(57)【要約】【課題】スナバコンデンサを不要として、レイアウト上の制約により大型化することがなく、動作が不安定になることもなく、また、コスト高を招かないＤＣ−ＤＣコンバータを提供する。【解決手段】ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、２つの主スイッチＳＵ１１ａ，ＳＬ１１ｂの接続点に、補助リアクトルＬｒ１４と２つの補助スイッチＳｒＵ１５ａ，ＳｒＬ１５ｂの各直列回路の一端を接続し、その反対側の直列回路の他端を平滑リアクトル１３の他端に接続し、平滑リアクトル１３を流れる電流が、主スイッチから平滑リアクトル１３へ向かう場合、上主スイッチＳＵ１１ａがオン状態になる時点より所定の時間だけ前に上補助スイッチＳｒＵ１５ａを入れ、電流の向きが逆の場合、下主スイッチＳＬ１１ｂがオン状態になる時点より所定の時間だけ前に下補助スイッチＳｒＬ１５ｂを入れるようにする。【選択図】図１
2006187086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された第１と第２の２つの主スイッチと、前記各主スイッチ同士の接続点に一端が接続された平滑リアクトルとを備え、前記各主スイッチを交互にオン／オフさせると共に、前記第１の主スイッチがオンしたときに、一方の端子に入力した電気エネルギを前記平滑リアクトルに蓄え、前記第２の主スイッチがオンしたときに、前記平滑リアクトルに蓄えられた電気エネルギを他方の端子から出力するＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記平滑リアクトルの一端も接続されている前記２つの主スイッチの接続点に、補助リアクトルと２つの補助スイッチのそれぞれの直列回路の一端を接続し、その反対側の直列回路の他端を、前記平滑リアクトルの他端に接続し、
前記平滑リアクトルを流れる電流が、前記主スイッチから前記平滑リアクトルへ向かって流れる場合は、前記第１の主スイッチがオン状態になる時点より所定の時間だけ前に、前記補助スイッチを入れるようにし、また、前記平滑リアクトルを流れる電流が、前記平滑リアクトルから前記主スイッチへ向かって流れる場合は、前記第２の主スイッチがオン状態になる時点より所定の時間だけ前に、前記補助スイッチを入れるようにするＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記補助スイッチがオン状態になってから前記第１の主スイッチがオン状態になるまでの時間をＴｒＢ、前記補助スイッチがオン状態になってから前記第２の主スイッチがオン状態になるまでの時間をＴｒＣ、補助リアクトルのインダクタンス値をＬｒとし、前記平滑リアクトルを流れるリアクトル電流ＩＬ、前記一方の端子側の入出力電圧ＶＡ、前記他方の端子側の入出力電圧ＶＢの３データを計測し、それに基づいて、
ＴｒＢ＝Ｌｒ／ＶＡ・ＩＬ，ＴｒＣ＝Ｌｒ／（ＶＢ−ＶＡ）・｜ＩＬ｜
のタイミングで前記補助スイッチをオン状態にする請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記一方の端子に印加された電圧を昇圧して前記他方の端子から出力することができ、前記他方の端子に印加された電圧を降圧して前記一方の端子から出力することができる昇降圧ＤＣ／ＤＣコンバータである請求項１または２に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項４】
