(57)【要約】【課題】整流スイッチの寄生ダイオードの損失を低減する新規な同期整流回路を提供する。【解決手段】一次−二次間が絶縁され、一次側にメインスイッチ１を設け、二次側にセンタータップ３を備えてあり、このセンタータップ３に相対してＦＥＴからなる整流スイッチ４を備えてある同期整流回路において、夫々の前記整流スイッチ４のドレイン・ゲート間に駆動回路１１を設け、この駆動回路１１に、前記整流スイッチ４のドレイン・ソース間にかかる電圧以下に常になるように設定してある補助電源１０を接続し、前記整流スイッチ４のドレイン電圧が降下したことを検知して、前記整流スイッチ４のゲートをオンさせるように構成してあることを特徴とする同期整流回路。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次−二次間が絶縁され、一次側にメインスイッチを設け、二次側にセンタータップを備えてあり、このセンタータップに相対してＦＥＴからなる整流スイッチを備えてある同期整流回路において、夫々の前記整流スイッチのドレイン・ゲート間に駆動回路を設け、この駆動回路に、前記整流スイッチのドレイン・ソース間にかかる電圧以下に常になるように設定してある補助電源を接続し、前記整流スイッチのドレイン電圧が降下したことを検知して、前記整流スイッチのゲートをオンさせるように構成してあることを特徴とする同期整流回路。
【請求項２】
前記駆動回路は、ＰＮＰトランジスタ又はＰチャンネルＭＯＳＦＥＴからなる駆動スイッチと、抵抗とコンデンサとの直列回路と、ダイオードとを備え、この駆動スイッチのコレクタ若しくはドレイン端子を前記整流スイッチのゲートに接続し、前記駆動スイッチのスイッチを制御する端子に前記直列回路を接続し、この直列回路を前記整流スイッチのドレインに接続してあり、前記駆動スイッチのスイッチを制御する端子に前記ダイオードのアノードを接続し、このダイオードのカソードを前記駆動スイッチの入力端子及び前記補助電源に接続してあることを特徴とする請求項１記載の同期整流回路。
【請求項３】
前記メインスイッチと同期する補助同期回路を設け、この補助同期回路の一端を前記整流スイッチのゲート・ソース間に接続し、この補助同期回路の他端を前記補助電源に接続してあることを特徴とする請求項１又は２記載の同期整流回路。
【請求項４】
前記補助同期回路は、前記メインスイッチと同期するＦＥＴからなるゲート引き抜きスイッチとパルストランスを設けてあり、前記整流スイッチのゲート・ソース間に前記ゲート引き抜きスイッチのドレイン・ソースを接続し、このゲート引き抜きスイッチのゲートに前記補助トランスの二次巻線の一端を接続し、この二次巻線の他端に前記補助電源を接続してあることを特徴とする請求項３記載の同期整流回路。
【請求項５】
前記補助電源は１つであり、この補助電源の一端を夫々の前記駆動回路の入力端子に接続してあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の同期整流回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一次−二次間が絶縁され、二次側にセンタータップを備えてあるとともに、ＦＥＴからなる整流スイッチを相対して備えてある同期整流回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に、従来の二次側にセンタータップを備えたハーフブリッジ方式の同期整流回路を示し、図４にこの従来例に於ける動作波形図を示してある。１はメインスイッチ、２はメイントランス、３はセンタータップ、４は整流スイッチ、５は出力チョーク、６は平滑コンデンサ、７は整流スイッチ４の寄生ダイオードである。この同期整流回路は、一次−二次間が絶縁され、一次側にメインスイッチ１を設け、二次側にセンタータップ３を備えてあり、このセンタータップ３に相対してＦＥＴからなる整流スイッチ４を備えてあるハーフブリッジ方式の同期整流回路である。
【０００３】
一次側のメインスイッチ１のうちいずれか一方がオンしているとき、二次側の整流スイッチ４がオンされ負荷に電力を供給する。一方のメインスイッチ１がオフし、他方のメインスイッチ１がオンするまでの間、即ち、図４に示すようにデッドタイム期間になったとき、出力チョーク５の転流電流が整流スイッチ４の寄生ダイオード７を導通して流れる。そのため、寄生ダイオード７の損失が大きく効率が悪化するという課題が生じる。
【０００４】
よって、一次側のメインスイッチ１のオフ期間で、出力チョーク５の転流電流が流れる期間も整流スイッチ４がオンするようにする必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、整流スイッチの寄生ダイオードの損失を低減する新規な同期整流回路を提供する。
【０００６】
【課題を解決しようとする手段】
上記目的を達成するためになされた本発明は、一次側のメインスイッチがオフして出力チョークの転流電流が流れるようにすることにより、整流スイッチの寄生ダイオードに電流が流れ始め、急激にドレイン電圧が降下し始め、駆動回路のスイッチがオンして整流スイッチのゲートがオンとなり、寄生ダイオードでなく整流スイッチに電流が流れるようになるため、寄生ダイオードの損失を低減することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明同期整流回路に係る実施例を説明する。図１は本発明に係る同期整流回路の実施例であり、この動作波形を図２に示す。１はメインスイッチ、２はメイントランス、３はセンタータップ、４は整流スイッチ、５は出力チョーク、６は平滑コンデンサ、１０は補助電源、１１は駆動回路、１２は駆動スイッチ、１３は直列回路、１４は抵抗、１５はコンデンサ、１６はダイオード、２１は補助同期回路、２２はゲート引き抜きスイッチ、２３はパルストランスである。
