谐振型高频电源装置及谐振型高频电源装置用开关电路制造方法及图纸

谐振型高频电源装置包括进行开关动作的功率元件，所述谐振型高频电源装置包括：为了实现功率元件及自身的寄生电容的优化而与该功率元件并联连接的至少1个以上的第2功率元件；以及向功率元件及第2功率元件传送超过2MHz的高频的脉冲状电压信号以使该功率元件及第2功率元件驱动的高频脉冲驱动电路(1)。

Resonant type high frequency power supply device and switching circuit for resonant high-frequency power supply device

High frequency power supply device comprises a power element resonant switch, the resonant type high frequency power supply device comprises: in order to optimize the parasitic capacitance of power elements and the connected with the power element in parallel at least 1 more than second power components; high frequency pulse driving circuit and high frequency pulse shaped voltage signal to the power element and 2 more than 2MHz of the power transmission components to enable the power element and the 2 element power driven (1).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在高频下进行电力传输的谐振型高频电源装置及谐振型高频电源装置用开关电路。
技术介绍
在图17所示的现有的谐振型高频电源装置中，利用电容器C1的电容值来调整功率元件Q1的谐振开关的定时(例如参照非专利文献1)。现有技术文献非专利文献非专利文献1：晶体管技术2005年2月号13章
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在非专利文献1所公开的现有结构中，采用利用电容器C1的电容值来调整功率元件Q1的谐振开关的定时的电路结构，因此，一旦进行调整，之后动作时就无法进行调整。然而，功率元件Q1的寄生电容(Cds+Cgd)在动作时变动。此外，电容器C1存在内部电阻。因此，由于电容器C1的内部电阻所引起的功率损耗、功率元件Q1动作时的寄生电容(Cds+Cgd)的变动，谐振开关的定时有偏差，开关损耗变大。其结果是，存在如下问题：作为高频电源装置的功耗增加，成为功率转换效率下降的原因。本专利技术为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种谐振型高频电源装置及谐振型高频电源装置用开关电路，能调整功率元件的谐振开关的定时而不使用电容器，从而在低功耗下实现高效化，实现超过2MHz的高频的动作。解决技术问题的技术方案本专利技术所涉及的谐振型高频电源装置包括进行开关动作的功率元件，所述谐振型高频电源装置包括：为了实现功率元件及自身的寄生电容的优化而与该功率元件并联连接的至少1个以上的第2功率元件；以及向功率元件及第2功率元件传送超过2MHz的高频的脉冲状电压信号以使该功率元件及第2功率元件驱动的高频脉冲驱动电路。此外，本专利技术所涉及的谐振型高频电源装置包括进行开关动作的功率元件，所述谐振型高频电源装置包括：为了实现功率元件及自身的寄生电容的优化而与该功率元件并联连接的至少1个以上的二极管；以及向功率元件传送超过2MHz的高频的脉冲状电压信号以使该功率元件驱动的高频脉冲驱动电路。专利技术效果根据本专利技术，由于采用上述结构，因此，能调整功率元件的谐振开关的定时而不使用电容器，从而在低功耗下实现高效化，实现超过2MHz的高频的动作。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的结构的图(功率元件为单个结构)。图2是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的Vds波形的图。图3是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(利用混合化后的元件的情况)。图4是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(利用混合化后的元件的情况)。图5是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(利用混合化后的元件的情况)。图6是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(利用混合化后的元件的情况)。图7是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(利用混合化后的元件的情况)。图8是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(利用混合化后的元件的情况)。图9是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(利用混合化后的元件的情况)。图10是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(利用混合化后的元件的情况)。图11是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(利用混合化后的元件的情况)。图12是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(功率元件为推挽结构)。图13是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(设置有谐振条件可变型LC电路的情况)。图14是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的其它结构的图(设置有谐振条件可变型电路的情况)。图15是表示本专利技术的实施方式2所涉及的谐振型高频电源装置的结构的图(功率元件为单个结构)。图16是表示本专利技术的实施方式2所涉及的谐振型高频电源装置的Vds波形的图。图17是表示现有的谐振型高频电源装置的结构的图。具体实施方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。实施方式1.图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的谐振型高频电源装置的结构的图。另外，图1中示出功率元件Q1为单个结构的情况的电路。如图1所示，谐振型高频电源装置由功率元件Q1、功率元件(第2功率元件)Q2、谐振电路元件(电容器C1、C2及电感器L2)、电感器L1、高频脉冲驱动电路1、可变型脉冲信号产生电路2及偏置用电源电路3构成。