JP2016171704A - Power supply device - Google Patents

Power supply device Download PDF

Info

Publication number
JP2016171704A
JP2016171704A JP2015050844A JP2015050844A JP2016171704A JP 2016171704 A JP2016171704 A JP 2016171704A JP 2015050844 A JP2015050844 A JP 2015050844A JP 2015050844 A JP2015050844 A JP 2015050844A JP 2016171704 A JP2016171704 A JP 2016171704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
capacitor
voltage
reactor
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015050844A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6775131B2 (en
Inventor
良典 則竹
Yoshinori Noritake
良典 則竹
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.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management 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 Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2015050844A priority Critical patent/JP6775131B2/en
Publication of JP2016171704A publication Critical patent/JP2016171704A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6775131B2 publication Critical patent/JP6775131B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device that can suppress pulse-shaped surge noise.SOLUTION: A power source device that supplies DC current obtained through the output side of a reactor and a wire in turn to a primary-side winding of an insulation type transformer while the polarity of the current is alternately changed by combining the ON/OFF states of plural switching elements, and outputs DC power obtained by rectifying and smoothing AC power induced in a secondary-side winding of the insulation type transformer, comprises a capacitor charged from the wire through a diode, and a discharging switching element for discharging the charges charged in the capacitor when the terminal voltage of the capacitor is not less than a predetermined voltage.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は電流形の昇圧回路を有する電源装置に関するものである。   The present invention relates to a power supply device having a current-type booster circuit.

絶縁型トランスの1次側の巻き線に交互に極性を変えて電流を流す電流形昇圧回路を有
する電源装置では、絶縁型トランスの2次側の巻き線に生じる交流電力を整流し平滑した
後直流電力として出力していた。この直流電力は1次側の巻き線に流す電流を制御するこ
とによってその電圧を制御することができ、リアクタに蓄える電磁エネルギーで昇圧され
るものである。
In a power supply device having a current-type booster circuit in which the polarity is alternately changed to the primary winding of the insulated transformer and flows current, the AC power generated in the secondary winding of the insulated transformer is rectified and smoothed. It was output as DC power. This DC power can be controlled by controlling the current flowing through the primary winding, and is boosted by the electromagnetic energy stored in the reactor.

複数のスイッチング素子のオン/オフ状態の組み合わせを用いて絶縁型トランスの1次
側の巻き線に通電される電流を制御する場合、複数のスイッチング素子が全てオフ状態に
成る場合がある。この時、リアクタに電磁エネルギーが蓄積されているとこの電磁エネル
ギーの行き場(電流が流れる経路)がなくなりスイッチング素子の端子間電圧を上昇させ
る。この端子間電圧がスイッチング素子の耐圧を超えるとこのスイッチング素子は破損に
至る。スイッチング素子の破損を防止するためにリアクタの電磁エネルギーを解放、放電
または消費させるためにリアクタの両端子にスナバ回路を設けるものがあった。(特許文
献1参照)
When the current supplied to the primary winding of the insulating transformer is controlled using the combination of the on / off states of the plurality of switching elements, the plurality of switching elements may all be in the off state. At this time, if electromagnetic energy is accumulated in the reactor, the electromagnetic energy has nowhere to go (the path through which current flows), and the voltage across the switching element is increased. When this inter-terminal voltage exceeds the breakdown voltage of the switching element, the switching element is damaged. Some have provided snubber circuits at both terminals of the reactor to release, discharge or consume the electromagnetic energy of the reactor in order to prevent damage to the switching element. (See Patent Document 1)

特許第5138002号公報Japanese Patent No. 5138002

特許文献1にはインダクタ(リアクタに相当)に並列に接続され、インダクタに流れる
電流を吸収可能なスナバ回路が記載されている。このスナバ回路はトランス(絶縁型トラ
ンスに相当)に流れる電流の遮断時にインダクタから流れる電流を吸収させるものであっ
た。インダクタに蓄積された電磁エネルギーを吸収(コンデンサで吸収後に抵抗で消費)
することによってスイッチング素子の印加電圧が耐圧以上になりこのスイッチング素子が
破損に至ることを防止していた。
Patent Document 1 describes a snubber circuit connected in parallel to an inductor (corresponding to a reactor) and capable of absorbing a current flowing through the inductor. This snubber circuit absorbs the current flowing from the inductor when the current flowing through the transformer (corresponding to an insulating transformer) is interrupted. Absorbs the electromagnetic energy accumulated in the inductor (consumed by the resistor after being absorbed by the capacitor)
This prevents the applied voltage of the switching element from exceeding the withstand voltage and damages the switching element.

リアクタに蓄積された電磁エネルギーをスナバ回路に導く場合、絶縁型トランスの1次
側の巻き線への通電を制御する複数のスイッチング素子のオン/オフ状態とスナバ用スイ
ッチング素子のオン/オフ状態とを同期させる必要がある。1次側の巻き線に電流を通電
しているときに時にスナバ用スイッチング素子をオン状態にするとこの1次側の巻き線に
電流が流れなくなり電源装置の出力電圧が低下する。またリアクタに電磁エネルギーを蓄
積しているときにスナバ用スイッチング素子をオン状態にするとこの電磁エネルギーがス
ナバ回路に吸収され電源装置の出力電圧が低下する。
When the electromagnetic energy accumulated in the reactor is guided to the snubber circuit, an on / off state of a plurality of switching elements for controlling energization to the primary winding of the insulating transformer, and an on / off state of the snubber switching element Need to be synchronized. If the snubber switching element is turned on while a current is applied to the primary winding, the current does not flow through the primary winding, and the output voltage of the power supply device decreases. Further, when the snubber switching element is turned on while electromagnetic energy is accumulated in the reactor, the electromagnetic energy is absorbed by the snubber circuit and the output voltage of the power supply device is lowered.

このため、1次側巻き線への電流の通電が遮断されてからスナバ用スイッチング素子を
オン状態にするが、この間に時間遅れが生じる。この時間遅れの間にリアクタに蓄積され
ていた電磁エネルギーは複数のスイッチング素子のオン/オフ状態の変化に伴うスパイク
電圧とぶつかり合い高圧のスパイク状の電圧となってリアクタと複数のスイッチング素子
とを繋ぐ配線に生じる。また、コンデンサは少なくともこの高圧のスパイク状の電圧に耐
えうる耐圧特性が必要になる。更に特許文献1に記載のものではリアクタの電磁エネルギ
ーがコンデンサで吸収されるので、スナバ用スイッチング素子をオフ状態にした際にリア
クタの出力側(2次側)の電圧が実質的に入力側(1次側)の電圧まで低下している。こ
のため配線の電圧が上昇するまでに時間遅れが生じ、電源装置の出力電圧が目標電圧へ収
束する際の遅れにつながり出力電圧の追従性が抑制されるものであった。
For this reason, the snubber switching element is turned on after the current supply to the primary winding is cut off, but a time delay occurs during this time. The electromagnetic energy accumulated in the reactor during this time delay collides with the spike voltage associated with the change in the on / off state of the plurality of switching elements, and becomes a high-voltage spike-like voltage between the reactor and the plurality of switching elements. Occurs in connecting wires. Further, the capacitor needs to have a withstand voltage characteristic that can withstand at least the high spike voltage. Furthermore, since the electromagnetic energy of the reactor is absorbed by the capacitor in the device described in Patent Document 1, when the snubber switching element is turned off, the voltage on the output side (secondary side) of the reactor is substantially equal to the input side ( The voltage is reduced to the voltage on the primary side. For this reason, a time delay occurs until the voltage of the wiring rises, leading to a delay when the output voltage of the power supply apparatus converges to the target voltage, and the followability of the output voltage is suppressed.

また抵抗で電磁エネルギーを放電、消費することにより、この電磁エネルギーは電源装
置から出力されることはなく、電源装置の変換効率の低下につながる。この電磁エネルギ
ーの損失量は電源装置の出力が大きさに連れて大きくなるものである。
Moreover, by discharging and consuming electromagnetic energy with a resistor, this electromagnetic energy is not output from the power supply device, leading to a decrease in conversion efficiency of the power supply device. The amount of electromagnetic energy loss increases as the output of the power supply device increases.

本発明の電源装置はダイオードとコンデンサから直列回路を構成してリアクタの電磁エ
ネルギーを吸収すると共に、コンデンサの端子電圧を制御するものである。
The power supply device of the present invention constitutes a series circuit from a diode and a capacitor to absorb the electromagnetic energy of the reactor and to control the terminal voltage of the capacitor.

本発明の電源装置は、リアクタの出力側及び配線を順に介して得られる直流電流を複数
のスイッチング素子のオン/オフ状態を組み合わせて絶縁型トランスの1次側巻き線へ交
互に極性を変えて通電し、当該絶縁型トランスの2次側巻き線に誘起する交流電力を整流
し平滑した直流電力を出力する電源装置において、配線からダイオードを介して充電され
るコンデンサと、当該コンデンサの端子電圧が予め定めた電圧以上の時にコンデンサに充
電された電荷を放電させる放電用のスイッチング素子とを備えるものである。
In the power supply device of the present invention, the direct current obtained through the output side of the reactor and the wiring in order is combined with the on / off states of a plurality of switching elements to alternately change the polarity to the primary winding of the insulated transformer. In a power supply device that is energized and rectifies AC power induced in the secondary winding of the insulation transformer and outputs smooth DC power, a capacitor charged from a wiring through a diode and a terminal voltage of the capacitor are And a discharge switching element for discharging the charge charged in the capacitor when the voltage is higher than a predetermined voltage.

本発明の電源装置は、コンデンサの端子電圧を制御することにより用いるコンデンサの
耐圧を下げると共に電圧低下による損失の抑制を図るものである。
The power supply device of the present invention is intended to reduce the withstand voltage of the capacitor used by controlling the terminal voltage of the capacitor and to suppress the loss due to the voltage drop.

本発明の実施例を示す回路の説明図である。It is explanatory drawing of the circuit which shows the Example of this invention. スイッチング素子のオン/オフ状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the on / off state of a switching element.

本発明は、リアクタを介して得られる直流電流を複数のスイッチング素子のオン/オフ
状態を組み合わせて絶縁型トランスの1次側巻き線へ交互に極性を変えて通電し、当該絶
縁型トランスの2次側巻き線に誘起する交流電力を整流し平滑した直流電力を出力する電
源回路に用いることができるものである。
In the present invention, a direct current obtained via a reactor is energized with alternating polarity to the primary winding of an insulating transformer by combining the on / off states of a plurality of switching elements, It can be used for a power supply circuit that outputs DC power that is rectified and smoothed by AC power induced in the secondary winding.

図1は本発明の実施例を示す回路の説明図である。図1において、P及びNは直流電力
が入力される端子であり、例えば太陽電池など出力電圧が自然環境によって変化する直流
電力を出力する直流電源などが接続可能である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a circuit showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, P and N are terminals to which DC power is input. For example, a DC power source that outputs DC power whose output voltage varies depending on the natural environment, such as a solar battery, can be connected.

1はリアクタ、2は6個の電力用のスイッチング素子(2a乃至2f)を単一のパッケ
ージ内に収納しているIPM(Intelligent Power Moduleであ
り電力を制御するパワーMOSFETや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)
などのパワースイッチング素子を収納すると共に、これらスイッチング素子の駆動回路や
自己保護機能を組み込んだ電力用の半導体素子)である。尚、スイッチング素子2a、ス
イッチング素子2bは単相ブリッジ状の結線を成すスイッチング素子とは別に夫々パッケ
ージされた素子を用いても良いものである。
1 is a reactor, and 2 is an IPM (Intelligent Power Module) in which six power switching elements (2a to 2f) are housed in a single package. The power MOSFET and insulated gate bipolar transistor (IGBT) control power. )
And a power semiconductor element incorporating a drive circuit and a self-protection function of these switching elements. The switching elements 2a and 2b may be packaged elements separately from the switching elements that form a single-phase bridge connection.

このIPM2は同一の絶縁性を有する基台にスイッチング素子2a乃至2fが隣接して
配置され、これらのスイッチング素子のドライブ回路やドライブ電源回路なども同時にパ
ッケージ内に収納されている。IPM2には、少なくともスイッチング素子2a乃至2f
の夫々のエミッタ端子、コレクタ端子、及びオン/オフ状態を制御する信号L、信号S、
信号Dを入力する端子が設けられている。(エミッタ端子、コレクタ端子はスイッチング
素子にトランジスタを用いた際の名称であり、ドレン端子、ソース端子などスイッチング
素子の種類に応じて読み換えるものである。)
In the IPM 2, switching elements 2a to 2f are arranged adjacent to each other on the same insulating base, and a drive circuit and a drive power supply circuit of these switching elements are simultaneously accommodated in the package. The IPM 2 includes at least switching elements 2a to 2f.
Each of the emitter terminal, the collector terminal, and the signal L, S,
A terminal for inputting the signal D is provided. (Emitter terminal and collector terminal are names when a transistor is used as a switching element, and are read according to the type of switching element such as a drain terminal and a source terminal.)

信号Lは比較器3から出力されるアナログレベルの電圧信号(デジタル/アナログ変換
された電圧レベルの信号)であり、スイッチング素子2bのオン/オフ状態の制御に用い
られる。信号Sはスイッチング素子2aのオン/オフ状態を制御するものである。信号D
はスイッチング素子2c乃至スイッチング素子2fのオン/オフ状態を制御するものであ
る。信号L、信号S、信号Dは制御部4から出力される。
The signal L is an analog level voltage signal (digital / analog converted voltage level signal) output from the comparator 3, and is used to control the on / off state of the switching element 2b. The signal S controls the on / off state of the switching element 2a. Signal D
Controls the on / off states of the switching elements 2c to 2f. The signal L, signal S, and signal D are output from the control unit 4.

リアクタ1の出力端(2次側)1bには配線5(または配線導体や電装基板上の配線パ
ターンなどを含む)がつながる。この配線5には、ダイオード6を介してスイッチング素
子2a、スイッチング素子2c、スイッチング素子2eがつながっている。ダイオード6
、スイッチング素子2aの直列回路は配線5をリアクタ1の入力端(1次側)1aにつな
げる第1のスナバ回路を構成している。
A wiring 5 (or a wiring conductor or a wiring pattern on an electrical board) is connected to the output terminal (secondary side) 1b of the reactor 1. A switching element 2a, a switching element 2c, and a switching element 2e are connected to the wiring 5 via a diode 6. Diode 6
The series circuit of the switching elements 2a constitutes a first snubber circuit that connects the wiring 5 to the input end (primary side) 1a of the reactor 1.

スイッチング素子2c乃至スイッチング素子2fは制御部4からの信号Dでオン/オフ
状態が制御され、スイッチング素子2c、スイッチング素子2fがオン状態でスイッチン
グ素子2d乃至スイッチング素子2eがオフ状態の場合と、スイッチング素子2c、スイ
ッチング素子2fがオフ状態でスイッチング素子2d乃至スイッチング素子2eがオン状
態の場合とが交互に繰り返されることにより絶縁型トランス7の1次側巻き線7aへ交互
に極性を変えて電流が通電される。
The switching elements 2c to 2f are controlled to be turned on / off by the signal D from the control unit 4, the switching elements 2c and 2f are turned on, and the switching elements 2d to 2e are turned off. When the elements 2c and 2f are turned off and the switching elements 2d to 2e are turned on alternately, the polarity is changed alternately to the primary winding 7a of the insulating transformer 7 and the current flows. Energized.

