JP2000116119A - 温度補償回路 - Google Patents
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- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
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- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
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- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パワーコンバータの素子に対する温度の影響
を補償し電流保護を行いコンバータの制御を安定化させ
るようなシステムを提供する。 【解決手段】 温度依存性の電気的特性を示す半導体ス
イッチ１１０と、スイッチ電流信号を得るために前記半
導体スイッチの特性を採用した電流検出回路１１５と共
に使用される本発明の温度補償回路は、前記半導体スイ
ッチ１１０と伝熱状態に配置され、前記半導体スイッチ
の温度依存性の特性と逆の関係にある温度依存性の電気
的特性を有し、前記半導体スイッチの実際の温度に基づ
いて中間信号を生成する電気的素子１０５と、前記電気
的素子１０５に接続され、前記スイッチ電流信号の温度
依存性の変動に対抗する補償信号を生成するために、前
記中間信号を調整する信号調整回路１２０とを有する。
を補償し電流保護を行いコンバータの制御を安定化させ
るようなシステムを提供する。 【解決手段】 温度依存性の電気的特性を示す半導体ス
イッチ１１０と、スイッチ電流信号を得るために前記半
導体スイッチの特性を採用した電流検出回路１１５と共
に使用される本発明の温度補償回路は、前記半導体スイ
ッチ１１０と伝熱状態に配置され、前記半導体スイッチ
の温度依存性の特性と逆の関係にある温度依存性の電気
的特性を有し、前記半導体スイッチの実際の温度に基づ
いて中間信号を生成する電気的素子１０５と、前記電気
的素子１０５に接続され、前記スイッチ電流信号の温度
依存性の変動に対抗する補償信号を生成するために、前
記中間信号を調整する信号調整回路１２０とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパワー変換方法に関
し、特に半導体スイッチの温度補償回路およびその動作
方法に関する。
し、特に半導体スイッチの温度補償回路およびその動作
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＣ−ＤＣパワーコンバータの使用は、
大きな通信設備およびコンピュータ装置の設置を含む重
要な産業で幅広く用いられている。コンバータ（変換
器）は、様々な負荷条件および温度条件でも信頼性よく
動作しなければならない。コンバータは、入力ＤＣ電圧
をＡＣ信号にまず変換し、それを変圧器を通してさらに
整流することにより所望の値の出力ＤＣ電圧を提供す
る。様々なスイッチング技術を用いることにより、コン
バータの電力は上昇している。
大きな通信設備およびコンピュータ装置の設置を含む重
要な産業で幅広く用いられている。コンバータ（変換
器）は、様々な負荷条件および温度条件でも信頼性よく
動作しなければならない。コンバータは、入力ＤＣ電圧
をＡＣ信号にまず変換し、それを変圧器を通してさらに
整流することにより所望の値の出力ＤＣ電圧を提供す
る。様々なスイッチング技術を用いることにより、コン
バータの電力は上昇している。
【０００３】多くのＤＣ−ＤＣコンバータは、様々な変
動する負荷電流に対し、適正に動作しなければならな
い。多くのＤＣ−ＤＣコンバータは、出力電圧を正確に
調整しながら公称値の負荷電流を供給するよう設計され
ている。負荷電流が公称値以上に増加すると、出力電圧
はゼロして、コンバータを加熱による故障から保護して
いる。保護回路は、構成する素子が故障する原因となる
過大負荷電流からコンバータのパワー整流器および他の
構成素子を保護している。幅広い温度における動作要件
により、過電圧保護および過電流保護の問題がますます
悪化しているが、その理由は、コンバータの活性回路素
子は温度と共にその電気的特性が変動するからである。
動する負荷電流に対し、適正に動作しなければならな
い。多くのＤＣ−ＤＣコンバータは、出力電圧を正確に
調整しながら公称値の負荷電流を供給するよう設計され
ている。負荷電流が公称値以上に増加すると、出力電圧
はゼロして、コンバータを加熱による故障から保護して
いる。保護回路は、構成する素子が故障する原因となる
過大負荷電流からコンバータのパワー整流器および他の
構成素子を保護している。幅広い温度における動作要件
により、過電圧保護および過電流保護の問題がますます
悪化しているが、その理由は、コンバータの活性回路素
子は温度と共にその電気的特性が変動するからである。
【０００４】例えば、パワーコンバータのパワースイッ
チとして採用されるパワーＭＯＳＦＥＴのＯＮ抵抗は、
温度に直接比例して変動する。−４０℃から１２５℃の
動作範囲（これは屋外で通常要求される動作範囲である
が）においては、通常のＭＯＳＦＥＴ素子のＯＮ抵抗
は、１００％（２倍）以上変動する。これに関連してこ
の素子のＯＮ電圧もある電流に対して温度と共に変動す
る。この素子のＯＮ電圧がコンバータ内の電流検出を行
うために用いられる場合には、電流保護点は、この素子
の温度依存性の特性に一部起因して大幅に変化すること
になる。
チとして採用されるパワーＭＯＳＦＥＴのＯＮ抵抗は、
温度に直接比例して変動する。−４０℃から１２５℃の
動作範囲（これは屋外で通常要求される動作範囲である
が）においては、通常のＭＯＳＦＥＴ素子のＯＮ抵抗
は、１００％（２倍）以上変動する。これに関連してこ
の素子のＯＮ電圧もある電流に対して温度と共に変動す
る。この素子のＯＮ電圧がコンバータ内の電流検出を行
うために用いられる場合には、電流保護点は、この素子
の温度依存性の特性に一部起因して大幅に変化すること
になる。
【０００５】また保護システムは、スイッチの検出電圧
が通常非常にノイズを含んでいるためにさらに複雑とな
る。そのため上記の特性は、検出された電圧特性が保護
システムで採用されてはいるが、コンバータの電流モー
ドの制御に対する選択の特徴点とはなり得ないことを示
す。さらにまた、大型のトランス（変圧器）および抵抗
回路を含む他の検出技術を用いてもコストが高くなり損
失の大きな制御システムとなってしまう欠点がある。
が通常非常にノイズを含んでいるためにさらに複雑とな
る。そのため上記の特性は、検出された電圧特性が保護
システムで採用されてはいるが、コンバータの電流モー
ドの制御に対する選択の特徴点とはなり得ないことを示
す。さらにまた、大型のトランス（変圧器）および抵抗
回路を含む他の検出技術を用いてもコストが高くなり損
失の大きな制御システムとなってしまう欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、パワーコンバータの素子に対する温度の影響を検
出し補償して、電流保護を正確に行いかつコンバータの
制御を安定化させるようなシステムおよび方法を提供す
ることである。
的は、パワーコンバータの素子に対する温度の影響を検
出し補償して、電流保護を正確に行いかつコンバータの
制御を安定化させるようなシステムおよび方法を提供す
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は請求項１に記載した特徴を有する。本発明
の一実施例においては、請求項２に記載した特徴を有す
る。多くの半導体スイッチにおいては、そのＯＮ抵抗は
温度に比例して変動するが、ＯＮ抵抗は温度とは無関係
に変動する半導体素子もある。いずれの場合にも、温度
変動を補償するために、温度変動手段が採用されてい
る。
に、本発明は請求項１に記載した特徴を有する。本発明
の一実施例においては、請求項２に記載した特徴を有す
る。多くの半導体スイッチにおいては、そのＯＮ抵抗は
温度に比例して変動するが、ＯＮ抵抗は温度とは無関係
に変動する半導体素子もある。いずれの場合にも、温度
変動を補償するために、温度変動手段が採用されてい
る。
【０００８】本発明の他の実施例においては、本発明は
請求項３に記載した特徴を有する。ショットキーダイオ
ードは他の素子の温度の影響を有効に補償する効果を有
する。本発明の一実施例においては、本発明は請求項４
に記載した特徴を有する。当然のことながら、他の種類
の半導体スイッチも本発明の範囲内に含まれる。
請求項３に記載した特徴を有する。ショットキーダイオ
ードは他の素子の温度の影響を有効に補償する効果を有
する。本発明の一実施例においては、本発明は請求項４
に記載した特徴を有する。当然のことながら、他の種類
の半導体スイッチも本発明の範囲内に含まれる。
【０００９】本発明の一実施例によれば、本発明は請求
項５に記載した特徴を有する。この電流スイッチ信号を
採用して、幅広い温度範囲に亘って温度差を補償する。
本発明の一実施例によれば、本発明は請求項６に記載し
た特徴を有する。この中間信号のスキュー(skew)により
補償回路の幅広い範囲に亘って補償信号を生成できる。
本発明の一実施例は、請求項７に記載した特徴を有す
る。逆に信号調整回路は、必要な信号調整回路の適正な
表示が可能な他の回路でもよい。
項５に記載した特徴を有する。この電流スイッチ信号を
採用して、幅広い温度範囲に亘って温度差を補償する。
本発明の一実施例によれば、本発明は請求項６に記載し
た特徴を有する。この中間信号のスキュー(skew)により
補償回路の幅広い範囲に亘って補償信号を生成できる。
本発明の一実施例は、請求項７に記載した特徴を有す
る。逆に信号調整回路は、必要な信号調整回路の適正な
表示が可能な他の回路でもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１において、コントローラ１０
０は半導体スイッチ１１０に接続され、このコントロー
ラ１００は温度補償回路（電気的素子１０５と信号調整
回路１２０となからなる）と電流検出器回路１１５と比
較回路１２５とを含む。電流検出器回路１１５は半導体
スイッチ１１０内の電流を検出し、半導体スイッチ１１
０の温度依存性の電気特性を用いてスイッチ電流信号を
得て、これをコントローラ１００である温度補償回路が
用いる。
０は半導体スイッチ１１０に接続され、このコントロー
ラ１００は温度補償回路（電気的素子１０５と信号調整
回路１２０となからなる）と電流検出器回路１１５と比
較回路１２５とを含む。電流検出器回路１１５は半導体
スイッチ１１０内の電流を検出し、半導体スイッチ１１
０の温度依存性の電気特性を用いてスイッチ電流信号を
得て、これをコントローラ１００である温度補償回路が
用いる。
【００１１】この実施例においては、電気的素子１０５
は半導体スイッチ１１０と伝熱状態に配置され、半導体
スイッチ１１０の温度依存性特性とは逆の関係を有する
温度依存性の電気的特性を有する。電気的素子１０５は
半導体スイッチ１１０の実際の温度に基づいて、未調整
の中間信号を生成する。この実施例においては、電気的
素子１０５は温度に逆比例するＯＮ電圧を有するショッ
トキーダイオードである。小さな順方向バイアス電流に
よりショットキーダイオードに係るＯＮ電圧は、高温時
にはほとんどゼロであり、低温時には約２００ミリボル
トである。さらにまたショットキーダイオードの線形温
度依存性は、構成が簡単でかつ低コストの温度補償器が
可能となる。
は半導体スイッチ１１０と伝熱状態に配置され、半導体
スイッチ１１０の温度依存性特性とは逆の関係を有する
温度依存性の電気的特性を有する。電気的素子１０５は
半導体スイッチ１１０の実際の温度に基づいて、未調整
の中間信号を生成する。この実施例においては、電気的
素子１０５は温度に逆比例するＯＮ電圧を有するショッ
トキーダイオードである。小さな順方向バイアス電流に
よりショットキーダイオードに係るＯＮ電圧は、高温時
にはほとんどゼロであり、低温時には約２００ミリボル
トである。さらにまたショットキーダイオードの線形温
度依存性は、構成が簡単でかつ低コストの温度補償器が
可能となる。
【００１２】電気的素子１０５に接続された信号調整回
路１２０は、中間信号を調整して半導体スイッチ１１０
の電流信号の温度依存性の変動と対抗する補償信号を生
成する。さらにまた、信号調整回路１２０は中間信号を
スキューして補償信号を生成する。他の実施例において
は、信号調整回路１２０は分割抵抗回路を有してもよ
い。比較回路１２５は電流検出器回路１１５からのスイ
ッチ電流信号と、信号調整回路１２０からの補償信号を
組み合わせて温度補償したスイッチ電流信号を生成す
る。
路１２０は、中間信号を調整して半導体スイッチ１１０
の電流信号の温度依存性の変動と対抗する補償信号を生
成する。さらにまた、信号調整回路１２０は中間信号を
スキューして補償信号を生成する。他の実施例において
は、信号調整回路１２０は分割抵抗回路を有してもよ
い。比較回路１２５は電流検出器回路１１５からのスイ
ッチ電流信号と、信号調整回路１２０からの補償信号を
組み合わせて温度補償したスイッチ電流信号を生成す
る。
【００１３】好ましい実施例においては、半導体スイッ
チ１１０は電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）である。
この実施例の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）は、温
度依存性のＦＥＴのドレインからソースへの温度に直接
比例して変動するＯＮ抵抗（Ｒdson）を有し、そのため
抵抗値は、導通状態でのドレインからソースへの電圧
（ＯＮドロップ電圧）が温度に直接変動するようにな
る。
チ１１０は電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）である。
この実施例の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）は、温
度依存性のＦＥＴのドレインからソースへの温度に直接
比例して変動するＯＮ抵抗（Ｒdson）を有し、そのため
抵抗値は、導通状態でのドレインからソースへの電圧
（ＯＮドロップ電圧）が温度に直接変動するようにな
る。
【００１４】次に図２において、本発明により構成され
たコントローラを含む電源２００のブロック図を示す。
パワーコンバータ（この実施例においてはバックコンバ
ータ構成である）は、入力電圧ソースＶinと、パワース
イッチ回路Ｓと、ダイオードＤと、フィルターインダク
タＬと、フィルタキャパシタＣと、出力負荷抵抗ＲLと
を有し、出力電圧Ｖ０を生成する。このコントローラ
は、温度補償回路（バイアス抵抗Ｒｂを具備する電気的
素子Ｄｃと、分割抵抗Ｒd1／Ｒd2により構成された信号
調整回路とを含む）と、電流検出回路と比較回路Ａ１と
を含む。
たコントローラを含む電源２００のブロック図を示す。
パワーコンバータ（この実施例においてはバックコンバ
ータ構成である）は、入力電圧ソースＶinと、パワース
イッチ回路Ｓと、ダイオードＤと、フィルターインダク
タＬと、フィルタキャパシタＣと、出力負荷抵抗ＲLと
を有し、出力電圧Ｖ０を生成する。このコントローラ
は、温度補償回路（バイアス抵抗Ｒｂを具備する電気的
素子Ｄｃと、分割抵抗Ｒd1／Ｒd2により構成された信号
調整回路とを含む）と、電流検出回路と比較回路Ａ１と
を含む。
【００１５】電流検出回路は、検出スイッチＳｘと、Ｒ
−ＣフィルタＲf／Ｃfとを含む。コントローラは、さら
に入力電圧分割器Ｒv1／Ｒv2を含む電圧比較回路と、入
力インピーダンスＺiと、フィードバックインピーダン
スＺfと、基準電圧Ｖrが接続される比較増幅器Ａ２と出
力電圧分割器Ｒs1／Ｒs2とを含む。コントローラは、さ
らにゲート駆動（ゲートドライブ）回路ＧＤと保護回路
Ｐとを有する。原理的には検出スイッチＳｘとパワース
イッチ回路Ｓとは、同一のゲート駆動（ゲートドライ
ブ）回路を共有する。２つの回路の間の遅延を用いてパ
ワースイッチ回路Ｓのスイッチングノイズを切り離す。
−ＣフィルタＲf／Ｃfとを含む。コントローラは、さら
に入力電圧分割器Ｒv1／Ｒv2を含む電圧比較回路と、入
力インピーダンスＺiと、フィードバックインピーダン
スＺfと、基準電圧Ｖrが接続される比較増幅器Ａ２と出
力電圧分割器Ｒs1／Ｒs2とを含む。コントローラは、さ
らにゲート駆動（ゲートドライブ）回路ＧＤと保護回路
Ｐとを有する。原理的には検出スイッチＳｘとパワース
イッチ回路Ｓとは、同一のゲート駆動（ゲートドライ
ブ）回路を共有する。２つの回路の間の遅延を用いてパ
ワースイッチ回路Ｓのスイッチングノイズを切り離す。
【００１６】パワースイッチ回路ＳのＯＮ抵抗Ｒ
dsonは、温度と共に増加する。そのためパワースイッチ
回路ＳのＯＮドロップ電圧は、電源２００の電流が一定
な場合には温度と共に上昇する。一般的に正の温度係数
あるいは負の温度係数の何れかを有する電気的素子Ｄｃ
を用いて、この温度依存性を補償することができる。こ
の実施例においては、ショットキーダイオードを電気的
素子Ｄｃとして用いる、その理由は、ショットキーダイ
オードはほとんど線形の負の温度特性を有し、高温時に
おいて電圧ドロップが非常に低く、バイアス電流が低
く、また低コストである。他の素子、例えばＰＴＣ／Ｎ
ＴＣサーミスタとＰＩＮダイオードを電気的素子Ｄｃと
して用いることもできる。
dsonは、温度と共に増加する。そのためパワースイッチ
回路ＳのＯＮドロップ電圧は、電源２００の電流が一定
な場合には温度と共に上昇する。一般的に正の温度係数
あるいは負の温度係数の何れかを有する電気的素子Ｄｃ
を用いて、この温度依存性を補償することができる。こ
の実施例においては、ショットキーダイオードを電気的
素子Ｄｃとして用いる、その理由は、ショットキーダイ
オードはほとんど線形の負の温度特性を有し、高温時に
おいて電圧ドロップが非常に低く、バイアス電流が低
く、また低コストである。他の素子、例えばＰＴＣ／Ｎ
ＴＣサーミスタとＰＩＮダイオードを電気的素子Ｄｃと
して用いることもできる。
【００１７】温度補償システムは、比例電圧を分割抵抗
Ｒd1／Ｒd2を介して、パワースイッチ回路Ｓの検出電圧
と結合することにより達成できる。温度補償回路の適正
な動作は、電気的素子Ｄｃとパワースイッチ回路Ｓの接
続部の温度をほぼ同一に維持することである。これは２
つの素子を物理的にできるだけ近接して配置し（同一の
パッケージ内においてでも）、そしてそれらを短い線で
結合して同一の熱拡散器上に配置することにより行われ
る。
Ｒd1／Ｒd2を介して、パワースイッチ回路Ｓの検出電圧
と結合することにより達成できる。温度補償回路の適正
な動作は、電気的素子Ｄｃとパワースイッチ回路Ｓの接
続部の温度をほぼ同一に維持することである。これは２
つの素子を物理的にできるだけ近接して配置し（同一の
パッケージ内においてでも）、そしてそれらを短い線で
結合して同一の熱拡散器上に配置することにより行われ
る。
【００１８】図２において、メインパワースイッチＳに
かかる電圧を用いて、電源２００の電流検出機能を与え
る。バイアス抵抗Ｒｂは、電気的素子Ｄｃに対し低電流
バイアスを設定し、そしてこの電気的素子Ｄｃはパワー
スイッチ回路Ｓに電気的に接続されている。信号調整分
割抵抗Ｒd1／Ｒd2は、電気的素子Ｄｃの電圧を調整して
必要な補償を与える。より多くの補償電圧が必要とされ
る場合には、電気的素子Ｄｃの電圧を他の回路構成内で
直接用いるか、あるいはさらにはまた増幅してもよい。
かかる電圧を用いて、電源２００の電流検出機能を与え
る。バイアス抵抗Ｒｂは、電気的素子Ｄｃに対し低電流
バイアスを設定し、そしてこの電気的素子Ｄｃはパワー
スイッチ回路Ｓに電気的に接続されている。信号調整分
割抵抗Ｒd1／Ｒd2は、電気的素子Ｄｃの電圧を調整して
必要な補償を与える。より多くの補償電圧が必要とされ
る場合には、電気的素子Ｄｃの電圧を他の回路構成内で
直接用いるか、あるいはさらにはまた増幅してもよい。
【００１９】検出スイッチＳｘは、パワースイッチＳと
同一のゲート駆動信号を共有し、その結果パワースイッ
チＳに係る電圧は、導通状態のときにみ検出される。図
面を簡単にするために、完全なゲート駆動回路は示して
いないが、ある遅延素子あるいは他のタイミング調整装
置を必要によってはゲート駆動信号に加えてもよい。
同一のゲート駆動信号を共有し、その結果パワースイッ
チＳに係る電圧は、導通状態のときにみ検出される。図
面を簡単にするために、完全なゲート駆動回路は示して
いないが、ある遅延素子あるいは他のタイミング調整装
置を必要によってはゲート駆動信号に加えてもよい。
【００２０】Ｒ−ＣフィルタＲf／Ｃfと、分割抵抗Ｒd1
／Ｒd2がローパスフィルタを構成し、パワースイッチ回
路Ｓの切り換え動作のスイッチングノイズを低減する。
フィルタ処理された信号が、比較回路Ａ１に入力され、
検出された信号を所望のレベルに調整する。パワースイ
ッチ回路Ｓと検出スイッチＳｘとは、この図面において
はＮ−ＭＯＳＦＥＴで示している。他の実施例では、Ｐ
−ＭＯＳＦＥＴあるいは他の適宜な切り換え素子を用い
てもよい。
／Ｒd2がローパスフィルタを構成し、パワースイッチ回
路Ｓの切り換え動作のスイッチングノイズを低減する。
フィルタ処理された信号が、比較回路Ａ１に入力され、
検出された信号を所望のレベルに調整する。パワースイ
ッチ回路Ｓと検出スイッチＳｘとは、この図面において
はＮ−ＭＯＳＦＥＴで示している。他の実施例では、Ｐ
−ＭＯＳＦＥＴあるいは他の適宜な切り換え素子を用い
てもよい。
【００２１】出力電圧分割器Ｒs1／Ｒs2が、加算回路を
構成し電流補償信号（Ｉsense）と調整回路出力電圧
（Ｖerr）を結合してパワーコンバータ電流制御システ
ムが実現される。Ｉsenseは、パルス幅変調（ＰＷＭ）
コントローラ内のランプ信号に直接加えられるか、ある
いは平均電流制御システムで使用される補償器に加えら
れる。従来のピーク電流モード制御に比較すると、図２
に示した電流制御システムにおいては、信号はフィルタ
処理を行ったために、高周波情報の一部を失っている。
しかし、電圧モード制御と比較した場合、このシステム
はより高い制御バンド幅を達成できる。
構成し電流補償信号（Ｉsense）と調整回路出力電圧
（Ｖerr）を結合してパワーコンバータ電流制御システ
ムが実現される。Ｉsenseは、パルス幅変調（ＰＷＭ）
コントローラ内のランプ信号に直接加えられるか、ある
いは平均電流制御システムで使用される補償器に加えら
れる。従来のピーク電流モード制御に比較すると、図２
に示した電流制御システムにおいては、信号はフィルタ
処理を行ったために、高周波情報の一部を失っている。
しかし、電圧モード制御と比較した場合、このシステム
はより高い制御バンド幅を達成できる。
【００２２】本発明のシステムは、マルチ出力コンバー
タでは特に魅力的である。主インバータは、変圧器の巻
き線に高周波の電圧を生成するパワー回路でもよい。複
数の変圧器が可能である。全ての出力はポストレギュレ
ータとして実現可能であり、図２に示した電流制御シス
テムは、フォワードモード，フライバックモードあるい
はフルウェーブモードで動作するか否かにかかわらず、
各出力に適用可能である。
タでは特に魅力的である。主インバータは、変圧器の巻
き線に高周波の電圧を生成するパワー回路でもよい。複
数の変圧器が可能である。全ての出力はポストレギュレ
ータとして実現可能であり、図２に示した電流制御シス
テムは、フォワードモード，フライバックモードあるい
はフルウェーブモードで動作するか否かにかかわらず、
各出力に適用可能である。
【００２３】しかし、メイン出力を同期整流器で実現す
る場合には、図２に示した類似の電流制御システムは、
２つの同期整流器にかかる電圧を検出することにより適
用可能である。高速の電流保護が必要でない場合には、
１個のスイッチ電圧のみを検出することも可能である。
従来の主電流モード制御に比較して、本発明のシステム
の利点は、インバータの制御はメインの出力電流にのみ
応答し、その結果別々の出力の間の相互作用が大幅に減
ることである。
る場合には、図２に示した類似の電流制御システムは、
２つの同期整流器にかかる電圧を検出することにより適
用可能である。高速の電流保護が必要でない場合には、
１個のスイッチ電圧のみを検出することも可能である。
従来の主電流モード制御に比較して、本発明のシステム
の利点は、インバータの制御はメインの出力電流にのみ
応答し、その結果別々の出力の間の相互作用が大幅に減
ることである。
【００２４】スイッチングパワーコンバータに関する一
般的な説明は、"Principles of Power Electronics" by
John G. Kassakian, et al., Addison Wesley, Inc.
(1991)を参照のこと。
般的な説明は、"Principles of Power Electronics" by
John G. Kassakian, et al., Addison Wesley, Inc.
(1991)を参照のこと。
【図１】本発明により構成されたコントローラの一実施
例を示すブロック図
例を示すブロック図
【図２】本発明により構成されたコントローラを採用し
た電力供給装置の一実施例を示すブロック図
た電力供給装置の一実施例を示すブロック図
１００ コントローラ １０５ 電気的素子 １１０ 半導体スイッチ １１５ 電流検出回路 １２０ 信号調整回路 １２５ 比較回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ.
Claims (20)
- 【請求項１】 温度依存性の電気的特性を示す半導体ス
イッチ（１１０）と、スイッチ電流信号を得るために前
記半導体スイッチの特性を採用した電流検出回路（１１
５）と共に使用される温度補償回路において、 前記半導体スイッチ（１１０）と伝熱状態に配置され、
前記半導体スイッチの温度依存性の特性と逆の関係にあ
る温度依存性の電気的特性を有し、前記半導体スイッチ
の実際の温度に基づいて中間信号を生成する電気的素子
（１０５）と、 前記電気的素子（１０５）に接続され、前記スイッチ電
流信号の温度依存性の変動に対抗する補償信号を生成す
るために、前記中間信号を調整する信号調整回路（１２
０）とを有することを特徴とする温度補償回路。 - 【請求項２】 前記電気的特性は、抵抗であることを特
徴とする請求項１記載の回路。 - 【請求項３】 前記電気的素子（１０５）は、ショット
キーダイオードであることを特徴とする請求項１記載の
回路。 - 【請求項４】 前記半導体スイッチ（１１０）は、電界
効果型トランジスタ（ＦＥＴ）であることを特徴とする
請求項１記載の回路。 - 【請求項５】 前記電流検出回路（１１５）は、前記ス
イッチ電流信号と前記補償信号とを組み合わせて温度補
償を行うスイッチ電流信号を生成する比較回路（１２
５）を含むことを特徴とする請求項１記載の回路。 - 【請求項６】 前記信号調整回路（１２０）は、前記補
償信号を生成するために前記中間信号をスキューするこ
とを特徴とする請求項１記載の回路。 - 【請求項７】 前記信号調整回路（１２０）は、分割し
た抵抗で構成される回路であることを特徴とする請求項
１記載の回路。 - 【請求項８】 温度依存性の電気的特性を示す半導体ス
イッチと、スイッチ電流信号を得るために前記半導体ス
イッチの特性を採用した電流検出回路と共に使用され、
前記スイッチ電流信号の温度依存性の変動を補償する方
法において、 （Ａ） 前記半導体スイッチと伝熱状態に配置され、前
記半導体スイッチの温度依存性の特性と逆の関係にある
温度依存性の電気的特性を有し、前記半導体スイッチの
実際の温度に基づいて中間信号を生成する電気的素子を
配置するステップと、 （Ｂ） 前記スイッチ電流信号の温度依存性の変動に対
抗する補償信号を生成するために、前記中間信号を調整
するステップとを有することを特徴とする温度依存性の
変動を補償する方法。 - 【請求項９】 前記電気的特性は、抵抗であることを特
徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 前記電気的素子は、ショットキーダイ
オードであることを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１１】 前記半導体スイッチは、電界効果型ト
ランジスタ（ＦＥＴ）であることを特徴とする請求項８
記載の方法。 - 【請求項１２】 （Ｃ） 温度補償スイッチ電流信号を
生成するために、前記スイッチ電流信号と前記補償信号
とを結合するステップをさらに有することを特徴とする
請求項８記載の方法。 - 【請求項１３】 （Ｄ） 前記補償信号を生成するため
に前記中間信号をスキューするステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１４】 前記（Ｂ）のステップは、分割した抵
抗で構成される回路で実行されることを特徴とする請求
項８記載の方法。 - 【請求項１５】 温度依存性の電気的特性を示す半導体
スイッチを有する電源と共に使用されるコントローラに
おいて、 スイッチ電流信号を得るために、前記半導体スイッチの
前記特性を採用した電流検出回路（１１５）と、 温度補償回路と、 前記温度補償回路は、前記半導体スイッチと伝熱状態に
配置され、前記半導体スイッチの温度依存性の特性と逆
の関係にある温度依存性の電気的特性を有し、前記半導
体スイッチの実際の温度に基づいて中間信号を生成する
電気的素子（１０５）と、前記電気的素子に接続され、
前記スイッチ電流信号の温度依存性の変動に対抗する補
償信号を生成するために、前記中間信号を調整する信号
調整回路（１２０）とを有し、 前記スイッチ電流信号と前記補償信号とを組み合わせて
温度補償を行うスイッチ電流信号を生成する比較回路
（１２５）と、 前記電源の出力に接続され、出力電流エラー信号で前記
温度補償されたスイッチ電流信号にバイアスをかける出
力電圧エラー回路と、 前記比較回路と前記出力電圧エラー回路に接続され、前
記温度補償スイッチ電流信号と前記出力電圧エラー信号
に基づいて前記電源に制御信号を生成するパルス幅変調
（ＰＷＭ）コントローラとを有することを特徴とするコ
ントローラ。 - 【請求項１６】 前記電気的特性は、抵抗であることを
特徴とする請求項１５記載のコントローラ。 - 【請求項１７】 前記電気的素子は、ショットキーダイ
オードであることを特徴とする請求項１５記載のコント
ローラ。 - 【請求項１８】 前記半導体スイッチは、電界効果型ト
ランジスタ（ＦＥＴ）であることを特徴とする請求項１
５記載のコントローラ。 - 【請求項１９】 前記信号調整回路は、前記補償信号を
生成するために前記中間信号をスキューすることを特徴
とする請求項１５記載のコントローラ。 - 【請求項２０】 前記信号調整回路は、分割抵抗回路で
あることを特徴とする請求項１５記載のコントローラ。
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