【０００８】
本実施例に係る同期整流回路は一次側のメインスイッチがブリッジ構成となっており、この同期整流回路は一次−二次間が絶縁され、一次側に２つのメインスイッチ１を設け、二次側にセンタータップ３を備えてあり、このセンタータップ３に相対してＦＥＴからなる整流スイッチ４を備えてある。この同期整流回路は、夫々の前記整流スイッチ４のドレイン・ゲート間に駆動回路１１を設けてある。また、整流スイッチ４のドレイン・ソース間には、整流スイッチ４のドレイン・ソース間にかかる電圧以下に常になるように設定してある補助電源１０を接続し、整流スイッチ４のドレイン電圧が降下したことを検知して整流スイッチのゲートをオンさせるようにしてある。
【０００９】
本実施例に係る駆動回路１１は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴからなる駆動スイッチ１２と、抵抗１４とコンデンサ１５との直列回路１３と、ダイオード１６とを備えてある。なお、駆動スイッチ１２はＰチャンネルＭＯＳＦＥＴの代わりにＰＮＰトランジスタでもよい。この駆動スイッチ１２のコレクタを整流スイッチ４のゲートに接続し、駆動スイッチ１２のベースに前記直列回路１３を接続してある。この直列回路１３を整流スイッチ４のドレインに接続してあり、駆動スイッチ１２のベースにダイオード１６のアノードを接続し、このダイオード１６のカソードを駆動スイッチ１２のコレクタ及び補助電源１０の一端に接続してある。
【００１０】
本実施例に係る同期整流回路は、メインスイッチ１と同期する補助同期回路２１を設けてある。この補助同期回路２１は、メインスイッチ１と同期し、ＦＥＴからなるゲート引き抜きスイッチ２２とパルストランス２３を設けてある。この補助同期回路２１を構成するゲート引き抜きスイッチ２２のドレイン・ソース間を整流スイッチ４のゲート・ソース間に接続し、このゲート引き抜きスイッチ２２のゲートにパルストランス２３の二次巻線の一端を接続し、この二次巻線の他端に補助電源１０を接続してある。
【００１１】
本実施例に係るスイッチング回路は、以上のように構成してあり、以下のように作用する。一次側のメインスイッチ１のうちいずれか一方がオンしているとき、二次側の整流スイッチ４がオンされ負荷に電力を供給する。一方のメインスイッチ１がオフし、他方のメインスイッチ１がオンするまでの間、即ち、デッドタイム期間になったとき、出力チョーク５の転流によりオフしていた側の整流スイッチ４の寄生ダイオードに電流が流れ始める。寄生ダイオードに電流が流れるため、整流スイッチ４のドレイン側の電圧がグランドレベルに降下する。
【００１２】
このとき、整流スイッチ４のゲートに接続した駆動スイッチ１２がオンし、整流スイッチ４のゲートにＤＣ電圧がチャージされる。これにより、駆動スイッチ１２はベースに接続した直列回路１３の抵抗１４及びコンデンサ１５により定めた時定数に達するとオフする。このとき、整流スイッチ４はオンし続け、メインスイッチ１のオンのタイミングでパルストランス２３とゲート引き抜きスイッチ２２の作用によりオフする。以上より、図２に示すように、全域同期整流が図れるため、無負荷までカットオフすることなく、連続動作を行うことができ、整流スイッチ４の寄生ダイオードでなく整流スイッチ４に電流が流れるようになるため、寄生ダイオードの損失を低減することができる。
【００１３】
なお、本実施例は、二次側にセンタータップを備えたハーフブリッジ方式の同期整流回路であるが、本発明はセンタータップを備えたものであれば実施可能であり、例えば、プッシュプル方式の同期整流回路やフルブリッジ方式の同期整流回路に於いても本発明を実施することが可能である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、一次側のメインスイッチがオフして出力チョークの転流電流が流れるようにすることにより、整流スイッチの寄生ダイオードに電流が流れ始め、急激にドレイン電圧が降下し始め、駆動回路のスイッチがオンして整流スイッチのゲートがオンとなり、寄生ダイオードでなく整流スイッチに電流が流れるようになるため、寄生ダイオードの損失を低減することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例を示す回路図である。
【図２】本発明に於ける動作波形図である。。
【図３】従来例を示す回路図である。
【図４】従来例に於ける動作波形図である。
【符号の説明】
１　メインスイッチ
２　メイントランス
３　センタータップ
４　整流スイッチ
５　出力チョーク
６　平滑コンデンサ
７　整流スイッチ４の寄生ダイオード
１０　補助電源
１１　駆動回路
１２　駆動スイッチ
１３　直列回路
１４　抵抗
１５　コンデンサ
１６　ダイオード
２１　補助同期回路
２２　ゲート引き抜きスイッチ
２３　パルストランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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