前記２つの主スイッチは、制御回路及び駆動回路により相補パルス幅変調信号で駆動される請求項１から３のいずれか一項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータに関し、特に、略零電流でスイッチングすることができるＤＣ／ＤＣコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直列に接続された２つの主スイッチと、これら主スイッチ同士の接続点に一端が接続された平滑リアクトルとを備えたＤＣ／ＤＣコンバータが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、従来のＤＣ／ＤＣコンバータの概略構成を示す回路図である。図４に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１は、端子Ｂ−Ｂ間に直列に接続された上主スイッチＳＵ２ａと下主スイッチＳＬ２ｂ、両主スイッチ２ａ，２ｂの各々に並列に接続された上ダイオードＤＵ３ａと下ダイオードＤＬ３ｂ及び上コンデンサＣＵ４ａと下コンデンサＣＬ４ｂを有している。また、両主スイッチ２ａ，２ｂ同士の接続点に一端が接続された平滑用のリアクトルＬ０５、リアクトル５に並列に接続された補助リアクトルＬｒ６及び上補助スイッチＳｒＵ７ａと下補助スイッチＳｒＬ７ｂの一方、また、上補助スイッチ７ａと下補助スイッチ７ｂの他端を、リアクトル５の他端に接続すると共に一方の端子Ｂに共通接続の端子Ａ−Ａを有している。
【０００４】
図４に示す従来のＤＣ／ＤＣコンバータ１における両主スイッチＳＵ，ＳＬの状態の変化は、次の４ケースに分類される。
（ケースＡ）リアクトル電流ＩＬ＞０で、上主スイッチＳＵ：ＯＮ（オン）、下主スイッチＳＬ：ＯＦＦ（オフ）から、両スイッチＯＦＦを経て、上主スイッチＳＵ：ＯＦＦ、下主スイッチＳＬ：ＯＮに変化。
（ケースＢ）リアクトル電流ＩＬ＞０で、上主スイッチＳＵ：ＯＦＦ、下主スイッチＳＬ：ＯＮから、両スイッチＯＦＦを経て、上主スイッチＳＵ：ＯＮ、下主スイッチＳＬ：ＯＦＦに変化。
【０００５】
（ケースＣ）リアクトル電流ＩＬ＜０で、上主スイッチＳＵ：ＯＮ、下主スイッチＳＬ：ＯＦＦから、両スイッチＯＦＦを経て、上主スイッチＳＵ：ＯＦＦ、下主スイッチＳＬ：ＯＮに変化。
（ケースＤ）リアクトル電流ＩＬ＜０で、上主スイッチＳＵ：ＯＦＦ、下主スイッチＳＬ：ＯＮから、両スイッチＯＦＦを経て、上主スイッチＳＵ：ＯＮ、下主スイッチＳＬ：ＯＦＦに変化。
【０００６】
上述したケースＤ（ＩＬ＜０、ＳＬ：ＯＮ→ＳＵ：ＯＮ）におけるスイッチングの様子を、図５及び図６により説明する。
図５は、図４の主スイッチング素子及びその周辺部分を取り出し半導体素子をスイッチに置き換えて、ケースＤ状態のスイッチングの様子を説明する回路説明図である。図６は、図５のケースＤにおける各波形のタイミングを示すタイミングチャートである。
【０００７】
図５に示すように、ケースＤにおいて、状態１→状態２に変化するとき、リアクトル電流ＩＬが上下コンデンサＣＵ，ＣＬに半分ずつ流れ込み（図６、ａ，ｂ参照）、下コンデンサＣＬは充電されるが、下主スイッチＳＬがＯＦＦするときは略０Ｖであり、このとき、下主スイッチＳＬのスイッチング損失は非常に小さい。状態２´→状態３に変化するときについては、既に上流ダイオードＤＵに電流が流れており（図６、ｃ参照）、上主スイッチＳＵがＯＮしてもスイッチング損失は殆ど発生しない。
【０００８】
また、上述したケースＢ（ＩＬ＞０、ＳＬ：ＯＮ→ＳＵ：ＯＮ）におけるスイッチングの様子を、図７及び図８により説明する。
図７は、図４の主スイッチング素子及びその周辺部分を取り出し半導体素子をスイッチに置き換えて、ケースＢ状態のスイッチングの様子を説明する回路説明図である。図８は、図７のケースＢにおける各波形のタイミングを示すタイミングチャートである。
【０００９】
図７に示すように、状態１→状態１´に変化するときは、補助スイッチをＯＮにし補助リアクトル電流Ｉｒが増加し、状態１´→状態２に変化するとき、リアクトル電流ＩＬ＜補助リアクトル電流Ｉｒで両主スイッチＳＵ，ＳＬがＯＦＦすると、上下コンデンサに電流が流れ込み、下コンデンサＣＬは充電されるが、下主スイッチＳＬがＯＦＦするときは略０Ｖであり、このとき、下主スイッチＳＬのスイッチング損失は非常に小さい。
【００１０】
状態２→状態３に変化するときについては、リアクトル電流ＩＬ＜補助リアクトル電流Ｉｒのとき、上流ダイオードＤＵが導通し、上主スイッチＳＵ＝０Ｖ、その後、補助リアクトル電流Ｉｒが減ってきて、上主スイッチＳＵをＯＮし、リアクトル電流ＩＬ＞補助リアクトル電流Ｉｒになると上主スイッチＳＵに電流が流れ、零電圧スイッチングになり、上主スイッチＳＵのスイッチング損失は殆ど発生しない。
【００１１】
このケースＢにおける動作は、補助スイッチをＯＮとし、リアクトルＬとキャパシタＣを共振させることで、電流Ｉｅを正から負にし、恰もケースＤと同じ動作を上下主スイッチＳＵ，ＳＬに作り出していると見ることもできる。ケースＡやケースＣに関しても、上主スイッチＳＵから下主スイッチＳＬがＯＮすることと、ＯＮする補助スイッチが逆になるという違いのみで、原理的には上記と同じ理由により、この従来のＤＣ／ＤＣコンバータ１における主スイッチのスイッチング損失は非常に小さい。
【００１２】
このように、従来のＤＣ／ＤＣコンバータ１においては、素子のスイッチング損失を低減するため、ケースＡ及びケースＤでのスイッチング時は、スナバコンデンサ（両コンデンサＣＵ，ＣＬ）の充放電を利用し、ケースＢ及びケースＣでは、スナバコンデンサと補助リアクトルＬｒの共振を利用するため、何れにおいてもスナバコンデンサが必要である。
【特許文献１】特開２００４−１２９３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、スナバコンデンサは、主スイッチから離して配置するとインダクタンスを持つため、主スイッチの直近に取り付ける必要があるので、レイアウト上の制約が大きく、結果的にＤＣ／ＤＣコンバータが大型化する大きな要因となる。また、スナバコンデンサを主スイッチの直近に配置すると、主スイッチのゲートを駆動する駆動回路が主スイッチから離れてしまうので、動作が不安定になることがある。更に、スナバコンデンサは、専用設計になってしまうのでコストが高くなるのが避けられない。
【００１４】
この発明の目的は、スナバコンデンサを不要として、レイアウト上の制約により大型化することがなく、動作が不安定になることもなく、また、コスト高を招かないＤＣ−ＤＣコンバータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、この発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータは、直列に接続された第１と第２の２つの主スイッチと、前記各主スイッチ同士の接続点に一端が接続された平滑リアクトルとを備え、前記各主スイッチを交互にオン／オフさせると共に、前記第１の主スイッチがオンしたときに、一方の端子に入力した電気エネルギを前記平滑リアクトルに蓄え、前記第２の主スイッチがオンしたときに、前記平滑リアクトルに蓄えられた電気エネルギを他方の端子から出力するＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、前記平滑リアクトルの一端も接続されている前記２つの主スイッチの接続点に、補助リアクトルと２つの補助スイッチのそれぞれの直列回路の一端を接続し、その反対側の直列回路の他端を、前記平滑リアクトルの他端に接続し、前記平滑リアクトルを流れる電流が、前記主スイッチから前記平滑リアクトルへ向かって流れる場合は、前記第１の主スイッチがオン状態になる時点より所定の時間だけ前に、前記補助スイッチを入れるようにし、また、前記平滑リアクトルを流れる電流が、前記平滑リアクトルから前記主スイッチへ向かって流れる場合は、前記第２の主スイッチがオン状態になる時点より所定の時間だけ前に、前記補助スイッチを入れるようにしている。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、平滑リアクトルの一端も接続されている２つの主スイッチの接続点に、補助リアクトルと２つの補助スイッチのそれぞれの直列回路の一端を接続し、その反対側の直列回路の他端を、平滑リアクトルの他端に接続し、平滑リアクトルを流れる電流が、主スイッチから平滑リアクトルへ向かって流れる場合は、第１の主スイッチがオン状態になる時点より所定の時間だけ前に、補助スイッチを入れるようにし、また、平滑リアクトルを流れる電流が、平滑リアクトルから主スイッチへ向かって流れる場合は、第２の主スイッチがオン状態になる時点より所定の時間だけ前に、補助スイッチを入れるようにしているので、スナバコンデンサを不要として、レイアウト上の制約により大型化することがなく、動作が不安定になることもなく、また、コスト高を招かないＤＣ−ＤＣコンバータとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータの概略構成を示す回路図である。