JP3551987B2 - 間引き制御方式を適用したe級整流器 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、小型で高効率の電力変換装置を必要とする通信分野、情報機器分野、電子機器分野に関するものである。例えば、携帯用の通信機器や情報機器に使う電源回路、人工衛星に使う電源回路、医療用RF電波発生器や電子レンジなどのRF出力用の小型高効率電源回路として利用することができる。
【0002】
【従来の技術】
E級整流器はRF−DC電力変換器で、シングルエンド接続のスイッチング素子と受動負荷より構成される。スイッチがオフになる時、電圧及びその微係数がゼロから立上がる様に設計されている。従って、高周波動作においてスイッチングによる電力損失を極めて少なくすることができる。
【0003】
E級整流器の出力電圧は入力電圧、負荷抵抗7、デューティー比が決まればE級動作を起こすための条件によって一意に決定される。出力の調整は入力の正弦波電流の周波数を変化させる周波数制御や、特に、スイッチとしてトランジスタを用いた場合、デューティー比を変化させることによって行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
E級整流器では、入力を変えずに制御を行う場合、周波数一定でスイッチのオンデューティー比を変化させる複雑な回路を要する制御方式を用いていた。この方式では強制的なスイッチングのためダイオードの逆回復により雑音が発生していた。
【0005】
以上の問題点に関し、回路パラメータとは独立にスイッチ素子1つと簡単な制御回路で出力の制御を可能にし、雑音を低減することが本発明の目的である。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、入力交流電源1に対して並列に接続された整流用ダイオード2を有するE級整流器において、上記ダイオード2と並列にスイッチ素子3を接続し、上記ダイオード2のオフ期間に入力電流と同期させて上記スイッチ素子3を間欠的に導通させることにより出力電圧の制御を行うことを特徴とするものである。
【0007】
上述のようにE級整流器における整流用のダイオード2に対して並列にスイッチ素子3を接続し、ダイオード2のオフ期間に入力電流と同期させある割合で間欠的にスイッチ素子3をオンする(間引く)ことで出力調整を行う。
【0008】
間引く割合は回路の各パラメータに独立に定めることができる。即ち、ダイオード2の駆動電圧波形を変化させるだけで出力調整が可能になる。
【0009】
【実施例】
図1に請求項1にあるスイッチ素子を挿入したE級整流器を示す。回路構成は基本的に従来のE級整流器と同じで、スイッチに並列に間引きスイッチが接続されている点のみ異なる。間引きを行う時、スイッチ素子3のオン期間はダイオード2のオフを完全に含む。スイッチ素子3がオフの時は従来のE級整流器と同じ動作を行う。スイッチ素子3がオンの時は入力はスイッチ素子3によって接地される。スイッチ素子3の駆動電圧は入力の正弦波電流9と同期し任意の割合でダイオードのオン期間をオフ期間とする様設計する。
【0010】
図2にスイッチ素子の駆動電圧波形モデル、スイッチ電圧13波形モデルを示す。
【0011】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。E級整流器のオフ期間にスイッチ素子3をオンするこによりダイオード2にかかる平均電圧13を引き下げ、入力電流が一定周波数で出力制御が可能になる。強制的なスイッチ動作を行わないため、雑音の発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】間引き制御方式を適用したE級整流器の実施例を示す回路図である。
【図2】スイッチ素子の駆動電圧波形モデル、スイッチ電圧13波形モデルを示す図である。
【符号の説明】
1 交流電源
2 スイッチ(ダイオード)
3 間引きスイッチ(スイッチ素子)
4 シャントキャパシタ
5 インダクタ
6 キャパシタ
7 負荷抵抗
8 アース
9 入力電流
10 スイッチ電流
11 キャパシタ電流
12 出力電流
13 スイッチ電圧
14 出力電圧
【産業上の利用分野】
本発明は、小型で高効率の電力変換装置を必要とする通信分野、情報機器分野、電子機器分野に関するものである。例えば、携帯用の通信機器や情報機器に使う電源回路、人工衛星に使う電源回路、医療用RF電波発生器や電子レンジなどのRF出力用の小型高効率電源回路として利用することができる。
【0002】
【従来の技術】
E級整流器はRF−DC電力変換器で、シングルエンド接続のスイッチング素子と受動負荷より構成される。スイッチがオフになる時、電圧及びその微係数がゼロから立上がる様に設計されている。従って、高周波動作においてスイッチングによる電力損失を極めて少なくすることができる。
【0003】
E級整流器の出力電圧は入力電圧、負荷抵抗7、デューティー比が決まればE級動作を起こすための条件によって一意に決定される。出力の調整は入力の正弦波電流の周波数を変化させる周波数制御や、特に、スイッチとしてトランジスタを用いた場合、デューティー比を変化させることによって行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
E級整流器では、入力を変えずに制御を行う場合、周波数一定でスイッチのオンデューティー比を変化させる複雑な回路を要する制御方式を用いていた。この方式では強制的なスイッチングのためダイオードの逆回復により雑音が発生していた。
【0005】
以上の問題点に関し、回路パラメータとは独立にスイッチ素子1つと簡単な制御回路で出力の制御を可能にし、雑音を低減することが本発明の目的である。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、入力交流電源1に対して並列に接続された整流用ダイオード2を有するE級整流器において、上記ダイオード2と並列にスイッチ素子3を接続し、上記ダイオード2のオフ期間に入力電流と同期させて上記スイッチ素子3を間欠的に導通させることにより出力電圧の制御を行うことを特徴とするものである。
【0007】
上述のようにE級整流器における整流用のダイオード2に対して並列にスイッチ素子3を接続し、ダイオード2のオフ期間に入力電流と同期させある割合で間欠的にスイッチ素子3をオンする(間引く)ことで出力調整を行う。
【0008】
間引く割合は回路の各パラメータに独立に定めることができる。即ち、ダイオード2の駆動電圧波形を変化させるだけで出力調整が可能になる。
【0009】
【実施例】
図1に請求項1にあるスイッチ素子を挿入したE級整流器を示す。回路構成は基本的に従来のE級整流器と同じで、スイッチに並列に間引きスイッチが接続されている点のみ異なる。間引きを行う時、スイッチ素子3のオン期間はダイオード2のオフを完全に含む。スイッチ素子3がオフの時は従来のE級整流器と同じ動作を行う。スイッチ素子3がオンの時は入力はスイッチ素子3によって接地される。スイッチ素子3の駆動電圧は入力の正弦波電流9と同期し任意の割合でダイオードのオン期間をオフ期間とする様設計する。
【0010】
図2にスイッチ素子の駆動電圧波形モデル、スイッチ電圧13波形モデルを示す。
【0011】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。E級整流器のオフ期間にスイッチ素子3をオンするこによりダイオード2にかかる平均電圧13を引き下げ、入力電流が一定周波数で出力制御が可能になる。強制的なスイッチ動作を行わないため、雑音の発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】間引き制御方式を適用したE級整流器の実施例を示す回路図である。
【図2】スイッチ素子の駆動電圧波形モデル、スイッチ電圧13波形モデルを示す図である。
【符号の説明】
1 交流電源
2 スイッチ(ダイオード)
3 間引きスイッチ(スイッチ素子)
4 シャントキャパシタ
5 インダクタ
6 キャパシタ
7 負荷抵抗
8 アース
9 入力電流
10 スイッチ電流
11 キャパシタ電流
12 出力電流
13 スイッチ電圧
14 出力電圧
Claims (1)
- 入力交流電源(1)に対して並列に接続された整流用ダイオード(2)を有するE級整流器において、
前記ダイオードと並列にスイッチ素子(3)を接続し、前記ダイオードのオフ期間に入力電流と同期させて前記スイッチ素子(3)を間欠的に導通させることにより出力電圧の制御を行うことを特徴とするE級整流器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28221794A JP3551987B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 間引き制御方式を適用したe級整流器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28221794A JP3551987B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 間引き制御方式を適用したe級整流器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08149820A JPH08149820A (ja) | 1996-06-07 |
JP3551987B2 true JP3551987B2 (ja) | 2004-08-11 |
Family
ID=17649589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28221794A Expired - Fee Related JP3551987B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 間引き制御方式を適用したe級整流器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3551987B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013005375A1 (ja) * | 2011-07-01 | 2013-01-10 | 日本電気株式会社 | 整流器及び無線電力伝送システム |
WO2020194007A1 (ja) * | 2019-03-22 | 2020-10-01 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置の制御方法及び電力変換装置 |
-
1994
- 1994-11-16 JP JP28221794A patent/JP3551987B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08149820A (ja) | 1996-06-07 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040210 |
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R155 | Notification before disposition of declining of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R155 |
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