JP5654982B2

JP5654982B2 - 直流／直流変換器におけるゼロ電圧スイッチングの範囲を拡げるための方法及び装置

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Publication number: JP5654982B2
Application number: JP2011502025A
Authority: JP
Inventors: フォーネイジ，マーティン
Original assignee: エンフェイズエナジーインコーポレイテッド
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: US8873252B2; EP2274823A2; KR101245080B1; US20150009718A1; US9461550B2; KR20100134047A; CA2719002C; JP2015062335A; US20090244929A1; CA2719002A1; WO2009120793A3; WO2009120793A2; JP2011516025A

Description

関連技術の相互参照
本出願は、全てここに引用され、２００８年３月２６日に出願された「ＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＥｘｔｅｎｄｉｎｇＺｅｒｏ−ＶｏｌｔａｇｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇＲａｎｇｅｉｎａＤＣｔｏＤＣＣｏｎｖｅｒｔｅｒ」と題される米国仮特許出願第６１／０７０，７９９号の利益を主張する。

本発明の実施例は、概して、電力変換に関し、特に、直流（ＤＣ）／直流変換器におけるゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）の範囲を拡げるための装置に関する。

直流／直流変換のための共通のトポロジーは、準共振モードでフライバック変換器を作動させることであり、ドレイン電圧の谷（すなわち、ドレイン−ソース電圧の最小点）で一次側のスイッチが作動する。準共振フライバックは、ハードスイッチのフライバックの１つのバリエーションであり、スイッチの寄生静電容量、又は追加静電容量を使用して、直流／直流変換器の変換器の漏れインダクタンスに由来する漏れインダクタンスエネルギを吸収する。さらに、スイッチの動作時間を十分に選択することによって、ＺＶＳ停止特性とともに、ゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）動作特性が可能となり、効率全体を改善する。

このような方法の１つの課題は、実際のＺＶＳ変移が限られた入力電圧範囲で発生し、全ての動作状態で動作し得ないことである。例えば、二次反射電圧は、ＺＶＳが作動するために入力電圧よりも高いことが必要である。このような条件に合致しない場合、スイッチをオンにした場合に一次側のスイッチに蓄えられたエネルギがリセットされ、効率が著しく失われる。

このため、当技術分野において、直流／直流変換器のＺＶＳ範囲を拡げる能力の必要がある。

本発明の実施例は、概して、直流／直流電圧変換の際にゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）範囲を拡げるための装置に関する。この装置は、準共振モード動作する直流／直流変換器具え、直流／直流変換器は、（ｉ）変圧器、（ｉｉ）一次巻線を流れる電流を制御するための、変圧器の一次巻線に接続された一次側のスイッチ、及び（ｉｉｉ）変圧器に接続された、一次側のスイッチの電圧降下を促進するためのバラクタを具える。

本発明の上述の態様を詳細に理解し得るために、上で簡潔にまとめている本発明のより特定の説明が添付図面に図示された実施例を参照する。しかしながら、添付図面は、単に本発明の典型的な実施例を示すものであり、本発明は等しく有効な他の実施例を認めるため、その範囲を限定するものとみなすべきではないことに留意されたい。

図１は、本発明の１又はそれ以上の実施例に係る、ＤＣ／ＤＣ変換器の概略図である。図２は、本発明の１又はそれ以上の実施例に係る、一次側のスイッチのドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓのグラフィック図である。図３は、本発明の１又はそれ以上の実施例に係る、ＤＣ／ＤＣ変換器の概略図である。図４は、本発明の１又はそれ以上の実施例に係る、ゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）範囲を増加させるための方法のフローチャートである。

図１は、本発明の１又はそれ以上の実施例に係る直流／直流変換器１２０の概略図である。ある実施例では、直流／直流変換器１２０は、準共振モードで作動するフライバックコンバータとすることができ；代替的な実施例が、準共振モードで作動するバックコンバータ、ブーストコンバータ、バック−ブーストコンバータ等といった異なるタイプの直流／直流変換器を具え得る。直流／直流変換器１２０を、直流／直流電力変換のために独立した構成で採用することができ、又は図１に示すような直流／交流（ＡＣ）インバータ１２４といった他の変換装置の要素とともに又は他の変換装置の要素として使用し得る。直流／交流インバータ１２４は、直流／直流変換器１２０から交流電圧出力に出力電圧を変換するために、直流／直流変換器１２０に接続された直流／交流変換モジュール１２２を追加的に具えている。直流／交流インバータ１２４は、ソーラーパワーシステムといった１又はそれ以上の分散型発電機（ＤＧ）によって発生する直流電源の交流電源への変換に使用し得る。

