JP2006270562A - E級増幅器 - Google Patents
E級増幅器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006270562A JP2006270562A JP2005086244A JP2005086244A JP2006270562A JP 2006270562 A JP2006270562 A JP 2006270562A JP 2005086244 A JP2005086244 A JP 2005086244A JP 2005086244 A JP2005086244 A JP 2005086244A JP 2006270562 A JP2006270562 A JP 2006270562A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- switch
- voltage
- circuit
- switch element
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
【解決手段】 直流電圧源VdcとチョークインダクタL1からなる直流電流源2、この直流電流源2に並列に接続される第1スイッチS1と、この第1スイッチS1のオン・オフを制御する第1スイッチ制御回路5と、第1スイッチS1に並列に接続される第1キャパシタC1と、直流電流源2と負荷Rとの間に直列に接続されるインダクタLr及びキャパシタCrからなる直列共振回路3とを備えたE級増幅器において、第1キャパシタC1に並列にアクティブクランプ回路7を接続し、第1スイッチ素子S1のオフ期間内に第1キャパシタC1に流れる電流をダイオードD及び第2キャパシタC2を介してバイパスさせ、第1スイッチ素子C1の両端電圧を第2キャパシタC2の両端電圧Vcのレベルにまでクランプするようにしたものである。
【選択図】 図2
Description
t1:制御信号SC1がオンに立ち上がったタイミング
t2:負荷電流Irが正方向から逆方向に反転(自然転流)するタイミング
t3:制御信号SC1がオフに立ち下がったタイミング
t4:負荷電流Irが逆方向から正方向に反転(自然転流)するタイミング
t5:シャントキャパシタC1に流れる電流Icが正方向から逆方向に反転するタイミング
であり、モード(1)〜(5)は、それぞれ、
モード(1):期間(t1−t2)における動作モード
モード(2):期間(t2−t3)における動作モード
モード(3):期間(t3−t4)における動作モード
モード(4):期間(t4−t5)における動作モード
モード(5):期間(t5−次のt1)における動作モード
である。なお、本明細書では、「転流」を電流の流れる向きが反転するという意味で用いている。
モード(1)では、図14で説明した従来のE級増幅器のモード(1)と基本的に同一の動作が行われる。すなわち、図4に示すように、第1スイッチ制御回路5によって第1スイッチ素子S1がターンオンされ(ゼロボルトスイッチング)、第1スイッチ素子S1に流れる電流Is1が徐々に増加する。なお、モード(1)では、第2キャパシタC2の両端電圧Vcが第1キャパシタC1の両端電圧よりも高いので、ダイオードDはオフ状態になっている。
モード(2)では、図14で説明した従来のE級増幅器のモード(2)と基本的に同一の動作が行われる。すなわち、負荷電流Irは、直列共振回路3の共振特性によりタイミングt2で自然に転流し、図5に示すように、第1スイッチ素子S1→負荷抵抗R→直列共振回路3→第1スイッチ素子S1の電流経路A1で流れる。モード(2)では、第1スイッチS1に直流電流源2からの直流電流Iinに負荷電流Irが加算されて流れるので、電流Is1は正弦波状の波形で変化する(図3のモード(2)での電流Is参照))。第1スイッチ素子S1に流れる電流Is1は、負荷電流Irが最小となる点でピークとなり、以降、低下する。
タイミングt3で第1スイッチ制御回路5から第1スイッチ素子S1に「ターンオフ」させる制御信号SC1(ローレベルに立ち下がる信号)が入力され、モード(3A)に遷移する。モード(3A)では、第1スイッチ素子S1がターンオフされ、それまで第1スイッチ素子S1に流れていた電流Is1が第1キャパシタC1を流れるようになる(図3のモード(3A)での電流Is1,Ic参照)。
第1キャパシタC1の両端電圧Vsの値がタイミングt6で第2キャパシタC2の両端電圧Vcの値を越えると、ダイオードDに順方向の電流Idが流れ、ダイオードDがオンになり、モード(3B)になる。これにより、図6に示した第1キャパシタC1→負荷抵抗R→直列共振回路3→第1キャパシタC1の電流経路A2が、図7に示すようにダイオードD→第2キャパシタC2→負荷抵抗R→直列共振回路3→ダイオードDを電流が流れる電流経路A3に遷移する。
C2側に流れるようになる(図3のモード(3B)の電流Ic、電流Id参照)。しかし、第2キャパシタC2の容量が十分に大きいために、第2キャパシタC2側に電流が流れるようになっても第2キャパシタC2の両端電圧Vcは、第2キャパシタC2だけで考えた場合、微小に増加する程度で収まる。
その後、タイミングt4で第2スイッチ制御回路7aによって第2スイッチ素子S2に「ターンオン」させる制御信号SC2(ハイレベルに立ち上がる信号)が入力されると、モード(4)に遷移する。タイミングt4は、図3に示すように、負荷電流Irが逆方向から正方向に自然に転流するタイミングである。このとき、ダイオードDがオンしているので、第2スイッチ素子S2の両端電圧は、ダイオードDの順方向電圧となる。したがって、第2スイッチ素子S2に対してもゼロボルトスイッチングを行わせることができる。
第2スイッチ素子S2に流れる電流Is2が「0」になるタイミングt5でモード(5A)に遷移し、モード(5A)では、図9に示すように、第2スイッチ素子S2→直列共振回路3→負荷抵抗R→第2キャパシタC2→第2スイッチ素子S2の電流経路A4が形成される。従って、この電流経路A4によって電流Is2が逆方向に流れることにより第2キャパシタC2は放電される。負荷電流Irは正弦波状の波形を有するので、電流Is2は正弦波状の波形で変化する(図3のモード(5A)の電流Is2参照)。
タイミングt7で第2スイッチ制御回路7aから第2スイッチ素子S2に「ターンオフ」させる制御信号SC2(ローレベルに立ち下がる信号)が入力され、モード(5B)に遷移する。モード(5B)では、第2スイッチ素子S2がターンオフされ、それまで第2スイッチ素子S2に流れていた電流Is2が第1キャパシタC1を流れるようになる(図3のモード(5B)での電流Is2,Ic参照)。
2 直流電流源
3 直列共振回路
4 スイッチ回路
5 第1スイッチ制御回路
6 シャントキャパシタ
7 アクティブクランプ回路
7a 第2スイッチ制御回路
7b 第2のスイッチ回路
8 負荷
C1,C2 キャパシタ
D クランプダイオード
L1 チョークインダクタ
Lr インダクタ
R 負荷抵抗
S1 第1スイッチ素子