図１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、端子Ｂ−Ｂ間に直列に接続された上主スイッチＳＵ１１ａと下主スイッチＳＬ１１ｂ、両主スイッチ１１ａ，１１ｂの各々に並列に接続された上ダイオードＤＵ１２ａと下ダイオードＤＬ１２ｂを有している。また、両主スイッチ１１ａ，１１ｂ同士の接続点に一端が接続された平滑用のリアクトルＬ０１３、リアクトル１３に並列に接続された補助リアクトルＬｒ１４及び上補助スイッチＳｒＵ１５ａと下補助スイッチＳｒＬ１５ｂを、リアクトル１３の他端に接続すると共に一方の端子Ｂに共通接続の端子Ａ−Ａを有している。
【００１８】
このＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、昇降圧ＤＣ／ＤＣコンバータであり、端子Ａ−Ａに印加された電圧を昇圧して端子Ｂ−Ｂから出力することができ、端子Ｂ−Ｂに印加された電圧を降圧して端子Ａ−Ａから出力することができる。上主スイッチＳＵと下主スイッチＳＬは、図示しない制御回路及び駆動回路により、相補パルス幅変調（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）信号で駆動される。
つまり、この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、回路構成上、従来のＤＣ／ＤＣコンバータ１（図４参照）に比べ、スナバコンデンサからなる上コンデンサＣＵと下コンデンサＣＬを有していない。
【００１９】
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の回路動作を説明する。
図２は、図１のＤＣ／ＤＣコンバータのケースＢにおける各波形のタイミングを示すタイミングチャートである。ここで、ケースＢは、上主スイッチＳＵがＯＦＦ（オフ）状態、下主スイッチＳＬがＯＮ（オン）状態にあって、リアクトル電流ＩＬが端子Ａに向かって流れている（ＩＬ＞０）状態から、両スイッチＳＵ，ＳＬのＯＦＦ状態を経て、上主スイッチＳＵがＯＮ状態、下主スイッチＳＬがＯＦＦ状態に変化する。
【００２０】
図２に示すように、先ず、下主スイッチＳＬがＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化するときを説明する。下主スイッチＳＬがＯＮ状態では、下ダイオードＤＬに電流が流れており、下主スイッチＳＬは略零電圧、零電流でスイッチングされるため、スイッチング損失は殆ど発生しない。
【００２１】
次に、上主スイッチＳＵがＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化するときを説明する。上主スイッチＳＵがＯＮ状態になる時点より時間Ｔｒだけ前に、上補助スイッチＳｒＵをＯＮ状態にする。ＯＮ状態にしたときの補助リアクトルＬｒの一端の電圧ＶＳＬは０Ｖであり、他端の電圧はＶＡである。このため、補助リアクトルＬｒには、図２の（ｆ）に示す補助リアクトル電流Ｉｒが流れる。
【００２２】
リアクトル電流ＩＬは、リアクトルがあるため短時間で略一定であり、電流Ｉｅは、Ｉｅ＝ＩＬ−Ｉｒの関係より次第に減少し０に近づく。このとき、上主スイッチＳＵをＯＮ状態にすれば、本来のリアクトル電流ＩＬより電流Ｉｅは小さいため、上主スイッチＳＵのスイッチング損失を減少させることができる。
【００２３】
更に、リアクトル電流ＩＬ、Ａ端子側のＤＣ／ＤＣコンバータ入出力電圧ＶＡを計測し、時間Ｔｒを、
Ｔｒ＝Ｌｒ／ＶＡ・ＩＬ
と決めることにより、電流Ｉｅ≒０で上主スイッチＳＵをＯＮ状態にすることができ（図２、（ａ）参照）、このときのスイッチング損失を殆ど０にすることができる。
【００２４】
上主スイッチＳＵがＯＮ状態にした後は、補助リアクトルＬｒの一端の電圧ＶＳＬはＢ端子側のＤＣ／ＤＣコンバータ入出力電圧ＶＢになり、他端の電圧はＡ端子側のＤＣ／ＤＣコンバータ入出力電圧ＶＡであり、ＶＢ＞ＶＡであることから、補助リアクトル電流Ｉｒは次第に減少し０になる。補助リアクトル電流Ｉｒが０になった後、上補助スイッチＳｒＵをＯＦＦ状態にする。なお、上補助スイッチＳｒＵは、ＯＮ・ＯＦＦ何れの状態共に電流０で行うため、スイッチング損失は発生しない。
【００２５】
図３は、図１のＤＣ／ＤＣコンバータのケースＣにおける各波形のタイミングを示すタイミングチャートである。ここで、ケースＣは、上主スイッチＳＵがＯＮ状態、下主スイッチＳＬがＯＦＦ状態にあって、リアクトル電流ＩＬが端子ＡからリアクトルＬ０に向かって流れている（ＩＬ＜０）状態から、両スイッチＳＵ，ＳＬのＯＦＦ状態を経て、上主スイッチＳＵがＯＦＦ状態、下主スイッチＳＬがＯＮ状態に変化する。
【００２６】
図３に示すように、先ず、上主スイッチＳＵがＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化するときを説明する。上主スイッチＳＵがＯＮ状態では、上ダイオードＤＵに電流が流れており、上主スイッチＳＵは略零電圧、零電流でスイッチングされるため、スイッチング損失は殆ど発生しない。
【００２７】
次に、下主スイッチＳＬがＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化するときを説明する。下主スイッチＳＬがＯＮ状態になる時点より時間Ｔｒだけ前に、下補助スイッチＳｒＬをＯＮ状態にする。ＯＮ状態にしたときの補助リアクトルＬｒの一端の電圧ＶＳＬは、ＶＢであり、他端の電圧はＶＡである。このため、補助リアクトルＬｒには、図３の（ｆ）に示す補助リアクトル電流Ｉｒが流れる。
【００２８】
リアクトル電流ＩＬは、リアクトルがあるため短時間では略一定であり、電流Ｉｅは、Ｉｅ＝ＩＬ−Ｉｒの関係より次第に減少し０に近づく。このとき、下主スイッチＳＬをＯＮ状態にすれば、本来のリアクトル電流ＩＬより電流Ｉｅは小さいため、下主スイッチＳＬのスイッチング損失を減少させることができる。
【００２９】
更に、リアクトル電流ＩＬ、Ａ端子電圧ＶＡ、Ｂ端子電圧ＶＢを計測し、時間Ｔｒを、
Ｔｒ＝Ｌｒ／（ＶＢ−ＶＡ）・｜ＩＬ｜
と決めることにより、電流Ｉｅ≒０で下主スイッチＳＬをＯＮ状態にすることができ（図３、（ａ）参照）、このときのスイッチング損失を殆ど０にすることができる。
【００３０】
下主スイッチＳＬがＯＮ状態になった後は、補助リアクトルＬｒの一端の電圧ＶＳＬは０に、他端の電圧はＶＡであり、補助リアクトル電流Ｉｒは次第に減少し０になる。補助リアクトル電流Ｉｒが０になった後、下補助スイッチＳｒＬをＯＦＦ状態にする。なお、上補助スイッチＳｒＵは、ＯＮ・ＯＦＦ何れの状態共に電流０で行うため、スイッチング損失は発生しない。
なお、ケースＡとケースＤでは、通常のハードスイッチングを行う。
【００３１】
以上のように、上記実施の形態によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、共振用のスナバコンデンサを用いることなく、ＰＷＭ１サイクルで２回あるスイッチ状態の変化の内、一つのケースで零電流スイッチングができ、全てのケースがハードスイッチングに比べてスイッチング損失を半減することができる。
【００３２】
つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、リアクトルＬ０１３の一端も接続されている上下主スイッチＳＵ１１ａ，ＳＬ１１ｂの接続点に、補助リアクトルＬｒ１４と各補助スイッチＳｒＵ１５ａ，ＳｒＬ１５ｂの直列回路の一端を接続し、その反対側の直列回路の他端を、リアクトルＬ０１３の他端に接続する構成を有している。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０のリアクトルＬ０１３を流れる電流ＩＬが、主スイッチからリアクトルＬ０１３へ向かって流れている場合は、上主スイッチＳＵ１１ａがＯＮ状態になる時点より所定の時間（Ｔｒ）だけ前に、上補助スイッチＳｒＵ１５ａを入れるようにする。また、リアクトルＬ０１３を流れる電流ＩＬが、リアクトルＬ０１３から主スイッチへ向かって流れている場合は、下主スイッチＳＬ１１ｂがＯＮ状態になる時点より所定の時間（Ｔｒ）だけ前に、下補助スイッチＳｒＬ１５ｂを入れるようにする。
【００３３】
これにより、主スイッチがスイッチングするときに、主スイッチに流れている電流を減少させることができる。スイッチング損失は、スイッチに流れる電流に比例するため、このようにスイッチング時の電流を減少させることにより、スイッチング損失を大幅に減少させることができ、低損失・高効率のＤＣ／ＤＣコンバータとすることができる。更に、従来のＤＣ／ＤＣコンバータに設けられていたスナバコンデンサが不要になるため、コストの低減が可能になり、レイアウトの制約がなくなって小型化を図ることができると共に、駆動回路を主スイッチの直近に配置することができ、動作が不安定になることがない。
【００３４】
また、補助スイッチがＯＮ状態になってから上主スイッチＳＵ１１ａがＯＮ状態になるまでの時間をＴｒＢ、補助スイッチがＯＮ状態になってから下主スイッチＳＬ１１ｂがＯＮ状態になるまでの時間をＴｒＣとし、リアクトル電流ＩＬ（Ａ）、Ａ端子側のＤＣ／ＤＣコンバータ入出力電圧ＶＡ（Ｖ）、Ｂ端子側のＤＣ／ＤＣコンバータ入出力電圧ＶＢ（Ｖ）の３データを計測し、それに基づいて、
ＴｒＢ＝Ｌｒ／ＶＡ・ＩＬ，ＴｒＣ＝Ｌｒ／（ＶＢ−ＶＡ）・｜ＩＬ｜
のタイミングで補助スイッチをＯＮ状態にする。なお、Ｌｒ（Ｈ）は、補助リアクトルＬｒ１４のインダクタンス値である。
【００３５】
このように、上記タイミングで補助スイッチをＯＮ状態にすることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０のリアクトルＬ０を流れる電流が、主スイッチからリアクトルＬ０１３へ向かって流れている場合に、上主スイッチＳＵ１１ａをＯＮ状態にするとき、上主スイッチＳＵ１１ａに流れる電流を殆ど零にすることができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０のリアクトルＬ０１３を流れる電流が、リアクトルＬ０１３から主スイッチへ向かって流れている場合に、下主スイッチＳＬ１１ｂをＯＮ状態にするとき、下主スイッチＳＬ１１ｂに流れる電流を殆ど零にすることができる。
【００３６】
つまり、上述した何れの場合も、スイッチ損失を殆ど零にすることができ、且つ、リアクトル電流ＩＬや入出力電圧ＶＡ，ＶＢが変動した場合も、電流零でスイッチングさせることができるため、ＤＣ／ＤＣコンバータの広い使用範囲において、低損失・高効率を、スナバコンデンサ無しで実現することができる。
【００３７】
この発明に係るＤＣ／ＤＣコンバータは、直列に接続された第１と第２の２つの主スイッチと、各主スイッチ同士の接続点に一端が接続された平滑リアクトルとを備え、各主スイッチを交互にオン／オフさせると共に、第１の主スイッチがオンしたときに、入力側の端子に接続された直流電源からの電気エネルギを平滑リアクトルに蓄え、第２主スイッチがオンしたときに、平滑リアクトルに蓄えられた電気エネルギを出力側の端子に接続された負荷へ放出するＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、平滑リアクトルの一端も接続されている２つの主スイッチの接続点に、補助リアクトルと２つの補助スイッチのそれぞれの直列回路の一端を接続し、その反対側の直列回路の他端を、平滑リアクトルの他端に接続し、平滑リアクトルを流れる電流が、主スイッチから平滑リアクトルへ向かって流れる場合は、上主スイッチがＯＮ状態になる時点より所定の時間だけ前に、補助スイッチを入れるようにし、また、平滑リアクトルを流れる電流が、平滑リアクトルから主スイッチへ向かって流れる場合は、下主スイッチがＯＮ状態になる時点より所定の時間だけ前に、補助スイッチを入れるようにしている。
【００３８】
また、補助スイッチがオン状態になってから第１の主スイッチがオン状態になるまでの時間をＴｒＢ、補助スイッチがオン状態になってから第２の主スイッチがオン状態になるまでの時間をＴｒＣ、補助リアクトルのインダクタンス値をＬｒとし、平滑リアクトルを流れるリアクトル電流ＩＬ、一方の端子側の入出力電圧ＶＡ、他方の端子側の入出力電圧ＶＢの３データを計測し、それに基づいて、
ＴｒＢ＝Ｌｒ／ＶＡ・ＩＬ，ＴｒＣ＝Ｌｒ／（ＶＢ−ＶＡ）・｜ＩＬ｜
のタイミングで補助スイッチをオン状態にしている。
【００３９】
このように、この発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、平滑リアクトルＬ０の一端も接続されている２つの主スイッチＳＵ，ＳＬの接続点に、補助リアクトルＬｒと２つの補助スイッチＳｒＵ，ＳｒＬのそれぞれの直列回路の一端を接続し、その反対側の直列回路の他端を、平滑リアクトルＬ０の他端に接続し、平滑リアクトルＬ０を流れる電流が、主スイッチから平滑リアクトルＬ０へ向かって流れる場合は、第１の主スイッチがオン状態になる時点より所定の時間だけ前に、補助スイッチを入れるようにし、また、平滑リアクトルＬ０を流れる電流が、平滑リアクトルＬ０から主スイッチへ向かって流れる場合は、第２の主スイッチがオン状態になる時点より所定の時間だけ前に、補助スイッチを入れるようにしているので、スナバコンデンサを不要として、レイアウト上の制約により大型化することがなく、動作が不安定になることもなく、また、コスト高を招かないＤＣ−ＤＣコンバータとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の一実施の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータの概略構成を示す回路図である。
【図２】図１のＤＣ／ＤＣコンバータのケースＢにおける各波形のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】図１のＤＣ／ＤＣコンバータのケースＣにおける各波形のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】従来のＤＣ／ＤＣコンバータの概略構成を示す回路図である。
【図５】図４の主スイッチング素子及びその周辺部分を取り出し半導体素子をスイッチに置き換えて、ケースＤ状態のスイッチングの様子を説明する回路説明図である。
【図６】図５のケースＤにおける各波形のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】図４の主スイッチング素子及びその周辺部分を取り出し半導体素子をスイッチに置き換えて、ケースＢ状態のスイッチングの様子を説明する回路説明図である。
【図８】図７のケースＢにおける各波形のタイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１ａ  上主スイッチＳＵ（第１の主スイッチ）
１１ｂ  下主スイッチＳＬ（第２の主スイッチ）
１２ａ  上ダイオードＤＵ
１２ｂ  下ダイオードＤＬ
１３  リアクトルＬ０
１４  補助リアクトルＬｒ
１５ａ  上補助スイッチＳｒＵ
１５ｂ  下補助スイッチＳｒＬ
Ａ，Ｂ  端子
【図１】
2006187086.tif 000003
【図２】
2006187086.tif 000004
【図３】
2006187086.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006187086.tif 000007
【図６】
2006187086.tif 000008
【図７】
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【図８】
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