JP6011736B1 - 昇圧チョッパ回路 - Google Patents
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Abstract
Description
図1および図2を参照して、第1実施形態による昇圧チョッパ回路100の構成について説明する。図1では、昇圧チョッパ回路100の電気回路図を示している。図2では、昇圧チョッパ回路100の構成を模式的に示した平面図を示している。
図1に示すように、昇圧チョッパ回路100は、直流出力回路1から出力される電圧を昇圧して負荷装置101に供給するように構成されている。また、第1実施形態では、昇圧チョッパ回路100は、いわゆる2レベル昇圧チョッパ回路として構成されている。また、直流出力回路1は、直流電源として構成されているか、交流電源および整流回路を含み、交流を整流した整流波形を有するように構成することにより、直流を出力可能に構成されている。
ここで、第1実施形態では、図2に示すように、昇圧チョッパ回路100には、第1半導体パッケージ7と、第2半導体パッケージ8とが設けられている。具体的には、昇圧チョッパ回路100には、昇圧チョッパ回路本体部100aが設けられている。昇圧チョッパ回路本体部100aは、たとえば、プリント基板として構成されていてもよいし、ヒートシンクとして構成されていてもよい。また、図2の例では、昇圧チョッパ回路本体部100aを単一の部材として図示しているが、昇圧チョッパ回路本体部100aは、単一のプリント基板やヒートシンクに限らず、複数のプリント基板および複数のヒートシンク(またはそれらの組み合わせ)から構成されていてもよい。
次に、図1を参照して、第1実施形態による昇圧チョッパ回路100の動作について説明する。昇圧チョッパ回路100の動作は、制御回路6の制御処理により実行される。
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図3および図4を参照して、第2実施形態による昇圧チョッパ回路200の構成について説明する。第2実施形態では、2レベル昇圧チョッパ回路として構成されていた昇圧チョッパ回路100と異なり、3レベル昇圧チョッパ回路として構成されている。なお、上記第1実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
図3および図4に示すように、第2実施形態による昇圧チョッパ回路200には、スイッチング素子回路203と、逆流防止ダイオード回路204と、コンデンサ回路205と、制御回路206とが設けられている。昇圧チョッパ回路200は、3レベル昇圧チョッパ回路として構成されている。
図4に示すように、第1半導体パッケージ207aおよび207bは、互いに略同一の形状に形成されている。また、第2半導体パッケージ208aおよび208bは、互いに略同一の形状に形成されている。第1半導体パッケージ207aと、第2半導体パッケージ208aとは、互いに異なる形状に形成されている。たとえば、第1半導体パッケージ207aおよび207bは、第1実施形態による第1半導体パッケージ7と同様の形状を有するように形成されている。また、第2半導体パッケージ208aおよび208bは、第1実施形態による第2半導体パッケージ8と同様の形状を有するように形成されている。
次に、図3を参照して、第2実施形態による昇圧チョッパ回路200の動作について説明する。なお、昇圧チョッパ回路200の動作は、制御回路206の制御処理により実行される。
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図5および図6を参照して、第3実施形態による昇圧チョッパ回路300の構成について説明する。第3実施形態では、昇圧チョッパ回路300は、第2実施形態と同様に3レベル昇圧チョッパ回路として構成されている。一方、第3実施形態では、第1ダイオード241aおよび第2ダイオード241bが別々の半導体パッケージに収納されていた第2実施形態と異なり、第1ダイオード341aおよび第2ダイオード341bが共に第2半導体パッケージ308に収納されている。なお、上記第1実施形態および上記第2実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
図5および図6に示すように、第3実施形態による昇圧チョッパ回路300には、第1半導体パッケージ207aおよび207bと、第2半導体パッケージ308とが設けられている。第2半導体パッケージ308には、第1ダイオード341aおよび第2ダイオード341b(逆流防止ダイオード回路304)が共に収納されている。第2半導体パッケージ308は、昇圧チョッパ回路本体部300aに対して交換可能に取り付けられている。
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図7および図8を参照して、第4実施形態による昇圧チョッパ回路400の構成について説明する。第4実施形態では、昇圧チョッパ回路400は、第2実施形態と同様に3レベル昇圧チョッパ回路として構成されている。一方、第4実施形態では、第1スイッチング素子231aおよび第2スイッチング素子231bが別々の半導体パッケージに収納されていた第2実施形態と異なり、第1スイッチング素子431aおよび第2スイッチング素子431bが共に第1半導体パッケージ407に収納されている。なお、上記第1〜第3実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
図7および図8に示すように、第4実施形態による昇圧チョッパ回路400には、第1半導体パッケージ407と、第2半導体パッケージ208aおよび208bとが設けられている。第1半導体パッケージ407には、第1スイッチング素子431aおよび第2スイッチング素子431b(スイッチング素子回路403)が共に収納されている。第1半導体パッケージ407は、昇圧チョッパ回路本体部400aに対して交換可能に取り付けられている。
第4実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図9および図10を参照して、第5実施形態による昇圧チョッパ回路500の構成について説明する。第5実施形態では、3レベル昇圧チョッパ回路として構成されている。また、第1スイッチング素子531aおよび第2スイッチング素子531bが共に第1半導体パッケージ407に収納され、第1ダイオード541aおよび第2ダイオード541bが共に第2半導体パッケージ308に収納されている。なお、上記第1〜第4実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
図9および図10に示すように、第5実施形態による昇圧チョッパ回路500には、第1半導体パッケージ407と、第2半導体パッケージ308とが設けられている。第2半導体パッケージ407には、第1スイッチング素子531aおよび第2スイッチング素子531b(スイッチング素子回路503)が共に収納されている。また、第2半導体パッケージ308には、第1ダイオード541aおよび第2ダイオード541b(逆流防止ダイオード回路504)が共に収納されている。
第5実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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(変形例)が含まれる。
3、203、403、503 スイッチング素子回路
4、204、304、504 逆流防止ダイオード回路
5 コンデンサ(コンデンサ回路)
7、207a、207b、407 第1半導体パッケージ(一方第1半導体パッケージ、他方第1半導体パッケージ)
8、208a、208b、308 第2半導体パッケージ(一方第2半導体パッケージ、他方第2半導体パッケージ)
31 スイッチング素子
41 ダイオード
100、200、300、400、500 昇圧チョッパ回路
205 コンデンサ回路
231a、431a、531a 第1スイッチング素子
231b、431b、531b 第2スイッチング素子
241a、341a、541a 第1ダイオード
241b、341b、541b 第2ダイオード
251a 第1コンデンサ
251b 第2コンデンサ
Claims (9)
- リアクトルと、
前記リアクトルを介して直流出力回路の両端に接続されているスイッチング素子回路と、
前記スイッチング素子回路に接続されている逆流防止ダイオード回路と、
前記スイッチング素子回路の両端の間において、前記逆流防止ダイオード回路に直列に接続されているコンデンサ回路と、
前記スイッチング素子回路を収納する第1半導体パッケージと、
前記第1半導体パッケージとは別個に設けられ、前記逆流防止ダイオード回路を収納する第2半導体パッケージとを備え、
前記第1半導体パッケージは、前記第1半導体パッケージを昇圧チョッパ回路本体部に対して脱着可能に取り付けるための複数の第1取付部を含むとともに、前記第2半導体パッケージは、前記第2半導体パッケージを前記昇圧チョッパ回路本体部に対して脱着可能に取り付けるための複数の第2取付部を含み、
前記複数の第1取付部同士の間隔と、前記複数の第2取付部同士の間隔とが異なるように構成されている、昇圧チョッパ回路。 - 前記第1半導体パッケージと前記第2半導体パッケージとは、互いに異なる形状に形成されている、請求項1に記載の昇圧チョッパ回路。
- 前記逆流防止ダイオード回路は、ワイドバンドギャップ半導体からなるダイオードを含む、請求項1または2に記載の昇圧チョッパ回路。
- 前記スイッチング素子回路は、ワイドバンドギャップ半導体からなるスイッチング素子を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の昇圧チョッパ回路。
- 前記スイッチング素子回路は、互いに直列に接続された第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子とを含み、
前記逆流防止ダイオード回路は、前記第1のスイッチング素子に直列に接続されている第1のダイオードと、前記第2のスイッチング素子に直列に接続されている第2のダイオードとを含み、
前記コンデンサ回路は、互いに直列に接続された第1のコンデンサと第2のコンデンサとを含み、
前記第1半導体パッケージは、前記第1のスイッチング素子を収納する一方第1半導体パッケージと、前記一方第1半導体パッケージとは別個に設けられ、前記第2のスイッチング素子を収納する他方第1半導体パッケージとを含み、
前記第2半導体パッケージは、前記第1のダイオードを収納する一方第2半導体パッケージと、前記一方第2半導体パッケージとは別個に設けられ、前記第2のダイオードを収納する他方第2半導体パッケージとを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の昇圧チョッパ回路。 - 前記スイッチング素子回路は、互いに直列に接続された第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子とを含み、
前記逆流防止ダイオード回路は、前記第1のスイッチング素子に直列に接続されている第1のダイオードと、前記第2のスイッチング素子に直列に接続されている第2のダイオードとを含み、
前記コンデンサ回路は、互いに直列に接続された第1のコンデンサと第2のコンデンサとを含み、
前記第1半導体パッケージに前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子が共に収納されているか、または、前記第2半導体パッケージに前記第1のダイオードおよび前記第2のダイオードが共に収納されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の昇圧チョッパ回路。 - 前記第2半導体パッケージには、前記第1のダイオードおよび前記第2のダイオードが共に収納されている、請求項6に記載の昇圧チョッパ回路。
- 前記第1半導体パッケージには、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子が共に収納されている、請求項6または7に記載の昇圧チョッパ回路。
- 前記第1半導体パッケージに、同時に故障する可能性が高い前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子が共に収納されているか、または、前記第2半導体パッケージに、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子よりも故障可能性の低い、前記第1のダイオードおよび前記第2のダイオードが共に収納されている、請求項6〜8のいずれか1項に記載の昇圧チョッパ回路。
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