(57)【要約】【課題】本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、高電圧であっても逆回復時間が短い新規の整流回路及びこの整流回路を備えたスイッチング電源を提供する。【解決手段】ＦＥＴで構成してある整流スイッチ素子１１のソース側又はドレイン側若しくはソース側及びドレイン側に抵抗１２を接続して直列回路を構成し、この直列回路に並列に、且つ、前記整流スイッチ素子１１のソース側にアノードが向くように整流用のダイオード１３を接続してあることを特徴とする整流回路。【選択図】図１
2004201455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＥＴで構成してある整流スイッチ素子のソース側又はドレイン側若しくはソース側及びドレイン側に抵抗を接続して直列回路を構成し、この直列回路に並列に、且つ、前記整流スイッチ素子のソース側にアノードが向くように整流用のダイオードを接続してあることを特徴とする整流回路。
【請求項２】
請求項１記載の整流回路において、前記整流用のダイオードは、逆回復時間が比較的早いダイオードであることを特徴とする整流回路。
【請求項３】
請求項２記載の整流回路において、前記整流用のダイオードは、ショットキーバリアダイオードであることを特徴とする整流回路。
【請求項４】
請求項２記載の整流回路において、前記整流用のダイオードは、ローロスダイオードであることを特徴とする整流回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の整流回路を備えたスイッチング電源において、前記整流回路を整流スイッチとして用い、前記整流スイッチ素子のソース側及び前記ダイオードのアノードをこのスイッチング電源の出力側に接続し、前記整流スイッチ素子のドレイン側及び前記ダイオードのカソードをこのスイッチング電源の入力側に接続してあることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項６】
請求項５記載の整流回路を備えたスイッチング電源において、前記整流スイッチ素子のソース側及び前記ダイオードのアノードをこのスイッチング電源の出力側マイナス端子に接続してあることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項７】
請求項５又は６記載の整流回路を備えたスイッチング電源において、一次−二次間をトランスで絶縁してあることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項８】
請求項７記載の整流回路を備えたスイッチング電源において、二次側に転流スイッチを設け、この転流スイッチを前記整流スイッチ素子のソース側及び前記ダイオードのアノードに接続してあることを特徴とするスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に用いられるスイッチング電源に関するもので、特にスイッチング電源に備えた整流スイッチ素子を有する整流回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に、従来のスイッチング電源を示す。この電源は、一次−二次間をトランスＬｍで絶縁し、一次側にメインスイッチＱ１を、二次側に整流スイッチＱ２と転流スイッチＱ３とを設けていた。また、この従来例は高電圧同期整流回路であり、高電圧同期整流回路は一次−二次を絶縁するトランスＬｍの二次側の電圧が高いため、整流スイッチ素子Ｑ２は高耐圧のＦＥＴを使用していた。
【０００３】
また、ＦＥＴで構成してある整流スイッチ素子及び転流スイッチ素子にそれぞれ並列に、且つ、前記夫々のスイッチ素子のソース側にアノードが向くようにダイオードを接続してあるスイッチング電源もある（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３１６７２５号公報（第２−３頁、第１，３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この整流スイッチ素子Ｑ２のオン抵抗は低耐圧のＦＥＴに比べて高いため、整流スイッチ素子Ｑ２のボディダイオードにチョーク電流が流れてしまい、整流スイッチ素子Ｑ２がオフの状態になっても、しばらくの間、ボディダイオードがオンの状態になるという不具合が生じた。
【０００６】
また、ボディダイオードの逆回復時間のために整流スイッチ素子Ｑ２のゲートがローにもかかわらず、ドレインからソースにトランスの励磁電流が流れ続けてしまい、トランスの共振リセットが行なわれないという現象が現われるという課題も生じた。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、高電圧であっても逆回復時間が短い新規の整流回路及びこの整流回路を備えたスイッチング電源を提供する。
【０００８】
【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、メインスイッチがオンしている場合には、整流回路に設けた整流用のダイオードを設けたことにより、こちらへ電流を流すことにより、整流スイッチ素子のボディダイオードへ流れる電流を抑制し、メインスイッチがターンオフした場合には、抵抗を設けたことにより、整流スイッチ素子のボディダイオードへ流れる電流を抑制することにより、一次−二次を絶縁するトランスの二次側の電圧が高い高電圧同期整流回路においても、整流回路が高耐圧であり、逆回復時間を抑制し、同期整流回路の双方向特性を維持させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明電源回路に係る実施例を説明する。本発明に係る整流回路の実施例を図１に示し、この整流回路を備えたスイッチング電源を図２に示す。Ｖinは主電源、Ｌｍはトランス、Ｑ１はメインスイッチ、Ｑ３は転流スイッチ、Ｌｏはチョーク、Ｃｏは平滑コンデンサ、１０は整流回路、１１は整流スイッチ素子、１２は抵抗、１３はダイオードである。
【００１０】
図２図示の本実施例に係るスイッチング電源は、一次−二次間がトランスＬｍで絶縁されており、一次側にメインスイッチＱ１を、二次側に整流回路１０と転流スイッチＱ３とを備えてあり、本発明の特徴たる整流回路１０は図１に図示してある。
【００１１】
整流回路１０は、ＦＥＴで構成してある整流スイッチ素子１１を備えてある。この整流スイッチ素子１１のドレイン側には抵抗１２を接続してあり、直列回路を構成してある。なお、抵抗１２は整流スイッチ素子１１のソース側若しくはソース側及びドレイン側に接続してあってもよい。この直列回路に並列に、且つ、整流スイッチ素子１１のソース側にアノードが向くように整流用のダイオード１３を接続してある。
【００１２】
以上のように構成してある整流回路１０は、以下のように図２図示のスイッチング電源に設けてある。整流スイッチ素子１１のソース側及びダイオード１３のアノードを出力側マイナス端子に接続してある。即ち、この整流スイッチ素子１１のソース側及びダイオード１３のアノードを転流スイッチＱ３、平滑コンデンサＣｏ、及び、負荷に接続してある。また、抵抗１２及びダイオード１３のカソードをトランスＬｍの二次巻線に接続してある。
【００１３】
本実施例に係るスイッチング電源は、以上のように構成してあり、以下のように作用する。メインスイッチＱ１がオンすると、チョークＬｏに電流が流れ、整流スイッチ素子１１がオンする。この際、整流スイッチ素子１１に電流が流れるとともに、この整流スイッチ素子１１と抵抗１２との直列回路と並列に接続した整流用のダイオード１３にも流れる。これにより整流スイッチ素子１１に流れる電流値は制限される。この電流値は以下の関係式で表される。
【００１４】
【数１】
2004201455.tif 000003
【００１５】
なお、数１のＩLimitedは制限された電流値、ＶF(LLD)はダイオード１３の電圧、Ｒonは整流スイッチ素子１１のオン抵抗値、Ｒchipは抵抗１２の抵抗値である。
【００１６】
また、整流スイッチ素子１１のボディダイオードに電流に流れないようにするためには、整流スイッチ素子１１のドロップ電圧ＶF(BD)が以下のように設定する。
【００１７】
【数２】
2004201455.tif 000004
【００１８】
以上のように、設定することにより、整流スイッチ素子１１のボディダイオードには電流は流れなくなる。
【００１９】
続いて、メインスイッチＱ１がターンオフすると、整流スイッチ素子１１がオフするとともに、転流スイッチＱ３がオンし、トランスＬｍの励磁電流が流れる。この際、整流回路１０にはメインスイッチＱ１がオンした場合とは逆方向に電流が流れるが、抵抗１２を設けたこと、並びに、前記した通りに整流スイッチ素子１１のボディダイオードに電流を流さないように設定したことにより、整流スイッチ素子１１のボディダイオードには電流がながれない。一方、ダイオード１３には電流が流れる。この場合、ダイオード１３の逆回復時間が問題になるが、ダイオード１３は逆回復時間が比較的早いもの、例えば、ショットキーバリアダイオードやローロスダイオードを用いることにより、ダイオード１３の逆回復時間の影響が少なくなり、整流回路が高耐圧であっても、トランスＬｍの共振リセットが働く。
【００２０】
以上よりメインスイッチＱ１がオン・オフを繰り返しても、整流スイッチ素子１１のボディダイオードがオンの状態になったり、トランスの共振リセットが行われないということを防ぐことができる。これは、高電圧同期静流回路においても同様の作用をし、整流回路が高耐圧であり、逆回復時間を抑制することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、メインスイッチがオンしている場合には、整流回路に設けた整流用のダイオードを設けたことにより、こちらへ電流を流すことにより、整流スイッチ素子のボディダイオードへ流れる電流を抑制し、メインスイッチがターンオフした場合には、抵抗を設けたことにより、整流スイッチ素子のボディダイオードへ流れる電流を抑制することにより、一次−二次を絶縁するトランスの二次側の電圧が高い高電圧同期整流回路においても、整流回路が高耐圧であり、逆回復時間を抑制し、同期整流回路の双方向特性を維持させる効果がある。
【００２２】
また、整流用のダイオードに逆回復時間が比較的早いダイオード、例えば、ショットキーバリアダイオードやローロスダイオードを用いることにより、前記効果が顕著になる。
【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】図１図示実施例とは別の実施例を示す回路図である。
【図３】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
Ｖin  主電源
Ｌｍ  トランス
Ｑ１  メインスイッチ
Ｑ２  整流スイッチ
Ｑ３  転流スイッチ
Ｌｏ  チョーク
Ｃｏ  平滑コンデンサ
１０  整流回路
１１  整流スイッチ素子
１２  抵抗
１３  ダイオード
【図１】
2004201455.tif 000005
【図２】
2004201455.tif 000006
【図３】
2004201455.tif 000007