JP2003244935A - Electrically insulating switching element drive circuit - Google Patents

Electrically insulating switching element drive circuit

Info

Publication number
JP2003244935A
JP2003244935A JP2002038954A JP2002038954A JP2003244935A JP 2003244935 A JP2003244935 A JP 2003244935A JP 2002038954 A JP2002038954 A JP 2002038954A JP 2002038954 A JP2002038954 A JP 2002038954A JP 2003244935 A JP2003244935 A JP 2003244935A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
circuit
drive circuit
element drive
voltage
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.)
Granted
Application number
JP2002038954A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3909407B2 (en
Inventor
Koji Kawasaki
宏治 川崎
Toshihiko Sugiura
利彦 杉浦
Shigeo Hirashima
茂雄 平島
Yuji Hayashi
裕二 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Nippon Soken Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP2002038954A priority Critical patent/JP3909407B2/en
Publication of JP2003244935A publication Critical patent/JP2003244935A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3909407B2 publication Critical patent/JP3909407B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrically insulating switching element drive circuit which can directly drive, by high frequency, a large-power switching element requiring considerable power for its drive. <P>SOLUTION: This drive circuit transmits pulse-modulated AC power from its primary side to its secondary side using a coreless transformer 4 in driving a switching element, and resonates it with a resonance circuit where the leakage inductance of the coreless transformer 4 is made to be an inductance component. The circuit rectifies the AC power and drives the switching element. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁型スイッ
チング素子駆動回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically insulating switching element drive circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】DCー
DCコンバータや各種のインバータ回路においては、入
力回路系の基準電位とは異なる基準電位を基準として駆
動されることが一般的である。このような用途の最も端
的な例は、インバータ回路のハイサイド素子をこのイン
バータ回路の出力端の電位として駆動する場合であり、
この場合、このハイサイド素子の制御端子にはインバー
タ回路の出力端(インバータ回路のハイサイド素子とロ
ーサイド素子との接続点)を基準とする制御電圧が印加
されねばならない。また、ハイサイド素子だけでなくイ
ンバータ回路のローサイド素子も、しばしば入力側回路
系とはまったく異なる基準電圧を基準として駆動され
る。その他、電源電圧が入力側回路系とは異なる絶対電
位(又は基準電位)をもつ回路系は、上記したインバー
タ回路だけでなく、種々の用途において必要となる。
2. Description of the Related Art In a DC-DC converter and various inverter circuits, it is common to drive a reference potential different from the reference potential of the input circuit system. The most extreme example of such an application is to drive the high-side element of the inverter circuit as the potential of the output terminal of this inverter circuit,
In this case, a control voltage based on the output terminal of the inverter circuit (the connection point between the high-side element and the low-side element of the inverter circuit) must be applied to the control terminal of the high-side element. Further, not only the high side element but also the low side element of the inverter circuit is often driven with a reference voltage completely different from that of the input side circuit system as a reference. In addition, a circuit system in which the power supply voltage has an absolute potential (or reference potential) different from that of the input side circuit system is required not only for the above-mentioned inverter circuit but also for various applications.

【0003】このような回路系では、入力側回路から出
力側回路の少なくとも最初のスイッチング素子に信号を
伝送する際に、少なくともこの最初のスイッチング素子
の駆動電力だけは入力側回路から給電することが簡単で
ある。
In such a circuit system, at the time of transmitting a signal from the input side circuit to at least the first switching element of the output side circuit, at least only the driving power of the first switching element can be supplied from the input side circuit. It's easy.

【0004】このことを実現するために、従来、トラン
ス絶縁型の電気絶縁型スイッチング素子駆動回路が知ら
れている。この回路では、入力側回路において発振を行
って交流電圧形式の信号を形成し、これをトランスを通
じて出力側回路に交流伝送し、これを出力側回路で整流
し、整流した高エネルギーのスイッチング信号電圧によ
り上記最初のスイッチング素子を断続させる方式(以
下、トランス絶縁型スイッチング素子駆動回路ともい
う)が多用されている。
In order to realize this, a transformer insulation type electrically insulating switching element drive circuit has been conventionally known. In this circuit, the input side circuit oscillates to form an AC voltage type signal, which is AC transmitted to the output side circuit through a transformer, which is rectified by the output side circuit and rectified high energy switching signal voltage. Therefore, a method of intermittently connecting the first switching element (hereinafter, also referred to as a transformer insulation type switching element drive circuit) is often used.

【0005】しかしながら、従来のトランス絶縁型スイ
ッチング素子駆動回路は、トランスのコアが小さいため
にコイルの巻装作業が容易ではない上、断続周波数が低
い信号の電力付随伝送はできるもののスイッチング素子
を高周波駆動することができないという問題があった。
これは、従来のトランス絶縁型スイッチング素子駆動回
路においてトランスのコアのヒステリシス損失が周波数
の増大により大幅に増大し、トランスに入力される高周
波交流電力の大部分がコアの加熱により減衰したり、そ
のリーケージインダクタンスのために伝送効率が低下し
てしまうためである。
However, in the conventional transformer insulation type switching element drive circuit, the winding of the coil is not easy because the core of the transformer is small, and the switching element has a high frequency although power accompanying transmission of a signal with a low intermittent frequency is possible. There was a problem that it could not be driven.
This is because, in the conventional transformer insulation type switching element drive circuit, the hysteresis loss of the transformer core is significantly increased due to the increase of the frequency, and most of the high frequency AC power input to the transformer is attenuated by the heating of the core. This is because the leakage inductance reduces the transmission efficiency.

【0006】また、従来の電気絶縁型スイッチング素子
駆動回路としては、上記したトランス絶縁型スイッチン
グ素子駆動回路の他に、ピエゾトランス(ピエゾカプ
ラ)を用いて入出力電気絶縁する方式もあるが、同様に
ピエゾ素子の駆動周波数が低いために出力側のスイッチ
ング素子を高周波駆動することは困難であった。
As a conventional electrically isolated switching element drive circuit, in addition to the transformer isolated switching element drive circuit described above, there is a method of electrically isolating input and output by using a piezo transformer (piezo coupler). Since the drive frequency of the piezo element is low, it is difficult to drive the switching element on the output side at a high frequency.

【0007】さらに、従来の電気絶縁型スイッチング素
子駆動回路としては、LED(発光ダイオード)とフォ
トダイオード(PD)とを用いたフォトカプラを用いて
入出力電気絶縁しつつ電力付随の信号を伝送する方式も
考えられるが、出力側のスイッチング素子の直接駆動に
必要な電力の伝送には、LED(発光ダイオード)とフ
ォトダイオード(PD)として大チップ面積のものを必
要とするうえ、PDで得られた低圧の電力を昇圧するた
めの回路の実現が容易ではなく、実用化が非常に困難で
あった。
Further, as a conventional electrically isolated switching element drive circuit, a photocoupler using an LED (light emitting diode) and a photodiode (PD) is used to perform input / output electrical insulation and transmit a signal associated with power. Although a method may be considered, a large chip area is required for the LED (light emitting diode) and the photodiode (PD) in order to transmit the power necessary for directly driving the switching element on the output side. Moreover, it was not easy to realize a circuit for boosting low-voltage power, and it was very difficult to put it into practical use.

【0008】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、駆動に相当の電力を要する大電力スイッチング素
子を直接高周波駆動可能な電気絶縁型スイッチング素子
駆動回路を提供することを、その目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an electrically isolated switching element drive circuit capable of directly driving a high power switching element which requires a considerable amount of power for driving at high frequency. There is.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の電気絶縁
型スイッチング素子駆動回路は、 スイッチング素子を
断続駆動するための二値信号電圧を所定の基本周波数を
もつ交流電圧に変換する発振回路と、前記交流化回路か
ら出力される交流電圧が一次コイルに印加されるリーケ
ージトランスと、前記リーケージトランスの二次コイル
の出力電圧を受信して前記基本周波数を共振周波数とし
て共振する共振回路と、前記共振回路から出力される交
流電圧を整流して二値信号電圧に変換して前記スイッチ
ング素子の基準電位用主端子と制御端子との間に印加す
る波形整形回路とを備えることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electrically isolated switching element driving circuit, comprising: an oscillating circuit for converting a binary signal voltage for intermittently driving a switching element into an AC voltage having a predetermined fundamental frequency. A leakage transformer in which an AC voltage output from the AC conversion circuit is applied to a primary coil; and a resonance circuit that receives the output voltage of a secondary coil of the leakage transformer and resonates with the fundamental frequency as a resonance frequency, It is characterized by comprising a waveform shaping circuit for rectifying the AC voltage output from the resonance circuit, converting it into a binary signal voltage and applying it between the reference potential main terminal and the control terminal of the switching element.

【0010】基本周波数を共振周波数とする共振回路と
は、共振周波数を基本周波数の0.8〜1.2倍、更に
好適には0.95〜1.05倍に設定した共振回路をい
うものとする。又は、このリーケージトランスの入力電
圧とその巻き数比により決定される理論的な二次電圧の
値よりも大きな二次電圧を発生する共振回路をいうもの
とする。ここで言うコンデンサとは、二次回路側に配置
されてリーケージトランスのリーケージインダクタンス
とともに二次コイルの寄生容量とともに共振回路を構成
するすべてのコンデンサを意味するものとする。ここで
いうリーケージトランスとは、閉磁路型トランスと区別
する用語であって、一次コイルと二次コイルとの電磁結
合係数が50%以下のものを意味するものとする。上記
した閉磁路型トランスは、磁気回路にエアギャップを持
たないか又は閉磁路を構成する複数の部分コアの接合部
のエアギャップのみしかエアギャップを持たないコア構
造をもつトランスを意味し、リーケージトランスは、閉
磁路に大きな空気磁路をもち、両コイルのリーケージイ
ンダクタンスが非常に大きいトランスを言う。
A resonance circuit having a fundamental frequency as a resonance frequency is a resonance circuit in which the resonance frequency is set to 0.8 to 1.2 times, and more preferably 0.95 to 1.05 times the fundamental frequency. And Alternatively, it means a resonance circuit that generates a secondary voltage larger than the theoretical value of the secondary voltage determined by the input voltage of this leakage transformer and its winding ratio. The capacitors mentioned here mean all capacitors that are arranged on the secondary circuit side and that form a resonant circuit together with the leakage inductance of the leakage transformer and the parasitic capacitance of the secondary coil. The leakage transformer here is a term that distinguishes it from a closed magnetic circuit type transformer, and means that the electromagnetic coupling coefficient between the primary coil and the secondary coil is 50% or less. The above-mentioned closed magnetic circuit type transformer means a transformer having a core structure having no air gap in the magnetic circuit or having only an air gap at the joint portion of a plurality of partial cores forming the closed magnetic circuit, and the leakage A transformer is a transformer that has a large air magnetic path in a closed magnetic circuit and has a very large leakage inductance of both coils.

【0011】本発明の二次側共振型リーケージトランス
構造のトランス絶縁型スイッチング素子駆動回路は、ト
ランスの二次コイルの大きなリーケージインダクタンス
(漏れインダクタンス)とコンデンサとの共振により、
更に詳しく言えば、トランスの二次コイルのインダクタ
ンスと寄生容量(各ターン間)とにより構成されるイン
ダクタンスーキャパシタンス分布定数回路と上記コンデ
ンサとを含む共振現象により、トランスの二次コイルの
リーケージインダクタンスによる出力電圧損失を低減
し、リーケージトランス構造であるにもかかわらず、ト
ランスの実効的な電磁結合効率を劇的に改善することが
できる。
The transformer-isolated switching element drive circuit of the secondary side resonance type leakage transformer structure of the present invention is characterized by the resonance between the large leakage inductance (leakage inductance) of the secondary coil of the transformer and the capacitor.
More specifically, due to the resonance phenomenon including the inductance-capacitance distributed constant circuit configured by the inductance of the secondary coil of the transformer and the parasitic capacitance (between each turn) and the leakage inductance of the secondary coil of the transformer. The output voltage loss can be reduced, and the effective electromagnetic coupling efficiency of the transformer can be dramatically improved despite the leakage transformer structure.

【0012】その結果、小型軽量でコイル巻装も容易な
リーケージトランスを用いて、入力側の電圧系から電気
絶縁されたスイッチング素子を入力側からの供給電力に
より高速スイッチングすることができ、電気絶縁型スイ
ッチング素子駆動回路を簡素かつ低コストに構成するこ
とができる。
As a result, the switching element electrically insulated from the voltage system on the input side can be switched at high speed by the power supplied from the input side by using the leakage transformer which is small and light and easy to wind the coil. The type switching element drive circuit can be configured simply and at low cost.

【0013】更に、上記共振によって、トランスの巻数
比を大きく設定することなく(たとえばそれを1対1に
設定したとしても)、トランスの出力電圧を増大するこ
とができるという効果を奏することができる。
Further, due to the resonance, the output voltage of the transformer can be increased without setting the winding ratio of the transformer to a large value (for example, even if it is set to 1: 1). .

【0014】請求項2記載の構成では請求項1記載の電
気絶縁型スイッチング素子駆動回路において、前記リー
ケージトランスは、コアレストランスからなることを特
徴としている。このようにすれば、コアを全く用いない
ので、ヒステリシス損失に起因するコア(たとえばフェ
ライトコア)の損失増大を考慮することなく、高周波化
が可能となる。この高周波化により、スイッチング素子
の高速レスポンス化を図ることができる。また、高周波
化により、コアレストランスのコイル及び共振コンデン
サの小型化も実現できるので、装置の大幅な小型化を実
現することができる。上記の結果、電気絶縁型スイッチ
ング素子駆動回路の大幅な小型、軽量化を図ることがで
きる。
According to a second aspect of the present invention, in the electrically insulating switching element drive circuit according to the first aspect, the leakage transformer comprises a core restaurant. With this configuration, since the core is not used at all, it is possible to increase the frequency without considering the loss increase of the core (for example, ferrite core) due to the hysteresis loss. By increasing the frequency, it is possible to achieve high-speed response of the switching element. In addition, since the core restaurant coil and the resonance capacitor can be downsized by increasing the frequency, it is possible to significantly downsize the device. As a result of the above, it is possible to significantly reduce the size and weight of the electrically isolated switching element drive circuit.

