JP2014166066A - Power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電源に接続する上アームと下アームの直列接続された2つのスイッチング素子(以下、SW素子と略記)を備え、該2つのSW素子の接続点から負荷に電力を出力する電力供給装置に関する。特に、本発明の対象は、ブートストラップ回路(以下、BS回路と略記)により上アームの駆動回路に印加する電圧を高める構成の電力供給装置である。 The present invention includes two switching elements (hereinafter abbreviated as SW elements) connected in series with an upper arm and a lower arm that are connected to a DC power supply, and power that outputs power to a load from the connection point of the two SW elements. It relates to a supply device. In particular, an object of the present invention is a power supply device configured to increase a voltage applied to a drive circuit of an upper arm by a bootstrap circuit (hereinafter abbreviated as a BS circuit).
BS回路により上アームの駆動回路に印加する電圧を高める構成の電力供給装置が、例えば、特開平11−69842号公報(特許文献1)に開示されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-69842 (Patent Document 1) discloses a power supply apparatus configured to increase the voltage applied to the upper arm drive circuit by the BS circuit.
図16は、BS回路を有する電力供給装置の基本的な構成を示す図で、2つの電力供給系統を有する電力供給装置90のブロック図である。また、図17は、図16のブロック図で示した電力供給装置90の具体化例で、電力供給装置90aの回路図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a basic configuration of a power supply apparatus having a BS circuit, and is a block diagram of a
図16に示す電力供給装置90は、破線で囲った第1電力供給系統P1と第2電力供給系統P2の2つの電力供給系統を有している。第1電力供給系統P1は、直流の第1電源E1に接続する直列接続された上アームのSW素子QH1と下アームのSW素子QL1を備えている。そして、該2つのSW素子QH1,QL1の接続点N1から、図示していない負荷に電力を出力する。また、第2電力供給系統P2は、同じ直流の第1電源E1に接続する直列接続された上アームのSW素子QH2と下アームのSW素子QL2を備えている。そして、該2つのSW素子QH2,QL2の接続点N2から、図示していない負荷に電力を供給する。
The
第1電力供給系統P1においては、上アームと下アームの各SW素子QH1,QL1に対して、駆動回路KH1,KL1が接続されている。駆動回路KH1,KL1は、同じ直流の第2電源E2に接続され、それぞれ制御信号IH1,IL1を入力して、SW素子QH1,QL1へゲート信号を出力する。また、下アームの駆動回路KL1には、第2電源E2の電圧がそのまま印加されるが、上アームの駆動回路KH1には、BS回路B1が付加されており、第2電源E2の電圧がBS回路B1で高められて駆動回路KH1に印加される。同様に、第2電力供給系統P2においては、上アームと下アームの各SW素子QH2,QL2に対して、駆動回路KH2,KL2が接続されている。駆動回路KH2,KL2は、同じ直流の第2電源E2に接続され、それぞれ制御信号IH2,IL2を入力して、SW素子QH2,QL2へゲート信号を出力する。また、下アームの駆動回路KL2には、第2電源E2の電圧がそのまま印加されるが、上アームの駆動回路KH2には、BS回路B2が付加されており、第2電源E2の電圧がBS回路B2で高められて駆動回路KH2に印加される。 In the first power supply system P1, drive circuits KH1 and KL1 are connected to the SW elements QH1 and QL1 of the upper arm and the lower arm. The drive circuits KH1 and KL1 are connected to the same DC second power source E2, and receive the control signals IH1 and IL1, respectively, and output gate signals to the SW elements QH1 and QL1. The voltage of the second power supply E2 is applied to the lower arm drive circuit KL1 as it is, but the BS circuit B1 is added to the upper arm drive circuit KH1, and the voltage of the second power supply E2 is changed to BS. The voltage is increased by the circuit B1 and applied to the drive circuit KH1. Similarly, in the second power supply system P2, drive circuits KH2 and KL2 are connected to the SW elements QH2 and QL2 of the upper arm and the lower arm. The drive circuits KH2 and KL2 are connected to the same DC second power source E2, and receive the control signals IH2 and IL2, respectively, and output gate signals to the SW elements QH2 and QL2. The voltage of the second power supply E2 is applied as it is to the lower arm drive circuit KL2, but the BS circuit B2 is added to the upper arm drive circuit KH2, and the voltage of the second power supply E2 is changed to BS. The voltage is increased by the circuit B2 and applied to the drive circuit KH2.
図17の電力供給装置90aの回路図に示すように、第1電力供給系統P1のSW素子QH1,QL1と第2電力供給系統P2のSW素子QH2,QL2は、MOSトランジスタであってもよいし、IGBTであってもよい。尚、インダクタンスからなる負荷が電力供給系統P1,P2に接続される場合には、通常、各SW素子QH1,QL1,QH2,QL2に対して、フリーホイールダイオード(図示省略)が逆並列に接続される。
As shown in the circuit diagram of the
各電力供給系統P1,P2において、下アームのSW素子QL1,QL2をそれぞれ駆動する駆動回路KL1,KL2は、電源端子の高電位側が第2電源E2の高電位側に接続され、電源端子の低電位側がそれぞれSW素子QL1,QL2の低電位側に接続される。また、上アームのSW素子QH1,QH2をそれぞれ駆動する駆動回路KH1,KH2は、電源端子の高電位側がそれぞれBS回路B1,B2を介して第2電源E2の高電位側に接続され、電源端子の低電位側がそれぞれSW素子QH1,QH2の低電位側に接続される。 In each of the power supply systems P1 and P2, the drive circuits KL1 and KL2 that drive the SW elements QL1 and QL2 of the lower arm are connected to the high potential side of the second power supply E2 on the high potential side of the power supply terminal. The potential side is connected to the low potential side of the SW elements QL1 and QL2, respectively. Further, the drive circuits KH1 and KH2 for driving the upper arm SW elements QH1 and QH2, respectively, are connected to the high potential side of the second power supply E2 via the BS circuits B1 and B2, respectively. Are connected to the low potential sides of the SW elements QH1 and QH2, respectively.
また、上アームの駆動回路KH1,KH2への印加電圧を高めるBS回路B1,B2は、それぞれ、ダイオードD1,D2と容量素子C1,C2とで構成される。ダイオードD1,D2は、それぞれ、第2電源E2の高電位側から駆動回路KH1,KH2の電源端子の高電位側に向かって順方向に挿入される。容量素子C1,C2は、一端がダイオードD1,D2のカソード側に接続され、もう一端が駆動回路KH1,KH2の電源端子の低電位側に接続される。 Further, the BS circuits B1 and B2 for increasing the voltage applied to the upper arm drive circuits KH1 and KH2 include diodes D1 and D2 and capacitive elements C1 and C2, respectively. The diodes D1, D2 are respectively inserted in the forward direction from the high potential side of the second power supply E2 toward the high potential side of the power supply terminals of the drive circuits KH1, KH2. Capacitance elements C1 and C2 have one end connected to the cathode side of diodes D1 and D2, and the other end connected to the low potential side of the power supply terminals of drive circuits KH1 and KH2.
BS回路により上アームの駆動回路に印加する電圧を高める構成の電力供給装置では、図16と図17に示したように、駆動回路用の一つの第2電源E2だけで、各電力供給系統の上下アームの駆動回路KH1,KL1,KH2,KL2を動作させることができる。このため、電源が簡略化され、小型で安価な電力供給装置とすることができる。 In the power supply apparatus configured to increase the voltage applied to the drive circuit of the upper arm by the BS circuit, as shown in FIGS. 16 and 17, only one second power source E2 for the drive circuit can be used for each power supply system. The upper and lower arm drive circuits KH1, KL1, KH2, and KL2 can be operated. For this reason, a power supply is simplified and it can be set as a small and cheap electric power supply apparatus.
