JP5735250B2 - Switching control device, power conversion device, and integrated circuit - Google Patents
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Description
本発明は、スイッチング制御装置、電力変換装置および集積回路に関する。 The present invention relates to a switching control device, a power conversion device, and an integrated circuit.
スイッチングレギュレータやチャージポンプ回路などを含む、スイッチング素子のオン・オフ動作によって電力を変換する電力変換装置においては、スイッチング時に発生する過渡的な高周波電流に起因して電磁妨害(Electro Magnetic Interference:EMI)ノイズが発生し得る。近年、電波や高周波の電気信号を扱う電子機器(特に携帯電話やパーソナルコンピュータなどのデジタル信号を扱う情報通信機器)の増加に伴って、一般家庭に普通にあるような家電製品がノイズの発生源となる可能性がある。 Electromagnetic interference (EMI) caused by transient high-frequency current generated during switching in power converters that convert power by switching elements on and off, including switching regulators and charge pump circuits Noise can occur. In recent years, with the increase in electronic devices that handle radio waves and high-frequency electrical signals (especially information communication devices that handle digital signals such as mobile phones and personal computers), home appliances that are commonly used in ordinary households are the sources of noise. There is a possibility.
このEMIノイズは、周囲の機器の動作に影響を与えてしまう場合があり、特に電波を扱う携帯電話や医療機器に対しては、EMIノイズを低減することが必要とされている。 This EMI noise may affect the operation of surrounding devices, and it is necessary to reduce the EMI noise particularly for mobile phones and medical devices that handle radio waves.
特開2007−209130号公報(特許文献1)には、スイッチング素子を有する電力変換装置の、スイッチング素子のオン・オフのタイミングを決定するパルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)制御回路において、スイッチング素子のオンタイミングおよびスイッチング素子のオフタイミングのうち、EMIノイズレベルの小さいほうのタイミングを固定周期とし、大きいほうのタイミングをパルス幅制御することによって、PWMのキャリア周波数を変えることなくEMIノイズを低減させる技術を開示する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-209130 (Patent Document 1) discloses a switching in a pulse width modulation (PWM) control circuit that determines on / off timing of a switching element of a power conversion device having a switching element. EMI noise can be reduced without changing the PWM carrier frequency by setting the timing with the smaller EMI noise level as the fixed period and controlling the pulse width of the larger timing among the on timing of the device and the switching device off timing. Disclosure technology is disclosed.
特開2007−209130号公報(特許文献1)によれば、ノイズレベルが大きくなるタイミングの発生周期が時間的に分散されるため、EMIノイズレベルのピーク値が低減される。 According to Japanese Patent Laying-Open No. 2007-209130 (Patent Document 1), since the generation cycle of the timing at which the noise level increases is temporally dispersed, the peak value of the EMI noise level is reduced.
しかしながら、特開2007−209130号公報(特許文献1)のような技術では、EMIノイズレベルのピーク値は低減されるものの、発生するEMIノイズの周波数は変化しないので、特定の周波数成分にEMIノイズのピークが発生する。 However, in a technique such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-209130 (Patent Document 1), although the peak value of the EMI noise level is reduced, the frequency of the generated EMI noise does not change. The peak occurs.
そのため、このEMIノイズの周波数帯が、たとえば周囲の機器の動作周波数や無線周波数などに近接している場合には、これらの機器への影響を低減できない可能性がある。 For this reason, when the frequency band of this EMI noise is close to the operating frequency, radio frequency, or the like of surrounding devices, there is a possibility that the influence on these devices cannot be reduced.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、スイッチング素子の駆動時に発生するEMIノイズによる周囲の機器への影響を低減することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to reduce the influence on the surrounding devices due to the EMI noise generated when the switching element is driven.
本発明におけるスイッチング制御装置は、PWM信号生成部と、バッファ回路とを備え、制御指令に応じてスイッチング素子を駆動する。PWM信号生成部は、発振器からのパルス信号と制御指令とに基づいて、スイッチング素子を駆動するタイミング信号を生成する。バッファ回路は、タイミング信号に応答して、スイッチング素子のゲートに供給するゲート電流を周期的に変更してスイッチング速度を変化させる。 The switching control device according to the present invention includes a PWM signal generation unit and a buffer circuit, and drives the switching element according to a control command. The PWM signal generation unit generates a timing signal for driving the switching element based on the pulse signal from the oscillator and the control command. In response to the timing signal, the buffer circuit periodically changes the gate current supplied to the gate of the switching element to change the switching speed.
好ましくは、バッファ回路は、複数のバッファを含む。バッファ回路は、複数のバッファを周期的に制御することによってゲート電流を変更する。 Preferably, the buffer circuit includes a plurality of buffers. The buffer circuit changes the gate current by periodically controlling the plurality of buffers.
好ましくは、バッファ回路は、タイミング信号に応じて、複数のバッファのうちで、ゲート電流を供給するバッファの数を変更することによって、ゲート電流を変更する。 Preferably, the buffer circuit changes the gate current by changing the number of buffers supplying the gate current among the plurality of buffers in accordance with the timing signal.
好ましくは、複数のバッファは、第1および第2のバッファを含む。第2のバッファは、第1のバッファの動作の2周期に1回の割合で動作する。 Preferably, the plurality of buffers include first and second buffers. The second buffer operates at a rate of once every two cycles of the operation of the first buffer.
好ましくは、第2のバッファは、第1のバッファと等しいゲート電流を供給するように設定される。 Preferably, the second buffer is set to supply a gate current equal to that of the first buffer.
好ましくは、第2のバッファは、第1のバッファとは異なるゲート電流を供給するように設定される。 Preferably, the second buffer is set to supply a gate current different from that of the first buffer.
好ましくは、ゲート電流は、複数のバッファごとに異なる値に設定される。バッファ回路は、ゲート電流を変更するために、タイミング信号に応答して複数のバッファを切換えるための切換部をさらに備える。 Preferably, the gate current is set to a different value for each of the plurality of buffers. The buffer circuit further includes a switching unit for switching the plurality of buffers in response to the timing signal in order to change the gate current.
本発明による電力変換装置は、スイッチング素子と、PWM信号生成部と、バッファ回路とを備え、制御指令に応じたスイッチング素子のオン・オフ動作によって、電源からの電力を変換して負荷に供給する。PWM信号生成部は、発振器からのパルス信号と制御指令とに基づいて、スイッチング素子を駆動するタイミング信号を生成する。バッファ回路は、タイミング信号に応答して、スイッチング素子のゲートに供給するゲート電流を周期的に変更してスイッチング速度を変化させる。 A power conversion device according to the present invention includes a switching element, a PWM signal generation unit, and a buffer circuit, and converts power from a power source and supplies it to a load by an on / off operation of the switching element according to a control command. . The PWM signal generation unit generates a timing signal for driving the switching element based on the pulse signal from the oscillator and the control command. In response to the timing signal, the buffer circuit periodically changes the gate current supplied to the gate of the switching element to change the switching speed.
好ましくは、電力変換装置は、電源からの直流電圧の昇圧および降圧の少なくとも一方を行なうコンバータである。 Preferably, the power conversion device is a converter that performs at least one of step-up and step-down of a DC voltage from a power source.
本発明による集積回路は、スイッチング素子と、発振器と、PWM信号生成部と、バッファ回路とを備え、制御指令に応じたスイッチング素子のオン・オフ動作によって、電源からの電力を変換して負荷に供給する電力変換装置を制御する。PWM信号生成部は、発振器からのパルス信号と前記制御指令とに基づいて、前記スイッチング素子を駆動するタイミング信号を生成する。バッファ回路は、タイミング信号に応答して、スイッチング素子のゲートに供給するゲート電流を周期的に変更してスイッチング速度を変化させる。 An integrated circuit according to the present invention includes a switching element, an oscillator, a PWM signal generation unit, and a buffer circuit, and converts power from a power source to a load by on / off operation of the switching element according to a control command. The power converter to be supplied is controlled. The PWM signal generation unit generates a timing signal for driving the switching element based on the pulse signal from the oscillator and the control command. In response to the timing signal, the buffer circuit periodically changes the gate current supplied to the gate of the switching element to change the switching speed.
