JP6089494B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本明細書では、高電位導体と第1スイッチング素子と第2スイッチング素子と接地導体の直列回路を備えており、第1スイッチング素子がオンして第2スイッチング素子がオフする状態と第1スイッチング素子がオフして第2スイッチング素子がオンする状態の間で交互に切換わることによって電力を変換する装置に関する技術を開示する。 In the present specification, a series circuit of a high potential conductor, a first switching element, a second switching element, and a ground conductor is provided, and the first switching element is turned on and the second switching element is turned off. Disclosed is a technology relating to a device that converts electric power by alternately switching between a state in which the second switching element is turned on and the second switching element is turned on.
例えば図1に例示するように、高電位側に接続されている第1スイッチング素子SUと接地されている第2スイッチング素子SDの直列回路を備えており、第1スイッチング素子SUがオンして第2スイッチング素子SDがオフする状態と第1スイッチング素子SUがオフして第2スイッチング素子SDがオンする状態の間で交互に切換わることによって直流電源80の電圧を降圧して負荷2に印加する降圧コンバータが知られている。
あるいは図2に例示するように、第1スイッチング素子SUと第2スイッチング素子SDの直列回路を3本並列に接続し、電源80が供給する直流を3相交流に変換して3相交流モータ4(負荷の一種)に印加するインバータも知られている。インバータの場合も、第1スイッチング素子がオンして第2スイッチング素子がオフする状態と第1スイッチング素子がオフして第2スイッチング素子がオンする状態の間で交互に切換わる。すなわち第1相についてみると、SU1がオンすればSD1がオフし、SU1がオフすればSD1がオンする。第2相についても、SU2がオンすればSD2がオフし、SU2がオフすればSD2がオンする。第3相についても、SU3がオンすればSD3がオフし、SU3がオフすればSD3がオンする。
図1と図2は、高電位導体と第1スイッチング素子と第2スイッチング素子と接地導体の直列回路を備えている電力変換装置を例示するものであり、本明細書で開示する技術の適用範囲は、図1と図2の電力変換装置に限られない。高電位導体と第1スイッチング素子と第2スイッチング素子と接地導体の直列回路を備えている電力変換装置一般に適用することができる。
For example, as illustrated in FIG. 1, a series circuit of a first switching element SU connected to the high potential side and a second switching element SD grounded is provided, and the first switching element SU is turned on and the first switching element SU is turned on. The voltage of the
Alternatively, as illustrated in FIG. 2, three series circuits of the first switching element SU and the second switching element SD are connected in parallel, and the direct current supplied by the
1 and 2 exemplify a power conversion device including a series circuit of a high-potential conductor, a first switching element, a second switching element, and a ground conductor, and the scope of application of the technology disclosed in this specification Are not limited to the power converters of FIGS. 1 and 2. The present invention can be generally applied to a power conversion device including a series circuit of a high potential conductor, a first switching element, a second switching element, and a ground conductor.
上記形式の電力変換装置は、図3に示すように(図3では高電位側の第1スイッチング素子を40とし、接地されている第2スイッチング素子を70としている)、第1スイッチング素子用駆動回路(以下では第1駆動回路という)30と、第2スイッチング素子用駆動回路(以下では第2駆動回路という)60と、第1駆動回路30と第2駆動回路60に制御信号を伝達する制御回路10を備えている。図示の20は、制御回路10と第1駆動回路30を電気的に絶縁した状態で制御信号を伝達する素子(例えばフォトカプラ)である。同様に、図示の50は、制御回路10と第2駆動回路60を電気的に絶縁した状態で制御信号を伝達する素子である。
As shown in FIG. 3, the power conversion device of the above-described form (in FIG. 3, the first switching element on the high potential side is 40 and the second switching element that is grounded is 70) is the first switching element drive. A circuit (hereinafter referred to as a first drive circuit) 30, a second switching element drive circuit (hereinafter referred to as a second drive circuit) 60, and a control for transmitting control signals to the
第1駆動回路30は、自身が動作するための電源を必要とし、第1スイッチング素子40をオンさせる電源を必要とする。参照番号100は、第1駆動回路30のための電源回路であり、一般的には定電圧回路で構成されている。電源回路100から電力が供給されるので、第1駆動回路30が動作でき、第1スイッチング素子40のオン・オフが切換えられる。参照番号110は、第2駆動回路60のための電源回路であり、電源回路110から電力が供給されるので、第2駆動回路60が動作でき、第2スイッチング素子70のオン・オフが切換えられる。
The
図3に示す従来の技術によると、電源回路100,110が必要とされ、第1駆動回路30を電源回路100に接続し、第2駆動回路60を電源回路110に接続する必要がある。
According to the conventional technique shown in FIG. 3, the
非特許文献1に、電源回路100を利用しない駆動回路30が開示されている。非特許文献1の技術では、スイッチング素子が接続されている高電位導体と接地導体間の電圧差を利用して駆動回路を駆動する。非特許文献1の技術によると、電源回路100を設ける必要がなくなる。
Non-Patent
非特許文献1は、スイッチング素子が単独に用いられている場合の駆動回路を提案しており、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が直列に接続されている場合を考慮していない。
第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が直列に接続されている場合、動作開始前には、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を接続する導体が、高電位導体にも接続されていなければ接地導体にも接続されていない。すなわちフローティングしている。非特許文献1の技術は、スイッチング素子が単独に用いられ場合を想定しており、スイッチング素子の低電位側が接地電圧に維持されていることを前提としている。第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が直列に接続されている場合には、非特許文献1の技術では対処することができない。
Non-Patent
When the first switching element and the second switching element are connected in series, if the conductor connecting the first switching element and the second switching element is not connected to the high potential conductor before the start of operation, the first switching element and the second switching element are grounded. It is not connected to a conductor. That is, it is floating. The technique of Non-Patent
本明細書では、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が直列に接続されている場合のための駆動回路であって、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子の直列回路が接続されている高電位導体と接地導体間の電圧差を利用して動作する駆動回路を提案する。 In the present specification, a driving circuit for a case where a first switching element and a second switching element are connected in series, and a high potential to which a series circuit of the first switching element and the second switching element is connected. We propose a drive circuit that operates using the voltage difference between the conductor and ground conductor.
本明細書で開示する電力変換装置は、高電位導体と第1スイッチング素子と第2スイッチング素子と接地導体の直列回路を備えている。また、第1スイッチング素子のオン・オフを切換える第1駆動回路と、第2スイッチング素子のオン・オフを切換える第2駆動回路と、第1駆動回路と第2駆動回路に制御信号を伝達する制御回路を備えている。
第1駆動回路は、高電位導体と第1スイッチング素子を接続する導体と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を接続する導体の間に接続されている。第2駆動回路は、高電位導体と第1スイッチング素子を接続する導体と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を接続する導体と、第2スイッチング素子と接地導体を接続する導体に接続されている。
制御回路は、始動時に第1スイッチング素子をオフさせて第2スイッチング素子をオンさせる制御信号を伝達し、次いで、第1スイッチング素子をオンさせて第2スイッチング素子をオフさせる制御信号と第1スイッチング素子をオフさせて第2スイッチング素子をオンさせる制御信号を交互に伝達する。
図4は、上記の電力変換装置の一例を例示しており、高電位導体82と第1スイッチング素子40と第2スイッチング素子70と接地導体90の直列回路を備えている。また、第1スイッチング素子40のオン・オフを切換える第1駆動回路30と、第2スイッチング素子70のオン・オフを切換える第2駆動回路60と、第1駆動回路30と第2駆動回路60に制御信号を伝達する制御回路10を備えている。
第1駆動回路30は、高電位導体82と第1スイッチング素子40を接続する導体84と、第1スイッチング素子40と第2スイッチング素子70を接続する導体86の間に接続されている。第2駆動回路60は、高電位導体82と第1スイッチング素子40を接続する導体84と、第1スイッチング素子40と第2スイッチング素子70を接続する導体86と、第2スイッチング素子70と接地導体90を接続する導体88に接続されている。
The power converter disclosed in this specification includes a series circuit of a high potential conductor, a first switching element, a second switching element, and a ground conductor. Also, a first drive circuit for switching on / off of the first switching element, a second drive circuit for switching on / off of the second switching element, and control for transmitting a control signal to the first drive circuit and the second drive circuit It has a circuit.
The first drive circuit is connected between a conductor connecting the high potential conductor and the first switching element, and a conductor connecting the first switching element and the second switching element. The second drive circuit is connected to a conductor connecting the high potential conductor and the first switching element, a conductor connecting the first switching element and the second switching element, and a conductor connecting the second switching element and the ground conductor. Yes.
The control circuit transmits a control signal for turning off the first switching element and turning on the second switching element at the time of starting, and then turning on the first switching element and turning off the second switching element. A control signal for turning off the element and turning on the second switching element is alternately transmitted.
FIG. 4 illustrates an example of the power conversion device described above, and includes a series circuit of a high
The
上記の電力変換回路によると、第2駆動回路が高電位導体と接地導体の間に接続されていることから、その電圧差を利用して動作することができる。また、先に第2スイッチング素子をオンさせることから、別に電源装置を設けておかなくても、第2スイッチング素子をオンさせることができる。第2スイッチング素子がオンすれば、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を接続する導体が接地され、第1駆動回路に電力が供給される。その状態で、第1スイッチング素子をオンさせる状態に切換わることから、第1スイッチング素子がオンすることができる。第1スイッチング素子がオンすれば、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を接続する導体に高電位が印加され、第2駆動回路に電力が供給される。その状態で、第2スイッチング素子をオンさせる状態に切り換わることから、第2スイッチング素子がオンすることができる。以後は上記動作が繰り返され、第1スイッチング素子をオンさせて第2スイッチング素子をオフさせる状態と第1スイッチング素子をオフさせて第2スイッチング素子をオンさせる状態が交互に切換えられる。
第1駆動回路と第2駆動回路は、第1スイッチング素子に接続されている高電位導体と
第2スイッチング素子に接続されている接地導体間の電圧差から電力を得て動作する。第1駆動回路と第2駆動回路を、そのための電源装置に接続する必要はない。
According to the power conversion circuit, since the second drive circuit is connected between the high potential conductor and the ground conductor, it can operate using the voltage difference. Further, since the second switching element is turned on first, the second switching element can be turned on without providing a separate power supply device. When the second switching element is turned on, the conductor connecting the first switching element and the second switching element is grounded, and power is supplied to the first drive circuit. In this state, the first switching element can be turned on since the first switching element is switched on. When the first switching element is turned on, a high potential is applied to the conductor connecting the first switching element and the second switching element, and power is supplied to the second drive circuit. In this state, the second switching element can be turned on because the second switching element is switched on. Thereafter, the above operation is repeated, and the state where the first switching element is turned on and the second switching element is turned off and the state where the first switching element is turned off and the second switching element is turned on are alternately switched.
The first drive circuit and the second drive circuit operate by obtaining power from the voltage difference between the high potential conductor connected to the first switching element and the ground conductor connected to the second switching element. It is not necessary to connect the first drive circuit and the second drive circuit to a power supply device for that purpose.
本明細書に記載の技術によると、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が直列に接続されている場合でも、その直列回路に印加される電圧差を利用して第1駆動回路と第2駆動回路を駆動することが可能となる。第1駆動回路と第2駆動回路のための電源装置を必要としない。電力変換装置の回路構成を簡単化できる。 According to the technology described in the present specification, even when the first switching element and the second switching element are connected in series, the first drive circuit and the second drive are utilized using the voltage difference applied to the series circuit. The circuit can be driven. A power supply device for the first drive circuit and the second drive circuit is not required. The circuit configuration of the power converter can be simplified.
下記で説明する実施例の主要な特長を以下に例示する。
(特長1)第2駆動回路は、オペアンプと、相補型トランジスタと、オペアンプと相補型トランジスタに電力を供給するコンデンサを備えている。そのコンデンサは、高電位導体と接地導体の間に接続されており、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子の双方がオフであっても充電される。
(特長2)特長1のコンデンサと高電位導体の間に、電圧を低下させる抵抗が挿入されている。
(特長3)制御回路は、特長1のコンデンサによって第2スイッチング素子をオン状態に維持できる期間内に、第1スイッチング素子をオンして第2スイッチング素子をオフする制御信号に反転する。
The main features of the embodiments described below are exemplified below.
(Feature 1) The second drive circuit includes an operational amplifier, a complementary transistor, and a capacitor that supplies power to the operational amplifier and the complementary transistor. The capacitor is connected between the high potential conductor and the ground conductor, and is charged even when both the first switching element and the second switching element are off.
