JP7280165B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
図1Aは、スイッチング電源装置の構成例を示す図である。図1Aに示すスイッチング電源装置1は、入力電圧VINを出力電圧VOUTに降圧するスイッチング電源装置であって、制御部CNT1と、第1~第4スイッチSW1~SW4と、第1コンデンサCFLYと、第2コンデンサCMIDと、インダクタL1と、出力コンデンサCOUTと、出力帰還部FB1と、を備える。
図2は、スイッチング電源装置1の動作すなわち実施例に係るスイッチング電源装置の動作を示すタイムチャートである。図3は、制御部CNT1が特許文献1と同様の制御を行った場合のスイッチング電源装置1の動作すなわち参考例に係るスイッチング電源装置の動作を示すタイムチャートである。
<2-1-1.実施例>
図2に示すように実施例では、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4をオンからオフに切り替える第1タイミングt1の後、制御部CNT1は、まず第2タイミングt2で第3スイッチSW3をオフからオンに切り替える。第1タイミングt1から第2タイミングt2までの間は、いわゆるデッドタイム期間である。
図3に示すように参考例では、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4をオンからオフに切り替える第1タイミングt1の後、制御部CNT1は、第2タイミングt2で第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3をオフからオンに切り替える。
<2-2-1.実施例>
図2に示すように実施例では、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3をオンからオフに切り替える第4タイミングt4の後、制御部CNT1は、まず第5タイミングt5で第4スイッチSW4をオフからオンに切り替える。第4タイミング4から第5タイミングt5までの間は、いわゆるデッドタイム期間である。
図3に示すように参考例では、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3をオンからオフに切り替える第4タイミングt4の後、制御部CNT1は、第5タイミングt5で第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4をオフからオンに切り替える。
次に、先に説明したスイッチング電源装置1の用途例について説明する。図6は、車載機器を搭載した車両の一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Xは、車載機器X11~X17と、これらの車載機器X11~X17に電力を供給するバッテリ(不図示)と、を搭載している。
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
第4スイッチSW4がダイオードである場合、制御部CNT1は、第1~第3スイッチSW1~SWのオン/オフを制御することで第4スイッチSW4(ダイオード)にかかるバイアス電圧を制御する。第4スイッチSW4(ダイオード)のオン/オフは第4スイッチSW4(ダイオード)にかかるバイアス電圧によって決まるので、制御部CNT1は、第4スイッチSW4(ダイオード)のオン/オフを間接的に制御している。
COUT 出力コンデンサ
CFLY 第1コンデンサ
CMID 第2コンデンサ
CNT1 制御部
DRV1~DRV4 ドライバ
L1 インダクタ
LD1 負荷
GNR1 制御信号生成部
PC1 寄生容量
SW1~SW4 第1~第4スイッチ
X 車両
X11~X17 車載機器
Claims (6)
- 入力電圧を出力電圧に降圧するスイッチング電源装置であって、
第1端が前記入力電圧の印加端に接続可能に構成される第1スイッチと、
第1コンデンサと、
第1端が前記第1スイッチの第2端及び前記第1コンデンサの第1端に接続可能に構成される第2スイッチと、
第2コンデンサと、
第1端が前記第2スイッチの第2端及び前記第2コンデンサの第1端に接続可能に構成される第3スイッチと、
インダクタと、
第1端が前記第3スイッチの第2端、前記第1コンデンサの第2端、及び前記インダクタの第1端に接続可能に構成される第4スイッチと、
前記第1スイッチ、前記第2スイッチ、前記第3スイッチ、及び前記第4スイッチのオン/オフを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第1スイッチ及び前記第3スイッチによって構成される第1ペアと前記第2スイッチ及び前記第4スイッチによって構成される第2ペアとの少なくとも一方のペアにおいて、2つのスイッチ間でオフからオンに切り替えるタイミングをずらし、前記第1ペアにおいて前記第1スイッチ及び前記第3スイッチ間でオフからオンに切り替えるタイミングをずらす場合には、前記第3スイッチをオフからオンに切り替えた後、前記第3スイッチをオンに保持した状態で前記第1スイッチをオフからオンに切り替え、前記第2ペアにおいて前記第2スイッチ及び前記第4スイッチ間でオフからオンに切り替えるタイミングをずらす場合には、前記第4スイッチをオフからオンに切り替えた後、前記第4スイッチをオンに保持した状態で前記第2スイッチをオフからオンに切り替える、スイッチング電源装置。 - 前記制御部は、前記第1ペアにおいて前記第1スイッチ及び前記第3スイッチ間でオフからオンに切り替えるタイミングをずらし、前記第1スイッチを制御するための第1スイッチ用制御信号及び前記第3スイッチを制御するための第3スイッチ用制御信号を生成し、
前記第1スイッチをオフからオンに切り替えるタイミングにおける前記第1スイッチ用制御信号のスルーレートは、前記第3スイッチをオフからオンに切り替えるタイミングにおける前記第3スイッチ用制御信号のスルーレートより小さい、請求項1に記載のスイッチング電源装置。 - 前記制御部は、前記第2ペアにおいて前記第2スイッチ及び前記第4スイッチ間でオフからオンに切り替えるタイミングをずらし、前記第2スイッチを制御するための第2スイッチ用制御信号及び前記第4スイッチを制御するための第4スイッチ用制御信号を生成し、
前記第2スイッチをオフからオンに切り替えるタイミングにおける前記第2スイッチ用制御信号のスルーレートは、前記第4スイッチをオフからオンに切り替えるタイミングにおける前記第4スイッチ用制御信号のスルーレートより小さい、請求項1又は請求項2に記載のスイッチング電源装置。 - 第1端が入力電圧の印加端に接続可能に構成される第1スイッチのオン/オフと、第1端が前記第1スイッチの第2端及び第1コンデンサの第1端に接続可能に構成される第2スイッチのオン/オフと、第1端が前記第2スイッチの第2端及び第2コンデンサの第1端に接続可能に構成される第3スイッチのオン/オフと、第1端が前記第3スイッチの第2端、前記第1コンデンサの第2端、及びインダクタの第1端に接続可能に構成される第4スイッチのオン/オフと、を制御するスイッチ制御装置であって、
前記第1スイッチ及び前記第3スイッチによって構成される第1ペアと前記第2スイッチ及び前記第4スイッチによって構成される第2ペアとの少なくとも一方のペアにおいて、2つのスイッチ間でオフからオンに切り替えるタイミングをずらし、前記第1ペアにおいて前記第1スイッチ及び前記第3スイッチ間でオフからオンに切り替えるタイミングをずらす場合には、前記第3スイッチをオフからオンに切り替えた後、前記第3スイッチをオンに保持した状態で前記第1スイッチをオフからオンに切り替え、前記第2ペアにおいて前記第2スイッチ及び前記第4スイッチ間でオフからオンに切り替えるタイミングをずらす場合には、前記第4スイッチをオフからオンに切り替えた後、前記第4スイッチをオンに保持した状態で前記第2スイッチをオフからオンに切り替える、スイッチ制御装置。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載のスイッチング電源装置又は請求項4に記載のスイッチ制御装置を備える、車載機器。
- 請求項5に記載の車載機器と、
前記車載機器に電力を供給するバッテリと、
を備える、車両。
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