JP2010284027A - High-frequency ac power supply device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency AC power supply device that improves the switching frequencies and switching voltages of a plurality of semiconductor switches constituting an inverter, or the like, by improving the configuration of a gate power supply. <P>SOLUTION: A multi-output gate power supply 7 includes a plurality of transformers 15 for mutually supplying the insulated voltage source to each gate drive circuit 19, and a transformer drive circuit 14 for supplying driving power to those transformers; the transformer includes each transformer core 18 forming a closed magnetic path, secondary windings 17, wound around each transformer core, and primary windings 16 penetrating through a hollow part of each transformer core; each secondary winding is connected to each gate drive circuit while the primary windings of the plurality of transformers are connected in series; and the series primary windings 16 and the secondary windings 17 are provided with a space distance, while the series primary windings 16 are arranged on a printed board 28. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、インバータ等を構成する複数の半導体スイッチを有し、これらの半導体スイッチをスイッチング動作させ、高周波交流電力を供給する高周波交流電源装置に関するものである。   The present invention relates to a high-frequency AC power supply apparatus that has a plurality of semiconductor switches that constitute an inverter and the like, switches these semiconductor switches, and supplies high-frequency AC power.

従来のこの種の高周波交流電源装置において、直流電圧を高速でスイッチングする複数の半導体スイッチにゲート駆動用電力を供給する方法として、
例えば特許文献1に示されるように、トランスコアを共通とし複数の異なる2次巻線を有するトランスを備え、各2次巻線を、半導体スイッチを駆動する複数のゲートドライブ回路にそれぞれ接続することが行われていた。
また、他の従来技術として特許文献2に示されるように、複数個の円環状のトランスコアを、高絶縁を施したケーブル状のもので貫通連結し、各々の2次電圧を整流して半導体スイッチを駆動していた。
In this type of conventional high-frequency AC power supply device, as a method of supplying gate driving power to a plurality of semiconductor switches that switch DC voltage at high speed,
For example, as shown in Patent Document 1, a transformer having a common transformer core and a plurality of different secondary windings is provided, and each secondary winding is connected to a plurality of gate drive circuits that drive semiconductor switches, respectively. Was done.
As another prior art, as disclosed in Patent Document 2, a plurality of annular transformer cores are connected through through a highly insulated cable shape, and each secondary voltage is rectified to form a semiconductor. I was driving a switch.

特許第3991450号公報Japanese Patent No. 3991450 特開平5-304451号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-304451

従来、特許文献1に示されるような方法において、例えば、半導体スイッチで構成され数kVの高電圧をスイッチングするインバータ回路のハイサイドのゲートに、絶縁トランスを用いたゲート用電源から駆動用電力を供給するような場合、絶縁トランスの2次巻線はGND(グランド)に対してフローティングしているため、絶縁トランスの1次巻線と2次巻線間の電位差は数kVの高電圧になる。この場合、絶縁トランスの1次巻線と2次巻線間を絶縁する絶縁材料中にボイドがあると、ボイド部分に局部的に高電界が印加され部分放電が発生する。
そして、半導体スイッチのスイッチング周波数が高いほど部分放電の発生頻度が高くなり、時間経過と共にトリーイングによってやがて絶縁破壊に至る確率が高まり信頼性が低下するため、通常はモールドトランスと呼ばれる樹脂封止型のトランスを使用しなければならず、コスト高となる問題があった。
また、このようなモールドトランスは内部が見えないので、劣化や汚損の状態が把握し難くメンテナンス周期を短くする必要があった。また劣化や汚損が生じた場合でも絶縁部がモールドされているので、清掃など簡便な方法によって機能を回復できないため、トランスを交換する必要がありメンテナンスコストが高くなるという問題があった。
Conventionally, in the method as disclosed in Patent Document 1, for example, driving power is supplied from a gate power source using an insulating transformer to a high-side gate of an inverter circuit configured by a semiconductor switch and switching a high voltage of several kV. In such a case, since the secondary winding of the isolation transformer is floating with respect to GND (ground), the potential difference between the primary and secondary windings of the isolation transformer becomes a high voltage of several kV. . In this case, if there is a void in the insulating material that insulates between the primary winding and the secondary winding of the insulation transformer, a high electric field is locally applied to the void portion and partial discharge occurs.
And the higher the switching frequency of the semiconductor switch, the higher the frequency of partial discharges, and the probability of breakdown due to treeing over time increases and the reliability decreases, so a resin-encapsulated type usually called a mold transformer The transformer had to be used, and there was a problem that the cost was high.
Further, since such a mold transformer cannot be seen inside, it is difficult to grasp the state of deterioration or fouling, and it is necessary to shorten the maintenance cycle. In addition, since the insulating portion is molded even when deterioration or fouling occurs, the function cannot be recovered by a simple method such as cleaning, so that there is a problem that the transformer needs to be replaced and the maintenance cost increases.

一方、特許文献2に示されるように1次巻線に高絶縁を施したケーブル状のものを使用して1次巻線と2次巻線間を絶縁したトランスは、ケーブル表面の絶縁材料の誘電率が高いため、1次巻線と2次巻線間の浮遊容量は通常数百〜数千pFにもなる。
このようなトランスを用いて半導体スイッチを高いスイッチング周波数で動作させると、ケーブル表面の絶縁材料部に部分放電が発生しやすくなり、1次巻線表面の絶縁材料がトリーイングによって劣化し、やがて絶縁破壊に至るため品質、信頼性の低下を招いていた。
さらに1次巻線と2次巻線間の浮遊容量が大きいと、浮遊容量を介してコモンモード電流が流れる。このようなコモンモード電流は、ノイズ輻射の原因になる他、ノイズ電流による装置の誤動作や発熱などの原因となるため、コモンモード電流を抑制する部品としてチョークコイルやフィルタを挿入する必要がありコスト高となる問題があった。
On the other hand, as shown in Patent Document 2, a transformer in which the primary winding and the secondary winding are insulated using a cable-shaped primary winding with high insulation is made of an insulating material on the cable surface. Since the dielectric constant is high, the stray capacitance between the primary winding and the secondary winding is usually several hundred to several thousand pF.
When such a transformer is used to operate a semiconductor switch at a high switching frequency, partial discharge is likely to occur in the insulating material portion of the cable surface, and the insulating material on the surface of the primary winding deteriorates due to treeing, and the insulation is eventually made. The destruction of quality and reliability was caused due to destruction.
Further, when the stray capacitance between the primary winding and the secondary winding is large, a common mode current flows through the stray capacitance. Such a common mode current causes noise radiation and causes malfunction of the device and heat generation due to the noise current. Therefore, it is necessary to insert a choke coil and a filter as a component to suppress the common mode current. There was a problem that would be high.

半導体スイッチのスイッチング周波数が高くなると、前記チョークコイルやフィルタを構成する回路基板の外形も大きくなり装置が大型化する他、回路基板自体とアース間の浮遊容量が増加するため高周波化が難しいという問題があった。
また、前記ノイズ輻射を抑制するためにトランスを金属シャーシでシールドする必要があり、このためコスト高になるだけでなく、トランスの外形サイズ・重量が大きくなり装置への取り付け作業が困難となる。
When the switching frequency of the semiconductor switch is increased, the circuit board constituting the choke coil and the filter is increased in size and the size of the device is increased, and the stray capacitance between the circuit board itself and the ground is increased, so that it is difficult to increase the frequency. was there.
Further, in order to suppress the noise radiation, it is necessary to shield the transformer with a metal chassis, which not only increases the cost, but also increases the external size and weight of the transformer and makes it difficult to attach it to the apparatus.

特許文献2に記載されるように、1次巻線として1本の高絶縁を施したケーブルで複数のトランスコアを貫通した場合、1次巻線の巻数は1ターンになり、1次側インダクタンスを高くすることができない。
同一のトランスコア材を用いてトランスコアを小型・軽量化するにはトランスを駆動するトランスドライブ回路のスイッチング周波数を高周波化する必要があった。
高速トランスドライブ回路の設計には、素子選定をはじめとした高い技術力が必要で、設計が困難だった。
従来トランスでは1次巻線の巻数を2ターン以上にするには、内径の大きな環状トランスコアを使う必要があるので、トランスコア形状が大きくなり高周波交流電源装置の小型軽量化が困難だった。
As described in Patent Document 2, when a plurality of transformer cores are passed through a single highly insulated cable as the primary winding, the number of turns of the primary winding is one turn, and the primary inductance Can not be raised.
In order to reduce the size and weight of the transformer core using the same transformer core material, it is necessary to increase the switching frequency of the transformer drive circuit that drives the transformer.
Designing a high-speed transformer drive circuit required high technical capabilities, including element selection, and was difficult to design.
In conventional transformers, it is necessary to use an annular transformer core having a large inner diameter in order to increase the number of turns of the primary winding to two or more turns. Therefore, the shape of the transformer core becomes large, and it is difficult to reduce the size and weight of the high-frequency AC power supply device.

特許文献1に記載されるトランスコアを共通とし複数の異なる2次巻線を有するトランスから、各2次巻線の電圧を直流電圧に変換する整流回路とゲートドライブ回路を介して、各2次巻線に対応して直列に接続された複数の半導体スイッチを駆動する場合、複数のゲートドライブ回路のうち1つが故障しトランスの出力がショートすると、トランス1次側が短絡状態となり、トランス1次側の回路も連鎖的に故障してしまう。
これを防ぐため従来は各トランスの出力に短絡状態を検出するための保護回路を設けるなどの対策が必要であった。
また、トランスコアを共通としたトランスは、各2次巻線を離して絶縁するために大きなトランスコアを使う必要がありトランスが重く大型化してしまう。
前記問題を解決するためにトランスをエポキシ樹脂でモールドしたり絶縁性能の高い絶縁線を使用したりする必要がありコスト高となっていた。
From a transformer having a plurality of different secondary windings and having a common transformer core described in Patent Document 1, each secondary winding is passed through a rectifier circuit and a gate drive circuit that convert the voltage of each secondary winding into a DC voltage. When driving a plurality of semiconductor switches connected in series corresponding to the winding, if one of the gate drive circuits fails and the output of the transformer is short-circuited, the transformer primary side is short-circuited, and the transformer primary side This circuit will also fail in a chain.
In order to prevent this, conventionally, it has been necessary to take measures such as providing a protection circuit for detecting a short-circuit state at the output of each transformer.
In addition, a transformer having a common transformer core needs to use a large transformer core in order to separate and isolate each secondary winding, which makes the transformer heavy and large.
In order to solve the above problems, it is necessary to mold the transformer with an epoxy resin or to use an insulating wire having high insulating performance, resulting in high costs.

また、直列に接続された複数の半導体スイッチでスイッチングを行った場合、スイッチング電圧は、半導体スイッチを駆動するゲートドライブ回路に駆動用電力を供給するゲート用電源の絶縁トランスの1次巻線と2次巻線間の浮遊容量によるトランス結合容量と半導体スイッチの出力容量とで分圧され、出力端子に近い半導体スイッチほど分担電圧が高くなり、分担電圧が高い半導体スイッチの出力容量の充放電に伴う損失が増大する問題があった。
前記の問題を解決するため、従来は各半導体スイッチにコンデンサが並列に接続され電圧が均等に分担するように出力端子に近い半導体スイッチほど大容量のコンデンサが接続されていた。そのため部品点数が多くなり、コスト高となっていた。
In addition, when switching is performed by a plurality of semiconductor switches connected in series, the switching voltage is obtained by using the primary winding of the isolation transformer of the gate power supply for supplying driving power to the gate drive circuit that drives the semiconductor switch, and 2 The voltage is divided by the transformer coupling capacitance due to the stray capacitance between the next winding and the output capacitance of the semiconductor switch. The closer the semiconductor switch is to the output terminal, the higher the shared voltage. There was a problem of increased loss.
In order to solve the above-described problem, conventionally, a capacitor is connected in parallel to each semiconductor switch, and a capacitor having a larger capacity is connected to a semiconductor switch closer to the output terminal so that the voltage is equally shared. For this reason, the number of parts is increased and the cost is increased.

本発明は、前記のような問題を解決するためになされたもので、ゲート用電源の構成を改善し、インバータ等を構成する複数の半導体スイッチのスイッチング周波数とスイッチング電圧を向上できる高周波交流電源装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and improves a configuration of a power supply for a gate and can improve a switching frequency and a switching voltage of a plurality of semiconductor switches constituting an inverter or the like. The purpose is to provide.

本発明の高周波電源装置は、直列に接続された複数の半導体スイッチと、これらの半導体スイッチをそれぞれ駆動する複数のゲートドライブ回路と、これらのゲートドライブ回路にそれぞれ電圧源を供給する多出力ゲート用電源とを備え、前記多出力ゲート用電源は、前記各ゲートドライブ回路に相互に、絶縁された電圧源を供給する複数のトランスと、これらのトランスに駆動電力を供給するトランスドライブ回路を含み、前記トランスは、閉じた磁路を形成するトランスコアと、このトランスコアに巻回された2次巻線と、前記トランスコアの中空部を貫通する1次巻線とで構成され、前記2次巻線は前記各ゲートドライブ回路に接続され、前記複数のトランスの1次巻線は直列に接続され、前記直列1次巻線と2次巻線が空間距離を設けて配置され、かつ、前記直列1次巻線がプリント基板に配置されている。   A high-frequency power supply device according to the present invention includes a plurality of semiconductor switches connected in series, a plurality of gate drive circuits that respectively drive these semiconductor switches, and a multi-output gate that supplies a voltage source to each of these gate drive circuits. The power supply for multi-output gate includes a plurality of transformers that supply mutually isolated voltage sources to the gate drive circuits, and a transformer drive circuit that supplies drive power to these transformers, The transformer includes a transformer core that forms a closed magnetic path, a secondary winding wound around the transformer core, and a primary winding that penetrates a hollow portion of the transformer core. The winding is connected to each of the gate drive circuits, the primary windings of the plurality of transformers are connected in series, and the series primary winding and the secondary winding set a spatial distance. Disposed Te, and the series primary windings are arranged on the printed circuit board.

本発明によれば、2次巻線が巻回された閉じた磁路を形成する複数のトランスコアの中空部を1次巻線が貫通し各トランスの1次巻線と2次巻線間は空気によって絶縁される。空気は比誘電率が1.0と最も低いため、1次巻線と2次巻線間に高周波、高電圧が印加されても、1次巻線と2次巻線間で部分放電が発生し難い。また、部分放電が発生したとしても空気は固体絶縁材料のような材料劣化がないので、信頼性・安全性が大幅に向上する。
また、1次巻線をプリント基板に配置することで1次巻線と2次巻線間の空間距離を保ちつつ複数の1次巻線をトランスコアに貫通させることが可能となる。これによりトランス1次側インダクタンスを高めることができるのでトランスコアの小型軽量化が図れる。
According to the present invention, the primary winding passes through the hollow portions of the plurality of transformer cores forming the closed magnetic path around which the secondary winding is wound, and between the primary winding and the secondary winding of each transformer. Is insulated by air. Since air has the lowest dielectric constant of 1.0, partial discharge is unlikely to occur between the primary and secondary windings even when high frequency and high voltage are applied between the primary and secondary windings. . In addition, even if partial discharge occurs, air is not deteriorated like a solid insulating material, so that reliability and safety are greatly improved.
Further, by disposing the primary winding on the printed circuit board, it is possible to penetrate the plurality of primary windings through the transformer core while maintaining a spatial distance between the primary winding and the secondary winding. As a result, the transformer primary side inductance can be increased, so that the transformer core can be reduced in size and weight.

本発明の実施例1に係る高周波交流電源装置の基本的な構成を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the basic composition of the high frequency alternating current power supply device which concerns on Example 1 of this invention. 実施例1における制御回路の出力信号の一例を示す波形図である。3 is a waveform diagram illustrating an example of an output signal of a control circuit in Embodiment 1. FIG. 実施例1におけるゲート用電源を含む要部の構成を示す回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram illustrating a configuration of a main part including a gate power supply according to the first exemplary embodiment. 実施例1におけるゲート用電源のトランス部分の構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of a transformer part of a gate power supply in the first embodiment. 実施例1におけるトランスの詳細を示す要部平面図である。FIG. 3 is a plan view of a principal part illustrating details of a transformer in the first embodiment. 絶縁物中にボイドが存在する場合の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram in case a void exists in an insulator. 空気中でのコロナ開始電圧と絶縁距離の関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the corona start voltage in air and an insulation distance. インバータの1アームを構成する半導体スイッチの分担電圧を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the shared voltage of the semiconductor switch which comprises 1 arm of an inverter. 本発明の実施例1におけるゲート用電源のトランス部分の他の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other structural example of the trans | transformer part of the power supply for gates in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2におけるゲート用電源のトランス部分の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the trans | transformer part of the power supply for gates in Example 2 of this invention. 実施例2におけるトランスの詳細を示す要部平面図である。FIG. 6 is a plan view of a main part showing details of a transformer in Embodiment 2. 実施例2におけるトランスの1次巻線の他の例を示す要部平面図である。FIG. 10 is a plan view of a principal part showing another example of the primary winding of the transformer in the second embodiment.

以下図にもとづいて、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例1.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Example 1.

図1は高周波交流電源装置に接続する負荷としてレーザ出力を得る放電管を接続した場合の基本的な構成を示す回路構成図である。
図1において、負荷である放電管1は、誘電体コンデンサ2と放電抵抗3を含んでいる。フルブリッジインバータの4つのアームA1〜A4を構成する複数の高電圧スイッチ5は、中点を接地された直流高圧電源8の直流電圧Ea/2を高速でスイッチングして高周波交流電圧に変換し出力リアクトル4を介して放電管1に供給する。各高電圧スイッチ5は直列接続された複数のFET等の半導体スイッチで構成され、各半導体スイッチは各ゲート回路6によって駆動される。各ゲート回路6はゲート用電源7から駆動用電力を供給されると共に、制御回路9から光発振器10、光ファイバ11を介してオン・オフ用の制御信号を供給される。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a basic configuration when a discharge tube for obtaining laser output is connected as a load connected to a high-frequency AC power supply apparatus.
In FIG. 1, a discharge tube 1 as a load includes a dielectric capacitor 2 and a discharge resistor 3. The plurality of high voltage switches 5 constituting the four arms A1 to A4 of the full bridge inverter switch the DC voltage Ea / 2 of the DC high-voltage power supply 8 whose ground is grounded at high speed to convert it to a high frequency AC voltage and output it. It is supplied to the discharge tube 1 through the reactor 4. Each high voltage switch 5 is composed of a plurality of semiconductor switches such as FETs connected in series, and each semiconductor switch is driven by each gate circuit 6. Each gate circuit 6 is supplied with driving power from a gate power supply 7 and supplied with a control signal for on / off from a control circuit 9 via an optical oscillator 10 and an optical fiber 11.

制御回路9は、フルブリッジインバータを制御する一般的なPWMジェネレータである。
図2に制御回路9から出力される制御信号S1〜S4と出力電圧Voutのタイミングチャートの一例を示す。
制御信号S1〜S4はオン時間がオフ時間よりも2td短いオン・オフ信号で、制御信号S3、S4は制御信号S1、S2よりも位相が90度進みまたは遅れたオン・オフ信号である。
前記のようにオン時間をオフ時間よりも2td短くすることで制御信号S1、S2と制御信号S3、S4の立ち上がり、立下りのタイミングが同じにならないようにデッドタイムtdが設けられる。
制御信号S1,S2がオンのときに、出力電圧Voutは+Ea、制御信号S3,S4がオンのときに、出力電圧Voutは-Eaとなり±Eaの高周波交流電圧が出力される。
前記S1〜S4のオン・オフ信号を光発振器10で光に変換し光ファイバ11を介してゲート回路6に伝送する。
The control circuit 9 is a general PWM generator that controls a full bridge inverter.
FIG. 2 shows an example of a timing chart of the control signals S1 to S4 output from the control circuit 9 and the output voltage Vout.
The control signals S1 to S4 are on / off signals whose on-time is shorter by 2t d than the off-time, and the control signals S3 and S4 are on / off signals whose phases are advanced or delayed by 90 degrees with respect to the control signals S1 and S2.
As described above, the dead time td is provided so that the rising and falling timings of the control signals S1, S2 and the control signals S3, S4 are not the same by making the on time shorter than the off time by 2t d .
When the control signals S1 and S2 are on, the output voltage Vout is + Ea, and when the control signals S3 and S4 are on, the output voltage Vout is −Ea and a high-frequency AC voltage of ± Ea is output.
The on / off signals of S1 to S4 are converted into light by the optical oscillator 10 and transmitted to the gate circuit 6 through the optical fiber 11.

前記の構成では、高電圧スイッチ5が直接高電圧をスイッチングするため、昇圧トランスは不要となる。そのため、高電圧スイッチ5で構成されるフルブリッジインバータの出力端から負荷までのインダクタンスは、ほぼ挿入する出力リアクトル4によって決まる。負荷としてレーザ出力を得る放電管1を接続した場合には出力リアクトル4は十分に小さく選定できるから、インバータの周波数を高くすることができ、放電電力を大きくすることができ、結果的にレーザ出力強度も大きくできる。   In the above configuration, since the high voltage switch 5 directly switches a high voltage, a step-up transformer is not necessary. Therefore, the inductance from the output end of the full-bridge inverter constituted by the high voltage switch 5 to the load is almost determined by the output reactor 4 to be inserted. When the discharge tube 1 that obtains the laser output as the load is connected, the output reactor 4 can be selected to be sufficiently small, so that the frequency of the inverter can be increased and the discharge power can be increased, resulting in the laser output. Strength can be increased.

図3は高電圧スイッチ5、ゲート回路6、ゲート用電源7の詳細を示しており、図はフルブリッジインバータの1アーム分を示している。
高電圧スイッチ5は、直列多段接続された6個の半導体スイッチ20で構成され、ゲート回路6は、各半導体スイッチ20にゲート信号を供給する6個のゲートドライブ回路19で構成されている。ゲート用電源7は、商用電源12、AC/DCコンバータ13、ゲートドライブ回路19、6個のトランス15、6個の整流回路27で構成されている。トランスドライブ回路14はフルブリッジ回路といった一般的なスイッチング回路でAC/DCコンバータ13からの出力電圧をスイッチングする。
各トランス15は、閉じた磁路を形成する複数のトランスコア18、これらのトランスコアを貫通し直列接続された1次巻線16、複数の1次巻線16が外層に配置されたプリント基板28、及びこの複数の直列1次巻線と空間距離を設けて各トランスコアに巻回された複数の2次巻線17を有し、複数の直列1次巻線16はトランスドライブ回路14に接続されると共に、各2次巻線17は対応する各ゲートドライブ回路19に整流回路27を介して接続されている。
FIG. 3 shows details of the high voltage switch 5, the gate circuit 6, and the gate power supply 7, and the figure shows one arm of the full bridge inverter.
The high voltage switch 5 is composed of six semiconductor switches 20 connected in series in multiple stages, and the gate circuit 6 is composed of six gate drive circuits 19 that supply a gate signal to each semiconductor switch 20. The gate power supply 7 includes a commercial power supply 12, an AC / DC converter 13, a gate drive circuit 19, six transformers 15, and six rectifier circuits 27. The transformer drive circuit 14 is a general switching circuit such as a full bridge circuit, and switches the output voltage from the AC / DC converter 13.
Each transformer 15 includes a plurality of transformer cores 18 forming a closed magnetic path, primary windings 16 that pass through these transformer cores and connected in series, and a printed circuit board in which a plurality of primary windings 16 are arranged in an outer layer. 28, and a plurality of secondary windings 17 wound around the respective transformer cores at a spatial distance from the plurality of series primary windings, and the plurality of series primary windings 16 are connected to the transformer drive circuit 14. Each secondary winding 17 is connected to each corresponding gate drive circuit 19 via a rectifier circuit 27 while being connected.

前記の構成において、商用電源12がAC/DCコンバータ13に入力されるとAC/DCコンバータ13からはトランスドライブ回路14を駆動する直流電圧が出力される。トランスドライブ回路14がスイッチング動作し、各トランス15で直列1次巻線16に交流信号が流れ、各2次巻線17に発生した交流電圧は整流回路27を介して直流電圧に変換されて各ゲートドライブ回路19に供給される。
各ゲートドライブ回路19には光ファイバ11を通してオン・オフ信号が伝送されており、ゲートドライブ回路19から各半導体スイッチ20にスイッチング信号が供給される。半導体スイッチ20はそれぞれ直列に接続されているため、1つの耐圧が小さくても全体としては、高電圧仕様を満足し得る。
In the above configuration, when the commercial power supply 12 is input to the AC / DC converter 13, a DC voltage for driving the transformer drive circuit 14 is output from the AC / DC converter 13. The transformer drive circuit 14 performs a switching operation, an AC signal flows through the series primary winding 16 in each transformer 15, and the AC voltage generated in each secondary winding 17 is converted into a DC voltage via a rectifier circuit 27. It is supplied to the gate drive circuit 19.
An ON / OFF signal is transmitted to each gate drive circuit 19 through the optical fiber 11, and a switching signal is supplied from the gate drive circuit 19 to each semiconductor switch 20. Since the semiconductor switches 20 are connected in series, the high voltage specification can be satisfied as a whole even if one withstand voltage is small.

図4、図5はゲート用電源7のトランス部分(図3のA−B間)の詳細構造を示す斜視図及び要部平面図である。 図4において、複数(図では6個)のトランス15は、それぞれ閉じた磁路を形成するように円環状のトランスコア18と、トランスコアに巻回された2次巻線17と、全てのトランスコア18を貫通し全ての次巻線17に対して直列な1次巻線16が複数配置されたプリント基板28を有し、1次巻線は多ピン端子台22を介してプリント基板21上に配設されている。
即ち、図4に示すように、複数のトランスコア18が、それらの中空部が一列に連なるように台座23を介してプリント基板21上に取り付けられた状態で、プリント基板28に配置された複数の直列1次巻線16は、全てのトランスコア18の中空部を直線状に貫通するように配置され、その両端が多ピン端子台22を介してプリント基板21上に支持され、多ピン端子台22を介して1次電流が供給される。各2次巻線17は、その両端がプリント基板21上の配線(図示せず)に接続され、整流回路27を介して対応する各ゲートドライブ回路19に直流電圧を供給する。
そして、このトランス構造においては、各トランス15の1次巻線16と2次巻線間は空気によって絶縁される。このため、部分放電が発生し難く、部分放電が発生したとしても絶縁材料の劣化による絶縁破壊がないため信頼性・安全性が大幅に向上する。
4 and 5 are a perspective view and a main part plan view showing a detailed structure of a transformer portion (between A and B in FIG. 3) of the gate power supply 7. FIG. In FIG. 4, a plurality of (six in the figure) transformers 15 each have an annular transformer core 18 and a secondary winding 17 wound around the transformer core so as to form a closed magnetic path. The printed circuit board 28 has a plurality of primary windings 16 that pass through the transformer core 18 and are arranged in series with respect to all the secondary windings 17. The primary winding is connected to the printed circuit board 21 via the multi-pin terminal block 22. It is arranged on the top.
That is, as shown in FIG. 4, a plurality of transformer cores 18 are arranged on the printed circuit board 28 in a state where the transformer cores 18 are mounted on the printed circuit board 21 via the pedestal 23 so that their hollow portions are connected in a row. The series primary windings 16 are arranged so as to pass through the hollow portions of all the transformer cores 18 in a straight line, and both ends thereof are supported on the printed circuit board 21 via the multi-pin terminal block 22, and the multi-pin terminals A primary current is supplied via the base 22. Both ends of each secondary winding 17 are connected to wiring (not shown) on the printed circuit board 21, and supply a DC voltage to the corresponding gate drive circuit 19 via the rectifier circuit 27.
In this transformer structure, the primary winding 16 and the secondary winding of each transformer 15 are insulated by air. For this reason, partial discharge hardly occurs, and even if partial discharge occurs, there is no dielectric breakdown due to deterioration of the insulating material, so that reliability and safety are greatly improved.

トランスの1次巻線と2次巻線の間が固体絶縁材料によって絶縁された一般的な絶縁トランスは絶縁物中にボイドや不純物が存在する場合があり、ボイドや不純物のある箇所では局部的に電界強度が高くなる。
図6に絶縁物中にボイドが1個ある場合の等価回路を示す。図中、Cvはボイド25の静電容量、C1〜C4は右図の位置に対応した絶縁物の静電容量を示している。
通常、絶縁物26中のボイド25は空気等の気体でできていて、その大きさは非常に小さい。絶縁物26の電極24間に電圧を印加すると静電容量の小さいボイド25に高い電圧が印加され、ボイド部の電界強度が局部的に高くなる。電界強度が局部的に高くなると部分放電の発生確率が高まり、さらに半導体スイッチのスイッチング周波数が高くなるとその確率はより高まる。部分放電が発生すると絶縁物が炭化し侵食され時間経過と共に侵食された部位が発展して局部破壊を起こす。これが更に樹枝状に発達して全路破壊に至るトリーイング現象が起こる。
In general insulation transformers, where the primary and secondary windings of the transformer are insulated by a solid insulation material, there may be voids or impurities in the insulator, and local areas where there are voids or impurities. The electric field strength increases.
FIG. 6 shows an equivalent circuit in the case where there is one void in the insulator. In the figure, Cv represents the capacitance of the void 25, and C1 to C4 represent the capacitance of the insulator corresponding to the positions in the right figure.
Usually, the void 25 in the insulator 26 is made of a gas such as air, and its size is very small. When a voltage is applied between the electrodes 24 of the insulator 26, a high voltage is applied to the void 25 having a small electrostatic capacity, and the electric field strength at the void portion is locally increased. When the electric field strength is locally increased, the probability of occurrence of partial discharge is increased, and when the switching frequency of the semiconductor switch is further increased, the probability is further increased. When the partial discharge occurs, the insulator is carbonized and eroded, and the eroded portion develops with time and causes local destruction. The treeing phenomenon develops into a dendritic state that leads to the destruction of the whole road.

前記トランス15のようにプリント基板28に配置された複数の1次巻線16を全てのトランスコア18に貫通させて、1次巻線16と2次巻線17間を空間距離によって絶縁する構造にすることで、1次巻線16と2次巻線17間の浮遊容量が小さくなり、高周波領域での容量性リアクタンスXcが増加する。これにより高周波領域でのインピーダンスが増加しコモンモード電流が流れるのを抑えることができる。   A structure in which a plurality of primary windings 16 arranged on a printed circuit board 28 are passed through all the transformer cores 18 like the transformer 15 to insulate between the primary winding 16 and the secondary winding 17 by a spatial distance. By doing so, the stray capacitance between the primary winding 16 and the secondary winding 17 is reduced, and the capacitive reactance Xc in the high frequency region is increased. As a result, the impedance in the high frequency region increases and the common mode current can be prevented from flowing.

従来技術として、特許文献2に記載されるように、高絶縁が施されたケーブルのみで1次巻線と2次巻線間を絶縁する構造では部分放電を防ぐことが出来ないだけでなく、むしろ部分放電が発生しやすくなる。
絶縁距離をt、比誘電率をεsとすると、部分放電のコロナ開始電圧Vcはダーキンの実験式
Vc=163*(t/εs)^0.46 [V] ・・・(1)
で概算できる。
ケーブル表面の絶縁材料部の比誘電率は空気の比誘電率εs=1よりも高いためケーブル表面では部分放電が発生しやすい。
部分放電によりケーブル表面の絶縁材料が劣化するので、1次巻線、2次巻線間の短絡故障が生じやすく品質・信頼性が低いといった問題があった。
式(1)より空気中でのコロナ開始電圧と絶縁距離の関係をグラフ化したものが図7である。
部分放電を防ぐには絶縁の施されていない裸導体を使用し、(1)式から求まる絶縁距離以上に1次巻線と2次巻線間に空間距離を設けるなどして電界強度を均一にして、絶縁距離間における部分的な電界強度の上昇を抑える必要がある。
As described in Patent Document 2, as a conventional technique, a structure in which the primary winding and the secondary winding are insulated only by a highly insulated cable can not prevent partial discharge, Rather, partial discharge tends to occur.
When the insulation distance is t and the relative dielectric constant is ε s , the partial discharge corona onset voltage Vc is the Darkin's empirical formula
Vc = 163 * (t / ε s ) ^ 0.46 [V] (1)
It can be estimated with.
Since the dielectric constant of the insulating material portion on the cable surface is higher than the relative dielectric constant ε s = 1 of air, partial discharge tends to occur on the cable surface.
Since the insulation material on the cable surface deteriorates due to the partial discharge, there is a problem that a short circuit failure between the primary winding and the secondary winding is likely to occur and the quality and reliability are low.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the corona start voltage in air and the insulation distance from the equation (1).
To prevent partial discharge, use an uninsulated bare conductor and make the field strength uniform by providing a spatial distance between the primary and secondary windings that is greater than the insulation distance obtained from equation (1). Thus, it is necessary to suppress a partial increase in electric field strength between the insulation distances.

部分放電による絶縁破壊を防ぐため、一般的にはモールドトランスと呼ばれる樹脂封止型のトランスが使用される。モールドトランスは、1次巻線と2次巻線間を絶縁するため絶縁テープなどの絶縁材料を挟み込んでトランスコアに巻線を巻きつけた後、巻線間の隙間・ボイドを減らすためエポキシ樹脂などの絶縁材料でモールドしている。   In order to prevent dielectric breakdown due to partial discharge, a resin-encapsulated transformer called a mold transformer is generally used. Mold transformer is an epoxy resin to reduce gaps and voids between windings after winding winding around transformer core with insulating material such as insulating tape sandwiched between primary winding and secondary winding. Molded with an insulating material.

トランスの絶縁に用いられる代表的な絶縁材料であるエポキシ樹脂の比誘電率は2.5〜6.0なのに対し空気は1.0である。静電容量CはC=(ε0εs・S)/dから計算でき、静電容量Cは比誘電率εsに比例する。比誘電率の小さな空気で絶縁することで、1次巻線と2次巻線間をエポキシ樹脂で満たして絶縁した場合と比較して1次巻線と2次巻線間の浮遊容量を1/2.5〜1/6.0に抑えることができる。また静電容量Cは距離dに反比例するので1次巻線と2次巻線間に十分な空間距離を設けることでさらに浮遊容量を小さくすることができる。 Epoxy resin, which is a typical insulating material used for transformer insulation, has a relative dielectric constant of 2.5 to 6.0, while air is 1.0. The capacitance C can be calculated from C = (ε 0 ε s · S) / d, and the capacitance C is proportional to the relative dielectric constant ε s . Insulating with air with a small relative dielectric constant, the stray capacitance between the primary and secondary windings is 1 compared to the case where the primary and secondary windings are filled with epoxy resin and insulated. /2.5 to 1 / 6.0. Further, since the capacitance C is inversely proportional to the distance d, the stray capacitance can be further reduced by providing a sufficient spatial distance between the primary winding and the secondary winding.

各トランス15の1次巻線16と2次巻線17間の浮遊容量を小さくできれば、浮遊容量を介して流れるコモンモード電流が減少し、チョークコイルやフィルタ等のノイズ対策部品が必要なくなる。また、ノイズ輻射も抑制されるため金属シャーシを必要とせずトランスが軽量化され、トランスの装置への取り付けが容易となる。   If the stray capacitance between the primary winding 16 and the secondary winding 17 of each transformer 15 can be reduced, the common mode current flowing through the stray capacitance is reduced, and noise countermeasure parts such as a choke coil and a filter become unnecessary. Further, since noise radiation is also suppressed, the transformer is reduced in weight without requiring a metal chassis, and the transformer can be easily attached to the device.

図3に示すような直列に接続された複数の半導体スイッチ20を用いてスイッチング動作を行った場合、スイッチング電圧はゲート用電源7における各トランス15の1次巻線16と2次巻線17間の浮遊容量によるトランス結合容量と半導体スイッチの出力容量Coesとで分圧され、出力端子に近い半導体スイッチほど分担電圧が高くなる。
半導体スイッチの出力容量Coesでの充放電損失Wcは、分担電圧をVc、スイッチング周波数をfとすると、1/2・Coes・Vc^2・fで求めることができ、上式より分担電圧Vcが高くなると出力容量Coesでの損失Wcは分担電圧Vcの2乗に比例して増加する。そのため分担電圧Vcが高い一部の半導体スイッチで損失Wcが大きくなるといった問題があった。
かかる問題を解決するため従来は各半導体スイッチにコンデンサが並列に接続され、電圧が均等に分担するように出力端子に近い半導体スイッチほど大容量のコンデンサが接続されていた。そのため部品点数が多くなり、コスト高となっていた。
When a switching operation is performed using a plurality of semiconductor switches 20 connected in series as shown in FIG. 3, the switching voltage is between the primary winding 16 and the secondary winding 17 of each transformer 15 in the gate power supply 7. The voltage is divided by the transformer coupling capacitance due to the stray capacitance and the output capacitance Coes of the semiconductor switch, and the semiconductor switch closer to the output terminal has a higher shared voltage.
The charge / discharge loss Wc at the output capacitance Coes of the semiconductor switch can be calculated as 1/2 · Coes · Vc ^ 2 · f, where Vc is the shared voltage and f is the switching frequency. As it increases, the loss Wc at the output capacitance Coes increases in proportion to the square of the shared voltage Vc. Therefore, there is a problem that the loss Wc increases in some semiconductor switches having a high shared voltage Vc.
In order to solve such a problem, a capacitor is conventionally connected in parallel to each semiconductor switch, and a capacitor having a larger capacity is connected to a semiconductor switch closer to the output terminal so that the voltage is equally shared. For this reason, the number of parts is increased and the cost is increased.

図8は図1のフルブリッジインバータを構成する4つのアームA1〜A4のうちA1を例にとって、各接続点の電位が図のようになった場合の、各部分の移動電荷、分担電圧を求めたものである(実際は各接続点の電位は分圧状態によって異なるので少し電荷も異なってくる)。直流高圧電源8としてEa=±3kVを印加し、アームA1を構成する半導体スイッチQ1〜Q6の出力容量を400pF、トランスの結合容量を10pFとすると各部分の容量値は図8の通りである。
図8(a)に示すようにアームA1を構成する半導体スイッチQ1〜Q6全てがオン、A2がオン、A3,A4がオフの時、各出力容量の両端電圧は0V、各接続点の電位は+3kVとなりトランス結合容量10pFが充電される。図8(b)に示すようにアームA1を構成する半導体スイッチQ1〜Q6全てがオフ、A2がオフ、A3,A4がオンで、各接続点の電位が図のようになった場合、トランス結合容量10pFから各半導体スイッチの出力容量に移動電荷が流れ込む。
図8(b)中の10nC〜60nCは、図8(a)中のQ1〜Q6がオンからオフに切り替わった際、トランス結合容量10pFにかかる電圧が図8(b)のように仮に+2kV〜-3kVである場合に移動する電荷を表している。
また、図8(b)中の400nC〜550nCは、各出力容量400pFに流れる電荷を表しており、最初に図8(b)中、左端の出力容量400pFに1kVが印加され、400nC(=400pF/1kV)の電荷が流れ、その後、接続点に流れ込んでくる上記トランス結合容量10pFからの移動電荷が加算され、各出力容量に400nC〜550nCの電荷が流れる。
出力アームに近い半導体スイッチの出力容量ほど多くの移動電荷が流れ、この各部の移動電荷を出力容量で除したものが半導体スイッチの分担電圧を等価的に表し、出力アームに近い半導体スイッチほど分担電圧が高くなる。
従来は分担電圧を均等化させるため半導体スイッチQ1〜Q6にコンデンサを並列に接続し出力アームに近い半導体スイッチほど大容量コンデンサが接続されていた。
FIG. 8 shows the mobile charge and the shared voltage of each part when the potential of each connection point is as shown in the figure, taking A1 as an example of the four arms A1 to A4 constituting the full bridge inverter of FIG. (In actuality, the electric potential at each connection point varies depending on the voltage dividing state, so the electric charge varies slightly). Assuming that Ea = ± 3 kV is applied as the DC high-voltage power supply 8, the output capacitances of the semiconductor switches Q1 to Q6 constituting the arm A1 are 400 pF, and the coupling capacitance of the transformer is 10 pF, the capacitance values of the respective parts are as shown in FIG.
As shown in FIG. 8 (a), when all of the semiconductor switches Q1 to Q6 constituting the arm A1 are on, A2 is on, and A3 and A4 are off, the voltage across each output capacitor is 0V and the potential at each connection point is + 3kV, transformer coupling capacitance 10pF is charged. As shown in FIG. 8 (b), when all the semiconductor switches Q1 to Q6 constituting the arm A1 are turned off, A2 is turned off, A3 and A4 are turned on, and the potentials at the respective connection points are as shown in the figure, the transformer coupling Mobile charge flows from the capacitance 10 pF into the output capacitance of each semiconductor switch.
10b-60nC in Fig. 8 (b), when Q1-Q6 in Fig. 8 (a) switches from on to off, the voltage applied to the transformer coupling capacitance 10pF is + 2kV as shown in Fig. 8 (b). It represents the charge that moves when it is -3kV.
Further, 400 nC to 550 nC in FIG. 8B represent the electric charge flowing through each output capacitance 400 pF. First, in FIG. 8B, 1 kV is applied to the left end output capacitance 400 pF, and 400 nC (= 400 pF). / 1 kV) of charge flows, and then, the moving charge from the transformer coupling capacitor 10 pF flowing into the connection point is added, and 400 nC to 550 nC of charge flows through each output capacitor.
The amount of mobile charge that flows as the output capacity of the semiconductor switch closer to the output arm flows, and the divided charge of each part divided by the output capacity equivalently represents the shared voltage of the semiconductor switch, and the shared voltage of the semiconductor switch closer to the output arm Becomes higher.
Conventionally, in order to equalize the shared voltage, capacitors are connected in parallel to the semiconductor switches Q1 to Q6, and a capacitor having a larger capacity is connected to a semiconductor switch closer to the output arm.

本実施例1によれば、各トランス15の1次巻線16と2次巻線17間が空気によって絶縁されるので、1次巻線と2次巻線間の浮遊容量、つまりトランス結合容量は数pF以下と小さく、トランス結合容量から出力容量への移動電荷が少ない。
このため半導体スイッチ20の分担電圧のアンバランスが小さくなり、出力容量の充放電に伴う損失を均一化できると共に、半導体スイッチにコンデンサを並列に接続する必要がなくなり部品点数・コストを抑えることができる。
According to the first embodiment, since the primary winding 16 and the secondary winding 17 of each transformer 15 are insulated by air, the stray capacitance between the primary winding and the secondary winding, that is, the transformer coupling capacitance. Is as small as several pF or less, and there is little transfer charge from the transformer coupling capacitance to the output capacitance.
For this reason, the unbalance of the shared voltage of the semiconductor switch 20 is reduced, the loss due to charging / discharging of the output capacitance can be made uniform, and it is not necessary to connect a capacitor in parallel to the semiconductor switch, thereby reducing the number of parts and the cost. .

更に、従来は、直列多段に接続された半導体スイッチに絶縁トランスを用いて各ゲート回路に駆動用電力を供給する方法として、複数個の絶縁トランスの1次側を並列に接続し、各トランスの2次巻線に整流回路を介して該ゲート回路が接続され駆動用電力が供給されていた。
この場合、複数のゲート回路のうち1つでも故障しトランスの出力がショートするとトランス1次側が短絡状態となり、トランス1次側のトランスドライブ回路も連鎖的に故障してしまうため、各トランスの出力(2次側)に短絡電流検出のための保護回路を設けるなどの対策を行っていた。
本実施例1によれば、複数のゲートドライブ回路19のうち1つが故障しトランス15の出力がショートした場合でも、トランス1次側が短絡状態にならずトランス15は継続して他のゲートドライブ回路に駆動用電力を供給することができる。
Furthermore, conventionally, as a method of supplying driving power to each gate circuit using an isolation transformer to semiconductor switches connected in series in multiple stages, the primary sides of a plurality of isolation transformers are connected in parallel, The gate circuit is connected to the secondary winding via a rectifier circuit, and driving power is supplied.
In this case, if one of the plurality of gate circuits fails and the output of the transformer is short-circuited, the primary side of the transformer is short-circuited, and the transformer drive circuit on the primary side of the transformer also fails in a chained manner. Measures such as providing a protection circuit for short-circuit current detection on the (secondary side) were taken.
According to the first embodiment, even when one of the plurality of gate drive circuits 19 breaks down and the output of the transformer 15 is short-circuited, the transformer primary side is not short-circuited and the transformer 15 continues to another gate drive circuit. Can be supplied with driving power.

即ち、入力電圧Vinで巻数比N、インダクタンスL1のトランスをn個直列に接続した場合の総インダクタンスLはn・L1、インダクタンス導通時間をtとするとこの場合の励磁電流IlはVin・t/(n・L1)である。
n個のトランスのうち1個の出力がショートした場合、ショートしたトランスは磁気飽和
を起こし1次側インダクタンスはゼロとなる。
これによりトランスの1次電圧がV1'=Vin/(n-1)に上昇するため、他の2次側の出力電圧(即ちゲートドライブ回路の出力電圧=ゲート電圧)もV2'=Vin・N/(n-1)に上昇する。
また1次側の総インダクタンスL=n・L1はL'=(n-1)・L1に減少し、励磁電流IlがVin・t/((n-1)・L1)に増加する。
1次電流I1は2次電流I2と励磁電流との和なので、1次電流I1はI2+ Vin・t/(n・L1)からI2+ Vin・t/((n-1)・L1)に増加する。
つまり、n個のトランスのうち1個の出力がショートすると、2次側出力電圧(ゲート電圧)はV2'=Vin・N/(n-1)に増加またはゼロとなり、1次電流I1も増加するが、nが十分に大きければ2次側出力電圧及び1次電流の増加分もわずかである。
That is, when n transformers having a turn ratio N and an inductance L1 connected in series with the input voltage Vin are n · L1 and the inductance conduction time is t, the excitation current Il in this case is Vin · t / ( n · L1).
When one of the n transformers is short-circuited, the short-circuited transformer causes magnetic saturation and the primary inductance becomes zero.
As a result, the primary voltage of the transformer rises to V1 ′ = Vin / (n−1), so the output voltage on the other secondary side (ie, the output voltage of the gate drive circuit = gate voltage) is also V2 ′ = Vin · N. It rises to / (n-1).
Further, the total inductance L = n · L1 on the primary side decreases to L ′ = (n−1) · L1, and the excitation current Il increases to Vin · t / ((n−1) · L1).
Since the primary current I1 is the sum of the secondary current I2 and the excitation current, the primary current I1 increases from I2 + Vin · t / (n · L1) to I2 + Vin · t / ((n-1) · L1). .
In other words, when one of n transformers is short-circuited, the secondary output voltage (gate voltage) increases to V2 '= Vin · N / (n-1) or becomes zero, and the primary current I1 also increases. However, if n is sufficiently large, the increase of the secondary output voltage and the primary current is also small.

1次巻線を直列に接続しない従来の絶縁トランスは、少なくとも1つの2次巻線がショートすると、トランスドライブ回路が故障し、他の2次巻線の電圧が低下するため継続動作が不可能であった。
1次巻線を直列に接続した本実施例1によれば、必要耐圧に対して十分なマージンを有する半導体スイッチを用いれば、ゲート電圧がV2'=Vin・N/(n-1)に上昇するが、装置が停止することなく継続して動作可能である。
また半導体スイッチとして絶縁ゲート素子を用いた場合では、ゲート電圧が上がるとオン抵抗が下がり、損失増加が低減されるので、
半導体スイッチの分担電圧増加に伴う発熱の増加が緩和され、故障箇所のメンテナンスを行うまでの期間、装置を停止させること無く、継続動作させることが可能となり、非常に高い信頼性を確保できる。
In the conventional isolation transformer that does not connect the primary windings in series, if at least one secondary winding is short-circuited, the transformer drive circuit breaks down and the voltage of the other secondary windings decreases, making it impossible to continue operation. Met.
According to the first embodiment in which the primary windings are connected in series, the gate voltage rises to V2 '= Vin · N / (n-1) if a semiconductor switch having a sufficient margin for the required withstand voltage is used. However, the apparatus can continue to operate without stopping.
In addition, when an insulated gate element is used as a semiconductor switch, if the gate voltage increases, the on-resistance decreases and the loss increase is reduced.
The increase in heat generation associated with the increase in the shared voltage of the semiconductor switch is mitigated, and it is possible to continue the operation without stopping the apparatus until the maintenance of the failed part, thereby ensuring a very high reliability.

更に、従来はゲートドライブ回路19の故障を検出するには、トランスの各出力(2次
側)を監視する必要があった。本実施例1においては、1次巻線が直列である複数のトランスのうち少なくとも1つのトランスの2次側がショートすると、他のトランスの2次側の出力電圧はVin・N/nからVin・N/(n-1)に増加する。
上記のように2次側の出力電圧はVin・N/(n-1)に増加するが、必要耐圧に対して十分なマージンを有する半導体スイッチを使用することで複数のトランスのうち少なくとも1つのトランスの2次側がショートしても装置のメンテナンスを行うまでの期間、装置を停止することなく継続して動作が可能であるため高い信頼性が得られる。
また、複数のトランスのうち少なくとも1つのトランスの2次側電圧を監視し、2次側電圧が所定のしきい値を超えた場合にゲートドライブ回路19の動作を停止させる保護回路を備えることにより、ゲートドライブ回路19の故障に対して容易に対処することができる。
Further, conventionally, in order to detect a failure of the gate drive circuit 19, it is necessary to monitor each output (secondary side) of the transformer. In the first embodiment, when the secondary side of at least one transformer among a plurality of transformers in which the primary windings are in series is short-circuited, the output voltage on the secondary side of the other transformer is changed from Vin · N / n to Vin · Increase to N / (n-1).
As described above, the output voltage on the secondary side increases to Vin · N / (n-1). However, by using a semiconductor switch having a sufficient margin for the required breakdown voltage, at least one of the plurality of transformers is used. Even if the secondary side of the transformer is short-circuited, high reliability can be obtained because operation can be continued without stopping the apparatus until the apparatus is maintained.
Further, by providing a protection circuit that monitors the secondary side voltage of at least one of the plurality of transformers and stops the operation of the gate drive circuit 19 when the secondary side voltage exceeds a predetermined threshold value. Therefore, it is possible to easily cope with the failure of the gate drive circuit 19.

また、前記のように2次側の出力電圧を監視する場合は、保護回路のある1次側と2次側をフォトカプラなどで絶縁する必要がある。本実施例1によれば、故障により出力がショートになると、1次電流はI1=I2+ Vin・t/((n-1)・L1)に、1次電圧はV1'=Vin/(n-1)に増加する。従って、直列1次巻線における1次電流または1次電圧を監視し、1次電流または1次電圧が所定のしきい値を超えた場合に、ゲートドライブ回路19の動作を停止させる保護回路を備えるようにしても、ゲートドライブ回路19の故障に対して容易に対処することができる。
本実施例1によれば保護回路と監視電圧を絶縁することなく保護をかけられるので、複雑な回路を必要とせず、回路調整などに時間を割かれることがなくなり、設計時間の短縮とコスト削減の両方が図れる。
Further, when the output voltage on the secondary side is monitored as described above, it is necessary to insulate the primary side and the secondary side having the protection circuit with a photocoupler or the like. According to the first embodiment, when the output is short-circuited due to a failure, the primary current is I1 = I2 + Vin · t / ((n−1) · L1), and the primary voltage is V1 ′ = Vin / (n− Increase to 1). Therefore, a protection circuit that monitors the primary current or the primary voltage in the series primary winding and stops the operation of the gate drive circuit 19 when the primary current or the primary voltage exceeds a predetermined threshold value. Even if it is provided, it is possible to easily cope with the failure of the gate drive circuit 19.
According to the first embodiment, since the protection circuit and the monitoring voltage can be protected without being insulated, a complicated circuit is not required and time is not spent for circuit adjustment, thereby shortening the design time and cost. Both can be planned.

従来1次巻線を直列にしたこの種のトランスは各々のトランスコアに1次巻線を巻回し、プリント基板上にトランスコアを台座や接着剤等で固定すると共に、1次巻線はプリント基板の配線パターンで直列に接続されていた。1次巻線を複数のトランスに巻回する従来トランスは組立工数が多くコスト高となっていた。
上記問題を解決するため、銅ブスバー等の機械的剛性の高い導体を1次巻線に使用し、複数のトランスコアを、その中空部が1列に連なるように固定した後、複数のトランスコアを前記銅ブスバーで貫通連結することが行われていた。これにより、1次巻線を複数のトランスコアに巻回する手間が省かれ、組立工数は大幅に改善される。
しかし、1次巻線の巻数が2ターン以上の場合、各々の1次巻線を保持・固定するために複数の端子台と、上記複数の端子台を実装するための広い実装スペースが必要で基板サイズが大型化してしまう問題があった。
また、トランスコアに複数の1次巻線を貫通させるには内径が大きなトランスコアが必要だった。内径が大きなトランスコアは形状が大きく重いためプリント基板への実装が困難で電源装置全体の小型化が難しく、コスト高になる。さらに1次巻線の耐振動性を向上させるため1次巻線には機械的剛性の高いブスバー等を使用する必要があり、やはりコスト高となっていた。
本実施例1によれば、ゲート用電源7を構成する複数のトランス15の複数の1次巻線16はプリント基板28に配置される。プリント基板28に配置された複数の1次巻線16の両端は多ピン端子台22を介して一括してプリント基板21上の配線に接続されるので、実装スペースが抑えられると共に組み立てが簡単になり、装置の小型化と組み立て工数の削減が図れる。さらに1次巻線16である配線パターンはプリント基板28上に固定され、銅ブスバー等を使用する必要が無くなる。1次巻線16はプリント基板28の製造精度で高密度配線が可能なので1次巻線16の巻数が2ターン以上の場合でも内径が小さなトランスコアを使用でき電源装置全体の小型化とコスト削減が図れる。
Conventional transformers of this type with primary windings connected in series have primary windings wound around each transformer core, and the transformer core is fixed on a printed circuit board with a base or an adhesive, and the primary winding is printed. They were connected in series with the wiring pattern of the board. The conventional transformer in which the primary winding is wound around a plurality of transformers has a large number of assembly steps and is expensive.
In order to solve the above problem, a conductor having high mechanical rigidity such as a copper bus bar is used for the primary winding, a plurality of transformer cores are fixed so that the hollow portions thereof are connected in a row, and then a plurality of transformer cores are used. Are connected through the copper bus bar. This saves the trouble of winding the primary winding around a plurality of transformer cores and greatly improves the assembly man-hours.
However, when the number of turns of the primary winding is 2 turns or more, a plurality of terminal blocks and a large mounting space for mounting the plurality of terminal blocks are required to hold and fix each primary winding. There was a problem that the substrate size was increased.
In addition, a transformer core with a large inner diameter was required to allow a plurality of primary windings to pass through the transformer core. A transformer core with a large inner diameter is large and heavy, so that it is difficult to mount on a printed circuit board, and it is difficult to reduce the size of the entire power supply device, resulting in high costs. Furthermore, in order to improve the vibration resistance of the primary winding, it is necessary to use a bus bar having high mechanical rigidity for the primary winding, which is also expensive.
According to the first embodiment, the plurality of primary windings 16 of the plurality of transformers 15 constituting the gate power supply 7 are arranged on the printed circuit board 28. Since both ends of the plurality of primary windings 16 arranged on the printed circuit board 28 are collectively connected to the wiring on the printed circuit board 21 via the multi-pin terminal block 22, the mounting space is reduced and the assembly is easy. As a result, the apparatus can be reduced in size and the number of assembly steps can be reduced. Furthermore, the wiring pattern which is the primary winding 16 is fixed on the printed circuit board 28, and there is no need to use a copper bus bar or the like. Since the primary winding 16 enables high-density wiring with the manufacturing accuracy of the printed circuit board 28, a transformer core with a small inner diameter can be used even when the number of turns of the primary winding 16 is two or more, thereby reducing the size and cost of the entire power supply device. Can be planned.

一般的にトランスを小型化するため、スイッチング周波数は数百kHzの高周波に設定される。1次巻線を流れる電流のスイッチング周波数が数百kHzの高周波になると1次電流は導体内部には流れず、表皮効果のため導体表面近傍にしか流れない。
従来は、1次巻線として、機械的剛性を得るための理由で必要以上に肉厚で高コストの銅ブスバー等を使用していた。
本実施例1に示すように1次巻線にプリント基板上の配線パターンを使用した場合、配線パターンの厚さはスイッチング周波数が数百kHz時の表皮効果の表皮深さよりも十分に薄いため、1次電流は配線パターン全体に流れる。上記、配線パターンはプリント基板に固定されており、プリント基板に剛性があるので複数のトランスコアを貫通しやすい。
本実施例1によれば、必要最小限の導体で高い剛性を持つ1次巻線が低コストに得られる。
Generally, in order to reduce the size of the transformer, the switching frequency is set to a high frequency of several hundred kHz. When the switching frequency of the current flowing through the primary winding becomes a high frequency of several hundred kHz, the primary current does not flow inside the conductor but flows only near the conductor surface due to the skin effect.
Conventionally, as the primary winding, a copper bus bar or the like that is thicker and more expensive than necessary for the purpose of obtaining mechanical rigidity has been used.
When the wiring pattern on the printed circuit board is used for the primary winding as shown in the first embodiment, the thickness of the wiring pattern is sufficiently thinner than the skin depth of the skin effect when the switching frequency is several hundred kHz. The primary current flows through the entire wiring pattern. The wiring pattern is fixed to the printed circuit board, and the printed circuit board is rigid, so that it easily penetrates the plurality of transformer cores.
According to the first embodiment, a primary winding having a high rigidity and a minimum necessary conductor can be obtained at low cost.

従来は実装スペースやコスト削減といった製造上の制約から1次巻線の巻数N1を増やして1次側インダクタンス値を大きくすることが困難であったため、スイッチング周波数を高くし、トランスが磁気飽和を起さないようにピーク電流を抑える必要があった。
トランス1次巻線には励磁電流Ilと出力電流Ioからなる1次電流I1が流れ、励磁電流IlはIl= Vin・ton/L1から求められる。また、1次側インダクタンスL1はL1= μ・S・N1^2/lから算出でき、励磁電流Ilは巻数N1の2乗に比例する。従来はスイッチング周波数を高くし、オン時間tonを短くしたり、トランスコア断面積Sを大きくすることで励磁電流Ilを小さくし、ピーク電流Ipkを抑えていた。
本実施例1によれば実装スペースを抑えつつ1次巻線の巻数N1を容易に増やすことができ、励磁電流Ilは巻数N1の2乗に反比例するのでスイッチング周波数を高くすることなくピーク電流Ipkを抑えることが可能である。
スイッチング周波数の低周波化により部分放電の発生頻度が低減するだけでなくコモンモード電流も減少するので電源の低ノイズ化が図れる。またコア断面積の小さなトランスコアが使用可能となるので電源装置全体の小型化ができる。
トランスを駆動するトランスドライブ回路の設計には、素子選定をはじめとした高い技術力が必要で、設計が困難だった。本実施例1によれば、スイッチング周波数が低周波化され、トランスドライブ回路設計者の設計負荷を軽減できる。
Previously, it was difficult to increase the primary inductance by increasing the number of primary winding turns N1 due to manufacturing restrictions such as mounting space and cost reduction. Therefore, the switching frequency was increased and the transformer caused magnetic saturation. It was necessary to suppress the peak current so as not to occur.
A primary current I1 including an exciting current Il and an output current Io flows through the transformer primary winding, and the exciting current Il is obtained from Il = Vin · ton / L1. The primary inductance L1 can be calculated from L1 = μ · S · N1 ^ 2 / l, and the excitation current Il is proportional to the square of the number of turns N1. Conventionally, the excitation current Il is reduced by suppressing the peak current Ipk by increasing the switching frequency, shortening the on-time ton, or increasing the transformer core cross-sectional area S.
According to the first embodiment, the number of turns N1 of the primary winding can be easily increased while suppressing the mounting space, and the excitation current Il is inversely proportional to the square of the number of turns N1, so that the peak current Ipk is not increased without increasing the switching frequency. Can be suppressed.
Lowering the switching frequency not only reduces the frequency of occurrence of partial discharge, but also reduces the common mode current, so that the noise of the power supply can be reduced. Further, since a transformer core having a small core cross-sectional area can be used, the entire power supply device can be reduced in size.
The design of the transformer drive circuit that drives the transformer required high technical skills, including element selection, and was difficult to design. According to the first embodiment, the switching frequency is lowered, and the design load on the transformer drive circuit designer can be reduced.

更に、トランスコアが小型・軽量化されることで、複数のトランス15をプリント基板21上に実装可能となり、取り付け性が向上すると共に、台座23を介してトランスがはんだ付けによって固定されるため耐振動性が向上する。またプリント基板上の配線パターンのノイズシールド効果により、プリント基板21の裏面方向へのトランスからの輻射ノイズがシールドされる。
このようにプリント基板上にトランスを実装することで、配線部材、トランスや端子台といった構造体とシールド板とを兼ね備えたゲート用電源が構成でき、トランスの1次巻線と2次巻線間の距離と位置、空間・沿面距離といった絶縁距離を、プリント基板の製造精度で極めて高精度に制御可能であると共に、配線が簡便な低ノイズ高周波交流電源装置が得られる。
Furthermore, since the transformer core is reduced in size and weight, a plurality of transformers 15 can be mounted on the printed circuit board 21, and the mounting property is improved and the transformer is fixed by soldering via the pedestal 23. Vibration is improved. Further, due to the noise shielding effect of the wiring pattern on the printed circuit board, radiation noise from the transformer toward the back surface of the printed circuit board 21 is shielded.
By mounting the transformer on the printed circuit board in this way, it is possible to configure a gate power supply that combines a shield member with a structure such as a wiring member, a transformer, and a terminal block, and between the primary winding and the secondary winding of the transformer. Insulation distances such as distance, position, space and creepage distance can be controlled with extremely high precision with printed circuit board manufacturing accuracy, and a low-noise high-frequency AC power supply device with simple wiring can be obtained.

また、本実施例1によれば、独立した複数のトランスコア18に2次巻線17が巻かれるため、2次巻線17間は空間距離を設けて絶縁され、トランスコアを小型・軽量化できると共にエポキシ樹脂でモールドする必要がないためコストを抑えることができる。
また、本実施例1によれば、各トランス15は広く流通している部材を用いて構成可能なため汎用性に優れ、構成部材は極めて安価であるため、モールドトランスを用いた従来の装置と比較して安価な高周波交流電源装置が得られる。
また、本実施例1によれば、各トランス15を樹脂で封止する必要が無く、汚損状態を目で見て確認できるためメンテナンス時期を容易に確認できるほか、ハケなどでトランスコア周辺を清掃することによって簡便に機能を回復することができるためメンテナンスコストを抑えることができる。
Further, according to the first embodiment, since the secondary winding 17 is wound around the plurality of independent transformer cores 18, the secondary windings 17 are insulated by providing a spatial distance, thereby reducing the size and weight of the transformer core. In addition, since it is not necessary to mold with an epoxy resin, the cost can be reduced.
In addition, according to the first embodiment, each transformer 15 can be configured using widely distributed members, so that it has excellent versatility and the components are extremely inexpensive. In comparison, an inexpensive high-frequency AC power supply device can be obtained.
In addition, according to the first embodiment, it is not necessary to seal each transformer 15 with resin, and the contamination state can be visually confirmed so that the maintenance time can be easily confirmed, and the periphery of the transformer core is cleaned by brushing or the like. By doing so, the function can be easily restored, so that the maintenance cost can be suppressed.

従来、複数のトランスコアに1次巻線が貫通するこの種のトランスでは1次巻線に銅ブスバー等が用いられており、1次巻線の両端を端子台にネジ締め固定していたが、ネジ締め時にネジ回転方向に1次巻線も動いてしまい、トランスコア中心から1次巻線がズレ易く、高い精度で1次巻線を各トランスコアの中心に貫通させることが困難であった。
そのため、1次巻線と2次巻線間の距離が部分的に短くなり、1次巻線と2次巻線間の距離が短い部分で部分放電の発生確率が高まり、コモンモード電流が増加するといった問題があった。
本実施例1によれば1次巻線をプリント基板に配置し、図4に示すように複数の1次巻線と多ピン構造の多ピン端子台22をはんだ付けなどで接続することで、従来のネジ締め固定とは異なり1次巻線を端子台に固定する際に1次巻線が動かないため、高い精度で1次巻線を各トランスコア中心に貫通させることが出来る。
1次巻線を高い精度で各トランスコア中心に貫通させることが出来るため、1次巻線と2次巻線間の距離を均等に保つことができ、部分放電の発生を抑えるとともに、コモンモード電流の少ない低ノイズ多出力ゲート電源が得られる。
Conventionally, in this type of transformer in which the primary winding passes through a plurality of transformer cores, a copper bus bar or the like is used for the primary winding, and both ends of the primary winding are screwed and fixed to the terminal block. When the screw is tightened, the primary winding also moves in the screw rotation direction, the primary winding is likely to be displaced from the center of the transformer core, and it is difficult to pass the primary winding through the center of each transformer core with high accuracy. It was.
Therefore, the distance between the primary winding and the secondary winding is partially shortened, and the probability of partial discharge is increased at the portion where the distance between the primary winding and the secondary winding is short, and the common mode current is increased. There was a problem such as.
According to the first embodiment, primary windings are arranged on a printed circuit board, and a plurality of primary windings and a multi-pin terminal block 22 having a multi-pin structure are connected by soldering as shown in FIG. Unlike the conventional screw fastening, the primary winding does not move when the primary winding is fixed to the terminal block. Therefore, the primary winding can be passed through the center of each transformer core with high accuracy.
Since the primary winding can be penetrated through the center of each transformer core with high accuracy, the distance between the primary winding and the secondary winding can be kept uniform, and the occurrence of partial discharge can be suppressed. A low-noise, multi-output gate power supply with low current can be obtained.

以上のように本発明の実施例1に係る高周波交流電源装置によれば、直列に接続された複数の半導体スイッチ20と、これらの半導体スイッチをそれぞれ駆動する複数のゲートドライブ回路19と、これらのゲートドライブ回路にそれぞれ電圧源を供給する多出力ゲート用電源7とを備え、多出力ゲート用電源7は、各ゲートドライブ回路19に相互に、絶縁された電圧源を供給する複数のトランス15と、これらのトランスに駆動電力を供給するトランスドライブ回路14を含み、トランスは、閉じた磁路を形成するトランスコア18と、このトランスコアに巻回された2次巻線17と、トランスコアの中空部を貫通する1次巻線16とで構成され、2次巻線は各ゲートドライブ回路に接続され、複数のトランスの1次巻線は直列に接続され、直列1次巻線16と2次巻線17が空間距離を設けて配置され、かつ、直列1次巻線16がプリント基板28に配置されているので、トランスの1次巻線と2次巻線間の絶縁性能を向上させると共に浮遊容量を低減し、巻線間の絶縁が容易に取れ、かつ小型・軽量、低コストのゲート用電源を構成でき、直列多段接続されたインバータ等の半導体スイッチのスイッチング周波数とスイッチング電圧を高めることができる。
さらに、1次巻線はプリント基板に固定され、銅ブスバー等を使用する必要が無く、1次巻線はプリント基板の製造精度で高密度配線が可能なので1次巻線の巻数が2ターン以上の場合でも内径が小さなトランスコアを使用でき電源装置全体の小型化とコスト削減が図れる。
As described above, according to the high-frequency AC power supply device according to the first embodiment of the present invention, the plurality of semiconductor switches 20 connected in series, the plurality of gate drive circuits 19 that respectively drive these semiconductor switches, and these A multi-output gate power source 7 for supplying a voltage source to each of the gate drive circuits, and the multi-output gate power source 7 includes a plurality of transformers 15 for supplying each gate drive circuit 19 with a mutually isolated voltage source; The transformer includes a transformer drive circuit 14 that supplies driving power to the transformer. The transformer includes a transformer core 18 that forms a closed magnetic path, a secondary winding 17 wound around the transformer core, and a transformer core. The secondary winding is connected to each gate drive circuit, and the primary windings of a plurality of transformers are connected in series. Since the series primary winding 16 and the secondary winding 17 are arranged with a spatial distance, and the series primary winding 16 is arranged on the printed circuit board 28, the primary winding and secondary of the transformer Insulators such as inverters connected in series in multiple stages can improve the insulation performance between windings, reduce stray capacitance, easily make insulation between windings, and can be configured as a small, lightweight, low-cost gate power supply. The switching frequency and switching voltage of the switch can be increased.
In addition, the primary winding is fixed to the printed circuit board, and there is no need to use a copper bus bar, etc. The primary winding is capable of high-density wiring with the manufacturing accuracy of the printed circuit board, so the number of turns of the primary winding is 2 turns or more. Even in this case, a transformer core with a small inner diameter can be used, and the entire power supply apparatus can be reduced in size and cost.

なお、本実施例1ではトロイダル状(環状)のトランスコアを例に説明したが、トロイダル状(環状)のトランスコア以外でも閉じた磁路が形成されるため、図9に示すような角型のトランスコアでも、トロイダル状(環状)のトランスコアと同様に本実施例1で説明したような効果が得られることは言うまでも無い。
この場合、トランスコアが角型であることで、トロイダル状(環状)のトランスコアと比較して、トランスコアとトランスコア取り付け面の接触面積が広いので、安定してトランスコアを基板に固定できるため台座を必要とせず、耐振動性が向上するとともに信頼性が向上し、コストと組み立て工数が削減される。
また一般的に角型のトランスコアには、トランスコアを分割できるものがあり、1次巻線を配線後に、トランスコアを組み立てることで、トランスコア中空部に1次巻線を配置することができ、組み立て性が向上する。
In the first embodiment, a toroidal (annular) transformer core has been described as an example. However, since a closed magnetic path is formed other than the toroidal (annular) transformer core, a square shape as shown in FIG. 9 is formed. Needless to say, the same effect as described in the first embodiment can be obtained with this transformer core as well as the toroidal (annular) transformer core.
In this case, since the transformer core is square, the contact area between the transformer core and the transformer core mounting surface is larger than that of the toroidal (annular) transformer core, so that the transformer core can be stably fixed to the substrate. Therefore, a pedestal is not required, vibration resistance is improved, reliability is improved, and cost and assembly man-hours are reduced.
In general, some rectangular transformer cores can divide the transformer core. After the primary winding is wired, the transformer core is assembled to arrange the primary winding in the hollow portion of the transformer core. This improves assembly.

また、本実施例1ではギャップ(スリット)がないトランスコアを例に説明したが、トランスコアに軽微なギャップ(スリット)がある場合でも、ギャップ(スリット)間でも磁束が連続しており、閉じた磁路が形成されるため、ギャップ(スリット)がないトランスコアと同様な効果が得られる。
またギャップ(スリット)を設けることで、トランスコアを基板に固定した後、1次巻線をトランスコアに貫通させることなく、ギャップ(スリット)を通して1次巻線をトランスコア中空部に配置することができるので組み立て性が向上する。
Further, in the first embodiment, the transformer core having no gap (slit) is described as an example, but even when the transformer core has a slight gap (slit), the magnetic flux is continuous between the gaps (slits), and the transformer core is closed. Since the magnetic path is formed, the same effect as the transformer core having no gap (slit) can be obtained.
In addition, after the transformer core is fixed to the substrate by providing a gap (slit), the primary winding is disposed in the transformer core hollow portion through the gap (slit) without passing the primary winding through the transformer core. As a result, assembly is improved.

本実施例1では部分放電が発生しても1次巻線と2次巻線間は空気によって絶縁されているため従来のモールドトランスのように部分放電が発生することで起きるトリーイング現象による絶縁破壊が起こらず、装置を停止させること無く継続して運転を行うことができる。
従って、本実施例1と異なり1次巻線と2次巻線間の距離が短い場合やトランスが汚損した場合は部分放電を発生しやすいが、部分放電発生時に生成されるオゾンによって装置内部への害虫やネズミ等の侵入を防止することができる(オゾンにはハエやゴキブリ等の害虫やネズミ等の忌避効果、殺虫や害虫の活動の抑制効果がある)。
上記のように1次巻線と2次巻線間に部分放電が発生する場合はオゾンが生成されオゾンによって害虫やネズミ等が装置に侵入することで起きる故障、短絡事故などを防止できるため装置の信頼性が高まる。
In the first embodiment, even if a partial discharge occurs, the primary winding and the secondary winding are insulated by air, so that insulation is caused by a treeing phenomenon that occurs when a partial discharge occurs like a conventional mold transformer. There is no destruction, and the operation can be continued without stopping the apparatus.
Therefore, unlike the first embodiment, when the distance between the primary winding and the secondary winding is short or when the transformer is contaminated, partial discharge is likely to occur. Can be prevented (ozone has repellent effects such as flies and cockroaches and rats, and suppresses insecticidal and pest activity).
When partial discharge occurs between the primary and secondary windings as described above, ozone is generated, and it is possible to prevent malfunctions, short circuit accidents, etc. caused by pests and rats entering the device due to ozone. Increased reliability.

実施例2.
図10、及び図11は、ゲート用電源7におけるトランス部分の他の構成例を示す斜視図及び要部平面図である。
図10において、複数のトランスコア18は、それらの中空部が一列に連なるように台座23を介してプリント基板21上に取り付けられる。複数の直列1次巻線16は多層プリント基板29の内層を通り、全てのトランスコア18の中空部を直線状に貫通するように配置される。1次巻線16の両端は多ピン端子台22でプリント基板21上に支持され、前記多ピン端子台22を介して1次巻線16には1次電流が供給される。各2次巻線17は、その両端がプリント基板21上の配線に接続され、整流回路27を介して対応する各ゲートドライブ回路19に直流電圧を供給する。
Example 2
10 and 11 are a perspective view and a plan view of a main part showing another configuration example of the transformer part in the gate power supply 7.
In FIG. 10, a plurality of transformer cores 18 are mounted on a printed circuit board 21 via a pedestal 23 so that their hollow portions are connected in a row. The plurality of series primary windings 16 are arranged so as to pass through the inner layer of the multilayer printed circuit board 29 and linearly penetrate the hollow portions of all the transformer cores 18. Both ends of the primary winding 16 are supported on the printed circuit board 21 by a multi-pin terminal block 22, and a primary current is supplied to the primary winding 16 through the multi-pin terminal block 22. Each secondary winding 17 has both ends connected to the wiring on the printed circuit board 21 and supplies a DC voltage to the corresponding gate drive circuit 19 via the rectifier circuit 27.

本実施例2においては、図11に詳細を示すように、複数のトランス15は、2次巻線17が各トランスコア18の中心よりトランスコアのプリント基板取り付け部側(台座23側)に偏って巻かれ、複数の直列1次巻線16は多層プリント基板29の内層を通り、多ピン端子台22を介してプリント基板上の配線に接続される。
上記実施例1に示すように複数の1次巻線を外層に配置した場合、導電性の汚損物質により複数の1次巻線間が短絡するのを防ぐため、プリント基板外装に絶縁性コーティング材等を塗布し、1次巻線間を絶縁する必要があった。
また、確実に汚損物質による1次巻線間の短絡を防ぐため絶縁性コーティング材の膜厚を管理する必要があったが、複数の1次巻線を多層プリント基板29の内層に配置することで確実に1次巻線間を絶縁することができ、1次巻線間の短絡故障に対する信頼性を高めることができると共に、プリント基板に絶縁性コーティング材等を塗布する必要がないので、加工数削減によるコスト低減が図れる。
In the second embodiment, as shown in detail in FIG. 11, in the plurality of transformers 15, the secondary windings 17 are biased from the center of each transformer core 18 toward the printed circuit board mounting portion side (the pedestal 23 side) of the transformer core. The plurality of series primary windings 16 pass through the inner layer of the multilayer printed circuit board 29 and are connected to wiring on the printed circuit board via the multi-pin terminal block 22.
In the case where a plurality of primary windings are arranged in the outer layer as shown in the first embodiment, in order to prevent a short circuit between the plurality of primary windings due to conductive fouling substances, an insulating coating material is provided on the printed circuit board exterior. It was necessary to insulate the primary windings.
In addition, the film thickness of the insulating coating material needs to be managed in order to reliably prevent a short circuit between the primary windings due to fouling substances, but a plurality of primary windings should be arranged in the inner layer of the multilayer printed circuit board 29. The primary windings can be reliably insulated with each other, the reliability against short-circuit failure between the primary windings can be improved, and there is no need to apply an insulating coating material to the printed circuit board. The cost can be reduced by reducing the number.

一般的にトランスの巻線はトランスコア全体に均一に起磁力を発生させるためトランスコア全周に均一に巻かれるが、2次巻線をコア全周に均一に巻いた場合は、1次巻線がトランスコアの中心を通るときに1次巻線と2次巻線間の空間距離、つまり絶縁性能が最大になると共に浮遊容量が最小となる。従って、図11に示されるように、2次巻線17をトランスコア18の中心より下のトランスコア取り付け部側に偏らせて巻き、1次巻線16を2次巻線17の偏りとは反対側に偏らせて複数のトランスコア18に貫通させることで、1次巻線16がトランスコア18の中心を通るときよりも1次巻線16と2次巻線17間の空間距離を容易に大きくできるため、所望の絶縁距離を取りやすくトランスコアを小型・軽量化できる。
また1次巻線16と2次巻線17の間の浮遊容量は距離に反比例するので、前記のように1次巻線16と2次巻線17間の空間距離を大きくすることで、1次巻線と2次巻線間の浮遊容量が小さくなり、浮遊容量を介して流れるコモンモード電流を抑制できる。
Generally, the transformer winding is uniformly wound around the entire circumference of the transformer core in order to generate a magnetomotive force uniformly throughout the transformer core. However, when the secondary winding is wound uniformly around the entire core, the primary winding is wound. When the wire passes through the center of the transformer core, the spatial distance between the primary winding and the secondary winding, that is, the insulation performance is maximized and the stray capacitance is minimized. Accordingly, as shown in FIG. 11, the secondary winding 17 is biased toward the transformer core mounting portion side below the center of the transformer core 18 and the primary winding 16 is biased to the secondary winding 17. By biasing to the opposite side and passing through the plurality of transformer cores 18, the spatial distance between the primary winding 16 and the secondary winding 17 is easier than when the primary winding 16 passes through the center of the transformer core 18. Therefore, the transformer core can be reduced in size and weight easily by taking a desired insulation distance.
Further, since the stray capacitance between the primary winding 16 and the secondary winding 17 is inversely proportional to the distance, as described above, the spatial distance between the primary winding 16 and the secondary winding 17 is increased to 1 The stray capacitance between the secondary winding and the secondary winding is reduced, and the common mode current flowing through the stray capacitance can be suppressed.

更に、一般的に振動などによって巻線が動くと巻線とトランスコアが擦れて巻線の絶縁皮膜が剥がれる恐れがあるため、巻線をトランスコアに接着剤で固定するなどの対策が施されるが、巻線をコア全周に均一に巻いた場合は、コア全周に接着剤を塗布する必要があり組み立て工数、加工時間が長くなるためコスト高となる。
本実施例2のように、2次巻線17をトランスコア18の中心より、トランスコア取り付け部の方向に偏らせて巻くことで、コアと取り付け面との接着の際に巻線も同時に接着固定できるので、組み立て性・加工時間が改善されるだけでなく巻線の配線長を短くでき、コストを抑えることができる。
Furthermore, in general, if the winding moves due to vibration or the like, the winding and the transformer core may rub and the insulation film of the winding may peel off. Therefore, measures such as fixing the winding to the transformer core with an adhesive are taken. However, when the winding is uniformly wound around the entire circumference of the core, it is necessary to apply an adhesive to the entire circumference of the core, which increases the number of assembling steps and processing time, resulting in an increase in cost.
As in the second embodiment, the secondary winding 17 is biased from the center of the transformer core 18 in the direction of the transformer core mounting portion, so that the winding is also bonded at the same time when the core and the mounting surface are bonded. Since it can be fixed, not only can assembly and processing time be improved, but the wiring length of the winding can be shortened, and the cost can be reduced.

なお、このような構成とした場合であっても、上記実施例1と同様の効果を奏することは、言うまでもない。
また、本実施例2ではトロイダル状(環状)のトランスコアを例に説明したが、トロイダル状(環状)のトランスコア以外でも閉じた磁路が形成されるため、図12に示すような角型のトランスコアでも、トロイダル状(環状)のトランスコアと同様に本実施例2で説明したような効果が得られることは言うまでも無い。
この場合、トランスコアが角型であることで、トロイダル状(環状)のトランスコアと比較して、トランスコアとトランスコア取り付け面の接触面積が広いので、安定してトランスコアを基板に固定できるため台座を必要とせず、耐振動性が向上するとともに信頼性が向上し、コストと組み立て工数が削減される。
また一般的に角型のトランスコアには、トランスコアを分割できるものがあり、1次巻線を配線後に、トランスコアを組み立てることで、トランスコア中空部に1次巻線を配置することができ、組み立て性が向上する。
In addition, even if it is a case where it is such a structure, it cannot be overemphasized that there exists an effect similar to the said Example 1. FIG.
Further, in the second embodiment, the toroidal (annular) transformer core is described as an example. However, since a closed magnetic path is formed other than the toroidal (annular) transformer core, a square shape as shown in FIG. Needless to say, the same effect as described in the second embodiment can be obtained with this transformer core as well as the toroidal (annular) transformer core.
In this case, since the transformer core is square, the contact area between the transformer core and the transformer core mounting surface is larger than that of the toroidal (annular) transformer core, so that the transformer core can be stably fixed to the substrate. Therefore, a pedestal is not required, vibration resistance is improved, reliability is improved, and cost and assembly man-hours are reduced.
In general, some rectangular transformer cores can divide the transformer core. After the primary winding is wired, the transformer core is assembled to arrange the primary winding in the hollow portion of the transformer core. This improves assembly.

