JP2024124763A - 制御回路及び非接触給電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】n相インバータで発生する非給電負荷に流れる電流を抑制することができる制御回路を提供する。【解決手段】制御回路(20)は、n個のハーフブリッジ回路(HB1~HB3)が並列に接続されたn相インバータ(30)を制御するように構成されている。nは3以上の整数である。前記制御回路は、フルブリッジ回路として動作させない少なくとも一つの前記ハーフブリッジ回路の全て又は一部に、前記フルブリッジ回路の動作周期からデッドタイムが除かれた期間の半分よりも短いパルス幅を有する短パルススイッチング駆動信号を供給するように構成されている。【選択図】図1
Description
本明細書中に開示されている発明は、制御回路及び非接触給電装置に関する。
従来、複数のコイルを備える非接触給電装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
複数のコイルを備える非接触給電装置の中には、n相インバータと、当該n相インバータに接続されるn-1個のコイルと、を備える構成のものがある。
n相インバータと、当該n相インバータに接続されるn-1個のコイルと、を備える非接触給電装置では、n-1個のコイル同士が常に電気的に接続されているため、フルブリッジ回路による給電がないコイル(非給電負荷)に電流(待機電流)が流れる。この待機電流が大きいほど、非接触給電装置の効率は悪化する。
本明細書中に開示されている制御回路は、n個のハーフブリッジ回路が並列に接続されたn相インバータを制御するように構成された制御回路である。nは3以上の整数である。前記制御回路は、フルブリッジ回路として動作させない少なくとも一つの前記ハーフブリッジ回路の全て又は一部に、前記フルブリッジ回路の動作周期の半分よりも短いパルス幅を有する短パルススイッチング駆動信号を供給するように構成されている。
本明細書中に開示されている非接触給電装置は、前記制御回路と、前記n相インバータと、前記n相インバータに接続されるn-1個のコイルと、を備える。
本明細書中に開示されている発明によれば、n相インバータで発生する非給電負荷に流れる電流を抑制することができる。
本明細書において、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)とは、ゲートの構造が、「導電体または抵抗値が小さいポリシリコン等の半導体からなる層」、「絶縁層」、及び「P型、N型、又は真性の半導体層」の少なくとも3層からなる電界効果トランジスタをいう。つまり、MOS電界効果トランジスタのゲートの構造は、金属、酸化物、及び半導体の3層構造に限定されない。
以下、例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。
<非接触給電装置の構成>
図1は、例示的な実施形態に係る非接触給電装置1の構成を示す図である。非接触給電装置1は、制御回路20と、三相インバータ30と、コイルL1及びL2と、キャパシタC1及びC2と、を備える。
図1は、例示的な実施形態に係る非接触給電装置1の構成を示す図である。非接触給電装置1は、制御回路20と、三相インバータ30と、コイルL1及びL2と、キャパシタC1及びC2と、を備える。
制御回路20は、三相インバータ30を制御する。
三相インバータ30は、三つのハーフブリッジ回路HB1~HB3を備える。三つのハーフブリッジ回路HB1~HB3は並列に接続される。
ハーフブリッジ回路HB1は、スイッチング素子Q1及びQ2を備える。スイッチング素子Q1及びQ2は直列に接続される。図1の例では、スイッチング素子Q1及びQ2はそれぞれ、Nチャネル型のMOSFETである。スイッチング素子Q1のドレインは、直流電源40の正極に接続される。直流電源40の負極は、グランド電位に接続される。スイッチング素子Q1のソースとスイッチング素子Q2のドレインとは、中間ノードN1において接続される。スイッチング素子Q2のソースは、グランド電位に接続される。スイッチング素子Q1は上側スイッチング素子であり、スイッチング素子Q2は下側スイッチング素子である。
ハーフブリッジ回路HB2は、スイッチング素子Q3及びQ4を備える。スイッチング素子Q3及びQ4は直列に接続される。図1の例では、スイッチング素子Q3及びQ4はそれぞれ、Nチャネル型のMOSFETである。スイッチング素子Q3のドレインは、直流電源40の正極に接続される。スイッチング素子Q3のソースとスイッチング素子Q4のドレインとは、中間ノードN2において接続される。スイッチング素子Q4のソースは、グランド電位に接続される。スイッチング素子Q3は上側スイッチング素子であり、スイッチング素子Q4は下側スイッチング素子である。
ハーフブリッジ回路HB3は、スイッチング素子Q5及びQ6を備える。スイッチング素子Q5及びQ6は直列に接続される。図1の例では、スイッチング素子Q5及びQ6はそれぞれ、Nチャネル型のMOSFETである。スイッチング素子Q5のドレインは、直流電源40の正極に接続される。スイッチング素子Q5のソースとスイッチング素子Q6のドレインとは、中間ノードN3において接続される。スイッチング素子Q6のソースは、グランド電位に接続される。スイッチング素子Q5は上側スイッチング素子であり、スイッチング素子Q6は下側スイッチング素子である。
中間ノードN1は、コイルL1の第1端に接続される。コイルL1の第2端は、キャパシタC1の第1端に接続される。キャパシタC1の第2端は、中間ノードN2に接続される。なお、キャパシタC1は、中間ノードN1とコイルL1の第1端の間に設けられてもよい。
中間ノードN2は、コイルL2の第1端に接続される。コイルL2の第2端は、キャパシタC2の第1端に接続される。キャパシタC2の第2端は、中間ノードN3に接続される。なお、キャパシタC2は、中間ノードN2とコイルL2の第1端の間に設けられてもよい。
また、三相インバータ30は、スイッチング素子Q1~Q6それぞれに並列に接続される還流ダイオードを備える。還流ダイオードは、MOSFETのボディダイオードであってもよく、MOSFETのボディダイオードとは別に設けられるダイオードであってもよく、これら両方のダイオードであってもよい。
二次側回路50は、二次側コイルSL1と、二次側キャパシタSC1と、二次側負荷SLD1と、を備える。二次側コイルSL1の第1端は、二次側キャパシタSC1の第1端に接続される。二次側キャパシタSC1の第2端は、二次側負荷SLD1の第1端に接続される。二次側負荷SLD1の第2端は、二次側コイルSL1の第2端に接続される。
二次側コイルSL1及び二次側キャパシタSC1を含む共振回路が、コイルL1及びキャパシタC1を含む共振回路又はコイルL2及びキャパシタC2を含む共振回路と磁界共鳴することで、三相インバータ30から二次側回路50への電力伝送が行われる。なお、図1では、二次側コイルSL1及び二次側キャパシタSC1を含む共振回路と、コイルL2及びキャパシタC2を含む共振回路とが磁界共鳴している場合が図示されている。
二次側回路50は、例えば車両に搭載される。非接触給電装置1は、車両が走行中であっても、フルブリッジ回路によって給電するコイルを当該車両の位置に応じて切り替えることで二次側回路50への給電が可能である。
<制御回路の制御動作>
図2は、制御回路20の制御動作の一例を示すタイミングチャートである。なお、図2においては、上段から順に、スイッチング素子Q1のゲート信号G1、スイッチング素子Q2のゲート信号G2、スイッチング素子Q3のゲート信号G3、スイッチング素子Q4のゲート信号G4、スイッチング素子Q5のゲート信号G5、及びスイッチング素子Q6のゲート信号G6の各波形が描写されている。
図2は、制御回路20の制御動作の一例を示すタイミングチャートである。なお、図2においては、上段から順に、スイッチング素子Q1のゲート信号G1、スイッチング素子Q2のゲート信号G2、スイッチング素子Q3のゲート信号G3、スイッチング素子Q4のゲート信号G4、スイッチング素子Q5のゲート信号G5、及びスイッチング素子Q6のゲート信号G6の各波形が描写されている。
図2に示す例では、制御回路20は、ハーフブリッジ回路HB2及びHB3をフルブリッジ回路として動作させ、ハーフブリッジ回路HB1をフルブリッジ回路の一部として動作させない。したがって、図2に示す例では、コイルL1がフルブリッジ回路による給電がないコイル(非給電負荷)になり、コイルL2がフルブリッジ回路による給電があるコイル(給電負荷)になる。
図2に示す例において、制御回路20は、フルブリッジ回路の一部として動作させないハーフブリッジ回路HB1に、フルブリッジ回路の動作周期PからデッドタイムDTが除かれた期間の半分よりも短いパルス幅Wを有する短パルススイッチング駆動信号(ゲート信号G1及びG2)を供給する。なお、デッドタイムDTは、フルブリッジ回路として動作しているハーフブリッジ回路HB2及びHB3の全てのスイッチング素子Q3~6がオフ状態となる期間である。
短パルススイッチング駆動信号であるゲート信号G1によるスイッチングのターンオン(スイッチング素子Q1のターンオン)は、ゲート信号G3によるスイッチングのターンオン(スイッチング素子Q3のターンオン)と同じタイミングである。また、短パルススイッチング駆動信号であるゲート信号G2によるスイッチングのターンオン(スイッチング素子Q2のターンオン)は、ゲート信号G4によるスイッチングのターンオン(スイッチング素子Q4のターンオン)と同じタイミングである。なお、ここでの同じタイミングとは、完全にタイミングが一致しておらず、多少タイミングがずれている場合も含む概念である。一例としては、多少タイミングがずれている場合として、デッドタイムDTの期間以下と定義してもよい。
フルブリッジ回路の一部として動作させないハーフブリッジ回路HB1の中間ノードN1は、第1負荷経路(コイルL2を含む経路)を経由せずに、第1負荷経路以外の第2負荷経路(コイルL1を含む経路)を経由して、フルブリッジ回路の一部として動作しているハーフブリッジ回路HB2の中間ノードN2に接続されている。なお、第1負荷経路(コイルL2を含む経路)は、フルブリッジ回路の一部として動作しているハーフブリッジ回路HB2の中間ノードN2とフルブリッジ回路の一部として動作しているハーフブリッジ回路HB3の中間ノードN3と及びN3同士を繋ぐ経路である。
そして、制御回路20は、ハーフブリッジ回路HB2の上側スイッチング素子であるスイッチング素子Q3のターンオンと同じタイミングで、ハーフブリッジ回路HB1の上側スイッチング素子であるスイッチング素子Q1をターンオンさせている。これにより、スイッチング素子Q1の空乏層容量がコイルL1を経由しない経路によって充電される。したがって、スイッチング素子Q1の空乏層容量に対する充放電電流がコイルL1(非給電負荷)に流れることを抑制できる。
また、制御回路20は、ハーフブリッジ回路HB2の下側スイッチング素子であるスイッチング素子Q4のターンオンと同じタイミングで、ハーフブリッジ回路HB1の下側スイッチング素子であるスイッチング素子Q2をターンオンさせている。これにより、スイッチング素子Q2の空乏層容量がコイルL1を経由しない経路によって充電される。したがって、スイッチング素子Q2の空乏層容量に対する充放電電流がコイルL1(非給電負荷)に流れることを抑制できる。
図3は、制御回路20の制御動作の第1比較例を示すタイミングチャートである。第1比較例では、フルブリッジ回路の一部として動作させないハーフブリッジ回路HB1のスイッチング素子Q1及びQ2が常時オフ状態になる。この第1比較例の場合、スイッチング素子Q1及びQ2の各空乏層容量に対する充放電電流がコイルL1(非給電負荷)に流れてしまう。
図4は、制御回路20の制御動作の第2比較例を示すタイミングチャートである。第2比較例では、フルブリッジ回路の一部として動作させないハーフブリッジ回路HB1のスイッチング素子Q1がスイッチング素子Q3と同じ期間オン状態になり、フルブリッジ回路の一部として動作させないハーフブリッジ回路HB1のスイッチング素子Q2がスイッチング素子Q4と同じ期間オン状態になる。この第2比較例の場合、スイッチング素子Q1及びQ2の各空乏層容量に対する充放電電流がコイルL1(非給電負荷)に流れることをある程度抑制することができる。しかしながら、第2比較例の場合、スイッチング素子Q1がオン状態である期間が長いためスイッチング素子Q1の空乏層容量の充電状態が変化し易く、スイッチング素子Q2がオン状態である期間が長いためスイッチング素子Q2の空乏層容量の充電状態が変化し易い。
その結果、図4に示す第2比較例では、図3に示す第1比較例に対して、コイルL1(非給電負荷)に流れる電流(待機電流)の実効値を1/5以下に抑制することができない。一方、図2に示す制御例では、図3に示す第1比較例に対して、コイルL1(非給電負荷)に流れる電流(待機電流)の実効値を1/5以下に抑制することができる。
上述した第1比較例及び第2比較例に近い状態にならないように、フルブリッジ回路の一部として動作させないハーフブリッジ回路HB1のスイッチング素子Q1の空乏層容量が満充電近くになるまでスイッチング素子Q1がオン状態になり、フルブリッジ回路の一部として動作させないハーフブリッジ回路HB1のスイッチング素子Q1の空乏層容量が満充電になった後は早めにスイッチング素子Q1がオン状態になることが望ましい。したがって、短パルススイッチング駆動信号(ゲート信号G1)のパルス幅Wは、スイッチング素子Q1の空乏層容量を満充電するために要する時間の90%以上1000%以下の範囲内であることが望ましい。同様に、短パルススイッチング駆動信号(ゲート信号G2)のパルス幅Wは、スイッチング素子Q2の空乏層容量を満充電するために要する時間の90%以上1000%以下の範囲内であることが望ましい。
以上の説明では、ハーフブリッジ回路HB1がフルブリッジ回路の一部として動作させないハーフブリッジ回路であったが、コイルL1が給電負荷になる場合は、ハーフブリッジ回路HB3がフルブリッジ回路の一部として動作させないハーフブリッジ回路になる。
<その他>
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作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。すなわち、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、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等の意味およ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。
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作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。すなわち、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、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等の意味およ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。
上述した実施形態では、フルブリッジ回路の一部として動作させないハーフブリッジ回路の上側スイッチング素子と下側スイッチング素子の両方に短パルススイッチング駆動信号が供給されているが、いずれか一方のみに短パルススイッチング駆動信号が供給されるようにしてもよい。
上述した実施形態では、三相インバータ30が用いられたが、インバータの相数はN相に拡張することができる。Nは3以上の整数である。図5に示す変形例は、Nが6である場合の構成例である。つまり、図5に示す変形例では、三相インバータ30は六相インバータ30に変更されている。
制御回路20は、ハーフブリッジ回路HB2及びHB3をフルブリッジ回路として動作させ、ハーフブリッジ回路HB1、HB4、HB5、及びHB6をフルブリッジ回路の一部として動作させない場合、例えば図6~図9のいずれかに示すタイミングチャートのような制御動作を行えばよい。
図6に示すタイミングチャートのような制御動作では、ハーフブリッジ回路HB1及びHB4~HB6の全てに短パルススイッチング駆動信号(ゲート信号G1、G2、及びG7~G12)が供給される。この場合、非給電負荷に流れる電流(待機電流)を最も効果的に抑制することができる。
図7に示すタイミングチャートのような制御動作では、ハーフブリッジ回路HB1及びHB5~HB6に短パルススイッチング駆動信号(ゲート信号G1、G2、及びG9~G12)が供給される。この場合、中間ノードN2に第1負荷経路(コイルL2を含む経路)以外の負荷経路を経由して中間ノードが接続されるハーフブリッジ回路HB1と、中間ノードN3に第1負荷経路(コイルL2を含む経路)以外の2つ以上の負荷経路を経由して中間ノードが接続されるハーフブリッジ回路HB5及びHB6とに短パルススイッチング駆動信号(ゲート信号G1、G2、及びG9~G12)が供給される。この場合、非給電負荷に流れる電流(待機電流)を抑制しつつ、短パルススイッチング駆動信号に起因するスイッチングノイズ量を図6に示すタイミングチャートのような制御動作よりも抑えることができる。中間ノードN3に第1負荷経路(コイルL2を含む経路)以外の1つの負荷経路を経由して中間ノードが接続されるハーフブリッジ回路HB4よりも、中間ノードN3に第1負荷経路(コイルL2を含む経路)以外の2つ以上の負荷経路を経由して中間ノードが接続されるハーフブリッジ回路HB5及びHB6が優先されて短パルススイッチング駆動信号が供給されているため、効率よく非給電負荷に流れる電流(待機電流)を抑制することができる。
図8に示すタイミングチャートのような制御動作では、ハーフブリッジ回路HB1及びHB6に短パルススイッチング駆動信号(ゲート信号G1、G2、G11、及びG12)が供給される。この場合、中間ノードN2に第1負荷経路(コイルL2を含む経路)以外の負荷経路を経由して中間ノードが接続されるハーフブリッジ回路HB1と、中間ノードN3に第1負荷経路(コイルL2を含む経路)以外の3つ以上の負荷経路を経由して中間ノードが接続されるハーフブリッジ回路HB6とに短パルススイッチング駆動信号(ゲート信号G1、G2、G11、及びG12)が供給される。この場合、非給電負荷に流れる電流(待機電流)を抑制しつつ、短パルススイッチング駆動信号に起因するスイッチングノイズ量を図7に示すタイミングチャートのような制御動作よりも抑えることができる。中間ノードN3に第1負荷経路(コイルL2を含む経路)以外の2つ以下の負荷経路を経由して中間ノードが接続されるハーフブリッジ回路HB4及びHB5よりも、中間ノードN3に第1負荷経路(コイルL2を含む経路)以外の3つ以上の負荷経路を経由して中間ノードが接続されるハーフブリッジ回路HB6が優先されて短パルススイッチング駆動信号が供給されているため、効率よく非給電負荷に流れる電流(待機電流)を抑制することができる。
図9に示すタイミングチャートのような制御動作では、ハーフブリッジ回路HB6に短パルススイッチング駆動信号(ゲート信号G11及びG12)が供給される。この場合、中間ノードN3に第1負荷経路(コイルL2を含む経路)以外の3つ以上の負荷経路を経由して中間ノードが接続されるハーフブリッジ回路HB6に短パルススイッチング駆動信号(ゲート信号G11及びG12)が供給される。この場合、非給電負荷に流れる電流(待機電流)を抑制しつつ、短パルススイッチング駆動信号に起因するスイッチングノイズ量を図8に示すタイミングチャートのような制御動作よりも抑えることができる。
<付記>
上述の実施形態にて具体的構成例が示された本開示について付記を設ける。
上述の実施形態にて具体的構成例が示された本開示について付記を設ける。
本開示の制御回路(20)は、n個のハーフブリッジ回路(HB1~HB3)が並列に接続されたn相インバータ(30)を制御するように構成された制御回路であって、nは3以上の整数であり、フルブリッジ回路として動作させない少なくとも一つの前記ハーフブリッジ回路の全て又は一部に、前記フルブリッジ回路の動作周期からデッドタイムが除かれた期間の半分よりも短いパルス幅を有する短パルススイッチング駆動信号を供給するように構成されている構成(第1の構成)である。
上記第1の構成の制御回路において、n個の前記ハーフブリッジ回路に含まれる第1ハーフブリッジ回路及び第2ハーフブリッジ回路を前記フルブリッジ回路として動作させ、前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路にスイッチング駆動信号を供給し、前記短パルススイッチング駆動信号によるスイッチングのターンオンは、前記スイッチング駆動信号によるスイッチングのターンオンと同じタイミングである構成(第2の構成)であってもよい。
上記第2の構成の制御回路において、n個の前記ハーフブリッジ回路に含まれる第3ハーフブリッジ回路の中間ノードは、前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードと前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードとを繋ぐ第1負荷経路を経由せずに、前記第1負荷経路以外の少なくとも一つの負荷経路を経由して前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がり、前記第1ハーフブリッジ回路の上側スイッチング素子のターンオンと同じタイミングで前記第3ハーフブリッジ回路の上側スイッチング素子をターンオンさせるように構成されている構成(第3の構成)であってもよい。
上記第2又は第3の構成の制御回路において、n個の前記ハーフブリッジ回路に含まれる第3ハーフブリッジ回路の中間ノードは、前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードと前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードとを繋ぐ第1負荷経路を経由せずに、前記第1負荷経路以外の少なくとも一つの負荷経路を経由して前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がり、前記第1ハーフブリッジ回路の下側スイッチング素子のターンオンと同じタイミングで前記第3ハーフブリッジ回路の下側スイッチング素子をターンオンさせるように構成されている構成(第4の構成)であってもよい。
上記第3又は第4の構成の制御回路において、n個の前記ハーフブリッジ回路に含まれる第4ハーフブリッジ回路の中間ノードは、前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードと前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードとを繋ぐ第1負荷経路を経由せずに、前記第1負荷経路以外の少なくとも一つの負荷経路を経由して前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がり、前記第2ハーフブリッジ回路の上側スイッチング素子のターンオンと同じタイミングで前記第4ハーフブリッジ回路の上側スイッチング素子をターンオンさせるように構成されている構成(第5の構成)であってもよい。
上記第3~第5の構成の制御回路において、n個の前記ハーフブリッジ回路に含まれる第4ハーフブリッジ回路の中間ノードは、前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードと前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードとを繋ぐ第1負荷経路を経由せずに、前記第1負荷経路以外の少なくとも一つの負荷経路を経由して前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がり、前記第2ハーフブリッジ回路の下側スイッチング素子のターンオンと同じタイミングで前記第4ハーフブリッジ回路の下側スイッチング素子をターンオンさせるように構成されている構成(第6の構成)であってもよい。
上記第3又は第4の構成の制御回路において、前記第3ハーフブリッジ回路が複数あり、全ての前記第3ハーフブリッジ回路に前記短パルススイッチング駆動信号を供給するように構成されている構成(第7の構成)であってもよい。
上記第3又は第4の構成の制御回路において、前記第3ハーフブリッジ回路が複数あり、中間ノードが前記第1負荷経路以外の所定数未満の負荷経路を経由して前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がる前記第3ハーフブリッジ回路に前記短パルススイッチング駆動信号を供給せず、中間ノードが前記第1負荷経路以外の所定数以上の負荷経路を経由して前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がる前記第3ハーフブリッジ回路に前記短パルススイッチング駆動信号を供給するように構成されている構成(第8の構成)であってもよい。
上記第1~第8のいずれかの構成の制御回路において、前記パルス幅の時間は、前記ハーフブリッジ回路に含まれ、前記短パルススイッチング駆動信号が供給されるトランジスタの空乏層容量を満充電するために要する時間の90%以上1000%以下の範囲内である構成(第9の構成)であってもよい。
上記第1~第9のいずれかの構成の制御回路において、前記短パルススイッチング駆動信号の供給がない場合に対して、前記n相インバータに接続されるn-1個のコイルのうち、前記フルブリッジ回路による給電がないコイルに流れる電流を1/5以下に抑制するように構成されている構成(第10の構成)であってもよい。
本開示の非接触給電装置(10)は、上記第1~第10のいずれかの構成の制御回路と、前記n相インバータと、前記n相インバータに接続されるn-1個のコイル(L1、L2)と、を備える構成(第11の構成)である。
10 非接触給電装置
20 制御回路
30 三相インバータ
40 直流電源
50 二次側回路
C1、C2 キャパシタ
HB1~HB6 ハーフブリッジ回路
L1~L5 コイル
Q1~Q12 スイッチング素子
SC1 二次側キャパシタ
SL1 二次側コイル
SLD1 二次側負荷
20 制御回路
30 三相インバータ
40 直流電源
50 二次側回路
C1、C2 キャパシタ
HB1~HB6 ハーフブリッジ回路
L1~L5 コイル
Q1~Q12 スイッチング素子
SC1 二次側キャパシタ
SL1 二次側コイル
SLD1 二次側負荷
Claims (11)
- n個のハーフブリッジ回路が並列に接続されたn相インバータを制御するように構成された制御回路であって、
nは3以上の整数であり、
フルブリッジ回路として動作させない少なくとも一つの前記ハーフブリッジ回路の全て又は一部に、前記フルブリッジ回路の動作周期からデッドタイムが除かれた期間の半分よりも短いパルス幅を有する短パルススイッチング駆動信号を供給するように構成されている、制御回路。 - n個の前記ハーフブリッジ回路に含まれる第1ハーフブリッジ回路及び第2ハーフブリッジ回路を前記フルブリッジ回路として動作させ、
前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路にスイッチング駆動信号を供給し、
前記短パルススイッチング駆動信号によるスイッチングのターンオンは、前記スイッチング駆動信号によるスイッチングのターンオンと同じタイミングである、請求項1に記載の制御回路。 - n個の前記ハーフブリッジ回路に含まれる第3ハーフブリッジ回路の中間ノードは、前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードと前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードとを繋ぐ第1負荷経路を経由せずに、前記第1負荷経路以外の少なくとも一つの負荷経路を経由して前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がり、
前記第1ハーフブリッジ回路の上側スイッチング素子のターンオンと同じタイミングで前記第3ハーフブリッジ回路の上側スイッチング素子をターンオンさせるように構成されている、請求項2に記載の制御回路。 - n個の前記ハーフブリッジ回路に含まれる第3ハーフブリッジ回路の中間ノードは、前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードと前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードとを繋ぐ第1負荷経路を経由せずに、前記第1負荷経路以外の少なくとも一つの負荷経路を経由して前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がり、
前記第1ハーフブリッジ回路の下側スイッチング素子のターンオンと同じタイミングで前記第3ハーフブリッジ回路の下側スイッチング素子をターンオンさせるように構成されている、請求項2に記載の制御回路。 - n個の前記ハーフブリッジ回路に含まれる第4ハーフブリッジ回路の中間ノードは、前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードと前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードとを繋ぐ第1負荷経路を経由せずに、前記第1負荷経路以外の少なくとも一つの負荷経路を経由して前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がり、
前記第2ハーフブリッジ回路の上側スイッチング素子のターンオンと同じタイミングで前記第4ハーフブリッジ回路の上側スイッチング素子をターンオンさせるように構成されている、請求項3に記載の制御回路。 - n個の前記ハーフブリッジ回路に含まれる第4ハーフブリッジ回路の中間ノードは、前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードと前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードとを繋ぐ第1負荷経路を経由せずに、前記第1負荷経路以外の少なくとも一つの負荷経路を経由して前記第2ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がり、
前記第2ハーフブリッジ回路の下側スイッチング素子のターンオンと同じタイミングで前記第4ハーフブリッジ回路の下側スイッチング素子をターンオンさせるように構成されている、請求項4に記載の制御回路。 - 前記第3ハーフブリッジ回路が複数あり、
全ての前記第3ハーフブリッジ回路に前記短パルススイッチング駆動信号を供給するように構成されている、請求項3に記載の制御回路。 - 前記第3ハーフブリッジ回路が複数あり、
中間ノードが前記第1負荷経路以外の所定数未満の負荷経路を経由して前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がる前記第3ハーフブリッジ回路に前記短パルススイッチング駆動信号を供給せず、
中間ノードが前記第1負荷経路以外の所定数以上の負荷経路を経由して前記第1ハーフブリッジ回路の中間ノードに繋がる前記第3ハーフブリッジ回路に前記短パルススイッチング駆動信号を供給するように構成されている、請求項3に記載の制御回路。 - 前記パルス幅の時間は、前記ハーフブリッジ回路に含まれ、前記短パルススイッチング駆動信号が供給されるトランジスタの空乏層容量を満充電するために要する時間の90%以上1000%以下の範囲内である、請求項1に記載の制御回路。
- 前記短パルススイッチング駆動信号の供給がない場合に対して、前記n相インバータに接続されるn-1個のコイルのうち、前記フルブリッジ回路による給電がないコイルに流れる電流を1/5以下に抑制するように構成されている、請求項1に記載の制御回路。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の制御回路と、
前記n相インバータと、
前記n相インバータに接続されるn-1個のコイルと、
を備える、非接触給電装置。
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JP2023032661A JP2024124763A (ja) | 2023-03-03 | 2023-03-03 | 制御回路及び非接触給電装置 |
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JP2023032661A JP2024124763A (ja) | 2023-03-03 | 2023-03-03 | 制御回路及び非接触給電装置 |
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