(57)【要約】【課題】過電流に対する同期整流型フォワードコンバータの過電流に対する耐故障性を向上させる。【解決手段】制御回路２は、第２半導体スイッチ４２に第１制御信号を出力する。制御回路２は、第３半導体スイッチ４３に第２制御信号を出力する。アイソレータ６は、第１および第２制御信号の少なくとも一方を受けて、第１半導体スイッチ４１へ第３制御信号を絶縁的に伝達する。制御回路２は、過電流が検出された場合、第１半導体スイッチ４１、第２半導体スイッチ４２、および第３半導体スイッチ４３をオフ状態にする。【選択図】図１
2019013103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子と第２端子との間に直流電圧が入力され、第３端子と第４端子との間に直流電圧が出力される同期整流型フォワードコンバータであって、
第１および第２巻線を含むトランスと、
前記第１端子と前記第２端子との間で、前記第１巻線と直列に接続された第１半導体スイッチと、
前記第３端子と前記第４端子との間で、前記第２巻線と直列に接続された第２半導体スイッチと、
前記第３端子と前記第４端子との間に接続された第３半導体スイッチと、
前記第２半導体スイッチに第１制御信号を出力するとともに、前記第３半導体スイッチに第２制御信号を出力する制御回路と、
前記第２半導体スイッチの過電流を検出する過電流検出回路と、
前記第１および第２制御信号の少なくとも一方を受けて、前記第１半導体スイッチへ第３制御信号を絶縁的に伝達するアイソレータとを備え、
前記制御回路は、前記過電流検出回路によって過電流が検出された場合、前記第１および第２制御信号を出力して前記第１〜第３半導体スイッチをオフ状態にする、同期整流型フォワードコンバータ。
【請求項２】
前記アイソレータは、発光ダイオードおよびフォトトランジスタを有するフォトカプラを含み、
前記発光ダイオードのアノードは、前記第１制御信号を受け、
前記発光ダイオードのカソードは、接地点に接続され、
前記フォトトランジスタのエミッタおよび前記第２端子は、基準点に接続され、
前記同期整流型フォワードコンバータは、
前記第１端子と前記フォトトランジスタのコレクタとの間に接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗と前記コレクタとの接続点に接続された反転器とをさらに備え、
前記第１半導体スイッチは、前記反転器から前記第１制御信号を受ける、請求項１に記載の同期整流型フォワードコンバータ。
【請求項３】
前記アイソレータは、発光ダイオードおよびフォトトランジスタを有するフォトカプラを含み、
前記発光ダイオードのアノードは、前記第２制御信号を受け、
前記発光ダイオードのカソードは、接地点に接続され、
前記フォトトランジスタのエミッタおよび前記第２端子は、基準点に接続され、
前記同期整流型フォワードコンバータは、前記第１端子と前記フォトトランジスタのコレクタとの間に接続された第１抵抗をさらに備え、
前記第１半導体スイッチは、前記第１抵抗と前記コレクタとの接続点から前記第１制御信号を受ける、請求項１に記載の同期整流型フォワードコンバータ。
【請求項４】
前記アイソレータは、第３および第４巻線を有するパルストランスを含み、
前記同期整流型フォワードコンバータは、外部電源と基準点との間で、前記第４巻線と直列に接続され、前記第１制御信号を受ける第４半導体スイッチをさらに備え、
前記第３巻線の一方端および前記第２端子は、前記基準点に接続され、
前記第１半導体スイッチは、前記第３巻線の他方端から前記第３制御信号を受ける、請求項１に記載の同期整流型フォワードコンバータ。
【請求項５】
前記他方端と前記基準点との間に接続され、前記第３制御信号を受ける第５半導体スイッチをさらに備える、請求項４に記載の同期整流型フォワードコンバータ。
【請求項６】
前記第２半導体スイッチと前記第４端子との間に接続された第２抵抗をさらに備え、
前記過電流検出回路は、前記第２抵抗の両端間の電圧差が、閾値電圧を超えた場合に、前記過電流を検出する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の同期整流型フォワードコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流保護機能を有する同期整流型フォワードコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、過電流保護機能を有する同期整流型フォワードコンバータが知られている。たとえば、特開２００２−２７２０９８号公報（特許文献１）には、過電流保護回路を備えるスイッチング電源装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７２０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開２００２−２７２０９８号公報（特許文献１）に開示されているスイッチング電源装置においては、第１回路に入力された電圧をトランスを介して変換し、第２回路から出力する。過電流保護回路は、入力電圧が印加されるトランスの第１巻線を含む第１回路に流れる電流を監視する。過電流保護回路は、過電流を検出した場合、第１回路に含まれる半導体素子であるＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor）をオフ状態にする。
【０００５】
過電流が発生した場合、同期整流型フォワードコンバータの動作を継続すると、同期整流型フォワードコンバータが故障する可能性が高まる。そのため、過電流が発生した場合、同期整流型フォワードコンバータを早急に停止する必要がある。しかし、特開２００２−２７２０９８号公報（特許文献１）に開示されているスイッチング電源装置においては、トランスの二次巻線を含む第２回路に過電流が発生した場合、当該過電流のトランス巻線比倍の電流が第１回路に流れた後に、第１回路に発生した過電流として過電流保護回路によって検知され、第１回路のＭＯＳＦＥＴが停止される。すなわち、第２回路に過電流が発生した場合、第１回路に過電流が発生するまで第１回路のＭＯＳＦＥＴはオフ状態にされない。また、第１回路のＭＯＳＦＥＴがオフ状態にされたとしても、第２回路にエネルギーが残っている限り過電流は流れ続ける。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、過電流に対する同期整流型フォワードコンバータの過電流に対する耐故障性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る同期整流型フォワードコンバータにおいては、第１端子と第２端子との間に印加された直流電圧が、第３端子と第４端子との間に出力される。同期整流型フォワードコンバータは、トランスと、第１〜第３半導体スイッチと、制御回路と、過電流検出回路と、アイソレータとを備える。トランスは、第１および第２巻線を含む。第１半導体スイッチは、第１端子と第２端子との間で、第１巻線と直列に接続されている。第２半導体スイッチは、第３端子と第４端子との間で、第２巻線と直列に接続されている。第３半導体スイッチは、第３端子と第４端子との間に接続されている。制御回路は、第２半導体スイッチに第１制御信号を出力する。制御回路は、第３半導体スイッチに第２制御信号を出力する。アイソレータは、第１および第２制御信号の少なくとも一方を受けて、第１半導体スイッチへ第３制御信号を絶縁的に伝達する。過電流検出回路は、第２半導体スイッチの過電流を検出する。制御回路は、前記過電流検出回路によって過電流が検出された場合、第１〜第３半導体スイッチをオフ状態にする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、同期整流型フォワードコンバータの過電流に対する耐故障性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る同期整流型フォワードコンバータの回路図である。
【図２】実施の形態２に係る同期整流型フォワードコンバータの回路図である。
【図３】実施の形態３に係る同期整流型フォワードコンバータの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る同期整流型フォワードコンバータ１００の回路図である。図１に示されるように、同期整流型フォワードコンバータ１００は、第１回路１０１と、第２回路１０２とを備える。
【００１２】
第１回路１０１は、第１端子Ｐ１と、第２端子Ｐ２と、ゲート駆動回路５と、抵抗１１と、第１半導体スイッチ４１と、リセット用のダイオード６１と、フォトトランジスタ９１と、第１巻線Ｎ１と、補助巻線Ｎ１０とを含む。第１半導体スイッチ４１は、ＮチャンネルＭＯＳＥＴを含む。抵抗１１は、第１半導体スイッチ４１を駆動するための抵抗である。
【００１３】
第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２との間には、電圧源１が接続されている。電圧源１は、直流電圧を第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２との間に印加する。電圧源１の正極は、第１端子Ｐ１に接続されている。電圧源１の負極は、第２端子Ｐ２およびシグナルグラウンド（基準点）ＳＧに接続されている。
【００１４】
第１端子Ｐ１と第１半導体スイッチ４１のドレインとの間に、第１巻線Ｎ１が接続されている。第１半導体スイッチ４１のソースは、第２端子Ｐ２に接続されている。第１端子Ｐ１とフォトトランジスタ９１のコレクタとの間に、抵抗１１が接続されている。抵抗１１は、第１抵抗に対応する。抵抗１１とフォトトランジスタ９１のコレクタとの接続点ＣＰと、第１半導体スイッチ４１のゲートとの間に、ゲート駆動回路５が接続されている。ゲート駆動回路５は、反転器の一例である。フォトトランジスタ９１のエミッタは、シグナルグラウンドＳＧに接続されている。ダイオード６１のアノードは、第２端子Ｐ２に接続されている。ダイオード６１のカソードと第１巻線Ｎ１との間に、補助巻線Ｎ１０が接続されている。
【００１５】
第２回路１０２は、電源制御ＩＣ（Integrated  Circuit）２と、抵抗１２〜１５と、コンデンサ２１と、リアクトル３１と、フォワード用の第２半導体スイッチ４２と、整流用の第３半導体スイッチ４３と、発光ダイオード９２と、第２巻線Ｎ２と、第３端子Ｐ３と、第４端子Ｐ４とを含む。電源制御ＩＣ２は、電源端子ＰＥと、第１駆動端子ＰＦと、第２駆動端子ＰＳと、電流センス端子Ｉｓ−，Ｉｓ＋と、接地端子ＰＧとを含む。電源制御ＩＣ２は、制御回路および過電流検出回路の一例である。第２半導体スイッチ４２および第３半導体スイッチ４３の各々は、ＮチャンネルＭＯＳＥＴを含む。抵抗１２，１３は、ゲート用の抵抗である。抵抗１５は、過電流検出用の抵抗である。発光ダイオード９２のカソードおよび接地端子ＰＧの各々は、接地点ＧＮＤに接続されている。電源端子ＰＥは、外部電源Ｖｃｃ１に接続されている。
【００１６】
第３端子Ｐ３と第４端子Ｐ４との間に、負荷９０が接続されている。第２半導体スイッチ４２のドレインと第３半導体スイッチ４３のドレインとの間に、第２巻線Ｎ２が接続されている。第３半導体スイッチ４３のドレインと第３端子Ｐ３との間にリアクトル３１が接続されている。第３半導体スイッチ４３のソースは、第４端子Ｐ４に接続されている。第３端子と第４端子との間に、コンデンサ２１が接続されている。第３半導体スイッチ４３のゲートと第２駆動端子ＰＳとの間に、抵抗１２が接続されている。第２半導体スイッチ４２のゲートと第１駆動端子ＰＦとの間に、抵抗１３が接続されている。第１駆動端子ＰＦと発光ダイオード９２のアノードとの間に抵抗１４が接続されている。第２半導体スイッチ４２のソースと第４端子Ｐ４との間に抵抗１５が接続されている。抵抗１５は、第２抵抗に対応する。第２半導体スイッチ４２のソースは、電流センス端子Ｉｓ＋に接続されている。電流センス端子Ｉｓ＋とＩｓ−との間に、抵抗１５が接続されている。
【００１７】
第１巻線Ｎ１、第２巻線Ｎ２、および補助巻線Ｎ１０は、トランス３を形成している。フォトトランジスタ９１および発光ダイオード９２は、絶縁ゲートドライブ用のフォトカプラ６（アイソレータ）を形成している。コンデンサ２１とリアクトル３１とは、平滑回路を形成している。第１回路１０１と第２回路１０２とは、トランス３およびフォトカプラ６によって、直流的に絶縁されている。トランス３およびフォトカプラ６を介して、第１回路１０１と第２回路１０２との間で信号の伝達が行なわれる。
【００１８】
電源制御ＩＣ２は、第１駆動端子ＰＦから第１制御信号を第２半導体スイッチ４２のゲートに出力する。第２駆動端子ＰＳから第２制御信号を第３半導体スイッチ４３のゲートに出力する。第１半導体スイッチ４１は、ゲート駆動回路５から第３制御信号を受ける。第１〜第３制御信号の各々は、ＯＮ信号およびＯＦＦ信号を含む。
【００１９】
第２半導体スイッチ４２は、第１駆動端子ＰＦからＯＮ信号を受けて導通する。第１駆動端子ＰＦから第２半導体スイッチ４２にＯＮ信号が出力されると、当該ＯＮ信号は、発光ダイオード９２のアノードにも伝達される。その結果、発光ダイオード９２に電流が流れて発光ダイオード９２が発光し、フォトトランジスタ９１のコレクタからエミッタへ電流が流れる。抵抗１１による電圧降下が生じ、ゲート駆動回路５の入力端子の電圧が下がる。ゲート駆動回路５にはＯＦＦ信号が入力される。当該ＯＦＦ信号がゲート駆動回路５によって反転されて、ＯＮ信号として第１半導体スイッチ４１に入力され、第１半導体スイッチ４１が導通する。第１半導体スイッチ４１および第２半導体スイッチ４２が導通すると、第２巻線Ｎ２およびリアクトル３１を通して、第３端子Ｐ３および第４端子Ｐ４から負荷９０へ電流が供給される。
【００２０】
第１駆動端子ＰＦよりＯＦＦ信号が出力され、第２半導体スイッチ４２が非導通とされる。また、フォトトランジスタ９１に電流が流れなくなるため、抵抗１１による電圧降下が生じなくなり、ゲート駆動回路５にＯＮ信号が入力される。当該ＯＮ信号は、ゲート駆動回路５によって反転され、ＯＦＦ信号として第１半導体スイッチ４１に入力される。第１半導体スイッチ４１および第２半導体スイッチ４２が非導通となる。その結果、第２巻線Ｎ２およびリアクトル３１を通した負荷９０への電流供給が停止される。
【００２１】
第２駆動端子ＰＳからＯＮ信号が出力され、第３半導体スイッチ４３が導通する。その結果、第３半導体スイッチ４３およびリアクトル３１を通して負荷９０に電流が供給される。
【００２２】
第２駆動端子ＰＳよりＯＦＦ信号が出力され、第３半導体スイッチ４３が非導通とされる。その結果、第３半導体スイッチ４３およびリアクトル３１を通した負荷９０への電流供給が停止される。
【００２３】
以上の動作が繰り返され、負荷９０に連続的に電流が供給される。
第２回路１０２において過電流が発生した場合、電源制御ＩＣ２が制御信号の出力を停止する前に、過電流により第２半導体スイッチ４２のドレインとソースとの間が短絡する可能性がある。
【００２４】
第２回路１０２で発生した過電流を第１回路１０１において検出する場合、当該過電流のトランス３の巻線比分の電流が第１回路１０１に流れることにより、当該過電流が第１回路１０１において検出される。第２回路１０２で過電流が発生してから当該過電流が第１回路１０１において検出されるまでの間に、第２回路１０２において過電流が流れ続ける。その結果、同期整流型フォワードコンバータ１００が故障する可能性が高まる。
【００２５】
そこで同期整流型フォワードコンバータ１００においては、第１半導体スイッチ４１、第２半導体スイッチ４２、および第３半導体スイッチ４３を制御する制御回路である電源制御ＩＣ２が第２回路１０２に配置される。第２回路１０２で回路素子の故障（たとえば回路素子の短絡、あるいは開放）により過電流が発生した場合でも、第２回路１０２において過電流を検出するため、過電流が第１回路１０１で検出されるまでの遅れが解消される。第２回路１０２に過電流が発生してから第１半導体スイッチ４１、第２半導体スイッチ４２、および第３半導体スイッチ４３の全てを停止するまでの時間を短縮することができる。その結果、過電流が同期整流型フォワードコンバータ１００を流れる時間が短縮されるため、同期整流型フォワードコンバータ１００が故障し難くなる。
【００２６】
たとえば、コンデンサ２１が短絡した場合、第２巻線Ｎ２、リアクトル３１、抵抗１５、第２半導体スイッチ４２のソース、第２半導体スイッチのドレイン、および第２巻線Ｎ２の順に過電流が流れる。過電流により抵抗１５による電圧降下が大きくなるため、抵抗１５の両端間の電圧差が上昇する。当該電圧差が閾値電圧を超えた場合、電源制御ＩＣ２は過電流を検出し、第１駆動端子ＰＦからの第１制御信号の出力を停止するとともに、第２駆動端子ＰＳからの第２制御信号の出力を停止する。その結果、第１半導体スイッチ４１、第２半導体スイッチ４２、および第３半導体スイッチ４３がほぼ同時にオフ状態にされる。
【００２７】
以上、実施の形態１に係る同期整流型フォワードコンバータによれば、過電流に対する耐故障性を向上させることができる。
【００２８】
実施の形態２．
実施の形態１においては、第１半導体スイッチのゲート駆動回路が必要である場合について説明した。第１半導体スイッチのゲート駆動回路は、必須の構成ではない。実施の形態２においては、第１半導体スイッチのゲート駆動回路が不要である場合について説明する。
【００２９】
図２は、実施の形態２に係る同期整流型フォワードコンバータ２００の回路図である。図２に示されるように、同期整流型フォワードコンバータ２００は、第１回路２０１と、第２回路２０２とを備える。第１回路２０１の構成は、図１の第１回路１０１からゲート駆動回路５が除かれ、フォトトランジスタ９１のコレクタが第１半導体スイッチ４１のゲートに直接接続されている。第２回路２０２において第１半導体スイッチ４１は、接続点ＣＰから第３制御信号を受ける。それ以外は第１回路１０１と同様であるため説明を繰り返さない。第２回路２０２においては、発光ダイオード９２のアノードが第１駆動端子ＰＦではなく第２駆動端子ＰＳに接続されている。それ以外は第２回路１０２と同様であるため、説明を繰り返さない。
【００３０】
第２半導体スイッチ４２は、第１駆動端子ＰＦからＯＮ信号を受けて導通する。また、電圧源１により第１半導体スイッチ４１のゲート電圧が上昇する。第１半導体スイッチ４１は、接続点ＣＰからＯＮ信号を受けて導通する。第１半導体スイッチ４１および第２半導体スイッチ４２が導通すると、第２巻線Ｎ２およびリアクトル３１を通して負荷９０に電流が供給される。
【００３１】
第２半導体スイッチ４２は、第１駆動端子ＰＦからＯＦＦ信号を受けて非導通となる。その結果、第２巻線Ｎ２およびリアクトル３１を通した負荷９０への電流供給が停止される。
【００３２】
第３半導体スイッチ４３は、第２駆動端子ＰＳからＯＮ信号を受けて導通する。その結果、第３半導体スイッチ４３およびリアクトル３１を通して負荷９０に電流が供給される。第２駆動端子ＰＳから第３半導体スイッチ４３のゲートへＯＮ信号が出力されると、当該ＯＮ信号は、発光ダイオード９２にも伝達される。その結果、発光ダイオード９２に電流が流れて発光ダイオード９２が発光し、フォトトランジスタ９１のコレクタからエミッタへ電流が流れる。抵抗１１による電圧降下が生じ、第１半導体スイッチ４１のゲートの電圧が下がる。第１半導体スイッチ４１のゲートにＯＦＦ信号が入力され、第１半導体スイッチ４１は非導通となる。
【００３３】
第２駆動端子ＰＳから第３半導体スイッチ４３のゲートへＯＦＦ信号が出力される。第３半導体スイッチ４３は、ＯＦＦ信号を受けて非導通となり、第３半導体スイッチ４３およびリアクトル３１を通した負荷９０への電流供給が停止される。
【００３４】
以上の動作が繰り返され、負荷９０に連続的に電流が供給される。過電流が発生した場合の電源制御ＩＣ２の動作は、実施の形態１と同様である。
【００３５】
以上、実施の形態２に係る同期整流型フォワードコンバータによれば、過電流に対する耐故障性を向上させることができる。さらに、実施の形態２に係る同期整流型フォワードコンバータによれば、実施の形態１に係る同期整流型フォワードコンバータよりも小型化することができるとともに、製造コストを低減することができる。
【００３６】
実施の形態３．
実施の形態１および２においては、第１半導体スイッチの駆動端子と制御回路との間に接続されたアイソレータがフォトカプラである場合について説明した。当該アイソレータは、フォトカプラに限られない。実施の形態３においては、当該アイソレータがパルストランスである場合について説明する。
【００３７】
図３は、実施の形態３に係る同期整流型フォワードコンバータ３００の回路図である。図３に示されるように、同期整流型フォワードコンバータ３００は、第１回路３０１と、第２回路３０２とを備える。
【００３８】
第１回路３０１の構成は、図１の第１回路１０１からゲート駆動回路５およびフォトトランジスタ９１が除かれるとともに、第１回路１０１にゲート抵抗１７、ベース抵抗１８、ダイオード６２，６３、第３巻線Ｎ３、およびＰＮＰトランジスタ５１が加えられた構成である。これら以外の構成は同様であるため、説明を繰り返さない。
【００３９】
第３巻線Ｎ３の一方端は、シグナルグラウンドＳＧに接続されている。第３巻線Ｎ３の他方端は、ダイオード６２のアノードおよびダイオード６３のアノードに接続されている。ダイオード６２のカソードと第１半導体スイッチ４１のゲートとの間にゲート抵抗１７が接続されている。ダイオード６２のカソードは、ＰＮＰトランジスタ５１のエミッタに接続されている。ＰＮＰトランジスタ５１のコレクタは、シグナルグラウンドＳＧに接続されている。ＰＮＰトランジスタ５１のベースは、ダイオード６３のカソードに接続されている。ダイオード６３のカソードとシグナルグラウンドＳＧとの間にベース抵抗１８が接続されている。
【００４０】
第２回路３０２の構成は、図１の第２回路１０２から発光ダイオード９２が除かれるとともに、図１の第２回路１０２にベース抵抗１６、パルストランス駆動用のＮＰＮトランジスタ５２、および第４巻線Ｎ４が追加された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
【００４１】
外部電源Ｖｃｃ２とＮＰＮトランジスタ５２のコレクタとの間に、第４巻線Ｎ４が接続されている。ＮＰＮトランジスタ５２のベースと第１駆動端子ＰＦとの間に抵抗１４が接続されている。ＮＰＮトランジスタ５２のベースとエミッタとの間にベース抵抗１６が接続されている。ＮＰＮトランジスタ５２のエミッタは、接地点ＧＮＤに接続されている。
【００４２】
第３巻線Ｎ３および第４巻線Ｎ４は、パルストランス７を形成している。
第１駆動端子ＰＦから第２半導体スイッチ４２にＯＮ信号が出力され、第２半導体スイッチ４２が導通する。当該ＯＮ信号はＮＰＮトランジスタ５２のベースにも伝達されるため、ＮＰＮトランジスタ５２が導通する。外部電源Ｖｃｃ２の電圧により第４巻線Ｎ４に電流が流れる。その結果、第３巻線Ｎ３より電圧が供給される。第３巻線Ｎ３の電圧により、ダイオード６２およびゲート抵抗１７を介して、第１半導体スイッチ４１にＯＮ信号が伝達され、第１半導体スイッチ４１が導通する。第１半導体スイッチ４１が導通すると第２巻線Ｎ２およびリアクトル３１を介して負荷９０に電流が供給される。
【００４３】
第１駆動端子ＰＦよりＯＦＦ信号が出力され、第２半導体スイッチ４２が非導通とされる。当該ＯＦＦ信号はＮＰＮトランジスタ５２のベースにも伝達されるため、ＮＰＮトランジスタ５２は非導通となる。第４巻線Ｎ４に電流が流れなくなるため、第３巻線Ｎ３からの電圧供給が停止する。第１半導体スイッチ４１のゲートへＯＦＦ信号が伝達され、第１半導体スイッチ４１が非導通となる。その結果、第２巻線Ｎ２およびリアクトル３１を通した負荷９０への電流供給が停止される。また、第３巻線Ｎ３からの電圧供給の停止後、ＰＮＰトランジスタ５１のベースとエミッタとの間の電圧差が基準値（たとえば約０．７Ｖ）以上となり、ＰＮＰトランジスタ５１が導通する。第１半導体スイッチ４１のゲート、ゲート抵抗１７、ＰＮＰトランジスタ５１のエミッタ、およびＰＮＰトランジスタ５１のコレクタの順に電流が流れることで第１半導体スイッチ４１のゲートが放電され、第１半導体スイッチ４１のゲート電圧の降下が早められる。その結果、第１半導体スイッチ４１が非導通となるまでの時間が短縮される。
【００４４】
第２駆動端子ＰＳからＯＮ信号が出力され、第３半導体スイッチ４３が導通する。その結果、第３半導体スイッチ４３およびリアクトル３１を通して負荷９０に電流が供給される。
【００４５】
第２駆動端子ＰＳよりＯＦＦ信号が出力され、第３半導体スイッチ４３が非導通とされる。その結果、第３半導体スイッチ４３およびリアクトル３１を通した負荷９０への電流供給が停止される。
【００４６】
以上の動作が繰り返され、負荷９０に連続的に電流が供給される。過電流が発生した場合の電源制御ＩＣ２の動作は、実施の形態１と同様である。
【００４７】
同期整流型フォワードコンバータ３００においては、図１の同期整流型フォワードコンバータ１００のゲート駆動回路５が不要である。同期整流型フォワードコンバータ１００においては、電圧源１の電圧値（入力電圧）が第１半導体スイッチ４１のゲート電圧となるので、第１半導体スイッチ４１のゲートとソースとの間の耐圧は、電圧源１の電圧値以上である必要がある。電圧源１の電圧値が高い場合は、ゲートとソースとの間の耐圧が高耐圧である半導体スイッチを第１半導体スイッチ４１として使用するか、あるいは降圧レギュレータによって電圧源１の電圧値を降圧する必要がある。ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのゲートとソースとの間の耐圧は一般的に２０Ｖであることから、たとえば電圧源１の電圧値が１００Ｖの場合、電圧源１の電圧値を降圧レギュレータにより２０Ｖ以下まで降圧させる必要がある。
【００４８】
図３の同期整流型フォワードコンバータ３００においては、電圧源１の電圧値が第１半導体スイッチ４１のゲート電圧とはならないため、電圧源１の電圧値に依存することなく第１半導体スイッチ４１の選定が可能である。また、降圧レギュレータも不要である。その結果、同期整流型フォワードコンバータ３００の設計の自由度を向上させることができる。
【００４９】
以上、実施の形態３に係る同期整流型フォワードコンバータによれば、過電流に対する耐故障性を向上させることができる。さらに、実施の形態３に係る同期整流型フォワードコンバータによれば、実施の形態１に係る同期整流型フォワードコンバータよりも設計の自由度を増加させることができる。
【００５０】
今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて実施することも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５１】
１  電圧源、２  電源制御ＩＣ、３  トランス、５  ゲート駆動回路、６  フォトカプラ、７  パルストランス、１１〜１８  抵抗、２１  コンデンサ、３１  リアクトル、４１  第１半導体スイッチ、４２  第２半導体スイッチ、４３  第３半導体スイッチ、５１，５２  トランジスタ、６１〜６３  ダイオード、９０  負荷、９１  フォトトランジスタ、９２  発光ダイオード、１００，２００，３００  同期整流型フォワードコンバータ、１０１，２０１，３０１  第１回路、１０２，２０２，３０２  第２回路、Ｉｓ−，Ｉｓ＋  電流センス端子、Ｎ１  第１巻線、Ｎ２  第２巻線、Ｎ３  第３巻線、Ｎ４  第４巻線、Ｎ１０  補助巻線、Ｐ１  第１端子、Ｐ２  第２端子、Ｐ３  第３端子、Ｐ４  第４端子、ＰＥ  電源端子、ＰＦ  第１駆動端子、ＰＧ  接地端子、ＰＳ  第２駆動端子、Ｖｃｃ１，Ｖｃｃ２  外部電源。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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