また、本実施例2ではギャップ(スリット)がないトランスコアを例に説明したが、トランスコアに軽微なギャップ(スリット)がある場合でも、ギャップ(スリット)間でも磁束が連続しており、閉じた磁路が形成されるため、ギャップ(スリット)がないトランスコアと同様な効果が得られる。
またギャップ(スリット)を設けることで、トランスコアを基板に固定した後、1次巻線をトランスコアに貫通させることなく、ギャップ(スリット)を通して1次巻線をトランスコア中空部に配置することができるので組み立て性が向上する。
Further, in the second embodiment, the transformer core having no gap (slit) is described as an example. However, even when the transformer core has a slight gap (slit), the magnetic flux is continuous between the gaps (slits) and closed. Since the magnetic path is formed, the same effect as the transformer core having no gap (slit) can be obtained.
In addition, after the transformer core is fixed to the substrate by providing a gap (slit), the primary winding is disposed in the transformer core hollow portion through the gap (slit) without passing the primary winding through the transformer core. As a result, assembly is improved.

1 放電管、2 誘電体コンデンサ、3 放電抵抗、4 出力リアクトル、5 高電圧スイッチ、6 ゲート回路、7 ゲート用電源、8 直流高圧電源、9 制御回路、10
光発振器、11 光ファイバ、12 商用電源、13 AC/DCコンバータ、14 トランスゲートドライブ回路、15 トランス、16 1次巻線、17 2次巻線、18 トランスコア、19 ゲートドライブ回路、20 半導体スイッチ、21 プリント基板、22 多ピン端子台、23 台座、24 電極、25 ボイド、26 絶縁物、27 整流回路、28 プリント基板、29 多層プリント基板
1 discharge tube, 2 dielectric capacitor, 3 discharge resistor, 4 output reactor, 5 high voltage switch, 6 gate circuit, 7 power supply for gate, 8 DC high voltage power supply, 9 control circuit, 10
Optical oscillator, 11 Optical fiber, 12 Commercial power supply, 13 AC / DC converter, 14 Transformer gate drive circuit, 15 Transformer, 16 Primary winding, 17 Secondary winding, 18 Transformer core, 19 Gate drive circuit, 20 Semiconductor switch , 21 Printed circuit board, 22 Multi-pin terminal block, 23 Base, 24 Electrode, 25 Void, 26 Insulator, 27 Rectifier circuit, 28 Printed circuit board, 29 Multilayer printed circuit board

Claims (8)

直列に接続された複数の半導体スイッチと、これらの半導体スイッチをそれぞれ駆動する複数のゲートドライブ回路と、これらのゲートドライブ回路にそれぞれ電圧源を供給する多出力ゲート用電源とを備え、
前記多出力ゲート用電源は、前記各ゲートドライブ回路に相互に、絶縁された電圧源を供給する複数のトランスと、これらのトランスに駆動電力を供給するトランスドライブ回路を含み、
前記トランスは、閉じた磁路を形成するトランスコアと、このトランスコアに巻回された2次巻線と、前記トランスコアの中空部を貫通する1次巻線とで構成され、
前記2次巻線は前記各ゲートドライブ回路に接続され、
前記複数のトランスの1次巻線は直列に接続され、
前記直列1次巻線と2次巻線が空間距離を設けて配置され、
かつ、前記直列1次巻線がプリント基板に配置されている
ことを特徴とする高周波交流電源装置。
A plurality of semiconductor switches connected in series, a plurality of gate drive circuits that respectively drive these semiconductor switches, and a multi-output gate power supply that supplies a voltage source to each of these gate drive circuits,
The multi-output gate power supply includes a plurality of transformers that supply mutually isolated voltage sources to the gate drive circuits, and a transformer drive circuit that supplies drive power to these transformers,
The transformer includes a transformer core that forms a closed magnetic path, a secondary winding wound around the transformer core, and a primary winding that passes through a hollow portion of the transformer core.
The secondary winding is connected to each of the gate drive circuits;
The primary windings of the plurality of transformers are connected in series,
The series primary winding and the secondary winding are arranged with a spatial distance,
In addition, the high-frequency AC power supply device, wherein the series primary winding is disposed on a printed circuit board.
前記複数のトランスを構成する複数のトランスコアはそれらの中空部が一列に連なるように配置され、前記1次巻線は直線状の導体で構成され、前記複数のトランスコアの中空部を一括して貫通することを特徴とする請求項1記載の高周波交流電源装置。   The plurality of transformer cores constituting the plurality of transformers are arranged so that the hollow portions thereof are connected in a line, the primary winding is constituted by a linear conductor, and the hollow portions of the plurality of transformer cores are collectively arranged. The high frequency alternating current power supply device according to claim 1, wherein the high frequency alternating current power supply device is penetrated. 前記各トランスコアにギャップ(スリット)を形成したことを特徴とする請求項1または2記載の高周波交流電源装置。   The high frequency AC power supply device according to claim 1, wherein a gap (slit) is formed in each of the transformer cores. 前記各2次巻線が、前記各トランスコアのプリント基板取り付け部側に偏って巻かれており、前記1次巻線がプリント基板取り付け部とは反対方向に偏ってトランスコアを貫通することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の高周波交流電源装置。   Each of the secondary windings is wound biased toward the printed circuit board mounting portion side of each of the transformer cores, and the primary winding is biased in a direction opposite to the printed circuit board mounting portion and passes through the transformer core. The high frequency alternating current power supply device according to any one of claims 1 to 3. 前記直列1次巻線が配置されたプリント基板は多層プリント基板で、前記直列1次巻線が多層プリント基板の内層に配置されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の高周波交流電源装置。   The printed circuit board on which the series primary winding is disposed is a multilayer printed circuit board, and the series primary winding is disposed on an inner layer of the multilayer printed circuit board. The high-frequency AC power supply device described. 前記直列1次巻線における1次電流または1次電圧を監視し、前記1次電流または1次電圧が所定のしきい値を超えた場合に、前記ゲートドライブ回路の動作が停止することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の高周波交流電源装置。   The primary current or primary voltage in the series primary winding is monitored, and the operation of the gate drive circuit stops when the primary current or primary voltage exceeds a predetermined threshold value. The high frequency alternating current power supply device according to any one of claims 1 to 5. 前記複数のトランスのうち少なくとも1つのトランスの2次側電圧を監視し、前記2次側電圧が所定のしきい値を超えた場合に、前記ゲートドライブ回路の動作が停止することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の高周波交流電源装置。   A secondary side voltage of at least one of the plurality of transformers is monitored, and the operation of the gate drive circuit is stopped when the secondary side voltage exceeds a predetermined threshold value. The high frequency alternating current power supply device as described in any one of Claims 1 thru | or 6. 前記複数のトランスの1次巻線と2次巻線間に部分放電が発生し、オゾンが生成されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載の高周波交流電源装置。   8. The high-frequency AC power supply device according to claim 1, wherein partial discharge is generated between primary windings and secondary windings of the plurality of transformers, and ozone is generated. 9.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015016146A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 三菱電機株式会社 Gate-power-supply device and semiconductor circuit breaker using same
JP2015126596A (en) * 2013-12-26 2015-07-06 三菱電機株式会社 High-frequency ac power-supply device
WO2018142631A1 (en) * 2017-02-06 2018-08-09 株式会社京三製作所 Insulated power source and power conversion device
JP2018151406A (en) * 2018-06-01 2018-09-27 日立金属株式会社 Current detection structure
DE102017120924A1 (en) 2017-09-11 2019-03-14 Hanon Systems EMC filter to suppress interference signals
JP2020022293A (en) * 2018-08-02 2020-02-06 株式会社明電舎 Gate drive circuit unit and pulse power supply
WO2024009057A1 (en) * 2022-07-06 2024-01-11 Latent Drive Ltd Apparatus for treatment of electrodes

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4825130B1 (en) * 1969-12-04 1973-07-26
JPS5049624A (en) * 1973-09-05 1975-05-02
JPS56141770A (en) * 1980-04-01 1981-11-05 Hitachi Ltd Driving device of semiconductor element
JPS63129862A (en) * 1986-11-19 1988-06-02 Fuji Electric Co Ltd Current transformer for charging of firing power source
JPH01157274A (en) * 1987-08-21 1989-06-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Push-pull voltage boosting and/or step-down dc-dc converter
JPH0529692A (en) * 1991-07-19 1993-02-05 Mitsubishi Electric Corp Pulse generator
JPH05304451A (en) * 1992-04-24 1993-11-16 Pulse Denshi Gijutsu Kk Dc high-voltage solid switching device
JP2001274025A (en) * 2000-03-27 2001-10-05 Nippon Koden Corp Transformer for semiconductor switch
JP2006165050A (en) * 2004-12-02 2006-06-22 Murata Mfg Co Ltd Transformer integrated circuit board
JP3991450B2 (en) * 1998-06-16 2007-10-17 三菱電機株式会社 High frequency AC power supply
JP2009284562A (en) * 2008-05-19 2009-12-03 Mitsubishi Electric Corp High-frequency ac power supply device

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4825130B1 (en) * 1969-12-04 1973-07-26
JPS5049624A (en) * 1973-09-05 1975-05-02
JPS56141770A (en) * 1980-04-01 1981-11-05 Hitachi Ltd Driving device of semiconductor element
JPS63129862A (en) * 1986-11-19 1988-06-02 Fuji Electric Co Ltd Current transformer for charging of firing power source
JPH01157274A (en) * 1987-08-21 1989-06-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Push-pull voltage boosting and/or step-down dc-dc converter
JPH0529692A (en) * 1991-07-19 1993-02-05 Mitsubishi Electric Corp Pulse generator
JPH05304451A (en) * 1992-04-24 1993-11-16 Pulse Denshi Gijutsu Kk Dc high-voltage solid switching device
JP3991450B2 (en) * 1998-06-16 2007-10-17 三菱電機株式会社 High frequency AC power supply
JP2001274025A (en) * 2000-03-27 2001-10-05 Nippon Koden Corp Transformer for semiconductor switch
JP2006165050A (en) * 2004-12-02 2006-06-22 Murata Mfg Co Ltd Transformer integrated circuit board
JP2009284562A (en) * 2008-05-19 2009-12-03 Mitsubishi Electric Corp High-frequency ac power supply device

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9548664B2 (en) 2013-08-01 2017-01-17 Mitsubishi Electric Corporation Gate-power-supply device and semiconductor circuit breaker using same
JPWO2015016146A1 (en) * 2013-08-01 2017-03-02 三菱電機株式会社 Gate power supply device and semiconductor circuit breaker using the same
WO2015016146A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 三菱電機株式会社 Gate-power-supply device and semiconductor circuit breaker using same
JP2015126596A (en) * 2013-12-26 2015-07-06 三菱電機株式会社 High-frequency ac power-supply device
WO2018142631A1 (en) * 2017-02-06 2018-08-09 株式会社京三製作所 Insulated power source and power conversion device
JP2018129891A (en) * 2017-02-06 2018-08-16 株式会社京三製作所 Insulation power supply, and power conversion device
US10992217B2 (en) 2017-02-06 2021-04-27 Kyosan Electric Mfg. Co., Ltd. Insulated power source and power conversion device
CN109494974B (en) * 2017-09-11 2020-12-15 翰昂汽车零部件有限公司 Electromagnetic compatibility filter for suppressing interference signals
DE102017120924A1 (en) 2017-09-11 2019-03-14 Hanon Systems EMC filter to suppress interference signals
CN109494974A (en) * 2017-09-11 2019-03-19 翰昂汽车零部件有限公司 For inhibiting the Electro Magnetic Compatibility filter of interference signal
US10644588B2 (en) 2017-09-11 2020-05-05 Hanon Systems EMC-filter for suppressing noise signals
JP2018151406A (en) * 2018-06-01 2018-09-27 日立金属株式会社 Current detection structure
JP2020022293A (en) * 2018-08-02 2020-02-06 株式会社明電舎 Gate drive circuit unit and pulse power supply
JP7014084B2 (en) 2018-08-02 2022-02-01 株式会社明電舎 Gate drive circuit unit and pulse power supply
WO2024009057A1 (en) * 2022-07-06 2024-01-11 Latent Drive Ltd Apparatus for treatment of electrodes

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