JP2006180599A - 電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチング素子12,13とスイッチング素子14,15とに対して、所定のスイッチング周波数の元で共にオンする期間がなく、ゼロ電圧スイッチングのためのデッドタイム期間以外はいずれか一方のスイッチング素子がオンし、スイッチング素子12,14とスイッチング素子13,15とに対して、位相を180°ずらせてオンオフさせ、スイッチング素子20,21に対して、出力に正及び逆方向の電流が流れている期間にオンさせ、不連続電流モードで動作させる。
【選択図】 図1
Description
−nVin/Lr
となる。つまり、入力電圧Vinに比例し、また、通常漏れインダクタンスLrは非常に小さいことから、電流の傾きは非常に大きくなり、この電流の傾きに依存するリカバリ電流は非常に大きくなる。
nVin
となる。つまり、入力電圧Vinに比例し、これにさらにサージ電圧が加わることを考慮すると、耐圧の高いFETが必要となる。
Ip(t9)=−Vout・(t9−t6)/(2・n・Lp)[A]
である。
Ip(t1)=Ip(t9)[A]
より、
{(Vin−Vout/n)/L+Vout/(n・Lp)}[A/s]
の傾きで上昇を始め、最終値Ip(t2)、
Ip(t2)={(Vin−Vout/n)/L+Vout/(2・n・Lp)}(t2−t1)−Ip(t9)[A]
に達する。
ここで、Cr[F]はコンデンサ(16)の容量、tr[s]はスイッチング素子(12)のスイッチング期間、Ts[s]はDC−DCコンバータ(100)のスイッチング周期(図1において、t0〜t10の期間)である。
{−Vout/(n・L)+Vout/(n・Lp)}[A/s]
の傾きで下降を始め、最終値Ip(t4)、
Ip(t4)=Vout・(t4−t1)/(2・n・Lp)[A]
に達する。また、トランス(19)の2次側は、スイッチング素子(21)を介して、1次側のコイル(18)よりエネルギーが供給されている状態である。
ここで、Irr[A]はスイッチング素子(12)のリカバリ電流、trr[s]はスイッチング素子(12)のリカバリ時間である。
−dI/dt=Vo/(L・n2)[A/s]
となり、安定化された出力電圧、値の大きいコイル(18)のインダクタンスに依存するため、通常のDC−DCコンバータに比べて小さい。
Vp(12)=2・Vout
となり、安定化された出力電圧となるため、通常のDC−DCコンバータに比べてスイッチング素子の耐圧を低く抑えられ、より、低抵抗のスイッチング素子が使用可能となり、高効率化が可能となる。
ここで、Iout[A]は出力電流である。
ここで、Ton[s]は、スイッチング素子(12,14)のオン期間、つまり、図2におけるt1〜t2の期間及びt6〜t7の期間である。
Claims (6)
- 一端に直流電圧の一方のレベルが印加される第1のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子の他端に一端が接続され、他端に前記直流電圧の他方のレベルが印加される第2のスイッチング素子と、
一端に前記直流電圧の一方のレベルが印加される第3のスイッチング素子と、
前記第3のスイッチング素子の他端に一端が接続され、他端に前記第2のスイッチング素子の他端が接続されて、前記直流電圧の他方のレベルが印加される第4のスイッチング素子と、
前記第1及び第2のスイッチング素子のいずれか一方に並列に接続される第1のコンデンサと、
前記第1のコンデンサに対応させて前記第3及び第4のスイッチング素子のいずれか一方に並列に接続される第2のコンデンサと、
前記第1及び第2のスイッチング素子の接続点に一端が接続された第1のコイルと、
前記第1のコイルの他端と前記第3及び第4のスイッチング素子の接続点との間に1次側コイルが接続されたトランスと、
前記トランスの2次側コイルの両端間に直列接続された第5及び第6のスイッチング素子と、
前記トランスの2次側コイルの中間タップ点と前記第5及び第6のスイッチング素子の接続点との間に接続された第3のコンデンサと、
前記第3のコンデンサの両端間出力電圧に基づいて前記第1乃至第6のスイッチング素子を制御するもので、前記第1及び第2のスイッチング素子と前記第3及び第4のスイッチング素子とに対しては、それぞれ、所定のスイッチング周波数の元で共にオンする期間がなく、ゼロ電圧スイッチングのためのデッドタイム期間以外はいずれか一方のスイッチング素子がオンし、前記第1及び第3のスイッチング素子と前記第2及び第4のスイッチング素子とに対しては、それぞれ、位相を180°ずらせてオンオフさせ、前記第5及び第6のスイッチング素子に対しては、それぞれ、出力に正及び逆方向の電流が流れている期間にオンさせ、不連続電流モードで動作させる制御手段とを具備することを特徴とする電源装置。 - 前記第1のコイルは、前記トランスの漏れインダクタンスで形成されることを特徴とする請求項1記載の電源装置。
- 前記第1のコンデンサは、前記第1のスイッチング素子、前記第2のスイッチング素子及び前記トランスの寄生容量で形成され、
前記第2のコンデンサは、前記第3のスイッチング素子、前記第4のスイッチング素子及び前記トランスの寄生容量で形成されることを特徴とする請求項1または2記載の電源装置。 - 前記トランスの1次側コイルに並列接続された第2のコイルを具備することを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の電源装置。
- 前記第5のスイッチング素子に並列接続された第1の整流素子と、前記第6のスイッチング素子に並列接続された第2の整流素子とを具備することを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の電源装置。
- 一端に直流電圧の一方のレベルが印加される第1のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子の他端に一端が接続され、他端に前記直流電圧の他方のレベルが印加される第2のスイッチング素子と、一端に前記直流電圧の一方のレベルが印加される第3のスイッチング素子と、前記第3のスイッチング素子の他端に一端が接続され、他端に前記第2のスイッチング素子の他端が接続されて、前記直流電圧の他方のレベルが印加される第4のスイッチング素子と、前記第1及び第2のスイッチング素子のいずれか一方に並列に接続される第1のコンデンサと、前記第1のコンデンサに対応させて前記第3及び第4のスイッチング素子のいずれか一方に並列に接続される第2のコンデンサと、前記第1及び第2のスイッチング素子の接続点に一端が接続された第1のコイルと、前記第1のコイルの他端と前記第3及び第4のスイッチング素子の接続点との間に1次側コイルが接続されたトランスと、前記トランスの2次側コイルの両端間に直列接続された第5及び第6のスイッチング素子と、前記トランスの2次側コイルの中間タップ点と前記第5及び第6のスイッチング素子の接続点との間に接続された第3のコンデンサとをそれぞれが有し、並列に接続された第1及び第2のDC−DCコンバータと、
前記第1及び第2のDC−DCコンバータの多相化された出力電圧に基づき、前記第1及び第2のDC−DCコンバータが有する前記第1乃至第6のスイッチング素子に対して、前記第1及び第2のスイッチング素子と前記第3及び第4のスイッチング素子とに対しては、それぞれ、所定のスイッチング周波数の元で共にオンする期間がなく、ゼロ電圧スイッチングのためのデッドタイム期間以外はいずれか一方のスイッチング素子がオンし、前記第1及び第3のスイッチング素子と前記第2及び第4のスイッチング素子とに対しては、それぞれ、位相を180°ずらせてオンオフさせ、前記第5及び第6のスイッチング素子に対しては、それぞれ、出力に正及び逆方向の電流が流れている期間にオンさせ、不連続電流モードで動作させるように制御を施すもので、前記第1乃至第6のスイッチング素子をオンオフ制御する信号の位相を、前記第1のDC−DCコンバータと前記第2のDC−DCコンバータとで90°ずらせる制御手段とを具備することを特徴とする電源装置。
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