JP6191542B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明は、メイン入力端子、メイン出力端子及びスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のオンオフ操作によって前記メイン入力端子から入力された電圧信号を所定に変換して前記メイン出力端子から出力する電力変換装置に関する。   The present invention has a main input terminal, a main output terminal, and a switching element, and converts the voltage signal input from the main input terminal into a predetermined value by the on / off operation of the switching element and outputs the power signal from the main output terminal Relates to the device.

この種の装置としては、下記特許文献1に見られるように、直流電源の出力をパルス幅変調するインバータ、第1コンデンサ対、第2コンデンサ対、及びコモンモードチョークコイルを備えるものが知られている。詳しくは、第1コンデンサ対は、インバータの出力側に設けられ、第2コンデンサ対は、インバータの入力側に設けられている。コモンモードチョークコイルは、インバータの出力側と第1コンデンサ対との間に設けられている。第1コンデンサ対の中性点と第2コンデンサ対の中性点とは、バイパス経路によって接続されている。   As this type of apparatus, as shown in Patent Document 1 below, an apparatus including an inverter that modulates the output of a DC power source with a pulse width, a first capacitor pair, a second capacitor pair, and a common mode choke coil is known. Yes. Specifically, the first capacitor pair is provided on the output side of the inverter, and the second capacitor pair is provided on the input side of the inverter. The common mode choke coil is provided between the output side of the inverter and the first capacitor pair. The neutral point of the first capacitor pair and the neutral point of the second capacitor pair are connected by a bypass path.

こうした構成によれば、インバータの出力側から出力されたコモンモード電流(コモンモードノイズ)を、第1コンデンサ対とバイパス経路とを介して、第2コンデンサ対側へと流すことができる。これにより、電力変換装置から外部へと流出するコモンモード電流の抑制を図っている。   According to such a configuration, the common mode current (common mode noise) output from the output side of the inverter can flow to the second capacitor pair side via the first capacitor pair and the bypass path. Thereby, suppression of the common mode electric current which flows out out of a power converter device is aimed at.

特開2010−119188号公報JP 2010-119188 A

ここで、上記特許文献1に記載された技術では、コモンモード電流がバイパス経路を介して第2コンデンサ対側へと流れる。第2コンデンサ対側へと流れたコモンモード電流は、その後、電力変換装置の入力側へと流れる。このため、電力変換装置の入力側に外部機器が接続されている場合、入力側へと流れたコモンモード電流によって外部機器に悪影響を及ぼす懸念がある。   Here, in the technique described in Patent Document 1, the common mode current flows to the second capacitor pair side via the bypass path. The common mode current that has flowed to the second capacitor pair side then flows to the input side of the power converter. For this reason, when an external device is connected to the input side of the power conversion device, there is a concern that the external device may be adversely affected by the common mode current flowing to the input side.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、外部へと流出するコモンモード電流を好適に抑制できる電力変換装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power converter that can suitably suppress a common mode current flowing out to the outside.

上記目的を達成すべく、本発明は、メイン入力端子(Tpin,Tnin;Ta,Tb,Tc;Tin)及びメイン出力端子(Tpout,Tnout;TU〜TW)と、スイッチング素子(24p,24n;52a〜52c;96;SUp〜SWn)を有し、前記スイッチング素子のオンオフ操作によって前記メイン入力端子から入力された電圧信号を所定に変換して前記メイン出力端子から出力する変換回路(16,18;16a,18a;60,62,66,68;90;IV)と、を備える電力変換装置であって、当該電力変換装置を構成する少なくとも1つの電気経路に接続され、前記電気経路に流れるコモンモード電流を分流するバイパス経路(36;36a;36b;106;116)と、当該電力変換装置を構成する電気経路のうち、前記バイパス経路の前記コモンモード電流の流出側に接続された電気経路であって、前記コモンモード電流に対するインピーダンスが相対的に高く設定された高インピーダンス経路(14;14a;14b;14c;14d)と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a main input terminal (Tpin, Tnin; Ta, Tb, Tc; Tin), a main output terminal (Tpout, Tnout; TU to TW), and a switching element (24p, 24n; 52a). To 52c; 96; SUp to SWn), and a conversion circuit (16, 18;) that converts a voltage signal input from the main input terminal to a predetermined value by an on / off operation of the switching element and outputs the voltage signal from the main output terminal. 16a, 18a; 60, 62, 66, 68; 90; IV), which is connected to at least one electric path constituting the power conversion apparatus and flows in the electric path. A bypass path (36; 36a; 36b; 106; 116) for shunting current, and an electrical path constituting the power converter Among the bypass paths, the high-impedance path (14; 14a; 14b; 14c; which is set to have a relatively high impedance to the common-mode current). 14d).

スイッチング素子のオンオフ操作に起因して、変換回路内においてコモンモード電流が発生する。発生したコモンモード電流は、電力変換装置を構成する電気経路に流れる。ここで、上記発明では、電力変換装置を構成する少なくとも1つの電気経路に流れるコモンモード電流を分流するバイパス経路を備えている。こうした構成を前提として、上記発明は、高インピーダンス経路をさらに備えている。高インピーダンス経路によれば、バイパス経路を介して導かれたコモンモード電流が、電力変換装置の外部へと流出することを好適に抑制することができる。   A common mode current is generated in the conversion circuit due to the on / off operation of the switching element. The generated common mode current flows through an electrical path that constitutes the power converter. Here, in the said invention, the bypass path which shunts the common mode electric current which flows into the at least 1 electric path which comprises a power converter device is provided. On the premise of such a configuration, the present invention further includes a high impedance path. According to the high impedance path, the common mode current guided through the bypass path can be suitably suppressed from flowing out of the power converter.

ここで、上記発明は、前記変換回路の出力側と前記メイン出力端子とを接続する第1電気経路に設けられ、中性点を形成するように直列接続された第1コンデンサ対(34;72;102;112U〜112W)と、前記変換回路の出力側よりも前記メイン入力端子側の第2電気経路に設けられ、中性点を形成するように直列接続された第2コンデンサ対(38;38a〜38c;74;104;114)と、をさらに備え、前記バイパス経路は、前記第1コンデンサ対の中性点と前記第2コンデンサ対の中性点とを接続し、前記高インピーダンス経路は、前記第2電気経路のうち前記第2コンデンサ対よりも前記メイン入力端子側、又は前記第1電気経路のうち前記第1コンデンサ対よりも前記メイン出力端子側に設けられ、前記コモンモード電流に対して、前記第1電気経路及び前記第2電気経路よりもインピーダンスの高いインピーダンス部材を含むものとして具体化することができる。   Here, in the above invention, the first capacitor pair (34; 72) provided in the first electric path connecting the output side of the conversion circuit and the main output terminal and connected in series so as to form a neutral point. 102; 112U to 112W), and a second capacitor pair (38; provided in the second electric path on the main input terminal side rather than the output side of the conversion circuit) and connected in series so as to form a neutral point. 38a-38c; 74; 104; 114), wherein the bypass path connects a neutral point of the first capacitor pair and a neutral point of the second capacitor pair, and the high impedance path is The second electric path is provided on the main input terminal side of the second capacitor pair or on the main output terminal side of the first electric path than the first capacitor pair. Against de current can be embodied as including a first electrical path and a high impedance member impedance than the second electrical path.

スイッチング素子のオンオフ操作に起因して、変換回路の出力側からコモンモード電流が出力される。ここで、上記発明では、出力されたコモンモード電流を、第1コンデンサ対とバイパス経路とを介して第2コンデンサ対側へと流す。こうした構成を前提として、上記発明は、インピーダンス部材をさらに備えている。第2電気経路のうち第2コンデンサ対よりもメイン入力端子側にインピーダンス部材を設けることにより、メイン入力端子から外部へと流出するコモンモード電流を抑制することができる。一方、第1電気経路のうち第1コンデンサ対よりもメイン出力端子側にインピーダンス部材を設けることにより、メイン出力端子から外部へと流出するコモンモード電流を抑制することができる。このように、上記発明によれば、外部へと流出するコモンモード電流を好適に抑制することができる。   Due to the on / off operation of the switching element, a common mode current is output from the output side of the conversion circuit. Here, in the above invention, the output common mode current is caused to flow to the second capacitor pair side through the first capacitor pair and the bypass path. Based on such a configuration, the above invention further includes an impedance member. By providing the impedance member closer to the main input terminal than the second capacitor pair in the second electric path, it is possible to suppress a common mode current flowing out from the main input terminal. On the other hand, the common mode current flowing out from the main output terminal to the outside can be suppressed by providing the impedance member closer to the main output terminal than the first capacitor pair in the first electric path. Thus, according to the said invention, the common mode electric current which flows out outside can be suppressed suitably.

第1実施形態にかかるスイッチング電源の構成図。The block diagram of the switching power supply concerning 1st Embodiment. スイッチング電源の動作態様を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement aspect of a switching power supply. 比較技術にかかるスイッチング電源の構成図。The block diagram of the switching power supply concerning a comparison technique. 比較技術にかかるコモンモード電流流通経路の等価回路。An equivalent circuit of a common mode current flow path according to comparative technology. 第1実施形態にかかるコモンモード電流流通経路の等価回路。The equivalent circuit of the common mode electric current flow path concerning 1st Embodiment. 同実施形態にかかるコモンモード電流の低減効果を示す図。The figure which shows the reduction effect of the common mode electric current concerning the embodiment. 第2実施形態にかかるスイッチング電源の構成図。The block diagram of the switching power supply concerning 2nd Embodiment. 第3実施形態にかかるスイッチング電源の構成図。The block diagram of the switching power supply concerning 3rd Embodiment. 第4実施形態にかかるスイッチング電源の構成図。The block diagram of the switching power supply concerning 4th Embodiment. 第5実施形態にかかる論理回路の構成図。The block diagram of the logic circuit concerning 5th Embodiment. 比較技術にかかる論理回路の構成図。The block diagram of the logic circuit concerning a comparison technique. 第5実施形態にかかる論理回路の動作態様を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement aspect of the logic circuit concerning 5th Embodiment. 同実施形態にかかる論理回路の動作態様を説明するための図。The figure for demonstrating the operation | movement aspect of the logic circuit concerning the embodiment. 第6実施形態にかかるスイッチング電源の構成図。The block diagram of the switching power supply concerning 6th Embodiment. 第7実施形態にかかるインバータの構成図。The block diagram of the inverter concerning 7th Embodiment. 第8実施形態にかかるスイッチング電源の構成図。The block diagram of the switching power supply concerning 8th Embodiment.

(第1実施形態)
以下、本発明にかかる電力変換装置をACDCコンバータとして具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a power conversion device according to the present invention is embodied as an ACDC converter will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、ACDCコンバータとしてのスイッチング電源10は、コモンモードチョークコイル14、チョッパ方式の昇圧回路16、全波整流回路18、及び制御装置20を備えている。スイッチング電源10の一対のメイン入力端子であるp側入力端子Tpin,n側入力端子Tninには、交流電圧を出力する外部電源12(商用電源)が接続されている。   As shown in FIG. 1, the switching power supply 10 serving as an ACDC converter includes a common mode choke coil 14, a chopper type booster circuit 16, a full-wave rectifier circuit 18, and a control device 20. An external power supply 12 (commercial power supply) that outputs an AC voltage is connected to the p-side input terminal Tpin and the n-side input terminal Tnin which are a pair of main input terminals of the switching power supply 10.

p側入力端子Tpin,n側入力端子Tninには、コモンモードチョークコイル14を介して昇圧回路16の入力側が接続されている。昇圧回路16は、各入力端子Tpin,Tninを介して入力された交流電圧を昇圧及び力率改善する機能を有している。昇圧回路16は、p,n側リアクトル22p,22nと、p,n側スイッチング素子24p,24nとを備えている。本実施形態では、各スイッチング素子24p,24nとして、NチャネルMOSFETを用いている。なお、図中、各スイッチング素子24p,24nに逆並列接続されたダイオードは、例えば、NチャネルMOSFETのボディダイオードであってもよいし、外付け素子のダイオードであってもよい。ちなみに、本実施形態において、p,n側リアクトル22p,22nが「第1,第2リアクトル」に相当する。また、本実施形態において、コモンモードチョークコイル14が「インピーダンス部材」に相当する。   The input side of the booster circuit 16 is connected to the p-side input terminal Tpin and the n-side input terminal Tnin via the common mode choke coil 14. The booster circuit 16 has a function of boosting an AC voltage input via the input terminals Tpin and Tnin and improving the power factor. The booster circuit 16 includes p and n side reactors 22p and 22n, and p and n side switching elements 24p and 24n. In the present embodiment, N-channel MOSFETs are used as the switching elements 24p and 24n. In the figure, the diodes connected in reverse parallel to the switching elements 24p and 24n may be, for example, body diodes of N-channel MOSFETs or diodes of external elements. Incidentally, in the present embodiment, the p and n side reactors 22p and 22n correspond to “first and second reactors”. In the present embodiment, the common mode choke coil 14 corresponds to an “impedance member”.

p側リアクトル22pの第1端には、コモンモードチョークコイル14を介してp側入力端子Tpinが接続されている。n側リアクトル22nの第1端には、コモンモードチョークコイル14を介してn側入力端子Tninが接続されている。各リアクトル22p,22nのそれぞれの第2端同士は、p側スイッチング素子24p及びn側スイッチング素子24nの直列接続体を介して接続されている。詳しくは、p側スイッチング素子24pのドレインには、p側リアクトル22pの第2端が接続され、n側スイッチング素子24nのドレインには、n側リアクトル22nの第2端が接続されている。各スイッチング素子24p,24nのソース同士は短絡されている。こうした接続手法によれば、各スイッチング素子24p,24nの双方がオフ操作される場合、各スイッチング素子24p,24nの直列接続体の両端のうち一方から他方への電流の流通が阻止される。   A p-side input terminal Tpin is connected to the first end of the p-side reactor 22p through the common mode choke coil 14. An n-side input terminal Tnin is connected to the first end of the n-side reactor 22n via the common mode choke coil 14. The second ends of the reactors 22p and 22n are connected to each other via a series connection body of a p-side switching element 24p and an n-side switching element 24n. Specifically, the second end of the p-side reactor 22p is connected to the drain of the p-side switching element 24p, and the second end of the n-side reactor 22n is connected to the drain of the n-side switching element 24n. The sources of the switching elements 24p and 24n are short-circuited. According to such a connection method, when both of the switching elements 24p and 24n are turned off, the flow of current from one to the other of the ends of the series connection body of the switching elements 24p and 24n is prevented.

昇圧回路16の出力側(各スイッチング素子24p,24nのドレイン側)には、全波整流回路18の入力側が接続されている。全波整流回路18は、フルブリッジ型であり、第1ダイオードD1及び第3ダイオードD3の直列接続体と、第2ダイオードD2及び第4ダイオードD4の直列接続体との並列接続体を備えている。詳しくは、第1ダイオードD1のアノード及び第3ダイオードD3のカソードの接続点には、p側スイッチング素子24pのドレインが接続されている。第2ダイオードD2のアノード及び第4ダイオードD4のカソードの接続点には、n側スイッチング素子24nのドレインが接続されている。なお、本実施形態において、昇圧回路16及び全波整流回路18が「変換回路」に相当する。   The input side of the full-wave rectifier circuit 18 is connected to the output side of the booster circuit 16 (the drain side of each switching element 24p, 24n). The full-wave rectifier circuit 18 is a full bridge type, and includes a parallel connection body of a series connection body of a first diode D1 and a third diode D3 and a series connection body of a second diode D2 and a fourth diode D4. . Specifically, the drain of the p-side switching element 24p is connected to the connection point between the anode of the first diode D1 and the cathode of the third diode D3. The drain of the n-side switching element 24n is connected to the connection point between the anode of the second diode D2 and the cathode of the fourth diode D4. In the present embodiment, the booster circuit 16 and the full-wave rectifier circuit 18 correspond to a “conversion circuit”.

全波整流回路18の出力側(第1,第2ダイオードD1,D2のカソード側と、第3,第4ダイオードD3,D4のアノード側)には、平滑コンデンサ26を介して、一対のメイン出力端子であるp側出力端子Tpout,n側出力端子Tnoutが接続されている。p,n側出力端子Tpout,Tnoutには、負荷28が接続されている。なお、本実施形態において、全波整流回路18の出力側とp,n側出力端子Tpout,Tnoutとを接続する電気経路が「第1電気経路」に相当する。また、p,n側入力端子Tpin,Tninとp,n側リアクトル22p,22nの第1端とを接続する電気経路が「第2電気経路」に相当する。   A pair of main outputs are connected to the output side of the full-wave rectifier circuit 18 (the cathode side of the first and second diodes D1 and D2 and the anode side of the third and fourth diodes D3 and D4) via a smoothing capacitor 26. A p-side output terminal Tpout and an n-side output terminal Tnout which are terminals are connected. A load 28 is connected to the p and n side output terminals Tpout and Tnout. In the present embodiment, the electrical path connecting the output side of the full-wave rectifier circuit 18 and the p and n side output terminals Tpout and Tnout corresponds to the “first electrical path”. An electrical path connecting the p and n side input terminals Tpin and Tnin and the first ends of the p and n side reactors 22p and 22n corresponds to a “second electrical path”.

上記制御装置20は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、各スイッチング素子24p,24nのゲート電圧の制御によって各スイッチング素子24p,24nをオンオフ操作する。各スイッチング素子24p,24nのオンオフ操作により、負荷28に対して電力を供給する。以下、図2を用いて、各スイッチング素子24p,24nの操作手法について詳述する。   The control device 20 is composed mainly of a microcomputer, and turns on / off each switching element 24p, 24n by controlling the gate voltage of each switching element 24p, 24n. Power is supplied to the load 28 by turning on / off the switching elements 24p and 24n. Hereinafter, the operation method of each of the switching elements 24p and 24n will be described in detail with reference to FIG.

図2(a),(b)は、外部電源12の出力電圧の極性が正となる期間におけるスイッチング電源10内の電流流通経路を示す。図2(c),(d)は、外部電源12の出力電圧の極性が負となる期間における電流流通経路を示す。なお、図2では、コモンモードチョークコイル14等の図示を省略している。   2A and 2B show a current flow path in the switching power supply 10 during a period in which the polarity of the output voltage of the external power supply 12 is positive. FIGS. 2C and 2D show current flow paths during a period in which the polarity of the output voltage of the external power supply 12 is negative. In FIG. 2, the common mode choke coil 14 and the like are not shown.

まず、外部電源12の出力電圧の極性が正となる期間においては、図2(a),図2(b)に示すように、n側スイッチング素子24nがオフ操作される状況下、p側スイッチング素子24pがオンオフ操作される。このため、p側スイッチング素子24pがオン操作されると、図2(a)に示すように、外部電源12、p側リアクトル22p、p側スイッチング素子24p、n側スイッチング素子24nのダイオード、及びn側リアクトル22nを含む閉回路に電流が流れる。これにより、各入力端子Tpin,Tninから入力された電気エネルギがp側リアクトル22p及びn側リアクトル22nに磁気エネルギとして蓄えられる。なお、図2(a)に示す期間においては、平滑コンデンサ26から負荷28に電流が供給される。   First, during the period in which the polarity of the output voltage of the external power supply 12 is positive, as shown in FIGS. 2A and 2B, the p-side switching is performed under the situation where the n-side switching element 24n is turned off. The element 24p is turned on / off. For this reason, when the p-side switching element 24p is turned on, as shown in FIG. 2A, the external power source 12, the p-side reactor 22p, the p-side switching element 24p, the diode of the n-side switching element 24n, and n A current flows through a closed circuit including the side reactor 22n. Thereby, the electric energy input from each input terminal Tpin and Tnin is stored as magnetic energy in the p side reactor 22p and the n side reactor 22n. In the period shown in FIG. 2A, current is supplied from the smoothing capacitor 26 to the load 28.

その後、図2(b)に示すように、p側スイッチング素子24pがオフ操作に切り替えられると、外部電源12、p側リアクトル22p、第1ダイオードD1、負荷28、第4ダイオードD4、及びn側リアクトル22nを含む閉回路に電流が流れる。これにより、外部電源12の出力電圧が昇圧されて負荷28に印加され、負荷28に電力が供給される。なお、図2(a),(b)に示す期間におけるスイッチング電源10による負荷28への印加電圧は、規定時間(p側スイッチング素子24pのオンオフ操作1周期)に対するp側スイッチング素子24pのオン操作時間の比率である通流率を調節することで調節できる。   After that, as shown in FIG. 2B, when the p-side switching element 24p is switched to the off operation, the external power source 12, the p-side reactor 22p, the first diode D1, the load 28, the fourth diode D4, and the n-side A current flows through a closed circuit including the reactor 22n. As a result, the output voltage of the external power supply 12 is boosted and applied to the load 28, and power is supplied to the load 28. 2A and 2B, the voltage applied to the load 28 by the switching power supply 10 is the ON operation of the p-side switching element 24p with respect to a specified time (one cycle of the ON-OFF operation of the p-side switching element 24p). It can be adjusted by adjusting the flow rate, which is the ratio of time.

続いて、外部電源12の出力電圧の極性が負となる期間においては、図2(c),図2(d)に示すように、p側スイッチング素子24pがオフ操作される状況下、n側スイッチング素子24nがオンオフ操作される。n側スイッチング素子24nがオン操作されると、図2(c)に示すように、外部電源12、n側リアクトル22n、n側スイッチング素子24n、p側スイッチング素子24pのダイオード、及びp側リアクトル22pを含む閉回路に電流が流れる。これにより、先の図2(a)と同様に、各リアクトル22p,22nに磁気エネルギが蓄えられる。なお、図2(c)に示す期間においては、平滑コンデンサ26から負荷28に電流が供給される。   Subsequently, during a period in which the polarity of the output voltage of the external power supply 12 is negative, as shown in FIGS. 2 (c) and 2 (d), the p-side switching element 24p is turned off. The switching element 24n is turned on / off. When the n-side switching element 24n is turned on, as shown in FIG. 2C, the external power supply 12, the n-side reactor 22n, the n-side switching element 24n, the diode of the p-side switching element 24p, and the p-side reactor 22p A current flows in a closed circuit including. Thereby, magnetic energy is stored in each reactor 22p, 22n like FIG. In the period shown in FIG. 2C, a current is supplied from the smoothing capacitor 26 to the load 28.

その後、図2(d)に示すように、n側スイッチング素子24nがオフ操作に切り替えられると、外部電源12、n側リアクトル22n、第2ダイオードD2、負荷28、第3ダイオードD3、及びp側リアクトル22pを含む閉回路に電流が流れる。これにより、先の図2(b)と同様に、外部電源12の出力電圧が昇圧されて負荷28に印加され、負荷28に電力が供給される。なお、図2(c),(d)に示す期間におけるスイッチング電源10による負荷28の印加電圧は、規定時間(n側スイッチング素子24nのオンオフ操作1周期)に対するn側スイッチング素子24nのオン操作時間の比率である通流率を調節することで調節できる。   Thereafter, as shown in FIG. 2 (d), when the n-side switching element 24n is switched to the off operation, the external power supply 12, the n-side reactor 22n, the second diode D2, the load 28, the third diode D3, and the p-side A current flows through a closed circuit including the reactor 22p. As a result, the output voltage of the external power source 12 is boosted and applied to the load 28 as in FIG. 2B, and power is supplied to the load 28. Note that the voltage applied to the load 28 by the switching power supply 10 during the period shown in FIGS. 2C and 2D is the ON operation time of the n-side switching element 24n with respect to the specified time (one cycle of ON / OFF operation of the n-side switching element 24n). The ratio can be adjusted by adjusting the flow rate.

ところで、スイッチング電源10内には寄生コンデンサが形成されている。本実施形態では、先の図1に示すように、外部電源12と接地部位GND(例えば、スイッチング電源10の筐体)との間に電源側寄生コンデンサ30が形成され、負荷28の正極側と接地部位GNDとの間にp側寄生コンデンサ80pが形成され、負荷28の負極側と接地部位GNDとの間にn側寄生コンデンサ80nが形成されている。なお、接地部位GNDは、例えば、スイッチング電源10のグランドラインとして機能する。   Incidentally, a parasitic capacitor is formed in the switching power supply 10. In the present embodiment, as shown in FIG. 1 above, a power supply side parasitic capacitor 30 is formed between the external power supply 12 and the grounded portion GND (for example, the casing of the switching power supply 10), and the positive side of the load 28 and A p-side parasitic capacitor 80p is formed between the ground portion GND and an n-side parasitic capacitor 80n is formed between the negative electrode side of the load 28 and the ground portion GND. Note that the ground portion GND functions as a ground line of the switching power supply 10, for example.

ここで、先の図2(b)に示す状態からp側スイッチング素子24pがオン操作に切り替えられると、第1,第4ダイオードD1,D4に逆電圧が印加される。この場合、第1,第4ダイオードD1,D4にリカバリ電流が流れる。ここで、第1,第4ダイオードD1,D4のリカバリ特性は、例えばダイオードの個体差によってばらつくことがある。リカバリ特性がばらつくと、第1,第4ダイオードD1,D4のうち、いずれか一方のリカバリの完了(リカバリ電流が0となること)が他方に対して遅れることがある。例えば、第4ダイオードD4のリカバリの完了が第1ダイオードD1のリカバリの完了に対して遅れるとする。この場合、第4ダイオードD4から出力されるリカバリ電流が0となるまで、第4ダイオードD4は、等価的に電流源(以下、コモンモード電流源)とみなすことができる。このコモンモード電流源は、カソードからアノードへと向かう方向にコモンモード電流を出力する。この電流は、平滑コンデンサ26及びp側寄生コンデンサ80pを介して接地部位GNDに流れたり、n側寄生コンデンサ80nを介して接地部位GNDに流れたりする。接地部位GNDに流れたコモンモード電流は、電源側寄生コンデンサ30を介して外部電源12に流れ込む。この場合、外部電源12に接続された他の電子機器に障害を与えるおそれがある。   Here, when the p-side switching element 24p is switched to the ON operation from the state shown in FIG. 2B, a reverse voltage is applied to the first and fourth diodes D1 and D4. In this case, a recovery current flows through the first and fourth diodes D1 and D4. Here, the recovery characteristics of the first and fourth diodes D1 and D4 may vary depending on, for example, individual differences between the diodes. If the recovery characteristic varies, the completion of recovery of one of the first and fourth diodes D1 and D4 (recovery current becomes 0) may be delayed with respect to the other. For example, it is assumed that the completion of the recovery of the fourth diode D4 is delayed with respect to the completion of the recovery of the first diode D1. In this case, until the recovery current output from the fourth diode D4 becomes zero, the fourth diode D4 can be equivalently regarded as a current source (hereinafter, a common mode current source). The common mode current source outputs a common mode current in a direction from the cathode to the anode. This current flows to the ground part GND via the smoothing capacitor 26 and the p-side parasitic capacitor 80p, or flows to the ground part GND via the n-side parasitic capacitor 80n. The common mode current that flows to the ground portion GND flows into the external power supply 12 via the power supply side parasitic capacitor 30. In this case, other electronic devices connected to the external power supply 12 may be damaged.

なお、先の図2(d)に示す状態からn側スイッチング素子24nがオン操作に切り替えられる場合にも、第2,第3ダイオードD2,D3に逆電圧が印加されてリカバリ電流が流れる。そして、第2,第3ダイオードD2,D3のうち、リカバリの完了が遅れる方のダイオードをコモンモード電流源とみなすことができる。   Even when the n-side switching element 24n is switched to the on operation from the state shown in FIG. 2D, a reverse current is applied to the second and third diodes D2 and D3, and a recovery current flows. Of the second and third diodes D2 and D3, the diode whose recovery completion is delayed can be regarded as a common mode current source.

こうした問題に対処すべく、本実施形態では、先の図1に示すように、スイッチング電源10は、さらに、第1コンデンサ対34、第2コンデンサ対38、及びバイパス経路36を備えている。第1コンデンサ対34は、全波整流回路18の出力側と平滑コンデンサ26とを接続する電気経路に設けられている。第1コンデンサ対34を構成する各コンデンサの静電容量は、互いに同一の値に設定されている。第2コンデンサ対38は、コモンモードチョークコイル14と昇圧回路16の入力側とを接続する電気経路に設けられている。第2コンデンサ対38を構成する各コンデンサの静電容量は、互いに同一の値に設定されている。第1コンデンサ対34の中性点と、第2コンデンサ対38の中性点とは、接地部位GNDを介さず、バイパス経路36によって短絡されている。これにより、接地部位GNDに流れるコモンモード電流を抑制することができる。   In order to deal with such a problem, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the switching power supply 10 further includes a first capacitor pair 34, a second capacitor pair 38, and a bypass path 36. The first capacitor pair 34 is provided in an electrical path that connects the output side of the full-wave rectifier circuit 18 and the smoothing capacitor 26. The capacitances of the capacitors constituting the first capacitor pair 34 are set to the same value. The second capacitor pair 38 is provided in an electrical path connecting the common mode choke coil 14 and the input side of the booster circuit 16. The capacitances of the capacitors constituting the second capacitor pair 38 are set to the same value. The neutral point of the first capacitor pair 34 and the neutral point of the second capacitor pair 38 are short-circuited by the bypass path 36 without passing through the ground portion GND. Thereby, the common mode electric current which flows into the earthing | grounding site | part GND can be suppressed.

さらに、本実施形態では、コモンモードチョークコイル14の設置位置が、p,n側入力端子Tpin,Tninと第2コンデンサ対38とを接続する電気経路とされている。これにより、外部へと流出するコモンモード電流の抑制効果をさらに向上させている。以下、比較技術と比較しながら、本実施形態の効果について説明する。   Further, in the present embodiment, the installation position of the common mode choke coil 14 is an electrical path that connects the p and n side input terminals Tpin and Tnin and the second capacitor pair 38. Thereby, the suppression effect of the common mode current flowing out to the outside is further improved. Hereinafter, the effects of the present embodiment will be described in comparison with the comparative technique.

まず、図3を用いて、比較技術について説明する。なお、図3において、先の図1に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。図示されるように、比較技術では、コモンモードチョークコイル14が、第2コンデンサ対38と昇圧回路16の入力側とを接続する電気経路に設けられている。   First, the comparison technique will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals for convenience. As shown in the figure, in the comparative technique, the common mode choke coil 14 is provided in an electrical path connecting the second capacitor pair 38 and the input side of the booster circuit 16.

図4に、比較技術にかかるコモンモード電流の流通経路の等価回路を示す。ここで、図4では、第4ダイオードD4がコモンモード電流源40となる例を示した。バイパス経路36を設けると、全波整流回路18から出力されたコモンモード電流が、p,n側寄生コンデンサ80p,80n及び電源側寄生コンデンサ30を含む経路と、バイパス経路36とのそれぞれに分流される。ここで、外部電源12、すなわち電源側寄生コンデンサ30に流れるコモンモード電流Iは、下式(eq1)で表される。   FIG. 4 shows an equivalent circuit of a common mode current distribution path according to the comparative technique. Here, FIG. 4 shows an example in which the fourth diode D4 is the common mode current source 40. When the bypass path 36 is provided, the common mode current output from the full-wave rectifier circuit 18 is divided into the path including the p and n side parasitic capacitors 80 p and 80 n and the power source side parasitic capacitor 30 and the bypass path 36. The Here, the common mode current I flowing through the external power supply 12, that is, the power supply side parasitic capacitor 30, is expressed by the following equation (eq1).

Figure 0006191542
上式(eq1)において、「ZP」は各寄生コンデンサ80p,80n,30の合成インピーダンスを示し、「ZB」は各コンデンサ対34,38を含むバイパス経路36の合成インピーダンスを示す。
Figure 0006191542
In the above equation (eq1), “ZP” indicates the combined impedance of the parasitic capacitors 80p, 80n, and 30, and “ZB” indicates the combined impedance of the bypass path 36 including the capacitor pairs 34 and 38.

続いて、図5に、本実施形態にかかる上記等価回路を示す。ここで、図5でも、第4ダイオードD4がコモンモード電流源40となる例を示した。本実施形態において、外部電源12に流れるコモンモード電流Iは、下式(eq2)で表される。   Next, FIG. 5 shows the equivalent circuit according to the present embodiment. Here, an example in which the fourth diode D4 is the common mode current source 40 is also shown in FIG. In the present embodiment, the common mode current I flowing through the external power supply 12 is expressed by the following equation (eq2).

Figure 0006191542
上式(eq2)において、「ZL」はコモンモードチョークコイル14のインピーダンス示す。ここで、図4及び図5において、各コンデンサ対34,38を含むバイパス経路36の合成インピーダンスZBは、各寄生コンデンサ80p,80n,30の合成インピーダンスZPよりも低く設定されている。この設定により、コモンモード電流をバイパス経路36側に多く流すようにしている。しかしながら、こうした設定を採用する比較技術であっても、上式(eq1),(eq2)から、外部電源12に流れるコモンモード電流の抑制効果が本実施形態よりも低いことがわかる。これは、比較技術では、コモンモード電流に対して高インピーダンスであるコモンモードチョークコイル14を、第2コンデンサ対38よりも出力端子Tpout,Tnout側に設けているためである。つまり、比較技術では、全波整流回路18の出力側から流入するコモンモード電流が、低インピーダンスのバイパス経路36を介して外部電源12へと導かれることとなる。このように、比較技術では、バイパス経路36の設置がかえって外部電源12に流れるコモンモード電流を増大させることとなる。
Figure 0006191542
In the above equation (eq2), “ZL” indicates the impedance of the common mode choke coil 14. 4 and 5, the combined impedance ZB of the bypass path 36 including the capacitor pairs 34 and 38 is set lower than the combined impedance ZP of the parasitic capacitors 80p, 80n, and 30. With this setting, a large amount of common mode current flows to the bypass path 36 side. However, even with a comparative technique that employs such a setting, it can be seen from the above equations (eq1) and (eq2) that the effect of suppressing the common mode current flowing through the external power supply 12 is lower than that of the present embodiment. This is because in the comparative technique, the common mode choke coil 14 having a high impedance with respect to the common mode current is provided on the output terminals Tpout and Tnout side of the second capacitor pair 38. That is, in the comparative technique, the common mode current flowing from the output side of the full-wave rectifier circuit 18 is guided to the external power source 12 through the low impedance bypass path 36. As described above, in the comparative technique, the common mode current flowing through the external power supply 12 is increased instead of the installation of the bypass path 36.

これに対し、本実施形態では、第2コンデンサ対38側から外部電源12側へと流れるコモンモード電流の流通経路のインピーダンスを増大させるために、コモンモードチョークコイル14を先の図1に示した位置に設けた。これにより、外部電源12に流れるコモンモード電流の抑制効果を向上させることができる。特に、一般的に「ZL>>ZB」の関係が成立することから、本実施形態では、外部電源12に流れるコモンモード電流の抑制効果が大きい。   In contrast, in this embodiment, the common mode choke coil 14 is shown in FIG. 1 in order to increase the impedance of the flow path of the common mode current flowing from the second capacitor pair 38 side to the external power supply 12 side. Provided in position. Thereby, the suppression effect of the common mode current flowing in the external power supply 12 can be improved. In particular, since the relationship of “ZL >> ZB” is generally established, in this embodiment, the effect of suppressing the common mode current flowing through the external power supply 12 is large.

続いて、図6に示す実験データを用いて、外部電源12に流れるコモンモード電流の抑制効果について説明する。ここで、図6(a)は本実施形態に対応し、図6(b)は比較技術に対応する。また、図6(c)は、比較技術からバイパス経路36と各コンデンサ対34,38とを除去した構成に対応する。図6(b)に示す比較技術であっても、図6(c)に示す構成と比較して、一部の周波数帯においてコモンモード電流の抑制効果を得ることはできる。これに対し、図6(a)に示す本実施形態によれば、図6(c)に示す構成と比較して、全周波数帯においてコモンモード電流の抑制効果を得ることができる。   Next, the effect of suppressing the common mode current flowing through the external power supply 12 will be described using the experimental data shown in FIG. Here, FIG. 6A corresponds to the present embodiment, and FIG. 6B corresponds to the comparative technique. FIG. 6C corresponds to a configuration in which the bypass path 36 and the capacitor pairs 34 and 38 are removed from the comparative technique. Even in the comparative technique shown in FIG. 6B, the effect of suppressing the common mode current can be obtained in a part of the frequency band as compared with the configuration shown in FIG. On the other hand, according to the present embodiment shown in FIG. 6A, the effect of suppressing the common mode current can be obtained in the entire frequency band as compared with the configuration shown in FIG.

このように、本実施形態によれば、全波整流回路18から出力されたコモンモード電流が外部電源12を介して外部に流出することを好適に抑制できる。また、本実施形態によれば、スイッチング電源10の外部から例えば出力端子Tpout,Tnoutに流入したコモンモード電流が、外部電源12を介して再度外部に流出することも抑制できる。   Thus, according to the present embodiment, it is possible to suitably suppress the common mode current output from the full-wave rectifier circuit 18 from flowing out via the external power supply 12. In addition, according to the present embodiment, it is possible to suppress the common mode current flowing into the output terminals Tpout and Tnout from the outside of the switching power supply 10 from flowing out again through the external power supply 12.

(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図7を参照しつつ説明する。本実施形態では、バイパス経路36に、抵抗体42及びリアクトル46を設けている。なお、図7において、先の図1に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIG. 7 with a focus on differences from the first embodiment. In the present embodiment, the resistor 42 and the reactor 46 are provided in the bypass path 36. In FIG. 7, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals for the sake of convenience.

まず、抵抗体42の設置効果について説明する。バイパス経路36における寄生インダクタンス44と、スイッチング電源10内に形成された寄生コンデンサ(例えば、p側寄生コンデンサ80p)の寄生容量とにより、コモンモード電流の流通経路において共振が生じることがある。ここで、抵抗体42によれば、上記経路の共振周波数近傍における電流を大きく低減させることができる。   First, the installation effect of the resistor 42 will be described. The parasitic inductance 44 in the bypass path 36 and the parasitic capacitance of the parasitic capacitor (for example, the p-side parasitic capacitor 80p) formed in the switching power supply 10 may cause resonance in the common mode current distribution path. Here, according to the resistor 42, the current in the vicinity of the resonance frequency of the path can be greatly reduced.

続いて、リアクトル46の設置効果について説明する。バイパス経路36の設置によって、高周波領域のインピーダンスが低くなる。このため、意図しない高周波コモンモード電流がバイパス経路36に流れて悪影響を及ぼすことがある。ここで、リアクトル46によれば、高周波領域にインピーダンスを持たせることができ、所望の周波数のみを有するコモンモード電流をバイパスさせることが可能となる。   Then, the installation effect of the reactor 46 is demonstrated. The installation of the bypass path 36 reduces the impedance in the high frequency region. For this reason, an unintended high-frequency common mode current may flow through the bypass path 36 and have an adverse effect. Here, according to the reactor 46, an impedance can be given to a high frequency region, and a common mode current having only a desired frequency can be bypassed.

(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図8を参照しつつ説明する。なお、図8において、先の図1に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to FIG. 8 with a focus on differences from the first embodiment. In FIG. 8, the same members as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for the sake of convenience.

図示されるように、本実施形態では、p側リアクトル22pの第2端から第1,第3ダイオードD1,D3の接続点までの電気経路(例えば配線パターン)と、接地部位GNDとの間には、第1寄生コンデンサ48pが形成されている。また、n側リアクトル22nの第2端から第2,第4ダイオードD2,D4の接続点までの電気経路(例えば配線パターン)と、接地部位GNDとの間には、第2寄生コンデンサ48nが形成されている。   As shown in the figure, in the present embodiment, an electrical path (for example, a wiring pattern) from the second end of the p-side reactor 22p to the connection point of the first and third diodes D1 and D3 and the grounding part GND is provided. The first parasitic capacitor 48p is formed. In addition, a second parasitic capacitor 48n is formed between the electrical path (for example, a wiring pattern) from the second end of the n-side reactor 22n to the connection point of the second and fourth diodes D2 and D4 and the ground part GND. Has been.

ここで、p側スイッチング素子24pやn側スイッチング素子24nが高速でオンオフ操作されることでこれらスイッチング素子24p,24nのソース・ドレイン間の印加電圧が変動する。上記印加電圧が変動すると、各寄生コンデンサ48p,48nが充放電され、p側スイッチング素子24pのドレイン側の電気経路やn側スイッチング素子24nのドレイン側の電気経路から各寄生コンデンサ48p,48nを介して接地部位GNDへとコモンモード電流が流れる。コモンモード電流が接地部位GNDを介して外部へと流れると、他の電子機器に障害を与えるおそれがある。   Here, when the p-side switching element 24p and the n-side switching element 24n are turned on and off at high speed, the applied voltage between the source and drain of the switching elements 24p and 24n varies. When the applied voltage fluctuates, each of the parasitic capacitors 48p and 48n is charged and discharged, and from the drain side electrical path of the p-side switching element 24p and the drain side electrical path of the n-side switching element 24n via the parasitic capacitors 48p and 48n. As a result, a common mode current flows to the ground portion GND. If the common mode current flows to the outside through the grounding portion GND, there is a possibility that other electronic devices may be damaged.

こうした問題に対処すべく、本実施形態では、p側リアクトル22pのインダクタンスLpと、n側リアクトル22nのインダクタンスLnとが同一の値に設定されている。こうした設定によれば、接地部位GNDに対するp側スイッチング素子24pのドレイン側の電位と、接地部位GNDに対するn側スイッチング素子24nのドレイン側の電位とのそれぞれを、コモンモード電圧(0V)を基準として、絶対値を等しくしつつ相補的に変化させることができる。   In order to cope with such a problem, in this embodiment, the inductance Lp of the p-side reactor 22p and the inductance Ln of the n-side reactor 22n are set to the same value. According to such setting, the potential on the drain side of the p-side switching element 24p with respect to the ground portion GND and the potential on the drain side of the n-side switching element 24n with respect to the ground portion GND are each set with reference to the common mode voltage (0V). , And can be changed complementarily while keeping the absolute values equal.

こうした構成を前提として、さらに、第1寄生コンデンサ48pの寄生容量Cpと、第2寄生コンデンサ48nの寄生容量Cnとが同一の値に設定されている。こうした設定によれば、各スイッチング素子24p,24nのオンオフ操作に伴い、p側スイッチング素子24pのドレイン側から第1寄生コンデンサ48pを介して接地部位GNDへと流れた電流は、第2寄生コンデンサ48nに流れ込む。また、n側スイッチング素子24nのドレイン側から第2寄生コンデンサ48nを介して接地部位GNDへと流れた電流は、第1寄生コンデンサ48pに流れ込む。これにより、接地部位GNDから外部へと流れるコモンモード電流を理論的には「0」とすることができる。したがって、本実施形態によれば、外部へと流出するコモンモード電流の抑制効果をさらに向上させることができる。   On the premise of such a configuration, the parasitic capacitance Cp of the first parasitic capacitor 48p and the parasitic capacitance Cn of the second parasitic capacitor 48n are further set to the same value. According to such setting, the current flowing from the drain side of the p-side switching element 24p to the ground part GND through the first parasitic capacitor 48p in accordance with the on / off operation of the switching elements 24p and 24n is the second parasitic capacitor 48n. Flow into. Further, the current that flows from the drain side of the n-side switching element 24n to the ground part GND via the second parasitic capacitor 48n flows into the first parasitic capacitor 48p. Thereby, the common mode current flowing from the grounded portion GND to the outside can theoretically be set to “0”. Therefore, according to this embodiment, the effect of suppressing the common mode current flowing out can be further improved.

(第4実施形態)
以下、第4実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図9を参照しつつ説明する。本実施形態では、電力変換装置を3相のACDCコンバータとして具体化する。なお、図9において、先の図1に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 9 focusing on differences from the first embodiment. In the present embodiment, the power converter is embodied as a three-phase ACDC converter. In FIG. 9, the same members as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for the sake of convenience.

図示されるように、スイッチング電源10aは、コモンモードチョークコイル14a、チョッパ方式の昇圧回路16a、全波整流回路18a、及び制御装置20を備えている。   As illustrated, the switching power supply 10a includes a common mode choke coil 14a, a chopper booster circuit 16a, a full-wave rectifier circuit 18a, and a control device 20.

スイッチング電源10のメイン入力端子であるA,B,C相入力端子Ta,Tb,Tcには、コモンモードチョークコイル14aを介して昇圧回路16aの入力側が接続されている。昇圧回路16aは、A,B,C相リアクトル50a,50b,50cと、第1,第2,第3スイッチング素子52a,52b,52cとを備えている。本実施形態では、各スイッチング素子52a,52b,52cとして、IGBTを用いている。なお、各スイッチング素子52a,52b,52cは、制御装置20によってオンオフ操作される。また、各相の線間電圧の位相は互いに120度ずつすれている。このため、本実施形態では、各相リアクトル50a〜50cのうち任意に選択される2つのリアクトルが「第1,第2リアクトル」に相当する。   The input side of the booster circuit 16a is connected to the A, B, C phase input terminals Ta, Tb, Tc which are the main input terminals of the switching power supply 10 through the common mode choke coil 14a. The booster circuit 16a includes A, B, and C phase reactors 50a, 50b, and 50c, and first, second, and third switching elements 52a, 52b, and 52c. In this embodiment, IGBT is used as each switching element 52a, 52b, 52c. Each switching element 52a, 52b, 52c is turned on and off by the control device 20. Moreover, the phase of the line voltage of each phase is shifted by 120 degrees from each other. For this reason, in this embodiment, two reactors arbitrarily selected among each phase reactor 50a-50c are corresponded to a "1st, 2nd reactor."

A,B,C相リアクトル50aの第1端には、コモンモードチョークコイル14を介してA,B,C相入力端子Ta,Tb,Tcが接続されている。A相リアクトル50aの第2端には、第1スイッチング素子52aのコレクタが接続され、第1スイッチング素子52aのエミッタには、B相リアクトル50bの第2端が接続されている。B相リアクトル50bの第2端には、第2スイッチング素子52bのコレクタが接続され、第2スイッチング素子52bのエミッタには、C相リアクトル50cの第2端が接続されている。A相リアクトル50aの第2端には、第3スイッチング素子52cのコレクタが接続され、第3スイッチング素子52cのエミッタには、C相リアクトル50cの第2端が接続されている。   A, B, and C phase input terminals Ta, Tb, and Tc are connected to the first end of the A, B, and C phase reactor 50a through a common mode choke coil 14, respectively. The collector of the first switching element 52a is connected to the second end of the A-phase reactor 50a, and the second end of the B-phase reactor 50b is connected to the emitter of the first switching element 52a. The collector of the second switching element 52b is connected to the second end of the B-phase reactor 50b, and the second end of the C-phase reactor 50c is connected to the emitter of the second switching element 52b. The collector of the third switching element 52c is connected to the second end of the A-phase reactor 50a, and the second end of the C-phase reactor 50c is connected to the emitter of the third switching element 52c.

昇圧回路16aの出力側には、全波整流回路18aの入力側が接続されている。全波整流回路18aは、3相ブリッジ型であり、一対のダイオードの直列接続体を3つ備えている。詳しくは、第1ダイオードD1のアノード及び第4ダイオードD4のカソードの接続点には、A相リアクトル50aの第2端が接続されている。第2ダイオードD2のアノード及び第5ダイオードD5のカソードの接続点には、B相リアクトル50bの第2端が接続されている。第3ダイオードD3のアノード及び第6ダイオードD6のカソードの接続点には、C相リアクトル50cの第2端が接続されている。   The input side of the full-wave rectifier circuit 18a is connected to the output side of the booster circuit 16a. The full-wave rectifier circuit 18a is a three-phase bridge type and includes three series-connected bodies of a pair of diodes. Specifically, the second end of the A-phase reactor 50a is connected to the connection point between the anode of the first diode D1 and the cathode of the fourth diode D4. A second end of the B-phase reactor 50b is connected to a connection point between the anode of the second diode D2 and the cathode of the fifth diode D5. A second end of the C-phase reactor 50c is connected to a connection point between the anode of the third diode D3 and the cathode of the sixth diode D6.

全波整流回路18aの出力側には、第1コンデンサ対34が接続されている。第2コンデンサ対34の中性点には、バイパス経路36aと第2コンデンサ対38a,38b,38cとを介して、コモンモードチョークコイル14aと各リアクトル50a,50b,50cの第1端とを接続する電気経路が接続されている。   A first capacitor pair 34 is connected to the output side of the full-wave rectifier circuit 18a. The neutral point of the second capacitor pair 34 is connected to the common mode choke coil 14a and the first ends of the reactors 50a, 50b, 50c via the bypass path 36a and the second capacitor pairs 38a, 38b, 38c. The electrical path to be connected is connected.

以上説明した本実施形態によれば、3相ACDCコンバータにおいて、全波整流回路18aから出力されるコモンモード電流や、外部から流入するコモンモード電流を抑制することができる。   According to the present embodiment described above, in the three-phase ACDC converter, it is possible to suppress the common mode current output from the full-wave rectifier circuit 18a and the common mode current flowing from the outside.

(第5実施形態)
以下、第5実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、電力変換装置を図10に示す装置として具体化する。なお、図10において、先の図1に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, the fifth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment. In the present embodiment, the power conversion device is embodied as the device shown in FIG. In FIG. 10, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals for the sake of convenience.

論理回路10bは、バッファ60、インバータ62、コモンモードチョークコイル14b、及び第1,第2電源66,68を備えている。バッファ60及びインバータ62は、CMOS配置されたPチャネルMOSFET及びNチャネルMOSFETから構成されている。なお、本実施形態において、論理回路10bが「変換回路」に相当する。   The logic circuit 10 b includes a buffer 60, an inverter 62, a common mode choke coil 14 b, and first and second power supplies 66 and 68. The buffer 60 and the inverter 62 are composed of a P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET arranged in CMOS. In the present embodiment, the logic circuit 10b corresponds to a “conversion circuit”.

論理回路10bの入力端子Tin(「メイン入力端子」に相当)には、論理H,Lからなる相補信号を出力する信号源64が接続されている。入力端子Tinには、バッファ60及びインバータ62の入力端子が接続されている。バッファ60のp側電源入力端子には、端子電圧を「Vcc」とする第1電源66が接続されている。インバータ62のn側電源入力端子には、端子電圧を「−Vcc」とする第2電源68が接続されている。バッファ60のn側電源入力端子と、インバータ62のp側電源入力端子とのそれぞれには、接地部位GNDが接続されている。   A signal source 64 that outputs a complementary signal composed of logic H and L is connected to an input terminal Tin (corresponding to a “main input terminal”) of the logic circuit 10b. The input terminal Tin is connected to the input terminals of the buffer 60 and the inverter 62. A first power supply 66 having a terminal voltage “Vcc” is connected to the p-side power supply input terminal of the buffer 60. A second power supply 68 having a terminal voltage of “−Vcc” is connected to the n-side power input terminal of the inverter 62. A ground portion GND is connected to each of the n-side power input terminal of the buffer 60 and the p-side power input terminal of the inverter 62.

バッファ60及びインバータ62の出力端子には、コモンモードチョークコイル14b及び論理回路10bの出力端子Tpout,Tnoutを介して、信号伝達対象70が接続されている。   The signal transmission target 70 is connected to the output terminals of the buffer 60 and the inverter 62 via the common mode choke coil 14b and the output terminals Tpout and Tnout of the logic circuit 10b.

本実施形態において、p側出力端子Tpoutと信号伝達対象70とを接続する電気経路と、接地部位GNDとの間には、p側寄生コンデンサ80pが形成されている。また、n側出力端子Tnoutと信号伝達対象70とを接続する電気経路と、接地部位GNDとの間には、n側寄生コンデンサ80nが形成されている。   In the present embodiment, a p-side parasitic capacitor 80p is formed between the electrical path that connects the p-side output terminal Tpout and the signal transmission target 70 and the ground part GND. In addition, an n-side parasitic capacitor 80n is formed between the electrical path connecting the n-side output terminal Tnout and the signal transmission target 70 and the ground portion GND.

論理回路10bは、さらに、第1コンデンサ対72、第2コンデンサ対74、及びバイパス経路36bを備えている。第1コンデンサ対72は、バッファ60,インバータ62の出力端子とコモンモードチョークコイル14bとを接続する電気経路に設けられている。第1コンデンサ対72の中性点には、バイパス経路36bを介して、バッファ60のp側電源入力端子と第1電源66とを接続する電気経路,インバータ62のn側電源入力端子と第2電源68とを接続する電気経路が接続されている。以下、本実施形態の効果について、比較技術と比較しながら説明する。   The logic circuit 10b further includes a first capacitor pair 72, a second capacitor pair 74, and a bypass path 36b. The first capacitor pair 72 is provided in an electrical path that connects the output terminals of the buffer 60 and the inverter 62 and the common mode choke coil 14b. The neutral point of the first capacitor pair 72 includes an electrical path connecting the p-side power input terminal of the buffer 60 and the first power supply 66 via the bypass path 36b, an n-side power input terminal of the inverter 62, and a second An electrical path connecting the power source 68 is connected. Hereinafter, the effects of the present embodiment will be described in comparison with a comparative technique.

まず、図11を用いて、比較技術について説明する。なお、図11において、先の図10に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。図示されるように、比較技術では、第1,第2コンデンサ対72,74とバイパス経路36bとが除去されている。   First, the comparison technique will be described with reference to FIG. In FIG. 11, the same members as those shown in FIG. 10 are given the same reference numerals for the sake of convenience. As illustrated, in the comparison technique, the first and second capacitor pairs 72 and 74 and the bypass path 36b are removed.

図12に、論理回路10bの動作態様を示す。なお、図12において、「VA」はバッファ60の出力電圧を示し、「VB」はインバータ62の出力電圧を示す。   FIG. 12 shows an operation mode of the logic circuit 10b. In FIG. 12, “VA” indicates the output voltage of the buffer 60, and “VB” indicates the output voltage of the inverter 62.

図示されるように、接地部位GNDの電位(0V)を基準として、各出力電圧VA,VBは相補的に変動する。しかしながら、図13に示すように、バッファ60とインバータ62とのスイッチング時間に遅延時間tが生じることがある。図13には、バッファ60に遅延時間tが生じる例を示した。この場合、この期間tにおいて、バッファ60を構成するトランジスタをコモンモード電流源とみなすことができる。その結果、先の図11に示した構成おいて、バッファ60から、コモンモードチョークコイル14bとp側寄生コンデンサ80pとを介して、接地部位GNDにコモンモード電流が流れ込むおそれがある。その結果、p側寄生コンデンサ80pが充電され、出力端子Tpout,Tnoutと信号伝達対象70とを接続する電気経路の電圧が変動するおそれがある。   As shown in the figure, the output voltages VA and VB fluctuate in a complementary manner with reference to the potential (0 V) of the ground portion GND. However, as shown in FIG. 13, a delay time t may occur in the switching time between the buffer 60 and the inverter 62. FIG. 13 shows an example in which the delay time t occurs in the buffer 60. In this case, in this period t, the transistor constituting the buffer 60 can be regarded as a common mode current source. As a result, in the configuration shown in FIG. 11, the common mode current may flow from the buffer 60 to the ground portion GND via the common mode choke coil 14b and the p-side parasitic capacitor 80p. As a result, the p-side parasitic capacitor 80p is charged, and the voltage on the electrical path connecting the output terminals Tpout and Tnout and the signal transmission target 70 may fluctuate.

こうした問題に対処すべく、本実施形態では、先の図10に示すように、第1,第2コンデンサ対72,74と、バイパス経路36bとを備えた。本実施形態において、各コンデンサ対72,74を構成するコンデンサの静電容量は、互いに同一の値に設定されている。また、コモンモードチョークコイル14bを、第1コンデンサ対72と出力端子Tpout,Tnoutとを接続する電気経路に設けた。こうした構成によれば、バッファ60やインバータ62の出力端子から出力されたコモンモード電流を、バッファ60及びインバータ62のそれぞれの電源入力端子側に戻すことができる。これにより、外部へと流出するコモンモード電流の抑制効果を向上させることができる。   In order to cope with such a problem, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the first and second capacitor pairs 72 and 74 and the bypass path 36b are provided. In the present embodiment, the capacitances of the capacitors constituting the capacitor pairs 72 and 74 are set to the same value. Further, the common mode choke coil 14b is provided in the electrical path connecting the first capacitor pair 72 and the output terminals Tpout and Tnout. According to such a configuration, the common mode current output from the output terminals of the buffer 60 and the inverter 62 can be returned to the respective power input terminal sides of the buffer 60 and the inverter 62. Thereby, the suppression effect of the common mode current flowing out to the outside can be improved.

(第6実施形態)
以下、第6実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図14を参照しつつ説明する。本実施形態では、電力変換装置をDCDCコンバータとして具体化する。なお、図14において、先の図1に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 14 with a focus on differences from the first embodiment. In the present embodiment, the power conversion device is embodied as a DCDC converter. In FIG. 14, the same members as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for the sake of convenience.

図示されるように、DCDCコンバータとしてのスイッチング電源10cは、コモンモードチョークコイル14c、チョッパ方式の昇圧回路90と、制御装置20とを備えている。スイッチング電源10cのp側入力端子Tpin,n側入力端子Tninには、直流電源92(「外部電源」に相当)が接続されている。スイッチング電源10cにおいて、p側入力端子Tpin,n側入力端子Tninには、コモンモードチョークコイル14cを介して昇圧回路90の入力側が接続されている。昇圧回路90は、p,n側リアクトル94p,94nと、スイッチング素子96と、p,n側ダイオード98p,98nとを備えている。本実施形態では、スイッチング素子96として、NチャネルMOSFETを用いている。スイッチング素子96は、制御装置20によってオンオフ操作される。   As shown in the figure, a switching power supply 10 c as a DCDC converter includes a common mode choke coil 14 c, a chopper type booster circuit 90, and a control device 20. A DC power supply 92 (corresponding to “external power supply”) is connected to the p-side input terminal Tpin and the n-side input terminal Tnin of the switching power supply 10c. In the switching power supply 10c, the input side of the booster circuit 90 is connected to the p-side input terminal Tpin and the n-side input terminal Tnin via the common mode choke coil 14c. The booster circuit 90 includes p and n side reactors 94p and 94n, a switching element 96, and p and n side diodes 98p and 98n. In this embodiment, an N-channel MOSFET is used as the switching element 96. The switching element 96 is turned on and off by the control device 20.

p側リアクトル94pの第1端には、コモンモードチョークコイル14cを介してp側入力端子Tpinが接続されている。n側リアクトル94nの第1端には、コモンモードチョークコイル14cを介してn側入力端子Tninが接続されている。p側リアクトル94pの第2端には、スイッチング素子96のドレインが接続され、スイッチング素子96のソースには、n側リアクトル94nの第2端が接続されている。   A p-side input terminal Tpin is connected to the first end of the p-side reactor 94p via a common mode choke coil 14c. An n-side input terminal Tnin is connected to the first end of the n-side reactor 94n via a common mode choke coil 14c. The drain of the switching element 96 is connected to the second end of the p-side reactor 94p, and the second end of the n-side reactor 94n is connected to the source of the switching element 96.

p側リアクトル94pの第2端には、p側ダイオード98pのアノードが接続されている。p側ダイオード98pのカソードには、p側出力端子Tpoutが接続されている。n側リアクトル94nの第2端には、n側ダイオード98pのカソードが接続されている。n側ダイオード98nのアノードには、n側出力端子Tnoutが接続されている。スイッチング電源10cにおいて、p側出力端子Tpoutとn側出力端子Tnoutとは、平滑コンデンサ100によって接続されている。   The anode of the p-side diode 98p is connected to the second end of the p-side reactor 94p. A p-side output terminal Tpout is connected to the cathode of the p-side diode 98p. The cathode of the n-side diode 98p is connected to the second end of the n-side reactor 94n. An n-side output terminal Tnout is connected to the anode of the n-side diode 98n. In the switching power supply 10c, the p-side output terminal Tpout and the n-side output terminal Tnout are connected by a smoothing capacitor 100.

ここで、本実施形態では、p,n側寄生コンデンサ80p,80nに加えて、p,n側電源寄生コンデンサ82p,82nが形成されている。p側電源寄生コンデンサ82pは、直流電源92の正極側と接地部位GNDとの間に形成されている。n側電源寄生コンデンサ82nは、直流電源92の負極側と接地部位GNDとの間に形成されている。   Here, in this embodiment, in addition to the p and n side parasitic capacitors 80p and 80n, p and n side power source parasitic capacitors 82p and 82n are formed. The p-side power supply parasitic capacitor 82p is formed between the positive electrode side of the DC power supply 92 and the ground part GND. The n-side power supply parasitic capacitor 82n is formed between the negative electrode side of the DC power supply 92 and the ground part GND.

ここで、スイッチング素子96がオフ操作からオン操作に切り替えられると、p,n側ダイオード98p,98nに逆電圧が印加される。この場合、p,n側ダイオード98p,98nにリカバリ電流が流れる。ここで、p,n側ダイオード98p,98nのリカバリ特性のばらつきに起因して、p,n側ダイオード98p,98nのうち、いずれか一方のリカバリの完了が他方に対して遅れることがある。例えば、n側ダイオード98nのリカバリの完了がp側ダイオード98pのリカバリの完了に対して遅れるとする。この場合、n側ダイオード98nは、カソードからアノードへと向かう方向にコモンモード電流を出力するコモンモード電流源とみなすことができる。コモンモード電流は、例えば、平滑コンデンサ100及びp側寄生コンデンサ80pを介して接地部位GNDに流れた後、p側電源寄生コンデンサ82pを介して直流電源92に流れ込む。この場合、直流電源92に接続された他の電子機器に障害を与えるおそれがある。   Here, when the switching element 96 is switched from the off operation to the on operation, a reverse voltage is applied to the p and n side diodes 98p and 98n. In this case, a recovery current flows through the p and n side diodes 98p and 98n. Here, due to variations in the recovery characteristics of the p and n side diodes 98p and 98n, the completion of recovery of one of the p and n side diodes 98p and 98n may be delayed with respect to the other. For example, it is assumed that the completion of the recovery of the n-side diode 98n is delayed with respect to the completion of the recovery of the p-side diode 98p. In this case, the n-side diode 98n can be regarded as a common mode current source that outputs a common mode current in a direction from the cathode toward the anode. For example, the common mode current flows to the ground portion GND via the smoothing capacitor 100 and the p-side parasitic capacitor 80p, and then flows to the DC power source 92 via the p-side power parasitic capacitor 82p. In this case, other electronic devices connected to the DC power source 92 may be damaged.

こうした問題に対処すべく、本実施形態において、スイッチング電源10cは、さらに、第1コンデンサ対102、第2コンデンサ対104、及びバイパス経路106を備えている。第1コンデンサ対102は、p,n側ダイオード98p,98nと平滑コンデンサ100とを接続する電気経路に設けられている。第1コンデンサ対102を構成する各コンデンサの静電容量は、互いに同一の値に設定されている。第2コンデンサ対104は、コモンモードチョークコイル14cと昇圧回路90の入力側とを接続する電気経路に設けられている。第2コンデンサ対104を構成する各コンデンサの静電容量は、互いに同一の値に設定されている。第1コンデンサ対102の中性点と、第2コンデンサ対104の中性点とは、接地部位GNDを介さず、バイパス経路106によって短絡されている。これにより、接地部位GNDに流れるコモンモード電流を抑制することができる。   In order to cope with such a problem, in the present embodiment, the switching power supply 10 c further includes a first capacitor pair 102, a second capacitor pair 104, and a bypass path 106. The first capacitor pair 102 is provided in an electrical path that connects the p and n-side diodes 98 p and 98 n and the smoothing capacitor 100. The capacitances of the capacitors constituting the first capacitor pair 102 are set to the same value. The second capacitor pair 104 is provided in an electrical path that connects the common mode choke coil 14 c and the input side of the booster circuit 90. The capacitances of the capacitors constituting the second capacitor pair 104 are set to the same value. The neutral point of the first capacitor pair 102 and the neutral point of the second capacitor pair 104 are short-circuited by the bypass path 106 without passing through the ground portion GND. Thereby, the common mode electric current which flows into the earthing | grounding site | part GND can be suppressed.

さらに、本実施形態では、コモンモードチョークコイル14cの設置位置が、上記第1実施形態と同様に、p,n側入力端子Tpin,Tninと第2コンデンサ対104とを接続する電気経路とされている。これにより、外部へと流出するコモンモード電流の抑制効果をさらに向上させることができる。なお、本実施形態では、上記第3実施形態と同様に、p側リアクトル94pのインダクタンスLpと、n側リアクトル94nのインダクタンスLnとを同一の値に設定し、また、第1寄生コンデンサ48pの寄生容量Cpと、第2寄生コンデンサ48nの寄生容量Cnとを同一の値に設定している。   Furthermore, in the present embodiment, the installation position of the common mode choke coil 14c is set as an electrical path connecting the p and n side input terminals Tpin and Tnin and the second capacitor pair 104, as in the first embodiment. Yes. Thereby, the suppression effect of the common mode current flowing out to the outside can be further improved. In the present embodiment, as in the third embodiment, the inductance Lp of the p-side reactor 94p and the inductance Ln of the n-side reactor 94n are set to the same value, and the parasitic of the first parasitic capacitor 48p is set. The capacitance Cp and the parasitic capacitance Cn of the second parasitic capacitor 48n are set to the same value.

(第7実施形態)
以下、第7実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図15を参照しつつ説明する。本実施形態では、電力変換装置を3相インバータ装置として具体化する。なお、図15において、先の図14に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。
(Seventh embodiment)
Hereinafter, the seventh embodiment will be described with reference to FIG. 15 focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, the power conversion device is embodied as a three-phase inverter device. In FIG. 15, the same members as those shown in FIG. 14 are given the same reference numerals for the sake of convenience.

図示されるように、インバータ装置10dは、コモンモードチョークコイル14d、平滑コンデンサ108、インバータ回路IVを構成する¥相ハイサイド,ローサイドスイッチS¥p,S¥n(¥=U,V,W)、及び制御装置20を備えている。本実施形態では、各スイッチS¥#(#=p,n)として、IGBTを用いている。なお、図示しないが、各スイッチS¥#には、フリーホイールダイオードが逆並列に接続されている。   As shown in the figure, the inverter device 10d includes a common mode choke coil 14d, a smoothing capacitor 108, and a $ phase high side and low side switch S \ p, S \ n (\ = U, V, W) constituting the inverter circuit IV. And a control device 20. In the present embodiment, an IGBT is used as each switch S ¥ # (# = p, n). Although not shown, a free wheel diode is connected in antiparallel to each switch S ¥ #.

¥相ハイサイドスイッチS¥pと、¥相ローサイドスイッチS¥nとは、直列されている。¥相各スイッチS¥p,S¥nの接続点には、インバータ装置10dの¥相出力端子T¥が接続されている。¥相出力端子T¥には、負荷110(例えば、モータジェネレータ)の¥相が接続されている。¥相ハイサイドスイッチS¥pと、¥相ローサイドスイッチS¥nとは、制御装置20によって交互にオン操作される。制御装置20は、例えば各相に電気角で位相が互いに120°ずれた正弦波状の電流を流すべく、¥相ハイサイドスイッチS¥pと¥相ローサイドスイッチS¥nとを交互にオン操作する。   The $ -phase high-side switch S \ p and the $ -phase low-side switch S \ n are connected in series. The $ phase output terminal T \ of the inverter device 10d is connected to the connection point of the $ phase switches S \ p, S \ n. The ¥ phase of a load 110 (for example, a motor generator) is connected to the ¥ phase output terminal T ¥. The $ phase high side switch S \ p and the $ phase low side switch S \ n are alternately turned on by the control device 20. For example, the control device 20 alternately turns on the $ -phase high-side switch S \ p and the $ -phase low-side switch S \ n so as to flow sine-wave currents that are 120 degrees out of phase with each other in electrical phase. .

ここで、本実施形態では、p,n側電源寄生コンデンサ82p,82nに加えて、モータジェネレータ110と接地部位GNDとの間に寄生コンデンサが形成されている。なお、図15では、負荷110と接地部位GNDとの間に寄生コンデンサを「84,86」にて示した。   Here, in the present embodiment, in addition to the p and n side power source parasitic capacitors 82p and 82n, a parasitic capacitor is formed between the motor generator 110 and the ground portion GND. In FIG. 15, the parasitic capacitor is indicated by “84, 86” between the load 110 and the grounding portion GND.

ここで、インバータ装置10dを構成する各スイッチS¥#は、コモンモード電流源になり得る。具体的には例えば、U相ハイサイドスイッチSUp及びV相ローサイドスイッチSVnのうち、オフタイミングが遅れた方がコモンモード電流源となり得る。この場合、例えば、寄生コンデンサ84を介して接地部位GNDに流れた後、p側電源寄生コンデンサ82pを介して直流電源92に流れ込むこととなる。   Here, each switch S ¥ # constituting the inverter device 10d can be a common mode current source. Specifically, for example, of the U-phase high-side switch SUp and the V-phase low-side switch SVn, the one with delayed off timing can be a common mode current source. In this case, for example, after flowing to the ground portion GND via the parasitic capacitor 84, it flows to the DC power source 92 via the p-side power parasitic capacitor 82p.

こうした問題に対処すべく、本実施形態において、インバータ装置10dは、さらに、第1コンデンサ対112U,112V,112W、第2コンデンサ対114、及びバイパス経路116を備えている。第1コンデンサ対112¥は、¥相各スイッチS¥p,S¥nの接続点と¥相出力端子T¥とを接続する電気経路に設けられている。第1コンデンサ対112U,112V,112Wを構成する各コンデンサの静電容量は、互いに同一の値に設定されている。第2コンデンサ対114は、コモンモードチョークコイル14dと平滑コンデンサ108とを接続する電気経路に設けられている。第2コンデンサ対114を構成する各コンデンサの静電容量は、互いに同一の値に設定されている。第1コンデンサ対112U,112V,112Wの中性点と、第2コンデンサ対114の中性点とは、接地部位GNDを介さず、バイパス経路116によって短絡されている。これにより、接地部位GNDに流れるコモンモード電流を抑制することができる。   In order to deal with such a problem, in the present embodiment, the inverter device 10d further includes a first capacitor pair 112U, 112V, 112W, a second capacitor pair 114, and a bypass path 116. The first capacitor pair 112 ¥ is provided in an electrical path that connects the connection point of each of the ¥ phase switches S ¥ p, S ¥ n and the ¥ phase output terminal T ¥. The capacitances of the capacitors constituting the first capacitor pair 112U, 112V, 112W are set to the same value. The second capacitor pair 114 is provided in an electrical path connecting the common mode choke coil 14d and the smoothing capacitor 108. The capacitances of the capacitors constituting the second capacitor pair 114 are set to the same value. The neutral point of the first capacitor pair 112U, 112V, 112W and the neutral point of the second capacitor pair 114 are short-circuited by the bypass path 116 without passing through the ground portion GND. Thereby, the common mode electric current which flows into the earthing | grounding site | part GND can be suppressed.

さらに、本実施形態では、コモンモードチョークコイル14dの設置位置が、上記第6実施形態と同様に、p,n側入力端子Tpin,Tninと第2コンデンサ対114とを接続する電気経路とされている。これにより、外部へと流出するコモンモード電流の抑制効果をさらに向上させることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the installation position of the common mode choke coil 14d is an electric path that connects the p and n side input terminals Tpin and Tnin and the second capacitor pair 114, as in the sixth embodiment. Yes. Thereby, the suppression effect of the common mode current flowing out to the outside can be further improved.

(第8実施形態)
以下、第8実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図16を参照しつつ説明する。本実施形態では、図16に示すように、コンデンサ対に代えて、一対の抵抗体を用いる。なお、図16において、先の図1に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。
(Eighth embodiment)
Hereinafter, the eighth embodiment will be described with reference to FIG. 16 focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 16, a pair of resistors is used instead of the capacitor pair. In FIG. 16, the same members as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for the sake of convenience.

図示されるように、スイッチング電源10は、さらに、一対の第1抵抗体118と、一対の第2抵抗体120とを備えている。一対の第1抵抗体118のそれぞれの抵抗値は、互いに同一の値に設定されている。一対の第2抵抗体120のそれぞれの抵抗値は、互いに同一の値に設定されている。一対の第1抵抗体118の接続点と、一対の第2抵抗体120の接続点とは、接地部位GNDを介さず、バイパス経路36によって短絡されている。これにより、接地部位GNDに流れるコモンモード電流を抑制することができる。   As illustrated, the switching power supply 10 further includes a pair of first resistors 118 and a pair of second resistors 120. The resistance values of the pair of first resistors 118 are set to the same value. The resistance values of the pair of second resistors 120 are set to the same value. The connection point of the pair of first resistors 118 and the connection point of the pair of second resistors 120 are short-circuited by the bypass path 36 without passing through the grounding portion GND. Thereby, the common mode electric current which flows into the earthing | grounding site | part GND can be suppressed.

(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.

・上記第1実施形態において、コモンモードチョークコイル14に代えて、受動素子としての一対のリアクトルを用いてもよい。この場合、p側入力端子Tpinとp側リアクトル22pの第1端とを接続する電気経路にリアクトルを設け、n側入力端子Tninとn側リアクトル22nの第1端とを接続する電気経路にリアクトルを設ければよい。また、コモンモードチョークコイル14に代えて、一対の抵抗体を用いてもよい。   In the first embodiment, a pair of reactors as passive elements may be used instead of the common mode choke coil 14. In this case, a reactor is provided in the electrical path connecting the p-side input terminal Tpin and the first end of the p-side reactor 22p, and the reactor is connected to the electrical path connecting the n-side input terminal Tnin and the first end of the n-side reactor 22n. May be provided. Further, instead of the common mode choke coil 14, a pair of resistors may be used.

・上記第4実施形態の図9に示した構成に、上記第3実施形態で説明した寄生コンデンサの寄生容量や各リアクトルのインダクタンスの設定を適用してもよい。また、上記第4〜第8実施形態の図9,図10,図14〜図16に示した構成に、上記第2実施形態で説明したリアクトル及び抵抗体のうち少なくとも一方を設けてもよい。   The setting of the parasitic capacitance of the parasitic capacitor and the inductance of each reactor described in the third embodiment may be applied to the configuration illustrated in FIG. 9 of the fourth embodiment. Moreover, you may provide at least one among the reactor and resistor which were demonstrated in the said 2nd Embodiment in the structure shown in FIG.9, FIG.10, FIG.14 to FIG. 16 of the said 4th-8th embodiment.

・上記第2実施形態において、抵抗体又はリアクトルのいずれかを設けなくてもよい。   -In the said 2nd Embodiment, it is not necessary to provide either a resistor or a reactor.

・上記第1実施形態において、全波整流回路として、一対のスイッチング素子(例えばMOSFET)の直列接続体が2組並列接続された全波整流回路を用いてもよい。この場合、全波整流回路において同期整流が行われる。同期整流では、2組のスイッチング素子が交互にオン操作される。ここで、1組のスイッチング素子に着目すると、スイッチング特性のばらつきにより、1組のスイッチング素子のうち一方のスイッチング素子のオフへの切り替えが他方のスイッチング素子のオフへの切り替えよりも遅れる。この場合、オフへの切り替えが遅れた方のスイッチング素子がコモンモード電流源となり得る。   -In the said 1st Embodiment, you may use the full wave rectifier circuit by which two sets of series connection bodies of a pair of switching element (for example, MOSFET) were connected in parallel as a full wave rectifier circuit. In this case, synchronous rectification is performed in the full-wave rectifier circuit. In synchronous rectification, two sets of switching elements are alternately turned on. Here, when focusing on one set of switching elements, switching of one switching element in the one set of switching elements is delayed from switching off of the other switching element due to variations in switching characteristics. In this case, the switching element whose switching to OFF is delayed can be a common mode current source.

・上記第1実施形態において、「Lp×Cp=Ln×Cn」の関係を満たすなら、p側リアクトル22pのインダクタンスLp及びn側リアクトル22nのインダクタンスLn同士や、第1寄生コンデンサ48pの静電容量Cp及び第2寄生コンデンサ48nの静電容量Cn同士を同一とせず、これらパラメータLp,Ln,Cp,Cnを任意の値に設定してもよい。   In the first embodiment, if the relationship of “Lp × Cp = Ln × Cn” is satisfied, the inductance Lp of the p-side reactor 22p and the inductance Ln of the n-side reactor 22n, or the capacitance of the first parasitic capacitor 48p The electrostatic capacitances Cn of Cp and the second parasitic capacitor 48n may not be the same, and these parameters Lp, Ln, Cp, Cn may be set to arbitrary values.

・上記第8実施形態において、一対の第1抵抗体118及び一対の第2抵抗体120のうちいずれか一方を、上記第1実施形態で説明したコンデンサ対にしてもよい。また、上記第2〜第7実施形態において、第1コンデンサ対と第2コンデンサ対とのうち少なくとも一方を、上記第8実施形態で説明した一対の抵抗体の直列接続体としてもよい。   In the eighth embodiment, any one of the pair of first resistors 118 and the pair of second resistors 120 may be the capacitor pair described in the first embodiment. In the second to seventh embodiments, at least one of the first capacitor pair and the second capacitor pair may be a series connection body of the pair of resistors described in the eighth embodiment.

14…コモンモードチョークコイル、16…昇圧回路、18…全波整流回路、34…第1コンデンサ対、36…バイパス経路、38…第2コンデンサ対。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Common mode choke coil, 16 ... Booster circuit, 18 ... Full wave rectifier circuit, 34 ... 1st capacitor pair, 36 ... Bypass path, 38 ... 2nd capacitor pair.

Claims (10)

メイン入力端子(Tpin,Tnin;Ta,Tb,Tc;Tin)及びメイン出力端子(Tpout,Tnout;TU〜TW)と、
スイッチング素子(24p,24n;52a〜52c;96;SUp〜SWn)を有し、前記スイッチング素子のオンオフ操作によって前記メイン入力端子から入力された電圧信号を所定に変換して前記メイン出力端子から出力する変換回路(16,18;16a,18a;60,62,66,68;90;IV)と、を備える電力変換装置であって、
当該電力変換装置を構成する少なくとも1つの電気経路に接続され、前記電気経路に流れるコモンモード電流を分流するバイパス経路(36;36a;36b;106;116)と、
当該電力変換装置を構成する電気経路のうち、前記バイパス経路の前記コモンモード電流の流出側に接続された電気経路であって、前記コモンモード電流に対するインピーダンスが相対的に高く設定された高インピーダンス経路(14;14a;14b;14c;14d)と
前記変換回路の出力側と前記メイン出力端子とを接続する第1電気経路に設けられ、直列接続された一対の第1抵抗体(118)と、
前記変換回路の出力側よりも前記メイン入力端子側の第2電気経路に設けられ、直列接続された一対の第2抵抗体(120)と、を備え、
前記バイパス経路は、一対の前記第1抵抗体の接続点と、一対の前記第2抵抗体の接続点とを接続し、
前記高インピーダンス経路は、前記第2電気経路のうち前記第2抵抗体の直列接続体よりも前記メイン入力端子側、又は前記第1電気経路のうち前記第1抵抗体の直列接続体よりも前記メイン出力端子側に設けられ、前記コモンモード電流に対して、前記第1電気経路及び前記第2電気経路よりもインピーダンスの高いインピーダンス部材を含むことを特徴とする電力変換装置。
Main input terminals (Tpin, Tnin; Ta, Tb, Tc; Tin) and main output terminals (Tpout, Tnout; TU to TW);
A switching element (24p, 24n; 52a to 52c; 96; SUp to SWn), which converts a voltage signal input from the main input terminal into a predetermined value by an on / off operation of the switching element and outputs the voltage signal from the main output terminal A conversion circuit (16, 18; 16a, 18a; 60, 62, 66, 68; 90; IV),
A bypass path (36; 36a; 36b; 106; 116) that is connected to at least one electrical path constituting the power converter and shunts a common mode current flowing through the electrical path;
Among the electric paths constituting the power converter, an electric path connected to the outflow side of the common mode current of the bypass path, wherein the impedance with respect to the common mode current is set to be relatively high and (14d 14; 14a; 14b; ; 14c),
A pair of first resistors (118) provided in a first electrical path connecting the output side of the converter circuit and the main output terminal, and connected in series;
A pair of second resistors (120) provided in a second electrical path on the main input terminal side than the output side of the conversion circuit and connected in series;
The bypass path connects a connection point of the pair of first resistors and a connection point of the pair of second resistors,
The high impedance path is the main input terminal side of the second electrical path than the series connection of the second resistor, or the series connection of the first resistor of the first electrical path. An electric power converter comprising an impedance member provided on a main output terminal side and having an impedance higher than that of the first electric path and the second electric path with respect to the common mode current .
前記バイパス経路は、当該電力変換装置の接地部位と直接接続されていない請求項1記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 1, wherein the bypass path is not directly connected to a grounded portion of the power converter. 前記メイン入力端子(Tpin,Tnin;Ta,Tb,Tc)には、交流電圧を出力する外部電源(12)が接続され、
前記変換回路は、
前記スイッチング素子(24p,24n;52a〜52c)のオン操作によって前記メイン入力端子から入力された電気エネルギを蓄積し、前記スイッチング素子のオフ操作によって蓄積エネルギを放出可能に設けられたリアクトル(22p,22n;50a〜50c)を構成部品とし、前記メイン入力端子から入力された交流電圧を昇圧して出力する昇圧回路(16;16a)と、
前記昇圧回路から出力された交流電圧を直流電圧に変換して前記メイン出力端子(Tpout,Tnout)へと出力する全波整流回路(18;18a)と、を有する請求項1又は2記載の電力変換装置。
The main input terminal (Tpin, Tnin; Ta, Tb, Tc) is connected to an external power source (12) that outputs an alternating voltage,
The conversion circuit includes:
Reactors (22p, 24p, 24n; 52a to 52c) are provided so as to store electrical energy input from the main input terminal by turning on the switching elements (24p, 24n; 52a to 52c) and to release stored energy by turning off the switching elements. 22n; 50a-50c) as a component, and a booster circuit (16; 16a) for boosting and outputting an AC voltage input from the main input terminal;
Power of claim 1 or 2 wherein has a; (18a 18), said converts the AC voltage outputted from the booster circuit to a DC voltage main output terminal (Tpout, Tnout) full-wave rectification circuit for outputting to the Conversion device.
前記メイン入力端子(Tpin,Tnin)には、直流電圧を出力する外部電源(92)が接続され、
前記変換回路は、前記スイッチング素子(96)のオン操作によって前記メイン入力端子から入力された電気エネルギを蓄積し、前記スイッチング素子のオフ操作によって蓄積エネルギを放出可能に設けられたリアクトル(94p,94n)を構成部品とし、前記メイン入力端子から入力された直流電圧を昇圧して前記メイン出力端子(Tpout,Tnout)へと出力する昇圧回路(90)を有する請求項1又は2記載の電力変換装置。
An external power source (92) that outputs a DC voltage is connected to the main input terminals (Tpin, Tnin),
The conversion circuit accumulates electric energy input from the main input terminal when the switching element (96) is turned on, and is provided with a reactor (94p, 94n) capable of discharging the stored energy when the switching element is turned off. ) and the component, the main boosts a DC voltage input from the input terminal said main output terminal (TPOUT, power converter according to claim 1 or 2, wherein with a step-up circuit (90) for outputting to Tnout) .
前記メイン入力端子(Tpin,Tnin)には、直流電圧を出力する外部電源(92)が接続され、
前記スイッチング素子は、ハイサイドスイッチング素子(SUp〜SWp)と、前記ハイサイドスイッチング素子に直列接続されたローサイドスイッチング素子(SUn〜SWn)と、を含み、
前記変換回路は、前記ハイサイドスイッチング素子と前記ローサイドスイッチング素子との交互のオン操作により、前記メイン入力端子から入力された直流電圧を交流電圧に変換して前記メイン出力端子(TU〜TW)へと出力するインバータ回路(IV)を有する請求項1又は2記載の電力変換装置。
An external power source (92) that outputs a DC voltage is connected to the main input terminals (Tpin, Tnin),
The switching element includes a high side switching element (SUp to SWp) and a low side switching element (SUn to SWn) connected in series to the high side switching element,
The conversion circuit converts a DC voltage input from the main input terminal into an AC voltage by alternating on operation of the high-side switching element and the low-side switching element to the main output terminal (TU to TW). power converter according to claim 1 or 2, wherein an inverter circuit (IV) for outputting a.
前記リアクトルは、前記スイッチング素子の第1端に接続された第1リアクトル(22p;50a〜50c;94p)と、前記スイッチング素子の第2端に接続された第2リアクトル(22n;50a〜50c;94n)と、を含み、
前記スイッチング素子は、前記第1リアクトル及び前記第2リアクトルの電流の流通を断続することで入力電圧を昇圧可能に設けられている請求項記載の電力変換装置。
The reactor includes a first reactor (22p; 50a to 50c; 94p) connected to a first end of the switching element and a second reactor (22n; 50a to 50c) connected to a second end of the switching element. 94n), and
The power conversion device according to claim 4 , wherein the switching element is provided so as to be able to step up an input voltage by intermittently flowing current through the first reactor and the second reactor.
前記第1リアクトルよりも前記スイッチング素子の第1端側の電気経路と、当該電力変換装置の基準電位を有する接地部材(GND)との間には、第1寄生コンデンサ(48p)が形成され、
前記第2リアクトルよりも前記スイッチング素子の第2端側の電気経路と、前記接地部材との間には、第2寄生コンデンサ(48n)が形成され、
前記第1寄生コンデンサの寄生容量をCp、前記第2寄生コンデンサの寄生容量をCn、前記第1リアクトルのインダクタンスをLp、前記第2リアクトルのインダクタンスをLnとすると、前記各寄生容量と前記各インダクタンスとは、Lp×Cp=Ln×Cnの関係を満たすように設定されている請求項記載の電力変換装置。
A first parasitic capacitor (48p) is formed between the electrical path on the first end side of the switching element with respect to the first reactor and a ground member (GND) having a reference potential of the power converter,
A second parasitic capacitor (48n) is formed between the electrical path on the second end side of the switching element with respect to the second reactor and the ground member,
When the parasitic capacitance of the first parasitic capacitor is Cp, the parasitic capacitance of the second parasitic capacitor is Cn, the inductance of the first reactor is Lp, and the inductance of the second reactor is Ln, the parasitic capacitances and the inductances Is a power conversion device according to claim 6, which is set so as to satisfy a relationship of Lp × Cp = Ln × Cn.
前記バイパス経路に設けられたリアクトル(46)をさらに備える請求項1〜7のいずれか1項に記載の電力変換装置。 The power converter according to any one of claims 1 to 7 , further comprising a reactor (46) provided in the bypass path. 前記バイパス経路に設けられた抵抗体(42)をさらに備える請求項1〜8のいずれか1項に記載の電力変換装置。 The power converter according to any one of claims 1 to 8 , further comprising a resistor (42) provided in the bypass path. 前記インピーダンス部材は、コモンモードチョークコイルである請求項1〜9のいずれか1項に記載の電力変換装置。 Said impedance element, the power conversion device according to any one of claims 1 to 9 is a common mode choke coil.
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