JPH08340679A - Biased magnetization preventing circuit in high-frequency transformer - Google Patents

Biased magnetization preventing circuit in high-frequency transformer

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JPH08340679A
JPH08340679A JP7143048A JP14304895A JPH08340679A JP H08340679 A JPH08340679 A JP H08340679A JP 7143048 A JP7143048 A JP 7143048A JP 14304895 A JP14304895 A JP 14304895A JP H08340679 A JPH08340679 A JP H08340679A
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芳信 糀
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Abstract

PURPOSE: To make it possible to prevent biased magnetization in a simple setup, by using a resistor that controls a current carried to an input-side winding on the basis of positive and negative deviation values at an output voltage in a voltage inverter. CONSTITUTION: In a circuit, a resistor 30 is provided in series with a primary winding of a transformer 4. The transformer 4 is represented by an equivalent circuit made up of small resistors r1, r2, and g0, and reactance elements x1 and x2. In a high-frequency circuit with IGBT's, an inverter is operated at very high switching frequency, and a large deviation current is caused because of low resistance in the resistor r1 even when a very small positive and negative deviation factor is generated by positive and negative unsymmetrical waves at an input voltage V1 of the transformer 4. In this constitution, the resistor 30 is inserted in an input side of the transformer 4, and thereby a saturation phenomenon caused by biased magnetization is prevented by inserting a resistor Re with a relation of Re/r1.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はインバータからの高周
波交流電圧の電圧変換を行う高周波変圧器において、入
力交流電圧の正負波形アンバランス等により発生する偏
磁現象を防止するための技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high frequency transformer for converting a high frequency AC voltage from an inverter into a technique for preventing a magnetic bias phenomenon caused by an imbalance of positive and negative waveforms of an input AC voltage. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は例えば’90年スイッチング電源
システムシンポジウム(社団法人 日本能率協会主催)
予稿集P7−1−3に示された従来の偏磁防止回路を示
す図であり、図において、1は直流電源、2は直流電源
1と並列に接続された入力コンデンサ(C1)、3は直
流電源1の直流電圧Edを高周波(例えば、20KHz
程度)の交流電圧V1に変換するインバータで、ブリッ
ジ接続されたU、X、V、Yの4相アームからなり、各
アームはスイッチング素子としての絶縁ゲートトランジ
スタ(以下IGBTと称す)とこのIGBTと逆並列接
続されたダイオードとから構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows, for example, the 1990 Switching Power Supply System Symposium (sponsored by the Japan Management Association).
It is a figure which shows the conventional magnetic bias prevention circuit shown in Proceedings P7-1-3. In the figure, 1 is a DC power supply, 2 is an input capacitor (C1) connected in parallel with DC power supply 1, and 3 is The DC voltage Ed of the DC power source 1 is set to a high frequency (for example, 20 KHz).
Inverter for converting into an AC voltage V1 of about 4), and is composed of four-phase arms of U, X, V, and Y connected in a bridge, and each arm includes an insulated gate transistor (hereinafter referred to as an IGBT) as a switching element and this IGBT. It is composed of anti-parallel connected diodes.

【0003】また、4はインバータ3からの交流電圧V
1がその一次巻線に印加される高周波変圧器(以下、変
圧器と称す)、5は変圧器4の二次巻線からの交流電圧
V2を直流電圧に変換する整流器で、ブリッジ接続され
たダイオードD1〜D4で構成されている。6および7
は平滑回路を構成するそれぞれ平滑リアクトル(SL)
と平滑コンデンサ(C2)、8は平滑コンデンサ7と並
列に接続される負荷(R)である。
Further, 4 is an AC voltage V from the inverter 3.
A high-frequency transformer (hereinafter referred to as a transformer) 1 is applied to its primary winding, and 5 is a rectifier that converts an AC voltage V2 from the secondary winding of the transformer 4 into a DC voltage, which is bridge-connected. It is composed of diodes D1 to D4. 6 and 7
Are smoothing reactors (SL) that make up the smoothing circuit.
And smoothing capacitors (C2) and 8 are loads (R) connected in parallel with the smoothing capacitor 7.

【0004】9はコンデンサ2を流れる電流を検出する
第1の電流センサ(CT1)、10は平滑リアクトル6
を流れる電流を検出する第2の電流センサ(CT2)、
11は出力電圧基準(Vd*)発生器、12は平滑コン
デンサ7の電圧、即ち出力電圧Vdと出力電圧基準Vd
*との偏差を演算する第1の減算器、13は第1の減算
器12からの出力信号を増幅する電圧コントローラ、1
4は電圧コントローラ13の出力I*と第2の電流セン
サ10からの出力Iとの偏差を演算する第2の減算器、
15は第2の減算器14からの出力信号を増幅する電流
コントローラである。
Reference numeral 9 is a first current sensor (CT1) for detecting a current flowing through the capacitor 2, and 10 is a smoothing reactor 6.
A second current sensor (CT2) for detecting a current flowing through
11 is an output voltage reference (Vd * ) generator, 12 is the voltage of the smoothing capacitor 7, that is, the output voltage Vd and the output voltage reference Vd.
A first subtractor that calculates the deviation from * , 13 is a voltage controller that amplifies the output signal from the first subtractor 12, 1
Reference numeral 4 denotes a second subtractor that calculates a deviation between the output I * of the voltage controller 13 and the output I from the second current sensor 10,
Reference numeral 15 is a current controller that amplifies the output signal from the second subtractor 14.

【0005】16は偏磁防止制御回路、17は偏磁防止
制御回路16と電流コントローラ15との出力を加算す
る加算器、18は偏磁防止制御回路16と電流コントロ
ーラ15との出力の差を演算する第3の減算器、19は
三角波キャリア発生回路、20は加算器17とキャリア
信号発生回路19とからの出力を比較し、”1”また
は”0”のレベル信号を出力する第1の比較器、21は
第3の減算器18とキャリア信号発生回路19とからの
出力を比較する第2の比較器、22は第1および第2の
比較器20、21からの出力よりU、X、V、Y各相の
パルスを発生するパルス分配回路、23はパルス分配回
路22からのパルス出力を増幅するゲートアンプ回路で
ある。
Reference numeral 16 is an anti-bias prevention control circuit, 17 is an adder for adding the outputs of the anti-bias control circuit 16 and the current controller 15, and 18 is a difference between the outputs of the anti-bias prevention control circuit 16 and the current controller 15. A third subtractor for calculation, 19 is a triangular wave carrier generation circuit, 20 is a first comparison circuit for comparing outputs from the adder 17 and the carrier signal generation circuit 19, and outputting a level signal of "1" or "0". A comparator, 21 is a second comparator for comparing outputs from the third subtractor 18 and the carrier signal generating circuit 19, and 22 is U, X from outputs from the first and second comparators 20, 21. , A pulse distribution circuit for generating V, Y phase pulses, and a gate amplifier circuit 23 for amplifying the pulse output from the pulse distribution circuit 22.

【0006】また、図9は偏磁防止制御回路の内部構成
図であり、24はコンデンサ2の電流センサ9の出力を
整流する整流回路、25はU相のゲート信号でオン/オ
フする第1のスイッチ、26は整流回路24の出力の符
号を反転する符号反転回路、27はV相のゲート信号で
オン/オフする第2のスイッチ、28は第1および第2
のスイッチ25、27からの出力を平滑するフィルタ、
29はフィルタ28の出力から加算器17、減算器18
への信号を作るPI調節器である。
FIG. 9 is an internal block diagram of the magnetic bias prevention control circuit, in which 24 is a rectifier circuit for rectifying the output of the current sensor 9 of the capacitor 2, and 25 is a first ON / OFF switch for turning on / off the U-phase gate signal. Switch 26, a sign inversion circuit that inverts the sign of the output of the rectifier circuit 24, 27 is a second switch that is turned on / off by a V-phase gate signal, and 28 is the first and second switches.
Filter that smoothes the output from the switches 25 and 27 of
29 is an adder 17 and a subtracter 18 from the output of the filter 28.
Is a PI regulator that produces a signal to.

【0007】次に動作について説明する。直流電源1の
電力は、入力コンデンサ2、インバータ3により矩形波
交流に変換され、変圧器4、整流器5を通してリップル
を含んだ直流電圧に変換される。発生したリップルは平
滑リアクトル6、平滑コンデンサ7により平滑され、リ
ップルの少ない直流に変換され負荷8へ供給される。そ
して、その出力電圧Vdはインバータ3のIGBTの通
流率αを変えることにより制御する。
Next, the operation will be described. The electric power of the DC power supply 1 is converted into a rectangular wave AC by the input capacitor 2 and the inverter 3, and is converted into a DC voltage containing ripples through the transformer 4 and the rectifier 5. The generated ripple is smoothed by the smoothing reactor 6 and the smoothing capacitor 7, converted into direct current with less ripple, and supplied to the load 8. The output voltage Vd is controlled by changing the duty ratio α of the IGBT of the inverter 3.

【0008】従来の偏磁防止回路はU相とV相の通流比
を個別に制御することにより偏磁を防止するものであ
る。以下にその制御方法について説明する。出力電圧基
準Vd*とフィードバックされた出力電圧Vdとは第1
の減算器12でその偏差が演算され、更に電圧コントロ
ーラ13で増幅される。出力電圧基準Vd*と出力電圧
フィードバックVdとの間に偏差がある場合には電圧コ
ントローラ13の出力I*は次段にある電流コントロー
ラ15に対し、電流指令として与えられ、出力電流Iを
増減することにより出力電圧Vdを制御するように働
く。
A conventional magnetic bias prevention circuit prevents magnetic bias by individually controlling the U-phase and V-phase conduction ratios. The control method will be described below. The output voltage reference Vd * and the feedback output voltage Vd are the first
The deviation is calculated by the subtracter 12 and further amplified by the voltage controller 13. When there is a deviation between the output voltage reference Vd * and the output voltage feedback Vd, the output I * of the voltage controller 13 is given to the current controller 15 in the next stage as a current command to increase or decrease the output current I. This serves to control the output voltage Vd.

【0009】また、電流コントローラ15は電流指令I
*と第1の電流センサ10からの出力電流フィードバッ
クIとの偏差を増幅する。偏磁防止制御回路16は変圧
器4を流れる偏磁電流ΔIに比例した信号を出力し、加
算器17、第3の減算器18を通してそれぞれ電流コン
トローラ15の出力に加算および減算される。第1の比
較器20および第2の比較器21はキャリア信号発生回
路19からの三角波キャリア信号と加算器17、第3の
減算器18の出力を比較し、パルス分配回路22、ゲー
トアンプ23によりSU、SX、SV、SYの各IGB
Tのゲート信号を作成する。
Further, the current controller 15 uses the current command I
The deviation between * and the output current feedback I from the first current sensor 10 is amplified. The magnetic bias prevention control circuit 16 outputs a signal proportional to the magnetic bias current ΔI flowing through the transformer 4, and is added to and subtracted from the output of the current controller 15 through an adder 17 and a third subtractor 18, respectively. The first comparator 20 and the second comparator 21 compare the triangular wave carrier signal from the carrier signal generation circuit 19 with the outputs of the adder 17 and the third subtractor 18, and the pulse distribution circuit 22 and the gate amplifier 23 SU, SX, SV, SY IGBs
Create a gate signal for T.

【0010】今、図10(A)に示すように、インバー
タ3の出力電圧V1のU相のパルス幅に+Δt、V相に
−Δtの偏差がある場合にはこの正負非対称波形により
インバータ出力電圧に直流成分が発生し、変圧器4が偏
磁する。この直流成分を検出するため、第1のコンデン
サ2に流れる電流Icを第1の電流センサ9で検出し、
偏磁防止制御回路16で偏磁量に比例した信号ΔIを得
る。
Now, as shown in FIG. 10A, when the U-phase pulse width of the output voltage V1 of the inverter 3 has a deviation of + Δt and the V-phase has a deviation of −Δt, the inverter output voltage is caused by this positive / negative asymmetric waveform. DC component is generated in the transformer 4, and the transformer 4 is demagnetized. In order to detect this DC component, the current Ic flowing through the first capacitor 2 is detected by the first current sensor 9,
The bias prevention control circuit 16 obtains a signal ΔI proportional to the bias amount.

【0011】検出方法は以下のとおりである。まず、第
1のコンデンサ2に流れる電流Ic(図10(B))を
整流回路24で整流し、これにU相のゲート信号でオン
/オフする第1のスイッチ25と符号反転回路26、V
相のゲート信号でオン/オフする第2のスイッチ27を
組み合わせて得られる信号は図10(C)に示すように
なる。この信号はインバータ出力電圧V1の正負波形非
対称によりわずかな直流成分ΔIを含んでいる。この成
分ΔVはフィルタ28で平滑し更にPI調節器29で増
幅することにより検出する。このΔIは偏磁量に比例し
た信号であり、このΔIを小さくするよう、U相の場合
には電圧指令VIから減算してパルス幅を狭くしてや
り、V相の場合には加算してパルス幅を広げてやるよう
に制御する。
The detection method is as follows. First, the current Ic (FIG. 10 (B)) flowing through the first capacitor 2 is rectified by the rectifier circuit 24, and the first switch 25 and the sign inversion circuit 26, V that turn on / off the gate signal of the U phase.
A signal obtained by combining the second switches 27 that are turned on / off by the phase gate signal is as shown in FIG. This signal contains a slight DC component ΔI due to the asymmetry of the positive / negative waveform of the inverter output voltage V1. This component ΔV is detected by being smoothed by the filter 28 and further amplified by the PI controller 29. This ΔI is a signal proportional to the amount of magnetic bias, and in order to reduce this ΔI, the pulse width is narrowed by subtracting it from the voltage command V I in the case of the U phase, and added to the pulse in the case of the V phase. Control to widen the width.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来の偏磁防止回路は
以上のように構成されているので、検出や制御のための
構成が複雑となり装置が高価になる等の問題点があっ
た。この発明は上記のような問題点を解決するためにな
されたもので、簡単安価な構成で偏磁を抑制することが
できる高周波変圧器の偏磁防止回路を得ることを目的と
する。
Since the conventional magnetic bias prevention circuit is constructed as described above, there are problems that the construction for detection and control becomes complicated and the apparatus becomes expensive. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain an anti-bias circuit for a high-frequency transformer capable of suppressing the bias with a simple and inexpensive structure.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る高周波変圧器の偏磁防止回路は、高周波変圧器の入力
側巻線と直列に挿入され、電圧形インバータの出力電圧
の正負偏差成分に基づき上記入力側巻線に流入する電流
を抑制する抵抗器を備えたものである。
A bias prevention circuit for a high frequency transformer according to claim 1 of the present invention is inserted in series with an input side winding of the high frequency transformer, and a positive / negative deviation of an output voltage of a voltage source inverter. A resistor for suppressing the current flowing into the input side winding based on the component is provided.

