JP7441368B1 - Dc/dcコンバータ - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、電流検出方式の同期整流制御の場合、電流検出の閾値を低く設定したほうがスイッチング素子のボディダイオードに電流が流れる期間が短くなり損失を低減できるが、電流検出の遅延によりゲートのオフタイミングに遅れが発生する可能性もある。このため、電流検出遅延を考慮し、電流検出の閾値を低く設定することに限界があり、整流動作における損失をより低減することが困難という課題もある。
1次巻線と2次巻線とを有するトランス(11)と、
逆並列ダイオード(D1-D4)と並列コンデンサ(C1-C4)とがそれぞれ並列に接続されたスイッチ素子(Q1-Q4)を有するスイッチング素子(S1-S4)を上下アームとして2つの端子(Ter1&Ter2)との間にそれぞれ並列に接続された第1レグ(12)と第2レグ(13)と、前記第1レグもしくは第2レグ(12/13)の上下アームの一方のスイッチング素子(S1/S2/S3/S4)又は前記第1レグ及び第2レグ(12&13)の上アームもしくは下アームの一方のスイッチング素子(S1/S2/S3/S4)に並列に接続される第1コンデンサ(Ca)と、前記第1レグもしくは第2レグ(12/13)の上下アームの他方のスイッチング素子(S1/S2/S3/S4)又は前記第1レグ及び第2レグ(12&13)の上アームもしくは下アームの他方のスイッチング素子(S1/S2/S3/S4)に並列に接続される第2コンデンサ(Cb)とを有し、それぞれ前記トランスの前記1次巻線(11a)側及び前記トランスの前記2次巻線(11b)側に接続される2つのスイッチング回路(1&2)と、
前記トランスの前記1次巻線(11a)側又は前記2次巻線(11b)側で、前記第1レグ(12)の上下アームの接続点側と前記第2レグ(13)の上下アームの接続点側との間に前記1次巻線(11a) 又は前記2次巻線(11b)を介して接続されるインダクタンス手段(L)と、
前記スイッチング回路(1&2)のスイッチング制御を行う制御回路(3)と、
前記制御回路は、
一方の前記スイッチング回路(1/2)に対し、前記第1又は第2レグ(12/13)の上アームのスイッチング素子(S1/S3)と前記第2又は第1レグ(13/12)の下アームのスイッチング素子(S4/S2)とを組にして交互にオンオフさせて前記2つの端子(Ter1&Ter2)側から入力される直流を交流に変換させて前記スイッチング回路(1/2)から出力させ、前記組となるスイッチング素子(S1&S4/S3&S2)を交互にオンオフ制御するにあたり、オン状態にある前記組となる前記第1又は第2レグ(12/13)の上アームのスイッチング素子(S1/S3)と前記第2又は第1レグ(13/12)の下アームのスイッチング素子(S4/S2)のうち、前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb)が並列に接続された前記スイッチング素子(S3/S4)を先にオフする、ゼロボルトスイッチング制御と、
他方の前記スイッチング回路(2/1)に対し、一方の前記スイッチング回路(1/2)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb)が並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子(S1/S2)をオンするタイミングに基づいて、他方の前記スイッチング回路(2/1)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb[Cc/Cd])が並列に接続されていない下アーム又は上アームの前記スイッチング素子(S2/S1[S8/S7])をオンし、当該スイッチング素子(S2/S1[S8/S7])のオフタイミングを一方の前記スイッチング回路(1/2)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb)が並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子(S1/S2)をオフするより先とする、同期整流制御と、
を行うことを特徴とする。
図1は、本実施形態のDC/DCコンバータ301を説明する図である。
コンバータ301は、トランス11と、トランス11の1次巻線11a側に接続されるスイッチング回路1と、トランス11の2次巻線11b側に接続される第2回路2と、インダクタンス手段Lと、制御回路3とを備える。このコンバータは、第1端子Ter1及び第2端子Ter2側から入力される直流を交流に変換させてスイッチング回路1から出力し、トランス11を介してスイッチング回路2で交流を直流に変換して出力側の第3端子Ter3、第4端子Ter4側へ電力を供給する。なお、本説明は2つの端子(Ter1及びTer2)を入力側、2つの端子(Ter3及びTer4)を出力側として説明するが、トランス11に対して回路構成が対称なので入力と出力を逆にしても同様に動作する。
第1端子Ter1 第3端子Ter3
第2端子Ter2 第4端子Ter4
第1レグ12 第4レグ25
第2レグ13 第3レグ24
スイッチング素子S1 スイッチング素子S7
スイッチング素子S2 スイッチング素子S8
スイッチング素子S3 スイッチング素子S5
スイッチング素子S4 スイッチング素子S6
スイッチ素子Q1 スイッチ素子Q7
スイッチ素子Q2 スイッチ素子Q8
スイッチ素子Q3 スイッチ素子Q5
スイッチ素子Q4 スイッチ素子Q6
逆並列ダイオードD1 逆並列ダイオードD7
逆並列ダイオードD2 逆並列ダイオードD8
逆並列ダイオードD3 逆並列ダイオードD5
逆並列ダイオードD4 逆並列ダイオードD6
並列コンデンサC1 並列コンデンサC7
並列コンデンサC2 並列コンデンサC8
並列コンデンサC3 並列コンデンサC5
並列コンデンサC4 並列コンデンサC6
第1コンデンサCa 第3コンデンサCc
第2コンデンサCb 第4コンデンサCd
なお、以下の説明においては検出対象を電圧として説明しているが、本発明は電圧に限らず、電流や電力を検出しても同様に動作し、同様の効果を得られる。
まず、ゼロボルトスイッチング(ZVS)制御について説明する。
制御回路3は、
一方の前記スイッチング回路(1/2)に対し、前記第1又は第2レグ(12/13)の上アームのスイッチング素子(S1/S3)と前記第2又は第1レグ(13/12)の下アームのスイッチング素子(S4/S2)とを組にして交互にオンオフさせて前記2つの端子(Ter1&Ter2)側から入力される直流を交流に変換させて前記スイッチング回路(1/2)から出力させ、前記組となるスイッチング素子(S1&S4 / S3&S2)を交互にオンオフ制御するにあたり、オン状態にある前記組となる前記第1又は第2レグ(12/13)の上アームのスイッチング素子(S1/S3)と前記第2又は第1レグ(13/12)の下アームのスイッチング素子(S4/S2)のうち、前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb)が並列に接続された前記スイッチング素子(S3/S4)を先にオフする。
本実施形態では、昇圧動作時の同期整流制御(その1)について説明する。図11は、昇圧動作時の同期整流制御(その1)を説明する、各スイッチング素子を駆動する駆動信号とトランス11の2次巻線11bを流れる電流について説明する図である。なお、昇圧動作とは、入力電圧より出力電圧を高くする動作である。
他方の前記スイッチング回路(2/1)に対し、一方の前記スイッチング回路(1/2)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb)が並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子(S1/S2)をオンするタイミングに基づいて、他方の前記スイッチング回路(2/1)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb[Cc/Cd])が並列に接続されていない下アーム又は上アームの前記スイッチング素子(S2/S1[S8/S7])をオンし、当該スイッチング素子(S2/S1[S8/S7])のオフタイミングを一方の前記スイッチング回路(1/2)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb)が並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子(S1/S2)をオフするより先とする、同期整流制御を行う。
他方の前記スイッチング回路(2/1)の前記2つの端子(Ter3&Ter4)間側から出力される電圧、電流もしくは電力の検出値又は一方の前記スイッチング回路(1/2) の前記2つの端子(Ter1&Ter2)間側から入力される電圧、電流又は電力の検出値が目標値に近づくように、一方の前記スイッチング回路(1/2)において前記組となるスイッチング素子(S1&S4 / S3&S2)がオン状態にある期間に前記2つの端子(Ter1&Ter2)側から入力されるエネルギーを前記インダクタンス手段(L)に蓄積させるように他方の前記スイッチング回路(2/1)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb[Cc/Cd])が並列に接続されている前記スイッチング素子(S3/S4[S5/S6])を順方向に導通させ、前記先にオフさせる一方の前記スイッチング回路(1/2)のスイッチング素子(S3/S4)をオフする前に前記順方向に導通させていた他方の前記スイッチング回路(2/1) の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb[Cc/Cd])が並列に接続されている前記スイッチング素子(S3/S4[S5/S6])をオフさせる、昇圧動作制御を行う際に、
前記同期整流制御の前記オフタイミングを、前記先にオフさせる一方の前記スイッチング回路(1/2)のスイッチング素子(S3/S4)をオフするタイミングに基づいて決定する。
なお、期間Tonの開始時点は、スイッチング素子(S1/S2)のオンと同時に限定されない。制御回路3は、あくまでスイッチング素子(S1/S2)のオンのタイミングに基づいてスイッチング素子(S8/S7)のオンのタイミングを決定するので、スイッチング素子(S1/S2)のオンする前(例えばTd分の時間だけ前)にスイッチング素子(S8/S7)をオンしてもよいし、スイッチング素子(S1/S2)のオンした後(例えばTd分の時間だけ後)にスイッチング素子(S8/S7)をオンしてもよい。
同様に、期間Tonの終了時点は、スイッチング素子(S4/S3)のオフと同時に限定されない。制御回路3は、あくまでスイッチング素子(S4/S3)のオフのタイミングに基づいてスイッチング素子(S8/S7)のオフのタイミングを決定するので、スイッチング素子(S4/S3)をオフする前(例えばTd分の時間だけ前)にスイッチング素子(S8/S7)をオフしてもよいし、スイッチング素子(S4/S3)をオフした後且つ、例えば2次巻線電流値が減少してゼロに達する前にスイッチング素子(S8/S7)をオフしてもよい。
本実施形態の同期整流制御は、二次側巻線電流が流れている期間全てをスイッチング素子S7又はS8をオンすることができ、損失低減の効果が大きい。
本実施形態では、昇圧動作時の同期整流制御(その2)について説明する。図12は、昇圧動作時の同期整流制御(その2)を説明する、各スイッチング素子を駆動する駆動信号とトランス11の2次巻線11bを流れる電流について説明する図である。
他方の前記スイッチング回路(2/1)に対し、一方の前記スイッチング回路(1/2)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb)が並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子(S1/S2)のオンと同時に、他方の前記スイッチング回路(2/1)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb[Cc/Cd])が並列に接続されていない下アーム又は上アームの前記スイッチング素子(S2/S1[S8/S7])をオンし、当該スイッチング素子(S2/S1[S8/S7])のオフタイミングを一方の前記スイッチング回路(1/2)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb)が並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子(S1/S2)をオフするより先とする、同期整流制御を行う。
他方の前記スイッチング回路(2/1)の前記2つの端子(Ter3&Ter4)間側から出力される電圧、電流もしくは電力の検出値又は一方の前記スイッチング回路(1/2) の前記2つの端子(Ter1&Ter2)間側から入力される電圧、電流又は電力の検出値が目標値に近づくように、一方の前記スイッチング回路(1/2)において前記組となるスイッチング素子(S1&S4/S3&S2)がオン状態にある期間に前記2つの端子(Ter1&Ter2)側から入力されるエネルギーを前記インダクタンス手段(L)に蓄積させるように他方の前記スイッチング回路(2/1)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb[Cc/Cd])が並列に接続されている前記スイッチング素子(S3/S4[S5/S6])を順方向に導通させ、前記先にオフさせる一方の前記スイッチング回路(1/2)のスイッチング素子(S3/S4)をオフする前に前記順方向に導通させていた他方の前記スイッチング回路(2/1) の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb[Cc/Cd])が並列に接続されている前記スイッチング素子(S3/S4[S5/S6])をオフさせる、昇圧動作制御を行う際に、
前記同期整流制御の前記オフタイミングを、他方の前記スイッチング回路(2/1) の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb[Cc/Cd])が並列に接続されている前記スイッチング素子(S3/S4[S5/S6])をオフするタイミングに基づいて決定する。
なお、実施形態1で説明したように期間Tonの開始時点は、スイッチング素子(S1/S2)のオンと同時に限定されない。
同様に、期間Tonの終了時点は、スイッチング素子(S6/S5)のオフと同時に限定されない。制御回路3は、あくまでスイッチング素子(S6/S5)のオフのタイミングに基づいてスイッチング素子(S8/S7)のオフのタイミングを決定するので、スイッチング素子(S6/S5)をオフする前(例えばTd分の時間だけ前)にスイッチング素子(S8/S7)をオフしてもよいし、スイッチング素子(S6/S5)をオフした後(例えばTd分の時間だけ後)にスイッチング素子(S8/S7)をオフしてもよい。
本実施形態の同期整流制御は、位相シフト用のスイッチング素子の位相により期間Tonが変化するので、負荷が変動したとしてもそれに追従することができる。
本実施形態では、降圧動作時の同期整流制御について説明する。図13は、降圧動作時の同期整流制御を説明する、各スイッチング素子を駆動する駆動信号とトランス11の2次巻線11bを流れる電流について説明する図である。なお、降圧動作とは、入力電圧より出力電圧を低くする動作である。
他方の前記スイッチング回路(2/1)に対し、一方の前記スイッチング回路(1/2)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb)が並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子(S1/S2)のオンと同時に、他方の前記スイッチング回路(2/1)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb[Cc/Cd])が並列に接続されていない下アーム又は上アームの前記スイッチング素子(S2/S1[S8/S7])をオンし、当該スイッチング素子(S2/S1[S8/S7])のオフタイミングを一方の前記スイッチング回路(1/2)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb)が並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子(S1/S2)をオフするより先とする、同期整流制御を行う。
前記同期整流制御の前記オフタイミングを、前記先にオフさせる一方の前記スイッチング回路(1/2)のスイッチング素子(S3/S4)をオフするタイミングから、一方の前記スイッチング回路(1/2)の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサ(Ca/Cb)が並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子(S1/S2)をオフするタイミングまでの期間であって、他方の前記スイッチング回路(2/1)の前記2つの端子(Ter3&Ter4)間側から出力される電圧を一方の前記スイッチング回路(1/2)の前記2つの端子(Ter1&Ter2)間側から入力される電圧より低くする降圧比で定められるタイミングとする。
t22(b)-t21=(Vin/Vout)×(Ns/Np)×Tmin
ただし、
Npはトランス11の一次側(本実施形態の説明であれば1次巻線11a)の巻数、
Nsはトランス11の二次側(本実施形態の説明であれば2次巻線11b)の巻数、
Tminは時刻t21からt22(a)までの時間
である。
本発明の電気回路において、接続点とは電気的に接続されて同電位にある部位を言い、物理的に接続された点を言うものではない。また、本発明のコンバータ及び双方向コンバータにおける各部の構成、構造、数、配置、形状、材質などに関しては、上記具体例に限定されず、当業者が適宜選択的に採用したものも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に包含される。
Ter2:第2端子
Ter3:第3端子
Ter4:第4端子
1、2:スイッチング回路
3:制御回路
11:トランス
12:第1レグ(スイッチング回路1の第1レグ)
13:第2レグ(スイッチング回路1の第2レグ)
24:第3レグ(スイッチング回路2の第2レグ)
25:第4レグ(スイッチング回路2の第1レグ)
16、17:コンデンサ
18:スイッチング回路2の検出手段
19:スイッチング回路1の検出手段
S1~S4:スイッチング回路1のスイッチング素子
Q1~Q4:スイッチ素子
D1~D4:逆並列ダイオード
C1~C4:並列コンデンサ
S5~S8:スイッチング回路2のスイッチング素子
Q5~Q8:スイッチ素子
D5~D8:逆並列ダイオード
C5~C8:並列コンデンサ
Ca:スイッチング回路1の第1コンデンサ
Cb:スイッチング回路1の第2コンデンサ
Cc:スイッチング回路2の第1コンデンサ(「第3コンデンサ」と説明する場合もある。)
Cd:スイッチング回路2の第2コンデンサ(「第4コンデンサ」と説明する場合もある。)
L:インダクタンス手段
Claims (3)
- 1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、
逆並列ダイオードと並列コンデンサとがそれぞれ並列に接続されたスイッチ素子を有するスイッチング素子を上下アームとして2つの端子との間にそれぞれ並列に接続された第1レグと第2レグと、前記第1レグもしくは第2レグの上下アームの一方のスイッチング素子又は前記第1レグ及び第2レグの上アームもしくは下アームの一方のスイッチング素子に並列に接続される第1コンデンサと、前記第1レグもしくは第2レグの上下アームの他方のスイッチング素子又は前記第1レグ及び第2レグの上アームもしくは下アームの他方のスイッチング素子に並列に接続される第2コンデンサとを有し、それぞれ前記トランスの前記1次巻線側及び前記トランスの前記2次巻線側に接続される2つのスイッチング回路と、
前記トランスの前記1次巻線側又は前記2次巻線側で、前記第1レグの上下アームの接続点側と前記第2レグの上下アームの接続点側との間に前記1次巻線 又は前記2次巻線を介して接続されるインダクタンス手段と、
前記スイッチング回路のスイッチング制御を行う制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
一方の前記スイッチング回路に対し、前記第1又は第2レグの上アームのスイッチング素子と前記第2又は第1レグの下アームのスイッチング素子とを組にして交互にオンオフさせて前記2つの端子側から入力される直流を交流に変換させて前記スイッチング回路から出力させ、前記組となるスイッチング素子を交互にオンオフ制御するにあたり、オン状態にある前記組となる前記第1又は第2レグの上アームのスイッチング素子と前記第2又は第1レグの下アームのスイッチング素子のうち、前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続された前記スイッチング素子を先にオフする、ゼロボルトスイッチング制御と、
他方の前記スイッチング回路に対し、一方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子をオンするタイミングに基づいて、他方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されていない下アーム又は上アームの前記スイッチング素子をオンし、当該スイッチング素子のオフタイミングを一方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子をオフするより先とする、同期整流制御と、
を行うことを特徴とするDC/DCコンバータであって、
さらに、前記制御回路は、
他方の前記スイッチング回路の前記2つの端子間側から出力される電圧、電流もしくは電力の検出値又は一方の前記スイッチング回路の前記2つの端子間側から入力される電圧、電流又は電力の検出値が目標値に近づくように、一方の前記スイッチング回路において前記組となるスイッチング素子がオン状態にある期間に前記2つの端子側から入力されるエネルギーを前記インダクタンス手段に蓄積させるように他方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されている前記スイッチング素子を順方向に導通させ、前記先にオフさせる一方の前記スイッチング回路のスイッチング素子をオフする前に前記順方向に導通させていた他方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されている前記スイッチング素子をオフさせる、昇圧動作制御を行う際に、
前記同期整流制御の前記オフタイミングを、前記先にオフさせる一方の前記スイッチング回路のスイッチング素子をオフするタイミングに基づいて決定する
ことを特徴とするDC/DCコンバータ。 - 1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、
逆並列ダイオードと並列コンデンサとがそれぞれ並列に接続されたスイッチ素子を有するスイッチング素子を上下アームとして2つの端子との間にそれぞれ並列に接続された第1レグと第2レグと、前記第1レグもしくは第2レグの上下アームの一方のスイッチング素子又は前記第1レグ及び第2レグの上アームもしくは下アームの一方のスイッチング素子に並列に接続される第1コンデンサと、前記第1レグもしくは第2レグの上下アームの他方のスイッチング素子又は前記第1レグ及び第2レグの上アームもしくは下アームの他方のスイッチング素子に並列に接続される第2コンデンサとを有し、それぞれ前記トランスの前記1次巻線側及び前記トランスの前記2次巻線側に接続される2つのスイッチング回路と、
前記トランスの前記1次巻線側又は前記2次巻線側で、前記第1レグの上下アームの接続点側と前記第2レグの上下アームの接続点側との間に前記1次巻線 又は前記2次巻線を介して接続されるインダクタンス手段と、
前記スイッチング回路のスイッチング制御を行う制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
一方の前記スイッチング回路に対し、前記第1又は第2レグの上アームのスイッチング素子と前記第2又は第1レグの下アームのスイッチング素子とを組にして交互にオンオフさせて前記2つの端子側から入力される直流を交流に変換させて前記スイッチング回路から出力させ、前記組となるスイッチング素子を交互にオンオフ制御するにあたり、オン状態にある前記組となる前記第1又は第2レグの上アームのスイッチング素子と前記第2又は第1レグの下アームのスイッチング素子のうち、前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続された前記スイッチング素子を先にオフする、ゼロボルトスイッチング制御と、
他方の前記スイッチング回路に対し、一方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子をオンするタイミングに基づいて、他方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されていない下アーム又は上アームの前記スイッチング素子をオンし、当該スイッチング素子のオフタイミングを一方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子をオフするより先とする、同期整流制御と、
を行うことを特徴とするDC/DCコンバータであって、
さらに、前記制御回路は、
他方の前記スイッチング回路の前記2つの端子間側から出力される電圧、電流もしくは電力の検出値又は一方の前記スイッチング回路の前記2つの端子間側から入力される電圧、電流又は電力の検出値が目標値に近づくように、一方の前記スイッチング回路において前記組となるスイッチング素子がオン状態にある期間に前記2つの端子側から入力されるエネルギーを前記インダクタンス手段に蓄積させるように他方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されている前記スイッチング素子を順方向に導通させ、前記先にオフさせる一方の前記スイッチング回路のスイッチング素子をオフする前に前記順方向に導通させていた他方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されている前記スイッチング素子をオフさせる、昇圧動作制御を行う際に、
前記同期整流制御の前記オフタイミングを、他方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されている前記スイッチング素子をオフするタイミングに基づいて決定する
ことを特徴とするDC/DCコンバータ。 - 1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、
逆並列ダイオードと並列コンデンサとがそれぞれ並列に接続されたスイッチ素子を有するスイッチング素子を上下アームとして2つの端子との間にそれぞれ並列に接続された第1レグと第2レグと、前記第1レグもしくは第2レグの上下アームの一方のスイッチング素子又は前記第1レグ及び第2レグの上アームもしくは下アームの一方のスイッチング素子に並列に接続される第1コンデンサと、前記第1レグもしくは第2レグの上下アームの他方のスイッチング素子又は前記第1レグ及び第2レグの上アームもしくは下アームの他方のスイッチング素子に並列に接続される第2コンデンサとを有し、それぞれ前記トランスの前記1次巻線側及び前記トランスの前記2次巻線側に接続される2つのスイッチング回路と、
前記トランスの前記1次巻線側又は前記2次巻線側で、前記第1レグの上下アームの接続点側と前記第2レグの上下アームの接続点側との間に前記1次巻線 又は前記2次巻線を介して接続されるインダクタンス手段と、
前記スイッチング回路のスイッチング制御を行う制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
一方の前記スイッチング回路に対し、前記第1又は第2レグの上アームのスイッチング素子と前記第2又は第1レグの下アームのスイッチング素子とを組にして交互にオンオフさせて前記2つの端子側から入力される直流を交流に変換させて前記スイッチング回路から出力させ、前記組となるスイッチング素子を交互にオンオフ制御するにあたり、オン状態にある前記組となる前記第1又は第2レグの上アームのスイッチング素子と前記第2又は第1レグの下アームのスイッチング素子のうち、前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続された前記スイッチング素子を先にオフする、ゼロボルトスイッチング制御と、
他方の前記スイッチング回路に対し、一方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子をオンするタイミングに基づいて、他方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されていない下アーム又は上アームの前記スイッチング素子をオンし、当該スイッチング素子のオフタイミングを一方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子をオフするより先とする、同期整流制御と、
を行うことを特徴とするDC/DCコンバータであって、
さらに、前記制御回路は、前記同期整流制御の前記オフタイミングを、前記先にオフさせる一方の前記スイッチング回路のスイッチング素子をオフするタイミングから、一方の前記スイッチング回路の前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサが並列に接続されていない上アーム又は下アームの前記スイッチング素子をオフするタイミングまでの期間であって、他方の前記スイッチング回路の前記2つの端子間側から出力される電圧を一方の前記スイッチング回路の前記2つの端子間側から入力される電圧より低くする降圧比で定められるタイミングとする
ことを特徴とするDC/DCコンバータ。
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JP2018170948A (ja) | 2017-03-30 | 2018-11-01 | オリジン電気株式会社 | コンバータ |
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