絶縁型トランス7の2次側巻き線7bに誘起する交流電力は4つのダイオードをブリッ
ジ状に結線した全波整流回路8で整流された後コンデンサ9で平滑され直流電力となる。
この直流電力の電圧は1次側巻き線7aに通電する電流量と絶縁型トランス7の巻き線比
に基づき、リップルはスイッチング素子2c乃至スイッチング素子2fのスイッチング周
波数に基づく。リップルはこの周波数を高くすれば小さくなるが絶縁型トランス7の損失
が増加する。この直流電力は電源装置の出力に相当し、この直流電力は6個のスイッチン
グ素子を3相インバータ回路に結線したインバータ部10で3相の疑似正弦波に変換され
た後、コンデンサ及びリアクタで構成されるフィルタ11を介して高周波成分が除去また
は減衰された後三相交流電力UVWで出力される。この三相交流電力は交流負荷または系
統に重畳することが可能である。インバータ部10のスイッチング素子のオン/オフ状態
を制御する信号Iは制御部から出力され、この信号Iは例えばPWM(Pulse Wi
dth Modulation)方式に基づくものである。尚、インバータ部10の回路
結線をNPC(中性点クランプ)方式や階調方式などの回路結線とすることも可能であり
信号Iは夫々の回路結線に合わせて制御部4で生成すれば良い。
The AC power induced in the secondary winding 7b of the insulating transformer 7 is rectified by a full-wave rectifier circuit 8 in which four diodes are connected in a bridge shape and then smoothed by a capacitor 9 to become DC power.
The voltage of the DC power is based on the amount of current flowing through the primary winding 7a and the winding ratio of the insulating transformer 7, and the ripple is based on the switching frequency of the switching elements 2c to 2f. The ripple decreases as the frequency increases, but the loss of the insulating transformer 7 increases. This DC power is equivalent to the output of the power supply device. This DC power is converted into a three-phase pseudo sine wave by an inverter unit 10 in which six switching elements are connected to a three-phase inverter circuit, and then composed of a capacitor and a reactor. After the high-frequency component is removed or attenuated through the filter 11, the three-phase AC power UVW is output. This three-phase AC power can be superimposed on an AC load or system. A signal I for controlling the on / off state of the switching element of the inverter unit 10 is output from the control unit. This signal I is, for example, PWM (Pulse Wi).
dth Modulation) system. The circuit connection of the inverter unit 10 may be a circuit connection such as an NPC (neutral point clamp) method or a gradation method, and the signal I may be generated by the control unit 4 in accordance with each circuit connection. .

図2はスイッチング素子2a及びスイッチング素子2c乃至スイッチング素子2fのオ
ン/オフ状態の変化を示す説明図である。T1の期間では、スイッチング素子2c、スイ
ッチング素子2fがオン状態でスイッチング素子2d、スイッチング素子2eがオフ状態
の場合と、スイッチング素子2c、スイッチング素子2fがオフ状態でスイッチング素子
2d、スイッチング素子2eがオン状態の場合とが交互に繰り返され1周期分の交流電力
が生成され絶縁型トランス7の1次側巻き線7aに供給される。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing changes in the on / off states of the switching element 2a and the switching elements 2c to 2f. In the period of T1, the switching element 2c and the switching element 2f are turned on and the switching element 2d and the switching element 2e are turned off, and the switching element 2c and the switching element 2f are turned off and the switching element 2d and the switching element 2e are turned on. The AC power for one cycle is generated by alternately repeating the case of the state and supplied to the primary winding 7a of the insulating transformer 7.

T2の期間ではスイッチング素子2c乃至スイッチング素子2fがオフ状態となりスイ
ッチング素子2aがオン状態となる。従って、リアクタ1の2次側1bから出力される電
磁エネルギーはダイオード6、スイッチング素子2aを介してリアクタ1の1次側1aに
吸収される。期間T2はこの電磁エネルギーがリアクタ1の抵抗分で消費される時間を考
量して設定される。尚、期間T2の前後には夫々のスイッチング素子の動作遅れを考慮し
てスイッチング素子2aを早めにオン状態に変え、また遅れてオフ状態にしている。スイ
ッチング素子の耐圧、応答速度が充分であれば省略することも可能である。また、絶縁型
トランス7の一次側巻き線7aを流れていた電流があれば同時に吸収される。
During the period T2, the switching elements 2c to 2f are turned off and the switching element 2a is turned on. Accordingly, the electromagnetic energy output from the secondary side 1b of the reactor 1 is absorbed by the primary side 1a of the reactor 1 through the diode 6 and the switching element 2a. The period T2 is set taking into account the time during which this electromagnetic energy is consumed by the resistance of the reactor 1. In addition, before and after the period T2, the switching element 2a is turned on early and turned off after a delay in consideration of the operation delay of each switching element. If the withstand voltage and response speed of the switching element are sufficient, it can be omitted. Further, if there is a current flowing through the primary winding 7a of the insulating transformer 7, it is absorbed simultaneously.

図2において、スイッチング素子2c乃至スイッチング素子2fが全てオン状態からス
イッチング素子2c及びスイッチング素子2fの組み合わせまたはスイッチング素子2d
及びスイッチング素子2eの組み合わせがオフ状態に変わる時にリアクタ1の出力側1b
から出力される電磁エネルギー(電流)と絶縁型トランス7の1次側の漏れインダクタン
スによって1次側巻き線7aからリアクタ1の出力側1bに向かって流れる電流とが配線
5でぶつかり、瞬間的にスパイク状の高電圧(条件によっては数千ボルトに達する。)と
なる。このスパイク状のサージ電圧(エネルギー)は配線5につながるダイオード12及
びコンデンサ13から成る第2のスナバ回路で吸収される。
In FIG. 2, the switching element 2c to the switching element 2f are all turned on, and the combination of the switching element 2c and the switching element 2f or the switching element 2d
And the output side 1b of the reactor 1 when the combination of the switching element 2e changes to the OFF state.
Between the primary winding 7a and the output 1b of the reactor 1 due to the electromagnetic energy (current) output from the primary transformer 7 and the leakage inductance on the primary side of the insulated transformer 7 collide with the wiring 5 and instantaneously. It becomes a spike-like high voltage (it reaches several thousand volts depending on conditions). This spike-like surge voltage (energy) is absorbed by the second snubber circuit including the diode 12 and the capacitor 13 connected to the wiring 5.

比較器3は配線5からダイオード12を介して充電されるコンデンサ13の端子電圧が
所定値以上になった際にスイッチング素子2bをオン状態にする。スイッチング素子2b
がオン状態に成ることによって、配線5が抵抗14、スイッチング素子2bの直列回路を
介してリアクタ1の1次側1aにつながる放電回路を構成する。従って、配線5に生じた
スパイク状のサージ電圧のうち予め定めた電圧以上の部分はリアクタ1の1次側1aへ流
れ、抵抗14で消費されて減衰する。尚、コンデンサ13の電荷は抵抗を介して当該コン
デンサの端子間で放電するようにしても良く、図1に示した回路結線に限るものではない
The comparator 3 turns on the switching element 2b when the terminal voltage of the capacitor 13 charged from the wiring 5 via the diode 12 exceeds a predetermined value. Switching element 2b
Is turned on to form a discharge circuit in which the wiring 5 is connected to the primary side 1a of the reactor 1 through a series circuit of the resistor 14 and the switching element 2b. Accordingly, a portion of the spike-like surge voltage generated in the wiring 5 that exceeds the predetermined voltage flows to the primary side 1a of the reactor 1 and is consumed by the resistor 14 and attenuates. The electric charge of the capacitor 13 may be discharged between the terminals of the capacitor via a resistor, and is not limited to the circuit connection shown in FIG.

コンデンサ13の端子電圧は抵抗15、抵抗16で分圧された後比較器3の一方の端子
に印加される。比較器3の他方の端子には信号L(電圧信号)が印加され、この信号Lは
制御部4のD/A端子の出力(デジタル/アナログ変換された電圧)であり制御部4によ
って電圧が任意に制御される。従って、コンデンサ13の端子電圧は信号Lに相当する予
め定めた電圧以下に制御されるので、コンデンサ13の耐圧はスパイク状のサージ電圧の
ピークより充分に低くかつ予め定めた電圧以上の電圧であれば良い。尚、比較器3の動作
には所定のディファレンシャルを設定することも可能である。また、比較器3を用いた動
作回路に換えて、コンデンサ13の端子電圧を制御部4へ取り込み、この制御部4からオ
ンデューティを制御したスイッチング信号をスイッチング素子2bへ出力するように構成
することも可能である。
The terminal voltage of the capacitor 13 is divided by the resistors 15 and 16 and then applied to one terminal of the comparator 3. A signal L (voltage signal) is applied to the other terminal of the comparator 3, and this signal L is an output (digital / analog converted voltage) of the D / A terminal of the control unit 4. Controlled arbitrarily. Accordingly, since the terminal voltage of the capacitor 13 is controlled to be equal to or lower than a predetermined voltage corresponding to the signal L, the withstand voltage of the capacitor 13 is sufficiently lower than the peak of the spiked surge voltage and higher than the predetermined voltage. It ’s fine. It should be noted that a predetermined differential can be set for the operation of the comparator 3. Further, in place of the operation circuit using the comparator 3, the terminal voltage of the capacitor 13 is taken into the control unit 4, and a switching signal whose on-duty is controlled is output from the control unit 4 to the switching element 2b. Is also possible.

