JP3246858B2 - Power supply - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばパルスレ
ーザ装置等に用いられるパルス発生回路に適用される半
導体デバイスによる電源供給装置に関し、特に複数直列
接続した半導体デバイスを同時にオンオフ制御すること
により、高電圧をオンオフできるようにしたものに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device using a semiconductor device applied to a pulse generation circuit used in, for example, a pulse laser device and the like, and more particularly to a high power supply device by simultaneously turning on and off a plurality of semiconductor devices connected in series. The present invention relates to a device capable of turning on and off a voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】サイリスタ、あるいはGTOサイリスタ
等の半導体デバイスにより高電圧をオンオフする場合、
単一の半導体デバイスでオンオフする電圧に限界がある
ことから、複数の半導体デバイスを直列に接続し、全体
としてのオンオフ電圧を高電圧にしている。図5は、例
えば、「三菱電機技報」第45巻第6号に記載されたも
のと類似のサイリスタ高圧バルブの電源供給装置を示す
回路図であり、11〜1Nは一次巻線に接続された入力
端子A1、B1及びこの一次巻線の電圧を変成して出力
する二次巻線に接続された複数の出力電圧発生端子U
1、V1〜Un、Vnを有するトランスであり、各トラ
ンス11〜1Nは入力端子が図示のごとく直列に接続さ
れている。211〜21n・・・2N1〜2Nnはトラ
ンス11〜1Nの複数の出力電圧発生端子U1、V1〜
Un、Vnからそれぞれ電力供給される駆動回路で、全
ての駆動回路が同時にオン信号またはオフ信号を発生す
る。311〜31n・・・3N1〜3Nnは上記駆動回
路211〜21n・・・2N1〜2Nnのオンオフ信号
によりオンオフ制御されるサイリスタ等の半導体デバイ
スで、全ての半導体デバイスが直列接続されている。4
は第1段のトランス1Nの入力端子A1と最上段のトラ
ンス11の入力端子B1間に交流電圧を発生する交流電
源である。即ち、各トランス11〜1Nは交流電源4か
ら見て入力端子A1−B1間が順次直列接続され、ま
た、半導体デバイス311〜3Nnが順次多段に直列接
続されている。2. Description of the Related Art When a high voltage is turned on / off by a semiconductor device such as a thyristor or a GTO thyristor,
Since there is a limit to the voltage that can be turned on and off by a single semiconductor device, a plurality of semiconductor devices are connected in series to increase the on / off voltage as a whole. FIG. 5 is a circuit diagram showing a power supply device for a thyristor high-pressure valve similar to that described in, for example, “Mitsubishi Electric Technical Report”, Vol. 45, No. 6, where 11-1N are connected to a primary winding. A plurality of output voltage generating terminals U connected to the input terminals A1, B1 and the secondary winding for transforming and outputting the voltage of the primary winding.
1, V1 to Un, and Vn. Transformers 11 to 1N have input terminals connected in series as illustrated. .., 2N1 to 2Nn are a plurality of output voltage generating terminals U1, V1 to
In the driving circuits supplied with power from Un and Vn, all the driving circuits simultaneously generate an ON signal or an OFF signal. 3N1 to 3Nn are semiconductor devices such as thyristors that are on / off controlled by the on / off signals of the drive circuits 211 to 21n... 2N1 to 2Nn, and all the semiconductor devices are connected in series. 4
An AC power supply generates an AC voltage between the input terminal A1 of the first transformer 1N and the input terminal B1 of the uppermost transformer 11. That is, the input terminals A1 to B1 of the transformers 11 to 1N are sequentially connected in series when viewed from the AC power supply 4, and the semiconductor devices 311 to 3Nn are connected in series in multiple stages.
【0003】次に、この電源供給装置の動作について説
明する。交流電源4により各トランス11〜1Nの入力
端子A1−B1間にほぼ均等に交流電圧が分担されて入
力する。ここで、トランス11〜1N、駆動回路211
〜2Nn、半導体デバイス311〜3Nnは各々同様に
動作するため、以下最上段のトランス11に対応した構
成の動作に関してのみ説明する。即ち、入力端子A1−
B1間に交流電圧が印加されたトランス11は、その出
力電圧発生端子U1、V1〜Un、Vn間にそれぞれが
絶縁され、かつ、ほぼ均等な電圧を変成し、対応する駆
動回路211〜21nに出力する。駆動回路211〜2
1nは同時に駆動制御され、オン信号またはオフ信号を
同時にトランス11に対応する半導体デバイス群311
〜31nに与える。これにより、半導体デバイス311
〜31nは同時にオンオフ動作を行う。このような動作
は、第1段から最上段までの各トランス及びこれに対応
する構成の全てが同時に行われるため、半導体デバイス
311〜3Nnが同時にオンオフ動作を行い、大地電位
と高電位HV間を電気的に開閉する。大地電位から高電
位HVまでそれぞれ電位の異なる半導体デバイス311
〜3Nnを駆動する駆動回路211〜2Nnへの電源供
給出力は、それぞれが互いに絶縁されているとともに、
交流電源4が大地電位からの電源供給源であるため、ト
ランス11〜1Nは各々の電位との絶縁耐量を入出力間
で保証している。Next, the operation of the power supply will be described. The AC voltage is shared by the AC power supply 4 between the input terminals A1 and B1 of the transformers 11 to 1N and input. Here, the transformers 11 to 1N and the drive circuit 211
To 2Nn and the semiconductor devices 311 to 3Nn operate in the same manner, so that only the operation of the configuration corresponding to the uppermost transformer 11 will be described below. That is, the input terminal A1-
The transformer 11 to which the AC voltage is applied between B1 is insulated between its output voltage generating terminals U1, V1 to Un, and Vn, and transforms a substantially uniform voltage, and is applied to the corresponding drive circuits 211 to 21n. Output. Drive circuits 211 and 2
1n are simultaneously driven and controlled, and simultaneously output ON signals or OFF signals to the semiconductor device group 311 corresponding to the transformer 11.
To 31n. Thereby, the semiconductor device 311
31n perform an on / off operation at the same time. In such an operation, since all the transformers from the first stage to the uppermost stage and the configuration corresponding thereto are simultaneously performed, the semiconductor devices 311 to 3Nn simultaneously perform on / off operations, and connect between the ground potential and the high potential HV. Open and close electrically. Semiconductor devices 311 having different potentials from ground potential to high potential HV
The power supply outputs to the drive circuits 211 to 2Nn for driving to 3Nn are insulated from each other,
Since the AC power supply 4 is a power supply source from the ground potential, the transformers 11 to 1N guarantee a dielectric strength between each input and output.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の電源供給装置
は、以上のように構成されているので、それぞれ互いに
絶縁された電源を分配出力するトランス11〜1Nの入
出力間の絶縁耐量を高電位側になるほど大きくする必要
があり、特に最上段のトランス11は半導体デバイス3
11〜3Nnの動作電圧に等しい絶縁耐量を必要とし、
そのため、トランスが大型で高価になる問題点があっ
た。また、トランスの入出力間に存在する浮遊容量に充
電されるエネルギーによってトランスに発熱が発生する
問題点や、半導体デバイス311〜3Nnのオンオフ動
作に伴うサージ電圧が交流電源4に発生するなど、半導
体デバイスのスイッチング電位が高くなるほど安定した
電源供給動作に支障を来す問題点があった。Since the conventional power supply device is constructed as described above, the withstand voltage between the input and output of the transformers 11 to 1N for distributing and outputting the power supplies insulated from each other is increased by a high potential. Side, the transformer 11 in the uppermost stage is
Requires a dielectric strength equal to an operating voltage of 11 to 3 Nn,
Therefore, there is a problem that the transformer is large and expensive. In addition, there is a problem in that heat is generated in the transformer due to energy charged in the stray capacitance existing between the input and output of the transformer, and a surge voltage is generated in the AC power supply 4 due to an on / off operation of the semiconductor devices 311 to 3Nn. As the switching potential of the device becomes higher, there is a problem that the stable power supply operation is hindered.
【0005】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、半導体デバイスの駆動用電源
供給回路の絶縁耐量を大幅に軽減することにより、小型
かつ安価な装置を得、さらに、安定した動作が行える電
源供給装置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has provided a compact and inexpensive apparatus by drastically reducing the dielectric strength of a power supply circuit for driving a semiconductor device. It is another object of the present invention to provide a power supply device capable of performing a stable operation.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明に係る電源供給
装置は、交流電圧を入力する入力端子と該入力端子の電
圧を変成した複数の電圧をそれぞれ出力する複数の出力
電圧発生端子と上記入力端子に入力する交流電圧と略同
一の電圧を発生する出力端子とをそれぞれ有する複数の
トランスの出力端子と入力端子とを順次多段にカスケー
ド接続し、複数のトランスの内、第1段のトランスの入
力端子に交流電源から交流電圧を入力するようにしたも
のである。According to the present invention, there is provided a power supply apparatus comprising: an input terminal for inputting an AC voltage; a plurality of output voltage generating terminals for outputting a plurality of voltages obtained by transforming the voltage of the input terminal; The output terminals and input terminals of a plurality of transformers each having an output terminal for generating a voltage substantially the same as the AC voltage input to the terminal are sequentially cascaded in multiple stages, and among the plurality of transformers, the first stage transformer An AC voltage is input to an input terminal from an AC power supply.
【0007】また、この発明に係る別の電源供給装置
は、交流電圧を入力する入力端子と該入力端子の電圧を
変成した複数の電圧をそれぞれ出力する複数の出力電圧
発生端子と上記入力端子に入力する交流電圧と略同一の
電圧を発生する出力端子とをそれぞれ有する複数のトラ
ンスの出力端子と入力端子とを順次多段にカスケード接
続し、複数のトランスの内、第1段のトランスの入力端
子に交流電源から交流電圧を入力するようにし、かつ、
各トランスの入力端子の一端と各トランスに対応する半
導体デバイス群のアース側端子とを電気的に接続したも
のである。Further, another power supply device according to the present invention includes an input terminal for inputting an AC voltage, a plurality of output voltage generation terminals for outputting a plurality of voltages obtained by transforming the voltage of the input terminal, and the input terminal. Output terminals and input terminals of a plurality of transformers each having an output terminal for generating a voltage substantially the same as the input AC voltage are sequentially cascaded in multiple stages, and an input terminal of a first-stage transformer among the plurality of transformers Input an AC voltage from an AC power supply to the
One end of an input terminal of each transformer is electrically connected to a ground terminal of a semiconductor device group corresponding to each transformer.
【0008】また、この発明に係る別の電源供給装置
は、交流電圧を入力する入力端子と該入力端子の電圧を
変成した複数の電圧をそれぞれ出力する複数の出力電圧
発生端子と上記入力端子に入力する交流電圧と略同一の
電圧を発生する出力端子とをそれぞれ有する複数のトラ
ンスの出力端子と入力端子とを順次多段にカスケード接
続し、複数のトランスの内、第1段のトランスの入力端
子に交流電源から交流電圧を入力するようにし、かつ、
各トランスの入力端子の一端と各トランスに対応する半
導体デバイス群のアース側端子とを固定抵抗を介して電
気的に接続したものである。Further, another power supply device according to the present invention includes an input terminal for inputting an AC voltage, a plurality of output voltage generating terminals for outputting a plurality of voltages obtained by transforming the voltage of the input terminal, and the input terminal. Output terminals and input terminals of a plurality of transformers each having an output terminal for generating a voltage substantially the same as the input AC voltage are sequentially cascaded in multiple stages, and an input terminal of a first-stage transformer among the plurality of transformers Input an AC voltage from an AC power supply to the
One end of an input terminal of each transformer is electrically connected to a ground terminal of a semiconductor device group corresponding to each transformer via a fixed resistor.
【0009】また、この発明に係る別の電源供給装置
は、交流電圧を入力する入力端子と該入力端子の電圧を
変成した複数の電圧をそれぞれ出力する複数の出力電圧
発生端子と上記入力端子に入力する交流電圧と略同一の
電圧を発生する出力端子とをそれぞれ有する複数のトラ
ンスの出力端子と入力端子とを順次多段にカスケード接
続し、複数のトランスの内、第1段のトランスの入力端
子に交流電源から交流電圧を入力するようにし、かつ、
各トランスの入力端子の一端と各トランスに対応する半
導体デバイス群のアース側端子とを固定抵抗を介して電
気的に接続するとともに、隣接するトランスの出力端子
と入力端子との間にコモンモードチョークコイルを接続
したものである。Further, another power supply device according to the present invention includes an input terminal for inputting an AC voltage, a plurality of output voltage generating terminals for respectively outputting a plurality of voltages obtained by transforming the voltage of the input terminal, and the input terminal. Output terminals and input terminals of a plurality of transformers each having an output terminal for generating a voltage substantially the same as the input AC voltage are sequentially cascaded in multiple stages, and an input terminal of a first-stage transformer among the plurality of transformers Input an AC voltage from an AC power supply to the
One end of the input terminal of each transformer and the ground terminal of the semiconductor device group corresponding to each transformer are electrically connected via a fixed resistor, and a common mode choke is connected between the output terminal and the input terminal of the adjacent transformer. It is a coil connected.
【0010】また、この発明に係る別の電源供給装置
は、各トランスの入力端子と各トランスに対応する半導
体デバイス群のアース側端子とを半導体デバイス群のオ
ン抵抗値より大きい抵抗値の固定抵抗を介してそれぞれ
電気的に接続するようにしたものである。In another power supply device according to the present invention, the input terminal of each transformer and the ground terminal of the semiconductor device group corresponding to each transformer are connected to a fixed resistor having a resistance value larger than the ON resistance value of the semiconductor device group. Are electrically connected to each other.
【0011】さらに、この発明に係る別の電源供給装置
は、トランスの鉄心材料を高周波用磁性材で構成するよ
うにしたものである。In another power supply device according to the present invention, the core material of the transformer is made of a high frequency magnetic material.
【0012】[0012]
実施の形態1.以下、この発明の実施の形態1を図1に
ついて説明する。図1は、電源供給装置の回路構成を示
す図であり、11〜1Nはトランスであり、それぞれ交
流電圧を入力する入力端子A1、B1と、絶縁された複
数の電圧に変成して出力する複数の出力電圧発生端子U
1、V1〜Un、Vnと、上記入力端子A1、B1に入
力する交流電圧と略同じ電圧を出力する出力端子A2、
B2とを有し、各トランス11〜1Nは順次入力端子A
1、B1と出力端子A2、B2とを多段にカスケード接
続されている。211〜21n・・・2N1〜2Nnは
トランス11〜1Nの複数の出力電圧発生端子U1、V
1〜Un、Vnからそれぞれ電力供給される駆動回路
で、全ての駆動回路が同時にオン信号またはオフ信号を
発生する。311〜31nはそれぞれが直列接続された
トランス11に対応した半導体デバイス群、321〜3
2nは同様にそれぞれが直列接続されたトランス12に
対応した半導体デバイス群であり、各半導体デバイス群
311〜31n、321〜32n、・・・3N1〜3N
nも直列接続されており、全ての半導体デバイス311
〜3Nnは上記駆動回路211〜21n・・・2N1〜
2Nnの発生するオンオフ信号により同時にオンオフ制
御され、高電圧HVを開閉動作する。4は上記トランス
11〜1Nの内、第1段のトランス1Nの入力端子A
1、B1に交流電圧を入力する交流電源である。Embodiment 1 FIG. Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a power supply device. Reference numerals 11 to 1N denote transformers. Output voltage generating terminal U
1, V1 to Un, Vn, and an output terminal A2 that outputs a voltage substantially the same as the AC voltage input to the input terminals A1 and B1,
B2, and each of the transformers 11 to 1N sequentially has an input terminal A
1, B1 and output terminals A2, B2 are cascaded in multiple stages. .. 2N1-2Nn are a plurality of output voltage generating terminals U1, V of the transformers 11-1N.
1 to Un and Vn, all of which generate ON signals or OFF signals at the same time. Reference numerals 311 to 31n denote semiconductor device groups corresponding to the transformers 11 connected in series, respectively.
Similarly, 2n is a semiconductor device group corresponding to the transformer 12 connected in series, and each of the semiconductor device groups 311 to 31n, 321 to 32n,.
n are also connected in series, and all the semiconductor devices 311
... 3Nn are the driving circuits 211 to 21n.
On / off control is simultaneously performed by an on / off signal generated by 2Nn to open and close the high voltage HV. 4 is an input terminal A of the first stage transformer 1N among the transformers 11 to 1N.
1, an AC power supply for inputting an AC voltage to B1.
【0013】次に動作について説明する。各トランス1
1〜1Nは多段にカスケード接続されているので、各ト
ランス11〜1Nの入力端子A1−B1間には順次交流
電源4から出力される電圧に略等しい電圧が印加され、
励磁されるとともに、各出力電圧発生端子U1、V1〜
Un、Vnに互いに絶縁された電圧が得られ、各駆動回
路211〜21n・・・2N1〜2Nnへの電源供給が
略均一な電圧でなされる。一方、直列接続された半導体
デバイス311〜3Nnにより構成されるスイッチには
オフ時に高電圧が印加されるが、各トランス11〜1N
の出力電圧発生端子U1、V1〜Un、Vnは、各出力
電圧発生端子U1、V1〜Un、Vnに対応する半導体
デバイス群311〜31n、321〜32n、・・・3
N1〜3Nnの分担電圧に略等しい電位となる。Next, the operation will be described. Each transformer 1
Since 1 to 1N are cascaded in multiple stages, a voltage substantially equal to the voltage output from the AC power supply 4 is sequentially applied between the input terminals A1 to B1 of the transformers 11 to 1N.
While being excited, each output voltage generation terminal U1, V1
Uninsulated voltages are obtained at Un and Vn, and power is supplied to each of the drive circuits 211 to 21n... 2N1 to 2Nn at a substantially uniform voltage. On the other hand, a high voltage is applied to the switch constituted by the serially connected semiconductor devices 311 to 3Nn when the switch is off.
The output voltage generation terminals U1, V1 to Un, and Vn of the semiconductor device groups 311 to 31n, 321 to 32n,... 3 corresponding to the output voltage generation terminals U1, V1 to Un, and Vn, respectively.
The potential becomes substantially equal to the shared voltage of N1 to Nn.
【0014】また、各トランス11〜1Nの構成から、
半導体デバイス311〜3Nnに印加される高電圧は概
ねトランス11〜1Nの出力電圧発生端子U1V1〜U
nVnと入力端子A1−B1間に存在する浮遊容量の総
和により分担され、各トランス11〜1Nの入力端子A
1−B1間も対応する半導体デバイス群311〜31
n、321〜32n、・・・3N1〜3Nnと同程度の
電圧分担となる。このことから、各トランス11〜1N
の入力端子A1−B1と各出力電圧発生端子U1V1〜
UnVn間の電位差は半導体デバイス311〜3Nnに
印加される高電圧HVよりはるかに小さくなる。したが
って、各トランス11〜1Nの入力端子A1、B1と出
力電圧発生端子U1V1〜UnVnとの間の絶縁耐量は
高電圧HVより大幅に低減される。また、トランス11
〜1Nの有する浮遊容量への充電エネルギーは、入力端
子A1、B1及び出力電圧発生端子U1V1〜UnVn
間の電位差が小さいため、大幅に軽減され、トランス1
1〜1Nの発熱や交流電源4へのサージ電圧も軽減され
ることになる。Further, from the configuration of each of the transformers 11 to 1N,
The high voltage applied to the semiconductor devices 311 to 3Nn is substantially equal to the output voltage generation terminals U1V1 to U1V of the transformers 11 to 1N.
nVn and the sum of the stray capacitances existing between the input terminals A1 to B1 and shared by the input terminals A of the transformers 11 to 1N.
Semiconductor device groups 311 to 31 corresponding also between 1 and B1
n, 321-32n,... 3N1-3Nn. From this, each transformer 11-1N
Input terminals A1-B1 and output voltage generation terminals U1V1-
The potential difference between UnVn is much smaller than the high voltage HV applied to the semiconductor devices 311 to 3Nn. Therefore, the dielectric strength between the input terminals A1, B1 of the transformers 11 to 1N and the output voltage generation terminals U1V1 to UnVn is significantly reduced as compared with the high voltage HV. Also, the transformer 11
The charging energy to the stray capacitance of the input terminals A1 and B1 and the output voltage generation terminals U1V1 to UnVn
Because the potential difference between them is small,
Heat generation of 1 to 1 N and surge voltage to the AC power supply 4 are also reduced.
【0015】実施の形態2.図2は、この発明の実施の
形態2を示す電源供給装置の回路図である。図におい
て、5は電位固定用の接続導体であり、各トランス11
〜1Nの入力端子の一端及び各トランス11〜1Nに対
応する半導体デバイス群311〜31n、321〜32
n、・・・3N1〜3Nnのアース側端子間を接続して
いる。このように、接続導体5を設けることにより、各
半導体デバイス群311〜31n、321〜32n、・
・・3N1〜3Nnの分担電位で決まる電位に各トラン
ス11〜1Nの入力端子B1の電位を確実に固定するこ
とができ、トランス11〜1Nの入出力間に必要となる
絶縁耐量を半導体デバイス群のn個分の分担電圧分のみ
とすることができる。Embodiment 2 FIG. 2 is a circuit diagram of a power supply device according to a second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 5 denotes a connection conductor for fixing potential,
To 1N of the input terminals and the semiconductor device groups 311 to 31n and 321 to 32 corresponding to the transformers 11 to 1N.
n,... are connected between ground terminals of 3N1 to 3Nn. Thus, by providing the connection conductor 5, each of the semiconductor device groups 311 to 31n, 321 to 32n,.
..Semiconductor device group that can reliably fix the potential of input terminal B1 of each of transformers 11 to 1N to a potential determined by the shared potential of 3N1 to 3Nn, and that the dielectric strength required between the input and output of transformers 11 to 1N , And only n shared voltages.
【0016】実施の形態3.図3は、この発明の実施の
形態3を示す電源供給装置の回路図である。図におい
て、6は接続導体5に挿入された固定抵抗であり、半導
体デバイス311〜3Nnのn個直列分のオン抵抗より
大きな抵抗値である。このように構成することにより、
各半導体デバイス群311〜31n、321〜32n、
・・・3N1〜3Nnの分担電位で決まる電位に各トラ
ンス11〜1Nの入出力間に必要となる絶縁耐量を半導
体デバイス群のn個分の分担電圧分のみとすることがで
きる。また、半導体デバイス311〜3Nnのオフ時に
トランス11〜1Nの入出力間の浮遊容量が充電される
が、このエネルギーを半導体デバイス311〜3Nnの
オン時に各半導体デバイスを介して放電し、その放電エ
ネルギーの大部分を固定抵抗6により消費するので、ト
ランス11〜1Nの内部発熱を低減できる。Embodiment 3 FIG. 3 is a circuit diagram of a power supply device according to a third embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 6 denotes a fixed resistor inserted into the connection conductor 5, which has a resistance value larger than the on-resistance of n semiconductor devices 311 to 3Nn in series. With this configuration,
Each of the semiconductor device groups 311 to 31n, 321 to 32n,
... The dielectric strength required between the input and output of each of the transformers 11 to 1N at a potential determined by the shared potentials of 3N1 to 3Nn can be limited to only the shared voltage of n semiconductor device groups. When the semiconductor devices 311 to 3Nn are turned off, the stray capacitance between the input and output of the transformers 11 to 1N is charged. When the semiconductor devices 311 to 3Nn are turned on, the stray capacitance is discharged through each semiconductor device. Is consumed by the fixed resistor 6, so that the internal heat generation of the transformers 11 to 1N can be reduced.
【0017】実施の形態4.図4は、この発明の実施の
形態4を示す電源供給装置の回路図である。図におい
て、6、7は接続導体51、52にそれぞれ挿入された
固定抵抗であり、半導体デバイス311〜3Nnのn個
直列分のオン抵抗より大きな抵抗値をそれぞれ有する。
8は多段にカスケード接続された各トランス11〜1N
の隣接する入力端子A1、B1と出力端子A2、B2と
の間に図示のとおり接続されたコモンモードチョークコ
イルである。このように、コモンモードチョークコイル
8を接続することにより、半導体デバイス311〜3N
nのオンオフ時にトランス11〜1Nの入出力間の浮遊
容量を介して発生するサージを抑制して各トランス11
〜1Nの動作の干渉が防止され、また、交流電源4へサ
ージが発生するのを抑制し、電源供給動作を安定したも
のとする。Embodiment 4 FIG. 4 is a circuit diagram of a power supply device according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, reference numerals 6 and 7 denote fixed resistors inserted into the connection conductors 51 and 52, respectively, and each have a resistance value larger than the on-resistance of n semiconductor devices 311 to 3Nn in series.
Reference numeral 8 denotes each of the transformers 11 to 1N cascaded in multiple stages.
Are common mode choke coils connected as shown between adjacent input terminals A1, B1 and output terminals A2, B2. As described above, by connecting the common mode choke coil 8, the semiconductor devices 311 to 3N
n on and off, suppresses a surge generated via a stray capacitance between the input and output of the transformers 11 to 1N to suppress each transformer 11
1N is prevented, and the occurrence of a surge in the AC power supply 4 is suppressed, and the power supply operation is stabilized.
【0018】実施の形態5.なお、上記実施例では、ト
ランス11〜1Nの鉄心材料について言及しなかった
が、トランス11〜1Nの鉄心材料をフェライト、アモ
ルファス等の高周波用磁性材で構成すれば、数KHz〜
数10KHzの高周波動作時の損失を軽減でき、トラン
ス11〜1Nを小型化できる。Embodiment 5 In the above embodiment, the core material of the transformers 11 to 1N is not described. However, if the core material of the transformers 11 to 1N is made of a high-frequency magnetic material such as ferrite or amorphous, a frequency of several KHz to
Losses during high frequency operation of several tens KHz can be reduced, and the size of the transformers 11 to 1N can be reduced.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上述べたように、この発明の電源供給
装置は、交流電圧を入力する入力端子と該入力端子の電
圧を変成した複数の電圧を出力する複数の出力電圧発生
端子と入力端子に入力する交流電圧と略同一の電圧を発
生する出力端子とを有する複数のトランスの出力端子及
び入力端子間を順次多段にカスケード接続し、複数のト
ランスの内、第1段のトランスの入力端子に交流電源か
ら交流電圧を入力するようにしたので、高電圧の絶縁耐
量をカスケード接続された各トランスが順次分担するこ
とができ、各トランスの絶縁耐量を大幅に軽減できる効
果がある。As described above, the power supply of the present invention has an input terminal for inputting an AC voltage, a plurality of output voltage generating terminals for outputting a plurality of voltages obtained by transforming the voltage of the input terminal, and an input terminal. The output terminals and input terminals of a plurality of transformers having an output terminal for generating substantially the same voltage as the AC voltage input to the input terminal are sequentially cascaded in multiple stages, and among the plurality of transformers, the input terminals of the first stage transformer Since the AC voltage is input from the AC power supply to each of the transformers, the cascade-connected transformers can successively share the high voltage insulation strength, and the insulation strength of each transformer can be greatly reduced.
【0020】また、この発明の電源供給装置は、各トラ
ンスの入力端子の一端と各トランスに対応する半導体デ
バイス群のアース側端子とを電気的に接続するようにし
たので、カスケード接続された各トランス電位分担を確
実にすることができる効果がある。Further, in the power supply device of the present invention, one end of the input terminal of each transformer is electrically connected to the ground terminal of the semiconductor device group corresponding to each transformer. There is an effect that transformer potential sharing can be ensured.
【0021】また、この発明の電源供給装置は、各トラ
ンスの入力端子の一端と各トランスに対応する半導体デ
バイス群のアース側端子とを固定抵抗を介して電気的に
接続したので、トランスの入出力間に存在する浮遊容量
への充電エネルギーを上記固定抵抗で消費することがで
き、トランス内部での発熱を抑制でき、安定した電源電
圧供給ができる効果がある。Further, in the power supply device of the present invention, one end of the input terminal of each transformer and the ground terminal of the semiconductor device group corresponding to each transformer are electrically connected via a fixed resistor. The charging energy to the stray capacitance existing between the outputs can be consumed by the fixed resistor, the heat generation inside the transformer can be suppressed, and the power supply voltage can be stably supplied.
【0022】また、この発明の電源供給装置は、各トラ
ンスの入力端子の両端と各トランスに対応する半導体デ
バイス群のアース側端子とを固定抵抗を介してそれぞれ
電気的に接続するとともに、隣接するトランスの出力端
子と入力端子との間にコモンモードチョークコイルを接
続するようにしたので、トランスの入出力間に存在する
浮遊容量への充電エネルギーを上記固定抵抗で消費で
き、トランス内部での発熱を抑制でき、かつ、半導体デ
バイスのオンオフ動作時発生するサージを抑制すること
ができる効果がある。Further, in the power supply apparatus of the present invention, both ends of the input terminal of each transformer and the earth side terminal of the semiconductor device group corresponding to each transformer are electrically connected via fixed resistors and are adjacent to each other. Since the common mode choke coil is connected between the output terminal and input terminal of the transformer, the charging energy to the stray capacitance existing between the input and output of the transformer can be consumed by the above-mentioned fixed resistor, and the heat generated inside the transformer And the surge generated at the time of the ON / OFF operation of the semiconductor device can be suppressed.
【0023】また、この発明の電源供給装置は、各トラ
ンスの入力端子と各トランスに対応する半導体デバイス
群のアース側端子との間を半導体デバイス群のオン抵抗
値より大きい抵抗値の固定抵抗を介してそれぞれ電気的
に接続するようにしたので、トランスの入出力間に存在
する浮遊容量への充電エネルギーを確実に上記固定抵抗
で消費でき、トランス内部での発熱を十分に抑制できる
効果がある。Further, the power supply device of the present invention provides a fixed resistor having a resistance value larger than the ON resistance value of the semiconductor device group between the input terminal of each transformer and the ground terminal of the semiconductor device group corresponding to each transformer. Are electrically connected to each other through the transformer, the charge energy to the stray capacitance existing between the input and output of the transformer can be reliably consumed by the fixed resistor, and the heat generated inside the transformer can be sufficiently suppressed. .
【0024】また、この発明の電源供給装置は、トラン
スの鉄心材料を高周波用磁性材で構成するものとしたの
で、小型化が図れる効果がある。In the power supply device of the present invention, since the core material of the transformer is made of a high-frequency magnetic material, there is an effect that the size can be reduced.
【図1】 この発明の実施の形態1に係る電源供給装置
の回路構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a power supply device according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】 この発明の実施の形態2に係る電源供給装置
の回路構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a power supply device according to Embodiment 2 of the present invention.
【図3】 この発明の実施の形態3に係る電源供給装置
の回路構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a power supply device according to Embodiment 3 of the present invention.
【図4】 この発明の実施の形態4に係る電源供給装置
の回路構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a power supply device according to Embodiment 4 of the present invention.
【図5】 従来の電源供給装置の回路構成を示す回路図
である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a conventional power supply device.
11〜1N トランス、211〜2Nn 駆動回路、3
11〜3Nn 半導体デバイス、4 交流電源、6 固
定抵抗、7 固定抵抗、8 コモンモードチョークコイ
ル。11-1N transformer, 211-2Nn drive circuit, 3
11 to 3Nn semiconductor devices, 4 AC power supplies, 6 fixed resistors, 7 fixed resistors, 8 common mode choke coils.
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 17/00 - 17/70 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03K 17/00-17/70
Claims (6)
子の電圧を変成した複数の電圧をそれぞれ出力する複数
の出力電圧発生端子と上記入力端子に入力する交流電圧
と略同一の電圧を発生する出力端子とをそれぞれ有し、
該出力端子と上記入力端子とを順次多段に接続した複数
のトランス、この複数のトランスの内第1段のトランス
の入力端子に交流電圧を入力する交流電源、上記複数の
トランスがそれぞれ有する複数の出力電圧発生端子に各
々接続され、同時にオンオフ信号を発生する複数の駆動
回路、それぞれが直列接続され対応する上記複数の駆動
回路のオンオフ信号によりオンオフ制御される複数の半
導体デバイスを備えたことを特徴とする電源供給装置。An input terminal for inputting an AC voltage, a plurality of output voltage generating terminals for outputting a plurality of voltages obtained by transforming the voltage of the input terminal, and a voltage substantially the same as the AC voltage input to the input terminal. And output terminals for
A plurality of transformers in which the output terminal and the input terminal are sequentially connected in multiple stages; an AC power supply for inputting an AC voltage to an input terminal of a first-stage transformer of the plurality of transformers; A plurality of drive circuits each connected to the output voltage generation terminal and simultaneously generating on / off signals, and a plurality of semiconductor devices each connected in series and controlled on / off by on / off signals of the corresponding plurality of drive circuits are provided. Power supply device.
子の電圧を変成した複数の電圧をそれぞれ出力する複数
の出力電圧発生端子と上記入力端子に入力する交流電圧
と略同一の電圧を発生する出力端子とをそれぞれ有し、
該出力端子と上記入力端子とを順次多段に接続した複数
のトランス、この複数のトランスの内第1段のトランス
の入力端子に交流電圧を入力する交流電源、上記複数の
トランスがそれぞれ有する複数の出力電圧発生端子に各
々接続され、同時にオンオフ信号を発生する複数の駆動
回路、それぞれが直列接続され対応する上記複数の駆動
回路のオンオフ信号によりオンオフ制御される複数の半
導体デバイスを備え、上記複数の各トランスの入力端子
の一端と該各トランスに対応する半導体デバイス群のア
ース側端子とを電気的に接続したことを特徴とする電源
供給装置。2. An input terminal for inputting an AC voltage, a plurality of output voltage generating terminals for respectively outputting a plurality of voltages obtained by transforming the voltage of the input terminal, and a voltage substantially the same as the AC voltage input to the input terminal. And output terminals for
A plurality of transformers in which the output terminal and the input terminal are sequentially connected in multiple stages; an AC power supply for inputting an AC voltage to an input terminal of a first-stage transformer of the plurality of transformers; A plurality of drive circuits each connected to an output voltage generation terminal and simultaneously generating an on / off signal, a plurality of semiconductor devices each being connected in series and being controlled on / off by an on / off signal of the corresponding plurality of drive circuits; A power supply device, wherein one end of an input terminal of each transformer is electrically connected to a ground terminal of a semiconductor device group corresponding to each transformer.
子の電圧を変成した複数の電圧をそれぞれ出力する複数
の出力電圧発生端子と上記入力端子に入力する交流電圧
と略同一の電圧を発生する出力端子とをそれぞれ有し、
該出力端子と上記入力端子とを順次多段に接続した複数
のトランス、この複数のトランスの内第1段のトランス
の入力端子に交流電圧を入力する交流電源、上記複数の
トランスがそれぞれ有する複数の出力電圧発生端子に各
々接続され、同時にオンオフ信号を発生する複数の駆動
回路、それぞれが直列接続され対応する上記複数の駆動
回路のオンオフ信号によりオンオフ制御される複数の半
導体デバイスを備え、上記複数の各トランスの入力端子
の一端と該各トランスに対応する半導体デバイス群のア
ース側端子とを固定抵抗を介して電気的に接続したこと
を特徴とする電源供給装置。3. An input terminal for inputting an AC voltage, a plurality of output voltage generating terminals for outputting a plurality of voltages obtained by transforming the voltage of the input terminal, and a voltage substantially the same as the AC voltage input to the input terminal. And output terminals for
A plurality of transformers in which the output terminal and the input terminal are sequentially connected in multiple stages; an AC power supply for inputting an AC voltage to an input terminal of a first-stage transformer of the plurality of transformers; A plurality of drive circuits each connected to an output voltage generation terminal and simultaneously generating an on / off signal, a plurality of semiconductor devices each being connected in series and being controlled on / off by an on / off signal of the corresponding plurality of drive circuits; A power supply device, wherein one end of an input terminal of each transformer is electrically connected to a ground terminal of a semiconductor device group corresponding to each transformer via a fixed resistor.
子の電圧を変成した複数の電圧をそれぞれ出力する複数
の出力電圧発生端子と上記入力端子に入力する交流電圧
と略同一の電圧を発生する出力端子とをそれぞれ有し、
該出力端子と上記入力端子とを順次多段に接続した複数
のトランス、この複数のトランスの内第1段のトランス
の入力端子に交流電圧を入力する交流電源、上記複数の
トランスがそれぞれ有する複数の出力電圧発生端子に各
々接続され、同時にオンオフ信号を発生する複数の駆動
回路、それぞれが直列接続され対応する上記複数の駆動
回路のオンオフ信号によりオンオフ制御される複数の半
導体デバイスを備え、上記複数の各トランスの入力端子
の一端と該各トランスに対応する半導体デバイス群のア
ース側端子とを固定抵抗を介して電気的に接続するとと
もに、隣接するトランスの出力端子と入力端子との間に
コモンモードチョークコイルを接続したことを特徴とす
る電源供給装置。4. An input terminal for inputting an AC voltage, a plurality of output voltage generating terminals for outputting a plurality of voltages obtained by transforming the voltage of the input terminal, and a voltage substantially the same as the AC voltage input to the input terminal. And output terminals for
A plurality of transformers in which the output terminal and the input terminal are sequentially connected in multiple stages; an AC power supply for inputting an AC voltage to an input terminal of a first-stage transformer of the plurality of transformers; A plurality of drive circuits each connected to an output voltage generation terminal and simultaneously generating an on / off signal, a plurality of semiconductor devices each being connected in series and being controlled on / off by an on / off signal of the corresponding plurality of drive circuits; One end of the input terminal of each transformer and the ground terminal of the semiconductor device group corresponding to each transformer are electrically connected via a fixed resistor, and the common mode is connected between the output terminal and the input terminal of the adjacent transformer. A power supply device characterized by connecting a choke coil.
オン抵抗値より大きくしたことを特徴とする請求項3ま
たは請求項4記載の電源供給装置。5. The power supply according to claim 3, wherein a resistance value of the fixed resistor is larger than an on-resistance value of the semiconductor device group.
構成したことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれ
かに記載の電源供給装置。6. The power supply according to claim 1, wherein the core material of the transformer is made of a high-frequency magnetic material.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP31802195A JP3246858B2 (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | Power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31802195A JP3246858B2 (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | Power supply |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09162710A JPH09162710A (en) | 1997-06-20 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP31802195A Expired - Fee Related JP3246858B2 (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | Power supply |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3246858B2 (en) |
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|---|---|---|---|---|
| JP6666527B1 (en) * | 2019-03-06 | 2020-03-13 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Control device |
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1995
- 1995-12-06 JP JP31802195A patent/JP3246858B2/en not_active Expired - Fee Related
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