一方、上アームの駆動回路用の電源にBS回路を用いた場合、該駆動回路が正常に動作できる最大ON時間には、次のような制約がある。図17に示したように、BS回路B1,B2を構成している容量素子C1,C2への充電は、それぞれ、接続点N1,N2が低電位(GND電位)となる下アームのSW素子QL1,QL2がONしている時間に行われる。逆に、上アームのSW素子QH1,QH2がONしている時間には、容量素子C1,C2への充電は行われず、容量素子C1,C2に蓄積されていた電荷がそれぞれの駆動回路KH1,KH2によって消費されていく。従って、上アームの制御信号のON時間が長くなると、容量素子C1,C2に蓄電された電荷は減少し続け、ついには駆動回路がSW素子QH1,QH2のゲート電位のONに必要な電位を供給できず、SW素子QH1,QH2がOFFして、正常に動作しなくなる。このように、図17の電力供給装置90aにおいて、上アームの駆動回路KH1,KH2が正常に動作できる最大ON時間は、BS回路B1,B2を構成している容量素子C1,C2に充電可能な電荷量と駆動回路KH1,KH2の消費電流によって決まる。
On the other hand, when a BS circuit is used as the power supply for the upper arm drive circuit, the maximum ON time during which the drive circuit can operate normally has the following restrictions. As shown in FIG. 17, the charging to the capacitive elements C1 and C2 constituting the BS circuits B1 and B2 is performed by the SW element QL1 of the lower arm in which the connection points N1 and N2 are at a low potential (GND potential), respectively. , QL2 is performed at the time when it is ON. On the other hand, during the time when the SW elements QH1 and QH2 of the upper arm are ON, the capacitors C1 and C2 are not charged, and the charges accumulated in the capacitors C1 and C2 are stored in the respective drive circuits KH1, It is consumed by KH2. Therefore, when the ON time of the control signal for the upper arm becomes longer, the charges stored in the capacitive elements C1 and C2 continue to decrease, and finally the drive circuit supplies the potential necessary for turning on the gate potentials of the SW elements QH1 and QH2. The SW elements QH1 and QH2 are turned off and cannot operate normally. As described above, in the
図17の電力供給装置90aにおける上記問題点を解消する手段として、例えば、大きな容量値の容量素子C1,C2を用いて、蓄積できる電荷量を大きくすることが考えられる。しかしながら、大きな容量値の容量素子C1,C2は一般に高価であり、コストアップになってしまう。また、容量素子C1,C2の容量値はそのままで、上アームと下アームのSW素子QH1,QL1およびSW素子QH2,QL2のスイッチングの周期を短くすればコストアップにはならないが、この場合にはスイッチング損失(以下、SW損失と略記)が増加してしまう。
As a means for solving the above-described problem in the
このため特許文献1では、複数相の交流を生成する駆動回路において、各相の交流生成ブロックにおけるBS回路が、それぞれ、自相の出力点に一端が接続された第1コンデンサと、他相の出力点に一端が接続された第2コンデンサとを備える構成としている。そして、周期の短い他相の下アームのSW素子がONしている時間に周期の長い自相の第2コンデンサを充電し、他相の上アームのSW素子がONしている時間に第2コンデンサに蓄積された電荷を自相の第1コンデンサに補充するようにしている。これによって、自相の上アームのSW素子を、長い周期でONすることができるようになる。
For this reason, in
一方、上記した特許文献1の回路では、自相の第1コンデンサに電荷を補充する第2コンデンサの一端が他相の出力点に接続されているため、次のような問題点がある。すなわち、上アームのSW素子は、駆動回路用の第2電源とは別の第1電源に接続されている。このため、自相の下アームのSW素子がON状態で他相の上アームのSW素子がONすると、第1電源から他相の上アームのSW素子、自相の第2コンデンサ、および自相の第1コンデンサを介して、自相の下アームのSW素子に至る充電経路が形成される。従って、第1電源を高電圧とした場合には、自相の駆動回路にも高電圧が印加され、駆動回路の耐圧を越えてしまう問題が起きうる。また、駆動回路内に耐圧保護回路を内蔵する場合には、大きな保護回路が必要である。
On the other hand, the circuit of
以上のことから、本発明は、上アームと下アームの直列接続された2つのSW素子を備え、該2つのSW素子の接続点から負荷に電力を出力する電力供給装置で、BS回路により上アームの駆動回路に印加する電圧を高める構成の電力供給装置を対象としている。そして、本発明の目的は、コストやSW損失の増大を伴わない小型の電力供給装置で、上アームの駆動回路の耐圧に影響を及ぼすことなく、ON時間の長いSW素子も正常に動作させることのできる電力供給装置を提供することにある。 As described above, the present invention is a power supply device that includes two SW elements connected in series of an upper arm and a lower arm, and outputs power to a load from a connection point of the two SW elements. The present invention is intended for a power supply apparatus configured to increase the voltage applied to the arm drive circuit. An object of the present invention is a compact power supply device that does not increase cost and SW loss, and allows a long ON time SW element to operate normally without affecting the withstand voltage of the upper arm drive circuit. An object of the present invention is to provide a power supply device capable of performing the above.
本発明に係る電力供給装置は、直流の第1電源に接続する上アームと下アームの直列接続された2つのSW素子(例えば、MOSトランジスタやIGBT)を備え、該2つのSW素子の接続点から負荷に電力を出力する電力供給装置である。電力供給系統は、直流の第2電源に接続され、2つのSW素子のそれぞれの制御信号を入力してゲート信号を出力する上アームと下アームの2つの駆動回路と、上アームの駆動回路に印加する電圧を高めるBS回路と、前記2つのSW素子とで構成される。また、この電力供給装置は、上記電力供給系統を複数有しており、少なくとも2つの電力供給系統が、異なる周期で駆動される。そして、長い周期で駆動される第1電力供給系統が、第2電源に接続される電荷補給回路を有する構成となっている。該電荷補給回路は、短い周期で駆動される第2電力供給系統の制御信号を入力し、該制御信号に基づくタイミングで電荷の充電と放電を繰り返し、第1電力供給系統のBS回路に電荷を補給するように構成されている。 A power supply apparatus according to the present invention includes two SW elements (for example, a MOS transistor and an IGBT) connected in series with an upper arm and a lower arm connected to a first DC power source, and a connection point between the two SW elements. It is the electric power supply apparatus which outputs electric power to a load from. The power supply system is connected to a second DC power source, inputs two control signals of the two SW elements and outputs a gate signal, two upper arm and lower arm drive circuits, and an upper arm drive circuit It is composed of a BS circuit for increasing the voltage to be applied and the two SW elements. The power supply apparatus has a plurality of the power supply systems, and at least two power supply systems are driven at different periods. And the 1st electric power supply system driven with a long period has composition which has an electric charge replenishment circuit connected to the 2nd power supply. The charge replenishment circuit inputs a control signal for the second power supply system driven in a short cycle, repeats charge charging and discharging at a timing based on the control signal, and charges the BS circuit of the first power supply system. It is configured to replenish.
上記電力供給装置は、BS回路により上アームの駆動回路に印加する電圧を高める構成の電力供給装置で、複数の電力供給系統を有しており、少なくとも2つの電力供給系統が異なる周期で駆動される。BS回路により上アームの駆動回路に印加する電圧を高める構成の上記電力供給装置では、駆動回路用の一つの第2電源だけで、複数有る各電力供給系統の上アームと下アームの各駆動回路を動作させることができる。このため、電源が簡略化され、小型で安価な電力供給装置とすることができる。 The power supply device is a power supply device configured to increase the voltage applied to the drive circuit of the upper arm by the BS circuit, and has a plurality of power supply systems, and at least two power supply systems are driven at different periods. The In the power supply apparatus configured to increase the voltage applied to the drive circuit of the upper arm by the BS circuit, the drive circuits of the upper arm and the lower arm of each of the plurality of power supply systems are provided with only one second power source for the drive circuit. Can be operated. For this reason, a power supply is simplified and it can be set as a small and cheap electric power supply apparatus.
一方、BS回路を用いた電力供給装置の場合、基本的な構成だけでは、前述したように、上アームの駆動回路が正常に動作できる最大ON時間に制約がある。BS回路は、下アームのSW素子がONしている時間に電荷が充電され、上アームのSW素子がONしている時間に蓄積された電荷が駆動回路によって消費される。従って、上アームのON時間が長くなると、BS回路に蓄電された電荷が減少し続け、ついには十分なゲート電位を保てずSW素子がOFFしてしまう。 On the other hand, in the case of a power supply device using a BS circuit, only the basic configuration limits the maximum ON time during which the upper arm drive circuit can operate normally, as described above. The BS circuit is charged when the lower arm SW element is ON, and the accumulated charge is consumed by the drive circuit when the upper arm SW element is ON. Therefore, if the ON time of the upper arm becomes longer, the electric charge stored in the BS circuit continues to decrease, and finally the SW element is turned OFF without maintaining a sufficient gate potential.
上記問題点を解消する手段として、例えばBS回路に蓄積できる電荷量を大きくすることが考えられるが、この場合にはコストアップになってしまう。また、BS回路に蓄積できる電荷量はそのままで、上アームと下アームのSW素子のスイッチングの周期を短くすれば、コストアップにはならないが、この場合にはSW損失が増加してしまう。 As means for solving the above problems, for example, it is conceivable to increase the amount of charge that can be accumulated in the BS circuit, but in this case, the cost increases. Further, if the switching period of the SW elements of the upper arm and the lower arm is shortened while keeping the amount of charge that can be accumulated in the BS circuit, the cost is not increased, but in this case, the SW loss increases.
このため、上記電力供給装置では、長い周期で駆動される第1電力供給系統が、第2電源に接続される電荷補給回路を有する構成となっている。そして、該電荷補給回路は、短い周期で駆動される第2電力供給系統の制御信号を入力し、該制御信号に基づくタイミングで電荷の充電と放電を繰り返し、第1電力供給系統のBS回路に電荷を補給するように構成されている。このように、該電荷補給回路は、短い周期で駆動される第2電力供給系統の制御信号によって第1電力供給系統のBS回路に電荷を補給し続けるため、長い周期で駆動される第1電力供給系統の上アームのSW素子をONし続けることが可能となる。以上のようにして、上記電力供給装置は、前述した上アームの駆動回路が正常に動作できる最大ON時間の制約から解放される。 For this reason, in the said electric power supply apparatus, the 1st electric power supply system driven with a long period becomes a structure which has an electric charge replenishment circuit connected to a 2nd power supply. Then, the charge replenishment circuit inputs a control signal for the second power supply system that is driven with a short cycle, repeats charge charging and discharging at a timing based on the control signal, and supplies it to the BS circuit of the first power supply system. It is comprised so that an electric charge may be replenished. Thus, since the charge replenishment circuit continues to replenish charges to the BS circuit of the first power supply system by the control signal of the second power supply system that is driven with a short period, the first power that is driven with a long period is used. It becomes possible to keep the SW element of the upper arm of the supply system ON. As described above, the power supply apparatus is released from the restriction on the maximum ON time during which the upper arm drive circuit can operate normally.
また、上記電力供給装置と前述したBS回路が第1コンデンサと第2コンデンサを備える構成の従来の駆動回路とは、短い周期で駆動される電力供給系統(交流生成ブロック)を利用して、長い周期のBS回路に電荷を補給し続ける点では共通している。しかしながら、上記電力供給装置は、前述した従来の駆動回路と次の点で異なる構成となっている。すなわち、従来の駆動回路では、自相の第1コンデンサに電荷を補充する第2コンデンサは、第1電源に接続する他相のSW素子の出力点にその一端が接続されていた。このため、前述したように、従来の駆動回路では、自相の下アームのSW素子がON状態で他相の上アームのSW素子がONすると、第1電源を高電圧とした場合に自相の駆動回路の耐圧を越える充電経路が形成される問題があった。 In addition, the power supply apparatus and the conventional drive circuit in which the BS circuit described above includes the first capacitor and the second capacitor are long by using a power supply system (AC generation block) that is driven in a short cycle. This is common in that charge is continuously supplied to the periodic BS circuit. However, the power supply device has a configuration different from the conventional drive circuit described above in the following points. That is, in the conventional drive circuit, one end of the second capacitor that replenishes the first phase capacitor is connected to the output point of the SW element of the other phase connected to the first power source. For this reason, as described above, in the conventional drive circuit, when the SW element of the lower arm of the own phase is ON and the SW element of the upper arm of the other phase is turned ON, There is a problem that a charging path exceeding the withstand voltage of the driving circuit is formed.
これに対して、上記電力供給装置における電荷補給回路は、駆動回路用の第2電源に接続されており、短い周期で駆動される第2電力供給系統の駆動回路の制御信号に基づいて、電荷の充電と放電を繰り返す。このため、上記電力供給装置においては、従来の駆動回路と異なり、第1電源を高電圧とした場合にも、耐圧が問題となるような充電経路が形成されることはない。 On the other hand, the charge replenishment circuit in the power supply device is connected to the second power source for the drive circuit, and is charged based on the control signal of the drive circuit of the second power supply system that is driven with a short cycle. Repeat charging and discharging. For this reason, unlike the conventional drive circuit, in the power supply apparatus, even when the first power supply is set to a high voltage, a charging path in which withstand voltage is a problem is not formed.
以上のようにして、上記した電力供給装置は、コストやSW損失の増大を伴わない小型の電力供給装置であって、上アームの駆動回路の耐圧に影響を及ぼすことなく、ON時間の長いSW素子も正常に動作させることのできる電力供給装置となっている。 As described above, the above-described power supply apparatus is a small-sized power supply apparatus that does not increase cost and SW loss, and has a long ON time without affecting the withstand voltage of the upper arm drive circuit. The device is a power supply device that can also operate normally.
上記電力供給装置において、例えば駆動回路は、電源端子の高電位側が第2電源の高電位側に接続され、電源端子の低電位側が前記SW素子の低電位側に接続されてなる構成とする。この場合、BS回路は、第2電源の高電位側から駆動回路の電源端子の高電位側に向かって順方向に挿入されるダイオードと、一端が前記ダイオードのカソード側に接続され、もう一端が前記駆動回路の電源端子の低電位側に接続される容量素子とで構成することができる。 In the power supply device, for example, the drive circuit has a configuration in which the high potential side of the power supply terminal is connected to the high potential side of the second power supply, and the low potential side of the power supply terminal is connected to the low potential side of the SW element. In this case, the BS circuit has a diode inserted in the forward direction from the high potential side of the second power supply toward the high potential side of the power supply terminal of the drive circuit, one end connected to the cathode side of the diode, and the other end And a capacitor connected to the low potential side of the power supply terminal of the drive circuit.
また、上記構成において、電荷補給回路は、以下に示す直列接続された2つのスイッチ素子(以下、S素子と略記)、第3容量素子、第3ダイオード、および第4ダイオードで構成することができる。直列接続された2つのS素子は、第1電力供給系統の2つのSW素子の接続点と第2電力供給系統の2つのSW素子の接続点を結ぶ経路に挿入される。第3容量素子は、一端が2つのS素子の接続点に接続され、もう一端が第2電源の高電位側に接続される。第3ダイオードは、第2電源の高電位側から第3容量素子の前記もう一端に向かって順方向に挿入される。第4ダイオードは、第3容量素子の前記もう一端から第1電力供給系統の駆動回路の電源端子の高電位側に向かって順方向に挿入される。そして、直列接続された2つのS素子のうち、第1電力供給系統の出力側の第1S素子が、第2電力供給系統の上アームのSW素子の制御信号に同期して同じようにON−OFFする。また、第2電力供給系統の出力側の第2S素子が、第2電力供給系統の下アームのSW素子の制御信号に同期して同じようにON−OFFするように構成する。 In the above configuration, the charge replenishment circuit can be configured by two switch elements (hereinafter abbreviated as “S element”), a third capacitor element, a third diode, and a fourth diode connected in series as shown below. . Two S elements connected in series are inserted into a path connecting a connection point of two SW elements of the first power supply system and a connection point of two SW elements of the second power supply system. The third capacitor element has one end connected to the connection point of the two S elements and the other end connected to the high potential side of the second power supply. The third diode is inserted in the forward direction from the high potential side of the second power supply toward the other end of the third capacitive element. The fourth diode is inserted in the forward direction from the other end of the third capacitive element toward the high potential side of the power supply terminal of the drive circuit of the first power supply system. Of the two S elements connected in series, the first S element on the output side of the first power supply system is turned on in the same manner in synchronization with the control signal of the SW element of the upper arm of the second power supply system. Turn off. Further, the second S element on the output side of the second power supply system is configured to be turned on and off in the same manner in synchronization with the control signal of the SW element of the lower arm of the second power supply system.
上記S素子は、SW素子と同じ速さでスイッチングするため、トランジスタ素子(以下、T素子と略記)からなることが好ましい。また、上記T素子がMOSトランジスタ素子(以下、M素子と略記)からなる場合には、M素子に付随した寄生ダイオードの電流経路を遮断するため、第5ダイオードが、2つのM素子の接続点から第2電力供給系統の2つのSW素子の接続点に向かって順方向に挿入されてなることが好ましい。 The S element is preferably a transistor element (hereinafter abbreviated as T element) in order to switch at the same speed as the SW element. Further, when the T element is composed of a MOS transistor element (hereinafter abbreviated as M element), the fifth diode serves as a connection point between the two M elements in order to cut off the current path of the parasitic diode associated with the M element. Is preferably inserted in the forward direction toward the connection point of the two SW elements of the second power supply system.
また、上記構成において、上アームのSW素子の制御信号に同期して同じようにON−OFFする第1S素子と下アームのSW素子の制御信号に同期して同じようにON−OFFする第2S素子は、以下のような接続構成を採用することができる。例えば、第1S素子が、第2電力供給系統の上アームのSW素子の制御信号を入力し、第2S素子が、第2電力供給系統の下アームのSW素子の制御信号を入力するように構成する。また、第1S素子が、第2電力供給系統の上アームのSW素子の制御信号を入力し、第2S素子が、第2電力供給系統の上アームのSW素子の制御信号の反転信号を入力するように構成されていてもよい。逆に、第1S素子が、第2電力供給系統の下アームのSW素子の制御信号の反転信号を入力し、第2S素子が、第2電力供給系統の下アームのSW素子の制御信号を入力するように構成されていてもよい。 In the above configuration, the first S element that is turned on and off in the same manner in synchronization with the control signal of the SW element of the upper arm and the second S that is turned on and off in the same manner in synchronization with the control signal of the SW element of the lower arm. The element can adopt the following connection configuration. For example, the first S element is configured to input a control signal for the SW element of the upper arm of the second power supply system, and the second S element is configured to input a control signal for the SW element of the lower arm of the second power supply system. To do. The first S element inputs a control signal for the SW element of the upper arm of the second power supply system, and the second S element inputs an inverted signal of the control signal for the SW element of the upper arm of the second power supply system. It may be configured as follows. Conversely, the first S element inputs the inverted signal of the control signal of the lower arm SW element of the second power supply system, and the second S element receives the control signal of the lower arm SW element of the second power supply system. It may be configured to.
以上のようにして、上記した電力供給装置は、コストやSW損失の増大を伴わない小型の電力供給装置であって、上アームの駆動回路の耐圧に影響を及ぼすことなく、ON時間の長いSW素子も正常に動作させることのできる電力供給装置となっている。 As described above, the above-described power supply apparatus is a small-sized power supply apparatus that does not increase cost and SW loss, and has a long ON time without affecting the withstand voltage of the upper arm drive circuit. The device is a power supply device that can also operate normally.
従って、上記電力供給装置は、小型・低コストが要求されると共に、様々な周期で駆動される複数の電力供給系統が統合されてなる、車載用の電力供給装置として好適である。 Therefore, the power supply apparatus is suitable as a vehicle-mounted power supply apparatus that is required to be small and low-cost and that integrates a plurality of power supply systems that are driven at various cycles.
本発明は、直流の第1電源に接続する上アームと下アームの直列接続された2つのSW素子(例えば、MOSトランジスタやIGBT)を備え、該2つのSW素子の接続点から負荷に電力を出力する電力供給装置に関する。以下、本発明を実施するための形態を、図に基づいて説明する。 The present invention includes two SW elements (for example, a MOS transistor and an IGBT) connected in series with an upper arm and a lower arm connected to a first DC power source, and power is supplied to a load from a connection point of the two SW elements. The present invention relates to an output power supply device. Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
最初に、先に課題欄で説明した図17に示す従来の電力供給装置90aの問題点について、より詳細に説明しておく。
First, the problems of the conventional
図1は、図17の電力供給装置90aにおいて、第1電力供給系統P1を長周期駆動とし、第2電力供給系統P2を短周期駆動とした場合について、タイミングチャートの一例を示した図である。図1では、図17に示す制御信号IL1,IH1,IL2,IH2、出力電圧V1,V2、および第1電力供給系統P1のBS回路B1における容量素子C1の電圧VC1の各波形が示されている。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a timing chart in the case where the first power supply system P1 is set to the long cycle drive and the second power supply system P2 is set to the short period drive in the
また、図2〜図5は、図1のチャートに示す各タイミング(LH),(LL),(LD),(HH),(HL),(HD)において、電力供給装置90aの動作モードを示した図である。
2 to 5 show the operation modes of the
図1〜図5において、電力供給装置90aの動作モードを示すカッコ内の左の符号は、第1電力供給系統の動作モードを示すものであり、カッコ内の右の符号は、第2電力供給系統の動作モードを示すものである。また、符号Hは、上アームの制御信号がONで、下アームの制御信号がOFFのモードを示している。符号Lは、上アームの制御信号がOFFで、下アームの制御信号がONのモードを示している。符号Dは、上アームの制御信号と下アームの制御信号が共にOFFで、デッドタイムのモードを示している。
1 to 5, the left symbol in parentheses indicating the operation mode of the
図1のチャートに示すように、カッコ内の左の符号がLの3つのタイミング(LH),(LL),(LD)は、長周期駆動の第1電力供給系統P1において、上アームの制御信号IH1がOFFで、下アームの制御信号IL1がONの動作モードである。これらの動作モードでは、いずれも、図2(LH),(LL)と図3(LD)に示すように、長周期駆動の第1電力供給系統において、上アームのSW素子QH1がOFF状態にあり、下アームのSW素子QL1がON状態にある。このため、2つのSW素子QH1,QL1の接続点N1(容量素子C1の下側電位)が、下アームのSW素子QL1を介して、低電位(接地電位、出力電圧V1が0)となる。従って、BS回路B1の容量素子C1が、破線矢印で示した経路で充電される。このように、長周期駆動の第1電力供給系統において下アームのSW素子QL1がON状態にある期間では、第1電力供給系統において、BS回路B1の容量素子C1の充電が継続される。尚、充電は極短い時間で終了するため、容量素子C1に電荷が飽和状態まで蓄積されると、それ以降は飽和電荷による充電状態が継続されるだけである。このため、この期間における容量素子C1の電圧VC1は、図1の最下段に示すように、飽和状態まで蓄積された電荷による高電圧状態が維持される。 As shown in the chart of FIG. 1, three timings (LH), (LL), and (LD) in which the left sign in the parenthesis is L are the control of the upper arm in the first power supply system P1 of long-period driving. This is an operation mode in which the signal IH1 is OFF and the lower arm control signal IL1 is ON. In any of these operation modes, as shown in FIGS. 2 (LH), (LL) and FIG. 3 (LD), the upper arm SW element QH1 is in the OFF state in the first power supply system of long cycle driving. Yes, the lower arm SW element QL1 is in the ON state. Therefore, the connection point N1 (lower potential of the capacitive element C1) between the two SW elements QH1 and QL1 becomes a low potential (ground potential, output voltage V1 is 0) via the lower arm SW element QL1. Therefore, the capacitive element C1 of the BS circuit B1 is charged through the path indicated by the broken line arrow. In this way, during the period in which the lower arm SW element QL1 is in the ON state in the first power supply system of the long cycle drive, the charging of the capacitive element C1 of the BS circuit B1 is continued in the first power supply system. Since charging is completed in an extremely short time, when the charge is accumulated in the capacitive element C1 until the saturated state, the charged state by the saturated charge is only continued thereafter. For this reason, the voltage VC1 of the capacitive element C1 during this period is maintained at a high voltage state due to the charges accumulated up to the saturation state, as shown in the lowermost stage of FIG.
一方、第2電力供給系統では、以下のようにして容量素子C2の充電と放電が繰り返される。図2(LH)の動作モードでは、上アームのSW素子QH2がON状態にあり、下アームのSW素子QL2がOFF状態にある。従って、2つのSW素子QH2,QL2の接続点N2が高電位(上アームのSW素子QH2を介した第1電源E1の電位)となり、該高電位の出力電圧V2が負荷に対して出力端子OUT2から供給される。この時、BS回路B2の容量素子C2に蓄積されていた電荷が、破線矢印で示した経路で放電され、駆動回路KH2で消費される。図2(LL)の動作モードでは、上アームのSW素子QH2がOFF状態にあり、下アームのSW素子QL2がON状態にある。従って、2つのSW素子QH2,QL2の接続点N2が低電位(接地電位、出力電圧V2が0)となり、BS回路B2の容量素子C2が破線矢印で示した経路で充電される。以上のように、短周期駆動の第2電力供給系統は、長周期駆動の第1電力供給系統と独立して動作している。 On the other hand, in the second power supply system, charging and discharging of the capacitive element C2 are repeated as follows. In the operation mode of FIG. 2 (LH), the upper arm SW element QH2 is in the ON state, and the lower arm SW element QL2 is in the OFF state. Accordingly, the connection point N2 between the two SW elements QH2 and QL2 becomes a high potential (the potential of the first power supply E1 via the upper arm SW element QH2), and the high potential output voltage V2 is output to the output terminal OUT2 with respect to the load. Supplied from At this time, the electric charge accumulated in the capacitive element C2 of the BS circuit B2 is discharged through the path indicated by the broken-line arrow and is consumed by the drive circuit KH2. In the operation mode of FIG. 2 (LL), the upper arm SW element QH2 is in the OFF state, and the lower arm SW element QL2 is in the ON state. Therefore, the connection point N2 between the two SW elements QH2 and QL2 becomes a low potential (ground potential, output voltage V2 is 0), and the capacitive element C2 of the BS circuit B2 is charged through the path indicated by the broken-line arrow. As described above, the second power supply system with short cycle driving operates independently of the first power supply system with long cycle driving.
図1のチャートに示すように、カッコ内の左の符号がHの3つのタイミング(HH),(HL),(HD)は、長周期駆動の第1電力供給系統において、上アームの制御信号IH1がONで、下アームの制御信号IL1がOFFの動作モードである。これらの動作モードでは、いずれも、図4(HH),(HL)と図5(HD)に示すように、長周期駆動の第1電力供給系統において、上アームのSW素子QH1がON状態にあり、下アームのSW素子QL1がOFF状態にある。従って、2つのSW素子QH1,QL1の接続点N1が高電位(上アームのSW素子QH1を介した第1電源E1の電位)となり、高電位の出力電圧V1が負荷に対して出力端子OUT1から供給される。この時、BS回路B1の容量素子C1に蓄積されていた電荷が、破線矢印で示した経路で放電され、駆動回路KH1で電流が消費される。このように、長周期駆動の第1電力供給系統において上アームのSW素子QH1がON状態にある期間では、第1電力供給系統において、BS回路B1の容量素子C1の放電が継続される。このため、この期間における容量素子C1の電圧VC1は、図1の最下段に示すように低下し続ける。そして、図中に一点鎖線で示した駆動回路KH1の動作に必要な閾値電圧Vthを下回ると、ついには駆動回路KH1がSW素子QH1のゲート電位のONに必要な電位を供給できず、SW素子QH1がOFFして、出力電圧V1が0となる。このように、制御信号IH1のON時間が長くなると、制御信号IH1がONであるにも係わらず、SW素子QH1が正常に動作しなくなる。 As shown in the chart of FIG. 1, three timings (HH), (HL), and (HD) in which the left symbol in the parenthesis is H are control signals for the upper arm in the first power supply system of long-period driving. This is an operation mode in which IH1 is ON and the lower arm control signal IL1 is OFF. In each of these operation modes, as shown in FIGS. 4 (HH), (HL) and FIG. 5 (HD), the upper arm SW element QH1 is turned on in the first power supply system of long cycle driving. Yes, the SW element QL1 of the lower arm is in the OFF state. Accordingly, the connection point N1 between the two SW elements QH1 and QL1 becomes a high potential (the potential of the first power supply E1 via the upper arm SW element QH1), and the high potential output voltage V1 is output from the output terminal OUT1 to the load. Supplied. At this time, the electric charge accumulated in the capacitive element C1 of the BS circuit B1 is discharged through the path indicated by the broken line arrow, and current is consumed in the drive circuit KH1. Thus, during the period in which the upper arm SW element QH1 is in the ON state in the first power supply system driven for a long period, the discharge of the capacitive element C1 of the BS circuit B1 is continued in the first power supply system. For this reason, the voltage VC1 of the capacitive element C1 during this period continues to decrease as shown in the lowermost stage of FIG. When the voltage drops below the threshold voltage Vth necessary for the operation of the drive circuit KH1 indicated by the alternate long and short dash line in the figure, the drive circuit KH1 cannot finally supply the potential necessary for turning on the gate potential of the SW element QH1, and the SW element QH1 is turned OFF and the output voltage V1 becomes zero. As described above, when the ON time of the control signal IH1 becomes long, the SW element QH1 does not operate normally even though the control signal IH1 is ON.
尚、上アームの制御信号IH1がONで下アームの制御信号がOFFの期間においても、第2電力供給系統では、先の上アームの制御信号IH1がOFFで下アームの制御信号がONの期間と同様にして、容量素子C2の充電と放電が繰り返される。 Even when the upper arm control signal IH1 is ON and the lower arm control signal is OFF, in the second power supply system, the previous upper arm control signal IH1 is OFF and the lower arm control signal is ON. In the same manner, charging and discharging of the capacitive element C2 are repeated.
次に、上記した電力供給装置90aの問題点を解消する、本発明に係る電力供給装置の基本的な構成と動作について、以下の図6〜図12により説明する。
Next, the basic configuration and operation of the power supply apparatus according to the present invention that solves the above-described problems of the
図6は、本発明に係る電力供給装置の基本構成を示す図で、複数の電力供給系統のうちで、少なくとも2つの異なる周期で駆動される電力供給系統P1,P2を有する電力供給装置10のブロック図である。また、図7は、図6のブロック図で示した電力供給装置10の具体化例で、電力供給装置10aの回路図である。尚、図6と図7に示す電力供給装置10,10aにおいて、それぞれ図16と図17に示した電力供給装置90,90aと同様の部分については、同じ符号を付した。
FIG. 6 is a diagram showing a basic configuration of a power supply apparatus according to the present invention. Of the plurality of power supply systems, FIG. 6 shows a
図6に示す電力供給装置10は、破線で囲った第1電力供給系統P1と第2電力供給系統P2の2つの電力供給系統を有している。電力供給装置10では、複数有る電力供給系統のうち少なくとも2つの電力供給系統P1,P2が異なる周期で駆動され、長い周期で駆動される方を第1電力供給系統P1とし、短い周期で駆動される方を第2電力供給系統P2としている。
The
図6の電力供給装置10において、以下の構成部は、図16に示した電力供給装置90と同様である。
In the
すなわち、第1電力供給系統P1は、直流の第1電源E1に接続する直列接続された上アームのSW素子QH1と下アームのSW素子QL1を備えている。そして、該2つのSW素子QH1,QL1の接続点N1から、図示していない負荷に電力を供給する。また、第2電力供給系統P2は、同じ直流の第1電源E1に接続する直列接続された上アームのSW素子QH2と下アームのSW素子QL2を備えている。そして、該2つのSW素子QH2,QL2の接続点N2から、図示していない負荷に電力を供給する。 That is, the first power supply system P1 includes an upper arm SW element QH1 and a lower arm SW element QL1 that are connected in series to the first DC power source E1. Then, power is supplied to a load (not shown) from the connection point N1 between the two SW elements QH1 and QL1. The second power supply system P2 includes an upper arm SW element QH2 and a lower arm SW element QL2 connected in series to be connected to the same first DC power source E1. Then, power is supplied from a connection point N2 between the two SW elements QH2 and QL2 to a load (not shown).
また、第1電力供給系統P1においては、上アームと下アームの各SW素子QH1,QL1に対して、駆動回路KH1,KL1が接続されている。駆動回路KH1,KL1は、同じ直流の第2電源E2に接続され、それぞれ制御信号IH1,IL1を入力して、SW素子QH1,QL1へゲート信号を出力する。また、下アームの駆動回路KL1には、第2電源E2の電圧がそのまま印加されるが、上アームの駆動回路KH1には、BS回路B1が付加されており、第2電源E2の電圧がBS回路B1で高められて駆動回路KH1に印加される。同様に、第2電力供給系統P2においては、上アームと下アームの各SW素子QH2,QL2に対して、駆動回路KH2,KL2が接続されている。駆動回路KH2,KL2は、同じ直流の第2電源E2に接続され、それぞれ制御信号IH2,IL2を入力して、SW素子QH2,QL2へゲート信号を出力する。また、下アームの駆動回路KL2には、第2電源E2の電圧がそのまま印加されるが、上アームの駆動回路KH2には、BS回路B2が付加されており、第2電源E2の電圧がBS回路B2で高められて駆動回路KH2に印加される。 Further, in the first power supply system P1, drive circuits KH1 and KL1 are connected to the SW elements QH1 and QL1 of the upper arm and the lower arm. The drive circuits KH1 and KL1 are connected to the same DC second power source E2, and receive the control signals IH1 and IL1, respectively, and output gate signals to the SW elements QH1 and QL1. The voltage of the second power supply E2 is applied to the lower arm drive circuit KL1 as it is, but the BS circuit B1 is added to the upper arm drive circuit KH1, and the voltage of the second power supply E2 is changed to BS. The voltage is increased by the circuit B1 and applied to the drive circuit KH1. Similarly, in the second power supply system P2, drive circuits KH2 and KL2 are connected to the SW elements QH2 and QL2 of the upper arm and the lower arm. The drive circuits KH2 and KL2 are connected to the same DC second power source E2, and receive the control signals IH2 and IL2, respectively, and output gate signals to the SW elements QH2 and QL2. The voltage of the second power supply E2 is applied as it is to the lower arm drive circuit KL2, but the BS circuit B2 is added to the upper arm drive circuit KH2, and the voltage of the second power supply E2 is changed to BS. The voltage is increased by the circuit B2 and applied to the drive circuit KH2.
一方、図6の電力供給装置10は、図16に示した電力供給装置90と異なり、長い周期で駆動される第1電力供給系統P1が、第2電源E2に接続される電荷補給回路F1を有する構成となっている。該電荷補給回路F1は、短い周期で駆動される第2電力供給系統P2の制御信号IH2,IL2を入力し、該制御信号IH2,IL2に基づくタイミングで電荷の充電と放電を繰り返し、第1電力供給系統P1のBS回路B1に電荷を補給するように構成されている。
On the other hand, unlike the
図6の電力供給装置10において、図16に示した電力供給装置90と同様のブロック構成部については、図17の電力供給装置90aと同様に、以下のように具体化することができる。
In the
図7の電力供給装置10aの回路図に示すように、第1電力供給系統P1のSW素子QH1,QL1と第2電力供給系統P2のSW素子QH2,QL2は、MOSトランジスタであってもよいし、IGBTであってもよい。尚、インダクタンスからなる負荷が電力供給系統P1,P2に接続される場合には、通常、各SW素子QH1,QL1,QH2,QL2に対して、フリーホイールダイオード(図示省略)が逆並列に接続される。
As shown in the circuit diagram of the
各電力供給系統P1,P2において、下アームのSW素子QL1,QL2をそれぞれ駆動する駆動回路KL1,KL2は、電源端子の高電位側が第2電源E2の高電位側に接続され、電源端子の低電位側がそれぞれSW素子QL1,QL2の低電位側に接続される。また、上アームのSW素子QH1,QH2をそれぞれ駆動する駆動回路KH1,KH2は、電源端子の高電位側がそれぞれBS回路B1,B2を介して第2電源E2の高電位側に接続され、電源端子の低電位側がそれぞれSW素子QH1,QH2の低電位側に接続される。 In each of the power supply systems P1 and P2, the drive circuits KL1 and KL2 that drive the SW elements QL1 and QL2 of the lower arm are connected to the high potential side of the second power supply E2 on the high potential side of the power supply terminal. The potential side is connected to the low potential side of the SW elements QL1 and QL2, respectively. Further, the drive circuits KH1 and KH2 for driving the upper arm SW elements QH1 and QH2, respectively, are connected to the high potential side of the second power supply E2 via the BS circuits B1 and B2, respectively. Are connected to the low potential sides of the SW elements QH1 and QH2, respectively.
また、上アームの駆動回路KH1,KH2への印加電圧を高めるBS回路B1,B2は、それぞれ、ダイオードD1,D2と容量素子C1,C2とで構成される。ダイオードD1,D2は、それぞれ、第2電源E2の高電位側から駆動回路KH1,KH2の電源端子の高電位側に向かって順方向に挿入される。容量素子C1,C2は、一端がダイオードD1,D2のカソード側に接続され、もう一端が駆動回路KH1,KH2の電源端子の低電位側に接続される。 Further, the BS circuits B1 and B2 for increasing the voltage applied to the upper arm drive circuits KH1 and KH2 include diodes D1 and D2 and capacitive elements C1 and C2, respectively. The diodes D1, D2 are respectively inserted in the forward direction from the high potential side of the second power supply E2 toward the high potential side of the power supply terminals of the drive circuits KH1, KH2. Capacitance elements C1 and C2 have one end connected to the cathode side of diodes D1 and D2, and the other end connected to the low potential side of the power supply terminals of drive circuits KH1 and KH2.
一方、図16の電力供給装置90には無いブロック構成部で、図6の電力供給装置10が有する電荷補給回路F1については、以下のように具体化することができる。
On the other hand, the charge replenishment circuit F1 included in the
例えば、図7の電力供給装置10aの回路図に示すように、電荷補給回路F1aは、直列接続された2つのスイッチ素子(以下、S素子と略記)S1,S2、第3容量素子C3、第3ダイオードD3、および第4ダイオードD4で構成することができる。直列接続された2つのS素子S1,S2は、第1電力供給系統P1の2つのSW素子QH1,QL1の接続点N1と第2電力供給系統P2の2つのSW素子QH2,QL2の接続点N2を結ぶ経路に挿入される。容量素子C3は、一端が2つのS素子S1,S2の接続点N3に接続され、もう一端が第2電源E2の高電位側に接続される。ダイオードD3は、第2電源E2の高電位側から容量素子C3の前記もう一端に向かって順方向に挿入される。ダイオードD4は、第3容量素子の前記もう一端から第1電力供給系統P1の駆動回路KH1の電源端子の高電位側に向かって順方向に挿入される。そして、直列接続された2つのS素子S1,S2のうち、第1電力供給系統P1の出力(接続点N1)側の第1S素子S1は、第2電力供給系統P2の上アームの制御信号IH2を入力し、制御信号IH2に同期して同じようにON−OFFする。また、第2電力供給系統P2の出力(接続点N2)側の第2S素子S2は、第2電力供給系統P2の下アームの制御信号IL2を入力し、制御信号IL2に同期して同じようにON−OFFするように構成している。
For example, as shown in the circuit diagram of the
上記した図6と図7に示す電力供給装置10,10aは、BS回路B1,B2により上アームの駆動回路KH1,KH2に印加する電圧を高める構成の電力供給装置で、複数の電力供給系統を有している。そして、少なくとも2つの電力供給系統P1,P2が異なる周期で駆動される。BS回路B1,B2により上アームの駆動回路に印加する電圧を高める構成の上記電力供給装置10,10aでは、駆動回路用の一つの第2電源E2だけで、複数有る各電力供給系統の上アームと下アームの各駆動回路を動作させることができる。このため、電源が簡略化され、小型で安価な電力供給装置とすることができる。
The above-described
一方、BS回路を用いた電力供給装置の場合、基本的な構成だけでは、前述した図16と図17に示す電力供給装置90,90aように、上アームの駆動回路が正常に動作できる最大ON時間に制約がある。図1〜図5で説明したように、BS回路は、下アームのSW素子がONしている時間に電荷が充電され、上アームのSW素子がONしている時間に蓄積された電荷が駆動回路によって消費される。従って、上アームのON時間が長くなると、BS回路に蓄電された電荷が減少し続け、ついには十分なゲート電位を保てずSW素子がOFFしてしまう。
On the other hand, in the case of a power supply device using a BS circuit, with the basic configuration alone, like the
上記問題点を解消する手段として、例えばBS回路に蓄積できる電荷量を大きくすることが考えられるが、この場合にはコストアップになってしまう。また、BS回路に蓄積できる電荷量はそのままで、上アームと下アームのSW素子のスイッチングの周期を短くすれば、コストアップにはならないが、この場合にはSW損失が増加してしまう。 As means for solving the above problems, for example, it is conceivable to increase the amount of charge that can be accumulated in the BS circuit, but in this case, the cost increases. Further, if the switching period of the SW elements of the upper arm and the lower arm is shortened while keeping the amount of charge that can be accumulated in the BS circuit, the cost is not increased, but in this case, the SW loss increases.
このため、上記した図6と図7に示す電力供給装置10,10aでは、長い周期で駆動される第1電力供給系統P1が、第2電源E2に接続される電荷補給回路F1,F1aを有する構成となっている。そして、電荷補給回路F1,F1aは、短い周期で駆動される第2電力供給系統P2の制御信号IH2,IL2を入力し、制御信号IH2,IL2に基づくタイミングで電荷の充電と放電を繰り返し、第1電力供給系統P1のBS回路B1に電荷を補給する。このように、電荷補給回路F1,F1aは、短い周期で駆動される第2電力供給系統P2の制御信号IH2,IL2によって第1電力供給系統P1のBS回路B1に電荷を補給し続ける。このため、長い周期で駆動される第1電力供給系統P1の上アームのSW素子QH1をONし続けることが可能となる。以上のようにして、上記電力供給装置10,10aは、前述した上アームの駆動回路が正常に動作できる最大ON時間の制約から解放される。
For this reason, in the
図7に示す電力供給装置10aを例にして、本発明に係る電力供給装置の動作について、より詳細に説明する。
The operation of the power supply apparatus according to the present invention will be described in more detail using the
図8は、図7の電力供給装置10aのタイミングチャートの一例を示した図である。図8では、図7に示す制御信号IL1,IH1,IL2,IH2、出力電圧V1,V2、および第1電力供給系統P1のBS回路B1における容量素子C1の電圧VC1と電荷補給回路F1aの容量素子C3の電圧VC3の各波形が示されている。尚、図8のタイミングチャートに示した各制御信号IL1,IH1,IL2,IH2と短い周期で駆動される第2電力供給系統P2の出力電圧V2の波形は、図1に示したそれらと全く同じである。また、図8の電圧VC1のチャートには、比較のため、電力供給装置90aの図1に示した電圧VC1の電圧波形を点線で示してある。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a timing chart of the
図9〜図12は、図8のチャートに示す各タイミング(LH),(LL),(LD),(HH),(HL),(HD)において、電力供給装置10aの動作モードを示した図である。図1〜図5と同様で、動作モードを示すカッコ内の左の符号は、第1電力供給系統の動作を示している。また、符号Hは上アームの制御信号がONのモードを示し、符号Lは下アームの制御信号がONのモードを示し、符号Dはデッドタイムのモードを示している。
9 to 12 show the operation mode of the
図8に示すように、カッコ内の左の符号がLの3つのタイミング(LH),(LL),(LD)は、長周期駆動の第1電力供給系統において、上アームの制御信号IH1がOFFで、下アームの制御信号IL1がONの動作モードである。これらの動作モードでは、いずれも、図9(LH),(LL)と図10(LD)に示すように、長周期駆動の第1電力供給系統において、上アームのSW素子QH1がOFF状態にあり、下アームのSW素子QL1がON状態にある。このため、2つのSW素子QH1,QL1の接続点N1は、低電位(接地電位、出力電圧V1が0)となる。従って、BS回路B1の容量素子C1は、動作モード(LH),(LL),(LD)のいずれにおいても、破線矢印で示したBS回路B1のダイオードD1を介した経路と電荷補給回路F1aのダイオードD3,D4を介した経路の2つの経路で充電される。 As shown in FIG. 8, three timings (LH), (LL), and (LD) in which the left sign in the parenthesis is L are in the first power supply system of long cycle driving, and the control signal IH1 of the upper arm is This is an operation mode in which the lower arm control signal IL1 is ON. In each of these operation modes, as shown in FIGS. 9 (LH), (LL) and FIG. 10 (LD), the upper arm SW element QH1 is turned off in the first power supply system of long cycle drive. Yes, the lower arm SW element QL1 is in the ON state. Therefore, the connection point N1 between the two SW elements QH1 and QL1 is at a low potential (ground potential, output voltage V1 is 0). Accordingly, the capacitive element C1 of the BS circuit B1 has a path through the diode D1 of the BS circuit B1 and the charge replenishment circuit F1a indicated by a broken line arrow in any of the operation modes (LH), (LL), and (LD). Charging is carried out through two paths through the diodes D3 and D4.
また、電荷補給回路F1aの容量素子C3について、図9の動作モード(LH)では、S素子S1が制御信号IH2に同期してONし、S素子S2が制御信号IL2に同期してOFFする。このため、2つのS素子S1,S2の接続点N3(容量素子C3の下側電位)が、第1電力供給系統の下アームのSW素子QL1とS素子S1を介して、低電位(接地電位、出力電圧V1が0)となる。従って、電荷補給回路F1aの容量素子C3が、破線矢印で示した経路で充電される。逆に、図9の動作モード(LL)では、S素子S1が制御信号IH2に同期してOFFし、S素子S2が制御信号IL2に同期してONする。従ってこの場合には、2つのS素子S1,S2の接続点N3が、第2電力供給系統の下アームのSW素子QL2とS素子S2を介して、低電位(接地電位、出力電圧V2が0)となる。このため、電荷補給回路F1aの容量素子C3が、同じように破線矢印で示した経路で充電される。尚、充電は極短い時間で終了するため、容量素子C1,C3に電荷が飽和状態まで蓄積されると、それ以降は飽和電荷による充電状態が継続されるだけである。また、第2電力供給系統がデッドタイムの図10の動作モード(LD)では、2つのS素子S1,S2がOFFとなり、容量素子C3の充電は停止されるが、飽和電荷による充電状態がそのまま継続される。 Further, regarding the capacitive element C3 of the charge replenishment circuit F1a, in the operation mode (LH) of FIG. 9, the S element S1 is turned on in synchronization with the control signal IH2, and the S element S2 is turned off in synchronization with the control signal IL2. Therefore, the connection point N3 (lower potential of the capacitive element C3) between the two S elements S1 and S2 is low potential (ground potential) via the SW element QL1 and S element S1 of the lower arm of the first power supply system. The output voltage V1 becomes 0). Accordingly, the capacitive element C3 of the charge replenishment circuit F1a is charged through the path indicated by the broken line arrow. Conversely, in the operation mode (LL) of FIG. 9, the S element S1 is turned off in synchronization with the control signal IH2, and the S element S2 is turned on in synchronization with the control signal IL2. Therefore, in this case, the connection point N3 between the two S elements S1 and S2 is low potential (ground potential, output voltage V2 is 0 via the SW element QL2 and S element S2 of the lower arm of the second power supply system. ) For this reason, the capacitive element C3 of the charge replenishment circuit F1a is similarly charged through the path indicated by the dashed arrow. Since the charging is completed in an extremely short time, when the charge is accumulated in the capacitive elements C1 and C3 until the saturated state, the charged state by the saturated charge is only continued thereafter. Further, in the operation mode (LD) of FIG. 10 in which the second power supply system is dead time, the two S elements S1 and S2 are turned off and the charging of the capacitive element C3 is stopped, but the charged state by the saturated charge remains as it is. Will continue.
以上のように、図7の電力供給装置10aでは、長周期駆動の第1電力供給系統において下アームのSW素子QL1がON状態にある期間で、BS回路B1の容量素子C1の充電が継続されるだけでなく、電荷補給回路F1aの容量素子C3の充電も継続される。このため、この期間における容量素子C1,C3の電圧VC1,VC3は、図8の下の2段に示すように、いずれも飽和状態まで蓄積された電荷による高電圧状態が維持される。
As described above, in the
図8に示すように、カッコ内の左の符号がHの3つのタイミング(HH),(HL),(HD)は、長周期駆動の第1電力供給系統において、上アームの制御信号IH1がONで、下アームの制御信号IL1がOFFの動作モードである。これらの動作モードでは、いずれも、図11(HH),(HL)と図12(HD)に示すように、長周期駆動の第1電力供給系統において、上アームのSW素子QH1がON状態にあり、下アームのSW素子QL1がOFF状態にある。従って、2つのSW素子QH1,QL1の接続点N1が高電位(上アームのSW素子QH1を介した第1電源E1の電位)となり、高電位の出力電圧V1が負荷に対して出力端子OUT1から供給される。 As shown in FIG. 8, three timings (HH), (HL), and (HD) with the left symbol in parentheses being H are the first power supply system of long cycle driving, and the control signal IH1 of the upper arm is This is an operation mode in which the lower arm control signal IL1 is OFF. In these operation modes, as shown in FIGS. 11 (HH), (HL) and FIG. 12 (HD), the SW element QH1 of the upper arm is turned on in the first power supply system of long cycle driving. Yes, the SW element QL1 of the lower arm is in the OFF state. Accordingly, the connection point N1 between the two SW elements QH1 and QL1 becomes a high potential (the potential of the first power supply E1 via the upper arm SW element QH1), and the high potential output voltage V1 is output from the output terminal OUT1 to the load. Supplied.
上アームのSW素子QH1がON状態にある上記期間において、図1〜図5で説明した従来の電力供給装置90aでは、容量素子C1に蓄積されていた電荷の放電と駆動回路KH1での電流消費が継続され、容量素子C1の電圧VC1が低下し続けていた。これに対して、図7に示した電荷補給回路F1aを有する電力供給装置10aは、以下のように動作する。
In the period when the upper arm SW element QH1 is in the ON state, in the conventional
図11(HH),(HL)と図12(HD)に示すように、上アームのSW素子QH1がON状態にある期間において、容量素子C1に蓄積されていた電荷の放電と駆動回路KH1での電流消費は、従来の電力供給装置90aと同様にして継続される。しかしながら、電荷補給回路F1aの容量素子C3に注目すると、図11の動作モード(HH)では、S素子S1が制御信号IH2に同期してONし、S素子S2が制御信号IL2に同期してOFFする。このため、容量素子C3に蓄積されていた電荷が、ダイオードD4を介して、破線矢印で示した経路で放電される。従って、駆動回路KH1では、BS回路B1の容量素子C1と電荷補給回路F1aの容量素子C3の両方から電荷が供給される。従って、動作モード(HH)の期間において、容量素子C1の電圧VC1の低下は、電荷補給回路F1aが無い場合に較べて緩やかになる。次に、図11の動作モード(HL)では、S素子S1が制御信号IH2に同期してOFFし、S素子S2が制御信号IL2に同期してONする。従って、2つのS素子S1,S2の接続点N3が、第2電力供給系統の下アームのSW素子QL2とS素子S2を介して、低電位(接地電位、出力電圧V2が0)となる。このため、電荷補給回路F1aの容量素子C3が、ダイオードD3を介して、破線矢印で示した経路で充電される。尚、充電は極短い時間で終了するため、容量素子C3に電荷が飽和状態まで蓄積されると、それ以降は飽和電荷による充電状態が継続されるだけである。従って、図8の最下段に示すように、容量素子C3の電圧VC3は、制御信号IH2がONすると、瞬時に第2電源E2の電圧近くまで回復し、制御信号IH2がOFFになるまで高電圧状態が維持される。また、第2電力供給系統がデッドタイムの図12の動作モード(HD)では、2つのS素子S1,S2がOFFとなり、容量素子C3の充電は停止されるが、制御信号IH2がONになるまで、そのまま高電圧状態が維持される。
As shown in FIGS. 11 (HH), (HL) and FIG. 12 (HD), in the period when the SW element QH1 of the upper arm is in the ON state, the discharge of the charge accumulated in the capacitive element C1 and the drive circuit KH1 Current consumption is continued in the same manner as the conventional
容量素子C3を充電する動作モード(HL)の期間において、BS回路B1の容量素子C1の放電は継続され、電圧VC1は低下し続ける。しかしながら、次に制御信号IH2がONし、次の図11に示す動作モード(HH)になった瞬間に、BS回路B1の容量素子C1と電荷補給回路F1aの容量素子C3が並列接続される。このため、低下し続けていた容量素子C1の電圧VC1は、瞬時に容量素子C3の電圧VC3の近くまで回復する。そして、容量素子C1,C3の電圧VC1,VC3は、その後の動作モード(HH)の期間において、駆動回路KH1での電流消費によって緩やかに低下する。 During the operation mode (HL) in which the capacitive element C3 is charged, the capacitive element C1 of the BS circuit B1 continues to be discharged, and the voltage VC1 continues to decrease. However, at the moment when the control signal IH2 is turned on next and the operation mode (HH) shown in FIG. 11 is entered, the capacitive element C1 of the BS circuit B1 and the capacitive element C3 of the charge replenishing circuit F1a are connected in parallel. For this reason, the voltage VC1 of the capacitive element C1 that has continued to decrease is instantaneously restored to near the voltage VC3 of the capacitive element C3. The voltages VC1 and VC3 of the capacitive elements C1 and C3 gradually decrease due to current consumption in the drive circuit KH1 during the subsequent operation mode (HH).
以上説明したように、図7の電力供給装置10aでは、長周期駆動の第1電力供給系統において上アームのSW素子QH1がON状態にある期間において、BS回路B1の容量素子C1の放電が継続される。しかしながら、電力供給装置10aでは、この期間において、電荷補給回路F1aの容量素子C3の充電と放電が、制御信号IH2,IL2に基づくタイミングで繰り返される。このため、電力供給装置10aの容量素子C1の電圧VC1は、図17の電力供給装置90aにおけるそれのように低下し続けて駆動回路KH1の動作に必要な閾値電圧Vthを下回ることはなく、この期間において所定の範囲内で上下動を繰り返す。
As described above, in the
以上のようにして、図7の電力供給装置10aでは、電荷補給回路F1aが短い周期で駆動される第2電力供給系統P2の制御信号IH2,IL2に基づくタイミングで電荷の充電と放電を繰り返し、第1電力供給系統P1のBS回路B1に電荷を補給し続ける。このため、長い周期で駆動される第1電力供給系統P1の上アームのSW素子QH1をONし続けることが可能となり、上アームの駆動回路が正常に動作できる最大ON時間の制約から解放される。
As described above, in the
また、図7の電力供給装置10aと先に説明した特許文献1のBS回路が第1コンデンサと第2コンデンサを備える構成の従来の駆動回路とは、短周期で駆動される電力供給系統を利用して、長周期のBS回路に電荷を補給し続ける点では共通している。しかしながら、電力供給装置10aは、特許文献1の駆動回路と次の点で異なる構成となっている。すなわち、従来の駆動回路では、自相(長周期駆動)の第1コンデンサに電荷を補充する第2コンデンサは、第1電源E1に接続する他相(短周期駆動)のSW素子の出力点にその一端が接続されていた。このため、先に説明したように、従来の駆動回路では、自相の下アームのSW素子がON状態で他相の上アームのSW素子がONすると、第1電源E1を高電圧とした場合に自相の駆動回路の耐圧を越える充電経路が形成される問題があった。
Further, the
これに対して、図7の電力供給装置10aにおける電荷補給回路F1aは、駆動回路用の第2電源E2に接続されており、短い周期で駆動される第2電力供給系統P2の駆動回路の制御信号IH2,IL2に基づいて、電荷の充電と放電を繰り返す。このため、電力供給装置10aにおいては、先に説明した従来の駆動回路と異なり、第1電源E1を高電圧とした場合にも、耐圧が問題となるような充電経路が形成されることはない。
On the other hand, the charge replenishment circuit F1a in the
以上のようにして、上記した電力供給装置10,10aは、コストやSW損失の増大を伴わない小型の電力供給装置であって、上アームの駆動回路の耐圧に影響を及ぼすことなく、ON時間の長いSW素子も正常に動作可能な電力供給装置となっている。
As described above, the
次に、上記した電力供給装置10,10aの細部について、より詳細に説明する。
Next, details of the above-described
図7の電力供給装置10aにおける電荷補給回路F1aのS素子S1,S2は、SW素子QH2,QL2と同じ速さでスイッチングするため、トランジスタ素子(以下、T素子と略記)からなることが好ましい。該T素子は、例えばMOSトランジスタ素子(以下、M素子と略記)であってもよいし、バイポーラトランジスタ素子であってもよい。
Since the S elements S1 and S2 of the charge replenishment circuit F1a in the
図13は、電力供給装置10bの回路図で、図7の電力供給装置10aにおける電荷補給回路F1aのS素子S1,S2をM素子M1,M2とした場合の回路構成例を示す図である。
FIG. 13 is a circuit diagram of the
図13に示す電力供給装置10bの電荷補給回路F1bにおいては、図7に示したS素子S1,S2と同様の構成と機能を有したM素子M1,M2に対して、さらに第5ダイオードD5が付加されている。ダイオードD5は、M素子M1,M2に付随した寄生ダイオードの電流経路を遮断するためのもので、2つのM素子M1,M2の接続点N3から第2電力供給系統P2の2つのSW素子QH2,QL2の接続点N2に向かって順方向に挿入される。このように、図7の電力供給装置10aにおけるS素子S1,S2として、M素子M1,M2を採用する場合には、M素子M1,M2に付随した寄生ダイオードの電流経路を遮断するため、図13に示すダイオードD5を付加することが好ましい。
In the charge replenishment circuit F1b of the
図14と図15は、それぞれ電力供給装置10c,10dの回路図で、図7に示した電力供給装置10aの変形例を示す図である。
FIG. 14 and FIG. 15 are circuit diagrams of the
図7の電力供給装置10aでは、電荷補給回路F1aにおける第1電力供給系統P1(接続点N1)側のS素子S1と第2電力供給系統P2(接続点N2)側のS素子S2が、それぞれ、以下のように構成されていた。すなわち、接続点N1側のS素子S1は、第2電力供給系統P2の上アームの制御信号IH2に同期して同じようにON−OFFする。また、接続点N2側のS素子S2は、第2電力供給系統P2の下アームの制御信号IL2に同期して同じようにON−OFFするようにする。
In the
一方、第2電力供給系統P2における上アームの制御信号IH2と下アームの制御信号IL2は相補的にON−OFFするため、図14と図15に示した電力供給装置10c,10dの接続構成を採用することが可能である。
On the other hand, the control signal IH2 for the upper arm and the control signal IL2 for the lower arm in the second power supply system P2 are turned on and off in a complementary manner, so that the connection configuration of the
図14の電力供給装置10cにおいては、電荷補給回路F1cのS素子S1,S2の制御に、第2電力供給系統P2の上アームの制御信号IH2だけを利用している。そして、接続点N1側のS素子S1は、第2電力供給系統P2の上アームの制御信号IH2をそのまま入力し、接続点N2側のS素子S2は、インバータI1を介して、第2電力供給系統P2の上アームの制御信号IH2の反転信号を入力するように構成されている。
In the
逆に、図15の電力供給装置10dにおいては、電荷補給回路F1dのS素子S1,S2の制御に、第2電力供給系統P2の下アームの制御信号IL2だけを利用している。そして、接続点N1側のS素子S1は、インバータI2を介して、第2電力供給系統P2の下アームの制御信号IL2の反転信号を入力し、接続点N2側のS素子S2は、第2電力供給系統P2の下アームの制御信号IL2をそのまま入力するように構成されている。
Conversely, in the
図14と図15に示すS素子S1,S2の接続構成であっても、電荷補給回路F1c,F1dが短周期の第2電力供給系統P2の制御信号に基づくタイミングで電荷の充電と放電を繰り返し、長周期の第1電力供給系統P1のBS回路B1に電荷を補給する。 Even in the connection configuration of the S elements S1 and S2 shown in FIG. 14 and FIG. 15, the charge replenishment circuits F1c and F1d repeatedly charge and discharge charges at a timing based on the control signal of the second power supply system P2 having a short cycle. Then, charge is replenished to the BS circuit B1 of the long-cycle first power supply system P1.
以上のようにして、上記した電力供給装置は、コストやSW損失の増大を伴わない小型の電力供給装置であって、上アームの駆動回路の耐圧に影響を及ぼすことなく、ON時間の長いSW素子も正常に動作させることのできる電力供給装置となっている。 As described above, the above-described power supply apparatus is a small-sized power supply apparatus that does not increase cost and SW loss, and has a long ON time without affecting the withstand voltage of the upper arm drive circuit. The device is a power supply device that can also operate normally.
従って、上記電力供給装置は、小型・低コストが要求されると共に、様々な周期で駆動される複数の電力供給系統が統合されてなる、車載用の電力供給装置として好適である。 Therefore, the power supply apparatus is suitable as a vehicle-mounted power supply apparatus that is required to be small and low-cost and that integrates a plurality of power supply systems that are driven at various cycles.
10,10a〜10d,90,90a 電力供給装置
E1,E2 電源
P1,P2 電力供給系統
QH1,QL1,QH2,QL2 SW素子
KH1,KL1,KH2,KL2 駆動回路
IH1,IL1,IH2,IL2 制御信号
B1,B2 BS回路
F1,F1a〜F1d 電荷補給回路
D1〜D5 ダイオード
C1〜C3 容量素子
S1,S2 S素子
M1,M2 M素子
10, 10a to 10d, 90, 90a Power supply device E1, E2 Power supply P1, P2 Power supply system QH1, QL1, QH2, QL2 SW element KH1, KL1, KH2, KL2 Drive circuit IH1, IL1, IH2, IL2 Control signal B1 , B2 BS circuit F1, F1a to F1d Charge replenishment circuit D1 to D5 Diode C1 to C3 Capacitance element S1, S2 S element M1, M2 M element
Claims (9)
直流の第2電源に接続され、前記2つのSW素子のそれぞれの制御信号を入力してゲート信号を出力する上アームと下アームの2つの駆動回路と、前記上アームの駆動回路に印加する電圧を高めるブートストラップ回路(以下、BS回路と略記)と、前記2つのSW素子とで構成される電力供給系統を、複数有してなり、
前記複数の電力供給系統のうちの少なくとも2つの電力供給系統が、異なる周期で駆動されると共に、長い周期で駆動される第1電力供給系統が、前記第2電源に接続される電荷補給回路を有してなり、
前記電荷補給回路が、短い周期で駆動される第2電力供給系統の前記制御信号を入力し、該制御信号に基づくタイミングで電荷の充電と放電を繰り返し、前記第1電力供給系統のBS回路に電荷を補給するように構成されてなることを特徴とする電力供給装置。 A power supply that includes two switching elements (hereinafter abbreviated as SW elements) connected in series with an upper arm and a lower arm that are connected to a first DC power source, and that outputs power to a load from a connection point of the two SW elements. A device,
Two drive circuits, upper arm and lower arm, which are connected to a direct current second power supply, input control signals of the two SW elements and output gate signals, and voltages applied to the upper arm drive circuit A plurality of power supply systems composed of a bootstrap circuit (hereinafter abbreviated as a BS circuit) that enhances power and the two SW elements,
At least two power supply systems of the plurality of power supply systems are driven with different periods, and a first power supply system driven with a long period includes a charge replenishment circuit connected to the second power source. Have
The charge replenishment circuit inputs the control signal of the second power supply system that is driven in a short cycle, repeats charge charging and discharging at a timing based on the control signal, and sends the charge signal to the BS circuit of the first power supply system. An electric power supply device configured to replenish electric charges.
電源端子の高電位側が前記第2電源の高電位側に接続され、電源端子の低電位側が前記SW素子の低電位側に接続されてなり、
前記BS回路が、
前記第2電源の高電位側から前記駆動回路の電源端子の高電位側に向かって順方向に挿入されるダイオードと、一端が前記ダイオードのカソード側に接続され、もう一端が前記駆動回路の電源端子の低電位側に接続される容量素子とで構成されてなることを特徴とする請求項1に記載の電力供給装置。 The drive circuit is
The high potential side of the power supply terminal is connected to the high potential side of the second power supply, the low potential side of the power supply terminal is connected to the low potential side of the SW element,
The BS circuit is
A diode inserted in the forward direction from the high potential side of the second power supply toward the high potential side of the power supply terminal of the drive circuit, one end connected to the cathode side of the diode, and the other end connected to the power supply of the drive circuit The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device includes a capacitive element connected to a low potential side of the terminal.
前記第1電力供給系統の2つのSW素子の接続点と前記第2電力供給系統の2つのSW素子の接続点を結ぶ経路に挿入される直列接続された2つのスイッチ素子(以下、S素子と略記)と、
一端が前記2つのS素子の接続点に接続され、もう一端が前記第2電源の高電位側に接続される第3容量素子と、
前記第2電源の高電位側から前記第3容量素子のもう一端に向かって順方向に挿入される第3ダイオードと、
前記第3容量素子のもう一端から前記第1電力供給系統の駆動回路の電源端子の高電位側に向かって順方向に挿入される第4ダイオードとで構成されてなり、
前記2つのS素子のうち、
前記第1電力供給系統の出力側の第1S素子が、前記第2電力供給系統の上アームのSW素子の制御信号に同期して同じようにON−OFFし、
前記第2電力供給系統の出力側の第2S素子が、前記第2電力供給系統の下アームのSW素子の制御信号に同期して同じようにON−OFFするように構成されてなることを特徴とする請求項2に記載の電力供給装置。 The charge replenishment circuit comprises:
Two switch elements connected in series (hereinafter referred to as S element) inserted in a path connecting the connection point of two SW elements of the first power supply system and the connection point of two SW elements of the second power supply system Abbreviated) and
A third capacitive element having one end connected to the connection point of the two S elements and the other end connected to the high potential side of the second power supply;
A third diode inserted in a forward direction from the high potential side of the second power supply toward the other end of the third capacitive element;
A fourth diode inserted in the forward direction from the other end of the third capacitive element toward the high potential side of the power supply terminal of the drive circuit of the first power supply system;
Of the two S elements,
The first S element on the output side of the first power supply system is turned on and off in the same manner in synchronization with the control signal of the SW element of the upper arm of the second power supply system,
The second S element on the output side of the second power supply system is configured to be turned on and off in the same manner in synchronization with the control signal of the SW element of the lower arm of the second power supply system. The power supply device according to claim 2.
トランジスタ素子(以下、T素子と略記)からなることを特徴とする請求項3に記載の電力供給装置。 The S element is
The power supply device according to claim 3, comprising a transistor element (hereinafter abbreviated as T element).
第5ダイオードが、前記2つのM素子の接続点から前記第2電力供給系統の2つのSW素子の接続点に向かって順方向に挿入されてなることを特徴とする請求項4に記載の電力供給装置。 The T element comprises a MOS transistor element (hereinafter abbreviated as M element),
5. The power according to claim 4, wherein a fifth diode is inserted in a forward direction from a connection point of the two M elements toward a connection point of two SW elements of the second power supply system. Feeding device.
前記第2S素子が、前記第2電力供給系統の下アームのSW素子の制御信号を入力するように構成されてなることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の電力供給装置。 The first S element inputs a control signal of the SW element of the upper arm of the second power supply system,
The power supply according to any one of claims 3 to 5, wherein the second S element is configured to input a control signal of a SW element of a lower arm of the second power supply system. apparatus.
前記第2S素子が、前記第2電力供給系統の上アームのSW素子の制御信号の反転信号を入力するように構成されてなることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の電力供給装置。 The first S element inputs a control signal of the SW element of the upper arm of the second power supply system,
The said 2S element is comprised so that the inversion signal of the control signal of the SW element of the upper arm of the said 2nd electric power supply system may be input, The Claim 3 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Power supply equipment.
前記第2S素子が、前記第2電力供給系統の下アームのSW素子の制御信号を入力するように構成されてなることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の電力供給装置。 The first S element receives an inverted signal of the control signal of the SW element of the lower arm of the second power supply system,
The power supply according to any one of claims 3 to 5, wherein the second S element is configured to input a control signal of a SW element of a lower arm of the second power supply system. apparatus.
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