【0014】また、請求項2に係る高周波変圧器の偏磁
防止回路は、インバータのスイッチング素子へのゲート
信号の立ち上がりに遅れ時間を付加し、各スイッチング
素子への上記遅れ時間を調整することにより上記インバ
ータの出力の正負偏差成分を抑制する遅れ時間調整回路
を備えたものである。
The bias prevention circuit for a high-frequency transformer according to claim 2 adds a delay time to the rise of the gate signal to the switching element of the inverter, and adjusts the delay time to each switching element. A delay time adjusting circuit for suppressing a positive / negative deviation component of the output of the inverter is provided.

【0015】また、請求項3に係る高周波変圧器の偏磁
防止回路は、その遅れ時間調整回路として可変抵抗とコ
ンデンサとを有するCR回路を備え、上記可変抵抗の抵
抗値を変化させることにより遅れ時間を調整するように
したものである。
The bias magnetic prevention circuit for a high frequency transformer according to a third aspect includes a CR circuit having a variable resistor and a capacitor as a delay time adjusting circuit, and delays by changing the resistance value of the variable resistor. The time is adjusted.

【0016】また、請求項4に係る高周波変圧器の偏磁
防止回路は、その遅れ時間調整回路としてカウンタとこ
のカウンタの設定を行う設定器とを有するディジタル遅
延回路を備え、上記設定器の設定値を変化させることに
より遅れ時間を調整するようにしたものである。
The bias magnetic prevention circuit for a high frequency transformer according to a fourth aspect of the present invention includes a digital delay circuit having a counter as a delay time adjusting circuit and a setting device for setting the counter, and the setting of the setting device is performed. The delay time is adjusted by changing the value.

【0017】また、請求項5に係る高周波変圧器の偏磁
防止回路は、インバータの出力の正負偏差成分に応じて
変動する偏差情報を検出する手段を備え、この偏差情報
が小さくなるよう遅れ時間調整回路の遅れ時間を制御す
るようにしたものである。
The bias prevention circuit for a high-frequency transformer according to a fifth aspect of the present invention includes means for detecting deviation information that varies depending on the positive / negative deviation component of the output of the inverter, and delay time is set so that the deviation information becomes smaller. The delay time of the adjusting circuit is controlled.

【0018】[0018]

【作用】請求項1の発明では、電圧形インバータの出力
電圧に正負偏差成分が発生すると、抵抗器がその正負偏
差成分によって流入する電流を抑制し、それに伴い高周
波変圧器の偏磁が抑制される。
According to the first aspect of the invention, when a positive / negative deviation component is generated in the output voltage of the voltage source inverter, the resistor suppresses the inflowing current due to the positive / negative deviation component, and accordingly, the demagnetization of the high frequency transformer is suppressed. It

【0019】請求項2の発明では、インバータの出力パ
ルス幅が長くなる方のスイッチング素子へのゲート信号
の立ち上がりの遅れ時間が長くなるよう、遅れ時間を調
整する。
According to the second aspect of the invention, the delay time is adjusted so that the delay time of the rising edge of the gate signal to the switching element becomes longer when the output pulse width of the inverter becomes longer.

【0020】請求項3の発明では、例えば可変抵抗の抵
抗値を大きくすることで遅れ時間を長くする。
In the third aspect of the invention, the delay time is lengthened by increasing the resistance value of the variable resistor, for example.

【0021】請求項4の発明では、例えば設定器の設定
カウント値を大きくすることで遅れ時間を長くする。
According to the fourth aspect of the invention, the delay time is lengthened by increasing the set count value of the setter, for example.

【0022】請求項5の発明では、例えば偏差情報の極
性に応じてそのゲート信号立ち上がりの遅れ時間を長く
するスイッチング素子を選択する。
According to the fifth aspect of the present invention, for example, a switching element for increasing the delay time of the rise of the gate signal is selected according to the polarity of the deviation information.

【0023】[0023]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の実施例1を図に基づいて説
明する。図1はこの発明の実施例1による偏磁防止回路
を示す図で、従来のものと同一または相当の部分には同
一の符号を付して説明を省略する。従来と異なる点は変
圧器4の一次巻線と直列に抵抗器30を設けたことで、
また、これが偏磁防止手段のすべてである。
Example 1. Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a magnetic bias prevention circuit according to a first embodiment of the present invention. The same or corresponding parts as those of the conventional one are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The point different from the conventional one is that the resistor 30 is provided in series with the primary winding of the transformer 4,
Further, this is all of the magnetic bias prevention means.

【0024】図2は変圧器4を周知の等価回路で表現し
たもので、以下、この図2を参照し、抵抗器30の挿入
により偏磁を抑制する原理、動作について説明する。
FIG. 2 shows the transformer 4 in a well-known equivalent circuit. The principle and operation of suppressing the magnetic bias by inserting the resistor 30 will be described below with reference to FIG.

【0025】変圧器4は、図2に示すように、小抵抗r
1、r2、g0およびリアクタンスx1、x2、b0等からな
る等価回路で表される。IGBT等を使用した高周波イ
ンバータ回路の場合、インバータのスイッチング周波数
が非常に高いため、入力側から見た変圧器4の内部イン
ピーダンスはリアクタンス分が支配的であり、r1《x1
が成立している。この状態で変圧器4の入力電圧V1に
正負の波形非対称等によるわずかな正負偏差成分、即ち
直流成分ΔVが発生した場合には、抵抗r1の値が非常
に小さいため、大きな偏磁電流ΔI=ΔV/r1が流れ
ることとなる。
The transformer 4 has a small resistance r as shown in FIG.
It is represented by an equivalent circuit composed of 1 , r 2 , g 0 and reactances x 1 , x 2 , b 0 and the like. In the case of a high-frequency inverter circuit using an IGBT or the like, since the switching frequency of the inverter is very high, the reactance component is dominant in the internal impedance of the transformer 4 viewed from the input side, and r 1 << x 1
Has been established. In this state, if a slight positive / negative deviation component due to positive / negative waveform asymmetry, that is, a direct current component ΔV is generated in the input voltage V1 of the transformer 4, the value of the resistance r 1 is very small, so that a large bias current ΔI is generated. = ΔV / r 1 will flow.

【0026】これによる影響を図3に示す。図3は変圧
器4の磁化特性を示したもので、横軸に励磁電流I0
とり、縦軸に磁束Bの特性を示したものである。例え
ば、励磁電流の交流成分iのみによる磁束Bに偏磁電流
Δi=ΔV/r1が印加されるとB′のような磁束とな
り変圧器4は完全に飽和し、入力に過大電流が流れるこ
とになる。
The effect of this is shown in FIG. FIG. 3 shows the magnetization characteristics of the transformer 4, in which the horizontal axis represents the exciting current I 0 and the vertical axis represents the characteristics of the magnetic flux B. For example, when a bias magnetic current Δi = ΔV / r 1 is applied to the magnetic flux B generated only by the AC component i of the exciting current, the magnetic flux becomes B ′ and the transformer 4 is completely saturated, and an excessive current flows to the input. become.

【0027】これを防止するため変圧器4の入力側に抵
抗器30を挿入する。仮にRe/r1=nとなるような
抵抗値Reを挿入すると偏磁電流はΔi′=Δi/nと
なり1/nに減少しB≒B′となって、偏磁による飽和
現象を防止することができる。ここで元々高周波変圧器
の内部抵抗は数mΩ以下の非常に小さい値であるので、
Reの値は小さな値でよい。例えば変圧器4からの配線
の一部の材質を銅・アルミ等から若干抵抗率の高い黄銅
に変更する等の簡単な変更で実現可能である。
To prevent this, a resistor 30 is inserted on the input side of the transformer 4. If a resistance value Re that satisfies Re / r 1 = n is inserted, the eccentricity current is Δi ′ = Δi / n, which is reduced to 1 / n and B≈B ′, thereby preventing a saturation phenomenon due to eccentricity. be able to. Since the internal resistance of the high-frequency transformer is originally a very small value of a few mΩ or less,
The value of Re may be a small value. For example, it can be realized by a simple change such as changing the material of a part of the wiring from the transformer 4 from copper, aluminum or the like to brass having a slightly higher resistivity.

【0028】実施例2.図4はこの発明の実施例2によ
る偏磁防止回路を示す図である。従来と同一または相当
部分には同一の符号を付して説明を省略する。従来と異
なるのは、遅れ時間調整回路としてのTd作成回路31
を設けこれを偏磁防止回路とした点である。Td作成回
路31は、その内部構成を図5に示すように、可変抵抗
32とコンデンサ33とからなるCR回路およびAND
回路34を備えている。
Embodiment 2 FIG. FIG. 4 is a diagram showing a magnetic bias prevention circuit according to a second embodiment of the present invention. The same or corresponding parts as in the conventional case are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. What is different from the conventional one is the Td creating circuit 31 as a delay time adjusting circuit.
The point is that this is a bias magnetic prevention circuit. As shown in FIG. 5, the Td creation circuit 31 has a CR circuit composed of a variable resistor 32 and a capacitor 33 and an AND circuit.
The circuit 34 is provided.

【0029】次に動作について説明する。可変抵抗32
およびコンデンサ33からなるCR回路はゲート信号に
対して遅れ時間要素として働き、AND回路34により
立ち上がりの遅れ時間Tdを発生する。図6に示すよう
に、インバータ3が正の電圧を発生するU、Y相がオン
するタイミングの遅れ時間Td1と負の電圧を発生する
V、X相がオンするタイミングの遅れ時間Td2とを個
別に調整することにより正負のオン時間幅の差Δtが零
となるようにあらかじめ調整しておく。
Next, the operation will be described. Variable resistor 32
The CR circuit including the capacitor 33 and the capacitor 33 functions as a delay time element with respect to the gate signal, and the AND circuit 34 generates the rising delay time Td. As shown in FIG. 6, the delay time Td1 when the inverter 3 generates a positive voltage and the timing when the Y-phase is turned on and the delay time Td2 when the V-phase and the X-phase that generate a negative voltage are turned on are individually set. Is adjusted in advance so that the difference Δt between the positive and negative ON time widths becomes zero.

【0030】これにより、定常的に正負のオン時間幅の
偏差Δtによる偏磁を防止することができる。このよう
に、この実施例では簡単な制御回路の追加のみで変圧器
の偏磁防止が実現可能である。
As a result, it is possible to constantly prevent the demagnetization due to the deviation Δt of the positive and negative ON time widths. As described above, in this embodiment, it is possible to prevent the transformer from being demagnetized only by adding a simple control circuit.

【0031】実施例3.図7はこの発明の実施例3によ
る偏磁防止回路である。この実施例は、実施例2におけ
るTd作成回路31に替わって、ディジタル的に遅れを
発生させるTd作成回路35を採用したものである。図
において、36はNOT回路、37はカウンタ、38は
カウンタ37の初期値設定回路、39はフリップフロッ
プ、40はAND回路である。
Example 3. FIG. 7 shows a magnetic bias prevention circuit according to a third embodiment of the present invention. This embodiment employs a Td creating circuit 35 that digitally generates a delay, instead of the Td creating circuit 31 in the second embodiment. In the figure, 36 is a NOT circuit, 37 is a counter, 38 is an initial value setting circuit of the counter 37, 39 is a flip-flop, and 40 is an AND circuit.

【0032】動作は、先ず、設定器38でカウンタ37
を予め設定しておく。カウンタ37は入力のゲート信号
が”H”になるタイミングでリセットRが解除されてカ
ウントを開始する。そして、カウントアップしてカウン
タ37の出力Qnが”H”になるとそのタイミングでフ
リップフロップ39がセットされAND回路40からの
ゲート信号が立ち上がる。即ち、入力信号に対して、カ
ウンタ37がカウントアップされる時間だけ出力信号の
オンのタイミングが遅れる。
The operation is as follows.
Is set in advance. The reset R is released and the counter 37 starts counting at the timing when the input gate signal becomes "H". When the output Qn of the counter 37 becomes "H" after counting up, the flip-flop 39 is set at that timing and the gate signal from the AND circuit 40 rises. That is, the turn-on timing of the output signal is delayed by the time when the counter 37 counts up with respect to the input signal.

【0033】従って、設定器38の設定を調整すること
により、任意の遅れ時間Tdを発生させることができ
る。この実施例では、カウンタ37のクロック周波数を
上げる等の対策により、極めて高い精度で遅れ時間を作
成することが可能となる。
Therefore, by adjusting the setting of the setter 38, an arbitrary delay time Td can be generated. In this embodiment, the delay time can be created with extremely high accuracy by taking measures such as increasing the clock frequency of the counter 37.

【0034】実施例4.実施例2、3では、Td作成回
路31、35を備え、予め各相のゲート信号のオン時の
遅れ時間を調整してインバータ出力の正負偏差成分が零
となるようにする方式としたが、上記偏差成分に応じて
変動する偏差情報を検出する手段を備え、この偏差情報
が小さくなるよう、Td作成回路による各遅れ時間を制
御する方式としてもよい。この場合、偏差情報検出手段
としては、例えば、変圧器4の1次巻線に電流センサを
挿入して、その直流成分を偏差情報として利用する方式
としてもよく、また図8で説明したように、コンデンサ
2の電流を検出する方式としてもよい。
Embodiment 4 FIG. In the second and third embodiments, the Td generating circuits 31 and 35 are provided, and the delay time when the gate signal of each phase is turned on is adjusted in advance so that the positive / negative deviation component of the inverter output becomes zero. A method may be used in which means for detecting deviation information that varies according to the deviation component is provided, and each delay time is controlled by the Td creating circuit so that the deviation information becomes small. In this case, as the deviation information detecting means, for example, a method in which a current sensor is inserted in the primary winding of the transformer 4 and the direct current component thereof is used as deviation information may be used, and as described in FIG. A method of detecting the current of the capacitor 2 may be used.

【0035】実施例5.なお、上記各実施例では、変圧
器4の出力電圧を整流器5で再び直流に変換するいわゆ
るDC/DCコンバータ装置に適用した場合について説
明したが、変圧器4からの出力電圧が負荷に直接供給さ
れる構成のものにも、この発明は同様に適用することが
でき同等の効果を奏する。また、インバータ3および変
圧器4は単相交流を扱うものに限られるものではなく、
例えば3相交流を扱うものであってもよい。
Example 5. In addition, in each of the above-described embodiments, the case where the output voltage of the transformer 4 is applied to a so-called DC / DC converter device in which the rectifier 5 converts the output voltage to a direct current again is described, but the output voltage from the transformer 4 is directly supplied to the load. The present invention can be similarly applied to the configuration described above and has the same effect. Further, the inverter 3 and the transformer 4 are not limited to those that handle single-phase alternating current,
For example, it may handle three-phase alternating current.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明では、所
定の抵抗器を高周波変圧器の入力側巻線に挿入するよう
にしたので、極めて簡単な構成で高周波変圧器の偏磁現
象を抑制することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the predetermined resistor is inserted in the winding on the input side of the high frequency transformer. Therefore, the demagnetization phenomenon of the high frequency transformer has a very simple structure. Can be suppressed.

【0037】また、請求項2の発明では、所定の遅れ時
間調整回路を備えたので、インバータのスイッチング素
子へのゲート信号の立ち上がりの遅れ時間を調整すると
いう簡単な方法で高周波変圧器の偏磁現象を抑制するこ
とができる。
Further, according to the second aspect of the invention, since the predetermined delay time adjusting circuit is provided, the biasing of the high frequency transformer can be performed by a simple method of adjusting the delay time of the rising of the gate signal to the switching element of the inverter. The phenomenon can be suppressed.

【0038】また、請求項3の発明では、所定のCR回
路で遅れ時間を調整するようにしたので、簡単な構成で
遅れ時間を調整し、高周波変圧器の偏磁を抑制すること
ができる。
Further, according to the third aspect of the invention, since the delay time is adjusted by the predetermined CR circuit, it is possible to adjust the delay time with a simple structure and suppress the bias magnetization of the high frequency transformer.

【0039】また、請求項4の発明では、所定のディジ
タル遅延回路で遅れ時間を調整するようにしたので、遅
れ時間を高精度で調整し高周波変圧器の偏磁を抑制する
ことができる。
Further, according to the invention of claim 4, since the delay time is adjusted by a predetermined digital delay circuit, it is possible to adjust the delay time with high accuracy and suppress the bias magnetization of the high frequency transformer.

【0040】また、請求項5の発明では、所定の偏差情
報検出手段を備え、その検出出力に応じて遅れ時間を制
御するようにしたので、高周波変圧器の偏磁を確実に防
止することができる。
Further, according to the invention of claim 5, the predetermined deviation information detecting means is provided, and the delay time is controlled in accordance with the detected output, so that the high-frequency transformer can be surely prevented from being demagnetized. it can.

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

【図1】 この発明の実施例1による偏磁防止回路を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a magnetic bias prevention circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 偏磁抑制原理を説明するため変圧器を等価回
路で表現した図である。
FIG. 2 is a diagram in which a transformer is represented by an equivalent circuit for explaining the principle of suppressing magnetic bias.

【図3】 変圧器の磁化特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a magnetization characteristic of a transformer.

【図4】 この発明の実施例2による偏磁防止回路を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a magnetic bias prevention circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 図4のTd作成回路の内部構成を示す図であ
る。
5 is a diagram showing an internal configuration of a Td creation circuit of FIG.

【図6】 図5のTd作成回路の動作を説明するための
図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the Td creation circuit of FIG.

【図7】 この発明の実施例3によるTd作成回路の内
部構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an internal configuration of a Td creation circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 従来の偏磁防止回路を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a conventional magnetic bias prevention circuit.

【図9】 図8の偏磁防止制御回路の内部構成を示す図
である。
9 is a diagram showing an internal configuration of the magnetic bias prevention control circuit of FIG.

【図10】 インバータの正負偏差の状態を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a positive / negative deviation state of the inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源、3 インバータ、4 変圧器、30 抵
抗器、31,35 Td作成回路、32 可変抵抗、3
3 コンデンサ、37 カウンタ、38 設定器。
1 DC power supply, 3 inverters, 4 transformers, 30 resistors, 31,35 Td creation circuit, 32 variable resistors, 3
3 condenser, 37 counter, 38 setter.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電圧形インバータによって直流電圧から
変換された高周波交流電圧の電圧変換を行う高周波変圧
器の偏磁防止回路として、 上記高周波変圧器の入力側巻線と直列に挿入され、上記
電圧形インバータの出力電圧の正負偏差成分に基づき上
記入力側巻線に流入する電流を抑制する抵抗器を備えた
ことを特徴とする高周波変圧器の偏磁防止回路。
1. A bias magnetic prevention circuit for a high-frequency transformer that performs voltage conversion of a high-frequency AC voltage converted from a DC voltage by a voltage-type inverter, which is inserted in series with an input side winding of the high-frequency transformer, An anti-bias circuit for a high-frequency transformer, comprising: a resistor for suppressing a current flowing into the input side winding based on a positive / negative deviation component of an output voltage of the inverter.
【請求項2】 インバータによって直流電圧から変換さ
れた高周波交流電圧の電圧変換を行う高周波変圧器の偏
磁防止回路として、 上記インバータのスイッチング素子へのゲート信号の立
ち上がりに遅れ時間を付加し、各スイッチング素子への
上記遅れ時間を調整することにより上記インバータの出
力の正負偏差成分を抑制する遅れ時間調整回路を備えた
ことを特徴とする高周波変圧器の偏磁防止回路。
2. A bias-prevention circuit for a high-frequency transformer that performs voltage conversion of a high-frequency AC voltage converted from a DC voltage by an inverter, wherein a delay time is added to the rising of the gate signal to the switching element of the inverter, An eccentricity prevention circuit for a high-frequency transformer, comprising a delay time adjusting circuit for suppressing the positive / negative deviation component of the output of the inverter by adjusting the delay time to the switching element.
【請求項3】 遅れ時間調整回路として可変抵抗とコン
デンサとを有するCR回路を備え、上記可変抵抗の抵抗
値を変化させることにより遅れ時間を調整するようにし
たことを特徴とする請求項2記載の高周波変圧器の偏磁
防止回路。
3. The delay time adjusting circuit is provided with a CR circuit having a variable resistor and a capacitor, and the delay time is adjusted by changing the resistance value of the variable resistor. Anti-bias circuit of high frequency transformer.
【請求項4】 遅れ時間調整回路としてカウンタとこの
カウンタの設定を行う設定器とを有するディジタル遅延
回路を備え、上記設定器の設定値を変化させることによ
り遅れ時間を調整するようにしたことを特徴とする請求
項2記載の高周波変圧器の偏磁防止回路。
4. A digital delay circuit having a counter as a delay time adjusting circuit and a setter for setting the counter, wherein the delay time is adjusted by changing a set value of the setter. The bias magnetic prevention circuit for a high-frequency transformer according to claim 2, characterized in that:
【請求項5】 インバータの出力の正負偏差成分に応じ
て変動する偏差情報を検出する手段を備え、この偏差情
報が小さくなるよう遅れ時間調整回路の遅れ時間を制御
するようにしたことを特徴とする請求項2ないし4のい
ずれかに記載の高周波変圧器の偏磁防止回路。
5. A delay time adjusting circuit is controlled so as to reduce deviation information that varies according to positive and negative deviation components of the output of the inverter, and the delay time of the delay time adjusting circuit is controlled so as to reduce the deviation information. The bias magnetic prevention circuit for a high frequency transformer according to any one of claims 2 to 4.
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JP2009207304A (en) * 2008-02-28 2009-09-10 Hitachi Ltd Inverter and magnetic deflection suppression method
WO2014077281A1 (en) * 2012-11-15 2014-05-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power conversion apparatus

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