JP4765615B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における電力変換装置の構成図である。図1において、電力変換装置は、一般的な非絶縁型の昇圧回路であるDC/DC電圧変換回路1と制御回路2とによって構成されている。DC/DC電圧変換回路1は、入力端子3a,3bから入力された入力電圧を平滑化するための入力コンデンサ4、磁気エネルギを蓄積し、出力側(高電圧側)へ磁気エネルギを移行する磁気エネルギ蓄積部であるチョークコイル5、SiC(炭化シリコン)半導体で形成されたスイッチ素子6、Si(シリコン)半導体で形成されたダイオード8、出力電圧を平滑化するための出力コンデンサ9、出力端子10a,10bから構成されている。SiC半導体で形成されたスイッチ素子6はMOSFETである。制御回路2は、スイッチ素子6のオンオフを制御するためのゲート信号を生成し、スイッチ素子6へゲート信号を出力する。
図12は、この発明を実施するための実施の形態2における電力変換装置の構成図である。図12において、電力変換装置は、一般的な非絶縁型の降圧回路であるDC/DC電圧変換回路11と制御回路12とによって構成されている。実施の形態1と異なる点は、スイッチ素子16とダイオード18との位置が入れ替わっていること、入力電圧Vin側(高電圧側)の端子が入力端子20a,20bになり、入力端子20a,20b間に入力コンデンサ19が接続されていること、および出力電圧Vout側(低電圧側)の端子が出力端子13a,13bになり、出力端子13a,13b間に出力コンデンサ14が接続されていることである。
図13は、この発明を実施するための実施の形態3における電力変換装置の構成図である。図13において、電力変換装置は、一般的な絶縁型のフライバックDC/DC電圧変換回路21と制御回路22とによって構成されている。磁気エネルギ蓄積部であるトランス25の1次側の巻き線の巻き始め側端子には、入力コンデンサ24の一方の端子と入力端子の正電圧側の端子23aとが接続されている。トランス25の1次側の巻き線の巻き終わり側の端子には、スイッチ素子26のドレイン端子が接続されている。スイッチ素子26のソース端子には、入力コンデンサ24のもう一方の端子と入力端子の負電圧側の端子23bとが接続され、スイッチ素子26のゲート端子には、制御回路32からの信号線が接続されている。
図14は、この発明を実施するための実施の形態4における電力変換装置の構成図である。図14において、電力変換装置は、一般的な絶縁型のフォワードDC/DC電圧変換回路31と制御回路32とによって構成されている。磁気エネルギ蓄積部であるトランス35の1次側の巻き線の巻き始め側端子には、入力コンデンサ34の一方の端子と入力端子の正電圧側の端子33aとが接続されている。トランス35の1次側の巻き線の巻き終わり側の端子には、スイッチ素子36のドレイン端子が接続されている。スイッチ素子36のソース端子には、入力コンデンサ34のもう一方の端子と入力端子の負電圧側の端子33bとが接続され、スイッチ素子36のゲート端子には、制御回路32からの信号線が接続されている。
Claims (6)
- 入力される直流電流の電圧を所定の電圧に昇圧、または降圧して出力する電力変換装置であって、
炭化シリコン半導体からなるスイッチ素子と、シリコン半導体からなるダイオードと、前記スイッチ素子と前記ダイオードとに接続された磁気エネルギ蓄積部とを有し、電流不連続モードで動作するDC/DC電圧変換回路と、
前記スイッチ素子を制御する制御回路と
を備え、
前記制御回路は、
前記磁気エネルギ蓄積部に流れる電流が略0の時に前記スイッチ素子をオン動作し、前記DC/DC電圧変換回路に入力される直流電流の電気エネルギを磁気エネルギへ変換して前記磁気エネルギ蓄積部に蓄積させ、
前記磁気エネルギの蓄積後に前記スイッチ素子をオフ動作し、前記磁気エネルギから誘起される電気エネルギを前記ダイオードの電流方向の選択作用によって前記DC/DC電圧変換回路から出力させ、かつ
前記スイッチ素子を100kHz以下の駆動周波数で前記オン動作及び前記オフ動作すること
を特徴とする電力変換装置。 - 入力される直流電流の電圧を所定の電圧に昇圧、または降圧して出力する電力変換装置であって、
窒化ガリウム半導体とダイアモンド半導体とのいずれか一方からなるスイッチ素子と、シリコン半導体からなるダイオードと、前記スイッチ素子と前記ダイオードとに接続された磁気エネルギ蓄積部とを有し、電流不連続モードで動作するDC/DC電圧変換回路と、
前記スイッチ素子を制御する制御回路と
を備え、
前記制御回路は、
前記磁気エネルギ蓄積部に流れる電流が略0の時に前記スイッチ素子をオン動作し、前記DC/DC電圧変換回路に入力される直流電流の電気エネルギを磁気エネルギへ変換して前記磁気エネルギ蓄積部に蓄積させ、
前記磁気エネルギの蓄積後に前記スイッチ素子をオフ動作し、前記磁気エネルギから誘起される電気エネルギを前記ダイオードの電流方向の選択作用によって前記DC/DC電圧変換回路から出力させ、かつ
前記スイッチ素子を100kHz以下の駆動周波数で前記オン動作及び前記オフ動作すること
を特徴とする電力変換装置。 - 前記制御回路は、
前記スイッチ素子を数10kHz以下の駆動周波数で前記オン動作及び前記オフ動作すること
を特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 前記制御回路は、
前記スイッチ素子を20kHz以下の駆動周波数で前記オン動作及び前記オフ動作すること
を特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 前記ダイオードは、
順方向電圧が2.0V以下であること
を特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記DC/DC電圧変換回路は、
非絶縁型の昇圧回路、または非絶縁型の降圧回路、または絶縁型のフライバックDC/DC電圧変換回路、または絶縁型のフォワードDC/DC電圧変換回路のいずれかであること
を特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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