WO2021028990A1 - Ｄｃ－ｄｃコンバータ - Google Patents

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WO2021028990A1
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reactor
capacitor
switching element
diode
power supply
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佐土原　正志
昌和 宮本
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株式会社安川電機
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    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Definitions

  • This disclosure relates to a DC-DC converter.
  • Patent Document 1 describes an input terminal connected to a DC power supply, an output terminal connected to a load, a reactor provided between the input terminal and the output terminal, a blocking diode connected in series with the reactor, and one end.
  • a DC-DC converter is disclosed that includes a switching element connected between a reactor and a blocking diode, and includes a step-up chopper circuit that boosts an input voltage to generate an output voltage.
  • This DC-DC converter includes a first reactor provided between the input terminal and one end of the switching element, and a first capacitor provided between the first reactor and the switching element and connected in series with the first reactor. Further, the anode terminal is connected to the connection portion between the first reactor and the first capacitor, and the cathode terminal is further provided with the first diode connected to the output terminal.
  • the present disclosure provides a DC-DC converter effective for further suppressing switching loss.
  • the DC-DC converter has a reactor provided between a DC power supply and a load, a blocking diode provided between the reactor and the load, and one end connected between the reactor and the blocking diode.
  • a boost chopper circuit that has a switching element to boost the input voltage from the DC power supply to generate an output voltage to the load, and a first reactor provided between the DC power supply and one end of the switching element.
  • the first capacitor provided between the first reactor and one end of the switching element, the anode terminal is connected between the first reactor and the first capacitor, and the cathode terminal is connected between the blocking diode and the load.
  • the first diode, the second capacitor provided between the DC power supply and the first reactor, the cathode terminal is connected between the second capacitor and the first reactor, and the anode terminal is connected to one end of the switching element.
  • a second diode is provided.
  • the DC-DC converter 1 shown in FIG. 1 is a power conversion device that converts a DC input voltage from a DC power supply 8 into a DC output voltage to a load 9.
  • the DC-DC converter 1 includes a step-up chopper circuit 2, a control circuit 3, a ZVS circuit 4, and a ZCS circuit 5.
  • the boost chopper circuit 2 boosts the input voltage to generate the output voltage.
  • the step-up chopper circuit 2 includes a positive electrode input terminal 21, a negative electrode input terminal 22, a positive electrode output terminal 23, a negative electrode output terminal 24, a reactor 25, a blocking diode 26, a switching element 27, and a smoothing capacitor 28. ..
  • the positive electrode input terminal 21 and the negative electrode input terminal 22 are connected to the positive electrode and the negative electrode of the DC power supply 8, respectively.
  • the positive electrode output terminal 23 and the negative electrode output terminal 24 are connected to the positive electrode and the negative electrode of the load 9, respectively.
  • the negative electrode input terminal 22 and the negative electrode output terminal 24 are connected by a common line and have substantially the same potential.
  • the connection here means an electrical connection. The same applies to the following.
  • the reactor 25 is provided between the positive electrode of the DC power supply 8 and the positive electrode of the load 9.
  • one end 25a of the reactor 25 is connected to the positive electrode input terminal 21, and the other end 25b of the reactor 25 is connected to the positive electrode output terminal 23.
  • the connection here also includes a connection via other conductive electronic components. The same applies to the following.
  • the blocking diode 26 is provided between the reactor 25 and the positive electrode of the load 9, allows current to flow from the reactor 25 to the load 9, and blocks the current from the load 9 to the reactor 25.
  • the anode terminal 26a of the blocking diode 26 is connected to the other end 25b of the reactor 25, and the cathode terminal 26b of the blocking diode 26 is connected to the positive electrode output terminal 23. That is, the other end 25b of the reactor 25 is connected to the positive electrode output terminal 23 via the blocking diode 26.
  • the switching element 27 switches on / off between the other end 25b of the reactor 25 and the negative electrode of the DC power supply 8.
  • one end 27a of the switching element 27 is connected between the other end 25b of the reactor 25 and the anode terminal 26a of the blocking diode 26, and the other end 27b of the switching element 27 is connected to the negative electrode input terminal 22.
  • Specific examples of the switching element 27 include a bipolar transistor, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Feed-Effective Transistor), and the like.
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Feed-Effective Transistor
  • the smoothing capacitor 28 smoothes the output voltage.
  • one end 28a of the smoothing capacitor 28 is connected between the cathode terminal 26b of the blocking diode 26 and the positive electrode output terminal 23, and the other end 28b of the smoothing capacitor 28 is connected to the negative electrode output terminal 24.
  • the control circuit 3 outputs the control signal to the switching element 27 (for example, outputs it to the base of the switching element 27) to switch the switching element 27 on and off at a predetermined switching cycle.
  • the switching element 27 When the switching element 27 is on, energy is stored in the reactor 25.
  • the switching element 27 When the switching element 27 is switched from on to off, the energy stored in the energy of the reactor 25 is stored in the smoothing capacitor 28 via the blocking diode 26. As a result, the output voltage (potential difference between the positive electrode output terminal 23 and the negative electrode output terminal 24) is boosted.
  • the control circuit 3 adjusts the output voltage by changing the ratio of the switching element 27 between the on period and the off period in each switching cycle within a predetermined range.
  • the ZVS circuit 4 is a circuit that soft-switches the switching of the switching element 27 from on to off.
  • the ZVS circuit 4 suppresses an increase in the voltage (potential difference between one end 27a and the other end 27b) of the switching element 27 immediately after the switching element 27 is switched from on to off.
  • the ZVS circuit 4 sets the switching of the switching element 27 from on to off to ZVS (Zero Voltage Switching).
  • ZVS means switching in which the voltage of the switching element 27 becomes substantially zero immediately after the switching element 27 is switched from on to off.
  • the ZVS circuit 4 has a first reactor 41, a first capacitor 42, a first diode 43, a second capacitor 44, and a second diode 45.
  • the first reactor 41 is provided between the DC power supply 8 and one end 27a of the switching element 27.
  • the first reactor 41 is provided between the negative electrode of the DC power supply 8 and one end 27a of the switching element 27.
  • one end 41a of the first reactor 41 is connected to the negative electrode input terminal 22, and the other end 41b of the first reactor 41 is connected to one end 27a of the switching element 27.
  • the first capacitor 42 is provided between the first reactor 41 and one end 27a of the switching element 27.
  • one end 42a of the first capacitor 42 is connected to the other end 41b of the first reactor 41, and the other end 42b of the first capacitor 42 is connected to one end 27a of the switching element 27. That is, the other end 41b of the first reactor 41 is connected to one end 27a of the switching element 27 via the first capacitor 42.
  • the first diode 43 is provided between the first reactor 41 and the positive electrode of the load 9, allows current to flow from the first reactor 41 to the load 9, and blocks the current from the load 9 to the first diode 43.
  • the anode terminal 43a of the first diode 43 is connected to the electric circuit between the other end 41b of the first reactor 41 and one end 42a of the first capacitor 42
  • the cathode terminal 43b of the first diode 43 is the cathode of the blocking diode 26. It is connected to an electric circuit between the terminal 26b and the positive electrode output terminal 23.
  • the second capacitor 44 is provided between the DC power supply 8 and the first reactor 41.
  • the second capacitor 44 is provided between the negative electrode of the DC power supply 8 and the first reactor 41.
  • one end 44a of the second capacitor 44 is connected to the negative electrode input terminal 22, and the other end 44b of the second capacitor 44 is connected to one end 41a of the first reactor 41. That is, one end 41a of the first reactor 41 is connected to the negative electrode input terminal 22 via the second capacitor 44.
  • the second diode 45 is provided between the other end 44b of the second capacitor 44 and one end 27a of the switching element 27, and blocks the current from the other end 44b to one end 27a through the current from one end 27a to the other end 44b. ..
  • the cathode terminal 45b of the second diode 45 is connected to an electric circuit between the other end 44b of the second capacitor 44 and one end 41a of the first reactor 41, and the anode terminal 45a of the second diode 45 is the switching element 27. One end is connected to 27a.
  • the ZVS circuit 4 passes a current from the other end 44b of the second capacitor 44 to one end 42a of the first capacitor 42, and blocks a current from one end 42a of the first capacitor 42 to the other end 44b of the second capacitor 44. It may further have 3 diodes 46.
  • the third diode 46 is provided in series with the first reactor 41 between one end 42a of the first capacitor 42 and the other end 44b of the second capacitor 44.
  • the third diode 46 is provided between the other end 41b of the first reactor 41 and one end 42a of the first capacitor 42.
  • the anode terminal 46a of the third diode 46 is connected to the other end 41b of the first reactor 41, and the cathode terminal 46b of the third diode 46 is connected to one end 42a of the first capacitor 42. That is, the other end 41b of the first reactor 41 is connected to one end 42a of the first capacitor 42 via the third diode 46.
  • the third diode 46 may be provided between the other end 44b of the second capacitor 44 and one end 41a of the first reactor 41.
  • the ZCS circuit 5 is a circuit that soft-switches the switching of the switching element 27 from off to on.
  • the ZCS circuit 5 suppresses an increase in the current (current from one end 27a to the other end 27b) of the switching element 27 immediately after the switching element 27 is switched from off to on.
  • the ZCS circuit 5 sets the switching of the switching element 27 from off to on to ZCS (Zero Curent Switching).
  • the ZCS means switching in which the current of the switching element 27 becomes substantially zero immediately after the switching element 27 is switched from off to on.
  • the ZCS circuit 5 has a second reactor 51.
  • the second reactor 51 is provided in series with the blocking diode 26 between the positive electrode of the load 9 and one end 27a of the switching element 27.
  • the second reactor 51 is provided between one end 27a of the switching element 27 and the anode terminal 26a of the blocking diode 26.
  • One end 51a of the second reactor 51 is connected to one end 27a of the switching element 27, and the other end 51b of the second reactor 51 is connected to the anode terminal 26a of the blocking diode 26. That is, one end 27a of the switching element 27 is connected to the anode terminal 26a of the blocking diode 26 via the second reactor 51, and the other end 25b of the reactor 25 is also connected to the anode terminal 26a of the blocking diode 26 via the second reactor 51.
  • the second reactor 51 may be provided between the cathode terminal 26b of the blocking diode 26 and one end 28a of the smoothing capacitor 28.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state of the DC-DC converter before the switching element is switched from off to on.
  • the current i1 flows from the positive electrode input terminal 21 to the smoothing capacitor 28 via the reactor 25, the second reactor 51, and the blocking diode 26.
  • the voltage of the second capacitor 44 (potential difference between the other end 44b and one end 44a) is substantially the same as the output voltage Vout.
  • the currents i2 and i3 that pass through the switching element 27 flow.
  • the current i2 flows from the positive electrode input terminal 21 to the negative electrode input terminal 22 via the reactor 25 and the switching element 27.
  • the current i3 flows from the other end 44b of the second capacitor 44 to one end 44a of the second capacitor 44 via the first reactor 41, the third diode 46, the first capacitor 42, and the switching element 27.
  • the electric charge accumulated in the second capacitor 44 is transferred to the first capacitor 42, and as shown in FIG. 4, the voltage of the first capacitor 42 (potential difference between one end 42a and the other end 42b) becomes the output voltage. It can be increased to Vout.
  • the voltage of the first capacitor 42 continues to be equivalent to the output voltage Vout.
  • the potentials at both ends (one end 27a and the other end 27b) of the switching element 27 become equal to the potentials of the negative electrode output terminal 24, so that the voltage of the switching element 27 becomes substantially zero. That is, the switching of the switching element 27 from on to off is ZVS.
  • the energy stored in the reactor 25 during the period when the switching element 27 is on is first stored in the smoothing capacitor 28 via the first capacitor 42 and the first diode 43. Therefore, as shown in FIG. 5, a current i4 flows from the positive electrode input terminal 21 to the smoothing capacitor 28 via the reactor 25, the first capacitor 42, and the first diode 43. When the discharge of the first capacitor 42 is completed, the voltage of the switching element 27 rises to the output voltage Vout. On the other hand, the energy of the reactor 25 is also stored in the smoothing capacitor 28 via the second reactor 51 and the blocking diode 26. As a result, the output voltage is boosted.
  • the capacitance of the first capacitor 42 and the capacitance of the second capacitor 44 may be set so as to satisfy the following conditions.
  • Condition 1) The capacitance of the second capacitor 44 is larger than the capacitance of the first capacitor 42.
  • Condition 2) Even when the control circuit 3 minimizes the off period of the switching element 27 in the above range, the voltage of the second capacitor 44 reaches the output voltage during the off period of the switching element 27.
  • Condition 3) Even when the control circuit 3 minimizes the ON period of the switching element 27 in the above range, the voltage of the first capacitor 42 reaches the output voltage during the ON period of the switching element 27.
  • the switching of the switching element 27 from on to off does not necessarily have to be ZVS. At least immediately after the switching element 27 is switched from on to off, the increase in the voltage of the switching element 27 may be suppressed. Therefore, it is not essential to satisfy the above conditions 1 to 3.
  • the first reactor 41 is provided between the negative electrode of the DC power supply 8 and one end 27a of the switching element 27, and the second capacitor 44 is provided between the negative electrode of the DC power supply 8 and the first reactor 41.
  • An example provided is shown, but the present invention is not limited to this.
  • a first reactor 41 is provided between the positive electrode of the DC power supply 8 and one end 27a of the switching element 27, and a second capacitor 44 is provided between the positive electrode of the DC power supply 8 and the first reactor 41. It may be provided.
  • the conditions for switching the switching element 27 from on to off for ZVS are the same as the above-mentioned conditions 1 to 3.
  • the reactor 25 provided between the DC power supply 8 and the load 9, the blocking diode 26 provided between the reactor 25 and the load 9, and one end 27a are reactors.
  • the first reactor 41 provided between the switch element 27 and one end 27a of the switching element 27, the first capacitor 42 provided between the first reactor 41 and one end 27a of the switching element 27, and the anode terminal 43a are the first reactor 41
  • the first diode 43 is connected between the first diode 42 and the first capacitor 42
  • the cathode terminal 43b is connected between the blocking diode 26 and the load 9.
  • the two-condenser 44 and the second diode 45 in which the cathode terminal 45b is connected between the second capacitor 44 and the first reactor 41 and the anode terminal 45a is connected to one end 27a of the switching element 27 are provided.
  • the voltage rise of one end 27a of the switching element 27 is delayed when the switching element 27 is switched from on to off by the first reactor 41, the first capacitor 42, and the first diode 43. ..
  • this action is referred to as "soft-off action”.
  • the difference between the input voltage and the output voltage is large, the voltage of the first capacitor 42 cannot be sufficiently increased during the ON period of the switching element 27, and the soft-off action may not be sufficiently obtained. There is.
  • the second capacitor 44 provided between the DC power supply 8 and the first reactor 41 and the cathode terminal 45b are electric circuits between the second capacitor 44 and the first reactor 41.
  • the anode terminal 45a is further provided with a second diode 45 connected to one end 27a of the switching element 27.
  • the first reactor 41 may be provided between the negative electrode of the DC power supply 8 and one end 27a of the switching element 27, and the second capacitor 44 may be provided between the negative electrode of the DC power supply 8 and the first reactor 41. ..
  • the first reactor 41 may be provided between the positive electrode of the DC power supply 8 and one end 27a of the switching element 27, and the second capacitor 44 may be provided between the positive electrode of the DC power supply 8 and the first reactor 41. ..
  • the capacitance of the second capacitor 44 may be larger than the capacitance of the first capacitor 42. In this case, the voltage of the first capacitor 42 can be sufficiently increased during the ON period of the switching element 27.
  • the capacitance of the second capacitor 44 is set so that the voltage of the second capacitor 44 reaches the output voltage during the off period of the switching element 27, and the capacitance of the first capacitor 42 is set to turn on the switching element 27.
  • the voltage of the first capacitor 42 may be set to reach the output voltage during the period. In this case, the voltage of the first capacitor 42 can be sufficiently increased during the ON period of the switching element 27.
  • the DC-DC converter 1 may further include a third diode 46 provided in series with the first reactor 41 between the first capacitor 42 and the second capacitor 44. In this case, the backflow of electric charge from the first capacitor 42 to the first reactor 41 is prevented. Therefore, the voltage of the first capacitor 42 can be sufficiently increased during the ON period of the switching element 27.
  • the DC-DC converter 1 may further include a second reactor 51 provided in series with the blocking diode 26 between the load 9 and one end 27a of the switching element 27.
  • a second reactor 51 provided in series with the blocking diode 26 between the load 9 and one end 27a of the switching element 27.
  • the DC-DC converter 1 can significantly reduce the switching loss.
  • the switching speed of the PFC (Power Factor Rectifier) circuit for a single-phase input power supply can be increased to reduce the size and cost. Contribute to.

