JPH0823672A - Switching power unit and its insulating method - Google Patents

Switching power unit and its insulating method

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JPH0823672A
JPH0823672A JP2129655A JP12965590A JPH0823672A JP H0823672 A JPH0823672 A JP H0823672A JP 2129655 A JP2129655 A JP 2129655A JP 12965590 A JP12965590 A JP 12965590A JP H0823672 A JPH0823672 A JP H0823672A
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Hirotami Nakano
博民 中野
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Abstract

PURPOSE:To avoid abnormal current caused by biased magnetization by insulating a switching power source circuit and load circuit from each other with the insulating barriers of capacitors. CONSTITUTION:An insulation circuit 21 is connected between a switching power source circuit 11 and frequency converting circuit 7. The insulation circuit 21 is composed of capacitors CF1 and CF2. Because of the insulating barriers 451 of the capacitors CF1 and CF2, the frequency converting circuit 7 and a load circuit 4 are electrically floated from the circuit 11. Since the capacitors CF1 and CF2 have low impedances against a high-frequency voltage of 1MHz outputted between connecting points A1 and B1, electric power can be transmitted without hindrance. However, the capacitors CF1 and CF2 show extremely high impedances against the frequency of commercial power supply. Therefore, a switching unit constituted in such a way can practically neglect very weak electric energy leakage at signal levels or lower against low frequencies.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はスイッチング電源装置およびその絶 縁方法に関し、特に入力側の大容量あるいは小容 量の交流もしくは直流のコンデンサに蓄えられた 静電エネルギをもとにして高い周波数の電圧ある いは電力を出力するスイッチング電源回路に絶縁 回路を介して負荷に電力を供給するスイッチング 電源装置およびその絶縁方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a switching power supply device and its insulation method, and more particularly to electrostatic energy stored in a large-capacity or small-capacity AC or DC capacitor on the input side. The present invention relates to a switching power supply device that supplies power to a load via an insulating circuit to a switching power supply circuit that outputs a high-frequency voltage or power based on the above, and an insulating method thereof.

[従来の技術] 第2図は従来のスイッチング電源装置の一例を 示す電気回路図である。第2図を参照して、スイ ッチング電源回路11には直流電源Eとリアクト ルLとの直列回路が接続されるとともに、リップ ル吸収用コンデンサCSが接続される。すなわち、 スイッチング電源回路11には、直流電源Eから リアクトルLを介してリップル吸収用コンデンサ CSに電圧が入力されることによって、高い周波 数電圧成分のリップル分が取除かれ、リップル吸 収用コンデンサCSに蓄えられた静電エネルギが スイッチング電源回路11に与えられる。すなわ ち、コンデンサCSの静電エネルギがスイッチン グ電源回路11の直接の入力エネルギとなる。[Prior Art] FIG. 2 is an electric circuit diagram showing an example of a conventional switching power supply device. Referring to FIG. 2, the switching power supply circuit 11 is connected to a series circuit of a DC power supply E and a reactor L, and is also connected to a ripple absorbing capacitor CS. That is, in the switching power supply circuit 11, a voltage is input from the DC power supply E to the ripple absorbing capacitor CS via the reactor L, so that the ripple component of the high frequency voltage component is removed, and the ripple absorbing capacitor CS is removed. The electrostatic energy stored in is supplied to the switching power supply circuit 11. That is, the electrostatic energy of the capacitor CS becomes the direct input energy of the switching power supply circuit 11.

スイッチング電源回路11はフルブリッジ接続 されたスイッチング素子SF1〜SF4を含み、 それぞれのスイッチング素子SF1〜SF4は環 流ダイオードが内蔵された極めて高速な自己消弧 型スイッチング素子であるパワーMOSFETで 構成されており、それぞれのスイッチング素子S F1〜SF4の制御端子(ゲート)には図示しな い制御回路から交互に制御パルスが与えられる。 The switching power supply circuit 11 includes switching elements SF1 to SF4 connected in a full bridge, and each switching element SF1 to SF4 is composed of a power MOSFET which is an extremely high speed self-extinguishing type switching element having a built-in freewheeling diode. The control terminals (gates) of the respective switching elements SF1 to SF4 are alternately supplied with control pulses from a control circuit (not shown).

スイッチング素子SF1とSF2との接続点A1 と、スイッチング素子SF3とSF4との接続点 B1には、絶縁トランスTの一次側端子A、Bが 接続され、絶縁トランスTの二次側端子C,Dに は周波数変換回路7を介して負荷回路4が接続さ れる。すなわち、スイッチング電源回路11に対 し負荷回路4は、絶縁トランスTにより構成され る絶縁障壁44によって電気的に浮遊されている。To the connection point A1 between the switching elements SF1 and SF2 and the connection point B1 between the switching elements SF3 and SF4, the primary side terminals A and B of the insulation transformer T are connected, and the secondary side terminals C and D of the insulation transformer T are connected. The load circuit 4 is connected via the frequency conversion circuit 7. That is, the load circuit 4 with respect to the switching power supply circuit 11 is electrically suspended by the insulating barrier 44 constituted by the insulating transformer T.

上述のごとく構成されたスイッチング電源装置 において、直流電源EからリアクトルLを介して リップル吸収用コンデンサCSに充電された静電 エネルギがスイッチング電源回路11の入力エネ ルギとなる。それぞれの制御端子に高い周波数の パルスが与えられることによってスイッチング素 子SF1〜SF4が交互にオン、オフを繰り返し、 接続点A1とB1との間に変換された高い周波数 の交流電圧が出力される。そして、この高い周波 数の交流電圧は絶縁トランスTの絶縁障壁44を 通過する磁界を介して周波数変換回路7に伝送さ れ、直流電力に周波数変換されて負荷回路4に与 えられる。 In the switching power supply device configured as described above, the electrostatic energy charged in the ripple absorbing capacitor CS from the DC power supply E via the reactor L becomes the input energy of the switching power supply circuit 11. By applying a high frequency pulse to each control terminal, switching elements SF1 to SF4 are alternately turned on and off repeatedly, and a high frequency AC voltage converted between connection points A1 and B1 is output. . Then, this high-frequency AC voltage is transmitted to the frequency conversion circuit 7 via the magnetic field passing through the insulation barrier 44 of the insulation transformer T, frequency-converted into DC power, and given to the load circuit 4.

「発明が解決しようとする課題」 上述の第2図に示した従来のスイッチング電源 装置において、スイッチング電源回路11と周波 数変換回路7とを電気的に浮遊させるために、絶 縁トランスTの絶縁障壁44を用いていた。この ため、スイッチング電源回路11のスイッチング 素子の蓄積時間の違いやスイッチングスピードの 違いによって不要に出力された直流あるいは低周 波の電圧のために絶縁トランスTの励磁が偏り、 飽和して異常に大きな励磁電流が負荷回路4を通 ることなく流れる偏磁現象により、スイッチング 電源回路を構成するスイッチング素子を破損させ ることがしばしば起こっていた。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional switching power supply device shown in FIG. 2 described above, in order to electrically float the switching power supply circuit 11 and the frequency conversion circuit 7, insulation of the insulation transformer T is performed. The barrier 44 was used. Therefore, due to the difference in the storage time of the switching elements of the switching power supply circuit 11 or the difference in the switching speed, the DC or low frequency voltage that is output unnecessarily causes the excitation of the isolation transformer T to be biased and saturated, resulting in an abnormally large voltage. It was often the case that the switching element constituting the switching power supply circuit was damaged due to the demagnetization phenomenon in which the exciting current flows without passing through the load circuit 4.

それゆえに、この発明の目的は、偏磁現象によ る異常電流の発生を回避し得るスイッチング電源 装置およびその絶縁方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a switching power supply device capable of avoiding the generation of an abnormal current due to a magnetic bias phenomenon and an insulating method thereof.

[課題を解決するための手段] 第1請求項にかかる発明は、電源からの電力を 静電エネルギを介してスイッチングして電源から の電力より高い周波数の電力を出力するスイッチ ング電源回路の出力に絶縁回路を介して負荷を接 続したスイッチング電源装置において、絶縁回路 はコンデンサにより構成された絶縁障壁からなる。[Means for Solving the Problems] The invention according to claim 1 is an output of a switching power supply circuit that switches electric power from a power supply through electrostatic energy and outputs electric power of a frequency higher than the electric power from the power supply. In a switching power supply device in which a load is connected to the load via an insulation circuit, the insulation circuit consists of an insulation barrier composed of a capacitor.

第2請求項に係る発明は、請求項第1項にかか る発明の負荷とコンデンサとの間に接続され、高 い周波数の電力を周波数変換する周波数変換回路 を含む。 An invention according to a second aspect includes a frequency conversion circuit which is connected between the load and the capacitor according to the first aspect of the invention and which frequency-converts electric power of a high frequency.

第3請求項に係る発明は、負荷に電力を供給す るスイッチング電源装置であって、電源からの電 力を静電エネルギを介してスイッチングして電源 からの電力より高い周波数の電力を出力するスイ ッチング電源回路、スイッチング電源回路と負荷 との間に接続され、スイッチング電源回路と負荷 との間に絶縁障壁を構成するコンデンサよりなる 絶縁回路、および絶縁障壁を通過するコモンモー ド電流を抑圧または遮断するように接続したフィ ルタ回路を含む。 The invention according to claim 3 is a switching power supply device for supplying electric power to a load, wherein the electric power from the power supply is switched via electrostatic energy to output electric power of a frequency higher than the electric power from the power supply. A switching power supply circuit, an insulation circuit that is connected between the switching power supply circuit and the load, and consists of a capacitor that forms an insulation barrier between the switching power supply circuit and the load, and suppresses or blocks common-mode current that passes through the insulation barrier. Includes a filter circuit connected as shown.

第4請求項に係る発明は、第3請求項に従属す るスイッチング電源装置であって、フィルタ回路 は絶縁障壁を通過するコモンモード電流を抑圧す るコモンモードチョークを含んで成る。 An invention according to a fourth aspect is the switching power supply device according to the third aspect, wherein the filter circuit includes a common mode choke for suppressing a common mode current passing through the insulation barrier.

第5請求項にかかる発明は、第3請求項に従属 するスイッチング電源装置であって、フィルタ回 路は絶縁障壁を通過するコモンモード電流を抑圧 するリアクトルを含んで成る。 An invention according to claim 5 is a switching power supply device according to claim 3, wherein the filter circuit includes a reactor for suppressing a common mode current passing through the insulation barrier.

第6請求項にかかる発明は、負荷に電力を供給 するスイッチング電源装置であって、電源からの 電力を静電エネルギを介してスイッチングして電 源からの電力よりも高い周波数の電力を出力する スイッチング電源回路、スイッチング電源回路の 出力に接続され、スイッチング電源回路から出力 された高い周波数の電力を周波数変換して高い周 波数の電力より低い周波数の電力を負荷に供給す る周波数変換回路、スイッチング電源回路の出力 と前記周波数変換回路の入力との間に接続され、 前記スイッチング電源回路の出力と周波数変換回 路の入力との間に絶縁障壁を構成するコンデンサ から成る絶縁回路、および絶縁障壁を通過するコ モンモード電流を抑圧または遮断するように接続 したフィルタ回路を含む。 The invention according to claim 6 is a switching power supply device for supplying electric power to a load, wherein electric power from the power supply is switched via electrostatic energy to output electric power of a frequency higher than that of the electric power from the power supply. Switching power supply circuit, a frequency conversion circuit that is connected to the output of the switching power supply circuit, converts the high frequency power output from the switching power supply circuit into frequency, and supplies the load with a lower frequency power than the high frequency power. An insulation circuit, which is connected between the output of the power supply circuit and the input of the frequency conversion circuit and constitutes an insulation barrier between the output of the switching power supply circuit and the input of the frequency conversion circuit, and an insulation barrier. It includes a filter circuit connected to suppress or block the common-mode current that passes through.

第7請求項にかかる発明は、電源からの電力を 静電エネルギを介しスイッチングし電源からの電 力より高い周波数の電力に周波数変換する段階と、 そして、絶縁障壁中を電界を媒体として高い周波 数の電力を通過させる段階とからなる。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the step of frequency-converting the electric power from the power supply through electrostatic energy to convert the electric power into a power having a frequency higher than that of the power from the power supply; Passing a number of electric powers.

第8請求項にかかる発明は、電源からの電力を 静電エネルギを介しスイッチングし電源からの電 力より高い周波数の電力に周波数変換する段階と、 高い周波数の電力をコンデンサで構成された絶縁 障壁中に通す段階と、絶縁障壁を通過した高い周 波数の電力をスイッチングして低い周波数の電力 に周波数変換する段階とからなる。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a step of frequency-converting electric power from a power supply through electrostatic energy to convert it into electric power having a frequency higher than that of the electric power from the power supply, and an insulating barrier composed of the electric power having a high frequency. It consists of passing through the inside and switching the high frequency power that has passed through the insulation barrier and converting it to low frequency power.

第9請求項にかかる発明は、電源からの電力を 静電エネルギを介しスイッチングし電源からの電 力より高い周波数の電力に周波数変換する段階と、 そして、絶縁障壁中を電界を媒体として高い周波 数の電力を通過させる段階、さらに、絶縁障壁を 通過するコモンモード電流を抑制する段階を含む。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a step of frequency-converting electric power from a power supply through electrostatic energy to convert the electric power into a power having a frequency higher than that of the power from the power supply; Passing a certain amount of power, and suppressing common mode current passing through the isolation barrier.

第10請求項にかかる発明は、電源からの電力 を静電エネルギを介しスイッチングし電源からの 電力より高い周波数の電力に周波数変換する段階 と、高い周波数の電力をコンデンサで構成された 絶縁障壁中に通す段階と、絶縁障壁を通過した高 い周波数の電力をスイッチングして低い周波数の 電力に周波数変換する段階と、さらに、絶縁障壁 を通過するコモンモード電流を抑制する段階を含 む。 According to a tenth aspect of the present invention, a step of frequency-converting electric power from a power source through electrostatic energy to convert the electric power into a power having a frequency higher than that from the power source, and an insulating barrier formed of a capacitor for the power having a high frequency. Through the insulation barrier, switching the high frequency power that has passed through the insulation barrier to frequency conversion into low frequency power, and further suppressing the common mode current that passes through the insulation barrier.

第11請求項にかかる発明は、請求項7,8, 9,10に従属する絶縁方法であって、高い周波 数の電力が可聴周波数以上の電力である。 The invention according to the eleventh aspect is an insulation method according to the seventh, eighth, ninth and tenth aspects, wherein the high frequency electric power is electric power equal to or higher than an audible frequency.

第12請求項にかかる発明は、請求項7,8, 9,10に従属する絶縁方法であって、高い周波 数の電力が50kHz以上の電力であることを特 徴とするスイッチング電源装置の絶縁方法。 A twelfth aspect of the present invention is an insulation method according to the seventh, eighth, ninth and tenth aspects, characterized in that high frequency electric power is electric power of 50 kHz or more. Method.

[作用] 本発明は、スイッチング電源回路と負荷回路と の間をコンデンサの絶縁障壁によって絶縁するこ とにより、絶縁トランスを用いたときの偏磁現象 による異常電流の発生を回避できる。[Operation] According to the present invention, by insulating the switching power supply circuit and the load circuit by the insulating barrier of the capacitor, it is possible to avoid the occurrence of an abnormal current due to a biased magnetism when an insulating transformer is used.

[実施例] 第1図はこの発明思想の具体化された第1の実 施例の電気回路図である。[Embodiment] FIG. 1 is an electric circuit diagram of a first embodiment in which the idea of the present invention is embodied.

この第1図に示したスイッチング電源装置は、 直流電源EとリアクトルLとリップル吸収用コン デンサCSとスイッチング電源回路11と負荷回 路4と周波数変換回路7は前述の第3図に示した 従来例と同様にして構成される。そして、この実 施例では、スイッチング電源回路11と周波数変 換回路7との間に絶縁回路21が接続され、この 絶縁回路21はコンデンサCF1とCF2とによ って構成される。そして、コンデンサCF1,C F2の絶縁障壁451によって、スイッチング電 源回路11に対して、周波数変換回路7および負 荷回路4が電気的に浮遊することになる。 The switching power supply device shown in FIG. 1 includes a DC power supply E, a reactor L, a ripple absorbing capacitor CS, a switching power supply circuit 11, a load circuit 4, and a frequency conversion circuit 7 as shown in FIG. It is constructed in the same way as the example. In this embodiment, an insulation circuit 21 is connected between the switching power supply circuit 11 and the frequency conversion circuit 7, and the insulation circuit 21 is composed of capacitors CF1 and CF2. The insulation barrier 451 of the capacitors CF1 and CF2 electrically floats the frequency conversion circuit 7 and the load circuit 4 with respect to the switching power supply circuit 11.

次に、第1図に示した実施例の動作について説 明する。今、スイッチング周波数1MHzでスイ ッチング素子SF1〜SF4の制御端子(ゲート) がオン、オフされる。先ず、400nsecの間、 スイッチング素子SF1,SF4の制御端子がオ ンされ、スイッチング素子SF2,SF3の制御 端子はオフにされる。スイッチング素子SF1, SF4のオン、スイッチング素子SF2,SF3 のオフの状態が確立したとき、接続点A1とB1 との間にはコンデンサCSの電圧がそのままの極 性で出力される。 Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. Now, the control terminals (gates) of the switching elements SF1 to SF4 are turned on and off at the switching frequency of 1 MHz. First, for 400 nsec, the control terminals of the switching elements SF1 and SF4 are turned on, and the control terminals of the switching elements SF2 and SF3 are turned off. When the switching elements SF1 and SF4 are turned on and the switching elements SF2 and SF3 are turned off, the voltage of the capacitor CS is directly output between the connection points A1 and B1.

次に、スイッチング素子SF1,SF4の制御 端子がオフにされ、スイッチング素子SF2,S F3の制御端子がオンされて出力電圧の極性が反 転されるが、その前にアーム短絡防止のために1 00nsecのデッドタイムが設けられる。すな わち、スイッチング素子SF1〜SF4の蓄積時 間などによってオン、オフの制御パルスにもかか わらず、アーム上下のスイッチング素子SF1, SF2またはSF3,SF4が同時にオンすると、 直接コンデンサCSを短絡して過大な短絡電流が 流れるため、アーム上下にスイッチング素子SF 1〜SF4が同時にオンしないように、予めすべ てのスイッチング素子SF1〜SF4の制御端子 がオフにされる。 Next, the control terminals of the switching elements SF1 and SF4 are turned off, the control terminals of the switching elements SF2 and SF3 are turned on, and the polarity of the output voltage is reversed. A dead time of 00 nsec is provided. That is, when the switching elements SF1, SF2 or SF3, SF4 above and below the arm are turned on at the same time regardless of the control pulse of turning on and off depending on the storage time of the switching elements SF1 to SF4, the capacitor CS is directly connected. Since a short circuit causes an excessive short circuit current to flow, the control terminals of all the switching elements SF1 to SF4 are turned off in advance so that the switching elements SF1 to SF4 are not turned on at the same time above and below the arm.

当然のことながら、このデッドタイムの長さは、 使用するスイッチング素子SF1〜SF4のスイ ッチング時間より長くする必要がある。この実施 例の場合、スイッチング素子SF1〜SF4がオ ンからオフおよびオフからオンになる場合の有限 の時間、すなわちスイッチング時間は50nse cに見積っている。 As a matter of course, the length of the dead time needs to be longer than the switching time of the switching elements SF1 to SF4 used. In the case of this embodiment, the finite time when the switching elements SF1 to SF4 are turned on and off and turned on, that is, the switching time is estimated to be 50 nsec.

デッドタイム期間中、出力電圧は無制御期間で あり、出力電圧はスイッチング素子のスイッチン グ特性や負荷の状態などにより微妙に左右される もので不確定的なものである。このデッドタイム 期間は、出力電圧に直流あるいは低い周波数の電 圧成分を発生する主原因の一つとなる。スイッチ ング周波数の高周波化に伴ない、スイッチング周 期の時間幅に対してデッドタイムのしめる割合が 無視できなくなり、出力電圧に含まれる直流ある いは低周波の電圧成分は増加する傾向を示す。 During the dead time, the output voltage is uncontrolled, and the output voltage is uncertain because it is subtly affected by the switching characteristics of the switching elements and the load conditions. This dead time period is one of the main causes of generating DC or low frequency voltage components in the output voltage. As the switching frequency becomes higher, the ratio of the dead time to the time width of the switching period cannot be ignored, and the DC or low frequency voltage component contained in the output voltage tends to increase.

デッドタイムの期間終了の後、400nsec の時間の間、スイッチング素子SF1,SF4の 制御端子がオフにされ、スイッチング素子SF2, SF3の制御端子がオンにされる。スイッチング 素子SF1,SF4がオフにされ、スイッチング 素子SF2,SF4がオンにされた状態が確立し たとき、接続点A1が負になり、接続点B1が正 となる。したがって、接続点A1とB1との間で はコンデンサCSの電圧が逆極性で印可される。 After the dead time period ends, the control terminals of the switching elements SF1 and SF4 are turned off and the control terminals of the switching elements SF2 and SF3 are turned on for a time of 400 nsec. When the switching elements SF1 and SF4 are turned off and the state where the switching elements SF2 and SF4 are turned on is established, the connection point A1 becomes negative and the connection point B1 becomes positive. Therefore, the voltage of the capacitor CS is applied with the opposite polarity between the connection points A1 and B1.

その後、再び100nescのデッドタイムの期 間が設けられる。After that, a dead time period of 100 nesc is provided again.

以上の動作を繰返すことにより、接続点A1、 B1に高周波電圧が出力されることになる。この 高周波電圧はコンデンサCF1,CF2により構 成された絶縁障壁451を通過する電界を介して 周波数変換回路7に伝送され、そして、直流電力 に周波数変換され、負荷回路4に供給される。こ こで、接続点A1、B1の間に出力される1MH zの高周波電圧に対してコンデンサCF1,CF 2は低インピーダンスを有しており、電力伝送上、 コンデンサCF1,CF2を設けても支障をきた すことはない。 By repeating the above operation, the high frequency voltage is output to the connection points A1 and B1. This high frequency voltage is transmitted to the frequency conversion circuit 7 via the electric field passing through the insulating barrier 451 constituted by the capacitors CF1 and CF2, and is frequency-converted into DC power, which is supplied to the load circuit 4. Here, the capacitors CF1 and CF2 have a low impedance with respect to the high frequency voltage of 1 MHz output between the connection points A1 and B1, and it is not a problem to provide the capacitors CF1 and CF2 for power transmission. It does not cause

しかし、商用電源周波数(50Hzあるいは6 0Hz)に対しては、これらのコンデンサCF1, CF2は極めて高いインピーダンスを示す。すな わち、コンデンサCF1,CF2の示すインピー ダンスの値は周波数に逆比例するため、1MHz でのインピーダンスの値に対して50Hzでのそ の値は1MHz/50Hz=20000倍もの高 い値となる。そのため、低周波に対して、信号程 度の微弱な電気エネルギの漏洩は、スイッチング 電源装置として実質的に無視し得る。 However, these capacitors CF1 and CF2 exhibit extremely high impedance with respect to the commercial power supply frequency (50 Hz or 60 Hz). That is, since the impedance value indicated by the capacitors CF1 and CF2 is inversely proportional to the frequency, the impedance value at 50 MHz is 1 MHz / 50 Hz = 20000 times higher than the impedance value at 1 MHz. Become. Therefore, for low frequencies, the leakage of electric energy that is as weak as the signal level can be substantially ignored as a switching power supply.

したがって、高周波化により直流のみならず商 用周波数程度の電力周波数に対してもこの絶縁回 路は、実際、スイッチング電源装置としての絶縁 回路として有用に使用できる。すなわち、直流電 源、並びに商用電源の電力用の絶縁回路として用 いることができる。このことは、スイッチング電 源装置の高周波数化により実現できたものであっ て、スイッチング電源回路の出力周波数が商用電 源周波数に比べてあまり高くない場合、たとえば、 500Hz程度の可聴周波数以下の周波数では商 用周波数との周波数比が500Hz/50Hz= 10倍程度と小さいため、障壁を構成するコンデ ンサが必然的に極めて大きな容量となり、原理的 に商用電源の電源用絶縁回路として使用すること は難しい。 Therefore, due to the higher frequencies, not only for DC but also for power frequencies around commercial frequencies, this insulation circuit can actually be used effectively as an insulation circuit as a switching power supply. In other words, it can be used as an insulation circuit for DC power source and commercial power source. This was achieved by increasing the frequency of the switching power supply device. If the output frequency of the switching power supply circuit is not very high compared to the commercial power supply frequency, for example, a frequency below the audible frequency of about 500 Hz. However, since the frequency ratio to the commercial frequency is as small as about 500Hz / 50Hz = 10 times, the capacitor that constitutes the barrier inevitably has an extremely large capacity, and in principle it cannot be used as an insulation circuit for the power supply of the commercial power supply. difficult.

上述のごとく、スイッチング電源回路11に対 して周波数変換回路7あるいは負荷回路4を電気 的に浮遊させる絶縁障壁451を通して周波数変 換回路7に高周波電力が伝送される。一方、絶縁 障壁451により、直流電力ならびに商用周波数 程度の低周波電力は、絶縁障壁451を全くある いはほとんど通過できない。 As described above, high frequency power is transmitted to the frequency conversion circuit 7 through the insulating barrier 451 that electrically floats the frequency conversion circuit 7 or the load circuit 4 with respect to the switching power supply circuit 11. On the other hand, due to the insulating barrier 451, direct-current power and low-frequency power of about commercial frequency cannot pass through the insulating barrier 451 at all or almost.

なお、第1図に示した実施例では、スイッチン グ素子としてパワーMOSFETを用いてスイッ チング電源回路11を構成したが、他のスイッチ ング素子を用いて構成しても良い。 In the embodiment shown in FIG. 1, the switching power supply circuit 11 is constructed by using the power MOSFET as the switching element, but it may be constructed by using other switching elements.

第1A図は、第1図に示した実施例の変形例で あり、以下の点を除いて前述の第1図と同様に構 成される。すなわち、第1A図では、第1図に示 したリアクトルLを取り除くと共に、スイッチン グ素子SF1〜SF4に換えてスイッチング素子 として環流ダイオードが内蔵されたパワートラン ジスタから成るスイッチング素子S1〜S4を用 いてスイッチング電源回路1を構成している。ま た、第1図の絶縁回路21を構成するコンデンサ CF1,CF2に換えて、コンデンサC1,C2 を用いて絶縁回路20を構成している。コンデン サCF1,CF2とコンデンサC1,C2との違 いは、容量的にコンデンサC1,C2の方がコン デンサCF1,CF2に比べて約3桁程度も大き な静電容量となっている。 FIG. 1A is a modification of the embodiment shown in FIG. 1, and is configured similarly to the above-described FIG. 1 except for the following points. That is, in FIG. 1A, the reactor L shown in FIG. 1 is removed and, instead of the switching elements SF1 to SF4, switching elements S1 to S4 composed of a power transistor having a freewheeling diode as a switching element are used. Thus, the switching power supply circuit 1 is configured. Further, instead of the capacitors CF1 and CF2 forming the insulating circuit 21 in FIG. 1, the insulating circuit 20 is formed by using the capacitors C1 and C2. The difference between the capacitors CF1 and CF2 and the capacitors C1 and C2 is that the capacitors C1 and C2 have a capacitance that is about three orders of magnitude larger than that of the capacitors CF1 and CF2.

次に第1A図に示した変形例の動作について説 明する。今、スイッチング周波数1kHzでスイ ッチング素子S1〜S4の制御端子(ベース)が オン、オフされる。先ず、400μsecの間、 スイッチング素子S1,S4の制御端子がオンさ れ、スイッチング素子S2,S3の制御端子はオ フにされる。スイッチング素子S1,S4のオン、 スイッチング素子S2,S3のオフの状態が確立 したとき、接続点A1とB1との間にはコンデン サCSの電圧がそのままの極性で出力される。 Next, the operation of the modification shown in FIG. 1A will be described. Now, the control terminals (bases) of the switching elements S1 to S4 are turned on and off at the switching frequency of 1 kHz. First, during 400 μsec, the control terminals of the switching elements S1 and S4 are turned on, and the control terminals of the switching elements S2 and S3 are turned off. When the switching elements S1 and S4 are turned on and the switching elements S2 and S3 are turned off, the voltage of the capacitor CS is output between the connection points A1 and B1 in the same polarity.

次に、スイッチング素子S1,S4の制御端子 がオフにされ、スイッチング素子S2,S3の制 御端子がオンされて出力電圧の極性が反転される が、その前にアーム短絡防止のために100μs ecのデッドタイムが設けられる。すなわち、ス イッチング素子S1〜S4の蓄積時間などによっ てオン、オフの制御パルスにもかかわらず、アー ム上下のスイッチング素子S1,S2またはS3, S4が同時にオンすると、直接コンデンサCSを 短絡して過大な短絡電流が流れるため、アーム上 下にスイッチング素子S1〜S4が同時にオンし ないように、予めすべてのスイッチング素子S1 〜S4の制御端子がオフにされる。 Next, the control terminals of the switching elements S1 and S4 are turned off, the control terminals of the switching elements S2 and S3 are turned on, and the polarity of the output voltage is inverted. Before that, however, to prevent arm short circuit, 100 μs ec Dead time is provided. That is, when the switching elements S1, S2 or S3, S4 above and below the arm are turned on at the same time despite the control pulse being turned on and off depending on the storage time of the switching elements S1 to S4, etc., the capacitor CS is directly short-circuited. Since an excessive short-circuit current flows, the control terminals of all the switching elements S1 to S4 are previously turned off so that the switching elements S1 to S4 do not turn on at the same time above and below the arm.

当然のことながら、このデッドタイムの長さは、 使用するスイッチング素子S1〜S4のスイッチ ング時間より長くする必要がある。この実施例の 場合、スイッチング素子S1〜S4がオンからオ フおよびオフからオンになる場合の有限の時間、 すなわちスイッチング時間は50μsecに見積 っている。 As a matter of course, the length of this dead time needs to be longer than the switching time of the switching elements S1 to S4 used. In the case of this embodiment, the finite time when the switching elements S1 to S4 are switched from on to off and from off to on, that is, the switching time is estimated to be 50 μsec.

デッドタイムの期間終了の後、400μsec の時間の間、スイッチング素子S1,S4の制御 端子がオンにされ、スイッチング素子S2,S3 の制御端子がオンにされる。スイッチング素子S 1,S4がオフにされ、スイッチング素子S2, S4がオンにされた状態が確立したとき、接続点 A1が負になり、接続点B1が正となる。したが って、接続点A1とB1との間ではコンデンサC Sの電圧が逆極性で印可される。その後、再び1 00μsecのデッドタイムの期間が設けられ、 上述の動作を繰返すことにより、接続点A1、B 1に交流電圧が出力されることになる。この交流 電圧はコンデンサC1,C2により構成された絶 縁障壁45を介して周波数変換回路7に与えられ て直流電力に周波数変換され、負荷回路4に供給 される。 After the dead time period ends, the control terminals of the switching elements S1 and S4 are turned on and the control terminals of the switching elements S2 and S3 are turned on for a time of 400 μsec. When the switching elements S1 and S4 are turned off and the switching elements S2 and S4 are turned on, the connection point A1 becomes negative and the connection point B1 becomes positive. Therefore, the voltage of the capacitor C S is applied with the opposite polarity between the connection points A1 and B1. After that, a dead time period of 100 μsec is provided again, and by repeating the above operation, an AC voltage is output to the connection points A1 and B1. This AC voltage is given to the frequency conversion circuit 7 through the insulation barrier 45 constituted by the capacitors C1 and C2, frequency-converted to DC power, and supplied to the load circuit 4.

ここで、接続点A1、B1の間に出力される1 kHzの交流電圧に対してコンデンサC1,C2 は低インピーダンスを有しており、電力伝送上、 コンデンサC1,C2を設けても支障をきたすこ とはない。しかし、コンデンサC1,C2により 構成された絶縁障壁45は周波数零、すなわち、 直流に対し無限のインピーダンスを示す。そのた め直流電力は、この障壁45を通過できない。 Here, the capacitors C1 and C2 have a low impedance with respect to the AC voltage of 1 kHz output between the connection points A1 and B1, and therefore, the provision of the capacitors C1 and C2 causes a problem in power transmission. Not here. However, the insulating barrier 45 formed by the capacitors C1 and C2 exhibits an infinite impedance with respect to frequency zero, that is, direct current. Therefore, DC power cannot pass through this barrier 45.

第3図はこの発明の第2の実施例を示す電気回 路図である。第3図を参照して、直流電源Eとス イッチング電源回路1と絶縁回路20と負荷回路 4と周波数変換回路7は前述の第1A図と同様に して構成される。第3図は、第1A図に示した直 流電源EとコンデンサCSとの間をフィルタ回路 Fを介して接続したものである。それ以外の相違 は第3図と第1A図との間にはない。また、スイ ッチング電源回路1の動作は、第1A図と説明が 重複するので省略する。 FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the DC power supply E, the switching power supply circuit 1, the insulating circuit 20, the load circuit 4, and the frequency conversion circuit 7 are constructed in the same manner as in FIG. 1A described above. FIG. 3 shows the connection between the direct current power source E and the capacitor CS shown in FIG. 1A via a filter circuit F. There are no other differences between FIG. 3 and FIG. 1A. The operation of the switching power supply circuit 1 is omitted because it is the same as that in FIG. 1A.

フィルタ回路Fは端子TA,TBと端子TC, TDとをそれぞれリアクトルL1,L2を介して 接続したものであり、フィルタ回路Fの入力端子 TA、TBと出力端子TC,TDとの間はリアク トルL1,L2により高周波的に遮断される。そ のため、スイッチング電源装置の入力側と出力側 との間、すなわち、直流電源Eと負荷回路4との 間は、このフィルタ回路Fにより高周波的に遮断 される。 The filter circuit F is formed by connecting terminals TA and TB and terminals TC and TD via reactors L1 and L2, respectively, and the terminals between the input terminals TA and TB of the filter circuit F and the output terminals TC and TD are reactors. It is cut off at a high frequency by L1 and L2. Therefore, the filter circuit F cuts off between the input side and the output side of the switching power supply device, that is, between the DC power supply E and the load circuit 4 at a high frequency.

ここで、フィルタ回路Fの役割について詳細に 説明をする。フィルタ回路Fは、入力電源側のグ ランドと出力負荷側のグランドとの間のインピー ダンスが無限大の場合、すなわち、入出力のグラ ンドが電気的に完全に独立である場合基本的に不 必要である。しかし、例えば、入出力のグランド 間のインピーダンスが零であり、かつまた、フィ ルタ回路Fが備えられていない場合、スイッチン グ電源回路1のスイッチング動作の度に過大なコ モンモード電流が絶縁回路20を介して入出力の グランド間を流れる。その結果、スイッチング電 源回路1を構成するスイッチング素子に過大な電 流が流れ、スイッチング素子の破壊を引き起こす。 Here, the role of the filter circuit F will be described in detail. The filter circuit F basically has no impedance when the impedance between the ground on the input power supply side and the ground on the output load side is infinite, that is, when the input and output grounds are completely electrically independent. is necessary. However, for example, when the impedance between the input and output grounds is zero and the filter circuit F is not provided, an excessive common-mode current is isolated each time the switching operation of the switching power supply circuit 1 is performed. It flows between the input and output grounds via the circuit 20. As a result, an excessive current flows in the switching element that constitutes the switching power supply circuit 1, causing the switching element to be destroyed.

しかし、フィルタ回路Fを備え付けることにより この問題は解決する。すなわち、スイッチング電 源回路1のスイッチング周波数に対してフィルタ 回路Fを構成するリアクトルL1,L2の値が高 インピーダンスであれば、スイッチング電源回路 1のスイッチングの度に絶縁回路20を介して入 出力のグランド間を流れる電流、すなわち、コモ ンモード電流はフィルタ回路Fを構成するリアク トルL1,L2により効果的に抑制される。した がって、フィルタ回路FのリアクトルL1,L2 によりコモンモードの電流のためにコンデンサC 1,C2の電圧が急激に変動することはなく、絶 縁障壁45を構成するコンデンサC1,C2の電 圧が安定する。However, the provision of the filter circuit F solves this problem. That is, if the values of the reactors L1 and L2 forming the filter circuit F are high impedance with respect to the switching frequency of the switching power supply circuit 1, input / output of the input / output is performed via the insulating circuit 20 each time the switching power supply circuit 1 switches. The current flowing between the grounds, that is, the common mode current is effectively suppressed by the reactors L1 and L2 that form the filter circuit F. Therefore, the voltage of the capacitors C1 and C2 does not suddenly change due to the common mode current due to the reactors L1 and L2 of the filter circuit F, and the voltage of the capacitors C1 and C2 forming the insulation barrier 45 is reduced. Pressure stabilizes.

第3A図は第3図の実施例の変形例を示す電気 回路図である。この第3A図に示した実施例では 第3図に示したフィルタ回路Fの設置場所に代え て、第3A図では周波数変換回路7と負荷回路4 との間の電力ラインに備え付けたものである。第 3A図においては、その他の主回路構成、すなわ ちスイッチング電源回路1と絶縁回路20と負荷 回路4は第3図と同じであるので、それらに関す る回路構成上の説明は省略する。また、スイッチ ング電源回路1の動作は、第1A図と説明が重複 するので省略する。第3図のフィルタ回路Fと同 様に、第3A図のフィルタ回路Fもスイッチング 電源回路1のスイッチング周波数に対してリアク トルL1,L2のインダクタンスの値が各々高イ ンピーダンスである。それにより、スイッチング 電源回路1のスイッチングに呼応して絶縁回路2 0を構成するコンデンサC1,C2の電圧が急激 に変化することはなく、入出力のグランド間のイ ンピーダンスが低抵抗あるいは、零インピーダン スであってもフィルタ回路Fにより効果的に入出 力のグランド間を介して流れる急峻なコモンモー ド電流は遮断される。したがって、フィルタ回路 Fにより、コモンモード電流のためにコンデンサ C1,C2の電圧が急激に変動することはない。 FIG. 3A is an electric circuit diagram showing a modification of the embodiment shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 3A, instead of the installation location of the filter circuit F shown in FIG. 3, it is provided in the power line between the frequency conversion circuit 7 and the load circuit 4 in FIG. 3A. . In FIG. 3A, other main circuit configurations, that is, the switching power supply circuit 1, the insulating circuit 20, and the load circuit 4 are the same as those in FIG. 3, and therefore the description of the circuit configuration relating to them is omitted. The operation of the switching power supply circuit 1 will be omitted because it is the same as that in FIG. 1A. Similar to the filter circuit F of FIG. 3, the filter circuit F of FIG. 3A also has high impedance in the inductance of the reactors L1 and L2 with respect to the switching frequency of the switching power supply circuit 1. As a result, the voltages of the capacitors C1 and C2 that form the insulating circuit 20 do not suddenly change in response to the switching of the switching power supply circuit 1, and the impedance between the input and output grounds has a low resistance or zero impedance. However, the steep common-mode current that flows through the input / output grounds is effectively blocked by the filter circuit F even if it is a switch. Therefore, the filter circuit F prevents the voltages of the capacitors C1 and C2 from abruptly changing due to the common mode current.

そのため、絶縁障壁45を構成するコンデンサC 1,C2の電圧が安定することとなる。すなわち、 フィルタ回路Fの入力端子TA、TBと出力端子 TC,TDはリアクトルLDC1,LDC2によ り高周波的に遮断される。そのため、スイッチン グ電源装置の入力側の電源Eと出力側の負荷回路 4とは、このフィルタ回路Fにより高周波的に遮 断され、コモンモードの電流はフィルタ回路Fを 構成するリアクトルL1,L2により抑制される。Therefore, the voltages of the capacitors C1 and C2 forming the insulation barrier 45 are stabilized. That is, the input terminals TA and TB and the output terminals TC and TD of the filter circuit F are cut off at high frequencies by the reactors LDC1 and LDC2. Therefore, the power supply E on the input side and the load circuit 4 on the output side of the switching power supply device are cut off at high frequencies by this filter circuit F, and the common mode currents are the reactors L1 and L2 forming the filter circuit F. Is suppressed by.

第4図はこの発明の第3実施例を示す電気回路 図である。この第4図に示した実施例は、第3図 に示したフィルタ回路Fをコモンモードチョーク によって構成したフィルタ回路FCに置き換えた ものである。このフィルタ回路FCは端子TAと 端子TCとをコモンモードチョークの一方の巻線 を介して接続し、端子TBと端子TDとをコモン モードチョークの他方の巻線を介して接続したも のであり、フィルタ回路FCの入力端子TA、T Bと出力端子TC,TDはコモンモードチョーク によりコモンモード的に遮断される。すなわち、 コモンモードチョークを構成する各巻線が完全結 合である場合、フィルタ回路FCはノーマルモー ドに対して理論的にインピーダンスとして作用し ない。しかし、コモンモードチョークはコモンモ ードに対しては大きなインピーダンスを示すため、 フィルタ回路FCを通過するコモンモード電流を 遮断あるいは抑圧する。そのため、スイッチング 電源装置の入力側と出力側とは、このフィルタ回 路FCによりコモンモード的に遮断される。 FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a third embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 4, the filter circuit F shown in FIG. 3 is replaced with a filter circuit FC composed of a common mode choke. In this filter circuit FC, the terminal TA and the terminal TC are connected via one winding of the common mode choke, and the terminals TB and TD are connected via the other winding of the common mode choke. The input terminals TA and TB and the output terminals TC and TD of the filter circuit FC are cut off in a common mode by a common mode choke. That is, when the windings forming the common mode choke are completely connected, the filter circuit FC theoretically does not act as an impedance with respect to the normal mode. However, since the common mode choke exhibits a large impedance with respect to the common mode, it cuts off or suppresses the common mode current passing through the filter circuit FC. Therefore, the input side and the output side of the switching power supply device are shut off in a common mode by this filter circuit FC.

第4図の動作は、第1A図に示したスイッチン グ素子S1〜S4のドライブ動作と同じであるた め、詳細なスイッチング電源回路の動作説明は第 1A図と重複するので省略する。次に、フィルタ 回路FCの役割について詳細に説明をする。フィ ルタ回路FCは、入力電源側のグランドと出力負 荷側のグランドとの間のインピーダンスが無限大 の場合、すなわち、入出力のグランドが電気的に 完全に独立である場合基本的に不必要である。し かし、例えば、入出力のグランド間のインピーダ ンスが零であり、かつまた、フィルタ回路FCが 備えられていない場合、スイッチング電源回路1 のスイッチング動作の度に過大なコモンモード電 流が絶縁回路20を流れる。その結果、絶縁障壁 45を構成するコンデンサC1,C2の電圧が急 激に変動する。そして、スイッチング電源回路1 を構成するスイッチング素子に過大な電流が流れ、 スイッチング素子の破壊を招く。しかし、フィル タ回路FCを備え付けることによりこの問題は解 決する。すなわち、スイッチング電源回路1のス イッチング周波数に対してフィルタ回路FCを構 成するコモンモードチョークのインダクタンスの 値が高インピーダンスであれば、スイッチング電 源回路1のスイッチングの度に絶縁回路20を介 して入出力のグランド間を流れるコモンモード電 流はフィルタ回路FCを構成するコモンモードチ ョークにより効果的に抑制される。そのため、コ モンモード電流のためにコンデンサC1,C2の 電圧が急激に変動することはない。言い替えれば、 フィルタ回路FCのコモンモードチョークにより 入力電源Eと負荷4との間がコモンモード的に遮 断され、フィルタ回路FCによりスイッチング電 源装置の入出力間を流れるコモンモード電流が抑 制される。 Since the operation of FIG. 4 is the same as the drive operation of the switching elements S1 to S4 shown in FIG. 1A, a detailed description of the operation of the switching power supply circuit is omitted because it overlaps with that of FIG. 1A. Next, the role of the filter circuit FC will be described in detail. The filter circuit FC is basically unnecessary when the impedance between the ground on the input power supply side and the ground on the output load side is infinite, that is, when the input and output grounds are electrically completely independent. Is. However, for example, when the impedance between the input and output grounds is zero and the filter circuit FC is not provided, an excessive common mode current is isolated at every switching operation of the switching power supply circuit 1. Flow through circuit 20. As a result, the voltages of the capacitors C1 and C2 forming the insulation barrier 45 suddenly fluctuate. Then, an excessive current flows through the switching element that constitutes the switching power supply circuit 1, causing the switching element to be destroyed. However, this problem is solved by installing the filter circuit FC. That is, if the value of the inductance of the common mode choke forming the filter circuit FC is high impedance with respect to the switching frequency of the switching power supply circuit 1, the insulating circuit 20 is used every time the switching of the switching power supply circuit 1 is performed. The common-mode current flowing between the input and output grounds is effectively suppressed by the common-mode choke forming the filter circuit FC. Therefore, the voltage of the capacitors C1 and C2 does not suddenly change due to the common mode current. In other words, the common mode choke of the filter circuit FC cuts off the input power supply E and the load 4 in a common mode, and the filter circuit FC suppresses the common mode current flowing between the input and output of the switching power supply device. It

なお、フィルタ回路FCは、第4図に示した実 施例の変形例である第4A図に示すように周波数 変換回路7と負荷4との間に接続するようにして も良い。また、スイッチング電源回路1と絶縁回 路20との間、あるいは絶縁回路20と周波数変 換回路7との間にフィルタ回路FCを接続するよ うにしてもよい。さらにまた、フィルタ回路FC を構成するコモンモードチョークの一方の巻線コ イルを絶縁回路20の端子Cと周波数変換回路7 との間に、他方の巻線コイルをスイッチング電源 回路1と絶縁回路20の端子Bとの間に接続して も、絶縁障壁45を通過するコモンモード電流を 抑制することができる。 The filter circuit FC may be connected between the frequency conversion circuit 7 and the load 4 as shown in FIG. 4A which is a modification of the embodiment shown in FIG. Further, the filter circuit FC may be connected between the switching power supply circuit 1 and the insulation circuit 20, or between the insulation circuit 20 and the frequency conversion circuit 7. Furthermore, one winding coil of the common mode choke constituting the filter circuit FC is provided between the terminal C of the insulating circuit 20 and the frequency conversion circuit 7, and the other winding coil is provided between the switching power supply circuit 1 and the insulating circuit 20. The common mode current passing through the insulating barrier 45 can be suppressed even if the common mode current is connected to the terminal B.

第5図はこの発明の第4実施例を示す電気回路 図である。この第5図に示した実施例は、第4図 に示した周波数変換回路7を取り除くと共に、フ ィルタ回路FCの挿入場所を絶縁回路20と負荷 回路4との間に移動したものである。さらに、第 5図においては、フィルタ回路FCの機能を明確 に示すために、スイッチング電源装置の入力電源 EをグランドG1に、負荷回路4をグランドG2 に接地し、電気的に完全独立なグランドG1およ びG2をインピーダンスZを介して接続すると共 に、負荷回路4を抵抗で構成したものである。フ ィルタ回路FCのコモンモードチョークは、フィ ルタ回路FCの入力端子TA、TBとフィルタ回 路FCの出力端子TC,TDとを流れるノーマル モードの電流は遮断しないが、コモンモード電流 は遮断する。それにより、インピーダンスZが低 抵抗あるいは零であっても絶縁障壁45を急峻な コモンモードの過大電流が流れることはない。ま た、絶縁障壁45を構成するコンデンサC1,C 2に蓄えられた電荷が急激に入出力のグランドG 1,G2を介して急峻なコモンモード電流となっ て充放電されることはない。すなわち、スイッチ ング電源装置の入出力間がフィルタ回路FCによ りコモンモード的に遮断されているため、急峻な コモンモードの過大電流はフィルタ回路FCを構 成するコモンモードチョークにより抑制されるこ ととなる。しかし、フィルタ回路FCは、ノーマ ルモードに対して原理的にインピーダンスとして 作用しない、すなわちノーマルモードに対しては コモンモードチョークは零インピーダンスである。 FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 5, the frequency conversion circuit 7 shown in FIG. 4 is removed, and the insertion location of the filter circuit FC is moved between the insulating circuit 20 and the load circuit 4. Further, in FIG. 5, in order to clearly show the function of the filter circuit FC, the input power source E of the switching power supply device is grounded to the ground G1 and the load circuit 4 is grounded to the ground G2, and the electrically completely independent ground G1 is provided. Further, G2 and G2 are connected via the impedance Z, and the load circuit 4 is constituted by a resistor. The common mode choke of the filter circuit FC does not cut off the normal mode current flowing through the input terminals TA and TB of the filter circuit FC and the output terminals TC and TD of the filter circuit FC, but cuts off the common mode current. As a result, a steep common-mode excessive current does not flow through the insulating barrier 45 even if the impedance Z has a low resistance or zero. Moreover, the electric charges stored in the capacitors C1 and C2 forming the insulating barrier 45 do not suddenly become a steep common mode current via the input / output grounds G1 and G2 and are not charged / discharged. That is, since the input and output of the switching power supply unit are cut off in the common mode by the filter circuit FC, a steep common mode excessive current is suppressed by the common mode choke forming the filter circuit FC. And However, the filter circuit FC does not act as an impedance in principle for the normal mode, that is, the common mode choke has zero impedance for the normal mode.

そのため、基本的に、スイッチング電源回路1よ り出力される交流電力が負荷回路4に伝送される ことを阻止することはない。換言すれば、スイッ チング電源回路1により接続点A1とB1との間 に出力されるノーマルモードの交流電流に対しフ ィルタ回路FCは原理的に零インピーダンスであ り、負荷回路4への電力伝送上、フィルタ回路F Cの設置は支障をきたすことはない。したがって、 フィルタ回路FCは、スイッチング電源回路1よ り出力された電力がインピーダンスZへ漏洩し、 スイッチング電源装置の効率が大幅に悪化するこ とを防止するものである。Therefore, basically, the AC power output from the switching power supply circuit 1 is not blocked from being transmitted to the load circuit 4. In other words, the filter circuit FC theoretically has zero impedance with respect to the normal mode AC current output between the connection points A1 and B1 by the switching power supply circuit 1, and thus the power transmission to the load circuit 4 is performed. In addition, the installation of the filter circuit F C does not cause any trouble. Therefore, the filter circuit FC prevents the power output from the switching power supply circuit 1 from leaking to the impedance Z and significantly lowering the efficiency of the switching power supply device.

なお、フィルタ回路FCは、第5図に示した実 施例の変形例である第5A図に示すようにスイッ チング電源回路1と絶縁回路20との間に、また は第5図の実施例の他の変形例である第5B図に 示すように直流電源EとコンデンサCSとの間接 続するようにしてもよい。さらにまた、フィルタ 回路FCを構成するコモンモードチョークの一方 の巻線コイルを絶縁回路20の端子Cと負荷回路 4との間に、他方の巻線コイルをスイッチング電 源回路1と絶縁回路20の端子Bとの間に接続し ても、絶縁障壁45を通過するコモンモード電流 を抑制することができる。 The filter circuit FC is provided between the switching power supply circuit 1 and the insulating circuit 20 as shown in FIG. 5A, which is a modification of the embodiment shown in FIG. 5, or the embodiment shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 5B, which is another modified example, the DC power source E and the capacitor CS may be indirectly connected. Furthermore, one winding coil of the common mode choke forming the filter circuit FC is provided between the terminal C of the insulation circuit 20 and the load circuit 4, and the other winding coil of the switching power supply circuit 1 and the insulation circuit 20. Even if it is connected to the terminal B, the common mode current passing through the insulating barrier 45 can be suppressed.

第6図はこの発明の第5の実施例を示す電気回 路図である。この第6図に示した実施例は、前述 の第5B図に示したコモンモードチョークからな るフィルタ回路FCに換えて、リアクトルL1, L2で構成されたフィルタ回路Fを接続したもの である。このフィルタ回路Fも第5B図に示した フィルタ回路FCと同様にコモンモード電流を抑 圧する機能を持つ。 FIG. 6 is an electric circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 6, a filter circuit F composed of reactors L1 and L2 is connected instead of the filter circuit FC composed of the common mode choke shown in FIG. 5B. Like the filter circuit FC shown in FIG. 5B, this filter circuit F also has a function of suppressing the common mode current.

第7図はこの発明の第6の実施例を示す電気回 路図である。この第7図に示した実施例は、前述 の第6図に示したスイッチング電源回路1に換え て、スイッチング電源回路10を接続したもので ある。それ以外の相違は第7図と第6図との間に はない。スイッチング電源回路10は、それぞれ が直列接続されかつコンデンサCSに対して並列 接続された自己消弧型のスイッチング素子S1と S2とから構成される。スイッチング素子S1, S2はそれぞれ環流ダイオードを内蔵したパワト ランジスタで構成されている。スイッチング素子 S1,S2の制御端子(ベース)には図示しない 制御回路から制御パルスが与えられる。スイッチ ング電源回路10のスイッチング素子S1とS2 の接続点A1には絶縁回路20の一次側端子Bが、 スイッチング素子S1のコレクタには一次側端子 Aが接続される。 FIG. 7 is an electric circuit diagram showing a sixth embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 7, a switching power supply circuit 10 is connected instead of the switching power supply circuit 1 shown in FIG. There is no other difference between FIG. 7 and FIG. The switching power supply circuit 10 is composed of self-extinguishing type switching elements S1 and S2, each of which is connected in series and connected in parallel to the capacitor CS. Each of the switching elements S1 and S2 is composed of a power transistor having a built-in freewheeling diode. Control pulses (not shown) are applied to the control terminals (bases) of the switching elements S1 and S2 from a control circuit (not shown). The primary side terminal B of the insulating circuit 20 is connected to the connection point A1 between the switching elements S1 and S2 of the switching power supply circuit 10, and the primary side terminal A is connected to the collector of the switching element S1.

次に、第7図に示した実施例の動作について説 明する。今、スイッチング周波数1kHzでスイ ッチング素子S1,S2の制御端子がオン、オフ される。先ず、400μsecの間、スイッチン グ素子S2の制御端子がオンされ、スイッチング 素子S1の制御端子はオフにされる。スイッチン グ素子S2のオン、スイッチング素子S1のオフ の状態が確立したとき、端子AとBとの間にはコ ンデンサCSの電圧が出力される。その後、スイ ッチング素子S2の制御端子がオフにされ、スイ ッチング素子S1の制御端子がオンされて出力電 圧は零になるが、その前にアーム短絡防止のため に100μsecのデッドタイムが設けられる。 Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 7 will be described. Now, the control terminals of the switching elements S1 and S2 are turned on and off at the switching frequency of 1 kHz. First, for 400 μsec, the control terminal of the switching element S2 is turned on and the control terminal of the switching element S1 is turned off. When the switching element S2 is turned on and the switching element S1 is turned off, the voltage of the capacitor CS is output between the terminals A and B. After that, the control terminal of the switching element S2 is turned off, the control terminal of the switching element S1 is turned on, and the output voltage becomes zero, but before that, a dead time of 100 μsec is provided to prevent arm short circuit. .

すなわち、スイッチング素子S1,S2の蓄積時 間などによってオン、オフの制御端子信号にもか かわらず、アーム上下のスイッチング素子S1, S2が同時にオンすると、直接コンデンサCSを 短絡して過大な短絡電流が流れるため、アーム上 下にスイッチング素子S1,S2が同時にオンし ないように、予めすべてのスイッチング素子S1, S2の制御端子がオフにされる。That is, when the switching elements S1 and S2 above and below the arm are turned on at the same time regardless of the control terminal signals that are on and off due to the accumulation time of the switching elements S1 and S2, the capacitor CS is directly short-circuited to cause an excessive short-circuit current. Therefore, the control terminals of all the switching elements S1 and S2 are turned off in advance so that the switching elements S1 and S2 do not turn on at the same time above and below the arm.

デッドタイムの期間終了の後、400μsec の時間の間、スイッチング素子S2の制御端子が オフにされ、スイッチング素子S1の制御端子が オンにされる。スイッチング素子S2がオフにさ れ、スイッチング素子S1がオンにされた状態が 確立したとき、端子AとBは同電位となる。した がって、端子AとBとの間の電圧は零と成る。そ の後、再び100μsecのデッドタイムの期間 が設けられる。以上の動作を繰返すことにより、 端子A、Bに直流電圧成分を多量に含んだ交流電 圧が出力されることになる。この直流電圧成分を 多量に含んだ交流電圧の内の交流成分のみがコン デンサC1,C2により構成された絶縁障壁45 を介して負荷回路4に供給される。 After the dead time period ends, the control terminal of the switching element S2 is turned off and the control terminal of the switching element S1 is turned on for a time of 400 μsec. When the switching element S2 is turned off and the state where the switching element S1 is turned on is established, the terminals A and B have the same potential. Therefore, the voltage between terminals A and B becomes zero. After that, a dead time period of 100 μsec is provided again. By repeating the above operation, an AC voltage containing a large amount of DC voltage components is output to terminals A and B. Only the AC component of the AC voltage containing a large amount of this DC voltage component is supplied to the load circuit 4 via the insulating barrier 45 constituted by the capacitors C1 and C2.

ここで、フィルタ回路Fの役割について詳細に 説明をする。フィルタ回路Fは、入力電源側のグ ランドG1と出力負荷側のグランドG2との間の インピーダンスZが無限大の場合、すなわち、入 出力のグランドが電気的に完全に独立である場合 基本的に不必要である。しかし、例えば、入出力 のグランド間のインピーダンスが零であり、かつ また、フィルタ回路Fが備えられていない場合、 スイッチング電源回路10のスイッチング動作の 度に過大なコモンモード電流が絶縁回路20を流 れる。その結果、スイッチング電源回路10を構 成するスイッチング素子に過大な電流が流れ、ス イッチング素子の破壊を引き起こす。しかし、フ ィルタ回路Fを備え付けることによりこの問題は 解決する。すなわち、スイッチング電源回路10 のスイッチング周波数に対してフィルタ回路Fを 構成するリアクトルL1,L2が高インピーダン スであれば、スイッチング電源回路10のスイッ チングの度に絶縁回路20を介して入出力のグラ ンド間を流れるコモンモード電流はフィルタ回路 Fにより効果的に抑制される。また、フィルタ回 路Fは、スイッチング電源回路10より出力され た電力がコモンモード電流となってインピーダン スZへ漏洩し、スイッチング電源装置の電力効率 が低下することを防止する機能を有する。 Here, the role of the filter circuit F will be described in detail. The filter circuit F is basically used when the impedance Z between the ground G1 on the input power supply side and the ground G2 on the output load side is infinite, that is, when the input and output grounds are completely electrically independent. Unnecessary. However, for example, when the impedance between the input and output grounds is zero and the filter circuit F is not provided, an excessive common mode current flows through the insulating circuit 20 every time the switching operation of the switching power supply circuit 10 is performed. Be done. As a result, an excessive current flows through the switching elements that make up the switching power supply circuit 10, causing destruction of the switching elements. However, the installation of the filter circuit F solves this problem. That is, if the reactors L1 and L2 forming the filter circuit F have high impedance with respect to the switching frequency of the switching power supply circuit 10, input / output graphs are output via the insulating circuit 20 each time the switching power supply circuit 10 switches. The common mode current flowing between the ends is effectively suppressed by the filter circuit F. Further, the filter circuit F has a function of preventing the power output from the switching power supply circuit 10 from becoming a common-mode current and leaking to the impedance Z, which lowers the power efficiency of the switching power supply device.

第7A図は、第7図に示した実施例の変形例で あり、以下の点を除いて前述の第7図と同様に構 成される。すなわち、第7A図では、第7図に示 したフィルタ回路Fを構成するリアクトルL1, L2よりも約3桁も小さな値のリアクトルL11, L21を用いてフィルタ回路F1を構成すると共 に、スイッチング素子S1、S2に換えて環流ダ イオードが内蔵されたパワーMOSFETから成 るスイッチング素子SF1,SF2を用いてスイ ッチング電源回路111を構成している。また、 第7図の絶縁回路20を構成するコンデンサC1, C2に換えて、コンデンサCF1,CF2を用い て絶縁回路21を構成している。コンデンサC1, C2とコンデンサCF1,CF2との違いは、容 量的にコンデンサCF1,CF2の方がコンデン サC1,C2に比べて3桁も小さな静電容量とな っている。そのため、絶縁回路21は直流電源の みならず商用電源に対しても電力的な絶縁回路と して用いることができる。すなわち、商用周波数 程度の電力は絶縁回路21により極めて効果的に 遮断される。 FIG. 7A is a modification of the embodiment shown in FIG. 7, and is configured similarly to FIG. 7 described above except for the following points. That is, in FIG. 7A, the filter circuit F1 is configured by using reactors L11, L21 having a value that is about three digits smaller than the reactors L1, L2 that configure the filter circuit F shown in FIG. A switching power supply circuit 111 is configured by using switching elements SF1 and SF2 which are power MOSFETs having a built-in free-wheel diode instead of S1 and S2. Further, instead of the capacitors C1 and C2 forming the insulating circuit 20 in FIG. 7, an insulating circuit 21 is formed by using capacitors CF1 and CF2. The difference between the capacitors C1 and C2 and the capacitors CF1 and CF2 is that the capacitors CF1 and CF2 have a capacitance that is three orders of magnitude smaller than that of the capacitors C1 and C2. Therefore, the insulation circuit 21 can be used as a power insulation circuit for not only the DC power supply but also the commercial power supply. That is, the electric power of about the commercial frequency is cut off very effectively by the insulating circuit 21.

次に第7A図に示した変形例の動作について説 明すが、基本的には第7図で説明した動作と同じ である。スイッチング素子SF1,SF2の制御 端子はスイッチング周波数1MHzでオンオフさ れる。このオンオフの制御パルスは第1図のスイ ッチング素子SF1,SF2のそれと同じである。 Next, the operation of the modified example shown in FIG. 7A will be described, but it is basically the same as the operation described in FIG. The control terminals of the switching elements SF1 and SF2 are turned on and off at a switching frequency of 1 MHz. This on / off control pulse is the same as that of the switching elements SF1 and SF2 in FIG.

それにより、スイッチング電源回路111より1 MHzの高周波の交流電圧が出力されるが、その 交流電圧には、第7図の実施例の動作と同様に多 くの直流電圧成分を含んでいる。As a result, the switching power supply circuit 111 outputs a high-frequency AC voltage of 1 MHz, and the AC voltage contains many DC voltage components as in the operation of the embodiment shown in FIG.

また、フィルタ回路F1の基本的な役割も第7 図のそれと同じで、スイッチング電源回路111 のスイッチング動作により発生する絶縁障壁45 1を通過するコモンモード電流を抑圧するもので ある。それにより、絶縁障壁451を構成するコ ンデンサCF1,CF2の電圧が安定する。また、 過大なコモンモード電流がフィルタ回路F1によ り抑圧されるため、スイッチング素子の破壊が回 避される。さらに、フィルタ回路F1により、ス イッチング電源回路111から出力された電力が、 入出力グランドG1,G2間のインピーダンスZ に漏洩することが防止できる。 The basic role of the filter circuit F1 is also the same as that of FIG. 7, and it suppresses the common mode current passing through the insulation barrier 45 1 generated by the switching operation of the switching power supply circuit 111 1. As a result, the voltages of the capacitors CF1 and CF2 forming the insulating barrier 451 are stabilized. Further, since the excessive common mode current is suppressed by the filter circuit F1, the destruction of the switching element is avoided. Further, the filter circuit F1 can prevent the power output from the switching power supply circuit 111 from leaking to the impedance Z 1 between the input / output grounds G1 and G2.

本発明は第1図〜第7図の特定の実施例に限定 されるものではなく無限の変形や修正が可能であ る。すなわち、技術に精通した当業者なら、他の より複雑な、あるいは、より簡単な構造のスイッ チング電源回路を用いてこの発明思想の精神及び 範囲から逸脱することなく種々の別の実施態様を 実現できる。さらにまた、絶縁回路並びに周波数 変換回路や負荷回路も例示された実施例に限定さ れるものではなく、他の構造の絶縁回路並びに周 波数変換回路を用いて既述の発明を実施できる。 The present invention is not limited to the specific embodiment shown in FIGS. 1 to 7, but infinite variations and modifications are possible. That is, a person skilled in the art can realize various other embodiments without departing from the spirit and scope of the inventive idea by using a switching power supply circuit having other complicated or simple structure. it can. Furthermore, the insulation circuit, the frequency conversion circuit, and the load circuit are not limited to the illustrated embodiments, and the above-described invention can be implemented by using an insulation circuit and a frequency conversion circuit having other structures.

[発明の効果] 以上のように、この発明の実施例に従えば、ス イッチング電源回路と負荷回路との間にコンデン サからなる絶縁回路を接続し、コンデンサの絶縁 障壁によって絶縁するようにしたので、絶縁トラ ンスを流れる絶縁のための励磁電流を不要にでき るので、偏磁現象が生じることがない。[Effects of the Invention] As described above, according to the embodiment of the present invention, an insulating circuit including a capacitor is connected between the switching power supply circuit and the load circuit, and insulation is performed by the insulating barrier of the capacitor. Therefore, it is possible to eliminate the need for an exciting current flowing through the insulating transformer for insulation, so that the phenomenon of magnetic bias does not occur.

したがって、スイッチング電源回路の出力に直 流電圧あるいは低い周波数成分が多量に含まれて いても、絶縁トランスの偏磁現象による異常に大 きな電流が発生することはない。 Therefore, even if the output of the switching power supply circuit contains a large amount of direct current voltage or low frequency components, an abnormally large current will not be generated due to the magnetic bias phenomenon of the insulating transformer.

それ故、絶縁トランスの偏磁現象による異常電 流によりスイッチング素子が破壊される危険性が 全くない。 Therefore, there is no risk that the switching element will be destroyed by the abnormal current due to the demagnetization phenomenon of the insulation transformer.

更にまた、第3図ないし第7図に示した実施例 に従えば、リアクトルあるいはコモンモードチョ ークで構成されたフィルタ回路により、スイッチ ング電源装置内部のスイッチング素子のスイッチ ング動作により発生するコモンモード電流が遮断 または抑制される。 Furthermore, according to the embodiment shown in FIG. 3 to FIG. 7, the common circuit generated by the switching operation of the switching element inside the switching power supply device by the filter circuit constituted by the reactor or the common mode choke. Mode current is cut off or suppressed.

それにより、入出力のグランドのインピーダン スが低抵抗あるいは零であっても、コモンモード チョークあるいはリアクトルで構成されたフィル タ回路により、絶縁障壁を通過するコモンモード 電流は抑制される。 Therefore, even if the input / output ground impedance is low resistance or zero, the common mode current passing through the insulation barrier is suppressed by the filter circuit composed of the common mode choke or reactor.

したがって、コモンモード電流を抑圧するフィ ルタ回路により、絶縁障壁を構成するコンデンサ の電圧がコモンモード電流のために急激に変動す ることはない。 Therefore, due to the filter circuit that suppresses the common mode current, the voltage of the capacitor that forms the insulation barrier does not change rapidly due to the common mode current.

また、コモンモード電流がフィルタ回路により 抑制されるため過大なコモンモード電流によるス イッチング素子の破壊が回避される。 Further, since the common mode current is suppressed by the filter circuit, the switching element is prevented from being damaged by the excessive common mode current.

さらに、スイッチング電源装置の入出力間を抵 抗で接続しても、スイッチング電源回路より出力 された電力がこの抵抗に大きく漏洩し、スイッチ ング電源装置の効率を大幅に悪化することがフィ ルタ回路により防止しされる。すなわち、コモン モード電流により発生する損失がコモンモード電 流を抑圧するフィルタ回路の設置により抑制され る。 Furthermore, even if the input and output of the switching power supply device are connected with a resistor, the power output from the switching power supply circuit leaks significantly to this resistor, which significantly deteriorates the efficiency of the switching power supply device. Is prevented by. That is, the loss caused by the common mode current is suppressed by installing the filter circuit that suppresses the common mode current.

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

第1図はこの発明の第1実施例の電気回路図で ある。第2図は従来のスイッチング電源装置の一 例を示す電気回路図である。第3図、第3A図は この発明の第2実施例を示す電気回路図である。 第4図、第4A図はこの発明の第3実施例を示す 電気回路図である。第5図、第5A図、第5B図 はこの発明の第4実施例を示す電気回路図である。 第6図はこの発明の第5実施例を示す電気回路図 である。第7図、第7A図はこの発明の第6実施 例を示す電気回路図である。 図において、1,10,11,111はスイッ チング電源回路、2,20,21は絶縁回路、4 は負荷回路、7は周波数変換回路、44,45, 451は絶縁障壁、Eは直流電源、L,L1,L 2,L11,L21はリアクトル、CS,C1, C2,CF1,CF2はコンデンサ、F,F1, FCはフィルタ回路、S1〜S4,SF1〜SF 4はスイッチング素子を示す。 FIG. 1 is an electric circuit diagram of the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an electric circuit diagram showing an example of a conventional switching power supply device. 3 and 3A are electric circuit diagrams showing a second embodiment of the present invention. 4 and 4A are electric circuit diagrams showing a third embodiment of the present invention. FIG. 5, FIG. 5A, and FIG. 5B are electrical circuit diagrams showing a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is an electric circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention. 7 and 7A are electric circuit diagrams showing a sixth embodiment of the present invention. In the figure, 1, 10, 11, 111 are switching power supply circuits, 2, 20, 21 are insulation circuits, 4 are load circuits, 7 is a frequency conversion circuit, 44, 45, 451 are insulation barriers, E is a DC power supply, L, L1, L2, L11 and L21 are reactors, CS, C1, C2, CF1 and CF2 are capacitors, F, F1 and FC are filter circuits, and S1 to S4 and SF1 to SF4 are switching elements.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平2.10.22 明細書第41頁第17行の「第1図はこの発明」を
「第1図、第1A図はこの発明」に補正する。
[Date of submission] 2.10.22 Specification, page 41, line 17, "FIG. 1 is this invention" is amended to "FIG. 1, FIG. 1A is this invention".

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源からの電力を静電エネルギを介し てスイッチングして前記電源からの電力より高い 周波数の電力を出力するスイッチング電源回路の 出力に絶縁回路を介して負荷を接続したスイッチ ング電源装置において、 前記絶縁回路はコンデンサにより構成された絶 縁障壁からなることを特徴とする。1. A switching power supply in which a load is connected to an output of a switching power supply circuit that switches electric power from a power supply via electrostatic energy and outputs electric power of a frequency higher than the electric power from the power supply via an insulating circuit. In the device, the insulating circuit includes an insulating barrier formed of a capacitor. 【請求項2】 さらに、前記負荷と前記コンデンサと の間に接続され、前記高い周波数の電力を周波数 変換する周波数変換回路を含む、請求項第1項記 載のスイッチング電源装置。2. The switching power supply device according to claim 1, further comprising a frequency conversion circuit connected between the load and the capacitor, the frequency conversion circuit performing frequency conversion of the high frequency power. 【請求項3】 負荷に電力を供給するスイッチング電 源装置であって、 電源からの電力を静電エネルギを介してスイッ チングして前記電源からの電力より高い周波数の 電力を出力するスイッチング電源回路、 前記スイッチング電源回路と前記負荷との間に 接続され、前記スイッチング電源回路と前記負荷 との間に絶縁障壁を構成するコンデンサよりなる 絶縁回路、および 前記絶縁障壁を通過するコモンモード電流を抑 圧または遮断するように接続したフィルタ回路を 含む。3. A switching power supply device for supplying electric power to a load, wherein the switching power supply circuit switches electric power from a power supply through electrostatic energy and outputs electric power having a frequency higher than that of the electric power from the power supply. An insulation circuit that is connected between the switching power supply circuit and the load and that forms an insulation barrier between the switching power supply circuit and the load; and a common mode current that passes through the insulation barrier is suppressed. Or it includes a filter circuit connected to shut off. 【請求項4】 第3請求項に従属するスイッチング電 源装置であって、 前記フィルタ回路は前記絶縁障壁を通過するコ モンモード電流を抑圧するコモンモードチョーク を含んで成る。4. A switching power supply device according to claim 3, wherein the filter circuit includes a common mode choke for suppressing common mode current passing through the insulation barrier. 【請求項5】 第3請求項に従属するスイッチング電 源装置であって、 前記フィルタ回路は前記絶縁障壁を通過するコ モンモード電流を抑圧するリアクトルを含んで成 る。5. The switching power supply device according to claim 3, wherein the filter circuit includes a reactor that suppresses a common mode current passing through the insulation barrier. 【請求項6】 負荷に電力を供給するスイッチング電 源装置であって、 電源からの電力を静電エネルギを介してスイッ チングして前記電源からの電力よりも高い周波数 の電力を出力するスイッチング電源回路、 前記スイッチング電源回路の出力に接続され、 前記スイッチング電源回路から出力された前記高 い周波数の電力を周波数変換して前記高い周波数 の電力より低い周波数の電力を負荷に供給する周 波数変換回路、 前記スイッチング電源回路の出力と前記周波数 変換回路の入力との間に接続され、前記スイッチ ング電源回路の出力と前記周波数変換回路の入力 との間に絶縁障壁を構成するコンデンサから成る 絶縁回路、 および 前記絶縁障壁を通過するコモンモード電流を抑 圧または遮断するように接続したフィルタ回路を 含む。6. A switching power supply device for supplying electric power to a load, wherein the switching power supply outputs electric power of a frequency higher than the electric power from the power supply by switching electric power from the power supply through electrostatic energy. A circuit, a frequency conversion circuit connected to the output of the switching power supply circuit, for frequency-converting the high-frequency power output from the switching power-supply circuit, and supplying the load with a lower-frequency power than the high-frequency power. An insulation circuit comprising a capacitor connected between the output of the switching power supply circuit and the input of the frequency conversion circuit and forming an insulation barrier between the output of the switching power supply circuit and the input of the frequency conversion circuit, And a filter circuit connected to suppress or cut off the common mode current passing through the insulation barrier. . 【請求項7】 電源からの電力を静電エネルギを介し スイッチングし前記電源からの電力より高い周波 数の電力に周波数変換する段階と、そして、 絶縁障壁中を電界を媒体として前記高い周波数 の電力を通過させる段階とからなるスイッチング 電源装置の絶縁方法。7. A step of switching electric power from a power source through electrostatic energy to perform frequency conversion into electric power of a frequency higher than that of the electric power from the power source, and the electric power of the high frequency using an electric field as a medium in the insulating barrier. A method of insulating a switching power supply device, which comprises the steps of 【請求項8】 電源からの電力を静電エネルギを介し スイッチングし前記電源からの電力より高い周波 数の電力に周波数変換する段階と、 前記高い周波数の電力をコンデンサで構成され た絶縁障壁中に通す段階と、 前記絶縁障壁を通過した前記高い周波数の電力 をスイッチングして低い周波数の電力に周波数変 換する段階とからなることを特徴とするスイッチ ング電源装置の絶縁方法。8. A step of frequency-converting electric power from a power source through electrostatic energy to convert it into electric power of a frequency higher than the electric power from the power source, and the electric power of the high frequency into an insulating barrier composed of a capacitor. A method of insulating a switching power supply device, comprising the steps of: passing the high frequency power that has passed through the insulation barrier and frequency converting the high frequency power into a low frequency power. 【請求項9】 電源からの電力を静電エネルギを介し スイッチングし前記電源からの電力より高い周波 数の電力に周波数変換する段階と、そして、 絶縁障壁中を電界を媒体として前記高い周波数 の電力を通過させる段階、 さらに、 前記絶縁障壁を通過するコモンモード電流を抑 制する段階を含むことを特徴とするスイッチング 電源装置の絶縁方法。9. A step of switching electric power from a power source through electrostatic energy to perform frequency conversion into electric power of a frequency higher than the electric power from the power source, and the electric power of the high frequency using an electric field as a medium in the insulating barrier. And a step of suppressing a common mode current passing through the insulation barrier, the method of insulating a switching power supply device. 【請求項10】 電源からの電力を静電エネルギを介 しスイッチングし前記電源からの電力より高い周 波数の電力に周波数変換する段階と、 前記高い周波数の電力をコンデンサで構成され た絶縁障壁中に通す段階と、 前記絶縁障壁を通過した前記高い周波数の電力 をスイッチングして低い周波数の電力に周波数変 換する段階と、 さらに、 前記絶縁障壁を通過するコモンモード電流を抑 制する段階を含むことを特徴とするスイッチング 電源装置の絶縁方法。10. A step of frequency-converting electric power from a power supply through electrostatic energy to convert it into electric power of a frequency higher than the electric power from the power supply, and the electric power of the high frequency in an insulating barrier composed of a capacitor. Passing through the insulation barrier, converting the high frequency power passing through the insulation barrier into a low frequency power, and suppressing a common mode current passing through the insulation barrier. A method for insulating a switching power supply device, which is characterized in that 【請求項11】 請求項7,8,9,10に従属する 絶縁方法であって、 前記高い周波数の電力が可聴周波数以上の電力 であることを特徴とするスイッチング電源装置の 絶縁方法。11. An insulating method according to any one of claims 7, 8, 9, and 10, wherein the power of the high frequency is power of an audible frequency or higher. 【請求項12】 請求項7,8,9,10に従属する 絶縁方法であって、 前記高い周波数の電力が50kHz以上の電力 であることを特徴とするスイッチング電源装置の 絶縁方法。12. An insulating method according to claim 7, 8, 9, or 10, wherein the high-frequency power is power of 50 kHz or more.
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