DE102016119780B4 - Leistungsumwandlungsvorrichtung - Google Patents

Leistungsumwandlungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102016119780B4
DE102016119780B4 DE102016119780.7A DE102016119780A DE102016119780B4 DE 102016119780 B4 DE102016119780 B4 DE 102016119780B4 DE 102016119780 A DE102016119780 A DE 102016119780A DE 102016119780 B4 DE102016119780 B4 DE 102016119780B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
low
switching element
side switching
converter
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102016119780.7A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016119780A1 (de
Inventor
Yosuke Osanai
Asahi OGATA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE102016119780A1 publication Critical patent/DE102016119780A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016119780B4 publication Critical patent/DE102016119780B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1588—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load comprising at least one synchronous rectifier element
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
    • H03K17/162—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/084—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters using a control circuit common to several phases of a multi-phase system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Leistungsumwandlungsvorrichtung (10; 110; 120; 130), mit:einem positiven Eingabeanschluss (12) und einem negativen Eingabeanschluss (14), die dazu konfiguriert sind, mit einer DC-Leistungsquelle (2) verbunden zu werden;einem positiven Ausgabeanschluss (16) und einem negativen Ausgabeanschluss (18), die dazu konfiguriert sind, mit einer elektrischen Last (4) verbunden zu werden;einem Kondensator (20), der zwischen dem positiven Ausgabeeinschluss (16) und dem negativen Ausgabeanschluss (18) verbunden ist; undeiner Vielzahl von DC-DC-Wandlern (30a, 30b), die mit Bezug auf den positiven Eingabeanschluss (12), den negativen Eingabeanschluss (14), den positiven Ausgabeanschluss (16) und den negativen Ausgabeanschluss (18) parallel miteinander verbunden sind, wobei jeder der Vielzahl von DC-DC-Wandlern (30a, 30b) aufweist:eine Spule (32a, 32b), wobei ein Ende der Spule (32a, 32b) mit dem positiven Eingabeanschluss (12) verbunden ist;eine hoch-seitige Diode (56a, 56b) mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Anode mit einem anderen Ende der Spule (32a, 32b) verbunden ist und die Kathode mit dem positiven Ausgabeanschluss (16) verbunden ist;ein niedrig-seitiges Schaltelement (34a, 34b) mit einer Gate-Elektrode, wobei ein Ende des niedrig-seitigen Schaltelements (34a, 34b) mit dem anderen Ende der Spule (32a, 32b) verbunden ist, und ein anderes Ende des niedrig-seitigen Schaltelements (34a, 34b) mit dem negativen Eingabeanschluss (14) und dem negativen Ausgabeanschluss (18) verbunden ist;zumindest einen niedrig-seitigen Gate-Widerstand (38a, 40a, 38b, 40b); undeinen niedrig-seitigen Gate-Treiber (42a, 42b), der dazu konfiguriert ist, über den niedrig-seitigen Gate-Widerstand (38a, 40a, 38b, 40b) die Gate-Elektrode wahlweise mit einem eines AUS-Potential-Punkts (44a, 44b), um das niedrig-seitige Schaltelement (34a, 34b) auszuschalten, und eines EIN-Potential-Punkts (46a, 46b), um das niedrig-seitige Schaltelement (34a, 34b) einzuschalten, zu verbinden,wobei die niedrig-seitigen Gate-Treiber (42a, 42b) der Vielzahl von DC-DC-Wandlern (30a, 30b) jeweils dazu konfiguriert sind, als Reaktion auf ein erstes Ansteuersignal (X) zu arbeiten,die Vielzahl von DC-DC-Wandlern (30a, 30b) zumindest einen ersten DC-DC-Wandler (30a) und einen zweiten DC-DC-Wandler (30b) umfassen, undder niedrig-seitige Gate-Widerstand (38b, 40b) des zweiten DC-DC-Wandlers (30b) einen höheren Widerstandswert aufweist als der niedrig-seitige Gate-Widerstand (38a, 40a) des ersten DC-DC-Wandlers (30a), so dass das niedrig-seitige Schaltelement (34b) des zweiten DC-DC-Wandlers (30b) mit einer Verzögerung von dem niedrig-seitigen Schaltelement (34a) des ersten DC-DC-Wandlers (30a) geschaltet wird, und eine Spannung zwischen Enden des niedrig-seitigen Schaltelements (34b) des zweiten DC-DC-Wandlers (30b) ihren Maximalwert einnimmt, wenn eine Spannung zwischen Enden des niedrig-seitigen Schaltelements (34a) des ersten DC-DC-Wandlers (30a) ihren Minimalwert einnimmt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die hierin offenbarte Technik betrifft eine Leistungsumwandlungsvorrichtung, die eine Vielzahl von DC-DC-Wandlern umfasst, die parallel verbunden sind.
  • BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
  • Die JP 2014-155359 A beschreibt eine Leistungsumwandlungsvorrichtung, die eine Vielzahl von DC-DC-Wandlern umfasst, die parallel verbunden sind. Jeder der DC-DC-Wandler umfasst eine Spule bzw. einen Induktor („inductor“), eine Diode und ein Schaltelement. Ein Ende der Spule ist mit einem positiven Eingabeanschluss verbunden. Eine Anode der Diode ist mit dem anderen Ende der Spule verbunden und eine Kathode der Diode ist mit einem positiven Ausgabeanschluss verbunden. Ein Ende des Schaltelements ist mit dem anderen Ende der Spule verbunden und ein anderes Ende des Schaltelements ist mit einem negativen Eingabeanschluss und einem negativen Ausgabeanschluss verbunden. Jeder der DC-DC-Wandler verstärkt einen DC-Strom bzw. Gleichstrom, der von dem positiven Eingabeanschluss und dem negativen Eingabeanschluss eingegeben wird, dadurch, dass sich ein Schaltelement mit großer Geschwindigkeit ein- und ausschaltet, und gibt den verstärkten Strom von dem positiven Ausgabeanschluss und dem negativen Ausgabeanschluss aus. Mit dieser Leistungsumwandlungsvorrichtung kann, da eine Vielzahl von DC-DC-Wandlern parallel verbunden ist, eine große Leistungsumwandlung ausgeführt werden, während der Strom, der durch jeden der DC-DC-Wandler fließt, reduziert wird.
  • In jedem der DC-DC-Wandler wird aufgrund des Schaltens des Schaltelements ein Überschwingen bzw. eine Überschwingung („ringing“) erzeugt. Wenn zum Beispiel das Schaltelement abgeschaltet wird, wird das Überschwingen in einer Spannung zwischen den Enden des Schaltelements erzeugt. Weiterhin, wenn das Schaltelement eingeschaltet wird, wird das Überschwingen in dem Strom, der durch das Schaltelement fließt, erzeugt. Hier, in der Leistungsumwandlungsvorrichtung, die die Vielzahl von DC-DC-Wandlern umfasst, die parallel verbunden sind, wenn zum Beispiel alle der Schaltelemente gleichzeitig ein- oder ausgeschaltet werden, wird das Überschwingen, das in den entsprechenden Schaltelementen erzeugt wird, überlagert, was zu einer Erzeugung eines großen Überschwingens führt. Mit Bezug auf diese Angelegenheit werden in der in der JP 2014-155359 A beschriebenen Leistungsumwandlungsvorrichtung Zeitpunkte, zu denen die Schaltelemente eingeschaltet werden, unter der Vielzahl von DC-DC-Wandlern voneinander versetzt. Aufgrund dessen werden dem Überschwingen, das durch die entsprechenden Schaltelemente verursacht wird, Phasendifferenzen gegeben, so dass eine gegenseitige Aufhebung des Überschwingens erhalten werden kann. Als ein Ergebnis davon wird eine Verringerung des Überschwingens ermöglicht.
  • KURZFASSUNG
  • In der in der JP 2014-155359 A beschriebenen Technik werden die Zeitpunkte, zu denen die Schaltelemente eingeschaltet werden, einfach voneinander versetzt. Somit erzeugen das Schaltelement, das als Erstes eingeschaltet wird (nachstehend als ein erstes Schaltelement bezeichnet), und das Schaltelement, das danach mit einer Verzögerung eingeschaltet wird (nachstehend als das zweite Schaltelement bezeichnet), ein Überschwingen einer gleichen Größenordnung. Das Überschwingen ist hier eine Vibration, die durch eine Dämpfung begleitet wird. Somit weist zu der Zeit, wenn das zweite Schaltelement eingeschaltet wird, das Überschwingen, das durch das erste Schaltelement erzeugt wurde, bereits einen bestimmten Betrag an Dämpfung auf. Somit wird, wenn das Überschwingen, das durch das zweite Schaltelement verursacht wird, mit der gleichen Größenordnung erzeugt wird wie das Überschwingen, das durch das erste Schaltelement verursacht wird (mit einer gleichen anfänglichen Amplitude), die Amplitude des Überschwingens, das durch das zweite Schaltelement verursacht wird, immer größer sein als die Amplitude des Überschwingens, das durch das erste Schaltelement verursacht wird. In diesem Fall, unabhängig davon, wie die Phasendifferenz zwischen diesen Überschwingungen angepasst wird, gibt es einen Fall, in dem das Überschwingen nicht ausreichend reduziert werden kann. Weiterhin, da das Überschwingen, das durch das zweite Schaltelement verursacht wird, mit einer gewissen Verzögerung von dem Überschwingen, das von dem ersten Schaltelement verursacht wird, konvergiert, gibt es ebenso ein Problem, dass das Überschwingen lange bleibt.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt eine Technik für eine Leistungsumwandlungsvorrichtung bereit, die eine Vielzahl von DC-DC-Wandlern parallel verbindet, die ein Überschwingen, das durch ein Schalten von Schaltelementen verursacht wird, effektiv reduzieren kann.
  • Eine hierin offenbarte Leistungsumwandlungsvorrichtung umfasst: einen positiven Eingabeanschluss und einen negativen Eingabeanschluss, die dazu konfiguriert sind, mit einer DC-Leistungsquelle bzw. Gleichstromleistungsquelle verbunden zu werden; einen positiven Ausgabeanschluss und einen negativen Ausgabeanschluss, die dazu konfiguriert sind, mit einer elektrischen Last verbunden zu werden; einen Kondensator, der zwischen dem positiven Ausgabeanschluss und dem negativen Ausgabeanschluss verbunden ist; und eine Vielzahl von DC-DC-Wandlern, die mit Bezug auf den positiven Eingabeanschluss, den negativen Eingabeanschluss, den positiven Ausgabeanschluss und den negativen Ausgabeanschluss parallel miteinander verbunden sind. Jeder der Vielzahl von DC-DC-Wandlern umfasst eine Spule, eine hoch-seitige Diode und ein niedrig-seitiges Schaltelement. Ein Ende der Spule ist mit dem positiven Eingabeanschluss verbunden. Eine Anode der hoch-seitigen Diode ist mit einem anderen Ende der Spule verbunden und eine Kathode der hoch-seitigen Diode ist mit dem positiven Ausgabeanschluss verbunden. Ein Ende des niedrig-seitigen Schaltelements ist mit einem anderen Ende der Spule verbunden und ein anderes Ende des niedrig-seitigen Schaltelements ist mit dem negativen Eingabeanschluss und dem negativen Ausgabeanschluss verbunden. Das niedrig-seitige Schaltelement umfasst eine Gate-Elektrode.
  • Jeder der Vielzahl von DC-DC-Wandlern umfasst weiterhin zumindest einen niedrig-seitigen Gate-Widerstand; und einen niedrig-seitigen Gate-Treiber. Der niedrig-seitige Gate-Treiber ist dazu konfiguriert, über den niedrig-seitigen Gate-Widerstand, die Gate-Elektrode des niedrig-seitigen Schaltelements wahlweise mit einem eines AUS-Potential-Punkts und eines EIN-Potential-Punkts zu verbinden. Hier werden die niedrig-seitigen Schaltelemente bzw. die Schaltelemente auf der niedrigen Seite eingeschaltet, wenn deren Gate-Elektrode mit dem AUS-Potential-Punkt verbunden wird, und werden eingeschaltet, wenn ihre Gate-Elektrode mit dem EIN-Potential-Punkt verbunden wird. Die niedrig-seitigen Gate-Treiber der Vielzahl von DC-DC-Wandlern sind dazu konfiguriert, als Reaktion auf ein erstes Ansteuersignal zu arbeiten. Die Vielzahl von DC-DC-Wandlern umfasst zumindest einen ersten DC-DC-Wandler und einen zweiten DC-DC-Wandler, und der niedrig-seitige Gate-Widerstand des zweiten DC-DC-Wandlers besitzt einen höheren Widerstandswert als der niedrig-seitige Gate-Widerstand des ersten DC-DC-Wandlers, so dass das niedrig-seitige Schaltelement (34b) des zweiten DC-DC-Wandlers (30b) mit einer Verzögerung von dem niedrig-seitigen Schaltelement (34a) des ersten DC-DC-Wandlers (30a) geschaltet wird, und eine Spannung zwischen Enden des niedrig-seitigen Schaltelements (34b) des zweiten DC-DC-Wandlers (30b) ihren Maximalwert einnimmt, wenn eine Spannung zwischen Enden des niedrig-seitigen Schaltelements (34a) des ersten DC-DC-Wandlers (30a) ihren Minimalwert einnimmt.
  • Allgemein wird eine Schaltgeschwindigkeit des Schaltelements mit einem Gate-Widerstand mit einem höheren Widerstandswert langsamer. Weiterhin, wenn die Schaltgeschwindigkeit eines Schaltelements langsamer wird, wird eine anfängliche Amplitude eines Überschwingens, das durch ein Schalten des Schaltelements verursacht wird, kleiner. Hinsichtlich dieser Punkte besitzt in der vorstehend erwähnten Leistungsumwandlungsvorrichtung der niedrig-seitige Gate-Widerstand des zweiten DC-DC-Wandlers einen höheren Widerstandswert als der niedrig-seitige Gate-Widerstand des ersten DC-DC-Wandlers. Als ein Ergebnis wird der niedrig-seitige Gate-Widerstand des zweiten DC-DC-Wandlers mit einer gewissen Verzögerung von dem niedrig-seitigen Gate-Widerstand des ersten DC-DC-Wandlers geschaltet. Aufgrund dessen wird verhindert, dass diese beiden niedrig-seitigen Schaltelemente gleichzeitig eingeschaltet werden, so dass die beiden Überschwingungen, die durch diese zwei niedrig-seitigen Schaltelemente verursacht werden, zumindest teilweise gegenseitig aufgehoben werden können. Weiterhin wird die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das durch das niedrig-seitige Schaltelement des zweiten DC-DC-Wandlers verursacht wird, kleiner als die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das durch das niedrig-seitige Schaltelement des ersten DC-DC-Wandlers verursacht wird. Somit können die Amplituden zu gleichen Zeitpunkten in Übereinstimmung oder näher zueinander gebracht werden, zwischen den zwei Überschwingungen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugt wurden. Aufgrund dessen können die zwei Überschwingungen effektiv gegenseitig aufgehoben werden und die Überschwingungen können reduziert werden. Weiterhin kann dadurch, dass die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das mit der Verzögerung erzeugt wird, reduziert wird, eine Umwandlung schneller erreicht werden, und es kann vermieden werden, dass sich die Überschwingungen für eine lange Zeit fortsetzen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 eines Ausführungsbeispiels.
    • 2 ist ein Graph, der Spannungen zwischen beiden Enden von niedrig-seitigen Schaltelementen 34a, 34b unmittelbar nach deren Ausschalten zeigt, wobei eine Kurve A einen Fall zeigt, in dem erste Gate-Widerstände 38a, 38b einen niedrigen Widerstandswert aufweisen, eine Kurve B einen Fall zeigt, in dem die ersten Gate-Widerstände 38a, 38b einen mittleren Widerstandswert aufweisen, und eine Kurve C einen Fall zeigt, in dem die ersten Gate-Widerstände 38a, 38b einen höheren Widerstandswert aufweisen.
    • 3 ist ein Graph, der eine Spannung Vdsl zwischen beiden Enden des niedrig-seitigen Schaltelements 34a eines ersten DC-DC-Wandlers 30a unmittelbar nach seinem Ausschalten zeigt, und eine Spannung Vds2 zwischen beiden Enden des niedrig-seitigen Schaltelements 34b eines zweiten DC-DC-Wandlers 30b unmittelbar nach seinem Ausschalten darstellt, wobei ein Überschwingen der Spannung Vdsl und ein Überschwingen der Spannung Vds2 eine Phasendifferenz aufweisen, die 1/2 eines Überschwingzyklus ist, und deren Hüllkurven miteinander übereinstimmen.
    • 4 ist ein Graph, der einen Strom zeigt, der unmittelbar nachdem die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b eingeschaltet werden fließt, wobei eine Kurve A einen Fall zeigt, in dem zweite Gate-Widerstände 40a, 40b einen niedrigen Widerstandswert aufweisen, eine Kurve B einen Fall zeigt, in dem die zweiten Gate-Widerstände 40a, 40b einen mittleren Widerstandswert aufweisen, und eine Kurve C einen Fall zeigt, in dem die zweiten Gate-Widerstände 40a, 40b einen höheren Widerstandswert aufweisen.
    • 5 ist ein Graph, der einen Strom Id1 zeigt, der in dem niedrig-seitigen Schaltelement 34a des ersten DC-DC-Wandlers 30a unmittelbar nach seinem Ausschalten fließt, und einen Strom Id2 zeigt, der in dem niedrig-seitigen Schaltelement 34b des zweiten DC-DC-Wandlers 30b unmittelbar nach seinem Einschalten fließt, wobei ein Überschwingen des Stroms Id1 und ein Überschwingen des Stroms Id2 eine Phasendifferenz aufweisen, die 1/2 des Überschwingzyklus ist, und deren Hüllkurven miteinander übereinstimmen.
    • 6 zeigt schematisch eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung 110 eines anderen Ausführungsbeispiels.
    • 7 ist ein Graph, der eine Spannung Vdsl zwischen beiden Enden eines niedrig-seitigen Schaltelements 34a eines ersten DC-DC-Wandlers 30a unmittelbar nach seinem Ausschalten zeigt und eine Spannung Vds2 zwischen beiden Enden eines niedrig-seitigen Schaltelements 34b eines zweiten DC-DC-Wandlers 30b unmittelbar nach seinem Ausschalten in der Leistungsumwandlungsvorrichtung 110 zeigt, wobei ein Überschwingen der Spannung Vdsl und ein Überschwingen der Spannung Vds2 eine Phasendifferenz aufweisen, die 1/2 des Überschwingzyklus ist.
    • 8 ist ein Graph, der einen Strom Id1 zeigt, der in dem niedrig-seitigen Schaltelement 34a des ersten DC-DC-Wandlers 30a unmittelbar nach seinem Ausschalten fließt, und einen Strom Id2 zeigt, der in dem niedrig-seitigen Schaltelement 34b des zweiten DC-DC-Wandlers 30b unmittelbar nach seinem Einschalten fließt, in der Leistungsumwandlungsvorrichtung 110, wobei ein Überschwingen des Stroms Id1 und ein Überschwingen des Stroms Id2 eine Phasendifferenz aufweisen, die 1/2 des Überschwingzyklus ist.
    • 9 zeigt schematisch eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung 120 eines weiteren Ausführungsbeispiels.
    • 10 zeigt schematische eine Konfiguration einer Leistungsumwandlungsvorrichtung 130 eines weiteren Ausführungsbeispiels.
    • 11 zeigt ein Beispiel einer Leistungsumwandlungsvorrichtung mit drei oder mehr DC-DC-Wandlern, in der drei Überschwingungen, die durch Ausschalten von drei Schaltelementen verursacht werden, gegenseitig aufgehoben werden. Die drei Überschwingungen weisen eine Phasendifferenz von 1/3 des Überschwingzyklus auf.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Repräsentative, nicht beschränkende Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nun weiter detailliert mit Bezug auf die anhängigen Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung ist lediglich dazu gedacht, dem Fachmann weitere Details zum Umsetzen bevorzugter Aspekte der vorliegenden Lehren beizubringen, und ist nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung zu beschränken. Des Weiteren kann jedes der zusätzlichen Merkmale und Lehren, die hierin offenbart sind, separat oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um verbesserte Leistungsumwandlungsvorrichtungen sowie Verfahren zum Verwenden und Herstellen von diesen bereitzustellen.
  • Außerdem könnten Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der folgenden detaillierten Beschreibung offenbart sind, nicht notwendig sein, um die Erfindung im breitesten Sinn umzusetzen, und sind stattdessen lediglich dazu gedacht, repräsentative Beispiele der Erfindung besonders zu beschreiben. Des Weiteren können verschiedene Merkmale der vorstehend beschriebenen und nachstehend beschriebenen repräsentativen Beispiele sowie die verschiedenen unabhängigen und abhängigen Ansprüche auf Weisen kombiniert werden, die nicht speziell und explizit aufgezählt sind, um zusätzlich nützliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehren bereitzustellen.
  • Alle Merkmale, die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, sind dazu gedacht, unabhängig und getrennt voneinander zum Zweck der ursprünglichen schriftlichen Offenbarung sowie zum Zweck des Beschränkens des beanspruchten Gegenstandes offenbart zu werden, unabhängig von den Zusammensetzungen der Merkmale in den Ausführungsbeispielen und/oder den Ansprüchen. Zusätzlich ist vorgesehen, dass alle Wertebereiche oder Indikationen von Gruppen von Entitäten jeden möglichen Zwischenwert oder jede mögliche Zwischenentität zum Zweck der ursprünglichen schriftlichen Offenbarung sowie zum Zweck des Beschränkens des beanspruchten Gegenstandes offenbaren.
  • Eine Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 eines Ausführungsbeispiels wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die elektrische Leistung (speziell eine Spannung) zwischen einer DC-Leistungsquelle bzw. Gleichstromleistungsquelle 2 und einer elektrischen Last 4 wandelt. Die Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 ist dazu konfiguriert, die Leistung von der DC-Leistungsquelle 2 zu verstärken und diese an die elektrische Last 4 zuzuführen. Weiterhin ist die Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 dazu konfiguriert, die Leistung von der elektrischen Last 4 zu reduzieren und diese an die DC-Leistungsquelle 2 zuzuführen, wenn die elektrische Last 4 als ein Generator dient. Obwohl dies lediglich ein Beispiel ist, kann die Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 in elektrischen Fahrzeugen (inklusive Hybridfahrzeugen) verwendet werden, und eine Umwandlung einer notwendigen Leistung (Spannung) kann zwischen einer Batterie, die der DC-Leistungsquelle 2 entspricht, und einem Inverter und einem Motor, die der elektrischen Last 4 entsprechen, durchgeführt werden. In diesem Fall kann eine Nennspannung der Batterie zum Beispiel 200V sein und kann eine Nennspannung des Inverters und des Motors zum Beispiel 600V sein.
  • Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Umwandlungsvorrichtung 10 einen positiven Eingabeanschluss 12 und einen negativen Eingabeanschluss 14, die mit der DC-Leistungsquelle 2 verbunden sind, und einen positiven Ausgabeanschluss 16 und einen negativen Ausgabeanschluss 18, die mit der elektrischen Last 4 verbunden sind. Der negative Eingabeanschluss 14 und der negative Ausgabeanschluss 18 sind miteinander verbunden und diese werden beide auf einem gleichen Potential (Referenzpotential) beibehalten.
  • Die Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 umfasst weiterhin einen Kondensator 20 und eine Vielzahl von DC-DC-Wandlern 30a, 30b. Die Vielzahl von DC-DC-Wandlern 30a, 30b umfasst einen ersten DC-DC-Wandler 30a und einen zweiten DC-DC-Wandler 30b. Es wird angemerkt, dass die Vielzahl von DC-DC-Wandlern 30a, 30b drei oder mehr DC-DC-Wandler umfassen kann.
  • Der Kondensator 20 ist zwischen dem positiven Ausgabeanschluss 16 und dem negativen Ausgabeanschluss 18 verbunden und unterdrückt eine Spannungsschwankung zwischen dem positiven Ausgabeanschluss 16 und dem negativen Ausgabeanschluss 18. Die Vielzahl von DC-DC-Wandlern 30a, 30b ist mit Bezug auf den positiven Eingabeanschluss 12, den negativen Eingabeanschluss 14, den positiven Ausgabeanschluss 16 und den negativen Ausgabeanschluss 18 parallel miteinander verbunden. Das heißt, die Vielzahl von DC-DC-Wandlern 30a, 30b ist ebenso mit Bezug auf den Kondensator 20 parallel verbunden. Nachstehend wird ein „DC-DC-Wandler“ einfach ein „Wandler“ genannt.
  • Die Wandler 30a, 30b umfassen entsprechend Spulen 32a, 32b, niedrig-seitige Schaltelemente 34a, 34b bzw. Schaltelement 34a, 34b auf der niedrigen Seite, niedrig-seitige Dioden 36a, 36b, hoch-seitige Schaltelemente 54a, 54b bzw. Schaltelement 54a, 54b auf der hohen Seite, hoch-seitige Dioden 56a, 56b. Jedes der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b und der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b ist ein Leistungshalbleiterschaltelement mit einer Elektrode der Art eines isolierten Gates und kann zum Beispiel ein MOSFET (Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistor, „Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor“) oder ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate, „Insulated Gate Bipolar Transistor“) sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden MOSFETs der Normal-AUS-Art mit identischen Konfigurationen als die entsprechenden Schaltelemente 34a, 34b, 54a, 54b eingesetzt.
  • In den entsprechenden Wandlern 30a, 30b ist ein Ende der Spulen 32a, 32b mit dem positiven Eingabeanschluss 12 verbunden. Die einen Enden (Drain-Elektroden) der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b sind mit anderen Enden der Spulen 32a, 32b verbunden und andere Enden (Source-Elektroden) der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b sind mit dem negativen Eingabeanschluss 14 und dem negativen Ausgabeanschluss 18 verbunden. Kathoden der niedrig-seitigen Dioden 36a, 36b sind mit den anderen Enden der Spulen 32a, 32b verbunden und Anoden der niedrig-seitigen Dioden 36a, 36b sind mit dem negativen Eingabeanschluss 14 und dem negativen Ausgabeanschluss 18 verbunden. Die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b sind entsprechend parallel mit den niedrig-seitigen Dioden 36a, 36b verbunden.
  • Die einen Enden (Source-Elektroden) der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b sind mit den anderen Enden der Spulen 32a, 32b verbunden und andere Enden (Drain-Elektroden) der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b sind mit dem positiven Ausgabeanschluss 16 verbunden. Anoden der hoch-seitigen Dioden 56a, 56b sind mit den anderen Enden der Spulen 32a, 32b verbunden und Kathoden der hoch-seitigen Dioden 56a, 56b sind mit dem positiven Ausgabeanschluss 16 verbunden. Die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b sind entsprechend parallel mit den hoch-seitigen Dioden 56a, 56b verbunden.
  • Die entsprechenden Wandler 30a, 30b umfassen weiterhin eine Vielzahl von niedrig-seitigen Gate-Widerständen 38a, 38b, 40a, 40b und niedrig-seitige Gate-Treiber 42a, 42b. Die Vielzahl von niedrig-seitigen Gate-Widerständen 38a, 38b, 40a, 40b umfassen erste Gate-Widerstände 38a, 38b und zweite Gate-Widerstände 40a, 40b. Die ersten Gate-Widerstände 38a, 38b sind entsprechend mit Bezug auf die Gate-Elektroden der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b parallel zu 40a, 40b verbunden. Der erste Gate-Widerstand 38b des zweiten Wandlers 30b besitzt einen höheren Widerstandswert als der erste Gate-Widerstand 38a des ersten Wandlers 30a. Weiterhin besitzt der zweite Gate-Widerstand 40b des zweiten Wandlers 30b einen höheren Widerstandswert als der zweite Gate-Widerstand 40a des ersten Wandlers 30a.
  • Die niedrig-seitigen Gate-Treiber 42a, 42b sind Schaltungen zum Steuern von AN und AUS der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b. Die niedrig-seitigen Gate-Treiber 42a, 42b sind dazu konfiguriert, die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b durch Verbinden der Gate-Elektroden der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b mit AUS-Potential-Punkten 44a, 44b auszuschalten. Weiterhin sind die niedrig-seitigen Gate-Treiber 42a, 42b dazu konfiguriert, die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b durch Verbinden der Gate-Elektroden der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b mit EIN-Potential-Punkten 46a, 46b einzuschalten. Hier, wenn die niedrig-seitigen Gate-Treiber 42a, 42b die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b ausschalten, werden die Gate-Elektroden der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b über die ersten Gate-Widerstände 38a, 38b mit den AUS-Potential-Punkten 44a, 44b verbunden. Andererseits, wenn die niedrig-seitigen Gate-Treiber 42a, 42b die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b einschalten, werden die Gate-Elektroden der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b mit den EIN-Potential-Punkten 46a, 46b über den zweiten Gate-Widerstand 40a, 40b verbunden.
  • Die niedrig-seitigen Gate-Treiber 42a, 42b der entsprechenden Wandler 30a, 30b sind dazu konfiguriert, als Reaktion auf ein gemeinsames erstes Ansteuersignal X zu arbeiten. Das erste Ansteuersignal X ist eine Pulssignalfolge, die von einer (nicht gezeigten) Steuerungseinrichtung zugeführt wird. Die niedrig-seitigen Gate-Treiber 42a, 42b sind dazu konfiguriert, die Gate-Elektroden der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b wahlweise mit entweder den AUS-Potential-Punkten 44a, 44b oder den EIN-Potential-Punkten 46a, 46b gemäß dem ersten Ansteuersignal X zu verbinden. Aufgrund dessen kann der niedrig-seitige Gate-Treiber 42a, 42b die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b mit einer hohen Geschwindigkeit (zwischen EIN und AUS) schalten. Die vorstehend erwähnte Pulssignalfolge kann hier zum Beispiel ein PWM-Signal sein, und ein Verhältnis einer Periode, während der die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b eingeschaltet sind (das heißt eine relative Einschaltdauer), wird gemäß einer Amplitude des Pulssignals angepasst.
  • Der zweite Wandler 30b umfasst weiterhin eine erste Verzögerungsschaltung 48 und eine zweite Verzögerungsschaltung 50. Die erste Verzögerungsschaltung 48 und die zweite Verzögerungsschaltung 50 sind entsprechend konfiguriert, um Zeitpunkte, wann der niedrig-seitige Gate-Treiber 42b das erste Ansteuersignal X empfängt, zu verzögern. Hier sind eine Verzögerungszeit durch die erste Verzögerungsschaltung 48 und eine Verzögerungszeit durch die zweite Verzögerungsschaltung 50 voneinander verschieden. Die erste Verzögerungsschaltung 48 und die zweite Verzögerungsschaltung 50 sind mit Bezug auf den niedrig-seitigen Gate-Treiber 42b parallel miteinander verbunden. Aufgrund dessen kann der niedrig-seitige Gate-Treiber 42b des zweiten Wandlers 30b sowohl das erste Ansteuersignal X, das durch die erste Verzögerungsschaltung 48 verzögert ist, als auch das erste Ansteuersignal X, das durch die zweite Verzögerungsschaltung 50 verzögert ist, empfangen. Weiterhin ist der niedrig-seitige Gate-Treiber 42b des zweiten Wandlers 30b dazu konfiguriert, die Gate-Elektrode des niedrig-seitigen Schaltelements 34b mit dem AUS-Potential-Punkt 44b gemäß dem ersten Ansteuersignal X, das durch die erste Verzögerungsschaltung 48 verzögert ist, zu verbinden, und ist dazu konfiguriert, das niedrig-seitige Schaltelement 34b auszuschalten. Weiterhin ist der niedrig-seitige Gate-Treiber 42b des zweiten Wandlers 30b dazu konfiguriert, die Gate-Elektrode des niedrig-seitigen Schaltelements 34b mit dem EIN-Potential-Punkt 46b gemäß dem ersten Ansteuersignal X, das durch die zweite Verzögerungsschaltung 50 verzögert ist, zu verbinden, und ist dazu konfiguriert, das niedrig-seitige Schaltelement 34b einzuschalten.
  • Obwohl Details später beschrieben werden, sind die erste Verzögerungsschaltung 48 und die zweite Verzögerungsschaltung 50 bereitgestellt, um geeignete Zeitdifferenzen zwischen dem ersten Wandler 30a und dem zweiten Wandler 30b zu Zeitpunkten zu geben, an denen die niedrig-seitigen Gate-Treiber 42a, 42b entsprechend das erste Ansteuersignal X empfangen. Aufgrund dessen können die erste Verzögerungsschaltung 48 und die zweite Verzögerungsschaltung 50 in beiden des ersten und zweiten Wandlers 30a, 30b nach Bedarf bereitgestellt werden oder können alternativ nur in dem ersten Wandler 30a bereitgestellt werden.
  • Die Wandler 30a, 30b umfassen entsprechend eine Vielzahl von hoch-seitigen Gate-Widerständen 58a, 58b, 60a, 60b und hoch-seitigen Gate-Treiber 62a, 62b. Die Vielzahl von hoch-seitigen Gate-Widerständen 58a, 58b, 60a, 60b umfasst dritte Gate-Widerstände 58a, 58b und vierte Gate-Widerstände 60a, 60b. Die dritten Gate-Widerstände 58a, 58b sind mit den vierten Gate-Widerständen 60a, 60b entsprechend mit Bezug auf die Gate-Elektroden der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b parallel verbunden. Der dritte Gate-Widerstand 58b des zweiten Wandlers 30b besitzt einen höheren Widerstandswert als der dritte Gate-Widerstand 58a des ersten Wandlers 30a. Weiterhin umfasst der vierte Gate-Widerstand 60b des zweiten Wandlers 30b einen höheren Widerstandswert als der vierte Gate-Widerstand 60a des ersten Wandlers 30a.
  • Die hoch-seitigen Gate-Treiber 62a, 62b sind Schaltungen zum Ein- und Ausschalten der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b. Die hoch-seitigen Gate-Treiber 62a, 62b sind dazu konfiguriert, die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b durch Verbinden der Gate-Elektroden der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b mit AUS-Potential-Punkten 64a, 64b entsprechend auszuschalten. Weiterhin sind die hoch-seitigen Gate-Treiber 62a, 62b dazu konfiguriert, die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b durch Verbinden der Gate-Elektroden der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b mit EIN-Potential-Punkten 66a, 66b einzuschalten. Hier, wenn die hoch-seitigen Gate-Treiber 62a, 62b die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b ausschalten, werden die Gate-Elektroden der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b mit den AUS-Potential-Punkten 64a, 64b über die dritten Gate-Widerstände 58a, 58b verbunden. Andererseits, wenn die hoch-seitigen Gate-Treiber 62a, 62b die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b einschalten, werden die Gate-Elektroden der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b mit den EIN-Potential-Punkten 66a, 66b über die vierten Gate-Widerstände 60a, 60b verbunden.
  • Die hoch-seitigen Gate-Treiber 62a, 62b der entsprechenden Wandler 30a, 30b sind dazu konfiguriert, als Reaktion auf ein gemeinsames zweites Ansteuersignal Y zu arbeiten. Das zweite Ansteuersignal Y ist eine Pulssignalfolge, die von der (nicht gezeigten) Steuerungseinrichtung zugeführt wird. Die hoch-seitigen Gate-Treiber 62a, 62b sind dazu konfiguriert, die Gate-Elektroden der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b wahlweise entweder mit den AUS-Potential-Punkten 64a, 64b oder den EIN-Potential-Punkten 66a, 66b gemäß dem zweiten Ansteuersignal Y zu verbinden. Aufgrund dessen können die hoch-seitigen Gate-Treiber 62a, 62b die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b mit einer hohen Geschwindigkeit (zwischen EIN und AUS) schalten. Hier kann die vorstehend erwähnte Pulssignalfolge zum Beispiel ein PWM-Signal sein, und ein Verhältnis einer Periode, während der die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b eingeschaltet sind (das heißt eine relative Einschaltdauer), wird gemäß einer Amplitude des Pulssignals angepasst.
