JPH07307653A - Switching element driving circuit - Google Patents

Switching element driving circuit

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JPH07307653A
JPH07307653A JP6124286A JP12428694A JPH07307653A JP H07307653 A JPH07307653 A JP H07307653A JP 6124286 A JP6124286 A JP 6124286A JP 12428694 A JP12428694 A JP 12428694A JP H07307653 A JPH07307653 A JP H07307653A
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JP
Japan
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circuit
drive
signal
drive signal
level period
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Withdrawn
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JP6124286A
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Japanese (ja)
Inventor
Michihisa Murasato
道久 村里
Akihiko Katsuki
昭彦 甲木
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To control the duty ratio of the driving signal or a switching element, which is obtained from a driving circuit using a pulse transformer and a clamping circuit, in a wide range. CONSTITUTION:A control signal 6 which has the duty ratio controlled and is obtained from a control circuit 2a has the frequency divided by a frequency dividing circuit 7 to obtain first and second control signals 81 and 82 where the high level period and the low level period are alternately arranged. First and second driving circuits 91 and 92 are synchronously controlled by these signals 81 and 82 to obtain first and second driving signals 101 and 102, and these signals 101 and 102 are synthesized by diodes D3 and D4 to generate a driving signal 3, and a switching element Q is driven. Consequently, the duty ratio is controlled in a wide range regardless of restrictions on the clamp voltage when first and second driving circuits consist of pulse transformers and clamping circuits having back electromotive forces of these pulse transformers, and the performance of the switching power conversion device is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は1次側入力電力をスイッ
チング素子によりスイッチングして2次側に電力変換さ
れた出力を得るようにしたスイッチング電力変換装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power converter for switching a primary side input power by a switching element to obtain a power converted output to a secondary side.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は従来のスイッチング電力変換装置
を概念的に示すブロック図である。図5において、入力
交流電圧は整流回路1で直流電圧に変換され、この直流
電圧はスイッチ素子駆動回路2から得られる駆動信号3
によりオンオフ制御されるスイッチ素子Qによりパルス
状の交流電力に変換され、トランス4を介して出力され
る。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram conceptually showing a conventional switching power converter. In FIG. 5, the input AC voltage is converted into a DC voltage by the rectifier circuit 1, and this DC voltage is the drive signal 3 obtained from the switch element drive circuit 2.
Is converted into pulsed AC power by the switch element Q which is ON / OFF controlled by and is output via the transformer 4.

【0003】スイッチ素子駆動回路2は例えばPWM制
御回路等を含んで構成され、目的に合わせたデューティ
比を持つ駆動信号3を出力するように成されている。
The switch element drive circuit 2 is configured to include, for example, a PWM control circuit and the like, and is configured to output a drive signal 3 having a duty ratio suited to the purpose.

【0004】このようなスイッチング電力変換装置は小
型で効率も良いことから各種産業機器、民生機器におい
てスイッチングレギュレータ、モータ駆動用のインバー
タ等に広く用いられている。
Since such a switching power converter is small and has high efficiency, it is widely used in various industrial equipment and consumer equipment as a switching regulator, an inverter for driving a motor, and the like.

【0005】スイッチ素子Qとしては、例えばバイポー
ラトランジスタ、FET、IGBT、SIT、各種サイ
リスタ等の素子が用いられている。
As the switch element Q, for example, elements such as bipolar transistors, FETs, IGBTs, SITs, various thyristors and the like are used.

【0006】これらの素子が駆動信号3により導通と非
導通の二つの状態間を遷移することによりスイッチング
動作が行われるのであるが、遷移時間が長い場合は素子
のエネルギー損失が大きくなる。またスイッチング電力
変換装置は、一般にスイッチ素子Qのスイッチング周波
数が高いと小型化することができるとされている。
The switching operation is performed by these elements transitioning between two states of conduction and non-conduction by the drive signal 3. However, if the transition time is long, the energy loss of the elements becomes large. Further, it is generally said that the switching power converter can be downsized when the switching frequency of the switch element Q is high.

【0007】このため、近年においてはスイッチング周
波数のさらなる高周波化が要求されている。現状では数
10KHz以上のスイッチング周波数では、バイポーラ
トランジスタ、FET、IGBT、SIT等のスイッチ
素子が用いられており、これらの素子の特性に応じたス
イッチ素子駆動回路2が設計されている。
Therefore, in recent years, it has been required to further increase the switching frequency. At present, switching elements such as bipolar transistors, FETs, IGBTs, SITs, etc. are used at a switching frequency of several tens of KHz or more, and a switching element drive circuit 2 is designed according to the characteristics of these elements.

【0008】図6はスイッチ素子としてバイポーラトラ
ンジスタQ1 を用いた場合の従来のスイッチ素子駆動回
路を2を示し、図7はスイッチ素子としてFETQ2
用いた場合の従来のスイッチ素子駆動回路2を示す。
FIG. 6 shows a conventional switch element drive circuit 2 when a bipolar transistor Q 1 is used as a switch element, and FIG. 7 shows a conventional switch element drive circuit 2 when an FET Q 2 is used as a switch element. Show.

【0009】図6、図7において、PWM回路を含む制
御回路2aから得られる駆動信号3はスピードアップ用
のコンデンサC、抵抗R1 を介してバイポーラトランジ
スタQ1 のベース端子あるいはFETQ2 のゲート端子
に加えられる。駆動信号3が正電圧の時バイポーラトラ
ンジスタQ1 ではベース端子より駆動電流が供給され、
FETQ2 ではゲート端子に駆動電圧が加えられてバイ
ポーラトランジスタQ1 、FETQ2 は導通状態とな
る。
[0009] In FIGS. 6 and 7, the control circuit 2a driving signal 3 obtained from the capacitor C for speed-up, the base terminal or gate terminal of the FETs Q 2 of the bipolar transistor Q 1 via the resistor R 1 that includes a PWM circuit Added to. When the drive signal 3 is a positive voltage, the drive current is supplied from the base terminal of the bipolar transistor Q 1 .
FETQ bipolar transistor Q 1 and the driving voltage is applied to the gate terminal at 2, FETQ 2 is rendered conductive.

【0010】駆動信号3がゼロになると、バイポーラト
ランジスタQ1 の駆動電流及びFETQ2 の駆動電圧が
ゼロとなってバイポーラトランジスタQ1 、FETQ2
は非導通状態に遷移する。この時バイポーラトランジス
タQ1 、FETQ2 に寄生する入力容量に蓄積された電
荷が放電し、抵抗R2 を通じて放電電流が流れる。この
ようにしてスイッチ素子としてのバイポーラトランジス
タQ1 、FETQ2 のスイッチング動作が行われる。
[0010] When the drive signal 3 becomes zero, the bipolar transistor Q 1 driving voltage of the driving current and the FETs Q 2 of the bipolar transistor Q 1 is turned to zero, FETs Q 2
Transitions to the non-conducting state. At this time, the electric charge accumulated in the input capacitance parasitic on the bipolar transistor Q 1 and the FET Q 2 is discharged, and the discharge current flows through the resistor R 2. In this way, the switching operation of the bipolar transistor Q 1 and the FET Q 2 as switching elements is performed.

【0011】次に、上述のようなスイッチ素子駆動回路
2において、電源電圧Vが高電圧である場合や、バイポ
ーラトランジスタQ1 のエミッタ電圧あるいはFETQ
2 のドレイン電圧が変動するような場合は、スイッチ素
子をスイッチ素子駆動回路2の一部から絶縁して別々に
接地する必要があり、この絶縁を行うためにパルストラ
ンスを用いるようにしている。
Next, in the switch element drive circuit 2 as described above, when the power supply voltage V is a high voltage, the emitter voltage of the bipolar transistor Q 1 or the FET Q.
When the drain voltage of 2 fluctuates, it is necessary to insulate the switch element from a part of the switch element drive circuit 2 and ground it separately, and a pulse transformer is used for this insulation.

【0012】図8はスイッチ素子としてFETQ2 を用
いたスイッチ素子駆動回路2にパルストランスTrを用
いた場合の構成例を示す。図8において、制御回路2a
から得られる駆動信号3はパルストランスTrを介して
FETQ2 を制御するように成されている。尚、ダイオ
ードD1 はFETQ2 のオフ時に入力容量の放電電流が
パルストランスTr側に流れるのを防止するために設け
られている。このようにパルストランスTrを使用する
ことによって、簡単に制御回路2aとスイッチ素子との
間を電気的に絶縁することができる。
FIG. 8 shows a configuration example in which a pulse transformer Tr is used in the switch element drive circuit 2 using the FET Q 2 as a switch element. In FIG. 8, the control circuit 2a
The drive signal 3 obtained from the above is configured to control the FET Q 2 via the pulse transformer Tr. The diode D 1 is provided to prevent the discharge current of the input capacitance from flowing to the pulse transformer Tr side when the FET Q 2 is turned off. By using the pulse transformer Tr in this way, the control circuit 2a and the switch element can be easily electrically insulated.

【0013】またパルストランスTrを用いた場合、パ
ルストランスTrの励磁エネルギーをオフ時に逆起電力
として放出することから、逆起電力によりFETQ2
制御回路2aに含まれる電流供給用のトランジスタ等が
破壊するおそれがある。
[0013] When using the pulse transformer Tr, will release the counter electromotive force of the excitation energy of the pulse transformer Tr in the off, transistors or the like for the current supply that is included in the FETs Q 2 and the control circuit 2a by a counter electromotive force is May be destroyed.

【0014】このためこの回路においては、逆起電力の
電圧を一定にクランプするためのクランプ回路5を設け
ている。図8ではパルストランスTrの2次側にダイオ
ードD2 とツェナーダイオードDzとからなるクランプ
回路5が設けられている。ただし、パルストランスTr
が定常的動作を行うためには、オン期間にパルストラン
ス中に蓄積された励磁エネルギーをオフ期間中に全て放
出しなければならない。
Therefore, in this circuit, the clamp circuit 5 for clamping the voltage of the counter electromotive force to a constant value is provided. In FIG. 8, a clamp circuit 5 including a diode D 2 and a Zener diode Dz is provided on the secondary side of the pulse transformer Tr. However, pulse transformer Tr
In order to perform steady operation, the excitation energy accumulated in the pulse transformer during the on period must be released during the off period.

【0015】図9は図8のパルストランスTrの1次側
端子間の電圧波形図を示す。上述した理由より、オン、
オフ時間Ton,Toff と入力パルス電圧VPLとクランプ
電圧VCLとの間には下記のような条件をいつも満たして
いなければいけない。
FIG. 9 shows a voltage waveform diagram between the primary side terminals of the pulse transformer Tr of FIG. For the above reasons, on,
The following conditions must always be satisfied between the off times T on and T off and the input pulse voltage V PL and the clamp voltage V CL .

【0016】VPL・Ton≦VCL・Toff …(1) ここでオン、オフ時間Ton,Toff はスイッチング周波
数Fとデューティー比Dとで表され Ton=D・(1/F) …(2) Toff =(1−D)・(1/F) …(3) 上式(2)(3)を式(1)に用いると下記式(4)の
ように変形される。 VPL・{D/(1−D)}≦VCL …(4)
V PL · T on ≦ V CL · T off (1) Here, the on and off times T on and T off are represented by the switching frequency F and the duty ratio D: T on = D · (1 / F ) (2) T off = (1-D) · (1 / F) (3) When the above equations (2) and (3) are used in the equation (1), they are transformed into the following equation (4). . V PL · {D / (1-D)} ≦ V CL (4)

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】上述した式(4)よ
り、クランプ電圧VCLはデューティー比Dが大きくなる
に従い大きくしなければならないことが分かる。例えば
デューティー比Dを0.75で駆動する場合、クランプ
電圧VCLは3・VPL以上必要となる。実際には上述した
ようにクランプ電圧VCLによる他素子の破壊を防ぐため
に設定できるクランプ電圧VCLには限界があり、これに
より使用可能なデューティー比Dの上限が逆に制限され
ていた。デューティー比Dはスイッチング電力変換装置
の電圧変換率を決定する因子であり、これに制限がある
とこの電力変換装置の能力低下につながるという問題が
ある。
From the above equation (4), it is understood that the clamp voltage V CL has to be increased as the duty ratio D increases. For example, when the duty ratio D is 0.75, the clamp voltage V CL needs to be 3 · V PL or more. In practice the clamp voltage V CL which can be set to prevent the destruction of other elements by the clamp voltage V CL as described above is limited, the upper limit of the usable duty ratio D has been limited to reverse thereto. The duty ratio D is a factor that determines the voltage conversion rate of the switching power converter, and there is a problem that if the duty ratio D is limited, the capacity of the power converter is deteriorated.

【0018】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、パルストランスを介してスイッチ素
子の駆動を行うスイッチ素子駆動回路において、クラン
プ電圧による使用可能なデューティー比の制限を改善
し、スイッチング電力変換装置の性能を向上させること
を目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and in a switch element drive circuit for driving a switch element via a pulse transformer, the limitation of usable duty ratio due to a clamp voltage is improved. However, it is intended to improve the performance of the switching power converter.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明において
は、パルスから成る第1の駆動信号を発生する第1の駆
動信号発生回路と、上記第1の駆動信号とは高レベル期
間と低レベル期間とが交互に配されたパルスから成る第
2の駆動信号を発生する第2の駆動信号発生回路と、上
記第1の駆動信号と上記第2の駆動信号とを合成し、合
成した信号をスイッチング素子を駆動する駆動信号と成
す合成回路とを設けている。
According to a first aspect of the present invention, a first drive signal generating circuit for generating a first drive signal consisting of a pulse and the first drive signal have a high level period and a low level. A second drive signal generating circuit for generating a second drive signal composed of pulses in which level periods are alternately arranged, a signal obtained by synthesizing the first drive signal and the second drive signal. Is provided as a drive signal for driving the switching element.

【0020】請求項2の発明においては、デューティー
比制御されたパルスから成る制御信号を発生する制御回
路と、上記制御信号を分周して互いに高レベル期間と低
レベル期間とが交互に配された第1、第2の制御信号を
出力する分周回路と、パルストランスとこのパルストラ
ンスに発生する逆起電圧をクランプするクランプ回路と
により構成され、上記第1の制御信号に同期して動作す
ることにより、第1の駆動信号を発生する第1の駆動回
路と、パルストランスとこのパルストランスに発生する
逆起電圧をクランプするクランプ回路とにより構成さ
れ、上記第2の制御信号に同期して動作することによ
り、上記第1の駆動信号とは高レベル期間と低レベル期
間とが交互に配された第2の駆動信号を発生する第2の
駆動回路と、上記第1の駆動信号と上記第2の駆動信号
とを合成し、合成した信号をスイッチング素子を駆動す
る駆動信号と成す合成回路とを設けている。
In a second aspect of the present invention, a control circuit for generating a control signal composed of pulses whose duty ratio is controlled, and a high level period and a low level period are alternately arranged by dividing the control signal. And a frequency dividing circuit for outputting the first and second control signals, a pulse transformer and a clamp circuit for clamping a counter electromotive voltage generated in the pulse transformer, and operates in synchronization with the first control signal. The first drive circuit for generating the first drive signal, the pulse transformer, and the clamp circuit for clamping the counter electromotive voltage generated in the pulse transformer are configured to synchronize with the second control signal. A second drive circuit for generating a second drive signal in which a high level period and a low level period are alternately arranged with the first drive signal, It synthesizes the drive signal and the second driving signal and the combined signal is provided to a combining circuit which forms a driving signal for driving the switching element.

【0021】[0021]

【作用】請求項1の発明によれば、第1、第2の駆動信
号発生回路より高レベル期間と低レベル期間とが交互に
配された第1、第2の駆動信号を得、これらを合成した
信号でスイッチング素子を駆動するので、各駆動信号発
生回路にパルストランスを用いても、駆動信号のデュー
ティー比を広い範囲で制御することができる。
According to the first aspect of the invention, the first and second drive signals in which the high level period and the low level period are alternately arranged are obtained from the first and second drive signal generation circuits, and these signals are obtained. Since the switching element is driven by the combined signal, the duty ratio of the drive signal can be controlled in a wide range even if a pulse transformer is used for each drive signal generation circuit.

【0022】請求項2の発明によれば、デューティー比
制御された制御信号を分周して高レベル期間と低レベル
期間とが交互に配された第1、第2の制御信号を得ると
共に、それぞれパルストランスとクランプ回路とで構成
された第1、第2の駆動回路を上記第1、第2の制御信
号と同期して制御することにより、第1、第2の駆動信
号を得、これらを合成した信号でスイッチング素子を駆
動するので、パルストランスの逆起電圧を制御するクラ
ンプ回路のクランプ電圧が制御されても、2つの駆動回
路が制御信号に同期して駆動されることにより、デュー
ティー比を広い範囲で制御することができる。
According to the second aspect of the present invention, the duty ratio controlled control signal is divided to obtain the first and second control signals in which the high level period and the low level period are alternately arranged. First and second drive signals are obtained by controlling the first and second drive circuits, each of which is composed of a pulse transformer and a clamp circuit, in synchronization with the first and second control signals. Since the switching element is driven by the combined signal of the two, even if the clamp voltage of the clamp circuit that controls the counter electromotive voltage of the pulse transformer is controlled, the two drive circuits are driven in synchronization with the control signal, and The ratio can be controlled over a wide range.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図1は本発明によるスイッチ素子駆動回路を概念的
に示すブロック図である。図1において、2aは制御回
路で、デューティー比Dが制御されたパルスから成る制
御信号6を発生する。7は制御信号6を分周する分周回
路で、制御信号6のオン期間(高レベル期間)とオフ期
間(低レベル期間)とが交互に分配された第1の制御信
号81 と第2の制御信号82 とを出力する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram conceptually showing a switch element drive circuit according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 2a is a control circuit, which generates a control signal 6 composed of pulses whose duty ratio D is controlled. Reference numeral 7 denotes a frequency dividing circuit for dividing the control signal 6, which is a first control signal 8 1 and a second control signal 8 1 in which an ON period (high level period) and an OFF period (low level period) of the control signal 6 are alternately distributed. And the control signal 8 2 of.

【0024】91 は第1の制御信号81 を受けて第1の
駆動信号101 を出力する第1の駆動回路、92 は第2
の制御信号82 を受けて第2の駆動信号102 を出力す
る第2の駆動回路で、第1、第2の駆動回路91 、92
はそれぞれパルストランス、クランプ回路等を含んで構
成されている。
[0024] 9 1 first driving circuit for outputting a first drive signal 10 1 receives the first control signal 8 1, 9 2 second
Of the first and second drive circuits 9 1 and 9 2 which output the second drive signal 10 2 in response to the control signal 8 2 of
Are each configured to include a pulse transformer, a clamp circuit, and the like.

【0025】D3 、D4 は第1、第2の駆動信号1
1 、102 を合成して駆動信号3を得るためのダイオ
ードである。この駆動信号3はスイッチング素子Qを駆
動するように成されている。
D 3 and D 4 are the first and second drive signals 1
This is a diode for obtaining the drive signal 3 by combining 0 1 , 10 2 . The drive signal 3 is configured to drive the switching element Q.

【0026】尚、制御回路2a、分周回路7及び第1の
駆動回路91 により、第1の駆動信号発生回路が構成さ
れ、制御回路2a、分周回路7及び第2の駆動回路92
により、第2の駆動信号発生回路が構成される。また、
ダイオードD3 、D4 は合成回路を構成する。
The control circuit 2a, the frequency dividing circuit 7 and the first driving circuit 9 1 constitute a first driving signal generating circuit, and the control circuit 2a, the frequency dividing circuit 7 and the second driving circuit 9 2
Thus, the second drive signal generating circuit is configured. Also,
The diodes D 3 and D 4 form a combining circuit.

【0027】次に動作について説明する。図2(a)は
分周回路7に入力される制御信号6を示し、図2
(b)、(c)は分周回路7から第1、第2の駆動回路
1 、92 に出力される第1、第2の制御信号81 、8
2 を示すタイミングチャートである。それぞれパルスト
ランスを含む第1、第2の駆動回路91 、92 部分に入
力される第1、第2の制御信号81 、82 は制御信号6
のパルスを交互に分配したものであり、各々オフ時間の
長さが1周期分長くなっている。これにより見かけ上の
周期は2倍になり、一方オン時間は変わらないため、制
御信号6のデューティー比Dに対してパルストランスに
おける見かけ上のデューティー比D1 は常に
Next, the operation will be described. FIG. 2A shows the control signal 6 input to the frequency dividing circuit 7, and FIG.
(B) and (c) are first and second control signals 8 1 and 8 output from the frequency divider circuit 7 to the first and second drive circuits 9 1 and 9 2.
3 is a timing chart showing 2 . The first and second control signals 8 1 and 8 2 input to the first and second drive circuits 9 1 and 9 2 each including a pulse transformer are the control signal 6
The pulses are alternately distributed, and the length of the off time is extended by one cycle. As a result, the apparent cycle is doubled, while the on-time does not change. Therefore, the apparent duty ratio D 1 in the pulse transformer is always equal to the duty ratio D of the control signal 6.

【0028】D1 =(1/2)D …(5) になる。これにより式(4)からクランプ電圧VCLの大
きさは最大でもパルス電圧VPL以下となり、従来のよう
に高く設定する必要がなくなる。この結果、クランプ電
圧VCLにより限定されていたデューティー比Dの制限が
なくなり、0からほぼ1までの広い範囲でデューティー
比Dを変化させることが可能となり、スイッチング電力
変換装置における電圧変換能力を改善することができ
る。
D 1 = (1/2) D (5) As a result, the magnitude of the clamp voltage V CL becomes equal to or lower than the pulse voltage V PL at the maximum from the formula (4), and it is not necessary to set it high as in the conventional case. As a result, the limitation of the duty ratio D, which was limited by the clamp voltage V CL , is removed, and the duty ratio D can be changed in a wide range from 0 to almost 1, thus improving the voltage conversion capability of the switching power converter. can do.

【0029】上述のように分周され第1、第2の駆動回
路91 、92 で処理された第1、第2の駆動信号1
1 、102 は各々ダイオードD3 、D4 を介して同一
のスイッチング素子Qの入力端子に入力され、結果とし
て制御信号6に対応した駆動信号3がスイッチ素子Qに
伝達されることになる。
The first and second drive signals 1 which have been frequency-divided and processed by the first and second drive circuits 9 1 and 9 2 as described above.
0 1 and 10 2 are input to the input terminals of the same switching element Q via the diodes D 3 and D 4 , respectively, and as a result, the drive signal 3 corresponding to the control signal 6 is transmitted to the switch element Q. .

【0030】図3にスイッチング素子QとしてFETQ
2 を用いた場合の本発明によるスイッチ素子駆動回路の
具体的な構成例を示す。図3において、互いに並列に接
続された第1、第2の駆動回路91 、92 は、各々入力
される第1、第2の制御信号81 、82 に応じてパルス
トランスを駆動するトランジスタQ31、Q32とパルスト
ランスTr1、Tr2と、ダイオードD21、D22とツェナー
ダイオードDZ1、DZ2とで構成されるクランプ回路
1 、52 とからなる。これらの第1、第2の駆動回路
1 、92 から出力される第1、第2の駆動信号1
1 、102 はダイオードD3 、D4 を通してFETQ
2 のゲート端子に入力される。
In FIG. 3, the FET Q is used as the switching element Q.
A specific configuration example of the switch element drive circuit according to the present invention when 2 is used will be shown. In FIG. 3, first and second drive circuits 9 1 and 9 2 connected in parallel to each other drive a pulse transformer in accordance with input first and second control signals 8 1 and 8 2 , respectively. It includes transistors Q 31 and Q 32 , pulse transformers T r1 and T r2, and clamp circuits 5 1 and 5 2 including diodes D 21 and D 22 and zener diodes D Z1 and D Z2 . The first and second drive signals 1 output from the first and second drive circuits 9 1 and 9 2
0 1 , 10 2 are FETs Q through diodes D 3 , D 4
Input to the gate terminal of 2 .

【0031】第1、第2の駆動回路91 、92 の入力端
子には、各駆動回路が1周期ごとに交互に駆動されるよ
うに制御信号6が交互に分周されるようなDタイプのフ
リップフロップFFと、2つのアンドゲート回路AND
1、AND2とからなる分周回路7が接続されている。
At the input terminals of the first and second drive circuits 9 1 and 9 2 , the control signal 6 is alternately divided so that the drive circuits are alternately driven every cycle. Type flip-flop FF and two AND gate circuits AND
A frequency divider circuit 7 composed of 1 and AND2 is connected.

【0032】図4は図3の各点の電圧のタイミングチャ
ートを示す。(a)は分周回路7に入力される制御信号
6、(b)および(c)は分周回路7から第1、第2の
駆動回路91 、92 に入力される第1、第2の制御信号
1 、82 、(d)および(e)はパルストランス
r1、Tr2の2次側端子間電圧としての第1、第2の駆
動信号101 、102 、(f)はゲート端子に入力され
る駆動信号3を示す。
FIG. 4 shows a timing chart of the voltage at each point in FIG. (A) is a control signal 6 inputted to the frequency dividing circuit 7, (b) and (c) are first and second control signals inputted from the frequency dividing circuit 7 to the first and second drive circuits 9 1 , 9 2 . The two control signals 8 1 , 8 2 , (d) and (e) are the first and second drive signals 10 1 , 10 2 , (f) as the voltage between the secondary terminals of the pulse transformers T r1 , T r2. ) Indicates the drive signal 3 input to the gate terminal.

【0033】この図4に示すように制御信号6(a)は
分周回路7によりオン信号が第1、第2の制御信号
1 、82 (b)(c)に振り分けられており、この制
御信号6に同期して2つのパルストランスTr1、Tr2
駆動されている。(d)(e)のようにパルストランス
2次側端子間の電圧波形(第1、第2の駆動信号1
1 、102 )は、オフ期間中にオン時間中の電圧時間
積に相当する逆起電圧を一定時間発生する。しかしオフ
期間が前述した理由により長くなるため、ツェナー電圧
で決定されるクランプ電圧VCLが高くなくてもオフ期間
中にリセットされ、安定動作を継続させることができ
る。
As shown in FIG. 4, the control signal 6 (a) is divided into the ON signal by the frequency dividing circuit 7 into the first and second control signals 8 1 , 8 2 (b) and (c). Two pulse transformers T r1 and T r2 are driven in synchronization with the control signal 6. (D) As shown in (e), the voltage waveform between the secondary terminals of the pulse transformer (first and second drive signals 1
0 1 , 10 2 ) generate a counter electromotive voltage corresponding to the voltage-time product during the on-time during the off-period during a certain time. However, since the off period becomes long for the reason described above, even if the clamp voltage V CL determined by the Zener voltage is not high, it is reset during the off period and the stable operation can be continued.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、第1、第2の駆動信号発生回路より高レベル期間と
低レベル期間とが交互に配された第1、第2の駆動信号
を得、これらを合成した信号でスイッチング素子を駆動
するように構成したので、各駆動信号発生回路にパルス
トランスを用いても、駆動信号のデューティー比を広い
範囲で制御することができ、スイッチング電力変換装置
の性能を向上させることができる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the first and second drive signal generating circuits are arranged such that the high level period and the low level period are alternately arranged. Since the drive signal is obtained and the switching element is driven by a signal obtained by combining these signals, even if a pulse transformer is used for each drive signal generation circuit, the duty ratio of the drive signal can be controlled in a wide range. There is an effect that the performance of the switching power converter can be improved.

【0035】請求項2の発明によれば、デューティー比
制御された制御信号を分周して高レベル期間と低レベル
期間とが交互に配された第1、第2の制御信号を得ると
共に、それぞれパルストランスとクランプ回路とで構成
された第1、第2の駆動回路を上記第1、第2の制御信
号と同期して制御することにより第1、第2の駆動信号
を得、これらを合成した信号でスイッチング素子を駆動
するので、パルストランスの逆起電圧を制限するクラン
プ回路のクランプ電圧が制限されても、デューティー比
を広い範囲で制御することができ、スイッチング変換装
置の性能を向上させることができる効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the duty ratio controlled control signal is divided to obtain the first and second control signals in which the high level period and the low level period are alternately arranged. First and second drive signals are obtained by controlling the first and second drive circuits, each of which is composed of a pulse transformer and a clamp circuit, in synchronization with the first and second control signals, and these are obtained. Since the switching element is driven by the combined signal, even if the clamp voltage of the clamp circuit that limits the counter electromotive voltage of the pulse transformer is limited, the duty ratio can be controlled in a wide range, improving the performance of the switching converter. There is an effect that can be made.

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

【図1】本発明によるスイッチ素子駆動回路を概念的に
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram conceptually showing a switch element drive circuit according to the present invention.

【図2】図1に示す分周回路の動作を概念的に示すタイ
ミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart conceptually showing the operation of the frequency dividing circuit shown in FIG.

【図3】本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例の動作を示すタイミングチャー
トである。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the embodiment of the present invention.

【図5】従来のスイッチング電力変換装置を概念的に示
すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram conceptually showing a conventional switching power converter.

【図6】スイッチ素子としてバイポーラトランジスタを
用いた場合の従来のスイッチ素子駆動回路を示す回路図
である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional switch element drive circuit when a bipolar transistor is used as a switch element.

【図7】スイッチ素子としてFETを用いた場合の従来
のスイッチ素子駆動回路2を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional switch element drive circuit 2 when an FET is used as a switch element.

【図8】スイッチ素子としてFETQ2 を用いたスイッ
チ素子駆動回路2にパルストランスTrを用いた場合の
構成例を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example in which a pulse transformer Tr is used in a switch element drive circuit 2 using a FET Q 2 as a switch element.

【図9】図8のパルストランスの1次側端子間の電圧波
形を示す波形図である。
9 is a waveform diagram showing a voltage waveform between primary terminals of the pulse transformer shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Q スイッチング素子 Q2 FET 3 駆動信号 5 クランプ回路 6 制御信号 7 分周回路 81 第1の制御信号 82 第2の制御信号 91 第1の駆動回路 92 第2の駆動回路 101 第1の駆動信号 102 第2の駆動信号 D3 、D4 ダイオード Tr1、Tr2 パルストランスQ switching element Q 2 FET 3 drive signal 5 clamp circuit 6 control signal 7 frequency divider circuit 8 1 first control signal 8 2 second control signal 9 1 first drive circuit 9 2 second drive circuit 10 1 first 1 drive signal 10 2 2nd drive signal D 3 , D 4 diode T r1 , T r2 pulse transformer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パルスから成る第1の駆動信号を発生す
る第1の駆動信号発生回路と、 上記第1の駆動信号とは高レベル期間と低レベル期間と
が交互に配されたパルスから成る第2の駆動信号を発生
する第2の駆動信号発生回路と、 上記第1の駆動信号と上記第2の駆動信号とを合成し、
合成した信号をスイッチング素子を駆動する駆動信号と
成す合成回路とを備えたスイッチング素子駆動回路。
1. A first drive signal generation circuit for generating a first drive signal composed of a pulse, and the first drive signal comprises a pulse in which a high level period and a low level period are alternately arranged. A second drive signal generating circuit for generating a second drive signal, combining the first drive signal and the second drive signal,
A switching element drive circuit comprising a combination circuit which forms a combined signal with a drive signal for driving a switching element.
【請求項2】 デューティー比制御されたパルスから成
る制御信号を発生する制御回路と、 上記制御信号を分周して互いに高レベル期間と低レベル
期間とが交互に配された第1、第2の制御信号を出力す
る分周回路と、 パルストランスとこのパルストランスに発生する逆起電
圧をクランプするクランプ回路とにより構成され、上記
第1の制御信号に同期して動作することにより、第1の
駆動信号を発生する第1の駆動回路と、 パルストランスとこのパルストランスに発生する逆起電
圧をクランプするクランプ回路とにより構成され、上記
第2の制御信号に同期して動作することにより、上記第
1の駆動信号とは高レベル期間と低レベル期間とが交互
に配された第2の駆動信号を発生する第2の駆動回路
と、 上記第1の駆動信号と上記第2の駆動信号とを合成し、
合成した信号をスイッチング素子を駆動する駆動信号と
成す合成回路とを備えたスイッチング素子駆動回路。
2. A control circuit for generating a control signal composed of pulses whose duty ratio is controlled, and a first circuit and a second circuit in which a high level period and a low level period are alternately arranged by dividing the control signal. And a clamp circuit that clamps a counter electromotive voltage generated in the pulse transformer, and operates in synchronization with the first control signal. And a clamp circuit that clamps a counter electromotive voltage generated in the pulse transformer, and operates in synchronization with the second control signal. A second drive circuit for generating a second drive signal in which a high level period and a low level period are alternately arranged with the first drive signal, the first drive signal and the second drive circuit And the dynamic signal synthesis,
A switching element drive circuit comprising a combination circuit which forms a combined signal with a drive signal for driving a switching element.
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