JP6365172B2 - 電力変換装置および装置部品 - Google Patents
電力変換装置および装置部品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6365172B2 JP6365172B2 JP2014192967A JP2014192967A JP6365172B2 JP 6365172 B2 JP6365172 B2 JP 6365172B2 JP 2014192967 A JP2014192967 A JP 2014192967A JP 2014192967 A JP2014192967 A JP 2014192967A JP 6365172 B2 JP6365172 B2 JP 6365172B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- inductance
- current path
- switch element
- capacitance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
第4安定動作条件は、第1インピーダンスと第3インピーダンスがともに容量性のリアクタンスであることである。
以下に本発明の第1実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の昇圧チョッパ装置1は、図1に示すように、ダイオード11、スイッチ素子12、コンデンサ13,14、インダクタ15、直流電源16,17、ドライバ回路18、出力端子19およびグランド端子20を備える。
スイッチ素子12は、Nチャネル型の電界効果トランジスタであり、ドレイン12Dがダイオード11のアノードに接続されるとともに、ソース12Sがグランド端子20に接続される。
直流電源16は、正極がインダクタ15に接続されるとともに、負極がグランド端子20に接続される。
ドライバ回路18は、直流電源17の正極とスイッチ素子12のゲート12Gとの間の通電経路を連通するオン状態と、その通電経路を遮断して直流電源17の負極とスイッチ素子12のゲート12Gとの間の通電経路を連通するオフ状態との何れかの状態になるように駆動される。
昇圧チョッパ装置1のスイッチ素子12をオン/オフする際には、スイッチ素子12のドレイン12Dに流れる電流の量が急激に変化する。このため、スイッチ素子12のスイッチングの瞬間に、大きな高調波電流がドレイン電流に重畳する。他方でインダクタ電流は、スイッチングの瞬間などの短時間では、一定電流とみなすことができる。このため、この高調波電流はインダクタ15に流れることができず、ダイオード11に流れることになる。
第4安定動作条件は、インピーダンスZgsとインピーダンスZgdがともに容量性のリアクタンスであることである。
スイッチ素子12は、一対のドレイン12Dとソース12Sとの間を、ゲート12Gに印加される電圧または電流に応じて、電気的に導通した導通状態および電気的に導通していない非導通状態の何れか一方に切り換える。コンデンサ13は、スイッチ素子12に対して直列に接続される。ダイオード11は、スイッチ素子12に対して直列に接続される。
また、インダクタンスLsは本発明における第1インダクタンス、インダクタンスLdは本発明における第2インダクタンス、インダクタンスLgは本発明における第3インダクタンスである。
(第2実施形態)
以下に本発明の第2実施形態を図面とともに説明する。なお第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分を説明する。
ジャンパ93は、コンデンサ91の他端とスイッチ素子12のゲート12Gとの間の通電経路に設けられ、その通電経路を遮断している。またジャンパ94は、コンデンサ92の他端とスイッチ素子12のゲート12Gとの間の通電経路に設けられ、その通電経路を遮断している。
なお、ジャンパ93,94は、図10に示すように、半導体パッケージ90の表面に形成された凹部99によって露出するように設けられている。
以下に本発明の第3実施形態を図面とともに説明する。なお第3実施形態では、第2実施形態と異なる部分を説明する。
短絡パターン101は、コンデンサ91の他端とスイッチ素子12のゲート12Gとの間の通電経路に設けられ、その通電経路を連通している。また短絡パターン102は、コンデンサ92の他端とスイッチ素子12のゲート12Gとの間の通電経路に設けられ、その通電経路を連通している。
(第4実施形態)
以下に本発明の第4実施形態を図面とともに説明する。なお第4実施形態では、第2実施形態と異なる部分を説明する。
このため、選択端子116に直流電源を接続してスイッチ素子111をオン状態にすることにより、スイッチ素子12のゲート12Gとソース12Sとの間に、コンデンサ91による静電容量を付加することができる。同様に、選択端子117に直流電源を接続してスイッチ素子112をオン状態にすることにより、スイッチ素子12のゲート12Gとソース12Sとの間に、コンデンサ92による静電容量を付加することができる。
(第5実施形態)
以下に本発明の第5実施形態を図面とともに説明する。なお第5実施形態では、第2実施形態と異なる部分を説明する。
このように構成された半導体パッケージ90は、引き出し線121,122,123,124の何れか一つを選択して、主電流経路Rmとゲート電流経路Rgとが共有する配線の長さを変更することにより、インダクタンスLsの値を変更することができる。
(第6実施形態)
以下に本発明の第6実施形態を図面とともに説明する。なお第6実施形態では、第2実施形態と異なる部分を説明する。
引き出し線131は、引き出し線131に沿って接続点CP11に到るまでの配線の一部において、配線W1と近接するように配置される。
(第7実施形態)
以下に本発明の第7実施形態を図面とともに説明する。なお第7実施形態では、第1実施形態と異なる部分を説明する。
ジャンパ142は、ループ配線141上に設けられ、ループ配線141の通電経路を遮断している。このため、ジャンパ142を短絡することにより、ループ配線141はループ状の電流経路を形成する。そして、オフ時ゲート電流経路Rg2に電流が流れると、ループ配線141の電流経路に、オフ時ゲート電流経路Rg2で発生した磁束を打ち消そうとする磁束を発生させる誘導電流が流れる。このため、ジャンパ142の短絡と開放に伴い、インダクタンスLgの値が変化する。
(第8実施形態)
以下に本発明の第8実施形態を図面とともに説明する。なお第8実施形態では、第7実施形態と異なる部分を説明する。
(第9実施形態)
以下に本発明の第9実施形態を図面とともに説明する。なお第9実施形態では、第1実施形態と異なる部分を説明する。
ゲート端子167は、ドライバ回路18とスイッチ素子12のゲート12Gとを接続するための端子である。電圧入力端子168は、インダクタ15とスイッチ素子12のドレイン12Dとを接続するための端子である。電圧出力端子169およびグランド端子170はそれぞれ、コンデンサ14の一端および他端に接続するための端子である。
例えば上記実施形態では、本発明を単方向昇圧チョッパに適用したものを示したが、本発明を同期整流昇圧チョッパ装置に適用するようにしてもよい。
ドライバ回路213は、直流電源212の正極とスイッチ素子211のゲートとの間の通電経路を連通するオン状態と、その通電経路を遮断して直流電源212の負極とスイッチ素子211のゲートとの間の通電経路を連通するオフ状態との何れかの状態になるように駆動される。
Claims (11)
- 一対の第1通電電極(12D)と第2通電電極(12S)との間を、制御電極(12G)に印加される電圧または電流に応じて、電気的に導通した導通状態および電気的に導通していない非導通状態の何れか一方に切り換える第1スイッチ素子(12,211)と、
前記第1スイッチ素子に対して直列に接続されるコンデンサ(13)と、
前記第1スイッチ素子に対して直列に接続される第2スイッチ素子(211)もしくは整流素子(11)と、
前記第1スイッチ素子により前記導通状態および前記非導通状態の何れか一方に切り換える場合に、前記第1通電電極と前記第2通電電極との間で電流の交流成分が前記コンデンサならびに前記第2スイッチ素子もしくは前記整流素子を通って流れる主電流経路(Rm)と、
前記第1スイッチ素子により前記導通状態および前記非導通状態の何れか一方に切り換える場合に、前記制御電極と前記第2通電電極との間で電流の交流成分が前記第1スイッチ素子の外部を通って流れる副電流経路(Rg)とを備え、
前記主電流経路と前記副電流経路との相互インダクタンスを第1インダクタンス(Ls)とし、前記主電流経路の自己インダクタンスと前記第1インダクタンスとの差を第2インダクタンス(Ld)とし、前記副電流経路の自己インダクタンスと前記第1インダクタンスとの差を第3インダクタンス(Lg)とし、
前記制御電極と前記第1通電電極との間の静電容量を第1静電容量(Cgd)とし、前記制御電極と前記第2通電電極との間の静電容量を第2静電容量(Cgs)とし、前記第1通電電極と前記第2通電電極との間の静電容量を第3静電容量(Cds)とし、
前記第1インダクタンスを前記第1静電容量で除した値を第1除算値とし、前記第2インダクタンスを前記第2静電容量で除した値を第2除算値とし、前記第3インダクタンスを前記第3静電容量で除した値を第3除算値として、
前記第1スイッチ素子により前記導通状態および前記非導通状態の何れか一方に切り換える場合に、前記第1除算値が前記第2除算値と前記第3除算値との間の値になるように実装されている
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置の前記第1スイッチ素子を備え、前記電力変換装置の一部分を構成する装置部品(90,140,160)であって、
前記第1除算値が前記第2除算値と前記第3除算値との間の値になるように、前記第1インダクタンス、前記第2インダクタンス、前記第3インダクタンス、前記第1静電容量、前記第2静電容量および前記第3静電容量の少なくとも一つの値を当該装置部品の外部からの操作によって変更する変更手段(91,92,93,94,101,102,111,112,CP1,CP2,CP3,CP4,121,122,123,124,131,132,141,142,W2,W3,151,152,153,154,W4,W5,161,162,163,164,165)を備える
ことを特徴とする装置部品。 - 前記変更手段(91,92,93,94,101,102,111,112)は、
前記第1通電電極、前記第2通電電極および前記制御電極の中の二つの電極間に接続されるコンデンサである電極間コンデンサ(91,92)を一つ以上備え、前記電極間コンデンサを前記電極間に接続するか否かを選択することにより、前記第1静電容量、前記第2静電容量および前記第3静電容量の少なくとも一つの値を変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の装置部品(90)。 - 前記変更手段(91,92,93,94,101,102,111,112)は、前記第1静電容量の値を変更する
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の装置部品(90)。 - 前記変更手段(CP1,CP2,CP3,CP4,121,122,123,124,131,132)は、前記第1インダクタンスの値を変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の装置部品(90)。 - 前記変更手段(CP1,CP2,CP3,CP4,121,122,123,124)は、
前記主電流経路と前記副電流経路とが共有する配線の長さを変更することにより、前記第1インダクタンスの値を変更する
ことを特徴とする請求項5に記載の装置部品(90)。 - 前記変更手段(131,132)は、
前記主電流経路と前記副電流経路との間の磁気結合の極性または強度を変更することにより、前記第1インダクタンスの値を変更する
ことを特徴とする請求項5に記載の装置部品(90)。 - 前記変更手段(W4,W5,161,162,163,164,165)は、
前記主電流経路を構成する配線の長さを変更することにより、前記第2インダクタンスの値を変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の装置部品(160)。 - 前記変更手段(W2,W3,151,152,153,154)は、
前記副電流経路を構成する配線の長さを変更することにより、前記第3インダクタンスの値を変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の装置部品(140)。 - 前記変更手段(141,142)は、
前記副電流経路に沿って近接するループ状の配線の短絡および開放の何れかを選択することにより、前記第3インダクタンスの値を変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の装置部品(140)。 - 前記変更手段は、
前記主電流経路に沿って近接するループ状の配線の短絡および開放の何れかを選択することにより、前記第2インダクタンスの値を変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の装置部品。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014192967A JP6365172B2 (ja) | 2014-09-22 | 2014-09-22 | 電力変換装置および装置部品 |
PCT/JP2015/004493 WO2016047053A1 (ja) | 2014-09-22 | 2015-09-04 | 電力変換装置および装置部品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014192967A JP6365172B2 (ja) | 2014-09-22 | 2014-09-22 | 電力変換装置および装置部品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016067071A JP2016067071A (ja) | 2016-04-28 |
JP6365172B2 true JP6365172B2 (ja) | 2018-08-01 |
Family
ID=55580605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014192967A Active JP6365172B2 (ja) | 2014-09-22 | 2014-09-22 | 電力変換装置および装置部品 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6365172B2 (ja) |
WO (1) | WO2016047053A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6238257B1 (ja) * | 2016-06-28 | 2017-11-29 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
JP6731993B2 (ja) * | 2018-11-19 | 2020-07-29 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010147254A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置 |
JP2013110269A (ja) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Cmos集積回路及び増幅回路 |
JP5870827B2 (ja) * | 2012-04-12 | 2016-03-01 | 株式会社デンソー | 回路基板及び回路基板の製造方法 |
-
2014
- 2014-09-22 JP JP2014192967A patent/JP6365172B2/ja active Active
-
2015
- 2015-09-04 WO PCT/JP2015/004493 patent/WO2016047053A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016067071A (ja) | 2016-04-28 |
WO2016047053A1 (ja) | 2016-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6683621B2 (ja) | パワーモジュールおよびパワー回路 | |
JP5853366B2 (ja) | 電源装置、情報処理装置 | |
US9331563B2 (en) | Active snubber topology | |
JP5853368B2 (ja) | Dc−dcコンバータ、電源装置、及び情報処理装置 | |
JP6220980B2 (ja) | 力率改善コンバータ、及び、力率改善コンバータを備えた電源装置 | |
JP5052705B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
US9806629B2 (en) | Single-phase inverter | |
US9270166B2 (en) | Power factor improvement circuit | |
JP2016213995A (ja) | 共振インバータおよび共振型電源装置 | |
KR102387744B1 (ko) | Ac-ac 컨버터 회로 | |
JP6365172B2 (ja) | 電力変換装置および装置部品 | |
JP2016144326A (ja) | 共振型dc−dcコンバータ | |
JP6147423B2 (ja) | 電源装置の回路 | |
JP6458235B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP5838977B2 (ja) | 交流直流変換回路 | |
JP6937432B2 (ja) | 共振型電力変換装置の制御方法および共振型電力変換装置 | |
JP6782474B2 (ja) | 熱電変換素子出力制御装置 | |
JP6838297B2 (ja) | 電力変換装置 | |
TWI578674B (zh) | 電源供應電路及功率因數校正電路 | |
WO2018235423A1 (ja) | 整流回路および電源装置 | |
JP2019097321A (ja) | 電力変換装置 | |
US9018926B1 (en) | Soft-switched PFC converter | |
JP6213387B2 (ja) | 電気回路装置 | |
JP6206506B2 (ja) | 電源回路 | |
JP2018082526A (ja) | スイッチング電源装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170327 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180605 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180618 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6365172 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |