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公開番号2024078708
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-11
出願番号2022191203
出願日2022-11-30
発明の名称スイッチング電源、増幅装置及び通信装置
出願人富士通株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 3/155 20060101AFI20240604BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】スイッチング電源回路の出力電圧をエンベロープ信号又はサブキャリア信号の電圧に高精度に追従させること。
【解決手段】直列に接続された上アーム及び下アームを有するスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路の出力電圧がエンベロープ信号又はサブキャリア信号である入力信号の電圧に追従するように、前記上アーム及び前記下アームをオフさせるデッドタイムを挟んで前記上アーム及び前記下アームを交互にオンさせる駆動回路と、
前記入力信号の電圧に応じて前記デッドタイムを調整する調整回路と、を備えるスイッチング電源。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
直列に接続された上アーム及び下アームを有するスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路の出力電圧がエンベロープ信号又はサブキャリア信号である入力信号の電圧に追従するように、前記上アーム及び前記下アームをオフさせるデッドタイムを挟んで前記上アーム及び前記下アームを交互にオンさせる駆動回路と、
前記入力信号の電圧に応じて前記デッドタイムを調整する調整回路と、を備える、スイッチング電源。
続きを表示(約 2,600 文字)【請求項2】
前記調整回路は、前記入力信号の電圧が前記入力信号の平均電圧よりも高いとき、前記入力信号の電圧が前記入力信号の平均電圧よりも低いときに比べて、前記デッドタイムを短くする、請求項1に記載のスイッチング電源。
【請求項3】
前記調整回路は、前記入力信号の上下を反転させた信号である反転信号を生成し、前記反転信号を量子化した信号である量子化信号を生成し、前記量子化信号が大きいほど前記デッドタイムを短くする、請求項2に記載のスイッチング電源。
【請求項4】
前記駆動回路は、
前記入力信号を遅延させた信号である遅延入力信号を出力する第1遅延回路と、
前記遅延入力信号をサンプリング信号と比較してパルス幅変調信号である第1パルス信号を出力するコンパレータと、
第1制御電圧に応じた第1遅延量で前記第1パルス信号を遅延させた第2パルス信号を出力し、前記上アームをスイッチングさせる第2遅延回路と、
第2制御電圧に応じた第2遅延量で前記第2パルス信号を遅延させた第3パルス信号を出力する第3遅延回路と、
前記第1パルス信号と前記第3パルス信号の否定論理和である第4パルス信号を出力し、前記下アームをスイッチングさせる否定論理和回路と、を有し、
前記調整回路は、
前記サンプリング信号を遅延させた信号である遅延サンプリング信号を出力する第4遅延回路と、
前記反転信号を前記サンプリング信号に従ってサンプリングして第1量子化信号を出力する第1サンプルホールド回路と、
前記反転信号を前記遅延サンプリング信号に従ってサンプリングして第2量子化信号を出力する第2サンプルホールド回路と、
前記第1量子化信号を遅延させて前記第1制御電圧を出力する第5遅延回路と、
前記第2量子化信号を遅延させて前記第2制御電圧を出力する第6遅延回路と、を有する、請求項3に記載のスイッチング電源。
【請求項5】
前記第1遅延回路と前記第4遅延回路と前記第5遅延回路と前記第6遅延回路の動作タイミングを揃えるスキュー制御器を備える、請求項4に記載のスイッチング電源。
【請求項6】
前記調整回路は、前記入力信号の電圧が前記入力信号の平均電圧よりも高いとき、前記入力信号の電圧が高いほど前記デッドタイムを短くし、前記入力信号の電圧が前記入力信号の平均電圧よりも低いとき、前記入力信号の電圧が低いほど前記デッドタイムを長くする。請求項2に記載のスイッチング電源。
【請求項7】
前記スイッチング電源回路と前記駆動回路と前記調整回路とをそれぞれ有する複数の電源ユニットと、
位相が相違する複数のサンプリング信号を生成する複数の移相器と、を備え、
前記駆動回路は、前記入力信号を前記複数のサンプリング信号のうち対応するサンプリング信号と比較してパルス幅変調信号である第1パルス信号を出力するコンパレータを有する、請求項1から6のいずれか一項に記載のスイッチング電源。
【請求項8】
前記スイッチング電源回路と前記駆動回路と前記調整回路を有する第1電源ユニットと、
前記スイッチング電源回路と前記駆動回路と前記調整回路を有する第2電源ユニットと、
サンプリング信号を遅延させた第2遅延サンプリング信号を出力する第7遅延回路と、
前記入力信号を遅延させた第2遅延入力信号を出力する第8遅延回路と、
前記入力信号を増幅する信号増幅器と、
前記入力信号及び前記サンプリング信号が入力される前記第1電源ユニットの前記出力電圧を前記信号増幅器の出力電圧と合成する第1合成器と、
前記第2遅延入力信号及び前記第2遅延サンプリング信号が入力される前記第2電源ユニットの前記出力電圧を、前記第1合成器の出力電圧と合成する第2合成器と、を備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のスイッチング電源。
【請求項9】
直列に接続された上アーム及び下アームを有するスイッチング電源回路と、
エンベロープ信号又はサブキャリア信号である入力信号を遅延させた信号である遅延入力信号を出力する第1遅延回路と、
前記遅延入力信号をサンプリング信号と比較してパルス幅変調信号である第1パルス信号を出力するコンパレータと、
第1制御電圧に応じた第1遅延量で前記第1パルス信号を遅延させた第2パルス信号を出力し、前記上アームをスイッチングさせる第2遅延回路と、
第2制御電圧に応じた第2遅延量で前記第2パルス信号を遅延させた第3パルス信号を出力する第3遅延回路と、
前記第1パルス信号と前記第3パルス信号の否定論理和である第4パルス信号を出力し、前記下アームをスイッチングさせる否定論理和回路と、
前記サンプリング信号を遅延させた信号である遅延サンプリング信号を出力する第4遅延回路と、
前記入力信号の上下を反転させた信号である反転信号を前記サンプリング信号に従ってサンプリングして第1量子化信号を出力する第1サンプルホールド回路と、
前記反転信号を前記遅延サンプリング信号に従ってサンプリングして第2量子化信号を出力する第2サンプルホールド回路と、
前記第1量子化信号を遅延させて前記第1制御電圧を出力する第5遅延回路と、
前記第2量子化信号を遅延させて前記第2制御電圧を出力する第6遅延回路と、を備える、スイッチング電源。
【請求項10】
エンベロープ信号又はサブキャリア信号である入力信号を被変調波から抽出する抽出器と、
前記被変調波を増幅する増幅器と、
直列に接続された上アーム及び下アームを有し、前記増幅器の電源電圧である出力電圧を生成するスイッチング電源回路と、
前記出力電圧が前記入力信号の電圧に追従するように、前記上アーム及び前記下アームをオフさせるデッドタイムを挟んで前記上アーム及び前記下アームを交互にオンさせる駆動回路と、
前記入力信号の電圧に応じて前記デッドタイムを調整する調整回路と、を備える、増幅装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、スイッチング電源、増幅装置及び通信装置に関する。
続きを表示(約 1,700 文字)【背景技術】
【0002】
従来、増幅部の電源端子の電圧が、増幅部に入力される信号のエンベロープ電圧に追従するように、増幅部の電源端子に電力を供給する同期整流方式のスイッチング電源が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2015-41999号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の技術では、スイッチング電源回路の出力電圧をエンベロープ信号又はサブキャリア信号の電圧に高精度に追従させることが難しい場合がある。
【0005】
本開示は、スイッチング電源回路の出力電圧をエンベロープ信号又はサブキャリア信号の電圧に高精度に追従させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様によれば、
直列に接続された上アーム及び下アームを有するスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路の出力電圧がエンベロープ信号又はサブキャリア信号である入力信号の電圧に追従するように、前記上アーム及び前記下アームをオフさせるデッドタイムを挟んで前記上アーム及び前記下アームを交互にオンさせる駆動回路と、
前記入力信号の電圧に応じて前記デッドタイムを調整する調整回路と、を備えるスイッチング電源が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示のスイッチング電源は、スイッチング電源回路の出力電圧をエンベロープ信号又はサブキャリア信号の電圧に高精度に追従させる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
第1実施形態の通信装置の構成例を示す図である。
降圧型スイッチング電源の構成例を示す回路図である。
クロックCLK、クロックCLKbar及びインダクタ電流ILのタイムチャートである。
デッドタイムを変更した場合の、クロックCLK、クロックCLKbar及びインダクタ電流ILのタイムチャートである。
デッドタイム制御を実施するための構成を備えたスイッチング電源の構成図である。
デッドタイム制御されたパルス幅変調信号(PWM信号)のタイミングチャートである。
図6を実現する論理回路の一例の構成図である。
デッドタイムTdと入力信号3(エンベロープ信号又はサブキャリア信号)と出力電圧V
OUT
との関係を例示する波形図である。
デッドタイム調整機能を説明するための図である。
デッドタイム調整機能の効果を説明するための図である。
遅延回路の一例の構成図である。
波形反転回路の一例の構成図である。
サンプルホールド回路の一例の構成図である。
第2実施形態の通信装置の構成例を示す図である。
キャリア増幅器の一例の構成図である。
スイッチSW1,SW2をトランジスタで実現した場合のスイッチング電源回路の構成図である。
第3実施形態の通信装置の構成例を示す図である。
第4実施形態の通信装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。
【0010】
図1は、第1実施形態の通信装置の構成例を示す図である。図1に示す通信装置1110は、増幅装置1120の増幅器6によって給電されるアンテナ9によって電波を送信する。通信装置1110の具体例として、無線端末装置(携帯電話、スマートフォン、IoT(Internet of Things)機器など)や、無線基地局などが挙げられる。図1は、アンテナ9によって電波を送受信する通信装置1110において送信機能を担う部分を示している。通信装置1110は、増幅装置1120及びアンテナ9を備える。
(【0011】以降は省略されています)

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