本発明によれば、スイッチング素子の駆動時に発生するEMIノイズの周波数を分散させることができ、特定の周波数に発生するピークを抑制することができるので、周囲の機器へのEMIノイズの影響を低減することができる。 According to the present invention, the frequency of the EMI noise generated when the switching element is driven can be dispersed and the peak generated at a specific frequency can be suppressed, so that the influence of the EMI noise on the surrounding devices is reduced. can do.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1に従うスイッチング制御装置200を備える電力変換装置100の機能ブロック図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a functional block diagram of a
図1を参照して、電力変換装置100は、電源ノード120と、スイッチング制御装置200と、コイルL1と、スイッチング素子TR1と、コンデンサC1と、抵抗R1とを備え、たとえばLED(Light Emitting Diode)などの負荷110へ所定の直流電圧を供給する。なお、図1においては、スイッチング素子TR1として、N型金属酸化電界効果トランジスタ(Metal Oxide Field Effect Transistor:MOSFET)を用いる構成を説明するが、スイッチング素子TR1は、バイポーラトランジスタやその他のトランジスタを使用することができる。
Referring to FIG. 1,
コイルL1の一方端は電源ノード120にされ、他方端はスイッチング素子TR1のドレインに接続される。スイッチング素子TR1のソースは接地され、ゲートはスイッチング制御装置200の出力に接続される。
One end of coil L1 is connected to
負荷110の一方端は、ダイオードD1を介して、スイッチング素子TR1のドレインに接続され、他方端は抵抗R1を介して接地される。ダイオードD1は、スイッチング素子TR1のドレインから負荷110に向かう方向を順方向として接続される。
One end of the
すなわち、コイルL1およびスイッチング素子TR1は、チョッパ回路として動作し、スイッチング制御装置200によって生成されるゲート信号のデューティに応じて、電源ノード120の電圧を昇圧して負荷110に供給する。
That is, coil L1 and switching element TR1 operate as a chopper circuit, boost the voltage of
コンデンサC1は、スイッチング素子TR1のドレインと接地との間に接続され、負荷110に供給される電圧を平滑化する。
The capacitor C1 is connected between the drain of the switching element TR1 and the ground, and smoothes the voltage supplied to the
負荷110と抵抗R1との接続ノードは、スイッチング制御装置200の入力と接続され、フィードバック回路が形成される。
A connection node between the
スイッチング制御装置200は、PWM信号生成部210と、オシレータ220と、バッファ回路205とを含む。また、バッファ回路205は、バッファ230,231と、変調部240とを含む。
PWM信号生成部210は、外部の制御装置(図示せず)からの昇圧指令SIGと、基準電圧REFと、フィードバック信号FBと、オシレータ220からの発振信号OSCとを受ける。PWM信号生成部210は、この基準電圧REFおよびフィードバック信号FBの偏差と、発振信号OSCとに基づいて生成されるキャリア信号とを比較して、スイッチング素子TR1のゲート信号となるPWM信号を生成する。そして、PWM信号生成部210は、昇圧指令SIGに従って、生成したPWM信号をバッファ230,231へ出力する。
The PWM
バッファ230,231は、PWM信号生成部210とスイッチング素子TR1のゲートとの間に並列に接続される。バッファ230,231は、PWM信号生成部210からのPWM信号に基づいて、スイッチング素子TR1のゲートに所定のゲート電圧を供給する。バッファ230,231は、PWM信号がオンになると、ゲート電流を供給してゲートに電荷を充電させることによってゲートに印加するゲート電圧を増加させる。また、バッファ230,231は、PWM信号がオフになると、ゲートに充電された電荷を放電することによってゲート電圧を低下させる。このゲート電流の大きさによって、ゲート信号の立ち上がり、立ち下がりの傾き(すなわち、スイッチング速度)が定められる。なお、バッファ230,231の各々が供給可能なゲート電流の大きさは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The
バッファ230は、常時アクティブな状態とされており、PWM信号生成部210からのPWM信号と同じタイミングで、スイッチング素子TR1のゲートへゲート電流を供給する。
The
バッファ231は、変調部240からのイネーブル信号ENがオンに設定されているときにアクティブな状態とされ、PWM信号生成部210からのPWM信号に従ってスイッチング素子TR1のゲートへゲート電流を供給する。一方、バッファ231は、イネーブル信号ENがオフに設定されているときには非アクティブな状態とされ、PWM信号を受けてもゲート電流を供給しない。
The
変調部240は、オシレータ220からの発振信号OSCを受ける。そして、変調部240は、受けた発振信号OSCを変調し、その変調したタイミングでイネーブル信号ENを生成してバッファ231へ出力する。
実施の形態1においては、たとえば、変調部240は、オシレータ220の発振信号OSCの2倍の周期でイネーブル信号ENをオンに設定する。これによって、バッファ231からは、PWM信号の2周期に1回の頻度でゲート電流が出力される。そして、バッファ230のみによってゲート電流を供給する場合と、バッファ230,231の両方からゲート電流を供給する場合とで、スイッチング速度が変化する。
In the first embodiment, for example,
次に、図2および図3を用いて、ゲート信号のスイッチング速度と、スイッチング動作によって発生するEMIノイズとの関係について説明する。図2は、ゲート信号の立ち上がり、立ち下がりが急峻な場合のEMIノイズ信号の一例を示す図である。また、図3は、ゲート信号の立ち上がり、立ち下がりが緩やかな場合のEMIノイズ信号の一例を示す図である。 Next, the relationship between the switching speed of the gate signal and the EMI noise generated by the switching operation will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the EMI noise signal when the rise and fall of the gate signal are steep. FIG. 3 is a diagram showing an example of the EMI noise signal when the rise and fall of the gate signal are gentle.