(Feature 2) A resistor for reducing the voltage is inserted between the capacitor of
(Feature 3) The control circuit inverts the control signal to turn on the first switching element and turn off the second switching element within a period in which the second switching element can be kept on by the capacitor of
図5は、実施例の電力変換回路を示している。図5の実施例では、直流電源80で高電位が印加される高電位導体82と、接地されているために接地電位に維持される接地導体90の間に、第1スイッチング素子40と第2スイッチング素子70の直列回路が接続されている。高電位導体82と第1スイッチング素子40は導体84で接続されており、第1スイッチング素子40と第2スイッチング素子70は導体86で接続されており、第2スイッチング素子70と接地導体90は導体88で接続されている。導体84自体が高電位導体82を兼用していてもよく、導体88自体が接地導体90を兼用していてもよい。直流電源80と高電位導体82の間に、メインスイッチ81が挿入されていてもよい。
導体86と導体88の間に、コイルLとコンデンサCの直列回路が接続されている。コンデンサCと並列に負荷2が接続されている。
制御回路10は、第1スイッチング素子40をオンさせて第2スイッチング素子70をオフさせる制御信号と、第1スイッチング素子40をオフさせて第2スイッチング素子70をオンさせる制御信号を交互に伝達する。
詳しくは後記する第1駆動回路30は、制御回路10が第1スイッチング素子40をオンさせる制御信号を伝達している間は第1スイッチング素子40をオンさせ、第1スイッチング素子40をオフさせる制御信号を伝達している間は第1スイッチング素子40をオフさせる。同様に、第2駆動回路60は、制御回路10が第2スイッチング素子70をオンさせる制御信号を伝達している間は第2スイッチング素子70をオンさせ、第2スイッチング素子70をオフさせる制御信号を伝達している間は第2スイッチング素子70をオフさせる。
図5の回路で、第1スイッチング素子40をオンして第2スイッチング素子70をオフする状態と、第1スイッチング素子40をオフして第2スイッチング素子70をオンする状態が交互に切換えられると、負荷2の両端に、直流電源80の電圧を降圧した電圧が印加される。図5の回路は、DC・DC降圧インバータである。
図5は、本明細書で開示する技術をDC・DC降圧インバータに適用した場合を例示している。本明細書で開示する技術の適用範囲は、DC・DC降圧インバータに限られず、例えば図2の例示した3相交流インバータにも適用することができる。本明細書で開示する技術は、第1スイッチング素子40と第2スイッチング素子70の直流回路を備えており、第1スイッチング素子40をオンさせて第2スイッチング素子70をオフさせる状態と、第1スイッチング素子40をオフさせて第2スイッチング素子70をオンさせる状態を交互に切換えることで電力を変換する装置一般に適用することができる。
FIG. 5 shows a power conversion circuit of the embodiment. In the embodiment of FIG. 5, the
A series circuit of a coil L and a capacitor C is connected between the
The
Specifically, the
In the circuit of FIG. 5, when the state where the
FIG. 5 illustrates a case where the technique disclosed in this specification is applied to a DC / DC step-down inverter. The scope of application of the technology disclosed in this specification is not limited to the DC / DC step-down inverter, and can be applied to, for example, the three-phase AC inverter illustrated in FIG. The technology disclosed in the present specification includes a DC circuit of the
図5に示すように、第1駆動回路30は、導体84と導体86の間に接続されており、独自の電源回路を必要としない。参照番号20はホトカプラであり、制御回路10と第1駆動回路30は、電気的には絶縁されている。第2駆動回路60は、導体84と導体86と導体88に接続されており、独自の電源回路を必要としない。参照番号50はホトカプラであり、制御回路10と第2駆動回路60は、電気的には絶縁されている。
As shown in FIG. 5, the
第1駆動回路30は、ホトカプラ20を介して伝達される制御信号がハイかローかを比較するオペアンプOP1と、オペアンプOP1の出力がハイであればオンするトランジスタsa1と、オペアンプOP1の出力がハイであればオフするトランジスタsa2を備えている。トランジスタsa1はオペアンプOP1の出力がローであればオフし、トランジスタsb1はオペアンプOP1の出力がローであればオンする。トランジスタsa1とトランジスタsa2は相補型である。この結果、ホトカプラ20を介して伝達される制御信号がハイであれば、オペアンプOP1がハイを出力し、トランジスタsa1がオンし、トランジスタsb1がオフし、第1スイッチング素子40のゲートにオン電圧が印加され、第1スイッチング素子40がオンする。一方、ホトカプラ20を介して伝達される制御信号がローであれば、オペアンプOP1がローを出力し、トランジスタsa1がオフし、トランジスタsb1がオンし、第1スイッチング素子40のゲートに帯電していた電荷が放電され、第1スイッチング素子40がオフする。
