JPH06343264A - 同期整流コンバータ - Google Patents
同期整流コンバータInfo
- Publication number
- JPH06343264A JPH06343264A JP14841293A JP14841293A JPH06343264A JP H06343264 A JPH06343264 A JP H06343264A JP 14841293 A JP14841293 A JP 14841293A JP 14841293 A JP14841293 A JP 14841293A JP H06343264 A JPH06343264 A JP H06343264A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】他の直流電源と並列接続して用いた場合、その
他の直流電源からの逆流電流によって同期整流ＦＥＴが
動作されない同期整流コンバータに関する。 【構成】直流入力電圧を半導体スイッチ２により矩形波
パルス電圧に変換してトランス３の１次巻線に印加し、
そのトランス３の２次巻線で取り出された所望の電圧パ
ルスを、同期整流ＦＥＴ４、ダイオード５、チョークコ
イル６、コンデンサ７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
ＦＥＴ４のゲートに、当該同期整流ＦＥＴ４の動作電圧
極性と逆極性の電圧で動作するようその制御端子が前記
トランス３の２次巻線と前記同期整流ＦＥＴ４のドレイ
ンの接続点に接続されて、当該同期整流ＦＥＴ４の動作
を制御する制御素子１２を設けたものである。
他の直流電源からの逆流電流によって同期整流ＦＥＴが
動作されない同期整流コンバータに関する。 【構成】直流入力電圧を半導体スイッチ２により矩形波
パルス電圧に変換してトランス３の１次巻線に印加し、
そのトランス３の２次巻線で取り出された所望の電圧パ
ルスを、同期整流ＦＥＴ４、ダイオード５、チョークコ
イル６、コンデンサ７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
ＦＥＴ４のゲートに、当該同期整流ＦＥＴ４の動作電圧
極性と逆極性の電圧で動作するようその制御端子が前記
トランス３の２次巻線と前記同期整流ＦＥＴ４のドレイ
ンの接続点に接続されて、当該同期整流ＦＥＴ４の動作
を制御する制御素子１２を設けたものである。
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、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、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次巻線に印加
し、そのトランスの２次巻線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
のゲートに、当該同期整流ＦＥＴの動作電圧極性と逆極
性の電圧で動作するようその制御端子が前記トランスの
２次巻線と前記同期整流ＦＥＴのドレインの接続点に接
続されて、当該同期整流ＦＥＴの動作を制御する制御素
子を設け、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制御素子および前記同期整流
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次巻線に印加
し、そのトランスの２次巻線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
のゲートに、当該同期整流ＦＥＴの動作電圧極性と逆極
性の電圧で動作するようその制御端子が前記トランスの
２次巻線と前記同期整流ＦＥＴのドレインの接続点に接
続されて、当該同期整流ＦＥＴの動作を制御する制御素
子を設け、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制御素子および前記同期整流
ＦＥＴが動作されないようにしたものである。
【０００６】
【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のゲ
ートにこの同期整流ＦＥＴ４の動作極性と逆極性で動作
する制御ＦＥＴ１２を接続してある。即ち、同期整流Ｆ
ＥＴ４をｎチャンネルのＦＥＴを用いた場合は、制御Ｆ
ＥＴ１２にはｐチャンネルのＦＥＴを用いることにな
る。そして、同期整流ＦＥＴ４のゲートには制御ＦＥＴ
１２のドレイン端子を接続し、制御ＦＥＴ１２のソース
端子は転流用ダイオード５、チョークコイル６およびト
ランス３の２次巻線との接続点に接続される。また、制
御ＦＥＴ１２のゲート端子はトランス３の２次巻線のも
う一方の端子に接続される。
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のゲ
ートにこの同期整流ＦＥＴ４の動作極性と逆極性で動作
する制御ＦＥＴ１２を接続してある。即ち、同期整流Ｆ
ＥＴ４をｎチャンネルのＦＥＴを用いた場合は、制御Ｆ
ＥＴ１２にはｐチャンネルのＦＥＴを用いることにな
る。そして、同期整流ＦＥＴ４のゲートには制御ＦＥＴ
１２のドレイン端子を接続し、制御ＦＥＴ１２のソース
端子は転流用ダイオード５、チョークコイル６およびト
ランス３の２次巻線との接続点に接続される。また、制
御ＦＥＴ１２のゲート端子はトランス３の２次巻線のも
う一方の端子に接続される。
【０００７】このような接続構成により、トランス３の
２次巻線間に、ｐチャンネルの制御ＦＥＴ１２のゲート
とソースが接続されることになるので、２次巻線に正バ
イアスとなる向きに電圧が発生したときのみ制御ＦＥＴ
１２が動作し、これにより同期整流ＦＥＴ４が導通す
る。即ち、２次巻線に正バイアスの電圧が生じていない
ときには同期整流ＦＥＴ４は導通しない。従って、出力
端子９，１０には外部直流電源１１の電圧が印加して
も、制御ＦＥＴ１２の動作極性の電圧でないため制御Ｆ
ＥＴ１２が動作しないので、同期整流ＦＥＴ４も動作す
ることがない。即ち、本同期整流コンバータが停止状態
や電圧の低下状態になった場合においても、外部直流電
源１１によって同期整流ＦＥＴ４が動作することがな
く、出力端子から逆電流が流れ込むことはない。
２次巻線間に、ｐチャンネルの制御ＦＥＴ１２のゲート
とソースが接続されることになるので、２次巻線に正バ
イアスとなる向きに電圧が発生したときのみ制御ＦＥＴ
１２が動作し、これにより同期整流ＦＥＴ４が導通す
る。即ち、２次巻線に正バイアスの電圧が生じていない
ときには同期整流ＦＥＴ４は導通しない。従って、出力
端子９，１０には外部直流電源１１の電圧が印加して
も、制御ＦＥＴ１２の動作極性の電圧でないため制御Ｆ
ＥＴ１２が動作しないので、同期整流ＦＥＴ４も動作す
ることがない。即ち、本同期整流コンバータが停止状態
や電圧の低下状態になった場合においても、外部直流電
源１１によって同期整流ＦＥＴ４が動作することがな
く、出力端子から逆電流が流れ込むことはない。
【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
ドレインとソース間にダイオード１６と１７を直列に接
続し、その両ダイオードの接続点を制御ＦＥＴ１２のゲ
ートに接続したものである。図１に示した実施例では、
本同期整流コンバータ動作時に制御ＦＥＴ１２のゲート
に印加される電圧は、トランス３の２次巻線に発生する
電圧の正負両極性共に印加するが、この実施例では正極
性の電圧のみが印加するので、ゲートを充放電する電荷
量は大幅に減少される。
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
ドレインとソース間にダイオード１６と１７を直列に接
続し、その両ダイオードの接続点を制御ＦＥＴ１２のゲ
ートに接続したものである。図１に示した実施例では、
本同期整流コンバータ動作時に制御ＦＥＴ１２のゲート
に印加される電圧は、トランス３の２次巻線に発生する
電圧の正負両極性共に印加するが、この実施例では正極
性の電圧のみが印加するので、ゲートを充放電する電荷
量は大幅に減少される。
【０００９】なお、この実施例においても、図１に示し
た実施例と同様に、出力端子９，１０には外部直流電源
１１の電圧が印加しても、制御ＦＥＴ１２の動作極性の
電圧でないため制御ＦＥＴ１２が動作しないので、同期
整流ＦＥＴ４も動作することがない。また、図１および
図２に示した実施例では、トランス３に電圧が発生して
いないときは、同期整流ＦＥＴ４および制御ＦＥＴ１２
のゲート回路のインピーダンスが高くなるので、これを
防止するために抵抗１４、１８およびダイオード１５を
設けてある。また、前記両実施例の同期整流ＦＥＴ４の
動作を制御する制御素子にＦＥＴを用いているが、通常
のトランジスタを用いて制御することも可能である。
た実施例と同様に、出力端子９，１０には外部直流電源
１１の電圧が印加しても、制御ＦＥＴ１２の動作極性の
電圧でないため制御ＦＥＴ１２が動作しないので、同期
整流ＦＥＴ４も動作することがない。また、図１および
図２に示した実施例では、トランス３に電圧が発生して
いないときは、同期整流ＦＥＴ４および制御ＦＥＴ１２
のゲート回路のインピーダンスが高くなるので、これを
防止するために抵抗１４、１８およびダイオード１５を
設けてある。また、前記両実施例の同期整流ＦＥＴ４の
動作を制御する制御素子にＦＥＴを用いているが、通常
のトランジスタを用いて制御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 ５，１３，１５，１６，１７ 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 １２ 制御ＦＥＴ １４，１８ 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
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次巻線に印加
し、そのトランスの２次巻線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
のゲートに、当該同期整流ＦＥＴの動作電圧極性と逆極
性の電圧で動作するようその制御端子が前記トランスの
２次巻線と前記同期整流ＦＥＴのドレインの接続点に接
続されて、当該同期整流ＦＥＴの動作を制御する制御素
子を設けたことを特徴とする同期整流コンバータ。 - 【請求項２】 前記同期整流ＦＥＴのドレインとソース
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制御素子の制御端
子に接続するようにしたことを特徴とする請求項１に記
載の同期整流コンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14841293A JP2963602B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP14841293A JP2963602B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 同期整流コンバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06343264A true JPH06343264A (ja) | 1994-12-13 |
| JP2963602B2 JP2963602B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=15452219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14841293A Expired - Fee Related JP2963602B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 同期整流コンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963602B2 (ja) |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP14841293A patent/JP2963602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2963602B2 (ja) | 1999-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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