JPH09149636A - Switching power device - Google Patents

Switching power device

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JPH09149636A
JPH09149636A JP7301649A JP30164995A JPH09149636A JP H09149636 A JPH09149636 A JP H09149636A JP 7301649 A JP7301649 A JP 7301649A JP 30164995 A JP30164995 A JP 30164995A JP H09149636 A JPH09149636 A JP H09149636A
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JP
Japan
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transformer
mos transistor
period
current
rectifying
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JP7301649A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryozo Yoshino
亮三 吉野
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the loss at the time of rectification and current returning operation by turning a MOS transistor for rectification on and turning an inversion-side MOS transistors off at the time of rectification, and turning both MOS transistors on at the time other than this. SOLUTION: MOS transistors M1 -M4 are enhancement MOS transistors which are turned on by high levels and off by low levels, and constitute a full-bridge inverter. And M1 and M4 , and M2 and M3 form pairs, and the primary winding of a transformer T1 is driven through a capacitor C1 inserted for preventing the polarized magnetism of the transformer T1 . Besides, MOS transistors M5 , M6 being devices for synchronous rectification become on the inversion side, and are so controlled that they may be on in periods other than controlled-to-off periods. And rectifying operation is performed in the on-periods, and a current is supplied to a load RL through a smoothing circuit consisting of an inductance L1 and a capacitor C1 , and a return current is caused to flow after the rectifying operation. As the result, it becomes possible to reduce the loss of a power device.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
装置に係り、特に、センタタップ型の全波整流回路を同
期整流回路により構成したスイッチング電源装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device, and more particularly to a switching power supply device in which a center tap type full-wave rectification circuit is composed of a synchronous rectification circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング電源装置に関する従来技術
として、例えば、「スイッチング・レギュレータ設計ノ
ウハウ」長谷川 彰 著 昭和60年4月10日 QC
出版株式会社初版発行 第28頁 図1−13 (a)
〜(e)に記載されるような種々の回路方式の技術が知
られている。そして、特に、大容量に適した回路方式と
して、ハーフブリッジ、フルブリッジ回路が用いられ、
センタタップ方式の全波整流回路が多用されている。
2. Description of the Related Art As conventional technology related to switching power supply devices, for example, "Switching Regulator Design Know-how" by Akira Hasegawa, April 10, 1985 QC
Publishing Co., Ltd. First edition issue Page 28 Figure 1-13 (a)
Techniques of various circuit systems as described in (e) to (e) are known. And, especially as a circuit system suitable for large capacity, half bridge, full bridge circuit is used,
A center tap type full-wave rectifier circuit is often used.

【0003】センタタップ方式の全波整流回路を持つ電
源装置は、整流素子としてショットキ・ダイオードを採
用することにより、半導体の順方向電圧降下による損失
をできるだけ少くするような努力がはらわれている。そ
して、前記ダイオードは、整流動作のために働くと共
に、整流動作後の出力フィルタのインダクタンスによる
還流電流を流す働きもしている。
In a power supply device having a center tap type full-wave rectifier circuit, efforts are made to minimize the loss due to the forward voltage drop of the semiconductor by using a Schottky diode as the rectifier element. The diode functions not only for the rectifying operation but also for flowing a return current due to the inductance of the output filter after the rectifying operation.

【0004】電源装置の効率の向上を図るためには、電
源装置の全損失の半分を占めるこの整流部の高効率化が
望まれていおり、MOSトランジスタを使用して同期整
流を行う方法も考えられているが、この場合にも、還流
電流を流すためのダイオードが必要になり、このダイオ
ードによる損失が生じて効率の改善を図ることが困難で
ある。
In order to improve the efficiency of the power supply device, it is desired to improve the efficiency of this rectifying portion, which accounts for half of the total loss of the power supply device, and a method of performing synchronous rectification using a MOS transistor is also considered. However, even in this case, a diode for flowing a return current is required, and loss due to this diode occurs, which makes it difficult to improve efficiency.

【0005】また、効率を向上させることのできる電源
装置として、共振電源装置があり、この種の電源装置に
関する従来技術として、例えば、「Product-&-Applicat
ionsHandbook1993-94」 Unitrode Integrated Cincuits
Corpovation 発行 9-201頁等に記載された技術が知ら
れている。この共振型の電源装置は、スイッチング損失
が少なく、スイッチング周波数を上げることにより小形
化が可能であるが、前記文献の例では、その効率が75
%である。
Further, there is a resonance power supply device as a power supply device capable of improving efficiency. As a conventional technique related to this type of power supply device, for example, "Product-&-Applicat.
ionsHandbook 1993-94 ”Unitrode Integrated Cincuits
The technology described on pages 9-201, etc. of Corpovation is known. This resonance type power supply device has a small switching loss and can be downsized by increasing the switching frequency. However, in the example of the above document, the efficiency is 75%.
%.

【0006】スイッチング電源に関する従来技術とし
て、前述の他、「電子技術:スイッチング電源設計ハン
ドブック」 株式会社 日刊工業新聞社発行 1989 Vo
l.31No.3 14〜15頁に記載された各種回路が知られ
ている。
In addition to the above, "Electronic Technology: Switching Power Supply Design Handbook" published by Nikkan Kogyo Shimbun Co., Ltd. 1989 Vo
Various circuits described on pages 14 to 15 of l.31 No. 3 are known.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述したMOSトラン
ジスタを使用して同期整流を行う従来技術は、整流動作
時のみ、MOSトランジスタをオンとし、それ以外のと
きにオフとなるように制御されている。そして、この従
来技術において、整流動作後の還流電流は、MOSトラ
ンジスタに寄生するボディーダイオードを通るか、ある
いは、別に設けた還流電流を流すためのダイオードを通
って流れることになる。
In the prior art in which the synchronous rectification is performed using the MOS transistor described above, the MOS transistor is controlled to be turned on only during the rectifying operation and turned off at other times. . Then, in this conventional technique, the return current after the rectifying operation flows through the body diode parasitic on the MOS transistor, or through a separately provided diode for flowing the return current.

【0008】この結果、この従来技術は、還流電流をボ
ディーダイオードを通して流す場合に、整流用MOSト
ランジスタのオン動作時の損失の7〜8倍の損失が発生
してしまい、この損失を避けるためにオフ期間を非常に
短かくする必要があり、スイッチング電源装置としての
動作範囲が狭くなってしまうという問題点を生じる。ま
た、還流用ダイオードを設けて還流電流をこのダイオー
ドを通して流す場合、整流動作時とほぼ同じ程度の容量
のダイオードが必要となり、コスト的に不利になるとい
う問題点を生じる。さらに、還流電流を流すためにMO
Sトランジスタを設ける方法も有るが、この場合にも、
その大きさ、コスト等の面で不利である。
As a result, according to this prior art, when the return current is passed through the body diode, a loss of 7 to 8 times the loss during the ON operation of the rectifying MOS transistor occurs, and in order to avoid this loss. It is necessary to make the off period extremely short, which causes a problem that the operating range of the switching power supply device becomes narrow. Further, when a freewheeling diode is provided and a freewheeling current is passed through this diode, a diode having substantially the same capacity as in the rectifying operation is required, which causes a disadvantage in cost. Furthermore, in order to flow a return current, MO
There is also a method of providing an S transistor, but in this case as well,
It is disadvantageous in terms of size and cost.

【0009】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、整流時の損失と還流動作中の損失とを低減する
ことのできる整流回路を有し、物量の増加を抑えて小形
化可能なスイッチング電源装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to have a rectifier circuit capable of reducing the loss during rectification and the loss during recirculation operation, suppressing an increase in the amount of material and downsizing. It is to provide a possible switching power supply device.

【0010】具体的には、ショットキ・ダイオード等を
用いる整流回路の場合に比較して、整流時の損失を1/
4〜1/5に低減すると共に、還流時の損失を1/8−
1/10に低減することのできるスイッチング電源装置
を提供することにある。
More specifically, the loss during rectification is 1/100 times that of a rectifier circuit using a Schottky diode or the like.
It is reduced to 4 to 1/5 and the loss at reflux is 1 / 8-
It is to provide a switching power supply device that can be reduced to 1/10.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、整流回路をMOSトランジスタを使用するセンター
タップ型同期整流回路により構成し、整流動作時、整流
を行うMOSトランジスタをオン動作させ、反転側MO
Sトランジスタをオフ動作させ、これ以外の動作期間中
は、両MOSトランジスタをオン動作させるようにする
ことにより達成される。
According to the present invention, the object is to configure a rectifier circuit by a center tap type synchronous rectifier circuit using a MOS transistor, and to turn on a MOS transistor for rectifying during rectifying operation. Inversion side MO
This is achieved by turning off the S transistor and turning on both MOS transistors during the other operation period.

【0012】また、前記目的は、前述に加えて、トラン
スのセンタタップ巻線にさらに巻き上げたゲート駆動巻
線を設け、あるいは、主トランスと同一の1次側電圧を
加えるゲート駆動巻線を有する別トランスを設けると共
に、整流用のMOSトランジスタのゲート−ソース間を
接続するダイオードを設け、前記MOSトランジスタゲ
ート駆動巻線により駆動することにより達成される。
Further, in addition to the above, the object is to provide a further wound gate drive winding on the center tap winding of the transformer, or have a gate drive winding for applying the same primary side voltage as the main transformer. This is achieved by providing a separate transformer, providing a diode for connecting the gate and source of the rectifying MOS transistor, and driving the diode by the MOS transistor gate drive winding.

【0013】さらに、前記目的は、前述のゲート−ソー
ス間を接続するダイオードに代り、第2のMOSトラン
ジスタで構成したスイッチで接続し、一方の整流用のM
OSトランジスタが整流動作期間中に、他方の整流用の
MOSトランジスタに接続される第2のMOSトランジ
スタをオン状態とし、これ以外の動作期間中、オフ状態
とすることにより達成される。
Further, the above-mentioned object is to connect with a switch composed of a second MOS transistor instead of the above-mentioned diode for connecting between the gate and the source, and to connect one of the M for rectification.
This is achieved by turning on the second MOS transistor connected to the other rectifying MOS transistor during the rectifying operation period of the OS transistor and turning it off during the other operating period.

【0014】整流回路として、MOSトランジスタによ
る同期整流回路を使用することにより損失を低減させる
ことができるのは当然のことであり、本発明の最も特徴
的な点は、MOSトランジスタがそのオン時に充分な低
インピーダンスとなるという特性を利用して還流動作時
の損失を低減させる制御にある。
It is natural that the loss can be reduced by using a synchronous rectification circuit using MOS transistors as the rectification circuit, and the most characteristic point of the present invention is that the MOS transistors are sufficiently turned on. The control is to reduce the loss during the reflux operation by utilizing the characteristic that the impedance becomes low.

【0015】一般に、同期整流回路は、トランスの1次
側に設けられるインバータと整流用のMOSトランジス
タとが同期して、オン、オフ動作するものであり、通
常、整流用のMOSトランジスタを整流期間にオンとし
て、還流期間にオフとするように制御されている。この
ような制御を行った場合、還流電流が、MOSトランジ
スタのボディーダイオードを流れることになり損失を発
生する。
Generally, in a synchronous rectifier circuit, an inverter provided on the primary side of a transformer and a rectifying MOS transistor are turned on and off in synchronization with each other. Normally, the rectifying MOS transistor is turned on for a rectifying period. It is controlled to be turned on and turned off during the reflux period. When such control is performed, the return current flows through the body diode of the MOS transistor, causing a loss.

【0016】本発明は、還流期間に整流用のMOSトラ
ンジスタをオンとして、還流電流を整流用のMOSトラ
ンジスタに流して、損失を低減するものである。すなわ
ち、還流電流が流れる径路は、整流動作後のMOSトラ
ンジスタと、反転整流側のMOSトランジスタとである
から、両側のMOSトランジスタを還流動作時オンとす
ることにより、MOSトランジスタのオン時の低インピ
ーダンスの効果により還流電流を流すMOSトランジス
タでの損失を低減することが可能となる。
According to the present invention, the rectifying MOS transistor is turned on during the return period and a return current is passed through the rectifying MOS transistor to reduce loss. That is, the path through which the return current flows is the MOS transistor after the rectification operation and the MOS transistor on the inverting rectification side. Therefore, by turning on the MOS transistors on both sides during the return operation, the low impedance when the MOS transistor is turned on is achieved. By the effect, it is possible to reduce the loss in the MOS transistor that flows the return current.

【0017】整流動作を行うためには、反転側のMOS
トランジスタは、整流動作期間中、オフとされていて、
還流動作に入ったときにオンとなるように制御する必要
がある。このような動作は、同一トランスに巻上げたゲ
ート駆動巻線の出力電圧をレベルシフトして使用するよ
うにすることにより行わせることができる。このため、
本発明は、トランスに設けたゲート巻線と、MOSトラ
ンジスタのゲートとを容量結合し、ダイオードを用いて
レベルシフトを行うこととしている。また、本発明は、
MOSトランジスタのオフ動作を確実にするために、ダ
イオードを他のMOSトランジスタに置き換えることも
できる。
In order to perform the rectifying operation, the MOS on the inversion side is
The transistor is off during the rectifying operation,
It is necessary to control so that it turns on when the recirculation operation is started. Such an operation can be performed by level-shifting and using the output voltage of the gate drive winding wound on the same transformer. For this reason,
According to the present invention, the gate winding provided in the transformer and the gate of the MOS transistor are capacitively coupled, and the level shift is performed using the diode. Also, the present invention
In order to ensure the off operation of the MOS transistor, the diode can be replaced with another MOS transistor.

