JP2001218463A - 電力変換回路 - Google Patents
電力変換回路Info
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- JP2001218463A JP2001218463A JP2000026292A JP2000026292A JP2001218463A JP 2001218463 A JP2001218463 A JP 2001218463A JP 2000026292 A JP2000026292 A JP 2000026292A JP 2000026292 A JP2000026292 A JP 2000026292A JP 2001218463 A JP2001218463 A JP 2001218463A
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 本発明は電力変換回路の電力損失とノイズ
が低減できるソフトスイッチング型のフルブリッジ或い
はハーフブリッジ回路を構成する半導体スイッチのター
ンオフ時の電圧波形のリンギング（減衰振動）の振幅と
周波数の低減を図り、伝導及び輻射ノイズの少ない電力
変換回路を提供する。 【解決手段】 電力変換回路の主回路を構成する複数の
半導体スイッチに夫々並列に共振用コンデンサとダイオ
ードの並列回路を接続し、前記共振用コンデンサと共振
するインダクタで形成されるソフトスイッチング型の電
力変換回路において、該共振用コンデンサと該ダイオー
ドの間に過飽和リアクトルを接続したことを特徴とする
電力変換回路。
が低減できるソフトスイッチング型のフルブリッジ或い
はハーフブリッジ回路を構成する半導体スイッチのター
ンオフ時の電圧波形のリンギング（減衰振動）の振幅と
周波数の低減を図り、伝導及び輻射ノイズの少ない電力
変換回路を提供する。 【解決手段】 電力変換回路の主回路を構成する複数の
半導体スイッチに夫々並列に共振用コンデンサとダイオ
ードの並列回路を接続し、前記共振用コンデンサと共振
するインダクタで形成されるソフトスイッチング型の電
力変換回路において、該共振用コンデンサと該ダイオー
ドの間に過飽和リアクトルを接続したことを特徴とする
電力変換回路。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は共振型コンバータ等
の電力変換回路に関する。
の電力変換回路に関する。
【０００２】
【従来技術】従来の共振型コンバータの一例を図４に示
す。例えばＭＯＳＦＥＴなどの２個の半導体スイッチＱ
1、Ｑ2が直列接続され、又別の２個の半導体スイッチＱ
3、Ｑ4が直列接続され、各接続点間に共振用インダクタ
Ｌ1を介してトランスＴの１次巻線が接続され、所謂フ
ルブリッジ回路が構成されている。又半導体スイッチＱ
1〜Ｑ4には夫々共振用コンデンサＣ1〜Ｃ4と帰還用ダイ
オードＤ1〜Ｄ4の並列回路が接続されている。
す。例えばＭＯＳＦＥＴなどの２個の半導体スイッチＱ
1、Ｑ2が直列接続され、又別の２個の半導体スイッチＱ
3、Ｑ4が直列接続され、各接続点間に共振用インダクタ
Ｌ1を介してトランスＴの１次巻線が接続され、所謂フ
ルブリッジ回路が構成されている。又半導体スイッチＱ
1〜Ｑ4には夫々共振用コンデンサＣ1〜Ｃ4と帰還用ダイ
オードＤ1〜Ｄ4の並列回路が接続されている。
【０００３】一方トランスＴの２次巻線には夫々整流用
ダイオードＤ5〜Ｄ8が全波整流回路として接続され、平
滑用チョークコイルＬ2及びコンデンサＣ6を介して負荷
に平滑直流を出力するように構成されている。なお、Ｖ
1は直流電源、Ｌ3、Ｌ4は寄生インダクタンスである。
ダイオードＤ5〜Ｄ8が全波整流回路として接続され、平
滑用チョークコイルＬ2及びコンデンサＣ6を介して負荷
に平滑直流を出力するように構成されている。なお、Ｖ
1は直流電源、Ｌ3、Ｌ4は寄生インダクタンスである。
【０００４】この回路の動作は半導体スイッチＱ1、Ｑ4
がターンオンすると直流電源Ｖ1→半導体スイッチＱ1→
共振インダクタンスＬ1→１次巻線ｎ1→半導体スイッチ
Ｑ4→直流電源のループで電流が流れ、又、半導体スイ
ッチＱ3、Ｑ2がオンすると（Ｑ1、Ｑ4オフ）同様に直流
電源Ｖ1→半導体スイッチＱ3→１次巻線ｎ1→共振イン
ダクタンスＬ1→半導体スイッチＱ2→直流電源Ｖ1のル
ープで電流が流れる。そしてトランスＴの２次巻線ｎ2
に発生する交流を全波整流（Ｄ5〜Ｄ8）し、平滑用チョ
ークコイルＬ2及びコンデンサＣ6を介して直流電圧を出
力する。
がターンオンすると直流電源Ｖ1→半導体スイッチＱ1→
共振インダクタンスＬ1→１次巻線ｎ1→半導体スイッチ
Ｑ4→直流電源のループで電流が流れ、又、半導体スイ
ッチＱ3、Ｑ2がオンすると（Ｑ1、Ｑ4オフ）同様に直流
電源Ｖ1→半導体スイッチＱ3→１次巻線ｎ1→共振イン
ダクタンスＬ1→半導体スイッチＱ2→直流電源Ｖ1のル
ープで電流が流れる。そしてトランスＴの２次巻線ｎ2
に発生する交流を全波整流（Ｄ5〜Ｄ8）し、平滑用チョ
ークコイルＬ2及びコンデンサＣ6を介して直流電圧を出
力する。
【０００５】次に半導体スイッチＱ1、Ｑ2（Ｑ3、Ｑ4も
同様）のターンオンからターンオフ時の動作について、
図５を参照して説明する。図５は従来回路の各部動作波
形図で半導体スイッチＱ3、Ｑ4の動作を無視して説明す
る。先ず、図５において、時間ｔ1で半導体スイッチＱ1
がターンオフすると、トランスＴを介して流れていたＬ
1の電流は、Ｌ1→共振用コンデンサＣ1→配線インダク
タンスＬ3→直流電源Ｖ1→半導体スイッチＱ4→トラン
スＴ→Ｌ1の経路で共振コンデンサＣ1を充電するループ
と、共振用インダクタＬ1→トランスＴ→半導体スイッ
チＱ4→共振コンデンサＣ2→配線インダクタＬ4の経路
で共振コンデンサＣ2を放電するループに分流する。
同様）のターンオンからターンオフ時の動作について、
図５を参照して説明する。図５は従来回路の各部動作波
形図で半導体スイッチＱ3、Ｑ4の動作を無視して説明す
る。先ず、図５において、時間ｔ1で半導体スイッチＱ1
がターンオフすると、トランスＴを介して流れていたＬ
1の電流は、Ｌ1→共振用コンデンサＣ1→配線インダク
タンスＬ3→直流電源Ｖ1→半導体スイッチＱ4→トラン
スＴ→Ｌ1の経路で共振コンデンサＣ1を充電するループ
と、共振用インダクタＬ1→トランスＴ→半導体スイッ
チＱ4→共振コンデンサＣ2→配線インダクタＬ4の経路
で共振コンデンサＣ2を放電するループに分流する。
【０００６】その後、共振用コンデンサＣ1の充電及び
Ｃ2の放電が終了すると共振インダクタＬ1の電流は全て
転流用ダイオードＤ2を通して流れる。図５のｉＤ2はこ
の時のダイオードＤ2の電流波形を示し、急激に電流が
立ち上がることを示している。一方、Ｌ3、Ｌ4で示す寄
生インダクタンスの存在によりこの電流の急激な変化が
許容されず、インダクタンスＬ3、Ｌ4と共振コンデンサ
Ｃ1の共振が起こり、図６に示すように半導体スイッチ
Ｑ1の電圧波形が大きく振動する。
Ｃ2の放電が終了すると共振インダクタＬ1の電流は全て
転流用ダイオードＤ2を通して流れる。図５のｉＤ2はこ
の時のダイオードＤ2の電流波形を示し、急激に電流が
立ち上がることを示している。一方、Ｌ3、Ｌ4で示す寄
生インダクタンスの存在によりこの電流の急激な変化が
許容されず、インダクタンスＬ3、Ｌ4と共振コンデンサ
Ｃ1の共振が起こり、図６に示すように半導体スイッチ
Ｑ1の電圧波形が大きく振動する。
【０００７】図６は半導体スイッチＱ1（Ｑ2〜Ｑ4も同
様）のオンからオフ時の電圧波形（ロ）、電流波形
（イ）を示し、夫々大きく振動することを示している。
この結果、この間の振動周波数が高くなり伝導及び輻射
ノイズの原因となる。
様）のオンからオフ時の電圧波形（ロ）、電流波形
（イ）を示し、夫々大きく振動することを示している。
この結果、この間の振動周波数が高くなり伝導及び輻射
ノイズの原因となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電力変換回
路の電力損失とノイズが低減できるソフトスイッチング
型のフルブリッジ或いはハーフブリッジ回路を構成する
半導体スイッチのターンオフ時の電圧波形のリンギング
（減衰振動）の振幅と周波数の低減を図り、伝導及び輻
射ノイズの少ない電力変換回路を提供する。
路の電力損失とノイズが低減できるソフトスイッチング
型のフルブリッジ或いはハーフブリッジ回路を構成する
半導体スイッチのターンオフ時の電圧波形のリンギング
（減衰振動）の振幅と周波数の低減を図り、伝導及び輻
射ノイズの少ない電力変換回路を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、電力変換回路の主回路を構成す
る複数の半導体スイッチに夫々並列に共振用コンデンサ
とダイオードの並列回路を接続し、前記共振用コンデン
サと共振するインダクタで形成されるソフトスイッチン
グ型の電力変換回路において、該共振用コンデンサと該
ダイオードの間に過飽和リアクトルを接続したことを特
徴とする。
め、請求項１の発明は、電力変換回路の主回路を構成す
る複数の半導体スイッチに夫々並列に共振用コンデンサ
とダイオードの並列回路を接続し、前記共振用コンデン
サと共振するインダクタで形成されるソフトスイッチン
グ型の電力変換回路において、該共振用コンデンサと該
ダイオードの間に過飽和リアクトルを接続したことを特
