(57)【要約】【課題】従来のＤＣ−ＤＣコンバータは、出力キャパシタンスに大きなリプル電流が流れ、これがキャパシタンスの等価直列抵抗を流れて発熱にし、回路の信頼性の低下や素子の寿命を縮めていた。 【解決手段】一対の直流入力端子と、これら一対の直流入力端子に直接続された第１および第２のスイッチ素子からなる第１のスイッチング部と、前記第１のスイッチング部の中間点と前記直流入力端子の負側端子に接続された第１のインダクタンスおよび第１のキャパシタンスと、前記直流入力端子に接続された第３および第４のスイッチ素子からなる第２のスイッチング部と、前記第２のスイッチング部の中間点と前記第１のインダクタンスおよび第１のキャパシタンスの中間点に接続された第２のインダクタンスおよび第２のキャパシタンスからなるＤＣ−ＤＣコンバータ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の直流入力端子と、これら一対の直流入力端子に接続された第１および第２のスイッチ素子からなる第１のスイッチング部と、前記第１のスイッチング部の中間点と前記直流入力端子の負側端子に接続された第１のインダクタンスおよび第１のキャパシタンスと、前記直流入力端子に接続された第３および第４のスイッチ素子からなる第２のスイッチング部と、前記第２のスイッチング部の中間点と前記第１のインダクタンスおよび第１のキャパシタンスの中間点に直列接続された第２のインダクタンスおよび第２のキャパシタンスからなることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項２】
一対の直流入力端子と、これら一対の直流入力端子に接続された第１および第２のスイッチ素子からなる第１のスイッチング部と、前記第１のスイッチング部の中間点と前記直流入力端子の負側端子に接続された第１のインダクタンスおよび第１のキャパシタンスと、前記直流入力端子に接続された第３および第４のスイッチ素子からなる第２のスイッチング部と、前記第２のスイッチング部の中間点と前記第１のインダクタンスおよび第１のキャパシタンスの中間点に直列接続された第２のインダクタンスおよび第２のキャパシタンスからなるＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、第１のインダクタンスおよび第２のインダクタンスの値を等しくし、かつ第１のスイッチング部と第２のスイッチング部の駆動を逆にして、第１のインダクタンスのリプル電流と逆相の第２のインダクタンスの電流を第１のキャパシタンスに注入することで、第１のキャパシタンスのリプル電流を相殺することを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータ、特に出力キャパシタンスのリプル電流・電圧を低減したＤＣ−ＤＣコンバータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に使用されるＩＣの動作電圧・電流が低電圧高出力電流化してきている。
【特許文献１】特に無し
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
その際、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力キャパシタンスに大きなリプル電流が流れ、これがキャパシタンスの等価直列抵抗を流れることよる発熱により、回路の信頼性の低下や素子の寿命を縮める要因となっている。 
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、前記した課題を解決するためなされたＤＣ−ＤＣコンバータであり、その特徴は、次の(1)のとうりである。
(1)、一対の直流入力端子と、これら一対の直流入力端子に接続された第１および第２のスイッチ素子からなる第１のスイッチング部と、前記第１のスイッチング部の中間点と前記直流入力端子の負側端子に接続された第１のインダクタンスおよび第１のキャパシタンスと、前記直流入力端子に接続された第３および第４のスイッチ素子からなる第２のスイッチング部と、前記第２のスイッチング部の中間点と前記第１のインダクタンスおよび第１のキャパシタンスの中間点に接続された第２のインダクタンスおよび第２のキャパシタンスからなるＤＣ−ＤＣコンバータ。
【発明の効果】
【０００５】
即ち本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、出力キャパシタンスのリプル電流・電圧を低減するため、前記(1)の構成にして、しかも次記の (2)と波形図２に示すように、インダクタンス４のリプル電流と逆相のインダクタンス８の電流を出力キャパシタンス５に注入することで、出力キャパシタンス５のリプル電流を相殺して完全にゼロにして回路の信頼性の高位安定化と素子の長寿命化を可能にしたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
(2)、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの最良の回路形態は、一対の直流入力端子と、これら一対の直流入力端子に接続された第１および第２のスイッチ素子からなる第１のスイッチング部と、前記第１のスイッチング部の中間点と前記直流入力端子の負側端子に接続された第１のインダクタンスおよび第１のキャパシタンスと、前記直流入力端子に接続された第３および第４のスイッチ素子からなる第２のスイッチング部と、前記第２のスイッチング部の中間点と前記第１のインダクタンスおよび第１のキャパシタンスの中間点に直列接続された第２のインダクタンスおよび第２のキャパシタンスから構成する。そしてこれを実施するための最良の駆動制御形態は、第１のインダクタンスおよび第２のインダクタンスの値を等しくし、かつ第１のスイッチング部と第２のスイッチング部の駆動を逆にして、第１のインダクタンスのリプル電流と逆相の第２のインダクタンスの電流を第１のキャパシタンスに注入することにより、第１のキャパシタンスのリプル電流を相殺し完全にゼロにするものである。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの第１の実施例である。
まず、回路構成について説明する．図１において、直流電源１は入力端子１０と１１とに接続される．第１のスイッチ素子２と第２のスイッチ素子３の直列接続からなる第１のスイッチング部は、入力端子１０と１１に接続される。第１のスイッチング部の中間点はインダクタンス４を介して正側の出力端子１２に接続される。負側の出力端子１３は負側の入力端子１１に接続される。キャパシタンス５は出力端子１２と１３に並列に接続される。第３のスイッチ素子６と第４のスイッチ素子７の直列接続からなる第２のスイッチング部は入力端子１０と１１に接続される。第２のスイッチング部の中間点は、直列に接続されたインダクタンス８とキャパシタンス９を介して正側の出力端子１２に接続される。
【０００８】
次に、この回路の動作を波形図２を参照して説明する。
図２においてインダクタンス４の電流は第１のスイッチング部の中間点側より流れる電流の方向を正とし、インダクタンス８の電流は第２のスイッチング部の中間点側より流れる電流の方向を正とする。また、キャパシタンス５の電流は正側の出力端子１２側より流れる電流の方向を正とする。
【０００９】
スイッチ素子２がオンのとき、スイッチ素子３はオフ、スイッチ素子６はオフ、スイッチ素子７はオンとなるように、また、スイッチ素子２がオフのとき、スイッチ素子３はオン、スイッチ素子６はオン、スイッチ素子７はオフとなるように各スイッチを制御する。
【００１０】
今、回路は定常状態にあるとする。ここで、オフ時比率をオフ時間をスイッチング周期で割ったものと定義する。スイッチ素子２がオンのとき、インダクタンス４の電流は直線的に増加し、その傾きは入力電圧１の値およびスイッチ素子２のオフ時比率の値に比例し、インダクタンス４の値に反比例する。インダクタンス４の電流の直流成分は出力電流と等しい。また、このとき、インダクタンス８の電流は直線的に減少し、その傾きは入力電圧１の値およびスイッチ素子２のオフ時比率の値に比例し、インダクタンス８の値に反比例する．キャパシタンス５にはインダクタンス４の電流とインダクタンス８の電流を加えたものから出力電流を引いたものが流れるので、インダクタンス４の値とインダクタンス８の値を同じ値にすることにより、キャパシタンス５の電流をゼロにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、前記したように、出力キャパシタンスのリプル電流を相殺して完全にゼロにして回路の信頼性の高位安定化と素子の長寿命化を可能にしたものであり、このためDC-DCコンバータを利用した電子機器などに活用されるなど産業上広く利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例を示す。
【図２】図１に示す実施例の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００１３】
１…直流電源            ２…スイッチ素子
３…スイッチ素子          ４…チョークコイル
５…コンデンサ            ６…スイッチ素子
７…スイッチ素子          ８…チョークコイル
９…コンデンサ            １０、１１…入力端子
１２、１３…出力端子    １４…負荷
【図１】
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【図２】
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