JP4797710B2 - 同期整流型フォワードコンバータ - Google Patents
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Description
一方、スイッチング制御回路23は、通常動作時に逆電流検知回路25のコンデンサC4の充電電圧とX点電圧とがほぼ等しいため、両者を接続するダイオードD5はオフ状態であり、X点電圧はスイッチング制御回路23に対する制御電圧としてそのまま印加される。
一定の直流電圧を生成する定常電圧生成回路(27)と、前記トランスの3次巻線(N3)の誘起電圧を整流平滑する3次整流平滑回路(22)と、前記3次整流平滑回路の出力に接続されたコンデンサおよび抵抗からなる変化電圧検出回路(28)と、を設け、前記スイッチング制御回路の制御電圧入力部には、前記定常電圧生成回路の出力と前記変化電圧検出回路の出力との合成電圧が与えられることを特徴としている。
第1の実施形態に係る同期整流型フォワードコンバータについて図3〜図5を基に説明する。
図3は、一部をブロック化した同期整流型フォワードコンバータの回路図である。図3に示すように、トランスT1には1次巻線N1、2次巻線N2、および3次巻線N3を備えている。1次巻線N1には直列に主スイッチ素子Q1を接続している。トランスT1の2次巻線N2には同期整流回路26を接続していて、出力端子32a,32bから負荷へ出力電圧を供給するようにしている。トランスT1の3次巻線N3には3次整流平滑回路22を接続している。定常電圧生成回路27は3次整流平滑回路22の出力電圧を入力して定常電圧(直流電圧)を生成し、スイッチング制御回路23の制御電圧入力部(X点)に制御電圧として与える。変化電圧検出回路28は3次整流平滑回路22の出力電圧の過渡的変化電圧を検出してそれをスイッチング制御回路23の制御電圧入力部(X点)に与える。
トランスT1の1次巻線N1には直列に主スイッチ素子Q1を接続し、入力端子21a−21b間に平滑用およびフィルタ用のコンデンサC1を接続している。トランスT1の2次巻線N2には直列にチョークコイルL1および整流スイッチ素子Q2を接続していて、出力端子32a−32b間に並列に平滑コンデンサC2を接続している。また、チョークコイルL1と平滑コンデンサC2とともにループを構成し、チョークコイルL1の励磁エネルギの放出時の転流経路となる位置に転流スイッチ素子Q3を設けている。転流スイッチ素子Q3のゲート・ソース間には転流スイッチターンオフ制御用スイッチ素子Q4を接続している。また、整流スイッチ素子Q2のドレインから転流スイッチ素子Q3のゲート方向にダイオードD6を設けている。このようにして同期整流回路26を構成している。
このようにして同期整流型フォワードコンバータ101を構成している。
上記主スイッチ素子Q1のオン・オフによって上記整流と転流を繰り返す。
次に、第2の実施形態に係る同期整流型フォワードコンバータについて図6を参照して説明する。
この第2の実施形態では、定常電圧生成回路27が常に一定の直流電圧を発生するようにしている。すなわち図6において、定常電圧生成回路27は一定電圧を発生する電圧源Esと、その電圧を分圧する抵抗R1,R2とから構成している。その他は図4に示したものと同様である。
次に、第3の実施形態に係る同期整流型フォワードコンバータについて図7を参照して説明する。
この第3の実施形態では、定常電圧生成回路27として、3次整流平滑回路22の出力部に対して直列接続したトランジスタQ5、抵抗R1,R2、トランジスタQ5のベース−コレクタ間に接続した抵抗R6、トランジスタQ5のベースと接地(3次整流平滑回路22の基準電圧端)の間に接続したダイオードD7およびツェナーダイオードZD1で構成している。ここで、ダイオードD7はツェナーダイオードZD1の温度ドリフト補正用に設けている。その他の構成は第1・第2の実施形態の場合と同様である。
次に、第4の実施形態に係る同期整流型フォワードコンバータについて図8を参照して説明する。
この例では図8に示すように定常電圧生成回路27として、オペアンプ31を用いてレギュレータ回路を構成している。図7に示した例ではツェナーダイオードZD1とトランジスタQ5を含む回路でレギュレータ回路を構成したが、この図8に示す例では、オペアンプ31、トランジスタQ6およびそれらの周辺回路をさらに付加してレギュレータ回路を構成している。オペアンプ31の非反転入力端子に基準電圧Vrを印加し、反転入力端子に抵抗R8,R9による3次整流平滑回路22の分圧電圧を印加するようにし、ツェナーダイオードZD1と接地との間に接続したトランジスタQ6をオペアンプ31で駆動するように回路を構成している。その他の構成は第1〜第3の実施形態の場合と同様である。
次に、第5の実施形態に係る同期整流型フォワードコンバータについて図9〜図12を参照して説明する。
この同期整流型フォワードコンバータは図9示すように定常電圧生成回路27としてトランジスタQ5,Q6およびツェナーダイオードZD1を含むレギュレータ回路を構成するとともに、逆電流検知回路30を設けている。3次整流平滑回路22の構成は図4に示したものと同様である。その他の構成も第1〜第4の実施形態の場合と同様である。
22−3次整流平滑回路
23−スイッチング制御回路
24−信号伝達回路
25,30−逆電流検知回路
26−同期整流回路
27−定常電圧生成回路
28−変化電圧検出回路
29−電圧出力回路
31−オペアンプ
32−出力端子
100,101−同期整流型フォワードコンバータ
T1−主トランス
N1−1次巻線
N2−2次巻線
N3−3次巻線
Q1−主スイッチ素子
Q2−整流スイッチ素子
Q3−転流スイッチ素子
Q4−転流スイッチターンオフ制御用スイッチ素子
L1,L2−チョークコイル
C2−平滑コンデンサ
Claims (4)
- 1次巻線、2次巻線、3次巻線を備えたトランスと、該トランスの1次巻線に直列に接続した主スイッチ素子と、前記トランスの2次巻線に対して直列に接続したチョークコイルと、出力端子間に並列に接続した平滑コンデンサと、前記トランスの2次巻線に対して直列に接続され、前記主スイッチ素子のオン・オフに同期してオン・オフする整流スイッチ素子と、前記主スイッチ素子のオン・オフに同期してオフ・オンし、オンによって前記チョークコイルの励磁エネルギの放出経路を構成する転流スイッチ素子と、制御電圧入力部に与えられる制御電圧で負帰還動作するように前記主スイッチ素子のスイッチング制御を行うスイッチング制御回路と、を備えた同期整流型フォワードコンバータにおいて、
一定の直流電圧を生成する定常電圧生成回路と、
前記トランスの3次巻線の誘起電圧を整流平滑する3次整流平滑回路と、
前記3次整流平滑回路の出力に接続されたコンデンサおよび抵抗からなる変化電圧検出回路と、を設け、
前記スイッチング制御回路の制御電圧入力部には、前記定常電圧生成回路の出力と前記変化電圧検出回路の出力との合成電圧が与えられる、同期整流型フォワードコンバータ。 - 1次巻線、2次巻線、3次巻線を備えたトランスと、該トランスの1次巻線に直列に接続した主スイッチ素子と、前記トランスの2次巻線に対して直列に接続したチョークコイルと、出力端子間に並列に接続した平滑コンデンサと、前記トランスの2次巻線に対して直列に接続され、前記主スイッチ素子のオン・オフに同期してオン・オフする整流スイッチ素子と、前記主スイッチ素子のオン・オフに同期してオフ・オンし、オンによって前記チョークコイルの励磁エネルギの放出経路を構成する転流スイッチ素子と、制御電圧入力部に与えられる制御電圧で負帰還動作するように前記主スイッチ素子のスイッチング制御を行うスイッチング制御回路と、を備えた同期整流型フォワードコンバータにおいて、
前記トランスの3次巻線の誘起電圧を整流平滑する3次整流平滑回路と、
前記3次整流平滑回路の出力に接続されたコンデンサおよび抵抗からなる変化電圧検出回路と、
前記3次整流平滑回路の出力電圧に応じて出力し、該出力の上限を所定の上限値に制限する定常電圧生成回路と、を設け、
前記スイッチング制御回路の制御電圧入力部には、前記定常電圧生成回路の出力と前記変化電圧検出回路の出力との合成電圧が与えられる、同期整流型フォワードコンバータ。 - 前記定常電圧生成回路は、前記3次整流平滑回路の出力電圧と基準電圧とを比較して前記3次整流平滑回路の出力電圧を安定化させるレギュレータ回路である請求項2に記載の同期整流型フォワードコンバータ。
- 前記出力端子間に接続される負荷回路から電流が逆流する逆電流状態を検知するとともに、該逆電流状態でのみ前記レギュレータ回路を作動させる逆電流検知回路を設けた請求項3に記載の同期整流型フォワードコンバータ。
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