JP5283518B2

JP5283518B2 - 電力変換装置

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Publication number: JP5283518B2
Application number: JP2009008714A
Authority: JP
Inventors: 茂生角本; 寛史城
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2009-01-19
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2029-01-19
Also published as: JP2010166767A

Description

本発明は、アンプ、充電器、放電器等の電力変換装置に関する。

従来より、入力信号を増幅する増幅回路として、デジタルアンプがある（例えば、非特許文献１参照）。

図４は、従来例に係るデジタルアンプ１００の回路図である。デジタルアンプ１００は、制御部１１０、インバータ１２０、第１駆動部１３０、第２駆動部１４０、およびフィルタ部１５０を備え、入力端子Ａから入力された入力信号ＩＮの電位に応じた電位の出力信号ＯＵＴを出力端子Ｂから出力する。

制御部１１０は、入力信号ＩＮの電位に応じてデューティ比を制御した制御信号ＣＮＴ１０２を第２駆動部１４０に供給するとともに、この制御信号ＣＮＴ１０２の極性をインバータ１２０で反転させて、制御信号ＣＮＴ１０１として第１駆動部１３０に供給する。

この制御部１１０の動作について、図５、６を参照しながら以下に説明する。図５は、制御部１１０のフローチャートであり、図６は、制御部１１０のタイミングチャートである。

ステップＳ１１において、制御信号ＣＮＴ１０１の電位をＶＧＨとし、制御信号ＣＮＴ１０２の電位をＶＧＬとし、ステップＳ１２において、時間の計測を開始する。

ステップＳ１３において、制御部１１０により、入力信号の電位に応じて、制御信号ＣＮＴ１０１のデューティ比と、制御信号ＣＮＴ１０２のデューティ比と、を制御する。具体的には、図６を参照しながら以下に説明する。

図６において、Ｖ_ＩＮは、入力信号ＩＮの電位を示し、Ｖ_{ＣＮＴ１０１}は、制御信号ＣＮＴ１０１の電位を示し、Ｖ_{ＣＮＴ１０２}は、制御信号ＣＮＴ１０２の電位を示す。

制御部１１０は、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮが０の場合には、制御信号ＣＮＴ１０１のデューティ比Ｄ１０１を５０％にするとともに、制御信号ＣＮＴ１０２のデューティ比Ｄ１０２も５０％にする。

一方、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮが０より高い場合には、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮが高くなるに従って、制御信号ＣＮＴ１０１のデューティ比Ｄ１０１を５０％より大きくするとともに、制御信号ＣＮＴ１０２のデューティ比Ｄ１０２を５０％より小さくする。

また、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮが０より低い場合には、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮが低くなるに従って、制御信号ＣＮＴ１０１のデューティ比Ｄ１０１を５０％より小さくするとともに、制御信号ＣＮＴ１０２のデューティ比Ｄ１０２を５０％より大きくする。

図５に戻って、ステップＳ１４において、ステップＳ１２において計測を開始した時間が、制御信号ＣＮＴ１０１、ＣＮＴ１０２のデューティ比に応じた時間になったか否かを判別する。そして、制御信号ＣＮＴ１０１、ＣＮＴ１０２のデューティ比に応じた時間になったと判別した場合には、ステップＳ１５に移り、制御信号ＣＮＴ１０１、ＣＮＴ１０２のデューティ比に応じた時間になっていないと判別した場合には、ステップＳ１４を繰り返す。

ステップＳ１５において、時間の計測を終了し、ステップＳ１６において、制御信号ＣＮＴ１０１の電位と、制御信号ＣＮＴ１０２の電位と、を反転させる。ステップＳ１６においては、具体的には、制御信号ＣＮＴ１０１の電位がＶＧＨでかつ制御信号ＣＮＴ１０２の電位がＶＧＬの場合には、制御信号ＣＮＴ１０１の電位をＶＧＬとするとともに制御信号ＣＮＴ１０２の電位をＶＧＨとする。一方、制御信号ＣＮＴ１０１の電位がＶＧＬでかつ制御信号ＣＮＴ１０２の電位がＶＧＨの場合には、制御信号ＣＮＴ１０１の電位をＶＧＨとするとともに制御信号ＣＮＴ１０２の電位をＶＧＬとする。この処理が終了すると、ステップＳ１２に移る。

図４に戻って、第１駆動部１３０は、制御信号ＣＮＴ１０１の電位Ｖ_{ＣＮＴ１０１}に応じて、基準電位源１６０とフィルタ部１５０とを断続する。具体的には、制御信号ＣＮＴ１０１の電位Ｖ_{ＣＮＴ１０１}がＶＧＨの場合には、基準電位源１６０とフィルタ部１５０とを電気的に接続させて、基準電位源１６０の電位である接地電位と同電位の電圧をフィルタ部１５０に供給する。一方、制御信号ＣＮＴ１０１の電位Ｖ_{ＣＮＴ１０１}がＶＧＬの場合には、基準電位源１６０とフィルタ部１５０とを絶縁させて、接地電位と同電位の電圧をフィルタ部１５０に供給するのを停止する。

第２駆動部１４０は、制御信号ＣＮＴ１０２の電位Ｖ_{ＣＮＴ１０２}に応じて、定電位源１７０とフィルタ部１５０とを断続する。具体的には、制御信号ＣＮＴ１０２の電位Ｖ_{ＣＮＴ１０２}がＶＧＨの場合には、定電位源１７０とフィルタ部１５０とを電気的に接続させて、定電位源１７０の電位である特定電位と同電位の電圧をフィルタ部１５０に供給する。一方、制御信号ＣＮＴ１０２の電位Ｖ_{ＣＮＴ１０２}がＶＧＬの場合には、定電位源１７０とフィルタ部１５０とを絶縁させて、特定電位と同電位の電圧をフィルタ部１５０に供給するのを停止する。なお、特定電位は、接地電位より電位が高いものとする。

ここで、上述のように、制御信号ＣＮＴ１０１は、制御信号ＣＮＴ１０２の極性を反転させたものであるため、第１駆動部１３０と第２駆動部１４０とは、制御部１１０により交互に駆動されることとなる。すなわち、接地電位と同電位の電圧をフィルタ部１５０に供給する場合には、制御部１１０により第１駆動部１３０を駆動して、基準電位源１６０とフィルタ部１５０とを電気的に接続させるとともに、制御部１１０により第２駆動部１４０の駆動を停止して、定電位源１７０とフィルタ部１５０とを絶縁させる。一方、特定電位と同電位の電圧をフィルタ部１５０に供給する場合には、制御部１１０により第１駆動部１３０の駆動を停止して、基準電位源１６０とフィルタ部１５０とを絶縁させるとともに、制御部１１０により第２駆動部１４０を駆動して、定電位源１７０とフィルタ部１５０とを電気的に接続させる。

フィルタ部１５０は、インダクタおよびキャパシタを含んで構成され、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０から供給される電圧に基づく電圧のリップルを低減し、出力信号ＯＵＴとして出力端子Ｂから出力させる。すなわち、フィルタ部１５０は、出力信号ＯＵＴのリップルを低減する。

以上の構成を備えるデジタルアンプ１００によれば、入力信号ＩＮの電位に応じて第１駆動部１３０および第２駆動部１４０の駆動を制御部１１０により制御して、入力信号ＩＮの電位に応じた電位の出力信号ＯＵＴを出力できる。

ｈｔｔｐ：／／ｊａｐａｎ．ｍａｘｉｍ−ｉｃ．ｃｏｍ／ａｐｐｎｏｔｅｓ．ｃｆｍ／ａｎ＿ｐｋ／３９７７

ところが、上述のデジタルアンプ１００では、制御信号ＣＮＴ１０１のデューティ比と、制御信号ＣＮＴ１０２のデューティ比とは、入力信号ＩＮの電位に応じて変化するものの、０％および１００％になることはない。このため、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０は、駆動されるタイミングは変化するものの、入力信号ＩＮの電位に応じた周期で常に動作することとなるので、消費電力を低減できない場合あった。

また、上述のデジタルアンプ１００では、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮが０の場合には、制御信号ＣＮＴ１０１のデューティ比Ｄ１０１と、制御信号ＣＮＴ１０２のデューティ比Ｄ１０２とは、ともに５０％となる。このため、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０は、所定の期間ごとに交互に駆動され、フィルタ部１５０には、所定の期間ごとに特定電位と同電位の電圧と、接地電位と同電位の電圧と、が交互に供給される。したがって、フィルタ部１５０に供給される電圧は、所定の周期で脈動し、いわゆるリップルを含んだものとなる。そこで、このリップルを低減しようとすると、フィルタ部１５０のインダクタのインダクタンスを大きくする必要があり、フィルタ部１５０の回路規模が増大するおそれがあった。

また、上述のデジタルアンプ１００では、制御信号ＣＮＴ１０１は、制御信号ＣＮＴ１０２の極性を反転させたものであるため、第１駆動部１３０と第２駆動部１４０とは、交互に駆動されることとなる。ここで、制御信号ＣＮＴ１０１の電位Ｖ_{ＣＮＴ１０１}をＶＧＬからＶＧＨにしてから、第１駆動部１３０が基準電位源１６０とフィルタ部１５０とを電気的に接続させるまでの時間と、制御信号ＣＮＴ１０２の電位Ｖ_{ＣＮＴ１０２}をＶＧＨからＶＧＬにしてから、第２駆動部１４０が定電位源１７０とフィルタ部１５０とを絶縁するまでの時間と、が異なる場合がある。また、制御信号ＣＮＴ１０１の電位Ｖ_{ＣＮＴ１０１}をＶＧＨからＶＧＬにしてから、第１駆動部１３０が基準電位源１６０とフィルタ部１５０とを絶縁するまでの時間と、制御信号ＣＮＴ１０２の電位Ｖ_{ＣＮＴ１０２}をＶＧＬからＶＧＨにしてから、第２駆動部１４０が定電位源１７０とフィルタ部１５０とを電気的に接続するまでの時間と、が異なる場合がある。

これらの場合には、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０が同時に駆動され、定電位源１７０から基準電位源１６０に向かって、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０に過大な電流が流れ、これら第１駆動部１３０および第２駆動部１４０が破損してしまうおそれがある。このため、第１駆動部１３０と第２駆動部１４０とを交互に駆動する際に、第１駆動部１３０を駆動する期間と、第２駆動部１４０を駆動する期間と、の間にデッドタイム期間を設ける必要があり、デジタルアンプ１００の設計が複雑になる場合があった。

上述の課題を鑑み、本発明は、消費電力の低減と、リップルを低減するための回路の回路規模の縮小と、設計の容易化と、を実現できる電力変換装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１）本発明は、特定点の電位を制御する電位制御部と、入力信号の電位と前記特定点の電位とに基づいて、前記電位制御部の駆動を制御する駆動制御部と、を備え、前記電位制御部は、前記特定点に第１電位の電圧を供給する第１駆動部と、前記特定点に前記第１電位より電位の高い第２電位の電圧を供給する第２駆動部と、を備え、前記駆動制御部は、前記入力信号の電位が前記特定点の電位より高い場合には、前記第２駆動部を駆動するとともに、前記第１駆動部の駆動を停止し、前記入力信号の電位が前記特定点の電位に等しい場合には、前記第１駆動部および前記第２駆動部の駆動を停止し、前記入力信号の電位が前記特定点の電位より低い場合には、前記第１駆動部を駆動するとともに、前記第２駆動部の駆動を停止することを特徴とする電力変換装置を提案している。

この発明によれば、特定点の電位を制御する電位制御部と、入力信号の電位と特定点の電位とに基づいて電位制御部の駆動を制御する駆動制御部と、を設けた。電位制御部に、特定点に第１電位の電圧を供給する第１駆動部と、特定点に第１電位より電位の高い第２電位の電圧を供給する第２駆動部と、を設けた。そして、駆動制御部により、入力信号の電位が特定点の電位に等しい場合には、第１駆動部および第２駆動部の駆動を停止することとした。

このため、入力信号の電位が特定点の電位に等しい場合には、第１駆動部および第２駆動部の駆動が停止するので、入力信号の電位に応じた周期でこれら第１駆動部および第２駆動部が常に動作する場合と比べて、消費電力を低減できる。

また、入力信号の電位が特定点の電位に等しい場合には、第１駆動部および第２駆動部の駆動が停止するので、特定点には電圧が供給されず、特定点におけるリップルは発生しない。このため、特定点におけるリップルを低減するための回路にインダクタを設ける場合に、このインダクタのインダクタンスを小さくすることができ、特定点におけるリップルを低減するための回路の回路規模を縮小できる。

また、この発明によれば、駆動制御部により、入力信号の電位が特定点の電位より高い場合には、第２駆動部を駆動するとともに、第１駆動部の駆動を停止し、入力信号の電位が特定点の電位に等しい場合には、第１駆動部および第２駆動部の駆動を停止し、入力信号の電位が特定点の電位より低い場合には、第１駆動部を駆動するとともに、第２駆動部の駆動を停止することとした。

このため、第１駆動部および第２駆動部が同時に駆動される期間が生じ得ないので、第１駆動部を駆動する期間と、第２駆動部を駆動する期間と、の間にデッドタイム期間を設ける必要がない。したがって、電力変換装置の設計の容易化を実現できる。

（２）本発明は、（１）の電力変換装置について、インダクタおよびキャパシタを含んで構成され、前記特定点におけるリップルを低減するリップル低減部を備えることを特徴とする電力変換装置を提案している。

この発明によれば、インダクタおよびキャパシタを含んで構成されるリップル低減部を設けたので、このリップル低減部により、特定点におけるリップルを低減できる。

（３）本発明は、（１）または（２）の電力変換装置について、前記駆動制御部は、前記入力信号の電位と前記特定点の電位とを比較する比較部と、前記比較部による比較結果に基づいて前記第１駆動部の駆動を制御する第１の単位駆動制御部と、前記比較部による比較結果に基づいて前記第２駆動部の駆動を制御する第２の単位駆動制御部と、を備えることを特徴とする電力変換装置を提案している。

この発明によれば、駆動制御部に、入力信号の電位と特定点の電位とを比較する比較部と、比較部による比較結果に基づいて第１駆動部の駆動を制御する第１の単位駆動制御部と、比較部による比較結果に基づいて第２駆動部の駆動を制御する第２の単位駆動制御部と、を設けた。このため、比較部により、入力信号の電位と特定点の電位とを比較し、この比較結果に基づいて、第１の単位駆動制御部により第１駆動部の駆動を制御するとともに、第２の単位駆動制御部により第２駆動部の駆動を制御して、特定点の電位を制御できる。

（４）本発明は、（３）の電力変換装置について、前記第１の単位駆動制御部は、前記比較部による比較結果に基づいて、前記入力信号の電位が前記特定点の電位より低い場合に、前記入力信号の電位と前記特定点の電位との差分に応じた期間だけ前記第１駆動部を駆動し、前記第２の単位駆動制御部は、前記比較部による比較結果に基づいて、前記入力信号の電位が前記特定点の電位より高い場合に、前記入力信号の電位と前記特定点の電位との差分に応じた期間だけ前記第２駆動部を駆動することを特徴とする電力変換装置を提案している。

この発明によれば、入力信号の電位が特定点の電位より低い場合には、第１の単位駆動制御部により、入力信号の電位と特定点の電位との差分に応じた期間だけ第１駆動部を駆動し、入力信号の電位が特定点の電位より高い場合には、第２の単位駆動制御部により、入力信号の電位と特定点の電位との差分に応じた期間だけ第２駆動部を駆動することとした。このため、入力信号の電位と特定点の電位との差分に応じて、第１の単位駆動制御部により第１駆動部の駆動を制御するとともに、第２の単位駆動制御部により第２駆動部の駆動を制御して、特定点の電位を制御できる。

本発明によれば、入力信号の電位に応じた周期で第１駆動部および第２駆動部が常に動作する場合と比べて、消費電力を低減できる。また、特定点におけるリップルを低減するための回路の回路規模を縮小できる。また、電力変換装置の設計の容易化を実現できる。

本発明の一実施形態に係るデジタルアンプの回路図である。前記デジタルアンプが備える制御部の回路図である。前記デジタルアンプのタイミングチャートである。従来例に係るデジタルアンプの回路図である。従来例に係るデジタルアンプが備える制御部のフローチャートである。前記従来例に係るデジタルアンプが備える制御部のタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るデジタルアンプ１の回路図である。デジタルアンプ１は、図４に示した従来例に係るデジタルアンプ１００とは、制御部の構成と、インバータ１２０を備えない点と、が異なる。なお、デジタルアンプ１において、デジタルアンプ１００と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

制御部１０は、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮと、フィルタ部１５０から出力されたフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢと、に応じて、デューティ比を制御した制御信号ＣＮＴ１を第１駆動部１３０に供給するとともに、デューティ比を制御した制御信号ＣＮＴ２を第２駆動部１４０に供給する。

図２は、制御部１０の回路図である。制御部１０は、比較部１１、第１の単位制御部１２、および第２の単位制御部１３を備える。

比較部１１は、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮと、フィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢと、を比較し、比較結果に応じた信号を第１の単位制御部１２および第２の単位制御部１３に供給する。

具体的には、比較部１１は、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢより高い場合には、第１の単位制御部１２にＬｏｗレベルの信号を供給するとともに、第２の単位制御部１３にＨｉレベルの信号を供給する。ここで、第１の単位制御部１２にＬｏｗレベルの信号を供給する期間と、第２の単位制御部１３にＨｉレベルの信号を供給する期間と、を同一とし、これら期間を、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮとフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢとの誤差が大きくなるに従って長くする。

一方、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢより低い場合には、第１の単位制御部１２にＨｉレベルの信号を供給するとともに、第２の単位制御部１３にＬｏｗレベルの信号を供給する。ここで、第１の単位制御部１２にＨｉレベルの信号を供給する期間と、第２の単位制御部１３にＬｏｗレベルの信号を供給する期間と、を同一とし、これら期間を、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮとフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢとの誤差が大きくなるに従って長くする。

また、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢに等しい場合には、第１の単位制御部１２および第２の単位制御部１３にＬｏｗレベルの信号を供給する。

第１の単位制御部１２は、比較部１１からＨｉレベルの信号が供給された場合には、制御信号ＣＮＴ１の電位Ｖ_ＣＮＴ１をＶＧＨとし、比較部１１からＬｏｗレベルの信号が供給された場合には、制御信号ＣＮＴ１の電位Ｖ_ＣＮＴ１をＶＧＬとする。

第２の単位制御部１３は、比較部１１からＨｉレベルの信号が供給された場合には、制御信号ＣＮＴ２の電位Ｖ_ＣＮＴ２をＶＧＨとし、比較部１１からＬｏｗレベルの信号が供給された場合には、制御信号ＣＮＴ２の電位Ｖ_ＣＮＴ２をＶＧＬとする。

以下に、制御部１０の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。

ステップＳ１において、制御信号ＣＮＴ１の電位Ｖ_ＣＮＴ１をＶＧＬとし、制御信号ＣＮＴ２の電位Ｖ_ＣＮＴ２をＶＧＬとする。具体的には、比較部１１により、第１の単位制御部１２にＬｏｗレベルの信号を供給するとともに、第２の単位制御部１３にＬｏｗレベルの信号を供給する。これにより、第１の単位制御部１２により、制御信号ＣＮＴ１の電位Ｖ_ＣＮＴ１をＶＧＬとするとともに、第２の単位制御部１３により、制御信号ＣＮＴ２の電位Ｖ_ＣＮＴ２をＶＧＬとする。これによれば、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０は、駆動を停止される。

ステップＳ２において、比較部１１により、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮと、フィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢと、を比較する。そして、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢに等しい場合には、ステップＳ３に移り、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢに等しくない場合には、ステップＳ４に移る。

ステップＳ３において、制御信号ＣＮＴ１の電位Ｖ_ＣＮＴ１をＶＧＬとし、制御信号ＣＮＴ２の電位Ｖ_ＣＮＴ２をＶＧＬとする。具体的には、比較部１１により、第１の単位制御部１２にＬｏｗレベルの信号を供給するとともに、第２の単位制御部１３にＬｏｗレベルの信号を供給する。これにより、第１の単位制御部１２により、制御信号ＣＮＴ１の電位Ｖ_ＣＮＴ１をＶＧＬとするとともに、第２の単位制御部１３により、制御信号ＣＮＴ２の電位Ｖ_ＣＮＴ２をＶＧＬとする。これによれば、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０は、駆動を停止される。そして、この処理が終了すると、ステップＳ２に移る。

ステップＳ４において、比較部１１により、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮと、フィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢと、を比較する。そして、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢより低い場合には、ステップＳ５に移り、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢより低くない場合には、ステップＳ６に移る。

ステップＳ５において、制御信号ＣＮＴ１の電位Ｖ_ＣＮＴ１をＶＧＨとし、制御信号ＣＮＴ２の電位Ｖ_ＣＮＴ２をＶＧＬとする。具体的には、比較部１１により、第１の単位制御部１２にＨｉレベルの信号を供給するとともに、第２の単位制御部１３にＬｏｗレベルの信号を供給する。これにより、第１の単位制御部１２により、制御信号ＣＮＴ１の電位Ｖ_ＣＮＴ１をＶＧＨとするとともに、第２の単位制御部１３により、制御信号ＣＮＴ２の電位Ｖ_ＣＮＴ２をＶＧＬとする。これによれば、第１駆動部１３０は、駆動され、第２駆動部１４０は、駆動を停止される。そして、この処理が終了すると、ステップＳ２に移る。

ステップＳ６において、制御信号ＣＮＴ１の電位Ｖ_ＣＮＴ１をＶＧＬとし、制御信号ＣＮＴ２の電位Ｖ_ＣＮＴ２をＶＧＨとする。具体的には、比較部１１により、第１の単位制御部１２にＬｏｗレベルの信号を供給するとともに、第２の単位制御部１３にＨｉレベルの信号を供給する。これにより、第１の単位制御部１２により、制御信号ＣＮＴ１の電位Ｖ_ＣＮＴ１をＶＧＬとするとともに、第２の単位制御部１３により、制御信号ＣＮＴ２の電位Ｖ_ＣＮＴ２をＶＧＨとする。これによれば、第１駆動部１３０は、駆動を停止され、第２駆動部１４０は、駆動される。そして、この処理が終了すると、ステップＳ２に移る。

以上のデジタルアンプ１によれば、以下の効果を奏することができる。

デジタルアンプ１は、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢに等しい場合には、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０の駆動を停止する。

このため、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢに等しい場合には、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０の駆動が停止するので、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮに応じた周期でこれら第１駆動部１３０および第２駆動部１４０が常に動作する場合と比べて、消費電力を低減できる。

また、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢに等しい場合には、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０の駆動が停止するので、フィルタ部１５０には電圧が供給されず、その結果、フィルタ部１５０からは電圧が出力されないこととなる。このため、フィルタ部１５０が出力する出力信号ＯＵＴには、リップルが発生しない。したがって、出力信号ＯＵＴのリップルを低減するための回路であるフィルタ部１５０において、このフィルタ部１５０が備えるインダクタのインダクタンスを小さくすることができ、回路規模を縮小できる。

また、デジタルアンプ１は、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢより高い場合には、第１駆動部１３０の駆動を停止するとともに、第２駆動部１４０を駆動する。一方、入力信号ＩＮの電位Ｖ_ＩＮがフィードバック信号ＦＢの電位Ｖ_ＦＢより低い場合には、第１駆動部１３０を駆動するとともに、第２駆動部１４０の駆動を停止する。

このため、第１駆動部１３０および第２駆動部１４０が同時に駆動される期間が生じ得ないので、第１駆動部１３０を駆動する期間と、第２駆動部１４０を駆動する期間と、の間にデッドタイム期間を設ける必要がない。したがって、デジタルアンプ１の設計の容易化を実現できる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上述の実施形態では、制御部１０、第１駆動部１３０、および第２駆動部１４０を用いることで、デジタルアンプを構成したが、これに限らず、例えば充電器や放電器を構成してもよい。

本発明は、アンプ、充電器、放電器等の電力変換装置に適用できる。

１、１００；デジタルアンプ
１０、１１０；制御部
１１；比較部
１２；第１の単位制御部
１３；第２の単位制御部
１３０；第１駆動部
１４０；第２駆動部
１５０；フィルタ部

Claims

特定点の電位を制御する電位制御部と、
入力信号の電位と前記特定点の電位とに基づいて、前記電位制御部の駆動を制御する駆動制御部と、
インダクタおよびキャパシタを含んで構成され、前記電位制御部から供給される電圧に基づく電圧のリップルを低減するリップル低減部と、
を備え、
前記リップル低減部が出力する信号を前記駆動制御部にフィードバックし、前記フィードバックの電位を前記特定点の電位とし、
前記電位制御部は、
前記特定点に第１電位の電圧を供給する第１駆動部と、
前記特定点に前記第１電位より電位の高い第２電位の電圧を供給する第２駆動部と、
を備え、
前記駆動制御部は、
前記入力信号の電位が前記特定点の電位より高い場合には、前記第２駆動部を駆動するとともに、前記第１駆動部の駆動を停止し、
前記入力信号の電位が前記特定点の電位に等しい場合には、前記第１駆動部および前記第２駆動部の駆動を停止し、
前記入力信号の電位が前記特定点の電位より低い場合には、前記第１駆動部を駆動するとともに、前記第２駆動部の駆動を停止することを特徴とする電力変換装置。
前記駆動制御部は、
前記入力信号の電位と前記特定点の電位とを比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に基づいて前記第１駆動部の駆動を制御する第１の単位駆動制御部と、
前記比較部による比較結果に基づいて前記第２駆動部の駆動を制御する第２の単位駆動制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
前記第１の単位駆動制御部は、前記比較部による比較結果に基づいて、前記入力信号の電位が前記特定点の電位より低い場合に、前記入力信号の電位と前記特定点の電位との差分に応じた期間だけ前記第１駆動部を駆動し、
前記第２の単位駆動制御部は、前記比較部による比較結果に基づいて、前記入力信号の電位が前記特定点の電位より高い場合に、前記入力信号の電位と前記特定点の電位との差分に応じた期間だけ前記第２駆動部を駆動することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。