JP2012213255A - Voltage converter - Google Patents

Voltage converter Download PDF

Info

Publication number
JP2012213255A
JP2012213255A JP2011076721A JP2011076721A JP2012213255A JP 2012213255 A JP2012213255 A JP 2012213255A JP 2011076721 A JP2011076721 A JP 2011076721A JP 2011076721 A JP2011076721 A JP 2011076721A JP 2012213255 A JP2012213255 A JP 2012213255A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
power supply
current
switch unit
wiring
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.)
Withdrawn
Application number
JP2011076721A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Otani
芳弘 大谷
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.)
Nippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Seiki Co Ltd
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 Nippon Seiki Co Ltd filed Critical Nippon Seiki Co Ltd
Priority to JP2011076721A priority Critical patent/JP2012213255A/en
Publication of JP2012213255A publication Critical patent/JP2012213255A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage converter capable of reducing noise generated by a current which flows through the wiring.SOLUTION: A power supply circuit 100 has a first wiring structure where a first current flows in the direction which generates a first magnetic field when a switch part SW11 is in a predetermined switch state and a second wiring structure where a second current flows in the direction which generates a second magnetic field which negates the first magnetic field when the switch part SW11 is in the predetermined switch state. Moreover, the first and second currents may be the currents of a harmonic component of the fundamental frequency of the current which flows in the voltage converter.

Description

本発明は、電圧変換装置に関するものである。   The present invention relates to a voltage converter.

例えば、特許文献1には、スイッチング素子のスイッチング時にインダクタL,キャパシタCの共振作用によりスイッチング素子のスイッチング損失を低減することで、スイッチングによって発生するノイズ(磁界)を低減するコンバータ回路が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a converter circuit that reduces noise (magnetic field) generated by switching by reducing the switching loss of the switching element by the resonant action of the inductor L and the capacitor C during switching of the switching element. Yes.

特開平5−260729号公報JP-A-5-260729

しかし、上記特許文献1に記載のコンバータ回路では配線を流れる電流によって発生するノイズを低減する構造ではなかったので、十分なノイズの低減効果が得られない場合があった。   However, since the converter circuit described in Patent Document 1 does not have a structure for reducing noise generated by current flowing in the wiring, there is a case where a sufficient noise reduction effect cannot be obtained.

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配線を流れる電流によって発生するノイズを低減することが出来る電圧変換装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a voltage conversion device capable of reducing noise generated by current flowing through a wiring.

前記目的を達成するため、本発明の第1の観点にかかる電圧変換装置は、
スイッチ部のスイッチングによって、入力電圧の電圧を変化させて出力する電圧変換装置であって、
前記スイッチ部が所定のスイッチ状態のときに、第1の磁界を発生させる向きで第1の電流が流れる第1の配線構造と、
前記スイッチ部が前記所定のスイッチ状態のときに、前記第1の磁界を打ち消す第2の磁界を発生させる向きで第2の電流が流れる第2の配線構造と、
を有する。
In order to achieve the above object, a voltage converter according to a first aspect of the present invention includes:
A voltage converter that changes the voltage of the input voltage and outputs the voltage by switching the switch unit,
A first wiring structure in which a first current flows in a direction to generate a first magnetic field when the switch unit is in a predetermined switch state;
A second wiring structure in which a second current flows in a direction to generate a second magnetic field that cancels the first magnetic field when the switch unit is in the predetermined switch state;
Have

本発明によれば、配線を流れる電流によって発生するノイズを低減することが出来る。   According to the present invention, it is possible to reduce noise generated by a current flowing through a wiring.

本発明の実施形態1の電圧変換回路内の電源回路の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the power supply circuit in the voltage converter circuit of Embodiment 1 of this invention. 図1の電源回路の各部における電流又は電圧を表す図である。It is a figure showing the electric current or voltage in each part of the power supply circuit of FIG. 図1の電源回路に流れる電流を表す図である。It is a figure showing the electric current which flows into the power supply circuit of FIG. 図1の電源回路に流れる電流を表す図である。It is a figure showing the electric current which flows into the power supply circuit of FIG. 図1の電源回路に流れる電流を表す図である。It is a figure showing the electric current which flows into the power supply circuit of FIG. 従来の降圧回路において発生する磁界のノイズスペクトラムの図である。It is a figure of the noise spectrum of the magnetic field which generate | occur | produces in the conventional step-down circuit. 図1の電源回路において発生する磁界のノイズスペクトラムの図である。It is a figure of the noise spectrum of the magnetic field which generate | occur | produces in the power supply circuit of FIG. 本発明の実施形態2の電圧変換回路内の電源回路の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the power supply circuit in the voltage converter circuit of Embodiment 2 of this invention. 図8の電源回路の各部における電流又は電圧を表す図である。It is a figure showing the electric current or voltage in each part of the power supply circuit of FIG. 図8の電源回路に流れる電流を表す図である。It is a figure showing the electric current which flows into the power supply circuit of FIG. 図8の電源回路に流れる電流を表す図である。It is a figure showing the electric current which flows into the power supply circuit of FIG. 図8の電源回路に流れる電流を表す図である。It is a figure showing the electric current which flows into the power supply circuit of FIG. 実施形態1の変形例の電圧変換回路内の電源回路の構成を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for describing a configuration of a power supply circuit in a voltage conversion circuit according to a modification of the first embodiment.

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態1)
(電源回路の構成)
実施形態1の電圧変換装置が備える電源回路100は、図1のように、直流電源1と負荷3との間に接続されている。直流電源1から出力された直流電圧は、電源回路100に入力され、電源回路100によって降圧され、負荷3に出力される。
(Embodiment 1)
(Configuration of power supply circuit)
A power supply circuit 100 included in the voltage conversion apparatus according to the first embodiment is connected between a DC power supply 1 and a load 3 as shown in FIG. The DC voltage output from the DC power supply 1 is input to the power supply circuit 100, stepped down by the power supply circuit 100, and output to the load 3.

電源回路100は、配線LN11と、配線LN12と、第1のキャパシタC10(例えば、100μF)と、第2のキャパシタC11(例えば、0.1μF)と、第3のキャパシタC12(例えば、0.1μF)と、インダクタL11と、スイッチ部SW11と、平滑キャパシタCsと、ダイオードD11と、を備える。   The power supply circuit 100 includes a wiring LN11, a wiring LN12, a first capacitor C10 (for example, 100 μF), a second capacitor C11 (for example, 0.1 μF), and a third capacitor C12 (for example, 0.1 μF). ), An inductor L11, a switch unit SW11, a smoothing capacitor Cs, and a diode D11.

配線LN11は、直流電源1の正極と、負荷3の正極とに接続されている。   The wiring LN11 is connected to the positive electrode of the DC power source 1 and the positive electrode of the load 3.

配線LN12は、直流電源1の負極と、負荷3の負極とに接続されている。   The wiring LN12 is connected to the negative electrode of the DC power source 1 and the negative electrode of the load 3.

第1のキャパシタC10と、第2のキャパシタC11と、第3のキャパシタC12とは、配線LN11と配線LN12とに接続されている。第2のキャパシタC11と、第3のキャパシタC12とは、第1のキャパシタC10の後段に配置されている。   The first capacitor C10, the second capacitor C11, and the third capacitor C12 are connected to the wiring LN11 and the wiring LN12. The second capacitor C11 and the third capacitor C12 are arranged at the subsequent stage of the first capacitor C10.

スイッチ部SW11とインダクタL11とは、配線LN11の途中に配置されている。インダクタL11は、スイッチ部SW11の後段に配置されている。   The switch unit SW11 and the inductor L11 are arranged in the middle of the wiring LN11. The inductor L11 is disposed at the subsequent stage of the switch unit SW11.

スイッチ部SW11は、FET等のスイッチング素子で構成され、制御部150からの制御信号に応じてオンとオフとが切り替わる。スイッチ部SW11は、オンのときに導通状態になり、オフのときに非導通状態になる。   The switch unit SW11 is configured by a switching element such as an FET, and is switched on and off in accordance with a control signal from the control unit 150. The switch unit SW11 is in a conductive state when turned on and is in a nonconductive state when turned off.

ダイオードD11は、配線LN11と配線LN12との間に接続されており、そのカソードが配線LN11に接続され、そのアノードが配線LN12に接続されている。特にカソードは、配線LN11における、スイッチ部SW1とインダクタL11との間に接続されている。   The diode D11 is connected between the wiring LN11 and the wiring LN12, its cathode is connected to the wiring LN11, and its anode is connected to the wiring LN12. In particular, the cathode is connected between the switch unit SW1 and the inductor L11 in the wiring LN11.

平滑キャパシタCsは、配線LN11と配線LN12とに接続されている。平滑キャパシタCsは、インダクタL11の後段に配置されている。   The smoothing capacitor Cs is connected to the wiring LN11 and the wiring LN12. The smoothing capacitor Cs is disposed after the inductor L11.

制御部150は、マイクロコンピュータ等から構成され、スイッチ部SW11に制御信号を供給して、スイッチ部SW11のオンとオフとを切り替える。   The control unit 150 includes a microcomputer or the like, and supplies a control signal to the switch unit SW11 to switch the switch unit SW11 on and off.

上記のような電源回路100においては、第2のキャパシタC11と、スイッチ部SW11と、ダイオードD11と、これらを接続している配線と、を含む閉回路110が構成されている。また、電源回路100においては、第3のキャパシタC13と、スイッチ部SW11と、ダイオードD11と、これらを接続している配線と、を含む閉回路120が構成されている。   In the power supply circuit 100 as described above, the closed circuit 110 including the second capacitor C11, the switch unit SW11, the diode D11, and the wiring connecting them is configured. In the power supply circuit 100, a closed circuit 120 including a third capacitor C13, a switch unit SW11, a diode D11, and a wiring connecting them is configured.

閉回路110と閉回路120とは、所定の回路要素を共有して隣接するようなレイアウトで形成されており、かつ、スイッチ部11のスイッチ状態に応じて、その少なくとも一部に反対向きの電流が流れる配線構造を有する。   The closed circuit 110 and the closed circuit 120 are formed so as to share a predetermined circuit element and are adjacent to each other, and in accordance with the switch state of the switch unit 11, currents in opposite directions are provided at least in part. Has a wiring structure through which the

(電源回路の動作)
制御部150は、図2に示すような、オン信号とオフ信号とが交互に切り替わる制御信号をスイッチ部SW11に供給する。スイッチ部SW11は、供給される制御信号がオン信号のときにオンし、供給される制御信号がオフ信号のときにオフする。
(Power circuit operation)
The control unit 150 supplies a control signal for alternately switching on and off signals to the switch unit SW11 as shown in FIG. The switch unit SW11 is turned on when the supplied control signal is an on signal, and is turned off when the supplied control signal is an off signal.

スイッチ部SW11がオンしているときの電源回路100に流れる電流の代表的な経路を図3に示す。スイッチ部SW11がオンのときには、第1のキャパシタC10にオフのときに充電された電流が放電され、放電された電流は、スイッチ部SW11、インダクタL11を通って負荷3に流れる。この電流は、平滑キャパシタCsによって平滑される。   FIG. 3 shows a typical path of current flowing through the power supply circuit 100 when the switch unit SW11 is on. When the switch unit SW11 is on, the current charged when the first capacitor C10 is off is discharged, and the discharged current flows to the load 3 through the switch unit SW11 and the inductor L11. This current is smoothed by the smoothing capacitor Cs.

スイッチ部SW11がオフしているときの電源回路100に流れる電流の代表的な経路を図4に示す。スイッチ部SW11がオフのときには、インダクタL11、負荷3、ダイオードD11に電流が流れる。また、このとき、第1のキャパシタC10は、直流電源1によって充電される。   FIG. 4 shows a typical path of current flowing through the power supply circuit 100 when the switch unit SW11 is off. When the switch unit SW11 is off, a current flows through the inductor L11, the load 3, and the diode D11. At this time, the first capacitor C10 is charged by the DC power supply 1.

スイッチ部SW11のオンとオフとの切り替わりによって、電源回路の各部に流れる電流を図2に示す。インダクタL11は、スイッチ部SW11のオンとオフとの切り替わり時において、電流を流さないように、又は、電流を流そうとする。これによって、図2のように、スイッチ部SW12に流れる電流は、スイッチ部SW11がオンした直後から徐々に大きくなり、ダイオードD11に流れる電流は、スイッチ部SW11がオフした直後から徐々に小さくなる。負荷3に流れる電流(インダクタL11に流れ、平滑キャパシタCsで平滑された電流)は、ダイオードD11とスイッチ部SW11とに流れる電流を足したものと同じである。電源回路100に入力される入力電圧(直流電源1から出力される出力電圧)は、上記インダクタL11によって降圧されて、負荷3に印加される。   FIG. 2 shows currents that flow through the respective parts of the power supply circuit when the switch unit SW11 is switched on and off. The inductor L11 does not flow current or tries to flow current when the switch unit SW11 is switched on and off. As a result, as shown in FIG. 2, the current flowing through the switch unit SW12 gradually increases immediately after the switch unit SW11 is turned on, and the current flowing through the diode D11 gradually decreases after the switch unit SW11 is turned off. The current flowing through the load 3 (the current flowing through the inductor L11 and smoothed by the smoothing capacitor Cs) is the same as the sum of the current flowing through the diode D11 and the switch unit SW11. An input voltage (output voltage output from the DC power supply 1) input to the power supply circuit 100 is stepped down by the inductor L11 and applied to the load 3.

ここで、第2のキャパシタC11と、第3のキャパシタC12とは、スイッチ部SW11がオフのときに充電され、スイッチ部SW11がオンになった直後に放電される(図2参照)。第2のキャパシタC11と、第3のキャパシタC12とが、放電する電流の主な流れを図5に示す。   Here, the second capacitor C11 and the third capacitor C12 are charged when the switch unit SW11 is turned off and discharged immediately after the switch unit SW11 is turned on (see FIG. 2). The main flow of current discharged by the second capacitor C11 and the third capacitor C12 is shown in FIG.

第2のキャパシタC11の放電時に流れる電流は、スイッチ部SW11、インダクタL11、負荷3を流れて第1のキャパシタC10に流れる。   The current that flows when the second capacitor C11 is discharged flows through the switch SW11, the inductor L11, and the load 3 and then flows into the first capacitor C10.

第3のキャパシタC12の放電時に流れる電流は、スイッチ部SW11、インダクタL11、負荷3を流れて第2のキャパシタC12に流れる。   The current that flows when the third capacitor C12 is discharged flows through the switch SW11, the inductor L11, and the load 3 and then flows into the second capacitor C12.

なお、図示はしないが、第2のキャパシタC11が放電する電流は、疑似的に、閉回路110を、スイッチ部SW11からダイオードD11に向かって流れることも考えられる。第3のキャパシタC12が放電する電流は、疑似的に、閉回路120を、スイッチ部SW11からダイオードD11に向かって流れることも考えられる。   Although not shown, it is conceivable that the current discharged by the second capacitor C11 flows in a pseudo manner from the switch part SW11 toward the diode D11 through the closed circuit 110. It is conceivable that the current discharged from the third capacitor C12 flows in a pseudo manner in the closed circuit 120 from the switch unit SW11 toward the diode D11.

上記のような電流の流れによって、閉回路110と閉回路120とには、その少なくとも一部に、反対向きに流れる電流が流れる(図5の点線矢印参照)。このような電流によって、閉回路110の配線に流れる電流によって発生する磁界は、閉回路120の配線に流れる電流によって発生する磁界によって打ち消されることなる。これによって、電源回路100内の配線を流れる電流によって発生するノイズを低減することが出来る。   Due to the above-described current flow, a current that flows in the opposite direction flows through at least a part of the closed circuit 110 and the closed circuit 120 (see the dotted line arrow in FIG. 5). With such a current, the magnetic field generated by the current flowing through the wiring of the closed circuit 110 is canceled out by the magnetic field generated by the current flowing through the wiring of the closed circuit 120. Thereby, noise generated by the current flowing through the wiring in the power supply circuit 100 can be reduced.

さらに、第1キャパシタC10の静電容量は、第2のキャパシタC11及び第3のキャパシタC12の静電容量よりも大きい。第2のキャパシタC11及び第3のキャパシタC12が放電する電流は、スイッチ部SW11に流れる電流(電源回路100内を流れる電流)の基本周波数の高調波成分の電流である。このため、相殺される磁界は、スイッチ部SW11に流れる電流の基本周波数の高調波成分の電流によって発生する磁界に該当する。このような磁界(ノイズ)は、周波数が高いため、電源回路100の周囲にある機器(特にラジオ等)に悪影響を及ぼしやすい。このため、上記電源回路100は、磁界(特にラジオ周波数帯等の高周波帯のノイズ)の発生を低減することで、効果的に周囲にある機器への悪影響を低減出来る。   Further, the capacitance of the first capacitor C10 is larger than the capacitances of the second capacitor C11 and the third capacitor C12. The current discharged by the second capacitor C11 and the third capacitor C12 is a harmonic component current of the fundamental frequency of the current flowing through the switch unit SW11 (current flowing through the power supply circuit 100). For this reason, the magnetic field to be canceled corresponds to a magnetic field generated by the current of the harmonic component of the fundamental frequency of the current flowing through the switch unit SW11. Since such a magnetic field (noise) has a high frequency, it tends to adversely affect devices (especially radio etc.) around the power supply circuit 100. For this reason, the power supply circuit 100 can effectively reduce adverse effects on surrounding devices by reducing the generation of magnetic fields (particularly noise in a high frequency band such as a radio frequency band).

図6に、従来の降圧回路(図1の電源回路100において、第2のコンデンサC12及びこれに接続される配線を省略した電源回路)において発生する磁界のノイズスペクトラムを、図7に、本実施形態の電源回路100において発生する磁界のノイズスペクトラムを示す。図6及び図7に示すように、発生する磁界は、本実施形態の構成によって、従来よりも低減されていることが分かる。   FIG. 6 shows a noise spectrum of a magnetic field generated in a conventional step-down circuit (a power supply circuit in which the second capacitor C12 and wiring connected thereto are omitted in the power supply circuit 100 of FIG. 1), and FIG. 2 shows a noise spectrum of a magnetic field generated in the power supply circuit 100 according to the embodiment. As shown in FIGS. 6 and 7, it can be seen that the generated magnetic field is reduced by the configuration of the present embodiment as compared with the conventional case.

(実施形態2)
(電源回路の構成)
実施形態2の電圧変換装置が備える電源回路200は、図8のように、直流電源1と負荷3との間に接続されている。直流電源1から出力された直流電圧は、電源回路200に入力され、電源回路200によって昇圧され、負荷3に出力される。
(Embodiment 2)
(Configuration of power supply circuit)
The power supply circuit 200 included in the voltage conversion device of the second embodiment is connected between the DC power supply 1 and the load 3 as shown in FIG. The DC voltage output from the DC power supply 1 is input to the power supply circuit 200, boosted by the power supply circuit 200, and output to the load 3.

電源回路200は、配線LN21と、配線LN22と、第1のキャパシタC20(例えば、100μF)と、第2のキャパシタC21(例えば、0.1μF)と、第3のキャパシタC22(例えば、0.1μF)と、インダクタL21と、スイッチ部SW21と、平滑キャパシタCsと、ダイオードD21と、を備える。   The power supply circuit 200 includes a wiring LN21, a wiring LN22, a first capacitor C20 (for example, 100 μF), a second capacitor C21 (for example, 0.1 μF), and a third capacitor C22 (for example, 0.1 μF). ), An inductor L21, a switch unit SW21, a smoothing capacitor Cs, and a diode D21.

配線LN21は、直流電源1の正極と、負荷3の正極とに接続されている。   The wiring LN21 is connected to the positive electrode of the DC power source 1 and the positive electrode of the load 3.

配線LN22は、直流電源1の負極と、負荷3の負極とに接続されている。   The wiring LN22 is connected to the negative electrode of the DC power source 1 and the negative electrode of the load 3.

第1のキャパシタC20と、第2のキャパシタC21と、第3のキャパシタC22とは、配線LN21と配線LN22とに接続されている。第2のキャパシタC21と、第3のキャパシタC22とは、第1のキャパシタC20及びダイオードD21の後段、かつ、ダイオードD21のカソードに配置されている。   The first capacitor C20, the second capacitor C21, and the third capacitor C22 are connected to the wiring LN21 and the wiring LN22. The second capacitor C21 and the third capacitor C22 are arranged after the first capacitor C20 and the diode D21 and at the cathode of the diode D21.

ダイオードD21とインダクタL21とは、配線LN21の途中に配置されている。ダイオードD21は、インダクタL21の後段に配置されている。ダイオードD21は、そのアノードが直流電源1に向いて配置されている。   The diode D21 and the inductor L21 are arranged in the middle of the wiring LN21. The diode D21 is disposed at the subsequent stage of the inductor L21. The anode of the diode D <b> 21 is arranged facing the DC power supply 1.

スイッチ部SW21は、FET等のスイッチング素子で構成され、制御部150からの制御信号に応じてオンとオフとが切り替わる。スイッチ部SW11は、オンのときに導通状態になり、オフのときに非導通状態になる。スイッチ部SW21は、配線LN21と配線LN22とに接続される。スイッチ部SW21は、その一端が、配線LN21上、かつ、インダクタL21とダイオードD21との間に接続されている。   The switch unit SW21 is configured by a switching element such as an FET, and is switched on and off in accordance with a control signal from the control unit 150. The switch unit SW11 is in a conductive state when turned on and is in a nonconductive state when turned off. The switch unit SW21 is connected to the wiring LN21 and the wiring LN22. One end of the switch unit SW21 is connected to the wiring LN21 and between the inductor L21 and the diode D21.

平滑キャパシタCsは、配線LN21と配線LN22とに接続されている。平滑キャパシタCsは、ダイオードD21の後段に配置されている。   The smoothing capacitor Cs is connected to the wiring LN21 and the wiring LN22. The smoothing capacitor Cs is arranged at the subsequent stage of the diode D21.

制御部250は、マイクロコンピュータ等から構成され、スイッチ部SW21に制御信号を供給して、スイッチ部SW21のオンとオフとを切り替える。   The control unit 250 is configured by a microcomputer or the like, and supplies a control signal to the switch unit SW21 to switch the switch unit SW21 on and off.

上記のような電源回路200においては、第2のキャパシタC21と、スイッチ部SW21と、ダイオードD21と、これらを接続している配線と、を含む閉回路210が構成されている。また、電源回路200においては、第3のキャパシタC23と、スイッチ部SW21と、ダイオードD21と、これらを接続している配線と、を含む閉回路220が構成されている。   In the power supply circuit 200 as described above, a closed circuit 210 including the second capacitor C21, the switch unit SW21, the diode D21, and a wiring connecting them is configured. In the power supply circuit 200, a closed circuit 220 including a third capacitor C23, a switch unit SW21, a diode D21, and a wiring connecting them is configured.

閉回路210と閉回路220とは、所定の回路要素を共有して隣接するようなレイアウトで形成されており、かつ、スイッチ部21のスイッチ状態に応じて、その少なくとも一部に反対向きの電流が流れる配線構造を有する。   The closed circuit 210 and the closed circuit 220 are formed so as to share a predetermined circuit element and are adjacent to each other, and in accordance with the switch state of the switch unit 21, currents in opposite directions are provided at least in part. Has a wiring structure through which the

(電源回路の動作)
制御部250は、図9に示すような、オン信号とオフ信号とが交互に切り替わる制御信号をスイッチ部SW21に供給する。スイッチ部SW21は、供給される制御信号がオン信号のときにオンし、供給される制御信号がオフ信号のときにオフする。
(Power circuit operation)
The control unit 250 supplies a control signal for alternately switching on and off signals to the switch unit SW21 as shown in FIG. The switch unit SW21 is turned on when the supplied control signal is an on signal, and is turned off when the supplied control signal is an off signal.

スイッチ部SW21がオンしているときの電源回路200に流れる電流の代表的な経路を図10に示す。スイッチ部SW21がオンのときには、直流電源1から流れる電流は、第1のキャパシタ20によって安定化されて、インダクタL21、スイッチ部SW21、を通って直流電源1に戻る。この電流は、第1のキャパシタ20によって安定化されている。   FIG. 10 shows a typical path of current flowing through the power supply circuit 200 when the switch unit SW21 is on. When the switch unit SW21 is on, the current flowing from the DC power source 1 is stabilized by the first capacitor 20, and returns to the DC power source 1 through the inductor L21 and the switch unit SW21. This current is stabilized by the first capacitor 20.

スイッチ部SW21がオフしているときの電源回路1に流れる電流の代表的な経路を図11に示す。スイッチ部SW21がオフのときには、直流電源1から流れる電流は、インダクタL21、ダイオードD21を通って、平滑キャパシタCsで平滑化されて、負荷3に流れ、直流電源1に戻る。この電流は、第1のキャパシタ20によって安定化されている。   FIG. 11 shows a typical path of current flowing through the power supply circuit 1 when the switch unit SW21 is off. When the switch unit SW21 is off, the current flowing from the DC power source 1 passes through the inductor L21 and the diode D21, is smoothed by the smoothing capacitor Cs, flows to the load 3, and returns to the DC power source 1. This current is stabilized by the first capacitor 20.

スイッチ部SW21のオンとオフとの切り替わりによって、電源回路の各部に流れる電流を図9に示す。インダクタL21は、スイッチ部SW21のオンとオフとの切り替わり時において、電流を流さないように、又は、電流を流そうとする。これによって、図9のように、スイッチ部SW21に流れる電流は、スイッチ部SW21がオンした直後から徐々に大きくなり、ダイオードD21に流れる電流は、スイッチ部SW21がオフした直後から徐々に小さくなる。ダイオードD21とスイッチ部SW21とに流れる電流を足したものが、インダクタL21に流れる電流である。負荷3に流れる電流は、インダクタL21に流れる電流が平滑キャパシタCsによって平滑化された電流である。電源回路200に入力される入力電圧(直流電源1から出力される出力電圧)はインダクタL21によって昇圧されて、負荷3に印加される。   FIG. 9 shows the current flowing through each part of the power supply circuit when the switch part SW21 is switched on and off. The inductor L21 does not flow current or tries to flow current when the switch unit SW21 is switched on and off. As a result, as shown in FIG. 9, the current flowing through the switch unit SW21 gradually increases immediately after the switch unit SW21 is turned on, and the current flowing through the diode D21 gradually decreases after the switch unit SW21 is turned off. The sum of the current flowing through the diode D21 and the switch unit SW21 is the current flowing through the inductor L21. The current flowing through the load 3 is a current obtained by smoothing the current flowing through the inductor L21 by the smoothing capacitor Cs. An input voltage (output voltage output from the DC power supply 1) input to the power supply circuit 200 is boosted by the inductor L21 and applied to the load 3.

ここで、第2のキャパシタC21と、第3のキャパシタC22とは、スイッチ部SW21がオフのときに充電され、スイッチ部SW21がオンになった直後に放電される(図9参照)。第2のキャパシタC21と、第3のキャパシタC22とが、放電する電流の主な流れを図12に示す。   Here, the second capacitor C21 and the third capacitor C22 are charged when the switch unit SW21 is off, and discharged immediately after the switch unit SW21 is turned on (see FIG. 9). The main flow of current discharged by the second capacitor C21 and the third capacitor C22 is shown in FIG.

第2のキャパシタC21の充電時に流れる電流は、直流電源1から、インダクタL21、ダイオードD21、第2のキャパシタC21、直流電源1に流れる。   The current that flows when the second capacitor C21 is charged flows from the DC power source 1 to the inductor L21, the diode D21, the second capacitor C21, and the DC power source 1.

第3のキャパシタC22の充電時に流れる電流は、直流電源1から、インダクタL21、ダイオードD21、第3のキャパシタC22、直流電源1に流れる。   The current that flows when the third capacitor C22 is charged flows from the DC power source 1 to the inductor L21, the diode D21, the third capacitor C22, and the DC power source 1.

上記のような電流の流れによって、閉回路210と閉回路220とには、その少なくとも一部に、反対向きに流れる電流が流れる(図10の点線矢印参照)。このような電流によって、閉回路110の配線に流れる電流によって発生する磁界は、閉回路120の配線に流れる電流によって発生する磁界によって打ち消されることなる。これによって、電源回路100内の配線を流れる電流によって発生するノイズを低減することが出来る。   Due to the above-described current flow, a current that flows in the opposite direction flows through the closed circuit 210 and the closed circuit 220 at least partially (see the dotted arrows in FIG. 10). With such a current, the magnetic field generated by the current flowing through the wiring of the closed circuit 110 is canceled out by the magnetic field generated by the current flowing through the wiring of the closed circuit 120. Thereby, noise generated by the current flowing through the wiring in the power supply circuit 100 can be reduced.

さらに、第1キャパシタC20の静電容量は、第2のキャパシタC21及び第3のキャパシタC22の静電容量よりも大きい。第2のキャパシタC21及び第3のキャパシタC22が放電する電流は、ダイオードD21に流れる電流(電源回路200内を流れる電流)の基本周波数の高調波成分の電流である。このため、相殺される磁界は、ダイオードD21に流れる電流の基本周波数の高調波成分の電流によって発生する磁界に該当する。このような磁界(ノイズ)は、周波数が高いため、電源回路200の周囲にある機器(特にラジオ等)に悪影響を及ぼしやすい。このため、上記電源回路200は、磁界(特にラジオ周波数帯等の高周波帯のノイズ)の発生を低減することで、効果的に周囲にある機器への悪影響を低減出来る。   Further, the capacitance of the first capacitor C20 is larger than the capacitances of the second capacitor C21 and the third capacitor C22. The current discharged by the second capacitor C21 and the third capacitor C22 is a harmonic component current of the fundamental frequency of the current flowing in the diode D21 (current flowing in the power supply circuit 200). For this reason, the canceled magnetic field corresponds to a magnetic field generated by the current of the harmonic component of the fundamental frequency of the current flowing through the diode D21. Since such a magnetic field (noise) has a high frequency, it tends to adversely affect devices (especially a radio) around the power supply circuit 200. For this reason, the power supply circuit 200 can effectively reduce adverse effects on surrounding devices by reducing the generation of magnetic fields (particularly noise in a high frequency band such as a radio frequency band).

(変形例)
上記のような電流の向きが逆の二つの閉回路を有する電源回路の構成は適宜変更可能である。例えば、図13に示すような回路であっても、電流が流れることによって発生する磁界が相殺される効果がある。図13の電源回路は、図1の電源回路100の変形例であり、対応する素子については同じ符号が付されている。この電源回路は、図1の電源回路100にダイオードD12が追加された構成であり、上下で対照となるような閉回路110及び閉回路120が形成されている。閉回路110及び閉回路120内には、点線矢印で示す向きに電流が流れるので、双方で発生する磁界は相殺されることになるので、実施形態1と同様の効果を得ることが出来る。なお、スイッチ部は、各閉回路内に配置されてもよい。この場合には、複数のスイッチ部によって、入力電圧を変化させるためのスイッチ部が構成される。
(Modification)
The configuration of the power supply circuit having two closed circuits with opposite current directions as described above can be changed as appropriate. For example, even a circuit as shown in FIG. 13 has an effect of canceling out a magnetic field generated by the flow of current. The power supply circuit in FIG. 13 is a modification of the power supply circuit 100 in FIG. 1, and corresponding elements are denoted by the same reference numerals. This power supply circuit has a configuration in which a diode D12 is added to the power supply circuit 100 of FIG. 1, and a closed circuit 110 and a closed circuit 120 are formed so as to be contrasted vertically. Since current flows in the closed circuit 110 and the closed circuit 120 in the directions indicated by the dotted arrows, the magnetic fields generated in both directions are canceled out, so that the same effect as in the first embodiment can be obtained. The switch unit may be disposed in each closed circuit. In this case, a switch unit for changing the input voltage is configured by the plurality of switch units.

なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態や変形例は、本発明の実施例を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。   It should be noted that the present invention can be variously modified and modified without departing from the broad spirit and scope of the present invention. Further, the above-described embodiments and modifications are for explaining examples of the present invention and do not limit the scope of the present invention.

1 直流電源
3 負荷
100,200 電源回路
150,250 制御部
110,120 閉回路
210,220 閉回路
1 DC power supply 3 Load 100, 200 Power supply circuit 150, 250 Control unit 110, 120 Closed circuit 210, 220 Closed circuit

Claims (2)

スイッチ部のスイッチングによって、入力電圧の電圧を変化させて出力する電圧変換装置であって、
前記スイッチ部が所定のスイッチ状態のときに、第1の磁界を発生させる向きで第1の電流が流れる第1の配線構造と、
前記スイッチ部が前記所定のスイッチ状態のときに、前記第1の磁界を打ち消す第2の磁界を発生させる向きで第2の電流が流れる第2の配線構造と、
を有することを特徴とする電圧変換装置。
A voltage converter that changes the voltage of the input voltage and outputs the voltage by switching the switch unit,
A first wiring structure in which a first current flows in a direction to generate a first magnetic field when the switch unit is in a predetermined switch state;
A second wiring structure in which a second current flows in a direction to generate a second magnetic field that cancels the first magnetic field when the switch unit is in the predetermined switch state;
The voltage converter characterized by having.
前記第1の電流と前記第2の電流は、電圧変換装置内に流れる電流の基本周波数の高調波成分の電流である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電圧変換装置。
The first current and the second current are currents of harmonic components of the fundamental frequency of the current flowing in the voltage converter,
The voltage converter according to claim 1.
JP2011076721A 2011-03-30 2011-03-30 Voltage converter Withdrawn JP2012213255A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011076721A JP2012213255A (en) 2011-03-30 2011-03-30 Voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011076721A JP2012213255A (en) 2011-03-30 2011-03-30 Voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012213255A true JP2012213255A (en) 2012-11-01

Family

ID=47266757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011076721A Withdrawn JP2012213255A (en) 2011-03-30 2011-03-30 Voltage converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012213255A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7003340B1 (en) * 2021-03-09 2022-01-20 三菱電機株式会社 Circuit board

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7003340B1 (en) * 2021-03-09 2022-01-20 三菱電機株式会社 Circuit board
WO2022190220A1 (en) * 2021-03-09 2022-09-15 三菱電機株式会社 Circuit board
US11889616B2 (en) 2021-03-09 2024-01-30 Mitsubishi Electric Corporation Circuit board

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4866133B2 (en) Power converter
JP2013169057A (en) Switching power-supply circuit
JP5880641B2 (en) Switching power supply circuit control method
JP6388151B2 (en) Power supply
JP2014050143A (en) Z-source inverter
US10924000B2 (en) DC-DC converter with reduced ripple
JP5923961B2 (en) AC / DC converter
JP4757631B2 (en) Variable frequency amplifier
JP4792847B2 (en) DC-DC converter
JP2012213255A (en) Voltage converter
TWI671986B (en) Power conversion device
US10784772B2 (en) Switching power supply
JP7013961B2 (en) Converter device
JP2021035223A (en) Power factor improving circuit
WO2021028990A1 (en) Dc-dc converter
JP2011067025A (en) Dc-dc converter
JP2013247732A (en) Power-supply device
JP2015061474A (en) Power control device and electronic apparatus
JP5773364B2 (en) EM class amplifier
US9018926B1 (en) Soft-switched PFC converter
JP2019004550A (en) Voltage conversion device
US20190173372A1 (en) Switching power supply circuit structure
JP6206506B2 (en) Power circuit
JP5472478B2 (en) Power converter
KR101299476B1 (en) Power conversion device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140603