JP2010068583A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2つのスイッチング電源回路2、3を備え、コンパレータ24a、24bにより指令電圧信号Sr1、Sr2と三角波信号Sc1、Sc2とをそれぞれ比較してPWM信号SPWM1、SPWM2を出力する。三角波発生回路14はコンデンサの充放電により三角波信号Sc1を生成し、反転回路19は三角波信号Sc1を反転して三角波信号Sc2を生成する。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の第1の実施形態について図1ないし図3を参照しながら説明する。
図1は、2チャンネルのスイッチング電源装置の構成を示している。このスイッチング電源装置は、車両のECU(Electronic Control Unit)などの車載機器に搭載されている。図中、一点差線で囲まれた部分は、絶縁分離構造を有するIC(半導体装置)として構成されている。このICは、埋め込み酸化膜上の単結晶シリコンからなるSOI(Silicon On Insulator)層に半導体素子が形成され、その半導体素子は、絶縁分離トレンチにより囲まれて周囲から絶縁分離されている。
図3は、各部の波形であって、上から順に三角波信号Sc1、三角波信号Sc2、三角波信号Sc1と指令電圧信号Sr1、PWM信号SPWM1、ゲート電圧VG1、三角波信号Sc2と指令電圧信号Sr2、PWM信号SPWM2、ゲート電圧VG2を表している。
次に、本発明の第2の実施形態について図4ないし図6を参照しながら説明する。
スイッチング電源装置41は、図4に示すように3つのスイッチング電源回路42、43、44から構成されている。スイッチング電源回路42、43、44の各構成要素を示す符号にはそれぞれ「a」、「b」、「c」を付している。遅延回路45、46(搬送波出力回路に相当)は、それぞれ三角波発生回路14から出力される三角波信号Sc1の位相を120°、240°遅らせて三角波信号Sc2、Sc3を出力する。図5は、これら三角波信号Sc1、Sc2、Sc3の波形を示している。
次に、本発明の第3の実施形態について図7ないし図9を参照しながら説明する。
スイッチング電源装置51は、図7に示すように6つのスイッチング電源回路52、…、55、…から構成されている。第1、第4のスイッチング電源回路52、55の各構成要素を示す符号にはそれぞれ「a」、「d」を付している。それ以外の4つのスイッチング電源回路は、遅延回路を除いて図面上省略されている。
次に、本発明の第4の実施形態について図10を参照しながら説明する。
スイッチング電源装置71のFET72a(出力トランジスタ)は、ドレイン(第1主端子)同士およびソース(第2主端子)同士が共通に接続された2つの分割されたFET72a1、72a2(分割トランジスタに相当)から構成されている。FET72a1は、ゲート駆動回路25aから出力されるゲート電圧VG1により駆動され、FET72a2は、ゲート電圧VG1を遅延回路73aを介して遅延させたゲート電圧VG1dにより駆動される。FET72bも同様に構成されている。
次に、本発明の第5の実施形態について図11を参照しながら説明する。
スイッチング電源装置81は、FET27a、27bと同じ構成のFET82a、82b(ダミートランジスタに相当)を備えている。FET82aのドレインとソースは、それぞれICのダミー電源入力端子83aとダミー出力端子84aに接続されている。FET82aは、ゲート電圧VG1をインバータ85aで反転したゲート電圧VG1nで駆動される。
なお、本発明は上記し且つ図面に示す各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
第2、第3の実施形態に対し、第4、第5の実施形態および以下に記載する構成を適宜組み合わせてもよい。
搬送波信号は、三角波信号に限られず、台形波信号、鋸波信号、サイン波信号であってもよい。
Claims (8)
- 絶縁分離構造を有する半導体装置として複数のスイッチング電源回路が形成されたスイッチング電源装置において、
前記スイッチング電源回路は、それぞれ、搬送波信号を出力する搬送波出力回路と、前記搬送波信号と指令電圧信号とを比較してPWM信号を生成する比較回路と、入力電源から負荷に流れる電流を通断電する出力トランジスタと、前記PWM信号に従って前記出力トランジスタを駆動する駆動回路とを備え、
前記各スイッチング電源回路の搬送波出力回路が出力する搬送波信号は、互いに位相が異なっていることを特徴とするスイッチング電源装置。 - n個(nは2以上の整数)のスイッチング電源回路から構成され、当該n個のスイッチング電源回路の搬送波出力回路が出力する搬送波信号は、互いに360/n°だけ位相が異なっていることを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。
- 1個のスイッチング電源回路の搬送波出力回路は、コンデンサの充放電動作により基準の搬送波信号を生成するように構成され、他のn−1個のスイッチング電源回路の搬送波出力回路は、前記基準の搬送波信号を遅延させる遅延回路により構成されていることを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。
- 2個のスイッチング電源回路から構成され、一方のスイッチング電源回路の搬送波出力回路は、コンデンサの充放電動作により基準の搬送波信号を生成するように構成され、他方のスイッチング電源回路の搬送波出力回路は、前記基準の搬送波信号の位相を反転させる反転回路により構成されていることを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。
- 2個のスイッチング電源回路から構成され、各スイッチング電源回路の搬送波出力回路は、互いにコンデンサの充電動作と放電動作を相補的に実行することにより、逆相の関係にある搬送波信号を生成するように構成されていることを特徴とする請求項2記載のスイッチング電源装置。
- 前記搬送波信号は、三角波、台形波、鋸波、サイン波の何れかの波形を有していることを特徴とする請求項1ないし5の何れかに記載のスイッチング電源装置。
- 前記出力トランジスタは、第1主端子、第2主端子および制御端子を備え、第1主端子同士および第2主端子同士が共通に接続された複数の分割トランジスタから構成されており、
前記駆動回路は、前記複数の分割トランジスタを互いに異なる遅延を持たせてオン駆動することを特徴とする請求項1ないし6の何れかに記載のスイッチング電源装置。 - 前記スイッチング電源回路は、前記出力トランジスタと同じ構成のダミートランジスタを備え、
前記駆動回路は、前記出力トランジスタの駆動信号とは逆位相の駆動信号により前記ダミートランジスタを駆動することを特徴とする請求項1ないし7の何れかに記載のスイッチング電源装置。
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