JP2022024572A - 上アーム駆動回路、上アーム駆動回路の制御方法 - Google Patents
上アーム駆動回路、上アーム駆動回路の制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
2…コンデンサ
3…逆流防止回路
4…スイッチング素子(コンデンサ充電用スイッチング素子)
5…上アーム
6…スイッチング素子(上アームスイッチング素子)
7…還流ダイオード
8…主電源
9…スイッチング素子(コンデンサ放電用スイッチング素子)
10…下アーム
11…スイッチング素子(下アームスイッチング素子)
12…還流ダイオード
13…出力端子
14…負荷(コイル)
15…ダイオード
16…スイッチング素子(逆流防止用スイッチング素子)
17…スイッチング素子(逆流防止用スイッチング素子)
18…抵抗
19…コンデンサ
20…遅延回路
21…抵抗
22…スイッチング素子(遅延回路用スイッチング素子)
23…電圧制限回路
24…ツェナーダイオード
25…制御回路用電源
26…ダイオード
27…コンデンサ
28…ラッチ回路
29…バッファ
30…上アームON信号
31…上アームOFF信号
32…インバータ出力段
33…遅延信号
34…上アームONパルス信号
35…上アームOFFパルス信号
36…第1の端子
37…第2の端子
VCC…制御回路用電源電圧
VS…電源電圧
VC…コンデンサ充電電圧
VCB…コンデンサ充電電圧
VCP…コンデンサ2の正極側電圧(対GND電位)
VGE…(スイッチング素子6の)ゲート電圧
VOUT…出力端子電圧
VB…コンデンサ27の正極側電圧(対GND電位)
VTH_SW1…(スイッチング素子6の)しきい値電圧
VL…電圧制限回路の制限電圧
ISW3…(スイッチング素子4の)通電電流
ISW4…(スイッチング素子9の)通電電流
Claims (16)
- 電力変換装置の上アームスイッチング素子を駆動制御する上アーム駆動回路において、
前記上アームスイッチング素子のゲートと前記電力変換装置の出力端子との間に接続されるコンデンサと、
前記電力変換装置の電源と前記コンデンサとの間に接続され、前記電源側に接続された第1の端子側から前記コンデンサ側に接続された第2の端子側には電流を流し、前記第2の端子側から前記第1の端子側への電流の逆流を防止する逆流防止回路と、
前記電源と前記コンデンサとの間に前記逆流防止回路の前記第1の端子側または前記第2の端子側と直列に接続され、前記上アームスイッチング素子をオンさせる指令信号に同期してオンするコンデンサ充電用スイッチング素子と、を有することを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項1に記載の上アーム駆動回路において、
前記コンデンサと前記上アームスイッチング素子のゲートとの間に接続される遅延回路を有することを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項1に記載の上アーム駆動回路において、
前記上アームスイッチング素子のゲートと前記電力変換装置の出力端子との間に、前記コンデンサと並列に接続された電圧制限回路を有することを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項1に記載の上アーム駆動回路において、
前記上アームスイッチング素子をオフさせる指令信号に同期して前記コンデンサの電荷を放電させる放電回路を有することを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項1に記載の上アーム駆動回路において、
前記逆流防止回路は、1つまたは直列に複数接続されたダイオードであることを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項1に記載の上アーム駆動回路において、
前記逆流防止回路は、第1のMOSトランジスタを有し、
前記第1のMOSトランジスタは、ドレインが前記第1の端子側に接続され、ソースが前記第2の端子側に接続され、ゲートとドレインが接続され、バックゲートが前記電力変換装置の出力端子と接続されていることを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項6に記載の上アーム駆動回路において、
前記逆流防止回路は、第2のMOSトランジスタと、抵抗とを有し、
前記第2のMOSトランジスタは、ドレインが前記第1の端子側に接続され、ソースが前記抵抗を介して前記電力変換装置の出力端子に接続され、ゲートが前記コンデンサと前記上アームスイッチング素子のゲートの間に接続され、
前記第1のMOSトランジスタと前記第2のMOSトランジスタは、それぞれのバックゲートが前記抵抗を介して前記電力変換装置の出力端子に接続されていることを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項6に記載の上アーム駆動回路において、
前記逆流防止回路は、抵抗と、前記コンデンサとは異なる別のコンデンサとを有し、
前記第1のMOSトランジスタは、前記バックゲートが前記抵抗を介して前記電力変換装置の出力端子と接続され、
前記第1のMOSトランジスタの前記バックゲートと前記コンデンサの間に前記別のコンデンサが接続されていることを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項2に記載の上アーム駆動回路において、
前記遅延回路は、抵抗素子であることを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項2に記載の上アーム駆動回路において、
前記遅延回路は、外部からの遅延信号によりオン・オフ制御されるMOSトランジスタであることを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項2に記載の上アーム駆動回路において、
前記遅延回路は、前記コンデンサと前記上アームスイッチング素子のゲートとの間に接続された抵抗素子と、
前記上アームスイッチング素子のゲートと前記電力変換装置の出力端子間に接続され、外部からの遅延信号によりオン・オフ制御されるMOSトランジスタとを有することを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項3に記載の上アーム駆動回路において、
前記電圧制限回路は、ツェナーダイオードであることを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項1に記載の上アーム駆動回路において、
前記コンデンサと前記逆流防止回路と前記コンデンサ充電用スイッチング素子が前記上アームスイッチング素子と同じ半導体チップ上に形成されていることを特徴とする上アーム駆動回路。 - 請求項1に記載の上アーム駆動回路において、
前記コンデンサと前記逆流防止回路と前記コンデンサ充電用スイッチング素子が、前記上アームスイッチング素子が形成された半導体チップとは別の半導体チップ上に形成されていることを特徴とする上アーム駆動回路。 - 電力変換装置の上アームスイッチング素子を駆動制御する上アーム駆動回路の制御方法において、
(a)電力変換装置の電源をオンするステップ、
(b)前記電力変換装置の上アームスイッチング素子をオンさせる指令信号に同期して前記上アームスイッチング素子のゲートと前記電力変換装置の出力端子との間に接続されたコンデンサを充電するステップ、
(c)前記電力変換装置の上アームスイッチング素子がオン状態の間、前記コンデンサと前記電力変換装置の電源との間に接続された逆流防止回路により前記コンデンサから前記電力変換装置の電源側への放電を抑制しつつ、前記電力変換装置の上アームスイッチング素子のオン状態を保持するステップ、
(d)前記上アームスイッチング素子をオフさせる指令信号に同期して前記コンデンサの電荷を放電させるステップ、
を有することを特徴とする上アーム駆動回路の制御方法。 - 請求項15に記載の上アーム駆動回路の制御方法において、
前記上アームスイッチング素子をオンさせる指令信号にデューティ制限をすることを特徴とする上アーム駆動回路の制御方法。
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