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JP2003204674A - Power converter - Google Patents

Power converter

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Publication number
JP2003204674A
JP2003204674A JP2002002967A JP2002002967A JP2003204674A JP 2003204674 A JP2003204674 A JP 2003204674A JP 2002002967 A JP2002002967 A JP 2002002967A JP 2002002967 A JP2002002967 A JP 2002002967A JP 2003204674 A JP2003204674 A JP 2003204674A
Authority
JP
Japan
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voltage
power
diode
transformer
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002002967A
Other languages
Japanese (ja)
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JP2003204674A5 (en
Inventor
Mamoru Tsuruya
守 鶴谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanken Electric Co Ltd filed Critical Sanken Electric Co Ltd
Priority to JP2002002967A priority Critical patent/JP2003204674A/en
Publication of JP2003204674A publication Critical patent/JP2003204674A/en
Publication of JP2003204674A5 publication Critical patent/JP2003204674A5/ja
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain cost reduction by miniaturizing a power converter. <P>SOLUTION: A diode D2 of a diode snubber circuit 6 rectifies spike voltage, a capacitor C7 accumulates the rectified voltage, and a resistor R1 consumes current accumulated in the capacitor C7. The diode snubber circuit 6, having an operation thus performed, supplies power accumulated in the capacitor C7 to an amplifying part 5. Thus by supplying the power to the amplifying part 5 from the diode snubber circuit 6 for suppressing the voltage applied to a switching element Q1, the need for a constant voltage circuit for supplying power to the amplifying part 5 is eliminated, and low breakdown voltage transistors can be used for transistor Q11, Q12 of the amplifying part 5, so as to reduce the cost. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換装置に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力変換装置は、電力の供給側に、ノイ
ズを低減するためのラインフィルタを備えるのが一般的
である。
2. Description of the Related Art A power converter is generally provided with a line filter on the power supply side for reducing noise.

【0003】しかし、電力変換装置の容量が大きくな
り、大電力用となると、ラインフィルタが大きくなって
しまうため、アクティブ型のノイズ低減回路を備えた電
力変換装置が提案されている。
However, when the capacity of the power conversion device becomes large and the power conversion device is used for large power, the line filter becomes large. Therefore, a power conversion device equipped with an active noise reduction circuit has been proposed.

【0004】かかる電力変換装置の構成を図7に示す。
電力変換装置50は、整流平滑部51と、電力変換部5
2と、漏れ電流検出部53と、増幅部54と、定電圧回
路部55と、を備えて構成されている。
The configuration of such a power converter is shown in FIG.
The power conversion device 50 includes a rectifying / smoothing unit 51 and a power conversion unit 5.
2, a leakage current detection unit 53, an amplification unit 54, and a constant voltage circuit unit 55.

【0005】整流平滑部51は、交流電源56から供給
された交流電圧を整流し、平滑化して直流電圧を生成す
るものである。電力変換部52は、整流平滑部51で生
成された直流電力を、負荷R50に供給する直流電力に
変換するものである。
The rectifying / smoothing section 51 rectifies and smoothes the AC voltage supplied from the AC power source 56 to generate a DC voltage. The power conversion unit 52 converts the DC power generated by the rectifying / smoothing unit 51 into DC power supplied to the load R50.

【0006】漏れ電流検出部53は、交流電源56から
の電源ラインに重畳した漏れ電流を検出するものであ
る。増幅部54は、漏れ電流検出部53が検出した漏れ
電流の検出信号を増幅し、接地ラインに、漏れ電流を相
殺する方向に補償電流を供給するものである。
The leak current detector 53 detects leak current superimposed on the power supply line from the AC power supply 56. The amplification unit 54 amplifies the detection signal of the leakage current detected by the leakage current detection unit 53 and supplies a compensation current to the ground line in a direction of canceling the leakage current.

【0007】定電圧回路部55は、交流電源56からの
交流電圧を整流し平滑化し、増幅部54の漏れ電流検出
信号の増幅用として、直流の定電圧を増幅部54に供給
するものである。
The constant voltage circuit section 55 rectifies and smoothes the AC voltage from the AC power supply 56, and supplies a constant DC voltage to the amplifier section 54 for amplifying the leak current detection signal of the amplifier section 54. .

【0008】かかる電力変換装置50では、交流電源5
6からの電源ラインに重畳した漏れ電流を漏れ電流検出
部53が検出する。増幅部54は、漏れ電流検出部53
が検出した漏れ電流の検出信号を増幅し、増幅した電流
を補償電流として、接地ラインに、漏れ電流を相殺する
方向に供給する。アクティブ型のノイズ低減回路は、漏
れ電流検出部53と増幅部54とで構成され、かかる電
力変換装置50は、このようにして漏れ電流を補償電流
で相殺し、ノイズを低減している。
In the power converter 50, the AC power source 5
The leakage current detector 53 detects the leakage current superimposed on the power supply line from 6. The amplification unit 54 includes a leakage current detection unit 53.
Amplifies the detection signal of the leakage current detected by, and supplies the amplified current as a compensation current to the ground line in the direction of canceling the leakage current. The active noise reduction circuit is composed of the leakage current detection unit 53 and the amplification unit 54, and the power conversion device 50 thus cancels the leakage current with the compensation current to reduce noise.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、漏れ電流検出
部53と増幅部54とがこのような動作をするため、電
力変換装置には、増幅部54に電力を供給する定電圧源
が必要になってくる。従来の電力変換装置では、電力変
換部52よりも交流電源56側に定電圧回路部55を備
えている。このため、増幅部54内の電圧が高くなり、
増幅部54を構成する半導体に高耐圧のものが必要とさ
れ、コストアップの原因ともなっている。
However, since the leakage current detecting section 53 and the amplifying section 54 operate in this manner, the power conversion device requires a constant voltage source for supplying power to the amplifying section 54. Is coming. In the conventional power converter, the constant voltage circuit unit 55 is provided closer to the AC power supply 56 than the power converter 52. Therefore, the voltage in the amplifier 54 becomes high,
A semiconductor having a high breakdown voltage is required for the semiconductor forming the amplifying section 54, which causes a cost increase.

【0010】また、定電圧回路部55を備えているた
め、この定電圧回路部55が電力変換装置50の小型化
を阻害する。
Further, since the constant voltage circuit section 55 is provided, the constant voltage circuit section 55 impedes downsizing of the power conversion device 50.

【0011】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、小型化することが可能な電力変換装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion device which can be downsized.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の第1の観点に係る電力変換装置は、トラン
スを介して電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換
部から接地ラインを介して電力供給線に流れる漏れ電流
を検出する漏れ電流検出部と、前記漏れ電流検出部が検
出した前記漏れ電流の検出信号を増幅し、増幅した電流
を、前記漏れ電流を相殺する方向に、接地ラインに供給
する増幅部と、前記電力変換部のトランスで発生するス
パイク電圧を低減させるスナバ部と、を備え、前記スナ
バ部は、低減させた前記スパイク電圧を整流して平滑化
し、生成された直流電力を、前記増幅部に、前記検出信
号を増幅する電流供給源として供給するものである。
In order to achieve this object, a power converter according to a first aspect of the present invention is a power converter for converting power via a transformer and a ground line from the power converter. A leakage current detection unit that detects a leakage current flowing through the power supply line via the, and amplifies the detection signal of the leakage current detected by the leakage current detection unit, the amplified current in the direction of canceling the leakage current. And a snubber unit that reduces a spike voltage generated in the transformer of the power conversion unit, the snubber unit rectifying and smoothing the reduced spike voltage to generate the spike voltage. The generated DC power is supplied to the amplification unit as a current supply source that amplifies the detection signal.

【0013】このような構成によれば、小型化すること
が可能となる。
With such a structure, it is possible to reduce the size.

【0014】前記増幅部は、スナバ部から供給された直
流電圧の電圧レベルを制限するツェナーダイオードを備
えたものでもよい。
The amplifying section may include a Zener diode for limiting the voltage level of the DC voltage supplied from the snubber section.

【0015】前記スナバ部は、アノードが前記トランス
の1次側巻線の一方の端子に接続されて前記トランスの
1次側巻線に発生したスパイク電圧を整流するダイオー
ドと、前記トランスの1次側巻線のもう一方の端子と前
記ダイオードのカソードとの間に接続されたコンデンサ
と、前記コンデンサと並列に接続された抵抗と、からな
るダイオードスナバ回路によって構成されたものであっ
てもよい。
The snubber section has a diode whose anode is connected to one terminal of a primary winding of the transformer and rectifies a spike voltage generated in the primary winding of the transformer, and a primary of the transformer. It may be configured by a diode snubber circuit including a capacitor connected between the other terminal of the side winding and the cathode of the diode, and a resistor connected in parallel with the capacitor.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
電力変換装置を図面を参照して説明する。本実施の形態
に係る電力変換装置の構成を図1に示す。電力変換装置
は、ノイズフィルタ部1と、整流平滑回路部2と、電力
変換回路部3と、漏れ電流検出部4と、増幅部5と、ダ
イオードスナバ回路6と、を備えて構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A power converter according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The configuration of the power conversion device according to this embodiment is shown in FIG. The power conversion device includes a noise filter unit 1, a rectifying / smoothing circuit unit 2, a power conversion circuit unit 3, a leakage current detection unit 4, an amplification unit 5, and a diode snubber circuit 6. .

【0017】ノイズフィルタ部1は、コンデンサC1,
C2,C3,C4と、チョークコイルL1と、を備えて
いる。コンデンサC1,C2は、ノーマルモードノイズ
を減衰させるアクロスザラインコンデンサであり、交流
電源7の一対の電源線の間に接続されている。コンデン
サC3,C4は、コモンモードノイズを低減させるため
のコンデンサであり、1対の電源線のそれぞれと接地ラ
インとの間に接続されている。
The noise filter section 1 includes capacitors C1 and C1.
It is provided with C2, C3, C4 and a choke coil L1. The capacitors C1 and C2 are across-the-line capacitors that attenuate normal mode noise, and are connected between a pair of power supply lines of the AC power supply 7. The capacitors C3 and C4 are capacitors for reducing common mode noise, and are connected between each of the pair of power supply lines and the ground line.

