WO2020090768A1 - スイッチングコンバータ - Google Patents

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祐樹 石倉
達也 細谷
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a switching converter.
  • a switching converter includes a power conversion circuit in which a plurality of switch elements are connected in series, and a plurality of drive circuits connected corresponding to the plurality of switch elements (for example, see Patent Document 1).
  • An object of the present disclosure is to provide a switching converter that can reduce variations in the drain-source voltage Vds of a plurality of switching elements connected in series.
  • a switching converter includes a first input / output unit to which a first voltage is applied, a second input / output unit to which a second voltage lower than the first voltage is applied, and n (however, , N is an integer greater than or equal to 2), and the first and second switch groups, each of which is connected in series, are connected from the low potential side of the first input / output unit to the first switch group and the second switch group.
  • a switch circuit section serially connected between the first input / output sections, and a high potential side of the second input / output section, and a series connection of the first switch group between the second input / output sections.
  • a first capacitor connected between the inductor and a second input / output unit and connected in parallel with the first switch group, and a first capacitor connected between the first input / output unit and the switch circuit unit in parallel.
  • a second capacitor connected to the first switch group, and With reference to the connection point between the second switch groups, the m-th (where 1 ⁇ 1) connection point between the switch elements of the first switch group and the connection point between the switch elements of the second switch group.
  • a snubber circuit section including snubber capacitors for connecting the respective connection points, a control section for turning off the gate terminals of the respective switch elements of the first and second switch groups, and a switching converter provided with
  • the control unit detects the voltage across the snubber capacitor, the voltage across the first capacitor, and the voltage across the second capacitor, and detects the respective voltage values of the snubber capacitor and the first capacitor.
  • the turn-off timing of the gate terminal of the switch element is adjusted based on the voltage value of 1 and the voltage value of the second capacitor.
  • the control unit detects the voltage across the snubber capacitor, the voltage across the first capacitor, and the voltage across the second capacitor, and detects the respective voltage values of the snubber capacitor and the voltage across the first capacitor.
  • a switching converter includes a first input / output unit to which a first voltage is applied, a second input / output unit to which a second voltage lower than the first voltage is applied, and n (however, , , N is an integer of 2 or more) and a switch group in which n switch elements are connected in series, and a diode group in which n (where n is an integer of 2 or more) diode elements are connected in series, A switch circuit unit connected in series between input / output units, a first capacitor connected between the second input / output units and connected in parallel with the switch group or the diode group, and the first input / output unit A second capacitor connected in between and connected in parallel with the switch circuit unit, and a connection point between each switch element of the switch group and the connection point between the switch group and the diode group as a reference.
  • Each diode in the diode group A snubber circuit unit including a snubber capacitor that connects the m-th (1 ⁇ m ⁇ n ⁇ 1) connection points among the connection points between the ode elements, and the gate terminals of the switch elements of the switch group. And a control unit for turning off the voltage, wherein the control unit detects a voltage across the snubber capacitor, a voltage across the first capacitor, and a voltage across the second capacitor, and detects the voltage across the snubber capacitor.
  • the turn-off timing of the gate terminal of the switch element is adjusted based on the voltage value of each capacitor, the voltage value of the first capacitor, and the voltage value of the second capacitor.
  • the control unit detects the voltage across the snubber capacitor, the voltage across the first capacitor, and the voltage across the second capacitor, and detects the respective voltage values of the snubber capacitor and the first voltage.
  • Variation in the drain-source voltage Vds of each switch element by delaying the turn-off timing of the gate terminal of the switch element based on the voltage value between the terminals of the capacitor and the voltage value between the terminals of the second capacitor. Can be reduced.
  • a switching converter includes a first input / output unit to which a first voltage is applied, a second input / output unit to which a second voltage lower than the first voltage is applied, and n (however, , N is an integer of 2 or more), the first and second switch groups in which the switch elements are connected in series are arranged in the order of the first switch group and the second switch group from the low potential side of the first input / output unit. And a switch circuit section connected in series between the first input / output sections and a high potential side of the second input / output section, and the first switch group and the second switch between the second input / output sections.
  • the m-th connection point between the switch elements of the first switch group and the connection point of the switch elements of the second switch group A snubber circuit unit including snubber capacitors that connect the connection points (1 ⁇ m ⁇ n ⁇ 1) to each other, and a control unit that turns off the gate terminals of the respective switch elements of the first and second switch groups;
  • the switch elements other than the switch element on the highest potential side and the switch element on the lowest potential side among the 2n switch elements are connected in front of the respective gate terminals.
  • control unit controls both the voltage across the snubber capacitor and the second capacitor. Detecting a voltage, based on the voltage value of the respective voltage value of the snubber capacitor and the second capacitor, adjusting the timing of turn-off of the gate terminal of the switching element.
  • the control unit detects the voltage across the snubber capacitor and the voltage across the second capacitor, and based on the respective voltage values of the snubber capacitor and the voltage value of the second capacitor, the switching element By delaying the turn-off timing of the gate terminal, it is possible to reduce variations in the drain-source voltage Vds of each switch element.
  • a switching converter includes a first input / output unit to which a first voltage is applied, a second input / output unit to which a second voltage lower than the first voltage is applied, and n (however, , N is an integer of 2 or more), the first and second switch groups in which the switch elements are connected in series are arranged in the order of the first switch group and the second switch group from the low potential side of the first input / output unit. And a switch circuit section connected in series between the first input / output sections and a high potential side of the second input / output section, and the first switch group and the second switch between the second input / output sections.
  • the m-th connection point between the switch elements of the first switch group and the connection point of the switch elements of the second switch group A snubber circuit unit including snubber capacitors that connect the connection points (1 ⁇ m ⁇ n ⁇ 1) to each other, and a control unit that turns off the gate terminals of the respective switch elements of the first and second switch groups;
  • the switch elements other than the switch element on the highest potential side and the switch element on the lowest potential side among the 2n switch elements are connected in front of the respective gate terminals.
  • the voltage adjustment circuit delays the turn-off timing of the gate terminal of the switch element based on the voltage across each of the snubber capacitors and the voltage across the second capacitor, so that the drain of each switch element is delayed. -Variations in the source-to-source voltage Vds can be reduced.
  • the switching converter of the present invention it is possible to reduce variations in the drain-source voltage Vds of a plurality of switch elements.
  • FIG. 3 is a circuit diagram for explaining a variable delay circuit in the same embodiment.
  • FIG. 3 is a waveform diagram showing a relationship between a reverse bias applied voltage and a capacitance value in the variable delay circuit in the same embodiment.
  • 6 is a flowchart showing an example of control in boost mode.
  • the flowchart which shows the example of control at the time of a pressure
  • 9 is a time chart for explaining a delay time when the switch element is turned off in the boost mode.
  • the circuit diagram of the switching circuit in a 2nd embodiment. 3 is a circuit diagram of a voltage adjustment circuit in the same embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram for explaining a variable delay circuit in the same embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram for explaining a variable delay circuit in the same embodiment.
  • the time chart which illustrates turn-off and turn-on of the switch element in the embodiment.
  • the circuit diagram of the switching circuit in a modification The circuit diagram of the switching circuit in a modification.
  • the circuit diagram of the switching circuit in a modification The circuit diagram of the switching circuit in a modification.
  • the power management system 1 includes a power conditioner 10, and a solar power generation device 2 and a power storage device 3 that are electrically connected to the power conditioner 10.
  • the power conditioner 10 is connected to the power system 6 via the AC bus 4 and the system interconnection protection relay 5.
  • a load 7 is connected to the AC bus 4 outside the system interconnection protection relay 5 as viewed from the power conditioner 10 side via a distribution board (not shown) or the like.
  • the grid interconnection protection relay 5 can disconnect the power grid 6 and the power conditioner 10.
  • the load 7 is, for example, an indoor load, and examples thereof include lighting, a refrigerator, a washing machine, an air conditioner, and a microwave oven.
  • the power management system 1 adjusts the electric power among the solar power generation device 2, the power storage device 3, the power system 6, and the load 7 by the power conditioner 10. As an example of this adjustment, adjustment of reverse flow of power generated by the solar power generation device 2 to the power system 6, storage of power in the power storage device 3, and supply to the load 7, and power storage device of power of the power system 6 3 and the adjustment of the supply to the load 7.
  • a wind power generation device, a gas power generation device, a geothermal power generation device, or the like can be used as the power generation device.
  • the solar power generation device 2 has a photovoltaic panel (not shown), and supplies the DC power generated by the photovoltaic panel to the power conditioner 10.
  • the solar power generation device 2 executes, for example, MPPT (Maximum Power Point Tracking) control for extracting a current at an output voltage that maximizes the power output by the photovoltaic panel.
  • MPPT Maximum Power Point Tracking
  • Power storage device 3 includes a plurality of storage batteries connected in series.
  • the power conditioner 10 controls charging and discharging of the power storage device 3.
  • the power conditioner 10 includes a PV converter 11, a DC / AC converter (DC / AC converter) 12, a control unit 13 that forms a switching converter, and a power converter 20 that forms a switching converter.
  • the PV converter 11, the DC / AC converter 12, and the power converter 20 are each connected to the high-voltage DC bus 14. That is, the PV converter 11, the DC / AC converter 12, and the power converter 20 are connected to each other via the high-voltage DC bus 14.
  • the solar power generation device 2 is connected to the PV converter 11.
  • the PV converter 11 outputs the solar power generation device 2 that changes depending on the sunshine conditions such as season, weather, and time zone to the high-voltage DC bus 14 by MPPT control.
  • An example of the set voltage output from the PV converter 11 to the high-voltage DC bus 14 is 380V.
  • the DC / AC converter 12 is connected to the AC bus 4.
  • the DC / AC converter 12 converts the DC power of the high-voltage DC bus 14 into AC power of, for example, 200 V in effective value and outputs the AC power to the AC bus 4. Further, the DC / AC converter 12 converts the AC power of the AC bus 4 into DC power of a set voltage and outputs it to the high voltage DC bus 14.
  • the power conversion device 20 converts the DC power of the high voltage DC bus 14 into the DC power with which the power storage device 3 is charged. Further, power conversion device 20 converts the DC power discharged from power storage device 3 into DC power having a set voltage according to high-voltage DC bus 14. In the present embodiment, the power conversion device 20 is a bidirectional DC / DC converter.
  • the control unit 13 is communicably connected to the PV converter 11, the DC / AC converter 12, and the power converter 20, and controls the operations of the PV converter 11, the DC / AC converter 12, and the power converter 20, respectively.
  • the control unit 13 includes one or more microcomputers 13a and a D / A converter 13b.
  • the microcomputer 13a includes an arithmetic processing unit that executes a predetermined control program.
  • the arithmetic processing unit includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit).
  • the control unit 13 may include a plurality of arithmetic processing devices that are arranged at a plurality of locations apart from each other.
  • the control unit 13 further includes a storage unit.
  • the storage unit stores various control programs and information used for various control processes.
  • the storage unit includes, for example, a non-volatile memory and a volatile memory.
  • the storage unit may be a non-transitory computer-readable medium that stores the control program.
  • the power conversion device 20 has a switching circuit 20A.
  • the switching circuit 20A includes a first input / output unit 22 including a pair of first input / output terminals connected to the high voltage DC bus 14 shown in FIG. 1, and a pair of second input / output units connected to the power storage device 3 shown in FIG. It has the 2nd input / output part 23 which consists of an output terminal.
  • the switching circuit 20A has a first electric wire 21L, a second electric wire 21H, and a third electric wire 21M.
  • the low potential side of the first input / output unit 22 and the low potential side of the second input / output unit 23 are connected to the common first electric wire 21L, for example, ground potential.
  • Second input / output unit 23 is connected to power storage device 3 shown in FIG. It is connected to the high voltage DC bus 14 shown in FIG. 1 via the first input / output unit 22.
  • the voltage applied to both ends of the second input / output unit 23 is the terminal voltage (for example, 200 V) of the power storage device 3, and this voltage value is the voltage applied to both ends of the first input / output unit 22, that is, the high-voltage DC bus. It is lower than the voltage of 14 (for example, 380V).
  • the power conversion device 20 includes a switch circuit section 24 in which the first and second switch groups 30 and 40 are connected in series between the first electric wire 21L and the second electric wire 21H, and a drive circuit that drives the switch circuit section 24 ( The driver) 25 and the variable delay circuit 50.
  • the microcomputer 13a of the control unit 13 outputs a control signal for on / off controlling the first and second switch groups 30 and 40 of the switch circuit unit 24 to the variable delay circuit 50.
  • the microcomputer 13a also outputs an adjustment signal (digital signal) for adjusting the delay time in the variable delay circuit 50 to the D / A converter 13b.
  • the D / A converter 13b of the control unit 13 outputs the adjustment voltages Vcta to Vcth according to the adjustment signal to the variable delay circuit 50 as command value signals.
  • a connection node N between the first switch group 30 and the second switch group 40 is connected to the third electric wire 21M.
  • the third electric wire 21M is connected to the high-voltage side terminal of the second input / output unit 23 via the inductor 27.
  • the low voltage side terminal of the second input / output unit 23 is connected to the above-described first electric wire 21L.
  • the first switch group 30 includes n (n is an integer of 2 or more, four in this embodiment) first switch elements 31 to 34 connected in series between the connection node N and the first electric wire 21L. Have.
  • Each of the first switch elements 31 to 34 is, for example, an N-type MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor).
  • the first switch elements 31 to 34 are MOSFETs containing Si (silicon) or GaN (gallium nitride).
  • the first switch elements 31 to 34 have body diodes 31a to 34a.
  • the first switch elements 31 to 34 are arranged in the order of the first switch element 31, the first switch element 32, the first switch element 33, and the first switch element 34 from the low potential side to the high potential side.
  • the source of the first switch element 31 is connected to the first electric wire 21L.
  • the drain of the first switch element 31 is connected to the source of the first switch element 32.
  • the drain of the first switch element 32 is connected to the source of the first switch element 33.
  • the drain of the first switch element 33 is connected to the source of the first switch element 34.
  • the drain of the first switch element 34 is connected to the connection node N.
  • the second switch group 40 includes n (n is an integer of 2 or more, four in this embodiment) second switch elements 41 to 44 connected in series between the connection node N and the second electric wire 21H. Have.
  • Each of the second switch elements 41 to 44 is, for example, an N-type MOSFET.
  • the second switch elements 41 to 44 are MOSFETs containing Si (silicon) or GaN (gallium nitride).
  • Each of the second switch elements 41 to 44 has body diodes 41a to 44a.
  • the second switch elements 41 to 44 are arranged in the order of the second switch element 41, the second switch element 42, the second switch element 43, and the second switch element 44 from the low potential side to the high potential side.
  • the source of the second switch element 41 is connected to the connection node N.
  • the drain of the second switch element 41 is connected to the source of the second switch element 42.
  • the drain of the second switch element 42 is connected to the source of the second switch element 43.
  • the drain of the second switch element 43 is connected to the source of the second switch element 44.
  • the drain of the second switch element 44 is connected to the second electric wire 21H.
  • the drive circuit 25 includes a plurality of drive circuits (eight in this embodiment) that drive the first switch elements 31 to 34 of the first switch group 30 and the second switch elements 41 to 44 of the second switch group 40, respectively. 25A to 25H.
  • the drive circuit 25A is connected to the gate of the first switch element 31 and the first electric wire 21L.
  • the drive circuit 25B is connected to the gate of the first switch element 32 and the connection node N1 between the first switch element 31 and the first switch element 32.
  • the drive circuit 25C is connected to the gate of the first switch element 33 and a connection node N2 between the first switch element 32 and the first switch element 33.
  • the drive circuit 25D is connected to the gate of the first switch element 34 and a connection node N3 between the first switch element 33 and the first switch element 34.
  • the drive circuit 25E is connected to the gate of the second switch element 41 and the connection node N.
  • the drive circuit 25F is connected to the gate of the second switch element 42 and the connection node N4 between the second switch element 41 and the second switch element 42.
  • the drive circuit 25G is connected to the gate of the second switch element 43 and a connection node N5 between the second switch element 42 and the second switch element 43.
  • the drive circuit 25H is connected to the gate of the second switch element 44 and the connection node N6 between the second switch element 43 and the second switch element 44.
  • Variable delay circuits 50A to 50H are connected to the drive circuits 25A to 25H, respectively.
  • the variable delay circuits 50A to 50H are connected to the microcomputer 13a and the D / A converter 13b of the controller 13.
  • the microcomputer 13a outputs control signals Sa to Sh for turning on / off the switch elements 31 to 34 and 41 to 44 to the variable delay circuits 50A to 50H via the drive circuits 25A to 25H.
  • the D / A converter 13b outputs adjustment voltages Vcta to Vcth (analog signals) generated by digital-analog conversion of the adjustment signal (digital signal) output from the microcomputer 13a to the variable delay circuits 50A to 50H.
  • the variable delay circuit 50A is composed of an RC circuit having a resistor 51 and capacitors 52 and 53.
  • the capacitors 52 and 53 are connected in parallel with each other.
  • one of the capacitors 52, 53 is a voltage-controlled variable capacitance whose capacitance value changes according to the adjustment voltage Vcta output from the D / A converter 13b as a reverse bias application voltage. It is an element.
  • a varicap diode can be used as an example of the capacitor 53.
  • variable delay circuit 50A the time constant is changed by changing the capacitance value of the capacitor 53 with the adjustment voltage Vcta, and the timing of the output signal with respect to the control signal Sa can be changed. Therefore, the turn-off and turn-on timings of the switch element 31 connected to the drive circuit 25A can be varied by the output signal of the variable delay circuit 50A. Since the other variable delay circuits 50B to 50H have the same configuration as the variable delay circuit 50A, the drawings showing the configuration and the description thereof are omitted.
  • the switching circuit 20A further includes a plurality of capacitors 28A to 28E.
  • the first terminal of the capacitor 28A is connected to the first electric wire 21L, and the second terminal of the capacitor 28A is connected to the third electric wire 21M. That is, the capacitor 28A is connected in parallel with the first switch group 30.
  • the first terminal of the capacitor 28B is connected to the first electric wire 21L, and the second terminal of the capacitor 28B is connected to the second electric wire 21H. That is, the capacitor 28B is connected in parallel with the switch circuit section 24.
  • the capacitors 28A and 28B are smoothing capacitors.
  • the first terminal of the capacitor 28C is connected to the connection node N1, and the second terminal of the capacitor 28C is connected to the connection node N6.
  • the connection node N1 and the connection node N6 are third connection points based on the connection node N of the first switch group 30 and the second switch group 40.
  • the first terminal of the capacitor 28D is connected to the connection node N2, and the second terminal of the capacitor 28D is connected to the connection node N5.
  • the connection node N2 and the connection node N5 are second connection points based on the connection node N of the first switch group 30 and the second switch group 40.
  • the first terminal of the capacitor 28E is connected to the connection node N3, and the second terminal of the capacitor 28E is connected to the connection node N4.
  • the connection node N1 and the connection node N6 are third connection points based on the connection node N of the first switch group 30 and the second switch group 40.
  • the capacitors 28C to 28E are snubber capacitors.
  • the switching circuit 20A further includes voltage sensors 29A to 29E that measure the voltages across the capacitors 28A to 28E.
  • the measurement values measured by the voltage sensors 29A to 29E are input to the microcomputer 13a of the control unit 13.
  • the measured value measured by the voltage sensor 29A is Vcs1 and the measured value measured by the voltage sensor 29B is Vcs2.
  • the measured value measured by the voltage sensor 29C is Vc1
  • the measured value measured by the voltage sensor 29D is Vc2
  • the measured value measured by the voltage sensor 29E is Vc3.
  • the control unit 13 controls the switching circuit 20A in the step-up mode or the step-down mode.
  • the step-up mode is a mode in which the output voltage of the power storage device 3 shown in FIG. 1 is boosted to the voltage of the high-voltage DC bus 14 and output, and the step-down mode changes the voltage of the high-voltage DC bus 14 to a voltage corresponding to the power storage device 3. In this mode, the voltage is stepped down and output.
  • the microcomputer 13a of the control unit 13 detects the terminal voltage of the power storage device 3 of FIG. 1 as the voltage across the capacitor 28A by the voltage sensor 29A, and the voltage of the high voltage DC bus 14 of FIG. 1 by the voltage sensor 29B. Detect as voltage across both ends.
  • the microcomputer 13a switches so as to set the voltage across the capacitor 28B to a voltage corresponding to the high voltage DC bus 14 based on the detection voltage of the voltage sensor 29A and the detection voltage of the voltage sensor 29B.
  • the elements 31 to 34 and 41 to 44 are on / off controlled.
  • the microcomputer 13a in the step-down mode, switches the voltage across the capacitor 28A to a voltage corresponding to the power storage device 3 based on the detection voltage of the voltage sensor 29A and the detection voltage of the voltage sensor 29B. On-off control is performed on 31 to 34 and 41 to 44.
  • the switch elements 31 to 34 and 41 to 44 of the switch circuit unit 24 of the present embodiment use MOSFETs having the same specifications.
  • the same specifications indicate that the electrical characteristics are the same in design (theoretically).
  • the switch elements 31 to 34 and 41 to 44 are connected between the terminals (gate-source, drain-source, drain-gate).
  • the generated parasitic capacitance may vary.
  • the control unit 13 of the present embodiment detects the voltage across the capacitors 28A to 28E and adjusts the turn-off timing of the gate terminals of the switch elements 31 to 34 and 41 to 44 based on the detected voltage values. The delay adjustment control is performed.
  • the control unit 13 of the present embodiment determines whether the power conversion device 20 is operating in the step-up mode or the step-down mode, and performs the delay adjustment control according to each mode.
  • the boost mode will be described.
  • the boost mode when the switch elements 31 to 34 are turned off and the switch elements 41 to 44 are turned on, the high potential side terminals (upper side terminals in FIG. 2) of the capacitors 28B to 28E are connected to the node N.
  • the voltage Vc3 across the capacitor 28E indicates the voltage between the node N and the node N3, that is, the voltage between the drain of the switch element 34 and the source of the switch element 34.
  • the voltage Vc2 across the capacitor 28D indicates the voltage between the node N and the node N2, that is, the voltage between the drain of the switch element 34 and the source of the switch element 33.
  • the voltage Vc1 across the capacitor 28C indicates the voltage between the node N and the node N1, that is, the voltage between the drain of the switch element 34 and the source of the switch element 32.
  • the voltage Vcs2 across the capacitor 28B indicates the voltage between the node N and the first electric wire 21L, that is, the voltage between the drain of the switch element 34 and the source of the switch element 31.
  • the drain-source voltage Vds of the switch element 33 is obtained by subtracting the voltage Vc3 across the capacitor 28E from the voltage Vc2 across the capacitor 28D.
  • the drain-source voltage Vds of the switch element 32 is obtained by subtracting the voltage Vc2 across the capacitor 28D from the voltage Vc1 across the capacitor 28C.
  • the drain-source voltage Vds of the switch element 31 is obtained by subtracting the voltage Vc1 across the capacitor 28C from the voltage Vcs2 across the capacitor 28B.
  • the drain-source voltage Vds of each switch element 31 to 34 respectively divides the voltage between the node N and the first electric wire 21L into four equal parts ( It becomes equal to 1/4).
  • the drain-source voltage Vds of each of the switch elements 31 to 34 changes according to the shift in the on-timing due to the variation. Therefore, the voltages Vcs2, Vc1, Vc2, Vc3 across the capacitors 28B, 28C, 28D, 28E are detected, and the drain-source voltage Vds of each of the switch elements 31 to 34 is set between the first electric wire 21L and the node N.
  • the ON timing of each of the switch elements 31 to 34 is adjusted so that the voltage of 1 is equal to a voltage obtained by dividing the voltage into 4 (1/4). As a result, it is possible to reduce variations in the drain-source voltage Vds of the switch elements 31 to 34.
  • the control unit 13 executes the delay adjustment control shown in FIG. 5 when operating in the boost mode.
  • the voltage Vcs2 across the capacitor 28B by the voltage sensor 29B is used as the output voltage Vout.
  • the control unit 13 first compares Vcs2-Vc1 and Vout / 4 with each other (step S100). When Vcs2-Vc1 is less than Vout / 4 in step S100, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch elements 32, 33, 34 (step S101). At this time, the delay time of the turn-off timing may be a preset constant time, or the delay time may be changed according to the difference between Vcs2-Vc1 and Vout / 4. The same applies to delay times in other steps.
  • step S102 determines whether Vcs2-Vc1 matches Vout / 4 (step S102).
  • step S102: NO the control unit 13 executes step S101.
  • step S102: YES the control unit 13 proceeds to step S110. That is, the control unit 13 delays the turn-off timing of each switch element 32, 33, 34 until Vcs2-Vc1 matches Vout / 4 in steps S101 and S102.
  • step S100 When Vcs2-Vc1 is larger than Vout / 4 in step S100, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 31 (step S103).
  • step S104 determines whether Vcs2-Vc1 matches Vout / 4 (step S104). When Vcs2-Vc1 does not match Vout / 4 (step S104: NO), the control unit 13 executes step S103.
  • step S104 YES
  • the control unit 13 proceeds to step S110. That is, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 31 until Vcs2-Vc1 matches Vout / 4 in steps S103 and S104.
  • step S100 When Vcs1-Vc2 is equal to Vout / 4 in step S100, the control unit 13 proceeds to step S110.
  • the control unit 13 compares Vc1-Vc2 and Vout / 4 with each other (step S110).
  • the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch elements 33 and 34 when Vc1-Vc2 is less than Vout / 4 in step S110 (step S111).
  • step S112 determines whether Vc1-Vc2 matches Vout / 4 (step S112).
  • step S112 determines whether Vc1-Vc2 matches Vout / 4 (step S112).
  • step S112: NO the controller 13 executes the step S111.
  • step S112: YES the control unit 13 proceeds to step S120. That is, the control unit 13 delays the turn-off timing of each of the switch elements 33 and 34 until Vc1-Vc2 matches Vout / 4 in steps S111 and S112.
  • step S110 When Vc1-Vc2 is larger than Vout / 4 in step S110, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 32 (step S113). Next, the control unit 13 determines whether Vc1-Vc2 matches Vout / 4 (step S114).
  • step S114: NO When Vc1-Vc2 does not match Vout / 4 (step S114: NO), the control unit 13 executes step S113.
  • step S114: YES When Vc1-Vc2 matches Vout / 4 (step S114: YES), the control unit 13 proceeds to step S120. That is, the control unit 13 delays the turn-off timing of each switch element 32 until Vc1-Vc2 matches Vout / 4 in steps S113 and S114.
  • the control unit 13 compares Vc2-Vc3 and Vout / 4 with each other (step S120). When Vc2-Vc3 is less than Vout / 4 in step S120, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 34 (step S121).
  • control unit 13 determines whether Vc2-Vc3 matches Vout / 4 (step S122). When Vc2-Vc3 does not match Vout / 4 (step S122: NO), the control unit 13 executes the step S121. When Vc2-Vc3 matches Vout / 4 (step S122: YES), the control unit 13 ends the process. That is, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 34 until Vc2-Vc3 matches Vout / 4 in steps S121 and S122.
  • step S120 When Vc2-Vc3 is larger than Vout / 4 in step S120, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 33 (step S123). Next, the control unit 13 determines whether Vc2-Vc3 matches Vout / 4 (step S124).
  • step S124: NO When Vc2-Vc3 does not match Vout / 4 (step S124: NO), the control unit 13 executes step S123.
  • step S124: YES When Vc2-Vc3 matches Vout / 4 (step S124: YES), the control unit 13 ends the process. That is, the control unit 13 delays the turn-off timing of each switch element 33 until Vc2-Vc3 matches Vout / 4 in steps S123 and S124.
  • the step-down mode when the switch elements 31 to 34 are turned on and the switch elements 41 to 44 are turned off, the low potential side terminals (lower side terminals in FIG. 2) of the capacitors 28B to 28E are connected to the node N. It becomes a state.
  • the voltage Vc3 across the capacitor 28E indicates the voltage between the node N4 and the node N, that is, the voltage between the drain of the switch element 41 and the source of the switch element 41.
  • the voltage Vc2 across the capacitor 28D indicates the voltage between the node N5 and the node N, that is, the voltage between the drain of the switch element 42 and the source of the switch element 41.
  • the voltage Vc1 across the capacitor 28C indicates the voltage between the node N6 and the node N, that is, the voltage between the drain of the switch element 43 and the source of the switch element 41.
  • the voltage Vcs2 across the capacitor 28B indicates the voltage between the second electric wire 21H and the node N, that is, the voltage between the drain of the switch element 44 and the source of the switch element 41.
  • the drain-source voltage Vds of the switch element 42 is obtained by subtracting the voltage Vc3 across the capacitor 28E from the voltage Vc2 across the capacitor 28D.
  • the drain-source voltage Vds of the switch element 43 is obtained by subtracting the voltage Vc2 across the capacitor 28D from the voltage Vc1 across the capacitor 28C.
  • the drain-source voltage Vds of the switch element 44 is obtained by subtracting the voltage Vc1 across the capacitor 28C from the voltage Vcs2 across the capacitor 28B.
  • the drain-source voltage Vds of the switch elements 41 to 44 respectively divides the voltage between the second electric wire 21H and the node N into four equal parts ( It becomes equal to 1/4).
  • the drain-source voltage Vds of each of the switch elements 41 to 44 changes according to the shift of the on-timing due to the variation. Therefore, the voltages Vcs2, Vc1, Vc2, and Vc3 across the capacitors 28B, 28C, 28D, and 28E are detected, and the drain-source voltage Vds of each of the switch elements 41 to 44 is set between the second electric wire 21H and the node N.
  • the ON timing of each of the switch elements 41 to 44 is adjusted so that the voltage of 4 is equal to a voltage obtained by dividing the voltage into 4 (1/4). As a result, variations in the drain-source voltage Vds of the switch elements 41 to 44 can be reduced.
  • the control unit 13 executes the delay adjustment control shown in FIG. 6 when operating in the step-down mode.
  • the output voltage in the step-down mode is the voltage between the pair of second input / output terminals (second input / output unit 23) shown in FIG. 3, but in the delay adjustment control shown in FIG. 6, the capacitor 28B by the voltage sensor 29B is used.
  • the voltage Vcs2 at both ends is set as the output voltage Vout. That is, in the step-up mode described above and the step-down mode described below, the voltage Vcs2, Vc1, Vc2, Vc3 across the same capacitors 28B, 28C, 28D, and 28E causes the voltage between the node N and the first electric wire 21L.
  • the switch elements 31 to 34 and the switch elements 41 to 44 between the node N and the second electric wire 21H can be adjusted by delaying the control signal to reduce variations in the drain-source voltage Vds.
  • the control unit 13 compares Vcs2-Vc1 and Vout / 4 with each other (step S200).
  • Vcs2-Vc1 is less than Vout / 4 in step S200
  • the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch elements 41, 42, 43 (step S201).
  • the delay time of the turn-off timing may be a preset constant time, or the delay time may be changed according to the difference between Vcs2-Vc1 and Vout / 4. The same applies to delay times in other steps.
  • step S202 determines whether Vcs2-Vc1 matches Vout / 4 (step S202).
  • step S202: NO the controller 13 executes step S201.
  • step S202: YES the controller 13 proceeds to step S210. That is, the control unit 13 delays the turn-off timing of each of the switch elements 41, 42, 43 until Vcs2-Vc1 matches Vout / 4 in steps S201 and S202.
  • step S200 When Vcs2-Vc1 is larger than Vout / 4 in step S200, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 44 (step S203).
  • step S204 determines whether Vcs2-Vc1 matches Vout / 4 (step S204). When Vcs2-Vc1 does not match Vout / 4 (step S204: NO), the control unit 13 executes step S103.
  • step S210 the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 44 until Vcs2-Vc1 matches Vout / 4 in steps S203 and S204.
  • step S200 When Vcs2-Vc2 is equal to Vout / 4 in step S200, the control unit 13 proceeds to step S210.
  • the control unit 13 compares Vc1-Vc2 and Vout / 4 with each other (step S210).
  • the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch elements 41 and 42 when Vc1-Vc2 is less than Vout / 4 in step S210 (step S211).
  • step S212 determines whether Vc1-Vc2 matches Vout / 4 (step S212).
  • step S212: NO the control unit 13 executes step S211.
  • step S212: YES the control unit 13 proceeds to step S220. That is, the control unit 13 delays the turn-off timings of the switch elements 41 and 42 until Vc1-Vc2 matches Vout / 4 in steps S211 and S212.
  • step S110 When Vc1-Vc2 is larger than Vout / 4 in step S110, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 43 (step S213). Next, the control unit 13 determines whether Vc1-Vc2 matches Vout / 4 (step S214).
  • step S214: NO When Vc1-Vc2 does not match Vout / 4 (step S214: NO), the control unit 13 executes step S213. When Vc1-Vc2 matches Vout / 4 (step S214: YES), the control unit 13 proceeds to step S220. That is, the control unit 13 delays the turn-off timing of each switch element 43 until Vc1-Vc2 matches Vout / 4 in steps S213 and S214.
  • the control unit 13 compares Vc2-Vc3 and Vout / 4 with each other (step S220). When Vc2-Vc3 is less than Vout / 4 in step S220, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 41 (step S221).
  • control unit 13 determines whether Vc2-Vc3 matches Vout / 4 (step S222). When Vc2-Vc3 does not match Vout / 4 (step S222: NO), the control unit 13 executes step S221. Further, when Vc2-Vc3 matches Vout / 4 (step S222: YES), the control unit 13 ends the process. That is, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 41 until Vc2-Vc3 matches Vout / 4 in steps S221 and S122.
  • step S220 When Vc2-Vc3 is larger than Vout / 4 in step S220, the control unit 13 delays the turn-off timing of the switch element 42 (step S223). Next, the control unit 13 determines whether Vc2-Vc3 matches Vout / 4 (step S224).
  • step S224 NO
  • step S224 YES
  • step S224 YES
  • the control unit 13 of the present embodiment determines whether the power conversion device 20 is operating in the step-up mode or the step-down mode, and performs the delay adjustment control according to each mode. For example, when operating in the boost mode, the control unit 13 adjusts the turn-off and turn-on timings of the gate signals of the switch elements 31 to 34 of the first switch group 30 via the drive circuits 25A to 25D. When operating in the step-down mode, the control unit 13 adjusts the turn-off and turn-on timings of the gate signals of the switch elements 41 to 44 of the second switch group 40 via the drive circuits 25E to 25F.
  • the control unit 13 relatively delays the turn-off timing t2 of the gate signal of the first switch element 31 with respect to the turn-off timing t1 of the gate signal of the other first switch elements 32 by ⁇ t.
  • the gate-source voltage Vgs of the first switch element 31 becomes a mirror voltage at the same timing t3, and the variation in the drain-source voltage Vds of the first switch elements 31 to 32 at the timing t4 can be reduced.
  • the variation in the drain-source voltage Vds can be further reduced.
  • the cost of the switching circuit 20A can be reduced by configuring each of the switch elements 31 to 34 and 41 to 44 with, for example, MOSFETs on the Si substrate. That is, the cost can be reduced by using the low breakdown voltage switch element.
  • the control unit 13 detects the voltage across the snubber capacitors 28C to 28E, the voltage across the capacitor 28A, and the voltage across the capacitor 28B via the voltage sensors 29A to 29E.
  • the control unit 13 adjusts the turn-off timing of the switch elements 31 to 34 and 41 to 44 based on the voltage values of the snubber capacitors 28C to 28E, the voltage value of the capacitor 28A, and the voltage value of the capacitor 28B. ..
  • the turn-off timing of each switch element changes due to variations in parasitic capacitance.
  • the output capacitances of the switch elements 31 to 34, 41 to 44 are compared with the voltage across each capacitor, and the turn-off timing of the switch elements 31 to 34, 41 to 44 is adjusted based on each voltage value. Variations in the drain-source voltage Vds of the switch elements 31 to 34 and 41 to 44 can be reduced.
