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電力変換装置及び電源装置

国内特許コード P210017401
整理番号 (S2018-0228-N0)
掲載日 2021年1月27日
出願番号 特願2019-560983
出願日 平成30年12月10日(2018.12.10)
国際出願番号 JP2018045295
国際公開番号 WO2019124141
国際出願日 平成30年12月10日(2018.12.10)
国際公開日 令和元年6月27日(2019.6.27)
優先権データ
  • 特願2017-246692 (2017.12.22) JP
発明者
  • 丹沢 徹
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 電力変換装置及び電源装置
発明の概要 電力変換回路7Aは、電圧(VH-VL)に対してパルス波が重畳された電圧CLKを生成する周波数変調部12Aと、周波数変調部12Aから電圧CLKを受け、チャージポンプ動作によって電圧CLKよりも高い電圧Voutを生成する昇圧部13Aと、を備える。昇圧部13Aは、電圧CLKによって充電されるキャパシタC2、C3を有すると共に、キャパシタC2、C3に電荷を蓄積する第1動作と、電荷に基づく電圧と電圧CLKとを重畳して出力する第2動作と、を電圧CLKに含まれたパルス波に基づいて切り替える。
従来技術、競合技術の概要

特許文献1は、高電圧発生回路を有する半導体集積回路装置を開示する。この回路装置は、高電圧発生回路としてチャージポンプ方式を採用する。そして、回路装置は、発振器とチャージポンプとを有する。

非特許文献1は、AC-DC変換回路を開示する。この変換回路は、入力電圧を直流電圧に変換する。また、変換回路は、直流電圧を所定の電圧まで昇圧する。変換回路は、例えば、数百メガヘルツ以上数ギガヘルツ以下の周波数を有する入力電圧を受ける。このような周波帯は、例えばRFID(Radio Frequency IDentifier)に適用される。

産業上の利用分野

本開示は、電力変換装置及び電源装置を説明する。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1周波数を有する第1電圧を受け、前記第1電圧に対して前記第1周波数よりも高い第2周波数を有するパルス波が重畳された第2電圧を生成する周波数変調部と、
前記周波数変調部から前記第2電圧を受け、チャージポンプ動作によって前記第2電圧よりも高い出力電圧を生成する昇圧部と、を備え、
前記昇圧部は、前記第2電圧によって充電されるキャパシタを有すると共に、前記キャパシタに電荷を蓄積する第1動作と、前記電荷に基づく電圧と前記第2電圧とを重畳して出力する第2動作と、を前記第2電圧に含まれた前記パルス波に基づいて切り替える、電力変換装置。

【請求項2】
電力源から前記第1周波数を有する入力電圧を受け、前記入力電圧を整流して前記第1電圧を生成し、前記第1電圧を前記周波数変調部に提供する整流部をさらに備える、請求項1に記載の電力変換装置。

【請求項3】
前記電力源から前記入力電圧を受け、前記入力電圧の絶対値と入力閾値との大小関係に基づく入力制御信号を生成し、前記入力制御信号を前記整流部に提供する入力電圧検出部をさらに備え、
前記整流部は、前記入力制御信号に基づいて前記入力電圧を整流して前記第1電圧を生成する、請求項2に記載の電力変換装置。

【請求項4】
前記電力源から前記入力電圧を受け、前記入力電圧検出部を駆動するための駆動電圧を生成し、前記入力電圧検出部に前記駆動電圧を提供する内部電圧生成部をさらに備える、請求項3に記載の電力変換装置。

【請求項5】
前記入力電圧検出部から前記入力制御信号を受け、前記入力制御信号に基づいて前記周波数変調部における前記パルス波を生じさせる発振動作の開始及び停止を制御する発振制御信号を生成し、前記発振制御信号を前記周波数変調部に提供する発振制御部をさらに備える、請求項3又は4に記載の電力変換装置。

【請求項6】
前記昇圧部から前記出力電圧を受け、前記出力電圧の絶対値と出力閾値との大小関係に基づく出力制御信号を生成し、前記出力制御信号を前記発振制御部に提供する出力電圧検出部をさらに備え、
前記発振制御部は、前記入力制御信号及び前記出力制御信号に基づいて、前記発振制御信号を生成し、
前記周波数変調部は、前記発振制御信号に基づいて前記発振動作の開始及び停止を制御する、請求項5に記載の電力変換装置。

【請求項7】
前記昇圧部から前記出力電圧を受け、前記出力電圧の最大値を規定するリミッタ部をさらに備える、請求項1~5の何れか一項に記載の電力変換装置。

【請求項8】
前記整流部としての第1整流部、前記周波数変調部としての第1周波数変調部及び前記昇圧部としての第1昇圧部は、前記出力電圧としての第1出力電圧を生成する第1電力変換部を構成し、
前記第1整流部とは別の第2整流部と、前記第1周波数変調部とは別の第2周波数変調部と、前記第1昇圧部とは別の第2昇圧部と、を含み前記第1電力変換部に対して並列に接続された第2電力変換部をさらに備え、
前記第2整流部は、前記入力電圧を受け、前記入力電圧が整流された第3電圧を生成する動作を、前記入力電圧に基づいて開始し、
前記第2周波数変調部は、前記第3電圧を受け、前記3電圧に対して前記第3電圧が有する第3周波数よりも高い第4周波数を有するパルス波が重畳された第4電圧を生成する動作を、前記第3電圧に基づいて開始し、
前記第2昇圧部は、前記第2周波数変調部から前記第4電圧を受け、チャージポンプ動作によって前記第4電圧よりも高い第2出力電圧を生成する、請求項2~6の何れか一項に記載の電力変換装置。

【請求項9】
第1周波数を有する入力電圧の電力を発生する電力源と、
前記電力源に接続されて、前記入力電圧の電力を、直流電圧の電力に変換する請求項1~8の何れか一項に記載の電力変換装置と、を備える、電源装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019560983thum.jpg
出願権利状態 公開
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