同期整流の駆動回路
【課題】 本発明は、簡単な構成で逆電流が流れにくくなる新規な同期整流の駆動回路を提供する。
【解決手段】 トランスＴで一次・二次間を絶縁し、一次側に主スイッチＱ１を備え、二次側に整流スイッチＱ２並びに転流スイッチＱ３を備えてあり、出力部にチョークＬ１と平滑コンデンサＣ１との平滑回路を備えてある同期整流の駆動回路において、前記転流スイッチをＭＯＳＦＥＴで構成し、前記チョークの出力端と前記転流スイッチのソース電極間に分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を接続し、これら分圧抵抗の接続点を前記転流スイッチのゲート端子を接続し、前記転流スイッチのソース・ゲート電極間に補助スイッチＱ４のソース・ドレイン電極を接続してあるとともに、前記補助スイッチのゲート信号を前記主スイッチのゲート信号と反転するように制御してあることを特徴とする同期整流の駆動回路
【解決手段】 トランスＴで一次・二次間を絶縁し、一次側に主スイッチＱ１を備え、二次側に整流スイッチＱ２並びに転流スイッチＱ３を備えてあり、出力部にチョークＬ１と平滑コンデンサＣ１との平滑回路を備えてある同期整流の駆動回路において、前記転流スイッチをＭＯＳＦＥＴで構成し、前記チョークの出力端と前記転流スイッチのソース電極間に分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を接続し、これら分圧抵抗の接続点を前記転流スイッチのゲート端子を接続し、前記転流スイッチのソース・ゲート電極間に補助スイッチＱ４のソース・ドレイン電極を接続してあるとともに、前記補助スイッチのゲート信号を前記主スイッチのゲート信号と反転するように制御してあることを特徴とする同期整流の駆動回路
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期整流回路を使用した駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の同期整流の駆動回路においては、図５に示すように、具体的には、転流スイッチＱ３のゲート・ソース電極間にＭＯＳＦＥＴで構成された補助スイッチＱ４のドレイン・ソース電極をそれぞれ接続し、この補助スイッチＱ４のゲート・ソース電極間にトランスＴの補助巻線ｎ３を接続し、整流スイッチＱ２のゲート・ソース電極間にＭＯＳＦＥＴで構成された第二の補助スイッチＱ５を設け、この補助スイッチＱ５のゲート電極と転流スイッチＱ３のゲート電極とを接続し、転流スイッチＱ３のオン期間に整流スイッチＱ２のゲート・ソース電極間を短絡させるように構成してある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４− １５８８６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記同期整流の駆動回路は、逆電流が流れにくくなるという効果を有するが、新たにトランスＴの補助巻線ｎ３が必要になり、しかも、転流スイッチＱ３にゲート信号を与えるために、補助巻線ｎ３と転流スイッチＱ４のゲート電極間にダイオードＤ１と抵抗Ｒ１１との直列回路を設ける必要があった。また、補助巻線ｎ３を用いて逆電流が流れにくくなるようにしていたため、非絶縁型の同期整流回路には前記駆動回路を用いることができなかった。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で逆電流が流れにくくなる新規な同期整流の駆動回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る同期整流の駆動回路は、トランスで一次・二次間を絶縁し、一次側に主スイッチを備え、二次側に整流スイッチ並びに転流スイッチを備えてあり、出力部にチョークと平滑コンデンサとの平滑回路を備えてある同期整流の駆動回路において、前記転流スイッチをＭＯＳＦＥＴで構成し、前記チョークの出力端と前記転流スイッチのソース電極間に分圧抵抗を接続し、これら分圧抵抗の接続点を前記転流スイッチのゲート端子を接続し、前記転流スイッチのソース・ゲート電極間に補助スイッチのソース・ドレイン電極を接続してあるとともに、前記補助スイッチのゲート信号を前記主スイッチのゲート信号と同期するように制御してあることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る同期整流の駆動回路は、主スイッチと転流スイッチとを備え、出力部にチョークと平滑コンデンサとの平滑回路を備えてある同期整流の駆動回路において、前記転流スイッチをＭＯＳＦＥＴで構成し、前記チョークの出力端と前記転流スイッチのソース電極間に分圧抵抗を接続し、これら分圧抵抗の接続点を前記転流スイッチのゲート端子を接続し、前記転流スイッチのソース・ゲート電極間に補助スイッチのソース・ドレイン電極を接続してあるとともに、前記補助スイッチのゲート信号を前記主スイッチのゲート信号と同期するように制御してあることを特徴とする。
【０００７】
前記整流スイッチのゲート電極にコンデンサの一方の電極を接続し、このコンデンサの他方の電極を前記転流スイッチのソース電極に接続してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、平滑回路を構成するチョークを用いて、逆電流が流れにくくなるように構成したことにより、部品点数を削減することができ、同期整流の駆動回路の低コスト化を図ることができる効果がある。
【０００９】
また、本発明によれば、トランスの補助巻線が不要であるため、非絶縁型の同期整流回路においても、絶縁型の同期整流回路と同様に採用することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
発明を実施するための最良の形態の回路図を図１に示す。図１図示の同期整流型コンバータの主回路は、一次−二次間が絶縁されたトランスＴの一次巻線ｎ１及び二次巻線ｎ２を備え、一次側に主スイッチＱ１を備えてある。二次側には整流スイッチＱ２及び転流スイッチＱ３を備えてある。
【００１１】
主スイッチＱ１、整流スイッチＱ２並びに転流スイッチＱ３をＭＯＳＦＥＴで構成してあり、出力部にチョークＬ１と平滑コンデンサＣ１との平滑回路を備えてある。チョークＬ１の出力端と前記転流スイッチＱ３のソース電極間に分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を接続してある。これら分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点を転流スイッチＱ３のゲート端子を接続し、転流スイッチＱ３のソース・ゲート電極間に補助スイッチＱ４のソース・ドレイン電極を接続してある。主スイッチＱ１及び補助スイッチＱ４のゲート電極には制御回路ＣＣに接続してあり、主スイッチＱ１のゲート信号と補助スイッチＱ４のゲート信号とが同期するようにしてある。
【００１２】
整流スイッチＱ２のゲート電極に抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ２の一方の電極を接続し、このコンデンサＣ２の他方の電極を転流スイッチＱ３のソース電極に接続してある。
【００１３】
以上のように構成されている同期整流の駆動回路は以下のように作用する。主スイッチＱ１がオンしているとき、二次側の整流スイッチＱ２がオンされ負荷に電力を供給する。また、主スイッチＱ１のゲート端子及び補助スイッチＱ４のゲート端子は制御回路ＣＣと接続してあり、補助スイッチＱ４のゲート信号を主スイッチＱ１のゲート信号と同期するように制御してあるため、主スイッチＱ１がオンすると、補助スイッチＱ４がオンする。補助スイッチＱ４がオンしているときは転流スイッチＱ３のゲート電荷もディスチャージされるため、転流スイッチＱ３はオフする。このとき、整流スイッチＱ２のゲート電位はトランスＴの二次巻線ｎ２に発生する電圧をコンデンサＣ２と整流スイッチＱ２の入力容量とで分圧された電位が発生し、整流スイッチＱ２はオンへ移行する。
【００１４】
逆に主スイッチＱ１がオフすると、主スイッチＱ１のゲート端子及び補助スイッチＱ４のゲート端子は制御回路ＣＣと接続してあり、補助スイッチＱ４のゲート信号を主スイッチＱ１のゲート信号と同期するように制御してあるため、補助スイッチＱ４もオフする。補助スイッチＱ４がオフすると、補助スイッチＱ４のソース・ドレイン間に流れていた電流は分圧抵抗Ｒ２によりディスチャージされ、転流スイッチＱ３はオンする。これと同時に整流スイッチＱ２に接続されているコンデンサＣ２の、トランスＴの二次巻線ｎ２側の接続端が整流スイッチＱ２と転流スイッチＱ３のソースレベルに落ちるため、整流スイッチＱ２のゲート電位が低下して、整流スイッチＱ２のゲート電位はソース電位にクランプされる。
【００１５】
以上のように、本実施例では、主スイッチＱ１のゲート信号を制御することにより、転流スイッチＱ３のオン期間に整流スイッチＱ２を確実にオフさせ、一次側が停止した後、転流スイッチＱ３のゲート電位の放電により、転流スイッチＱ３がオンからオフへ移行して、整流スイッチＱ２のゲート電極をオフさせることができ、逆電流が流れにくくなる。
【００１６】
なお、本発明によれば、補助スイッチＱ４のゲート信号を主スイッチＱ１のゲート信号と同期するように制御するため、絶縁型のコンバータのみならず、図３に示すような、負極を共通にしたコンバータや、図４に示すような非絶縁型のコンバータにも応用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明によれば、平滑回路を構成するチョークを用いて、逆電流が流れにくくなるように構成したことにより、部品点数を削減することができ、同期整流の駆動回路の低コスト化を図ることができ、産業上利用可能である。
【００１８】
また、本発明によれば、トランスの補助巻線が不要であるため、非絶縁型の同期整流回路においても、絶縁型の同期整流回路と同様に採用することができ、産業上利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る同期整流の駆動回路を示した回路図である。
【図２】図１図示回路における動作波形図である。
【図３】本発明に係る同期整流の駆動回路の変形例を示した回路図である。
【図４】本発明に係る同期整流の駆動回路の変形例を示した回路図である。
【図５】従来における同期整流の駆動回路を示した回路図である。
【符号の説明】
【００２０】
Ｔ トランス
ｎ１，ｎ２，ｎ３ トランスＴの巻線
Ｑ１ 主スイッチ
Ｑ２ 整流スイッチ
Ｑ３ 転流スイッチ
Ｑ４，Ｑ５ 補助スイッチ
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｌ１ 出力インダクタ
Ｒ１，Ｒ２ 分圧抵抗
Ｒ３，Ｒ１１，Ｒ１２ 抵抗
Ｄ１ ダイオード
ＣＣ 制御回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期整流回路を使用した駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の同期整流の駆動回路においては、図５に示すように、具体的には、転流スイッチＱ３のゲート・ソース電極間にＭＯＳＦＥＴで構成された補助スイッチＱ４のドレイン・ソース電極をそれぞれ接続し、この補助スイッチＱ４のゲート・ソース電極間にトランスＴの補助巻線ｎ３を接続し、整流スイッチＱ２のゲート・ソース電極間にＭＯＳＦＥＴで構成された第二の補助スイッチＱ５を設け、この補助スイッチＱ５のゲート電極と転流スイッチＱ３のゲート電極とを接続し、転流スイッチＱ３のオン期間に整流スイッチＱ２のゲート・ソース電極間を短絡させるように構成してある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４− １５８８６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記同期整流の駆動回路は、逆電流が流れにくくなるという効果を有するが、新たにトランスＴの補助巻線ｎ３が必要になり、しかも、転流スイッチＱ３にゲート信号を与えるために、補助巻線ｎ３と転流スイッチＱ４のゲート電極間にダイオードＤ１と抵抗Ｒ１１との直列回路を設ける必要があった。また、補助巻線ｎ３を用いて逆電流が流れにくくなるようにしていたため、非絶縁型の同期整流回路には前記駆動回路を用いることができなかった。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で逆電流が流れにくくなる新規な同期整流の駆動回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る同期整流の駆動回路は、トランスで一次・二次間を絶縁し、一次側に主スイッチを備え、二次側に整流スイッチ並びに転流スイッチを備えてあり、出力部にチョークと平滑コンデンサとの平滑回路を備えてある同期整流の駆動回路において、前記転流スイッチをＭＯＳＦＥＴで構成し、前記チョークの出力端と前記転流スイッチのソース電極間に分圧抵抗を接続し、これら分圧抵抗の接続点を前記転流スイッチのゲート端子を接続し、前記転流スイッチのソース・ゲート電極間に補助スイッチのソース・ドレイン電極を接続してあるとともに、前記補助スイッチのゲート信号を前記主スイッチのゲート信号と同期するように制御してあることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る同期整流の駆動回路は、主スイッチと転流スイッチとを備え、出力部にチョークと平滑コンデンサとの平滑回路を備えてある同期整流の駆動回路において、前記転流スイッチをＭＯＳＦＥＴで構成し、前記チョークの出力端と前記転流スイッチのソース電極間に分圧抵抗を接続し、これら分圧抵抗の接続点を前記転流スイッチのゲート端子を接続し、前記転流スイッチのソース・ゲート電極間に補助スイッチのソース・ドレイン電極を接続してあるとともに、前記補助スイッチのゲート信号を前記主スイッチのゲート信号と同期するように制御してあることを特徴とする。
【０００７】
前記整流スイッチのゲート電極にコンデンサの一方の電極を接続し、このコンデンサの他方の電極を前記転流スイッチのソース電極に接続してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、平滑回路を構成するチョークを用いて、逆電流が流れにくくなるように構成したことにより、部品点数を削減することができ、同期整流の駆動回路の低コスト化を図ることができる効果がある。
【０００９】
また、本発明によれば、トランスの補助巻線が不要であるため、非絶縁型の同期整流回路においても、絶縁型の同期整流回路と同様に採用することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
発明を実施するための最良の形態の回路図を図１に示す。図１図示の同期整流型コンバータの主回路は、一次−二次間が絶縁されたトランスＴの一次巻線ｎ１及び二次巻線ｎ２を備え、一次側に主スイッチＱ１を備えてある。二次側には整流スイッチＱ２及び転流スイッチＱ３を備えてある。
【００１１】
主スイッチＱ１、整流スイッチＱ２並びに転流スイッチＱ３をＭＯＳＦＥＴで構成してあり、出力部にチョークＬ１と平滑コンデンサＣ１との平滑回路を備えてある。チョークＬ１の出力端と前記転流スイッチＱ３のソース電極間に分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を接続してある。これら分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点を転流スイッチＱ３のゲート端子を接続し、転流スイッチＱ３のソース・ゲート電極間に補助スイッチＱ４のソース・ドレイン電極を接続してある。主スイッチＱ１及び補助スイッチＱ４のゲート電極には制御回路ＣＣに接続してあり、主スイッチＱ１のゲート信号と補助スイッチＱ４のゲート信号とが同期するようにしてある。
【００１２】
整流スイッチＱ２のゲート電極に抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ２の一方の電極を接続し、このコンデンサＣ２の他方の電極を転流スイッチＱ３のソース電極に接続してある。
【００１３】
以上のように構成されている同期整流の駆動回路は以下のように作用する。主スイッチＱ１がオンしているとき、二次側の整流スイッチＱ２がオンされ負荷に電力を供給する。また、主スイッチＱ１のゲート端子及び補助スイッチＱ４のゲート端子は制御回路ＣＣと接続してあり、補助スイッチＱ４のゲート信号を主スイッチＱ１のゲート信号と同期するように制御してあるため、主スイッチＱ１がオンすると、補助スイッチＱ４がオンする。補助スイッチＱ４がオンしているときは転流スイッチＱ３のゲート電荷もディスチャージされるため、転流スイッチＱ３はオフする。このとき、整流スイッチＱ２のゲート電位はトランスＴの二次巻線ｎ２に発生する電圧をコンデンサＣ２と整流スイッチＱ２の入力容量とで分圧された電位が発生し、整流スイッチＱ２はオンへ移行する。
【００１４】
逆に主スイッチＱ１がオフすると、主スイッチＱ１のゲート端子及び補助スイッチＱ４のゲート端子は制御回路ＣＣと接続してあり、補助スイッチＱ４のゲート信号を主スイッチＱ１のゲート信号と同期するように制御してあるため、補助スイッチＱ４もオフする。補助スイッチＱ４がオフすると、補助スイッチＱ４のソース・ドレイン間に流れていた電流は分圧抵抗Ｒ２によりディスチャージされ、転流スイッチＱ３はオンする。これと同時に整流スイッチＱ２に接続されているコンデンサＣ２の、トランスＴの二次巻線ｎ２側の接続端が整流スイッチＱ２と転流スイッチＱ３のソースレベルに落ちるため、整流スイッチＱ２のゲート電位が低下して、整流スイッチＱ２のゲート電位はソース電位にクランプされる。
【００１５】
以上のように、本実施例では、主スイッチＱ１のゲート信号を制御することにより、転流スイッチＱ３のオン期間に整流スイッチＱ２を確実にオフさせ、一次側が停止した後、転流スイッチＱ３のゲート電位の放電により、転流スイッチＱ３がオンからオフへ移行して、整流スイッチＱ２のゲート電極をオフさせることができ、逆電流が流れにくくなる。
【００１６】
なお、本発明によれば、補助スイッチＱ４のゲート信号を主スイッチＱ１のゲート信号と同期するように制御するため、絶縁型のコンバータのみならず、図３に示すような、負極を共通にしたコンバータや、図４に示すような非絶縁型のコンバータにも応用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明によれば、平滑回路を構成するチョークを用いて、逆電流が流れにくくなるように構成したことにより、部品点数を削減することができ、同期整流の駆動回路の低コスト化を図ることができ、産業上利用可能である。
【００１８】
また、本発明によれば、トランスの補助巻線が不要であるため、非絶縁型の同期整流回路においても、絶縁型の同期整流回路と同様に採用することができ、産業上利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る同期整流の駆動回路を示した回路図である。
【図２】図１図示回路における動作波形図である。
【図３】本発明に係る同期整流の駆動回路の変形例を示した回路図である。
【図４】本発明に係る同期整流の駆動回路の変形例を示した回路図である。
【図５】従来における同期整流の駆動回路を示した回路図である。
【符号の説明】
【００２０】
Ｔ トランス
ｎ１，ｎ２，ｎ３ トランスＴの巻線
Ｑ１ 主スイッチ
Ｑ２ 整流スイッチ
Ｑ３ 転流スイッチ
Ｑ４，Ｑ５ 補助スイッチ
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｌ１ 出力インダクタ
Ｒ１，Ｒ２ 分圧抵抗
Ｒ３，Ｒ１１，Ｒ１２ 抵抗
Ｄ１ ダイオード
ＣＣ 制御回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスで一次・二次間を絶縁し、一次側に主スイッチを備え、二次側に整流スイッチ並びに転流スイッチを備えてあり、出力部にチョークと平滑コンデンサとの平滑回路を備えてある同期整流の駆動回路において、前記転流スイッチをＭＯＳＦＥＴで構成し、前記チョークの出力端と前記転流スイッチのソース電極間に分圧抵抗を接続し、これら分圧抵抗の接続点を前記転流スイッチのゲート端子を接続し、前記転流スイッチのソース・ゲート電極間に補助スイッチのソース・ドレイン電極を接続してあるとともに、前記補助スイッチのゲート信号を前記主スイッチのゲート信号と同期するように制御してあることを特徴とする同期整流の駆動回路。
【請求項２】
主スイッチと転流スイッチとを備え、出力部にチョークと平滑コンデンサとの平滑回路を備えてある同期整流の駆動回路において、前記転流スイッチをＭＯＳＦＥＴで構成し、前記チョークの出力端と前記転流スイッチのソース電極間に分圧抵抗を接続し、これら分圧抵抗の接続点を前記転流スイッチのゲート端子を接続し、前記転流スイッチのソース・ゲート電極間に補助スイッチのソース・ドレイン電極を接続してあるとともに、前記補助スイッチのゲート信号を前記主スイッチのゲート信号と同期するように制御してあることを特徴とする同期整流の駆動回路。
【請求項３】
前記整流スイッチのゲート電極にコンデンサの一方の電極を接続し、このコンデンサの他方の電極を前記転流スイッチのソース電極に接続してあることを特徴とする請求項１又は２記載の同期整流の駆動回路。
【請求項１】
トランスで一次・二次間を絶縁し、一次側に主スイッチを備え、二次側に整流スイッチ並びに転流スイッチを備えてあり、出力部にチョークと平滑コンデンサとの平滑回路を備えてある同期整流の駆動回路において、前記転流スイッチをＭＯＳＦＥＴで構成し、前記チョークの出力端と前記転流スイッチのソース電極間に分圧抵抗を接続し、これら分圧抵抗の接続点を前記転流スイッチのゲート端子を接続し、前記転流スイッチのソース・ゲート電極間に補助スイッチのソース・ドレイン電極を接続してあるとともに、前記補助スイッチのゲート信号を前記主スイッチのゲート信号と同期するように制御してあることを特徴とする同期整流の駆動回路。
【請求項２】
主スイッチと転流スイッチとを備え、出力部にチョークと平滑コンデンサとの平滑回路を備えてある同期整流の駆動回路において、前記転流スイッチをＭＯＳＦＥＴで構成し、前記チョークの出力端と前記転流スイッチのソース電極間に分圧抵抗を接続し、これら分圧抵抗の接続点を前記転流スイッチのゲート端子を接続し、前記転流スイッチのソース・ゲート電極間に補助スイッチのソース・ドレイン電極を接続してあるとともに、前記補助スイッチのゲート信号を前記主スイッチのゲート信号と同期するように制御してあることを特徴とする同期整流の駆動回路。
【請求項３】
前記整流スイッチのゲート電極にコンデンサの一方の電極を接続し、このコンデンサの他方の電極を前記転流スイッチのソース電極に接続してあることを特徴とする請求項１又は２記載の同期整流の駆動回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−９７３７７（Ｐ２００７−９７３７７Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８６９３３（Ｐ２００５−２８６９３３）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
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