JPH1155944A - Switching power supply equipment - Google Patents

Switching power supply equipment

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JPH1155944A
JPH1155944A JP20320897A JP20320897A JPH1155944A JP H1155944 A JPH1155944 A JP H1155944A JP 20320897 A JP20320897 A JP 20320897A JP 20320897 A JP20320897 A JP 20320897A JP H1155944 A JPH1155944 A JP H1155944A
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JP
Japan
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switch
current
main switch
voltage
turned
Prior art date
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JP20320897A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshimitsu Sato
利光 佐藤
Hisao Shimizu
久雄 清水
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Fujitsu Telecom Networks Ltd
Original Assignee
Fujitsu Telecom Networks Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a switching loss and increase efficiency, by controlling an equipment so that a synchronous rectifying switch may be turned off by a detection signal of a current detector and, after the voltage across a main switch becomes zero, the main switch may be turned off. SOLUTION: A control circuit CONT controls the timing of the turn-off of a synchronous rectifying switch SW2 using a detection signal dt of a current detector CDT. After a specified delay time from the rise of a driving signal P2 for turning the synchronous rectifying switch SW2 off, a main switch SW1 is turned off. Then, the main switch SW1 and the synchronous rectifying switch SW2 are switched in a zero voltage state. By this method, a switching loss of the switching power supply equipment can be reduced and the efficiency can be increased.

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、同期整流方式を適
用したスイッチング電源装置に関する。入力電圧を所望
の出力電圧とし且つ安定化して負荷に供給するスイッチ
ング電源装置は、既に各種の構成が提案されて実用化さ
れている。このようなスイッチング電源装置の効率を一
層向上することが要望されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply to which a synchronous rectification system is applied. Various configurations of a switching power supply device that converts an input voltage to a desired output voltage and supplies the output to a load in a stabilized manner have already been proposed and put to practical use. There is a demand for further improving the efficiency of such a switching power supply device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は従来例のフライバックコンバータ
構成の説明図であり、図示の極性の入力電圧Vinを、
トランスTの一次巻線N1にメインスイッチSWによっ
てオン,オフして印加し、二次巻線N2に誘起した電圧
を整流用のダイオードDによって整流し、平滑用コンデ
ンサC2によって平滑化し、図示の極性の出力電圧Vo
utを制御回路CONTに於いて検出し、設定基準電圧
と比較して誤差分が零に近づくように、メインスイッチ
SWのオン期間を駆動信号P1によって制御するもので
ある。又メインスイッチSWは、バイポーラトランジス
タや電界効果トランジスタ等によって構成され、又C1
は入力側のコンデンサである。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional flyback converter configuration, in which an input voltage Vin having a polarity shown in FIG.
The main switch SW turns on and off the primary winding N1 to apply the voltage. The voltage induced in the secondary winding N2 is rectified by the rectifying diode D, smoothed by the smoothing capacitor C2, and has the polarity shown in FIG. Output voltage Vo
ut is detected by the control circuit CONT, and compared with the set reference voltage, the ON period of the main switch SW is controlled by the drive signal P1 so that the error approaches zero. The main switch SW is constituted by a bipolar transistor, a field effect transistor, or the like.
Is an input side capacitor.

【0003】図10は従来例の動作説明図であり、In
2はトランスTの二次巻線N2に流れる電流、P1はメ
インスイッチSWの駆動信号、In1はトランスTの一
次巻線N1に流れる電流、Vsw1はメインスイッチS
Wに印加される電圧を示す。又Toffはメインスイッ
チSWのオフ期間、TonはメインスイッチSWのオン
期間を示す。
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of a conventional example.
2 is a current flowing through the secondary winding N2 of the transformer T, P1 is a drive signal of the main switch SW, In1 is a current flowing through the primary winding N1 of the transformer T, and Vsw1 is a main switch S
Shows the voltage applied to W. Toff indicates an off period of the main switch SW, and Ton indicates an on period of the main switch SW.

【0004】ハイレベルの駆動信号P1によりメインス
イッチSWがオンとなると、メインスイッチSWに印加
される電圧Vsw1は零となる。又入力電圧Vinによ
る電流In1がトランスTの一次巻線N1に流れて、励
磁エネルギーとして蓄積され、その時、トランスTの二
次巻線N2に誘起される電圧は、整流用ダイオードDの
逆方向電圧となる。従って、メインスイッチSWのオン
期間Tonには、二次巻線N2の電流In2は零とな
る。
When the main switch SW is turned on by the high-level drive signal P1, the voltage Vsw1 applied to the main switch SW becomes zero. The current In1 due to the input voltage Vin flows through the primary winding N1 of the transformer T and is stored as excitation energy. At this time, the voltage induced in the secondary winding N2 of the transformer T is the reverse voltage of the rectifier diode D. Becomes Therefore, during the ON period Ton of the main switch SW, the current In2 of the secondary winding N2 becomes zero.

【0005】次に、ローレベルの駆動信号P1によりメ
インスイッチSWがオフとなると、トランスTの一次巻
線N1に流れる電流In1は零となり、メインスイッチ
SWに印加される電圧Vsw1は、入力電圧Vinにト
ランスTの一次巻線N1に発生するフライバック電圧を
加算した値となる。又トランスTの二次巻線N2に誘起
した電圧は整流用ダイオードDの順方向となる。それに
よって、トランスTの二次巻線N2に整流用ダイオード
Dを介して電流In2が流れる。従って、メインスイッ
チSWのオフ期間Toffに、二次巻線N2に電流In
2が流れ、負荷電流及び平滑用コンデンサC2の充電電
流となり、メインスイッチSWがオンとなると、トラン
スTの二次巻線N2の誘起電圧が反転するから、整流用
ダイオードDに逆方向電圧として印加され、電流In2
は零となる。
Next, when the main switch SW is turned off by the low-level drive signal P1, the current In1 flowing through the primary winding N1 of the transformer T becomes zero, and the voltage Vsw1 applied to the main switch SW becomes the input voltage Vin. To the flyback voltage generated in the primary winding N1 of the transformer T. The voltage induced in the secondary winding N2 of the transformer T is in the forward direction of the rectifying diode D. As a result, a current In2 flows through the secondary winding N2 of the transformer T via the rectifying diode D. Therefore, during the off-period Toff of the main switch SW, the current In flows through the secondary winding N2.
When the main switch SW is turned on, the induced voltage of the secondary winding N2 of the transformer T is inverted, so that the reverse voltage is applied to the rectifying diode D. And the current In2
Becomes zero.

【0006】図11は従来例のブーストコンバータ構成
及びバックブーストコンバータ構成の説明図であり、
(A)はブーストコンバータ構成のスイッチング電源装
置の要部を示し、C1は入力側のコンデンサ、Lはリア
クトル、SWはメインスイッチ、Dはダイオード、C2
は平滑用コンデンサ、CONTは制御回路、Vinは入
力電圧、Voutは出力電圧である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a conventional boost converter configuration and a buck-boost converter configuration.
(A) shows the main part of the switching power supply device of the boost converter configuration, C1 is a capacitor on the input side, L is a reactor, SW is a main switch, D is a diode, C2
Is a smoothing capacitor, CONT is a control circuit, Vin is an input voltage, and Vout is an output voltage.

【0007】リアクトルLとダイオードDとを入力端子
と出力端子との間に直列的に接続し、その接続点にメイ
ンスイッチSWを接続した構成であり、制御回路CON
TによりメインスイッチSWをオンとすると、図示の極
性の入力電圧Vinは、リアクトルLに直接的に印加さ
れて電流が流れ、励磁エネルギーがリアクトルLに蓄積
される。又平滑用コンデンサC2の充電電圧は、ダイオ
ードDに対して逆方向電圧として印加されるから、オン
状態のメインスイッチSWを介して放電することを阻止
している。
A reactor L and a diode D are connected in series between an input terminal and an output terminal, and a connection point is connected to a main switch SW.
When the main switch SW is turned on by T, the input voltage Vin having the illustrated polarity is directly applied to the reactor L, a current flows, and the excitation energy is accumulated in the reactor L. Further, since the charging voltage of the smoothing capacitor C2 is applied as a reverse voltage to the diode D, it is prevented from discharging through the main switch SW in the ON state.

【0008】次に、メインスイッチSWをオフとする
と、リアクトルLに蓄積された励磁エネルギーによっ
て、電流の連続性を維持する方向の電圧が発生し、この
電圧は入力電圧Vinに加算され、ダイオードDを介し
て平滑用コンデンサC2に印加されて充電される。従っ
て、図示の極性の出力電圧Voutは、入力電圧Vin
にリアクトルLによる電圧を加算した値となる。この出
力電圧Voutを制御回路CONTによって検出し、設
定した一定の出力電圧Voutとなるように、メインス
イッチSWのオン期間を制御することになる。
Next, when the main switch SW is turned off, a voltage in a direction for maintaining the continuity of current is generated by the excitation energy stored in the reactor L, and this voltage is added to the input voltage Vin, and the diode D Is applied to the smoothing capacitor C2 and charged. Accordingly, the output voltage Vout having the illustrated polarity is equal to the input voltage Vin.
And the value obtained by adding the voltage of the reactor L to the above. This output voltage Vout is detected by the control circuit CONT, and the ON period of the main switch SW is controlled so that the output voltage Vout becomes a set constant output voltage Vout.

【0009】又図11の(B)は、バックブーストコン
バータ構成のスイッチング電源装置の要部を示し、
(A)と同一符号は同一の名称部分を示し、入力端子と
出力端子との間に、メインスイッチSWとダイオードD
とを直列的に接続し、その接続点にリアクトルLを接続
した構成であり、制御回路CONTは、図示の極性の出
力電圧Voutを検出して、設定した電圧となるよう
に、メインスイッチSWのオン,オフを制御する。この
メインスイッチSWをオンとすると、図示の極性の入力
電圧VinはリアクトルLに印加されて電流が流れ、励
磁エネルギーが蓄積される。その時、ダイオードDには
逆方向電圧が印加される。
FIG. 11B shows a main part of a switching power supply having a buck-boost converter configuration.
(A) indicates the same name part, and a main switch SW and a diode D are provided between an input terminal and an output terminal.
Are connected in series, and a reactor L is connected to the connection point. The control circuit CONT detects the output voltage Vout having the polarity shown in FIG. Controls ON and OFF. When the main switch SW is turned on, the input voltage Vin having the illustrated polarity is applied to the reactor L, a current flows, and the excitation energy is accumulated. At this time, a reverse voltage is applied to the diode D.

【0010】そして、メインスイッチSWをオフとする
と、リアクトルLに流れる電流の連続性を維持する為に
電圧が誘起し、ダイオードDに順方向電圧が印加される
ことになる。このダイオードDを介してリアクトルLを
流れる電流により平滑用コンデンサC2が図示の極性
(図11の(A)の場合と反対極性)に充電されて、そ
の両端の電圧が出力電圧Voutとなる。この構成のス
イッチング電源装置は、昇圧型又は降圧型の何れの構成
とすることも可能である。
When the main switch SW is turned off, a voltage is induced to maintain the continuity of the current flowing through the reactor L, and a forward voltage is applied to the diode D. The current flowing through the reactor L via the diode D charges the smoothing capacitor C2 to the illustrated polarity (the polarity opposite to that in the case of FIG. 11A), and the voltage at both ends becomes the output voltage Vout. The switching power supply device having this configuration can be either a step-up type or a step-down type.

【0011】図12は従来例の同期整流型フライバック
コンバータ構成の説明図であり、図9と同一符号は同一
部分を示し、SW1はメインスイッチ、SW2は同期整
流スイッチを示す。メインスイッチSW1は、図9に於
けるメインスイッチSWと同様に、制御回路CONTか
らの駆動信号P1によってオン,オフが制御され、又ト
ランスTの二次巻線N2に接続された同期整流スイッチ
SW2は、駆動信号P1を反転した信号に相当する駆動
信号P2によってオン,オフが制御される。
FIG. 12 is an explanatory view of the configuration of a conventional synchronous rectification type flyback converter. The same reference numerals as in FIG. 9 denote the same parts, SW1 denotes a main switch, and SW2 denotes a synchronous rectification switch. Like the main switch SW in FIG. 9, the main switch SW1 is turned on and off by a drive signal P1 from the control circuit CONT, and is also a synchronous rectification switch SW2 connected to the secondary winding N2 of the transformer T. Are turned on and off by a drive signal P2 corresponding to a signal obtained by inverting the drive signal P1.

【0012】図13は従来例の動作説明図であり、P1
はメインスイッチSW1の駆動信号、P2は同期整流ス
イッチSW2の駆動信号、In2はトランスTの二次巻
線N2に流れる電流、Vsw2は同期整流スイッチSW
2に印加される電圧を示す。又Ton1,Toff1は
メインスイッチSW1のオン期間及びオフ期間、Ton
2,Toff2は同期整流スイッチSW2のオン期間及
びオフ期間を示す。
FIG. 13 is a diagram for explaining the operation of the conventional example.
Is a drive signal of the main switch SW1, P2 is a drive signal of the synchronous rectification switch SW2, In2 is a current flowing through the secondary winding N2 of the transformer T, and Vsw2 is a synchronous rectification switch SW.
2 shows the voltage applied. Also, Ton1 and Toff1 are the on and off periods of the main switch SW1,
2, Toff2 indicates an ON period and an OFF period of the synchronous rectification switch SW2.

【0013】駆動信号P1によりメインスイッチSW1
をオンとした時、同期整流スイッチSW2はオフである
から、トランスTの二次巻線N2に流れる電流In2は
零となり、同期整流スイッチSW2には、トランスTの
二次巻線N2に誘起した電圧が印加される。次にメイン
スイッチSW1をオフとした時、同期整流スイッチSW
2をオンとするもので、その時に、トランスTの二次巻
線N2の誘起電圧によって同期整流スイッチSW2を介
して電流In2が流れ、平滑用コンデンサC2を充電
し、図示の極性の出力電圧Voutが図示を省略した負
荷に印加される。
The main switch SW1 is driven by the drive signal P1.
Is turned on, the synchronous rectifier switch SW2 is off, so that the current In2 flowing through the secondary winding N2 of the transformer T becomes zero, and the synchronous rectifier switch SW2 induces a current in the secondary winding N2 of the transformer T. A voltage is applied. Next, when the main switch SW1 is turned off, the synchronous rectification switch SW
At this time, the current In2 flows through the synchronous rectification switch SW2 due to the induced voltage of the secondary winding N2 of the transformer T, charges the smoothing capacitor C2, and outputs the output voltage Vout having the illustrated polarity. Is applied to a load (not shown).

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】トランスTの二次巻線
N2に整流用ダイオードDを接続した従来例に於いて、
メインスイッチSWのターンオン時及びターンオフ時
に、流れる電流In1と印加される電圧Vsw1とが時
間的に重なることによる損失が発生する。又整流用ダイ
オードDの順方向に電流が流れる時、順方向電圧が零で
ないことにより損失が発生する。特に、出力電流容量が
大きいスイッチング電源装置に於いては、ダイオードの
順方向電圧による損失が大きく、効率が低くなる問題が
あった。
In a conventional example in which a rectifying diode D is connected to a secondary winding N2 of a transformer T,
When the main switch SW is turned on and turned off, a loss occurs due to the temporal overlap between the flowing current In1 and the applied voltage Vsw1. When a current flows in the forward direction of the rectifier diode D, a loss occurs because the forward voltage is not zero. In particular, in a switching power supply having a large output current capacity, there is a problem that the loss due to the forward voltage of the diode is large and the efficiency is reduced.

【0015】そこで、図12に示すような同期整流型の
構成が提案されている。この場合の同期整流スイッチS
W2は、トランスTの二次巻線N2に電流が流れる時の
順方向電圧を零又はそれに近い値とすることができる。
従って、損失を低減することができるものである。しか
し、メインスイッチSW1と同期整流スイッチSW2と
のスイッチング損失は比較的大きく、高効率のスイッチ
ング電源装置を構成することは困難であった。本発明
は、同期整流型に於けるスイッチング損失を低減して効
率を向上させることを目的とする。
Therefore, a synchronous rectification type configuration as shown in FIG. 12 has been proposed. Synchronous rectification switch S in this case
W2 can set the forward voltage when the current flows through the secondary winding N2 of the transformer T to zero or a value close thereto.
Therefore, the loss can be reduced. However, the switching loss between the main switch SW1 and the synchronous rectification switch SW2 is relatively large, and it has been difficult to configure a highly efficient switching power supply. An object of the present invention is to improve efficiency by reducing switching loss in a synchronous rectification type.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング電
源装置は、(1)入力端子間に接続した入力側コンデン
サC1と、出力端子間に接続した平滑用コンデンサC2
と、入力電圧Vinによる電流をオン,オフするダイオ
ード並列接続のメインスイッチSW1と、平滑用コンデ
ンサC2への充電電流をオン,オフするダイオード並列
接続の同期整流スイッチSW2と、出力電圧Voutを
検出してメインスイッチSW1及び同期整流スイッチS
W2を制御する制御回路CONTとを含むスイッチング
電源装置に於いて、メインスイッチSW1に並列接続し
たコンデンサC3と、同期整流スイッチSW2がオンの
期間にトランスT等のリアクトルの励磁エネルギーによ
る平滑用コンデンサC2への充電電流が流れた後、逆方
向に流れる電流を検出する電流検出器CDTと、メイン
スイッチSW1をオフとすると共に同期整流スイッチS
W2をオンとし、電流検出器CDTの検出信号dtによ
り同期整流スイッチSW2をオフとした後、メインスイ
ッチSW1の両端の電圧が零になった以降にメインスイ
ッチSW1をオンとする構成の制御回路CONTとを備
えている。
The switching power supply according to the present invention comprises (1) an input capacitor C1 connected between input terminals and a smoothing capacitor C2 connected between output terminals.
And a diode-connected main switch SW1 for turning on / off the current by the input voltage Vin, a diode-connected synchronous rectification switch SW2 for turning on / off the charging current to the smoothing capacitor C2, and an output voltage Vout. Main switch SW1 and synchronous rectifier switch S
In a switching power supply including a control circuit CONT for controlling W2, a capacitor C3 connected in parallel to the main switch SW1 and a smoothing capacitor C2 using excitation energy of a reactor such as a transformer T during a period when the synchronous rectification switch SW2 is on. A current detector CDT for detecting a current flowing in the reverse direction after the charging current flows to the main switch SW1 and the synchronous rectifying switch S
W2 is turned on, the synchronous rectification switch SW2 is turned off by the detection signal dt of the current detector CDT, and then the main switch SW1 is turned on after the voltage across the main switch SW1 becomes zero. And

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施の形態
の説明図であり、フライバックコンバータ構成に適用し
た場合を示し、C1〜C3はコンデンサ、D1,D2は
ダイオード、SW1はメインスイッチ、SW2は同期整
流スイッチ、Tはトランス、N1は一次巻線、N2は二
次巻線、CDTは電流検出器、CONTは制御回路であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention, and shows a case where the present invention is applied to a flyback converter configuration. C1 to C3 are capacitors, D1 and D2 are diodes, and SW1 is A main switch, SW2 is a synchronous rectification switch, T is a transformer, N1 is a primary winding, N2 is a secondary winding, CDT is a current detector, and CONT is a control circuit.

【0018】メインスイッチSW1と並列にダイオード
D1とコンデンサC3とを接続し、同期整流スイッチS
W2と並列にダイオードD2を接続する。この場合、ダ
イオードD1は入力電圧Vinが逆方向電圧として印加
される極性に接続し、又ダイオードD2は出力電圧Vo
utが逆方向電圧として印加される極性に接続する。又
トランスTの二次巻線N2に矢印方向の電流In2が流
れるが、電流検出器CDTにより矢印と反対方向に流れ
る電流を検出して、その検出信号dtを制御回路CON
Tに加える。
A diode D1 and a capacitor C3 are connected in parallel with the main switch SW1, and a synchronous rectification switch S
A diode D2 is connected in parallel with W2. In this case, the diode D1 is connected to the polarity at which the input voltage Vin is applied as a reverse voltage, and the diode D2 is connected to the output voltage Vo.
ut is connected to the polarity applied as a reverse voltage. The current In2 flows in the secondary winding N2 of the transformer T in the direction of the arrow, but the current flowing in the direction opposite to the arrow is detected by the current detector CDT, and the detection signal dt is sent to the control circuit CON.
Add to T.

【0019】制御回路CONTは、出力電圧Voutを
検出して、メインスイッチSW1のオン,オフを駆動信
号P1によって制御すると共に、同期整流スイッチSW
2のオン,オフを駆動信号P2によって制御し、入力電
圧Vin及び負荷電流の変動に対しても、出力電圧Vo
utを一定化する。この時、電流検出器CDTからの検
出信号dtを用いて、同期整流スイッチSW2のターン
オフのタイミングを制御し、又同期整流スイッチSW2
をターンオフさせる為の駆動信号P2の立下りから所定
の遅延時間Td4後に、メインスイッチSW1をターン
オンさせる為の駆動信号P1をハイレベル“H”とす
る。それによって、メインスイッチSW1及び同期整流
スイッチSW2を零電圧状態でスイッチング制御するこ
とができ、スイッチング損失を低減できる。
The control circuit CONT detects the output voltage Vout, controls on / off of the main switch SW1 by the drive signal P1, and controls the synchronous rectification switch SW1.
2 is controlled by the drive signal P2, and the output voltage Vo is controlled even when the input voltage Vin and the load current fluctuate.
ut is fixed. At this time, the turn-off timing of the synchronous rectification switch SW2 is controlled using the detection signal dt from the current detector CDT, and the synchronous rectification switch SW2 is controlled.
The drive signal P1 for turning on the main switch SW1 is set to a high level "H" after a predetermined delay time Td4 from the fall of the drive signal P2 for turning off the switch. Thereby, the switching control of the main switch SW1 and the synchronous rectification switch SW2 can be performed in the zero voltage state, and the switching loss can be reduced.

【0020】図2は本発明の第1の実施の形態の動作説
明図であり、図1に於ける二次巻線N2の電流In2、
駆動信号P2,P1、一次巻線N1の電流In1、ダイ
オードD1及びメインスイッチSW1を介して流れる電
流Ir1、メインスイッチSW1を流れる電流Isw
1、メインスイッチSW1の印加電圧Vsw1との一例
の波形を示す。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention, in which the current In2 of the secondary winding N2 in FIG.
The drive signals P2 and P1, the current In1 of the primary winding N1, the current Ir1 flowing through the diode D1 and the main switch SW1, and the current Isw flowing through the main switch SW1
1 shows an example of a waveform of an applied voltage Vsw1 of the main switch SW1.

【0021】駆動信号P1をハイレベル“H”からロー
レベル“L”に、又駆動信号P2をローレベル“L”か
らハイレベル“H”に変化させると、メインスイッチS
W1はオフ、同期整流スイッチSW2はオンとなり、メ
インスイッチSW1のオン期間Ton1に流れた電流I
n1によって蓄積された励磁エネルギーにより、トラン
スTの二次巻線N2に電圧が誘起し、同期整流スイッチ
SW2を介して電流In2が流れて、平滑用コンデンサ
C2が充電される。
When the drive signal P1 is changed from the high level "H" to the low level "L" and the drive signal P2 is changed from the low level "L" to the high level "H", the main switch S
W1 is off, the synchronous rectification switch SW2 is on, and the current I that flows during the on-period Ton1 of the main switch SW1 is
A voltage is induced in the secondary winding N2 of the transformer T by the excitation energy accumulated by n1, and a current In2 flows through the synchronous rectification switch SW2 to charge the smoothing capacitor C2.

【0022】又トランスTの一次巻線N1の電流In1
は、メインスイッチSW1のオフ後もコンデンサC3を
介して継続して流れることにより、ターンオフ時のサー
ジ電圧を抑圧し、その電流In1はTd3の期間後に零
となる。又同期整流スイッチSW2のオン期間Ton2
に於いて、トランスTの励磁エネルギーの放出に従って
電流In2は減少して零となり、その後は、平滑用コン
デンサC2の充電電荷の放電により、同期整流スイッチ
SW2を介して逆方向に流れる。この逆方向の電流値I
kを電流検出器CDTにより検出した検出信号dtを制
御回路CONTに加えるもので、それにより、駆動信号
P2をローレベル“L”とし、同期整流スイッチSW2
をオフとする。
The current In1 of the primary winding N1 of the transformer T
Continuously suppresses the surge voltage at the time of turn-off by continuously flowing through the capacitor C3 even after the main switch SW1 is turned off, and the current In1 becomes zero after the period of Td3. Also, the ON period Ton2 of the synchronous rectification switch SW2
The current In2 decreases to zero as the excitation energy of the transformer T is released, and thereafter flows in the opposite direction via the synchronous rectification switch SW2 due to the discharge of the charge of the smoothing capacitor C2. This reverse current value I
The detection signal dt detected by the current detector CDT is applied to the control circuit CONT, whereby the drive signal P2 is set to the low level “L” and the synchronous rectification switch SW2
Is turned off.

【0023】この同期整流スイッチSW2のターンオフ
により、電流In2は零となり、トランスTの一次巻線
N1の誘起電圧により、コンデンサC3の電荷が入力側
コンデンサC1側にTd1の期間、電流In1の負方向
として示すように帰還され、放電完了により、メインス
イッチSW1の印加電圧Vsw1は零となる。その後
は、ダイオードD1を介して電流In1が流れる。この
場合、コンデンサC3は、メインスイッチSW1のター
ンオフ時にサージ電圧吸収用として充電され、同期整流
スイッチSW2のターンオフ時に入力側コンデンサC1
方向へ充電電荷を帰還するから、コンデンサC3は無損
失の構成となる。
By turning off the synchronous rectification switch SW2, the current In2 becomes zero, and the induced voltage of the primary winding N1 of the transformer T causes the electric charge of the capacitor C3 to move to the input side capacitor C1 side during the period of Td1 in the negative direction of the current In1. And the voltage Vsw1 applied to the main switch SW1 becomes zero when the discharge is completed. After that, the current In1 flows through the diode D1. In this case, the capacitor C3 is charged for absorbing a surge voltage when the main switch SW1 is turned off, and the input side capacitor C1 is charged when the synchronous rectification switch SW2 is turned off.
Since the charge is fed back in the direction, the capacitor C3 has a lossless configuration.

【0024】次に、メインスイッチSW1の両端の電圧
Vsw1が零となった後、Td2の期間中に駆動信号P
1をハイレベル“H”とする。それによって、メインス
イッチSW1はオンとなり、電流Isw1,Ir1,I
n1はそれぞれ矢印方向に流れる。制御回路CONT
は、出力電圧Voutを一定化する為のオン期間Ton
1後に、駆動信号P1をローレベル“L”とし、且つ駆
動信号P2をハイレベル“H”として、メインスイッチ
SW1をオフ、同期整流スイッチSW2をオンとする。
Next, after the voltage Vsw1 across the main switch SW1 becomes zero, the drive signal P
1 is set to a high level “H”. As a result, the main switch SW1 is turned on, and the currents Isw1, Ir1, I1
n1 flows in the directions of the arrows. Control circuit CONT
Is an on-period Ton for stabilizing the output voltage Vout
After one, the drive signal P1 is set to a low level "L" and the drive signal P2 is set to a high level "H" to turn off the main switch SW1 and turn on the synchronous rectification switch SW2.

【0025】前述のように、メインスイッチSW1は、
並列に接続したコンデンサC3と、同期整流スイッチS
W2をオフとした後、Td1+Td2=Td4の期間後
にターンオンさせる構成とにより、その印加電圧Vsw
1が零電圧の時に、ターンオフ及びターンオンさせるこ
とができ、スイッチング損失を低減することができる。
そして、コンデンサC3の充放電による損失もないこと
から、スイッチング電源装置の効率を向上させることが
できる。
As described above, the main switch SW1 is
A capacitor C3 connected in parallel and a synchronous rectifier switch S
By turning off W2 and then turning on after a period of Td1 + Td2 = Td4, the applied voltage Vsw
When 1 is at zero voltage, it can be turned off and turned on, and switching loss can be reduced.
Since there is no loss due to charging and discharging of the capacitor C3, the efficiency of the switching power supply can be improved.

【0026】図3はスイッチの説明図であり、(A)は
前述のメインスイッチSW1及び同期整流スイッチSW
2に対応するスイッチの構成を示し、端子a,bと制御
端子cとを有し、制御端子cに駆動信号を加えることに
より、端子a,b間のオン,オフを制御する構成であ
り、並列にダイオードdを接続している。
FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of the switches. FIG. 3A shows the main switch SW1 and the synchronous rectification switch SW described above.
2 shows a configuration of a switch corresponding to No. 2, having terminals a and b and a control terminal c, and controlling the on / off between the terminals a and b by applying a drive signal to the control terminal c. The diode d is connected in parallel.

【0027】このような構成は、(B)に示す電界効果
トランジスタによって容易に実現できるものであり、ダ
イオードdは点線で示すように、電界効果トランジスタ
の寄生ダイオードに相当するものである。なお、nチャ
ネル電界効果トランジスタの場合を示し、制御端子cに
相当するゲートに加える駆動信号をハイレベル“H”と
した時にオン、ローレベル“L”とした時にオフとな
る。なお、pチャネル電界効果トランジスタ等の他のス
イッチング素子を用いることも可能であり、又寄生ダイ
オードがないスイッチング素子を用いる場合は、ダイオ
ードを並列接続することになる。
Such a configuration can be easily realized by the field effect transistor shown in FIG. 1B, and the diode d corresponds to a parasitic diode of the field effect transistor as shown by a dotted line. Note that the figure shows a case of an n-channel field-effect transistor, which turns on when a drive signal applied to a gate corresponding to the control terminal c is at a high level “H” and turns off when the drive signal is at a low level “L”. Note that another switching element such as a p-channel field-effect transistor can be used. When a switching element having no parasitic diode is used, diodes are connected in parallel.

【0028】図4は電流検出器の説明図であり、(A)
はカレントトランスCTを用いた場合を示し、R1,R
2は抵抗、Dcはダイオードである。例えば、矢印方向
に電流が流れた時に、検出信号dtが出力される構成と
して、図1の電流検出器CDTに適用した場合、図2の
電流In2の負方向の電流を矢印方向とし、正方向の電
流In2に対しては検出信号dtは出力されないが、負
方向の電流Ikを検出した時に検出信号dtを出力する
ものである。なお、流れる電流の正負方向に対応した極
性の検出信号dtを出力する構成とすることも可能であ
る。
FIG. 4 is an explanatory view of the current detector, and FIG.
Indicates the case where the current transformer CT is used.
2 is a resistor, and Dc is a diode. For example, in a case where the detection signal dt is output when a current flows in the direction of the arrow and applied to the current detector CDT in FIG. 1, the current in the negative direction of the current In2 in FIG. The detection signal dt is not output for the current In2, but the detection signal dt is output when the current Ik in the negative direction is detected. Note that a configuration is possible in which a detection signal dt having a polarity corresponding to the positive and negative directions of the flowing current is output.

【0029】又(B)は演算増幅器OPAを用いた場合
を示し、R3〜R7は抵抗である。矢印方向に電流が抵
抗R3を流れると、その抵抗R3の両端の電圧に対応し
た検出信号dtが演算増幅器OPAから出力される。従
って、図1の電流検出器CDTに適用した場合、図2の
電流In2の負方向の電流を矢印方向とし、正方向の電
流In2に対しては検出信号dtは出力されないが、負
方向の電流Ikを検出した時に検出信号dtを出力する
ものである。
FIG. 3B shows the case where the operational amplifier OPA is used, and R3 to R7 are resistors. When a current flows through the resistor R3 in the direction of the arrow, a detection signal dt corresponding to the voltage across the resistor R3 is output from the operational amplifier OPA. Therefore, when applied to the current detector CDT in FIG. 1, the current in the negative direction of the current In2 in FIG. 2 is set to the arrow direction, and the detection signal dt is not output for the current In2 in the positive direction, but the current in the negative direction is output. A detection signal dt is output when Ik is detected.

【0030】図5は本発明の第1の実施の形態の制御回
路の説明図であり、11〜13は比較器、14はフリッ
プフロップ、15は電流変換回路、16は定電流回路、
17は断続定電流回路、18は遅延回路、19はトラン
ジスタ、20,21,22はアンド回路、23はインバ
ータ、V1,V2,V3は基準電圧、Coff,Con
はコンデンサ、Roffは抵抗である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a control circuit according to the first embodiment of the present invention. Reference numerals 11 to 13 denote comparators, 14 denotes a flip-flop, 15 denotes a current conversion circuit, 16 denotes a constant current circuit,
17 is an intermittent constant current circuit, 18 is a delay circuit, 19 is a transistor, 20, 21, and 22 are AND circuits, 23 is an inverter, V1, V2, and V3 are reference voltages, Coff, and Con.
Is a capacitor, and Roff is a resistor.

【0031】電流検出器CDTからの検出信号dtと基
準電圧V1とを比較器11により比較し、又出力電圧V
outを電流変換回路15に入力して電流Ioに変換す
る。又アンド回路21からメインスイッチSW1に加え
る駆動信号P1を出力し、アンド回路22から同期整流
スイッチSW2に加える駆動信号P2を出力する。又定
電流回路16は定電流Ionを出力し、断続定電流回路
17は、比較器12の出力信号Vcが“0”の時に定電
流Ioffを出力し、“1”の時に停止する。又フリッ
プフロップ14は、比較器12の“1”の出力信号Vc
によりセットされ、アンド回路20の“1”の出力信号
Vdによりリセットされる。又出力端子Qが“1”の時
にトランジスタ19をオンとし、又出力端子*Qに遅延
回路18及びインバータ23を接続している。
The detection signal dt from the current detector CDT and the reference voltage V1 are compared by the comparator 11, and the output voltage V
out is input to the current conversion circuit 15 and converted into a current Io. The AND circuit 21 outputs a drive signal P1 to be applied to the main switch SW1, and the AND circuit 22 outputs a drive signal P2 to be applied to the synchronous rectification switch SW2. The constant current circuit 16 outputs a constant current Ion, and the intermittent constant current circuit 17 outputs a constant current Ioff when the output signal Vc of the comparator 12 is “0”, and stops when the output signal Vc is “1”. The flip-flop 14 outputs the output signal Vc of “1” of the comparator 12.
And reset by the output signal Vd of “1” of the AND circuit 20. When the output terminal Q is "1", the transistor 19 is turned on, and the delay circuit 18 and the inverter 23 are connected to the output terminal * Q.

【0032】図6は制御回路の動作説明図であり、図5
の各部の信号の一例の波形を示し、dt’は図2に示す
電流In2に比例した電流検出信号を示す。又比較器1
1に加える基準電圧V1は、図2に於ける負方向の電流
In2のIkとして示す値に相当する。同期整流スイッ
チSW2のオン期間Ton2の後半に、トランスTの励
磁エネルギーの放出により平滑用コンデンサC2を充電
する正方向の電流In2が流れた後、零となり、その
後、平滑用コンデンサC2の放電による負方向の電流I
n2が流れ、この負方向の電流In2の検出信号dt’
が基準電圧V1を超えると、比較器11の出力信号Va
は“1”となる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the control circuit.
2 shows an example of the signal of each section, and dt ′ represents a current detection signal proportional to the current In2 shown in FIG. Comparator 1
The reference voltage V1 added to 1 corresponds to the value indicated as Ik of the negative current In2 in FIG. In the latter half of the on-period Ton2 of the synchronous rectification switch SW2, the positive current I2 that charges the smoothing capacitor C2 due to the emission of the excitation energy of the transformer T flows, and then becomes zero. Current I in the direction
n2 flows, and the detection signal dt 'of the current In2 in the negative direction.
Exceeds the reference voltage V1, the output signal Va of the comparator 11
Becomes "1".

【0033】又比較器11の出力信号Vaが“0”であ
ると、アンド回路20の出力信号Vdは“0”となり、
比較器11の出力信号Vaが“1”で、比較器13の出
力信号Vbが“1”であると、アンド回路20の出力信
号Vdは“1”となる。この出力信号Vdの“1”によ
りフリップフロップ14はリセットされる。従って、出
力端子Qは“0”、出力端子*Qは“1”となる。
When the output signal Va of the comparator 11 is "0", the output signal Vd of the AND circuit 20 becomes "0".
When the output signal Va of the comparator 11 is “1” and the output signal Vb of the comparator 13 is “1”, the output signal Vd of the AND circuit 20 becomes “1”. The flip-flop 14 is reset by the output signal Vd “1”. Therefore, the output terminal Q is "0" and the output terminal * Q is "1".

【0034】フリップフロップ14の出力端子Qが
“0”となることにより、トランジスタ19はオフとな
り、又出力端子*Qが“1”となることにより、インバ
ータ23の出力信号Veは“0”となり、アンド回路2
2からの駆動信号P2はローレベル“0”となって、同
期整流スイッチSW2はオフとなる。それによって、電
流In2 は零となるから、検出信号dt’も0レベル継
続とする。
When the output terminal Q of the flip-flop 14 becomes "0", the transistor 19 is turned off. When the output terminal * Q becomes "1", the output signal Ve of the inverter 23 becomes "0". , And circuit 2
2, the drive signal P2 becomes low level "0", and the synchronous rectification switch SW2 is turned off. As a result, the current In2 becomes zero, so that the detection signal dt 'is also kept at the zero level.

【0035】又遅延回路18は、Td4の遅延時間を与
える為のものであり、例えば、抵抗とコンデンサとの時
定数回路構成とすることができる。この場合、フリップ
フロップ14の出力端子*Qが“1”となることによ
り、遅延回路18の出力信号は、時定数に従って上昇
し、アンド回路21の閾値電圧Vthを超えると、駆動
信号P1はハイレベル“1”となり、メインスイッチS
W1はオンとなる。即ち、同期整流スイッチSW2をオ
フとした後、Td4の期間後に、メインスイッチSW1
をオンとすることができる。
The delay circuit 18 is for providing a delay time of Td4, and may be, for example, a time constant circuit composed of a resistor and a capacitor. In this case, when the output terminal * Q of the flip-flop 14 becomes “1”, the output signal of the delay circuit 18 rises according to the time constant. When the output signal exceeds the threshold voltage Vth of the AND circuit 21, the drive signal P1 becomes high. Level "1" and main switch S
W1 is turned on. That is, after turning off the synchronous rectification switch SW2, after a period of Td4, the main switch SW1 is turned off.
Can be turned on.

【0036】又断続定電流回路17は、比較器12の出
力信号Vcが“0”の時に、定電流Ioffを出力して
コンデンサCoffを充電するから、その端子電圧Vo
ffは急上昇し、基準電圧V3を直ちに超えることにな
るから、比較器13の出力信号Vbは“1”となる。又
コンデンサConは、定電流回路16からの定電流Io
nと、出力電圧Voutに比例した電流Ioとによって
充電されるから、その端子電圧Vonは、出力電圧Vo
utに比例した傾斜で上昇する。そして、基準電圧V2
に達すると、比較器12の出力信号Vcは“1”とな
り、フリップフロップ14はセットされ、且つ断続定電
流回路17は定電流Ioffの出力を停止する。
The intermittent constant current circuit 17 outputs the constant current Ioff and charges the capacitor Coff when the output signal Vc of the comparator 12 is "0".
Since ff rises sharply and immediately exceeds the reference voltage V3, the output signal Vb of the comparator 13 becomes "1". The capacitor Con has a constant current Io from the constant current circuit 16.
n and the current Io proportional to the output voltage Vout, the terminal voltage Von becomes equal to the output voltage Vo.
It rises with a slope proportional to ut. And the reference voltage V2
, The output signal Vc of the comparator 12 becomes “1”, the flip-flop 14 is set, and the intermittent constant current circuit 17 stops outputting the constant current Ioff.

【0037】フリップフロップ14のセットにより出力
端子Qは“1”となり、トランジスタ19はオンとなっ
てコンデンサConを急速放電し、その端子電圧Von
は急速に零となる。又出力端子*Qは“0”となり、イ
ンバータ23の出力信号Veは“1”となるから、アン
ド回路22からハイレベル“1”の駆動信号P2が同期
整流スイッチSW2に加えられ、又アンド回路21から
ローレベル“0”の駆動信号P1がメインスイッチSW
1に加えられる。この場合、遅延回路18を構成するコ
ンデンサと並列にトランジスタを接続し、例えば、イン
バータ23の出力信号Veが“1”の時にオンとして、
コンデンサの急速放電を行う構成を付加することができ
る。
The output terminal Q is set to "1" by the setting of the flip-flop 14, the transistor 19 is turned on and the capacitor Con is rapidly discharged, and its terminal voltage Von
Quickly becomes zero. Since the output terminal * Q becomes "0" and the output signal Ve of the inverter 23 becomes "1", the high level "1" drive signal P2 is applied from the AND circuit 22 to the synchronous rectification switch SW2. 21 from the main switch SW.
Added to 1. In this case, a transistor is connected in parallel with the capacitor constituting the delay circuit 18, and for example, it is turned on when the output signal Ve of the inverter 23 is "1".
A configuration for rapidly discharging the capacitor can be added.

【0038】前述の駆動信号P1,P2により同期整流
スイッチSW2がオンとなり、又メインスイッチSW1
がオフとなる。従って、出力電圧Voutが高くなる
と、コンデンサConの電圧上昇が速くなって、メイン
スイッチSW1のオン期間Ton1が短くなり、反対に
出力電圧Voutが低くなると、コンデンサConの電
圧上昇が遅くなって、メインスイッチSW1のオン期間
Ton1が長くなることにより、出力電圧Voutを一
定化することができる。
The synchronous rectification switch SW2 is turned on by the drive signals P1 and P2, and the main switch SW1 is turned on.
Is turned off. Therefore, when the output voltage Vout increases, the voltage rise of the capacitor Con becomes faster, and the on-period Ton1 of the main switch SW1 becomes shorter. Conversely, when the output voltage Vout decreases, the voltage rise of the capacitor Con becomes slower. The output voltage Vout can be made constant by increasing the ON period Ton1 of the switch SW1.

【0039】又比較器12の出力信号Vcが“1”とな
ることにより、断続定電流回路17は定電流Ioffの
出力を停止するから、コンデンサCoffは、抵抗Ro
ffを介して放電する。従って、その端子電圧Voff
は、放電時定数に従って低下し、基準電圧V3以下とな
ると、比較器13の出力信号Vbが“0”となる。そし
て、前述のように、電流In2の検出信号dt’が基準
電圧V1を超えて正方向に大きくなると、比較器11の
出力信号Vaが“1”となり、それによって、駆動信号
P2がローレベル“0”となり、それから、Td4の期
間後に、駆動信号P1がハイレベル“1”となる。即
ち、同期整流スイッチSW2をオフとした後、Td4の
期間後に、メインスイッチSW1をオンとすることがで
きる。
When the output signal Vc of the comparator 12 becomes "1", the intermittent constant current circuit 17 stops outputting the constant current Ioff, so that the capacitor Coff is connected to the resistor Ro.
Discharge via ff. Therefore, the terminal voltage Voff
Decreases in accordance with the discharge time constant, and when the voltage falls below the reference voltage V3, the output signal Vb of the comparator 13 becomes "0". As described above, when the detection signal dt 'of the current In2 exceeds the reference voltage V1 and increases in the positive direction, the output signal Va of the comparator 11 becomes "1", whereby the driving signal P2 becomes low level. 0, and thereafter, after a period of Td4, the drive signal P1 becomes high level "1". That is, after turning off the synchronous rectification switch SW2, the main switch SW1 can be turned on after a period of Td4.

【0040】図7は本発明の第2の実施の形態の説明図
であり、ブーストコンバータ構成のスイッチング電源装
置に適用した場合を示し、入力電圧Vinを加える入力
端子と、出力電圧Voutを負荷(図示せず)に供給す
る出力端子との間に、リアクトルLと電流検出器CDT
と、同期整流スイッチSW2とを直列的に接続し、この
同期整流スイッチSW2に並列にダイオードD2を接続
し、電流検出器CDTと同期整流スイッチSW2との接
続点にメインスイッチSW1を接続し、このメインスイ
ッチSW1に並列にダイオードD1とコンデンサC3と
を接続し、入力端子に入力側コンデンサC1を接続し、
出力端子に平滑用コンデンサC2を接続し、制御回路C
ONTは、出力電圧Voutを検出し、且つ電流検出器
CDTからの検出信号dtにより、メインスイッチSW
1のオン,オフを制御する駆動信号P1と、同期整流ス
イッチSW2のオン,オフを制御する駆動信号P2とを
出力する。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the second embodiment of the present invention, showing a case where the present invention is applied to a switching power supply device having a boost converter configuration, wherein an input terminal to which an input voltage Vin is applied and an output voltage Vout are applied to a load ( (Not shown) between the reactor L and the current detector CDT.
And a synchronous rectifier switch SW2 are connected in series, a diode D2 is connected in parallel with the synchronous rectifier switch SW2, and a main switch SW1 is connected to a connection point between the current detector CDT and the synchronous rectifier switch SW2. A diode D1 and a capacitor C3 are connected in parallel with the main switch SW1, an input-side capacitor C1 is connected to an input terminal,
A smoothing capacitor C2 is connected to the output terminal, and a control circuit C
The ONT detects the output voltage Vout and outputs the main switch SW by the detection signal dt from the current detector CDT.
1 and a drive signal P2 for controlling on / off of the synchronous rectification switch SW2.

【0041】この実施の形態に於いても、制御回路CO
NTは、出力電圧Voutを検出し、メインスイッチS
W1をオフとすると共に、同期整流スイッチSW2をオ
ンとし、リアクトルLの励磁エネルギーによる正方向の
電流により平滑用コンデンサC2を充電し、励磁エネル
ギーの放出により電流が零となった後、平滑用コンデン
サC2,C3から入力側コンデンサC1の方向への放電
により負方向の電流が流れる。この負方向の電流を電流
検出器CDTにより検出し、その検出信号dtを制御回
路CONTに加えることにより、同期整流スイッチSW
2をオフとし、その後に、前述のように、Td4の期間
をおいて、メインスイッチSW1をオンとする。それに
よって、前述の実施の形態と同様に、メインスイッチS
W1は零電圧状態でスイッチングを行うことができるか
ら、スイッチング損失を低減することができる。
In this embodiment, the control circuit CO
NT detects the output voltage Vout and outputs the main switch S
W1 is turned off, the synchronous rectifier switch SW2 is turned on, and the smoothing capacitor C2 is charged by the positive current by the exciting energy of the reactor L. After the exciting energy is released, the current becomes zero. Discharge from C2 and C3 to the input side capacitor C1 causes a current in the negative direction to flow. The current in the negative direction is detected by the current detector CDT, and the detection signal dt is applied to the control circuit CONT, whereby the synchronous rectification switch SW
2 is turned off, and then the main switch SW1 is turned on after a period of Td4 as described above. Thus, as in the above-described embodiment, the main switch S
Since W1 can perform switching in a zero voltage state, switching loss can be reduced.

【0042】図8は本発明の第3の実施の形態の説明図
であり、バックブーストコンバータ構成のスイッチング
電源装置に適用した場合を示し、図7と同一符号は同一
の名称部分を示す。リアクトルLに直列に接続した電流
検出器CDTは、同期整流スイッチSW2がオンの期間
に於いて、リアクトルLに負方向に流れる電流を検出し
て、その検出信号dtを制御回路CONTに加える。制
御回路CONTは、それにより同期整流スイッチSW2
をオフとする駆動信号P2を出力し、その後、Td4の
期間が経過してから、メインスイッチSW1をオンとす
る駆動信号P1を出力する。又出力電圧Voutを一定
化するように、メインスイッチSW1のオン期間を制御
するように、メインスイッチSW1をオフとし、同期整
流スイッチSW2をオンとする。従って、メインスイッ
チSW1は零電圧状態でスイッチングを行うことができ
るから、スイッチング損失を低減することができる。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the third embodiment of the present invention, showing a case where the present invention is applied to a switching power supply device having a buck-boost converter configuration. The same reference numerals as in FIG. 7 denote the same names. The current detector CDT connected in series with the reactor L detects a current flowing in the reactor L in the negative direction while the synchronous rectification switch SW2 is on, and applies the detection signal dt to the control circuit CONT. The control circuit CONT thereby controls the synchronous rectification switch SW2
A drive signal P2 for turning off the main switch SW1 is output after a period of Td4 has elapsed. Further, the main switch SW1 is turned off and the synchronous rectification switch SW2 is turned on so as to control the ON period of the main switch SW1 so that the output voltage Vout is constant. Therefore, the main switch SW1 can perform switching in the zero voltage state, and thus the switching loss can be reduced.

【0043】本発明は、前述の実施の形態にのみ限定さ
れるものではなく、他の構成の同期整流型のスイッチン
グ電源装置に適用することができるものであり、又図5
に示す制御回路CONTは、前述の各実施の形態に適用
できるものであり、この制御回路CONTは、トランス
T又はリアクトルLの励磁エネルギーの放出による平滑
用コンデンサC2を充電する正方向の電流が、励磁エネ
ルギーの放出終了により零となり、その後にコンデンサ
の放電電流により負方向の電流が流れたことを電流検出
器CDTにより検出し、その検出信号dtを用いて同期
整流スイッチSW2をオフとし、その後にTd4の期間
の遅延時間を設定してメインスイッチSW1の両端の電
圧が零になった以降に、メインスイッチSW1をオンと
するように制御するものであるが、遅延時間の設定は各
種の構成を適用できるものであり、又電流Ir1が負方
向から正方向に反転するタイミングを基にメインスイッ
チSW1をオンとするように制御する構成とすることも
可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be applied to a synchronous rectification type switching power supply having another configuration.
Is applicable to each of the above-described embodiments. The control circuit CONT has a positive current that charges the smoothing capacitor C2 due to the emission of the excitation energy of the transformer T or the reactor L. It becomes zero at the end of the release of the excitation energy, and thereafter, the current detector CDT detects that a negative current flows due to the discharge current of the capacitor, and turns off the synchronous rectification switch SW2 using the detection signal dt. Control is performed so that the main switch SW1 is turned on after the delay time of the period Td4 is set and the voltage between both ends of the main switch SW1 becomes zero. The main switch SW1 is turned on based on the timing at which the current Ir1 reverses from the negative direction to the positive direction. It is also possible to adopt a configuration for controlling the so that.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、入力側
コンデンサC1と、平滑用コンデンサC2と、ダイオー
ドD1及びコンデンサC3を並列接続したメインスイッ
チSW1と、ダイオードD2を並列接続した同期整流ス
イッチSW2と、電流検出器CDTと、制御回路CON
Tとを含み、メインスイッチSW1により入力電圧Vi
nによる電流をオン,オフし、同期整流スイッチSW2
により平滑用コンデンサC2への充電電流をオン,オフ
し、メインスイッチSW1のオン期間にトランスT等の
リアクトルに蓄積された励磁エネルギーを、メインスイ
ッチSW1をオフとし、同期整流スイッチSW2をオン
とした時に放出させて、その電流により平滑用コンデン
サC2を充電し、励磁エネルギーの放出終了による電流
零の後、逆方向に流れる電流を電流検出器CDTにより
検出し、その検出信号dtにより、制御回路CONT
は、同期整流スイッチSW2をオフとし、その後、Td
4の期間後に、メインスイッチSW1をオンとするもの
であり、メインスイッチSW1に並列に接続したコンデ
ンサC3は、前述のように、サージ電圧吸収用として動
作すると共に、充放電による損失がなく、且つメインス
イッチSW1の印加電圧が零の状態の時にスイッチング
動作を行わせることができるから、スイッチング損失を
低減して、効率を向上させることができる利点がある。
As described above, the present invention provides a main switch SW1 in which an input-side capacitor C1, a smoothing capacitor C2, a diode D1 and a capacitor C3 are connected in parallel, and a synchronous rectifier switch in which a diode D2 is connected in parallel. SW2, current detector CDT, and control circuit CON
T and the input voltage Vi by the main switch SW1.
n to turn on and off the current caused by the switch n
, The charging current to the smoothing capacitor C2 is turned on and off, the excitation energy accumulated in the reactor such as the transformer T during the on-period of the main switch SW1, the main switch SW1 is turned off, and the synchronous rectification switch SW2 is turned on. At the same time, the smoothing capacitor C2 is charged with the current, and after the current zero due to the end of the release of the excitation energy, the current flowing in the reverse direction is detected by the current detector CDT, and the control signal CONT is detected by the detection signal dt.
Turns off the synchronous rectification switch SW2, and then sets Td
After the period of 4, the main switch SW1 is turned on, and the capacitor C3 connected in parallel to the main switch SW1 operates as described above for absorbing surge voltage, has no loss due to charging and discharging, and Since the switching operation can be performed when the voltage applied to the main switch SW1 is zero, there is an advantage that the switching loss can be reduced and the efficiency can be improved.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の動作説明図であ
る。
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the first embodiment of the present invention.

【図3】スイッチの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a switch.

【図4】電流検出器の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a current detector.

【図5】本発明の第1の実施の形態の制御回路の説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a control circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図6】制御回路の動作説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the control circuit.

【図7】本発明の第2の実施の形態の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施の形態の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention.

【図9】従来例のフライバックコンバータ構成の説明図
である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional flyback converter configuration.

【図10】従来例の動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of a conventional example.

【図11】従来例のブーストコンバータ構成及びバック
ブーストコンバータ構成の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a conventional boost converter configuration and a buck-boost converter configuration.

【図12】従来例の同期整流型フライバックコンバータ
構成の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory view of a configuration of a conventional synchronous rectification type flyback converter.

【図13】従来例の動作説明図である。FIG. 13 is an operation explanatory diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

SW1 メインスイッチ SW2 同期整流スイッチ CDT 電流検出器 CONT 制御回路 C1 入力側コンデンサ C2 平滑用コンデンサ C3 コンデンサ D1,D2 ダイオード T トランス P1,P2 駆動信号 dt 検出信号 SW1 Main switch SW2 Synchronous rectification switch CDT Current detector CONT Control circuit C1 Input side capacitor C2 Smoothing capacitor C3 Capacitor D1, D2 Diode T Transformer P1, P2 Drive signal dt Detection signal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力端子間に接続した入力側コンデンサ
と、出力端子間に接続した平滑用コンデンサと、入力電
圧による電流をオン,オフするダイオード並列接続のメ
インスイッチと、前記平滑用コンデンサへの充電電流を
オン,オフするダイオード並列接続の同期整流スイッチ
と、出力電圧を検出して前記メインスイッチ及び前記同
期整流スイッチを制御する制御回路とを含むスイッチン
グ電源装置に於いて、 前記メインスイッチに並列接続したコンデンサと、 前記同期整流スイッチがオンの期間にリアクトルの励磁
エネルギーによる前記平滑用コンデンサへの充電電流が
流れた後、逆方向に流れる電流を検出する電流検出器
と、 前記メインスイッチをオフとすると共に前記同期整流ス
イッチをオンとし、前記電流検出器の検出信号により前
記同期整流スイッチをオフとした後、前記メインスイッ
チの両端の電圧が零になった以降に前記メインスイッチ
をオンとする構成の制御回路とを備えたことを特徴とす
るスイッチング電源装置。
1. An input-side capacitor connected between input terminals, a smoothing capacitor connected between output terminals, a diode-parallel-connected main switch for turning on and off a current by an input voltage, and a switch connected to the smoothing capacitor. In a switching power supply device including a diode parallel-connected synchronous rectification switch for turning on / off a charging current and a control circuit for detecting an output voltage to control the main switch and the synchronous rectification switch, A connected capacitor, a current detector for detecting a current flowing in a reverse direction after a charging current to the smoothing capacitor by exciting energy of the reactor flows while the synchronous rectification switch is on, and turning off the main switch. And the synchronous rectifier switch is turned on, and the detection signal of the current detector And a control circuit configured to turn on the main switch after the voltage at both ends of the main switch becomes zero after the synchronous rectification switch is turned off.
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