Landscapes

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Abstract

ＤＣ－ＤＣコンバータは、直流電源と負荷との間に設けられるリアクトル及びブロッキングダイオードと、一端がリアクトルとブロッキングダイオードとの間に接続されるスイッチング素子と、を有し、入力電圧を昇圧して出力電圧を生成する昇圧チョッパ回路と、直流電源とスイッチング素子の一端との間に設けられる第１リアクトルと、第１リアクトルとスイッチング素子の一端との間に設けられる第１コンデンサと、アノード端子が第１リアクトルと第１コンデンサとの間に接続され、カソード端子がブロッキングダイオードと負荷との間に接続される第１ダイオードと、直流電源と第１リアクトルとの間に設けられる第２コンデンサと、カソード端子が第２コンデンサと第１リアクトルとの間に接続され、アノード端子がスイッチング素子の一端に接続される第２ダイオードと、を備える。

Description

ＤＣ－ＤＣコンバータ
　本開示は、ＤＣ－ＤＣコンバータに関する。
　特許文献１には、直流電源に接続される入力端子と、負荷に接続される出力端子と、入力端子と出力端子との間に設けられるリアクトルと、リアクトルと直列接続されるブロッキングダイオードと、一端がリアクトルとブロッキングダイオードとの間に接続されるスイッチング素子と、を有し、入力電圧を昇圧して出力電圧を生成する昇圧チョッパ回路を備えるＤＣ－ＤＣコンバータが開示されている。このＤＣ－ＤＣコンバータは、入力端子とスイッチング素子の一端との間に設けられる第１リアクトルと、第１リアクトルとスイッチング素子との間に設けられ、第１リアクトルと直列接続される第１コンデンサと、アノード端子が第１リアクトルと第１コンデンサとの接続部に接続され、カソード端子が出力端子に接続される第１ダイオードと、を更に備える。
国際公開第２０１５／０７９５３８号
　本開示は、スイッチングロスの更なる抑制に有効なＤＣ－ＤＣコンバータを提供する。
　本開示の一側面に係るＤＣ－ＤＣコンバータは、直流電源と負荷との間に設けられるリアクトルと、リアクトルと負荷との間に設けられるブロッキングダイオードと、一端がリアクトルとブロッキングダイオードとの間に接続されるスイッチング素子と、を有し、直流電源からの入力電圧を昇圧して負荷への出力電圧を生成する昇圧チョッパ回路と、直流電源とスイッチング素子の一端との間に設けられる第１リアクトルと、第１リアクトルとスイッチング素子の一端との間に設けられる第１コンデンサと、アノード端子が第１リアクトルと第１コンデンサとの間に接続され、カソード端子がブロッキングダイオードと負荷との間に接続される第１ダイオードと、直流電源と第１リアクトルとの間に設けられる第２コンデンサと、カソード端子が第２コンデンサと第１リアクトルとの間に接続され、アノード端子がスイッチング素子の一端に接続される第２ダイオードと、を備える。
　本開示によれば、スイッチングロスの更なる抑制に有効なＤＣ－ＤＣコンバータを提供することができる。
ＤＣ－ＤＣコンバータの構成を模式的に示す回路図である。 スイッチング素子がオフからオンに切り替わる前におけるＤＣ－ＤＣコンバータの状態を示す図である。 スイッチング素子がオフからオンに切り替わった後におけるＤＣ－ＤＣコンバータの状態を示す図である。 スイッチング素子がオンからオフに切り替わる前におけるＤＣ－ＤＣコンバータの状態を示す図である。 スイッチング素子がオンからオフに切り替わった後におけるＤＣ－ＤＣコンバータの状態を示す図である。 スイッチング素子の一端の電位が上昇した後におけるＤＣ－ＤＣコンバータの状態を示す図である。 ＤＣ－ＤＣコンバータの変形例を模式的に示す回路図である。
　以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１に示すＤＣ－ＤＣコンバータ１は、直流電源８からの直流の入力電圧を負荷９への直流の出力電圧に変換する電力変換装置である。ＤＣ－ＤＣコンバータ１は、昇圧チョッパ回路２と、制御回路３と、ＺＶＳ回路４と、ＺＣＳ回路５とを有する。
　昇圧チョッパ回路２は、上記入力電圧を昇圧して上記出力電圧を生成する。昇圧チョッパ回路２は、正極入力端子２１と、負極入力端子２２と、正極出力端子２３と、負極出力端子２４と、リアクトル２５と、ブロッキングダイオード２６と、スイッチング素子２７と、平滑コンデンサ２８とを有する。
　正極入力端子２１及び負極入力端子２２は、直流電源８の正極及び負極にそれぞれ接続される。正極出力端子２３及び負極出力端子２４は、負荷９の正極及び負極にそれぞれ接続される。負極入力端子２２と負極出力端子２４とは、コモンラインにより接続され、実質的に同電位となっている。なお、ここでの接続は、電気的な接続を意味する。以下においても同様である。
　リアクトル２５は、直流電源８の正極と負荷９の正極との間に設けられる。例えば、リアクトル２５の一端２５ａは正極入力端子２１に接続され、リアクトル２５の他端２５ｂは正極出力端子２３に接続されている。なお、ここでの接続は、他の導電性の電子部品を介した接続も含む。以下においても同様である。
　ブロッキングダイオード２６は、リアクトル２５と負荷９の正極との間に設けられており、リアクトル２５から負荷９への電流を通流し、負荷９からリアクトル２５への電流をブロックする。例えば、ブロッキングダイオード２６のアノード端子２６ａはリアクトル２５の他端２５ｂに接続され、ブロッキングダイオード２６のカソード端子２６ｂは正極出力端子２３に接続されている。すなわちリアクトル２５の他端２５ｂは、ブロッキングダイオード２６を介して正極出力端子２３に接続されている。
　スイッチング素子２７は、リアクトル２５の他端２５ｂと直流電源８の負極との間のオン・オフを切り替える。例えばスイッチング素子２７の一端２７ａは、リアクトル２５の他端２５ｂとブロッキングダイオード２６のアノード端子２６ａとの間に接続され、スイッチング素子２７の他端２７ｂは負極入力端子２２に接続されている。スイッチング素子２７の具体例としては、バイポーラトランジスタ、又はＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等が挙げられる。スイッチング素子２７がバイポーラトランジスタである場合、一端２７ａはコレクタ端子であり、他端２７ｂはエミッタ端子である。スイッチング素子２７のベース端子には、スイッチング素子２７のオン・オフを切り替える制御信号が入力される。
　平滑コンデンサ２８は、出力電圧を平滑化する。例えば、平滑コンデンサ２８の一端２８ａは、ブロッキングダイオード２６のカソード端子２６ｂと正極出力端子２３との間に接続され、平滑コンデンサ２８の他端２８ｂは、負極出力端子２４に接続されている。
　制御回路３は、上記制御信号をスイッチング素子２７に出力（例えばスイッチング素子２７のベースに出力）することで、所定のスイッチング周期にてスイッチング素子２７のオン・オフを切り替える。スイッチング素子２７がオンである場合には、リアクトル２５にエネルギーが蓄積される。スイッチング素子２７がオンからオフに切り替わると、リアクトル２５のエネルギーに蓄積されたエネルギーがブロッキングダイオード２６を経て平滑コンデンサ２８に蓄積される。これにより出力電圧（正極出力端子２３と負極出力端子２４との電位差）が昇圧される。制御回路３は、スイッチング素子２７のオン期間とオフ期間との各スイッチング周期における比率を所定のレンジで変更することによって、出力電圧を調節する。
　ＺＶＳ回路４は、スイッチング素子２７のオンからオフへの切り替わりをソフトスイッチングにする回路である。例えばＺＶＳ回路４は、スイッチング素子２７がオンからオフに切り替わった直後におけるスイッチング素子２７の電圧（一端２７ａと他端２７ｂとの電位差）の上昇を抑制する。一例として、ＺＶＳ回路４は、スイッチング素子２７のオンからオフへの切り替わりをＺＶＳ（Ｚｅｒｏ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）にする。ＺＶＳとは、スイッチング素子２７がオンからオフに切り替わった直後におけるスイッチング素子２７の電圧が実質的にゼロになるスイッチングを意味する。
　ＺＶＳ回路４は、第１リアクトル４１と、第１コンデンサ４２と、第１ダイオード４３と、第２コンデンサ４４と、第２ダイオード４５とを有する。
　第１リアクトル４１は、直流電源８とスイッチング素子２７の一端２７ａとの間に設けられる。例えば第１リアクトル４１は、直流電源８の負極とスイッチング素子２７の一端２７ａとの間に設けられる。一例として、第１リアクトル４１の一端４１ａは負極入力端子２２に接続され、第１リアクトル４１の他端４１ｂはスイッチング素子２７の一端２７ａに接続されている。
　第１コンデンサ４２は、第１リアクトル４１とスイッチング素子２７の一端２７ａとの間に設けられる。例えば、第１コンデンサ４２の一端４２ａは第１リアクトル４１の他端４１ｂに接続され、第１コンデンサ４２の他端４２ｂはスイッチング素子２７の一端２７ａに接続されている。すなわち第１リアクトル４１の他端４１ｂは、第１コンデンサ４２を介してスイッチング素子２７の一端２７ａに接続されている。
　第１ダイオード４３は、第１リアクトル４１と負荷９の正極との間に設けられており、第１リアクトル４１から負荷９への電流を通流し、負荷９から第１ダイオード４３への電流をブロックする。例えば、第１ダイオード４３のアノード端子４３ａは第１リアクトル４１の他端４１ｂと第１コンデンサ４２の一端４２ａとの間の電路に接続され、第１ダイオード４３のカソード端子４３ｂはブロッキングダイオード２６のカソード端子２６ｂと正極出力端子２３との間の電路に接続される。
　第２コンデンサ４４は、直流電源８と第１リアクトル４１との間に設けられる。例えば第２コンデンサ４４は、直流電源８の負極と第１リアクトル４１との間に設けられる。一例として、第２コンデンサ４４の一端４４ａは負極入力端子２２に接続され、第２コンデンサ４４の他端４４ｂは第１リアクトル４１の一端４１ａに接続されている。すなわち第１リアクトル４１の一端４１ａは、第２コンデンサ４４を介して負極入力端子２２に接続されている。
　第２ダイオード４５は、第２コンデンサ４４の他端４４ｂとスイッチング素子２７の一端２７ａとの間に設けられ、一端２７ａから他端４４ｂへの電流を通して他端４４ｂから一端２７ａへの電流をブロックする。例えば、第２ダイオード４５のカソード端子４５ｂは、第２コンデンサ４４の他端４４ｂと第１リアクトル４１の一端４１ａとの間の電路に接続され、第２ダイオード４５のアノード端子４５ａはスイッチング素子２７の一端２７ａに接続されている。
　ＺＶＳ回路４は、第２コンデンサ４４の他端４４ｂから第１コンデンサ４２の一端４２ａへの電流を通し、第１コンデンサ４２の一端４２ａから第２コンデンサ４４の他端４４ｂへの電流をブロックする第３ダイオード４６を更に有してもよい。例えば第３ダイオード４６は、第１コンデンサ４２の一端４２ａと、第２コンデンサ４４の他端４４ｂとの間において、第１リアクトル４１に直列に設けられる。
　一例として、第３ダイオード４６は、第１リアクトル４１の他端４１ｂと第１コンデンサ４２の一端４２ａとの間に設けられている。第３ダイオード４６のアノード端子４６ａは第１リアクトル４１の他端４１ｂに接続され、第３ダイオード４６のカソード端子４６ｂは第１コンデンサ４２の一端４２ａに接続されている。すなわち第１リアクトル４１の他端４１ｂは、第３ダイオード４６を介して第１コンデンサ４２の一端４２ａに接続されている。第３ダイオード４６は、第２コンデンサ４４の他端４４ｂと第１リアクトル４１の一端４１ａとの間に設けられていてもよい。
　ＺＣＳ回路５は、スイッチング素子２７のオフからオンへの切り替わりをソフトスイッチングにする回路である。例えばＺＣＳ回路５は、スイッチング素子２７がオフからオンに切り替わった直後におけるスイッチング素子２７の電流（一端２７ａから他端２７ｂへの電流）の上昇を抑制する。一例として、ＺＣＳ回路５は、スイッチング素子２７のオフからオンへの切り替わりをＺＣＳ（Ｚｅｒｏ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）にする。ＺＣＳとは、スイッチング素子２７がオフからオンに切り替わった直後におけるスイッチング素子２７の電流が実質的にゼロになるスイッチングを意味する。
　例えばＺＣＳ回路５は、第２リアクトル５１を有する。第２リアクトル５１は、負荷９の正極とスイッチング素子２７の一端２７ａとの間において、ブロッキングダイオード２６に直列に設けられる。例えば第２リアクトル５１は、スイッチング素子２７の一端２７ａとブロッキングダイオード２６のアノード端子２６ａとの間に設けられている。
　第２リアクトル５１の一端５１ａはスイッチング素子２７の一端２７ａに接続され、第２リアクトル５１の他端５１ｂはブロッキングダイオード２６のアノード端子２６ａに接続されている。すなわち、スイッチング素子２７の一端２７ａは第２リアクトル５１を介してブロッキングダイオード２６のアノード端子２６ａに接続され、リアクトル２５の他端２５ｂも第２リアクトル５１を介してブロッキングダイオード２６のアノード端子２６ａに接続されている。第２リアクトル５１は、ブロッキングダイオード２６のカソード端子２６ｂと平滑コンデンサ２８の一端２８ａとの間に設けられていてもよい。
　以下、図２～図６を参照し、上記ＺＶＳ及びＺＣＳについて説明する。図２は、スイッチング素子がオフからオンに切り替わる前におけるＤＣ－ＤＣコンバータの状態を示す図である。この状態においては、リアクトル２５、第２リアクトル５１及びブロッキングダイオード２６を経て、正極入力端子２１から平滑コンデンサ２８に電流ｉ１が流れる。また、第２コンデンサ４４の電圧は（他端４４ｂと一端４４ａとの間の電位差）は、実質的に出力電圧Ｖｏｕｔと同等になっている。
　図２の状態においてスイッチング素子２７がオフからオンに切り替わると、その直後には、第２リアクトル５１の作用によって、この第２リアクトル５１に引き続き上記電流ｉ１が流れ続ける。このため、オン切り替わり直後にはスイッチング素子２７の電流は実質的にゼロになる。すなわち、スイッチング素子２７のオフからオンへの切り替わりがＺＣＳとなる。
　その後、図３に示すように、スイッチング素子２７を経る電流ｉ２，ｉ３が流れる。電流ｉ２は、リアクトル２５及びスイッチング素子２７を経て正極入力端子２１から負極入力端子２２に流れる。これにより、リアクトル２５に上記エネルギーが蓄積される。電流ｉ３は、第１リアクトル４１、第３ダイオード４６、第１コンデンサ４２及びスイッチング素子２７を経て、第２コンデンサ４４の他端４４ｂから第２コンデンサ４４の一端４４ａに流れる。これにより、第２コンデンサ４４に蓄積されていた電荷が第１コンデンサ４２に移り、図４に示すように、第１コンデンサ４２の電圧（一端４２ａと他端４２ｂとの間の電位差）が出力電圧Ｖｏｕｔまで高められる。
　図４の状態においてスイッチング素子２７がオンからオフに切り替わると、その直後には、第１コンデンサ４２の電圧が引き続き出力電圧Ｖｏｕｔと同等となる。これにより、スイッチング素子２７の両端（一端２７ａ及び他端２７ｂ）の電位が負極出力端子２４の電位と同等になるので、スイッチング素子２７の電圧が実質的にゼロになる。すなわち、スイッチング素子２７のオンからオフへの切り替わりがＺＶＳとなる。
　スイッチング素子２７がオンであった期間にリアクトル２５に蓄積されたエネルギーは、まずは第１コンデンサ４２及び第１ダイオード４３を経て平滑コンデンサ２８に蓄積される。このため、図５に示すように、リアクトル２５、第１コンデンサ４２及び第１ダイオード４３を経て、正極入力端子２１から平滑コンデンサ２８に電流ｉ４が流れる。第１コンデンサ４２の放電が完了すると、スイッチング素子２７の電圧が出力電圧Ｖｏｕｔまで上昇する。一方、リアクトル２５のエネルギーは、第２リアクトル５１及びブロッキングダイオード２６を経て平滑コンデンサ２８にも蓄積される。これにより、出力電圧が昇圧される。
　また、図６に示すように、スイッチング素子２７の電圧が上昇し、その電圧が第２コンデンサ４４に残留している電圧を超えると、第２ダイオード４５を経て、スイッチング素子２７から第２コンデンサ４４に電流ｉ５が流れる。上述のように、スイッチング素子２７の電圧は出力電圧Ｖｏｕｔまで上昇するので、第２コンデンサ４４の電圧もＶｏｕｔまで上昇する。これにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ１が図２の状態に戻る。以上の動作が上記スイッチング周期で繰り返される。
　なお、スイッチング素子２７のオンからオフへの切り替わりをＺＶＳとするためには、スイッチング素子２７がオンからオフに切り替わる前に、第１コンデンサ４２の電圧を出力電圧Ｖｏｕｔまで高める必要がある。このため、第１コンデンサ４２の静電容量と第２コンデンサ４４の静電容量とは、以下の条件を満たすように設定されていてもよい。
条件１）第２コンデンサ４４の静電容量は第１コンデンサ４２の静電容量よりも大きい。
条件２）制御回路３が上記レンジにおいてスイッチング素子２７のオフ期間を最小とする場合であっても、スイッチング素子２７のオフ期間に第２コンデンサ４４の電圧が出力電圧に達する。
条件３）制御回路３が上記レンジにおいてスイッチング素子２７のオン期間を最小とする場合であっても、スイッチング素子２７のオン期間に第１コンデンサ４２の電圧が出力電圧に達する。
　ただし、スイッチング素子２７のオンからオフへの切り替わりは、必ずしもＺＶＳとなっていなくてもよい。少なくとも、スイッチング素子２７がオンからオフに切り替わった直後において、スイッチング素子２７の電圧の上昇が抑制されればよい。従って、上記条件１～３を満たすことは必須ではない。
　以上の実施形態においては、第１リアクトル４１が直流電源８の負極とスイッチング素子２７の一端２７ａとの間に設けられ、第２コンデンサ４４が直流電源８の負極と第１リアクトル４１との間に設けられる例を示したが、これに限られない。図７に示すように、第１リアクトル４１が直流電源８の正極とスイッチング素子２７の一端２７ａとの間に設けられ、第２コンデンサ４４が直流電源８の正極と第１リアクトル４１との間に設けられていてもよい。この場合も、スイッチング素子２７のオンからオフへの切り替わりをＺＶＳとするための条件は、上述の条件１～３と同じである。
〔本実施形態の効果〕
　以上に説明したように、ＤＣ－ＤＣコンバータ１は、直流電源８と負荷９との間に設けられるリアクトル２５と、リアクトル２５と負荷９との間に設けられるブロッキングダイオード２６と、一端２７ａがリアクトル２５とブロッキングダイオード２６との間に接続されるスイッチング素子２７と、を有し、直流電源８からの入力電圧を昇圧して負荷９への出力電圧を生成する昇圧チョッパ回路２と、直流電源８とスイッチング素子２７の一端２７ａとの間に設けられる第１リアクトル４１と、第１リアクトル４１とスイッチング素子２７の一端２７ａとの間に設けられる第１コンデンサ４２と、アノード端子４３ａが第１リアクトル４１と第１コンデンサ４２との間に接続され、カソード端子４３ｂがブロッキングダイオード２６と負荷９との間に接続される第１ダイオード４３と、直流電源８と第１リアクトル４１との間に設けられる第２コンデンサ４４と、カソード端子４５ｂが第２コンデンサ４４と第１リアクトル４１との間に接続され、アノード端子４５ａがスイッチング素子２７の一端２７ａに接続される第２ダイオード４５と、を備える。
　このＤＣ－ＤＣコンバータ１によれば、第１リアクトル４１、第１コンデンサ４２及び第１ダイオード４３によって、スイッチング素子２７がオンからオフに切り替わる際に、スイッチング素子２７の一端２７ａの電圧上昇が遅らせられる。これにより、スイッチング素子２７がオンからオフに切り替わる際の電力消費が抑制される。以下、この作用を「ソフトオフ作用」という。ここで、入力電圧と出力電圧との差異が大きい場合、スイッチング素子２７のオン期間中に第１コンデンサ４２の電圧を十分に高めることができず、上記ソフトオフ作用が十分に得られない可能性がある。これに対し、このＤＣ－ＤＣコンバータ１は、直流電源８と第１リアクトル４１との間に設けられる第２コンデンサ４４と、カソード端子４５ｂが第２コンデンサ４４と第１リアクトル４１との間の電路に接続され、アノード端子４５ａがスイッチング素子２７の一端２７ａに接続される第２ダイオード４５とを更に備える。この構成によれば、スイッチング素子２７のオフ期間中に出力電圧に応じた電荷が第２コンデンサ４４に供給され、この電荷がスイッチング素子２７のオン期間中に第２コンデンサ４４から第１コンデンサ４２に供給される。このため、入力電圧と出力電圧との差異が大きい場合であっても、出力電圧に応じた電荷を第１コンデンサ４２に供給し、第１コンデンサ４２の電圧を十分に高めることができる。従って、このＤＣ－ＤＣコンバータ１はスイッチングロスの更なる抑制に有効である。
　第１リアクトル４１は、直流電源８の負極とスイッチング素子２７の一端２７ａとの間に設けられ、第２コンデンサ４４は、直流電源８の負極と第１リアクトル４１との間に設けられてもよい。第１リアクトル４１は、直流電源８の正極とスイッチング素子２７の一端２７ａとの間に設けられ、第２コンデンサ４４は、直流電源８の正極と第１リアクトル４１との間に設けられてもよい。
　第２コンデンサ４４の静電容量は、第１コンデンサ４２の静電容量よりも大きくてもよい。この場合、スイッチング素子２７のオン期間中に第１コンデンサ４２の電圧をより十分に高めることができる。
　第２コンデンサ４４の静電容量は、スイッチング素子２７のオフ期間に第２コンデンサ４４の電圧が出力電圧に達するように設定されており、第１コンデンサ４２の静電容量は、スイッチング素子２７のオン期間に第１コンデンサ４２の電圧が出力電圧に達するように設定されていてもよい。この場合、スイッチング素子２７のオン期間中に第１コンデンサ４２の電圧をより十分に高めることができる。
　ＤＣ－ＤＣコンバータ１は、第１コンデンサ４２と、第２コンデンサ４４との間において、第１リアクトル４１に直列に設けられる第３ダイオード４６を更に備えていてもよい。この場合、第１コンデンサ４２から第１リアクトル４１への電荷の逆流が防止される。このため、スイッチング素子２７のオン期間中に第１コンデンサ４２の電圧をより十分に高めることができる。
　ＤＣ－ＤＣコンバータ１は、負荷９と、スイッチング素子２７の一端２７ａとの間において、ブロッキングダイオード２６に直列に設けられる第２リアクトル５１を更に備えていてもよい。この場合、スイッチング素子２７がオフからオンに切り替わる際に、スイッチング素子２７を流れる電流の上昇が遅らせられる。これにより、スイッチング素子２７がオフからオンに切り替わる際の電力消費が抑制される。従って、スイッチングロスを更に抑制することができる。
　以上のように、ＤＣ－ＤＣコンバータ１はスイッチングロスを大幅に低減することが可能で、これにより例えば、単相入力電源用ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ　Ｆａｃｔｏｒ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路のスイッチングの高速化により小形、低コスト化に寄与する。
　以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
　１…ＤＣ－ＤＣコンバータ、２…昇圧チョッパ回路、８…直流電源、９…負荷、２５…リアクトル、２６…ブロッキングダイオード、２７…スイッチング素子、２７ａ…スイッチング素子２７の一端、４１…第１リアクトル、４２…第１コンデンサ、４３…第１ダイオード、４３ａ…第１ダイオード４３のアノード端子、４３ｂ…第１ダイオード４３のカソード端子、４４…第２コンデンサ、４５…第２ダイオード、４５ａ…第２ダイオード４５のアノード端子、４５ｂ…第２ダイオード４５のカソード端子、４６…第３ダイオード、５１…第２リアクトル。

Claims (7)

  1. 　直流電源と負荷との間に設けられるリアクトルと、前記リアクトルと前記負荷との間に設けられるブロッキングダイオードと、一端が前記リアクトルと前記ブロッキングダイオードとの間に接続されるスイッチング素子と、を有し、前記直流電源からの入力電圧を昇圧して前記負荷への出力電圧を生成する昇圧チョッパ回路と、
    　前記直流電源と前記スイッチング素子の前記一端との間に設けられる第１リアクトルと、
    　前記第１リアクトルと前記スイッチング素子の前記一端との間に設けられる第１コンデンサと、
    　アノード端子が前記第１リアクトルと前記第１コンデンサとの間に接続され、カソード端子が前記ブロッキングダイオードと前記負荷との間に接続される第１ダイオードと、
    　前記直流電源と前記第１リアクトルとの間に設けられる第２コンデンサと、
    　カソード端子が前記第２コンデンサと前記第１リアクトルとの間に接続され、アノード端子が前記スイッチング素子の前記一端に接続される第２ダイオードと、を備えるＤＣ－ＤＣコンバータ。
  2. 　前記第１リアクトルは、前記直流電源の負極と前記スイッチング素子の前記一端との間に設けられ、
    　前記第２コンデンサは、前記直流電源の負極と前記第１リアクトルとの間に設けられる、請求項１記載のＤＣ－ＤＣコンバータ。
  3. 　前記第１リアクトルは、前記直流電源の正極と前記スイッチング素子の前記一端との間に設けられ、
    　前記第２コンデンサは、前記直流電源の正極と前記第１リアクトルとの間に設けられる、請求項１記載のＤＣ－ＤＣコンバータ。
  4. 　前記第２コンデンサの静電容量は、前記第１コンデンサの静電容量よりも大きい、請求項１～３のいずれか一項記載のＤＣ－ＤＣコンバータ。
  5. 　前記第２コンデンサの静電容量は、前記スイッチング素子のオフ期間に前記第２コンデンサの電圧が前記出力電圧に達するように設定されており、
    　前記第１コンデンサの静電容量は、前記スイッチング素子のオン期間に前記第１コンデンサの電圧が前記出力電圧に達するように設定されている、請求項１～４のいずれか一項記載のＤＣ－ＤＣコンバータ。
  6. 　前記第１コンデンサと、前記第２コンデンサとの間において、前記第１リアクトルに直列に設けられる第３ダイオードを更に備える、請求項１～５のいずれか一項記載のＤＣ－ＤＣコンバータ。
  7. 　前記負荷と、前記スイッチング素子の前記一端との間において、前記ブロッキングダイオードに直列に設けられる第２リアクトルを更に備える、請求項１～６のいずれか一項記載のＤＣ－ＤＣコンバータ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI767851B (zh) * 2021-10-08 2022-06-11 亞源科技股份有限公司 具有被動式無損失緩衝器之多相式升壓轉換裝置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004201369A (ja) * 2002-12-16 2004-07-15 Daihen Corp Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP2008017564A (ja) * 2006-07-03 2008-01-24 Kawamura Electric Inc 昇圧チョッパ
JP2012070505A (ja) * 2010-09-22 2012-04-05 Mitsubishi Electric Corp Ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2014033589A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Yokohama National Univ 双方向チョッパ回路
WO2015079538A1 (ja) * 2013-11-28 2015-06-04 株式会社安川電機 Ｄｃ－ｄｃコンバータ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3055121B2 (ja) * 1996-09-13 2000-06-26 サンケン電気株式会社 チョッパ型ｄｃ−ｄｃコンバータ
US7023186B2 (en) * 2004-08-05 2006-04-04 Astec International Limited Two stage boost converter topology
KR101349906B1 (ko) * 2013-06-27 2014-01-14 주식회사 인터엠 전압 클램프 승압형 부스트 컨버터

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004201369A (ja) * 2002-12-16 2004-07-15 Daihen Corp Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP2008017564A (ja) * 2006-07-03 2008-01-24 Kawamura Electric Inc 昇圧チョッパ
JP2012070505A (ja) * 2010-09-22 2012-04-05 Mitsubishi Electric Corp Ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2014033589A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Yokohama National Univ 双方向チョッパ回路
WO2015079538A1 (ja) * 2013-11-28 2015-06-04 株式会社安川電機 Ｄｃ－ｄｃコンバータ

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