JPH09271167A - Synchronous rectifier circuit - Google Patents

Synchronous rectifier circuit

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JPH09271167A
JPH09271167A JP8075778A JP7577896A JPH09271167A JP H09271167 A JPH09271167 A JP H09271167A JP 8075778 A JP8075778 A JP 8075778A JP 7577896 A JP7577896 A JP 7577896A JP H09271167 A JPH09271167 A JP H09271167A
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JP
Japan
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main switch
winding
main
main transformer
voltage
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JP8075778A
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Japanese (ja)
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Katsuhiko Nishimura
勝彦 西村
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Fujitsu Telecom Networks Ltd
Original Assignee
Fujitsu Telecom Networks Ltd
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    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce rectification loss in a rectifier part, and realize the zero voltage switching of the main switch, in a self-excited ringing choke converter. SOLUTION: In a self-excited ringing choke converter, the secondary winding N2 of a main transformer T1 is connected with a filter capacitor C1 and a load R0 , via a synchronous rectifier Q2 constituted of an MOSFET. The synchronous rectifier Q2 is so connect that it is driven by the generated voltage of a fitting winding NG formed on the secondary side of the main transformer T1 . Zero voltage switching at the time of turn-on of the main switch Q1 is attained, on the basis is the inverse direction current of the main switch Q1 which is generated by inverses excitation of the main transformer T1 from changed voltage of the filter capacitor C1 in the delay time of driving at the time of OFF of the synchronous rectifier Q2 caused by the driving winding NG.

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、自励式リンギング
チョークコンバータに関し、特に整流部に同期整流素子
を使用し、二次側の駆動巻線出力によってこの整流素子
を制御するようにした、同期整流回路に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-excited ringing choke converter, and more particularly to a synchronous rectification device which uses a synchronous rectification element in a rectification section and controls the rectification element by the output of a drive winding on the secondary side. It is about circuits.

【0002】自励式のリンギングチョークコンバータ
は、外部からスイッチングの制御を行うことなく、主ト
ランスに設けられたベース巻線出力によって、主スイッ
チを制御することによって、自励発振しながら電圧変換
動作を行うものである。
A self-exciting ringing choke converter controls a main switch by an output of a base winding provided in a main transformer without externally controlling switching, thereby performing voltage conversion operation while self-oscillating. It is something to do.

【0003】このような自励式リンギングチョークコン
バータにおいては、効率向上のため、整流損失を低減す
るとともに、主スイッチのターンオン時の零電圧スイッ
チングを実現できることが要求されている。
In such a self-excited ringing choke converter, in order to improve efficiency, it is required to reduce rectification loss and realize zero voltage switching when the main switch is turned on.

【0004】[0004]

【従来の技術】図5は、従来回路の構成を示したもので
あって、図中、T1 は主トランスを示し、N1 は一次巻
線、N2 は二次巻線、NB はベース巻線である。Q1
MOSFETからなる主スイッチ、D1 はショットキー
バリアダイオードからなる整流素子、C1 は平滑コンデ
ンサ、R0 は負荷、Einは入力電源を示している。SO
SCは、自励発振部であって、自励式リンギングチョー
クコンバータにおいて、自励発振動作を行わせるために
必要な機能を有している。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a configuration of a conventional circuit, in which T 1 is a main transformer, N 1 is a primary winding, N 2 is a secondary winding, and N B is It is a base winding. Q 1 is a main switch composed of a MOSFET, D 1 is a rectifying element composed of a Schottky barrier diode, C 1 is a smoothing capacitor, R 0 is a load, and E in is an input power supply. SO
The SC is a self-excited oscillating unit, and has a function necessary for the self-excited oscillating operation in the self-excited ringing choke converter.

【0005】主スイッチQ1 のオン時、入力電源Ein
ら主トランスT1 の一次巻線N1 に一次電流IQ1が流れ
て、主トランスT1 にエネルギーが蓄えられる。主スイ
ッチQ1 のオフ時、主トランスT1 に蓄えられたエネル
ギーによって二次巻線N2 に発生した電圧VT1 2 を整流
素子D1 によって整流し、平滑コンデンサC1 によって
平滑して、負荷R0 に直流電圧V0 を発生する。
[0005] During the on main switch Q 1, the input power supply E in to the primary winding N 1 of the main transformer T 1 is the primary current I Q1 flows, energy is stored in the main transformer T 1. When the main switch Q 1 is off, the voltage V T1 2 generated in the secondary winding N 2 by the energy stored in the main transformer T 1 is rectified by the rectifying element D 1 and smoothed by the smoothing capacitor C 1 to load the load. A DC voltage V 0 is generated at R 0 .

【0006】この際、自励発振部SOSCは、主スイッ
チQ1 にバイアスを付与するとともに、ベース巻線NB
の発生電圧に基づいて、主スイッチQ1 のターンオフを
制御することによって、リンギングチョークコンバータ
の自励発振動作を行わせ、さらに、電源投入時、自励発
振を起動する作用を行う。
At this time, the self-excited oscillating section SOSC applies a bias to the main switch Q 1 and at the same time, the base winding N B
By controlling the turn-off of the main switch Q 1 on the basis of the generated voltage, the self-oscillation of the ringing choke converter is performed, and the self-excited oscillation is activated when the power is turned on.

【0007】図6は、従来回路の動作を示すタイミング
チャートであって、VQ1は主スイッチQ1 の電圧、IQ1
は主スイッチQ1 の電流、VT1 2 は二次巻線N2 の電
圧、I R は整流素子D1 の電流である。なお、図中、G
はグランド電位を示す。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the conventional circuit.
Chart, VQ1Is the main switch Q1 Voltage of IQ1
Is the main switch Q1 Current, VT1 Two Is the secondary winding NTwo No electricity
Pressure, I RIs a rectifying element D1 Is the current. In the figure, G
Indicates the ground potential.

【0008】図6において、主スイッチQ1 の電圧VQ1
は、主スイッチQ1 のオフに対応して、電源電圧Ein
一次巻線N1 の逆電圧の和となり、主スイッチQ1 のオ
ン時、零電圧となる。主スイッチQ1 の電流IQ1は、主
スイッチQ1 のオンに対応して流れて、これによって主
トランスT1 にエネルギーが蓄えられるが、ターンオン
時、主スイッチQ1 の電圧が零になっていないため、こ
の電圧に対応するFETの出力容量の充電電圧を短絡す
ることによる、大きなサージ電流を生じる。
In FIG. 6, the voltage V Q1 of the main switch Q 1 is
, Corresponding to the main switch to Q 1 off, the sum of the power supply voltage E in the reverse voltage of the primary winding N 1, when the on main switch Q 1, the zero voltage. Current I Q1 of the main switch Q 1 is, flows corresponding to the ON of the main switch Q 1, whereby the energy is stored in the main transformer T 1, during turn-not the voltage of the main switch Q 1 is turned to zero Therefore, a large surge current is generated by short-circuiting the charging voltage of the output capacitance of the FET corresponding to this voltage.

【0009】一方、主トランスT1 の二次側では、主ス
イッチQ1 のオン時、主トランスT 1 に蓄えられたエネ
ルギーによって、主スイッチQ1 のオフ時、整流素子D
1 を経て電流IR が流れて、二次巻線N2 に電圧VT1 2
を生じる。
On the other hand, the main transformer T1 On the secondary side of the
Itchi Q1 When the main is turned on, the main transformer T 1 Energy stored in
Main switch Q by Rugie1 When off, rectifying element D
1 Through the current IRFlows, the secondary winding NTwo Voltage VT1 Two 
Is generated.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来のリンギングチョ
ークコンバータにおいては、二次側の整流素子として、
順方向電圧降下の少ない、ショットキーバリアダイオー
ドを使用することによって、整流損失の低減を図ってい
る。
In the conventional ringing choke converter, as the rectifying element on the secondary side,
The rectification loss is reduced by using a Schottky barrier diode with a small forward voltage drop.

【0011】しかしながら、ショットキーバリアダイオ
ードの場合でも、順方向電圧降下の低減には限界があ
る。ショットキーバリアダイオードは、半導体と金属と
の接合によって整流作用を行っており、金属の種類によ
って順方向電圧降下をある程度まで低減することが可能
であるが、これによって例えば逆方向の漏洩電流が増加
するため総合損失が増加する。従って、整流素子の順方
向電圧降下は、ある程度以下に低減することはできず、
これによるコンバータの変換効率の向上には限度があ
る。
However, even in the case of the Schottky barrier diode, there is a limit in reducing the forward voltage drop. The Schottky barrier diode performs a rectifying action by the junction between a semiconductor and a metal, and it is possible to reduce the forward voltage drop to some extent depending on the type of metal, but this increases the leakage current in the reverse direction, for example. Therefore, the total loss increases. Therefore, the forward voltage drop of the rectifier cannot be reduced below a certain level,
There is a limit to the improvement of the conversion efficiency of the converter due to this.

【0012】また、従来のリンギングチョークコンバー
タにおいては、主スイッチのターンオン時、主スイッチ
電圧VQ1が0になる前に、FETの出力容量の充電電圧
の短絡に基づく大きな電流が流れて、電流,電圧の乗算
による、ターンオン損失が発生する。
Further, in the conventional ringing choke converter, when the main switch is turned on, a large current flows due to a short circuit of the charging voltage of the output capacitance of the FET before the main switch voltage V Q1 becomes 0, and the current, Turn-on loss occurs due to voltage multiplication.

【0013】これらの原因から、従来の自励式リンギン
グチョークコンバータにおいては、その効率を十分高く
することができないという問題があった。本発明は、こ
のような従来技術の課題を解決しようとするものであっ
て、自励式のリンギングチョークコンバータにおいて、
整流素子の順方向電圧降下を低減できるとともに、零電
圧スイッチングを可能にすることによって、変換効率を
向上することが可能な、同期整流回路を提供することを
目的としている。
Due to these causes, the conventional self-excited ringing choke converter has a problem that its efficiency cannot be sufficiently increased. The present invention is intended to solve such a problem of the conventional art, and in a self-excited ringing choke converter,
An object of the present invention is to provide a synchronous rectifier circuit that can reduce the forward voltage drop of the rectifying element and can improve the conversion efficiency by enabling zero voltage switching.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】整流素子としてショット
キーバリアダイオードを用いた場合、整流損失を大幅に
減少させることは困難である。これに対して、MOSF
ETを整流素子として、同期整流方式を適用すれば、同
期整流素子のオン抵抗と整流素子に流れる電流の積によ
って順方向電圧降下が定まるため、オン抵抗の小さい整
流素子を使用することによって、順方向電圧降下が小さ
いとともに、その電圧値に閾値を有しない整流方式を実
現することができる。
When a Schottky barrier diode is used as the rectifying element, it is difficult to greatly reduce the rectifying loss. On the other hand, MOSF
If the synchronous rectification method is applied using ET as the rectifying element, the forward voltage drop is determined by the product of the on-resistance of the synchronous rectifying element and the current flowing through the rectifying element. It is possible to realize a rectification method in which the directional voltage drop is small and the voltage value does not have a threshold value.

【0015】また、同期整流素子のターンオンに遅れを
持たせることによって、この期間に主トランスを平滑コ
ンデンサから逆励磁し、主スイッチのターンオン時に、
この逆励磁に基づいて主スイッチの電流を負の値から立
ち上がらせるとともに、主スイッチの電圧を零にするこ
とによって、主スイッチのターンオン時の零電圧スイッ
チングを達成することができる。
Further, by delaying the turn-on of the synchronous rectifying element, the main transformer is reversely excited from the smoothing capacitor during this period, and when the main switch is turned on,
Based on this reverse excitation, the current of the main switch is made to rise from a negative value and the voltage of the main switch is set to zero, whereby zero voltage switching at the time of turning on the main switch can be achieved.

【0016】このように本発明によれば、自励式のリン
ギンギチョークコンバータにおいて、整流損失の低減と
主スイッチのターンオン時の零電圧スイッチングとを実
現することができるので、主スイッチの損失を低減し
て、自励式のリンギンギチョークコンバータにおける、
変換効率を大幅に向上することが可能となる。
As described above, according to the present invention, in the self-excited ringinghi choke converter, reduction of rectification loss and zero voltage switching at turn-on of the main switch can be realized, so that loss of the main switch is reduced. Then, in the self-excited ringingi choke converter,
It is possible to greatly improve the conversion efficiency.

【0017】以下、本発明の課題を解決するための具体
的手段を掲げる。
Specific means for solving the problems of the present invention will be given below.

【0018】(1) 主トランスT1 の一次巻線N1 を主ス
イッチQ1 を介して電源Einに接続するとともに、主ト
ランスT1 に設けられたベース巻線NB から自励発振部
SOSCを介して主スイッチQ1 を駆動して自励発振を
行わせ、主トランスT1 の二次巻線N2 に発生した電圧
を整流し平滑して直流出力を取り出すようにした自励式
リンギングチョークコンバータにおいて、主トランスT
1 の二次巻線N2 をMOSFETからなる同期整流器Q
2 を介して平滑コンデンサC1 と負荷R0 に接続すると
ともに、主トランスT1 の二次側に設けられた駆動用巻
線NG の発生電圧によって同期整流器Q2 を駆動するよ
うに接続し、駆動用巻線NG による同期整流器Q2 のオ
フ時の駆動の遅れ時間における平滑コンデンサC1 の充
電電圧からの主トランスT1 の逆励磁によって生じる主
スイッチQ1 の逆方向電流に基づいて主スイッチQ1
ターンオン時の零電圧スイッチングを達成する。
[0018] (1) the main primary winding N 1 of the transformer T 1 as well as connected to the power source E in through the main switch Q 1, the main from the base winding N B provided in the transformer T 1 self Fubu Self-excited ringing in which the main switch Q 1 is driven via the SOSC to cause self-excited oscillation, and the voltage generated in the secondary winding N 2 of the main transformer T 1 is rectified and smoothed to obtain a DC output. In the choke converter, the main transformer T
Synchronous rectifier Q comprising one secondary winding N 2 of a MOSFET
2 is connected to the smoothing capacitor C 1 and the load R 0 via 2 and is connected so as to drive the synchronous rectifier Q 2 by the generated voltage of the drive winding N G provided on the secondary side of the main transformer T 1. , Based on the reverse current of the main switch Q 1 generated by the reverse excitation of the main transformer T 1 from the charging voltage of the smoothing capacitor C 1 during the delay time of the drive when the synchronous rectifier Q 2 is turned off by the drive winding N G. Achieving zero voltage switching when the main switch Q 1 is turned on.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態を示
す回路図であって、図5の場合と同じものを同じ記号で
示し、Q2 は二次巻線出力に設けられた、MOSFET
からなる同期整流器、NG は主トランスT1 の二次側に
設けられた駆動用巻線である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, in which the same components as those in FIG. 5 are designated by the same symbols, and Q 2 is provided at the secondary winding output. , MOSFET
, N G is a drive winding provided on the secondary side of the main transformer T 1 .

【0020】図5に示された従来回路の場合と比較し
て、本発明回路では、主トランスT1の二次側におい
て、ショットキーバリアダイオードからなる整流素子D
1 に代えて、MOSFETからなる同期整流器Q2 が用
いられている。また、主トランスT1 の二次側に、駆動
用巻線NG を設けて、その発生電圧によって同期整流器
2 を駆動することによって、同期整流回路を構成して
いる。駆動用巻線NG には、主スイッチQ1 がオフのと
き、同期整流器Q2 を駆動する向きに電圧が発生して、
同期整流器Q2 をオンにする。
In comparison with the case of the conventional circuit shown in FIG.
In the circuit of the present invention, the main transformer T1The secondary side of
A rectifying element D consisting of a Schottky barrier diode
1 Instead of a synchronous rectifier Q consisting of a MOSFETTwo Use
It has been. Also, the main transformer T1 Drive to the secondary side of
Winding NGThe synchronous rectifier is provided according to the generated voltage.
Q Two By configuring a synchronous rectification circuit by driving
I have. Drive winding NGThe main switch Q1 Is off
Synchronous rectifier QTwo Voltage is generated in the direction to drive
Synchronous rectifier QTwo Turn on.

【0021】このように、本発明回路においては、整流
素子としてMOSFETからなる同期整流器を使用して
いるので、従来のショットキーバリアダイオードの場合
と比較して、順方向電圧降下に閾値を有しないとともに
オン抵抗が小さいので、整流損失を低減することができ
る。
As described above, in the circuit of the present invention, since the synchronous rectifier composed of the MOSFET is used as the rectifying element, the forward voltage drop has no threshold value as compared with the case of the conventional Schottky barrier diode. Also, since the on-resistance is small, the rectification loss can be reduced.

【0022】また本発明回路においては、主スイッチの
零電圧スイッチングを実現することができる。
In the circuit of the present invention, zero voltage switching of the main switch can be realized.

【0023】図2は、本発明回路の動作を示すタイミン
グチャートであって、図6の場合と同じものを同じ記号
によって示している。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the circuit of the present invention, in which the same elements as those in FIG. 6 are indicated by the same symbols.

【0024】図2において、主スイッチQ1 の電圧VQ1
は、主スイッチQ1 のオフに対応して、電源電圧Ein
一次巻線N1 の逆電圧の和となり、主スイッチQ1 のオ
ン時、零電圧となる。主スイッチQ1 の電流IQ1は、主
スイッチQ1 のオンに対応して流れて、これによって主
トランスT1 にエネルギーが蓄えられる。
In FIG. 2, the voltage V Q1 of the main switch Q 1 is
, Corresponding to the main switch to Q 1 off, the sum of the power supply voltage E in the reverse voltage of the primary winding N 1, when the on main switch Q 1, the zero voltage. Current I Q1 of the main switch Q 1 is, flows corresponding to the ON of the main switch Q 1, whereby energy is stored in the main transformer T 1.

【0025】一方、同期整流器Q2 は駆動用巻線NG
電圧に応じて、主スイッチQ1 と逆のタイミングでオン
またはオフとなる。主スイッチQ1 のオン時、主トラン
スT 1 に蓄えられたエネルギーによって、主スイッチQ
1 のオフ時、同期整流器Q2を経て電流IR が流れる
が、主トランスT1 に蓄えられたエネルギーがなくなる
と、ある時点から、平滑コンデンサC1 の充電電圧によ
って、二次巻線N2 と同期整流器Q2 を経て逆方向に電
流が流れて、主トランスT1 を逆励磁する。この場合の
主トランスT1 の逆励磁の期間tR は、駆動用巻線NG
の発生電圧(巻数)に応じて定まり、巻数が多いほど長
くなる。
On the other hand, the synchronous rectifier QTwo Is the drive winding NGof
Main switch Q depending on voltage1 Turned on at the opposite timing
Or turned off. Main switch Q1 When turned on, the main tran
S 1 The energy stored in the main switch Q
1 When off, synchronous rectifier QTwoThrough the current IRFlows
But the main transformer T1 The energy stored in
From a certain point, the smoothing capacitor C1 Depending on the charging voltage of
The secondary winding NTwo And synchronous rectifier QTwo In the opposite direction via
The current flows, the main transformer T1 Reversely excite. In this case
Main transformer T1 Reverse excitation period tRIs the drive winding NG
It depends on the voltage generated (number of turns), and the more turns, the longer
It becomes.

【0026】その後、同期整流器Q2 がオフし、主スイ
ッチQ1 がオンしようとすると、主トランスT1 の逆励
磁のエネルギーによって、主スイッチQ1 の電流I
Q1は、FETの内蔵ダイオードを介して負の値から流れ
始める。これによって、主スイッチQ1 にかかる電圧V
Q1は、主として、主トランスT1 の一次側インダクタン
スと主スイッチQ1 のドレイン−ソース間容量とに基づ
く共振現象によって急激に零電圧となる。これによっ
て、主スイッチQ1 のターンオン時の零電圧スイッチン
グが達成される。
After that, when the synchronous rectifier Q 2 is turned off and the main switch Q 1 is about to be turned on, the current I of the main switch Q 1 is generated by the energy of the reverse excitation of the main transformer T 1.
Q1 begins to flow from a negative value through the FET's built-in diode. As a result, the voltage V applied to the main switch Q 1
Q1 is primarily the drain of the main transformer T 1 of the primary-side inductance and the main switch Q 1 - abruptly becomes zero voltage by the resonance phenomenon based on the inter-source capacitance. This achieves zero voltage switching when the main switch Q 1 is turned on.

【0027】また、一般にリンギングチョークコンバー
タでは、軽負荷時等に、主トランスT1 の一次側に蓄え
るべきエネルギーが少なくなった状態でも、自励発振の
動作上、主スイッチQ1 の電流のパルス幅が狭くなるこ
とができない。そのため、過励磁の状態となって、定常
的な自励発振が間欠的に起こる間欠動作状態となり、動
作が不安定になる。
In general, in a ringing choke converter, even when the energy to be stored in the primary side of the main transformer T 1 is small at the time of a light load, the pulse of the current of the main switch Q 1 is generated due to the operation of self-excited oscillation. The width cannot be narrowed. As a result, the state becomes overexcited, and the self-sustained pulsation becomes intermittent, resulting in intermittent operation and unstable operation.

【0028】しかしながら、本発明の回路では、主トラ
ンスT1 の逆励磁の期間があるため、主スイッチQ1
オン期間がみかけ上広くなるので、パルス幅が狭くなっ
た場合でも、間欠動作を起こさなくなり、安定に動作す
ることができる。
However, in the circuit of the present invention, since there is a reverse excitation period of the main transformer T 1 , the ON period of the main switch Q 1 is apparently wide, and therefore intermittent operation is possible even when the pulse width becomes narrow. It does not wake up and can operate stably.

【0029】図3は、本発明回路における動作例(1),
(2) を示したものであり、図4は本発明回路における動
作例(3),(4) を示したものである。動作例(1),(2),(3),
(4) は、それぞれ駆動用巻線NG の巻数3,4,4.5 ,
5の場合を示している。なおこのときの一次巻線N1
巻数は9、二次巻線N2 の巻数は6、ベース巻線NB
巻数は10である。なお、同期整流器Q2 のゲート抵抗
は0としている。また図中、1目盛り間の時間は2μs
である。
FIG. 3 shows an operation example (1) in the circuit of the present invention.
FIG. 4 shows (2), and FIG. 4 shows operation examples (3) and (4) in the circuit of the present invention. Operation example (1), (2), (3),
(4) is the number of turns of the drive winding N G 3 , 4, 4.5,
The case of 5 is shown. At this time, the number of turns of the primary winding N 1 is 9, the number of turns of the secondary winding N 2 is 6, and the number of turns of the base winding N B is 10. The gate resistance of the synchronous rectifier Q 2 is 0. In the figure, the time between one division is 2 μs
It is.

【0030】動作例(1),(2) の場合は、駆動用巻線NG
の巻数が少なく、発生電圧が過少なので、主トランスの
逆励磁が少なく、従って、主スイッチQ1 の電流I
Q1は、負の値から立ち上がることができない。また主ス
イッチQ1 の電圧VQ1は、零電圧に急激に立ち下がるこ
とができない。従って、この状態では、零電圧スイッチ
ングは達成されていない。
In the case of the operation examples (1) and (2), the driving winding N G
Less turns of, the generation voltage is too small, there is little reverse excitation of the main transformer, thus, of the main switch Q 1 current I
Q1 cannot rise from a negative value. Further, the voltage V Q1 of the main switch Q 1 cannot fall rapidly to zero voltage. Therefore, zero voltage switching is not achieved in this state.

【0031】動作例(3) の場合は、駆動用巻線NG の巻
数が適当なので、主トランスの逆励磁が適当な値とな
り、従って、主スイッチQ1 の電流IQ1が、負の値から
立ち上がるとともに、主スイッチQ1 の電圧VQ1は、零
電圧に急激に立ち下がっている。従って、この状態で
は、零電圧スイッチングが達成されている。
In the case of the operation example (3), since the number of turns of the drive winding N G is appropriate, the reverse excitation of the main transformer has an appropriate value, so that the current I Q1 of the main switch Q 1 has a negative value. The voltage V Q1 of the main switch Q 1 sharply drops to zero voltage as it rises. Therefore, in this state, zero voltage switching is achieved.

【0032】一方、動作例(4) の場合は、駆動用巻線N
G の巻数が多く、発生電圧が過大なので、主トランスの
逆励磁が多すぎる。そのため、主スイッチQ1 の電流I
Q1が、負の値となる期間が長い。この場合、主スイッチ
1 の電圧VQ1は、零電圧に急激に立ち下がるので、零
電圧スイッチングは達成されるが、主スイッチQ1 の電
流IQ1が負の値となる期間は、主トランスの二次側にエ
ネルギーが伝送されないため、変換効率が低下する。
On the other hand, in the case of the operation example (4), the drive winding N
Since the number of turns of G is large and the generated voltage is too large, there is too much reverse excitation of the main transformer. Therefore, the current I of the main switch Q 1
Q1 has a long negative value. In this case, the voltage V Q1 of the main switch Q 1 suddenly drops to zero voltage, and thus zero voltage switching is achieved, but the main transformer Q 1 has a negative value during the period when the current I Q1 has a negative value. Since energy is not transmitted to the secondary side of, the conversion efficiency is reduced.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
励式リンギングチョークコンバータにおいて、整流素子
として、MOSFETからなる同期整流器を用い、主ト
ランス二次側に設けた駆動用巻線から適当な駆動電圧を
与えて同期整流を行わせるようにしたので、整流部の整
流損失を低減するとともに、主スイッチのターンオン時
の零電圧スイッチングを達成することができ、従って、
スイッチング損失を低減して、コンバータの電力変換効
率を向上することができるだけでなく、さらに軽負荷時
の安定動作をも達成することができる。
As described above, according to the present invention, in a self-excited ringing choke converter, a synchronous rectifier made of MOSFET is used as a rectifying element, and a suitable drive winding is provided on the secondary side of the main transformer. Since the drive voltage is applied to perform synchronous rectification, it is possible to reduce the rectification loss of the rectification unit and achieve zero voltage switching when the main switch is turned on.
It is possible not only to reduce the switching loss and improve the power conversion efficiency of the converter, but also to achieve stable operation at a light load.

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

【図1】本発明の一実施形態を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明回路の動作を示すタイミングチャートで
ある。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the circuit of the present invention.

【図3】本発明回路における動作例(1),(2) を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing operation examples (1) and (2) in the circuit of the present invention.

【図4】本発明回路における動作例(3),(4) を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing operation examples (3) and (4) in the circuit of the present invention.

【図5】従来回路の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional circuit.

【図6】従来回路の動作を示すタイミングチャートであ
る。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of a conventional circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主トランス N1 一次巻線 N2 二次巻線 NB ベース巻線 NG 駆動用巻線 Q1 主スイッチ Q2 同期整流器 SOSC 自励発振部 C1 平滑コンデンサ R0 負荷T 1 Main transformer N 1 Primary winding N 2 Secondary winding N B Base winding NG Drive winding Q 1 Main switch Q 2 Synchronous rectifier SOSC Self-oscillation C 1 Smoothing capacitor R 0 Load

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主トランスの一次巻線を主スイッチを介
して電源に接続するとともに、該主トランスに設けられ
たベース巻線から自励発振部を介して前記主スイッチを
駆動して自励発振を行わせ、該主トランスの二次巻線に
発生した電圧を整流し平滑して直流出力を取り出すよう
にした自励式リンギングチョークコンバータにおいて、 前記主トランスの二次巻線をMOSFETからなる同期
整流器を介して平滑コンデンサと負荷に接続するととも
に、該主トランスの二次側に設けられた駆動用巻線の発
生電圧によって該同期整流器を駆動するように接続し、 前記駆動用巻線による同期整流器のオフ時の駆動の遅れ
時間における前記平滑コンデンサの充電電圧からの主ト
ランスの逆励磁によって生じる主スイッチの逆方向電流
に基づいて主スイッチのターンオン時の零電圧スイッチ
ングを達成することを特徴とする同期整流回路。
1. A primary winding of a main transformer is connected to a power supply via a main switch, and the main winding is driven from a base winding provided on the main transformer via a self-excited oscillating section to be self-excited. In a self-exciting ringing choke converter that oscillates and rectifies and smoothes the voltage generated in the secondary winding of the main transformer to extract a DC output, in which the secondary winding of the main transformer is a synchronous MOSFET. It is connected to a smoothing capacitor and a load via a rectifier, and is connected so as to drive the synchronous rectifier by the voltage generated by a drive winding provided on the secondary side of the main transformer, and is synchronized by the drive winding. Based on the reverse current of the main switch caused by the reverse excitation of the main transformer from the charging voltage of the smoothing capacitor during the drive delay time when the rectifier is off, the main switch Synchronous rectifier circuit, characterized in that to achieve zero voltage switching at turn-on of the switch.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6366480B2 (en) 2000-03-03 2002-04-02 Murata Manufacturing Co. Switching power supply apparatus
JP2002159175A (en) * 2000-09-06 2002-05-31 Densei Lambda Kk Flyback converter
KR100366787B1 (en) * 2000-07-04 2003-01-09 하이퍼정보통신 주식회사 A zero voltage switching converter with low output ripple

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