直流／直流変換器１２０は、入力電圧、Ｖ_ｉｎを受けるための直流／直流変換器１２０の２つの入力端子に接続されたコンデンサ１０２を具える。コンデンサ１０２は、さらに、変圧器１１０の一次巻線及び半導体スイッチ１０６（「一次側のスイッチ」）の直列接続に接続されている。一次側のスイッチ１０６は、金属−酸化物電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、エミッタスイッチバイポーラトランジスタ（ＥＳＢＴ）等といった、当技術分野で既知の１又はそれ以上のスイッチを具え得る。ある実施例では、コンデンサ１０８が、一次側のスイッチ１０６のドレイン及びソース端子に接続されており；代替的に、コンデンサ１０８が一次側のスイッチ１０６に物理的に接続されていないが、例えば、半導体の一次側のスイッチ１０６の静電容量、プリント回路基板（ＰＣＢ）の静電容量、浮遊静電容量等といったノードに存在する寄生容量を示す。

１：ｎの巻数比を有する変圧器１１０の二次巻線が、ダイオード１１４及び出力コンデンサ１１６の直列接続に接続されており、ダイオード１１４のアノード端子が二次巻線の第１の端子に接続されている。直流／直流変換器１２０の出力端子が、出力電圧Ｖ_ｏｕｔを出力するために、出力コンデンサ１１６に接続されている。

本発明の１又はそれ以上の実施例によれば、バラクタ１１２（すなわち、可変電圧コンデンサ）が、ダイオード１１４に接続されており；代替的に、バラクタ１１２をダイオード１１４と交換し得る。ある実施例では、バラクタ１１２が以下のような接合静電容量Ｃ_ｖａｒを有する：

Ｖ_ｖａｒは、バラクタ電圧であり、Ｃ_０、Ｖ_ｊ、及びＭは、使用する特定のバラクタに依存する係数である。バラクタ１１２は、ダイオード、ＭＯＳＦＥＴ、ＢＪＴ、セラミックコンデンサ等を具え得る。

直流／直流変換器１２０は、入力電圧Ｖ_ｉｎを受け取り、入力電圧を出力電圧Ｖ_ｏｕｔに変換する。このような変換の際に、電流Ｉ_ｃがコンデンサ１０２を通って流れ、一次側のスイッチ１０６のゲート端子に接続された制御回路１０４によって駆動されるように、一次側のスイッチ１０６のタイミングにしたがって、電流Ｉ_ｐ（「一次電流」）が変圧器１１０の一次巻線に供給される。一次側のスイッチ１０６が開放されると、変圧器１１０の一次巻線を通って電流は流れず（すなわち、Ｉ_ｐ＝０）、電流Ｉ_ｃがコンデンサ１０２を充電する。一次側のスイッチ１０６が閉止すると、コンデンサ１０２が放電し、一次電流Ｉ_ｐが変圧器１１０の一次巻線を通って直線的に増加する。さらに、一次電流Ｉ_ｐは、事実上一次巻線と直列の変圧器１１０の漏れインダクタンスを通って流れる。

一次側のスイッチ１０６が開放されると、一次側のスイッチ１０６を通る一次電流Ｉ_ｐの流れが止まり、漏れインダクタンスがその電圧を逆転させ、ダイオード１１４の閾電圧に達してダイオード１１４が導通を開始するまで、一次側のスイッチ１０６のドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓの急激な上昇が発生する。変圧器１１０の磁場に蓄積されたエネルギの結果、Ｉ_ｓ〜Ｉ_ｐ／ｎ（「二次電流」）が二次巻線に誘導され、ゼロに向けて直線的に減少する。二次電流Ｉ_ｓがゼロに達すると、コアリセット周期が開始し、ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓが、一次巻線のインダクタンス、コンデンサ１０８の静電容量、及びバラクタ１１２からの反射静電容量を具える一次側に見られるＬＣ共振回路の周波数で正弦的に共振し、共振は抵抗損によって減衰する。

二次電流Ｉ_ｓがゼロに達する時に、ゼロに近いバラクタ電圧Ｖ_ｖａｒにより、バラクタ１１２の静電容量が大きくなる（すなわち、ほぼＣ_０）。ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓが降下を開始すると、バラクタ電圧Ｖ_ｖａｒが増加する。上昇するバラクタ電圧Ｖ_ｖａｒが、バラクタ静電容量Ｃ_ｖａｒを減少させることで、ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓの降下の際に、ＬＣ共振回路の周波数を増加させ、これにより、ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓの降下を促進させる。促進されて降下するドレイン−ソース電圧は、ＺＶＳスイッチングを起こすためにドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓに深い谷を形成することによって、ゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）範囲を伸ばす。このため、一次側のスイッチ１０６が、バラクタ１１２の影響なしに可能な電圧よりもゼロに近いＶ_ｄｓで作動し得る。ある実施例では、ＺＶＳ範囲の少なくとも３０％の増加が認められる。

図２は、本発明の１又はそれ以上の実施例に係る一次側のスイッチ１０６のドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓのグラフである。一次側のスイッチ１０６は、図１を参照して上述したように直流／直流変換器１２０の中で作動する。Ｔ_０以前では、一次側のスイッチ１０６が閉止し、一次側のスイッチ１０６を通って電流が流れる。Ｔ_０において、一次側のスイッチ１０６が開放することで（すなわち、オフとなる）、一次側のスイッチ１０６を通る電流を止める。さらに、変圧器１１０の漏れインダクタンスがその電圧を逆転させ、ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓの急激な上昇が生じる。ダイオード１１４の閾値電圧に達すると、ダイオード１１４が導通を開始し、二次電流Ｉ_ｓ〜Ｉ_ｐ／ｎが二次巻線に誘導され、ゼロに向けて直線的に減少する。

時間Ｔ_１で、二次電流Ｉ_ｓがゼロに達し、バラクタ電圧Ｖ_ｖａｒがゼロに近づき、バラクタ１１２の静電容量が大きくなる（すなわち、ほぼＣ_０）。コアリセット周期が開始し、ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓがＬＣ共振回路の周波数で共振し始める。

時間Ｔ_１からＴ_２までにおいて、ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓが減少し始め、バラクタ電圧Ｖ_ｖａｒが上昇し、バラクタ静電容量Ｃ_ｖａｒを減らすことで、ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓの降下の際にＬＣ共振回路の共振周波数を増加させる。時間Ｔ_２からＴ_３において、増加した共振周波数がＶ_ｄｓの降下を促進することで、ＬＣ回路の共振周波数が一定のままである場合（すなわち、バラクタ１１２が無い場合）に生じるＶ_ｄｓ降下２０４よりも速いＶ_ｄｓ降下２０２となる。

促進したＶ_ｄｓ降下２０２は、バラクタ１１２が無い場合に生じる谷よりも、時間Ｔ_３でドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓの低い谷となることで、延長ＺＶＳ範囲２０６を形成する。延長ＺＶＳ範囲２０６により、一次側のスイッチ１０６が、バラクタ１１２の効果無しに可能な電圧（すなわち、Ｖ_２）よりも低いドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓ（すなわち、Ｖ_１）で作動可能となることで、Ｃをコンデンサ１０８の静電容量とするとき、

の節電となる。

図３は、本発明の１又はそれ以上の実施例に係る、直流／直流変換器１２０の概略図である。ある実施例では、直流／直流変換器１２０は、準共振モードで作動するフライバックコンバータとすることができ；代替的な実施例が、直流／直流変換器１２０を、バックコンバータ、ブーストコンバータ、バック−ブーストコンバータ、又は同じタイプの直流／直流変換器とすることができる。直流／直流変換器１２０を、直流／直流電力変換のために独立構成で採用することができ、又は図３に示すような直流／交流インバータ１２４といった他の変換装置の部品とともに又は他の変換装置の部品として使用し得る。さらに、前述のように、直流／交流インバータ１２４は、直流／直流変換器１２０から交流電圧出力に出力電圧を変換するために、直流／直流変換器１２０に接続された直流／交流変換モジュール１２２を具えている。直流／交流インバータ１２４は、ソーラーパワーシステムといった１又はそれ以上の分散型発電機（ＤＧ）によって発生する直流電源の交流電源への変換に使用し得る。

直流／直流変換器１２０は、入力電圧、Ｖ_ｉｎを受けるために直流／直流変換器１２０の２つの入力端子に接続されたコンデンサ３０２を具える。コンデンサ３０２は、さらに、変圧器３１０の一次巻線及び半導体スイッチ３０６（「一次側のスイッチ」）の直列接続をに接続されている。一次側のスイッチ３０６は、金属−酸化物電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、エミッタスイッチバイポーラトランジスタ（ＥＳＢＴ）等といった、当技術分野で既知の１又はそれ以上のスイッチを具え得る。以下でさらに説明するように、ダイオード３１８、バラクタ３２０、コンデンサ３２２、及び抵抗器３２４を具える電圧固定回路３０８が、変圧器３１０からの漏れインダクタンスエネルギによって形成されるドレイン−ソース電圧のスパイクを制御するために、一次側のスイッチ３０６に接続されている。さらに、コンデンサ３１２が一次側のスイッチ３０６に接続されており、半導体の一次側のスイッチ３０６の静電容量、ＰＣＢ静電容量、浮遊静電容量等といったノードに存在する寄生静電容量を示す。

ダイオード３１８のアノード端子及びバラクタ３２０の第１の端子が、一次側のスイッチ３０６のドレイン端子に接続されており；ダイオード３１８のカソード端子及びバラクタ３２０の第２の端子が、コンデンサ３２２の第１の端子及び抵抗器３２４の第１の端子に接続されている。コンデンサ３２２の第２の端子及び抵抗器３２４の第２の端子が、一次側のスイッチ３０６のソース端子に接続されている。ある実施例では、バラクタ３２０が、以下のような接合静電容量Ｃ_ｖａｒを有する：

ここで、Ｖ_ｖａｒをバラクタの電圧、Ｃ_０、Ｖ_ｊ、及びＭを使用する特定のバラクタに依存する係数とする。バラクタ３２０は、ダイオード、ＭＯＳＦＥＴ、ＢＪＴ、セラミックコンデンサ等を具え得る。１又はそれ以上の代替的な実施例では、バラクタ３２０をダイオード３１８と交換し得る。

１：ｎの巻数比を有する変圧器３１０の二次巻線が、ダイオード３１４及び出力コンデンサ３１６の直列接続に接続されており、ダイオード３１４のアノード端子が二次巻線の第１の端子に接続されている；ある実施例では、変圧比は１よりも低い（すなわち、逓降変圧器）。直流／直流変換器１２０の２つの出力端子が、出力電圧、Ｖ_ｏｕｔを出力するために、出力コンデンサ３１６に接続されている。

上述の動作に類似して、直流／直流変換器１２０が、入力電圧Ｖ_ｉｎを受け取り、出力電圧Ｖ_ｏｕｔに入力電圧を変換する。このような変換の際に、電流Ｉ_ｃがコンデンサ３０２を通って流れ、一次側のスイッチ３０６のゲート端子に接続された制御回路３０４によって駆動されるように、一次側のスイッチ３０６のタイミング（すなわち、開閉）にしたがって、一次電流Ｉ_ｐが変圧器３１０の一次巻線に供給される。一次側のスイッチ３０６が開放されると、変圧器３１０の一次巻線を通って電流は流れず（すなわち、Ｉ_ｐ＝０）、電流Ｉ_ｃがコンデンサ３０２を充電する。一次側のスイッチ３０６が閉止すると、コンデンサ３０２が放電し、一次電流Ｉ_ｐが変圧器３１０の一次巻線を通って直線的に増加する。さらに、一次電流Ｉ_ｐは、事実上一次巻線と直列の変圧器３１０の漏れインダクタンスを通って流れる。

一次側のスイッチ３０６が開放されると、一次側のスイッチ３０６を通る一次電流Ｉ_ｐの流れが止まり、漏れインダクタンスがその電圧を逆転させ、Ｖ_ｏｕｔ／ｎの反射電圧をはるかに上回るスパイクを生じるドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓの急激な上昇が発生する。抵抗器３２４、コンデンサ３２２、及びダイオード３１８は、ＲＣＤ（抵抗器／コンデンサ／ダイオード）固定器として機能してこのようなスパイクを制限し、一次側のスイッチ３０６へのダメージを防止する。

ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓが一次側のスイッチ３０６の開放に続いて増加すると、閾電圧に達してダイオード３１４が導通を開始するまで、ダイオード３１４の電圧が増加する。変圧器３１０の磁場に蓄積されたエネルギの結果、二次電流Ｉ_ｓ〜Ｉ_ｐ／ｎが二次巻線に誘導され、ゼロに向けて直線的に減少する。図１を参照して上述した動作に類似して、二次電流Ｉ_ｓがゼロに達すると、ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓが、バラクタ３２０からの静電要素を具える一次側に見られるＬＣ共振回路によって正弦的に共振し始め、共振は抵抗損によって減衰する。ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓが減少すると、バラクタ電圧Ｖ_ｖａｒが増加してバラクタ静電容量Ｃ_ｖａｒを減らす。減少したバラクタ静電容量Ｃ_ｖａｒは、ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓの降下の際にＬＣ共振回路の周波数を増加させ、これにより、ドレイン−ソース電圧Ｖ_ｄｓの降下を促進させる。このような促進した降下は、ＺＶＳスイッチングを起こすために深い谷を形成することによって、ＺＶＳ範囲を拡げる。ある実施例では、ＺＶＳ範囲の少なくとも３０％の増加が認められる。

図４は、本発明の１又はそれ以上の実施例に係る、ゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）範囲を拡げるための方法４００のフローチャートである。この方法４００は、ステップ４０２で開始し、ステップ４０４に進む。ステップ４０４で、直流／直流変換器が準共振モードで作動する。直流／直流変換器は１：ｎの巻数比を有する変圧器を具えており、フライバックコンバータ、バックコンバータ、ブーストコンバータ、バック−ブーストコンバータ、又は同じタイプの直流／直流変換器とすることができる。ある実施例では、直流／直流変換器を、直流／直流電力変換のために独立構成で採用することができ；代替的に、直流／直流変換器を、直流／交流インバータ１２４といった他の電力変換装置の部品とともに又は他の電力変換装置の部品として使用し得る。このような直流／交流インバータは、ソーラーパワーシステムといった１又はそれ以上の分散型発電機（ＤＧ）によって発生する直流電源の交流電源への変換に使用し得る。

ステップ４０６で、変圧器の一次巻線に直列接続された、直流／直流変換器のスイッチ（「一次側のスイッチ」）が、一次巻線を通って電流（「一次電流」）を発生するよう作動し、一次電流が直線的に増加する。ステップ４０８で、一次側のスイッチが作動を停止して一次電流が止まる。一次巻線の漏れインダクタンスにより、一次側のスイッチのドレイン−ソース電圧が、変圧器の二次巻線に接続されたダイオードが作動して電流（「二次電流」）が二次巻線に誘導されるまで、急激に増加する。ある実施例では、このような急激な増加の際のドレイン−ソース電圧のスパイクが、一次巻線に接続された電圧固定回路によって制限される。

二次電流はゼロに直線的に減少する。二次電流がゼロに達すると、ドレイン−ソース電圧が、直流／直流変換器のＬＣ共振回路によって正弦的に共振し始め、共振は抵抗損によって減衰する。方法４００はステップ４１０に進む。

ステップ４１０で、ＬＣ共振回路の周波数が、例えば、この間にＬＣ共振回路の静電容量を減少させることによって、降下の際に増加する。ある実施例では、対応するバラクタ電圧が増加する際に減少する接合静電容量を有するバラクタを使用して、ＬＣ共振回路の静電素子を提供することができ、ドレイン−ソース電圧が減少するとバラクタ電圧が増加する。このようなバラクタを変圧器の二次巻線に接続し得る；代替的に、バラクタは、一次巻線に接続された電圧固定回路の部分とすることができる。増加する共振周波数は、ドレイン−ソース電圧の降下を促進させ、スイッチングが生じるための深い谷（すなわち、延びたＺＶＳ範囲）を形成する。

ステップ４１２で、一次側のスイッチがドレイン−ソース電圧の谷で動作し、上述のように一次電流が一次巻線を通って流れる。ある実施例では、一次側のスイッチがドレイン−ソース電圧の第１の谷で作動する；代替的に、一次側のスイッチが次の谷で作動する。方法４００がステップ４１４に進み、直流／直流変換器の動作を続行するか否かの決定がなされる。このような決定の結果がイエスの場合、方法４００はステップ４０８に戻る；このような決定の結果がノーの場合、方法４００はステップ４１６に進んで方法４００が終了する。

本発明の実施例を説明したが、本発明の他の実施例及びさらなる実施例を、本発明の基本的範囲から逸脱することなく考案することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲によって判断される。

Claims

直流／直流電力変換の際にゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）範囲を拡げるための装置であって、
準共振モードで作動し、（ｉ）変圧器と、（ｉｉ）前記変圧器の一次巻線に接続されて、前記一次巻線を通る電流を制御するための一次側のスイッチと、（ｉｉｉ）前記一次側のスイッチの電圧の降下の際に受動的に変化するように前記変圧器に接続されたバラクタとを具える直流／直流変換器であって、前記受動的な変化が前記一次側のスイッチの電圧の降下の際にＬＣ共振回路の共振周波数を増加させ、これにより前記一次側のスイッチの電圧の降下を促進する直流／直流変換器を具えることを特徴とする装置。
前記バラクタの静電容量が、前記電圧の低下とともに低下することを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記バラクタが、前記変圧器の二次巻線に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
さらに、前記一次側のスイッチに接続され、前記電圧を制限するための電圧固定回路を具えており、
前記電圧固定回路が前記バラクタを具えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
さらに、前記直流／直流変換器が、ダイオード及び出力コンデンサを具えており、
（ｉ）前記ダイオードのアノード端子が、前記変圧器の二次巻線の第１の端子及び前記バラクタの第１の端子に接続されており、（ｉｉ）前記出力コンデンサの第１の端子が、前記ダイオードのカソード端子、前記バラクタの第２の端子、及び前記直流／直流変換器の第１の出力端子に接続されており、（ｉｉｉ）前記出力コンデンサの第２の端子が、前記二次巻線の第２の端子及び前記直流／直流変換器の第２の出力端子に接続されており、
前記直流／直流変換器の前記第１及び第２の出力端子が、出力電圧を与えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
さらに、前記直流／直流変換器が、出力コンデンサを具えており、
（ｉ）前記変圧器の二次巻線の第１の端子が、前記バラクタの第１の端子に接続されており、（ｉｉ）前記出力コンデンサの第１の端子が、前記バラクタの第２の端子、及び前記直流／直流変換器の第１の出力端子に接続されており、（ｉｉｉ）前記出力コンデンサの第２の端子が、前記二次巻線の第２の端子及び前記直流／直流変換器の第２の出力端子に接続されており、
前記直流／直流変換器の前記第１及び第２の出力端子が、出力電圧を与えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
さらに、前記直流／直流変換器が、ダイオード、コンデンサ及び抵抗器を具えており、
（ｉ）前記ダイオードのアノード端子が、前記バラクタの第１の端子及び前記一次側のスイッチのドレイン端子に接続されており、（ｉｉ）前記ダイオードのカソード端子が、前記バラクタの第２の端子、前記コンデンサの第１の端子、及び前記抵抗器の第１の端子に接続されており、（ｉｉｉ）前記抵抗器の第２の端子が、前記コンデンサの第２の端子及び前記一次側のスイッチのソース端子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
さらに、前記直流／直流変換器が、コンデンサ及び抵抗器を具えており、
（ｉ）前記バラクタの第１の端子が、前記一次側のスイッチのドレイン端子に接続されており、（ｉｉ）前記バラクタの第２の端子が、前記コンデンサの第１の端子及び前記抵抗器の第１の端子に接続されており、（ｉｉｉ）前記抵抗器の第２の端子が、前記コンデンサの第２の端子及び前記一次側のスイッチのソース端子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
直流／交流電力変換の際にゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）範囲を拡げるためのインバータであって、
