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JP2008017564A - Boost chopper - Google Patents

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JP2008017564A
JP2008017564A JP2006183733A JP2006183733A JP2008017564A JP 2008017564 A JP2008017564 A JP 2008017564A JP 2006183733 A JP2006183733 A JP 2006183733A JP 2006183733 A JP2006183733 A JP 2006183733A JP 2008017564 A JP2008017564 A JP 2008017564A
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JP
Japan
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switching element
reactor
turned
capacitor
diode
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006183733A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Tsutsumi
学 堤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawamura Electric Inc
Original Assignee
Kawamura Electric Inc
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Publication date
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Abstract

【課題】スイッチング損失を低減しながら、構成部品の点数を減らす。
【解決手段】本回路1を、直流電源VSの正極線に直列に接続された第1リアクトルL1及び第1ダイオードD1と、第1リアクトルL1及び第1ダイオードD1の連結点aと直流電源VSの負極線との間に接続され、制御部で生成されたオンオフ制御信号に基づきスイッチング動作する主スイッチング素子SW1と、第1ダイオードD1の出力端と負極線との間に接続された平滑用の第1コンデンサC1と、主スイッチング素子SW1のオフ動作時に、主スイッチング素子SW1をゼロ電圧スイッチング動作させるゼロ電圧スイッチング回路10と、を備えるように構成する。
【選択図】図1
The number of components is reduced while reducing switching loss.
The circuit 1 includes a first reactor L1 and a first diode D1 connected in series to a positive line of a DC power supply VS, a connection point a between the first reactor L1 and the first diode D1, and a DC power supply VS. The main switching element SW1 connected between the negative electrode line and switching based on the on / off control signal generated by the controller, and the smoothing first connected between the output terminal of the first diode D1 and the negative electrode line. 1 capacitor C1, and a zero voltage switching circuit 10 that causes the main switching element SW1 to perform a zero voltage switching operation when the main switching element SW1 is turned off.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、直流電力の電圧を所定の電圧に昇圧する昇圧チョッパに関する。   The present invention relates to a boost chopper that boosts a voltage of DC power to a predetermined voltage.

昇圧チョッパの損失は、スイッチング素子に関連する損失の占める割合が大きいことが知られている。このスイッチング素子の損失には、オン損失(オン期間に発生する損失)とスイッチング損失(オン及びオフする瞬間に発生する損失)とがある。特に昇圧比が大きな昇圧チョッパの場合、出力側の電圧が高いため、オン及びオフする瞬間にスイッチング素子に加わる電圧が高くスイッチング損失が大きくなる。   It is known that the loss of the step-up chopper accounts for a large proportion of the loss related to the switching element. The loss of the switching element includes an on-loss (loss generated during the on period) and a switching loss (loss generated at the moment of turning on and off). In particular, in the case of a step-up chopper with a large step-up ratio, the voltage on the output side is high, so that the voltage applied to the switching element at the moment of turning on and off becomes high and the switching loss increases.

このうち、オフ時のスイッチング損失は、今まで流れていた電流を急に遮断しスイッチング素子に加わる電圧も一連の動作過程で最大であるため、すなわちV×Iが大きいため、相当大きくなるのが一般的である。一方、オン時のスイッチング損失は、今まで流れていなかった電流を急に流し出す動作であり、電路や他の構成素子のインダクタンスの作用で急には電流が増加し得ないため比較的小さいものであった。   Among them, the switching loss at the time of off is considerably large because the voltage that is applied to the switching element suddenly cuts off the current that has flown up to now and is the maximum in a series of operation processes, that is, V × I is large. It is common. On the other hand, the switching loss at ON is relatively small because it is an operation that suddenly flows out the current that has not flowed until now, and the current cannot increase suddenly due to the inductance of the electric circuit or other components. Met.

従来、このようなスイッチング損失を抑制する技術として、特許文献1に記載されたものが知られている。この技術は、系統連系インバータにおいて、昇圧手段とインバータ手段との間にゼロ電圧スイッチング手段を接続し、制御部によって、昇圧手段及びインバータ手段のスイッチング動作時に、スイッチング素子のすべてをゼロ電圧でスイッチングさせるように、ゼロ電圧スイッチング手段内に共振回路を形成してなるものである。この技術によれば、共振回路を動作させて、直流正負母線間をゼロ電圧にしてソフトスイッチングを実現でき、スイッチング損失の軽減を図ることができる。   Conventionally, what was described in patent document 1 is known as a technique which suppresses such switching loss. In this system-connected inverter, a zero voltage switching means is connected between the boosting means and the inverter means in the grid-connected inverter, and all switching elements are switched at zero voltage by the control unit during the switching operation of the boosting means and the inverter means. As shown, a resonance circuit is formed in the zero voltage switching means. According to this technique, the resonant circuit is operated, soft switching can be realized with zero voltage between the DC positive and negative buses, and switching loss can be reduced.

特許第3655804号公報Japanese Patent No. 3655804

しかし、この技術は、スイッチング素子のすべてをゼロ電圧でスイッチングさせるものであり、オン時またはオフ時に関わらず、スイッチング損失のすべてを無くすようにするものである。したがって、スイッチング素子のオフ時だけでなく、前述のように損失が比較的小さいオン時についても無くそうとするため、構成部品の点数が多くなる点で問題があった。   However, this technique switches all of the switching elements at zero voltage, and eliminates all switching losses regardless of whether the switching elements are on or off. Therefore, there is a problem in that the number of components increases because not only the switching element is turned off but also the on time when the loss is relatively small as described above.

そこで、本発明では上記課題を鑑み、比較的スイッチング損失の大きいオフ時においてのみスイッチング素子をゼロ電圧スイッチングさせることで、スイッチング損失を大幅に低減しながら、構成部品の点数を減らすことができる昇圧チョッパの提供を課題とする。   Therefore, in view of the above problems, the present invention is a boost chopper that can reduce the number of components while significantly reducing the switching loss by switching the switching element to zero voltage only when the switching loss is relatively large at the OFF time. The issue is to provide

上記課題を解決するため、請求項1の発明に係る昇圧チョッパは、直流電源の正極線に直列に接続された第1リアクトル及び第1ダイオードと、第1リアクトル及び第1ダイオードの連結点と直流電源の負極線との間に接続され、制御部で生成されたオンオフ制御信号に基づきスイッチング動作する主スイッチング素子と、第1ダイオードの出力端と負極線との間に接続された第1コンデンサと、主スイッチング素子のオフ動作時に、主スイッチング素子をゼロ電圧スイッチング動作させるゼロ電圧スイッチング回路と、を備えてなり、ゼロ電圧スイッチング回路は、第1リアクトル及び主スイッチング素子の連結点と直流電源の負極線との間に第2ダイオードを介して接続された第2コンデンサと、第2ダイオード及び第2コンデンサの連結点と第1リアクトルの入力点との間に直列に接続された第2リアクトル及び補助スイッチング素子と、を備えてなり、オンオフ制御信号による主スイッチング素子のオフ動作時に、第2コンデンサは、主スイッチング素子に流れていた電流の電荷によって充電され、主スイッチング素子をゼロ電圧スイッチング動作させるように構成される。   In order to solve the above problems, a step-up chopper according to a first aspect of the present invention includes a first reactor and a first diode connected in series to a positive line of a DC power supply, a connection point between the first reactor and the first diode, and a DC A main switching element connected between a negative line of the power supply and performing a switching operation based on an on / off control signal generated by the control unit; a first capacitor connected between the output terminal of the first diode and the negative line; A zero voltage switching circuit for causing the main switching element to perform a zero voltage switching operation when the main switching element is turned off. The zero voltage switching circuit includes a connection point between the first reactor and the main switching element and a negative electrode of the DC power source. A second capacitor connected to the line via a second diode, and a series of the second diode and the second capacitor. A second reactor and an auxiliary switching element connected in series between the point and the input point of the first reactor, and when the main switching element is turned off by the on / off control signal, the second capacitor The main switching element is charged by the electric charge of the current flowing in the element, and is configured to perform a zero voltage switching operation.

請求項2の発明に係る昇圧チョッパは、オンオフ制御信号による主スイッチング素子のオン動作時に、補助スイッチング素子が、制御部で生成されたオン制御信号によってオン動作し、補助スイッチング素子のオン動作と同時に、第2コンデンサ及び第2リアクトルは、第2コンデンサに充電された電荷を所定の放電時間で放電させることによって、補助スイッチング素子をゼロ電流スイッチング動作させ、放電時間の経過後に、第1リアクトル及び第2リアクトルは、第2リアクトルに貯えられたエネルギーを所定の移行時間で第1リアクトルへ移行させ、第2リアクトルに流れる電流を減少させることによって、移行時間の経過後に、オン動作した補助スイッチング素子をゼロ電流スイッチング動作によりオフ動作させるように構成される。   In the step-up chopper according to the second aspect of the present invention, when the main switching element is turned on by the on / off control signal, the auxiliary switching element is turned on by the on control signal generated by the control unit, and simultaneously with the on operation of the auxiliary switching element. The second capacitor and the second reactor cause the auxiliary switching element to perform a zero current switching operation by discharging the charge charged in the second capacitor in a predetermined discharge time, and after the discharge time has elapsed, the first reactor and the second reactor The two reactors transfer the energy stored in the second reactor to the first reactor at a predetermined transition time, and reduce the current flowing through the second reactor, thereby turning on the auxiliary switching element that has been turned on after the transition time has elapsed. It is configured to be turned off by zero current switching operation. .

請求項3の発明に係る昇圧チョッパの制御方法は、請求項2に記載の昇圧チョッパの制御方法であって、制御部は、オンオフ制御信号による主スイッチング素子のオン動作時に、オン制御信号によって補助スイッチング素子をオン動作させるように構成される。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a step-up chopper control method according to the second aspect, wherein the control unit is assisted by the on-control signal when the main switching element is turned on by the on-off control signal. The switching element is configured to be turned on.

請求項1の発明によれば、ゼロ電圧スイッチング回路によって、比較的スイッチング損失の大きいオフ動作時においてのみ主スイッチング素子をゼロ電圧スイッチング動作させるので、スイッチング損失を大幅に低減しながら、構成部品の点数を減らすことが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, the zero voltage switching circuit causes the main switching element to perform the zero voltage switching operation only during the off operation with a relatively large switching loss, so that the number of components can be reduced while greatly reducing the switching loss. Can be reduced.

請求項2、3の発明によれば、主スイッチング素子のオン動作時に補助スイッチング素子のオン動作によって第2コンデンサを放電させるので、主スイッチング素子のオフ時のゼロ電圧スイッチング動作を継続して行うことができる。また、補助スイッチング素子のオン及びオフ動作を共にゼロ電流スイッチング動作とすることができ、スイッチング損失を低減できる。   According to the second and third aspects of the invention, since the second capacitor is discharged by the on operation of the auxiliary switching element when the main switching element is on, the zero voltage switching operation when the main switching element is off is continuously performed. Can do. Further, both the ON and OFF operations of the auxiliary switching element can be set to zero current switching operation, and the switching loss can be reduced.

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る昇圧チョッパ(以下、本回路とする)を示す回路図である。本回路1は、直流電源VSと負荷RLとの間に接続され、直流電源VSから供給された電圧を所定の電圧に昇圧して負荷RLに出力するように構成されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a step-up chopper (hereinafter referred to as the present circuit) according to the present invention. The circuit 1 is connected between the DC power supply VS and the load RL, and is configured to boost the voltage supplied from the DC power supply VS to a predetermined voltage and output the voltage to the load RL.

