JPH07245946A - 半導体スイッチ回路 - Google Patents

半導体スイッチ回路

Info

Publication number
JPH07245946A
JPH07245946A JP6036686A JP3668694A JPH07245946A JP H07245946 A JPH07245946 A JP H07245946A JP 6036686 A JP6036686 A JP 6036686A JP 3668694 A JP3668694 A JP 3668694A JP H07245946 A JPH07245946 A JP H07245946A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor switch
circuit
output
transistor
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6036686A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3263751B2 (ja
Inventor
Yoichi Okada
洋一 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP03668694A priority Critical patent/JP3263751B2/ja
Publication of JPH07245946A publication Critical patent/JPH07245946A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3263751B2 publication Critical patent/JP3263751B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で、スイッチング電源の出力の待
機状態を効率的に制御する。 【構成】 半導体スイッチ素子ON/OFF回路32に
より半導体スイッチ31が待機状態にあるとき、素子の
浮遊容量・回路のインダクタンス成分によって発生する
振動電圧が最大入力電圧電位を越えたところで、そのエ
ネルギは、クランプダイオード41→第1ダンパーダイ
オード12→入力電圧源1というループで入力電圧源1
に回生され、その結果、出力遮断素子である半導体スイ
ッチ31の遮断状態においても、回路全体の浮遊容量・
インダクタンス成分の影響を受けることがなく、半導体
スイッチ31の両端電圧は、図1(b)に示すように、
入力電圧の尖頭値とする短形波電圧そのものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の出力トランスを
有するスイッチング電源の少なくとも1つの出力トラン
スの主電流ループに挿入され、主電流ループを開閉制御
して、少なくとも1つの出力トランスの出力を遮断する
半導体スイッチを備えた半導体スイッチ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、複数の直流電圧を供給できる
直流電圧源として、複数の出力トランスを備えたスイッ
チング電源が種々開発されている。図2(a)は、従来
の2石電流共振コンバータを用いたスイッチング電源の
要部の構成を示している。このスイッチング電源は、図
2(a)に示すように、入力電圧源1を交互に切り換え
る主スイッチである第1トランジスタ2と第2トランジ
スタ3とを備え、第1トランジスタ2と第2トランジス
タ3は、コンバータ駆動回路10により180°位相が
ずれた駆動パルスP1,P2により駆動され、交互にス
イッチング動作を行うようになっている。
【0003】主トランス5では、このスイッチング動作
により、共振コンデンサ4及び主トランス5のインダク
タンスからなる共振系により主トランス5の1次側に短
形波パルスが発生し、この短形波パルスによる主トラン
ス5の2次側出力を整流回路9aで整流平滑すること
で、所望の電圧を得るようになっており、主トランス5
からは常時所望の電圧が供給されている。尚、符号11
は、第1ダンパーダイオードで、符号12は、第2ダン
パーダイオードである。
【0004】一方、主トランス6では、電磁リレースイ
ッチ7が導通状態では、スイッチング動作により共振コ
ンデンサ8及び主トランス6のインダクタンスからなる
共振系により主トランス6の1次側に短形波パルスが発
生して主トランス5と同様な動作を行い、整流回路9b
で整流平滑することで所望の電圧を得るようになってい
るが、電磁リレースイッチ7が非導通状態では、共振系
が動作しない(電流が流れない)ので、主トランス6の
2次側には出力が発生しない。すなわち、主トランス6
では、電子リレースイッチ7により出力の待機状態を実
現するようになっている。
【0005】より詳細に説明すると、主トランス5にお
いてスイッチング動作により、入力電圧源1から流れる
電流の向きはとしては、駆動パルスP1,P2により、 (1)最初に第1トランジスタ2が導通し、かつ第2ト
ランジスタ3が非導通の期間は、入力電圧源1→第1ト
ランジスタ2→共振コンデンサ4→主トランス5の1次
巻線→入力電圧源1の順に流れる。 (2)次に、第1トランジスタ2及び第2トランジスタ
3が非導通の期間は、主トランス5に蓄えられたエネル
ギが共振コンデンサ4への充電を完結させる向きへ、す
なわち、主トランス5→第2ダンパーダイオード11→
共振コンデンサ4→主トランス5というループで流れ
る。 (3)続く、第2トランジスタ3が導通し、かつ第1ト
ランジスタ2が非導通の期間は、共振コンデンサ4に蓄
積された電荷の放電がなされ、共振コンデンサ4→主ト
ランス5→第2トランジスタ3→共振コンデンサ4とい
うループで流れる。 (4)そして、この放電は、再度の第1トランジスタ2
及び第2トランジスタ3が非導通の期間に完結する。す
なわち、この期間は、共振コンデンサ4→主トランス5
→第1ダンパーダイオード12→入力電圧源1→共振コ
ンデンサ4というループで完結する。
【0006】このようなスイッチング動作の繰り返しに
おいて、第1トランジスタ2と第2トランジスタ3の接
続点(図中A点電位)、つまり第1トランジスタ2のソ
ースまたはエミッタ及び第2トランジスタ3のドレイン
またはコレクタには、入力電圧を最大値とするとき、図
2(b)に示すような比率1:1の短形波パルスが発生
する。この短形波パルスを、主トランス5のインダクタ
ンス及び共振コンデンサ4からなる共振系に加え、主ト
ランス5の出力パルスを整流回路9aで整流平滑して所
望の出力電圧を得ている。
【0007】主トランス6では、動作開始時には、入力
電圧源1から電圧が印加されるとコンバータ動作が開始
されるが、電磁リレースイッチ7が非導通となっている
ため、待機状態に入る。すなわち、電磁リレースイッチ
7は、ON信号S(ON)により制御素子14が動作する
まで開放状態を保つ。その後、ON信号S(ON)がアク
ティブとなるのを受けて制御素子14が動作し、電磁リ
レースイッチ7が導通して主トランス5と同様に動作
し、それまで電磁リレースイッチ7によって切り離され
ていた主トランス6が励磁される。その後の動作は、主
トランス5と同じであるので、説明は省略する。
【0008】理想的状態(回路の浮遊容量・インダクタ
ンス成分を無視した状態)においては、主トランス6の
励磁電流ループに挿入された電磁リレースイッチ7の両
端には、入力電圧をピークとした図2(b)に示した短
形波電圧がかかる。主トランス6では、ON信号S(O
N)により待機状態時には電磁リレースイッチ7を開放
することで不要出力を遮断するようになっている。
【0009】このような電磁リレースイッチ7を用いる
ことで、それまでの待機状態の動作を実現するに装置と
して用いられていた、例えば図3に示すような商用AC
トランス21を介して主コンバータ遮断リレー22の導
通を制御して待機状態を実現するスイッチング電源や、
図4に示すような待機状態用のコンバータ回路23を備
えた複数のコンバータ回路を搭載したスイッチング電源
等と異なり、安価でかつ軽量にスイッチング電源を構成
することができた。
【0010】しかし、図2(a)のような電磁リレース
イッチ7を用いたスイッチング電源では、第1トランジ
スタ2、第2トランジスタ3及び共振コンデンサ等から
なるコンバータ回路は常に動作状態であるので、ON/
OFFのタイミングが制御できず、電磁リレースイッチ
7の導通の瞬間に、主トランス6の2次側の整流回路9
bの平滑コンデンサが急激に充電され、インピーダンス
の低下が生じ、1次側の主電流の伸びが大きくなるの
で、電磁リレースイッチ7の導通の瞬間の第1トランジ
スタ2、第2トランジスタ3への過電流を抑制するため
の過電流抑制回路が必要となり、回路が複雑になるとい
った問題があった。
【0011】そこで、出力のON/OFF制御を行うス
イッチ素子として、ゼロクロス可能な低導通抵抗成分を
有する、低駆動電力型半導体を用いることが理想的とな
る。図5(a)に、電磁リレースイッチ7のの代わりに
半導体スイッチ31を用いたスイッチング電源の構成を
示す。このスイッチング電源では、ON信号S(ON)に
よる制御素子14の出力によりフォトカプラ33を介し
て半導体スイッチ素子ON/OFF回路32が半導体ス
イッチ31の導通を制御するようになっている。その他
の動作は基本的に図2(a)と同じであるので説明は省
略する。尚、半導体スイッチ31としては、一般的に
は、バイポーラトランジスタ、MOS−FET、IGB
T等が用いられる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5
(a)に示すような単なる半導体スイッチ31だけを用
いる場合、素子の寄生容量・回路のインダクタンス成分
によって、OFF時には半導体スイッチ31の両端に
は、図5(b)に示すような大きな電圧振動が現れ、そ
のために半導体スイッチ31は高耐圧素子である必要が
あるとともに、OFF時、すなわち待機状態において
は、この電圧振動がノイズ源となるといった問題があ
る。
【0013】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成で、スイッチング電源の出力の待機
状態を効率的に制御することのできる半導体スイッチ回
路を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体スイッチ
回路は、複数の出力トランスとしての主トランス5、6
を有するスイッチング電源の少なくとも主トランス6の
主電流ループに挿入され、主電流ループを開閉制御して
主トランス6の出力を遮断する半導体スイッチ31を備
えた半導体スイッチ回路であって、半導体スイッチ31
に印加される電圧をクランプするクランプ手段としての
クランプダイオード41を備えて構成される。
【0015】
【作用】本発明の半導体スイッチ回路では、クランプダ
イオード41で半導体スイッチ31に印加される電圧を
クランプすることで、簡単な構成で、スイッチング電源
の出力の待機状態を効率的に制御することを可能とす
る。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。本実施例の半導体スイッチ回路を備えた
スイッチング電源の構成は、図5(a)に示したスイッ
チング電源とほとんど同じ構成であるので、異なる構成
のみ説明し、同一構成には同じ符号を付け、説明は省略
する。
【0017】図1に示すように、本実施例の半導体スイ
ッチ回路は、半導体スイッチ31と、アノードを半導体
スイッチ31のコレクタに接続しカソードを第1トラン
ジスタ2と第2トランジスタ3の接続点、つまり第1ト
ランジスタ2のソースまたはエミッタ及び第2トランジ
スタ3のドレインまたはコレクタに接続したクランプダ
イオード41とから構成される。その他のスイッチング
電源の構成は図5(a)に示したスイッチング電源と同
じである。
【0018】このように構成された本実施例の作用につ
いて説明する。半導体スイッチ素子ON/OFF回路3
2により半導体スイッチ31が待機状態(OFF状態)
にあるとき、素子の浮遊容量・回路のインダクタンス成
分によって発生する振動電圧が、図中B点電位、つまり
最大入力電圧電位を越えたところで、そのエネルギは、
クランプダイオード41→第1ダンパーダイオード12
→入力電圧源1というループで入力電圧源1に回生さ
れ、その結果、出力遮断素子である半導体スイッチ31
の遮断状態においても、回路全体の浮遊容量・インダク
タンス成分の影響を受けることがなく、半導体スイッチ
31の両端電圧は、図1(b)に示すように、入力電圧
の尖頭値とする短形波電圧そのものとなり、理想状態に
近づいた特性を有することとなる。その他の作用は、図
2及び図5で説明した作用と同じであるので説明は省略
する。
【0019】このように、本実施例の半導体スイッチ回
路は、待機状態時にクランプダイオード41により振動
電圧のエネルギを入力電圧源に回生させているので、半
導体スイッチ31にかかる電圧を入力電圧にクランプす
ることとなり、安価で高性能な半導体、例えば低飽和電
圧のバイポーラトランジスタ、駆動が容易なMOS−F
ETあるいはIGBT等の半導体スイッチ素子を使用す
ることができる。また、低耐圧素子が使用できるという
ことは、つまり導通時のエネルギ損失を低減させること
ができ、回路全体の効率を高めることができる。さら
に、振動電圧、すなわち高周波振動成分を抑制している
ので、ノイズ対策を不要にすることができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体スイ
ッチ回路によれば、クランプ手段で半導体スイッチに印
加される電圧をクランプするので、簡単な構成で、スイ
ッチング電源の出力の待機状態を効率的に制御すること
ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体スイッチ回路の一実施例を備え
たスイッチング電源の構成を示す構成図である。
【図2】従来例に係る電磁リレースイッチを備えたスイ
ッチング電源の構成を示す構成図である。
【図3】従来例に係る商用ACトランスを介して主コン
バータ遮断リレーの導通を制御して待機状態を実現する
スイッチング電源の構成を示す構成図である。
【図4】従来例に係る待機状態用のコンバータ回路を備
えた複数のコンバータ回路を搭載したスイッチング電源
の構成を示す構成図である。
【図5】従来例に係る半導体スイッチを備えたスイッチ
ング電源の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
1 入力電圧源 2 第1トランジスタ 3 第2トランジスタ 4,8 共振コンデンサ 5,6 主トランス 9a,9b 整流回路 10 コンバータ駆動回路 14 制御素子 31 半導体スイッチ 32 半導体スイッチ素子ON/OFF回路 33 フォトカプラ 41 クランプダイオード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の出力トランスを有するスイッチン
    グ電源の少なくとも1つの前記出力トランスの主電流ル
    ープに挿入され、前記主電流ループを開閉制御して前記
    少なくとも1つの出力トランスの出力を遮断する半導体
    スイッチを備えた半導体スイッチ回路であって、 前記半導体スイッチに印加される電圧をクランプするク
    ランプ手段を備えたことを特徴とする半導体スイッチ回
    路。
  2. 【請求項2】 前記クランプ手段は、クランプダイオー
    ドであることを特徴とする請求項1に記載の半導体スイ
    ッチ回路。
JP03668694A 1994-03-08 1994-03-08 スイッチング電源 Expired - Fee Related JP3263751B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03668694A JP3263751B2 (ja) 1994-03-08 1994-03-08 スイッチング電源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03668694A JP3263751B2 (ja) 1994-03-08 1994-03-08 スイッチング電源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07245946A true JPH07245946A (ja) 1995-09-19
JP3263751B2 JP3263751B2 (ja) 2002-03-11

Family

ID=12476723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03668694A Expired - Fee Related JP3263751B2 (ja) 1994-03-08 1994-03-08 スイッチング電源

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3263751B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6703921B1 (en) 1999-04-07 2004-03-09 Stmicroelectronics S.A. Operation in very close coupling of an electromagnetic transponder system
US6784785B1 (en) 1999-04-07 2004-08-31 Stmicroelectronics S.A. Duplex transmission in an electromagnetic transponder system
US6879246B2 (en) 2000-05-12 2005-04-12 Stmicroelectronics S.A. Evaluation of the number of electromagnetic transponders in the field of a reader
US7023391B2 (en) 2000-05-17 2006-04-04 Stmicroelectronics S.A. Electromagnetic field generation antenna for a transponder
US7046146B2 (en) 2000-05-17 2006-05-16 Stmicroelectronics S.A. Electromagnetic field generation device for a transponder
US7263330B2 (en) 2000-05-12 2007-08-28 Stmicroelectronics S.A. Validation of the presence of an electromagnetic transponder in the field of a phase demodulation reader

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6703921B1 (en) 1999-04-07 2004-03-09 Stmicroelectronics S.A. Operation in very close coupling of an electromagnetic transponder system
US6784785B1 (en) 1999-04-07 2004-08-31 Stmicroelectronics S.A. Duplex transmission in an electromagnetic transponder system
US6879246B2 (en) 2000-05-12 2005-04-12 Stmicroelectronics S.A. Evaluation of the number of electromagnetic transponders in the field of a reader
US7263330B2 (en) 2000-05-12 2007-08-28 Stmicroelectronics S.A. Validation of the presence of an electromagnetic transponder in the field of a phase demodulation reader
US7023391B2 (en) 2000-05-17 2006-04-04 Stmicroelectronics S.A. Electromagnetic field generation antenna for a transponder
US7046146B2 (en) 2000-05-17 2006-05-16 Stmicroelectronics S.A. Electromagnetic field generation device for a transponder

Also Published As

Publication number Publication date
JP3263751B2 (ja) 2002-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5303138A (en) Low loss synchronous rectifier for application to clamped-mode power converters
KR100852550B1 (ko) 자기-구동 동기식 정류를 위한 방법 및 회로
US6256214B1 (en) General self-driven synchronous rectification scheme for synchronous rectifiers having a floating gate
US6373727B1 (en) Synchronous rectification in a flyback converter
US6341076B1 (en) Loss reduction circuit for switching power converters
KR20010110658A (ko) 동기 정류를 위한 클램핑 회로 및 방법
WO1998004028A1 (en) Single ended forward dc-to-dc converter providing enhanced resetting for synchronous rectification
JPH01276819A (ja) 全ブリッジ・電力変換回路
JPH04368464A (ja) 直流電源装置
JP3263751B2 (ja) スイッチング電源
JPH0591736A (ja) 電源回路
JP3515675B2 (ja) 同期整流回路
US6650558B1 (en) Asymmetrical drive circuit for full-wave bridge
JP3124921B2 (ja) Dc−dcコンバータ
JP3493273B2 (ja) 三相整流器の力率改善回路
CN211456992U (zh) 一种有源钳位吸收电路
JPH10136646A (ja) 同期整流器
JP2001037214A (ja) 電源回路
JPH11187663A (ja) スイッチング電源
JP4845285B2 (ja) Mosfet駆動回路
JP3400425B2 (ja) チョッパ型スイッチング電源装置
JP2002199726A (ja) スイッチング電源装置
JPH10234180A (ja) フライバック形dc−dcコンバータ
JP2858412B2 (ja) トランス接続型dc−dcコンバータ
JPH09271167A (ja) 同期整流回路

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20011114

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees