above, in the first embodiment, the third switching element 6 is connected to the lower output terminal 8b side. However, according to the second embodiment, the upper output terminal 8a is connected. The same effect as that of the first embodiment is obtained.
【００２５】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３によるＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図であり、
相当部分には図１と同一符号を付してその説明を省略す
る。図において、１３は第１のスイッチング素子３を制
御する信号を生成する制御回路であり、１４は制御回路
１３から信号を受けて第１のスイッチング素子３を駆動
するための駆動信号Ｃを出力する駆動手段である。１５
は第１のスイッチング素子３の駆動信号Ｃを伝達する駆
動信号伝達手段であり、１次巻線、２次巻線およびリセ
ット巻線を有するパルストランス１５ａ、パルストラン
ス１５ａの１次巻線に接続されたスイッチング素子１５
ｂ、２次巻線に並列接続された抵抗１５ｃ、およびリセ
ット巻線に接続されたダイオード１５ｄで構成されてい
る。１６はこの駆動信号伝達手段１５に電源を供給する
補助電源であり、トランス１に巻かれた駆動電源用巻線
１ｇ、ダイオード１６ａ，１６ｂ、チョークコイル１６
ｃ、および平滑コンデンサ１６ｄで構成されている。Embodiment 3. 4 is a circuit diagram showing a DC / DC converter according to a third embodiment of the present invention,
Corresponding parts are assigned the same reference numerals as in FIG. 1 and their explanations are omitted. In the figure, 13 is a control circuit for generating a signal for controlling the first switching element 3, and 14 is a signal received from the control circuit 13 and outputs a drive signal C for driving the first switching element 3. It is a driving means. 15
Is a drive signal transmitting means for transmitting the drive signal C of the first switching element 3, and is connected to a pulse transformer 15a having a primary winding, a secondary winding and a reset winding, and a primary winding of the pulse transformer 15a. Switching element 15
b, a resistor 15c connected in parallel to the secondary winding, and a diode 15d connected to the reset winding. Reference numeral 16 is an auxiliary power supply for supplying power to the drive signal transmission means 15, which is a drive power supply winding 1g wound around the transformer 1, diodes 16a and 16b, and a choke coil 16.
c and a smoothing capacitor 16d.
【００２６】また、図５は図４に示したこの実施の形態
３によるＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するための
波形図である。なお、同図（ａ）は駆動手段１４より第
１のスイッチング素子３に与えられる駆動信号Ｃの電圧
波形、同図（ｂ）は駆動信号伝達手段１５の抵抗１５ｃ
に発生する電圧ＶT の波形、同図（ｃ）は第２のスイッ
チング素子５のゲート・ソース間の電圧ＶGS2 の波形、
同図（ｄ）は第３のスイッチング素子６のゲート・ソー
ス間の電圧ＶGS3 の波形である。FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the DC / DC converter according to the third embodiment shown in FIG. It should be noted that FIG. 7A shows the voltage waveform of the drive signal C given to the first switching element 3 from the drive means 14, and FIG. 7B shows the resistance 15c of the drive signal transmission means 15.
Waveform of the voltage V T generated in the second switching element 5, the waveform of the voltage V GS2 between the gate and the source of the second switching element 5,
FIG. 6D shows the waveform of the gate-source voltage V GS3 of the third switching element 6.
【００２７】次に動作について説明する。第１のスイッ
チング素子３に図５（ａ）に示す駆動信号Ｃが与えられ
ると、時刻ｔ1 〜時刻ｔ2 のオンの期間には第１のスイ
ッチング素子３とともに、駆動信号伝達手段１５のスイ
ッチング素子１５ｂも同時にオンとなる。そのため、パ
ルストランス１５ａの２次巻線に接続された抵抗１５ｃ
の両端には、図５（ｂ）に示すように正方向の電圧ＶT
が誘起され、それが駆動手段１１に伝達される。駆動手
段１１ではこの正方向の電圧ＶT によってトランジスタ
１１ａがオンとなり、図５（ｄ）に示すように第３のス
イッチング素子６のゲートを正方向にバイアスする。こ
れにより、第３のスイッチング素子６はオン状態にな
る。一方、この時トランジスタ１１ｄもオンとなるの
で、トランジスタ１１ｇはオンとなり、図５（ｃ）に示
すように第２のスイッチング素子５のゲート・ソース間
の電圧は零になる。これによって、第２のスイッチング
素子５はオフ状態になる。Next, the operation will be described. When the drive signal C shown in FIG. 5A is given to the first switching element 3, the switching of the drive signal transmission means 15 together with the first switching element 3 is performed during the ON period from time t 1 to time t 2. The element 15b is also turned on at the same time. Therefore, the resistor 15c connected to the secondary winding of the pulse transformer 15a
The voltage V T in the positive direction is applied across both ends of the voltage V T as shown in FIG.
Is induced and transmitted to the driving means 11. In the driving means 11, the transistor 11a is turned on by the voltage V T in the positive direction, and the gate of the third switching element 6 is biased in the positive direction as shown in FIG. 5 (d). As a result, the third switching element 6 is turned on. On the other hand, since the transistor 11d is also turned on at this time, the transistor 11g is turned on, and the gate-source voltage of the second switching element 5 becomes zero as shown in FIG. 5 (c). As a result, the second switching element 5 is turned off.
【００２８】また、第１のスイッチング素子３が時刻ｔ
2 でオフになると、駆動信号伝達手段１５のスイッチン
グ素子１５ｂも同時にオフとなり、パルストランス１５
ａの２次巻線の抵抗１５ｃの両端には、図５（ｂ）に示
すような負方向の電圧ＶT が発生して駆動手段１１に伝
達される。それを受けた駆動手段１１ではトランジスタ
１１ｂがオンとなり、図５（ｄ）に示すように第３のス
イッチング素子６のゲート・ソース間の電圧が零とな
る。これにより、第３のスイッチング素子６はオフ状態
になる。一方、駆動手段１１ではこの時にはトランジス
タ１１ｄはオフとなるためトランジスタ１１ｆがオンに
なる。従って、図５（ｃ）に示すように第２のスイッチ
ング素子５のゲートが正方向にバイアスされて、第２の
スイッチング素子５はオン状態になる。The first switching element 3 is turned on at time t.
When it is turned off at 2 , the switching element 15b of the drive signal transmission means 15 is also turned off at the same time and the pulse transformer 15
A voltage V T in the negative direction as shown in FIG. 5B is generated and transmitted to the driving means 11 across the resistor 15c of the secondary winding a. In the driving means 11 which has received it, the transistor 11b is turned on, and the gate-source voltage of the third switching element 6 becomes zero as shown in FIG. 5 (d). As a result, the third switching element 6 is turned off. On the other hand, in the driving means 11, the transistor 11d is turned off at this time, so the transistor 11f is turned on. Therefore, as shown in FIG. 5C, the gate of the second switching element 5 is biased in the positive direction, and the second switching element 5 is turned on.
【００２９】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、前記実施の形態１の場合と同様に、第２のスイッチ
ング素子５と第３のスイッチング素子６の駆動電圧は駆
動電源１２より与えられ、直流電源１の電圧変動によら
ず常に安定化された一定の電圧が供給できるようになっ
ているので、入力電圧が変動しても第２のスイッチング
素子５のゲートソース間電圧ＶGS2 、および第３のスイ
ッチング素子６のゲートソース間電圧ＶGS3 は常に一定
の最適な電圧を与えられ、また負方向の電圧をかけない
ようにすることができる。これにより、低い電圧降下を
保ち、かつ入力電圧の変動によらず一定の必要最小な駆
動電力に抑制できるので低損失な整流回路を構成できる
効果がある。As described above, according to the third embodiment, as in the case of the first embodiment, the drive voltage of the second switching element 5 and the third switching element 6 is supplied from the drive power supply 12. Therefore, it is possible to always supply a stabilized constant voltage regardless of the voltage fluctuation of the DC power supply 1, so that even if the input voltage fluctuates, the gate-source voltage V GS2 of the second switching element 5, The gate-source voltage V GS3 of the third switching element 6 is always given a constant optimum voltage, and it is possible not to apply a negative voltage. As a result, a low voltage drop can be maintained, and a constant and minimum required drive power can be suppressed regardless of fluctuations in the input voltage, so that there is an effect that a low-loss rectifier circuit can be configured.
【００３０】なお、下側の出力端子８ｂの側に接続され
ている第３のスイッチング素子６を、前記実施例２と同
様に上の出力端子８ａ側に接続してもよく、また、第１
〜第３のスイッチング素子３，５，６のドレイン・ソー
ス間の容量が大きい場合には、トランス１はＬＣ共振現
象でリセットできるので、リセット巻線１ｃとダイオー
ド４を省略することができる。The third switching element 6 connected to the lower output terminal 8b may be connected to the upper output terminal 8a as in the second embodiment, and the first switching element 6 may be connected to the first output element 8b.