本回路1は、直流電源VSの正極線に直列に接続された第1リアクトルL1及び第1ダイオードD1と、第1リアクトルL1及び第1ダイオードD1の連結点aと直流電源VSの負極線との間に接続され制御部(図示略)で生成されたオンオフ制御信号に基づきスイッチング動作する主スイッチング素子SW1と、第1ダイオードD1の出力端と負極線との間に接続された平滑用の第1コンデンサC1と、主スイッチング素子SW1のオフ動作時に、主スイッチング素子SW1をゼロ電圧スイッチング動作させるゼロ電圧スイッチング回路10と、を備えて構成されている。   The circuit 1 includes a first reactor L1 and a first diode D1 connected in series to a positive line of the DC power supply VS, a connection point a between the first reactor L1 and the first diode D1, and a negative line of the DC power supply VS. A smoothing first connected between the main switching element SW1 connected between the main switching element SW1 that operates based on an on / off control signal generated by a control unit (not shown) and the output terminal of the first diode D1 and the negative electrode line. The capacitor C1 and a zero voltage switching circuit 10 that causes the main switching element SW1 to perform a zero voltage switching operation when the main switching element SW1 is turned off are configured.

ゼロ電圧スイッチング回路10は、第1リアクトルL1及び主スイッチング素子SW1の連結点aと直流電源VSの負極線との間に第2ダイオードD2を介して接続された第2コンデンサC2と、第2ダイオードD2及び第2コンデンサC2の連結点bと第1リアクトルL1の入力点cとの間に直列に接続された第2リアクトルL2及び補助スイッチング素子としてのサイリスタSW2と、を備えて構成されている。   The zero voltage switching circuit 10 includes a second capacitor C2 connected via a second diode D2 between a connection point a of the first reactor L1 and the main switching element SW1 and a negative line of the DC power supply VS, and a second diode. A second reactor L2 connected in series between a connection point b of D2 and the second capacitor C2 and an input point c of the first reactor L1 and a thyristor SW2 as an auxiliary switching element are configured.

次に、上記構成の本回路1による昇圧動作を説明する。
図2(a)〜(g)に示すように、先ず、主スイッチング素子SW1がオフすると(サイリスタSW2はすでにオフしている)、主スイッチング素子SW1に流れていた昇圧用の第1リアクトルL1の電流は、第2ダイオードD2を介して第2コンデンサC2を充電する。このとき、第2コンデンサC2の電圧は直線的に上昇する。主スイッチング素子SW1には第2コンデンサC2の電圧が印可されるためゼロ電圧スイッチング(ZVS)動作が行われる。このため主スイッチング素子SW1のオフ時のスイッチング損失はほぼゼロとなる。第2コンデンサC2の電圧が出力電圧に達すると、第1リアクトルL1の電流は第1ダイオードD1を介して負荷側に流れるようになり負荷RLの電圧を上昇する。
Next, the boosting operation by the circuit 1 having the above configuration will be described.
As shown in FIGS. 2A to 2G, first, when the main switching element SW1 is turned off (the thyristor SW2 is already turned off), the step-up first reactor L1 flowing to the main switching element SW1 The current charges the second capacitor C2 via the second diode D2. At this time, the voltage of the second capacitor C2 rises linearly. Since the voltage of the second capacitor C2 is applied to the main switching element SW1, a zero voltage switching (ZVS) operation is performed. For this reason, the switching loss when the main switching element SW1 is OFF is substantially zero. When the voltage of the second capacitor C2 reaches the output voltage, the current of the first reactor L1 flows to the load side via the first diode D1 and increases the voltage of the load RL.

次に主スイッチング素子SW1がオンすると、第1リアクトルL1の電流は再び主スイッチング素子SW1に流れる。このときは、ハードスイッチングとなるため、オン時のスイッチング損失は従来技術と同じである。
主スイッチング素子SW1のオンと同時に、制御部から短時間のオン制御信号がサイリスタSW2に加えられ、サイリスタSW2もオンする。この時第2コンデンサC2に充電された電荷は、C2−L2−SW2−VS−C2の経路で放電を開始するが、第2リアクトルL2の作用により放電電流I(SW2)はゼロから増加していくため、サイリスタSW2のオン時のスイッチング損失はゼロ電流スイッチング(ZCS)動作によってゼロとなる。
Next, when the main switching element SW1 is turned on, the current of the first reactor L1 flows again to the main switching element SW1. At this time, since hard switching is performed, the switching loss at the time of ON is the same as that of the prior art.
Simultaneously with the turning on of the main switching element SW1, a short-time on control signal is applied from the control unit to the thyristor SW2, and the thyristor SW2 is also turned on. At this time, the electric charge charged in the second capacitor C2 starts to discharge through the path C2-L2-SW2-VS-C2, but the discharge current I (SW2) increases from zero by the action of the second reactor L2. Therefore, the switching loss when the thyristor SW2 is on becomes zero by the zero current switching (ZCS) operation.

また第2コンデンサC2の電圧は所定の放電時間t1の経過後にゼロになるが、このとき放電電流は最大となる。第2コンデンサC2からの放電は、ここで停止するが、第2リアクトルL2は電流を継続して流そうとするため、主スイッチング素子SW1に流れていた電流の一部又は全てが、L2−SW2−L1−D2−L2の経路で急に流れ始める。この電流は、第2リアクトルL2に貯えられたエネルギーが第1リアクトルL1へ移行するに従い徐々に減少し、所定の移行時間t2後に移行が完了しゼロになる。その間、主スイッチング素子SW1に流れる第1リアクトルL1の電流は徐々に増加し、最後に再び第1リアクトルL1の全電流を流すようになる。なお、第2リアクトルL2に流れる電流がゼロになると、サイリスタSW2には第2リアクトルL2の作用により逆電圧が印加されサイリスタSW2はオフする。このときのサイリスタSW2のスイッチングもZCSであり、スイッチング損失はゼロとなる。結局、サイリスタSW2の損失は、オン損失のみとなる。   The voltage of the second capacitor C2 becomes zero after the elapse of the predetermined discharge time t1, but at this time, the discharge current becomes maximum. The discharge from the second capacitor C2 stops here, but the second reactor L2 tries to continuously flow the current, so that part or all of the current flowing in the main switching element SW1 is L2-SW2 -It starts to flow suddenly along the route of L1-D2-L2. This current gradually decreases as the energy stored in the second reactor L2 shifts to the first reactor L1, and after the predetermined transition time t2, the transition is completed and becomes zero. In the meantime, the current of the first reactor L1 flowing through the main switching element SW1 gradually increases, and finally the total current of the first reactor L1 flows again. When the current flowing through the second reactor L2 becomes zero, a reverse voltage is applied to the thyristor SW2 by the action of the second reactor L2, and the thyristor SW2 is turned off. The switching of the thyristor SW2 at this time is also ZCS, and the switching loss is zero. Eventually, the loss of the thyristor SW2 is only the on-loss.

上記構成の昇圧チョッパ1によれば、ゼロ電圧スイッチング回路10によって、比較的スイッチング損失の大きいオフ動作時においてのみ主スイッチング素子SW1をゼロ電圧スイッチング動作させるので、スイッチング損失を大幅に低減しながら、構成部品の点数を減らすことが可能となる。   According to the step-up chopper 1 having the above configuration, the zero voltage switching circuit 10 causes the main switching element SW1 to perform the zero voltage switching operation only during the off operation with a relatively large switching loss. It is possible to reduce the number of parts.

また、主スイッチング素子SW1のオン動作時にサイリスタSW2のオン動作によって第2コンデンサC2を放電させるので、主スイッチング素子SW1のオフ時のゼロ電圧スイッチング動作を継続して行うことができる。また、サイリスタSW2のオンオフ動作をゼロ電流スイッチング動作とすることができ、スイッチング損失を低減できる。   Further, since the second capacitor C2 is discharged by turning on the thyristor SW2 when the main switching element SW1 is turned on, the zero voltage switching operation when the main switching element SW1 is turned off can be continuously performed. Further, the on / off operation of the thyristor SW2 can be a zero current switching operation, and the switching loss can be reduced.

図3は、本発明に係る昇圧チョッパの他の実施形態を示す回路図である。本回路21は、ゼロ電圧スイッチング回路20が、第1リアクトルL1及び主スイッチング素子SW1の連結点aと直流電源VSの負極線との間に第2ダイオードD2を介して接続された第2コンデンサC2と、第2ダイオードD2及び第2コンデンサC2の連結点bと第1リアクトルL1の入力点cとの間に直列に接続された第2リアクトルL2、補助スイッチング素子としてのFETSW3、及び第3ダイオードD3を備えて構成されている。本回路21によっても、FETSW3を主スイッチング素子SW1と同時にオンオフ制御した場合には、図1の回路1と同様の作用効果を得ることができる。   FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the step-up chopper according to the present invention. The circuit 21 includes a second capacitor C2 in which a zero voltage switching circuit 20 is connected via a second diode D2 between a connection point a of the first reactor L1 and the main switching element SW1 and a negative line of the DC power supply VS. A second reactor L2 connected in series between a connection point b of the second diode D2 and the second capacitor C2 and an input point c of the first reactor L1, an FETSW3 as an auxiliary switching element, and a third diode D3 It is configured with. Also with the present circuit 21, when the FET SW3 is controlled to be turned on / off simultaneously with the main switching element SW1, the same effects as the circuit 1 of FIG. 1 can be obtained.

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施することも可能である。例えば、補助スイッチング素子を、サイリスタ、FETに限らず、他種のスイッチング素子を使用しても良い。また、図3のSW2をFETのみとし、SW1と同時にオンオフ制御した場合には、C2−L2−SW2−VS−C2の経路を別の共振電流が流れるが、その影響が軽微な場合には、図1の回路1と同様の効果が得られる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It is also possible to change suitably the shape and structure of each part in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, the auxiliary switching elements are not limited to thyristors and FETs, and other types of switching elements may be used. Further, when SW2 in FIG. 3 is only FET and ON / OFF control is performed simultaneously with SW1, another resonance current flows through the path C2-L2-SW2-VS-C2, but when the influence is slight, The same effect as the circuit 1 of FIG. 1 is obtained.

本発明の一実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention. 図1における(a)第1リアクトルL1の電流波形図、(b)主スイッチング素子SW1の電流波形図、(c)主スイッチング素子SW1の電圧波形図、(d)サイリスタSW2の電流波形図、(e)サイリスタSW2の電圧波形図、(f)第2コンデンサC2の電圧波形図、及び(g)第1ダイオードD1の電流波形図である。1, (a) a current waveform diagram of the first reactor L1, (b) a current waveform diagram of the main switching element SW1, (c) a voltage waveform diagram of the main switching element SW1, (d) a current waveform diagram of the thyristor SW2, e) A voltage waveform diagram of the thyristor SW2, (f) a voltage waveform diagram of the second capacitor C2, and (g) a current waveform diagram of the first diode D1. 本発明の他の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・昇圧チョッパ、10・・ゼロ電圧スイッチング回路、C1・・第1コンデンサ、C2・・第2コンデンサ、D1・・第1ダイオード、D2・・第2ダイオード、L1・・第1リアクトル、L2・・第2リアクトル、RL・・負荷、SW1・・主スイッチング素子、SW2・・補助スイッチング素子としてのサイリスタ、SW3・・補助スイッチング素子としてのFET、VS・・直流電源。   1 ·· Boost chopper, 10 ·· Zero voltage switching circuit, C1 ·· 1st capacitor, C2 ·· 2nd capacitor, D1 ·· 1st diode, D2 ·· 2nd diode, L1 ·· 1st reactor, L2 .. second reactor, RL .. load, SW1 .. main switching element, SW2 ..thyristor as auxiliary switching element, SW3 ..FET as auxiliary switching element, VS .. DC power supply.

Claims (3)

直流電源の正極線に直列に接続された第1リアクトル及び第1ダイオードと、
第1リアクトル及び第1ダイオードの連結点と直流電源の負極線との間に接続され、制御部で生成されたオンオフ制御信号に基づきスイッチング動作する主スイッチング素子と、
第1ダイオードの出力端と負極線との間に接続された第1コンデンサと、
主スイッチング素子のオフ動作時に、主スイッチング素子をゼロ電圧スイッチング動作させるゼロ電圧スイッチング回路と、
を備えてなり、
ゼロ電圧スイッチング回路は、
第1リアクトル及び主スイッチング素子の連結点と直流電源の負極線との間に第2ダイオードを介して接続された第2コンデンサと、
第2ダイオード及び第2コンデンサの連結点と第1リアクトルの入力点との間に直列に接続された第2リアクトル及び補助スイッチング素子と、
を備えてなり、
オンオフ制御信号による主スイッチング素子のオフ動作時に、第2コンデンサは、主スイッチング素子に流れていた電流の電荷によって充電され、主スイッチング素子をゼロ電圧スイッチング動作させる、
ことを特徴とする昇圧チョッパ。
A first reactor and a first diode connected in series to a positive line of a DC power supply;
A main switching element connected between a connection point of the first reactor and the first diode and a negative electrode line of the DC power supply, and performing a switching operation based on an on / off control signal generated by the control unit;
A first capacitor connected between the output terminal of the first diode and the negative electrode line;
A zero voltage switching circuit for causing the main switching element to perform zero voltage switching operation when the main switching element is turned off;
With
Zero voltage switching circuit
A second capacitor connected via a second diode between the connection point of the first reactor and the main switching element and the negative line of the DC power supply;
A second reactor and an auxiliary switching element connected in series between a connection point of the second diode and the second capacitor and an input point of the first reactor;
With
When the main switching element is turned off by the on / off control signal, the second capacitor is charged by the electric charge of the current flowing through the main switching element to cause the main switching element to perform a zero voltage switching operation.
Boost chopper characterized by that.
オンオフ制御信号による主スイッチング素子のオン動作時に、補助スイッチング素子は、制御部で生成されたオン制御信号によってオン動作し、
補助スイッチング素子のオン動作と同時に、第2コンデンサ及び第2リアクトルは、第2コンデンサに充電された電荷を所定の放電時間で放電させることによって、補助スイッチング素子をゼロ電流スイッチング動作させ、
放電時間の経過後に、第1リアクトル及び第2リアクトルは、第2リアクトルに貯えられたエネルギーを所定の移行時間で第1リアクトルへ移行させ、第2リアクトルに流れる電流を減少させることによって、移行時間の経過後に、オン動作した補助スイッチング素子をゼロ電流スイッチング動作によりオフ動作させる、
請求項1に記載の昇圧チョッパ。
When the main switching element is turned on by the on / off control signal, the auxiliary switching element is turned on by the on control signal generated by the control unit,
Simultaneously with the ON operation of the auxiliary switching element, the second capacitor and the second reactor cause the auxiliary switching element to perform a zero current switching operation by discharging the charge charged in the second capacitor in a predetermined discharge time,
After the discharge time has elapsed, the first reactor and the second reactor cause the energy stored in the second reactor to shift to the first reactor at a predetermined transition time, thereby reducing the current flowing through the second reactor, thereby reducing the transition time. After the elapse of time, the auxiliary switching element that is turned on is turned off by the zero current switching operation.
The step-up chopper according to claim 1.
請求項2に記載の昇圧チョッパの制御方法であって、
制御部は、オンオフ制御信号による主スイッチング素子のオン動作時に、オン制御信号によって補助スイッチング素子をオン動作させる、
ことを特徴とする昇圧チョッパの制御方法。
A method for controlling a step-up chopper according to claim 2,
The control unit turns on the auxiliary switching element by the on control signal when the main switching element is turned on by the on / off control signal.
A step-up chopper control method.
JP2006183733A 2006-07-03 2006-07-03 Boost chopper Pending JP2008017564A (en)

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