JP6141908B2 - 電流共振型dc−dcコンバータ - Google Patents
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Description
図2には、電流共振型DC−DCコンバータの基本回路が例示される。図2の基本回路は、ハーフブリッジ型のDC−DCコンバータに相当するので、図1に示されるフルブリッジ型のDC−DCコンバータとは一部の構成において異なるものの基本的な動作原理では共通する。図2のDC−DCコンバータは、スイッチング回路と、FET(Field Effect Transistor)駆動回路200とを含む。
第1の制御モードにおいて、FET駆動回路100は、FET Q1をLCR共振回路の出力電圧または出力電流に基づく駆動周波数(f)でON/OFFし、FET Q3をFET Q1のON/OFFタイミングと略同一のタイミングでFET Q1と逆の状態に切り替える。
例えば、FET駆動回路100は、第1の制御モードにおいて設定可能な駆動周波数(f)の上限値(以降、第1の閾値と称される)を設けてもよい。すなわち、FET駆動回路100は、第1の制御モードでの動作時に、LCR共振回路の出力電圧または出力電流に基づく駆動周波数(f)が第1の閾値以上になると第2の制御モードに切り替わってもよい。なお、出力電圧または出力電流に基づく駆動周波数(f)は、計算を通じて導出されてもよいし、例えばLCR回路の利得の周波数特性に基づいて予め作成されたテーブル(LUT(Look Up Table)など)から探索されてもよい。
例えば、第1の閾値は、スイッチング回路の入力電圧(Vin)が高いほど大きな値へと変化してもよい。他方、第2の閾値は、この入力電圧(Vin)が高いほど小さな値へと動的に変化してもよい。このような動的制御によれば、電源変換効率を向上させたり、スイッチング回路の入力電圧(Vin)の急変に対する応答性を向上させたりすることができる。
C1,C2,Cr・・・共振キャパシタ
C3,Co・・・平滑キャパシタ
D,D1・・・整流回路
T1・・・トランス
Q1,Q2,Q3,Q4・・・FET
Claims (6)
- 第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタに直列接続される第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、前記第3のトランジスタに直列接続される第4のトランジスタとを含み、前記第1のトランジスタおよび前記第2のトランジスタと前記第3のトランジスタおよび前記第4のトランジスタとが並列に配置される、スイッチング回路と、
前記第1のトランジスタおよび前記第2のトランジスタに共通に接続される第1の入力端子と、前記第3のトランジスタおよび前記第4のトランジスタに共通に接続される第2の入力端子とを備える共振回路と、
(a)第1の制御モードにおいて、前記第1のトランジスタを前記共振回路の出力電圧または出力電流に基づく駆動周波数でON/OFFし、前記第2のトランジスタを前記第1のトランジスタと交互にON/OFFし、前記第3のトランジスタを前記第1のトランジスタのON/OFFタイミングと略同一のタイミングで当該第1のトランジスタと逆の状態に切り替え、前記第4のトランジスタを前記第3のトランジスタと交互にON/OFFし、(b)第2の制御モードにおいて、前記第1のトランジスタをON/OFFし、前記第2のトランジスタを前記第1のトランジスタのON/OFFと交互にON/OFFし、前記第3のトランジスタを前記第1のトランジスタのON/OFFタイミングから前記共振回路の出力電圧または出力電流に基づく位相シフト量だけずれたタイミングで当該第1のトランジスタと逆の状態に切り替え、前記第4のトランジスタを前記第3のトランジスタと交互にON/OFFする駆動回路と
を具備し、
前記駆動回路は、前記第1の制御モードでの動作時に前記共振回路の出力電圧または出力電流に基づく駆動周波数が第1の閾値以上になると前記第2の制御モードに切り替わり、
前記第1の閾値は、前記スイッチング回路の入力電圧が高いほど大きな値へと動的に変化する、
電流共振型DC−DC変換器。 - 第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタに直列接続される第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、前記第3のトランジスタに直列接続される第4のトランジスタとを含み、前記第1のトランジスタおよび前記第2のトランジスタと前記第3のトランジスタおよび前記第4のトランジスタとが並列に配置される、スイッチング回路と、
前記第1のトランジスタおよび前記第2のトランジスタに共通に接続される第1の入力端子と、前記第3のトランジスタおよび前記第4のトランジスタに共通に接続される第2の入力端子とを備える共振回路と、
(a)第1の制御モードにおいて、前記第1のトランジスタを前記共振回路の出力電圧または出力電流に基づく駆動周波数でON/OFFし、前記第2のトランジスタを前記第1のトランジスタと交互にON/OFFし、前記第3のトランジスタを前記第1のトランジスタのON/OFFタイミングと略同一のタイミングで当該第1のトランジスタと逆の状態に切り替え、前記第4のトランジスタを前記第3のトランジスタと交互にON/OFFし、(b)第2の制御モードにおいて、前記第1のトランジスタをON/OFFし、前記第2のトランジスタを前記第1のトランジスタのON/OFFと交互にON/OFFし、前記第3のトランジスタを前記第1のトランジスタのON/OFFタイミングから前記共振回路の出力電圧または出力電流に基づく位相シフト量だけずれたタイミングで当該第1のトランジスタと逆の状態に切り替え、前記第4のトランジスタを前記第3のトランジスタと交互にON/OFFする駆動回路と
を具備し、
前記駆動回路は、前記第1の制御モードでの動作時に前記共振回路の出力電圧または出力電流に基づく駆動周波数が第1の閾値以上になると前記第2の制御モードに切り替わり、
前記第1の閾値は、前記共振回路の出力電流が大きいほど小さな値へと動的に変化する、
電流共振型DC−DC変換器。 - 前記駆動回路は、前記第2の制御モードでの動作時に前記共振回路の出力電圧または出力電流に基づく位相シフト量が第2の閾値以下となると前記第1の制御モードに切り替わる、請求項1または請求項2に記載の電流共振型DC−DC変換器。
- 前記第2の閾値は、前記スイッチング回路の入力電圧が高いほど小さな値へと動的に変化する、請求項3記載の電流共振型DC−DC変換器。
- 前記第2の閾値は、前記共振回路の出力電流が大きいほど大きな値へと動的に変化する、請求項3記載の電流共振型DC−DC変換器。
- 前記第2の閾値は、前記電流共振型DC−DC変換器における入力電力から当該電流共振型DC−DC変換器における出力電力を差し引いた損失が大きいほど大きな値へと動的に変化する、請求項3記載の電流共振型DC−DC変換器。
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