ダイオード12の立ち上がり電圧を無視すると、コンデンサ13の端子電圧は配線5の
電圧に近い予め定めた電圧にすることができる。コンデンサ13の端子電圧をこのように
設定することによってコンデンサ13の端子電圧(電荷の放電)に伴うエネルギー損失を
抑制することができる。すなわち、電源装置の変換効率を上げることができる。また、端
子P、端子Nに太陽電池を接続しこの太陽電池を最適動作点で発電するように制御した場
合、配線5の電圧は変動するので、制御部4はこの電圧を検出し、この電圧に基づき信号
Lの電圧レベルを変えてコンデンサ13の予め定められた電圧を可変制御すれば太陽電池
の発電領域にわたって変換効率を上げることができるものである。
If the rising voltage of the diode 12 is ignored, the terminal voltage of the capacitor 13 can be a predetermined voltage close to the voltage of the wiring 5. By setting the terminal voltage of the capacitor 13 in this way, energy loss associated with the terminal voltage (charge discharge) of the capacitor 13 can be suppressed. That is, the conversion efficiency of the power supply device can be increased. Further, when a solar cell is connected to the terminal P and the terminal N and this solar cell is controlled to generate power at the optimum operating point, the voltage of the wiring 5 fluctuates, so the control unit 4 detects this voltage, and this voltage If the voltage level of the signal L is changed based on the above and the predetermined voltage of the capacitor 13 is variably controlled, the conversion efficiency can be increased over the power generation region of the solar cell.

本発明は絶縁型トランスを用い太陽電池等の出力電圧が変動する直流出力の電圧を昇降
圧する際のスイッチング素子の動作によるパルス状のサージ電圧を抑制する電源装置に用
いられるものである。
The present invention is used for a power supply apparatus that suppresses a pulsed surge voltage caused by an operation of a switching element when an up-and-down voltage of a DC output voltage, such as a solar cell, is varied using an insulating transformer.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the above description is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.

1 リアクタ
2 IPM
4 制御部
5 配線
6 ダイオード
7 絶縁型トランス
8 全波整流回路
9 コンデンサ
10 インバータ部
11 フィルタ
1 Reactor 2 IPM
4 Control unit 5 Wiring 6 Diode 7 Insulated transformer 8 Full-wave rectification circuit 9 Capacitor 10 Inverter unit 11 Filter

Claims (3)

リアクタの出力側及び配線を順に介して得られる直流電流を複数のスイッチング素子の
オン/オフ状態を組み合わせて絶縁型トランスの1次側巻き線へ交互に極性を変えて通電
し、当該絶縁型トランスの2次側巻き線に誘起する交流電力を整流し平滑した直流電力を
出力する電源装置において、
前記配線からダイオードを介して充電されるコンデンサと、当該コンデンサの端子電圧
が予め定めた電圧以上の時に前記コンデンサに充電された電荷を放電させる放電用のスイ
ッチング素子とを備えることを特徴とする電源装置。
A DC current obtained through the output side of the reactor and the wiring in order is energized by changing the polarity alternately to the primary winding of the insulating transformer by combining the on / off states of a plurality of switching elements. In the power supply device that outputs the DC power that is rectified and smoothed by the AC power induced in the secondary winding of
A power source comprising: a capacitor charged from the wiring through a diode; and a discharge switching element for discharging the charge charged in the capacitor when a terminal voltage of the capacitor is equal to or higher than a predetermined voltage. apparatus.
前記放電用のスイッチング素子は抵抗を介して前記コンデンサの電荷を前記リアクタの
入力側へ放電させることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the switching element for discharging discharges the electric charge of the capacitor to the input side of the reactor through a resistor.
前記複数のスイッチング素子のオン/オフ状態の組み合わせが前記絶縁型トランスの1
次側の巻き線へ電流を通電しない組み合わせの際に動作して前記リアクタから出力される
電磁エネルギーを前記リアクタの入力側へ放電するスナバ用スイッチング素子を備えるこ
とを特徴とする請求項1もしくは請求項2に記載の電源装置。
The combination of the on / off states of the plurality of switching elements is one of the insulating transformers 1.
2. A snubber switching element that operates in a combination in which no current is supplied to the next winding and discharges electromagnetic energy output from the reactor to the input side of the reactor. Item 3. The power supply device according to Item 2.
JP2015050844A 2015-03-13 2015-03-13 Power supply Expired - Fee Related JP6775131B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015050844A JP6775131B2 (en) 2015-03-13 2015-03-13 Power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015050844A JP6775131B2 (en) 2015-03-13 2015-03-13 Power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016171704A true JP2016171704A (en) 2016-09-23
JP6775131B2 JP6775131B2 (en) 2020-10-28

Family

ID=56982709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015050844A Expired - Fee Related JP6775131B2 (en) 2015-03-13 2015-03-13 Power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6775131B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004282868A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Origin Electric Co Ltd Switching power supply circuit
JP5138002B2 (en) * 2010-06-17 2013-02-06 Tdkラムダ株式会社 DCDC converter
JP2013031307A (en) * 2011-07-29 2013-02-07 Tdk Corp Current-type insulation converter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004282868A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Origin Electric Co Ltd Switching power supply circuit
JP5138002B2 (en) * 2010-06-17 2013-02-06 Tdkラムダ株式会社 DCDC converter
JP2013031307A (en) * 2011-07-29 2013-02-07 Tdk Corp Current-type insulation converter

Also Published As

Publication number Publication date
JP6775131B2 (en) 2020-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10348186B2 (en) Overvoltage limiting of AC voltage generation
US9178438B2 (en) Apparatus for resonant converters
US9490708B2 (en) Multiple-output DC/DC converter and power supply having the same
US10044311B2 (en) Inrush limiter for motor drive AC/AC power converters
CN109167518B (en) Vehicle-mounted power supply bidirectional DC-DC converter and control method thereof
EP2613431A1 (en) Switching power supply circuit provided with protection function
Jang et al. Development of 50-kV 100-kW three-phase resonant converter for 95-GHz gyrotron
Xue et al. Bi-directional PHEV battery charger based on normally-off GaN-on-Si multi-chip module
EP3673573B1 (en) System and method for rapid current sensing and transistor timing control
Hu et al. 6.6 kW high-frequency full-bridge LLC DC/DC converter with SiC MOSFETs
Tan et al. Experimental discussions on operating frequencies of a bidirectional isolated DC-DC converter for a battery energy storage system
CN104767388A (en) Ozonator power supply
CN102754325A (en) Pfc converter
Rizet et al. Efficiency improvement in soft-switching three-level converters for high power UPS
JP6775131B2 (en) Power supply
JP6515762B2 (en) Power supply
KR20100038493A (en) A high voltage pulse generator using semi-conductor switch
Cazakevicius et al. High insulation voltage gate-driver applied to a solid state transformer
Chakraborty et al. Design concept of a high power high frequency power supply for feeding 500 kV, 100 mA Cockcroft-Walton generator
WO2008155719A1 (en) Ac / dc converter which regulates the output voltage and prevents the load from current spikes
Jeong et al. Design of 35 kJ/s 25 kV capacitor charging power supply for pulsed power systems
Musumeci et al. IGBT based Three Channel Interleaved PFC Boost Converter for Inverter Front-End Application
JP2016171705A (en) Power supply device
CN220421638U (en) Voltage conversion circuit and electronic equipment
Li et al. A current fed two-inductor boost converter with lossless snubbing for photovoltaic module integrated converter applications

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20160523

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180807

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180808

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181005

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20190116

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190701

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20190709

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20190920

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200611

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200916

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6775131

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees