JP2011035998A - Dc−dcコンバータ回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】DC−DCコンバータ回路10は、第1半導体スイッチS1及び第1ダイオードD1を含む第1スイッチング素子SW1と、第2半導体スイッチS2及び第2ダイオードD2を含む第2スイッチング素子SW2と、第1及び第2ダイオードD1,D2のカソードとの間に接続されたインダクタLと、第1及び第2ダイオードD1,D2のアノード側に互いに逆向きになるように設けられた第3スイッチング素子SW3及び第4スイッチング素子SW4とを備え、第1ダイオードD1のカソード側と第2ダイオードD2のアノード側との間に第1電圧源E1が接続され、第1ダイオードD1のアノード側と第2ダイオードD2のカソード側との間に第2電圧源E2が接続される。
【選択図】図1
Description
(a)の態様として、前記第3スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第3半導体スイッチと、第3ダイオードと、第5ダイオードとを含んでおり、前記第4スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第4半導体スイッチと、第4ダイオードと、第6ダイオードとを含んでおり、前記第3ダイオードは、前記第3半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第3半導体スイッチに並列接続されており、前記第4ダイオードは、前記第4半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第4半導体スイッチに並列接続されており、前記第5ダイオードは、前記第3半導体スイッチに並列接続された前記第3ダイオードのアノード側と前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側との間に、前記第3ダイオードと逆方向に電流を流すことができるように接続されており、前記第6ダイオードは、前記第4半導体スイッチに並列接続された前記第4ダイオードのアノード側と前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側との間に、前記第4ダイオードと逆方向に電流を流すことができるように接続されており、前記第3半導体スイッチに並列接続された前記第3ダイオードのカソード側が、前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側に接続されており、前記第4半導体スイッチに並列接続された前記第4ダイオードのカソード側が、前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側に接続されている態様を例示できる。
(c)の態様として、前記第3スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第3半導体スイッチと、第3ダイオードと、第5ダイオードとを含んでおり、前記第4スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第4半導体スイッチと、第4ダイオードと、第6ダイオードとを含んでおり、前記第3ダイオードは、前記第3半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第3半導体スイッチに並列接続されており、前記第4ダイオードは、前記第4半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第4半導体スイッチに並列接続されており、前記第5ダイオードは、前記第3半導体スイッチに並列接続された前記第3ダイオードのカソード側と前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側との間に、前記第3ダイオードと逆方向に電流を流すことができるように接続されており、前記第6ダイオードは、前記第4半導体スイッチに並列接続された前記第4ダイオードのカソード側と前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側との間に、前記第4ダイオードと逆方向に電流を流すことができるように接続されており、前記第3半導体スイッチに並列接続された前記第3ダイオードのアノード側が、前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側に接続されており、前記第4半導体スイッチに並列接続された前記第4ダイオードのアノード側が、前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側に接続されている態様を例示できる。
(e)の態様として、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との双方が同時にオン状態とならないように制御する手段を備える態様を例示できる。
図6は、2in1モジュールを適用できる回路を構成することが可能な第1実施例の回路図である。なお、図6に示す各接続点A〜Dは、図1に示す各接続点A〜Dに対応している。また、図6において、電圧源等は図示を省略してある。これらのことは、後述する図7から図9の回路についても同様である。
図7は、2in1モジュールを適用できる回路を構成することが可能な第2実施例の回路図である。
図8は、ゲートドライブ電源の個数を削減できる回路を構成することが可能な第3実施例の回路図である。
図9は、ゲートドライブ電源の個数を削減できる回路を構成することが可能な第4実施例の回路図である。
図10(a)に示すように、第1電圧源E1から第1スイッチング素子SW1、第2電圧源E2及び第2スイッチング素子SW2を経て第1電圧源E1に戻る第7電流経路(電圧源短絡経路)R7が形成されると、第1スイッチング素子SW1及び第2スイッチング素子SW2が過電流により破壊されることがある。
また、図10(b)に示すように、第1電圧源E1から第1スイッチング素子SW1及び第3スイッチング素子SW3を経て第1電圧源E1に戻る第8電流経路(電圧源短絡経路)R8が形成されると、第1スイッチング素子SW1及び第3スイッチング素子SW3が過電流により破壊されることがある。
また、図10(c)に示すように、第2電圧源E2から第2スイッチング素子SW2及び第4スイッチング素子SW4を経て第2電圧源E2に戻る第9電流経路(電圧源短絡経路)R9が形成されると、第2スイッチング素子SW2及び第4スイッチング素子SW4が過電流により破壊されることがある。
20 制御装置
D1 第1ダイオード
D2 第2ダイオード
D3 第3ダイオード
D4 第4ダイオード
D5 第5ダイオード
D6 第6ダイオード
E1 第1電圧源
E2 第2電圧源
L インダクタ
S1 第1半導体スイッチ
S2 第2半導体スイッチ
S3 第3半導体スイッチ
S4 第4半導体スイッチ
SW1 第1スイッチング素子
SW2 第2スイッチング素子
SW3 第3スイッチング素子
SW4 第4スイッチング素子
Claims (8)
- 一方向に電流をオン,オフ制御可能な第1半導体スイッチ、及び、前記第1半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第1半導体スイッチに並列接続された第1ダイオードを含む第1スイッチング素子と、
一方向に電流をオン,オフ制御可能な第2半導体スイッチ、及び、前記第2半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第2半導体スイッチに並列接続された第2ダイオードを含む第2スイッチング素子と、
一端が前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのカソード側に接続され、かつ、他端が前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのカソード側に接続されたインダクタと、
前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側から前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側への一方向に電流を流すことができるように設けられた第3スイッチング素子と、
前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側から前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側への一方向に電流を流すことができるように設けられた第4スイッチング素子と
を備え、
前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのカソード側と前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側との間に、前記第1スイッチング素子側が陽極になるように第1電圧源が接続され、
前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側と前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのカソード側との間に、前記第2スイッチング素子側が陽極になるように第2電圧源が接続されることを特徴とするDC−DCコンバータ回路。 - 請求項1に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記第3スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第3半導体スイッチと、第3ダイオードと、第5ダイオードとを含んでおり、
前記第4スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第4半導体スイッチと、第4ダイオードと、第6ダイオードとを含んでおり、
前記第3ダイオードは、前記第3半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第3半導体スイッチに並列接続されており、
前記第4ダイオードは、前記第4半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第4半導体スイッチに並列接続されており、
前記第5ダイオードは、前記第3半導体スイッチに並列接続された前記第3ダイオードのアノード側と前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側との間に、前記第3ダイオードと逆方向に電流を流すことができるように接続されており、
前記第6ダイオードは、前記第4半導体スイッチに並列接続された前記第4ダイオードのアノード側と前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側との間に、前記第4ダイオードと逆方向に電流を流すことができるように接続されており、
前記第3半導体スイッチに並列接続された前記第3ダイオードのカソード側が、前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側に接続されており、
前記第4半導体スイッチに並列接続された前記第4ダイオードのカソード側が、前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側に接続されていることを特徴とするDC−DCコンバータ回路。 - 請求項1に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記第3スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第3半導体スイッチと、第3ダイオードとを含んでおり、
前記第4スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第4半導体スイッチと、第4ダイオードとを含んでおり、
前記第3ダイオードは、前記第4半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第4半導体スイッチに並列接続されており、
前記第4ダイオードは、前記第3半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第3半導体スイッチに並列接続されており、
前記第4半導体スイッチに並列接続された前記第3ダイオードのカソード側が、前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側に接続されており、
前記第3半導体スイッチに並列接続された前記第4ダイオードのカソード側が、前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側に接続されており、
前記第3ダイオード及び前記第4ダイオードのアノード側同士が接続されていることを特徴とするDC−DCコンバータ回路。 - 請求項1に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記第3スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第3半導体スイッチと、第3ダイオードと、第5ダイオードとを含んでおり、
前記第4スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第4半導体スイッチと、第4ダイオードと、第6ダイオードとを含んでおり、
前記第3ダイオードは、前記第3半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第3半導体スイッチに並列接続されており、
前記第4ダイオードは、前記第4半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第4半導体スイッチに並列接続されており、
前記第5ダイオードは、前記第3半導体スイッチに並列接続された前記第3ダイオードのカソード側と前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側との間に、前記第3ダイオードと逆方向に電流を流すことができるように接続されており、
前記第6ダイオードは、前記第4半導体スイッチに並列接続された前記第4ダイオードのカソード側と前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側との間に、前記第4ダイオードと逆方向に電流を流すことができるように接続されており、
前記第3半導体スイッチに並列接続された前記第3ダイオードのアノード側が、前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側に接続されており、
前記第4半導体スイッチに並列接続された前記第4ダイオードのアノード側が、前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側に接続されていることを特徴とするDC−DCコンバータ回路。 - 請求項1に記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記第3スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第3半導体スイッチと、第3ダイオードとを含んでおり、
前記第4スイッチング素子は、一方向に電流をオン,オフ制御可能な第4半導体スイッチと、第4ダイオードとを含んでおり、
前記第3ダイオードは、前記第4半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第4半導体スイッチに並列接続されており、
前記第4ダイオードは、前記第3半導体スイッチが電流をオン,オフ制御できる方向とは逆の方向に電流を流せるように前記第3半導体スイッチに並列接続されており、
前記第4半導体スイッチに並列接続された前記第3ダイオードのアノード側が、前記第1スイッチング素子に含まれる前記第1ダイオードのアノード側に接続されており、
前記第3半導体スイッチに並列接続された前記第4ダイオードのアノード側が、前記第2スイッチング素子に含まれる前記第2ダイオードのアノード側に接続されており、
前記第3ダイオード及び前記第4ダイオードのカソード側同士が接続されていることを特徴とするDC−DCコンバータ回路。 - 請求項1から請求項5までの何れか一つに記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との双方が同時にオン状態とならないように制御する手段を備えることを特徴とするDC−DCコンバータ回路。 - 請求項1から請求項6までの何れか一つに記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記第1スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との双方が同時にオン状態とならないように制御する手段を備えることを特徴とするDC−DCコンバータ回路。 - 請求項1から請求項7までの何れか一つに記載のDC−DCコンバータ回路であって、
前記第2スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との双方が同時にオン状態とならないように制御する手段を備えることを特徴とするDC−DCコンバータ回路。
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