【0018】チョークコイルL1は、コモンモードノイ
ズを減衰させるコモンモードチョークコイルであり、そ
れぞれ、巻き方向を同じにして交流電源7の1対の電源
線のそれぞれに直列に接続されている。
The choke coil L1 is a common mode choke coil that attenuates common mode noise, and is connected in series to each of a pair of power supply lines of the AC power supply 7 with the same winding direction.

【0019】整流平滑回路部2は、整流回路11と、コ
ンデンサC5と、からなる。整流回路11は、交流電源
7から供給された交流電圧を整流するものであり、1対
の電源線に接続されている。この整流回路11は、例え
ば、4つのダイオードからなるブリッジ整流回路によっ
て構成されている。
The rectifying / smoothing circuit section 2 comprises a rectifying circuit 11 and a capacitor C5. The rectifier circuit 11 rectifies the AC voltage supplied from the AC power supply 7, and is connected to a pair of power supply lines. The rectifier circuit 11 is composed of, for example, a bridge rectifier circuit including four diodes.

【0020】コンデンサC5は、整流回路11から出力
された整流電圧の脈流を平滑化するためのコンデンサで
あり、整流回路11の出力端に接続されている。
The capacitor C5 is a capacitor for smoothing the pulsating flow of the rectified voltage output from the rectifier circuit 11, and is connected to the output end of the rectifier circuit 11.

【0021】電力変換回路部3は、所定の直流電力を所
定の電圧の直流電力に変換し、直流電圧を負荷R0に供
給するものであり、トランスTと、スイッチング素子Q
1と、ダイオードD1と、コンデンサC6と、を備え、
フライバックコンバータを構成している。
The power conversion circuit unit 3 converts a predetermined DC power into a DC power having a predetermined voltage and supplies the DC voltage to the load R0. The transformer T and the switching element Q are provided.
1, a diode D1, and a capacitor C6,
It constitutes a flyback converter.

【0022】トランスTは、1次側の電力を2次側へ伝
達するためのものであり、1次巻線n1と2次巻線n2
とを備えている。1次巻線n1は、スイッチング電流に
よって電圧を発生させ、トランスTに励磁エネルギを生
成するための巻線であり、2次巻線n2は、1次巻線n
1で生成された励磁エネルギで電圧を発生させるための
巻線である。1次巻線n1の一端Pt11は、コンデンサ
C5の正極(+)の端子に接続されている。2次巻線n
2は、1次巻線n1と逆極性となるように、1次巻線n
1とは逆方向に巻かれている。
The transformer T is for transmitting electric power on the primary side to the secondary side, and has a primary winding n1 and a secondary winding n2.
It has and. The primary winding n1 is a winding for generating a voltage by a switching current to generate excitation energy in the transformer T, and the secondary winding n2 is a primary winding n1.
1 is a winding for generating a voltage by the excitation energy generated in 1. One end Pt11 of the primary winding n1 is connected to the positive (+) terminal of the capacitor C5. Secondary winding n
2 has a primary winding n so that it has a polarity opposite to that of the primary winding n1.
It is wound in the opposite direction to 1.

【0023】スイッチング素子Q1は、信号S1が供給
されて、トランスTの1次巻線n1に流れる電流をスイ
ッチングしてトランスTの1次巻線n1に電圧を誘起さ
せるための素子であり、トランスTの1次巻線n1の他
端Pt12とコンデンサC5の負極(−)の端子との間に
接続されている。図示しない制御部は、このスイッチン
グ素子Q1にパルス状の信号S1を供給し、固定発振に
基づいてPWM制御を行うことにより、出力電圧を安定
化させる。
The switching element Q1 is an element for supplying a signal S1 to switch the current flowing through the primary winding n1 of the transformer T to induce a voltage in the primary winding n1 of the transformer T. It is connected between the other end Pt12 of the primary winding n1 of T and the negative (-) terminal of the capacitor C5. A control unit (not shown) supplies a pulsed signal S1 to the switching element Q1 and performs PWM control based on fixed oscillation to stabilize the output voltage.

【0024】ダイオードD1は、スイッチング素子Q1
がオンするオン期間では、電流の流れを阻止し、オフ期
間では、2次巻線n2に発生した電圧から電流を整流す
るためのダイオードである。
The diode D1 is a switching element Q1.
Is a diode for blocking the flow of current during the on period when is turned on and for rectifying the current from the voltage generated in the secondary winding n2 during the off period.

【0025】コンデンサC6は、オフ期間において、ダ
イオードD1を通過した電流を平滑化して直流電圧を生
成するためのものであり、ダイオードD1のカソード及
び出力端子(+)と、出力端子(−)と、の間に接続さ
れている。電力変換回路部3は、生成した直流電圧を負
荷R0に供給する。
The capacitor C6 is for smoothing the current passing through the diode D1 to generate a DC voltage in the off period, and has a cathode of the diode D1 and an output terminal (+) and an output terminal (-). , Connected between. The power conversion circuit unit 3 supplies the generated DC voltage to the load R0.

【0026】ダイオードスナバ回路6は、コンデンサC
7と抵抗R1とダイオードD2とを備えている。ダイオ
ードD2のアノードは、トランスTの端子Pt12に接続
されている。コンデンサC7と抵抗R1とは、ともに、
トランスTの端子Pt11とダイオードD2のカソードと
の間に接続されている。
The diode snubber circuit 6 includes a capacitor C
7, a resistor R1 and a diode D2. The anode of the diode D2 is connected to the terminal Pt12 of the transformer T. Both the capacitor C7 and the resistor R1
It is connected between the terminal Pt11 of the transformer T and the cathode of the diode D2.

【0027】漏れ電流検出部4は、漏れ電流を検出する
ものであり、貫通形の零相変流器(図示せず)の磁芯に
ラインE1,E2の電線を巻き回した1次巻線と、検出
信号として誘起電流を取り出すための2次巻線と、を備
えている。尚、ラインE1は、整流平滑回路部2のコン
デンサC5の正極とダイオードスナバ回路6のコンデン
サC7の負極とを結ぶ線であり、ラインE2は、コンデ
ンサC5の負極とスイッチング素子Q1の電流下流側の
端子とを結ぶ線である。この1次巻線と2次巻線との巻
数比は1に設定されている。
The leakage current detector 4 detects the leakage current, and is a primary winding in which the electric wires of the lines E1 and E2 are wound around the magnetic core of a through-type zero-phase current transformer (not shown). And a secondary winding for extracting an induced current as a detection signal. The line E1 is a line connecting the positive electrode of the capacitor C5 of the rectifying and smoothing circuit unit 2 and the negative electrode of the capacitor C7 of the diode snubber circuit 6, and the line E2 is the negative electrode of the capacitor C5 and the current downstream side of the switching element Q1. It is a line that connects the terminal. The turn ratio between the primary winding and the secondary winding is set to 1.

【0028】増幅部5は、漏れ電流検出部4の2次巻線
で発生した誘起電流を増幅し、増幅した電流を補償電流
として、接地ラインに、漏れ電流を相殺する方向に供給
するものであり、トランジスタQ11,Q12と、コン
デンサC8と、を備えている。
The amplification section 5 amplifies the induced current generated in the secondary winding of the leakage current detection section 4 and supplies the amplified current as a compensation current to the ground line in the direction of canceling the leakage current. Yes, it includes transistors Q11 and Q12 and a capacitor C8.

【0029】トランジスタQ11は、NPN形のバイポ
ーラトランジスタであり、そのコレクタは、コンデンサ
C7の正極側(+)に接続されている。トランジスタQ
12は、PNP形のバイポーラトランジスタであり、そ
のエミッタは、トランジスタQ11のエミッタに接続さ
れ、コレクタはコンデンサC7の負極(−)に接続され
ている。
The transistor Q11 is an NPN type bipolar transistor, and its collector is connected to the positive side (+) of the capacitor C7. Transistor Q
Reference numeral 12 is a PNP-type bipolar transistor, the emitter of which is connected to the emitter of the transistor Q11 and the collector of which is connected to the negative electrode (−) of the capacitor C7.

【0030】そして、漏れ電流検出部4の2次巻線の一
端は、トランジスタQ11のベースとトランジスタQ1
2のベースとに接続され、他端は、トランジスタQ11
のエミッタとトランジスタQ12のエミッタとに接続さ
れている。尚、トランジスタQ11、Q12の増幅率は
1よりも充分に大きく、この増幅部5の増幅率は1とな
る。
The one end of the secondary winding of the leakage current detector 4 has a base of the transistor Q11 and a transistor Q1.
2 is connected to the base and the other end is connected to the transistor Q11.
Of the transistor Q12 and the emitter of the transistor Q12. The amplification factors of the transistors Q11 and Q12 are sufficiently larger than 1, and the amplification factor of the amplification section 5 is 1.

【0031】コンデンサC8は、補償電流を接地ライン
に供給するためのコンデンサであり、トランジスタQ1
1、Q12のベースと接地ラインとの間に接続されてい
る。
The capacitor C8 is a capacitor for supplying a compensating current to the ground line, and is the transistor Q1.
1, Q12 is connected between the base and the ground line.

【0032】次に本実施の形態に係る電力変換装置の動
作を説明する。スイッチング素子Q1には、図2(a)
に示すような信号S1が供給される。信号S1がハイレ
ベルになると、スイッチング素子Q1はオンし、信号S
1がローレベルになると、スイッチング素子Q1はオフ
する。時刻t0〜t1がスイッチング素子Q1がオンす
るオン期間であり、時刻t1〜t2がスイッチング素子
Q1がオフするオフ期間である。
Next, the operation of the power conversion device according to this embodiment will be described. As shown in FIG.
A signal S1 as shown in is supplied. When the signal S1 goes high, the switching element Q1 turns on and the signal S1
When 1 becomes low level, the switching element Q1 is turned off. Times t0 to t1 are an on period in which the switching element Q1 is on, and times t1 to t2 are an off period in which the switching element Q1 is off.

【0033】スイッチング素子Q1がオン、オフするこ
とにより、トランスTの1次巻線n1に流れる電流がス
イッチングされ、トランスTの1次巻線n1に電圧が発
生する。
When the switching element Q1 is turned on and off, the current flowing in the primary winding n1 of the transformer T is switched, and a voltage is generated in the primary winding n1 of the transformer T.

【0034】オン期間では、トランスTの1次側におい
ては、図2(b)に示すように、スイッチング素子Q1
に印加される電圧Vq1は、ほぼ零となり、スイッチング
素子Q1には、図2(c)に示すような電流Iq1が流れ
る。
During the ON period, on the primary side of the transformer T, as shown in FIG.
The voltage Vq1 applied to the switch becomes substantially zero, and the current Iq1 shown in FIG. 2C flows through the switching element Q1.

【0035】トランスTの2次側においては、トランス
Tの2次巻線n2が、1次巻線n1と逆極性になってい
るので、ダイオードD1が電流が流れるのを阻止し、2
次巻線n2は、開放状態となる。このオン期間でトラン
スTに励磁エネルギが蓄積される。トランスTの1次巻
線n1には、図2(d)に示すような電圧Vt1が印加さ
れる。
On the secondary side of the transformer T, since the secondary winding n2 of the transformer T has the opposite polarity to the primary winding n1, the diode D1 prevents the current from flowing and
The next winding n2 is in an open state. Excitation energy is accumulated in the transformer T during this ON period. A voltage Vt1 as shown in FIG. 2D is applied to the primary winding n1 of the transformer T.

【0036】オフ期間では、スイッチング素子Q1に印
加される電圧Vq1は、図2(b)に示すように、コンデ
ンサC5の充電電圧よりも高くなり、スイッチング素子
Q1に流れる電流Iq1は、図2(c)に示すように、零
となる。
In the off period, the voltage Vq1 applied to the switching element Q1 becomes higher than the charging voltage of the capacitor C5 as shown in FIG. 2 (b), and the current Iq1 flowing through the switching element Q1 becomes It becomes zero as shown in c).

【0037】また、トランスTの2次側においては、ダ
イオードD1が導通し、トランスTは、蓄積した励磁エ
ネルギを放出し、この励磁エネルギに基づいて2次巻線
n2からダイオードD1を介してコンデンサC6に、図
2(e)に示すような電流I2が流れる。電流I2は、電
流Iq1の最大電流値に基づいて、トランスTの1次巻線
n1と2次巻線n2との巻数比に反比例した比率で流れ
出し、励磁エネルギを放出しながら減少し、トランスT
が蓄積した励磁エネルギを全て放出した時刻でその電流
値は0になる。
On the secondary side of the transformer T, the diode D1 conducts, the transformer T releases the accumulated excitation energy, and based on this excitation energy, the secondary winding n2 passes through the diode D1 and a capacitor. A current I2 as shown in FIG. 2 (e) flows through C6. The current I2 flows out at a ratio inversely proportional to the turn ratio between the primary winding n1 and the secondary winding n2 of the transformer T based on the maximum current value of the current Iq1, and decreases while releasing the exciting energy, and the transformer T
The current value becomes 0 at the time when all the accumulated excitation energy is discharged.

【0038】尚、オフ期間において、トランスTのイン
ダクタンスと配線によるインダクタンスとにより、図2
(b)に示すような電圧Vq1、図2(d)に示すような
電圧Vt1には、スパイク電圧が発生する。ダイオードス
ナバ回路6は、このスパイク電圧の電圧レベルを低下さ
せる。この動作については、後述する。
In the off period, the inductance of the transformer T and the inductance of the wiring cause
A spike voltage is generated in the voltage Vq1 as shown in FIG. 2B and the voltage Vt1 as shown in FIG. The diode snubber circuit 6 lowers the voltage level of this spike voltage. This operation will be described later.

【0039】コンデンサC6は、ダイオードD1によっ
て整流された電流を平滑化する。これにより、直流電圧
が生成され、電力変換回路部3は、生成した直流電圧を
負荷R0に供給する。
The capacitor C6 smoothes the current rectified by the diode D1. As a result, a DC voltage is generated, and the power conversion circuit unit 3 supplies the generated DC voltage to the load R0.

【0040】スイッチング素子Q1がスイッチングする
ことにより、電力変換装置の回路内の対地間のコンデン
サC3,C4を経由して接地ラインに、図2(f)に示
すような漏れ電流Isが流れる。このことが、コモンモ
ードノイズの発生の要因である。
When the switching element Q1 switches, a leakage current Is as shown in FIG. 2 (f) flows through the ground line via the capacitors C3 and C4 between the ground in the circuit of the power converter. This is a factor in the generation of common mode noise.

【0041】漏れ電流検出部4の1次巻線に1次電流
(ラインE1,E2の電流)が流れると、2次巻線に誘
起電流が流れる。漏れ電流検出部4の1次巻線と2次巻
線との巻数比は1であるので、2次巻線に流れる誘起電
流の電流値は、1次電流の電流値と同じ値になる。
When the primary current (currents of the lines E1 and E2) flows through the primary winding of the leakage current detector 4, an induced current flows through the secondary winding. Since the turn ratio between the primary winding and the secondary winding of the leakage current detector 4 is 1, the current value of the induced current flowing through the secondary winding becomes the same as the current value of the primary current.

【0042】正の半サイクルにおいては、この誘起電流
が分流してトランジスタQ11のベースに誘起電流がベ
ース電流として流れる。誘起電流が流れることによって
トランジスタQ11のエミッタの電位は上昇する。ま
た、誘起電流がトランジスタQ11のベースに流れるこ
とによってトランジスタQ11のベースの電位も上昇す
る。トランジスタQ11の増幅率が1よりも充分大き
く、増幅部5の増幅率が1となるので、漏れ電流Isと
同じ電流値の電流が生成される。
In the positive half cycle, this induced current is shunted to flow into the base of transistor Q11 as a base current. Due to the flow of the induced current, the potential of the emitter of the transistor Q11 rises. Further, the induced current flows to the base of the transistor Q11, so that the potential of the base of the transistor Q11 also rises. Since the amplification factor of the transistor Q11 is sufficiently larger than 1 and the amplification factor of the amplification unit 5 becomes 1, a current having the same current value as the leakage current Is is generated.

【0043】負の半サイクルにおいては、トランジスタ
Q12の回路が、トランジスタQ11の回路と同様に動
作し、同じく漏れ電流Isと同じ電流値の電流が生成さ
れる。このトランジスタQ11の回路とトランジスタQ
12の回路と組み合わせることにより、図2(g)に示
すような補償電流Irが生成される。
In the negative half cycle, the circuit of the transistor Q12 operates similarly to the circuit of the transistor Q11, and a current having the same current value as the leakage current Is is generated. This transistor Q11 circuit and transistor Q
By combining with the circuit of 12, the compensation current Ir as shown in FIG. 2 (g) is generated.

【0044】そして、この補償電流Irを、漏れ電流Is
とは逆向きにしてコンデンサC8を介して接地ラインに
供給することにより、漏れ電流Isは、図2(h)に示
すように小さくなる。これにより、コモンモードノイズ
を低減できる。
Then, the compensation current Ir is changed to the leakage current Is.
By supplying the ground line through the capacitor C8 in the opposite direction to the above, the leakage current Is becomes small as shown in FIG. 2 (h). Thereby, common mode noise can be reduced.

【0045】次に、ダイオードスナバ回路6の動作につ
いて説明する。ダイオードD2は、トランスT及び配線
のインダクタンス分で生ずるスパイク電圧を整流し、コ
ンデンサC7は、整流した電圧を蓄え、抵抗R1は、コ
ンデンサC7に蓄えられた電流を消費する。このような
作用を有するダイオードスナバ回路6は、コンデンサC
7に蓄えられた電力を増幅部5に供給する。
Next, the operation of the diode snubber circuit 6 will be described. The diode D2 rectifies the spike voltage generated by the inductance of the transformer T and the wiring, the capacitor C7 stores the rectified voltage, and the resistor R1 consumes the current stored in the capacitor C7. The diode snubber circuit 6 having such an action is composed of the capacitor C.
The power stored in 7 is supplied to the amplification unit 5.

【0046】ダイオードスナバ回路6がなければ、トラ
ンスTの1次電圧Vt1(又はスイッチング素子Q1の電
圧Vq1)のスパイク電圧は、図3の破線で示すように高
くなる。しかし、ダイオードスナバ回路6がこのように
動作することにより、スパイク電圧は、実線で示すよう
に低下する。このようにスパイク電圧が低下することに
より、スイッチング素子Q1の印加電圧が抑えられる。
Without the diode snubber circuit 6, the spike voltage of the primary voltage Vt1 of the transformer T (or the voltage Vq1 of the switching element Q1) becomes high as shown by the broken line in FIG. However, as the diode snubber circuit 6 operates in this way, the spike voltage decreases as shown by the solid line. Since the spike voltage is reduced in this way, the voltage applied to the switching element Q1 is suppressed.

【0047】ダイオードスナバ回路6は、コンデンサC
7に蓄えられた電力を増幅部5に供給する。トランスT
等のインダクタンスに流れる電流により、発生する電力
は変化し、出力電力最大で、ダイオードスナバ回路6で
消費される電力も最大となる。この電力を消費する抵抗
R1の抵抗値は、通常、出力電圧が一定となるように設
定される。
The diode snubber circuit 6 includes a capacitor C.
The power stored in 7 is supplied to the amplification unit 5. Transformer T
The generated electric power changes due to the current flowing through the inductance, and the maximum output electric power and the maximum electric power consumed by the diode snubber circuit 6 are obtained. The resistance value of the resistor R1 that consumes this power is normally set so that the output voltage is constant.

【0048】このため、トランスTの1次巻線n1で発
生するスパイク電圧は、ほぼ、トランスTの1次巻線n
1と2次巻線n2との巻数比と出力電圧とで決定され、
出力電圧が一定であれば、このスパイク電圧も一定とな
る。また、スイッチング素子Q1のオン、オフ比は、通
常、供給電圧が最低の場合に1対1となるように設定さ
れるため、オン期間が広がった場合でも、このスパイク
電圧は、電源電圧(例えば、100V)程度になる。
Therefore, the spike voltage generated in the primary winding n1 of the transformer T is almost equal to the primary winding n of the transformer T.
It is determined by the turn ratio of the primary winding and the secondary winding n2 and the output voltage,
If the output voltage is constant, this spike voltage is also constant. In addition, since the ON / OFF ratio of the switching element Q1 is usually set to be 1: 1 when the supply voltage is the lowest, even when the ON period is extended, this spike voltage is a power supply voltage (for example, , 100 V).

【0049】従って、ダイオードスナバ回路6から増幅
部5に、このスパイク電圧に基づく電圧を供給すれば、
増幅部5に電力を供給する定電圧回路部を備える必要も
なく、また、増幅部5に供給する電圧も低くなり、ほぼ
一定の電圧を増幅部5に供給することができる。即ち、
トランジスタQ11,Q12の耐圧を低く抑えることが
できる。
Therefore, if the voltage based on this spike voltage is supplied from the diode snubber circuit 6 to the amplifier 5,
It is not necessary to provide a constant voltage circuit unit for supplying power to the amplification unit 5, and the voltage supplied to the amplification unit 5 is low, so that a substantially constant voltage can be supplied to the amplification unit 5. That is,
The breakdown voltage of the transistors Q11 and Q12 can be kept low.

【0050】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、もともと、スイッチング素子Q1に印加される電圧
を抑えるために電力変換装置に備えられたダイオードス
ナバ回路6から増幅部5に電力を供給するようにした。
従って、増幅部5に電力を供給する定電圧回路が不要と
なり、小型化でき、また、増幅部5のトランジスタQ1
1,Q12に耐圧の低いものを使用できるので、コスト
低減を図ることができる。また、抵抗R1で消費される
べき電力を使用できるので、電力変換装置全体の効率を
低下させずに、増幅部5に電力を供給することができ
る。
As described above, according to the present embodiment, originally, the power is supplied from the diode snubber circuit 6 included in the power converter to the amplifying section 5 in order to suppress the voltage applied to the switching element Q1. I decided to do it.
Therefore, a constant voltage circuit for supplying electric power to the amplifying unit 5 is not required, the size can be reduced, and the transistor Q1 of the amplifying unit 5
Since a low withstand voltage can be used for 1 and Q12, the cost can be reduced. Further, since the electric power to be consumed by the resistor R1 can be used, the electric power can be supplied to the amplifying unit 5 without lowering the efficiency of the entire power conversion device.

【0051】尚、本発明を実施するにあたっては、種々
の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものでは
ない。例えば、図4に示すように、増幅部5にツェナー
ダイオードD11,D12と、コンデンサC11,C1
2と、抵抗R11,R12と、を備えることにより、電
圧制限特性を付加することができる。
Various modes are conceivable for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the above-described modes. For example, as shown in FIG. 4, Zener diodes D11 and D12 and capacitors C11 and C1 are provided in the amplification unit 5.
By including 2 and the resistors R11 and R12, the voltage limiting characteristic can be added.

【0052】即ち、ツェナーダイオードD11のアノー
ドと抵抗R11の一端とが接続され、ツェナーダイオー
ドD11のカソードは、トランジスタQ11のコレクタ
に接続され、抵抗R11の他端は、トランジスタQ11
のベースに接続されている。また、コンデンサC11
は、トランジスタQ11のベースと漏れ電流検出部4と
の間に接続されている。
That is, the anode of the Zener diode D11 is connected to one end of the resistor R11, the cathode of the Zener diode D11 is connected to the collector of the transistor Q11, and the other end of the resistor R11 is connected to the transistor Q11.
Connected to the base of. Also, the capacitor C11
Is connected between the base of the transistor Q11 and the leakage current detector 4.

【0053】また、ツェナーダイオードD12のカソー
ドと抵抗R12の一端とが接続され、ツェナーダイオー
ドD12のアノードは、トランジスタQ12のコレクタ
に接続され、抵抗R12の一端は、トランジスタQ12
のベースに接続されている。また、コンデンサC12
は、トランジスタQ12のベースと漏れ電流検出部4と
の間に接続されている。
The cathode of the Zener diode D12 is connected to one end of the resistor R12, the anode of the Zener diode D12 is connected to the collector of the transistor Q12, and one end of the resistor R12 is connected to the transistor Q12.
Connected to the base of. Also, the capacitor C12
Are connected between the base of the transistor Q12 and the leakage current detector 4.

【0054】このように構成されることにより、増幅部
5は、図5に示すような電圧制限特性を有することにな
る。図1に示すダイオードスナバ回路6では、トランス
Tの1次側電圧が一定となり、抵抗R1の抵抗値が一定
値であるので、軽負荷時においても、重負荷時と同じ電
力が消費される。しかし、増幅部5が図5に示すような
特性を有することにより、軽負荷時においては、増幅部
5の消費電力が軽減され、効率が向上する。
With such a configuration, the amplification section 5 has the voltage limiting characteristic as shown in FIG. In the diode snubber circuit 6 shown in FIG. 1, since the primary side voltage of the transformer T is constant and the resistance value of the resistor R1 is constant, the same electric power is consumed even under a light load as during a heavy load. However, since the amplification unit 5 has the characteristics shown in FIG. 5, the power consumption of the amplification unit 5 is reduced and the efficiency is improved when the load is light.

【0055】また、図6に示すように、ダイオードスナ
バ回路6に、ツェナーダイオードD21を備えることも
できる。
Further, as shown in FIG. 6, the diode snubber circuit 6 may be provided with a Zener diode D21.

【0056】また、増幅部5の構成は、上述した構成に
限られるものではなく、トランジスタQ11,Q12に
PNP形バイポーラトランジスタを用いることもできる
し、N形FET(電界効果トランジスタ)、P形FET
を用いることもできる。また、増幅部5に、2つのNP
N形のバイポーラトランジスタを備え、漏れ電流検出部
4の2次巻線を2つ設けて、それぞれ、2つのトランジ
スタに電流を供給するようにしてもよい。
The configuration of the amplifying section 5 is not limited to the above-described configuration, and PNP type bipolar transistors can be used for the transistors Q11 and Q12, and N type FET (field effect transistor) and P type FET are used.
Can also be used. In addition, the amplifier 5 has two NPs.
An N-type bipolar transistor may be provided, and two secondary windings of the leakage current detector 4 may be provided to supply current to each of the two transistors.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電力変換装置を小型化することができる。
As described above, according to the present invention,
The power converter can be downsized.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る電力変換装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power conversion device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の電力変換装置の動作を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing an operation of the power conversion device of FIG.

【図3】トランスに供給される電圧波形を拡大した説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram in which a voltage waveform supplied to a transformer is enlarged.

【図4】図1の増幅部の別の構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing another configuration of the amplification section of FIG.

【図5】図4の増幅部の動作を示す説明図である。5 is an explanatory diagram showing the operation of the amplification section of FIG. 4. FIG.

【図6】図1のスナバ回路の別の構成を示す回路図であ
る。
FIG. 6 is a circuit diagram showing another configuration of the snubber circuit of FIG.

【図7】従来の電力変換装置の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional power conversion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノイズフィルタ部 3 電力変換回路部 4 漏れ電流検出部 5 増幅部 6 ダイオードスナバ回路 1 Noise filter section 3 Power conversion circuit section 4 Leakage current detector 5 Amplifier 6 diode snubber circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】トランスを介して電力変換を行う電力変換
部と、 前記電力変換部から接地ラインを介して電力供給線に流
れる漏れ電流を検出する漏れ電流検出部と、 前記漏れ電流検出部が検出した前記漏れ電流の検出信号
を増幅し、増幅した電流を、前記漏れ電流を相殺する方
向に、接地ラインに供給する増幅部と、 前記電力変換部のトランスで発生するスパイク電圧を低
減させるスナバ部と、を備え、 前記スナバ部は、低減させた前記スパイク電圧を整流し
て平滑化し、生成された直流電力を、前記増幅部に、前
記検出信号を増幅する電流供給源として供給するもので
ある、 ことを特徴とする電力変換装置。
1. A power converter for converting power via a transformer, a leak current detector for detecting leak current flowing from the power converter to a power supply line via a ground line, and the leak current detector. A snubber that amplifies the detection signal of the detected leakage current and reduces the spike voltage generated in the amplification unit that supplies the amplified current to the ground line in a direction that cancels the leakage current and the transformer of the power conversion unit. The snubber unit rectifies and smoothes the reduced spike voltage, and supplies the generated DC power to the amplification unit as a current supply source that amplifies the detection signal. There is a power converter.
【請求項2】前記増幅部は、スナバ部から供給された直
流電圧の電圧レベルを制限するツェナーダイオードを備
えたものである、 ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
2. The power conversion device according to claim 1, wherein the amplification unit includes a Zener diode that limits the voltage level of the DC voltage supplied from the snubber unit.
【請求項3】前記スナバ部は、 アノードが前記トランスの1次側巻線の一方の端子に接
続されて前記トランスの1次側巻線に発生したスパイク
電圧を整流するダイオードと、 前記トランスの1次側巻線のもう一方の端子と前記ダイ
オードのカソードとの間に接続されたコンデンサと、 前記コンデンサと並列に接続された抵抗と、 からなるダイオードスナバ回路によって構成されたもの
である、 ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装
置。
3. The snubber portion includes a diode whose anode is connected to one terminal of a primary winding of the transformer and rectifies a spike voltage generated in the primary winding of the transformer, and a diode of the transformer. A capacitor connected between the other terminal of the primary winding and the cathode of the diode, and a resistor connected in parallel with the capacitor, and a diode snubber circuit comprising: The power conversion device according to claim 1 or 2, characterized in that.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005039031A1 (en) * 2003-10-17 2005-04-28 Sanken Electric Co., Ltd. Noise reduction device and power conversion device

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