【0015】特に、このコアレストランスの採用した場
合、上記共振回路の採用は、このコアレストランスの入
力電圧より大きな振幅の出力電圧をスイッチング素子に
印加する必要がある場合に特に重要である。すなわち、
この共振回路の採用による出力電圧振幅の増大は、コア
レストランスの巻数比を電磁結合効率の向上に有効な1
対1に近い巻数比の採用を可能とし、電力伝送効率の改
善を可能とする。
In particular, when the core restaurant is adopted, the use of the resonance circuit is particularly important when it is necessary to apply an output voltage having an amplitude larger than the input voltage of the core restaurant to the switching element. That is,
The increase in output voltage amplitude due to the adoption of this resonance circuit is effective in improving the electromagnetic coupling efficiency by changing the turns ratio of the core restaurant.
A winding number ratio close to 1 can be adopted, and power transmission efficiency can be improved.

【0016】請求項3記載の構成では請求項2記載の電
気絶縁型スイッチング素子駆動回路において、前記波形
整形回路は、前記共振回路から出力される交流電圧を整
流する整流回路と、前記整流回路から出力される整流電
圧を二値信号電圧に変換して前記スイッチング素子の基
準電位用主端子と制御端子との間に印加する比較回路と
を有することを特徴とするので、スイッチング素子に急
峻なエッジのパルス電圧を印加することができ、スイッ
チング素子の過渡状態におけるスイッチング損失を低減
することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the electrically isolated switching element drive circuit according to the second aspect, the waveform shaping circuit includes a rectifying circuit for rectifying an AC voltage output from the resonant circuit, and the rectifying circuit. Since it has a comparison circuit for converting the output rectified voltage into a binary signal voltage and applying it between the reference potential main terminal and the control terminal of the switching element, a sharp edge is formed in the switching element. Pulse voltage can be applied, and the switching loss in the transient state of the switching element can be reduced.

【0017】なお、上記比較回路は、上記整流回路が整
流用のダイオードを通じて充電されるん平滑コンデンサ
(又はピークホールドコンデンサ)を有する場合に特に
重要である。すなわち、この回路構成において、コアレ
ストランスはスイッチング素子の駆動時に上記整流用の
ダイオードを通じて上記平滑コンデンサを速やかに充電
することができるので、スイッチング素子を高速に駆動
することができる。しかし、この場合、コアレストラン
スはスイッチング素子のオフ時に上記整流用のダイオー
ドを通じての上記平滑コンデンサの充電がストップして
も、この平滑コンデンサに蓄積された電荷はすぐに消滅
しないので、この平滑コンデンサの電圧低下によりスイ
ッチング素子をオフするには長時間を必要とし、この間
におけるスイッチング素子の過渡的な電力損失及び発熱
が増大する。この比較回路を用いることによりこの問題
を解決することができる。なお、この比較回路は、典型
的には、上記平滑コンデンサと上記二次コイルとの間の
所定部位の電圧又はその分圧と上記平滑コンデンサの分
圧とを比較することが好適である。比較回路としては一
般にコンパレータを用いるが、たとえば上記平滑コンデ
ンサと上記二次コイルとの間の所定部位の電圧又はその
分圧がゲートに印加され、所定のしきい値電圧が印加さ
れるMOSトランジスタのオン、オフを利用しても良
い。
The comparison circuit is particularly important when the rectification circuit has a smoothing capacitor (or a peak hold capacitor) that is charged through a rectifying diode. That is, in this circuit configuration, since the coreless capacitor can quickly charge the smoothing capacitor through the rectifying diode when driving the switching element, the switching element can be driven at high speed. However, in this case, even if the charging of the smoothing capacitor through the diode for rectification is stopped when the switching element is turned off, the electric charge accumulated in the smoothing capacitor does not immediately disappear in the core restaurant, so that the smoothing capacitor It takes a long time to turn off the switching element due to the voltage drop, and transient power loss and heat generation of the switching element during this period increase. This problem can be solved by using this comparison circuit. In addition, it is preferable that the comparison circuit typically compares the voltage of a predetermined portion between the smoothing capacitor and the secondary coil or the partial voltage thereof with the partial voltage of the smoothing capacitor. A comparator is generally used as the comparison circuit. For example, a voltage of a predetermined portion between the smoothing capacitor and the secondary coil or its divided voltage is applied to the gate of a MOS transistor to which a predetermined threshold voltage is applied. You may use on and off.

【0018】請求項4記載の構成では請求項2記載の電
気絶縁型スイッチング素子駆動回路において、前記波形
整形回路は、前記共振回路から出力される交流電圧を整
流して前記スイッチング素子の基準電位用主端子と制御
端子との間に印加する整流回路からなることを特徴とす
る。この態様では、上記比較回路を用いないため、スイ
ッチング素子の高速駆動において問題は生じるもののス
イッチング素子を低速駆動する場合には問題なくシンプ
ルな回路により電気絶縁型スイッチング素子駆動回路を
実現することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the electrically insulating switching element drive circuit according to the second aspect, the waveform shaping circuit rectifies the AC voltage output from the resonance circuit to use the reference potential of the switching element. It is characterized by comprising a rectifying circuit applied between the main terminal and the control terminal. In this aspect, since the comparison circuit is not used, a problem occurs in high-speed driving of the switching element, but when the switching element is driven at a low speed, an electrically isolated switching element drive circuit can be realized by a simple circuit without any problem. .

【0019】請求項5記載の構成では請求項2記載の電
気絶縁型スイッチング素子駆動回路において、前記コア
レストランスの前記一次コイルおよび前記二次コイル
は、前記入力側回路および前記出力側回路が搭載された
回路基板に絶縁層又は前記回路基板を挟んで厚さ方向に
積層された渦巻き型プリントコイルからそれぞれ構成さ
れていることを特徴とするので、コアレストランスを簡
単に回路基板に実装することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the electrically isolated switching element drive circuit according to the second aspect, the input side circuit and the output side circuit are mounted on the primary coil and the secondary coil of the core restaurant. It is characterized in that each of them is composed of an insulating layer on the circuit board or a spiral printed coil laminated in the thickness direction with the circuit board sandwiched therebetween, so that the core restaurant can be easily mounted on the circuit board. .

【0020】請求項6記載の構成では請求項5記載の電
気絶縁型スイッチング素子駆動回路において、前記コア
レストランスの前記一次コイルおよび前記二次コイルの
周囲に、低インピーダンスで定電圧が印加される定電圧
導体領域が形成されるので、外部との電磁的結合遮断性
を向上することができるとともに、コアレストランスの
二次コイルの分布定数回路における寄生キャパシタンス
を増大することができ、その共振性を向上することがで
きる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the electrically insulating switching element drive circuit according to the fifth aspect, a constant voltage is applied with low impedance around the primary coil and the secondary coil of the core restaurant. Since the voltage conductor region is formed, it is possible to improve the electromagnetic coupling cutoff property with the outside, and it is possible to increase the parasitic capacitance in the distributed constant circuit of the secondary coil of the core restaurant and improve its resonance. can do.

【0021】請求項7記載の構成では請求項5記載の電
気絶縁型スイッチング素子駆動回路において、前記渦巻
き型プリントコイルの内側の端部は、前記回路基板に形
成された孔を通じて前記回路基板の表面に形成された他
の前記渦巻き型プリントコイルの外側に引き出されるビ
ヤホール導体に接続されているので、渦巻き型プリント
コイルの鬱側の端部の引き出し構造を簡素化することが
できる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the electrically insulating switching element drive circuit according to the fifth aspect, the inner end portion of the spiral print coil has a surface of the circuit board through a hole formed in the circuit board. Since it is connected to the via-hole conductor that is drawn out to the outside of the other spiral print coil that is formed in (1), it is possible to simplify the lead-out structure of the depression side end of the spiral print coil.

【0022】請求項8記載の構成では請求項7記載の電
気絶縁型スイッチング素子駆動回路において、前記他の
前記渦巻き型プリントコイルは、前記ビヤホール導体に
近接する部分で内側に凹んで形成されていることを特徴
とするので、このビヤホール導体を他の渦巻き型プリン
トコイルの外側に容易に引き出すことができ、配線構造
を簡素化することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the electrically insulating switching element drive circuit according to the seventh aspect, the other spiral print coil is formed so as to be recessed inward at a portion close to the via hole conductor. With this feature, the via-hole conductor can be easily pulled out to the outside of another spiral print coil, and the wiring structure can be simplified.

【0023】請求項9記載の構成では請求項8記載の電
気絶縁型スイッチング素子駆動回路において、前記ビヤ
ホール導体は、角形に形成された前記他の前記渦巻き型
プリントコイルの角部に形成されるので、両コイルの電
磁結合係数の低下を抑止しつつ上記ビヤホール導体を避
けるために上記他の渦巻き型プリントコイルのターン長
さが増大するのを抑止することができ、コイルの抵抗損
失を低減することができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the electrically insulating switching element drive circuit according to the eighth aspect, the via-hole conductor is formed at a corner of the other spiral print coil formed in a rectangular shape. In order to avoid the via hole conductor while suppressing the decrease in the electromagnetic coupling coefficient of both coils, it is possible to prevent the turn length of the other spiral print coil from increasing and reduce the resistance loss of the coil. You can

【0024】請求項10記載の構成では請求項2記載の
電気絶縁型スイッチング素子駆動回路において、前記コ
アレストランスの前記一次コイルおよび前記二次コイル
は、前記入力側回路および前記出力側回路が搭載された
回路基板に互いに同軸に巻装された渦巻き型プリントコ
イルからそれぞれ構成され、前記両渦巻き型プリントコ
イルの少なくとも一面側に磁気シートが配設されている
ことを特徴とする。これにより、構造、工程の増加を抑
止しつつインダクタンス及び電磁結合係数の増大を図る
ことができる。
According to a tenth aspect of the present invention, in the electrically insulated switching element drive circuit according to the second aspect, the input side circuit and the output side circuit are mounted on the primary coil and the secondary coil of the core restaurant. And a magnetic sheet disposed on at least one surface side of the spiral print coils, the spiral print coils being coaxially wound around the circuit board. Accordingly, it is possible to increase the inductance and the electromagnetic coupling coefficient while suppressing the increase in the structure and the process.

【0025】請求項11記載の構成では請求項2記載の
電気絶縁型スイッチング素子駆動回路において、前記両
コイルを構成する導体層の80%以上は、前記回路基板
の主面方向において同位置(互いに重なる位置)に配置
されていることを特徴とする。このようにすれば、両コ
イルの各ターン同士の電磁結合係数を向上することがで
きるので、コアレストランスの電力伝送効率を最大とす
ることができる。
According to the eleventh aspect of the invention, in the electrically insulating switching element drive circuit according to the second aspect, 80% or more of the conductor layers forming the both coils are located at the same position in the main surface direction of the circuit board (mutually). It is arranged in the overlapping position). By doing so, the electromagnetic coupling coefficient between the turns of both coils can be improved, so that the power transmission efficiency of the core restaurant can be maximized.

【0026】[0026]

【発明を実施するための態様】本発明の電気絶縁型スイ
ッチング素子駆動回路の好適な実施態様を図面を参照し
て以下に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of an electrically insulating switching element drive circuit of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】[0027]

【実施例1】この実施例の電気絶縁型スイッチング素子
駆動回路を図1を参照して以下に説明する。 (回路構成)1は発振回路、2は変調回路、3は電流増
幅回路、4はコアレストランス、5は整流回路、6は比
較回路、7は電流増幅回路、8は電圧規制用の定電圧ダ
イオードである。
[Embodiment 1] An electrically insulating switching element drive circuit of this embodiment will be described below with reference to FIG. (Circuit configuration) 1 is an oscillation circuit, 2 is a modulation circuit, 3 is a current amplification circuit, 4 is a coreless circuit, 5 is a rectification circuit, 6 is a comparison circuit, 7 is a current amplification circuit, and 8 is a constant voltage diode for voltage regulation. Is.

【0028】発振回路1は、互いに180度位相が異な
り、パルス幅/パルス周期が約50%である高周波パル
ス電圧(基本周波数9MHz)を出力する公知の回路で
あり、変調回路2を構成するアンドゲート21、22、
及び、ブリッジ型の電流増幅回路3を構成する相補エミ
ッタホロワ回路31、32を通じて、コアレストランス
4の一次コイル41とコンデンサCoとの直列回路の両
端に図示しないスイッチング素子をオンする期間だけ高
周波パルス電圧を印加する。これにより、一次コイル4
1の両端には波高値が約5Vの高周波パルス電圧が印加
される。直列コンデンサCoは、コアレストランス4の
一次コイル41の漏れインダクタンスを等価的に低減す
るためのものであり、一次コイル41と直列共振回路を
構成している。なお、直列コンデンサCoの省略は可能
である。
The oscillation circuit 1 is a known circuit that outputs a high frequency pulse voltage (fundamental frequency 9 MHz) having a phase difference of 180 degrees and a pulse width / pulse period of about 50%. Gates 21, 22,
Also, through the complementary emitter follower circuits 31 and 32 forming the bridge-type current amplifier circuit 3, a high frequency pulse voltage is applied to both ends of the series circuit of the primary coil 41 of the core restaurant 4 and the capacitor Co only during a period in which a switching element (not shown) is turned on. Apply. As a result, the primary coil 4
A high frequency pulse voltage having a peak value of about 5 V is applied to both ends of 1. The series capacitor Co is for equivalently reducing the leakage inductance of the primary coil 41 of the core restaurant 4, and constitutes a series resonance circuit with the primary coil 41. The series capacitor Co can be omitted.

【0029】コアレストランス4は、コアを全く持たな
いトランスであって、41は一次コイル、42は二次コ
イルである。
The core restaurant 4 is a transformer having no core, 41 is a primary coil and 42 is a secondary coil.

【0030】整流回路5は、コンデンサC1とダイオー
ドD1、D2からなる倍電圧検波回路(倍電圧整流回
路)と、コンデンサC2、ダイオードD3、コンデンサ
C3、C4と、抵抗R1とを有している。この実施例で
は、コンデンサC1は約pF、コンデンサC2は約
pFに設定され、コンデンサC3は約pF、コンデンサC
4は約 pFに設定されている。
The rectifier circuit 5 has a voltage doubler detection circuit (voltage doubler rectifier circuit) including a capacitor C1 and diodes D1 and D2, a capacitor C2, a diode D3, capacitors C3 and C4, and a resistor R1. In this embodiment, the capacitor C1 is about pF and the capacitor C2 is about
pF, capacitor C3 is about pF, capacitor C
4 is set to about pF.

【0031】コアレストランス4の二次コイル42は、
この二次コイル42に接続された上記各コンデンサ特に
コンデンサC1、C2とともに上記基本周波数において
共振する共振回路を構成している。特にこの実施例で
は、コンデンサC1は、二次コイル42のリーケージイ
ンダクタンスとともに(正確には二次コイル42の分布
定数回路のインピーダンス)およびコンデンサC2とも
に、上記基本周波数で共振する共振回路を構成してい
る。コンデンサC1は、後述する倍電圧整流回路の基本
構成要素として機能する他、コンデンサC1の電圧降下
は二次コイル42のリーケージインダクタンスの電圧降
下と交流的に位相が180度異なるので、コンデンサC
1は、このリーケージインダクタンスの電圧降下を実効
的に低減してコアレストランス4の電磁伝送効率、電圧
損失を向上させる機能を果たす。コンデンサC1と上記
分布定数回路としてのリーケージインダクタンスとを上
記基本周波数で共振させ、コンデンサC2と上記分布定
数回路としてのリーケージインダクタンスとを上記基本
周波数で共振させてもよい。
The secondary coil 42 of the core restaurant 4 is
The above-mentioned capacitors connected to the secondary coil 42, particularly the capacitors C1 and C2, form a resonance circuit that resonates at the fundamental frequency. Particularly in this embodiment, the capacitor C1 constitutes a resonance circuit which resonates at the above-mentioned fundamental frequency together with the leakage inductance of the secondary coil 42 (more accurately, the impedance of the distributed constant circuit of the secondary coil 42) and the capacitor C2. There is. The capacitor C1 functions as a basic component of a voltage doubler rectifier circuit described later, and since the voltage drop of the capacitor C1 and the voltage drop of the leakage inductance of the secondary coil 42 are different in phase from each other by 180 degrees AC, the capacitor C1 is
1 effectively reduces the voltage drop of the leakage inductance to improve the electromagnetic transmission efficiency and voltage loss of the core restaurant 4. The capacitor C1 and the leakage inductance as the distributed constant circuit may resonate at the fundamental frequency, and the capacitor C2 and the leakage inductance as the distributed constant circuit may resonate at the fundamental frequency.

【0032】ダイオードD1は、後述する比較回路及び
電流増幅回路7に倍電圧整流された電源電圧を印加し、
コンデンサC3はこの電源電圧を安定供給するための平
滑コンデンサ(ピークホールドコンデンサ)を構成して
いる。
The diode D1 applies a power supply voltage that has been double-voltage rectified to a comparison circuit and a current amplification circuit 7 which will be described later,
The capacitor C3 constitutes a smoothing capacitor (peak hold capacitor) for stably supplying this power supply voltage.

【0033】コンデンサC4と抵抗R1には、ダイオー
ドD1のアノード電圧が印加される。このアノード電圧
は、正の半波期間において、ピーク値がダイオードD1
のカソードから出力されるピーク電圧よりその順方向電
圧降下分だけ大きいパルス電圧となる。ダイオードD3
及びコンデンサC4の省略は可能である。
The anode voltage of the diode D1 is applied to the capacitor C4 and the resistor R1. This anode voltage has a peak value of the diode D1 in the positive half-wave period.
The pulse voltage is larger than the peak voltage output from the cathode by the amount of the forward voltage drop. Diode D3
It is possible to omit the capacitor C4.

【0034】整流回路5は、ダイオードD1、D2、D
3と、平滑コンデンサC3、分圧コンデンサC4を有し
ている。ダイオードD1は、コンデンサC1を通じて二
次コイル41の一端から給電されてコンデンサC3を充
電し、コンデンサC3は後続の回路に電源電圧を印加す
る。
The rectifier circuit 5 includes diodes D1, D2, D
3, a smoothing capacitor C3, and a voltage dividing capacitor C4. The diode D1 is supplied with power from one end of the secondary coil 41 through the capacitor C1 to charge the capacitor C3, and the capacitor C3 applies a power supply voltage to the subsequent circuit.

【0035】比較回路6は、コンパレータ61と、抵抗
R2、R3が形成する分圧回路により構成されている。
ダイオードD1から出力される上記倍電圧整流電圧の分
圧と、上記抵抗R1の電圧とが比較される。アンドゲー
ト2が制御電圧Vsにより遮断されると、抵抗R1の電
圧は急速に低下し、コンパレータ61の出力電圧はロー
レベルとなり、このコンパレータ61の出力電圧は電流
増幅回路7をなす相補エミッタホロワ回路を通じて図示
しないスイッチング素子のゲート電極電圧を急速に低下
させる。R4は電流増幅回路7の入力電圧をハイレベル
にプルアップするプルアップ抵抗である。
The comparison circuit 6 is composed of a comparator 61 and a voltage dividing circuit formed by resistors R2 and R3.
The divided voltage of the voltage doubler rectified voltage output from the diode D1 is compared with the voltage of the resistor R1. When the AND gate 2 is cut off by the control voltage Vs, the voltage of the resistor R1 rapidly decreases, the output voltage of the comparator 61 becomes low level, and the output voltage of the comparator 61 passes through the complementary emitter follower circuit forming the current amplifier circuit 7. The gate electrode voltage of the switching element (not shown) is rapidly lowered. R4 is a pull-up resistor that pulls up the input voltage of the current amplifier circuit 7 to a high level.

【0036】この回路により得られる入力電圧と出力電
圧の実測波形を図2に示す。なお、電流増幅回路3に印
加される電源電圧は5Vである。上記共振回路の効果に
より、出力電圧は倍電圧整流回路の限界電圧10Vを超
えて電圧増幅されており、高電圧が必要とする用途にお
いても、コアレストランス4の巻数比を変更することな
く、大きな出力電圧をスイッチング素子に印加すること
ができる利点がある。なお、整流回路や共振回路として
は、整流効果、共振効果を有する他の公知回路に置換す
ることができる。
FIG. 2 shows measured waveforms of the input voltage and the output voltage obtained by this circuit. The power supply voltage applied to the current amplification circuit 3 is 5V. Due to the effect of the above resonance circuit, the output voltage is voltage-amplified exceeding the limit voltage 10V of the voltage doubler rectifier circuit, and even in applications requiring a high voltage, the output voltage is large without changing the winding ratio of the core restaurant 4. There is an advantage that the output voltage can be applied to the switching element. The rectifier circuit and the resonance circuit can be replaced with other known circuits having a rectification effect and a resonance effect.

【0037】コアレストランス4の詳細を図3、図4を
参照して以下に説明する。
Details of the core restaurant 4 will be described below with reference to FIGS.

