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公開番号2025014754
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023117564
出願日2023-07-19
発明の名称電源回路
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250123BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】スイッチング素子の発熱の偏りを平準化し、部品故障率の低い電源回路を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る電源回路は、電源入力に接続され、電源入力から供給される直流電圧を交流電圧に変換する、並列に接続された複数のスイッチング素子と、一次巻線と二次巻線とを含み、一次巻線からの電圧を二次巻線に電圧を誘起するトランスと、二次巻線と負荷との間に接続され、二次巻線に誘起された電圧を同期整流する、並列に接続された複数の整流スイッチング素子と、複数のスイッチング素子と複数の整流スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、複数のスイッチング素子それぞれの温度を検知し、温度を示す温度データを制御部に出力する複数の温度センサと、を備え、制御部は、温度データに基づいて複数のスイッチング素子のオンになる時間をそれぞれ制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電源入力に接続され、前記電源入力から供給される直流電圧を交流電圧に変換する、並列に接続された複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子に接続される一次巻線と、負荷に接続される二次巻線とを含み、前記一次巻線からの電圧を前記二次巻線に電圧を誘起するトランスと、
前記二次巻線と前記負荷との間に接続され、前記二次巻線に誘起された電圧を同期整流する、並列に接続された複数の整流スイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子と前記複数の整流スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、
前記複数のスイッチング素子それぞれに対応付けられて配置され、前記複数のスイッチング素子それぞれの温度を検知し、前記温度を示す温度データを前記制御部に出力する複数の温度センサと、
を備え、前記制御部は、前記温度データに基づいて前記複数のスイッチング素子のオンになる時間をそれぞれ制御する、
電源回路。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記複数の整流スイッチング素子それぞれに対応付けて配置され、前記複数の整流スイッチング素子それぞれの温度を検知し、前記温度を示す整流温度データを前記制御部に出力する複数の整流温度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記整流温度データに基づいて前記複数の整流スイッチング素子のオンになる時間をそれぞれ制御する、
請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記制御部は、前記温度データに基づいて基準温度を算出し、前記基準温度と前記温度データに基づいて前記複数のスイッチング素子のオンになる時間を制御する、
請求項１または２に記載の電源回路。
【請求項４】
前記制御部は、前記基準温度を前記温度データが超えるかどうかを判定し、前記温度データが前記基準温度を超えると判定した場合、前記基準温度を超える前記温度データを出力した前記温度センサに対応する第１のスイッチング素子のオンになる時間を短くなるように制御する、
請求項３に記載の電源回路。
【請求項５】
前記制御部は、前記基準温度と前記温度データとの偏差に基づいて前記第１のスイッチング素子のオン時間を短くなるように制御する、
請求項４に記載の電源回路。
【請求項６】
前記第１のスイッチング素子のオン時間を短くする時間は、前記電源回路の動作に影響を与えない時間である、請求項５に記載の電源回路。
【請求項７】
前記基準温度は、前記温度データの平均値または中央値である、
請求項３に記載の電源回路。
【請求項８】
前記制御部は、モードに従って、前記基準温度として前記平均値、或いは前記中央値を用いるかを切り替える、
請求項７に記載の電源回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電源回路に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
負荷に電力を供給する電源回路として、スイッチング素子（ＦＥＴ：Field effect Transistor）がある。
【０００３】
一般的に、アレニウスモデルで知られているように、半導体は、温度印加により劣化および寿命低下を招く。そのため、温度の偏りにより、信頼性が低下し、故障率が上昇してしまうという問題がある。
【０００４】
例えば、特許文献１では、同期整流素子の温度によりリカバリ電流時間（電流降下率）が変化するため、温度を検出し、動作タイミングを補正することで電源の高効率化を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－１１６０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、複数のスイッチング素子をオンまたはオフにする際、同一の制御信号を用いて制御している。しかしながら、スイッチング素子それぞれは、スイッチング素子のオン抵抗値、スイッチング速度、寄生容量等の個体差がある。そのため、スイッチング素子の発熱量にばらつきが発生し、発熱の偏りが生じるという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、スイッチング素子の発熱の偏りを平準化し、部品故障率の低い電源回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態に係る電源回路は、電源入力に接続され、前記電源入力から供給される直流電圧を交流電圧に変換する、並列に接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に接続される一次巻線と、負荷に接続される二次巻線とを含み、前記一次巻線からの電圧を前記二次巻線に電圧を誘起するトランスと、前記二次巻線と前記負荷との間に接続され、前記二次巻線に誘起された電圧を同期整流する、並列に接続された複数の整流スイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子と前記複数の整流スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、前記複数のスイッチング素子それぞれに対応付けられて配置され、前記複数のスイッチング素子それぞれの温度を検知し、前記温度を示す温度データを前記制御部に出力する複数の温度センサと、を備え、前記制御部は、前記温度データに基づいて前記複数のスイッチング素子のオンになる時間をそれぞれ制御するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本実施形態に係る電源回路のブロック図の一例を示した図である。
図２は、制御部、温度センサ、およびスイッチング素子の動作関係の一例を示した図である。
図３は、実施形態に係る電源回路の動作手順の一例を示すフローチャートである。
図４は、温度データと制御信号のオン時間に関する概念図の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら電源回路について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。例えば、複数の同一または類似の要素が存在する場合に、各要素を区別せずに説明するために共通の符号を用いることがあるし、各要素を区別して説明するために当該共通の符号に加えて枝番号を用いることもある。
（【００１１】以降は省略されています）

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