上記動作を得るためには、オペアンプOP1に駆動電圧を印加し、トランジスタsa1とトランジスタsb1の相補型トランジスタの直列回路の両端に電位差が生じていなければならない。第1スイッチング素子40がオンする前には、導体86の電位が不安定であり、導体84と導体86の間に電圧差が不安定である。第1駆動回路30の駆動用電圧を得るには、特別な配慮が必要となる。
The
In order to obtain the above operation, a driving voltage must be applied to the operational amplifier OP1, and a potential difference must be generated between both ends of a series circuit of complementary transistors of the transistor sa1 and the transistor sb1. Before the
第2駆動回路60が、ホトカプラ50を介して伝達される制御信号に基づいて、第2スイッチング素子70をオン・オフさせる動作は、第1駆動回路30の場合と同様である。末尾の添え字1を2に置き換えることで、第2駆動回路60の動作が理解できる。重複説明を省略する。第2駆動回路60の駆動用電圧を得るにも、特別な配慮が必要となる。
The operation of turning on / off the
第1駆動回路30の駆動用電圧を得るために、ツェナーダイオードdc1、コンデンサca1、ダイオードdd1、コイルl1、ダイオードde1、コンデンサcb1が図示の位置に接続されている。ツェナーダイオードdc1、コンデンサca1、ダイオードdd1の一端は、配線92によって導体84に接続されている。配線92には、ダイオードde1と、コンデンサcb1が挿入されている。ツェナーダイオードdc1、コンデンサca1、コイルl1の他端は、配線94によって導体86に接続されている。降圧コンバータの始動時には導体86がフローティングされており、配線92と配線94間の電圧差は不安定である。コンデンサca1、cb1が充電されていない可能性がある。
In order to obtain a driving voltage for the
第2駆動回路60の駆動用電圧を得るために、ツェナーダイオードdc2、コンデンサca2、ダイオードdd2、コイルl2、ダイオードde2と、コンデンサcb2が図示の位置に接続されている。ツェナーダイオードdc2、コンデンサca2、ダイオードdd2の一端は、配線96によって導体86に接続されている。配線96には、ダイオードde2と、コンデンサcb2が挿入されている。ツェナーダイオードdc2、コンデンサca2、コイルl2の他端は、配線98によって導体88に接続されている。コンデンサca2と導体84(導体86でない)の間は、抵抗rc2を介して接続されている。抵抗rc2は、過電流防止用であり、抵抗rc2を数mA程度の電流が流れる抵抗値に設定されている。
In order to obtain a driving voltage for the
図5の降圧コンバータの始動時に、制御装置10が第1スイッチング素子40をオンさせて第2スイッチング素子70をオフさせる制御信号を伝達するものと想定する。この場合、コンデンサca1が充電されていないために、第1駆動回路30は動作しない。降圧コンバータは始動しない。
It is assumed that the
本実施例では、降圧コンバータの始動時に、制御装置10が第1スイッチング素子40をオフさせて第2スイッチング素子70をオンさせる制御信号を伝達する。この場合、コンデンサca2の充電電力を利用して第2駆動回路60が動作を開始する。その様子を以下で詳しく説明する。
降圧コンバータの運転終了時に、メインスイッチ81がオフされる。降圧コンバータの始動時には、オフされていたメインスイッチ81がオンされる。すると、導体84と導体88の間に電圧差が発生し、抵抗rc2を介してコンデンサca2が瞬時に充電される。コンデンサca2の容量は、瞬時に充電される小容量に設定されている。この結果、降圧コンバータの始動時に、配線96の電圧が瞬時に上昇する。始動後の短時間のうちに、配線96の電圧は、ツェナーダイオードdc2の降伏電圧に達する。ツェナーダイオードdc2の降伏電圧は、第2駆動回路60の駆動用電圧Vccであり、配線96にツェナーダイオードdc2の降伏電圧Vccが印加されていれば、オペアンプOP2、相補型トランジスタsa2,sb2等は適正に作動する。その結果、第2スイッチング素子70がオンする。第2スイッチング素子70がオンすれば、導体86が接地される。
図7と図8は、上記を説明している。
(1)始動時t1に、メインスイッチ81がオンする。
(2)メインスイッチ81がオンすると、図7の太線で示す経路によって、コンデンサca2が充電され、タイミングt2で配線96の電圧がVccに上昇する。
(3)するとオペアンプOP2、トランジスタsa2,sb2等が適正に作動し始める。始動時には第2スイッチング素子70をオンさせる制御信号が伝達されているために、第2スイッチング素子70がオンする。
(4)第2スイッチング素子70がオンすれば、導体86が接地される。
In this embodiment, when the step-down converter is started, the
At the end of the operation of the step-down converter, the
7 and 8 illustrate the above.
(1) The
(2) When the
(3) Then, the operational amplifier OP2, the transistors sa2, sb2, etc. start to operate properly. Since the control signal for turning on the
(4) When the
第2スイッチング素子70がオンして導体86が接地されると、図9の太線で示す経路によって、コンデンサcb1、ca1が充電される。配線92の電圧は第1駆動回路30の駆動用電圧Vccに上昇する。それ以降は、第1駆動回路30が適切に動作することができる。
図10のタイミングt3は、制御信号が反転したタイミングを示す。オペアンプOP1がハイを出力し、第1スイッチング素子40が導通する。
第1スイッチング素子40が導通すると、コンデンサcb1に蓄積されていた電荷が、図11の矢印Aに示すように放電され、コイルl1にエネルギーが蓄えられる。コンデンサca1が放電して配線92の電位が低下する場合には、矢印Bに示すように、コイルl1からコンデンサc1に充電されるので、配線92の電位は長時間にわたってVccに維持される。このことはコンデンサca1の容量が小さくてもよいことを意味する。図6の時間T2は、第1スイッチング素子40をオン状態に維持する期間を示している。コンデンサcb1を利用する場合、コンデンサca1の容量を期間T2と無関係に設定できる。コンデンサca1は、最初に第1スイッチング素子40をオンさせるだけの容量を持っていればよく、期間T2に亘ってオン状態を維持するだけの容量は必要とされない。コンデンサca1の容量はごく小さく設定することができる。このことは、第1駆動回路30の消費電力を低減するのに有利である。期間T2が長い場合には、コンデンサcb1の容量を大きくする必要がある。コンデンサcb1の容量は、第1駆動回路30の消費電力に大きな影響を与えることはない。
When the
Timing t3 in FIG. 10 indicates the timing at which the control signal is inverted. The operational amplifier OP1 outputs high, and the
When the
第1スイッチング素子40がオンして第2スイッチング素子70がオフしていると、図11に示すように、コンデンサcb2、ca2が充電される。配線96の電圧は第2駆動回路60の駆動用電圧Vccに上昇する。第2駆動回路60が適切に動作することができる。
制御信号が再び反転して第1スイッチング素子40をオフして第2スイッチング素子70をオンさせる状態となると、コンデンサca2の電圧を利用してオペアンプOP2がハイを出力し、第2スイッチング素子70が導通する。
第2スイッチング素子70が導通すると、コンデンサcb2に蓄積されていた電荷が、図12の矢印Cに示すように放電され、コイルl2にエネルギーが蓄えられる。コンデンサca2が放電して配線96の電位が低下する場合には、矢印Dに示すように、コイルl2からコンデンサca2に充電されるので、配線96の電位は長時間にわたってVccに維持される。このことはコンデンサca2の容量が小さくてもよいことを意味する。先に説明したように、コンデンサcb2の容量を利用して、第2スイッチング素子70をオンに維持することができる。
When the
When the control signal is inverted again to turn off the
When the
最初に第2スイッチング素子70をオンさせる場合には、コンデンサcb2に充電されておらず、コンデンサca2の電荷のみで第2スイッチング素子70をオンさせ、しかも第2スイッチング素子70をオンに維持する必要がある。コンデンサca2の容量を大きくすると、第2駆動回路60の消費電力が増大する。また、配線96が動作電圧Vccに上昇するタイミングt2が遅れる。そこで、本実施例では、図6に示すように、最初に第2スイッチング素子70をオンさせる期間T1をその後の期間T2よりも短くしている。期間T1は、小容量のコンデンサca2でオン状態を維持できる期間に設定されている。
When the
上記実施例は、降圧コンバータに適用したものである。あくまで実施例であり、適用対象は降圧コンバータに限られない。 The above embodiment is applied to a step-down converter. This is just an example, and the application target is not limited to the step-down converter.
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
また下記に記載する特許請求の範囲の技術的範囲は、実施例に限定されない。実施例はあくまで実施例を例示するものである。
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
The technical scope of the claims described below is not limited to the examples. The examples are merely illustrative.
SU:第1スイッチング素子
SD:第2スイッチング素子
L:コイル
C:コンデンサ
2:負荷
4:モータ(負荷)
10:制御回路
20:ホトカプラ
30:第1駆動回路
40:第1スイッチング素子
50:ホトカプラ
60:第2駆動回路
70:第2スイッチング素子
80:直流電源
81:メインスイッチ
82:高電位導体
84,86,88:導体
90:接地導体
OP1,OP2:オペアンプ
ra1,rb1,ra2,rb2,rc2:抵抗
da1,db1,dc1,dd1,de1,da2,db2,dc2,dd2,de2:ダイオード
sa1,sb1,sa2,sb2:トランジスタ
ca1、cb1、ca2、cb2:コンデンサ
SU: 1st switching element SD: 2nd switching element L: Coil C: Capacitor 2: Load 4: Motor (load)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Control circuit 20: Photocoupler 30: 1st drive circuit 40: 1st switching element 50: Photocoupler 60: 2nd drive circuit 70: 2nd switching element 80: DC power supply 81: Main switch 82: High
Claims (1)
第1スイッチング素子のオン・オフを切換える第1スイッチング素子用駆動回路と、
第2スイッチング素子のオン・オフを切換える第2スイッチング素子用駆動回路と、
第1スイッチング素子用駆動回路と第2スイッチング素子用駆動回路に制御信号を伝達する制御回路を備えており、
第1スイッチング素子用駆動回路は、高電位導体と第1スイッチング素子を接続する導体と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を接続する導体の間に接続されており、
第2スイッチング素子用駆動回路は、高電位導体と第1スイッチング素子を接続する導体と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を接続する導体と、第2スイッチング素子と接地導体を接続する導体に接続されており、
制御回路が、始動時に第1スイッチング素子をオフさせて第2スイッチング素子をオンさせる制御信号を伝達し、次いで、第1スイッチング素子をオンさせて第2スイッチング素子をオフさせる制御信号と第1スイッチング素子をオフさせて第2スイッチング素子をオンさせる制御信号を交互に伝達するように構成されており、
第2スイッチング素子用駆動回路が、制御信号を入力するオペアンプと、オペアンプに駆動電力を印加するコンデンサと、高電位導体と第1スイッチング素子を接続する導体とコンデンサの間に挿入されている抵抗を備えていることを特徴とする電力変換回路。 A series circuit of a high potential conductor, a first switching element, a second switching element, and a ground conductor;
A first switching element drive circuit for switching on and off of the first switching element;
A second switching element drive circuit for switching on and off of the second switching element;
A control circuit for transmitting a control signal to the first switching element drive circuit and the second switching element drive circuit;
The drive circuit for the first switching element is connected between a conductor connecting the high potential conductor and the first switching element, and a conductor connecting the first switching element and the second switching element,
The second switching element drive circuit includes a conductor connecting the high potential conductor and the first switching element, a conductor connecting the first switching element and the second switching element, and a conductor connecting the second switching element and the ground conductor. Connected,
The control circuit transmits a control signal for turning off the first switching element and turning on the second switching element at the time of starting, and then turning on the first switching element and turning off the second switching element and the first switching It is configured to alternately transmit a control signal for turning off the element and turning on the second switching element ,
A driving circuit for the second switching element includes an operational amplifier that inputs a control signal, a capacitor that applies driving power to the operational amplifier, a resistor that is inserted between the conductor connecting the high-potential conductor and the first switching element, and the capacitor. power conversion circuit, characterized in that it comprises.
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