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公開番号2025172482
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-26
出願番号2024078011
出願日2024-05-13
発明の名称スイッチング装置、絶縁型DC/DCコンバータ及びAC/DCコンバータ
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20251118BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】発生損失及び放射ノイズの抑制をバランス良く実現する。
【解決手段】スイッチング装置(10)は、誘導負荷(W1)に接続される第1端子(TM1)と第2端子(TM2)と間に設けられるスイッチングトランジスタ(M1)を備え、スイッチングトランジスタをオン、オフする。ドライバ(110)は、スイッチングトランジスタのゲートに充電電流を供給することでスイッチングトランジスタをターンオンさせ、且つ、スイッチングトランジスタのゲートの蓄積電荷を放電させることでスイッチングトランジスタをターンオフさせる。ドライバは、スイッチング装置の外部において抵抗接続用端子とグランドとの間に設けられた外部抵抗(R_ADJ)を通じて蓄積電荷を放電させる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
誘導負荷に接続される第１端子と、
第２端子と、
前記第１端子及び前記第２端子間に設けられるスイッチングトランジスタと、
抵抗接続用端子と、
前記スイッチングトランジスタのゲート電圧の制御を通じて前記スイッチングトランジスタをオン又はオフさせることで、入力電圧が加わる配線から前記誘導負荷及び前記スイッチングトランジスタを通じてグランドに流れる電流を制御するよう構成された制御駆動回路と、を備え、
前記制御駆動回路は、前記スイッチングトランジスタのゲートに充電電流を供給することで前記スイッチングトランジスタをターンオンさせ、且つ、前記スイッチングトランジスタのゲートの蓄積電荷を放電させることで前記スイッチングトランジスタをターンオフさせるよう構成されたドライバを有し、
前記ドライバは、前記スイッチング装置の外部において前記抵抗接続用端子とグランドとの間に設けられた外部抵抗を通じて、前記蓄積電荷を放電させる
、スイッチング装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記ドライバは、グランドの電圧よりも高いオン用電圧が加わるノードと前記スイッチングトランジスタのゲートとの間に設けられたハイサイドトランジスタ、及び、前記スイッチングトランジスタのゲートと前記抵抗接続用端子との間に設けられたローサイドトランジスタを有し、
前記制御駆動回路は、前記ローサイドトランジスタのターンオフ及び前記ハイサイドトランジスタのターンオンを通じて前記スイッチングトランジスタのゲート電圧を前記オン用電圧に向かわせることで前記スイッチングトランジスタをターンオンさせ、
前記ハイサイドトランジスタのターンオフ及び前記ローサイドトランジスタのターンオンを通じて前記スイッチングトランジスタのゲート電圧を前記グランドの電圧に向かわせることで前記スイッチングトランジスタをターンオフさせ、
前記ローサイドトランジスタとグランドとの間に、前記抵抗接続用端子及び前記外部抵抗が介在する
、請求項１に記載のスイッチング装置。
【請求項３】
前記スイッチングトランジスタ及び前記制御駆動回路を収容する筐体と、
前記筐体から露出する複数の外部端子を備え、
前記複数の外部端子は、前記第１端子と、前記第２端子と、前記抵抗接続用端子と、を含む
、請求項１又は２に記載のスイッチング装置。
【請求項４】
前記スイッチングトランジスタがオン状態からオフ状態に切り替えられるときにおける前記第１端子の電圧上昇のスルーレートが、前記外部抵抗の抵抗値の調整を通じて、調整される
、請求項１又は２に記載のスイッチング装置。
【請求項５】
互いに絶縁された一次側巻線及び二次側巻線を有する電力用トランスを用いて、一次側における一次側電圧から二次側における二次側電圧を生成するよう構成された絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであって、
請求項１又は２に記載のスイッチング装置を備え、
前記誘導負荷は前記一次側巻線であり、前記入力電圧は前記一次側電圧である
、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ
【請求項６】
交流電圧を全波整流するよう構成された整流回路と、
全波整流された電圧を平滑化することで直流電圧を生成するよう構成された平滑コンデンサと、
請求項５に記載の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、
前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記直流電圧としての前記一次側電圧から前記二次側電圧を生成する
、ＡＣ／ＤＣコンバータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、スイッチング装置、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ及びＡＣ／ＤＣコンバータに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
誘導負荷に接続されたスイッチングトラジスタをスイッチングさせることで誘導負荷に流れる電流を制御する装置が広く知られる（例えば下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１６３４６１号公報
【０００４】
［概要］
この種の装置において、スイッチングトランジスタでの発生損失を極力小さくすることが要望される一方で放射ノイズの低減も要望される。但し、発生損失と放射ノイズはトレードオフの関係にあることも多く、発生損失及び放射ノイズの抑制をバランス良く実現できる技術が求められる。
【０００５】
本開示の一態様に係るスイッチング装置は、誘導負荷に接続される第１端子と、第２端子と、前記第１端子及び前記第２端子間に設けられるスイッチングトランジスタと、抵抗接続用端子と、前記スイッチングトランジスタのゲート電圧の制御を通じて前記スイッチングトランジスタをオン又はオフさせることで、入力電圧が加わる配線から前記誘導負荷及び前記スイッチングトランジスタを通じてグランドに流れる電流を制御するよう構成された制御駆動回路と、を備え、前記制御駆動回路は、前記スイッチングトランジスタのゲートに充電電流を供給することで前記スイッチングトランジスタをターンオンさせ、且つ、前記スイッチングトランジスタのゲートの蓄積電荷を放電させることで前記スイッチングトランジスタをターンオフさせるよう構成されたドライバを有し、前記ドライバは、前記スイッチング装置の外部において前記抵抗接続用端子とグランドとの間に設けられた外部抵抗を通じて、前記蓄積電荷を放電させる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、本開示の実施形態に係るＡＣ／ＤＣコンバータの全体構成図である。
図２は、図１のＡＣ／ＤＣコンバータに設けられるＤＣ／ＤＣコンバータの全体構成図である。
図３は、本開示の実施形態に係る一次側制御装置の外観斜視図である。
図４は、参考装置の概略構成図である。
図５は、参考装置における幾つかの信号波形を示す図である。
図６は、参考装置における幾つかの信号波形を示す図である。
図７は、参考装置に係り、スルーレートの調整方法の説明図である。
図８は、参考装置に係り、スルーレートの調整方法の説明図である。
図９は、本開示の実施形態に係り、一次側制御装置における幾つかの信号波形を示す図である。
図１０は、本開示の実施形態に係り、スイッチングトランジスタのターンオフ時におけるドレイン電圧の波形図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下、本開示の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等の名称を省略又は略記することがある。例えば、後述の“Ｍ１”によって参照されるスイッチングトランジスタは（図２参照）、スイッチングトランジスタＭ１と表記されることもあるし、トランジスタＭ１と略記されることもあり得るが、それらは全て同じものを指す。
【０００８】
まず、本開示の実施形態の記述にて用いられる幾つかの用語について説明を設ける。レベルとは電位のレベルを指し、任意の注目した信号又は電圧についてハイレベルはローレベルよりも高い電位を有する。
【０００９】
ＭＯＳＦＥＴに例示されるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）として構成された任意のトランジスタについて、オン状態とは、当該トランジスタのドレイン及びソース間が導通している状態を指し、オフ状態とは、当該トランジスタのドレイン及びソース間が非導通となっている状態（遮断状態）を指す。ＦＥＴに分類されないトランジスタについても同様である。ＭＯＳＦＥＴは、特に記述無き限り、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴであると解される。ＭＯＳＦＥＴは“metal-oxide-semiconductor field-effect transistor”の略称である。また、特に記述なき限り、任意のＭＯＳＦＥＴにおいて、バックゲートはソースに短絡されていると考えて良い。
【００１０】
以下、任意のトランジスタについて、オン状態、オフ状態を、単に、オン、オフと表現することもある。任意のトランジスタについて、オフ状態からオン状態への切り替わりをターンオンと表現し、オン状態からオフ状態への切り替わりをターンオフと表現する。また、任意のトランジスタについて、トランジスタがオン状態とされる期間をオン期間と称し、トランジスタがオフ状態とされる期間をオフ期間と称する。
（【００１１】以降は省略されています）

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