徴とする。
【００１０】上記課題を解決するため請求項３の発明
は、電力変換回路の主回路を構成する複数の半導体スイ
ッチに夫々並列に共振用コンデンサとダイオードの並列
回路を接続し、前記共振用コンデンサとインダクタで形
成されるソフトスイッチング型の電力変換回路におい
て、該共振用コンデンサとダイオードの間に、夫々過飽
和リアクトルが直列に接続されたダイオードの逆並列回
路を接続したことを特徴とする。
は、電力変換回路の主回路を構成する複数の半導体スイ
ッチに夫々並列に共振用コンデンサとダイオードの並列
回路を接続し、前記共振用コンデンサとインダクタで形
成されるソフトスイッチング型の電力変換回路におい
て、該共振用コンデンサとダイオードの間に、夫々過飽
和リアクトルが直列に接続されたダイオードの逆並列回
路を接続したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例回路図
で、従来例と同一符号は同等部分を示す。本発明は従来
例と対比して明らかなように電力変換回路の主回路を構
成する各半導体スイッチＱ1〜Ｑ4（図ではＱ1のみ表
示）に並列接続された共振用コンデンサＣ1とダイオー
ドＤ1の間に直列に過飽和リアクトルＬｓを接続するよ
うにしたものである。
で、従来例と同一符号は同等部分を示す。本発明は従来
例と対比して明らかなように電力変換回路の主回路を構
成する各半導体スイッチＱ1〜Ｑ4（図ではＱ1のみ表
示）に並列接続された共振用コンデンサＣ1とダイオー
ドＤ1の間に直列に過飽和リアクトルＬｓを接続するよ
うにしたものである。
【００１２】この構成によれば、共振用コンデンサＣ1
との共振時に該過飽和リアクトルは低い周波数に対して
は短時間に飽和するので、共振条件を損なうことがな
い。又、高い周波数に対しては、インダクタとして作用
し、共振用コンデンサと半導体スイッチ間の配線インダ
クタンスとの振動による周波数振幅を低減でき、輻射ノ
イズが低減される。因みに図３は本発明実施例による半
導体スイッチＱ1のターンオンからターンオフへの移行
時の電圧波形ロ（ＶＤＳ）及び電流波形イ（ＩＤ）を示
し、殆ど振動が発生していないことを示している。
との共振時に該過飽和リアクトルは低い周波数に対して
は短時間に飽和するので、共振条件を損なうことがな
い。又、高い周波数に対しては、インダクタとして作用
し、共振用コンデンサと半導体スイッチ間の配線インダ
クタンスとの振動による周波数振幅を低減でき、輻射ノ
イズが低減される。因みに図３は本発明実施例による半
導体スイッチＱ1のターンオンからターンオフへの移行
時の電圧波形ロ（ＶＤＳ）及び電流波形イ（ＩＤ）を示
し、殆ど振動が発生していないことを示している。
【００１３】図２は、本発明の他の実施例回路図で、夫
々過飽和リアクトルＬS1、ＬS2が直列に接続されたダイ
オードＤS1、ＤS2の逆並列回路を共振用コンデンサＣ1
とダイオードＤ1との間に直列に接続するようにしたも
のである。過飽和リアクトルは磁束の変化量が大きいた
め、鉄損の大きいものでは発熱が問題となる。従って高
周波、大振幅でロスの少ない高価なコアが要求される
が、この構成によれば過飽和リアクトルを流れる電流を
ダイオードにより方向性持たせるために安価なコアの使
用が可能である。
々過飽和リアクトルＬS1、ＬS2が直列に接続されたダイ
オードＤS1、ＤS2の逆並列回路を共振用コンデンサＣ1
とダイオードＤ1との間に直列に接続するようにしたも
のである。過飽和リアクトルは磁束の変化量が大きいた
め、鉄損の大きいものでは発熱が問題となる。従って高
周波、大振幅でロスの少ない高価なコアが要求される
が、この構成によれば過飽和リアクトルを流れる電流を
ダイオードにより方向性持たせるために安価なコアの使
用が可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、共振用コンデンサ、ダイオードの電流変化
（立上がり、立下がり）が緩やかにできるので振動周波
数、振幅が小さく伝導及び輻射ノイズが低減できる等、
低ノイズ電力変換回路として好適である。
によれば、共振用コンデンサ、ダイオードの電流変化
（立上がり、立下がり）が緩やかにできるので振動周波
数、振幅が小さく伝導及び輻射ノイズが低減できる等、
低ノイズ電力変換回路として好適である。
【図１】 本発明の一実施例回路図
【図２】 本発明の他の実施例回路図
【図３】 本発明実施例（図１）の動作波形図
【図４】 従来回路図
【図５】 従来回路の各部動作波形図
【図６】 従来回路の動作波形図
Ｑ1〜Ｑ4 半導体スイッチ（ＭＯＳＦＥ
Ｔ） Ｃ1〜Ｃ4 共振用コンデンサ Ｌ1 共振用インダクタ Ｌ3、Ｌ4 配線インダクタ ＬS、ＬS1、ＬS2 過飽和リアクトル Ｄ1〜Ｄ4 帰還用ダイオード ＤS1、ＤS2 ダイオード
Ｔ） Ｃ1〜Ｃ4 共振用コンデンサ Ｌ1 共振用インダクタ Ｌ3、Ｌ4 配線インダクタ ＬS、ＬS1、ＬS2 過飽和リアクトル Ｄ1〜Ｄ4 帰還用ダイオード ＤS1、ＤS2 ダイオード
Claims (3)
- 【請求項１】 電力変換回路の主回路を構成する複数の
半導体スイッチに夫々並列に共振用コンデンサとダイオ
ードの並列回路を接続し、前記共振用コンデンサと共振
するインダクタで形成されるソフトスイッチング型の電
力変換回路において、該共振用コンデンサと該ダイオー
ドの間に過飽和リアクトルを接続したことを特徴とする
電力変換回路。 - 【請求項２】 ダイオードが半導体スイッチ内蔵ダイオ
ードであることを特徴とする請求項１の電力変換回路。 - 【請求項３】 電力変換回路の主回路を構成する複数の
半導体スイッチに、夫々並列に共振用コンデンサとダイ
オードの並列回路を接続し、前記共振用コンデンサとイ
ンダクタで形成されるソフトスイッチング型の電力変換
回路において、該共振用コンデンサとダイオードの間
に、夫々過飽和リアクトルが直列に接続されたダイオー
ドの逆並列回路を接続したことを特徴とする電力変換回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000026292A JP3557380B2 (ja) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | 電力変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000026292A JP3557380B2 (ja) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | 電力変換回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001218463A true JP2001218463A (ja) | 2001-08-10 |
| JP3557380B2 JP3557380B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=18552045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000026292A Expired - Fee Related JP3557380B2 (ja) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | 電力変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3557380B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006320182A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Matsushita Electric Works Ltd | 給電システム、給電制御装置、給電装置、及び給電方法 |
| JP2010200401A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | スイッチング回路 |
-
2000
- 2000-02-03 JP JP2000026292A patent/JP3557380B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006320182A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Matsushita Electric Works Ltd | 給電システム、給電制御装置、給電装置、及び給電方法 |
| JP4661343B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2011-03-30 | パナソニック電工株式会社 | 給電システム、給電制御装置、給電装置、及び給電方法 |
| JP2010200401A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | スイッチング回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3557380B2 (ja) | 2004-08-25 |
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