直流入力電力を直流出力電力に変換するための直流／直流変換器であって、準共振モードで作動し、（ｉ）変圧器と、（ｉｉ）前記変圧器の一次巻線に接続されて、前記一次巻線を通る電流を制御するための一次側のスイッチと、（ｉｉｉ）前記一次側のスイッチの電圧の降下の際に受動的に変化するように前記変圧器に接続されたバラクタとを具える直流／直流変換器であって、前記受動的な変化が前記一次側のスイッチの電圧の降下の際にＬＣ共振回路の共振周波数を増加させ、これにより前記一次側のスイッチの電圧の降下を促進する直流／直流変換器と；
前記直流出力電力を交流出力電力に変換するための直流／交流変換モジュールと；
を具えることを特徴とするインバータ。
前記バラクタが、前記変圧器の二次巻線に接続されていることを特徴とする請求項９に記載のインバータ。
さらに、前記一次側のスイッチに接続され、前記電圧を制限するための電圧固定回路を具えており、
前記電圧固定回路が前記バラクタを具えることを特徴とする請求項９に記載のインバータ。
さらに、前記直流／直流変換器が、ダイオード及び出力コンデンサを具えており、
（ｉ）前記ダイオードのアノード端子が、前記変圧器の二次巻線の第１の端子及び前記バラクタの第１の端子に接続されており、（ｉｉ）前記出力コンデンサの第１の端子が、前記ダイオードのカソード端子、前記バラクタの第２の端子、及び前記直流／直流変換器の第１の出力端子に接続されており、（ｉｉｉ）前記出力コンデンサの第２の端子が、前記二次巻線の第２の端子及び前記直流／直流変換器の第２の出力端子に接続されており、
前記直流／直流変換器の前記第１及び第２の出力端子が、出力電圧を与えることを特徴とする請求項９に記載のインバータ。
さらに、前記直流／直流変換器が、出力コンデンサを具えており、
（ｉ）前記変圧器の二次巻線の第１の端子が、前記バラクタの第１の端子に接続されており、（ｉｉ）前記出力コンデンサの第１の端子が、前記バラクタの第２の端子、及び前記直流／直流変換器の第１の出力端子に接続されており、（ｉｉｉ）前記出力コンデンサの第２の端子が、前記二次巻線の第２の端子及び前記直流／直流変換器の第２の出力端子に接続されており、
前記直流／直流変換器の前記第１及び第２の出力端子が、出力電圧を与えることを特徴とする請求項９に記載のインバータ。
さらに、前記直流／直流変換器が、ダイオード、コンデンサ及び抵抗器を具えており、
（ｉ）前記ダイオードのアノード端子が、前記バラクタの第１の端子及び前記一次側のスイッチのドレイン端子に接続されており、（ｉｉ）前記ダイオードのカソード端子が、前記バラクタの第２の端子、前記コンデンサの第１の端子、及び前記抵抗器の第１の端子に接続されており、（ｉｉｉ）前記抵抗器の第２の端子が、前記コンデンサの第２の端子及び前記一次側のスイッチのソース端子に接続されていることを特徴とする請求項９に記載のインバータ。
さらに、前記直流／直流変換器が、コンデンサ及び抵抗器を具えており、
（ｉ）前記バラクタの第１の端子が、前記一次側のスイッチのドレイン端子に接続されており、（ｉｉ）前記バラクタの第２の端子が、前記コンデンサの第１の端子及び前記抵抗器の第１の端子に接続されており、（ｉｉｉ）前記抵抗器の第２の端子が、前記コンデンサの第２の端子及び前記一次側のスイッチのソース端子に接続されていることを特徴とする請求項９に記載のインバータ。
直流／直流電力変換の際にゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）範囲を拡げるための方法であって、
準共振モードで作動する直流／直流変換器の一次側のスイッチであって、前記直流／直流変換器の一次巻線を通る電流を制御するための一次側のスイッチを停止させるステップと；
前記一次側のスイッチの電圧の降下の際に、前記直流／直流変換器のＬＣ共振回路の共振周波数を増加させて、前記降下を促進するステップであって、前記共振周波数は、前記直流／直流変換器の変圧器に接続されたバラクタを、前記降下の際に、受動的に変化させることによって増加する、ステップと；
を具えることを特徴とする方法。
前記共振周波数を増加させるステップが、前記直流／直流変換器の静電容量を減少させることによって引き起こされることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
前記静電容量がバラクタによって変えられることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
前記バラクタが前記変圧器の二次巻線に接続されていることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
さらに、前記電圧のスパイクを制限するステップを具えており、
前記制限するステップが、前記一次側のスイッチに接続された電圧固定回路によって実行され、
前記電圧固定回路が前記バラクタを具えることを特徴とする請求項１８に記載の方法。