JP3551987B2 - 間引き制御方式を適用したｅ級整流器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、小型で高効率の電力変換装置を必要とする通信分野、情報機器分野、電子機器分野に関するものである。例えば、携帯用の通信機器や情報機器に使う電源回路、人工衛星に使う電源回路、医療用ＲＦ電波発生器や電子レンジなどのＲＦ出力用の小型高効率電源回路として利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
Ｅ級整流器はＲＦ−ＤＣ電力変換器で、シングルエンド接続のスイッチング素子と受動負荷より構成される。スイッチがオフになる時、電圧及びその微係数がゼロから立上がる様に設計されている。従って、高周波動作においてスイッチングによる電力損失を極めて少なくすることができる。
【０００３】
Ｅ級整流器の出力電圧は入力電圧、負荷抵抗７、デューティー比が決まればＥ級動作を起こすための条件によって一意に決定される。出力の調整は入力の正弦波電流の周波数を変化させる周波数制御や、特に、スイッチとしてトランジスタを用いた場合、デューティー比を変化させることによって行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
Ｅ級整流器では、入力を変えずに制御を行う場合、周波数一定でスイッチのオンデューティー比を変化させる複雑な回路を要する制御方式を用いていた。この方式では強制的なスイッチングのためダイオードの逆回復により雑音が発生していた。
【０００５】
以上の問題点に関し、回路パラメータとは独立にスイッチ素子１つと簡単な制御回路で出力の制御を可能にし、雑音を低減することが本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、入力交流電源１に対して並列に接続された整流用ダイオード２を有するＥ級整流器において、上記ダイオード２と並列にスイッチ素子３を接続し、上記ダイオード２のオフ期間に入力電流と同期させて上記スイッチ素子３を間欠的に導通させることにより出力電圧の制御を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
上述のようにＥ級整流器における整流用のダイオード２に対して並列にスイッチ素子３を接続し、ダイオード２のオフ期間に入力電流と同期させある割合で間欠的にスイッチ素子３をオンする（間引く）ことで出力調整を行う。
【０００８】
間引く割合は回路の各パラメータに独立に定めることができる。即ち、ダイオード２の駆動電圧波形を変化させるだけで出力調整が可能になる。
【０００９】
【実施例】
図１に請求項１にあるスイッチ素子を挿入したＥ級整流器を示す。回路構成は基本的に従来のＥ級整流器と同じで、スイッチに並列に間引きスイッチが接続されている点のみ異なる。間引きを行う時、スイッチ素子３のオン期間はダイオード２のオフを完全に含む。スイッチ素子３がオフの時は従来のＥ級整流器と同じ動作を行う。スイッチ素子３がオンの時は入力はスイッチ素子３によって接地される。スイッチ素子３の駆動電圧は入力の正弦波電流９と同期し任意の割合でダイオードのオン期間をオフ期間とする様設計する。
【００１０】
図２にスイッチ素子の駆動電圧波形モデル、スイッチ電圧１３波形モデルを示す。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。Ｅ級整流器のオフ期間にスイッチ素子３をオンするこによりダイオード２にかかる平均電圧１３を引き下げ、入力電流が一定周波数で出力制御が可能になる。強制的なスイッチ動作を行わないため、雑音の発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】間引き制御方式を適用したＥ級整流器の実施例を示す回路図である。
【図２】スイッチ素子の駆動電圧波形モデル、スイッチ電圧１３波形モデルを示す図である。
【符号の説明】
１ 交流電源
２ スイッチ（ダイオード）
３ 間引きスイッチ（スイッチ素子）
４ シャントキャパシタ
５ インダクタ
６ キャパシタ
７ 負荷抵抗
８ アース
９ 入力電流
１０ スイッチ電流
１１ キャパシタ電流
１２ 出力電流
１３ スイッチ電圧
１４ 出力電圧

Claims (1)

1. 入力交流電源（１）に対して並列に接続された整流用ダイオード（２）を有するＥ級整流器において、
   前記ダイオードと並列にスイッチ素子（３）を接続し、前記ダイオードのオフ期間に入力電流と同期させて前記スイッチ素子（３）を間欠的に導通させることにより出力電圧の制御を行うことを特徴とするＥ級整流器。

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