S2 第2スイッチ素子
Vdc 直流電圧源
Claims (8)
- 直流電流源と、
前記直流電流源に接続される第1のスイッチ回路と、
前記第1のスイッチ回路に並列に接続される第1のキャパシタと、
前記直流電流源と負荷との間に直列に接続される共振回路と、
前記第1のスイッチ回路を所定の周波数でオン・オフさせる第1のスイッチ制御回路と、を備えたE級増幅器において、
前記第1のキャパシタよりも容量の大きい第2のキャパシタと当該第2のキャパシタに直列接続される第2のスイッチ回路とから構成されていて前記第1のキャパシタに並列接続されるクランプ回路を備え、
前記第1のスイッチ回路がオフになり前記第1のキャパシタに電流が流れることにより充電される前記第1のキャパシタの両端電圧が、前記クランプ回路の第2のキャパシタの両端電圧を超えるタイミングで前記第2のスイッチ回路をオンさせて、前記第2のキャパシタに電流を流すことを特徴とする、E級増幅器。 - 前記第2のスイッチ回路は、スイッチ素子からなることを特徴とする、請求項1に記載のE級増幅器。
- 前記スイッチ素子を前記第1のスイッチ回路のオフ期間内に制御する第2のスイッチ制御回路を更に備え、
前記第2のスイッチ制御回路は、前記第1のキャパシタの両端電圧が前記第2のキャパシタの両端電圧を超えるタイミングで前記スイッチ素子をオンさせて前記第2のキャパシタに電流を流すことを特徴とする、請求項2に記載のE級増幅器。 - 前記第2のスイッチ制御回路は、前記第1のスイッチ回路がオンするときに、前記第1のキャパシタの両端電圧が略0ボルトになるタイミングで、前記第2のスイッチ回路をオフさせることを特徴とする、請求項3に記載のE級増幅器。
- 前記第2のスイッチ回路は、スイッチ素子と、このスイッチ素子に並列に接続されたダイオードとからなることを特徴とする、請求項1に記載のE級増幅器。
- 前記スイッチ素子を前記第1のスイッチ回路のオフ期間内に制御する第2のスイッチ制御回路を更に備え、
前記第2のスイッチ制御回路は、前記第1のスイッチ回路がオフになったときを基準とし、前記第1のキャパシタの両端電圧が前記第2のキャパシタの両端電圧を超えるタイミングから前記第2のスイッチ回路に流れる電流の向きが反転するまでの時間以内に前記スイッチ素子をオンさせて前記第2のキャパシタに電流を流し、
前記第1のキャパシタの両端電圧が前記第2のキャパシタの両端電圧を超えるタイミングから前記スイッチ素子をオンさせるまでは、前記ダイオードを用いて前記第2のキャパシタに電流を流すことを特徴とする、請求項5に記載のE級増幅器。 - 前記第2のスイッチ制御回路は、前記第1のスイッチ回路がオンするときに、前記第1のキャパシタの両端電圧が略0ボルトになるタイミングで、前記第2のスイッチ回路をオフさせることを特徴とする、請求項6に記載のE級増幅器。
- 前記第2のスイッチ回路は、MOSFETによって構成され、前記スイッチ素子として機能するとともに、前記MOSFETのボディダイオードが前記ダイオードとして機能することを特徴とする、請求項5〜7のいずれかに記載のE級増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005086244A JP4602132B2 (ja) | 2005-03-24 | 2005-03-24 | E級増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005086244A JP4602132B2 (ja) | 2005-03-24 | 2005-03-24 | E級増幅器 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006270562A true JP2006270562A (ja) | 2006-10-05 |
JP2006270562A5 JP2006270562A5 (ja) | 2008-04-03 |
JP4602132B2 JP4602132B2 (ja) | 2010-12-22 |
Family
ID=37206043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005086244A Active JP4602132B2 (ja) | 2005-03-24 | 2005-03-24 | E級増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4602132B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010044346A1 (ja) * | 2008-10-16 | 2010-04-22 | 日本電気株式会社 | 電力増幅器 |
JP2010206420A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Chiba Univ | Em級増幅器及びこれを備えた機器 |
KR101671818B1 (ko) * | 2015-09-24 | 2016-11-03 | 주식회사 맵스 | 증폭기의 영전압 스위칭 제어장치 및 무선전력 송신장치 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5858866A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-07 | Toshiba Corp | スイッチング装置 |
JPH03222671A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-10-01 | Sanken Electric Co Ltd | スイッチング電源装置 |
JPH0755042B2 (ja) * | 1988-12-05 | 1995-06-07 | アメリカン テレフォン アンド テレグラフ カンパニー | 高周波共振コンバータ |
JPH08228486A (ja) * | 1995-02-22 | 1996-09-03 | Takasago Seisakusho:Kk | Dc−acインバータの制御方法 |
JPH11164566A (ja) * | 1997-11-27 | 1999-06-18 | Denso Corp | 共振形インバータ装置 |
JP2005020363A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パルス幅変調駆動装置 |
-
2005
- 2005-03-24 JP JP2005086244A patent/JP4602132B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5858866A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-07 | Toshiba Corp | スイッチング装置 |
JPH0755042B2 (ja) * | 1988-12-05 | 1995-06-07 | アメリカン テレフォン アンド テレグラフ カンパニー | 高周波共振コンバータ |
JPH03222671A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-10-01 | Sanken Electric Co Ltd | スイッチング電源装置 |
JPH08228486A (ja) * | 1995-02-22 | 1996-09-03 | Takasago Seisakusho:Kk | Dc−acインバータの制御方法 |
JPH11164566A (ja) * | 1997-11-27 | 1999-06-18 | Denso Corp | 共振形インバータ装置 |
JP2005020363A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パルス幅変調駆動装置 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010044346A1 (ja) * | 2008-10-16 | 2010-04-22 | 日本電気株式会社 | 電力増幅器 |
US8198950B2 (en) | 2008-10-16 | 2012-06-12 | Nec Corporation | Power amplifier |
JP5472115B2 (ja) * | 2008-10-16 | 2014-04-16 | 日本電気株式会社 | 電力増幅器 |
JP2010206420A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Chiba Univ | Em級増幅器及びこれを備えた機器 |
KR101671818B1 (ko) * | 2015-09-24 | 2016-11-03 | 주식회사 맵스 | 증폭기의 영전압 스위칭 제어장치 및 무선전력 송신장치 |
WO2017052158A1 (ko) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | 주식회사 맵스 | 증폭기의 영전압 스위칭 제어장치 및 무선전력 송신장치 |
CN108028627A (zh) * | 2015-09-24 | 2018-05-11 | 曼珀斯有限公司 | 放大器的零电压切换控制装置和无线电力传输装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4602132B2 (ja) | 2010-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6452814B1 (en) | Zero voltage switching cells for power converters | |
US7486055B2 (en) | DC-DC converter having a diode module with a first series circuit and a second series with a flywheel diode | |
US6198260B1 (en) | Zero voltage switching active reset power converters | |
US8018279B2 (en) | Class D amplifier circuit with bi-directional power switch | |
US20080043506A1 (en) | Dc-ac converter | |
US20110216563A1 (en) | HEMT/GaN Half-Bridge Circuit | |
US20080037290A1 (en) | Ac-dc converter and method for driving for ac-dc converter | |
US7161305B2 (en) | Method and apparatus for single-ended conversion of DC to AC power for driving discharge lamps | |
JP4602132B2 (ja) | E級増幅器 | |
JP4043321B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2003070249A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2006270562A5 (ja) | ||
JP2003134817A (ja) | 電源装置 | |
US20080037299A1 (en) | Method for driving dc-ac converter | |
JP2001309646A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP4970009B2 (ja) | スイッチング素子のゲート駆動回路 | |
JP4098494B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2001327166A (ja) | スイッチング電源回路 | |
JP2009159696A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2000312474A (ja) | 電源装置 | |
JP4970114B2 (ja) | ゲート駆動回路 | |
JP5042880B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JPH10136646A (ja) | 同期整流器 | |
JPH08289540A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2893466B2 (ja) | プッシュプルインバータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080215 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080215 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091210 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100928 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100929 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4602132 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |