JP2586993Y2 - Power supply circuit for semiconductor power converter - Google Patents

Power supply circuit for semiconductor power converter

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JP2586993Y2
JP2586993Y2 JP4193992U JP4193992U JP2586993Y2 JP 2586993 Y2 JP2586993 Y2 JP 2586993Y2 JP 4193992 U JP4193992 U JP 4193992U JP 4193992 U JP4193992 U JP 4193992U JP 2586993 Y2 JP2586993 Y2 JP 2586993Y2
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power supply
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順一 高山
雅彦 佐藤
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[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および主回路直流電
圧検出回路に係り、特に半導体電力変換装置の電源回路
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control power supply of a variable speed control device such as an inverter and a servo driver and a main circuit DC voltage detection circuit, and more particularly to a power supply circuit of a semiconductor power conversion device.

【0002】[0002]

【従来の技術】可変速制御装置において主回路直流電圧
検出は制御、保護の両面から必要不可欠である。この直
流電圧検出は主回路電位と絶縁される必要がある。現在
図5(a)のようにフォトカプラ、絶縁アンプなどを用
いた直流電圧検出回路を設ける方式と、図5(b)のよ
うに制御電源出力から直流電圧検出値を得る方式があ
る。この方式では制御電源のトランジスタによって絶縁
がとられている。尚、図5において11はインバータの
順変換部、12は逆変換部、13は直流中間回路のコン
デンサである。
2. Description of the Related Art In a variable speed controller, detection of a main circuit DC voltage is indispensable from both aspects of control and protection. This DC voltage detection needs to be insulated from the main circuit potential. Currently, there are a method of providing a DC voltage detection circuit using a photocoupler, an insulating amplifier and the like as shown in FIG. 5A, and a method of obtaining a DC voltage detection value from a control power supply output as shown in FIG. 5B. In this method, insulation is provided by a transistor of a control power supply. In FIG. 5, reference numeral 11 denotes a forward converter of an inverter, 12 denotes an inverse converter, and 13 denotes a capacitor of a DC intermediate circuit.

【0003】図5(b)の方式を採った場合、実際の制
御電源は例えばRCC(リンギングチョークコンバー
タ)方式で図6のように構成される。図6において1は
巻線NP,NB,NS1,NS2,NS3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〜C5はコンデンサ、DZ
ツェナーダイオード、D2〜D6はダイオードである。出
力巻線NS3にはダイオードD7および抵抗Rが直列に接
続されている。抵抗RとコモンラインCOMの間にはコ
ンデンサC6が接続されている。図示X部分に示すダイ
オードD7,抵抗RおよびコンデンサC6で電圧検出回路
を構成している。
When the system shown in FIG. 5 (b) is adopted, an actual control power supply is constituted, for example, by an RCC (ringing choke converter) system as shown in FIG. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a converter transformer having windings N P , N B , N S1 , N S2 , and N S3 , R G is a starting resistor, Tr 1 is a switching transistor, R B is a base resistor, and C 1 to C 5. capacitors, D Z Zener diode, D 2 to D 6 are diodes. Diode D 7 and resistor R are connected in series to the output winding N S3. Capacitor C 6 is connected between the resistor R and the common line COM. A diode D 7 , a resistor R and a capacitor C 6 shown in the X part of the figure constitute a voltage detection circuit.

【0004】上記のように構成された回路において直流
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,NS1,NS2,NS3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NS1に誘起する電力はダイオードD4、コンデン
サC3により整流され制御電源の出力電圧VOが得られ
る。
[0004] The switching transistor Tr 1 when the base current ig to flow by application of a DC input voltage V IN in the circuit configured as above is turned on, then each winding N P, N B, N S1 , N S2, N transistor Tr 1 and induced power S3 are oN, oFF control is repeated. The power induced in the output winding N S1 is rectified by the diode D 4 and the capacitor C 3 to obtain the output voltage V O of the control power supply.

【0005】前記出力巻線NS3の電圧VNS3および直流
電圧検出出力Vdは図7のように示される。RCC方式
のスイッチング電源では、トランジスタTr1のオフ時
の電圧VOFFが電源出力として使われる。そしてトラン
ジスタTr1のオン時に発生する電圧VONは入力電圧、
すなわち主回路直流電圧に比例した大きさで発生する。
このVONをダイオードD7で整流し、抵抗Rとコンデン
サC6のフィルタに通すことにより、直流電圧検出Vd
が図7のように直流値として得られる。
[0005] Voltage V NS3 and the detected DC voltage output Vd of the output winding N S3 is shown as FIG. The RCC switching power supply, the voltage V OFF during off of the transistor Tr 1 is used as the power supply output. The voltage V ON generated when the transistor Tr 1 is turned on is the input voltage,
That is, it is generated with a magnitude proportional to the main circuit DC voltage.
This V ON is rectified by a diode D 7 and passed through a filter of a resistor R and a capacitor C 6 to obtain a DC voltage detection Vd
Is obtained as a DC value as shown in FIG.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】前記図5(a)の方式
を採った場合、フォトカプラ、絶縁アンプ等を用いた直
流電圧検出回路が別途必要となるためコストアップを招
き、装置の小形化の妨げになる。また図5(b)の方式
を採った場合、制御電源を図6のように通常のRCC電
源とすれば問題はない。しかし制御電源回路の低損失
化、高信頼性、高耐圧化が要求されており、電源回路の
スイッチングトランジスタをFET等の高速スイッチン
グ素子で構成する場合がある。上記のように高速スイッ
チング素子を用いた電源回路の直流電圧検出回路とし
て、図6のX部分に示す回路をそのまま用いると次のよ
うな問題が生じる。
When the method shown in FIG. 5A is adopted, a DC voltage detecting circuit using a photocoupler, an insulating amplifier, and the like is separately required, which leads to an increase in cost and a reduction in the size of the apparatus. Hinders When the method shown in FIG. 5B is employed, there is no problem if the control power supply is a normal RCC power supply as shown in FIG. However, low loss, high reliability, and high withstand voltage of the control power supply circuit are required, and the switching transistor of the power supply circuit may be constituted by a high-speed switching element such as an FET. As described above, if the circuit shown in part X in FIG. 6 is used as it is as the DC voltage detection circuit of the power supply circuit using the high-speed switching element, the following problem occurs.

【0007】まずトランスの出力巻線電圧VNS3と直流
電圧出力Vdの波形は図8のように示される。スイッチ
ング素子が例えばMOS−FETである場合、速いスイ
ッチングによりターンオン時にサージ電圧VSgが発生す
る。このVSgが後段の電圧検出回路XのコンデンサC6
によってピーク充電される。したがってVdは本来得た
い入力電圧比例部分Vd′ではなく、それより高い電圧
値となってしまう。サージ電圧VSgが入力電圧範囲内で
一定値であれば問題はないが、このVSgは入力電圧や電
源回路の負荷状態で変化するので、検出出力として最も
重要である直線性が得られない。
First, the waveforms of the transformer output winding voltage V NS3 and the DC voltage output Vd are shown in FIG. When the switching element is a MOS-FET, for example, a surge voltage V Sg is generated at turn-on due to fast switching. This V Sg is the capacitor C 6 of the voltage detection circuit X at the subsequent stage.
Is charged by peak. Therefore, Vd is not the originally desired input voltage proportional portion Vd 'but a higher voltage value. There is no problem if the surge voltage V Sg is constant within the input voltage range, but since this V Sg changes depending on the input voltage and the load state of the power supply circuit, linearity which is the most important as a detection output cannot be obtained. .

【0008】また、図6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T
1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600V(400
×21/2=565V、440×21/2=622V)であ
り、急減速などによる回生時には700〜800Vにな
り、出力地絡保護時には1000〜1200V程度まで
INが上昇する。起動抵抗RgはトランジスタTr1
FE(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(10%ダウン)
×0.5(50%)×21/2(DC)=約255(VD
C)}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100〜150KΩ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。
In FIG. 6, when a DC input voltage V IN is applied, a base voltage ig flows to the switching transistor Tr 1 through the starting resistor RG , and the transistor T 1
r 1 turns on. The starting resistor RG has such a role, and is indispensable for the operation principle. 400V
In a system inverter, V IN = about 600 V (400 V
× 2 1/2 = 565 V, 440 × 2 1/2 = 622 V), which is 700 to 800 V during regeneration due to sudden deceleration or the like, and V IN rises to about 1000 to 1200 V during output ground fault protection. Starting resistor Rg can not in excessively high resistance in consideration of such start-up voltage set value of h FE (current amplification factor) and a power supply circuit of the transistor Tr 1. Generally, the starting voltage of the power supply circuit of the inverter device is required to be 50% or less of the rated input voltage. That is, about 250VDC @ 400 x 0.9 (10% down) for 400V inverter
× 0.5 (50%) × 2 1/2 (DC) = about 255 (VD
C) It is required to start the power supply circuit in (1). For this reason, at present, a resistance value of 100 to 150 KΩ and a rated power value of about 8 W or more are required as the starting resistance Rg. Therefore, there is a disadvantage that the size of the printed circuit board is increased.

【0009】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。
[0009] Since the base resistance R B is in consideration of variations of h FE of the transistor Tr 1, must be so flown sufficient base current I B minimum input voltage V IN (MIN) also, the base resistance R B Currently requires about 4 W of rated power. However, this voltage V B of the base winding N B
Depends on the design. However, since V IN is also higher and higher, the more an V B it is necessary to increase the power capacity of the base resistance R B, Thus the printed circuit board becomes large, tricky, especially 400V system.

【0010】本考案は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、電界効果トランジスタ等の高速スイッチン
グ素子を用いた場合でも、サージ電圧の影響を受けず
に、入力電圧に比例した検出電圧を得ることができると
ともに、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ることができる半導体電
力変換装置の電源回路を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to detect a detection voltage proportional to an input voltage without being affected by a surge voltage even when a high-speed switching element such as a field effect transistor is used. It is another object of the present invention to provide a power supply circuit of a semiconductor power conversion device that can obtain a small power supply capacity of a starting resistance and a base resistance and can downsize a printed circuit board.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】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、主巻線と
逆極性に巻回されたベース巻線と、出力巻線とを有する
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、起動抵抗で
分圧された電圧およびベース巻線に誘起する電圧を電源
とし、前記スイッチング素子の制御端に発振パルスを供
給するスイッチングレギュレータコントロール用IC
と、前記スイッチング素子のオン時に生じるサージ電圧
の振動周波数よりも低いカットオフ周波数を有し、前記
コンバータトランスの出力巻線に誘起する電圧を積分す
るフィルタと、前記フィルタの出力電圧を整流する整流
素子とを備えたことを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has a main circuit DC intermediate voltage of a semiconductor power converter as an input voltage, and has a base winding wound in reverse polarity to the main winding, and an output winding. A converter transformer, a switching element connected in series to a main winding of the converter transformer, and a voltage divided by a starting resistor and a voltage induced in a base winding are used as power supplies, and an oscillation pulse is supplied to a control terminal of the switching element. Regulator control IC that supplies power
A filter having a cutoff frequency lower than the oscillation frequency of a surge voltage generated when the switching element is turned on, and integrating a voltage induced in an output winding of the converter transformer; and a rectifier for rectifying an output voltage of the filter. And an element.

【0012】[0012]

【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。
[Function] Main circuit DC intermediate voltage V IN of semiconductor power converter
Is applied, and the voltage reaches the activation start voltage of the switching regulator control IC, the IC starts oscillating. The input voltage at which this oscillation starts is determined by the starting resistance. I for switching regulator control
The switching element is turned on by the oscillation output pulse of C,
When the OFF control is performed, power is supplied to the output winding and a voltage induced in the base winding is supplied to the IC as a power supply V CC .

【0013】コンバータトランスの出力巻線に誘起する
電圧はフィルタによって積分され、該フィルタの積分出
力は整流素子によって整流され、これによって主回路直
流電圧検出が行われる。
[0013] The voltage induced in the output winding of the converter transformer is integrated by a filter, and the integrated output of the filter is rectified by a rectifying element, thereby detecting the main circuit DC voltage.

【0014】前記スイッチング素子の高速スイッチング
により生じるサージ電圧は、フィルタのカットオフ周波
数がサージ電圧の振動周波数よりも低いことにより除去
される。このため前記サージ電圧による誤差は生じず、
入力電圧に比例した検出電圧が得られる。
The surge voltage generated by the high-speed switching of the switching element is removed because the cutoff frequency of the filter is lower than the oscillation frequency of the surge voltage. Therefore, no error occurs due to the surge voltage,
A detection voltage proportional to the input voltage is obtained.

【0015】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。
The base winding the power supply voltage V CC is also input voltage rises for the main winding and the polarity are wound in opposite kept constant. Therefore, the voltage value of the output pulse of the IC becomes constant, and the power capacity of the base resistor connected to the control terminal of the switching element can be small. As a result, the reliability of the device is improved and the size of the printed circuit board can be reduced. In addition, since the switching regulator control IC is used, the starting resistance current becomes small,
As a result, the power capacity of the starting resistor can be small, and the printed circuit board can be downsized.

【0016】[0016]

【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6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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. A switching element, for example, a field effect transistor FE, is connected to the main winding N P of the converter transformer 1.
T (MOS-FET) is connected in series. R G1 ,
R G2 is a starting resistor for dividing the input voltage (main circuit DC voltage) V IN . Start between the resistors R G1, R G2 is connected to one end of the base winding N B through the Zener diode D Z and the diode D 2 of the illustrated polarity. The common connection point of the Zener diode D Z and the diode D 2 and the base winding N
Between the other end of B are connected to the capacitor C 2. Starting resistor R G1, R common connection point and the base winding N switching regulator control for IC14 is between the other end of the B of G2 are connected. The output side of this IC 14 is a base resistor R
It is connected to the gate of the FET via B. Power each induced in the plurality of output winding of the converter transformer 1 are respectively rectified by the diode D 4 to D n and the capacitor C 4 -C n, it is supplied as the control power source or driver power supply. Incidentally base winding N B are wound in opposite polarity to the main winding N P.

【0017】電圧検出回路(X′)は次のように構成さ
れている。コンバータトランス1の出力巻線NS3に抵抗
Rおよび整流ダイオードDを直列に接続し、抵抗Rおよ
び整流ダイオードDの共通接続点にコンデンサCを接続
し、整流ダイオードDのカソードにはコンデンサCO
接続している。前記抵抗RおよびコンデンサCからなる
フィルタのカットオフ周波数は電界効果トランジスタF
ETのターンオン時のサージ電圧VSgの振動周波数より
も低く選定しておく。
The voltage detection circuit (X ') is configured as follows. By connecting a resistor R and a rectifier diode D to the output winding N S3 of the converter transformer 1 in series, and a capacitor C to the common connection point of the resistors R and the rectifier diode D, a capacitor C O is the cathode of the rectifier diode D Connected. The cut-off frequency of the filter comprising the resistor R and the capacitor C is the field-effect transistor F
It is selected to be lower than the oscillation frequency of the surge voltage V Sg when the ET is turned on.

【0018】尚D1a,D1bはダイオード、C1a,C1b
コンデンサである。また図1(a)の回路の入力電圧V
IN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。
D 1a and D 1b are diodes, and C 1a and C 1b are capacitors. The input voltage V of the circuit of FIG.
IN uses a DC intermediate voltage of the main circuit of the inverter shown in FIG. In FIG. 1B, reference numeral 11 denotes a forward conversion unit, 12 denotes an inverse conversion unit, and 13 denotes a capacitor.

【0019】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。
In the circuit configured as described above, when the input voltage V IN is applied, the voltage divided by the starting resistors R G1 and R G2 is supplied to the switching regulator control IC 14. The starting current ig at this time is extremely small. When the power supply voltage V CC of the IC 14 reaches the startup start voltage V CCS , a pulse is output from the OUT terminal at an oscillation frequency set by a resistor and a capacitor externally connected to the IC. The power supply voltage V CC at this time is V CC = R g2 · V
IN / (R g1 + R g2 ) = V CCS . Therefore, the input voltage V IN at which oscillation starts can be set by the starting resistors R g1 and R g2 .

【0020】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。
The field effect transistor FET is the IC1
4 on the oscillation pulses output, is off-controlled, the capacitor C 2 and conducts the diode D 2 when off is supplied as a power supply voltage V CC to the switching regulator control for IC14 is charged. Zener diode D
Z operates for voltage value adjustment. Since the power supply voltage V CC is supplied every time the IC 14 oscillates, the oscillation continues and power is obtained on the output winding side. Since base winding N B are wound in the opposite direction to the main winding N P, the input voltage V IN
The power supply voltage V CC does not continue to increase with the rise, but is controlled to a constant value. Therefore, the voltage value of the output pulse of the IC 14 is also constant. This makes it possible to reduce the power capacity of the base resistance R B.

【0021】前記回路におけるVNS3(出力巻線NS3
電圧)、Vd(電圧検出回路Xの出力電圧)、Vd
1(RCフィルタ出力電圧)は図2のように示される。
図2からわかるように、RCフィルタのカットオフ周波
数が前記FETオン時に生じるサージ電圧VSgの振動周
波数よりも低いので、フィルタ出力電圧波形Vd1はV
Sgが除去された波形となる。但し、RCフィルタのカッ
トオフ周波数が低すぎると図2の破線で示す波形のよう
に所望の出力が得られなくなるので、低すぎないように
選定しておく。
V NS3 (voltage of output winding N S3 ), Vd (output voltage of voltage detection circuit X), Vd
1 (RC filter output voltage) is shown as in FIG.
As can be seen from FIG. 2, since the cut-off frequency of the RC filter is lower than the oscillation frequency of the surge voltage V Sg generated when the FET is turned on, the filter output voltage waveform Vd 1 is V
The waveform has Sg removed. However, if the cut-off frequency of the RC filter is too low, a desired output cannot be obtained as shown by the broken line in FIG. 2. Therefore, the cut-off frequency is selected so as not to be too low.

【0022】この場合実際には検出出力は後段でIC、
オペアンプ等で処理されるのでIC等の電源にノイズが
重畳されると、そこで誤差を生じる。上記回路の実用に
あたっては、図3のようなインダクタンスLとコンデン
サCによって構成されるコモンモードフィルタや図4に
示すようなCRアブソーバにより、電源出力に現れるノ
イズを抑制する必要がある。
In this case, the detection output is actually IC,
Since noise is superimposed on a power supply such as an IC because the signal is processed by an operational amplifier or the like, an error occurs there. In practical use of the above circuit, it is necessary to suppress noise appearing in the power supply output by a common mode filter constituted by an inductance L and a capacitor C as shown in FIG. 3 or a CR absorber as shown in FIG.

【0023】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。
The switching regulator control IC 14 is currently commercially available from semiconductor manufacturers. In the embodiment, the switching element is MO
Although the S-FET is used, the invention is not limited to this, and another switching element such as a transistor may be used.

【0024】[0024]

【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
制御するとともに、出力巻線電圧を積分するフィルタの
カットオフ周波数を、スイッチング素子のオン時に生じ
るサージ電圧の振動周波数よりも低く選定して構成した
ので、次のような優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention, a switching element is generated by an oscillation output pulse of a switching regulator control IC using a voltage induced in a base winding wound in a direction opposite to a main winding as a power supply. And the cut-off frequency of the filter that integrates the output winding voltage is selected to be lower than the oscillation frequency of the surge voltage generated when the switching element is turned on. Is obtained.

【0025】(1)FET等の高速スイッチング素子を
用いても、そのオン時に生じるサージ電圧の影響をうけ
ることなく所望の直流電圧を検出することができる。し
かも電圧検出回路を、RCフィルタと整流のためのダイ
オードおよびコンデンサだけで構成できる。従ってフォ
トカプラ、絶縁アンプ等を用いた複雑な直流電圧検出回
路は不要となり、装置の小形化、低コスト化をはかるこ
とができる。
(1) Even if a high-speed switching element such as an FET is used, a desired DC voltage can be detected without being affected by a surge voltage generated when the element is turned on. Moreover, the voltage detection circuit can be constituted only by the RC filter, the rectifying diode and the capacitor. Therefore, a complicated DC voltage detection circuit using a photocoupler, an insulating amplifier, or the like becomes unnecessary, and the device can be reduced in size and cost.

【0026】(2)制御電源を低損失、高耐圧に構成す
ることができる。
(2) The control power supply can be configured to have low loss and high withstand voltage.

【0027】(3)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。
(3) Since the starting current ig is extremely small, the power capacity of the starting resistor can be reduced. Therefore, the size of the printed circuit board can be reduced and the reliability can be improved.

【0028】(4)「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。
(4) "The printed circuit board becomes large",
In some cases, the control power of the 400 V inverter was obtained from the main power supply via a transformer in view of the fact that "high reliability cannot be obtained". However, if the present invention is applied, the transformer and the rectifier circuit can be eliminated. Therefore, the size of the entire apparatus can be reduced.

【0029】(5)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。
[0029] (5) the base winding the power supply voltage V CC is also input voltage rises for the main winding and the polarity are wound in opposite kept constant. Therefore, the voltage value of the output pulse of the IC becomes constant, and the power capacity of the base resistor connected to the control terminal of the switching element can be small. As a result, the reliability of the device is improved and the size of the printed circuit board can be reduced.

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

【図1】本考案の一実施例を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】実施例の動作を説明するための電圧波形図。FIG. 2 is a voltage waveform chart for explaining the operation of the embodiment.

【図3】本考案の他の実施例を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図4】本考案の他の実施例を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図5】従来の直流電圧検出方法を示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional DC voltage detection method.

【図6】従来の制御電源回路の一例を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a conventional control power supply circuit.

【図7】従来の電圧検出方法を説明するための電圧波形
図。
FIG. 7 is a voltage waveform diagram for explaining a conventional voltage detection method.

【図8】高速スイッチング素子を用いた場合の問題点を
説明するための電圧波形図。
FIG. 8 is a voltage waveform diagram for explaining a problem when a high-speed switching element is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…トランス 11…順変換部 12…逆変換部 13,C,C0〜Cn,C1a,C1b…コンデンサ D…整流ダイオード D2〜Dn,D1a,D1b…ダイオード DZ…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 X′…電圧検出回路1 ... transformer 11 ... rectifier unit 12 ... inverse transform unit 13, C, C 0 ~C n , C 1a, C 1b ... capacitor D ... rectifying diode D 2 ~D n, D 1a, D 1b ... diode D Z ... Zener diode FET: Field effect transistor R G1 , R G2 , Start-up resistor R B : Base resistor 14: Switching regulator control IC X ': Voltage detection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02M 3/00 - 3/44──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02M 3/00-3/44

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【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、主巻線と逆極性に巻回されたベース
巻線と、出力巻線と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、 起動抵抗で分圧された電圧およびベース巻線に誘起する
電圧を電源とし、前記スイッチング素子の制御端に発振
パルスを供給するスイッチングレギュレータコントロー
ル用ICと、 前記スイッチング素子のオン時に生じるサージ電圧の振
動周波数よりも低いカットオフ周波数を有し、前記コン
バータトランスの出力巻線に誘起する電圧を積分するフ
ィルタと、 前記フィルタの出力電圧を整流する整流素子とを備えた
ことを特徴とする半導体電力変換装置の電源回路。
1. A converter transformer having a main circuit DC intermediate voltage of a semiconductor power converter as an input voltage, a base winding wound in a polarity opposite to that of a main winding, and an output winding; A switching element connected in series to the main winding, and a switching regulator control IC for supplying an oscillation pulse to a control terminal of the switching element, using the voltage divided by the starting resistor and the voltage induced in the base winding as a power supply. A filter having a cutoff frequency lower than the oscillation frequency of the surge voltage generated when the switching element is turned on, and integrating a voltage induced in an output winding of the converter transformer; and a rectifier for rectifying an output voltage of the filter. A power supply circuit for a semiconductor power conversion device, comprising: an element;
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