JP2011087442A - スイッチング素子の駆動装置及びそれを備える電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチング素子15を駆動する駆動部14と、スイッチング素子15の駆動によって制御される出力のフィードバック値と、目標値との大小関係を監視する監視部12と、前記大小関係の逆転時点からの時間の経過を検出する検出部13とを備え、駆動部14が、検出部13の検出結果に基づいて、前記大小関係の逆転時点から所定の待機時間経過した以後に、スイッチング素子15のオンオフ状態を一方の状態から他方の状態に反転させる、ことを特徴とする、スイッチング素子の駆動装置。
【選択図】図3
Description
電力変換装置に構成される電力変換用のスイッチング素子を駆動する駆動部と、
前記スイッチング素子の駆動によって制御される出力のフィードバック値と、目標値との大小関係を監視する監視部と、
前記大小関係の逆転時点からの時間の経過を検出する検出部とを備え、
前記駆動部が、前記検出部の検出結果に基づいて、前記大小関係の逆転時点から所定の待機時間経過した以後に、前記スイッチング素子のオンオフ状態を一方の状態から他方の状態に反転させる、ことを特徴とするものである。
前記駆動装置と、
前記スイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続されたインダクタとを備え、
該駆動装置によって前記スイッチング素子を駆動することにより、前記インダクタに流れる電流を変化させることによって、前記出力を制御するものである。
前記駆動装置と、
前記スイッチング素子とを備え、
該駆動装置によって前記スイッチング素子を駆動することにより、前記スイッチング素子に接続されたインダクタンスを有する負荷に流れる電流を前記出力として制御するものである。
T1:フィードバック値Vfbが目標値Vrefを超えることによりフィードバック値Vfbと目標値Vrefとの大小関係が逆転した時点から、フィードバック値Vfbが目標値Vrefに比べて大きいことを表す第1の比較結果信号(例えば、ローレベル信号)が検出部13から駆動部14に向けて出力される時点までの第1の待機時間
T2:フィードバック値Vfbが目標値Vrefを下回ることによりフィードバック値Vfbと目標値Vrefとの大小関係が逆転した時点から、フィードバック値Vfbが目標値Vrefに比べて小さいことを表す第2の比較結果信号(例えば、ハイレベル信号)が検出部13から駆動部14に向けて出力される時点までの第2の待機時間
tdr:検出部13が第1の比較結果信号を駆動部14に出力する時点から、駆動部14が第1の比較結果信号に従ってスイッチング素子15のオンオフ状態を一方の状態(オン状態)から他方の状態(オフ状態)に反転させることにより、インダクタ電流が増加状態から減少状態に転じる時点までの回路遅延時間(インダクタ電流の増加区間における、スイッチング素子15のゲート駆動遅延時間などを含んだ回路遅延時間)
tdl:検出部13が第2の比較結果信号を駆動部14に出力する時点から、駆動部14が第2の比較結果信号に従ってスイッチング素子15のオンオフ状態を他方の状態(オフ状態)から一方の状態(オン状態)に反転させることにより、インダクタ電流が減少状態から増加状態に転じる時点までの回路遅延時間(インダクタ電流の減少区間における、スイッチング素子15のゲート駆動遅延時間などを含んだ回路遅延時間)
時間T3,T4,T5,T6は、図4に示される波形で囲まれた各三角形が相似の関係であることを利用して、式(12)〜(15)のように表すことができる。
T1+T5=T2+T6 ・・・(17)
が成立すればよい。式(14)(15)を式(17)に代入すると、
T2=T1×(Vin−Vout)/Vout ・・・(18)
が得られる。すなわち、待機時間演算回路62は、待機時間T2を『T1×(Vin−Vout)/Vout』に等しくなるように変化させることによって、リップルの中心電圧Vripを基準電圧Vrefに一致させることができるため、出力電圧Voutの精度が向上する。
5 負荷
7 ヒステリシスコンパレータ
10 電力変換装置
11 駆動装置
12 監視部
13 検出部
14 駆動部
15,Q1〜Q6 スイッチング素子
16,26 インダクタ
17,27 等価直列抵抗(ESR)
18,28 出力キャパシタ
20,50,60 降圧コンバータ
21,51,61,71 駆動IC
22,22U,22V,22W コンパレータ
23A,23AU,23AV,23AW ノイズ除去回路
23B,23BU,23BV,23BW 遅延回路
24,24U,24V,24W 駆動回路
29U,29V 電流センサ
33 三相交流モータ
40 モータ駆動装置
49 RC回路網
52 待機時間補正回路
62 待機時間演算回路
70 昇圧コンバータ
Claims (10)
- 電力変換装置に構成される電力変換用のスイッチング素子を駆動する駆動部と、
前記スイッチング素子の駆動によって制御される出力のフィードバック値と、目標値との大小関係を監視する監視部と、
前記大小関係の逆転時点からの時間の経過を検出する検出部とを備え、
前記駆動部が、前記検出部の検出結果に基づいて、前記大小関係の逆転時点から所定の待機時間経過した以後に、前記スイッチング素子のオンオフ状態を一方の状態から他方の状態に反転させる、ことを特徴とする、スイッチング素子の駆動装置。 - 前記駆動部が、前記検出部の検出結果に基づいて、
前記フィードバック値が前記目標値を超える時点から所定の第1の待機時間経過した以後に、前記スイッチング素子のオンオフ状態を一方の状態から他方の状態に反転させ、
前記フィードバック値が前記目標値を下回る時点から所定の第2の待機時間経過した以後に、前記スイッチング素子のオンオフ状態を前記他方の状態から前記一方の状態に反転させる、請求項1に記載のスイッチング素子の駆動装置。 - 前記スイッチング素子の駆動によって電流値が変化する変化点で検知される検知値に基づいて、前記スイッチング素子のスイッチング周期が所定範囲内に収束するように、前記待機時間が補正される、請求項2に記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記検知値に基づいて、前記大小関係の逆転時点から前記スイッチング素子のオンオフ状態の反転時点までの遷移時間が所定の一定値になるように、前記待機時間が調整される、請求項3に記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記所定の一定値から、前記検知値に基づいて実測された前記駆動部及び前記スイッチング素子で生ずる回路遅延時間を差し引いた差分値に、前記待機時間が調整される、請求項4に記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記検知値が、前記電力変換装置に入力される電力変換前の入力電圧Vin、及び/又は前記電力変換装置から出力される電力変換後の出力電圧Voutである、請求項3に記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記電力変換装置が降圧コンバータの場合、
前記第1の待機時間が、(Vout/Vin)に比例するように調整され、
前記第2の待機時間が、(Vin−Vout)/Vinに比例するように調整される、請求項6に記載のスイッチング素子の駆動装置。 - 前記電力変換装置が昇圧コンバータの場合、
前記第1の待機時間が、(Vout−Vin)/Voutに比例するように調整され、
前記第2の待機時間が、(Vin/Vout)に比例するように調整される、請求項6に記載のスイッチング素子の駆動装置。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載のスイッチング素子の駆動装置と、
前記スイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続されたインダクタとを備え、
該駆動装置によって前記スイッチング素子を駆動することにより、前記インダクタに流れる電流を変化させることによって、前記出力を制御する、電力変換装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載のスイッチング素子の駆動装置と、
前記スイッチング素子とを備え、
該駆動装置によって前記スイッチング素子を駆動することにより、前記スイッチング素子に接続されたインダクタンスを有する負荷に流れる電流を前記出力として制御する、電力変換装置。
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