JP2002119058A - Multiple-output, synchronous-rectification, switching power supply - Google Patents
Multiple-output, synchronous-rectification, switching power supplyInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、多出力同期整流式
スイッチング電源装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-output synchronous rectification type switching power supply.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は、従来の多出力同期整流式スイッ
チング電源装置の一例を示す回路図である。多出力同期
整流式スイッチング電源装置は、直流入力電源１に接続
されたメインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２およびトランス
３の一次巻線からなる一次側駆動回路と、トランス３の
二次巻線、整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ４、還流スイッ
チ用ＭＯＳＦＥＴ５、バイアスダイオード６、チョーク
コイル７、出力コンデンサ８、出力端子９，１０、出力
電圧検出回路１１、制御回路１２、アイソレータ１５お
よび還流ゲートドライバ用スイッチ素子（トランジス
タ）１６からなる二次側出力回路とから構成される第１
の同期整流式フォワード型スイッチング電源装置を備え
ている。制御回路１２は、三角波発生器１３およびコン
パレータ１４を備えている。アイソレータ１５は、フォ
トカップラ等からなる。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional multi-output synchronous rectification type switching power supply. The multi-output synchronous rectification type switching power supply includes a primary drive circuit including a main switch MOSFET 2 connected to a DC input power supply 1 and a primary winding of a transformer 3, a secondary winding of a transformer 3, a rectifying switch MOSFET 4, A secondary comprising a return switch MOSFET 5, a bias diode 6, a choke coil 7, an output capacitor 8, output terminals 9, 10, an output voltage detection circuit 11, a control circuit 12, an isolator 15, and a return gate driver switch element (transistor) 16. And a first side output circuit
The synchronous rectification type forward type switching power supply device is provided. The control circuit 12 includes a triangular wave generator 13 and a comparator 14. The isolator 15 includes a photocoupler or the like.
【０００３】また、多出力同期整流式スイッチング電源
装置は、直流入力電源１に接続されたメインスイッチ用
ＭＯＳＦＥＴ２２およびトランス２３の一次巻線からな
る一次側駆動回路と、トランス２３の二次巻線、整流ス
イッチ用ＭＯＳＦＥＴ２４、還流スイッチ用ＭＯＳＦＥ
Ｔ２５、バイアスダイオード２６、チョークコイル２
７、出力コンデンサ２８、出力端子２９，３０、出力電
圧検出回路３１、制御回路３２、アイソレータ３５およ
び還流ゲートドライバ用スイッチ素子（トランジスタ）
３６からなる二次側出力回路とから構成される第２の同
期整流式フォワード型スイッチング電源装置を備えてい
る。制御回路３２は、三角波発生器３３およびコンパレ
ータ３４を備えている。アイソレータ３５は、フォトカ
ップラ等からなる。Further, the multi-output synchronous rectification type switching power supply device comprises a primary drive circuit comprising a main switch MOSFET 22 connected to a DC input power supply 1 and a primary winding of a transformer 23, a secondary winding of the transformer 23, MOSFET 24 for rectification switch, MOSFE for return switch
T25, bias diode 26, choke coil 2
7, output capacitor 28, output terminals 29 and 30, output voltage detection circuit 31, control circuit 32, isolator 35, and switch element (transistor) for return gate driver
And a second synchronous rectification type forward-type switching power supply device comprising a secondary side output circuit consisting of 36. The control circuit 32 includes a triangular wave generator 33 and a comparator 34. The isolator 35 includes a photocoupler or the like.
【０００４】上述の構成において、第１の同期整流式フ
ォワード型スイッチング電源装置のメインスイッチ用Ｍ
ＯＳＦＥＴ２は、出力電圧検出回路１１および制御回路
１２により生成されるＰＷＭ制御信号によって、出力端
子９，１０から得られる出力電圧が安定するようにＰＷ
Ｍ制御される。[0004] In the above configuration, the M for the main switch of the first synchronous rectification type forward type switching power supply is provided.
The OSFET 2 is controlled by the PWM control signal generated by the output voltage detection circuit 11 and the control circuit 12 so that the output voltage obtained from the output terminals 9 and 10 is stabilized by the PWM
M is controlled.
【０００５】制御回路１２は、直流入力電源１のコール
ド側に接続されたグラウンド端子Ｇと、出力電圧検出回
路１１の出力をコンパレータ１４のプラス入力端子にフ
ィードバックするフィードバック端子Ｆ／Ｂと、ＰＷＭ
制御信号を出力する出力端子ＯＵＴとを備えている。The control circuit 12 has a ground terminal G connected to the cold side of the DC input power supply 1, a feedback terminal F / B for feeding back the output of the output voltage detection circuit 11 to the plus input terminal of the comparator 14, and a PWM terminal.
And an output terminal OUT for outputting a control signal.
【０００６】制御回路１２は、図４（ａ）に示すよう
に、コンパレータ１４により、そのマイナス入力端子に
印加される三角波発生器１３からの三角波信号Ａと、フ
ィードバック端子Ｆ／Ｂを介してプラス入力端子に印加
される出力電圧検出回路１１の出力Ｂを比較する。そし
て、制御回路１２は、コンパレータ１４の出力として、
図４（ｂ）に示すＰＷＭ制御信号を生成し、出力端子Ｏ
ＵＴを介してメインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２のゲート
に印加すると共に、アイソレータ１５に供給する。アイ
ソレータ１５は、上述のＰＷＭ制御信号に基づき、図４
（ｄ）に示す駆動パルスを還流ゲートドライバ用スイッ
チ素子１６に印加する。As shown in FIG. 4A, the control circuit 12 uses a comparator 14 to apply a triangular wave signal A from a triangular wave generator 13 applied to its minus input terminal to a plus signal via a feedback terminal F / B. The output B of the output voltage detection circuit 11 applied to the input terminal is compared. Then, the control circuit 12 outputs the output of the comparator 14 as
The PWM control signal shown in FIG.
The voltage is applied to the gate of the main switch MOSFET 2 via the UT and supplied to the isolator 15. The isolator 15 performs the operation shown in FIG.
The drive pulse shown in (d) is applied to the return gate driver switch element 16.
【０００７】そこで、メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２
が、図４（ｂ）に示すＰＷＭ制御信号によりターンオン
すると、トランス３の二次巻線に電圧が誘起し、この電
圧が整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ４のゲートに印加さ
れ、整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ４はオン状態になる。
このとき、還流ゲートドライバ用スイッチ素子１６は、
メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２のターンオンに同期し
て、オン状態になるように制御される。整流スイッチ用
ＭＯＳＦＥＴ４のオンにより、チョークコイル７には、
整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ４を介して電流が流れる。Therefore, the main switch MOSFET 2
However, when it is turned on by the PWM control signal shown in FIG. 4B, a voltage is induced in the secondary winding of the transformer 3, and this voltage is applied to the gate of the rectifying switch MOSFET 4, and the rectifying switch MOSFET 4 is turned on. Become.
At this time, the return gate driver switch element 16
It is controlled so as to be turned on in synchronization with the turn-on of the main switch MOSFET 2. When the rectifying switch MOSFET 4 is turned on, the choke coil 7
A current flows through the rectifying switch MOSFET 4.
【０００８】一方、還流ゲートドライバ用スイッチ素子
１６のオンにより、還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ５のゲ
ート・ソース間が短絡され、還流スイッチ用ＭＯＳＦＥ
Ｔ５は、オフ状態になる。それにより、還流スイッチ用
ＭＯＳＦＥＴ５のゲート・ソース間容量に充電されてい
た電荷は、還流ゲートドライバ用スイッチ素子１６を介
して放電される。On the other hand, when the return gate driver switch element 16 is turned on, the gate and source of the return switch MOSFET 5 are short-circuited, and the return switch MOSFET is turned off.
T5 is turned off. As a result, the charge charged in the gate-source capacitance of the freewheel switch MOSFET 5 is discharged via the freewheel driver switch element 16.
【０００９】次に、メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２
が、ＰＷＭ制御によりターンオフすると、励磁エネルギ
ーによりトランス３の一次巻線に逆電圧が発生し、トラ
ンス３の二次巻線の電圧は、極性が反転する。その結
果、整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ４はオフ状態になる。
また、還流ゲートドライバ用スイッチ素子１６は、メイ
ンスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２のターンオフに同期して、
オフ状態になるように制御される。還流ゲートドライバ
用スイッチ素子１６のオフにより、還流スイッチ用ＭＯ
ＳＦＥＴ５のゲートにバイアスダイオード６を介して上
述の逆電圧が印加され、還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ５
は、オン状態になる。それにより、チョークコイル７の
電流は、還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ５を介して流れ
る。Next, the main switch MOSFET 2
However, when turned off by the PWM control, a reverse voltage is generated in the primary winding of the transformer 3 by the excitation energy, and the polarity of the voltage of the secondary winding of the transformer 3 is inverted. As a result, the rectifying switch MOSFET 4 is turned off.
The return gate driver switch element 16 is synchronized with the turn-off of the main switch MOSFET 2,
It is controlled to be in the off state. When the return gate driver switch element 16 is turned off, the return switch MO
The above-described reverse voltage is applied to the gate of the SFET 5 via the bias diode 6, and the MOSFET 5
Is turned on. Thereby, the current of the choke coil 7 flows through the MOSFET 5 for the freewheel switch.
【００１０】また、還流ゲートドライバ用スイッチ素子
１６がオフに制御され、かつ還流スイッチ用ＭＯＳＦＥ
Ｔ５のゲートにバイアスダイオード６を介して上述の逆
電圧が印加されることにより、還流スイッチ用ＭＯＳＦ
ＥＴ５のゲート・ソース間容量に電荷が蓄積される。そ
して、この蓄積された電荷は、還流ゲートドライバ用ス
イッチ素子１６がオフになっているので、その放電経路
がバイアスダイオード６で閉ざされた状態となる。Further, the return gate driver switch element 16 is controlled to be turned off, and the return switch MOSFET
By applying the above-mentioned reverse voltage to the gate of T5 via the bias diode 6, the return switch MOSF
Charge is accumulated in the gate-source capacitance of ET5. Then, the stored charge is in a state where the discharge path is closed by the bias diode 6 because the return gate driver switch element 16 is off.
【００１１】次に、トランス３の二次巻線の電圧がゼロ
になると、還流ゲートドライバ用スイッチ素子１６がオ
フ状態を維持しているから、バイアスダイオード６は、
逆バイアス状態となる。したがって、還流スイッチ用Ｍ
ＯＳＦＥＴ５のゲート・ソース間容量に蓄積された電荷
の封じ込め状態は、引き続き維持されるので、バイアス
ダイオード６から還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ５のゲー
トに順バイアス電圧が印加された状態を維持する。その
結果、トランス３の二次巻線の電圧がゼロになっても、
還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ５は、引き続きオン状態を
維持し、チョークコイル７の電流は、引き続き還流スイ
ッチ用ＭＯＳＦＥＴ５を介して流れ続け、チョークコイ
ル７を流れる電流の連続性が保持される。Next, when the voltage of the secondary winding of the transformer 3 becomes zero, the freewheeling gate driver switch element 16 is maintained in the off state.
It becomes a reverse bias state. Therefore, M for the reflux switch
Since the confined state of the charge accumulated in the gate-source capacitance of the OSFET 5 is continuously maintained, the state where the forward bias voltage is applied from the bias diode 6 to the gate of the freewheel switch MOSFET 5 is maintained. As a result, even if the voltage of the secondary winding of the transformer 3 becomes zero,
The freewheel switch MOSFET 5 keeps on continuously, the current of the choke coil 7 continues to flow through the freewheel switch MOSFET 5, and the continuity of the current flowing through the choke coil 7 is maintained.
【００１２】そして、メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２
が、再びターンオンすると、上述のターンオン時の動作
状態となり、スイッチング電源装置の動作が継続する。Then, the main switch MOSFET 2
However, when the power supply is turned on again, the above-described operation state at the time of turn-on is established, and the operation of the switching power supply device continues.
【００１３】一方、第２の同期整流式フォワード型スイ
ッチング電源装置は、上述の第１の同期整流式フォワー
ド型スイッチング電源装置と同様の動作を行う。第２の
同期整流式フォワード型スイッチング電源装置のメイン
スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２２は、出力電圧検出回路３１
および制御回路３２により生成されるＰＷＭ制御信号に
よって、出力端子２９，３０から得られる出力電圧が安
定するようにＰＷＭ制御される。On the other hand, the second synchronous rectification type forward switching power supply performs the same operation as the above-mentioned first synchronous rectification type forward switching power supply. The main switch MOSFET 22 of the second synchronous rectification type forward switching power supply device includes an output voltage detection circuit 31.
PWM control is performed by the PWM control signal generated by the control circuit 32 so that the output voltages obtained from the output terminals 29 and 30 are stabilized.
【００１４】制御回路３２は、直流入力電源１のコール
ド側に接続されたグラウンド端子Ｇと、出力電圧検出回
路３１の出力をコンパレータ３４のプラス入力端子にフ
ィードバックするフィードバック端子Ｆ／Ｂと、ＰＷＭ
制御信号を出力する出力端子ＯＵＴとを備えている。The control circuit 32 includes a ground terminal G connected to the cold side of the DC input power supply 1, a feedback terminal F / B for feeding back the output of the output voltage detection circuit 31 to the plus input terminal of the comparator 34, and a PWM.
And an output terminal OUT for outputting a control signal.
【００１５】制御回路３２は、図４（ａ）に示すよう
に、コンパレータ３４により、そのマイナス入力端子に
印加される三角波発生器３３からの三角波信号Ａと、フ
ィードバック端子Ｆ／Ｂを介してプラス入力端子に印加
される出力電圧検出回路３１の出力Ｃを比較する。そし
て、制御回路３２は、コンパレータ３４の出力として、
図４（ｃ）に示すＰＷＭ制御信号を生成し、出力端子Ｏ
ＵＴを介してメインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２２のゲー
トに印加すると共に、アイソレータ３５に供給する。ア
イソレータ３５は、上述のＰＷＭ制御信号に基づき、図
４（ｅ）に示す駆動パルスを還流ゲートドライバ用スイ
ッチ素子３６に印加する。As shown in FIG. 4A, the control circuit 32 uses a comparator 34 to apply a triangular wave signal A from a triangular wave generator 33 applied to its minus input terminal to a plus signal via a feedback terminal F / B. The output C of the output voltage detection circuit 31 applied to the input terminal is compared. Then, the control circuit 32 outputs the output of the comparator 34 as
The PWM control signal shown in FIG.
The voltage is applied to the gate of the main switch MOSFET 22 via the UT and supplied to the isolator 35. The isolator 35 applies a drive pulse shown in FIG. 4E to the return gate driver switch element 36 based on the above-described PWM control signal.
【００１６】そこで、メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２
が、図４（ｃ）に示すＰＷＭ制御信号によりターンオ
ン、ターンオフ制御され、出力端子２９，３０から第１
の同期整流式フォワード型スイッチング電源装置の出力
端子９，１０の出力電圧と異なる値の安定した出力電圧
を得ることができる。しかし、その動作は、上述の第１
の同期整流式フォワード型スイッチング電源装置の動作
と同様であるので、ここでは説明を省略する。Therefore, the main switch MOSFET 2
Are turned on and off by the PWM control signal shown in FIG.
And a stable output voltage having a value different from the output voltage of the output terminals 9 and 10 of the synchronous rectification type forward switching power supply device can be obtained. However, the operation is the first
Since the operation is the same as that of the synchronous rectification type forward switching power supply device described above, the description is omitted here.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構成の多出力同期整流式スイッチング電源装置では、１
出力当たり、１つの還流ゲートドライバ用スイッチ素子
と１つのアイソレータからなる同期整流ドライバ回路が
必要である。However, in the multi-output synchronous rectification type switching power supply having the above-mentioned configuration, one power supply is required.
For each output, a synchronous rectification driver circuit including one return gate driver switch element and one isolator is required.
【００１８】そこで、本発明の目的は、１つの同期整流
ドライバ回路を共用できる多出力同期整流式スイッチン
グ電源装置を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a multi-output synchronous rectification type switching power supply which can share one synchronous rectification driver circuit.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】上記した目的に鑑みて、
本発明の多出力同期整流式スイッチング電源装置は、メ
インスイッチを有する一次側駆動回路と、整流スイッチ
用ＭＯＳＦＥＴ、還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ、および
還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴのゲートに接続されたバイ
アスダイオードを有する二次側出力回路と、メインスイ
ッチを二次側出力回路の出力電圧に応じた制御パルス信
号でＰＷＭ制御する制御手段とを有する複数の同期整流
式スイッチング電源装置からなる。各制御手段は、複数
の同期が取れたのこぎり波発生器又は１つののこぎり波
発生器と、各二次側出力回路の出力電圧を検出する出力
電圧検出回路と、のこぎり波発生器からののこぎり波信
号と出力電圧検出回路からの検出信号とに基づいて制御
パルス信号を生成する制御パルス信号生成回路とを備え
ている。これにより、複数の同期整流式スイッチング電
源装置で１つの同期整流ドライバ回路を共用できる。In view of the above-mentioned object,
A multi-output synchronous rectification type switching power supply device according to the present invention includes a primary drive circuit having a main switch, a secondary drive circuit having a rectifier switch MOSFET, a freewheel switch MOSFET, and a bias diode connected to the gates of the freewheel switch MOSFETs. The switching power supply comprises a plurality of synchronous rectification type switching power supplies each having a side output circuit and control means for performing PWM control of the main switch with a control pulse signal corresponding to the output voltage of the secondary side output circuit. Each control means includes a plurality of synchronized sawtooth wave generators or one sawtooth wave generator, an output voltage detection circuit for detecting an output voltage of each secondary-side output circuit, and a sawtooth wave from the sawtooth wave generator. A control pulse signal generation circuit that generates a control pulse signal based on the signal and the detection signal from the output voltage detection circuit. Thus, one synchronous rectification driver circuit can be shared by a plurality of synchronous rectification type switching power supply devices.
【００２０】さらに、他の発明は、上述の発明の多出力
同期整流式スイッチング電源装置に加え、多出力同期整
流式スイッチング電源装置は、さらに、各々のアノード
が各還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、
かつ各々のカソードが共通接続された複数のダイオード
と、複数のダイオードのカソードと１つの還流スイッチ
用ＭＯＳＦＥＴのソース間に接続され、制御パルス信号
に同期した駆動パルスで駆動される１つの還流ゲートド
ライバ用スイッチ素子とからなる同期整流ドライバ回路
を備えている。これにより、同期整流ドライバ回路を簡
単な構成で共用できることとなる。Still another aspect of the present invention is the multi-output synchronous rectification type switching power supply of the above-mentioned invention. In the multi-output synchronous rectification type switching power supply, each anode is further connected to the gate of each return switch MOSFET. And
A plurality of diodes having their cathodes connected in common; and one return gate driver connected between the cathodes of the plurality of diodes and the source of one return switch MOSFET and driven by a drive pulse synchronized with a control pulse signal And a synchronous rectification driver circuit including a switching element for the rectifier. As a result, the synchronous rectification driver circuit can be shared with a simple configuration.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る多
出力同期整流式スイッチング電源装置の実施の形態を示
す回路図である。図１において、図３の従来装置と同一
の構成要素は、同一符号を付して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a multi-output synchronous rectification type switching power supply according to the present invention. In FIG. 1, the same components as those of the conventional device of FIG.
【００２２】この多出力同期整流式スイッチング電源装
置は、図３の従来装置と同一構成の同期整流式フォワー
ド型スイッチング電源であるが、図３における三角波発
生器１３，３３に代えてのこぎり波発生器３７，３８を
有すると共に、図３におけるアイソレータ３５および還
流ゲートドライバ用スイッチ素子３６を削除し、アイソ
レータ１５および還流ゲートドライバ用スイッチ素子１
６を第１および第２の同期整流式フォワード型スイッチ
ング電源装置で共用している構成に特徴を有する。This multi-output synchronous rectification type switching power supply device is a synchronous rectification type forward switching power supply having the same configuration as that of the conventional device of FIG. 3, but a sawtooth wave generator is used in place of the triangular wave generators 13 and 33 in FIG. 37 and 38, and the isolator 35 and the return gate driver switch element 36 in FIG.
6 is shared by the first and second synchronous rectification type forward switching power supply devices.
【００２３】すなわち、制御回路１２は、図２（ａ）に
示すように、コンパレータ１４により、そのマイナス入
力端子に印加されるのこぎり波発生器３７からののこぎ
り波信号Ａと、フィードバック端子Ｆ／Ｂを介してプラ
ス入力端子に印加される出力電圧検出回路１１の出力Ｂ
を比較する。そして、制御回路１２は、コンパレータ１
４の出力として、図２（ｂ）に示すＰＷＭ制御信号を生
成し、出力端子ＯＵＴを介してメインスイッチ用ＭＯＳ
ＦＥＴ２のゲートに印加すると共に、アイソレータ１５
に供給する。アイソレータ１５は、上述のＰＷＭ制御信
号に基づき、図２（ｄ）に示す駆動パルスを還流ゲート
ドライバ用スイッチ素子１６に印加する。That is, as shown in FIG. 2A, the control circuit 12 uses the comparator 14 to output a sawtooth signal A from the sawtooth wave generator 37 applied to its negative input terminal and a feedback terminal F / B. The output B of the output voltage detection circuit 11 applied to the plus input terminal via
Compare. Then, the control circuit 12 controls the comparator 1
4 is generated as a PWM control signal shown in FIG.
The voltage is applied to the gate of the FET 2 and the isolator 15
To supply. The isolator 15 applies the drive pulse shown in FIG. 2D to the return gate driver switch element 16 based on the above-described PWM control signal.
【００２４】そこで、メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２
が、図２（ｂ）に示すＰＷＭ制御信号によりターンオン
すると、トランス３の二次巻線に電圧が誘起し、この電
圧が整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ４のゲートに印加さ
れ、整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ４はオン状態になる。
このとき、還流ゲートドライバ用スイッチ素子１６は、
メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２のターンオンに同期し
て、オン状態になるように制御される。整流スイッチ用
ＭＯＳＦＥＴ４のオンにより、チョークコイル７には、
整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ４を介して電流が流れる。Therefore, the main switch MOSFET 2
However, when it is turned on by the PWM control signal shown in FIG. 2B, a voltage is induced in the secondary winding of the transformer 3, and this voltage is applied to the gate of the rectifying switch MOSFET 4, and the rectifying switch MOSFET 4 is turned on. Become.
At this time, the return gate driver switch element 16
It is controlled so as to be turned on in synchronization with the turn-on of the main switch MOSFET 2. When the rectifying switch MOSFET 4 is turned on, the choke coil 7
A current flows through the rectifying switch MOSFET 4.
【００２５】一方、還流ゲートドライバ用スイッチ素子
１６のオンにより、還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ５のゲ
ート・ソース間が短絡され、還流スイッチ用ＭＯＳＦＥ
Ｔ５は、オフ状態になる。それにより、還流スイッチ用
ＭＯＳＦＥＴ５のゲート・ソース間容量に充電されてい
た電荷は、還流ゲートドライバ用スイッチ素子１６を介
して放電される。On the other hand, when the return gate driver switch element 16 is turned on, the gate and source of the return switch MOSFET 5 are short-circuited, and the return switch MOSFET is turned off.
T5 is turned off. As a result, the charge charged in the gate-source capacitance of the freewheel switch MOSFET 5 is discharged via the freewheel driver switch element 16.
【００２６】次に、メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２
が、ＰＷＭ制御によりターンオフすると、励磁エネルギ
ーによりトランス３の一次巻線に逆電圧が発生し、トラ
ンス３の二次巻線の電圧は、極性が反転する。その結
果、整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ４はオフ状態になる。
また、還流ゲートドライバ用スイッチ素子１６は、メイ
ンスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２のターンオフに同期して、
オフ状態になるように制御される。還流ゲートドライバ
用スイッチ素子１６のオフにより、還流スイッチ用ＭＯ
ＳＦＥＴ５のゲートにバイアスダイオード６を介して上
述の逆電圧が印加され、還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ５
は、オン状態になる。それにより、チョークコイル７の
電流は、還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ５を介して流れ
る。Next, the main switch MOSFET 2
However, when it is turned off by the PWM control, a reverse voltage is generated in the primary winding of the transformer 3 by the excitation energy, and the polarity of the voltage of the secondary winding of the transformer 3 is inverted. As a result, the rectifying switch MOSFET 4 is turned off.
The return gate driver switch element 16 is synchronized with the turn-off of the main switch MOSFET 2,
It is controlled to be in the off state. When the return gate driver switch element 16 is turned off, the return switch MO
The above-described reverse voltage is applied to the gate of the SFET 5 via the bias diode 6, and the MOSFET 5
Is turned on. Thereby, the current of the choke coil 7 flows through the MOSFET 5 for the freewheel switch.
【００２７】また、還流ゲートドライバ用スイッチ素子
１６がオフに制御され、かつ還流スイッチ用ＭＯＳＦＥ
Ｔ５のゲートにバイアスダイオード６を介して上述の逆
電圧が印加されることにより、還流スイッチ用ＭＯＳＦ
ＥＴ５のゲート・ソース間容量に電荷が蓄積される。そ
して、この蓄積された電荷は、還流ゲートドライバ用ス
イッチ素子１６がオフになっているので、その放電経路
がバイアスダイオード６で閉ざされた状態となる。The return gate driver switch element 16 is controlled to be off, and the return switch MOSFET
By applying the above-mentioned reverse voltage to the gate of T5 via the bias diode 6, the return switch MOSF
Charge is accumulated in the gate-source capacitance of ET5. Then, the stored charge is in a state where the discharge path is closed by the bias diode 6 because the return gate driver switch element 16 is off.
【００２８】次に、トランス３の二次巻線の電圧がゼロ
になると、還流ゲートドライバ用スイッチ素子１６がオ
フ状態を維持しているから、バイアスダイオード６は、
逆バイアス状態となる。したがって、還流スイッチ用Ｍ
ＯＳＦＥＴ５のゲート・ソース間容量に蓄積された電荷
の封じ込め状態は、引き続き維持されるので、バイアス
ダイオード６から還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ５のゲー
トに順バイアス電圧が印加された状態を維持する。その
結果、トランス３の二次巻線の電圧がゼロになっても、
還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ５は、引き続きオン状態を
維持し、チョークコイル７の電流は、引き続き還流スイ
ッチ用ＭＯＳＦＥＴ５を介して流れ続け、チョークコイ
ル７を流れる電流の連続性が保持される。Next, when the voltage of the secondary winding of the transformer 3 becomes zero, the switching element 16 for the return gate driver maintains the off state.
It becomes a reverse bias state. Therefore, M for the reflux switch
Since the confined state of the charge accumulated in the gate-source capacitance of the OSFET 5 is continuously maintained, the state where the forward bias voltage is applied from the bias diode 6 to the gate of the freewheel switch MOSFET 5 is maintained. As a result, even if the voltage of the secondary winding of the transformer 3 becomes zero,
The freewheel switch MOSFET 5 keeps on continuously, the current of the choke coil 7 continues to flow through the freewheel switch MOSFET 5, and the continuity of the current flowing through the choke coil 7 is maintained.
【００２９】そして、メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２
が、再びターンオンすると、上述のターンオン時の動作
状態となり、スイッチング電源装置の動作が継続する。Then, the main switch MOSFET 2
However, when the power supply is turned on again, the above-described operation state at the time of turn-on is established, and the operation of the switching power supply device continues.
【００３０】一方、第２の同期整流式フォワード型スイ
ッチング電源装置は、上述の第１の同期整流式フォワー
ド型スイッチング電源装置と同様の動作を行う。On the other hand, the second synchronous rectification type forward switching power supply performs the same operation as the above-mentioned first synchronous rectification type forward switching power supply.
【００３１】第２の同期整流式フォワード型スイッチン
グ電源装置のメインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２２は、出
力電圧検出回路３１および制御回路３２により生成され
るＰＷＭ制御信号によって、出力端子２９，３０から得
られる出力電圧が安定するようにＰＷＭ制御される。The main switch MOSFET 22 of the second synchronous rectification type forward-type switching power supply supplies the output voltage obtained from the output terminals 29 and 30 by the PWM control signal generated by the output voltage detection circuit 31 and the control circuit 32. PWM control is performed so as to be stable.
【００３２】制御回路３２は、直流入力電源１のコール
ド側に接続されたグラウンド端子Ｇと、出力電圧検出回
路３１の出力をコンパレータ３４のプラス入力端子にフ
ィードバックするフィードバック端子Ｆ／Ｂと、ＰＷＭ
制御信号を出力する出力端子ＯＵＴとを備えている。The control circuit 32 includes a ground terminal G connected to the cold side of the DC input power supply 1, a feedback terminal F / B for feeding back the output of the output voltage detection circuit 31 to the plus input terminal of the comparator 34, and PWM.
And an output terminal OUT for outputting a control signal.
【００３３】制御回路３２は、図２（ａ）に示すよう
に、コンパレータ３４により、そのマイナス入力端子に
印加されるのこぎり波発生器３８からののこぎり波信号
Ａと、フィードバック端子Ｆ／Ｂを介してプラス入力端
子に印加される出力電圧検出回路３１の出力Ｃを比較す
る。そして、制御回路３２は、コンパレータ３４の出力
として、図２（ｃ）に示すＰＷＭ制御信号を生成し、出
力端子ＯＵＴを介してメインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２
２のゲートに印加する。As shown in FIG. 2 (a), the control circuit 32 uses a comparator 34 to output a sawtooth signal A from a sawtooth wave generator 38 applied to its minus input terminal and a feedback terminal F / B. Then, the output C of the output voltage detection circuit 31 applied to the plus input terminal is compared. Then, the control circuit 32 generates a PWM control signal shown in FIG. 2C as an output of the comparator 34, and outputs the PWM signal for the main switch 2 via the output terminal OUT.
2 gate.
【００３４】そこで、メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ２
が、図２（ｃ）に示すＰＷＭ制御信号によりターンオ
ン、ターンオフ制御され、出力端子２９，３０から第１
の同期整流式フォワード型スイッチング電源装置の出力
端子９，１０の出力電圧と異なる値の安定した出力電圧
を得ることができる。しかし、その動作は、上述の第１
の同期整流式フォワード型スイッチング電源装置の動作
と同様であるので、ここでは説明を省略する。Therefore, the main switch MOSFET 2
Are turned on and off by the PWM control signal shown in FIG.
And a stable output voltage having a value different from the output voltages of the output terminals 9 and 10 of the synchronous rectification type forward switching power supply device can be obtained. However, the operation is the first
Since the operation is the same as that of the synchronous rectification type forward switching power supply device described above, the description is omitted here.
【００３５】以上説明したように、この実施の形態の多
出力同期整流式スイッチング電源装置は、複数の同期整
流式スイッチング電源装置で１つの同期整流ドライバ回
路を共用できる。しかも、同期整流ドライバ回路を簡単
な構成で共用できることとなる。As described above, in the multiple output synchronous rectification type switching power supply of this embodiment, one synchronous rectification driver circuit can be shared by a plurality of synchronous rectification type switching power supplies. In addition, the synchronous rectification driver circuit can be shared with a simple configuration.
【００３６】以上の通り、本発明の実施の形態について
説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用
が可能である。たとえば、上述の実施の形態のように、
２つののこぎり波発生器３７，３８が存在する場合（３
つ以上の場合も同様）は、複数ののこぎり波発生器３
７，３８の同期を取る必要があるが、１つののこぎり波
発生器のみを使用し、その発生器の出力をコンパレータ
１４，３４に入力させる場合は、同期を取る必要はなく
なる。As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to this, and various modifications and applications are possible. For example, as in the above embodiment,
When there are two sawtooth wave generators 37 and 38 (3
The same applies to the case of two or more).
It is necessary to synchronize 7, 38, but if only one sawtooth generator is used and the output of that generator is input to the comparators 14, 34, there is no need to synchronize.
【００３７】また、上述の実施の形態では、１つの電源
で２つの出力を有する同期整流式スイッチング電源装置
の場合を説明しているが、２つ以上の出力を有する多出
力同期整流式スイッチング電源装置にも適用できる。ま
た、複数の電源の場合、各電源に関して本発明を適用し
たり、いずれか１つの電源に対してのみ本発明を適用し
ても良い。Further, in the above-described embodiment, the case of a synchronous rectification type switching power supply having two outputs with one power supply has been described. However, a multiple output synchronous rectification type switching power supply having two or more outputs. Applicable to devices. In the case of a plurality of power supplies, the present invention may be applied to each power supply, or the present invention may be applied to only one of the power supplies.
【００３８】また、上述の実施の形態では、同期整流ド
ライバ回路を、各々のアノードが各還流スイッチ用ＭＯ
ＳＦＥＴ５，２５のゲートに接続され、かつ各々のカソ
ードが共通接続された複数のダイオード３９，４０と、
複数のダイオード３９，４０のカソードと１つの還流ス
イッチ用ＭＯＳＦＥＴ２５のソース間に接続され、制御
パルス信号に同期した駆動パルスで駆動される１つの還
流ゲートドライバ用スイッチ素子１６とからなる構成と
したが、還流ゲートドライバ用スイッチ素子１６がつな
がれる１つの還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴとして、還流
スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ５とする等他の構成の同期整流
ドライバ回路としても良い。Further, in the above-described embodiment, the synchronous rectification driver circuit is provided in which each anode is connected to each return switch MO.
A plurality of diodes 39 and 40 connected to the gates of the SFETs 5 and 25 and having their respective cathodes connected in common;
Although the configuration includes one return gate driver switch element 16 connected between the cathodes of the plurality of diodes 39 and 40 and the source of one return switch MOSFET 25 and driven by a drive pulse synchronized with the control pulse signal. Alternatively, a synchronous rectification driver circuit having another configuration, such as a freewheeling switch MOSFET 5 connected to the freewheeling gate driver switch element 16, may be used.
【００３９】[0039]
【発明の効果】本発明によれば、２つ以上の出力を有す
る多出力同期整流式スイッチング電源装置において、１
つの同期整流ドライバ回路を共用できるので、部品点数
が削減でき、従来装置よりも小型で安価にすることがで
きる。また、制御損失も減少し、高効率となる。According to the present invention, in a multi-output synchronous rectification type switching power supply having two or more outputs, 1
Since two synchronous rectification driver circuits can be shared, the number of components can be reduced, and the device can be made smaller and less expensive than the conventional device. In addition, control loss is reduced, resulting in high efficiency.
【図１】本発明に係る多出力同期整流式スイッチング電
源装置の実施の形態を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a multiple output synchronous rectification type switching power supply according to the present invention.
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、図１
の多出力同期整流式スイッチング電源装置における各部
の信号タイミング図である。2 (a), (b), (c) and (d) show FIG.
3 is a signal timing chart of each part in the multiple output synchronous rectification type switching power supply device of FIG.
【図３】従来の多出力同期整流式スイッチング電源装置
の一例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional multi-output synchronous rectification type switching power supply device.
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）
は、図３の多出力同期整流式スイッチング電源装置にお
ける各部の信号タイミング図である。FIG. 4 (a), (b), (c), (d) and (e)
4 is a signal timing chart of each part in the multi-output synchronous rectification type switching power supply device of FIG.
１ 直流入力電源 ２ メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ（メインスイッ
チ） ４ 整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ ５ 還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ ６ バイアスダイオード １１ 出力電圧検出回路（制御手段の一部） １２ 制御パルス信号生成回路（制御手段の一部） １５ アイソレータ １６ 還流ゲートドライバ用スイッチ素子 ２２ メインスイッチ用ＭＯＳＦＥＴ（メインスイッ
チ） ２４ 整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ ２５ 還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ ２６ バイアスダイオード ３１ 出力電圧検出回路（制御手段の一部） ３２ 制御パルス信号生成回路（制御手段の一部） ３７ のこぎり波発生器（制御手段の一部） ３８ のこぎり波発生器（制御手段の一部） ３９ ダイオード ４０ ダイオードDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC input power supply 2 Main switch MOSFET (Main switch) 4 Rectifier switch MOSFET 5 Freewheel switch MOSFET 6 Bias diode 11 Output voltage detection circuit (part of control means) 12 Control pulse signal generation circuit (Part of control means) 15 Isolator 16 Switch element for return gate driver 22 MOSFET for main switch (main switch) 24 MOSFET for rectification switch 25 MOSFET for return switch 26 Bias diode 31 Output voltage detection circuit (part of control means) 32 Control pulse signal generation circuit (Part of control means) 37 sawtooth wave generator (part of control means) 38 sawtooth wave generator (part of control means) 39 diode 40 diode
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G065 AA01 AA08 DA07 EA01 FA02 HA04 JA01 LA01 MA10 NA05 NA06 5H006 BB06 CA02 CA12 CB07 CC02 CC08 DA04 DB02 DC05 5H730 AA15 AA16 AS01 BB23 BB57 BB84 DD04 DD26 DD32 EE02 EE08 EE13 EE61 FD01 FF01 FG05 Continued on the front page F term (reference) 5G065 AA01 AA08 DA07 EA01 FA02 HA04 JA01 LA01 MA10 NA05 NA06 5H006 BB06 CA02 CA12 CB07 CC02 CC08 DA04 DB02 DC05 5H730 AA15 AA16 AS01 BB23 BB57 BB84 DD04 DD26 DD32 EE02 EE01 FD01
Claims (2)
と、整流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴ、還流スイッチ用ＭＯ
ＳＦＥＴ、および上記還流スイッチ用ＭＯＳＦＥＴのゲ
ートに接続されたバイアスダイオードを有する二次側出
力回路と、上記メインスイッチを上記二次側出力回路の
出力電圧に応じた制御パルス信号でＰＷＭ制御する制御
手段とを有する複数の同期整流式スイッチング電源装置
からなる多出力同期整流式スイッチング電源装置であっ
て、 上記各制御手段は、複数の同期が取れたのこぎり波発生
器又は１つののこぎり波発生器と、上記各二次側出力回
路の出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、上記のこ
ぎり波発生器からののこぎり波信号と上記出力電圧検出
回路からの検出信号とに基づいて上記制御パルス信号を
生成する制御パルス信号生成回路と、を備えていること
を特徴とする多出力同期整流式スイッチング電源装置。1. A primary drive circuit having a main switch, a rectifier switch MOSFET, and a freewheel switch MO.
A secondary output circuit having an SFET and a bias diode connected to the gate of the return switch MOSFET, and control means for performing PWM control of the main switch with a control pulse signal corresponding to an output voltage of the secondary output circuit A plurality of synchronous rectification type switching power supply devices having a plurality of synchronous rectification type switching power supply devices, wherein each of the control means includes a plurality of synchronized sawtooth wave generators or one sawtooth wave generator, An output voltage detection circuit that detects an output voltage of each of the secondary-side output circuits; and a control pulse signal that is generated based on a sawtooth signal from the sawtooth generator and a detection signal from the output voltage detection circuit. And a control pulse signal generation circuit.
置は、さらに、各々のアノードが前記各還流スイッチ用
ＭＯＳＦＥＴのゲートに接続され、かつ各々のカソード
が共通接続された複数のダイオードと、前記複数のダイ
オードのカソードと上記１つの還流スイッチ用ＭＯＳＦ
ＥＴのソース間に接続され、前記制御パルス信号に同期
した駆動パルスで駆動される１つの還流ゲートドライバ
用スイッチ素子とからなる同期整流ドライバ回路を備え
ていることを特徴とする請求項１記載の多出力同期整流
式スイッチング電源装置。2. The multi-output synchronous rectification switching power supply device further comprises: a plurality of diodes each having an anode connected to the gate of each of the freewheeling switch MOSFETs and each having a cathode commonly connected; Cathode of the diode and the MOSF for the one freewheel switch
2. A synchronous rectification driver circuit, comprising: one return gate driver switch element connected between the sources of ET and driven by a drive pulse synchronized with the control pulse signal. Multi-output synchronous rectification type switching power supply.
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