図2および図3を参照して、一般的に、発生するEMIノイズの周波数成分は、スイッチング素子のゲート信号の立ち上がりおよび立ち下がりの時間と相関があり、ゲート信号が急激に変化するほど、高い周波数成分を含むEMIノイズが発生する。すなわち、図2の場合、すなわち供給されるゲート電流が多く、ゲート信号の立ち上がり、立ち下がりが急峻なほうが、図3の場合と比べて発生するEMIノイズに、より高い周波数成分が含まれるようになる。 2 and 3, generally, the frequency component of the generated EMI noise is correlated with the rise and fall times of the gate signal of the switching element, and the higher the gate signal changes, the higher the frequency component. EMI noise including frequency components is generated. That is, in the case of FIG. 2, that is, when the supplied gate current is large and the rise and fall of the gate signal are steep, the higher frequency components are included in the EMI noise generated compared to the case of FIG. Become.
図4に、EMIノイズレベルとノイズの周波数fnとの関係を示すが、図2の場合は図4における曲線W1のように、周波数の高い領域でノイズレベルがピークとなり、図3の場合には図4における破線の曲線W2のように、曲線W1よりも周波数の低い領域でノイズレベルがピークとなる。 FIG. 4 shows the relationship between the EMI noise level and the noise frequency fn. In the case of FIG. 2, the noise level peaks in the high frequency region as shown by the curve W1 in FIG. The noise level peaks in a region where the frequency is lower than that of the curve W1, as indicated by a dashed curve W2 in FIG.
そのため、図2の場合と図3の場合とを、交互に繰り返してスイッチングを行なうと、曲線W1およびW2が時間的に平均され、図4の曲線W3のように発生するノイズレベルのピークが緩和されるとともに、発生する周波数成分が時間的に分散化される。 Therefore, when switching is performed by alternately repeating the case of FIG. 2 and the case of FIG. 3, the curves W1 and W2 are averaged over time, and the noise level peak generated as shown by the curve W3 in FIG. 4 is relaxed. In addition, the generated frequency components are dispersed in time.
図5は、実施の形態1における、各信号の状態を説明するためのタイムチャートである。図5においては、横軸に時間が示され、縦軸には、オシレータ220の発振信号OSC、変調部240のイネーブル信号EN、PWM信号生成部210のPWM信号、バッファ230,231の動作状態、およびスイッチング素子TR1のゲートに供給されるゲート信号の状態が示される。
FIG. 5 is a time chart for explaining the state of each signal in the first embodiment. In FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the oscillation signal OSC of the
図5を参照して、発振信号OSCは、一定周期Tのパルス信号である。そして、イネーブル信号ENは、周期Tごとにオンとオフとが交互に繰り返される信号である。 Referring to FIG. 5, the oscillation signal OSC is a pulse signal having a constant period T. The enable signal EN is a signal that is alternately turned on and off every period T.
PWM信号は、基準電圧REFおよびフィードバック信号FBの偏差とキャリア信号とから定まるデューティ比に従った、周期Tのパルス波形、すなわち、デューティ比=D/Tとなるパルス幅をD有するパルス波形である。 The PWM signal is a pulse waveform having a period T according to a duty ratio determined from the deviation of the reference voltage REF and the feedback signal FB and the carrier signal, that is, a pulse waveform having a pulse width D where the duty ratio = D / T. .
バッファ230は、上述のように常にアクティブな状態であるので、PWM信号と同期して動作する。
Since the
一方、バッファ231は、イネーブル信号ENがオンのときにアクティブな状態となるので、2Tの周期ごと、すなわち図5中の時刻t1〜t2,t5〜t6において動作する。
On the other hand, since the
これによって、バッファ230,231の両方が動作状態となる時刻t1〜t2,t5〜t6においては、両方のバッファからゲート電流が供給されるので、ゲート信号の立ち上がり、立ち下がりが急峻になる。一方、バッファ231が停止状態となる時刻t3〜t4においては、バッファ230からのゲート電流のみが供給されるので、ゲート信号の立ち上がり、立ち下がりが緩やかになる。
As a result, at times t1 to t2 and t5 to t6 when both the
そのため、上述のように、時刻t1〜t2,t5〜t6の場合と、時刻t3〜t4の場合とで、発生するEMIノイズの周波数が異なるので、発生する周波数成分が時間的に分散化され全体として発生するノイズレベルのピークが緩和される。これによって、EMIノイズによる周囲の機器への影響を低減することが可能となる。 Therefore, as described above, the frequency of the generated EMI noise differs between time t1 to t2, t5 to t6, and time t3 to t4. As a result, the noise level peak is reduced. As a result, it is possible to reduce the influence of EMI noise on surrounding devices.
なお、上述の例においては、バッファ231は、周期Tの2倍の周期でアクティブとされる構成としたが、たとえば3倍の周期や4倍の周期でアクティブとされるようにしてもよい。また、各バッファにおいて供給されるゲート電流については、所望のゲート信号のスイッチング速度に応じて適宜設定される。ただし、スイッチング速度を遅くする、すなわち傾きを小さくするほど、スイッチング素子TR1におけるスイッチング損失が増大してしまうので、許容できるスイッチング損失の範囲内でゲート電流を設定することが必要であることに注意すべきである。
In the above-described example, the
また、上記の例では、2つのバッファを用いてゲート電流を変化させる構成について説明したが、複数のレベルのゲート電流設定が可能な1つのバッファを用いて、上記のバッファ回路と同様の機能を実現するような構成とすることもできる。 In the above example, the configuration in which the gate current is changed using two buffers has been described. However, the same function as the above buffer circuit can be achieved by using one buffer capable of setting a plurality of levels of gate current. It can also be configured to be realized.
図6は、図1で示した電力変換装置100において、スイッチング制御装置200およびスイッチング素子TR1を集積回路150としてパッケージ化した例である。集積回路150には、過電流保護部170および過電圧保護部160が必要に応じて追加される。
FIG. 6 shows an example in which the
過電流保護部170は、スイッチング素子TR1のソースに流れる電流を検出し、検出電流がしきい値を超過すると、スイッチング制御装置200の動作を停止させて装置を保護する。
The
過電圧保護部160は、負荷110の電源側の電圧を検出し、検出電圧がしきい値を超過するとスイッチング制御装置200の動作を停止させて装置を保護する。
The
[実施の形態1の変形例]
上述の実施の形態1においては、2つのバッファを備えて、それぞれの動作周期を異なる周期に設定することによって、ゲート信号のスイッチング速度を変更する構成を説明したが、バッファの数は2つに限らず、3つ以上の場合にも適用可能である。
[Modification of Embodiment 1]
In the first embodiment described above, the configuration in which two buffers are provided and the switching speed of the gate signal is changed by setting each operation period to a different period has been described. However, the number of buffers is two. Not limited to three or more cases.
図7は、図1のスイッチング制御装置200に、もう1つのバッファ232を追加した、3つのバッファを有するスイッチング制御装置200Aを備える電力変換装置100Aの機能ブロック図である。図7において、図1と重複する要素の説明は繰り返さない。
FIG. 7 is a functional block diagram of a
この変形例においては、バッファ回路205Aは、バッファ230,231,232および変調部240を含む。変調部240は、バッファ231およびバッファ232に対して、イネーブル信号EN1,EN2をそれぞれ出力する。バッファ231およびバッファ232は、それぞれイネーブル信号EN1,EN2がオンとなっている場合にアクティブな状態とされる。なお、上記においては、イネーブル信号がオンの場合にバッファがアクティブとなる例を示すが、イネーブル信号の論理はこれに限定されず、たとえば、イネーブル信号がオフの場合にバッファがアクティブとなるように設定してもよい。
In this modification, the
このイネーブル信号EN1,EN2、および各バッファから供給可能なゲート電流を適切に設定することによって、ゲート信号のスイッチング速度を、たとえば、3段階あるいは4段階に変更することが可能となる。そうすると、発生するEMIノイズの周波数をさらに分散化することができるので、EMIノイズによる周囲の機器への影響を低減することが可能となる。 By appropriately setting the enable signals EN1 and EN2 and the gate current that can be supplied from each buffer, the switching speed of the gate signal can be changed to, for example, three stages or four stages. Then, since the frequency of the generated EMI noise can be further dispersed, it is possible to reduce the influence of the EMI noise on surrounding devices.
[実施の形態2]
実施の形態1およびその変形例においては、複数のバッファにおいて、ゲート電流を供給するバッファの数を変化させることによって、ゲート信号のスイッチング速度を変更する構成について説明した。
[Embodiment 2]
In the first embodiment and its modification, the configuration in which the switching speed of the gate signal is changed by changing the number of buffers that supply the gate current in the plurality of buffers has been described.
実施の形態2においては、供給可能なゲート電流が異なる値に設定された複数のバッファを有し、PWM信号に従って使用するバッファを切換えることによって、ゲート信号のスイッチング速度を変更する構成について説明する。 In the second embodiment, a configuration will be described in which a plurality of buffers having different gate currents that can be supplied are set, and the switching speed of the gate signal is changed by switching the buffer to be used according to the PWM signal.
図8は、実施の形態2に従うスイッチング制御装置200Bを備える電力変換装置100Bの機能ブロック図である。図8において、図1と重複する要素の説明は繰り返さない。
FIG. 8 is a functional block diagram of a
図8を参照して、スイッチング制御装置200Bは、図1のスイッチング制御装置200において、バッファ回路205をバッファ回路205Bに置き換えた構成となっている。バッファ回路205Bは、バッファ230B,231Bと、切換部250とを含む。
Referring to FIG. 8, switching control device 200B has a configuration in which
バッファ230B,231Bは、供給可能なゲート電流が互いに異なる値となるように設定される。
The
バッファ230Bは、スイッチング素子TR1のゲートと、切換部250の端子T0との間に接続される。バッファ231Bは、スイッチング素子TR1のゲートと、切換部250の端子T1との間に接続される。
切換部250は、オシレータ220からの発振信号OSCに従って、端子T0,T1とPWM信号生成部210との接続を交互に切換える。
The
このような構成とし、バッファ230B,231Bを適切に設定することによって、ゲート信号のスイッチング速度を、PWM信号の周期ごとに変化させることができる。これによって、発生するEMIノイズの周波数を分散化することができるので、EMIノイズによる周囲の機器への影響を低減することが可能となる。
By adopting such a configuration and appropriately setting the
なお、実施の形態2においても、バッファの数を3つ以上としてもよい。
なお、本実施の形態においては、電力変換装置が、直流電源電圧を所望の電圧まで昇圧する昇圧コンバータである構成を例として説明したが、電力変換装置の形態はこれに制限されない。すなわち、スイッチング素子のオン・オフ動作によって電力を変換するものであれば、直流電源電圧を降圧する降圧コンバータや、交流電力を直流電力に変換するコンバータ、直流電力を交流電力に変換するインバータなどにも適用可能である。
In the second embodiment, the number of buffers may be three or more.
In the present embodiment, the configuration in which the power conversion device is a boost converter that boosts the DC power supply voltage to a desired voltage has been described as an example. However, the configuration of the power conversion device is not limited thereto. In other words, if the power is converted by the on / off operation of the switching element, it can be used as a step-down converter that steps down the DC power supply voltage, a converter that converts AC power into DC power, an inverter that converts DC power into AC power, etc. Is also applicable.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100,100A,100B 電力変換装置、110 負荷、120 電源ノード、150 集積回路、160 過電圧保護部、170 過電流保護部、200,200A,200B スイッチング制御装置、205,205A,205B バッファ回路、210 PWM信号生成部、220 オシレータ、230,230B,231,231B,232 バッファ、240 変調部、250 切換部、C1 コンデンサ、D1 ダイオード、L1 コイル、R1 抵抗、T0,T1 端子、TR1 スイッチング素子。 100, 100A, 100B Power conversion device, 110 load, 120 power node, 150 integrated circuit, 160 overvoltage protection unit, 170 overcurrent protection unit, 200, 200A, 200B switching control device, 205, 205A, 205B buffer circuit, 210 PWM Signal generation unit, 220 oscillator, 230, 230B, 231, 231B, 232 buffer, 240 modulation unit, 250 switching unit, C1 capacitor, D1 diode, L1 coil, R1 resistor, T0, T1 terminal, TR1 switching element.
Claims (9)
発振器からのパルス信号と前記制御指令とに基づいて、前記スイッチング素子を駆動するタイミング信号を生成するためのPWM信号生成部と、
前記タイミング信号に応答して、前記スイッチング素子のゲートに供給するゲート電流を周期的に変更してスイッチング速度を変化させるように構成されたバッファ回路とを備え、
前記バッファ回路は、第1および第2のバッファを含み、
前記第1および第2のバッファを周期的に制御することによって、前記ゲート電流を変更し、
前記第2のバッファは、前記第1のバッファの動作の2以上の整数倍の周期に1回の割合で動作する、スイッチング制御装置。 A switching control device for driving a switching element according to a control command,
A PWM signal generator for generating a timing signal for driving the switching element, based on a pulse signal from an oscillator and the control command;
A buffer circuit configured to change a switching speed by periodically changing a gate current supplied to the gate of the switching element in response to the timing signal ;
The buffer circuit includes first and second buffers,
Changing the gate current by periodically controlling the first and second buffers;
Said second buffer that runs once every 2 or more integer multiples of the period of operation of the first buffer, the switching control unit.
前記バッファ回路は、
前記ゲート電流を変更するために、前記タイミング信号に応答して前記第1および第2のバッファを切換えるための切換部をさらに備える、請求項2に記載のスイッチング制御装置。 The gate current is set to different values in the first and second buffer,
The buffer circuit is
The switching control device according to claim 2, further comprising a switching unit configured to switch the first and second buffers in response to the timing signal in order to change the gate current.
前記スイッチング素子と、
発振器からのパルス信号と前記制御指令とに基づいて、前記スイッチング素子を駆動するタイミング信号を生成するためのPWM信号生成部と、
前記タイミング信号に応答して、前記スイッチング素子のゲートに供給するゲート電流を周期的に変更してスイッチング速度を変化させるように構成されたバッファ回路とを備え、
前記バッファ回路は、第1および第2のバッファを含み、
前記第1および第2のバッファを周期的に制御することによって、前記ゲート電流を変更し、
前記第2のバッファは、前記第1のバッファの動作の2以上の整数倍の周期に1回の割合で動作する、電力変換装置。 A power converter for converting power from a power source and supplying it to a load by an on / off operation of a switching element according to a control command,
The switching element;
A PWM signal generator for generating a timing signal for driving the switching element, based on a pulse signal from an oscillator and the control command;
A buffer circuit configured to change a switching speed by periodically changing a gate current supplied to the gate of the switching element in response to the timing signal ;
The buffer circuit includes first and second buffers,
Changing the gate current by periodically controlling the first and second buffers;
Said second buffer that runs once every 2 or more integer multiples of the period of operation of the first buffer, the power conversion device.
前記スイッチング素子と、
発振器と、
前記発振器からのパルス信号と前記制御指令とに基づいて、前記スイッチング素子を駆動するタイミング信号を生成するためのPWM信号生成部と、
前記タイミング信号に応答して、前記スイッチング素子のゲートに供給するゲート電流を周期的に変更してスイッチング速度を変化させるように構成されたバッファ回路とを備え、
前記バッファ回路は、第1および第2のバッファを含み、
前記第1および第2のバッファを周期的に制御することによって、前記ゲート電流を変更し、
前記第2のバッファは、前記第1のバッファの動作の2以上の整数倍の周期に1回の割合で動作する、集積回路。 An integrated circuit for controlling a power conversion device that converts power from a power source and supplies it to a load by an on / off operation of a switching element according to a control command,
The switching element;
An oscillator,
A PWM signal generator for generating a timing signal for driving the switching element, based on the pulse signal from the oscillator and the control command;
A buffer circuit configured to change a switching speed by periodically changing a gate current supplied to the gate of the switching element in response to the timing signal ;
The buffer circuit includes first and second buffers,
Changing the gate current by periodically controlling the first and second buffers;
The integrated circuit , wherein the second buffer operates at a rate of once every two or more integer multiples of the operation of the first buffer .
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