When the capacitance between the drain and the source of the third switching elements 3, 5, 6 is large, the transformer 1 can be reset by the LC resonance phenomenon, so that the reset winding 1c and the diode 4 can be omitted.
【００３１】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４によるＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図であり、
相当部分には図１あるいは図８と同一符号を付してその
説明を省略する。図において、１７はトランス１に巻か
れた制御巻線（巻線）１ｄに並列に接続された抵抗であ
り、駆動手段１１はこの抵抗１７の両端の電圧、すなわ
ちトランス１の制御巻線１ｄに発生する電圧ＶT の極性
によって、第２のスイッチング素子５と第３のスイッチ
ング素子６を交互に駆動するものである。Fourth Embodiment 6 is a circuit diagram showing a DC / DC converter according to a fourth embodiment of the present invention,
Corresponding parts are designated by the same reference numerals as those in FIG. 1 or FIG. 8 and their explanations are omitted. In the figure, 17 is a resistor connected in parallel to a control winding (winding) 1d wound around the transformer 1, and the driving means 11 is connected to the voltage across the resistor 17, that is, the control winding 1d of the transformer 1. The second switching element 5 and the third switching element 6 are alternately driven according to the polarity of the generated voltage V T.
【００３２】次に動作について説明する。第１のスイッ
チング素子３を周期的にオン／オフ駆動すると、時刻ｔ
1 〜時刻ｔ2 の第１のスイッチング素子３がオンの期間
には、トランス１の制御巻線１ｄには図５（ｂ）に示す
ような正方向の電圧ＶT が誘起され、また、第１のスイ
ッチング素子３が時刻ｔ2 でオフすると、制御巻線１ｄ
には図５（ｂ）のように負方向の電圧ＶT が誘起され
る。以下、前記実施の形態３の場合と同様の動作をし
て、電圧ＶT の極性が正方向の場合には第３のスイッチ
ング素子６が導通し、負方向あるいは零電圧の場合には
第２のスイッチング素子５が導通するように交互に動作
させる。Next, the operation will be described. When the first switching element 3 is periodically turned on / off, time t
1 to the first switching element 3 at time t 2 is the period of the on, the positive direction of voltage V T as shown in FIG. 5 (b) are induced in the control winding 1d of the transformer 1, and the When the switching element 3 of No. 1 is turned off at time t 2 , the control winding 1d
In this state, a negative voltage V T is induced as shown in FIG. Hereinafter, the same operation as in the case of the third embodiment is performed, and when the polarity of the voltage V T is in the positive direction, the third switching element 6 becomes conductive, and in the case of the negative direction or zero voltage, the second switching element 6 is turned on. The switching elements 5 are alternately operated so as to be conductive.
【００３３】以上のように、この実施の形態４において
も、前記実施の形態１および実施の形態３の場合と同様
に、第２のスイッチング素子５と第３のスイッチング素
子６の駆動電圧は、駆動電源１２より直流電源２の電圧
変動によらず常に安定化された一定の電圧が与えられる
ので、低い電圧降下を保ち、かつ入力電圧の変動によら
ず一定の必要最小な駆動電力に抑制することが可能とな
り、さらに負方向の電圧をかけないようにすることがで
きるので、スイッチング素子の駆動電力をより少なくす
ることができ、低損失な整流回路を構成できる効果があ
る。As described above, also in the fourth embodiment, the driving voltage of the second switching element 5 and the third switching element 6 is the same as in the first and third embodiments. Since the driving power supply 12 constantly gives a stabilized and constant voltage regardless of the voltage fluctuation of the DC power supply 2, it keeps a low voltage drop and suppresses to a constant minimum necessary driving power regardless of the fluctuation of the input voltage. Since it is possible to prevent a negative voltage from being applied, it is possible to further reduce the drive power of the switching element and to form a low-loss rectifier circuit.
【００３４】なお、下側の出力端子８ｂの側に接続され
ている第３のスイッチング素子６を、前記実施の形態２
と同様に上側の出力端子８ａの側に接続してもよく、ま
た、第１〜第３のスイッチング素子３，５，６のドレイ
ン・ソース間の容量が大きい場合には、トランス１はＬ
Ｃ共振現象でリセットできるので、リセット巻線１ｃと
ダイオード４を省略することができる。The third switching element 6 connected to the lower output terminal 8b side is the same as in the second embodiment.
Similarly, it may be connected to the upper output terminal 8a side, and when the capacitance between the drain and source of the first to third switching elements 3, 5, 6 is large, the transformer 1 is L
Since the reset can be performed by the C resonance phenomenon, the reset winding 1c and the diode 4 can be omitted.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、２次
側の整流手段として用いられている２つのスイッチング
素子のオン抵抗値を常に低く保っておけるので、電圧降
下を低くでき、かつ入力電圧の変動によらず一定の必要
最小な駆動電力に抑制することが可能となり、さらに負
方向の電圧をかけなくてすむので駆動電力が正負両方向
に充放電する場合に比べて約半分となるため、非常に少
ない駆動電力にすることができて、低損失な整流回路を
持つＤＣ／ＤＣコンバータが得られる効果がある。As described above, according to the present invention, since the ON resistance values of the two switching elements used as the rectifying means on the secondary side can always be kept low, the voltage drop can be reduced, and It is possible to suppress to a certain minimum required drive power regardless of the fluctuation of the input voltage, and since it is not necessary to apply a voltage in the negative direction, the drive power is about half compared to the case of charging and discharging in both the positive and negative directions. Therefore, there is an effect that it is possible to obtain a DC / DC converter having a low loss rectifier circuit, which can make driving power very small.
【００３６】この発明によれば、２次側の整流手段とし
て用いられている２つのスイッチング素子のオン抵抗値
を常に低く保っておけるので、電圧降下を低くでき、か
つ入力電圧の変動によらず一定の必要最小な駆動電力に
抑制することが可能となり、さらに負方向の電圧をかけ
なくてすむので駆動電力が正負両方向に充放電する場合
に比べて約半分となるため、非常に少ない駆動電力にす
ることができて、低損失な整流回路を持つＤＣ／ＤＣコ
ンバータが得られる効果がある。According to the present invention, since the ON resistance values of the two switching elements used as the rectifying means on the secondary side can be kept low at all times, the voltage drop can be reduced and the input voltage does not vary. It is possible to suppress to a certain minimum required driving power, and since it is not necessary to apply a voltage in the negative direction, the driving power is about half compared to the case of charging and discharging in both the positive and negative directions, so the driving power is extremely low. And a DC / DC converter having a low-loss rectifier circuit can be obtained.
【００３７】この発明によれば、２次側の整流手段とし
て用いられている２つのスイッチング素子のオン抵抗値
を常に低く保っておけるので、電圧降下を低くでき、か
つ入力電圧の変動によらず一定の必要最小な駆動電力に
抑制することが可能となり、さらに負方向の電圧をかけ
なくてすむので駆動電力が正負両方向に充放電する場合
に比べて約半分となるため、非常に少ない駆動電力にす
ることができて、低損失な整流回路を持つＤＣ／ＤＣコ
ンバータが得られる効果がある。According to the present invention, since the ON resistance values of the two switching elements used as the rectifying means on the secondary side can be kept low at all times, the voltage drop can be reduced and the input voltage is not affected by fluctuations. It is possible to suppress to a certain minimum required driving power, and since it is not necessary to apply a voltage in the negative direction, the driving power is about half compared to the case of charging and discharging in both the positive and negative directions, so the driving power is extremely low. And a DC / DC converter having a low-loss rectifier circuit can be obtained.
【図１】 この発明の実施の形態１によるＤＣ／ＤＣコ
ンバータを示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a DC / DC converter according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 上記実施の形態の回路動作を説明するための
波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the circuit operation of the above embodiment.
【図３】 この発明の実施形態２によるＤＣ／ＤＣコン
バータを示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a DC / DC converter according to a second embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態３によるＤＣ／ＤＣコ
ンバータを示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a DC / DC converter according to a third embodiment of the present invention.
【図５】 上記実施の形態の回路動作を説明するための
波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the circuit operation of the above embodiment.
【図６】 この発明の実施の形態４によるＤＣ／ＤＣコ
ンバータを示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a DC / DC converter according to a fourth embodiment of the present invention.
【図７】 従来のＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図で
ある。FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional DC / DC converter.
【図８】 従来のＤＣ／ＤＣコンバータを示す回路図で
ある。FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional DC / DC converter.
１ トランス、１ａ １次巻線、１ｂ ２次巻線、１ｄ
制御巻線（巻線）、１ｅ，１ｆ 駆動電源用巻線、２
直流電源、３ 第１のスイッチング素子、５第２のス
イッチング素子、６ 第３のスイッチング素子、７ 平
滑フィルタ、１０ 変流器（電流検出手段）、１１ 駆
動手段、１２ 駆動電源、１５ 駆動信号伝達手段。1 transformer, 1a primary winding, 1b secondary winding, 1d
Control windings (windings) 1e, 1f Drive power supply windings, 2
DC power source, 3 first switching element, 5 2nd switching element, 6 3rd switching element, 7 smoothing filter, 10 current transformer (current detecting means), 11 driving means, 12 driving power source, 15 driving signal transmission means.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−311743（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−268764（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−199744（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−4750（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−343262（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 3/28 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-6-311473 (JP, A) JP-A-5-268764 (JP, A) JP-A-5-199744 (JP, A) JP-A-4-26 4750 (JP, A) JP-A-6-343262 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 3/28
Claims (3)
スと、直流電源と直列に接続されて前記トランスの１次
巻線に接続され、当該直流電源を周期的にオン／オフす
る第１のスイッチング素子と、互いに直列に接続されて
前記トランスの２次巻線に接続される第２および第３の
スイッチング素子と、その入力側に前記第２のスイッチ
ング素子が並列に接続される平滑フィルタと、前記第１
のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出手
段と、前記電流検出手段によって前記電流が流れている
ことが検出されている期間は前記第３のスイッチング素
子が導通し、前記電流が流れていないことが検出されて
いる期間は前記第２のスイッチング素子が導通するよう
に動作させる駆動手段と、前記トランスに駆動電源用巻
線を有し、当該駆動電源用巻線の一端に整流用ダイオー
ドの一端を、該駆動電源用巻線の他端に環流用ダイオー
ドの一端を接続し、整流用ダイオードの他端と環流用ダ
イオードの他端を互いに接続し、環流用ダイオードをチ
ョークコイルと平滑コンデンサからなる出力平滑フイル
タの入力側に接続して、当該駆動電源用巻線の出力を整
流平滑して前記第１のスイッチング素子のオンデューテ
ィを該駆動電源の出力電圧に関連させ、前記直流電源の
電圧変動によらず安定化された一定の電圧を前記駆動手
段に供給する駆動電源とを備えたＤＣ／ＤＣコンバー
タ。1. A transformer having a primary winding and a secondary winding, and a transformer which is connected in series with a DC power source and is connected to the primary winding of the transformer to periodically turn on / off the DC power source. One switching element, second and third switching elements connected in series with each other and connected to the secondary winding of the transformer, and smoothing in which the second switching element is connected in parallel to the input side thereof. Filter and the first
Current detecting means for detecting a current flowing through the switching element, and the third switching element is conducting during the period when the current detecting means detects that the current is flowing, and the current is not flowing. Drive means for operating the second switching element so that the second switching element conducts during the period when is detected, and the transformer has a drive power supply winding, and one end of the rectifying diode is provided at one end of the drive power supply winding. Is connected to the other end of the drive power supply winding, one end of a freewheeling diode, the other end of the rectifying diode and the other end of the freewheeling diode are connected to each other, and the freewheeling diode comprises a choke coil and a smoothing capacitor. Connected to the input side of the output smoothing filter, the output of the drive power supply winding is rectified and smoothed to change the on-duty of the first switching element to the drive power supply. In connection with the force voltage, DC / DC converter with a drive power supplied to the driving means a constant voltage stabilized regardless of the voltage variation of the DC power supply.
スと、直流電源と直列に接続されて前記トランスの１次
巻線に接続され、当該直流電源を周期的にオン／オフす
る第１のスイッチング素子と、互いに直列に接続されて
前記トランスの２次巻線に接続される第２および第３の
スイッチング素子と、その入力側に前記第２のスイッチ
ング素子が並列に接続された平滑フィルタと、前記第１
のスイッチング素子の駆動信号を伝達する駆動信号伝達
手段と、前記駆動信号伝達手段によって伝達された前記
第１のスイッチング素子の駆動信号に同期して、当該駆
動信号がオン信号である期間は前記第３のスイッチング
素子が導通し、それがオフ信号である期間は前記第２の
スイッチング素子が導通するように動作させる駆動手段
と、前記トランスに駆動電源用巻線を有し、当該駆動電
源用巻線の一端に整流用ダイオードの一端を、該駆動電
源用巻線の他端に環流用ダイオードの一端を接続し、整
流用ダイオードの他端と環流用ダイオードの他端を互い
に接続し、環流用ダイオードをチョークコイルと平滑コ
ンデンサからなる出力平滑フイルタの入力側に接続し
て、当該駆動電源用巻線の出力を整流平滑して前記第１
のスイッチング素子のオンデューティを該駆動電源の出
力電圧に関連させ、前記直流電源の電圧変動によらず安
定化された一定の電圧を前記駆動手段に供給する駆動電
源とを備えたＤＣ／ＤＣコンバータ。2. A transformer having a primary winding and a secondary winding, and a transformer which is connected in series with a DC power source and is connected to the primary winding of the transformer to periodically turn on / off the DC power source. 1 switching element, second and third switching elements connected in series with each other to the secondary winding of the transformer, and a smoothing circuit in which the second switching element is connected in parallel to the input side thereof. Filter and the first
Driving signal transmitting means for transmitting the driving signal of the switching element, and a period in which the driving signal is an ON signal in synchronization with the driving signal of the first switching element transmitted by the driving signal transmitting means. The switching device of No. 3 is conducting, and the driving means for operating so that the second switching device is conducting during the period when it is an OFF signal, and the transformer has a drive power supply winding, and the drive power supply winding is provided. One end of the rectifying diode is connected to one end of the wire, one end of the free-wheeling diode is connected to the other end of the drive power supply winding, and the other end of the rectifying diode and the other end of the free-wheeling diode are connected to each other, The diode is connected to the input side of an output smoothing filter including a choke coil and a smoothing capacitor to rectify and smooth the output of the drive power source winding, and
A DC / DC converter including a drive power supply for supplying a constant voltage stabilized to the drive means regardless of the voltage fluctuation of the DC power supply, by relating the on-duty of the switching element to the output voltage of the drive power supply. .
スと、直流電源と直列に接続されて前記トランスの１次
巻線に接続され、当該直流電源を周期的にオン／オフす
る第１のスイッチング素子と、互いに直列に接続されて
前記トランスの２次巻線に接続される第２および第３の
スイッチング素子と、その入力側に前記第２のスイッチ
ング素子が並列に接続された平滑フィルタと、前記トラ
ンスの巻線に生じる電圧の極性が、前記第１のスイッチ
ング素子の導通時に生じるものである期間は前記第３の
スイッチング素子が導通し、それとは逆極性あるいは零
電圧である期間は前記第２のスイッチング素子が導通す
るように動作させる駆動手段と、前記トランスに駆動電
源用巻線を有し、当該駆動電源用巻線の一端に整流用ダ
イオードの一端を、該駆動電源用巻線の他端に環流用ダ
イオードの一端を接続し、整流用ダイオードの他端と環
流用ダイオードの他端を互いに接続し、環流用ダイオー
ドをチョークコイルと平滑コンデンサからなる出力平滑
フイルタの入力側に接続して、当該駆動電源用巻線の出
力を整流平滑して前記第１のスイッチング素子のオンデ
ューティを該駆動電源の出力電圧に関連させ、前記直流
電源の電圧変動によらず安定化された一定の電圧を前記
駆動手段に供給する駆動電源とを備えたＤＣ／ＤＣコン
バータ。3. A transformer having a primary winding and a secondary winding, and a transformer which is connected in series with a DC power source and is connected to the primary winding of the transformer to periodically turn on / off the DC power source. 1 switching element, second and third switching elements connected in series with each other to the secondary winding of the transformer, and a smoothing circuit in which the second switching element is connected in parallel to the input side thereof. During a period in which the polarity of the voltage generated in the filter and the winding of the transformer is generated when the first switching element is in conduction, the third switching element is in conduction and the polarity is reverse to that or zero voltage. Has driving means for operating the second switching element so that the second switching element is conductive, and a transformer for driving power supply, and one end of the driving power supply winding has one end of a rectifying diode, One end of the freewheeling diode is connected to the other end of the drive power supply winding, the other end of the rectifying diode and the other end of the freewheeling diode are connected to each other, and the freewheeling diode is an output smoothing circuit including a choke coil and a smoothing capacitor. Connected to the input side of the filter, the output of the drive power supply winding is rectified and smoothed to associate the on-duty of the first switching element with the output voltage of the drive power supply. A DC / DC converter including a driving power supply that supplies a stabilized constant voltage to the driving means.
Priority Applications (1)
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| JP2002136031A JP3409042B2 (en) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | DC / DC converter |
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