JP4236459B2 - Rectifier circuit and switching power supply provided with the rectifier circuit - Google Patents
Rectifier circuit and switching power supply provided with the rectifier circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP4236459B2 JP4236459B2 JP2002369358A JP2002369358A JP4236459B2 JP 4236459 B2 JP4236459 B2 JP 4236459B2 JP 2002369358 A JP2002369358 A JP 2002369358A JP 2002369358 A JP2002369358 A JP 2002369358A JP 4236459 B2 JP4236459 B2 JP 4236459B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rectifier circuit
- diode
- power supply
- switching power
- switch element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【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】
【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】
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a switching power supply used in an electronic device, and more particularly to a rectifier circuit having a rectifying switch element provided in the switching power supply.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows a conventional switching power supply. In this power source, the primary and secondary are insulated by a transformer Lm, and a main switch Q1 is provided on the primary side, and a rectifying switch Q2 and a commutation switch Q3 are provided on the secondary side. Further, this conventional example is a high voltage synchronous rectifier circuit. Since the high voltage synchronous rectifier circuit has a high secondary side voltage of the transformer Lm that insulates the primary and secondary, the rectifier switch element Q2 uses a high breakdown voltage FET. Was.
[0003]
There is also a switching power supply in which a diode is connected in parallel to the rectifying switch element and the commutation switch element formed of FETs, and the anode is directed to the source side of each switch element (Patent Literature). 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-316725 (page 2-3, FIGS. 1 and 3)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the on-resistance of the rectifying switch element Q2 is higher than that of the low breakdown voltage FET, a choke current flows through the body diode of the rectifying switch element Q2, and even if the rectifying switch element Q2 is turned off for a while. During this period, the body diode turned on.
[0006]
In addition, the transformer excitation current continues to flow from the drain to the source even though the gate of the rectifying switch element Q2 is low due to the reverse recovery time of the body diode, and the resonance of the transformer is not reset. There was also a problem.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a novel rectifier circuit having a short reverse recovery time even at a high voltage, and a switching power supply including the rectifier circuit.
[0008]
[Means to solve the problem]
When the main switch is turned on, the present invention made to achieve the above object provides a rectifier diode provided in a rectifier circuit, and allows a current to flow through the rectifier switch element. When the main switch is turned off, the current flowing to the body diode of the rectifying switch element is suppressed by providing a resistor when the main switch is turned off. Even in a high voltage synchronous rectifier circuit having a high secondary voltage, the rectifier circuit has a high withstand voltage, can suppress the reverse recovery time, and maintain the bidirectional characteristics of the synchronous rectifier circuit.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the power supply circuit of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An embodiment of a rectifier circuit according to the present invention is shown in FIG. 1, and a switching power supply provided with this rectifier circuit is shown in FIG. Vin is a main power source, Lm is a transformer, Q1 is a main switch, Q3 is a commutation switch, Lo is a choke, Co is a smoothing capacitor, 10 is a rectifier circuit, 11 is a rectifier switch element, 12 is a resistor, and 13 is a diode.
[0010]
The switching power supply according to the present embodiment shown in FIG. 2 has a primary-secondary circuit isolated by a transformer Lm, and includes a main switch Q1 on the primary side and a
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
The switching power supply according to the present embodiment is configured as described above and operates as follows. When the main switch Q1 is turned on, a current flows through the choke Lo, and the rectifying
[0014]
[Expression 1]
[0015]
In
[0016]
In order to prevent a current from flowing through the body diode of the rectifying
[0017]
[Expression 2]
[0018]
As described above, by setting, no current flows through the body diode of the rectifying
[0019]
Subsequently, when the main switch Q1 is turned off, the rectifying
[0020]
As described above, even when the main switch Q1 is repeatedly turned on and off, it is possible to prevent the body diode of the rectifying
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the main switch is turned on, by providing the rectifying diode provided in the rectifier circuit, the current flowing to the body diode of the rectifying switch element When the main switch is turned off, the voltage on the secondary side of the transformer that insulates the primary-secondary is high by suppressing the current flowing to the body diode of the rectifying switch element by providing a resistor. Also in the high voltage synchronous rectifier circuit, the rectifier circuit has a high withstand voltage, and has an effect of suppressing the reverse recovery time and maintaining the bidirectional characteristics of the synchronous rectifier circuit.
[0022]
Further, the use of a diode having a relatively fast reverse recovery time, such as a Schottky barrier diode or a low-loss diode, as the rectifying diode makes the above-described effect remarkable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment different from the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
Vin Main power supply Lm Transformer Q1 Main switch Q2 Rectifier switch Q3 Commutation switch Lo Choke
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002369358A JP4236459B2 (en) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | Rectifier circuit and switching power supply provided with the rectifier circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002369358A JP4236459B2 (en) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | Rectifier circuit and switching power supply provided with the rectifier circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004201455A JP2004201455A (en) | 2004-07-15 |
JP4236459B2 true JP4236459B2 (en) | 2009-03-11 |
Family
ID=32765603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002369358A Expired - Fee Related JP4236459B2 (en) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | Rectifier circuit and switching power supply provided with the rectifier circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4236459B2 (en) |
-
2002
- 2002-12-20 JP JP2002369358A patent/JP4236459B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004201455A (en) | 2004-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6462963B1 (en) | Zero voltage switching power conversion circuits | |
JPH08331842A (en) | Synchronous rectification converter | |
JPH11262263A (en) | Switching power supply equipment | |
CN114629358A (en) | Synchronous rectification gate driver with active clamper | |
JP2004015886A (en) | Synchronous rectification driving circuit | |
US7596003B2 (en) | Electric power converter | |
US20070183172A1 (en) | Flyback dc/dc converter using clamp diode | |
JP2006191711A (en) | Dc converter | |
JP4236459B2 (en) | Rectifier circuit and switching power supply provided with the rectifier circuit | |
JP4013952B2 (en) | DC-DC converter | |
JP2005065395A (en) | Power unit | |
JP6945429B2 (en) | Insulated switching power supply | |
JP4465717B2 (en) | Switching power supply | |
JP2007053885A (en) | Voltage resonance switching power supply | |
JP3790256B2 (en) | Control method of switching power supply | |
JP3623765B2 (en) | Switching converter | |
JP2009303357A (en) | Synchronous rectification circuit | |
JP4305108B2 (en) | Switching power supply | |
JP4265199B2 (en) | DC converter | |
JP3409286B2 (en) | Self-excited switching power supply circuit | |
JPH07245943A (en) | Switching power supply device | |
JP2005176512A (en) | Switching power supply and control method therefor | |
JPH06319257A (en) | Switching power supply | |
JP2004274904A (en) | Switching power supply device | |
JP2002345238A (en) | Dc rectifier circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080624 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080820 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081216 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4236459 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121226 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121226 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131226 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |