JPH11285258A - Rectifying circuit - Google Patents
Rectifying circuitInfo
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- JPH11285258A JPH11285258A JP9817398A JP9817398A JPH11285258A JP H11285258 A JPH11285258 A JP H11285258A JP 9817398 A JP9817398 A JP 9817398A JP 9817398 A JP9817398 A JP 9817398A JP H11285258 A JPH11285258 A JP H11285258A
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- rectifier
- rectifier circuit
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、整流回路に関し、
FETを同期整流素子として使用する整流回路に関する
ものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rectifier circuit,
The present invention relates to a rectifier circuit using an FET as a synchronous rectifier.
【0002】[0002]
【従来の技術】LSIの低電圧化に伴いその電源装置と
して使用される整流電源装置の高効率化が要求されてい
る。整流電源内での損失は主として整流素子内での電圧
降下に原因している。この電圧降下をなるべく少なくす
るためにFETを整流素子として使用し、そのゲート電
圧を制御し、導通時の電圧降下を充分に小さくして高効
率化する設計が用いられている。2. Description of the Related Art Higher efficiency of a rectified power supply device used as a power supply device for an LSI has been required as the voltage of an LSI has been reduced. The loss in the rectified power supply is mainly due to the voltage drop in the rectifier. In order to minimize this voltage drop, a design is used in which an FET is used as a rectifying element, its gate voltage is controlled, and the voltage drop during conduction is sufficiently reduced to increase the efficiency.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】然しながらFETを同
期整流素子として使用する整流回路は軽負荷時の効率が
著しく低下するという問題点がある。図2は負荷電流と
効率との関係を示す特性図で、FET整流とダイオード
整流について示してある。図に示すように、軽負荷の領
域ではFET整流の効率が著しく低下している。However, a rectifier circuit using an FET as a synchronous rectifier has a problem that the efficiency under a light load is significantly reduced. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between load current and efficiency, showing FET rectification and diode rectification. As shown in the figure, in the light load region, the efficiency of FET rectification is significantly reduced.
【0004】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、軽負荷領域でも効率の低下を抑えら
れる整流回路を提供することを目的としている。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a rectifier circuit capable of suppressing a decrease in efficiency even in a light load region.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の整流回路は、F
ETとダイオードの並列接続を整流素子として用い、軽
負荷領域ではFETのゲートをそのソースに直接接続す
ることにした。ゲートがソースに直接接続されると、そ
のFETはカットオフされ、またFETのゲート回路の
消費電力はなくなるので、その整流回路はダイオード整
流として動作し、軽負荷領域における著しい効率低下は
なくなる。The rectifier circuit according to the present invention has a function of
The parallel connection of the ET and the diode is used as the rectifying element, and the gate of the FET is directly connected to its source in the light load region. When the gate is directly connected to the source, the FET is cut off and the power consumption of the gate circuit of the FET is eliminated, so that the rectifying circuit operates as a diode rectifier, and there is no significant reduction in efficiency in a light load region.
【0006】すなわち本発明の整流回路は、FETとシ
ョットキーバリアダイオードとの並列接続を整流素子と
して用い、当該整流回路の出力電流を検出する電流検出
回路と、この整流回路内のすべての整流素子の各整流素
子に対してそれぞれ設けられ、その整流素子のFETの
ゲート電極をそのソース電極に直接接続するか、当該整
流回路内でこの整流素子のFETを同期整流素子として
動作させる正規の電圧点に接続するかの切替えを行う各
切替回路と、電流検出回路の出力により各切替回路を制
御する切替回路制御手段とを備えたことを特徴とする。That is, the rectifier circuit of the present invention uses a parallel connection of an FET and a Schottky barrier diode as a rectifier element, detects a current output from the rectifier circuit, and all rectifier elements in the rectifier circuit. Is provided for each rectifier element, and the gate electrode of the FET of the rectifier element is directly connected to the source electrode, or a normal voltage point for operating the FET of the rectifier element as a synchronous rectifier element in the rectifier circuit. And switching circuit control means for controlling each switching circuit based on the output of the current detection circuit.
【0007】また前記電流検出回路は、当該整流回路内
に設けられる平滑用のインダクタに電磁結合する巻線を
備えたことを特徴とする。Further, the current detection circuit is provided with a winding which is electromagnetically coupled to a smoothing inductor provided in the rectifier circuit.
【0008】また前記電流検出回路は、当該整流回路の
負荷に直列に接続された抵抗を備えたことを特徴とす
る。[0008] Further, the current detection circuit includes a resistor connected in series to a load of the rectifier circuit.
【0009】さらに当該整流回路の負荷電流がほぼ一定
の場合は、前記各切替回路の接続を予め固定接続として
使用することを特徴とする。Furthermore, when the load current of the rectifier circuit is substantially constant, the connection of each switching circuit is used as a fixed connection in advance.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形
態を示すブロック図である。図1において、符号1は交
流の電源変圧器、2,3はそれぞれ本発明の整流素子、
4,5はそれぞれ切替回路1および2、6は平滑用のイ
ンダクタ、7はインダクタ6に結合する巻線、8は電流
検出回路、9は平滑用キャパシタ、10は負荷である。
また、S1,S2はそれぞれFET、D1,D2はそれ
ぞれショットキーバリアダイオードである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an AC power transformer, reference numerals 2 and 3 denote rectifiers of the present invention,
Reference numerals 4 and 5 denote switching circuits 1 and 2 and 6, respectively, a smoothing inductor, 7 a winding connected to the inductor 6, 8 a current detection circuit, 9 a smoothing capacitor, and 10 a load.
S1 and S2 are FETs, and D1 and D2 are Schottky barrier diodes.
【0011】整流回路の一般的な構成は良く知られてい
るので説明を省略する。図1に示す整流回路では、整流
素子としてS1,S2で示すFETと、D1,D2で示
すダイオードとの並列接続で構成される素子を使用す
る。切替回路1(4),2(5)で、接点aにスイッチ
が接続されておれば、各FETのゲートは当該FETが
オン状態になる交流位相の間は充分な電圧が与えられて
FET内の電圧降下が充分に小さくなっている。然しな
がらこのためには、FETのゲートを駆動するための駆
動電力が必要である。負荷電流が大きい間は負荷電力も
大きいので、これに比してゲート駆動電力は小さく、ゲ
ート駆動電力のため整流回路の効率は余り大きな影響を
受けないが、負荷電力が小さな領域では、負荷電力に対
するゲート駆動電力の比が大きくなり、ゲート駆動電力
のため整流の効率が低下する。The general configuration of the rectifier circuit is well known and will not be described. In the rectifier circuit shown in FIG. 1, as the rectifier element, an element configured by connecting an FET shown by S1 and S2 and a diode shown by D1 and D2 in parallel is used. In the switching circuits 1 (4) and 2 (5), if a switch is connected to the contact a, a sufficient voltage is applied to the gate of each FET during the AC phase when the FET is turned on, so that the inside of the FET is Is sufficiently small. However, this requires drive power to drive the gate of the FET. Since the load power is large while the load current is large, the gate drive power is small compared to this, and the gate drive power does not greatly affect the efficiency of the rectifier circuit. , The ratio of the gate drive power to the gate drive power increases, and the efficiency of rectification decreases due to the gate drive power.
【0012】本発明では、負荷電流の小さな領域では、
切替回路1(4),2(5)で接点bにスイッチを接続
し、FETのゲートをそのソースに直接接続する。この
接続ではゲート駆動電力はなくなり、FETはカットオ
フされる。FETがカットオフされると、整流素子はダ
イオードだけとなり、この整流回路はダイオード整流の
特性を示す。In the present invention, in the region where the load current is small,
A switch is connected to the contact b by the switching circuits 1 (4) and 2 (5), and the gate of the FET is directly connected to its source. With this connection, there is no gate drive power and the FET is cut off. When the FET is cut off, the only rectifying element is a diode, and this rectifying circuit exhibits the characteristics of diode rectification.
【0013】図2において、FET整流の方がダイオー
ド整流より効率のよい領域ではFET整流として動作さ
せ、ダイオード整流の方がFET整流の方より効率のよ
い領域ではダイオード整流として動作させればよいの
で、切替点は図2のP点となる。電流検出回路8で負荷
電流を検出し、P点を越す負荷電流の領域では、切替回
路1(4),2(5)のスイッチを接点aに接続し、P
点以下の負荷電流の領域では切替回路1(4),2
(5)のスイッチを接点bに接続するよう制御すればよ
い。In FIG. 2, it is sufficient to operate as FET rectification in a region where FET rectification is more efficient than diode rectification, and to operate as diode rectification in a region where diode rectification is more efficient than FET rectification. The switching point is the point P in FIG. The load current is detected by the current detection circuit 8, and in the area of the load current exceeding the point P, the switches of the switching circuits 1 (4) and 2 (5) are connected to the contact a,
In the region of the load current below the point, the switching circuits 1 (4), 2
What is necessary is just to control to connect the switch of (5) to the contact point b.
【0014】電流検出回路には従来公知のどのようなも
のを用いてもよい。図1では平滑用インダクタに結合す
る巻線7に組み合わせる電流検出回路8を用いたが、負
荷に直列に挿入される抵抗内の電圧降下から電流を検出
することもできるし、切替回路1,2と合体した形でリ
レーを構成し、このリレーのコイルを負荷に直列に接続
し、リレーコイルの電流がP点の電流以下になったと
き、そのリレーの接点でFETのゲートをそのソースに
直接接続する構成としてもよい。As the current detection circuit, any conventionally known one may be used. In FIG. 1, the current detection circuit 8 combined with the winding 7 coupled to the smoothing inductor is used. However, the current can be detected from the voltage drop in the resistor inserted in series with the load, and the switching circuits 1 and 2 can be used. The relay coil is connected in series to the load, and when the current of the relay coil falls below the current at point P, the gate of the FET is directly connected to the source at the contact point of the relay. It may be configured to be connected.
【0015】また、軽負荷状態となることがないような
負荷に対しては、切替回路4,5のスイッチを接点aに
固定接続して使用すればよい。For a load that does not enter a light load state, the switches of the switching circuits 4 and 5 may be fixedly connected to the contact a.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、正規の負荷において効率が良く、かつ軽負荷領域に
おいても効率の低下を抑えることができる整流回路を提
供できるという効果がある。As is apparent from the above description, the present invention has the effect of providing a rectifier circuit that is efficient at a normal load and can suppress a decrease in efficiency even in a light load region.
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】整流回路の負荷電流と効率との関係を示す特性
図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between load current and efficiency of a rectifier circuit.
1 電源変圧器 2,3 整流素子 4 切替回路1 5 切替回路2 6 平滑用インダクタ 7 巻線 8 電圧検出回路 9 平滑用キャパシタ 10 負荷 S1,S2 FET D1,D2 ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply transformer 2, 3 Rectifier 4 Switching circuit 1 5 Switching circuit 2 6 Smoothing inductor 7 Winding 8 Voltage detection circuit 9 Smoothing capacitor 10 Load S1, S2 FET D1, D2 Diode
Claims (4)
ETとショットキーバリアダイオードとの並列接続、 当該整流回路の出力電流を検出する電流検出回路、 この整流回路内のすべての整流素子の各整流素子に対し
てそれぞれ設けられ、その整流素子のFETのゲート電
極をそのソース電極に直接接続するか、当該整流回路内
で前記整流素子のFETを同期整流素子として動作させ
る正規の電圧点に接続するかの切替えを行う各切替回
路、 前記電流検出回路の出力により前記各切替回路を制御す
る切替回路制御手段、を備えた整流回路。1. An F used as a rectifying element of a rectifying circuit.
A parallel connection of the ET and the Schottky barrier diode, a current detection circuit for detecting an output current of the rectifier circuit, a current detection circuit provided for each rectifier element of all rectifier elements in the rectifier circuit, A switching circuit for switching whether to connect the gate electrode directly to the source electrode or to connect the FET of the rectifying element to a normal voltage point operating the synchronous rectifying element in the rectifying circuit; A rectifier circuit comprising: switching circuit control means for controlling each of the switching circuits by an output.
電流検出回路は当該整流回路内に設けられる平滑用のイ
ンダクタに電磁結合する巻線を備えたことを特徴とする
整流回路。2. The rectifier circuit according to claim 1, wherein the current detection circuit includes a winding that is electromagnetically coupled to a smoothing inductor provided in the rectifier circuit.
電流検出回路は当該整流回路の負荷に直列に接続された
抵抗を備えたことを特徴とする整流回路。3. The rectifier circuit according to claim 1, wherein the current detection circuit includes a resistor connected in series to a load of the rectifier circuit.
整流回路の負荷電流がほぼ一定の場合は、前記各切替回
路の接続を予め固定接続として使用することを特徴とす
る整流回路。4. The rectifier circuit according to claim 1, wherein when the load current of the rectifier circuit is substantially constant, the connection of each of the switching circuits is used as a fixed connection in advance.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9817398A JPH11285258A (en) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Rectifying circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9817398A JPH11285258A (en) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Rectifying circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11285258A true JPH11285258A (en) | 1999-10-15 |
Family
ID=14212664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9817398A Pending JPH11285258A (en) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Rectifying circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11285258A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002291241A (en) * | 2001-03-23 | 2002-10-04 | Densei Lambda Kk | Switching power supply |
US6711035B2 (en) | 2001-03-23 | 2004-03-23 | Densei-Lambda Kabushiki Kaisha | Switching power supply |
US6778417B2 (en) | 2001-10-31 | 2004-08-17 | Fujitsu Limited | Electric-power supplying devices switching between a synchronous rectification and a diode rectification by gradually altering a switching pulse |
JP2011103717A (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Resonant converter |
JP2013038891A (en) * | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | Power factor improvement circuit for dc power supply device |
JP2013232995A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Panasonic Corp | On-vehicle power supply device and on-vehicle power unit using the same |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP9817398A patent/JPH11285258A/en active Pending
Cited By (6)
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US6778417B2 (en) | 2001-10-31 | 2004-08-17 | Fujitsu Limited | Electric-power supplying devices switching between a synchronous rectification and a diode rectification by gradually altering a switching pulse |
JP2011103717A (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Resonant converter |
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JP2013232995A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Panasonic Corp | On-vehicle power supply device and on-vehicle power unit using the same |
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