  • Der zweite Wandler 30b umfasst weiterhin eine dritte Verzögerungsschaltung 68 und eine vierte Verzögerungsschaltung 70. Die dritte Verzögerungsschaltung 68 und die vierte Verzögerungsschaltung 70 sind entsprechend konfiguriert, um Zeitpunkte, wann der hoch-seitige Gate-Treiber 62b das zweite Ansteuersignal Y empfängt, zu verzögern. Hier sind eine Verzögerungszeit durch die dritte Verzögerungsschaltung 68 und eine Verzögerungszeit durch die vierte Verzögerungsschaltung 70 voneinander verschieden. Die dritte Verzögerungsschaltung 68 und die vierte Verzögerungsschaltung 70 sind mit Bezug auf den hoch-seitigen Gate-Treiber 62b parallel miteinander verbunden. Aufgrund dessen kann der hoch-seitige Gate-Treiber 62b des zweiten Wandlers 30b sowohl das zweite Ansteuersignal Y, das durch die dritte Verzögerungsschaltung 68 verzögert wird, als auch das zweite Ansteuersignal Y, das durch die vierte Verzögerungsschaltung 70 verzögert wird, empfangen. Weiterhin ist der hoch-seitige Gate-Treiber 62b des zweiten Wandlers 30b dazu konfiguriert, die Gate-Elektrode des hoch-seitigen Schaltelements 54b mit dem AUS-Potential-Punkt 64b gemäß dem zweiten Ansteuersignal Y, das durch die dritte Verzögerungsschaltung 68 verzögert wird, zu verbinden, und ist dazu konfiguriert, die Gate-Elektrode des hoch-seitigen Schaltelements 54b mit dem EIN-Potential-Punkt 66b gemäß dem zweiten Ansteuersignal Y, das durch die vierte Verzögerungsschaltung 70 verzögert wird, zu verbinden. Ähnlich zu der vorstehend erwähnten ersten Verzögerungsschaltung 48 und der zweiten Verzögerungsschaltung 50 können die dritte Verzögerungsschaltung 68 und die vierte Verzögerungsschaltung 70 in beiden des ersten und zweiten Wandlers 30a, 30b nach Bedarf bereitgestellt werden, oder können alternativ nur in dem ersten Wandler 30a bereitgestellt werden.
  • Als Nächstes wird eine Operation der Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 beschrieben. Wie vorstehend erwähnt ist die Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 dazu in der Lage, die Leistung von der DC-Leistungsquelle 2 zu verstärken und diese an die elektrische Last 4 zuzuführen. Bei dieser Verstärkungsoperation arbeiten hauptsächlich die Spulen 32a, 32b, die hoch-seitigen Dioden 56a, 56b und die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b. Während der Verstärkungsoperation wird das erste Ansteuersignal X, das die Pulssignalfolge ist, in die niedrig-seitigen Gate-Treiber 42a, 42b der Wandler 30a, 30b eingegeben. Aufgrund dessen werden die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b entsprechend mit einer hohen Geschwindigkeit geschaltet. Andererseits bleiben die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b ausgeschaltet. In dem ersten Wandler 30a, wenn das niedrig-seitige Schaltelement 34a eingeschaltet wird, fließt ein Strom in einer geschlossenen Schaltung, die die DC-Leistungsquelle 2, die Spule 32a und das niedrig-seitige Schaltelement 34a verbindet, und Energie wird in die Spule 32a geladen. Danach, wenn das niedrig-seitige Schaltelement 34a ausgeschaltet wird, wird die in die Spule 32a geladene Energie entladen und ein Strom fließt in einer geschlossenen Schaltung, die die DC-Leistungsquelle 2, die Spule 32a und die hoch-seitige Diode 56a und den Kondensator 20 (oder die elektrische Last 4) verbindet. Dadurch, dass das Umschalten mit hoher Geschwindigkeit durch das niedrig-seitige Schaltelement 34a wiederholt wird, wird die Leistung von der DC-Leistungsquelle 2 verstärkt und an die elektrische Last 4 zugeführt. Eine Operation in dem zweiten Wandler 30b ist ähnlich zu der Vorstehenden und somit wird eine Beschreibung davon weggelassen.
  • Die Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 kann ebenso veranlassen, dass die von der elektrischen Last 4 zugeführte Leistung verringert wird und diese der DC-Leistungsquelle 2 zugeführt wird. Bei dieser Verringerungsoperation arbeiten hauptsächlich die Spulen 32a, 32b, die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b und die niedrig-seitigen Dioden 36a, 36b. Während der Verringerungsoperation wird das zweite Ansteuersignal Y, das die Pulssignalfolge ist, in die hoch-seitigen Gate-Treiber 62a, 62b der Wandler 30a, 30b eingegeben. Aufgrund dessen werden die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b entsprechend mit hoher Geschwindigkeit geschaltet. Andererseits bleiben die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b ausgeschaltet. In dem ersten Wandler 30a, wenn die hoch-seitigen Schaltelemente 54a eingeschaltet werden, fließt ein Strom von der elektrischen Last 4 (oder dem Kondensator 20) zu der Spule 32a und Energie wird in die Spule 32a geladen. Danach, wenn das hoch-seitige Schaltelement 54a ausgeschaltet wird, wird die in die Spule 32a geladene Energie entladen und ein Strom fließt in einer geschlossenen Schaltung, die die DC-Leistungsquelle 2, die Spule 32a und die niedrig-seitige Diode 36a verbindet. Dadurch, dass das schnelle Schalten durch das hoch-seitige Schaltelement 54a wiederholt wird, wird die Leistung von der elektrischen Last 4 heruntergebracht bzw. verringert und der DC-Leistungsquelle 2 zugeführt. Eine Operation in dem zweiten Wandler 30b ist ähnlich zu der Vorstehenden und somit wird eine Beschreibung davon weggelassen.
  • Wie vorstehend beschrieben werden in der Verstärkungsoperation der Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 die niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b mit einer schnellen Geschwindigkeit geschaltet, so dass ein Überschwingen aufgrund des Umschaltens der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b erzeugt wird. Zuerst wird das Überschwingen, das durch das Ausschalten des niedrig-seitigen Schaltelements 34a verursacht wird, anhand des ersten Wandlers 30a als ein Beispiel beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, wenn das niedrig-seitige Schaltelement 34a ausgeschaltet wird, steigt die Spannung zwischen beiden Enden des niedrig-seitigen Schaltelements 34a (Drain-Source-Spannung) schnell in Richtung eines Sollwerts an und schwankt danach, während es in Richtung des Sollwerts gedämpft wird bzw. schwächer wird. Diese Schwankung mit der Dämpfungsnatur ist das Überschwingen. Das Überschwingen kann eine Ursache von Energieverlusten und elektromagnetischem Rauschen sein, und somit ist es wünschenswert, dieses zu reduzieren.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ändert sich eine Wellenform des Überschwingens, das durch das Ausschalten des niedrig-seitigen Schaltelements 34a verursacht wird, gemäß einem Widerstandswert des ersten Gate-Widerstands 38a, der beim Ausschalten des niedrig-seitigen Schaltelements 34a verwendet wird. Wie in einer Phase I in 2 gesehen werden kann, wird eine Änderungsrate der Spannung zwischen beiden Enden des niedrig-seitigen Schaltelements 34a kleiner, wenn der Widerstandswert des ersten Gate-Widerstands 38a höher wird, wobei als ein Ergebnis davon die Schaltgeschwindigkeit des niedrig-seitigen Schaltelements 34a verlangsamt wird. Als ein Ergebnis, wie in einer Phase II in 2 gesehen werden kann, wird eine anfängliche Amplitude des Überschwingens (eine maximale Amplitude, die zu Beginn des Überschwingens erreicht wird) kleiner, wenn der Widerstandswert des ersten Gate-Widerstands 38a höher wird. Andererseits, wie in einer Phase III in 2 gesehen werden kann, auch wenn ein Widerstandswert des ersten Gate-Widerstandes 38a geändert wird, ändern sich eine Dämpfungsrate und Zyklen des Überschwingens nicht. Dies liegt daran, dass elektrische Eigenschaften einer Schaltung, in der der Strom aufgrund des Überschwingens schwankt (das heißt Widerstandskomponenten, Kapazitätskomponenten und Induktivitätskomponenten, die die entsprechenden Elemente und Verdrahtungen (inklusive des Kondensators 20, der hoch-seitigen Diode 56a und des niedrig-seitigen Schaltelements 34a) aufweisen), sich nicht ändern, unabhängig von dem Widerstandswert des ersten Gate-Widerstands 38a.
  • Ähnlich wird in dem zweiten Wandler 30b das Überschwingen in seiner Spannung zwischen beiden Enden des niedrig-seitigen Schaltelements 34b (Drain-Source-Spannung) aufgrund des Ausschaltens des niedrig-seitigen Schaltelements 34b verursacht. Weiter, wie in 2 gezeigt ist, ändert sich eine Wellenform des Überschwingens, das durch das Ausschalten des niedrig-seitigen Schaltelements 34b verursacht wird, gemäß einem Widerstandswert des ersten Gate-Widerstandes 38b, der beim Ausschalten des niedrig-seitigen Schaltelements 34b verwendet wird.
  • Hinsichtlich der Überschwingungen, die durch das Ausschalten der vorstehend erwähnten niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b in der Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels erzeugt werden, besitzt der erste Gate-Widerstand 38b des zweiten Wandlers 30b einen höheren Widerstandswert als der erste Gate-Widerstand 38a des ersten Wandlers 30a. Aufgrund dessen wird das niedrig-seitige Schaltelement 34b des zweiten Wandlers 30b (nachstehend als ein zweites niedrig-seitiges Schaltelement 34b bezeichnet) mit einer Verzögerung mit Bezug auf das niedrig-seitige Schaltelement 34a des ersten Wandlers 30a (nachstehend als ein erstes niedrig-seitiges Schaltelement 34a bezeichnet) ausgeschaltet.
  • Als ein Ergebnis, wie in 3 gezeigt ist, wird eine Phasendifferenz zwischen dem Überschwingen, das durch das Ausschalten des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a erzeugt wird, und dem Überschwingen, das durch das Ausschalten des zweiten niedrig-seitigen Schaltelements 34b erzeugt wird, erzeugt. Hier zeigt Vdsl in 3 die Spannung zwischen beiden Enden des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a und zeigt Vds2 die Spannung zwischen beiden Enden des zweiten niedrig-seitigen Schaltelements 34b. Aufgrund dessen können die zwei Überschwingungen, die durch das Ausschalten der zwei niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b erzeugt werden, teilweise oder vollständig aufgrund der Phasendifferenz der zwei Überschwingungen aufgehoben werden. Hier kann die Phasendifferenz der zwei Überschwingungen gemäß den Widerstandswerten der zwei ersten Gate-Widerstände 38a, 38b angepasst werden. Zum Beispiel kann die Phasendifferenz von diesen angepasst werden, so dass das Überschwingen, das durch das Ausschalten des zweiten niedrig-seitigen Schaltelements 34b erzeugt wird, seinen Maximalwert zu einem Zeitpunkt einnimmt, wenn das Überschwingen, das durch das Ausschalten des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a erzeugt wird, seinen Minimalwert einnimmt. Das heißt, die Phasendifferenz der zwei Überschwingungen wird auf 1/2 des Überschwingungszyklus eingestellt. In diesem Fall können die zwei Überschwingungen am effektivsten aufgehoben werden.
  • Außerdem, da der erste Gate-Widerstand 38b des zweiten Wandlers 30b einen höheren Widerstandswert aufweist als der erste Gate-Widerstand 38a des ersten Wandlers 30a, wird die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das durch das Ausschalten des zweiten niedrig-seitigen Schaltelements 34b erzeugt wird, kleiner als die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das durch das Ausschalten des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a erzeugt wird. Das heißt, die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das mit Verzögerung erzeugt wird, wird mit Bezug auf die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das vorhergehend erzeugt wird, klein. Wie vorstehend erwähnt ist das Überschwingen eine Schwankung, die von einer Dämpfung begleitet wird. Das heißt, zu der Zeit, wenn das zweite niedrig-seitige Schaltelement 34b mit Verzögerung ausgeschaltet wird, zeigt das Überschwingen, das vorausgehend erzeugt wurde, bereits einen gewissen Betrag einer Dämpfung. Somit, wenn die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das mit Verzögerung erzeugt wird, mit Bezug auf die anfängliche Amplitude des vorhergehend erzeugten Überschwingens klein gemacht wird, können die Amplituden der zwei Überschwingungen zum gleichen Zeitpunkt miteinander übereinstimmend oder nahe zueinander gemacht werden. Aufgrund dessen können die zwei Überschwingungen effektiver aufgehoben werden. Weiterhin können dadurch, dass die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das mit Verzögerung erzeugt wird, mit Bezug auf die anfängliche Amplitude des vorhergehend erzeugten Überschwingens klein gemacht wird, Zeitpunkte, zu denen diese zwei Überschwingungen letztendlich konvergiert sind, einander übereinstimmend oder nahe zueinander gemacht werden. Aufgrund dessen kann ein Phänomen, wie etwa dass das Überschwingen, das mit einer Verzögerung erzeugt wird, verbleibt, auch nachdem das vorhergehend erzeugte Überschwingen konvergiert hat, vermieden werden.
  • Wie vorstehend erwähnt können die Phasendifferenz der zwei Überschwingungen, die durch das Ausschalten der zwei niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b erzeugt werden, und deren anfänglichen Phasen angemessen angepasst werden, durch geeignetes Bestimmen der Widerstandswerte (besonders einer Widerstandsdifferenz von diesen) der beiden ersten Gate-Widerstände 38a, 38b. Jedoch können optimale Anpassungen von sowohl der Phasendifferenz als auch den anfänglichen Amplituden in vielen Fällen nur durch Widerstandswerte der ersten Gate-Widerstände 38a, 38b schwierig sein. Aufgrund dessen ist in der Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die erste Verzögerungsschaltung 48 in dem zweiten Wandler 30b bereitgestellt. Wie vorstehend erwähnt verzögert die erste Verzögerungsschaltung 48 die Zeitpunkte, zu denen der niedrig-seitige Gate-Treiber 42b das erste Ansteuersignal X empfängt. Dann schaltet der niedrig-seitige Gate-Treiber 42b des zweiten Wandlers 30b das zweite niedrig-seitige Schaltelement 34b gemäß dem ersten Ansteuersignal X, das durch die erste Verzögerungsschaltung 48 verzögert wird, aus. Aufgrund dessen wird das zweite niedrig-seitige Schaltelement 34b mit einer weiteren Verzögerung als das erste niedrig-seitige Schaltelement 34a durch eine Verzögerungszeit, die durch die erste Verzögerungsschaltung 48 verursacht wird, ausgeschaltet.
  • Gemäß der vorstehenden Konfiguration, wie in 3 gezeigt ist, nimmt das Überschwingen, das durch das Ausschalten des zweiten niedrig-seitigen Schaltelements 34b erzeugt wird, den Maximalwert zu dem Zeitpunkt ein, wenn das Überschwingen, das durch das Ausschalten des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a erzeugt wird, seinen Minimalwert einnimmt, und die Amplituden der zwei Überschwingungen können zu diesem Zeitpunkt in Übereinstimmung gebracht werden. Speziell wird der Widerstandswert von zumindest einem der ersten Gate-Widerstände 38a, 38b angepasst, so dass die Amplitude von einer der Überschwingungen, wenn diese ihren Minimalwert einnimmt, und der Amplitude der anderen der Überschwingungen, wenn diese ihren Maximalwert einnimmt, in Übereinstimmung gebracht werden. Dann wird die Verzögerungszeit durch die erste Verzögerungsschaltung 48 angepasst, so dass das andere Überschwingen seinen Maximalwert bei der gleichen Amplitude zu dem Zeitpunkt einnimmt, wenn das eine Überschwingen seinen Minimalwert einnimmt. Das heißt, die Verzögerungszeit durch die erste Verzögerungsschaltung 48 wird angepasst, so dass die Phasendifferenz der zwei Überschwingungen auf 1/2 des Überschwingungszyklus eingestellt wird. Als ein Ergebnis weisen die beiden Überschwingungen die gleiche Amplitude in umgekehrten Phasen zu allen Zeitpunkten auf und beide von diesen können komplett aufgehoben werden. Die erste Verzögerungsschaltung 48 könnte in sowohl dem ersten Wandler 30a und dem zweiten Wandler 30b nach Bedarf bereitgestellt sein, oder könnte nur in dem ersten Wandler 30a bereitgestellt sein.
  • Die Widerstandswerte (speziell die Widerstandsdifferenzen zwischen diesen) der beiden ersten Gate-Widerstände 38a, 38b sind nicht besonders beschränkt. Diese können gemäß der spezifischen Konfiguration der Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 und den Überschwingungen, die in diesen erzeugt werden könnten, angemessen bestimmt werden. Wenn jedoch die Widerstandsdifferenz zwischen den zwei ersten Gate-Widerständen 38a, 38b zu groß ist, würde dies bedeuten, dass die anfänglichen Phasen der zwei Überschwingungen eine große Differenz aufweisen würden, so dass eine ausreichende Aufhebung der zwei Überschwingungen nicht erleichtert wird. Somit ist der Widerstandswert des ersten Gate-Widerstands 38b des zweiten Wandlers 30b vorzugsweise niedriger als 10 Mal der Widerstandswert des ersten Gate-Widerstands 38a des ersten Wandlers 30a. Das Gleiche gilt für die zweiten Gate-Widerstände 40a, 40b, die dritten Gate-Widerstände 58a, 58b und die vierten Gate-Widerstände 60a, 60b, die später beschrieben werden.
  • Als Nächstes werden Überschwingungen, die durch das Einschalten der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b erzeugt werden, beschrieben. Zuerst wird das Überschwingen, das durch ein Einschalten des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a erzeugt wird, unter Verwendung des ersten Wandlers 30a als ein Beispiel beschrieben. Wie in 4A gezeigt ist, wenn das erste niedrig-seitige Schaltelement 34a eingeschaltet wird, steigt der Strom (Drain-Strom), der in dem ersten niedrig-seitigen Schaltelement 34a fließt, schnell auf einen Sollwert an und schwankt danach, während er auf den Sollwert gedämpft wird. Das heißt, ein Überschwingen wird erzeugt. Da dieses Überschwingen ebenso eine Ursache eines Energieverlustes und eines elektromagnetischen Rauschens sein kann, ist es wünschenswert, dieses zu reduzieren.
  • Wie in 4 gezeigt ist, ändert sich eine Wellenform des Überschwingens, das durch das Einschalten des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a verursacht wird, gemäß einem Widerstandswert des zweiten Gate-Widerstands 40a, der beim Einschalten des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a verwendet wird. Wie in einer Phase I in 4 gesehen werden kann, wird eine Änderungsrate des Stroms, der in dem ersten niedrig-seitigen Schaltelement 34a fließt, niedriger, wenn der Widerstandswert des zweiten Gate-Widerstands 40a höher wird, wobei als ein Ergebnis davon die Schaltgeschwindigkeit des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a reduziert wird. Als ein Ergebnis, wie in einer Phase II in 4 gesehen werden kann, wird eine anfängliche Amplitude des Überschwingens kleiner, wenn der Widerstandswert des zweiten Gate-Widerstands 40a höher wird. Andererseits, wie in einer Phase III in 4 gesehen werden kann, auch wenn der Widerstandswert des zweiten Gate-Widerstands 40a geändert wird, ändert sich eine Dämpfungsrate und ein Zyklus des Überschwingens nicht. Dies liegt daran, dass sich die elektrischen Eigenschaften einer Schaltung, in der der Strom aufgrund des Überschwingens schwankt, nicht ändern, unabhängig von dem Widerstandswert des zweiten Gate-Widerstands 40a.
  • Ähnlich wird in dem zweiten Wandler 30b das Überschwingen in einem Strom erzeugt, der in dem zweiten niedrig-seitigen Schaltelement 34b fließt, aufgrund des Einschaltens des zweiten niedrig-seitigen Schaltelements 34b. Weiter, wie in 4 gezeigt ist, ändert sich eine Wellenform des Überschwingens, das durch das Einschalten des zweiten niedrig-seitigen Schaltelements 34b verursacht wird, gemäß einem Widerstandswert des zweiten Gate-Widerstands 40b, der beim Einschalten des zweiten niedrig-seitigen Schaltelements 34b verwendet wird.
  • Hinsichtlich der Überschwingungen, die durch das Einschalten der vorstehend erwähnten niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b erzeugt werden, besitzt in der Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels der zweite Gate-Widerstand 40b des zweiten Wandlers 30b einen höheren Widerstandswert als der zweite Gate-Widerstand 40a des ersten Wandlers 30a. Aufgrund dessen wird das zweite niedrig-seitige Schaltelement 34b des zweiten Wandlers 30b mit einer Verzögerung mit Bezug auf das erste niedrig-seitige Schaltelement 34a des ersten Wandlers 30a eingeschaltet.
  • Als ein Ergebnis, wie in 5 gezeigt ist, wird eine Phasendifferenz zwischen dem Überschwingen, das durch das Einschalten des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a verursacht wird, und dem Überschwingen, das durch das Einschalten des zweiten niedrig-seitigen Schaltelements 34b verursacht wird, erzeugt. Hier zeigt Id1 in 5 den Strom, der in dem ersten niedrig-seitigen Schaltelement 34a fließt, und zeigt Id2 den Strom, der in dem zweiten niedrig-seitigen Schaltelement 34b fließt. Aufgrund dessen können die zwei Überschwingungen, die durch das Einschalten der zwei niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b verursacht werden, teilweise oder komplett aufgehoben werden, aufgrund der Phasendifferenz der zwei Überschwingungen. Ähnlich zu den Überschwingungen, die durch das Ausschalten erzeugt werden, wie vorstehend erwähnt, kann die Phasendifferenz der zwei Überschwingungen gemäß den Widerstandswerten der zwei zweiten Gate-Widerstände 40a, 40b angepasst werden.
  • Außerdem, ähnlich zu den Überschwingungen, die durch das Ausschalten erzeugt werden, wie vorstehend erwähnt, wird die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das durch das Einschalten des zweiten niedrig-seitigen Schaltelements 34b erzeugt wird, kleiner als die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das durch das Einschalten des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a erzeugt wird. Das heißt, die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das mit Verzögerung erzeugt wird, wird klein mit Bezug auf die anfängliche Amplitude des Überschwingens, das vorhergehend erzeugt wurde. Aufgrund dessen können die zwei Überschwingungen effizienter aufgehoben werden, dadurch, dass die Amplituden der zwei Überschwingungen zum gleichen Zeitpunkt in Übereinstimmung miteinander oder nahe zueinander gebracht werden. Weiterhin kann ein Phänomen wie etwa, dass das Überschwingen, das mit Verzögerung erzeugt wird, verbleibt, auch nachdem das vorhergehend erzeugte Überschwingen konvergiert ist, vermieden werden.
  • Optimale Anpassungen von sowohl der Phasendifferenz als auch den anfänglichen Amplituden der zwei Überschwingungen, die durch das Einschalten der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b erzeugt werden, nur durch die Widerstandswerte der zweiten Gate-Widerstände 40a, 40b, können ebenso in vielen Fällen schwierig sein. Aufgrund dessen ist in der Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die zweite Verzögerungsschaltung 50 in dem zweiten Wandler 30b bereitgestellt. Wie vorstehend erwähnt verzögert die zweite Verzögerungsschaltung 50 den Zeitpunkt, zu dem der niedrig-seitige Gate-Treiber 42b das erste Ansteuersignal X empfängt. Dann schaltet der niedrig-seitige Gate-Treiber 42b des zweiten Wandlers 30b das zweite niedrig-seitige Schaltelement 34b gemäß dem ersten Ansteuersignal X, das durch die zweite Verzögerungsschaltung 50 verzögert wird, ein. Aufgrund dessen wird das zweite niedrig-seitige Schaltelement 34b mit einer weiteren Verzögerung als das erste niedrig-seitige Schaltelement 34a durch eine Verzögerungszeit, die durch die zweite Verzögerungsschaltung 50 verursacht wird, eingeschaltet.
  • Gemäß der vorstehenden Konfiguration, wie in 5 gezeigt ist, nimmt das Überschwingen, das durch das Einschalten des zweiten niedrig-seitigen Schaltelements 34b erzeugt wird, seinen Maximalwert zu dem Zeitpunkt ein, wenn das Überschwingen, das durch das Einschalten des ersten niedrig-seitigen Schaltelements 34a erzeugt wird, seinen Minimalwert einnimmt, und die Amplituden der zwei Überschwingungen können zu diesem Zeitpunkt in Übereinstimmung gebracht werden. Speziell wird der Widerstandswert von zumindest einem der zweiten Gate-Widerstände 40a, 40b angepasst, so dass die Amplitude von einer der Überschwingungen, wenn diese ihren Minimalwert einnimmt, und die Amplitude der anderen der Überschwingungen, wenn diese ihren Maximalwert einnimmt, in Übereinstimmung gebracht werden. Dann wird die Verzögerungszeit durch die zweite Verzögerungsschaltung 50 angepasst, so dass das andere Überschwingen seinen Maximalwert bei der gleichen Amplitude zu dem Zeitpunkt einnimmt, wenn das eine Überschwingen seinen Minimalwert einnimmt. Als ein Ergebnis weisen die zwei Überschwingungen die gleiche Amplitude in umgekehrten Phasen zu allen Zeiten auf und beide von diesen können komplett aufgehoben werden. Die zweite Verzögerungsschaltung 50 könnte in sowohl dem ersten Wandler 30a als auch dem zweiten Wandler 30b nach Bedarf bereitgestellt werden, oder könnte nur in dem ersten Wandler 30a bereitgestellt werden.
  • Andererseits werden bei der Verringerungsoperation der Leistungsumwandlungsvorrichtung 10 die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b mit einer schnellen Geschwindigkeit geschaltet, und Überschwingungen werden durch das Schalten der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b erzeugt. Ähnlich zu den vorstehend erwähnten niedrig-seitigen Schaltelementen 34a, 34b, wenn die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b entsprechend ausgeschaltet werden, werden die Überschwingungen entsprechend in den Spannungen zwischen beiden Enden der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b erzeugt. Eine Phasendifferenz dieser zwei Überschwingungen und anfängliche Amplituden von diesen können durch Widerstandswerte der dritten Gate-Widerstände 58a, 58b und einer Verzögerungszeit durch die dritte Verzögerungsschaltung 68 angepasst werden. Das heißt, eine Beziehung, die in 2 gezeigt ist, kann zwischen den Überschwingungen, die durch das Ausschalten der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b erzeugt werden, und die dritten Gate-Widerstände 58a, 58b, die beim Ausschalten von diesen verwendet werden, erreicht werden. Aufgrund dessen, ähnlich zu den vorstehend erwähnten niedrig-seitigen Schaltelementen 34a, 34b, können die zwei Überschwingungen, die durch das Ausschalten der zwei hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b erzeugt werden, effektiv oder vollständig aufgehoben werden.
  • Weiterhin werden ebenso, wenn die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b entsprechend eingeschaltet werden, Überschwingungen in Strömen, die in den hoch-seitigen Schaltelementen 54a, 54b fließen, ähnlich zu den vorstehend erwähnten niedrig-seitigen Schaltelementen 34a, 34b erzeugt. Eine Phasendifferenz dieser zwei Überschwingungen und anfängliche Amplituden von diesen können durch Widerstandswerte der vierten Gate-Widerstände 60a, 60b, die beim Einschalten der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b verwendet werden, und eine Verzögerungszeit durch die vierte Verzögerungsschaltung 70 angepasst werden. Das heißt, eine Beziehung, die in 4 gezeigt ist, kann zwischen den Überschwingungen, die durch das Einschalten der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b erzeugt wird, und den vierten Gate-Widerständen 60a, 60b, die beim Einschalten von diesen verwendet werden, erreicht werden. Aufgrund dessen, ähnlich zu den vorstehend erwähnten niedrig-seitigen Schaltelementen 34a, 34b, können die zwei Überschwingungen, die durch das Einschalten der zwei hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b erzeugt werden, effektiv oder vollständig aufgehoben werden.
  • 6 zeigt eine Leistungsumwandlungsvorrichtung 110 eines anderen Ausführungsbeispiels. Im Vergleich mit der Leistungsumwandlungsvorrichtung 10, die in 1 gezeigt ist, unterscheidet sich diese Leistungsumwandlungsvorrichtung 110 dadurch, dass die erste Verzögerungsschaltung 48, die zweite Verzögerungsschaltung 50, die dritte Verzögerungsschaltung 68 und die vierte Verzögerungsschaltung 70 nicht bereitgestellt sind, und unterscheidet sich nicht in der sonstigen Konfiguration. Wie in diesem Ausführungsbeispiel muss die Leistungsumwandlungsvorrichtung 110 nicht notwendigerweise mit den Verzögerungsschaltungen 48, 50, 68, 70 bereitgestellt werden. Sogar mit solch einer Konfiguration können die Überschwingungen, die durch das Ausschalten der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b erzeugt werden, durch geeignetes Bestimmen der Widerstandswerte der zwei ersten Gate-Widerstände 38a, 38b reduziert werden. In diesem Fall, wie zum Beispiel in 7 gezeigt ist, werden die Widerstandswerte (speziell die Widerstandsdifferenz) zwischen den zwei ersten Gate-Widerständen 38a, 38b vorzugsweise bestimmt, so dass die Phasendifferenz der zwei Überschwingungen 1/2 des Überschwingungszyklus wird. Ähnlich können die Überschwingungen, die durch das Einschalten der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b erzeugt werden, durch geeignetes Bestimmen der Widerstandswerte der zwei zweiten Gate-Widerstände 40a, 40b reduziert werden. Auch in diesem Fall zum Beispiel, wie in 8 gezeigt ist, werden die Widerstandswerte (besonders die Widerstandsdifferenz) der zwei ersten Gate-Widerstände 38a, 38b vorzugsweise bestimmt, so dass die Phasendifferenz der zwei Überschwingungen 1/2 des Überschwingungszyklus wird. Das Gleiche trifft auf die hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b zu und die Überschwingungen, die durch das Schalten der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b erzeugt werden, können durch geeignetes Bestimmen der Widerstandswerte der dritten Gate-Widerstände 58a, 58b und der vierten Gate-Widerstände 60a, 60b effektiv reduziert werden.
  • 9 zeigt eine Leistungsumwandlungsvorrichtung 120 eines weiteren Ausführungsbeispiels. Im Vergleich mit der Leistungsumwandlungsvorrichtung 10, die in 1 gezeigt ist, unterscheidet sich diese Leistungsumwandlungsvorrichtung 120 dadurch, dass die zweiten Gate-Widerstände 40a, 40b, die vierten Gate-Widerstände 60a, 60b, die zweite Verzögerungsschaltung 50 und die vierte Verzögerungsschaltung 70 nicht bereitgestellt sind. Dementsprechend sind in den entsprechenden Wandlern 30a, 30b die Gate-Elektroden der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b konfiguriert, so dass diese mit beiden der AUS-Potential-Punkte 44a, 44b und der EIN-Potential-Punkte 46a, 46b über die ersten Gate-Widerstände 38a, 38b verbunden werden. Ähnlich sind die Gate-Elektroden der hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b konfiguriert, so dass diese mit beiden der AUS-Potential-Punkte 64a, 64b und der EIN-Potential-Punkte 66a, 66b über die dritten Gate-Widerstände 58a, 58b verbunden werden. Weiterhin ist der niedrig-seitige Gate-Treiber 42b des zweiten Wandlers 30b verändert, um das niedrig-seitige Schaltelement 34b gemäß dem ersten Ansteuersignal X, das durch die erste Verzögerungsschaltung 48 verzögert ist, ein- und auszuschalten. Ähnlich ist der hoch-seitige Gate-Treiber 62b des zweiten Wandlers 30b verändert, um das hoch-seitige Schaltelement 54b gemäß dem zweiten Ansteuersignal Y, das durch die dritte Verzögerungsschaltung 68 verzögert ist, ein- und auszuschalten.
  • In der Leistungsumwandlungsvorrichtung 120, die die vorstehende Konfiguration aufweist, werden zum Beispiel das Einschalten und Ausschalten des hoch-seitigen Schaltelements 34a des ersten Wandlers 30a unter Verwendung des gleichen ersten Gate-Widerstands 38a durchgeführt. Ähnlich werden in den anderen Schaltelementen 34b, 54a, 54b sowohl das Einschalten als auch das Ausschalten entsprechend unter Verwendung des gleichen ersten Gate-Widerstands 38b oder der dritten Gate-Widerstände 58a, 58b durchgeführt. Sogar in solch einer Konfiguration können die Überschwingungen, die durch das Einschalten und/oder Ausschalten der entsprechenden Schaltelemente 34a, 34b, 54a, 54b erzeugt werden, signifikant reduziert werden.
  • 10 zeigt eine Leistungsumwandlungsvorrichtung 130 eines weiteren Ausführungsbeispiels. Im Vergleich mit der Leistungsumwandlungsvorrichtung 120, die in 9 gezeigt ist, unterscheidet sich diese Leistungsumwandlungsvorrichtung 130 dadurch, dass die erste Verzögerungsschaltung 48 und die dritte Verzögerungsschaltung 68 nicht bereitgestellt sind, und die restliche Konfiguration ist die Gleiche. Wie vorstehend beschrieben muss die Leistungsumwandlungsvorrichtung 130 nicht notwendigerweise die erste Verzögerungsschaltung 48 aufweisen und das Überschwingen, das durch das Einschalten und/oder Ausschalten der niedrig-seitigen Schaltelemente 34a, 34b erzeugt wird, kann durch eine Widerstandsdifferenz zwischen den zwei ersten Gate-Widerständen 38a, 38b signifikant reduziert werden. Ähnlich muss die Leistungsumwandlungsvorrichtung 130 die dritte Verzögerungsschaltung 68 nicht notwendigerweise aufweisen, und das Überschwingen, das durch das Einschalten und/oder Ausschalten oder hoch-seitigen Schaltelemente 54a, 54b erzeugt wird, kann durch eine Widerstandsdifferenz zwischen den zwei dritten Gate-Widerständen 58a, 58b signifikant reduziert werden.
  • Die vorstehend erwähnten Leistungsumwandlungsvorrichtungen 10, 110, 120, 130 können mit drei oder mehr Wandlern bereitgestellt werden. In diesem Fall werden den drei oder mehr Überschwingungen, die entsprechend in den drei oder mehr Wandlern erzeugt werden, Phasendifferenzen dadurch gegeben, dass die Widerstandswerte der Gate-Widerstände voneinander unter den drei oder mehr Wandlern verschieden gemacht werden und die Überschwingungen können effektiv reduziert werden. 11 ist ein Beispiel, in dem die Überschwingungen, die durch das Ausschalten von drei niedrig-seitigen Schaltelementen (oder hoch-seitigen Schaltelementen) erzeugt werden, reduziert werden. In diesem Beispiel weisen die drei Überschwingungen die Phasendifferenz von 1/3 des Überschwingungszyklus relativ zueinander auf, und zusätzlich stimmen die Hüllkurven von diesen drei Überschwingungen überein. Des Weiteren, in einem Fall des Reduzierens von n Überschwingungen, die durch n Elemente von Schaltelementen erzeugt werden, können die Gate-Widerstände, die in diesen Schaltelementen verwendet werden, angepasst werden, so dass die n Überschwingungen die Phasendifferenz von 1/n des Überschwingungszyklus relativ zueinander aufweisen, und die Hüllkurven der Wellenformen der n Überschwingungen übereinstimmen. Alternativ können die n Elemente von Schaltelementen in eine Vielzahl von Gruppen klassifiziert werden, die jeweils zwei oder mehr Schaltelemente umfassen, und die Gate-Widerstände der entsprechenden Schaltelemente können bestimmt werden, so dass die zwei oder drei Überschwingungen innerhalb jeder der Gruppe aufgehoben werden. In jedem dieser Fälle kann eine oder eine Vielzahl von Verzögerungsschaltungen nach Bedarf verwendet werden.
  • Nachstehend werden manche der technischen Merkmale, die in dieser Offenbarung aufgezeigt wurden, beschrieben.
  • Die Leistungsumwandlungsvorrichtung (10, 110, 120, 130) kann einen positiven Eingabeanschluss (12) und einen negativen Eingabeanschluss (14), die dazu konfiguriert sind, mit einer DC-Leistungsquelle (2) verbunden zu werden; einen positiven Ausgabeanschluss (16) und einen negativen Ausgabeanschluss (18), die dazu konfiguriert sind, mit einer elektrischen Last (4) verbunden zu werden; einen Kondensator (20), der zwischen dem positiven Ausgabeanschluss und dem negativen Ausgabeanschluss verbunden ist; und eine Vielzahl von DC-DC-Wandlern (30a, 30b) aufweisen, die mit Bezug auf den positiven Eingabeanschluss, den negativen Eingabeanschluss, den positiven Ausgabeanschluss und den negativen Ausgabeanschluss parallel miteinander verbunden sind. Jeder der Vielzahl von DC-DC-Wandlern kann eine Spule (32a, 32b), eine hoch-seitige Diode (56a, 56b) und ein niedrig-seitiges Schaltelement (34a, 34b) aufweisen. Ein Ende der Spule kann mit dem positiven Eingabeanschluss verbunden sein. Eine Anode der hoch-seitigen Diode kann mit einem andern Ende der Spule verbunden sein und eine Kathode der hoch-seitigen Diode kann mit einem positiven Ausgabeanschluss verbunden sein. Ein Ende des niedrig-seitigen Schaltelements kann mit dem anderen Ende der Spule verbunden sein und ein anderes Ende des niedrig-seitigen Schaltelements kann mit dem negativen Eingabeanschluss und dem negativen Ausgabeanschluss verbunden sein. Das niedrig-seitige Schaltelement kann mit einer Gate-Elektrode bereitgestellt sein.
  • Jeder der Vielzahl von DC-DC-Wandlern kann weiterhin zumindest einen niedrig-seitigen Gate-Widerstand (38a, 38b, 40a, 40b) und einen Gate-Treiber (42a, 42b) aufweisen. Der niedrig-seitige Gate-Treiber kann dazu konfiguriert sein, über den niedrig-seitigen Gate-Widerstand die Gate-Elektrode des niedrig-seitigen Schaltelements wahlweise mit einem eines AUS-Potential-Punkts (44a, 44b) und eines EIN-Potential-Punkts (46a, 46b) zu verbinden. Hier schaltet das niedrig-seitige Schaltelement durch Verbinden der Gate-Elektrode mit dem AUS-Potential-Punkt aus und schaltet durch Verbinden der Gate-Elektrode mit dem EIN-Potential-Punkt ein. Die niedrig-seitigen Gate-Treiber der Vielzahl von DC-DC-Wandlern sind jeweils dazu konfiguriert, als Reaktion auf ein erstes Ansteuersignal zu arbeiten. Die Vielzahl von DC-DC-Wandlern umfasst zumindest einen ersten DC-DC-Wandler (30a) und einen zweiten DC-DC-Wandler (30b) und der niedrig-seitige Gate-Widerstand (38b, 40b) des zweiten DC-DC-Wandlers kann einen höheren Widerstandswert aufweisen als der niedrig-seitige Gate-Widerstand (38a, 40a) des ersten DC-DC-Wandlers. Gemäß dieser Konfiguration kann ein Überschwingen, das durch Schwingen des niedrig-seitigen Schaltelements in einer Verstärkungsoperation erzeugt wird, effektiv reduziert werden.
  • Der zumindest eine niedrig-seitige Gate-Widerstand (38a, 38b, 40a, 40b) kann einen ersten Gate-Widerstand (38a, 38b) und einen zweiten Gate-Widerstand (40a, 40b) umfassen, die mit Bezug auf die Gate-Elektrode parallel miteinander verbunden sind. In diesem Fall verbindet vorzugsweise der niedrig-seitige Gate-Treiber die Gate-Elektrode mit dem AUS-Potential-Punkt über den ersten Gate-Widerstand und verbindet die Gate-Elektrode mit dem EIN-Potential-Punkt über den zweiten Gate-Widerstand. Gemäß dieser Konfiguration kann ein Überschwingen, das durch das Ausschalten des niedrig-seitigen Schaltelements erzeugt wird, durch geeignetes Bestimmen des Widerstandswerts (besonders der Widerstandsdifferenz) des ersten Gate-Widerstands effektiv reduziert werden. Unabhängig hiervon kann bezüglich des Überschwingens, das durch das Einschalten des niedrig-seitigen Schaltelements erzeugt wird, das Überschwingen durch geeignetes Bestimmen des Widerstandswerts (besonders der Widerstandsdifferenz) des zweiten Gate-Widerstands effektiv reduziert werden. Das heißt, die Überschwingungen, die durch das Einschalten und das Ausschalten des niedrig-seitigen Schaltelements erzeugt werden, können effektiv und entsprechend reduziert werden.
  • Zumindest einer des ersten und zweiten DC-DC-Wandlers kann weiterhin zumindest eine Verzögerungsschaltung (48, 50) aufweisen, die dazu konfiguriert ist, einen Zeitpunkt, zu dem der niedrig-seitige Gate-Treiber das erste Ansteuersignal empfängt, zu verzögern. Gemäß dieser Konfiguration können eine Phasendifferenz der zwei Überschwingungen, die durch die zwei Schaltelemente erzeugt werden, und anfängliche Amplituden von diesen unabhängig durch eine Kombination des Widerstandswerts (besonders der Widerstandsdifferenz) des niedrig-seitigen Gate-Widerstands der entsprechenden DC-DC-Wandler und der Verzögerungszeit durch die Verzögerungsschaltung angepasst werden. Aufgrund dessen können die zwei Überschwingungen effektiv aufgehoben werden und die Überschwingungen können reduziert werden.
  • Zumindest eine Verzögerungsschaltung (48, 50) kann eine erste Verzögerungsschaltung (48) und eine zweite Verzögerungsschaltung (50) umfassen, die voneinander unterschiedliche Verzögerungszeiten aufweisen. In diesem Fall kann der niedrig-seitige Gate-Treiber (42b) die Gate-Elektrode mit dem AUS-Potential-Punkt (44b) als Reaktion auf das erste Ansteuersignal (X), das durch die erste Verzögerungsschaltung (48) verzögert wird, verbinden und kann die zweite Gate-Elektrode mit dem EIN-Potential-Punkt (46b) als Reaktion auf das erste Ansteuersignal (X), das durch die zweite Verzögerungsschaltung (50) verzögert wird, verbinden. Gemäß dieser Konfiguration kann eine Zeitdifferenz des Ausschaltens der zwei niedrig-seitigen Schaltelemente und eine Zeitdifferenz des Einschaltens der zwei niedrig-seitigen Schaltelemente unabhängig angepasst werden. Aufgrund dessen können das Überschwingen, das durch das Ausschalten des Schaltelements erzeugt wird, und das Überschwingen, das durch das Einschalten des Schaltelements erzeugt wird, entsprechend und geeignet reduziert werden.
  • Jede der Vielzahl von DC-DC-Wandlern kann weiterhin eine niedrig-seitige Diode (36a, 36b), ein hoch-seitiges Schaltelement (54a, 54b), einen hoch-seitigen Gate-Widerstand (58a, 58b, 60a, 60b) und einen hoch-seitigen Gate-Treiber (62a, 62b) umfassen. Eine Kathode der niedrig-seitigen Diode kann mit dem anderen Ende der Spule (32a, 32b) verbunden werden und eine Anode der niedrig-seitigen Diode kann mit dem negativen Eingabeanschluss (14) und dem negativen Ausgabeanschluss (18) verbunden werden. Ein Ende des hoch-seitigen Schaltelements (54a, 54b) kann mit dem anderen Ende der Spule (32a, 32b) verbunden werden und ein anderes Ende des hoch-seitigen Schaltelements (54a, 54b) kann mit dem positiven Ausgabeanschluss (16) verbunden werden. Das hoch-seitige Schaltelement kann eine hoch-seitige Gate-Elektrode aufweisen. Der hoch-seitige Gate-Treiber kann dazu konfiguriert sein, über den hoch-seitigen Gate-Widerstand die Gate-Elektrode des hoch-seitigen Schaltelements wahlweise mit einem AUS-Potential-Punkt (64a, 64b) zu verbinden, um das hoch-seitige Schaltelement auszuschalten, und einem EIN-Potential-Punkt (66a, 66b) zu verbinden, um das hoch-seitige Schaltelement einzuschalten. Die hoch-seitigen Gate-Treiber der Vielzahl von DC-DC-Wandlern können jeweils konfiguriert sein, um als Reaktion auf ein zweites Ansteuersignal zu arbeiten. Der hoch-seitige Gate-Widerstand (58b, 60b) des zweiten DC-DC-Wandlers kann einen höheren Widerstandswert aufweisen, als der hoch-seitige Gate-Widerstand (58a, 60a) des ersten DC-DC-Wandlers. Gemäß dieser Konfiguration kann das Überschwingen, das durch das Schalten der hoch-seitigen Schaltelemente erzeugt wird, effektiv reduziert werden.
  • Eine Leistungsumwandlungsvorrichtung ist mit einer Vielzahl von DC-DC-Wandlern bereitgestellt. Jeder der DC-DC-Wandler umfasst zumindest einen Gate-Widerstand und einen Gate-Treiber. Der Gate-Treiber ist dazu konfiguriert, eine Gate-Elektrode eines Schaltelements über den Gate-Widerstand wahlweise mit einem eines EIN-Potential-Punkts und eines AUS-Potential-Punkts zu verbinden. Ein Gate-Widerstand eines zweiten DC-DC-Wandlers besitzt einen höheren Widerstandswert als ein Gate-Widerstand eines ersten DC-DC-Wandlers.

Claims (5)

  1. Leistungsumwandlungsvorrichtung (10; 110; 120; 130), mit: einem positiven Eingabeanschluss (12) und einem negativen Eingabeanschluss (14), die dazu konfiguriert sind, mit einer DC-Leistungsquelle (2) verbunden zu werden; einem positiven Ausgabeanschluss (16) und einem negativen Ausgabeanschluss (18), die dazu konfiguriert sind, mit einer elektrischen Last (4) verbunden zu werden; einem Kondensator (20), der zwischen dem positiven Ausgabeeinschluss (16) und dem negativen Ausgabeanschluss (18) verbunden ist; und einer Vielzahl von DC-DC-Wandlern (30a, 30b), die mit Bezug auf den positiven Eingabeanschluss (12), den negativen Eingabeanschluss (14), den positiven Ausgabeanschluss (16) und den negativen Ausgabeanschluss (18) parallel miteinander verbunden sind, wobei jeder der Vielzahl von DC-DC-Wandlern (30a, 30b) aufweist: eine Spule (32a, 32b), wobei ein Ende der Spule (32a, 32b) mit dem positiven Eingabeanschluss (12) verbunden ist; eine hoch-seitige Diode (56a, 56b) mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Anode mit einem anderen Ende der Spule (32a, 32b) verbunden ist und die Kathode mit dem positiven Ausgabeanschluss (16) verbunden ist; ein niedrig-seitiges Schaltelement (34a, 34b) mit einer Gate-Elektrode, wobei ein Ende des niedrig-seitigen Schaltelements (34a, 34b) mit dem anderen Ende der Spule (32a, 32b) verbunden ist, und ein anderes Ende des niedrig-seitigen Schaltelements (34a, 34b) mit dem negativen Eingabeanschluss (14) und dem negativen Ausgabeanschluss (18) verbunden ist; zumindest einen niedrig-seitigen Gate-Widerstand (38a, 40a, 38b, 40b); und einen niedrig-seitigen Gate-Treiber (42a, 42b), der dazu konfiguriert ist, über den niedrig-seitigen Gate-Widerstand (38a, 40a, 38b, 40b) die Gate-Elektrode wahlweise mit einem eines AUS-Potential-Punkts (44a, 44b), um das niedrig-seitige Schaltelement (34a, 34b) auszuschalten, und eines EIN-Potential-Punkts (46a, 46b), um das niedrig-seitige Schaltelement (34a, 34b) einzuschalten, zu verbinden, wobei die niedrig-seitigen Gate-Treiber (42a, 42b) der Vielzahl von DC-DC-Wandlern (30a, 30b) jeweils dazu konfiguriert sind, als Reaktion auf ein erstes Ansteuersignal (X) zu arbeiten, die Vielzahl von DC-DC-Wandlern (30a, 30b) zumindest einen ersten DC-DC-Wandler (30a) und einen zweiten DC-DC-Wandler (30b) umfassen, und der niedrig-seitige Gate-Widerstand (38b, 40b) des zweiten DC-DC-Wandlers (30b) einen höheren Widerstandswert aufweist als der niedrig-seitige Gate-Widerstand (38a, 40a) des ersten DC-DC-Wandlers (30a), so dass das niedrig-seitige Schaltelement (34b) des zweiten DC-DC-Wandlers (30b) mit einer Verzögerung von dem niedrig-seitigen Schaltelement (34a) des ersten DC-DC-Wandlers (30a) geschaltet wird, und eine Spannung zwischen Enden des niedrig-seitigen Schaltelements (34b) des zweiten DC-DC-Wandlers (30b) ihren Maximalwert einnimmt, wenn eine Spannung zwischen Enden des niedrig-seitigen Schaltelements (34a) des ersten DC-DC-Wandlers (30a) ihren Minimalwert einnimmt.
  2. Leistungsumwandlungsvorrichtung (10; 110) gemäß Anspruch 1, wobei der zumindest eine niedrig-seitige Gate-Widerstand (38a, 40a, 38b, 40b) einen ersten niedrig-seitigen Gate-Widerstand (38a, 38b) und einen zweiten niedrig-seitigen Gate-Widerstand (40a, 40b) umfasst, die mit Bezug auf die Gate-Elektrode parallel miteinander verbunden sind, und der niedrig-seitige Gate-Treiber (42a, 42b) dazu konfiguriert ist, die Gate-Elektrode mit dem AUS-Potential-Punkt (44a, 44b) über den ersten niedrig-seitigen Gate-Widerstand (38a, 38b) zu verbinden, und die Gate-Elektrode mit dem EIN-Potential-Punkt (46a, 46b) über den zweiten niedrig-seitigen Gate-Widerstand (40a, 40b) zu verbinden.
  3. Leistungsumwandlungsvorrichtung (10; 120) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest einer des ersten DC-DC-Wandlers (30a) und des zweiten DC-DC-Wandlers (30b) weiterhin zumindest eine Verzögerungsschaltung (48, 50) umfasst, die dazu konfiguriert ist, einen Zeitpunkt, zu dem der niedrig-seitige Gate-Treiber (42a, 42b) das erste Ansteuersignal (X) empfängt, zu verzögern.
  4. Leistungsumwandlungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 3, wobei die zumindest eine Verzögerungsschaltung (48, 50) eine erste Verzögerungsschaltung (48) und eine zweite Verzögerungsschaltung (50) umfasst, die eine von der ersten Verzögerungsschaltung (48) unterschiedliche Verzögerungszeit aufweist, und der niedrig-seitige Gate-Treiber (42a, 42b) dazu konfiguriert ist, die Gate-Elektrode als Reaktion auf das erste Ansteuersignal (X), das durch die erste Verzögerungsschaltung (48) verzögert wird, mit dem AUS-Potential-Punkt (44a, 44b) zu verbinden und die Gate-Elektrode als Reaktion auf das erste Ansteuersignal (X), das durch die zweite Verzögerungsschaltung (50) verzögert wird, mit dem EIN-Potential-Punkt (46a, 46b) zu verbinden.
  5. Leistungsumwandlungsvorrichtung (10; 110; 120; 130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeder der Vielzahl von DC-DC-Wandlern (30a, 30b) aufweist: eine niedrig-seitige Diode (36a, 36b) mit einer Kathode und einer Anode, wobei die Kathode mit dem anderen Ende der Spule (32a, 32b) verbunden ist, und die Anode mit dem negativen Eingabeanschluss (14) und dem negativen Ausgabeanschluss (18) verbunden ist; ein hoch-seitiges Schaltelement (54a, 54b) mit einer Gate-Elektrode, wobei ein Ende des hoch-seitigen Schaltelements (54a, 54b) mit dem anderen Ende der Spule (32a, 32b) verbunden ist, und ein anderes Ende des hoch-seitigen Schaltelements (54a, 54b) mit dem positiven Ausgabeanschluss (16) verbunden ist; zumindest einen hoch-seitigen Gate-Widerstand (58a, 60a, 58b, 60b); und einen hoch-seitigen Gate-Treiber (62a, 62b), der dazu konfiguriert ist, über den hoch-seitigen Gate-Widerstand (58a, 60a, 58b, 60b) die Gate-Elektrode des hoch-seitigen Schaltelements (54a, 54b) wahlweise mit einem eines AUS-Potential-Punkts (64a, 64b), um das hoch-seitige Schaltelement (54a, 54b) auszuschalten, und eines EIN-Potential-Punkts (66a, 66b), um das hoch-seitige Schaltelement (54a, 54b) einzuschalten, zu verbinden, wobei die hoch-seitigen Gate-Treiber (62a, 62b) der Vielzahl von DC-DC-Wandlern (30a, 30b) jeweils dazu konfiguriert sind, als Reaktion auf ein zweites Ansteuersignal (Y) zu arbeiten, und der hoch-seitige Gate-Widerstand (58b, 60b) des zweiten DC-DC-Wandlers (30b) einen höheren Widerstandswert aufweist als der hoch-seitige Gate-Widerstand (58a, 60a) des ersten DC-DC-Wandlers (30a).
DE102016119780.7A 2015-10-20 2016-10-18 Leistungsumwandlungsvorrichtung Expired - Fee Related DE102016119780B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015206341A JP6304191B2 (ja) 2015-10-20 2015-10-20 電力変換装置
JP2015-206341 2015-10-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016119780A1 DE102016119780A1 (de) 2017-04-20
DE102016119780B4 true DE102016119780B4 (de) 2019-01-17

Family

ID=58456386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016119780.7A Expired - Fee Related DE102016119780B4 (de) 2015-10-20 2016-10-18 Leistungsumwandlungsvorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9729060B2 (de)
JP (1) JP6304191B2 (de)
CN (1) CN106941318B (de)
DE (1) DE102016119780B4 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180135323A (ko) 2017-06-12 2018-12-20 엘지전자 주식회사 전력변환장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101936641B1 (ko) * 2017-06-13 2019-01-09 엘지전자 주식회사 전력변환장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
CN109391140B (zh) * 2017-08-02 2020-07-28 瑞鼎科技股份有限公司 电荷泵电路及其运作方法
JP2019057991A (ja) * 2017-09-20 2019-04-11 トヨタ自動車株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ
US20190181755A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 Yaskawa America, Inc. Inductorless dc to dc converters
EP3503365B1 (de) * 2017-12-22 2020-06-10 GE Energy Power Conversion Technology Limited Verfahren und einrichtung zur ansteuerung von mosfet-schaltmodulen
US11527909B2 (en) 2018-05-11 2022-12-13 Assembled Products Corporation Magnetic charging device
KR102074779B1 (ko) * 2019-04-18 2020-02-07 엘지전자 주식회사 전력변환장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
JP7466673B2 (ja) * 2020-09-15 2024-04-12 アルプスアルパイン株式会社 電力変換装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013223265A (ja) * 2012-04-13 2013-10-28 Hitachi Ltd 半導体装置の駆動装置
JP2014155359A (ja) 2013-02-12 2014-08-25 Denso Corp 電子装置
US20140368175A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Korea Electrotechnology Research Institute High precision dc to dc converter with wide load range and gate drive circuit for use therein

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08167488A (ja) * 1994-12-15 1996-06-25 Matsushita Electric Works Ltd 放電灯点灯装置
US6563272B1 (en) * 2002-04-22 2003-05-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Combined scan/sustain driver for plasma display panel using dynamic gate drivers in SOI technology
GB0227792D0 (en) * 2002-11-29 2003-01-08 Koninkl Philips Electronics Nv Driver for switching circuit and drive method
JP4609400B2 (ja) * 2006-09-06 2011-01-12 トヨタ自動車株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータおよびその制御方法
TW200906038A (en) * 2007-07-26 2009-02-01 Richtek Technology Corp Non-synchronous step-up voltage converter with anti-oscillation function and the anti-oscillation method thereof
JP4530066B2 (ja) * 2008-03-12 2010-08-25 株式会社デンソー 電力変換回路の制御装置、及び電力変換システム
WO2011096232A1 (ja) * 2010-02-05 2011-08-11 パナソニック株式会社 電力変換装置
CN102480226B (zh) * 2010-11-22 2015-04-08 中山市云创知识产权服务有限公司 降压式变换电路
US8933679B2 (en) * 2011-12-07 2015-01-13 Maxim Integrated Products, Inc. Adaptive dead-time control
JP5970194B2 (ja) 2012-02-03 2016-08-17 株式会社 日立パワーデバイス 半導体スイッチング素子の駆動回路並びにそれを用いた電力変換回路
JP5881477B2 (ja) * 2012-03-06 2016-03-09 三菱電機株式会社 スイッチング素子駆動回路
CN104218778A (zh) * 2013-05-30 2014-12-17 华硕电脑股份有限公司 一种电子装置上的功率开关及其驱动电路
JP6255766B2 (ja) * 2013-07-23 2018-01-10 日新電機株式会社 ゲート駆動回路
EP2903146B1 (de) * 2014-02-03 2019-03-20 STMicroelectronics Srl Einphasiger oder mehrphasiger resonanzwandler mit rückkopplungssteuerung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013223265A (ja) * 2012-04-13 2013-10-28 Hitachi Ltd 半導体装置の駆動装置
JP2014155359A (ja) 2013-02-12 2014-08-25 Denso Corp 電子装置
US20140368175A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Korea Electrotechnology Research Institute High precision dc to dc converter with wide load range and gate drive circuit for use therein

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MICROCHIP TECHNOLOGY Inc.: MCP14E3/MCP14E4/MCP14E5 4.0A Dual High-Speed Power MOSFET Drivers With Enable. Chandler, AZ, USA, 2008 (DS22062B). S. 1-26. - Firmenschrift. URL: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22062b.pdf [abgerufen am 2018-03-20]. *

Also Published As

Publication number Publication date
US9729060B2 (en) 2017-08-08
JP2017079533A (ja) 2017-04-27
US20170110965A1 (en) 2017-04-20
DE102016119780A1 (de) 2017-04-20
JP6304191B2 (ja) 2018-04-04
CN106941318B (zh) 2018-09-21
CN106941318A (zh) 2017-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016119780B4 (de) Leistungsumwandlungsvorrichtung
DE102013217173B4 (de) Schaltungsanordnung umfassend eine Halbbrücke und Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines High-Side-Schalters
DE102018126779B4 (de) Gate-Treiber-Schaltung mit Spannungsinvertierung für einen Leistungshalbleiterschalter
DE102014114160A1 (de) Halbbrücken-Gate-Treiber-Steuerung
DE102018206424B4 (de) Ansteuervorrichtung und schaltvorrichtung
DE102016118190B4 (de) Gatespannungssteuervorrichtung
DE112012006181B4 (de) Komposithalbleiterschaltvorrichtung
DE102012015787B3 (de) Gepulster Gate-Treiber
WO2010006695A1 (de) Verfahren, schaltungsanordnung und brückenschaltung
DE102019102311A1 (de) Gate-Treiber-Schaltung mit Spannungsinvertierung für einen Leistungshalbleiterschalter
DE102008019569A1 (de) Wechselrichtertopologie für einen Elektromotor
EP3523873A1 (de) Gleichspannungswandler und verfahren zu dessen betrieb
DE102016123212A1 (de) Gate-ansteuernde vorrichtung
DE102018126780A1 (de) Schaltungsanordnung von Gate-Treiber-Schaltungen und Leistungsschaltern mit negativer Sperrspannung
DE102019202028A1 (de) Ansteuerschaltung, Leistungsmodul und System zur Umwandlung elektrischer Leistung
EP2154784A1 (de) Anordnung mit einer Treiberschaltung und mindestens einem Leistungsschalter sowie Ansteuerverfahren hierzu
EP2709257A2 (de) Stromrichterschaltung und Verfahren zur Steuerung der Stromrichterschaltung
DE10231158A1 (de) Gleichspannungswandler
DE102022120065A1 (de) Verfahren zum reduzieren einer oszillation während des anschaltens eines leistungstransistors durch regeln der gate-schaltgeschwindigkeitssteuerung seines komplementären leistungstransistors
DE102021203853A1 (de) Schaltungsanordnung für parallel geschaltete Leistungshalbleiter, sowie Elektronikmodul
EP2792061B1 (de) Wahlweise steuerung eines wechselstrommotors oder gleichstrommotors
DE102017101272A1 (de) Treiber für einen High-Side-Schalter eines Kaskodenschalters
DE102013103186B4 (de) Lastantriebs-Schaltkreisvorrichtung
DE102013220940A1 (de) Wechselrichter
DE102018124589A1 (de) Bestromungsvorrichtung zum Abbauen eines Erregerspulenmagnetfelds

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R084 Declaration of willingness to licence
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee