JP2572473Y2 - 半導体電力変換装置の電源回路 - Google Patents

半導体電力変換装置の電源回路

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JP2572473Y2
JP2572473Y2 JP1991084674U JP8467491U JP2572473Y2 JP 2572473 Y2 JP2572473 Y2 JP 2572473Y2 JP 1991084674 U JP1991084674 U JP 1991084674U JP 8467491 U JP8467491 U JP 8467491U JP 2572473 Y2 JP2572473 Y2 JP 2572473Y2
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順一 高山
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案はインバータ、サーボドラ
イバ等の可変速制御装置の制御電源に係り、特に半導体
電力変換装置の電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にインバータ、サーボドライバ等の
交流可変速装置の制御電源には、図2に示すように比較
的部品点数が少なく、コスト的に有利なRCC(リンギ
ングチョークコンバータ)方式が採用されることが多
い。図2において1は巻線NP,NB,NSを備えたコン
バータトランス、RGは起動抵抗、Tr1はスイッチング
トランジスタ、RBはベース抵抗、C1,C2,C3はコン
デンサ、DZはツェナーダイオード、D2〜D4はダイオ
ードである。直流入力電圧VINの印加によりベース電流
igが流れるとスイッチングトランジスタTr1はター
ンオンし、その後各巻線NP,NB,NSに電力が誘起し
てトランジスタTr1はオン、オフ制御が繰り返され
る。出力巻線NSに誘起する電力はダイオードD4、コン
デンサC3により整流され直流電圧VOが得られる。
【0003】この回路に於ける入力電圧VINは直流電圧
であるが、この電圧をインバータ主回路の中間直流電圧
より得る(特公昭59ー36514号、登録第1375
949号)ことにより、制御電源のための整流回路等を
不要としている。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】図2において直流入力
電圧VINが印加されると、起動抵抗RGを通してスイッ
チングトランジスタTr1にベース電圧igが流れ、ト
ランジスタTr1はターンオンする。起動抵抗RGにはこ
のような役割があり、動作原理上必要不可欠なものであ
る。400V系インバータでは定常状態でVIN=約60
0V(400×21/2=565V、440×21/2=62
2V)であり、急減速などによる回生時には700〜8
00Vになり、出力地絡保護時には1000〜1200
V程度までVINが上昇する。起動抵抗Rgはトランジス
タTr1のhFE(電流増幅率)や電源回路の起動開始電
圧設定値などの兼ね合いでむやみに高抵抗にはできな
い。インバータ装置の電源回路の起動開始電圧は一般に
定格入力電圧の50%以下が要求される。即ち400V
系インバータでは約250VDC{400×0.9(1
0%ダウン)×0.5(50%)×21/2(DC)=約
255(VDC)}での電源回路の起動開始が要求され
る。このため現状では起動抵抗Rgとして100〜15
0KΩの抵抗値、約8W以上の定格電力値を必要として
いる。したがってプリント基板が大型化するという欠点
があった。
【0005】またベース抵抗RBはトランジスタTr1
FEのばらつきを考慮し、最低入力電圧VIN(MIN)でも
十分なベース電流IBが流せるようにしなくてはならな
いため、ベース抵抗RBの定格電力は現状では4W程度
を必要としている。但しこれはベース巻線NBの電圧VB
にもよるので、設計により異なってくる。しかしVIN
高くなればなるほどVBも高くなるのでベース抵抗RB
電力容量を大きくしなければならず、このためプリント
基板が大型化し、特に400V系では注意を要する。
【0006】本考案は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、起動抵抗およびベース抵抗の電力容量を小
さくしてプリント基板の小形化を図った半導体電力変換
装置の電源回路を提供することにある。
【0007】本考案は、半導体電力変換装置の主回路直
流中間電圧を入力電圧とし、その一次側に主巻線と、こ
の主巻線とは逆極性に巻回されたベース巻線を有し、か
つ二次側には制御電源を得るための二次巻線を有するコ
ンバータトランスと、前記コンバータトランスの主巻線
に直列に接続されたスイッチング素子と、前記入力され
た直流中間電圧を分圧するための起動抵抗と、前記ベー
ス巻線の一端は、ダイオードを介して、前記起動抵抗の
分圧点に接続し、且つベース巻線の他端は直流中間電圧
入力端の負極側に接続すると共に、前記ダイオードのカ
ソード側とベース巻線の他端間にスイッチングレギュレ
ータコントロール用ICを接続し、このICの発信出力
を前記スイッチング素子のベースに印加するよう構成し
たことを特徴としている。
【0008】
【作用】半導体電力変換装置の主回路直流中間電圧VIN
が印加され、スイッチングレギュレータコントロール用
ICの起動開始電圧に達すると、該ICは発振を開始す
る。この発振を開始する入力電圧は起動抵抗によって決
定される。スイッチングレギュレータコントロール用I
Cの発振出力パルスによってスイッチング素子がオン、
オフ制御されると、出力巻線に電力が供給されるととも
にベース巻線に誘起する電圧が前記ICに電源VCCとし
て供給される。
【0009】ベース巻線は主巻線と極性が逆に巻回され
ているため入力電圧が上昇しても電源電圧VCCは一定に
保たれる。このため前記ICの出力パルスの電圧値も一
定となり、スイッチング素子の制御端に接続するベース
抵抗の電力容量は小さくてすむ。これによって装置の信
頼性が向上するとともにプリント基板の小形化を図るこ
とができる。またスイッチングレギュレータコントロー
ル用ICを用いているため起動抵抗電流が小さくなり、
これによって起動抵抗の電力容量は小さくて済み、プリ
ント基板の小形化が図れる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照しながら本考案の一実施例
を説明する。図1において図2と同一部分は同一符号を
以て示している。コンバータトランス1の主巻線NP
はスイッチング素子、例えば電界効果トランジスタFE
T(MOS−FET)が直列に接続されている。RG1
G2は入力電圧(主回路直流電圧)VINを分圧する起動
抵抗である。起動抵抗RG1,RG2の中点は図示極性のツ
ェナーダイオードDZおよびダイオードD2を介してベー
ス巻線NBの一端に接続されている。ツェナーダイオー
ドDZおよびダイオードD2の共通接続点とベース巻線N
Bの他端間にはコンデンサC2が接続されている。起動抵
抗RG1,RG2の共通接続点とベース巻線NBの他端間に
はスイッチングレギュレータコントロール用IC14が
接続されている。このIC14の出力側はベース抵抗R
Bを介して前記FETのゲートに接続されている。コン
バータトランス1の複数の出力巻線に各々誘起する電力
は、ダイオードD4〜DnおよびコンデンサC4〜Cnによ
って各々整流され、制御電源やドライバ電源として供給
される。尚ベース巻線NBは主巻線NPとは逆極性に巻回
されている。また図1(a)の回路の入力電圧VINは図
1(b)に示すインバータの主回路直流中間電圧を用い
る。図1(b)において11は順変換部、12は逆変換
部、13はコンデンサである。
【0011】上記のように構成された回路において、入
力電圧VINが印加されると、起動抵抗RG1,RG2で分圧
された電圧がスイッチングレギュレータコントロール用
IC14に供給される。このときの起動電流igは極め
て小さい。前記IC14の電源電圧VCCが起動開始電圧
CCSに達すると、ICに外付けされた抵抗、コンデン
サで設定される発振周波数でOUT端子からパルスが出
力される。このときの電源電圧VCCは、VCC=Rg2・V
IN/(Rg1+Rg2)=VCCSで表される。従って起動抵
抗Rg1,Rg2によって発振を開始する入力電圧VINを設
定することが出来る。
【0012】電界効果トランジスタFETは前記IC1
4の発振パルス出力によりオン、オフ制御され、オフ時
にダイオードD2が導通してコンデンサC2が充電されス
イッチングレギュレータコントロール用IC14に電源
電圧VCCとして供給される。なおツェナーダイオードD
Zは電圧値調整用として動作する。前記電源電圧VCC
IC14が発振するたびに供給されるので発振は持続し
出力巻線側に電力が得られる。またベース巻線NBは主
巻線NPとは逆方向に巻かれているので、入力電圧VIN
の上昇にともなって電源電圧VCCが上昇し続けることは
なく、一定値に制御される。このため前記IC14の出
力パルスも電圧値は一定となる。これによってベース抵
抗RBの電力容量を小さくすることができる。
【0013】尚スイッチングレギュレータコントロール
用IC14は現在半導体メーカー各社から市販されてい
る。また実施例においてスイッチング素子としてはMO
S−FETを用いているが、これに限らずトランジスタ
等の他のスイッチング素子を用いても良い。
【0014】
【考案の効果】以上のように本考案によれば、主巻線と
は逆方向に巻回されたベース巻線に誘起する電圧を電源
とするスイッチングレギュレータコントロール用ICの
発振出力パルスによってスイッチング素子をオン、オフ
制御するように構成したので次のような優れた効果が得
られる。
【0015】(1)起動電流igが極めて小さいので起
動抵抗の電力容量を小さくすることができる。このため
プリント基板の小形化、および信頼性の向上を図ること
ができる。
【0016】(2)「プリント基板が大きくなる」、
「高信頼性を得られない」などの点から400V系イン
バータの制御電源を主電源からトランスを介して得てい
る場合があったが本考案を適用すればトランス、整流回
路を除くことができるので、装置全体の小形化が図れ
る。
【0017】(3)ベース巻線は主巻線と極性が逆に巻
回されているため入力電圧が上昇しても電源電圧VCC
一定に保たれる。このため前記ICの出力パルスの電圧
値も一定となり、スイッチング素子の制御端に接続する
ベース抵抗の電力容量は小さくてすむ。これによって装
置の信頼性が向上するとともにプリント基板の小形化を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例を示す回路図。
【図2】従来の制御電源の一例を示す回路図。
【符号の説明】
1…トランス、11…順変換部、12…逆変換部、1
3,C1〜Cn…コンデンサ、D2〜Dn…ダイオード、D
Z…ツェナーダイオード、FET…電界効果トランジス
タ、RG1,RG2,…起動抵抗、RB…ベース抵抗、14
…スイッチングレギュレータコントロール用IC。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体電力変換装置の主回路直流中間電
    圧を入力電圧とし、その一次側に主巻線と、この主巻線
    とは逆極性に巻回されたベース巻線を有し、かつ二次側
    には制御電源を得るための二次巻線を有するコンバータ
    トランスと、 前記コンバータトランスの主巻線に直列に接続されたス
    イッチング素子と、 前記入力された直流中間電圧を分圧するための起動抵抗
    と、前記ベース巻線の一端は、ダイオードを介して、前
    記起動抵抗の分圧点に接続し、且つベース巻線の他端は
    直流中間電圧入力端の負極側に接続すると共に、 前記ダイオードのカソード側とベース巻線の他端間にス
    イッチングレギュレータコントロール用ICを接続し、
    このICの発信出力を前記スイッチング素子のベースに
    印加するよう構成したことを 特徴とする半導体電力変換
    装置の電源回路。
JP1991084674U 1991-10-18 1991-10-18 半導体電力変換装置の電源回路 Expired - Lifetime JP2572473Y2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP3037799U (ja) * 1996-11-15 1997-05-20 正一 加藤 魚に飲み込まれた釣針はずし器

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