  • the switching circuit of the second embodiment includes first switching elements 31 to 34 of the first switch group 30 and second switching elements 41 to 44 of the second switch group 40.
  • the main difference is that a voltage adjusting circuit 80 for turning off is added.
  • the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.
  • variable delay circuits 50A and 50H are omitted. That is, in the switching circuit 20A of the present embodiment, the second switch element 44, which is the switch element on the highest potential side among the first switch elements 31 to 34 and the second switch elements 41 to 44, and the switch on the lowest potential side.
  • a capacitor 53 which is a voltage-controlled variable capacitance element, is provided in front of the gate terminals of the first switch elements 32 to 34 and the second switch elements 41 to 43, which are switch elements other than the first switch element 31, which is an element. It is connected.
  • the switching circuit 20A is a switch other than the switch element on the highest potential side and the switch element on the lowest potential side of the 2n switch elements connected to the first switch group 30 and the second switch group 40.
  • the device is provided with 2n ⁇ 2 voltage controlled variable capacitance elements connected in front of the respective gate terminals of the elements. Further, in the switching circuit 20A of this embodiment, the voltage sensors 29C to 29E are omitted.
  • the switching circuit 20A of this embodiment has a power supply terminal VCC.
  • a control power supply having a power supply voltage of about several V (for example, about 2V to 5V) is connected to the power supply terminal VCC.
  • the control power supply is connected to the microcomputer 13a.
  • the voltage adjusting circuit 80 is a feedback circuit that applies the adjusting voltages Vf1 to Vf3 to the capacitors 53 (voltage control type variable capacitance elements) of the variable delay circuits 50B to 50G based on the voltages Vc1 to Vc3 across the capacitors 28C to 28E. ..
  • the voltage adjustment circuit 80 includes a first adjustment circuit 81 that applies the adjustment voltage Vf1 to the variable delay circuits 50B and 50G, a second adjustment circuit 82 that applies the adjustment voltage Vf2 to the variable delay circuits 50C and 50F, and a variable delay circuit 50D. , 50E, and a third adjusting circuit 83 for applying the adjusting voltage Vf3.
  • the first adjusting circuit 81 is electrically connected to both ends of the capacitor 28C and is also electrically connected to the variable delay circuits 50B and 50G.
  • the second adjusting circuit 82 is electrically connected to both ends of the capacitor 28D and is also electrically connected to the variable delay circuits 50C and 50F.
  • the third adjusting circuit 83 is electrically connected to both ends of the capacitor 28E and is also electrically connected to the variable delay circuits 50D and 50E.
  • the first adjusting circuit 81 adjusts the adjustment voltage Vf1 when the voltage across the capacitor 28C is a preset first value Vth1 (in one example, the first value is the voltage across the capacitor 28B ⁇ 3/4),
  • the variable delay circuits 50B and 50G are configured so as to be substantially at the center of the change range (see FIG. 4) of the capacitance value of the capacitor 53.
  • the second adjusting circuit 82 adjusts the adjustment voltage Vf2 when the voltage across the capacitor 28D is a preset second value Vth2 (in one example, the second value is the voltage across the capacitor 28B ⁇ 1/2),
  • the variable delay circuits 50C and 50F are configured to be substantially in the center of the range of change in the capacitance value of the capacitor 53.
  • the adjustment voltage Vf3 when the voltage across the capacitor 28E is the third value Vth3 is the variable delay circuit 50D.
  • 50E of the capacitor 53 is arranged to be substantially in the center of the range of change of the capacitance value.
  • the first adjustment circuit 81 has four resistors 91, 92, 93, 94, a shunt regulator 95, and a photocoupler 96.
  • the resistors 91 and 92 are connected in series with each other and in parallel with the capacitor 28C.
  • the resistors 91 and 92 configure a voltage detection unit that detects the voltage across the capacitor 28C.
  • the resistor 93, the photocoupler 96, and the shunt regulator 95 are connected in parallel with the resistors 91, 91.
  • the photocoupler 96 has a light emitting diode 96a and a phototransistor 96b.
  • the anode of the light emitting diode 96a is connected to the resistor 93.
  • the cathode of the light emitting diode 96a is connected to the shunt regulator 95.
  • the collector of the phototransistor 96b is connected to the power supply terminal VCC via the resistor 94.
  • a node between the collector of the phototransistor 96b and the resistor 94 is electrically connected to the capacitors 53 of the variable delay circuits 50B and 50G, respectively.
  • the cathode of the shunt regulator 95 is connected to the cathode of the light emitting diode 96a.
  • the anode of the shunt regulator 95 is connected to the resistor 92.
  • the shunt regulator 95 reference terminal is connected between the resistors 91 and 92.
  • a voltage obtained by dividing the voltage across the capacitor 28C by the resistors 91 and 92 is input to the reference terminal of the shunt regulator 95.
  • the sink current of the cathode increases or decreases according to this voltage value. In the shunt regulator 95, the higher the voltage at the reference terminal, the more the cathode sink current increases.
  • the current of the light emitting diode 96a increases or decreases according to the increase or decrease of the sink current of the shunt regulator 95. That is, the shunt regulator 95 and the light emitting diode 96a constitute a feedback circuit configured so that the light emitting element outputs according to the voltage across the capacitor 28C.
  • the current of the phototransistor 96b increases or decreases according to the increase or decrease of the current of the light emitting diode 96a.
  • Increasing or decreasing the current of the phototransistor 96b changes the adjustment voltage Vf1 applied to the variable delay circuits 50B and 50G.
  • the phototransistor 96b and the resistor 94 configure a voltage generation unit that generates the adjustment voltage Vf1 to be applied to the capacitor 53 of the variable delay circuits 50B and 50G according to the output of the light conversion element.
  • the configurations of the second adjusting circuit 82 and the third adjusting circuit 83 are the same as the configuration of the first adjusting circuit 81. Therefore, the constituent elements of the second adjusting circuit 82 and the third adjusting circuit 83 are designated by the same reference numerals as those of the first adjusting circuit 81, and the description thereof will be omitted. Hereinafter, differences between the second adjusting circuit 82 and the third adjusting circuit 83 from the first adjusting circuit 81 will be described.
  • the resistors 91 and 92 of the second adjustment circuit 82 are connected in parallel with the capacitor 28D.
  • the resistors 91 and 92 of the second adjustment circuit 82 form a voltage detection unit that detects the voltage across the capacitor 28D.
  • the shunt regulator 95 of the second adjusting circuit 82 adjusts the current flowing through the photocoupler 96 of the second adjusting circuit 82 according to the voltage across the capacitor 28D.
  • the shunt regulator 95 and the light emitting diode 96a of the second adjusting circuit 82 form a feedback circuit configured to be output by the light conversion element according to the voltage across the capacitor 28D.
  • a node between the collector of the phototransistor 96b of the second adjusting circuit 82 and the resistor 94 of the second adjusting circuit 82 is electrically connected to the capacitors 53 of the variable delay circuits 50C and 50F, respectively.
  • the phototransistor 96b and the resistor 94 of the second adjustment circuit 82 configure a voltage generation unit that generates the adjustment voltage Vf2 applied to the capacitor 53 of the variable delay circuits 50C and 50F according to the output of the light conversion element.
  • the resistors 91 and 92 of the third adjusting circuit 83 are connected in parallel with the capacitor 28E.
  • the resistors 91 and 92 of the third adjusting circuit 83 configure a voltage detecting unit that detects the voltage across the capacitor 28E.
  • the shunt regulator 95 of the third adjusting circuit 83 adjusts the current flowing through the photocoupler 96 of the third adjusting circuit 83 according to the voltage across the capacitor 28E.
  • the shunt regulator 95 and the light emitting diode 96a of the third adjusting circuit 83 constitute a feedback circuit configured to be output by the light conversion element according to the voltage across the capacitor 28E.
  • the nodes between the collector of the phototransistor 96b of the third adjusting circuit 83 and the resistor 94 of the third adjusting circuit 83 are electrically connected to the capacitors 53 of the variable delay circuits 50D and 50E, respectively.
  • the phototransistor 96b and the resistor 94 of the third adjustment circuit 83 configure a voltage generation unit that generates the adjustment voltage Vf3 applied to the capacitor 53 of the variable delay circuits 50D and 50E according to the output of the light conversion element.
  • control signals Sa and Sb are delayed by a delay circuit (not shown) provided on the input side of the drive circuits 25A and 25H, for example.
  • the delay time in these delay circuits is set to be equal to the delay time at the approximate center of the change range of the capacitance value of the capacitor 53 of the variable delay circuits 50B to 50G.
  • the control signals Sa and Sh may be delayed by the microcomputer 13a.
  • the drain-source voltage Vds of the switch elements 31 to 34 is set to the first value.
  • the off timing of each of the switch elements 31 to 34 is adjusted so that the voltage between the electric wire 21L and the node N is equal to a voltage obtained by dividing it into four equal parts (1/4).
  • the voltage adjusting circuit 80 sets the drain-source voltage Vds of the switch elements 41 to 44 to the second electric wire 21H.
  • the off timing of each of the switch elements 41 to 44 is adjusted so that the voltage between the node N and the node N is equal to the voltage divided into four (1/4).
  • the first adjustment circuit 81 when the voltage Vc1 across the capacitor 28C becomes higher than the first value Vth1, the current flowing through the light emitting diode 96a of the photocoupler 96 increases, so that the phototransistor of the photocoupler 96 increases.
  • the impedance of 96b decreases. Therefore, the potential of the node between the collector of the phototransistor 96b and the resistor 94 of the first adjustment circuit 81 decreases, and the adjustment voltage Vf1 decreases.
  • the capacitance value of the capacitor 53 increases as the voltage applied to the capacitor 53 decreases, the adjustment voltage Vf1 decreases and the capacitance value of the capacitor 53 of the variable delay circuits 50B and 50G increases. Become.
  • variable delay circuit 50B delays the turn-off timing of the first switch element 32.
  • variable delay circuit 50G delays the turn-off timing of the second switch element 43.
  • the variable delay circuit 50B accelerates the turn-off timing of the first switch element 32. Further, when the switch elements 31 to 34 are turned off and the switch elements 41 to 44 are turned on during the step-down, the variable delay circuit 50G accelerates the turn-off timing of the second switch element 43.
  • the variable delay circuit 50C delays the turn-off timing of the first switch element 33.
  • the variable delay circuit 50F delays the turn-off timing of the second switch element 42.
  • the adjustment voltage Vf2 rises. Therefore, like the first adjustment circuit 81, the capacitance value of the capacitor 53 of the variable delay circuits 50C and 50F is small. Become. As a result, when the switch elements 31 to 34 are turned on and the switch elements 41 to 44 are turned off during boosting, the variable delay circuit 50C accelerates the turn-off timing of the first switch element 33. Further, when the switch elements 31 to 34 are turned off and the switch elements 41 to 44 are turned on during the step-down, the variable delay circuit 50F accelerates the turn-off timing of the second switch element 42.
  • the variable delay circuit 50D delays the turn-off timing of the first switch element 34.
  • the variable delay circuit 50E delays the turn-off timing of the second switch element 41.
  • the capacitance value of the capacitor 53 of the variable delay circuits 50D and 50E is small. Become.
  • the variable delay circuit 50D accelerates the turn-off timing of the first switch element 34.
  • the switch elements 31 to 34 are turned off and the switch elements 41 to 44 are turned on at the time of step-down, the variable delay circuit 50E accelerates the turn-off timing of the second switch element 41.
  • the voltage adjustment circuit 80 With the above feedback operation, in the boosting operation, the voltage adjustment circuit 80 generates the adjustment voltages Vf1 to Vf3 so as to match the timing of the first switch element 31 with the timing of the other first switch elements 32 to 34. Further, by the above feedback operation, in the step-down operation, the voltage adjustment circuit 80 generates the adjustment voltages Vf1 to Vf3 so that the timing of the second switch element 44 is matched with the timing of the other second switch elements 41 to 43. To do.
  • the voltage adjustment circuit 80 adjusts the turn-off timing of the switch elements 32 to 34 and 41 to 43 based on the voltage across the snubber capacitors 28C to 28E, which are the respective voltage values.
  • the turn-off timing of each switch element changes due to variations in parasitic capacitance. Therefore, the output capacitances of the switch elements 31 to 34 and 41 to 44 are taken out as the voltage across the capacitors 28C to 28E, and the voltage adjusting circuit 80 adjusts the turn-off timing of the switch elements 32 to 34 and 41 to 43. In this way, the voltage adjustment circuit 80 can reduce variations in the drain-source voltage Vds of the switch elements 31 to 34 and 41 to 44.
  • FIG. 10 shows an example in which the gate signal turn-off timing t2 of the first switch element 32 is relatively delayed with respect to the gate signal turn-off timing t1 of the first switch element 31.
  • the period in which the gate-source voltage Vgs of both the first switch element 31 and the first switch element 32 is the mirror voltage is the period from time t3 to time t4.
  • the turn-off timing of the gate signal is delayed by adjusting the capacitance of the capacitor 53 in the variable delay circuit 50B, only the turn-off timing of the gate signal is delayed with respect to the turn-off timing of the control signal Sb.
  • the turn-on timing of the gate signal is delayed with respect to the turn-on timing of the control signal Sb.
  • the timing at which the gate signal of the first switch element 32 is turned on is delayed with respect to the timing at which the gate signal of the first switch element 31 is turned on. Therefore, at time t6, which is later than time t5 when the gate-source voltage Vgs of the first switch element 31 becomes the mirror voltage, the gate-source voltage Vgs of the first switch element 32 becomes the mirror voltage.
  • time t5 when the gate-source voltage Vgs of the first switch element 31 reaches the mirror voltage, the drain-source parasitic capacitance of the first switch element 31 starts to be discharged, and the drain-source of the first switch element 31 starts.
  • the inter-voltage Vds decreases.
  • time t6 when the gate-source voltage Vgs of the first switch element 32 reaches the mirror voltage, the drain-source parasitic capacitance of the first switch element 32 starts discharging, and the drain-source of the first switch element 32 starts.
  • time t7 is the timing when the mirror period of the first switch element 31 ends
  • time t8 is the timing when the mirror period of the first switch element 32 ends.
  • variable delay circuits 50A to 50H have the configuration shown in FIG. 11 in order to suppress the jump.
  • FIG. 11 shows the configuration of the variable delay circuit 50A according to the present embodiment.
  • the variable delay circuits 50B to 50H have the same configuration as that of the variable delay circuit 50A.
  • the control signal Sa has one terminal of the parallel connection body (hereinafter, referred to as the resistance body 54) of the resistance body 54a and the direct connection body of the resistance body 54b and the diode 54c.
  • Capacitors 52 and 53 are connected to the other terminal of the resistor 54. That is, the resistor 54 and the capacitors 52 and 53 form an RC series circuit, and the voltage at the connection point of the resistor 54 and the capacitors 52 and 53 is applied to the drive circuit 25.
  • the capacitors 52 and 53 side is the cathode side. Therefore, when the control signal Sa rises to turn on the first switch element 31, a current flows through the capacitors 52 and 53 through both the resistors 54a and 54b. On the other hand, when the control signal Sa falls to turn off the first switch element 32, current flows from the capacitors 52 and 53 through the resistor 54a, but no current flows through the resistor 54b.
  • the circuit in which the diode is connected in this way is defined as an impedance conversion circuit in which the impedance when current flows in the forward direction and the impedance when current flows in the direction opposite to the forward direction are different. ..
  • a switch element may be used instead of the diode, and control may be performed so that it is turned on at turn-on and turned off at turn-off.
  • the time constant of the RC series circuit becomes “1 / (Rc ⁇ C)” at turn-on and “1 / (Rb ⁇ C)” at turn-off.
  • the circuit constituted by the capacitor 53 and the resistor 54 as described above is called a time constant circuit. Even when the capacitance of the capacitor 53 does not change from turn-on to turn-off, the resistance value of the resistor 54 changes, so that the impedance of the time constant circuit changes. Then, a difference occurs in the time constant of the time constant circuit due to the change in impedance between turn-on and turn-off.
  • the delay amount of the turn-on timing of the gate signal with respect to the turn-on timing of the control signal Sa by reducing the capacitance C is calculated as the turn-off timing of the control signal Sa. Can be smaller than the delay amount of the turn-off timing of the gate signal.
  • a capacitor may be attached instead of the resistor 54b so that the turn-on delay amount is smaller than the turn-off delay amount.
  • FIG. 12 shows an example in which, in the present embodiment, the gate signal turn-off timing t2 of the first switch element 32 is relatively delayed with respect to the gate signal turn-off timing t1 of the first switch element 31.
  • FIG. 12 from time t1 to t4, it is the same as that shown in FIG.
  • the turn-on timing of the gate signal of the first switch element 31 and the turn-on timing of the gate signal of the first switch element 32 are substantially equal. Therefore, the drain-source voltage Vds of the first switch element 32 can be prevented from jumping up for a moment.
  • the drain-source voltage Vds of the first switch element 31 slightly jumps up. This is because the first switch element 32 has a higher change speed of the gate-source voltage Vgs, and therefore when the turn-on timings of the gate signal are substantially equal to each other between the first switch elements 31 and 32. It is shown that the gate-source voltage Vgs of 32 reaches the Miller voltage first.
  • the delay time at time t6 when the gate-source voltage Vgs of the first switch element 31 reaches the mirror voltage with respect to time t5 when the gate-source voltage Vgs of the first switch element 32 reaches the mirror voltage is: It is shorter than the delay time shown in FIG. That is, it is shorter than the delay time at time t6 when the gate-source voltage Vgs of the first switch element 32 reaches the mirror voltage with respect to the time t5 when the gate-source voltage Vgs of the first switch element 31 reaches the mirror voltage. Therefore, the jump of the drain-source voltage Vds can be sufficiently suppressed.
  • each of the first switch group 30 and the second switch group 40 has four switch elements, but a configuration having two, three, or five or more switch elements is adopted. You may.
  • the turn-off and turn-on timings of the gate signals of the switch elements 31 to 34 and 41 to 44 are delayed by using the capacitor 53 as a voltage controlled variable capacitance element, but the present invention is not limited to this. ..
  • the turn-off and turn-on timings of the gate signals of the switch elements 31 to 34 and 41 to 44 may be delayed by another method.
  • a thyristor may be used instead of the diode 54c as the rectifying element illustrated in FIG. 11, and the control signal Sa may be further applied to the gate of the thyristor. Further, for example, by removing the diode 54c, connecting an N-type MOSFET between the resistor 54b and the capacitors 52 and 53, and connecting the gate thereof to the input side of the control signal Sa of the resistor 54a. Good. It is not essential to connect the rectifying element to some resistors. For example, a diode having the capacitors 52 and 53 on the anode side may be connected to the resistor 54a.
  • the resistor 54 is not limited to one in which two resistors are connected in parallel, but, for example, three or more resistors are connected in parallel, and a rectifying element is connected in series to at least a part of them. Good.
  • variable delay circuits 50A and 50H may be omitted as shown in FIG. That is, in the switching circuit 20A of FIG. 13, the second switch element 44, which is the switch element on the highest potential side among the first switch elements 31 to 34 and the second switch elements 41 to 44, and the switch element on the lowest potential side.
  • a capacitor 53 which is a voltage-controlled variable capacitance element, is connected in front of the gate terminals of the first switch elements 32 to 34 and the second switch elements 41 to 43, which are switch elements other than the first switch element 31. Has been done.
  • the switching circuit 20A is a switch other than the switch element on the highest potential side and the switch element on the lowest potential side of the 2n switch elements connected to the first switch group 30 and the second switch group 40.
  • the device is provided with 2n ⁇ 2 voltage controlled variable capacitance elements connected in front of the respective gate terminals of the elements.
  • the microcomputer 13a outputs an adjustment signal for the variable delay circuits 50B to 50G to the D / A converter 13b.
  • the D / A converter 13b outputs the adjustment voltages Vctb to Vctg corresponding to the adjustment signals to the variable delay circuits 50B to 50G as command value signals.
  • the microcomputer 13a outputs the control signals at the same timing to the gate terminals of the 2n ⁇ 2 switch elements to which the voltage control type variable capacitance elements are connected, and at the same time, outputs the 2n ⁇ 2 voltage control type variable capacitance elements. And outputs a command value signal of the adjustment voltage applied to.
  • the control unit 13 omits steps S100 to S104 in the delay adjustment control in the boost mode of FIG. 5, starts from step S110, and starts the steps S200 to S200 of the delay adjustment control in the step-down mode of FIG. S204 is omitted and the process starts from step S210.
  • the capacitor 52 in at least one variable delay circuit of the variable delay circuits 50B to 50G may be omitted.
  • at least one of the variable delay circuit 50A connected to the front stage of the gate terminal of the first switch element 31 and the variable delay circuit 50H connected to the front stage of the gate terminal of the second switch element 44 is added. You may.
  • the configuration of the voltage adjustment circuit 80 can be changed arbitrarily.
  • the voltage adjustment circuit 80 may use another optical conversion element, a magnetic conversion element, or the like instead of the photo coupler 96.
  • the switching circuit 20A of each of the above-described embodiments is used for a bidirectional power conversion device, but is not limited to this, and may be used for a unidirectional power conversion device.
  • the switching circuit 20A may be used in a step-up DC-DC converter (power conversion device).
  • the switching circuit 20A of this example uses a diode group 60 formed by connecting two diodes 61 and 62 in series, instead of the second switch group 40. Further, the switching circuit 20A uses the same number of the first switch elements 31 and 32 as the diodes 61 and 62 as the first switch group 30.
  • the switching circuit 20A may be used in a step-down DC-DC converter (power conversion device).
  • the switching circuit 20A of this example uses a diode group 70 in which two diodes 71 and 72 are connected in series, instead of the first switch group 30. Further, the switching circuit 20A uses, as the second switch group 40, the same number of second switch elements 41 and 42 as the diodes 71 and 72. Even with such a configuration, the voltage across each of the capacitors 28A, 28B, 28E is detected, and the turn-off timing of the gate terminals of the switch elements 41, 42 is adjusted based on the detected voltage value. The same effect as (1-1) of the embodiment is obtained.
  • the switching circuit 20A of the above embodiment is used for the power conversion device 20 of the single-phase two-wire power management system 1, but not limited to this, the power conversion device of the single-phase three-wire power management system 1. 20 may be used.
  • the first and second switch groups in which the switch elements are connected in series are the first input / output section in this order from the low potential side of the first input / output section to the first switch group and the second switch group.
  • An inductor connected to a high potential side of the second input / output unit and connected in series with the switch circuit unit connected in series between the second input / output unit and the first switch group and the second switch group.
  • a second capacitor between the first switch group and the second switch group Based on the connection point, the m-th (where 1 ⁇ m ⁇ n ⁇ 1) connection point between the switch elements of the first switch group and the connection point between the switch elements of the second switch group are used.
  • a switching converter comprising: a snubber circuit unit including a snubber capacitor that connects respective connection points; and a control unit that turns off a gate terminal of each switch element of the first and second switch groups.
  • a switching converter that adjusts the timing.
  • the control unit detects the voltage across the snubber capacitor and the voltage across the second capacitor, and based on the respective voltage values of the snubber capacitor and the voltage value of the second capacitor, the switching element By delaying the turn-off timing of the gate terminal, it is possible to reduce variations in the drain-source voltage Vds of each switch element.
  • a switch group in which switch elements are connected in series and a diode group in which n (where n is an integer of 2 or more) diode elements are connected in series are connected in series between the first input / output units.
  • a first capacitor connected between the switched input / output unit and the second input / output unit and connected in parallel with the switch group or the diode group, and the first input / output unit, and the switch A second capacitor connected in parallel with the circuit unit, and a connection point between the switch elements of the switch group and a connection point between the diode elements of the diode group with reference to the connection point between the switch group and the diode group.
  • M of the connection points of ( However, a switching converter including a snubber circuit unit including a snubber capacitor that connects the connection points of 1 ⁇ m ⁇ n ⁇ 1) and a control unit that turns off a gate terminal of each switch element of the switch group.
  • the controller detects the voltage across the snubber capacitor and the voltage across the second capacitor, and based on the voltage value of the snubber capacitor and the voltage value of the second capacitor, the switch element.
  • a switching converter that adjusts the turn-off timing of the gate terminal of the.
  • the control unit detects the voltage across the snubber capacitor and the voltage across the second capacitor, and based on the respective voltage values of the snubber capacitor and the voltage value of the second capacitor, the switching element By delaying the turn-off timing of the gate terminal, it is possible to reduce variations in the drain-source voltage Vds of each switch element.
  • Control unit (switching converter) 20 Power converter (switching converter) 21L ... 1st electric wire 21H ... 2nd electric wire 21M ... 3rd electric wire 22 ... 1st input / output part 23 ... 2nd input / output part 24 ... Switch circuit part 25A-25H ... Drive circuit 27 ... Inductor 28A ... Capacitor (second Capacitor) 28B ... Capacitor (first capacitor) 28C to 28E ... Snubber capacitor (snubber circuit section) 30 ... 1st switch group 31-34 ... 1st switch element 40 ... 2nd switch group 41-44 ... 2nd switch element 53 ... Capacitor (voltage control type variable capacitance element) 60 ...

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Abstract

複数のスイッチ素子のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できるスイッチングコンバータを提供する。制御部13は、スナバ用のコンデンサ28C~28Eの両端電圧とコンデンサ28Aの両端電圧とコンデンサ28Bの両端電圧を各電圧センサ29A~29Eを介して検出する。制御部13は、スナバ用のコンデンサ28C~28Eのそれぞれの電圧値とコンデンサ28Aの端子間電圧値とコンデンサ28Bの電圧値とに基づいて、スイッチ素子31~34,41~44のターンオフのタイミングを調整する。

Description

スイッチングコンバータ
 本発明は、スイッチングコンバータに関するものである。
 従来、スイッチングコンバータでは、複数のスイッチ素子が直列接続された電力変換回路と、複数個のスイッチ素子に対応して接続される複数個の駆動回路とを備える(例えば、特許文献1参照)。
特開2014-33614号公報
 ところで、直列に接続された複数のスイッチ素子を同時にオンオフするスイッチングコンバータでは、各スイッチ素子の端子間に生じる寄生容量のばらつきによって各スイッチ素子のターンオフ時に、各スイッチ素子のゲート-ソース間の電荷が引き抜かれる時間に差が生じるため、ターンオフ後に各スイッチ素子のドレイン-ソース間電圧Vdsに差が生じることとなる。そのため、出力電圧Voutが各スイッチ素子に均等に分圧されるべき所、或るスイッチ素子に偏った電圧が印加されてしまう虞がある。
 本開示の目的は、直列に接続された複数のスイッチ素子のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できるスイッチングコンバータを提供することにある。
 本開示の一形態であるスイッチングコンバータは、第1電圧が印加される第1入出力部、及び前記第1電圧よりも低い第2電圧が印加される第2入出力部と、n個(但し、nは2以上の整数)のスイッチ素子がそれぞれ直列に接続された第1及び第2スイッチ群が、前記第1入出力部の低電位側から前記第1スイッチ群、前記第2スイッチ群の順で前記第1入出力部間に直列接続されたスイッチ回路部と、前記第2入出力部の高電位側に接続され、前記第2入出力部間に前記第1スイッチ群と直列接続されるインダクタと、前記第2入出力部間に接続され、前記第1スイッチ群と並列に接続された第1のコンデンサと、前記第1入出力部間に接続され、前記スイッチ回路部と並列に接続された第2のコンデンサと、前記第1スイッチ群と前記第2スイッチ群の間の接続点を基準として、前記第1スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点及び前記第2スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点の内でm番目(但し、1≦m≦n-1)の接続点同士をそれぞれ接続するスナバコンデンサを含むスナバ回路部と、前記第1及び第2スイッチ群の各スイッチ素子のゲート端子をターンオフさせる制御部と、備えたスイッチングコンバータであって、前記制御部は、前記スナバコンデンサの両端電圧と前記第1のコンデンサの両端電圧と前記第2のコンデンサの両端電圧を検出し、前記スナバコンデンサのそれぞれの電圧値と前記第1のコンデンサの電圧値と前記第2のコンデンサの電圧値とに基づいて、前記スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを調整する。
 この構成によれば、制御部は、スナバコンデンサの両端電圧と前記第1のコンデンサの両端電圧と前記第2のコンデンサの両端電圧を検出し、スナバコンデンサのそれぞれの電圧値と第1のコンデンサの電圧値と第2のコンデンサの電圧値とに基づいて、スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを遅延させることで各スイッチ素子のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。
 本開示の一形態であるスイッチングコンバータは、第1電圧が印加される第1入出力部、及び前記第1電圧よりも低い第2電圧が印加される第2入出力部と、n個(但し、nは2以上の整数)のスイッチ素子が直列に接続されたスイッチ群と、n個(但し、nは2以上の整数)のダイオード素子が直列に接続されたダイオード群とが、前記第1入出力部間に直列接続されたスイッチ回路部と、前記第2入出力部間に接続され、前記スイッチ群又は前記ダイオード群と並列に接続された第1のコンデンサと、前記第1入出力部間に接続され、前記スイッチ回路部と並列に接続された第2のコンデンサと、前記スイッチ群と前記ダイオード群の間の接続点を基準として、前記スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点及び前記ダイオード群の各ダイオード素子間の接続点の内でm番目(但し、1≦m≦n-1)の接続点同士をそれぞれ接続するスナバコンデンサを含むスナバ回路部と、前記スイッチ群の各スイッチ素子のゲート端子をターンオフさせる制御部と、を備えたスイッチングコンバータであって、前記制御部は、前記スナバコンデンサの両端電圧と前記第1のコンデンサの両端電圧と前記第2のコンデンサの両端電圧を検出し、前記スナバコンデンサのそれぞれの電圧値と前記第1のコンデンサの電圧値と前記第2のコンデンサの電圧値とに基づいて、前記スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを調整する。
 この構成によれば、制御部は、前記スナバコンデンサの両端電圧と前記第1のコンデンサの両端電圧と前記第2のコンデンサの両端電圧を検出し、前記スナバコンデンサのそれぞれの電圧値と前記第1のコンデンサの端子間電圧値と前記第2のコンデンサの端子間電圧値とに基づいて、前記スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを遅延させることで各スイッチ素子のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。
 本開示の一形態であるスイッチングコンバータは、第1電圧が印加される第1入出力部、及び前記第1電圧よりも低い第2電圧が印加される第2入出力部と、n個(但し、nは2以上の整数)のスイッチ素子が直列に接続された第1及び第2スイッチ群が、前記第1入出力部の低電位側から前記第1スイッチ群、前記第2スイッチ群の順で前記第1入出力部間に直列接続されたスイッチ回路部と、前記第2入出力部の高電位側に接続され、前記第2入出力部間に前記第1スイッチ群及び前記第2スイッチ群と共に直列接続されるインダクタと、前記第2入出力部間に接続され、前記第1スイッチ群と並列に接続された第1のコンデンサと、前記第1入出力部間に接続され、前記スイッチ回路部と並列に接続された第2のコンデンサと、前記第1スイッチ群と前記第2スイッチ群の間の接続点を基準として、前記第1スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点及び前記第2スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点の内でm番目(但し、1≦m≦n-1)の接続点同士をそれぞれ接続するスナバコンデンサを含むスナバ回路部と、前記第1及び第2スイッチ群の各スイッチ素子のゲート端子をターンオフさせる制御部と、前記第1及び第2スイッチ群に接続された2n個の各スイッチ素子の内の最も高電位側のスイッチ素子及び最も低電位側のスイッチ素子以外のスイッチ素子のそれぞれのゲート端子の前段に接続された2n-2個の電圧制御型可変容量素子と、を備えたスイッチングコンバータであって、前記制御部は、前記スナバコンデンサの両端電圧と前記第2のコンデンサの両端電圧を検出し、前記スナバコンデンサのそれぞれの電圧値と前記第2のコンデンサの電圧値とに基づいて、前記スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを調整する。
 この構成によれば、制御部は、スナバコンデンサの両端電圧と第2のコンデンサの両端電圧を検出し、スナバコンデンサのそれぞれの電圧値と第2のコンデンサの電圧値とに基づいて、スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを遅延させることで各スイッチ素子のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。
 本開示の一形態であるスイッチングコンバータは、第1電圧が印加される第1入出力部、及び前記第1電圧よりも低い第2電圧が印加される第2入出力部と、n個(但し、nは2以上の整数)のスイッチ素子が直列に接続された第1及び第2スイッチ群が、前記第1入出力部の低電位側から前記第1スイッチ群、前記第2スイッチ群の順で前記第1入出力部間に直列接続されたスイッチ回路部と、前記第2入出力部の高電位側に接続され、前記第2入出力部間に前記第1スイッチ群及び前記第2スイッチ群と共に直列接続されるインダクタと、前記第2入出力部間に接続され、前記第1スイッチ群と並列に接続された第1のコンデンサと、前記第1入出力部間に接続され、前記スイッチ回路部と並列に接続された第2のコンデンサと、前記第1スイッチ群と前記第2スイッチ群の間の接続点を基準として、前記第1スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点及び前記第2スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点の内でm番目(但し、1≦m≦n-1)の接続点同士をそれぞれ接続するスナバコンデンサを含むスナバ回路部と、前記第1及び第2スイッチ群の各スイッチ素子のゲート端子をターンオフさせる制御部と、前記第1及び第2スイッチ群に接続された2n個の各スイッチ素子の内の最も高電位側のスイッチ素子及び最も低電位側のスイッチ素子以外のスイッチ素子のそれぞれのゲート端子の前段に接続された2n-2個の電圧制御型可変容量素子と、前記スナバコンデンサのそれぞれの電圧値に基づいて、前記2n-2個の電圧制御型可変容量素子に調整電圧を印加する電圧調整回路と、を備える。
 この構成によれば、電圧調整回路によって、スナバコンデンサのそれぞれの両端電圧と第2のコンデンサの両端電圧とに基づいて、スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングが遅延するため、各スイッチ素子のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。
 本発明のスイッチングコンバータによれば、複数のスイッチ素子のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できるという効果を奏する。
第1実施形態におけるスイッチング回路が用いられる電力管理システムの構成図。 同実施形態におけるスイッチング回路の回路図。 同実施形態における可変遅延回路を説明するための回路図。 同実施形態における可変遅延回路における逆バイアス印加電圧と容量値の関係を示す波形図。 昇圧モード時における制御例を示すフローチャート。 降圧モード時における制御例を示すフローチャート。 昇圧モードにおけるスイッチ素子のターンオフ時の遅延時間について説明するためのタイムチャート。 第2実施形態におけるスイッチング回路の回路図。 同実施形態における電圧調整回路の回路図。 第3実施形態において解決しようとする課題を示すタイムチャート。 同実施形態における可変遅延回路を説明するための回路図。 同実施形態におけるスイッチ素子のターンオフおよびターンオンを例示するタイムチャート。 変更例におけるスイッチング回路の回路図。 変更例におけるスイッチング回路の回路図。 変更例におけるスイッチング回路の回路図。
 以下、実施形態について添付図面を参照して説明する。
 (第1実施形態)
 図1に示すように、電力管理システム1は、パワーコンディショナ10と、パワーコンディショナ10に電気的に接続された太陽光発電装置2及び蓄電装置3とを備える。パワーコンディショナ10は、交流母線4と系統連系保護リレー5を介して電力系統6に接続される。交流母線4には、パワーコンディショナ10側から見て系統連系保護リレー5の外側に、図示しない分電盤等を介して負荷7が接続されている。系統連系保護リレー5は、電力系統6とパワーコンディショナ10とを解列可能である。負荷7は、例えば屋内負荷であり、照明、冷蔵庫、洗濯機、空気調和機、電子レンジ等が挙げられる。電力管理システム1は、パワーコンディショナ10によって太陽光発電装置2、蓄電装置3、電力系統6、及び負荷7の間の電力の調整を行う。この調整の一例としては、太陽光発電装置2が発電した電力の電力系統6への逆潮流、蓄電装置3への蓄電、及び負荷7への供給の調整と、電力系統6の電力の蓄電装置3への蓄電及び負荷7への供給の調整とが挙げられる。なお、発電装置としては、太陽光発電装置2のほか、例えば、風力発電装置、ガス発電装置、地熱発電装置等を用いることができる。
 太陽光発電装置2は、図示しない光発電パネルを有し、光発電パネルが発電した直流電力をパワーコンディショナ10に供給する。太陽光発電装置2は、例えば光発電パネルが出力する電力が最大となる出力電圧で電流を取り出すMPPT(Maximum Power Point Tracking:最大電力点追従)制御を実行する。
 蓄電装置3は、直列に接続された複数の蓄電池を含む。パワーコンディショナ10は、蓄電装置3の充電と放電とを制御する。
 パワーコンディショナ10は、PVコンバータ11、直流交流変換装置(DC/ACコンバータ)12、スイッチングコンバータを構成する制御部13、及びスイッチングコンバータを構成する電力変換装置20を有する。PVコンバータ11、直流交流変換装置12、及び電力変換装置20はそれぞれ、高圧直流バス14に接続される。すなわち、PVコンバータ11と直流交流変換装置12と電力変換装置20は、高圧直流バス14を介して互いに接続されている。
 太陽光発電装置2は、PVコンバータ11に接続される。PVコンバータ11は、季節や天候、時間帯等の日照条件によって変化する太陽光発電装置2をMPPT制御にて高圧直流バス14に出力する。PVコンバータ11が高圧直流バス14に出力する設定電圧の一例は、380Vである。直流交流変換装置12は、交流母線4に接続されている。直流交流変換装置12は、高圧直流バス14の直流電力を例えば実効値で200Vの交流電力に変換して交流母線4に出力する。また、直流交流変換装置12は、交流母線4の交流電力を設定電圧の直流電力に変換して高圧直流バス14に出力する。
 電力変換装置20は、高圧直流バス14の直流電力を、蓄電装置3に充電される直流電力に変換する。また電力変換装置20は、蓄電装置3から放電される直流電力を、高圧直流バス14に応じた設定電圧の直流電力に変換する。本実施形態では、電力変換装置20は、双方向DC/DCコンバータである。
 制御部13は、PVコンバータ11、直流交流変換装置12、及び電力変換装置20と通信可能に接続され、PVコンバータ11、直流交流変換装置12、及び電力変換装置20の動作をそれぞれ制御する。制御部13は、1又は複数のマイクロコンピュータ(マイコン)13aと、D/Aコンバータ13bとを含む。マイコン13aは、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えばCPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)を含む。制御部13は、複数の場所に離れて配置される複数の演算処理装置を含んでいてもよい。制御部13は、記憶部をさらに含む。記憶部には、各種の制御プログラム及び各種の制御処理に用いられる情報が記憶される。記憶部は、例えば不揮発性メモリ及び揮発性メモリを含む。記憶部は、制御プログラムを格納する非一時的コンピュータ可読媒体であり得る。
 図2に示すように、電力変換装置20は、スイッチング回路20Aを有する。スイッチング回路20Aは、図1に示す高圧直流バス14に接続される一対の第1入出力端子からなる第1入出力部22と、図1に示す蓄電装置3に接続される一対の第2入出力端子からなる第2入出力部23とを有する。
 スイッチング回路20Aは、第1電線21L、第2電線21H、及び第3電線21Mを有する。第1入出力部22の低電位側と第2入出力部23の低電位側は共通の第1電線21Lに接続されており、例えば接地電位に接続される。第2入出力部23は、図1に示す蓄電装置3に接続される。第1入出力部22を介して図1に示す高圧直流バス14に接続される。第2入出力部23の両端に印加される電圧は、蓄電装置3の端子電圧(例えば200V)であり、この電圧値は第1入出力部22の両端に印加される電圧、すなわち高圧直流バス14の電圧(例えば380V)よりも低くなっている。
 電力変換装置20は、第1電線21Lと第2電線21Hとの間に第1及び第2スイッチ群30,40が直列接続されたスイッチ回路部24と、スイッチ回路部24を駆動する駆動回路(ドライバ)25と、可変遅延回路50とを有する。制御部13のマイコン13aは、スイッチ回路部24の第1及び第2スイッチ群30,40をオンオフ制御する制御信号を可変遅延回路50に出力する。また、マイコン13aは、可変遅延回路50における遅延時間を調整するための調整信号(デジタル信号)をD/Aコンバータ13bに出力する。制御部13のD/Aコンバータ13bは、調整信号に応じた調整電圧Vcta~Vcthを指令値信号として可変遅延回路50に出力する。
 第1スイッチ群30と第2スイッチ群40との間の接続ノードNは、第3電線21Mに接続されている。第3電線21Mは、インダクタ27を介して第2入出力部23の高圧側端子に接続されている。第2入出力部23の低圧側端子は、上述の第1電線21Lに接続されている。
 第1スイッチ群30は、接続ノードNと第1電線21Lとの間に直列接続されたn個(nは2以上の整数であり、本実施形態では4個)の第1スイッチ素子31~34を有する。第1スイッチ素子31~34はそれぞれ、例えばN型のMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)が用いられる。本実施形態では、第1スイッチ素子31~34は、Si(シリコン)又はGaN(窒化ガリウム)を含むMOSFETが用いられる。第1スイッチ素子31~34は、ボディダイオード31a~34aを有する。第1スイッチ素子31~34は、低電位側から高電位側に向けて第1スイッチ素子31、第1スイッチ素子32、第1スイッチ素子33、及び第1スイッチ素子34の順に配置されている。第1スイッチ素子31のソースは第1電線21Lに接続されている。第1スイッチ素子31のドレインは第1スイッチ素子32のソースに接続されている。第1スイッチ素子32のドレインは第1スイッチ素子33のソースに接続されている。第1スイッチ素子33のドレインは第1スイッチ素子34のソースに接続されている。第1スイッチ素子34のドレインは接続ノードNに接続されている。
 第2スイッチ群40は、接続ノードNと第2電線21Hとの間に直列接続されたn個(nは2以上の整数であり、本実施形態では4個)の第2スイッチ素子41~44を有する。第2スイッチ素子41~44はそれぞれ、例えばN型のMOSFETが用いられる。本実施形態では、第2スイッチ素子41~44は、Si(シリコン)又はGaN(窒化ガリウム)を含むMOSFETが用いられる。各第2スイッチ素子41~44は、ボディダイオード41a~44aを有する。第2スイッチ素子41~44は、低電位側から高電位側に向けて第2スイッチ素子41、第2スイッチ素子42、第2スイッチ素子43、及び第2スイッチ素子44の順に配置されている。第2スイッチ素子41のソースは接続ノードNに接続されている。第2スイッチ素子41のドレインは第2スイッチ素子42のソースに接続されている。第2スイッチ素子42のドレインは第2スイッチ素子43のソースに接続されている。第2スイッチ素子43のドレインは第2スイッチ素子44のソースに接続されている。第2スイッチ素子44のドレインは、第2電線21Hに接続されている。
 駆動回路25は、第1スイッチ群30の第1スイッチ素子31~34と、第2スイッチ群40の第2スイッチ素子41~44とをそれぞれ駆動する複数(本実施形態では8個)の駆動回路25A~25Hを有する。
 駆動回路25Aは第1スイッチ素子31のゲートと第1電線21Lとに接続されている。駆動回路25Bは、第1スイッチ素子32のゲートと、第1スイッチ素子31と第1スイッチ素子32の間の接続ノードN1とに接続されている。駆動回路25Cは、第1スイッチ素子33のゲートと、第1スイッチ素子32と第1スイッチ素子33との間の接続ノードN2とに接続されている。駆動回路25Dは、第1スイッチ素子34のゲートと、第1スイッチ素子33と第1スイッチ素子34との間の接続ノードN3とに接続されている。
 駆動回路25Eは第2スイッチ素子41のゲートと接続ノードNとに接続されている。駆動回路25Fは、第2スイッチ素子42のゲートと、第2スイッチ素子41と第2スイッチ素子42の間の接続ノードN4とに接続されている。駆動回路25Gは、第2スイッチ素子43のゲートと、第2スイッチ素子42と第2スイッチ素子43との間の接続ノードN5とに接続されている。駆動回路25Hは、第2スイッチ素子44のゲートと、第2スイッチ素子43と第2スイッチ素子44との間の接続ノードN6とに接続されている。
 駆動回路25A~25Hにはそれぞれ、可変遅延回路50A~50Hが接続されている。
 各可変遅延回路50A~50Hは、制御部13のマイコン13a及びD/Aコンバータ13bと接続されている。
 マイコン13aは、駆動回路25A~25Hを介してスイッチ素子31~34,41~44のそれぞれをオンオフするための制御信号Sa~Shを可変遅延回路50A~50Hに出力する。D/Aコンバータ13bは、マイコン13aから出力される調整信号(デジタル信号)をデジタル-アナログ変換して生成した調整電圧Vcta~Vcth(アナログ信号)を可変遅延回路50A~50Hに出力する。
 図3に示すように、可変遅延回路50Aは、抵抗51とコンデンサ52,53とを有するRC回路で構成される。コンデンサ52,53は互いに並列に接続される。コンデンサ52,53の内の一方のコンデンサ53は、図4に示すように、逆バイアス印加電圧としてD/Aコンバータ13bから出力される調整電圧Vctaに応じて容量値が変化する電圧制御型可変容量素子である。このコンデンサ53の一例としてバリキャップダイオードを用いることができる。これにより、可変遅延回路50Aでは、コンデンサ52,53を合成した容量値と抵抗51の抵抗値とに基づく時定数に応じて制御信号Saに対する出力信号のタイミングを遅延する。さらに、可変遅延回路50Aでは、コンデンサ53の容量値を調整電圧Vctaにて変更することにより時定数が変更され、制御信号Saに対する出力信号のタイミングを変更できる。したがって、可変遅延回路50Aの出力信号により駆動回路25Aに接続されたスイッチ素子31のターンオフ並びにターンオンのタイミングを可変させることができる。なお、他の可変遅延回路50B~50Hについても可変遅延回路50Aと同様の構成であるため、構成を示す図面及び説明を省略する。
 また、スイッチング回路20Aは、複数のコンデンサ28A~28Eをさらに有する。コンデンサ28Aの第1端子は、第1電線21Lに接続され、コンデンサ28Aの第2端子は、第3電線21Mに接続されている。つまり、コンデンサ28Aは、第1スイッチ群30と並列接続されている。コンデンサ28Bの第1端子は、第1電線21Lに接続され、コンデンサ28Bの第2端子は、第2電線21Hに接続されている。つまりコンデンサ28Bは、スイッチ回路部24と並列接続されている。なお、コンデンサ28A,28Bは平滑用のコンデンサである。
 コンデンサ28Cの第1端子は、接続ノードN1に接続され、コンデンサ28Cの第2端子は、接続ノードN6に接続されている。接続ノードN1及び接続ノードN6は、第1スイッチ群30と第2スイッチ群40の接続ノードNを基準として3番目の接続点同士である。コンデンサ28Dの第1端子は、接続ノードN2に接続され、コンデンサ28Dの第2端子は、接続ノードN5に接続されている。接続ノードN2及び接続ノードN5は、第1スイッチ群30と第2スイッチ群40の接続ノードNを基準として2番目の接続点同士である。コンデンサ28Eの第1端子は、接続ノードN3に接続され、コンデンサ28Eの第2端子は、接続ノードN4に接続される。接続ノードN1及び接続ノードN6は、第1スイッチ群30と第2スイッチ群40の接続ノードNを基準として3番目の接続点同士である。なお、コンデンサ28C~28Eはスナバ用のコンデンサである。
 また、スイッチング回路20Aは、各コンデンサ28A~28Eの両端電圧を測定する電圧センサ29A~29Eを更に有する。電圧センサ29A~29Eで測定された測定値は制御部13のマイコン13aに入力される。以降の説明では、電圧センサ29Aで測定された測定値をVcs1とし、電圧センサ29Bで測定された測定値をVcs2とする。また、電圧センサ29Cで測定された測定値をVc1とし、電圧センサ29Dで測定された測定値をVc2とし、電圧センサ29Eで測定された測定値をVc3とする。
 制御部13は、昇圧モード又は降圧モードにて、スイッチング回路20Aを制御する。昇圧モードは、図1に示す蓄電装置3の出力電圧を、高圧直流バス14の電圧に昇圧して出力するモードであり、降圧モードは、高圧直流バス14の電圧を蓄電装置3に応じた電圧に降圧して出力するモードである。制御部13のマイコン13aは、図1の蓄電装置3の端子電圧を、電圧センサ29Aによりコンデンサ28Aの両端電圧として検出し、図1の高圧直流バス14の電圧を、電圧センサ29Bによりコンデンサ28Bの両端電圧として検出する。そして、マイコン13aは、昇圧モードのとき、電圧センサ29Aの検出電圧と、電圧センサ29Bの検出電圧とに基づいて、コンデンサ28Bの両端電圧を高圧直流バス14に応じた電圧とするように、スイッチ素子31~34,41~44をオンオフ制御する。また、マイコン13aは、降圧モードのとき、電圧センサ29Aの検出電圧と、電圧センサ29Bの検出電圧とに基づいて、コンデンサ28Aの両端電圧を蓄電装置3に応じた電圧とするように、スイッチ素子31~34,41~44をオンオフ制御する。
 本実施形態のスイッチ回路部24の各スイッチ素子31~34,41~44は、同じ仕様のMOSFETが用いられている。ここで、同じ仕様とは、電気的特性が設計上(理論上)同じであることを示している。
 ところで、電気的特性が同じ、つまり同じ仕様のスイッチ素子であっても、各スイッチ素子31~34,41~44の各端子間(ゲート-ソース間、ドレイン-ソース間、ドレイン-ゲート間)に生じる寄生容量にばらつきが生じることがある。これにより、同じタイミングでオンオフさせるための制御信号を各スイッチ素子のゲートに入力した場合であってもターンオン並びにターンオフのタイミングがずれる虞がある。そこで、本実施形態の制御部13は、各コンデンサ28A~28Eの両端電圧を検出し、検出した各電圧値に基づいて、スイッチ素子31~34,41~44のゲート端子のターンオフのタイミングを調整する遅延調整制御を実施するように構成されている。
 次に、制御部13によるスイッチング素子の遅延調整の一実行態様について図5及び図6を用いて説明する。
 本実施形態の制御部13は、電力変換装置20が昇圧モードで動作しているか、降圧モードで動作しているかを判断し、各モードに応じた遅延調整制御を実施する。
 先ず、昇圧モードについて説明する。
 昇圧モードにおいて、スイッチ素子31~34をオフし、スイッチ素子41~44をオンしたとき、コンデンサ28B~28Eの高電位側の端子(図2において上側の端子)は、ノードNに接続された状態となる。このとき、コンデンサ28Eの両端電圧Vc3は、ノードNとノードN3の間の電圧、つまりスイッチ素子34のドレインとスイッチ素子34のソースとの間の電圧を示す。コンデンサ28Dの両端電圧Vc2は、ノードNとノードN2との間の電圧、つまりスイッチ素子34のドレインとスイッチ素子33のソースとの間の電圧を示す。コンデンサ28Cの両端電圧Vc1は、ノードNとノードN1との間の電圧、つまりスイッチ素子34のドレインとスイッチ素子32のソースとの間の電圧を示す。コンデンサ28Bの両端電圧Vcs2は、ノードNと第1電線21Lとの間の電圧、つまりスイッチ素子34のドレインとスイッチ素子31のソースとの間の電圧を示す。
 ここで、スイッチ素子33のドレイン・ソース間電圧Vdsは、コンデンサ28Dの両端電圧Vc2から、コンデンサ28Eの両端電圧Vc3を減算することにより得られる。同様に、スイッチ素子32のドレイン・ソース間電圧Vdsは、コンデンサ28Cの両端電圧Vc1から、コンデンサ28Dの両端電圧Vc2を減算することにより得られる。そして、スイッチ素子31のドレイン・ソース間電圧Vdsは、コンデンサ28Bの両端電圧Vcs2から、コンデンサ28Cの両端電圧Vc1を減算することにより得られる。
 各スイッチ素子31~34の特性(寄生容量)が互いに等しいとき、各スイッチ素子31~34のドレイン・ソース間電圧Vdsはそれぞれ、ノードNと第1電線21Lとの間の電圧を4等分(1/4)した電圧と等しくなる。一方、スイッチ素子31~34の特性にばらつきが生じている場合、そのばらつきによるオンタイミングのずれに応じて、各スイッチ素子31~34のドレイン・ソース間電圧Vdsが変化する。したがって、各コンデンサ28B,28C,28D,28Eの両端電圧Vcs2,Vc1,Vc2,Vc3を検出し、各スイッチ素子31~34のドレイン・ソース間電圧Vdsを、第1電線21LとノードNとの間の電圧を4等分(1/4)した電圧と等しくするように、各スイッチ素子31~34のオンタイミングを調整する。これにより、各スイッチ素子31~34のドレイン・ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。
 制御部13は、昇圧モードで動作している場合に、図5に示す遅延調整制御を実施する。なお、図5に示す遅延調整制御において、電圧センサ29Bによるコンデンサ28Bの両端電圧Vcs2を出力電圧Voutとしている。
 図5に示すように、制御部13は、先ずVcs2-Vc1とVout/4とを大小比較する(ステップS100)。
 制御部13は、ステップS100においてVcs2-Vc1がVout/4未満である場合、スイッチ素子32,33,34のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS101)。このとき、ターンオフのタイミングの遅延する時間は、予め設定された一定時間であってもよいし、Vcs2-Vc1とVout/4との差に応じて遅延時間を変化させてもよい。なお、他のステップにおける遅延時間についても同様である。
 次いで、制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS102)。
 制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致しない場合(ステップS102:NO)、ステップS101を実行する。また制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致した場合(ステップS102:YES)、ステップS110に移行する。つまり、制御部13は、ステップS101及びステップS102によりVcs2-Vc1がVout/4と一致するまで各スイッチ素子32,33,34のターンオフのタイミングを遅延させる。
 制御部13は、ステップS100においてVcs2-Vc1がVout/4より大きい場合、スイッチ素子31のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS103)。
 次いで、制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS104)。制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致しない場合(ステップS104:NO)、ステップS103を実行する。また制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致した場合(ステップS104:YES)、ステップS110に移行する。つまり、制御部13は、ステップS103及びステップS104によりVcs2-Vc1がVout/4と一致するまでスイッチ素子31のターンオフのタイミングを遅延させる。
 制御部13は、ステップS100においてVcs1-Vc2がVout/4と等しい場合、ステップS110に移行する。
 制御部13は、Vc1-Vc2とVout/4とを大小比較する(ステップS110)。
 制御部13は、ステップS110においてVc1-Vc2がVout/4未満である場合、スイッチ素子33,34のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS111)。
 次いで、制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS112)。
 制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致しない場合(ステップS112:NO)、前記ステップS111を実行する。また制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致した場合(ステップS112:YES)、ステップS120に移行する。つまり、制御部13は、ステップS111及びステップS112によりVc1-Vc2がVout/4と一致するまで各スイッチ素子33,34のターンオフのタイミングを遅延させる。
 制御部13は、ステップS110においてVc1-Vc2がVout/4より大きい場合、スイッチ素子32のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS113)。
 次いで、制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS114)。
 制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致しない場合(ステップS114:NO)、前記ステップS113を実行する。また制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致した場合(ステップS114:YES)、ステップS120に移行する。つまり、制御部13は、ステップS113及びステップS114によりVc1-Vc2がVout/4と一致するまで各スイッチ素子32のターンオフのタイミングを遅延させる。
 制御部13は、Vc2-Vc3とVout/4とを大小比較する(ステップS120)。
 制御部13は、ステップS120においてVc2-Vc3がVout/4未満である場合、スイッチ素子34のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS121)。
 次いで、制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS122)。
 制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致しない場合(ステップS122:NO)、前記ステップS121を実行する。また制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致した場合(ステップS122:YES)、処理を終了する。つまり、制御部13は、ステップS121及びステップS122によりVc2-Vc3がVout/4と一致するまでスイッチ素子34のターンオフのタイミングを遅延させる。
 制御部13は、ステップS120においてVc2-Vc3がVout/4より大きい場合、スイッチ素子33のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS123)。
 次いで、制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS124)。
 制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致しない場合(ステップS124:NO)、前記ステップS123を実行する。また制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致した場合(ステップS124:YES)、処理を終了する。つまり、制御部13は、ステップS123及びステップS124によりVc2-Vc3がVout/4と一致するまで各スイッチ素子33のターンオフのタイミングを遅延させる。
 次に、降圧モードについて説明する。
 降圧モードにおいて、スイッチ素子31~34をオンし、スイッチ素子41~44をオフしたとき、コンデンサ28B~28Eの低電位側の端子(図2において下側の端子)は、ノードNに接続された状態となる。このとき、コンデンサ28Eの両端電圧Vc3は、ノードN4とノードNの間の電圧、つまりスイッチ素子41のドレインとスイッチ素子41のソースとの間の電圧を示す。コンデンサ28Dの両端電圧Vc2は、ノードN5とノードNとの間の電圧、つまりスイッチ素子42のドレインとスイッチ素子41のソースとの間の電圧を示す。コンデンサ28Cの両端電圧Vc1は、ノードN6とノードNとの間の電圧、つまりスイッチ素子43のドレインとスイッチ素子41のソースとの間の電圧を示す。コンデンサ28Bの両端電圧Vcs2は、第2電線21HとノードNとの間の電圧、つまりスイッチ素子44のドレインとスイッチ素子41のソースとの間の電圧を示す。
 ここで、スイッチ素子42のドレイン・ソース間電圧Vdsは、コンデンサ28Dの両端電圧Vc2から、コンデンサ28Eの両端電圧Vc3を減算することにより得られる。同様に、スイッチ素子43のドレイン・ソース間電圧Vdsは、コンデンサ28Cの両端電圧Vc1から、コンデンサ28Dの両端電圧Vc2を減算することにより得られる。そして、スイッチ素子44のドレイン・ソース間電圧Vdsは、コンデンサ28Bの両端電圧Vcs2から、コンデンサ28Cの両端電圧Vc1を減算することにより得られる。
 各スイッチ素子41~44の特性(寄生容量)が互いに等しいとき、各スイッチ素子41~44のドレイン・ソース間電圧Vdsはそれぞれ、第2電線21HとノードNとの間の電圧を4等分(1/4)した電圧と等しくなる。一方、スイッチ素子41~44の特性にばらつきが生じている場合、そのばらつきによるオンタイミングのずれに応じて、各スイッチ素子41~44のドレイン-ソース間電圧Vdsが変化する。したがって、各コンデンサ28B,28C,28D,28Eの両端電圧Vcs2,Vc1,Vc2,Vc3を検出し、各スイッチ素子41~44のドレイン・ソース間電圧Vdsを、第2電線21HとノードNとの間の電圧を4等分(1/4)した電圧と等しくするように、各スイッチ素子41~44のオンタイミングを調整する。これにより、各スイッチ素子41~44のドレイン・ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。
 制御部13は、降圧モードで動作している場合に、図6に示す遅延調整制御を実施する。なお、降圧モードにおける出力電圧は、図3に示す一対の第2入出力端子(第2入出力部23)間の電圧であるが、図6に示す遅延調整制御において、電圧センサ29Bによるコンデンサ28Bの両端電圧Vcs2を出力電圧Voutとしている。つまり、上記にて説明した昇圧モードと以下に説明する降圧モードとにおいて、同じコンデンサ28B,28C,28D,28Eの両端電圧Vcs2,Vc1,Vc2,Vc3により、ノードNと第1電線21Lとの間のスイッチ素子31~34と、ノードNと第2電線21Hとの間のスイッチ素子41~44について、制御信号を遅延させることにより調整してドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。
 図6に示すように、制御部13は、Vcs2-Vc1とVout/4とを大小比較する(ステップS200)。
 制御部13は、ステップS200においてVcs2-Vc1がVout/4未満である場合、スイッチ素子41,42,43のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS201)。このとき、ターンオフのタイミングの遅延する時間は、予め設定された一定時間であってもよいし、Vcs2-Vc1とVout/4との差に応じて遅延時間を変化させてもよい。なお、他のステップにおける遅延時間についても同様である。
 次いで、制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS202)。
 制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致しない場合(ステップS202:NO)、ステップS201を実行する。また制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致した場合(ステップS202:YES)、ステップS210に移行する。つまり、制御部13は、ステップS201及びステップS202によりVcs2-Vc1がVout/4と一致するまで各スイッチ素子41,42,43のターンオフのタイミングを遅延させる。
 制御部13は、ステップS200においてVcs2-Vc1がVout/4より大きい場合、スイッチ素子44のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS203)。
 次いで、制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS204)。制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致しない場合(ステップS204:NO)、ステップS103を実行する。また制御部13は、Vcs2-Vc1がVout/4と一致した場合(ステップS204:YES)、ステップS210に移行する。つまり、制御部13は、ステップS203及びステップS204によりVcs2-Vc1がVout/4と一致するまでスイッチ素子44のターンオフのタイミングを遅延させる。
 制御部13は、ステップS200においてVcs2-Vc2がVout/4と等しい場合、ステップS210に移行する。
 制御部13は、Vc1-Vc2とVout/4とを大小比較する(ステップS210)。
 制御部13は、ステップS210においてVc1-Vc2がVout/4未満である場合、スイッチ素子41,42のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS211)。
 次いで、制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS212)。
 制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致しない場合(ステップS212:NO)、前記ステップS211を実行する。また制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致した場合(ステップS212:YES)、ステップS220に移行する。つまり、制御部13は、ステップS211及びステップS212によりVc1-Vc2がVout/4と一致するまで各スイッチ素子41,42のターンオフのタイミングを遅延させる。
 制御部13は、ステップS110においてVc1-Vc2がVout/4より大きい場合、スイッチ素子43のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS213)。
 次いで、制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS214)。
 制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致しない場合(ステップS214:NO)、前記ステップS213を実行する。また制御部13は、Vc1-Vc2がVout/4と一致した場合(ステップS214:YES)、ステップS220に移行する。つまり、制御部13は、ステップS213及びステップS214によりVc1-Vc2がVout/4と一致するまで各スイッチ素子43のターンオフのタイミングを遅延させる。
 制御部13は、Vc2-Vc3とVout/4とを大小比較する(ステップS220)。
 制御部13は、ステップS220においてVc2-Vc3がVout/4未満である場合、スイッチ素子41のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS221)。
 次いで、制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS222)。
 制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致しない場合(ステップS222:NO)、前記ステップS221を実行する。また制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致した場合(ステップS222:YES)、処理を終了する。つまり、制御部13は、ステップS221及びステップS122によりVc2-Vc3がVout/4と一致するまでスイッチ素子41のターンオフのタイミングを遅延させる。
 制御部13は、ステップS220においてVc2-Vc3がVout/4より大きい場合、スイッチ素子42のターンオフのタイミングを遅延させる(ステップS223)。
 次いで、制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致するか否かを判定する(ステップS224)。
 制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致しない場合(ステップS224:NO)、前記ステップS223を実行する。また制御部13は、Vc2-Vc3がVout/4と一致した場合(ステップS224:YES)、処理を終了する。つまり、制御部13は、ステップS223及びステップS224によりVc2-Vc3がVout/4と一致するまで各スイッチ素子42のターンオフのタイミングを遅延させる。
 本実施形態の作用について説明する。
 本実施形態の制御部13は、電力変換装置20が昇圧モードで動作しているか、降圧モードで動作しているかを判断し、各モードに応じた遅延調整制御を実施する。例えば、制御部13は、昇圧モードで動作する場合には、第1スイッチ群30のスイッチ素子31~34のゲート信号のターンオフ並びにターンオンのタイミングを駆動回路25A~25Dを介して調整する。また、制御部13は、降圧モードで動作する場合には、第2スイッチ群40のスイッチ素子41~44のゲート信号のターンオフ並びにターンオンのタイミングを駆動回路25E~25Fを介して調整する。
 ここで、例えば昇圧モード時において、ターンオフ時の第1スイッチ素子31~34の動作例について説明する。本例では、例えば第1スイッチ素子32~34の出力容量が略等しく、残りの第1スイッチ素子31の出力容量が他の出力容量よりも大となっている。つまり、ゲート信号が同時にターンオフになった場合、第1スイッチ素子31のゲート・ソース間電圧Vgsが他の第1スイッチ素子32~34のゲート・ソース間電圧Vgsよりも先にミラー電圧となってしまう。そこで、制御部13は、前述した遅延調整制御を実施し、理想状態であるVc1=3Vout/4、Vc2=Vout/2、Vc3=Vout/4から各電圧値がどれだけズレがあるかを判定して、スイッチ素子31~34のゲートに入力されるオンオフする制御信号を調整する。
 図7に示すように、制御部13は、相対的に第1スイッチ素子31のゲート信号のターンオフのタイミングt2を他の第1スイッチ素子32のゲート信号のターンオフのタイミングt1よりΔtだけ遅くする。これにより、第1スイッチ素子31のゲート・ソース間電圧Vgsが同じタイミングt3でミラー電圧となり、タイミングt4における第1スイッチ素子31~32のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。他のスイッチ素子についても同様の調整を行うことにより、ドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきをさらに低減できる。
 また本実施形態では、各スイッチ素子31~34,41~44を例えばSi基板のMOSFETで構成することによって、スイッチング回路20Aのコストを低減できる。つまり、低耐圧のスイッチ素子を用いることでコスト低減を図れる。
 以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
 (1-1)制御部13は、スナバ用のコンデンサ28C~28Eの両端電圧とコンデンサ28Aの両端電圧とコンデンサ28Bの両端電圧を各電圧センサ29A~29Eを介して検出する。制御部13は、スナバ用のコンデンサ28C~28Eのそれぞれの電圧値とコンデンサ28Aの電圧値とコンデンサ28Bの電圧値とに基づいて、スイッチ素子31~34,41~44のターンオフのタイミングを調整する。ここで、前述したように、各スイッチ素子は、寄生容量のばらつきによってターンオフのタイミングが変わる。このため、スイッチ素子31~34,41~44の出力容量を各コンデンサの両端電圧において比較して、各電圧値に基づいてスイッチ素子31~34,41~44のターンオフのタイミングを調整することでスイッチ素子31~34,41~44のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。
 (1-2)電圧制御型可変容量素子としてのコンデンサ53でスイッチ素子31~34,41~44の特性を揃えることにより、各スイッチ素子31~34,41~44のドレイン-ソース間電圧Vdsに差が生じない制御を行うことができる。
 (1-3)低耐圧のスイッチ素子31~34,41~44を用いることで、低コストであり、かつ低オン抵抗であるため、高効率化が図れる。
 (第2実施形態)
 図8及び図9を参照して、第2実施形態のスイッチング回路について説明する。本実施形態のスイッチング回路20Aは、第1実施形態のスイッチング回路20Aと比較して、第1スイッチ群30の第1スイッチ素子31~34及び第2スイッチ群40の第2スイッチ素子41~44をターンオフする電圧調整回路80が追加された点が主に異なる。以下の説明において、第1実施形態と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。
 図8に示すように、本実施形態のスイッチング回路20Aでは、可変遅延回路50A,50Hが省略されている。すなわち、本実施形態のスイッチング回路20Aでは、第1スイッチ素子31~34及び第2スイッチ素子41~44のうちの最も高電位側のスイッチ素子である第2スイッチ素子44及び最も低電位側のスイッチ素子である第1スイッチ素子31以外のスイッチ素子である第1スイッチ素子32~34及び第2スイッチ素子41~43のそれぞれのゲート端子の前段には、電圧制御型可変容量素子であるコンデンサ53が接続されている。言い換えれば、スイッチング回路20Aは、第1スイッチ群30及び第2スイッチ群40に接続された2n個の各スイッチ素子の内の最も高電位側のスイッチ素子及び最も低電位側のスイッチ素子以外のスイッチ素子のそれぞれのゲート端子の前段に接続された2n-2個の電圧制御型可変容量素子を備える。また本実施形態のスイッチング回路20Aでは、電圧センサ29C~29Eが省略されている。
 また、本実施形態のスイッチング回路20Aは、電源端子VCCを有する。電源端子VCCには、例えば電源電圧が数V程度(例えば2V~5V程度)の制御電源が接続されている。制御電源は、マイコン13aに接続されている。
 電圧調整回路80は、コンデンサ28C~28Eの両端電圧Vc1~Vc3に基づいて、可変遅延回路50B~50Gのコンデンサ53(電圧制御型可変容量素子)に調整電圧Vf1~Vf3を印加するフィードバック回路である。
 電圧調整回路80は、可変遅延回路50B,50Gに調整電圧Vf1を印加する第1調整回路81と、可変遅延回路50C,50Fに調整電圧Vf2を印加する第2調整回路82と、可変遅延回路50D,50Eに調整電圧Vf3を印加する第3調整回路83とを含む。第1調整回路81は、コンデンサ28Cの両端に電気的に接続され、かつ可変遅延回路50B,50Gに電気的に接続されている。第2調整回路82は、コンデンサ28Dの両端に電気的に接続され、かつ可変遅延回路50C,50Fに電気的に接続されている。第3調整回路83は、コンデンサ28Eの両端に電気的に接続され、かつ可変遅延回路50D,50Eに電気的に接続されている。
 第1調整回路81は、コンデンサ28Cの両端電圧が予め設定された第1の値Vth1(一例では、第1の値はコンデンサ28Bの両端電圧×3/4)である場合の調整電圧Vf1が、可変遅延回路50B,50Gのコンデンサ53の容量値の変化範囲(図4参照)における略中央になるように構成されている。第2調整回路82は、コンデンサ28Dの両端電圧が予め設定された第2の値Vth2(一例では、第2の値はコンデンサ28Bの両端電圧×1/2)である場合の調整電圧Vf2が、可変遅延回路50C,50Fのコンデンサ53の容量値の変化範囲における略中央になるように構成されている。第3調整回路83は、コンデンサ28Eの両端電圧が第3の値Vth3(一例では、第3の値はコンデンサ28Bの両端電圧×1/4)である場合の調整電圧Vf3が、可変遅延回路50D,50Eのコンデンサ53の容量値の変化範囲における略中央になるように構成されている。
 図9に示すように、第1調整回路81は、4個の抵抗91,92,93,94と、シャントレギュレータ95と、フォトカプラ96とを有する。抵抗91,92は、互いに直列接続され、コンデンサ28Cと並列接続されている。抵抗91,92は、コンデンサ28Cの両端電圧を検出する電圧検出部を構成している。抵抗93、フォトカプラ96、及びシャントレギュレータ95は、抵抗91,91と並列接続されている。
 フォトカプラ96は、発光ダイオード96aとフォトトランジスタ96bとを有する。発光ダイオード96aのアノードは、抵抗93に接続されている。発光ダイオード96aのカソードは、シャントレギュレータ95に接続されている。フォトトランジスタ96bのコレクタは、抵抗94を介して電源端子VCCに接続されている。フォトトランジスタ96bのコレクタと抵抗94との間のノードは、可変遅延回路50B,50Gのコンデンサ53にそれぞれ電気的に接続されている。
 シャントレギュレータ95のカソードは、発光ダイオード96aのカソードに接続されている。シャントレギュレータ95のアノードは、抵抗92に接続されている。シャントレギュレータ95リファレンス端子は、抵抗91と抵抗92との間に接続されている。シャントレギュレータ95のリファレンス端子には、コンデンサ28Cの両端電圧を抵抗91,92によって分圧した電圧が入力される。この電圧値に応じて、カソードの吸い込み電流が増減する。シャントレギュレータ95は、リファレンス端子の電圧が高いほど、カソードの吸い込み電流が増加する。
 フォトカプラ96は、シャントレギュレータ95の吸い込み電流の増減に応じて、発光ダイオード96aの電流が増減する。すなわち、シャントレギュレータ95及び発光ダイオード96aは、コンデンサ28Cの両端電圧に応じて光発光素子が出力するように構成される帰還回路を構成している。発光ダイオード96aの電流の増減に応じて、フォトトランジスタ96bの電流が増減する。フォトトランジスタ96bの電流の増減は、可変遅延回路50B,50Gに印加する調整電圧Vf1を変化させる。このように、フォトトランジスタ96b及び抵抗94は、光変換素子の出力に応じて可変遅延回路50B,50Gのコンデンサ53に印加する調整電圧Vf1を生成する電圧生成部を構成している。
 なお、第2調整回路82及び第3調整回路83の構成は、第1調整回路81の構成と等しい。このため、第2調整回路82及び第3調整回路83の構成要素には、第1調整回路81の構成要素と同様の符号を付し、その説明を省略する。以下では、第2調整回路82及び第3調整回路83において第1調整回路81と異なる点について説明する。
 第2調整回路82の抵抗91,92は、コンデンサ28Dと並列接続されている。第2調整回路82の抵抗91,92は、コンデンサ28Dの両端電圧を検出する電圧検出部を構成している。第2調整回路82のシャントレギュレータ95は、コンデンサ28Dの両端電圧に応じて第2調整回路82のフォトカプラ96に流す電流を調整する。第2調整回路82のシャントレギュレータ95及び発光ダイオード96aは、コンデンサ28Dの両端電圧に応じて光変換素子が出力するように構成される帰還回路を構成している。第2調整回路82のフォトトランジスタ96bのコレクタと第2調整回路82の抵抗94との間のノードは、可変遅延回路50C,50Fのコンデンサ53にそれぞれ電気的に接続されている。第2調整回路82のフォトトランジスタ96b及び抵抗94は、光変換素子の出力に応じて可変遅延回路50C,50Fのコンデンサ53に印加する調整電圧Vf2を生成する電圧生成部を構成している。
 第3調整回路83の抵抗91,92は、コンデンサ28Eと並列接続されている。第3調整回路83の抵抗91,92は、コンデンサ28Eの両端電圧を検出する電圧検出部を構成している。第3調整回路83のシャントレギュレータ95は、コンデンサ28Eの両端電圧に応じて第3調整回路83のフォトカプラ96に流す電流を調整する。第3調整回路83のシャントレギュレータ95及び発光ダイオード96aは、コンデンサ28Eの両端電圧に応じて光変換素子が出力するように構成される帰還回路を構成している。第3調整回路83のフォトトランジスタ96bのコレクタと第3調整回路83の抵抗94との間のノードは、可変遅延回路50D,50Eのコンデンサ53にそれぞれ電気的に接続されている。第3調整回路83のフォトトランジスタ96b及び抵抗94は、光変換素子の出力に応じて可変遅延回路50D,50Eのコンデンサ53に印加する調整電圧Vf3を生成する電圧生成部を構成している。
 なお、図8では省略されているが、制御信号Sa,Sbは、例えば駆動回路25A,25Hの入力側に設けられた図示しない遅延回路により遅延される。これらの遅延回路における遅延時間は、可変遅延回路50B~50Gのコンデンサ53の容量値の変化範囲における略中央のときの遅延時間と等しくなるように設定される。なお、制御信号Sa,Shは、マイコン13aによって遅延されてもよい。
 次に、スイッチング回路20Aにおけるスイッチ素子のターンオフのタイミング調整の一実行態様について説明する。
 本実施形態の電圧調整回路80は、昇圧時に各スイッチ素子31~34がオンし、各スイッチ素子41~44がオフする場合、各スイッチ素子31~34のドレイン・ソース間電圧Vdsを、第1電線21LとノードNとの間の電圧を4等分(1/4)した電圧と等しくするように、各スイッチ素子31~34のオフタイミングを調整する。また電圧調整回路80は、降圧時に各スイッチ素子31~34がオフし、各スイッチ素子41~44がオンする場合、各スイッチ素子41~44のドレイン・ソース間電圧Vdsを、第2電線21HとノードNとの間の電圧を4等分(1/4)した電圧と等しくするように、各スイッチ素子41~44のオフタイミングを調整する。
 具体的には、第1調整回路81では、コンデンサ28Cの両端電圧Vc1が第1の値Vth1よりも高くなると、フォトカプラ96の発光ダイオード96aに流れる電流が増加するので、フォトカプラ96のフォトトランジスタ96bのインピーダンスが低下する。このため、フォトトランジスタ96bのコレクタと第1調整回路81の抵抗94との間のノードの電位が低下することにより、調整電圧Vf1が低下する。図4に示すとおり、コンデンサ53に印加される電圧が低下するにつれてコンデンサ53の容量値が大きくなるため、調整電圧Vf1が低下することにより、可変遅延回路50B,50Gのコンデンサ53の容量値が大きくなる。その結果、昇圧時に各スイッチ素子31~34がオンし、各スイッチ素子41~44がオフする場合、可変遅延回路50Bによって第1スイッチ素子32のターンオフのタイミングが遅くなる。また降圧時に各スイッチ素子31~34がオフし、各スイッチ素子41~44がオンする場合、可変遅延回路50Gによって第2スイッチ素子43のターンオフのタイミングが遅くなる。
 一方、コンデンサ28Cの両端電圧Vc1が第1の値Vth1よりも低くなると、発光ダイオード96aに流れる電流が減少するので、フォトトランジスタ96bのインピーダンスが上昇する。このため、フォトトランジスタ96bのコレクタと第1調整回路81の抵抗94との間のノードの電位が上昇することにより、調整電圧Vf1が上昇する。調整電圧Vf1が上昇することにより、コンデンサ53の容量値が小さくなる。その結果、昇圧時に各スイッチ素子31~34がオンし、各スイッチ素子41~44がオフする場合、可変遅延回路50Bによって第1スイッチ素子32のターンオフのタイミングが早くなる。また降圧時に各スイッチ素子31~34がオフし、各スイッチ素子41~44がオンする場合、可変遅延回路50Gによって第2スイッチ素子43のターンオフのタイミングが早くなる。
 第2調整回路82では、第1調整回路81と同様に、コンデンサ28Dの両端電圧Vc2が第2の値Vth2よりも高くなると、調整電圧Vf2が低下するので、可変遅延回路50C,50Fのコンデンサ53の容量値が大きくなる。その結果、昇圧時に各スイッチ素子31~34がオンし、各スイッチ素子41~44がオフする場合、可変遅延回路50Cによって第1スイッチ素子33のターンオフのタイミングが遅くなる。また降圧時に各スイッチ素子31~34がオフし、各スイッチ素子41~44がオンする場合、可変遅延回路50Fによって第2スイッチ素子42のターンオフのタイミングが遅くなる。
 一方、コンデンサ28Dの両端電圧Vc2が第2の値Vth2よりも低くなると、調整電圧Vf2が上昇するので、第1調整回路81と同様に、可変遅延回路50C,50Fのコンデンサ53の容量値が小さくなる。その結果、昇圧時に各スイッチ素子31~34がオンし、各スイッチ素子41~44がオフする場合、可変遅延回路50Cによって第1スイッチ素子33のターンオフのタイミングが早くなる。また降圧時に各スイッチ素子31~34がオフし、各スイッチ素子41~44がオンする場合、可変遅延回路50Fによって第2スイッチ素子42のターンオフのタイミングが早くなる。
 第3調整回路83では、第1調整回路81と同様に、コンデンサ28Eの両端電圧Vc3が第3の値Vth3よりも高くなると、調整電圧Vf3が低下するので、可変遅延回路50D,50Eのコンデンサ53の容量値が大きくなる。その結果、昇圧時に各スイッチ素子31~34がオンし、各スイッチ素子41~44がオフする場合、可変遅延回路50Dによって第1スイッチ素子34のターンオフのタイミングが遅くなる。また降圧時に各スイッチ素子31~34がオフし、各スイッチ素子41~44がオンする場合、可変遅延回路50Eによって第2スイッチ素子41のターンオフのタイミングが遅くなる。
 一方、コンデンサ28Eの両端電圧Vc3が第3の値Vth3よりも低くなると、調整電圧Vf3が上昇するので、第1調整回路81と同様に、可変遅延回路50D,50Eのコンデンサ53の容量値が小さくなる。その結果、昇圧時に各スイッチ素子31~34がオンし、各スイッチ素子41~44がオフする場合、可変遅延回路50Dによって第1スイッチ素子34のターンオフのタイミングが早くなる。また降圧時に各スイッチ素子31~34がオフし、各スイッチ素子41~44がオンする場合、可変遅延回路50Eによって第2スイッチ素子41のターンオフのタイミングが早くなる。
 以上のフィードバック動作により、昇圧動作において、電圧調整回路80は、第1スイッチ素子31のタイミングに、他の第1スイッチ素子32~34のタイミングを合せるように、調整電圧Vf1~Vf3を生成する。また、以上のフィードバック動作により、降圧動作において、電圧調整回路80は、第2スイッチ素子44のタイミングに、他の第2スイッチ素子41~43のタイミングを合せるように、調整電圧Vf1~Vf3を生成する。
 本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、第1実施形態の(1-2)及び(1-3)と同様の効果に加え、以下の効果が得られる。
 (2-1)電圧調整回路80は、スナバ用のコンデンサ28C~28Eのそれぞれの電圧値である両端電圧に基づいて、スイッチ素子32~34,41~43のターンオフのタイミングを調整する。ここで、前述したように、各スイッチ素子は、寄生容量のばらつきによってターンオフのタイミングが変わる。このため、スイッチ素子31~34,41~44の出力容量をコンデンサ28C~28Eの両端電圧として取り出し、電圧調整回路80によってスイッチ素子32~34,41~43のターンオフのタイミングを調整する。このようにして、電圧調整回路80は、スイッチ素子31~34,41~44のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。
 (第3実施形態)
 上記実施形態のように、電圧制御型可変容量素子としてのコンデンサ53の容量を調整してターンオフのタイミングを調整する場合、ターンオンのタイミングが変化し、第1スイッチ素子31~34や第2スイッチ素子41~44のドレイン・ソース間電圧Vdsが一瞬跳ね上がる現象が生じるおそれがある。以下、これについて図10に基づき説明する。
 図10は、相対的に第1スイッチ素子31のゲート信号のターンオフのタイミングt1に対し第1スイッチ素子32のゲート信号のターンオフのタイミングt2を遅延させた例を示す。なお、この例では、第1スイッチ素子31および第1スイッチ素子32の双方のゲート・ソース間電圧Vgsがミラー電圧となっている期間が時刻t3~t4の期間となっている。
 ここで、可変遅延回路50Bにおけるコンデンサ53の静電容量を調整することによってゲート信号のターンオフのタイミングを遅延させる場合、制御信号Sbのターンオフのタイミングに対してゲート信号のターンオフのタイミングが遅延するのみならず、制御信号Sbのターンオンのタイミングに対してゲート信号のターンオンのタイミングも遅延する。これにより、図10に示すように、第1スイッチ素子31のゲート信号がターンオンとなるタイミングに対して第1スイッチ素子32のゲート信号がターンオンとなるタイミングが遅延する。そのため、第1スイッチ素子31のゲート・ソース間電圧Vgsがミラー電圧となる時刻t5よりも遅い時刻t6において、第1スイッチ素子32のゲート・ソース間電圧Vgsがミラー電圧となる。時刻t5において、第1スイッチ素子31のゲート・ソース間電圧Vgsがミラー電圧に達すると、第1スイッチ素子31のドレイン・ソース間の寄生容量が放電され始め、第1スイッチ素子31のドレイン・ソース間電圧Vdsが低下する。第1スイッチ素子31のドレイン・ソース間の寄生容量が放電され始めると、相対的に第1スイッチ素子32のドレイン・ソース間電圧Vdsが上昇する。時刻t6において、第1スイッチ素子32のゲート・ソース間電圧Vgsがミラー電圧に達すると、第1スイッチ素子32のドレイン・ソース間の寄生容量が放電開始し、第1スイッチ素子32のドレイン・ソース間電圧Vdsが低下する。なお、時刻t7は、第1スイッチ素子31のミラー期間が終了するタイミングであり、時刻t8は、第1スイッチ素子32のミラー期間が終了するタイミングである。
 本実施形態では、上記跳ね上がりを抑制すべく、可変遅延回路50A~50Hを図11に示す構成とする。
 図11は、本実施形態にかかる可変遅延回路50Aの構成を示す。なお、可変遅延回路50B~50Hの構成は、可変遅延回路50Aに示すものと同様である。図11に示すように、本実施形態では、制御信号Saが、抵抗体54aと、抵抗体54bおよびダイオード54cの直接接続体との並列接続体(以下、抵抗体54と称する)の一方の端子に印加される。抵抗体54の他方の端子には、コンデンサ52,53が接続されている。すなわち、抵抗体54およびコンデンサ52,53によってRC直列回路が構成されており、抵抗体54およびコンデンサ52,53の接続点の電圧が、駆動回路25に印加される。
 ここで、ダイオード54cは、コンデンサ52,53側がカソード側となっている。そのため、第1スイッチ素子31をターンオンさせるべく制御信号Saが立ち上がる場合、抵抗体54a,54bの双方を介してコンデンサ52,53に電流が流れる。これに対し、第1スイッチ素子32をターンオフさせるべく制御信号Saが立ち下がる場合、コンデンサ52,53から抵抗体54aを介して電流が流出するものの、抵抗体54bには電流が流れない。
 したがって、抵抗体54aの抵抗値Ra、抵抗体54bの抵抗値Rbを用いると、抵抗体54の抵抗値は、ターンオフ時には「Rb」となり、ターンオン時には、「Rc={Ra・Rb/(Ra+Rb)}」となる。本発明では、このようにダイオードが接続された回路を、順方向に電流が流れる場合のインピーダンスと、順方向とは逆の方向に電流が流れる場合のインピーダンスとが異なるインピーダンス変換回路、と定義する。なお、ダイオードの代わりにスイッチ素子を用いて、ターンオン時にON、ターンオフ時にOFFとなるように制御してもよい。
 ここで、コンデンサ52,53の合成の静電容量Cを用いると、RC直列回路の時定数は、ターンオン時には、「1/(Rc・C)」となり、ターンオフ時には「1/(Rb・C)」となる。本発明ではこのように、コンデンサ53と抵抗体54とで構成される回路を時定数回路という。また、ターンオンからターンオフ時にかけて、コンデンサ53の容量が変化しない場合であっても、抵抗体54の抵抗値は変化するため、時定数回路のインピーダンスは変化する。そして、ターンオンとターンオフとでインピーダンスが変化することに起因して時定数回路の時定数に差が生じる。
 そして、抵抗値Rcが抵抗値Rbよりも小さいことから、静電容量Cを小さくすることによる制御信号Saのターンオンのタイミングに対するゲート信号のターンオンのタイミングの遅延量を、制御信号Saのターンオフのタイミングに対するゲート信号のターンオフのタイミングの遅延量よりも小さくすることができる。換言すれば、上記抵抗体54を備えることにより、静電容量Cの調整によるターンオフのタイミングの遅延処理の影響がターンオンのタイミングに及ぶことを抑制できる。なお、抵抗体54bの代わりに、コンデンサを付けて、ターンオンの遅延量をターンオフの遅延量と比較して小さくしても良い。
 図12に、本実施形態において、相対的に第1スイッチ素子31のゲート信号のターンオフのタイミングt1に対し第1スイッチ素子32のゲート信号のターンオフのタイミングt2を遅延させた例を示す。なお、図12において、時刻t1~t4までは、図10に示したものと同様である。
 図12に示すように、本実施形態では、第1スイッチ素子31のゲート信号のターンオンのタイミングと第1スイッチ素子32のゲート信号のターンオンのタイミングとがほぼ等しい。そのため、第1スイッチ素子32のドレイン・ソース間電圧Vdsが一瞬跳ね上がることを抑制できる。ちなみに、図12に示す例では、第1スイッチ素子31のドレイン・ソース間電圧Vdsがわずかに跳ね上がっている。これは、第1スイッチ素子32の方がゲート・ソース間電圧Vgsの変化速度が大きいために、ゲート信号のターンオンのタイミングが第1スイッチ素子31,32同士で互いにほぼ等しい場合、第1スイッチ素子32のゲート・ソース間電圧Vgsの方が先にミラー電圧に達することを示したものである。ただし、本実施形態において第1スイッチ素子32のゲート・ソース間電圧Vgsがミラー電圧に達する時刻t5に対する第1スイッチ素子31のゲート・ソース間電圧Vgsがミラー電圧に達する時刻t6の遅延時間は、図10に示した遅延時間よりも短い。すなわち、第1スイッチ素子31のゲート・ソース間電圧Vgsがミラー電圧に達する時刻t5に対する第1スイッチ素子32のゲート・ソース間電圧Vgsがミラー電圧に達する時刻t6の遅延時間よりも短い。そのため、ドレイン・ソース間電圧Vdsの跳ね上がりを十分抑制できている。
 (他の実施形態)
 なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
 ・上記各実施形態では、第1スイッチ群30と第2スイッチ群40のそれぞれが4個のスイッチ素子を有する構成としたが、2個、3個又は5個以上のスイッチ素子を有する構成を採用してもよい。
 ・上記各実施形態では、スイッチ素子31~34,41~44のゲート信号のターンオフ並びにターンオンのタイミングを電圧制御型可変容量素子としてのコンデンサ53を用いて遅延させる構成としたが、これに限らない。他の方法にてスイッチ素子31~34,41~44のゲート信号のターンオフ並びにターンオンのタイミングを遅延させるようにしてもよい。
 ・図11に例示した整流素子としてのダイオード54cに代えて、サイリスタを用い、サイリスタのゲートに制御信号Saをさらに印加するようにしてもよい。また、たとえば、ダイオード54cを削除し、抵抗体54bとコンデンサ52,53との間にN型のMOSFETを接続し、そのゲートを抵抗体54aのうちの制御信号Saの入力側に接続してもよい。なお、整流素子を一部の抵抗体に接続することも必須ではない。たとえば、抵抗体54aに、コンデンサ52,53側をアノード側とするダイオードを接続してもよい。この場合であっても、抵抗体54bの抵抗値Rbを抵抗体54aの抵抗値Raよりも大きくすることにより、上記第3実施形態と同様の効果を奏する。また、抵抗体54としては、2つの抵抗体を並列に接続したものに限らず、たとえば3つ以上の抵抗体を並列に接続し、それらのうちの少なくとも1部に整流素子を直列接続してもよい。
 なお、図11に例示した回路構成は、第1実施形態のみならず、第2実施形態や、それら各実施形態の変更例に適用できる。
 ・第1実施形態において、図13に示すように、可変遅延回路50A,50Hを省略してもよい。すなわち、図13のスイッチング回路20Aでは、第1スイッチ素子31~34及び第2スイッチ素子41~44のうちの最も高電位側のスイッチ素子である第2スイッチ素子44及び最も低電位側のスイッチ素子である第1スイッチ素子31以外のスイッチ素子である第1スイッチ素子32~34及び第2スイッチ素子41~43のそれぞれのゲート端子の前段には、電圧制御型可変容量素子であるコンデンサ53が接続されている。言い換えれば、スイッチング回路20Aは、第1スイッチ群30及び第2スイッチ群40に接続された2n個の各スイッチ素子の内の最も高電位側のスイッチ素子及び最も低電位側のスイッチ素子以外のスイッチ素子のそれぞれのゲート端子の前段に接続された2n-2個の電圧制御型可変容量素子を備える。この場合、マイコン13aは、可変遅延回路50B~50Gに対する調整信号をD/Aコンバータ13bに出力する。D/Aコンバータ13bは、調整信号に応じた調整電圧Vctb~Vctgを指令値信号として可変遅延回路50B~50Gに出力する。言い換えれば、マイコン13aは、電圧制御型可変容量素子が接続された2n-2個の各スイッチ素子のゲート端子に同じタイミングの制御信号を出力するとともに、2n-2個の電圧制御型可変容量素子に対して印加される調整電圧の指令値信号を出力する。図13のスイッチング回路20Aでは、制御部13は、図5の昇圧モードにおける遅延調整制御においてステップS100~S104を省略し、ステップS110から開始し、図6の降圧モードにおける遅延調整制御においてステップS200~S204を省略し、ステップS210から開始する。
 ・第2実施形態において、可変遅延回路50B~50Gの少なくとも1つの可変遅延回路におけるコンデンサ52を省略してもよい。
 ・第2実施形態において、第1スイッチ素子31のゲート端子の前段に接続される可変遅延回路50A、及び第2スイッチ素子44のゲート端子の前段に接続される可変遅延回路50Hの少なくとも一方を追加してもよい。
 ・第2実施形態において、電圧調整回路80の構成は任意に変更可能である。一例では、電圧調整回路80は、フォトカプラ96に代えて、他の光変換素子、磁気変換素子等を用いてもよい。
 ・上記各実施形態のスイッチング回路20Aは、双方向の電力変換装置に用いられたが、これに限らず、一方向の電力変換装置に用いられてもよい。
 一例では、図14に示すように、昇圧型のDC-DCコンバータ(電力変換装置)にスイッチング回路20Aを用いてもよい。本例のスイッチング回路20Aは、第2スイッチ群40の代わりに2つのダイオード61,62を直列接続してなるダイオード群60を用いている。また、スイッチング回路20Aは、第1スイッチ群30としてダイオード61,62と同数個の第1スイッチ素子31,32を用いている。このような構成であっても各コンデンサ28A,28B,28Eの両端電圧を検出して、その検出した電圧値に基づいて、スイッチ素子31,32のゲート端子のターンオフのタイミングを調整することで上記実施形態の(1-1)と同様の効果を奏する。
 また、図15に示すように、降圧型のDC-DCコンバータ(電力変換装置)にスイッチング回路20Aを用いてもよい。本例のスイッチング回路20Aは、第1スイッチ群30の代わりに2つのダイオード71,72を直列接続してなるダイオード群70を用いている。また、スイッチング回路20Aは、第2スイッチ群40としてダイオード71,72と同数個の第2スイッチ素子41,42を用いている。このような構成であっても各コンデンサ28A,28B,28Eの両端電圧を検出して、その検出した電圧値に基づいて、スイッチ素子41,42のゲート端子のターンオフのタイミングを調整することで上記実施形態の(1-1)と同様の効果を奏する。
 ・上記実施形態のスイッチング回路20Aは、単相2線式の電力管理システム1の電力変換装置20に用いられたが、これに限られず、単相3線式の電力管理システム1の電力変換装置20に用いられてもよい。
 (付記)
 上記各実施形態及び各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
 (付記1)第1電圧が印加される第1入出力部、及び前記第1電圧よりも低い第2電圧が印加される第2入出力部と、n個(但し、nは2以上の整数)のスイッチ素子が直列に接続された第1及び第2スイッチ群が、前記第1入出力部の低電位側から前記第1スイッチ群、前記第2スイッチ群の順で前記第1入出力部間に直列接続されたスイッチ回路部と、前記第2入出力部の高電位側に接続され、前記第2入出力部間に前記第1スイッチ群及び前記第2スイッチ群と共に直列接続されるインダクタと、前記第2入出力部間に接続され、前記第1スイッチ群と並列に接続された第1のコンデンサと、前記第1入出力部間に接続され、前記スイッチ回路部と並列に接続された第2のコンデンサと、前記第1スイッチ群と前記第2スイッチ群の間の接続点を基準として、前記第1スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点及び前記第2スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点の内でm番目(但し、1≦m≦n-1)の接続点同士をそれぞれ接続するスナバコンデンサを含むスナバ回路部と、前記第1及び第2スイッチ群の各スイッチ素子のゲート端子をターンオフさせる制御部と、を備えたスイッチングコンバータであって、前記制御部は、前記スナバコンデンサの両端電圧及び前記第2のコンデンサの両端電圧を検出し、前記スナバコンデンサのそれぞれの電圧値及び前記第2のコンデンサの電圧値に基づいて、前記スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを調整する、スイッチングコンバータ。
 この構成によれば、制御部は、スナバコンデンサの両端電圧と第2のコンデンサの両端電圧を検出し、スナバコンデンサのそれぞれの電圧値と第2のコンデンサの電圧値とに基づいて、スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを遅延させることで各スイッチ素子のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。
 (付記2)第1電圧が印加される第1入出力部、及び前記第1電圧よりも低い第2電圧が印加される第2入出力部と、n個(但し、nは2以上の整数)のスイッチ素子が直列に接続されたスイッチ群と、n個(但し、nは2以上の整数)のダイオード素子が直列に接続されたダイオード群とが、前記第1入出力部間に直列接続されたスイッチ回路部と、前記第2入出力部間に接続され、前記スイッチ群又は前記ダイオード群と並列に接続された第1のコンデンサと、前記第1入出力部間に接続され、前記スイッチ回路部と並列に接続された第2のコンデンサと、前記スイッチ群と前記ダイオード群の間の接続点を基準として、前記スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点及び前記ダイオード群の各ダイオード素子間の接続点の内でm番目(但し、1≦m≦n-1)の接続点同士をそれぞれ接続するスナバコンデンサを含むスナバ回路部と、前記スイッチ群の各スイッチ素子のゲート端子をターンオフさせる制御部と、を備えたスイッチングコンバータであって、前記制御部は、前記スナバコンデンサの両端電圧及び前記第2のコンデンサの両端電圧を検出し、前記スナバコンデンサの電圧値と前記第2のコンデンサの電圧値とに基づいて、前記スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを調整する、スイッチングコンバータ。
 この構成によれば、制御部は、スナバコンデンサの両端電圧及び第2のコンデンサの両端電圧を検出し、スナバコンデンサのそれぞれの電圧値と第2のコンデンサの電圧値とに基づいて、スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを遅延させることで各スイッチ素子のドレイン-ソース間電圧Vdsのばらつきを低減できる。
 13…制御部(スイッチングコンバータ)
 20…電力変換装置(スイッチングコンバータ)
 21L…第1電線
 21H…第2電線
 21M…第3電線
 22…第1入出力部
 23…第2入出力部
 24…スイッチ回路部
 25A~25H…駆動回路
 27…インダクタ
 28A…コンデンサ(第2のコンデンサ)
 28B…コンデンサ(第1のコンデンサ)
 28C~28E…スナバコンデンサ(スナバ回路部)
 30…第1スイッチ群
 31~34…第1スイッチ素子
 40…第2スイッチ群
 41~44…第2スイッチ素子
 53…コンデンサ(電圧制御型可変容量素子)
 60…ダイオード群
 61,62…ダイオード
 70…ダイオード群
 71,72…ダイオード
 80…電圧調整回路
 N,N1~N6…接続ノード(接続点)
 Sa~Sh…制御信号
 Vcta~Vcth…調整電圧(指令値信号)

Claims (11)

  1.  第1電圧が印加される第1入出力部、及び前記第1電圧よりも低い第2電圧が印加される第2入出力部と、
     n個(但し、nは2以上の整数)のスイッチ素子がそれぞれ直列に接続された第1及び第2スイッチ群が、前記第1入出力部の低電位側から前記第1スイッチ群、前記第2スイッチ群の順で前記第1入出力部間に直列接続されたスイッチ回路部と、
     前記第2入出力部の高電位側に接続され、前記第2入出力部間に前記第1スイッチ群と直列接続されるインダクタと、
     前記第2入出力部間に接続され、前記第1スイッチ群と並列に接続された第1のコンデンサと、
     前記第1入出力部間に接続され、前記スイッチ回路部と並列に接続された第2のコンデンサと、
     前記第1スイッチ群と前記第2スイッチ群の間の接続点を基準として、前記第1スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点及び前記第2スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点の内でm番目(但し、1≦m≦n-1)の接続点同士をそれぞれ接続するスナバコンデンサを含むスナバ回路部と、
     前記第1及び第2スイッチ群の各スイッチ素子のゲート端子をターンオフさせる制御部と、
    を備えたスイッチングコンバータであって、
     前記制御部は、前記スナバコンデンサの両端電圧と前記第1のコンデンサの両端電圧と前記第2のコンデンサの両端電圧を検出し、前記スナバコンデンサのそれぞれの電圧値と前記第1のコンデンサの電圧値と前記第2のコンデンサの電圧値とに基づいて、前記スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを調整する、スイッチングコンバータ。
  2.  第1電圧が印加される第1入出力部、及び前記第1電圧よりも低い第2電圧が印加される第2入出力部と、
     n個(但し、nは2以上の整数)のスイッチ素子が直列に接続されたスイッチ群と、n個(但し、nは2以上の整数)のダイオード素子が直列に接続されたダイオード群とが、前記第1入出力部間に直列接続されたスイッチ回路部と、
     前記第2入出力部間に接続され、前記スイッチ群又は前記ダイオード群と並列に接続された第1のコンデンサと、
     前記第1入出力部間に接続され、前記スイッチ回路部と並列に接続された第2のコンデンサと、
     前記スイッチ群と前記ダイオード群の間の接続点を基準として、前記スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点及び前記ダイオード群の各ダイオード素子間の接続点の内でm番目(但し、1≦m≦n-1)の接続点同士をそれぞれ接続するスナバコンデンサを含むスナバ回路部と、
     前記スイッチ群の各スイッチ素子のゲート端子をターンオフさせる制御部と、
    を備えたスイッチングコンバータであって、
     前記制御部は、前記スナバコンデンサの両端電圧と前記第1のコンデンサの両端電圧と前記第2のコンデンサの両端電圧を検出し、前記スナバコンデンサのそれぞれの電圧値と前記第1のコンデンサの電圧値と前記第2のコンデンサの電圧値とに基づいて、前記スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを調整する、スイッチングコンバータ。
  3.  前記n個の各スイッチ素子のそれぞれのゲート端子の前段に接続されたn個の電圧制御型可変容量素子を備え、
     前記制御部は前記n個の各スイッチ素子のゲート端子に制御信号を出力するとともに、前記n個の電圧制御型可変容量素子に対して印加される調整電圧の指令値信号を出力することを特徴とする請求項1又は2に記載のスイッチングコンバータ。
  4.  第1電圧が印加される第1入出力部、及び前記第1電圧よりも低い第2電圧が印加される第2入出力部と、
     n個(但し、nは2以上の整数)のスイッチ素子が直列に接続された第1及び第2スイッチ群が、前記第1入出力部の低電位側から前記第1スイッチ群、前記第2スイッチ群の順で前記第1入出力部間に直列接続されたスイッチ回路部と、
     前記第2入出力部の高電位側に接続され、前記第2入出力部間に前記第1スイッチ群及び前記第2スイッチ群と共に直列接続されるインダクタと、
     前記第2入出力部間に接続され、前記第1スイッチ群と並列に接続された第1のコンデンサと、
     前記第1入出力部間に接続され、前記スイッチ回路部と並列に接続された第2のコンデンサと、
     前記第1スイッチ群と前記第2スイッチ群の間の接続点を基準として、前記第1スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点及び前記第2スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点の内でm番目(但し、1≦m≦n-1)の接続点同士をそれぞれ接続するスナバコンデンサを含むスナバ回路部と、
     前記第1及び第2スイッチ群の各スイッチ素子のゲート端子をターンオフさせる制御部と、
     前記第1及び第2スイッチ群に接続された2n個の各スイッチ素子の内の最も高電位側のスイッチ素子及び最も低電位側のスイッチ素子以外のスイッチ素子のそれぞれのゲート端子の前段に接続された2n-2個の電圧制御型可変容量素子と、
    を備えたスイッチングコンバータであって、
     前記制御部は、前記スナバコンデンサの両端電圧と前記第2のコンデンサの両端電圧を検出し、前記スナバコンデンサのそれぞれの電圧値と前記第2のコンデンサの電圧値とに基づいて、前記スイッチ素子のゲート端子のターンオフのタイミングを調整する、スイッチングコンバータ。
  5.  前記制御部は、前記電圧制御型可変容量素子が接続された2n-2個の各スイッチ素子のゲート端子に同じタイミングの制御信号を出力するとともに、前記2n-2個の電圧制御型可変容量素子に対して印加される調整電圧の指令値信号を出力する請求項4に記載のスイッチングコンバータ。
  6.  第1電圧が印加される第1入出力部、及び前記第1電圧よりも低い第2電圧が印加される第2入出力部と、
     n個(但し、nは2以上の整数)のスイッチ素子が直列に接続された第1及び第2スイッチ群が、前記第1入出力部の低電位側から前記第1スイッチ群、前記第2スイッチ群の順で前記第1入出力部間に直列接続されたスイッチ回路部と、
     前記第2入出力部の高電位側に接続され、前記第2入出力部間に前記第1スイッチ群及び前記第2スイッチ群と共に直列接続されるインダクタと、
     前記第2入出力部間に接続され、前記第1スイッチ群と並列に接続された第1のコンデンサと、
     前記第1入出力部間に接続され、前記スイッチ回路部と並列に接続された第2のコンデンサと、
     前記第1スイッチ群と前記第2スイッチ群の間の接続点を基準として、前記第1スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点及び前記第2スイッチ群の各スイッチ素子間の接続点の内でm番目(但し、1≦m≦n-1)の接続点同士をそれぞれ接続するスナバコンデンサを含むスナバ回路部と、
     前記第1及び第2スイッチ群の各スイッチ素子のゲート端子をターンオフさせる制御部と、
     前記第1及び第2スイッチ群に接続された2n個の各スイッチ素子の内の最も高電位側のスイッチ素子及び最も低電位側のスイッチ素子以外のスイッチ素子のそれぞれのゲート端子の前段に接続された2n-2個の電圧制御型可変容量素子と、
     前記スナバコンデンサのそれぞれの電圧値に基づいて、前記2n-2個の電圧制御型可変容量素子に調整電圧を印加する電圧調整回路と、
    を備えたスイッチングコンバータ。
  7.  前記電圧調整回路は、前記2n-2個の電圧制御型可変容量素子が接続されたスイッチ素子に対応する前記スナバコンデンサごとに設けられている請求項6に記載のスイッチングコンバータ。
  8.  前記電圧調整回路は、
     前記スナバコンデンサの両端電圧を検出する電圧検出部と、
     前記電圧検出部によって検出された前記スナバコンデンサの両端電圧に応じて光変換素子又は磁気変換素子が出力するように構成される帰還回路と、
     前記光変換素子又は磁気変換素子の出力に応じて前記電圧制御型可変容量素子に印加する前記調整電圧を生成する電圧生成部と、
     を備える請求項6又は7に記載のスイッチングコンバータ。
  9.  前記制御部の制御信号が出力される端子部と、
     前記電圧制御型可変容量素子との間に接続され、前記端子部側を上流側とする方向である順方向に電流が流れる場合のインピーダンスと、前記順方向とは逆方向に電流が流れる場合のインピーダンスとが、異なるインピーダンス変換回路と、
     前記インピーダンス変換回路のインピーダンスと前記電圧制御型可変容量素子の容量値とから形成される時定数回路と、を備え、
     前記制御信号の立上りと立下りとで前記インピーダンス変換回路のインピーダンスが異なることにより前記時定数回路の時定数に差が生じることを特徴とする請求項3~8のいずれか1項に記載のスイッチングコンバータ。
  10.  前記インピーダンス変換回路は、
     第1の抵抗体と、
     第2の抵抗体と第1の整流素子との直列回路と、
     を有し、
     前記第1の抵抗体と前記直列回路とが並列接続されてなる、請求項9に記載のスイッチングコンバータ。
  11.  前記インピーダンス変換回路は、
     第1の抵抗体と、
     第1のキャパシタと第1の整流素子との直列回路と、
     を有し、
     前記第1の抵抗体と前記直列回路とが並列接続されてなる、請求項9記載のスイッチングコンバータ。
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