【0038】図3において、100は図1の回路が実装
されるプリント回路基板であり、その表面には一次コイ
ル41が、その裏面には二次コイル42がプリントされ
ている。両コイル41、42は図4に示すように、巻数
比が1である渦巻き型プリントコイルであり、両コイル
41、42の同一番目のターンは、プリント回路基板1
00の面方向において完全に重なって同一形状に形成さ
れている。これにより、両コイル41、42の各ターン
同士がそれぞれ良好に電磁結合するので、両コイル4
1、42の電磁結合係数を向上してコアレストランス4
の電力伝送効率を改善することができる。 (追加説明)なお、コアレストランス4の寄生容量は、
一次コイルの各ターン間、一次コイルと接地間、一次コ
イルの各ターンと二次コイル各ターンとの間、二次コイ
ルの各ターン間、二次コイルと接地間に存在する。この
ような複雑な回路の高周波解析は容易ではないが、実験
により共振点を求めればよい。
In FIG. 3, reference numeral 100 denotes a printed circuit board on which the circuit of FIG. 1 is mounted, and a primary coil 41 is printed on the front surface and a secondary coil 42 is printed on the back surface. As shown in FIG. 4, both coils 41 and 42 are spiral print coils having a turn ratio of 1, and the same turn of both coils 41 and 42 is the printed circuit board 1
00 are formed so as to completely overlap each other in the surface direction. As a result, the turns of both coils 41, 42 are electromagnetically coupled to each other favorably.
Core restaurant 4 with improved electromagnetic coupling coefficient of 1 and 42
The power transmission efficiency can be improved. (Additional explanation) In addition, the parasitic capacitance of core restaurant 4 is
It exists between each turn of the primary coil, between the primary coil and ground, between each turn of the primary coil and each turn of the secondary coil, between each turn of the secondary coil, and between the secondary coil and ground. High frequency analysis of such a complicated circuit is not easy, but the resonance point may be obtained by an experiment.

【0039】[0039]

【実施例2】コアレストランス4の他の実施例を図5を
参照して以下に説明する。
Second Embodiment Another embodiment of the core restaurant 4 will be described below with reference to FIG.

【0040】この実施例では、両コイル41、42は略
正方形に形成され、プリント回路基板100を上から見
た場合において、一次コイル41の一つの角部410が
角形に窪んでおり、これと斜めに対向する二次コイル4
2の一つの角部420が角形に窪んでいる。
In this embodiment, both coils 41 and 42 are formed in a substantially square shape, and when the printed circuit board 100 is viewed from above, one corner portion 410 of the primary coil 41 is recessed into a square shape. Secondary coil 4 facing diagonally
One of the corners 420 of No. 2 has a square depression.

【0041】一次コイル41の一端はプリント回路基板
100に設けたスルーホール411を通じてプリント回
路基板100の裏面側に引き出されるが、このスルーホ
ール411は二次コイル42の角部420の外側に位置
するので、両コイル41、42のいずれもまたぐことな
く配線することができる。同様に、二次コイル42の一
端はプリント回路基板100に設けたスルーホール42
1を通じてプリント回路基板100の表面側に引き出さ
れるが、このスルーホール421は一次コイル41の角
部410の外側に位置するので、両コイル41、42の
いずれもまたぐことなく配線することができる。
One end of the primary coil 41 is drawn out to the back surface side of the printed circuit board 100 through a through hole 411 provided in the printed circuit board 100. The through hole 411 is located outside the corner portion 420 of the secondary coil 42. Therefore, wiring can be performed without straddling both coils 41 and 42. Similarly, one end of the secondary coil 42 has a through hole 42 formed in the printed circuit board 100.
Although it is drawn out to the surface side of the printed circuit board 100 through 1, the through hole 421 is located outside the corner portion 410 of the primary coil 41, so that wiring can be performed without straddling both coils 41 and 42.

【0042】[0042]

【実施例3】コアレストランス4の他の実施例を図6を
参照して以下に説明する。
Third Embodiment Another embodiment of the core restaurant 4 will be described below with reference to FIG.

【0043】この実施例は、コアレストランス4を2出
力型としたものであり、一次コイル41の各ターンに沿
ってプリント回路基板10の裏側に一対の二次コイル4
200、4201が配置される。このようにすれば互い
に電気絶縁された一対の二次電圧(図7参照)を得るこ
とができるので、この一対の二次電圧を用いて、インバ
ータ回路のハイサイド素子(上アーム素子)をなす第一
のスイッチング素子と、このインバータ回路のローサイ
ド素子(下アーム素子)をなす第二のスイッチング素子
とを互いに異なる電位を基準として互いに逆動作させる
ことができる。この回路を図8に示す。ただし、図8で
は、一対の二次コイル4201、4202は、同方向に
電圧を出力するため、一対のコンパレータ611、61
2の各一対の入力電圧を逆として、互いの出力が逆位相
となるようにしている。
In this embodiment, the core restaurant 4 is a two-output type, and a pair of secondary coils 4 are provided on the back side of the printed circuit board 10 along each turn of the primary coil 41.
200 and 4201 are arranged. In this way, a pair of secondary voltages electrically isolated from each other (see FIG. 7) can be obtained, and thus the pair of secondary voltages is used to form the high side element (upper arm element) of the inverter circuit. The first switching element and the second switching element forming the low-side element (lower arm element) of this inverter circuit can be operated in reverse with respect to potentials different from each other. This circuit is shown in FIG. However, in FIG. 8, since the pair of secondary coils 4201 and 4202 output voltage in the same direction, the pair of comparators 611 and 61
The input voltages of each pair of No. 2 are made opposite to each other so that their outputs have opposite phases.

【0044】[0044]

【実施例8】コアレストランス4の他の実施例を図9を
参照して以下に説明する。
Eighth Embodiment Another embodiment of the core restaurant 4 will be described below with reference to FIG.

【0045】この実施例では、多層配線プリント回路基
板1000に4つの渦巻き型プリントコイル401〜4
04を配置したものである。これらの4つの渦巻き型プ
リントコイル401〜404を用いて、逆位相出力電圧
の発生や直列又は並列接続を行うことができる。
In this embodiment, four spiral print coils 401 to 4 are provided on the multilayer wiring printed circuit board 1000.
04 is arranged. These four spiral print coils 401 to 404 can be used to generate an antiphase output voltage and to connect in series or in parallel.

【0046】[0046]

【実施例9】コアレストランス4の他の実施例を図10
を参照して以下に説明する。
[Embodiment 9] Another embodiment of the core restaurant 4 is shown in FIG.
Will be described below.

【0047】この実施例では、多層配線プリント回路基
板1000の内部に2つの渦巻き型プリントコイル4
1、42を一次コイル及び二次コイルとして積層し、更
に、これら渦巻き型プリントコイル41、42を覆っ
て、多層プリント回路基板1000の表面と裏面とに、
接地された電磁シールド用の銅箔1003、1004を
配置して、コアレストランス4から他のコアレストラン
スや外部回路への電磁ノイズの放射を低減したものであ
る。この実施例では、この電磁シールド用の銅箔100
3、1004と二次コイル42との間に形成される寄生
容量が、二次コイル42のリーケージインダクタンスの
電圧降下を低減してコアレストランス4の電磁伝送効率
を向上させる効果も期待することができる。 (変形態様)上記各実施例では、コアレストランスの二
次コイル側の共振回路の共振周波数を一次側から供給す
るパルス電圧の基本周波数としたが、その代わりに、コ
アレストランスの二次コイル側の共振回路の共振周波数
を一次側から供給するパルス電圧の基本周波数の3倍と
してもよい。これは、パルス電圧は3倍高調波成分を多
く含むためである。 (変形態様)コアレストランス4の一次コイル側にも共
振コンデンサを設けてコアレストランス4の一次コイル
41の漏れインダクタンスと共振させてもよい。
In this embodiment, two spiral printed coils 4 are provided inside the multilayer printed circuit board 1000.
1 and 42 are laminated as a primary coil and a secondary coil, and further, these spiral printed coils 41 and 42 are covered to cover the front and back surfaces of the multilayer printed circuit board 1000.
The grounded copper foils 1003 and 1004 for electromagnetic shielding are arranged to reduce the emission of electromagnetic noise from the core restaurant 4 to other core restaurants and external circuits. In this embodiment, this copper foil 100 for electromagnetic shielding is used.
3, 1004 and the parasitic capacitance formed between the secondary coil 42 can also be expected to reduce the voltage drop of the leakage inductance of the secondary coil 42 and improve the electromagnetic transmission efficiency of the core restaurant 4. . (Modification) In each of the above embodiments, the resonance frequency of the resonance circuit on the secondary coil side of the core restaurant is the basic frequency of the pulse voltage supplied from the primary side, but instead of the secondary coil side of the core restaurant, The resonance frequency of the resonance circuit may be triple the fundamental frequency of the pulse voltage supplied from the primary side. This is because the pulse voltage contains many triple harmonic components. (Modification) A resonance capacitor may be provided on the primary coil side of the core restaurant 4 to resonate with the leakage inductance of the primary coil 41 of the core restaurant 4.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例1の回路構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a first embodiment.

【図2】 図1の回路の入出特性を示す実測電圧波形図
である。
FIG. 2 is a measured voltage waveform diagram showing input / output characteristics of the circuit of FIG.

【図3】 図1のコアレストランスを示す模式側面図で
ある。
FIG. 3 is a schematic side view showing the core restaurant of FIG.

【図4】 図3の渦巻き型プリントコイルを示す模式平
面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing the spiral print coil of FIG.

【図5】 図4の渦巻き型プリントコイルの他の実施態
様を示す模式平面図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing another embodiment of the spiral print coil of FIG.

【図6】 図4の渦巻き型プリントコイルの他の実施態
様を示す模式平面図である。
6 is a schematic plan view showing another embodiment of the spiral print coil of FIG.

【図7】 図6の渦巻き型プリントコイルを用いた回路
の入出特性を示す実測電圧波形図である。
7 is a measured voltage waveform diagram showing the input / output characteristics of a circuit using the spiral print coil of FIG.

【図8】 図6の渦巻き型プリントコイルを用いた回路
の構成を示す回路図である。
8 is a circuit diagram showing a configuration of a circuit using the spiral print coil of FIG.

【図9】 図4の渦巻き型プリントコイルの他の実施態
様を示す模式平面図である。
9 is a schematic plan view showing another embodiment of the spiral print coil of FIG.

【図10】 図4の渦巻き型プリントコイルの他の実施
態様を示す模式平面図である。
FIG. 10 is a schematic plan view showing another embodiment of the spiral print coil of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発振回路 4 コアレストランス(リーケージトランス、共振回
路) C1、C2 コンデンサ(共振回路) 5 波形整形回路
1 Oscillation circuit 4 Coreless transformer (leakage transformer, resonance circuit) C1, C2 Capacitor (resonance circuit) 5 Waveform shaping circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 利彦 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 平島 茂雄 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 林 裕二 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Fターム(参考) 5H740 BA11 JA01 JB01 KK03    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Toshihiko Sugiura             1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi stock market             Inside the company DENSO (72) Inventor Shigeo Hirashima             1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi stock market             Inside the company DENSO (72) Inventor Yuji Hayashi             14 Iwatani Shimohakaku-cho, Nishio-shi, Aichi Stock Association             Company Japan Auto Parts Research Institute F-term (reference) 5H740 BA11 JA01 JB01 KK03

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スイッチング素子を断続駆動するための二
値信号電圧を所定の基本周波数をもつ交流電圧に変換す
る発振回路と、 前記交流化回路から出力される交流電圧が一次コイルに
印加されるリーケージトランスと、 前記リーケージトランスの二次コイルの出力電圧を受信
して前記基本周波数を共振周波数として共振する共振回
路と、 前記共振回路から出力される交流電圧を整流して二値信
号電圧に変換して前記スイッチング素子の基準電位用主
端子と制御端子との間に印加する波形整形回路と、 を備えることを特徴とする電気絶縁型スイッチング素子
駆動回路。
1. An oscillating circuit for converting a binary signal voltage for intermittently driving a switching element into an alternating voltage having a predetermined fundamental frequency, and an alternating voltage output from the alternating circuit is applied to a primary coil. A leakage transformer, a resonance circuit that receives the output voltage of a secondary coil of the leakage transformer and resonates with the fundamental frequency as a resonance frequency, and an AC voltage output from the resonance circuit is rectified and converted into a binary signal voltage. And a waveform shaping circuit applied between the control potential terminal and the reference potential main terminal of the switching element, and an electrically isolated switching element drive circuit.
【請求項2】請求項1記載の電気絶縁型スイッチング素
子駆動回路において、 前記リーケージトランスは、コアレストランスからなる
ことを特徴とする電気絶縁型スイッチング素子駆動回
路。
2. The electrically isolated switching element drive circuit according to claim 1, wherein the leakage transformer comprises a core restaurant.
【請求項3】請求項2記載の電気絶縁型スイッチング素
子駆動回路において、 前記波形整形回路は、前記共振回路から出力される交流
電圧を整流する整流回路と、前記整流回路から出力され
る整流電圧を二値信号電圧に変換して前記スイッチング
素子の基準電位用主端子と制御端子との間に印加する比
較回路とを有することを特徴とする電気絶縁型スイッチ
ング素子駆動回路。
3. The electrically isolated switching element drive circuit according to claim 2, wherein the waveform shaping circuit rectifies an AC voltage output from the resonance circuit, and a rectified voltage output from the rectification circuit. Is converted into a binary signal voltage and is applied between the reference potential main terminal and the control terminal of the switching element, and an electrically isolated switching element drive circuit.
【請求項4】請求項2記載の電気絶縁型スイッチング素
子駆動回路において、 前記波形整形回路は、前記共振回路から出力される交流
電圧を整流して前記スイッチング素子の基準電位用主端
子と制御端子との間に印加する整流回路からなることを
特徴とする電気絶縁型スイッチング素子駆動回路。
4. The electrically isolated switching element drive circuit according to claim 2, wherein the waveform shaping circuit rectifies an AC voltage output from the resonance circuit to provide a reference potential main terminal and a control terminal of the switching element. An electrically isolated switching element drive circuit comprising a rectifying circuit applied between the electric isolation type switching element drive circuit and the drive circuit.
【請求項5】請求項2記載の電気絶縁型スイッチング素
子駆動回路において、 前記コアレストランスの前記一次コイルおよび前記二次
コイルは、前記入力側回路および前記出力側回路が搭載
された回路基板に絶縁層又は前記回路基板を挟んで厚さ
方向に積層された渦巻き型プリントコイルからそれぞれ
構成されていることを特徴とする電気絶縁型スイッチン
グ素子駆動回路。
5. The electrically isolated switching element drive circuit according to claim 2, wherein the primary coil and the secondary coil of the core restaurant are insulated from a circuit board on which the input side circuit and the output side circuit are mounted. An electrically isolated switching element drive circuit, each of which is composed of a spiral print coil laminated in the thickness direction with the layers or the circuit board sandwiched therebetween.
【請求項6】請求項5記載の電気絶縁型スイッチング素
子駆動回路において、 前記コアレストランスの前記一次コイルおよび前記二次
コイルの周囲に、低インピーダンスで定電圧が印加され
る定電圧導体領域が形成されることを特徴とする電気絶
縁型スイッチング素子駆動回路。
6. The electrically isolated switching element drive circuit according to claim 5, wherein a constant voltage conductor region, to which a constant voltage is applied with low impedance, is formed around the primary coil and the secondary coil of the core restaurant. An electrically isolated switching element drive circuit characterized by the following.
【請求項7】請求項5記載の電気絶縁型スイッチング素
子駆動回路において、 前記渦巻き型プリントコイルの内側の端部は、前記回路
基板に形成された孔を通じて前記回路基板の表面に形成
された他の前記渦巻き型プリントコイルの外側に引き出
されるビヤホール導体に接続されていることを特徴とす
る電気絶縁型スイッチング素子駆動回路。
7. The electrically insulating switching element drive circuit according to claim 5, wherein the inner end of the spiral print coil is formed on the surface of the circuit board through a hole formed in the circuit board. 2. An electrically isolated switching element drive circuit, which is connected to a via-hole conductor drawn outside the spiral print coil.
【請求項8】請求項7記載の電気絶縁型スイッチング素
子駆動回路において、 前記他の前記渦巻き型プリントコイルは、前記ビヤホー
ル導体に近接する部分で内側に凹んで形成されているこ
とを特徴とする電気絶縁型スイッチング素子駆動回路。
8. The electrically insulating switching element drive circuit according to claim 7, wherein the other spiral print coil is formed so as to be recessed inward at a portion close to the via-hole conductor. Electrically isolated switching element drive circuit.
【請求項9】請求項8記載の電気絶縁型スイッチング素
子駆動回路において、 前記ビヤホール導体は、角形に形成された前記他の前記
渦巻き型プリントコイルの角部に形成されることを特徴
とする電気絶縁型スイッチング素子駆動回路。
9. The electrically insulating switching element drive circuit according to claim 8, wherein the via-hole conductor is formed at a corner portion of the other spiral print coil formed in a rectangular shape. Insulated switching element drive circuit.
【請求項10】請求項2記載の電気絶縁型スイッチング
素子駆動回路において、 前記コアレストランスの前記一次コイルおよび前記二次
コイルは、前記入力側回路および前記出力側回路が搭載
された回路基板に互いに同軸に巻装された渦巻き型プリ
ントコイルからそれぞれ構成され、前記両渦巻き型プリ
ントコイルの少なくとも一面側に磁気シートが配設され
ていることを特徴とする電気絶縁型スイッチング素子駆
動回路。
10. The electrically insulating switching element drive circuit according to claim 2, wherein the primary coil and the secondary coil of the coreless transformer are mutually provided on a circuit board on which the input side circuit and the output side circuit are mounted. An electrically-insulated switching element drive circuit comprising a spiral print coil wound coaxially, and a magnetic sheet is disposed on at least one surface side of both spiral print coils.
【請求項11】請求項2記載の電気絶縁型スイッチング
素子駆動回路において、 前記両コイルを構成する導体層の80%以上は、前記回
路基板の主面方向において同位置に配置されていること
を特徴とする電気絶縁型スイッチング素子駆動回路。
11. The electrically insulating switching element drive circuit according to claim 2, wherein 80% or more of the conductor layers forming the both coils are arranged at the same position in the main surface direction of the circuit board. A characteristic electrically isolated switching element drive circuit.
JP2002038954A 2002-02-15 2002-02-15 Electrically isolated switching element drive circuit Expired - Fee Related JP3909407B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002038954A JP3909407B2 (en) 2002-02-15 2002-02-15 Electrically isolated switching element drive circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002038954A JP3909407B2 (en) 2002-02-15 2002-02-15 Electrically isolated switching element drive circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003244935A true JP2003244935A (en) 2003-08-29
JP3909407B2 JP3909407B2 (en) 2007-04-25

Family

ID=27780132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002038954A Expired - Fee Related JP3909407B2 (en) 2002-02-15 2002-02-15 Electrically isolated switching element drive circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3909407B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6956427B2 (en) 2003-03-06 2005-10-18 Denso Corporation Electrically insulated switching element drive circuit
JP2006271041A (en) * 2005-03-23 2006-10-05 Fuji Electric Holdings Co Ltd Gate drive unit of voltage-driven type semiconductor element
WO2013047476A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 サンケン電気株式会社 Gate drive circuit
US8816653B2 (en) 2008-09-25 2014-08-26 Infineon Technologies Austria Ag Circuit including a transformer for driving a semiconductor switching element

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6956427B2 (en) 2003-03-06 2005-10-18 Denso Corporation Electrically insulated switching element drive circuit
JP2006271041A (en) * 2005-03-23 2006-10-05 Fuji Electric Holdings Co Ltd Gate drive unit of voltage-driven type semiconductor element
US8816653B2 (en) 2008-09-25 2014-08-26 Infineon Technologies Austria Ag Circuit including a transformer for driving a semiconductor switching element
US9455704B2 (en) 2008-09-25 2016-09-27 Infineon Technologies Austria Ag Circuit including a transformer for driving a semiconductor switching element
WO2013047476A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 サンケン電気株式会社 Gate drive circuit
US9240779B2 (en) 2011-09-28 2016-01-19 Sanken Electric Co., Ltd. Gate driving circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP3909407B2 (en) 2007-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4082672B2 (en) Electrically isolated switching element drive circuit
US7199569B1 (en) Switching power supply unit
TW521481B (en) Switching power supply apparatus with active clamp circuit
US6687137B1 (en) Resonant switching power supply circuit with voltage doubler output
US20070047266A1 (en) Switching power supply unit
US7095629B2 (en) Switching power supply circuit
KR20010090539A (en) Power supply switching circuit
CN109962619B (en) Power conversion device
JP2001095247A (en) Switching power circuit
KR100732612B1 (en) High efficiency dc-dc converter for hybrid car
JP5795927B2 (en) Switching power supply
JP6960354B2 (en) Switching power supply
JP3909407B2 (en) Electrically isolated switching element drive circuit
JP2011192724A (en) Composite transformer module
JP3475926B2 (en) Switching power supply
JP3087846B1 (en) Switching power supply
JP2009302158A (en) Voltage conversion device
JP2002044946A (en) Switching power unit
JP3090766B2 (en) AC / DC converter
JPH0723562A (en) Switching power supply
US20230343504A1 (en) Improved performance of converter
TWI840390B (en) System for transferring electrical power to an electrical load
JP3082877B2 (en) AC / DC converter
JP4366713B2 (en) Switching power supply
JP3401923B2 (en) One-stone current complex resonance type converter circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040517

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060606

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060616

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060929

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061122

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: 20070105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070109

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110202

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120202

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130202

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140202

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees