JPH06141542A - Switching power source circuit - Google Patents

Switching power source circuit

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Publication number
JPH06141542A
JPH06141542A JP28999592A JP28999592A JPH06141542A JP H06141542 A JPH06141542 A JP H06141542A JP 28999592 A JP28999592 A JP 28999592A JP 28999592 A JP28999592 A JP 28999592A JP H06141542 A JPH06141542 A JP H06141542A
Authority
JP
Japan
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time
signal
delay
circuit
effect transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP28999592A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Nakada
英治 中田
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Publication of JPH06141542A publication Critical patent/JPH06141542A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To achieve high-speed switching and reduce loss due to continuity loss in a switching power source circuit of a stabilized power source. CONSTITUTION:Input terminal T11 is connected to one end of a primary terminal of a transformer TR, the other end of the primary terminal of the transformer TR is connected to the drain side of a field-effect transistor Q1, and source side of the field-effect transistor Q1 is connected to the input terminal T12. A capacitor C is connected to the input terminals T11 and T12 in parallel. An insulation gate bipolar mode transistor Q2 is connected to the other end of the primary terminal of the transformer TR and input terminal 12 in parallel with the field-effect transistor Q1. The collector terminal of the insulation gate bipolar mode transistor Q2 is connected to the other end of the primary terminal of the transformer TR and its emitter terminal is connected to the input terminal T12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は安定化電源装置のスイッ
チング電源回路に関し、特に直流電圧をPWM(Pulse
Width Modulation;パルス幅変調)信号に従って変圧し
て出力するスイッチング電源回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply circuit for a stabilized power supply device, and more particularly to a DC (Pulse)
(Width Modulation) The present invention relates to a switching power supply circuit that transforms and outputs according to a signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のスイッチング電源回路は、パルス
幅制御回路から出力されるPWM信号を受けた1個の電
界効果トランジスタ(FET;Field Effect Transisto
r)によって直流電圧を断続して出力していた。
2. Description of the Related Art A conventional switching power supply circuit includes one field effect transistor (FET) which receives a PWM signal output from a pulse width control circuit.
The DC voltage was intermittently output by r).

【0003】図4は、従来のスイッチング電源回路を示
す図である。図において、スイッチング電源回路20
は、パルス幅制御回路21、平滑回路22、コンデンサ
C、電界効果トランジスタQ及びトランスTRによって
構成される。なお、パルス幅制御回路21は出力端子T
23,T24から出力される出力電圧を監視して、PW
M信号Wp を出力する。また、平滑回路22は、例えば
ダイオード、コイル及びコンデンサからなるチョーク入
力型平滑回路である。これらのパルス幅制御回路21及
び平滑回路22の具体的な回路構成は従来から知られて
いるので説明を省略する。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional switching power supply circuit. In the figure, a switching power supply circuit 20
Is composed of a pulse width control circuit 21, a smoothing circuit 22, a capacitor C, a field effect transistor Q and a transformer TR. The pulse width control circuit 21 has an output terminal T
23, T24 output voltage is monitored, PW
The M signal Wp is output. The smoothing circuit 22 is a choke input type smoothing circuit including, for example, a diode, a coil and a capacitor. Since the specific circuit configurations of the pulse width control circuit 21 and the smoothing circuit 22 are known in the related art, the description thereof will be omitted.

【0004】入力端子T21,T22には電源として、
図示されていない直流電源が接続される。この入力端子
T21はトランスTRの一次側端子の一端に接続され、
トランスTRの一次側端子の他端は電界効果トランジス
タQのドレイン(drain )側に接続され、さらに電界効
果トランジスタQのソース(source)側は入力端子T2
2に接続され、一つの閉回路を構成している。なお、電
界効果トランジスタQのゲート(gate)側には、PWM
信号Wp を出力するパルス幅制御回路21が接続されて
いる。
As a power source for the input terminals T21 and T22,
A DC power source (not shown) is connected. This input terminal T21 is connected to one end of the primary side terminal of the transformer TR,
The other end of the primary side terminal of the transformer TR is connected to the drain side of the field effect transistor Q, and the source side of the field effect transistor Q is further connected to the input terminal T2.
It is connected to 2 and constitutes one closed circuit. In addition, PWM is provided on the gate side of the field effect transistor Q.
A pulse width control circuit 21 for outputting the signal Wp is connected.

【0005】また、上記閉回路に並列して、入力端子T
21と入力端子T22との間にはコンデンサCが接続さ
れている。そして、トランスTRの二次側端子は平滑回
路22の入力側に接続され、平滑回路22の出力側は出
力端子T23,T24に接続されている。
The input terminal T is connected in parallel with the closed circuit.
A capacitor C is connected between 21 and the input terminal T22. The secondary terminal of the transformer TR is connected to the input side of the smoothing circuit 22, and the output side of the smoothing circuit 22 is connected to the output terminals T23 and T24.

【0006】この回路構成によって、入力端子T21,
T22から入力された直流電圧は、パルス幅制御回路2
1から出力されるPWM信号Wp によって電界効果トラ
ンジスタQでスイッチングされる。また、電界効果トラ
ンジスタQのスイッチングに従ってトランスTRで入力
側の直流電圧が変換され、平滑回路22を介して出力端
子T23,T24から直流電圧が出力される。このスイ
ッチングは比較的高速に行われるため、PWM信号Wp
によって直流電圧の立ち上がり及び立ち下がりの遷移時
に発生する遷移損は比較的小さい。
With this circuit configuration, the input terminals T21,
The DC voltage input from T22 is the pulse width control circuit 2
The field effect transistor Q is switched by the PWM signal Wp output from 1. The DC voltage on the input side is converted by the transformer TR in accordance with the switching of the field effect transistor Q, and the DC voltage is output from the output terminals T23 and T24 via the smoothing circuit 22. Since this switching is performed at a relatively high speed, the PWM signal Wp
Therefore, the transition loss generated at the transition of rising and falling of the DC voltage is relatively small.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、電界効果トラ
ンジスタQはドレイン側端子とソース側端子との間のオ
ン抵抗が高いために、その分の直流電圧が降下する導通
損が生じていた。このため、電流値を上げると導通損に
よる損失が無視できなくなるという問題点があった。
However, since the field effect transistor Q has a high on-resistance between the drain-side terminal and the source-side terminal, there is a conduction loss in which the DC voltage drops by that amount. Therefore, when the current value is increased, the loss due to conduction loss cannot be ignored.

【0008】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、高速にスイッチングを行うとともに導通損に
よる損失を低減するスイッチング電源回路を、提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a switching power supply circuit that performs switching at high speed and reduces loss due to conduction loss.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、直流電圧をPWM(Pulse Width Modula
tion;パルス幅変調)信号に従って変圧して出力するス
イッチング電源回路において、PWM信号を出力するパ
ルス幅制御回路と、前記PWM信号を所定の時間だけ遅
延させた遅延信号を出力するディレイ回路と、前記PW
M信号と前記遅延信号との論理積をとり、スイッチング
信号として出力する論理積回路と、前記遅延信号を受け
て直流電圧を断続する電界効果トランジスタ(FET;F
ield Effect Transistor)と、前記電界効果トランジス
タと並列に接続され、前記スイッチング信号を受けて前
記直流電圧を断続する絶縁ゲートバイポーラモードトラ
ンジスタ(IGBT;Insulated Gate Bipolar mode Tr
ansistor)と、を有することを特徴とするスイッチング
電源回路が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above problems, a DC voltage is applied to a PWM (Pulse Width Modula).
a pulse width control circuit that outputs a PWM signal, a delay circuit that outputs a delay signal obtained by delaying the PWM signal by a predetermined time, PW
A logical product circuit that takes the logical product of the M signal and the delayed signal and outputs it as a switching signal, and a field effect transistor (FET; F; F that receives and interrupts the DC voltage in response to the delayed signal).
and an insulated gate bipolar mode transistor (IGBT) that is connected in parallel with the field effect transistor and that interrupts the DC voltage by receiving the switching signal.
and a switching power supply circuit.

【0010】[0010]

【作用】パルス幅制御回路から出力されたPWM信号を
受けたディレイ回路は、所定の時間だけ遅延させて遅延
信号として出力する。また、論理積回路は、PWM信号
と遅延信号との論理積をとり、スイッチング信号として
出力する。そして、電界効果トランジスタは遅延信号を
受けて直流電圧を断続し、この電界効果トランジスタと
並列に接続された絶縁ゲートバイポーラモードトランジ
スタはスイッチング信号を受けて直流電圧を断続する。
The delay circuit receiving the PWM signal output from the pulse width control circuit delays the signal by a predetermined time and outputs it as a delay signal. Further, the logical product circuit calculates the logical product of the PWM signal and the delay signal and outputs the logical product as a switching signal. The field effect transistor receives the delay signal to interrupt the DC voltage, and the insulated gate bipolar mode transistor connected in parallel with the field effect transistor receives the switching signal to interrupt the DC voltage.

【0011】この構成によって、PWM信号がオフから
オンへ遷移するときは先に電界効果トランジスタ(FE
T)がオンし、逆にPWM信号がオンからオフへ遷移す
るときは先に絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタ
(IGBT)のゲート電圧が低下するとともにコレクタ
電圧が低下した後、電界効果トランジスタがオフする。
With this configuration, when the PWM signal changes from OFF to ON, the field effect transistor (FE) is first
When T) turns on and the PWM signal makes a transition from on to off, the field effect transistor turns off after the gate voltage of the insulated gate bipolar mode transistor (IGBT) drops and the collector voltage drops first.

【0012】この絶縁ゲートバイポーラモードトランジ
スタはBJT(Bipolar Junction Transistor)と同じく
飽和電圧が低く、スイッチング速度が遅い。このため、
電界効果トランジスタと組み合わせることによって、電
界効果トランジスタがオンの期間に絶縁バイポーラモー
ドトランジスタをオンさせ、電界効果トランジスタの導
通損を低減させることができる。また、絶縁バイポーラ
モードトランジスタのスイッチングを電界効果トランジ
スタのオン期間内に限定することにより、絶縁バイポー
ラモードトランジスタのスイッチング損を低減させるこ
とができる。
This insulated gate bipolar mode transistor has a low saturation voltage and a slow switching speed like a BJT (Bipolar Junction Transistor). For this reason,
By combining with the field effect transistor, the insulating bipolar mode transistor can be turned on while the field effect transistor is on, and conduction loss of the field effect transistor can be reduced. Further, by limiting the switching of the insulating bipolar mode transistor within the ON period of the field effect transistor, the switching loss of the insulating bipolar mode transistor can be reduced.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明のスイッチング電源回路を示す
図である。図において、スイッチング電源回路10は、
パルス幅制御回路11、ディレイ回路12、論理積回路
13、平滑回路14、コンデンサC、電界効果トランジ
スタ(FET)Q1、絶縁ゲートバイポーラモードトラ
ンジスタ(IGBT)Q2及びトランスTRによって構
成される。なお、パルス幅制御回路11は出力端子T1
3,T14から出力される出力電圧を監視して、PWM
信号Wp を出力する。ディレイ回路12はこのPWM信
号Wp を受けて、所定の時間遅延させた遅延信号Wd を
出力する。論理積回路13はPWM信号Wp 及び遅延信
号Wd を受けて論理積を演算し、この演算結果はスイッ
チング信号Ws として出力する。また、平滑回路14
は、例えばダイオード、コイル及びコンデンサからなる
チョーク入力型平滑回路である。これらのパルス幅制御
回路11、ディレイ回路12、論理積回路13及び平滑
回路14の具体的な回路構成は従来から知られているの
で説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a switching power supply circuit of the present invention. In the figure, the switching power supply circuit 10 is
The pulse width control circuit 11, the delay circuit 12, the AND circuit 13, the smoothing circuit 14, the capacitor C, the field effect transistor (FET) Q1, the insulated gate bipolar mode transistor (IGBT) Q2, and the transformer TR. The pulse width control circuit 11 has an output terminal T1.
3, monitoring the output voltage output from T14, PWM
The signal Wp is output. The delay circuit 12 receives the PWM signal Wp and outputs a delayed signal Wd delayed by a predetermined time. The logical product circuit 13 receives the PWM signal Wp and the delay signal Wd and calculates the logical product, and outputs the calculation result as the switching signal Ws. In addition, the smoothing circuit 14
Is a choke input type smoothing circuit including, for example, a diode, a coil and a capacitor. The specific circuit configurations of the pulse width control circuit 11, the delay circuit 12, the logical product circuit 13, and the smoothing circuit 14 are known in the related art, and a description thereof will be omitted.

【0014】入力端子T11,T12には電源として、
図示されていない直流電源が接続される。この入力端子
T11はトランスTRの一次側端子の一端に接続され、
トランスTRの一次側端子の他端は電界効果トランジス
タQ1のドレイン側に接続され、さらに電界効果トラン
ジスタQ1のソース側は入力端子T12に接続され、一
つの閉回路を構成している。
As a power source for the input terminals T11 and T12,
A DC power source (not shown) is connected. The input terminal T11 is connected to one end of the primary terminal of the transformer TR,
The other end of the primary side terminal of the transformer TR is connected to the drain side of the field effect transistor Q1, and the source side of the field effect transistor Q1 is connected to the input terminal T12 to form one closed circuit.

【0015】また、上記閉回路に並列して、入力端子T
11と入力端子T12との間にはコンデンサCが接続さ
れている。さらに、トランスTRの一次側端子の他端と
入力端子T12との間には、電界効果トランジスタQ1
に並列して絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタQ
2が接続されている。この絶縁ゲートバイポーラモード
トランジスタQ2のコレクタ端子はトランスTRの一次
側端子の他端に、エミッタ端子は入力端子T12に、そ
れぞれ接続されている。
The input terminal T is connected in parallel with the closed circuit.
A capacitor C is connected between 11 and the input terminal T12. Further, the field effect transistor Q1 is provided between the other end of the primary side terminal of the transformer TR and the input terminal T12.
Insulated gate bipolar mode transistor Q in parallel with
2 is connected. The insulated gate bipolar mode transistor Q2 has a collector terminal connected to the other end of the primary side terminal of the transformer TR, and an emitter terminal connected to the input terminal T12.

【0016】なお、電界効果トランジスタQ1は絶縁ゲ
ートバイポーラモードトランジスタQ2と比較してオン
抵抗が大きく、かつ、導通状態と遮断状態との遷移に要
する時間が十分に小さい。以下、簡単のために、絶縁ゲ
ートバイポーラモードトランジスタQ2のスイッチング
時間のみを考慮する。
The field effect transistor Q1 has a larger on-resistance than the insulated gate bipolar mode transistor Q2, and the time required for the transition between the conductive state and the cutoff state is sufficiently short. Hereinafter, for simplicity, only the switching time of the insulated gate bipolar mode transistor Q2 will be considered.

【0017】次に、パルス幅制御回路11から出力され
たPWM信号Wp はディレイ回路12及び論理積回路1
3に入力される。PWM信号Wp を受けたディレイ回路
12は所定の時間、具体的には後述する絶縁ゲートバイ
ポーラモードトランジスタQ2のターンオフ遅延時間と
下降時間との和で示される時間だけ遅延させた遅延信号
Wd を出力する。このディレイ回路12の出力側は電界
効果トランジスタQ1のゲート(gate)側に接続されて
いるので、上記遅延信号Wd は電界効果トランジスタQ
1に入力される。同様に、PWM信号Wp 及び遅延信号
Wd を受けた論理積回路13は、これらの信号の論理積
を演算してスイッチング信号Ws として出力する。ま
た、論理積回路13の出力側は絶縁ゲートバイポーラモ
ードトランジスタQ2のゲート側に接続されているの
で、上記スイッチング信号Ws は絶縁ゲートバイポーラ
モードトランジスタQ2に入力される。
Next, the PWM signal Wp output from the pulse width control circuit 11 is applied to the delay circuit 12 and the AND circuit 1.
Input to 3. The delay circuit 12 receiving the PWM signal Wp outputs a delay signal Wd delayed by a predetermined time, specifically, a time indicated by the sum of a turn-off delay time and a falling time of the insulated gate bipolar mode transistor Q2 described later. . Since the output side of the delay circuit 12 is connected to the gate side of the field effect transistor Q1, the delay signal Wd is equal to the field effect transistor Q1.
Input to 1. Similarly, the AND circuit 13 which receives the PWM signal Wp and the delay signal Wd calculates the logical product of these signals and outputs it as the switching signal Ws. Since the output side of the AND circuit 13 is connected to the gate side of the insulated gate bipolar mode transistor Q2, the switching signal Ws is input to the insulated gate bipolar mode transistor Q2.

【0018】そして、トランスTRの二次側端子は平滑
回路14の入力側に接続され、平滑回路14の出力側は
出力端子T13,T14に接続されている。この回路構
成によって、入力端子T11,T12から入力された直
流電圧は、ディレイ回路12から出力される遅延信号W
d によって電界効果トランジスタQ1がスイッチングさ
れ、論理積回路13から出力されるスイッチング信号W
s によって絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタQ
2がスイッチングされる。この際、PWM信号Wp がオ
フからオンへ遷移するときは先に電界効果トランジスタ
Q1がオンし、逆にPWM信号Wp がオンからオフへ遷
移するときは先に絶縁ゲートバイポーラモードトランジ
スタQ2のゲート電圧が低下するとともにコレクタ電圧
が低下した後、電界効果トランジスタQ1がオフする。
The secondary terminal of the transformer TR is connected to the input side of the smoothing circuit 14, and the output side of the smoothing circuit 14 is connected to the output terminals T13 and T14. With this circuit configuration, the DC voltage input from the input terminals T11 and T12 causes the delay signal W output from the delay circuit 12.
The field effect transistor Q1 is switched by d, and the switching signal W output from the AND circuit 13
Insulated gate bipolar mode transistor Q by s
2 is switched. At this time, when the PWM signal Wp changes from off to on, the field effect transistor Q1 is turned on first, and conversely, when the PWM signal Wp changes from on to off, the gate voltage of the insulated gate bipolar mode transistor Q2 is changed first. And the collector voltage decrease, the field effect transistor Q1 turns off.

【0019】したがって、オン抵抗の低い絶縁ゲートバ
イポーラモードトランジスタQ2を、電界効果トランジ
スタQ1に並列に接続することによって、導通損を低減
させることができる。
Therefore, by connecting the insulated gate bipolar mode transistor Q2 having a low ON resistance in parallel with the field effect transistor Q1, conduction loss can be reduced.

【0020】次に、絶縁ゲートバイポーラモードトラン
ジスタQ2のターンオフ遅延時間と下降時間について説
明する。図2はターンオフ遅延時間と下降時間を示す図
である。この図では、図1に示す絶縁ゲートバイポーラ
モードトランジスタQ2が±5Vのスイッチング信号W
s をゲート電圧VGEとして受けて動作する場合を示す。
Next, the turn-off delay time and fall time of the insulated gate bipolar mode transistor Q2 will be described. FIG. 2 is a diagram showing the turn-off delay time and the fall time. In this figure, the insulated gate bipolar mode transistor Q2 shown in FIG.
The case where s is received as the gate voltage V GE to operate is shown.

【0021】スイッチング信号Ws の変化に従って、時
刻t1にゲート電圧VGEが−5Vからプラス側電圧の1
0%、すなわち+0.5Vに達する。また、このゲート
電圧VGEの立ち上がりを受けて、時刻t2に絶縁ゲート
バイポーラモードトランジスタQ2のコレクタ側からエ
ミッタ側へ流れる電流Ic がこの最大電流値の10%に
達し、時刻t3にこの最大電流値の90%に達する。時
刻t1と時刻t2との時間間隔はターンオン遅延時間t
d(on) であり、時刻t2と時刻t3との時間間隔は上昇
時間tr である。なお、この時コレクタ電圧VCEは、ゲ
ート電圧VGEの立ち上がりを受けて立ち下がる。
According to the change of the switching signal Ws, the gate voltage V GE changes from -5V to the positive side voltage of 1 at the time t1.
It reaches 0%, ie + 0.5V. Further, in response to the rise of the gate voltage V GE , the current Ic flowing from the collector side to the emitter side of the insulated gate bipolar mode transistor Q2 at time t2 reaches 10% of this maximum current value, and at time t3, this maximum current value is reached. 90% of The time interval between time t1 and time t2 is the turn-on delay time t
d (on), and the time interval between time t2 and time t3 is the rising time tr. At this time, the collector voltage V CE falls in response to the rise of the gate voltage V GE .

【0022】また、時刻t4にゲート電圧VGEが+5V
からプラス側電圧の90%、すなわち+4.5Vに達す
る。また、このゲート電圧VGEの立ち下がりを受けて、
時刻t5に絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタQ
2を流れる電流Ic がこの最大電流値の90%に達し、
時間t6にこの最大電流値の10%に達する。この時刻
t4と時刻t5との時間間隔はターンオフ遅延時間td
(off)である。なお、この時コレクタ電圧VCEは、ゲー
ト電圧VGEの立ち下がりを受けて立ち上がる。また、時
刻t5と時刻t6との時間間隔は、下降時間tf であ
る。
At time t4, the gate voltage V GE is + 5V.
Reaches 90% of the positive side voltage, that is, + 4.5V. Also, in response to the fall of the gate voltage V GE ,
Insulated gate bipolar mode transistor Q at time t5
The current Ic flowing through 2 reaches 90% of this maximum current value,
At time t6, 10% of this maximum current value is reached. The time interval between time t4 and time t5 is the turn-off delay time td.
(off). At this time, the collector voltage V CE rises in response to the fall of the gate voltage V GE . The time interval between time t5 and time t6 is the fall time tf.

【0023】次に、本発明のスイッチング電源回路10
の動作についてタイムチャートを用いて説明する。図3
は、図1に示すスイッチング電源回路のタイムチャート
である。このタイムチャートはスイッチング電源回路1
0における時間の経過に従って変化する信号を示し、図
面上部からPWM信号Wp 、遅延信号Wd 、スイッチン
グ信号Ws、電界効果トランジスタQ1を流れる電流Ip
及び絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタQ2を
流れる電流Ic の各信号を示す。
Next, the switching power supply circuit 10 of the present invention.
The operation of is explained using a time chart. Figure 3
3 is a time chart of the switching power supply circuit shown in FIG. This time chart shows the switching power supply circuit 1
0 shows a signal that changes with the passage of time, and the PWM signal Wp, the delay signal Wd, the switching signal Ws, and the current Ip flowing through the field effect transistor Q1 are shown from the top of the drawing.
And the signals of the current Ic flowing through the insulated gate bipolar mode transistor Q2.

【0024】時刻t11でPWM信号Wp が立ち上がる
と、時刻t11から図2に示すターンオフ遅延時間td
(off)と下降時間tf との和で示される時間(以下、単
に「遅延時間td 」という。)だけ遅れて、時刻t12
に遅延信号Wd 、スイッチング信号Ws 及び電流Ip が
立ち上がる。また、電流Ic は絶縁ゲートバイポーラモ
ードトランジスタQ2のスイッチングの遅れのために時
刻t13で立ち上がりを完了する。ここで、電界効果ト
ランジスタQ1及び絶縁ゲートバイポーラモードトラン
ジスタQ2の導通時におけるドレイン・ソース間電圧,
コレクタ・エミッタ間電圧は共に入力直流電源電圧と比
較して十分に小さいものとする。この仮定の下では、電
界効果トランジスタQ1のみが導通しているときの電流
値は、絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタQ2が
導通した後に、電界効果トランジスタQ1と絶縁ゲート
バイポーラモードトランジスタQ2とのオン抵抗の比に
従って双方に分流した各電流値の和にほぼ等しい。
When the PWM signal Wp rises at time t11, the turn-off delay time td shown in FIG. 2 starts at time t11.
(off) and the fall time tf, a time (hereinafter, simply referred to as “delay time td”) represented by the sum of the time t12.
At the same time, the delay signal Wd, the switching signal Ws and the current Ip rise. The current Ic completes its rising at time t13 due to the delay in switching of the insulated gate bipolar mode transistor Q2. Here, the drain-source voltage when the field effect transistor Q1 and the insulated gate bipolar mode transistor Q2 are conducting,
Both the collector-emitter voltage shall be sufficiently smaller than the input DC power supply voltage. Under this assumption, the current value when only the field effect transistor Q1 is conducting is determined by the ratio of the ON resistances of the field effect transistor Q1 and the insulated gate bipolar mode transistor Q2 after the insulated gate bipolar mode transistor Q2 becomes conductive. Is almost equal to the sum of the current values shunted to both sides.

【0025】そして、時刻t14でPWM信号Wp の立
ち下がりとともに、スイッチング信号Ws も立ち下が
る。また、時刻t13から遅延時間td だけ遅れて、時
刻t14に遅延信号Wd が立ち下がる。電流Ip は時刻
t14で一旦最大電流値になった後、スイッチング信号
Wdに従って±0Aになる。電流Ic は時刻t14から
ターンオフ遅延時間td(off)後電流が低下し始め、時刻
t15で±0Aになる。
Then, at the time t14, the switching signal Ws also falls with the fall of the PWM signal Wp. Also, the delay signal Wd falls at time t14 after a delay of time td from time t13. The current Ip once reaches the maximum current value at time t14 and then becomes ± 0 A according to the switching signal Wd. The current Ic starts to decrease after the turn-off delay time td (off) from the time t14 and becomes ± 0 A at the time t15.

【0026】同様に、時刻t11で入力されるPWM信
号Wp と異なるパルス幅が時刻t21で入力されても、
時刻t21から遅延時間td だけ遅れて、時刻t22に
遅延信号Wd 、スイッチング信号Ws 及び電流Ip が立
ち上がる。電流Ic は絶縁ゲートバイポーラモードトラ
ンジスタQ2のスイッチングの遅れのために時刻t23
で立ち上がりを完了する。また、時刻t24でPWM信
号Wp の立ち下がりとともにスイッチング信号Ws も立
ち下がり、時刻t24から遅延時間td だけ遅れて、時
刻t25に遅延信号Wd が立ち下がりを完了する。電流
Ip は時刻t25で一旦最大電流値になった後、スイッ
チング信号Wdに従って±0Aになる。電流Ic は時刻
t24からターンオフ遅延時間td(off)後電流が低下し
始め、時刻t25で±0Aになる。
Similarly, even if a pulse width different from the PWM signal Wp input at time t11 is input at time t21,
After a delay time td from the time t21, the delay signal Wd, the switching signal Ws and the current Ip rise at the time t22. The current Ic is delayed by the switching of the insulated gate bipolar mode transistor Q2 at time t23.
Completes the rise. Further, at the time t24, the switching signal Ws also falls with the fall of the PWM signal Wp, and the delay signal Wd completes the fall at the time t25 with a delay of the delay time td from the time t24. The current Ip once reaches the maximum current value at time t25 and then becomes ± 0 A according to the switching signal Wd. The current Ic starts decreasing after the turn-off delay time td (off) from the time t24 and becomes ± 0 A at the time t25.

【0027】こうして、PWM信号Wp がオフからオン
へ遷移するときは遅延信号Wd を受けた電界効果トラン
ジスタQ1が先にオンし(時刻t12,t22)、その
後絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタQ2がオン
する(時刻t13,t23)。逆に、PWM信号Wp が
オンからオフへ遷移するときはスイッチング信号Wsを
受けた絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタQ2が
先にオフし始め(時刻t14,t24)、その後電界効
果トランジスタQ1とともにオフするため(時刻t1
5,t25)、PWM信号Wp のオン・オフによる遷移
損を低減させることができる。
Thus, when the PWM signal Wp transitions from OFF to ON, the field effect transistor Q1 receiving the delay signal Wd is turned ON first (time t12, t22), and then the insulated gate bipolar mode transistor Q2 is turned ON ( Time t13, t23). On the contrary, when the PWM signal Wp transitions from ON to OFF, the insulated gate bipolar mode transistor Q2 receiving the switching signal Ws starts to turn off first (time t14, t24), and then turns off together with the field effect transistor Q1 ( Time t1
5, t25), the transition loss due to the ON / OFF of the PWM signal Wp can be reduced.

【0028】また、オン抵抗が低い絶縁ゲートバイポー
ラモードトランジスタQ2を、電界効果トランジスタQ
1と並列に接続することによって、導通損を低減させ、
出力電圧の低下を防止することができる。
Further, the insulated gate bipolar mode transistor Q2 having a low ON resistance is replaced by the field effect transistor Q.
By connecting in parallel with 1, reduce conduction loss,
It is possible to prevent the output voltage from decreasing.

【0029】さらに、遅延時間td をターンオフ遅延時
間td(off)と下降時間tf との和で示される時間とする
ことによって、電界効果トランジスタQ1がオンしてい
る間に絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタQ2を
確実にオフ動作させることができる。
Furthermore, by setting the delay time td to the time represented by the sum of the turn-off delay time td (off) and the fall time tf, the insulated gate bipolar mode transistor Q2 is turned on while the field effect transistor Q1 is on. The off operation can be reliably performed.

【0030】以上の説明では、電界効果トランジスタQ
1のスイッチング時間を「0」として遅延時間td をタ
ーンオフ遅延時間td(off)と下降時間tf との和で示さ
れる時間としたが、これに限ることなく使用される電界
効果トランジスタQ1及び絶縁ゲートバイポーラモード
トランジスタQ2の組み合わせに応じて、電界効果トラ
ンジスタQ1がオンしている間に絶縁ゲートバイポーラ
モードトランジスタQ2を確実にオフ動作させることが
できる最適な時間に設定してもよい。
In the above description, the field effect transistor Q
Although the switching time of 1 is "0" and the delay time td is the time shown by the sum of the turn-off delay time td (off) and the falling time tf, the field effect transistor Q1 and the insulated gate used are not limited to this. Depending on the combination of the bipolar mode transistors Q2, the optimum time may be set so that the insulated gate bipolar mode transistor Q2 can be surely turned off while the field effect transistor Q1 is on.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、パルス
幅制御回路から出力されたPWM信号を受けたディレイ
回路が遅延信号を出力し、論理積回路がスイッチング信
号を出力し、電界効果トランジスタが遅延信号を受けて
直流電圧を断続し、電界効果トランジスタに並列に接続
された絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタがスイ
ッチング信号を受けて直流電圧を断続するように構成し
たので、電界効果トランジスタの高速スイッチングによ
り遷移損を低減させることができ、絶縁ゲートバイポー
ラモードトランジスタにより導通損を低減させることが
できる。
As described above, in the present invention, the delay circuit receiving the PWM signal output from the pulse width control circuit outputs the delay signal, the AND circuit outputs the switching signal, and the field effect transistor The insulated gate bipolar mode transistor connected in parallel to the field effect transistor receives the delay signal to interrupt the DC voltage, and receives the switching signal to interrupt the DC voltage. The loss can be reduced, and the conduction loss can be reduced by the insulated gate bipolar mode transistor.

【0032】したがって、遷移損及び導通損の低減によ
って、スイッチング電源回路全体の発熱量も低減できる
ため、放熱器の体積を削減することができる。
Therefore, the heat loss of the entire switching power supply circuit can be reduced by reducing the transition loss and the conduction loss, so that the volume of the radiator can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のスイッチング電源回路を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a switching power supply circuit of the present invention.

【図2】蓄積時間と下降時間を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an accumulation time and a fall time.

【図3】図1に示すスイッチング電源回路のタイムチャ
ートである。
FIG. 3 is a time chart of the switching power supply circuit shown in FIG.

【図4】従来のスイッチング電源回路を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional switching power supply circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 スイッチング電源回路 11 パルス幅制御回路 12 ディレイ回路 13 論理積回路 14 平滑回路 Q1 FET(Field Effect Transistor;電界効果トラ
ンジスタ) Q2 IGBT(Insulated Gate Bipolar mode Transi
stor;絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタ) TR トランス C 平滑コンデンサ Wp PWM(Pulse Width Modulation;パルス幅変
調)信号 Wd 遅延信号 Ws スイッチング信号
10 switching power supply circuit 11 pulse width control circuit 12 delay circuit 13 AND circuit 14 smoothing circuit Q1 FET (Field Effect Transistor) Q2 IGBT (Insulated Gate Bipolar mode Transi)
stor; insulated gate bipolar mode transistor) TR transformer C smoothing capacitor Wp PWM (Pulse Width Modulation) signal Wd delay signal Ws switching signal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電圧をPWM(Pulse Width Modula
tion;パルス幅変調)信号に従って変圧して出力するス
イッチング電源回路において、 PWM信号を出力するパルス幅制御回路と、 前記PWM信号を所定の時間だけ遅延させた遅延信号を
出力するディレイ回路と、 前記PWM信号と前記遅延信号との論理積をとり、スイ
ッチング信号として出力する論理積回路と、 前記遅延信号を受けて直流電圧を断続する電界効果トラ
ンジスタ(FET;Field Effect Transistor)と、 前記電界効果トランジスタと並列に接続され、前記スイ
ッチング信号を受けて前記直流電圧を断続する絶縁ゲー
トバイポーラモードトランジスタ(IGBT;Insulate
d Gate Bipolar mode Transistor)と、 を有することを特徴とするスイッチング電源回路。
1. A DC (Pulse Width Modula)
a pulse width control circuit for outputting a PWM signal, the pulse width control circuit outputting a PWM signal, a delay circuit outputting a delay signal obtained by delaying the PWM signal by a predetermined time, A logical product circuit that obtains a logical product of a PWM signal and the delay signal and outputs it as a switching signal, a field effect transistor (FET) that receives the delay signal and interrupts a DC voltage, and the field effect transistor And an insulated gate bipolar mode transistor (IGBT; Insulate) connected in parallel with the switching signal to interrupt the DC voltage.
d Gate Bipolar mode Transistor) and a switching power supply circuit.
【請求項2】 前記ディレイ回路は、前記所定の時間を
前記絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタのターン
オフ遅延時間と下降時間との和であるように構成したこ
とを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源回路。
2. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein the delay circuit is configured such that the predetermined time is a sum of a turn-off delay time and a fall time of the insulated gate bipolar mode transistor. .
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