Cds及Cgd为功率元件Q1的寄生电容，Z1为高频脉冲驱动电路1与功率元件Q1的G端子之间以及与功率元件Q2的G端子之间的信号线(引线、基板上图案等)的阻抗。另外，功率元件Q2也存在同样的寄生电容，但此处并未图示。此外，谐振型发送天线(电力传输用发送天线)10为具有LC谐振特性的电力传输用的谐振型天线(并不仅限于非接触型)。该谐振型发送天线10可以是磁场共振型、电场共振型、电磁感应型中的任一种。功率元件Q1是为了将输入的直流电压Vin转换成交流而进行开关动作的开关元件。作为该功率元件Q1，并不限于RF用的FET，例如可利用Si-MOSFET或SiC-MOSFET、GaN-FET等元件。功率元件Q2是与功率元件Q1并联连接的至少1个以上以实现功率元件Q1及自身的寄生电容(Cds+Cgd)的优化的开关元件。作为该功率元件Q2，并不限于RF用的FET，例如可利用Si-MOSFET或SiC-MOSFET、GaN-FET等元件。另外，如图2所示，对于功率元件Q1及功率元件Q2，选择Vds的谐振电压的最大值为Vin的3～5倍的元件。此外，该选择根据寄生电容(Cds+Cgd)及Vgs的下降时间来实现优化。谐振电路元件(电容器C1、C2及电感器L2)为用于使功率元件Q1及功率元件Q2的开关动作进行谐振开关的元件。利用由该电容器C1、C2及电感器L2构成的谐振电路元件，能进行与谐振型发送天线10之间的谐振条件的匹配。另外，电容器C1由比功率元件Q1及功率元件Q2的电容(功率元件Q1及功率元件Q2的输出电容Coss的总计等)要小的值构成。电感器L1起到在功率元件Q1及功率元件Q2每次进行开关动作时暂时将输入的直流电压Vin的能量进行保持的作用。高频脉冲驱动电路1是向功率元件Q1的G端子及功率元件Q2的G端子传送超过2MHz的高频的脉冲状的电压信号以使功率元件Q1及功率元件Q2驱动的电路。该高频脉冲驱动电路1是构成为利用FET元件等使输出部为图腾柱电路结构从而能进行高速的接通/关断输出的电路。可变型脉冲信号产生电路2是向高频脉冲驱动电路1传送逻辑信号等超过2MHz的高频的脉冲状的电压信号以使高频脉冲驱动电路1驱动的电路。该可变型脉冲信号产生电路2由频率设定用的振荡器、触发器或逆变器等逻辑IC构成，具有变更脉冲宽度、输出反转脉冲等功能。偏置用电源电路3向可变型脉冲信号产生电路2及高频脉冲驱动电路1提供驱动电力。接下来，对如上构成的谐振型高频电源装置的动作进行说明。首先，将输入的直流电压Vin通过电感器L1施加到功率元件Q1的D端子及功率元件Q2的D端子。然后，功率元件Q1及功率元件Q2通过对该电压进行接通/关断的开关动作，从而将其转换成正电压的交流状电压。在该转换动作时，电感器L1起到暂时保持能量的作用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振型高频电源装置，该谐振型高频电源装置包括进行开关动作的功率半导体元件，所述谐振型高频电源装置的特征在于，包括：为了实现所述功率半导体元件及自身的寄生电容的优化而与该功率半导体元件并联连接的至少1个以上的第2功率半导体元件；以及向所述功率半导体元件及所述第2功率半导体元件传送超过2MHz的高频的脉冲状电压信号以使该功率半导体元件及第2功率半导体元件驱动的高频脉冲驱动电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种谐振型高频电源装置，该谐振型高频电源装置包括进行开关动作的功率半导体元件，所述谐振型高频电源装置的特征在于，包括：为了实现所述功率半导体元件及自身的寄生电容的优化而与该功率半导体元件并联连接的至少1个以上的第2功率半导体元件；以及向所述功率半导体元件及所述第2功率半导体元件传送超过2MHz的高频的脉冲状电压信号以使该功率半导体元件及第2功率半导体元件驱动的高频脉冲驱动电路。2.如权利要求1所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，包括为了实现所述功率半导体元件的寄生电容的优化而与该功率半导体元件并联连接的至少1个以上的二极管。3.一种谐振型高频电源装置，该谐振型高频电源装置包括进行开关动作的功率半导体元件，所述谐振型高频电源装置的特征在于，包括：为了实现所述功率半导体元件及自身的寄生电容的优化而与该功率半导体元件并联连接的至少1个以上的二极管；及向所述功率半导体元件传送超过2MHz的高频的脉冲状电压信号以使该功率半导体元件驱动的高频脉冲驱动电路。4.如权利要求1所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，所述功率半导体元件为RF(RadioFrequency：射频)用的FET(FieldEffectTransistor：场效应晶体管)以外的FET。5.如权利要求3所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，所述功率半导体元件为RF(RadioFrequency：射频)用的FET(FieldEffectTransistor：场效应晶体管)以外的FET。6.如权利要求1所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，所述功率半导体元件为推挽结构或单个结构。7.如权利要求3所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，所述功率半导体元件为推挽结构或单个结构。8.如权利要求1所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，包括谐振电路元件，该谐振电路元件在与利用磁场共振的电力传输用发送天线之间使谐振条件匹配，且由电容器及电感器构成。9.如权利要求3所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，包括谐振电路元件，该谐振电路元件在与利用磁场共振的电力传输用发送天线之间使谐振条件匹配，且由电容器及电感器构成。10.如权利要求1所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，包括谐振电路元件，该谐振电路元件在与利用电场共振的电力传输用发送天线之间使谐振条件匹配，且由电容器及电感器构成。11.如权利要求3所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，包括谐振电路元件，该谐振电路元件在与利用电场共振的电力传输用发送天线之间使谐振条件匹配，且由电容器及电感器构成。12.如权利要求1所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，包括谐振电路元件，该谐振电路元件在与利用电磁感应的电力传输用发送天线之间使谐振条件匹配，且由电容器及电感器构成。13.如权利要求3所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，包括谐振电路元件，该谐振电路元件在与利用电磁感应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿久泽好幸，酒井清秀，江副俊裕，伊藤有基，
申请(专利权)人：三菱电机工程技术株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP