JP2018506259A - スイッチング電源 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (13)
- スイッチング電源であって、
それぞれの並列分岐が、2つの直列に接続された制御可能なスイッチ(111、112)と、前記2つのスイッチ(111、112)と出力ノード(150)との間に接続されたコイル(141)とを備える、複数の並列分岐(401、402、403)と、
前記並列分岐の前記出力ノードと地面(154)との間に接続されたキャパシタ(152)と、
並列分岐のコイル(141)を通って流れる電流(l1)が、5Aより大きい第1の電流値に達するときに、前記並列分岐の第1スイッチ(111)が導通状態から非導通状態へ切り換えられるように、そして、前記並列分岐の前記コイルを通って流れる前記電流が、0Aより小さい第2の電流値に達するときに、前記第2スイッチ(S2)が導通状態から非導通状態へ切り換えられるように、それぞれの並列分岐(401、402、403)の前記2つの直列に接続された制御可能なスイッチ(111、112)を切り換えるように構成されたコントローラー(160)と、
フィルターキャパシタと、フィルターコイルとを備え、それぞれの並列分岐の入力ノード(108)が、フィルターキャパシタの第1端子と、フィルターコイルの第1端子とに接続され、前記フィルターキャパシタの第2端子は接地端子(422)と接続され、フィルターコイルの第2端子は、前記スイッチング電源の入力ノード(420)に接続されるように、前記複数の並列分岐(401、402、403)から上流に接続されるLCフィルター(410、412)であって、前記フィルターキャパシタ(412)は、正端子(500)と、負端子(502)と第3端子(503)を備え、前記第3端子は、前記負端子(502)と接続する細長いリード線を備え、少なくとも部分的(503)に前記正端子(500)の隣に配置される、フィルターキャパシタと、
前記フィルターキャパシタ(412)は、回路基板の一方側に配置され、前記スイッチと前記コイルは、前記回路基板の他方側に配置され、前記フィルターキャパシタの正端子は、前記回路基板(560)を貫通する穴(562)を通って延び、接地回路を備える前記第3端子は、前記回路基板の前記一方側に、前記正端子のための前記回路基板内の前記穴(562)の隣に配置され、そして、前記第2スイッチ(S2、S4、S6)の1つ又はいくつかの接地端子は、前記回路基板を通って延び、前記フィルターキャパシタの前記第3端子(503)に接続されている回路基板(560)と、
を備える、スイッチング電源。 - 前記第1の電流値が、9Aと12Aの間であり、前記第2の電流値が、−0.2Aと−2Aの間である、請求項1に記載するスイッチング電源。
- それぞれの並列分岐の少なくとも前記第2スイッチ(112)が、並列に接続され、0Aよりも小さい電流が、ダイオードを通って流れることができるように分極されている前記ダイオード(113、123、133)を備える、請求項1又は請求項2に記載するスイッチング電源。
- 前記コントローラー(160)が、前記第2スイッチを導通状態から非導通状態に切り換えた後、デッドタイム(200)によって遅延される方法で、前記並列分岐の前記第1スイッチ(111)を非導通状態から導通状態へ切り換えるように更に構成され、前記デッドタイムが100nsよりも大きく、1μsよりも小さい、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載するスイッチング電源。
- 前記コントローラーが、前記並列分岐や別の並列分岐の前記コイルを通って流れる電流が時間的な一点において異なるように、前記別の並列分岐の前記スイッチ(121、122)を、時間的にオフセットされる方法で、前記並列分岐の前記スイッチ(110、112)に切り換えるように構成される、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載するスイッチング電源。
- k個の並列分岐が構成され、kは2以上であり、前記コントローラー(160)が、1サイクル内に前記スイッチのスイッチオフ時間が許容範囲内で等しく分配されるように、前記k個の並列分岐の前記スイッチを時間的にオフセットされる方法で、動かすように構成され、1サイクルは、前記第1の電流値で開始し、前記同じ並列分岐について、一時的に連続する第1の電流値で終わり、許容範囲は、サイクル長さをk回で割ったもの±10%に等しい、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載するスイッチング電源。
- 前記並列分岐(401、402、403)と、前記キャパシタ(152)が、2kWより大きい電力が前記出力ノード(150)において出力されうるように形成された、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載するスイッチング電源。
- それぞれの並列分岐の前記2つのスイッチが、積層型のトランジスタとして構成され、前記第2スイッチのエミッタ又はソース・メタライゼーション(322)は接地ノードに接続され、コレクタ又はドレイン・メタライゼーション(323)は、前記第2スイッチの半導体の後側で、前記第2スイッチのエミッタ/ソース・メタライゼーション(302)の上に積層されており、且つ前記並列分岐の前記コイル(141)に接続され、前記第1スイッチの半導体の後側のコレクタ又はドレイン・メタライゼーションは、入力端子(303)を示す、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載するスイッチング電源。
- 前記フィルターキャパシタの前記第3端子が、それぞれの並列分岐(401、402、403)の前記第2スイッチの端子(322)に接続され、前記第2スイッチの制御端子ではない前記第2スイッチの他の端子は、前記第1スイッチに接続される、請求項1に記載するスイッチング電源。
- 前記複数の並列分岐の前記コイル(L1、L2、Ln)が、それぞれのコイルが、磁力線にインバウンドパスを設けるために、空隙(820、712)を備える強磁性の棒(701、711、721、801、803、804、805、806)を横切ってのびるように、強磁性体上に配置され、空隙のない強磁性棒(740)、又は、反対方向に巻かれた又は反対の巻線極性をもつ隣接したコイルを備える磁力線(740、801、803、805、802、804、806)のためのアウトバウンドパスが、さらに構成される、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載するスイッチング電源。
- それぞれ、又は少なくとも2つの並列分岐(401、402、403)の内部に、電流センサー(146、147、148)を更に備え、それぞれの電流センサーは前記コントローラー(160)に接続され、且つそれぞれの電流センサー(146、147、148)は前記第1の電流値と前記第2の電流値を検知するよう構成される、請求項1ないし請求項10のいずれかに記載するスイッチング電源。
- 複数の並列分岐(401、402、403)であって、それぞれの並列分岐は、2つの直列に接続された制御可能なスイッチ(111、112)と前記2つのスイッチ(111、112)と出力ノード(150)との間を接続するコイル(141)とを備える並列分岐と、前記並列分岐の前記出力ノードと地面(154)との間に接続されたキャパシタ(152)と、フィルターキャパシタとフィルターコイルを備え、それぞれの並列分岐の入力ノード(108)が、フィルターキャパシタの第1端子と、フィルターコイルの第1端子に接続され、前記フィルターキャパシタの第2端子が、接地端子(422)に接続され、前記フィルターコイルの第2端子が、前記スイッチング電源の入力ノード(420)に接続されるように、前記複数の並行分岐(401、402、403)から上流に接続されるLCフィルター(410、412)であって、前記フィルターキャパシタ(412)は、正端子(500)と、負端子(502)と、第3端子(503)を備え、前記第3端子は、前記負端子(502)に接続された細長いリード線を備え、少なくとも部分的に(503)前記正端子(500)の隣に配置されるLCフィルターと、回路基板であって、前記フィルターキャパシタ(412)は前記回路基板の一方側に配置され、前記スイッチと前記コイルは前記回路基板の他方側に配置され、前記フィルターキャパシタの正端子は前記回路基板(560)を貫通する穴(562)を通って延び、接地回路を備える前記第3端子は、前記回路基板の前記一方側に、前記正端子のための前記回路基板内の穴(562)の隣に配置され、そして、前記第2スイッチ(S2、S4、S6)の1つ又はいくつかの接地端子は、前記回路基板を通って延び、前記フィルターキャパシタの前記第3端子(503)に接続されている回路基板(560)と、を備えるスイッチング電源の操作方法であって、
並列分岐のコイルを通過する電流の流れが、5Aより大きい第1の電流値に達するときに、前記並列分岐の第1スイッチが導通状態から非導通状態へ切り換わり、前記並列分岐のコイルを通過する電流の流れが0Aより小さい第2の電流値に達するときに、前記第2スイッチが、導通状態から非導通状態へ切り換わるように、それぞれの並列分岐の前記2つのスイッチを制御するステップを含む、スイッチング電源の操作方法。 - 前記導通状態から前記非導通状態へ前記第2スイッチを切り換えた後に、前記並列分岐の前記第1スイッチをデッドタイム(200)によって遅延される方法で、非導通状態から導通状態へ切り換えるステップであって、前記デッドタイムが100nsより大きく、1μsよりも小さいステップと、
前記導通状態から前記非導通状態へ前記第1スイッチを切り換えた後に、前記第2スイッチをデッドタイム(200)によって遅延される方法で、非導通状態から導通状態へ切り換えるステップであって、前記第1スイッチの前記導通状態から前記非導通状態への前記切り換えの後に続く前記デッドタイムは、前記第2スイッチの前記導通状態から前記非導通状態への前記切り換えの後に続く前記デッドタイムと等しい、又は、前記デットタイムと異なり、且つ100nsから1μsの範囲にあるステップと、
を更に備える、請求項12に記載するスイッチング電源の操作方法。
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