【0018】同期整流回路は、MOSトランジスタを使
用して構成されるのが一般的である。MOSトランジス
タは、Nチャネル型であれば、ゲートにソース電位より
高いスレッシホールド電圧を越える電圧を加えればオン
となり、逆に電圧を下げればオフとなる。同期整流回路
は、トランスの出力電圧に合せて整流用のMOSトラン
ジスタをオン、オフ制御して整流を行っている。この制
御は、トランスの出力電圧によりMOSトランジスタを
オン、オフさせることによって可能であるが、別にMO
Sトランジスタをオン、オフするための信号を用いるこ
とによっても可能である。そして、還流動作を行うタイ
ミングで整流用のMOSトランジスタをオン、オフさせ
る制御信号を生成して整流用のMOSトランジスタを駆
動することにより還流時の損失の低減を図ることができ
る。
The synchronous rectifier circuit is generally constructed by using MOS transistors. If the MOS transistor is an N-channel type, it turns on when a voltage exceeding the threshold voltage higher than the source potential is applied to the gate, and turns off when the voltage is lowered. The synchronous rectifier circuit performs rectification by controlling on / off of a rectifying MOS transistor according to the output voltage of the transformer. This control is possible by turning on and off the MOS transistor by the output voltage of the transformer.
It is also possible to use a signal for turning on and off the S transistor. Then, by generating a control signal for turning on and off the rectifying MOS transistor at the timing of performing the freewheeling operation and driving the rectifying MOS transistor, it is possible to reduce the loss during the freewheeling.

【0019】本発明は、電源として使用する主トランス
にゲート駆動巻線を設けることにより、特別な駆動回路
を設けることなく、整流用のMOSトランジスタを駆動
することができる。また、本発明は、コンデンサとダイ
オードとの組合せにより、トランスに設けられたゲート
巻線の電圧をレベルシフトして、整流時の整流側MOS
トランジスタのオンと、反転側MOSトランジスタのオ
フと、還流時の両MOSトランジスタのオンを実現して
いる。
According to the present invention, by providing the gate drive winding in the main transformer used as a power supply, the rectifying MOS transistor can be driven without providing a special drive circuit. Further, according to the present invention, the voltage of the gate winding provided in the transformer is level-shifted by the combination of the capacitor and the diode, and the rectification side MOS during rectification
The transistors are turned on, the inverting side MOS transistor is turned off, and both MOS transistors are turned on during the return.

【0020】ゲート電圧がマイナスになったとき、ゲー
ト電圧は、ダイオードによりクランプされて、ゲート−
ソース間電圧がほぼ0Vとなり、MOSトランジスタは
オフとなる。このとき、コンデンサには、ゲート側をプ
ラスとする電荷が蓄積され、ゲート巻線電圧が、0Vに
戻ったときには、ゲート−ソース間は、ゲートにプラス
の電圧が加わり、整流用MOSトランジスタがオンとな
る。もちろん、ゲート巻線がプラスに転じても整流用M
OSトランジスタはオンとなる。また、ゲート駆動用の
トランスを別に設けて、同様な動作を行わせることも可
能であり、この場合、ゲート駆動トランスの1次側に
は、主トランスの駆動電圧と同じものが加えられる。
When the gate voltage becomes negative, the gate voltage is clamped by the diode,
The source-to-source voltage becomes almost 0 V, and the MOS transistor is turned off. At this time, a positive charge on the gate side is accumulated in the capacitor, and when the gate winding voltage returns to 0 V, a positive voltage is applied to the gate between the gate and the source, turning on the rectifying MOS transistor. Becomes Of course, even if the gate winding turns positive, M for rectification
The OS transistor is turned on. It is also possible to separately provide a gate drive transformer and perform the same operation. In this case, the same drive voltage as that of the main transformer is applied to the primary side of the gate drive transformer.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるスイッチング
電源装置の実施形態を図面により詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a switching power supply device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0022】図1は本発明の第1の実施形態によるスイ
ッチング電源装置の構成を示す回路図、図2は図1の動
作を説明する各部の動作波形を示す図である。図1にお
いて、T1はトランス、M1〜M6はMOSトランジス
タ、D1〜D6はMOSトランジスタの寄生素子であるボ
デイーダイオード、L1は平滑用インダクタンス、C1
トランスの偏磁防止用のコンデンサ、C2は平滑用コン
デンサ、C3はスナバコンデンサ、R1はスナバ抵抗、R
Lは負荷である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing operation waveforms of respective parts for explaining the operation of FIG. In FIG. 1, T 1 is a transformer, M 1 to M 6 are MOS transistors, D 1 to D 6 are body diodes which are parasitic elements of MOS transistors, L 1 is a smoothing inductance, and C 1 is a transformer for preventing magnetic bias. Capacitor, C 2 is a smoothing capacitor, C 3 is a snubber capacitor, R 1 is a snubber resistor, R
L is the load.

【0023】図1に示す回路において、MOSトランジ
スタM1〜M4は、高レベルでオンし、低レベルでオフす
るエンハンスメント形のMOSトランジスタであり、フ
ルブリッジのインバータを構成している。これらのトラ
ンジスタM1〜M4は、ゲート駆動信号V1〜V4により制
御されてトランスT1の1次側巻線に、トランスT1の偏
磁防止のためのコンデンサC1を介して、電源電圧+
I、−VI から所要のデューティを持つ電流iTを流
す。この電流によりトランスT1の2次側巻線に流れる
電流は、同期整流用のMOSトランジスタM5、M6によ
り同期整流され、整流された直流電流が、出力平滑フィ
ルタを構成するインダクタンスL1、コンデンサC2を介
して負荷RL に供給される。そして、この電源装置の負
荷RLに供給される出力電圧VOは、電源電圧+VI、−
Iと、トランスT1の1次巻線に流す電流iTのデュー
ティと、トランスT1の巻線比とによって決まる。
In the circuit shown in FIG. 1, MOS transistors M 1 to M 4 are enhancement type MOS transistors which are turned on at a high level and turned off at a low level, and form a full-bridge inverter. These transistors M 1 ~M 4 is controlled by a gate drive signal V 1 ~V 4 to the primary winding of the transformer T 1, via a capacitor C 1 for biased magnetization prevention of the transformer T 1, Power supply voltage +
A current i T having a required duty is supplied from V I and −V I. The current flowing in the secondary winding of the transformer T 1 by this current is synchronously rectified by the MOS transistors M 5 and M 6 for synchronous rectification, and the rectified direct current is the inductance L 1 that constitutes the output smoothing filter. It is supplied to the load R L via the capacitor C 2 . The output voltage V O supplied to the load R L of this power supply device is the power supply voltage + V I , −
And V I, and the duty of the current i T flows to the primary winding of the transformer T 1, determined by a winding ratio of the transformer T 1.

【0024】図2に示す動作波形は、図1に示す各位
置、各信号の波形を示しており、V1〜V6はM1〜M6
ゲート駆動波形である。また、V1〜V6として示す波形
に添えて示すHは高レベルを、Lは低レベルを示し、ト
ランジスタM1〜M6は、高レベルでオンし、低レベルで
オフする。さらに、図2において、t1〜t7は、動作の
状態を表わす期間である。
The operation waveform shown in FIG. 2 shows the waveform of each position and each signal shown in FIG. 1, and V 1 to V 6 are the gate drive waveforms of M 1 to M 6 . Also, H shown along with the waveforms shown as V 1 to V 6 shows a high level, L shows a low level, and the transistors M 1 to M 6 turn on at a high level and turn off at a low level. Further, in FIG. 2, t 1 to t 7 are periods representing the operation state.

【0025】図1に示す回路において、インバータを構
成するMOSトランジスタM1〜M4は、M1とM4、M2
とM3が対になって、トランスT1の偏磁を防止するため
に挿入されるコンデンサC1を介してトランスT1の1次
巻線を駆動する。同期整流用素子であるMOSトランジ
スタM5、M6は、反転側となってオフに制御されている
期間以外の期間についてオン状態となるように制御さ
れ、このオン状態になっている期間に整流動作を行っ
て、インダクタンスL1とコンデンサC2とによる平滑回
路を介して負荷RL に電流を供給すると共に、整流動作
後に還流電流を流す動作を行う。
In the circuit shown in FIG. 1, the MOS transistors M 1 to M 4 forming the inverter are M 1 , M 4 and M 2.
And M 3 is paired to drive the primary winding of the transformer T 1 via the capacitor C 1 to be inserted to prevent the DC magnetic deviation of the transformer T 1. MOS transistors M 5, M 6 is a synchronous rectification element, becomes inverted side is controlled to be turned on for the period other than the period are controlled to be off, commutation period is in this ON state The operation is performed to supply the current to the load RL via the smoothing circuit including the inductance L 1 and the capacitor C 2, and at the same time, the operation of flowing the return current after the rectifying operation is performed.

【0026】次に、図1、図2を参照して、本発明の第
1の実施形態による電源装置の動作を各動作期間毎に説
明する。
Next, the operation of the power supply device according to the first embodiment of the present invention will be described for each operation period with reference to FIGS.

【0027】期間t1は、ゲート駆動電圧V1、V4によ
りインバータを構成するMOSトランジスタM1、M4
オンとなり、トランスT1を駆動し始める期間であり、
トランスT1の2次側の電流が、電流i3からi4に切り
替えられる期間である。この期間t1では、トランスT1
の1次側の電圧v1−v2は確定しているが、トランスT
1の2次側の電圧v3、v4は、変化していない。この
理由は、トランスT1の2次側の電流i3が減少し電流i
4が増加し、結果的に、トランスT1の2次側に短落電流
が流れたように見え、端子電圧として出力されないため
である。トランスT1の2次側の端子電圧は、電流i3
ら電流i4への転流が終了したときに発生し、この時点
が期間t2の開始点となる。
The period t 1 is a period in which the MOS transistors M 1 and M 4 forming the inverter are turned on by the gate drive voltages V 1 and V 4 , and the transformer T 1 is started to be driven.
This is a period in which the current on the secondary side of the transformer T 1 is switched from the current i 3 to i 4 . In this period t 1 , the transformer T 1
Although the voltages v 1 -v 2 on the primary side of
The voltages v3 and v4 on the secondary side of 1 have not changed. The reason is that the current i 3 on the secondary side of the transformer T 1 decreases and the current i 3 decreases.
This is because 4 increases and, as a result, a short-fall current appears to flow on the secondary side of the transformer T 1 and is not output as a terminal voltage. The secondary side terminal voltage of the transformer T 1 occurs when the commutation from the current i 3 to the current i 4 ends, and this time point becomes the starting point of the period t 2 .

【0028】期間t7は、前述した期間t1と全く同一の
動作を行う期間であり、また、期間t4は、反転側整流
期間t5の開始前の期間であり、トランスT1の駆動電流
Tの方向が異なる点、電流i3とi4との関係が逆にな
る点を除いて、期間t1と同一の動作を行っている。
The period t 7 is a period in which the same operation as that of the above-mentioned period t 1 is performed, and the period t 4 is a period before the start of the inversion side rectification period t 5 and drives the transformer T 1 . The same operation as in the period t 1 is performed except that the direction of the current i T is different and the relationship between the currents i 3 and i 4 is reversed.

【0029】期間t2、t5は、整流動作を行う期間であ
り、整流用MOSトランジスタM5、M6を通して、インダ
クタンスL1に電流iLを流し、負荷に電力を供給する。
期間t2では、インバータのMOSトランジスタM1及び
4がオンとなって、電流iTをトランスT1に流す。ト
ランスT1の2次側には電流i4が流れ、整流用のMOS
トランジスタM6を通して電流iLを流す。また、期間t
5では、インバータのMOSトランジスタM2、M3がオ
ンとなって、電流iTとは逆方向の電流をトランスT1
流す。トランスT1の2次側には電流i3が流れ、整流用
のMOSトランジスタM5を通して電流iLを流す。整流
MOSトランジスタM5を通して電流iLを流す動作は、
電流iTが反転しただけで、期間t2の場合と同一であ
る。
The periods t 2 and t 5 are periods during which the rectifying operation is performed, and the current i L is supplied to the inductance L 1 through the rectifying MOS transistors M 5 and M 6 to supply power to the load.
In the period t 2 , the MOS transistors M 1 and M 4 of the inverter are turned on, and the current i T flows through the transformer T 1 . A current i 4 flows on the secondary side of the transformer T 1 and the rectifying MOS
A current i L flows through the transistor M 6 . Also, the period t
In 5 , the MOS transistors M 2 and M 3 of the inverter are turned on, and a current in the direction opposite to the current i T is passed through the transformer T 1 . A current i 3 flows through the secondary side of the transformer T 1, and a current i L flows through the rectifying MOS transistor M 5 . The operation of flowing the current i L through the rectifying MOS transistor M 5 is
It is the same as in the case of the period t 2 except that the current i T is inverted.

【0030】期間t3は、インバータをMOSトランジ
スタM1〜M4が全てオフとされている。従って、この期
間t3ではトランスT1の一次側に電流iTは流れず、ト
ランスT1の2次側の電流も0Aとならなければならな
い。しかし、インダクタンスL1に流れる電流iLは、イ
ンダクタンスに蓄積された磁気エネルギにより流れ続け
ようとするから、トランスT1の2次側に電流が流れな
ければならない。この期間t3では、前述のトランスT1
の1次側と2次側との矛盾を、2次側電流i3とi4との
差が0Aとなるようにバランスさせるように動作して解
消している。この期間t3の間に流れるインダクタンス
1の電流iLをL1の還流電流とと呼び、トランスT1
2次電流i3、i4とインダクタンスL1の電流iLとの関
係は、式(1)に示すように、 iL=i3+i4 ……(1) と表すことができる。
In the period t 3 , all the MOS transistors M 1 to M 4 of the inverter are turned off. Therefore, it does not flow a current i T to the primary side of the transformer T 1 In the period t 3, must become the secondary side of the current transformer T 1 also 0A and. However, the current i L flowing in the inductance L 1 tends to continue flowing due to the magnetic energy stored in the inductance, and therefore the current must flow in the secondary side of the transformer T 1 . During this period t 3 , the above-mentioned transformer T 1
The contradiction between the primary side and the secondary side of the above is eliminated by operating so as to balance so that the difference between the secondary side currents i 3 and i 4 becomes 0A. The current i L of the inductance L 1 flowing between the time t 3 is referred to as a return current of L 1, the relationship between the current i L of the transformer T 1 of the secondary current i 3, i 4 and the inductance L 1 is As shown in the formula (1), it can be expressed as i L = i 3 + i 4 (1).

【0031】この期間t3におけるトランスT1の2次電
流i3、i4は、整流用のMOSトランジスタM5、M6
流れることになる。期間t3でMOSトランジスタM5
6の両MOSトランジスタが、オフとなっていると、
トランスT1の2次電流i3、i4は、MOSトランジス
タM5、M6のボディーダイオードD5、D6を通過するこ
とになる。ボディーダイオードは、MOSトランジスタ
の寄生ダイオードでありシリコンダイオードである。従
って、その順方向の電圧ドロップは、0.7V〜1.0
V程度あり、ショットキダイオードにより整流回路を構
成した場合の約2倍の電力消費が発生する。
The secondary currents i 3 and i 4 of the transformer T 1 during this period t 3 flow through the rectifying MOS transistors M 5 and M 6 . In the period t 3 , the MOS transistor M 5 ,
When both MOS transistors of M 6 are off,
The secondary currents i 3 and i 4 of the transformer T 1 will pass through the body diodes D 5 and D 6 of the MOS transistors M 5 and M 6 . The body diode is a parasitic diode of a MOS transistor and is a silicon diode. Therefore, the voltage drop in the forward direction is 0.7V to 1.0V.
There is about V, and the power consumption is about twice as large as that in the case where the rectifier circuit is composed of Schottky diodes.

【0032】本発明の第1の実施形態では、この期間t
3に、整流用のMOSトランジスタM5、M6のゲート駆
動電圧V5、V6を高レベルに保って、両トランジスタを
オン状態にしている。これにより、還流電流は、オン状
態とされているMOSトランジスタM5、M6を介して流
れることになり、この期間t3の還流動作期間の損失電
力を大幅に低減することができる。一般に、同期整流に
MOSトランジスタを使用する目的は、ショットキダイ
オードよりも電力消費を小さくしたいためである。MO
Sトランジスタの順方向の電圧降下は、ショットキダイ
オードより小さく、通常、ショットキダイオードの1/
4〜1/5の程度である。従って、本発明の第1の実施
形態においては、このt3の還流動作期間に消費する電
力を、整流用のMOSトランジスタM5、M6をオフとし
ている場合の1/8から1/10へと大幅に低減するこ
とができる。
In the first embodiment of the present invention, this period t
In FIG. 3 , the gate drive voltages V 5 and V 6 of the rectifying MOS transistors M 5 and M 6 are kept at a high level to turn on both transistors. As a result, the return current flows through the MOS transistors M 5 and M 6 that are in the ON state, and the power loss during the return operation period of this period t 3 can be significantly reduced. Generally, the purpose of using a MOS transistor for synchronous rectification is to reduce power consumption as compared with a Schottky diode. MO
The forward voltage drop of the S-transistor is smaller than that of the Schottky diode, and is usually 1 /
It is about 4 to 1/5. Therefore, in the first embodiment of the present invention, the power consumed during the return operation period of t 3 is reduced from 1/8 to 1/10 of the case where the rectifying MOS transistors M 5 and M 6 are turned off. And can be greatly reduced.

【0033】期間t6は、反転整流時の還流動作期間で
あり、その動作は基本的に期間t3と同一である。
The period t 6 is a recirculation operation period during inversion rectification, and its operation is basically the same as the period t 3 .

【0034】前述で説明したような高効率の整流動作を
実現するためには、整流用のMOSトランジスタM5
6の駆動条件を最適に設定する必要がある。整流動作
が、確実に行われるためには、前述した期間t2で、整
流用のMOSトランジスタM5のゲート駆動電圧V5を低
レベルとして、MOSトランジスタM5のオフ動作を保
証する必要があり、同様に、反転動作を行っている期間
5の期間で、MOSトランジスタM6のオフ動作を保証
するために、図2に示すV5、V6として示すゲート駆動
タイミングで、整流用のMOSトランジスタM5、M6
駆動する。
In order to realize the highly efficient rectifying operation as described above, the rectifying MOS transistor M 5 ,
It is necessary to optimally set the driving conditions for M 6 . Rectification operation in order to be reliably performed in the period t 2 described above, the gate drive voltage V 5 of the MOS transistor M 5 for rectifying a low level, it is necessary to ensure the off operation of the MOS transistor M 5 Similarly, in order to guarantee the off operation of the MOS transistor M 6 during the period t 5 in which the inversion operation is performed, the rectification MOS is provided at the gate drive timing shown as V 5 and V 6 in FIG. It drives the transistors M 5 and M 6 .

【0035】もし、期間t2、t5で整流用のMOSトラ
ンジスタM5、M6の両方が、同時オンとなれば、トラン
スT1の2次側は短落状態となり、異常電流が流れて破
損に到ることになる。従って、整流用のMOSトランジ
スタM5、M6に対するゲート駆動電圧V5、V6は、イン
バータを構成するMOSトランジスタM1〜M4のゲート
駆動電圧を反転した関係にあるのが望ましく、ゲート駆
動電圧V1、V4を反転させたものをゲート駆動電圧V5
とし、ゲート駆動電圧V2、V3を反転させたものをゲー
ト駆動電圧V6として使用することが最適である。
If both the rectifying MOS transistors M 5 and M 6 are simultaneously turned on in the periods t 2 and t 5 , the secondary side of the transformer T 1 will be in a short-fall state, causing an abnormal current to flow. It will be damaged. Therefore, it is desirable that the gate drive voltages V 5 and V 6 for the rectifying MOS transistors M 5 and M 6 have a relationship in which the gate drive voltages of the MOS transistors M 1 to M 4 forming the inverter are inverted. The gate drive voltage V 5 is obtained by inverting the voltages V 1 and V 4.
Therefore, it is optimum to use the inverted gate drive voltages V 2 and V 3 as the gate drive voltage V 6 .

【0036】前述した本発明の第1の実施形態の動作に
おいて、期間t1、t4、t7は、トランスT1を流れるイ
ンダクタンスL1の還流電流が切り替えられる期間であ
り、整流用のMOSトランジスタM5、M6は、オンでも
オフでもよい期間である。従って、前述したゲート駆動
電圧V1、V4とV6との関係、及び、ゲート駆動電圧
2、V3とV5との関係は、t1,t4,t7の期間では厳
密である必要はない。
In the operation of the first embodiment of the present invention described above, the periods t 1 , t 4 , and t 7 are periods in which the return current of the inductance L 1 flowing through the transformer T 1 is switched, and the rectifying MOS is used. The transistors M 5 and M 6 may be on or off for a period. Therefore, the above-mentioned relationship between the gate drive voltages V 1 , V 4 and V 6 and the relationship between the gate drive voltages V 2 , V 3 and V 5 are strict during the period of t 1 , t 4 and t 7. It doesn't have to be.

【0037】図3は本発明の第2の実施形態によるスイ
ッチング電源装置の構成を示す回路図、図4は図3の動
作を説明する各部の動作波形を示す図である。図3にお
いて、D7、D8はダイオード、C4、C5はコンデンサで
あり、他の符号は図1の場合と同一である。図3に示す
本発明の第2の実施形態は、図1に示した整流用のMO
Sトランジスタに対するゲート駆動電圧V5、V6の具体
的な与え方の一例を示す構成例であり、トランスT1
1次側の回路構成は、図1と同一であるので省略してい
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing operation waveforms of respective parts for explaining the operation of FIG. In FIG. 3, D 7 and D 8 are diodes, C 4 and C 5 are capacitors, and other symbols are the same as those in FIG. The second embodiment of the present invention shown in FIG. 3 is the rectifying MO shown in FIG.
A configuration example of an example of a specific way of giving the gate drive voltage V 5, V 6 for the S transistor, the circuit configuration of the primary side of the transformer T 1 is omitted since it is identical with FIG.

【0038】図3に示す本発明の第2の実施形態におい
て、整流用MOSトランジスタM6が整流動作すると
き、反転側の整流用MOSトランジスタM5がオフとさ
れ、これ以外の期間、MOSトランジスタM5、M6の両
方がオンとなる動作は、図1、図2により説明した本発
明の第1の実施形態の場合と同一である。従って、以下
では、整流用MOSトランジスタM5、M6に対するゲー
ト駆動電圧の生成と与え方を中心に説明する。
In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3, when the rectifying MOS transistor M 6 performs a rectifying operation, the rectifying MOS transistor M 5 on the inversion side is turned off, and the MOS transistor is turned off during the other period. The operation of turning on both M 5 and M 6 is the same as in the case of the first embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 and 2. Therefore, in the following, the generation and application of the gate drive voltage to the rectifying MOS transistors M 5 and M 6 will be mainly described.

【0039】図4に示す期間t2において、MOSトラ
ンジスタM5に対するゲート巻線の電圧v5がマイナスに
なると、コンデンサC4を介してMOSトランジスタM5
のゲート電圧v7はマイナスになる。そして、ダイオー
ドD7が導通すると、コンデンサC4に電荷が蓄積され、
コンデンサC4のトランスT1側がマイナス、MOSトラ
ンジスタM5のゲート側がプラスとなるような電圧が生
じ、MOSトランジスタM5のゲート電圧v7はマイナス
に保持され、期間t2の間、MOSトランジスタM5は、
オフ状態を続ける。一方、この期間t2において、MO
SトランジスタM6に対するゲート巻線の電圧v6は、プ
ラス方向に変化して、MOSトランジスタM6のゲート
電圧v8は、さらにプラス方向に変化し、MOSトラン
ジスタM6はオン状態を継続する。
During the period t 2 shown in FIG. 4, when the voltage v 5 of the gate winding with respect to the MOS transistor M 5 becomes negative, the MOS transistor M 5 passes through the capacitor C 4.
Gate voltage v 7 becomes negative. Then, when the diode D 7 becomes conductive, electric charge is accumulated in the capacitor C 4 ,
A voltage is generated such that the transformer T 1 side of the capacitor C 4 is negative and the gate side of the MOS transistor M 5 is positive, the gate voltage v 7 of the MOS transistor M 5 is held negative, and the MOS transistor M 5 is maintained during the period t 2. 5 is
Keep off. On the other hand, during this period t 2 , MO
S transistor voltage of the gate winding for M 6 v 6 is changed in the positive direction, the gate voltage v 8 of the MOS transistor M 6 is further changed in the positive direction, the MOS transistor M 6 continues the on state.

【0040】期間t3の開始時、前述の状態から、トラ
ンスT1の端子電圧v5が0Vに変化する。これにより、
MOSトランジスタM5のゲート電圧v7はプラスに変化
し、MOSトランジスタM5は、オン状態とされ、期間
3の間、このオン状態を保持する。一方、この期間t3
において、MOSトランジスタM6に対するゲート巻線
の電圧v6は、0Vに変化するが、MOSトランジスタ
6のゲート電圧v8は、マイナスにはならず、MOSト
ランジスタM6はオン状態を継続する。
At the start of the period t 3 , the terminal voltage v 5 of the transformer T 1 changes to 0V from the above state. This allows
Gate voltage v 7 of the MOS transistor M 5 is changed to positive, the MOS transistor M 5 is turned on, during the period t 3, holding the ON state. On the other hand, this period t 3
In, MOS transistor M voltage v 6 gate winding for 6 will vary to 0V, and the gate voltage v 8 of the MOS transistor M 6 is not in the negative, the MOS transistor M 6 continues the on state.

【0041】この次の期間t4の後の期間t5で、トラン
スT1の端子電圧v5はプラスに、また、端子電圧v6
マイナスに変化する。この変化に伴い、MOSトランジ
スタM5のゲート電圧v7はさらにプラスに変化し、MO
SトランジスタM6のゲート電圧v8はマイナスに変化
し、MOSトランジスタM6はオフ状態とされる。この
とき、ダイオードD8を介して、コンデンサC5に電荷が
蓄積される動作は、期間t2において、コンデンサC4
電荷を蓄積した動作と同一である。
In the period t 5 after the next period t 4 , the terminal voltage v 5 of the transformer T 1 changes to positive and the terminal voltage v 6 changes to negative. With this change, the gate voltage v 7 of the MOS transistor M 5 further changes to positive and MO
The gate voltage v 8 of the S transistor M 6 changes to negative, and the MOS transistor M 6 is turned off. At this time, the operation of accumulating charges in the capacitor C 5 via the diode D 8 is the same as the operation of accumulating charges in the capacitor C 4 in the period t 2 .

【0042】期間t6の開始時、前述の状態から、トラ
ンスT1の端子電圧v6が0Vに変化する。これにより、
MOSトランジスタM6のゲート電圧v8はプラスに変化
し、MOSトランジスタM6は、オン状態とされ、期間
6の間、このオン状態を保持する。一方、この期間t6
において、MOSトランジスタM5に対するゲート巻線
の電圧v5は、0Vに変化するが、MOSトランジスタ
5のゲート電圧v7は、マイナスにはならず、MOSト
ランジスタM5はオン状態を継続する。
At the beginning of the period t 6 , the terminal voltage v 6 of the transformer T 1 changes to 0V from the above state. This allows
Gate voltage v 8 of the MOS transistor M 6 is changed to the positive, the MOS transistor M 6 is turned on during the period t 6, holds the ON state. On the other hand, this period t 6
In, MOS transistor gate voltage of the winding relative to M 5 v 5 will vary to 0V, and the gate voltage v 7 of the MOS transistor M 5 is not in the negative, the MOS transistor M 5 continues the on state.

【0043】以降の動作は前述の繰り返しであり、期間
2、t5を除いて、MOSトランジスタM5、M6はオン
とされており、期間t2では、MOSトランジスタM6
オン、M5がオフ、期間t5では、MOSトランジスタM
6がオフ、M5がオンとされる。すなわち、図3に示す本
発明の第2の実施形態による電源装置は、図1、図2に
より説明した本発明の第1の実施形態の場合と同一の動
作を行う。
The subsequent operation is the repetition of the foregoing, with the exception of the period t 2, t 5, MOS transistors M 5, M 6 is turned on, in the period t 2, MOS transistor M 6 is turned on, M 5 is off, and during the period t 5 , the MOS transistor M
6 is off and M 5 is on. That is, the power supply device according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3 performs the same operation as that of the first embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 and 2.

【0044】図5は本発明の第3の実施形態によるスイ
ッチング電源装置の構成を示す回路図、図6は図5の動
作を説明する各部の動作波形を示す図である。図5にお
いて、T2はゲート駆動用のトランスであり、他の符号
は図5の場合と同一である。図5に示す本発明の第3の
実施形態は、図3に示した整流用のMOSトランジスタ
に対するゲート駆動電圧の別の与え方を示す構成例であ
り、トランスT1の1次側の回路構成は、図1と同一で
あるので省略している。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing operation waveforms of respective parts for explaining the operation of FIG. In FIG. 5, T 2 is a gate driving transformer, and other reference numerals are the same as those in FIG. The third embodiment of the present invention shown in FIG. 5 is a configuration example showing another method of applying a gate drive voltage to the rectifying MOS transistor shown in FIG. 3, and a circuit configuration on the primary side of the transformer T 1. Are omitted because they are the same as in FIG.

【0045】図5、図6に示す本発明の第3の実施形態
による電源装置は、ゲート巻線をも持つ別のゲート駆動
用のトランスT2を設け、このトランスT2の1次側に主
トランスT1(ゲート駆動用のトランスとの区別のため
主トランスと呼ぶ)と同一の駆動電圧が印加される。
[0045] Figure 5, the power supply device according to a third embodiment of the present invention shown in FIG. 6, the transformer T 2 of the for a different gate drive also have a gate windings provided on the primary side of the transformer T 2 The same drive voltage as that of the main transformer T 1 (referred to as the main transformer for distinguishing from the gate driving transformer) is applied.

【0046】図4により説明した動作波形と、図6に示
す動作波形とを比較して見ると、期間t1、t4、t7
波形に差があることが判る。すなわち、ゲート電圧
7、v8が、期間t1、t4、t7で、図4の場合には変
化していないのに対して、図6の場合には変化し、整流
用のMOSトランジスタM5、M6が切り替えられてい
る。図4に示すように切り替えられると、電流i3、i4
の転流動作期間である期間t1、t4、t7は、MOSト
ランジスタM5、M6の両方がオン状態で転流が終った期
間t3、t6に続く期間であり、期間t1、t4、t7の初
めで、両MOSトランジスタM5、M6のスイッチが行わ
れる。図3で説明した本発明の第2の実施形態の場合、
このスイッチ動作のタイミングが遅れると、トランスT
1の2次側がショート状態のままとなり、トランスT1
2次側の電圧v3、v4、v5、v6が発生することができ
ず、異常電流が流れ続けて、電源異常となる。
A comparison between the operation waveforms described with reference to FIG. 4 and the operation waveforms shown in FIG. 6 reveals that there are differences in the waveforms during the periods t 1 , t 4 , and t 7 . That is, the gate voltages v 7 and v 8 do not change in the cases of FIG. 4 in the periods t 1 , t 4 and t 7 , whereas they change in the case of FIG. The transistors M 5 and M 6 are switched. When switched as shown in FIG. 4, the currents i 3 , i 4
The periods t 1 , t 4 , and t 7 , which are the commutation operation periods of the above, are the periods following the periods t 3 and t 6 in which both the MOS transistors M 5 and M 6 are in the ON state and the commutation ends, and the period t At the beginning of 1 , t 4 , t 7 , both MOS transistors M 5 , M 6 are switched. In the case of the second embodiment of the invention described in FIG. 3,
If the timing of this switch operation is delayed, the transformer T
The secondary side of 1 remains short-circuited and the transformer T 1 k
The voltages v 3 , v 4 , v 5 , v 6 on the secondary side cannot be generated, and an abnormal current continues to flow, resulting in a power failure.

【0047】従って、図3、図4により説明した実施形
態の場合、ある程度のインピーダンスで、MOSトラン
ジスタM5、M6がオン状態となっていることが望まれ、
異常電流の流れ始めにゲート電圧が発生し、MOSトラ
ンジスタM5、M6がスイッチすることが必要である。
Therefore, in the case of the embodiments described with reference to FIGS. 3 and 4, it is desired that the MOS transistors M 5 and M 6 be in the ON state with a certain impedance.
It is necessary that the gate voltage is generated at the beginning of the flow of the abnormal current and the MOS transistors M 5 and M 6 are switched.

【0048】図5、図6に示した本発明の第3の実施形
態は、前述の点を改善することができるものであり、M
OSトランジスタの転流動作の開始時点でスイッチを完
了させることができるので、図3、図4により説明した
実施形態の場合のような異常動作を生じることはない。
The third embodiment of the present invention shown in FIGS. 5 and 6 is capable of improving the above-mentioned points.
Since the switch can be completed at the start of the commutation operation of the OS transistor, the abnormal operation as in the case of the embodiments described with reference to FIGS. 3 and 4 does not occur.

【0049】図7は本発明の第4の実施形態によるスイ
ッチング電源装置の構成を示す回路図である。図7にお
いて、M9、M10はMOSトランジスタであり、他の符
号は図3の場合と同一である。なお、この回路の動作波
形は、図4示すものと全く同一となる。
FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the switching power supply device according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 7, M 9 and M 10 are MOS transistors, and other symbols are the same as those in FIG. The operation waveform of this circuit is exactly the same as that shown in FIG.

【0050】図7に示す本発明の第4の実施形態は、図
3により説明した第2の実施形態におけるダイオードD
7、D8に並列に第2のMOSトランジスタM9、M10
設けたもので、MOSトランジスタM5、M6のオフ動作
をより確実なものとすることができる。
A fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 7 is a diode D in the second embodiment described with reference to FIG.
Since the second MOS transistors M 9 and M 10 are provided in parallel with 7 and D 8 , the off operation of the MOS transistors M 5 and M 6 can be made more reliable.

【0051】図3により説明した回路において、ゲート
駆動巻線の電圧v5がマイナスに変化したとき、この電
圧にオーバーシュートがあると、コンデンサc4に必要
以上に大きな電圧がチャージされてしまいMOSトラン
ジスタM5がオフ状態を維持できない場合がある。
In the circuit described with reference to FIG. 3, when the voltage v 5 of the gate drive winding changes to a negative value, if there is an overshoot in this voltage, the capacitor c4 will be charged with an unnecessarily large voltage, and the MOS transistor will be charged. In some cases, M 5 cannot maintain the off state.

【0052】本発明の第4の実施形態によるスイッチン
グ電源装置は、このMOSトランジスタM5がオフすべ
きとき、第2のMOSトランジスタM9がオンとなるた
め、電圧v5に大きなオーバーシュートが存在するよう
な場合にも、安定な動作を保証することができる。
In the switching power supply device according to the fourth embodiment of the present invention, when the MOS transistor M 5 should be turned off, the second MOS transistor M 9 is turned on, so that there is a large overshoot in the voltage v 5. Even in such a case, stable operation can be guaranteed.

【0053】なお、前述した本発明の第4の実施形態に
おいて、ダイオードD7、D8は、MOSトランジスタM
9、M10のボディーダイオードで兼用することができ
る。
In the fourth embodiment of the present invention described above, the diodes D 7 and D 8 are the same as the MOS transistor M.
The body diode of 9 and M 10 can be used in common.

【0054】また、前述した本発明の第4の実施形態
は、図5により説明した本発明の第3の実施形態に対し
ても適用することができ、同様な効果を得ることができ
る。
The above-described fourth embodiment of the present invention can also be applied to the third embodiment of the present invention described with reference to FIG. 5, and similar effects can be obtained.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
ンタタップ方式の全波整流回路による同期整流を行うに
当り、出力フィルタのインダクタンスの還流電流が流れ
る期間に、整流用のMOSトランジスタの両アームをオ
ン状態とすることにより、電源装置の大幅な損失低減を
図ることができる。また、本発明によれば、還流用のシ
ョットキダイオード、MOSトランジスタを新らたに設
ける場合に比較して、大幅な小形化と、低コスト化とを
達成することができる。
As described above, according to the present invention, in performing the synchronous rectification by the center tap type full-wave rectifier circuit, the rectifying MOS transistor of the rectifying MOS transistor is operated during the period when the reflux current of the inductance of the output filter flows. By turning on both arms, it is possible to significantly reduce the loss of the power supply device. Further, according to the present invention, as compared with the case where a Schottky diode for freewheeling and a MOS transistor are newly provided, it is possible to significantly reduce the size and reduce the cost.

【0056】さらに、本発明によれば、特別なゲート駆
動回路の代わりにトランスに設けたゲート巻線により、
簡単な回路で整流用のMOSトランジスタを駆動するこ
とができ、また、ゲート駆動用に別のトランスを設ける
ことにより、整流用のMOSトランジスタのオフ動作を
確実に行わせることができる。
Furthermore, according to the present invention, by the gate winding provided in the transformer instead of the special gate driving circuit,
The rectifying MOS transistor can be driven by a simple circuit, and by providing another transformer for driving the gate, the rectifying MOS transistor can be surely turned off.

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

【図1】本発明の第1の実施形態によるスイッチング電
源装置の構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作を説明する各部の動作波形を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing operation waveforms of respective parts for explaining the operation of FIG.

【図3】本発明の第2の実施形態によるスイッチング電
源装置の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3の動作を説明する各部の動作波形を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing operation waveforms of respective parts for explaining the operation of FIG.

【図5】本発明の第3の実施形態によるスイッチング電
源装置の構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図5の動作を説明する各部の動作波形を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing operation waveforms of respective parts for explaining the operation of FIG.

【図7】本発明の第4の実施形態によるスイッチング電
源装置の構成を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply device according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜M6、M9、M10 MOSトランジスタ T1、T2 トランス D1〜D6 MOSトランジスタのボディーダイオード D7、D8 ダイオード C4、C5 コンデンサ C1 偏磁防止コンデンサ R1 スナバ抵抗 C3 スナバコンデンサ L1 平滑用インダクタンス C2 平滑用コンデンサ RL 負荷 M 1 ~M 6, M 9, M 10 MOS transistors T 1, T 2 trans D 1 to D 6 body diode D 7 of the MOS transistors, D 8 diodes C 4, C 5 capacitor C 1 magnetic deviation prevention capacitor R 1 snubber Resistance C 3 Snubber capacitor L 1 Smoothing inductance C 2 Smoothing capacitor RL Load

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トランスの1次側に設けられるインバー
タと、トランスの2次側に設けられるセンタータップ型
全波同期整流回路を有するスイッチング電源装置におい
て、前記整流回路を2つのスイッチ素子により構成し、
整流動作時、整流を行うスイッチ素子をオン動作させ、
反転側のスイッチ素子をオフ動作させ、これ以外の動作
期間中は、両スイッチ素子をオン動作させることを特徴
とするスイッチング電源装置。
1. A switching power supply device having an inverter provided on the primary side of a transformer and a center tap type full-wave synchronous rectification circuit provided on the secondary side of the transformer, wherein the rectification circuit is composed of two switch elements. ,
At the time of rectifying operation, turn on the switch element that performs rectification,
A switching power supply device characterized in that a switching element on the inverting side is turned off, and both switching elements are turned on during other operation periods.
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