スイッチングシステムおよびスイッチングシステムの制御方法
【課題】ＥＭＩを低減できるスイッチングシステムを提供する。
【解決手段】本発明は、スイッチングシステムを提供する。スイッチングシステムは、Ｈブリッジ、電流ルーターおよび制御回路を含む。Ｈブリッジは、第一出力ノードに結合される第一スイッチと第二スイッチおよび第二出力ノードに結合される第三スイッチと第四スイッチを含み、ロードは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される。電流ルーターは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含む。制御回路は、第一制御信号を生成して、第一スイッチと第四スイッチを制御し、第二制御信号を生成して、第二スイッチと第三スイッチを制御し、第三制御信号を生成して、第一シャントスイッチを制御し、第四制御信号を生成して、第二シャントスイッチを制御する。
【解決手段】本発明は、スイッチングシステムを提供する。スイッチングシステムは、Ｈブリッジ、電流ルーターおよび制御回路を含む。Ｈブリッジは、第一出力ノードに結合される第一スイッチと第二スイッチおよび第二出力ノードに結合される第三スイッチと第四スイッチを含み、ロードは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される。電流ルーターは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含む。制御回路は、第一制御信号を生成して、第一スイッチと第四スイッチを制御し、第二制御信号を生成して、第二スイッチと第三スイッチを制御し、第三制御信号を生成して、第一シャントスイッチを制御し、第四制御信号を生成して、第二シャントスイッチを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈブリッジを含むスイッチングシステムに関するものであって、特に、Ｈブリッジのエレクトロマグネティックインターフェアレンス(ＥＭＩ)を低減できるスイッチングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｄクラス増幅器と称されるスイッチングアンプは、高い電力変換効率のため、音声増幅器としてよく使われる。ＡＢクラス増幅器が通常８０％に満たないのに対し、スイッチングアンプの電力変換効率は、９５％またはもっと高い。よって、スイッチングアンプは、ＡＢクラス増幅器より高い電力変換効率を有し、スイッチングアンプを用いたシステムは、ＡＢクラス増幅器を用いたシステムより長いバッテリー再生時間を有する。
【０００３】
スイッチングアンプの主な欠点は、高いエレクトロマグネティックインターフェアレンス(ＥＭＩ)に関連している。ＥＭＩ問題は、Ｌ−Ｃ(インダクタ−キャパシタ)フィルターにより解決される。副次的影響は、インダクタが大きい、非線形であるおよび電力を消耗すること(インダクタは本来備わっている寄生抵抗を有する)である。スイッチングアンプの快速切り換えメカニズムは、スイッチングアンプ近くの電子回路に干渉またはエラーを発生させるエレクトロマグネティックインターフェアレンス(ＥＭＩ)問題を誘発する。
【０００４】
ロードとつながっているスイッチングアンプは、特徴Ｈの形状と回路を形成し、Ｈブリッジと称される。図１は、従来のＨブリッジの回路図である。Ｈブリッジは、第一出力ノードＯＵＴＰと第二出力ノードＯＵＴＭを有し、ロードは、Ｈブリッジの出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ間に結合される。Ｈブリッジは、４個のスイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４を含む。第一スイッチＭ１は電源ＶＤＤと第一出力ノードＯＵＴＰの間に結合され、第二スイッチＭ２は第一出力ノードＯＵＴＰと接地ＧＮＤ間に結合され、第三スイッチＭ３は電源ＶＤＤと第二出力ノードＯＵＴＭ間に結合され、第四スイッチＭ４は第二出力ノードＯＵＴＭと接地ＧＮＤ間に結合される。
【０００５】
スイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４は、それぞれ、ボディダイオードＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３およびＤＭ４を有する。４つの制御信号ＧＤ１、ＧＤ２、ＧＤ３およびＧＤ４は、それぞれ、トランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４のゲートに結合されて、トランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４をオフにしたりオンにしたりする。制御信号ＧＤ１、ＧＤ２、ＧＤ３およびＧＤ４は、パルス幅変調(ＰＷＭ)に従って生成される。ＰＷＭの異なる変調スキーム間で、低いＥＭＩと高効率のため、ＢＤ変調が幅広く用いられる。なお、従来のＢＤ変調に対する本発明の長所が下記に詳細に説明される。従来のＢＤクラスＰＷＭにおいて、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧、ロード(ＯＵＴＰ−ＯＵＴＭ)を横切る電圧およびコモンモード電圧１／２(ＯＵＴＰ+ＯＵＴＭ)は、スイッチＧＤ１、ＧＤ２、ＧＤ３およびＧＤ４のオンオフ状態によって決定され、以下の表１にまとめられる。
【表１】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２０６１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コモンモード電圧は、ＶＤＤ、１／２ＶＤＤ、０の３レベルを有する。コモンモード電圧はＰＷＭクロックで切り換えられ、快速スイッチ波は、３０−１０００MHz幅の大幅なＥＭＩ放射を生成する。このＥＭＩは、出力ノード(ＯＵＴＰとＯＵＴＭ)とＧＮＤ間に結合されるＬＣフィルターにより抑制される。加えられたフィルターはスイッチングシステムのコストと尺寸を増加させる。よって、コモンモードスイッチングノイズを減少させる方策を見つけることが望まれる。このほか、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧の急速な変動は、スイッチングシステムのパフォーマンスをさらに低下させる大きいＥＭＩ効果を誘発する。よって、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧の急速な変動を回避する新しいスイッチングシステムが要求される。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、ＥＭＩを低減できるスイッチングシステムおよびスイッチングシステムの制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の好ましい態様中、スイッチングシステムは、Ｈブリッジと電流ルーターを含む。Ｈブリッジは、第一スイッチ、第二スイッチ、第三スイッチおよび第四スイッチを含む。第一スイッチは、電源と第一出力ノード間に結合され、第一制御信号に結合されるゲートを有する。第二スイッチは、第一出力ノードと接地間に結合され、第二制御信号に結合されるゲートを有する。第三スイッチは、電源と第二出力ノード間に結合され、第二制御信号に結合されるゲートを有する。第四スイッチは、第二出力ノードと接地間に結合され、第一制御信号に結合されるゲートを有する。ロードは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される。電流ルーターは、第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含む。第一シャントスイッチは、第一出力ノードと第一ノード間に結合され、第三制御信号に結合されるゲートを有する。第二シャントスイッチは、第二出力ノードと第一ノード間に結合され、第四制御信号に結合されるゲートを有し、第一シャントスイッチのボディダイオードは第二シャントスイッチのボディダイオードと反対の方向を有する。
【００１０】
本発明は、スイッチングシステムの制御方法を提供する。好ましい態様中、スイッチングシステムは、Ｈブリッジと電流ルーターを含み、Ｈブリッジは、第一出力ノードに結合される第一スイッチと第二スイッチおよび第二出力ノードに結合される第三スイッチと第四スイッチを含み、電流ルーターは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含み、ロードは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される。まず、スイッチングシステムは、第一スイッチ、第四スイッチおよび第一シャントスイッチをオンにし、および、第二スイッチ、第三スイッチおよび第二シャントスイッチをオフにすることにより、第二状態に従って、動作が可能になる。その後、スイッチングシステムは、第一シャントスイッチをオンにし、および、第一スイッチ、第二スイッチ、第三スイッチ、第四スイッチおよび第二シャントスイッチをオフにすることにより、第一状態に従って、動作が可能になる。その後、スイッチングシステムは、第一シャントスイッチと第二シャントスイッチをオンにし、および、第一スイッチ、第二スイッチ、第三スイッチおよび第四スイッチをオフにすることにより、ゼロ状態に従って、動作が可能になる。その後、スイッチングシステムは、第二シャントスイッチをオンにし、第一スイッチ、第二スイッチ、第三スイッチ、第四スイッチおよび第一シャントスイッチをオフにすることにより、逆第一状態に従って、動作が可能になる。その後、スイッチングシステムは、第二スイッチ、第三スイッチおよび第二シャントスイッチをオンにし、第一スイッチ、第四スイッチおよび第一シャントスイッチをオフにすることにより、逆第二状態に従って、動作を可能にする。
【００１１】
本発明は、スイッチングシステムを提供する。好ましい態様中、スイッチングシステムは、Ｈブリッジ、電流ルーターおよび制御回路を含む。Ｈブリッジは、第一出力ノードに結合される第一スイッチと第二スイッチおよび第二出力ノードに結合される第三スイッチと第四スイッチを含み、ロードは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される。電流ルーターは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含む。制御回路は第一制御信号を生成して、第一スイッチと第四スイッチを制御し、第二制御信号を生成して、第二スイッチと第三スイッチを制御し、第三制御信号を生成して、第一シャントスイッチを制御し、第四制御信号を生成して、第二シャントスイッチを制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスイッチングシステムはＥＭＩを低減できる。その結果、スイッチング回路のパフォーマンスを改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のＨブリッジの回路図である。
【図２Ａ】改善されたＨブリッジの回路図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示される改善されたＨブリッジの電流路を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ａに示される改善されたＨブリッジの電流路を示す図である。
【図２Ｄ】図２Ａに示される改善されたＨブリッジの電流路を示す図である。
【図２Ｅ】図２Ａに示される改善されたＨブリッジの出力ノード上の電圧の波形を示す図である。
【図３】本発明の好ましい態様によるスイッチング回路を示す図である。
【図４】電源からスイッチング回路、そして接地への直流通路を示す図である。
【図５Ａ】状態Ｓ２に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。
【図５Ｂ】状態Ｓ１に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。
【図５Ｃ】状態Ｓ０に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。
【図５Ｄ】電流状態が、状態Ｓ２から、状態Ｓ１、そして、状態Ｓ０に変化する時のスイッチング回路の出力ノード上の電圧を示す図である。
【図６Ａ】状態Ｓ２に従って動作するスイッチング回路中の電流フローの別の態様を示す図である。
【図６Ｂ】状態Ｓ１に従って動作するスイッチング回路中の電流フローの別の態様を示す図である。
【図６Ｃ】状態Ｓ０に従って動作するスイッチング回路中の電流フローの別の態様を示す図である。
【図６Ｄ】電流状態が、状態Ｓ２から、状態Ｓ１、そして、状態Ｓ０に変化する時のスイッチング回路の出力ノード上の電圧の別の態様を示す図である。
【図７Ａ】本発明の好ましい態様によるスイッチング回路の状態遷移を示す図である。
【図７Ｂ】ＢＤ符号化状態を本発明のスイッチング回路の状態に変換する状態符号化回路を示す図である。
【図７Ｃ】ＢＤ符号化の状態と本発明のスイッチング回路の変換状態間の対応関係を示す図である。
【図８】本発明の好ましい態様によるスイッチングシステムの回路図である。
【図９Ａ】本発明の好ましい態様による異なる状態に対応する制御信号ＸＨＢ、ＸＬＡ、ＸＳＡ、ＸＳＢ、ＸＨＡおよびＸＬＢの電圧を示す図である。
【図９Ｂ】図２Ａに示されるＨブリッジの出力ノードの電圧を示す図である。
【図１０】本発明の好ましい態様によるＢＤ変調回路と制御回路を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の好ましい態様による入力信号、搬送波およびＢＤ変調回路により生成されるＢＤ変調信号ＣＡとＣＢを示す図である。
【図１１Ｂ】ＢＤ変調信号ＣＡとＣＢ、信号ＤＡとＤＢおよび制御信号ＸＨＡ、ＸＨＢ、ＸＳＢ、ＸＨＢ、ＸＬＡおよびＸＳＡの波形を示す図である。
【図１２】本発明の好ましい態様による電流ルーターの４つの状態（Ａ〜Ｄ）の電流フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
比較例として、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上における、コモンモード電圧を一定にするように、改善されたＨブリッジを提案する。図２Ａは、改善されたＨブリッジの回路図である。改善されたＨブリッジも、スイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４を含む。シャントバイアス回路は、１／２ＶＤＤに等しい出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上に電圧をクランプする。このほか、二個のシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２が、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ間に結合される。制御信号ＧＤＰはスイッチＭ１とＭ４を制御し、制御信号ＧＤＭはスイッチＭ２とＭ３を制御し、制御信号ＧＤＳはシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２を制御する。改善されたＨブリッジは、３つの異なる状態Ｓ２、Ｓ−２、およびＳ０に従って動作する。３つの状態に従って動作する改善されたＨブリッジの電圧は以下の表２に示される。
【表２】
【００１５】
表２に示されるように、シャントバイアス電圧が１／２ＶＤＤに設定される場合、コモンモード電圧は、常に、１／２ＶＤＤに等しい。表１に示されるコモンモード電圧変動はもはや存在せず、これによりＥＭＩを低減する。ＢＤ変調に従って、状態Ｓ０は、常に、状態Ｓ２とＳ−２間で発生する。ゲート電圧ＧＤＰ、ＧＤＭとＧＤＳのタイミング制御はＥＭＩを減少させ、ＶＤＤとＧＮＤ間の短絡を回避するのに非常に重要である。たとえば、Ｈブリッジの状態が、Ｓ２からＳ０に変化することを考慮する。ＧＤＰが無効になる前(低レベルに設定)、制御信号ＧＤＳが有効になる場合(高レベルに設定)、スイッチＭ１、ＭＳ１、ＭＳ２およびＭ４が全てオンになる重複期間があり、ＶＤＤとＧＮＤ間の直流通路が形成されて、潜在的に装置にダメージを与えるショットスルー状態（shoot-through condition）を誘発する。この問題を解決するため、無駄時間状態は、制御信号ＧＤＳが有効になる前、制御信号ＧＤＰが無効になり、且つ、一般に、状態Ｓ２とＳ０間に挿入される。以下の説明のように、無駄時間状態挿入の問題は、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧で突然ジャンプし、電圧ジャンプはＥＭＩを誘発することである。
【００１６】
図２Ｂ、２Ｃおよび２Ｄは、状態Ｓ２、無駄時間状態および状態Ｓ０に従って動作するＨブリッジによる電流フローを示す図である。図２Ｂに示されるように、Ｈブリッジは状態Ｓ２に従って動作し、制御信号ＧＤＰは有効で、制御信号ＧＤＭとＧＤＳは無効である。ノードＯＵＴＰ上の電圧はＶＤＤ、ノードＯＵＴＭ上の電圧はＧＮＤで、電流は、ノードＯＵＴＰからノードＯＵＴＭに流れる。その後、図２Ｃに示されるように、Ｈブリッジが制御されて、無駄時間状態に従って動作する。インダクタを流れる電流は時間内、継続されなければならないので、全スイッチがオフになる。インダクタにより、ノードＯＵＴＰからノードＯＵＴＭを流れる電流は、スイッチＭ２とＭ３のボディダイオードＤＭ２とＤＭ３を流れる経路を見つける。ノードＯＵＴＰ上の電圧は、ＧＮＤ−Ｖｄにジャンプすることを余儀なくされ、ノードＯＵＴＭ上の電圧はＶＤＤ＋Ｖｄにジャンプすることを余儀なくされ、電圧Ｖｄは、ボディダイオードＤＭ２とＤＭ３の順バイアス電圧である。
【００１７】
その後、図２Ｄに示されるように、Ｈブリッジが制御されて、状態Ｓ０に従って動作する。制御信号ＧＤＳが有効になり、シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２をオンにする。その後、電流は、ロードおよびシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２を循環し、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧はどちらも、１／２ＶＤＤに等しい。図２Ｅは、Ｈブリッジの出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧の波形を示す図である。ノードＯＵＴＰ上の電圧は、まず、状態Ｓ２で、ＶＤＤに等しく、その後、無駄時間状態ＳＤで、ＧＮＤにジャンプし、その後、状態Ｓ０で、１／２ＶＤＤにジャンプする。ノードＯＵＴＭ上の電圧は、まず、状態Ｓ２で、ＧＮＤに等しく、その後、無駄時間状態ＳＤで、ＶＤＤにジャンプし、その後、状態Ｓ０で、１／２ＶＤＤにジャンプする。出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧の急速な変動もＥＭＩを誘発し、よって、スイッチングシステムのパフォーマンスを低下させる。よって、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧の急速な変動を回避する新しいスイッチングシステムが要求される。
【００１８】
図３は、本発明の好ましい態様によるスイッチング回路を示す図である。スイッチング回路は、４個のスイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４を含むＨブリッジおよび２個のシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２を含む電流ルーターを有する。スイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４は、それぞれ、ボディダイオードＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３およびＤＭ４を有する。シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２は、それぞれ、ボディダイオードＤＭＳ１とＤＭＳ２を有する。Ｈブリッジは、二個の出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭを有する。ロードは、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ間に結合される。スイッチＭ１は、電源ＶＤＤと出力ノードＯＵＴＰ間に結合される。スイッチＭ２は、出力ノードＯＵＴＰと接地間に結合される。スイッチＭ３は、電源ＶＤＤと出力ノードＯＵＴＭ間に結合される。スイッチＭ４は、出力ノードＯＵＴＰと接地間に結合される。シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２は、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ間に結合され、シャントスイッチＭＳ１のボディダイオードＤＭＳ１の方向は、シャントスイッチＭＳ２のボディダイオードＤＭＳ２と逆である。制御回路(図３に示されない)は、４つの制御信号ＧＤＰ、ＧＤＭ、ＧＳ１およびＧＳ２を生成する。スイッチＭ１とＭ４のゲートは制御信号ＧＤＰに結合される。スイッチＭ２とＭ３のゲートは制御信号ＧＤＭに結合される。シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２のゲートは、それぞれ、制御信号ＧＳ１とＧＳ２に結合される。
【００１９】
図２Ａの改善されたＨブリッジおよび３つの状態(表２)と比較すると、本発明は、５つの状態Ｓ０、Ｓ１、Ｓ−１、Ｓ２およびＳ−２から選択される電流状態に従って動作するスイッチング回路を提案する。図３中、制御信号ＧＤＰ、ＧＤＭ、ＧＳ１およびＧＳ２は５つの値を有して、個々に、スイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４とシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２をオンオフにする。表３は、５つの状態Ｓ０、Ｓ１、Ｓ−１、Ｓ２およびＳ−２に対応する制御信号ＧＤＰ、ＧＤＭ、ＧＳ１およびＧＳ２の値を示す。
【表３】
【００２０】
たとえば、スイッチング回路が状態Ｓ２に従って動作する時、制御信号ＧＤＰが有効で、スイッチＭ１とＭ４をオンにし、制御信号ＧＤＭが無効で、スイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１が有効で、シャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２が無効で、シャントスイッチＭＳ２をオフにする。スイッチング回路が状態Ｓ１に従って動作する時、制御信号ＧＤＰが無効で、スイッチＭ１とＭ４をオフにし、制御信号ＧＤＭが無効で、スイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１が有効で、シャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２が無効で、シャントスイッチＭＳ２をオフにする。スイッチング回路が状態Ｓ０に従って動作する時、制御信号ＧＤＰは無効で、スイッチＭ１とＭ４をオフにし、制御信号ＧＤＭが無効で、スイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１が有効で、シャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２が有効で、シャントスイッチＭＳ２をオンにする。
【００２１】
表３と表２を比較すると、本発明は、２つの特別な状態Ｓ１とＳ−１を導入する。状態Ｓ１において、電流は、ＯＵＴＭからＯＵＴＰだけに流れ、状態Ｓ−１において、電流は、ＯＵＴＰからＯＵＴＭだけに流れる。故に、複合シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２は電流ルーターと称される。図２Ｅに示されるように、別の状態間で、適切に、状態Ｓ１とＳ−１を挿入することにより、電流ルーターは、電流フローを適切に誘導し、突然のノード過渡電圧を防止することが出来る。
【００２２】
状態Ｓ０、Ｓ１、Ｓ−１、Ｓ２、Ｓ−２に加え、制御信号ＧＤＰ、ＧＤＭ、ＧＳ１およびＧＳ２の異なる値に対応する別の状態がある。しかし、これらの状態において、電源ＶＤＤから接地ＧＮＤの直流通路が生成されて、電流シュートスルーを誘発するので、スイッチング回路は、これらの状態に従って、動作を禁止する。たとえば、図４に示されるように、制御信号ＧＤＰは無効、制御信号ＧＤＭは有効、制御信号ＧＳ１は有効、制御信号ＧＳ２は無効である。よって、スイッチＭ２とＭ３およびシャントスイッチＭＳ１はオンになり、シャントスイッチＭＳ２がオフになる。これにより、電源から、スイッチＭ３、シャントスイッチＭＳ２のボディダイオードＤＭＳ２、シャントスイッチＭＳ１、スイッチＭ２を経た接地ＧＮＤへの直流通路が形成される。電流路は、スイッチング回路にダメージをもたらし、図４の状態が放棄される。
【００２３】
表３に示されるように、シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２両方がオンになる状態Ｓ０を除けば、シャントスイッチＭＳ２がオフである時、シャントスイッチＭＳ１はオンで、シャントスイッチＭＳ１がオフである時、シャントスイッチＭＳ２はオンである。シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２のひとつだけをオンにする目的は、出力ノードＧＤＰとＧＤＭのひとつの電圧が、高論理レベルから低論理レベルになる時、電流路を提供することである。過渡電圧の間、出力ノードＧＤＰとＧＤＭの電圧両方が０に等しい短期間があり、無駄時間期間と称される。状態Ｓ１かＳ−１を適切に挿入し、前もって、シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２のひとつをオンにすることにより、負荷電流は、シャントスイッチを流れる経路を有し、図２Ｅに示されるように、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭの電圧が、高論理レベルから低論理レベルに急速に変化するのを回避し、この快速遷移に関連するＥＭＩが大幅に減少する。
【００２４】
図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃは、電流が、ロードを経て、ノードＯＵＴＰからノードＯＵＴＭに流れる時の状態Ｓ２から状態Ｓ１、そして、状態Ｓ０に遷移する電流フローを示す図である。図５Ａは、状態Ｓ２に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ２に従って動作する時、制御信号ＧＤＰは、スイッチＭ１とＭ４をオンにし、制御信号ＧＤＭはスイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、ＧＳ２はＭＳ２をオフにし、電流は、電源ＶＤＤから、スイッチＭ１、ロードおよびスイッチＭ４を経て、接地ＧＮＤに流れる。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧はＶＤＤに等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧はＧＮＤに等しい。
【００２５】
図５Ｂは、状態Ｓ１に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ１に従って動作する時、制御信号ＧＤＰはスイッチＭ１とＭ４をオフにし、制御信号ＧＤＭはスイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオフにし、これにより、電流は、ロード、シャントスイッチＭＳ２のボディダイオードＤＭＳ２、シャントスイッチＭＳ１を循環する。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧は(１／２ＶＤＤ−１／２Ｖｄ)に等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧は(１／２ＶＤＤ+１／２Ｖｄ)に等しく、ＶｄはボディダイオードＤＭＳ２を横切る電圧で、通常は、ＶＤＤより大幅に小さい。
【００２６】
図５Ｃは、状態Ｓ０に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ０に従って動作する時、制御信号ＧＤＰはスイッチＭ１とＭ４をオフにし、制御信号ＧＤＭはスイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオンにする。これにより、電流は、ロード、シャントスイッチＭＳ２およびシャントスイッチＭＳ１を循環する。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧は１／２ＶＤＤに等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧は１／２ＶＤＤに等しい。
【００２７】
図５Ｄは、スイッチング回路の電流状態が、状態Ｓ２から状態Ｓ１、そして、状態Ｓ０に変化する時の出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧を示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ２に従って動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は、それぞれ、ＶＤＤとＧＮＤである。スイッチング回路が状態Ｓ１に従って動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は、それぞれ、(１／２ＶＤＤ−１／２Ｖｄ)と(１／２ＶＤＤ+１／２Ｖｄ)である。スイッチング回路が状態Ｓ０に従って動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は、共に、１／２ＶＤＤである。図２Ｅとの比較において、無駄期間ＳＤ中の快速な過渡電圧が消失し、よって、ＥＭＩが減少して、スイッチング回路のパフォーマンスを改善する。
【００２８】
図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃは、ロードを流れる電流が、ノードＯＵＴＭからノードＯＵＴＰに流れる時の状態Ｓ２から状態Ｓ１、そして、状態Ｓ０に遷移する電流フローを示す図である。図６Ａは、状態Ｓ２に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ２に従って動作する時、電流は、接地ＧＮＤからスイッチＭ４、ロードおよびスイッチＭ１、そして、電源ＶＤＤに流れる。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧はＶＤＤに等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧はＧＮＤに等しい。図６Ｂは、状態Ｓ１に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ１に従って動作する時、電流は、順に、接地ＧＮＤから、スイッチＭ４のボディダイオードＤＭ４、ロード、スイッチＭ１のボディダイオードＤＭ１、そして、電源ＶＤＤを流れる。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧は(ＶＤＤ＋Ｖｄ)に等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧は(ＧＮＤ−Ｖｄ)に等しく、Ｖｄは、ボディダイオードＤＭ４かＤＭ１を横切る電圧である。
【００２９】
図６Ｃは、状態Ｓ０に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ０に従って動作する時、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオンにする。これにより、電流は、ロード、シャントスイッチＭＳ１およびシャントスイッチＭＳ２を循環する。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧は１／２ＶＤＤに等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧も１／２ＶＤＤに等しい。
【００３０】
図６Ｄは、スイッチング回路の電流状態が、状態Ｓ２から状態Ｓ１、そして状態Ｓ０に変化する時の出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧を示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ２で動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は、それぞれ、ＶＤＤとＧＮＤである。スイッチング回路が状態Ｓ１に従って動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は、それぞれ、(ＶＤＤ＋Ｖｄ)と(ＧＮＤ−Ｖｄ)である。スイッチング回路が状態Ｓ０に従って動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は共に１／２ＶＤＤである。図２Ｅとの比較において、無駄期間ＳＤ中の快速な過渡電圧が消失し、これにより、ＥＭＩが減少して、スイッチング回路のパフォーマンスを改善する。
【００３１】
図７Ａは、本発明の好ましい態様によるスイッチング回路の状態遷移を示す図である。３レベルのＢＤ変調にとって、状態遷移は、常に、Ｓ２とＳ０またはＳ−２とＳ０の間である。この提案において、状態Ｓ１はＳ２とＳ０間に挿入され、状態Ｓ−１はＳ０とＳ−２間に挿入される。中間状態Ｓ１は状態Ｓ２とＳ０間に挿入され、中間状態Ｓ−１は状態Ｓ０とＳ−２間に挿入されるからである。状態Ｓ１とＳ−１において、電流ルーターＭＳ１とＭＳ２は、電流を適切に、ＯＵＴＭからＯＵＴＰに(状態Ｓ１)またはＯＵＴＰからＯＵＴＭに(状態Ｓ−１)に誘導するので、状態遷移期間中、電圧が突然に、スイッチング回路の出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭにジャンプせず、よって、ＥＭＩが減少する。電流状態が状態Ｓ２である時、スイッチングシステムの状態は、まず、状態Ｓ１に変化し、その後、状態Ｓ０になる。電流状態が状態Ｓ−２の時、スイッチングシステムの状態は、まず、状態Ｓ−１に変化し、その後、状態Ｓ０になる。電流状態が状態Ｓ０の時、スイッチングシステムの状態は、順に、状態Ｓ１に変化し、その後、状態Ｓ２になるか、または、順に、状態Ｓ−１に変化し、その後、状態Ｓ−２になる。
【００３２】
図７Ｂは、ＢＤ符号化状態を本発明のスイッチング回路の状態に変換するアルゴリズムを示す図である。ＢＤ符号化中、４つの可能な状態遷移がある。状態符号化回路は、まず、前のＢＤ符号化状態、ＢＤ−１および現在のＢＤ符号化状態、ＢＤ０を保存し、その後、状態マッピングテーブルに従って、中間状態、０−１およびスイッチング回路の最終状態００を生成する。注意すべきことは、００=ＢＤ０である。表４に示す状態マッピングテーブルに従って、状態符号化回路は、ＢＤ符号化状態をスイッチング回路の状態に変換する。
【表４】
【００３３】
出力は、その後、図７Ｃに従って順序付けされる。図７Ｃにおいて、ＢＤ符号化中の本来のスイッチング期間はＴである。５状態符号化中、同じ期間はＴ１とＴ２に分けられる。Ｔ=Ｔ１+Ｔ２である。Ｔ１は中間状態Ｓ１とＳ２により用いられる。通常、Ｔ２よりかなり小さいＴ１が選択されて、歪みを最小化する。
【００３４】
図８は、本発明の好ましい態様によるスイッチングシステムの回路図である。スイッチングシステムは、制御回路２２２、スイッチ１７１、１７２、１７５および１７６を含むＨブリッジ、および、シャントスイッチ１７３と１７４を含む電流ルーター１７８を含む。ロード１７０は、Ｈブリッジの出力ノードＯＵＴＢとＯＵＴＡ間に結合される。制御回路２２２は、制御信号ＸＨＢ、ＸＬＢ、ＸＨＡ、ＸＬＡを生成し、スイッチ１７６、１７５、１７２および１７１を制御する。また、制御回路２２２は、制御信号ＸＳＢとＸＳＡを生成し、シャントスイッチ１７４と１７３を制御する。
【００３５】
図８に示されるスイッチングシステムの動作は、図３中のスイッチング回路と同じである。図９Ａは、本発明の好ましい態様による異なる状態に対応する制御信号ＸＨＢ、ＸＬＡ、ＸＳＡ、ＸＳＢ、ＸＨＡおよびＸＬＢの電圧を示す図である。この例において、スイッチングシステムの電流状態は、順に、Ｓ０から、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ０、Ｓ−１、Ｓ−２およびＳ−１に変化し、そして、Ｓ０に戻る。インダクタ電流方向が、ＯＵＴＰからＯＵＴＭである場合、電流ルーターは、電流を適切に、挿入状態Ｓ１とＳ−１に導くので、スイッチングシステムの出力ノードＯＵＴＡとＯＵＴＢ上の電圧は、図９Ａ上部に示されるようである。インダクタ電流方向が、ＯＵＴＭからＯＵＴＰである場合、スイッチングシステムの出力ノードＯＵＴＡとＯＵＴＢ上の電圧は、図９Ａの中間部に示されているとおりである。図９Ｂは、図２Ａに示される改善されたＨブリッジの出力ノードの電圧を示す図である。改善されたＨブリッジは、本発明のような電流ルーター機能を有さず、よって、無駄時間は状態遷移間に挿入される必要がなく、それらは、図９Ｂ中でＳＸとして表示される。図２Ｅに示されるように、出力ノードＯＵＴＡとＯＵＴＢは快速遷移を示す。図９Ｂとの比較において、図９Ａ中のスイッチングシステムの電圧変動のレベルは小さく、よって、ＥＭＩが減少し、本発明のスイッチングシステムのパフォーマンスを改善する。
【００３６】
図１０は、本発明の好ましい態様によるＢＤ変調回路１００４と制御回路１００２を示す図である。ＢＤ変調回路１００４は、入力信号と搬送波に従って、ＢＤ変調信号ＣＡとＣＢを生成する。好ましい態様中、ＢＤ変調回路１００４は、インバーターＩＶ０と２個の比較器Ｃ１とＣ２を含む。インバーターＩＶ０は入力信号を反転させて、逆入力信号を生成する。比較器Ｃ１は、入力信号と搬送波を比較して、ＢＤ変調信号ＣＡを生成する。比較器Ｃ２は、逆入力信号と搬送波を比較して、ＢＤ変調信号ＣＢを生成する。図１１Ａは、本発明の好ましい態様による入力信号、搬送波およびＢＤ変調回路により生成されるＢＤ変調信号ＣＡとＣＢを示す図である。
【００３７】
その後、制御回路１００２は、ＢＤ変調信号ＣＡとＣＢに従って、制御信号ＸＨＡ、ＸＬＢ、ＸＳＨ、ＸＳＡ、ＸＨＢ、ＸＬＡを生成し、図８中のＨブリッジのスイッチ１７１、１７２、１７６、１７５と電流ルーター１７８のシャントスイッチ１７４と１７３を制御する。好ましい態様中、制御回路１００２は、インバーターＩＶ１、ＩＶ２、ＩＶ３およびＩＶ４とＮＯＲゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５およびＧ６を含む。インバーターＩＶ１はＢＤ変調信号ＣＡを反転させて、第一信号を生成する。インバーターＩＶ２はＢＤ変調信号ＣＢを反転させて、第二信号を生成する。ＮＯＲゲートＧ１は、第一信号とＢＤ変調信号ＣＢ上でＮＯＲ動作を実行して、第三信号ＤＡを得る。ＮＯＲゲートＧ２は、ＢＤ変調信号ＣＡと第二信号上でＮＯＲ動作を実行して、第四信号ＤＢを得る。インバーターＩＶ３は、第三信号ＤＡを反転させて、逆第三信号を得る。インバーターＩＶ４は、第四信号ＤＢを反転させて、逆第四信号を得る。ＮＯＲゲートＧ３は、逆第三信号と制御信号ＸＳＨ上でＮＯＲ動作を実行して、制御信号ＸＨＡとＸＬＢを得る。ＮＯＲゲートＧ４は、第三信号と制御信号ＸＨＡ上で、ＮＯＲ動作を実行して、制御信号ＸＳＨを得る。ＮＯＲゲートＧ５は、第四信号と制御信号ＸＨＢ上で、ＮＯＲ動作を実行して、制御信号ＸＳＡを得る。ＮＯＲゲートＧ６は、逆第四信号と制御信号ＸＳＡ上で、ＮＯＲ動作を実行し、制御信号ＸＨＢとＸＬＡを得る。図１１Ｂは、ＢＤ変調信号ＣＡとＣＢ、信号ＤＡとＤＢおよび制御信号ＸＨＡ、ＸＨＢ、ＸＳＢ、ＸＨＢ、ＸＬＡおよびＸＳＡの波形を示す図である。
【００３８】
図３と図８に示される電流ルーターは、４つの動作状態から選択される電流状態に従って動作する。図１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃおよび１２Ｄは、本発明の好ましい態様による電流ルーターの４つの状態の電流フローを示す図である。電流ルーターは、２個のシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２とシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２の２個のボディダイオードＤＭＳ１とＤＭＳ２を含み、ボディダイオードＤＭＳ１の方向は、ボディダイオードＤＭＳ２と逆である。図１２Ａに示される第一状態によると、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオンにする。よって、シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２の電流路が形成され、電流は、シャントスイッチＭＳ２からシャントスイッチＭＳ１に、または、シャントスイッチＭＳ１からシャントスイッチＭＳ２に流れる。図１２Ｂに示される第二状態に従って、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオフにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオフにする。電流路が形成されず、電流は、シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２を流れない。
【００３９】
図１２Ｃに示される第三状態に従って、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオフにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオンにする。よって、ボディダイオードＤＭＳ１とシャントスイッチＭＳ２を経る電流路が形成され、電流は、ボディダイオードＤＭＳ１からシャントスイッチＭＳ２だけに流れる。図１２Ｄに示される第四状態に従って、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオフにする。ボディダイオードＤＭＳ２とシャントスイッチＭＳ１を経る電流路が形成され、電流は、ボディダイオードＤＭＳ２からシャントスイッチＭＳ１だけに流れる。
【００４０】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変形や調整を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００４１】
出力ノード…ＯＵＴＰ、ＯＵＴＭ、ＧＤＰ、ＧＤＭ
スイッチ…Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、ＧＤ１、ＧＤ２、ＧＤ３、ＧＤ４、１７１、１７２、１７５、１７６
電源…ＶＤＤ
ボディダイオード…ＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３、ＤＭ４
状態…Ｓ０、Ｓ１、Ｓ−１、Ｓ２、Ｓ−２
制御信号…ＧＤＰ、ＧＤＭ、ＧＳ１、ＧＳ２、ＸＨＢ、ＸＬＢ、ＸＨＡ、ＸＬＡ、ＸＳＢ、ＸＳＡ
接地…ＧＮＤ
シャントスイッチ…ＭＳ１、ＭＳ２、１７３、１７４
ロード…１７０
電流ルーター…１７８
制御回路…２２２、１００２
ＢＤ変調回路…１００４
インバーター…ＩＶ０、ＩＶ１、ＩＶ２、ＩＶ３、ＩＶ４
比較器…Ｃ１とＣ２
ＮＯＲゲート…Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈブリッジを含むスイッチングシステムに関するものであって、特に、Ｈブリッジのエレクトロマグネティックインターフェアレンス(ＥＭＩ)を低減できるスイッチングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｄクラス増幅器と称されるスイッチングアンプは、高い電力変換効率のため、音声増幅器としてよく使われる。ＡＢクラス増幅器が通常８０％に満たないのに対し、スイッチングアンプの電力変換効率は、９５％またはもっと高い。よって、スイッチングアンプは、ＡＢクラス増幅器より高い電力変換効率を有し、スイッチングアンプを用いたシステムは、ＡＢクラス増幅器を用いたシステムより長いバッテリー再生時間を有する。
【０００３】
スイッチングアンプの主な欠点は、高いエレクトロマグネティックインターフェアレンス(ＥＭＩ)に関連している。ＥＭＩ問題は、Ｌ−Ｃ(インダクタ−キャパシタ)フィルターにより解決される。副次的影響は、インダクタが大きい、非線形であるおよび電力を消耗すること(インダクタは本来備わっている寄生抵抗を有する)である。スイッチングアンプの快速切り換えメカニズムは、スイッチングアンプ近くの電子回路に干渉またはエラーを発生させるエレクトロマグネティックインターフェアレンス(ＥＭＩ)問題を誘発する。
【０００４】
ロードとつながっているスイッチングアンプは、特徴Ｈの形状と回路を形成し、Ｈブリッジと称される。図１は、従来のＨブリッジの回路図である。Ｈブリッジは、第一出力ノードＯＵＴＰと第二出力ノードＯＵＴＭを有し、ロードは、Ｈブリッジの出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ間に結合される。Ｈブリッジは、４個のスイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４を含む。第一スイッチＭ１は電源ＶＤＤと第一出力ノードＯＵＴＰの間に結合され、第二スイッチＭ２は第一出力ノードＯＵＴＰと接地ＧＮＤ間に結合され、第三スイッチＭ３は電源ＶＤＤと第二出力ノードＯＵＴＭ間に結合され、第四スイッチＭ４は第二出力ノードＯＵＴＭと接地ＧＮＤ間に結合される。
【０００５】
スイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４は、それぞれ、ボディダイオードＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３およびＤＭ４を有する。４つの制御信号ＧＤ１、ＧＤ２、ＧＤ３およびＧＤ４は、それぞれ、トランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４のゲートに結合されて、トランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４をオフにしたりオンにしたりする。制御信号ＧＤ１、ＧＤ２、ＧＤ３およびＧＤ４は、パルス幅変調(ＰＷＭ)に従って生成される。ＰＷＭの異なる変調スキーム間で、低いＥＭＩと高効率のため、ＢＤ変調が幅広く用いられる。なお、従来のＢＤ変調に対する本発明の長所が下記に詳細に説明される。従来のＢＤクラスＰＷＭにおいて、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧、ロード(ＯＵＴＰ−ＯＵＴＭ)を横切る電圧およびコモンモード電圧１／２(ＯＵＴＰ+ＯＵＴＭ)は、スイッチＧＤ１、ＧＤ２、ＧＤ３およびＧＤ４のオンオフ状態によって決定され、以下の表１にまとめられる。
【表１】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２０６１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コモンモード電圧は、ＶＤＤ、１／２ＶＤＤ、０の３レベルを有する。コモンモード電圧はＰＷＭクロックで切り換えられ、快速スイッチ波は、３０−１０００MHz幅の大幅なＥＭＩ放射を生成する。このＥＭＩは、出力ノード(ＯＵＴＰとＯＵＴＭ)とＧＮＤ間に結合されるＬＣフィルターにより抑制される。加えられたフィルターはスイッチングシステムのコストと尺寸を増加させる。よって、コモンモードスイッチングノイズを減少させる方策を見つけることが望まれる。このほか、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧の急速な変動は、スイッチングシステムのパフォーマンスをさらに低下させる大きいＥＭＩ効果を誘発する。よって、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧の急速な変動を回避する新しいスイッチングシステムが要求される。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、ＥＭＩを低減できるスイッチングシステムおよびスイッチングシステムの制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の好ましい態様中、スイッチングシステムは、Ｈブリッジと電流ルーターを含む。Ｈブリッジは、第一スイッチ、第二スイッチ、第三スイッチおよび第四スイッチを含む。第一スイッチは、電源と第一出力ノード間に結合され、第一制御信号に結合されるゲートを有する。第二スイッチは、第一出力ノードと接地間に結合され、第二制御信号に結合されるゲートを有する。第三スイッチは、電源と第二出力ノード間に結合され、第二制御信号に結合されるゲートを有する。第四スイッチは、第二出力ノードと接地間に結合され、第一制御信号に結合されるゲートを有する。ロードは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される。電流ルーターは、第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含む。第一シャントスイッチは、第一出力ノードと第一ノード間に結合され、第三制御信号に結合されるゲートを有する。第二シャントスイッチは、第二出力ノードと第一ノード間に結合され、第四制御信号に結合されるゲートを有し、第一シャントスイッチのボディダイオードは第二シャントスイッチのボディダイオードと反対の方向を有する。
【００１０】
本発明は、スイッチングシステムの制御方法を提供する。好ましい態様中、スイッチングシステムは、Ｈブリッジと電流ルーターを含み、Ｈブリッジは、第一出力ノードに結合される第一スイッチと第二スイッチおよび第二出力ノードに結合される第三スイッチと第四スイッチを含み、電流ルーターは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含み、ロードは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される。まず、スイッチングシステムは、第一スイッチ、第四スイッチおよび第一シャントスイッチをオンにし、および、第二スイッチ、第三スイッチおよび第二シャントスイッチをオフにすることにより、第二状態に従って、動作が可能になる。その後、スイッチングシステムは、第一シャントスイッチをオンにし、および、第一スイッチ、第二スイッチ、第三スイッチ、第四スイッチおよび第二シャントスイッチをオフにすることにより、第一状態に従って、動作が可能になる。その後、スイッチングシステムは、第一シャントスイッチと第二シャントスイッチをオンにし、および、第一スイッチ、第二スイッチ、第三スイッチおよび第四スイッチをオフにすることにより、ゼロ状態に従って、動作が可能になる。その後、スイッチングシステムは、第二シャントスイッチをオンにし、第一スイッチ、第二スイッチ、第三スイッチ、第四スイッチおよび第一シャントスイッチをオフにすることにより、逆第一状態に従って、動作が可能になる。その後、スイッチングシステムは、第二スイッチ、第三スイッチおよび第二シャントスイッチをオンにし、第一スイッチ、第四スイッチおよび第一シャントスイッチをオフにすることにより、逆第二状態に従って、動作を可能にする。
【００１１】
本発明は、スイッチングシステムを提供する。好ましい態様中、スイッチングシステムは、Ｈブリッジ、電流ルーターおよび制御回路を含む。Ｈブリッジは、第一出力ノードに結合される第一スイッチと第二スイッチおよび第二出力ノードに結合される第三スイッチと第四スイッチを含み、ロードは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される。電流ルーターは、第一出力ノードと第二出力ノード間に結合される第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含む。制御回路は第一制御信号を生成して、第一スイッチと第四スイッチを制御し、第二制御信号を生成して、第二スイッチと第三スイッチを制御し、第三制御信号を生成して、第一シャントスイッチを制御し、第四制御信号を生成して、第二シャントスイッチを制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスイッチングシステムはＥＭＩを低減できる。その結果、スイッチング回路のパフォーマンスを改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のＨブリッジの回路図である。
【図２Ａ】改善されたＨブリッジの回路図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示される改善されたＨブリッジの電流路を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ａに示される改善されたＨブリッジの電流路を示す図である。
【図２Ｄ】図２Ａに示される改善されたＨブリッジの電流路を示す図である。
【図２Ｅ】図２Ａに示される改善されたＨブリッジの出力ノード上の電圧の波形を示す図である。
【図３】本発明の好ましい態様によるスイッチング回路を示す図である。
【図４】電源からスイッチング回路、そして接地への直流通路を示す図である。
【図５Ａ】状態Ｓ２に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。
【図５Ｂ】状態Ｓ１に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。
【図５Ｃ】状態Ｓ０に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。
【図５Ｄ】電流状態が、状態Ｓ２から、状態Ｓ１、そして、状態Ｓ０に変化する時のスイッチング回路の出力ノード上の電圧を示す図である。
【図６Ａ】状態Ｓ２に従って動作するスイッチング回路中の電流フローの別の態様を示す図である。
【図６Ｂ】状態Ｓ１に従って動作するスイッチング回路中の電流フローの別の態様を示す図である。
【図６Ｃ】状態Ｓ０に従って動作するスイッチング回路中の電流フローの別の態様を示す図である。
【図６Ｄ】電流状態が、状態Ｓ２から、状態Ｓ１、そして、状態Ｓ０に変化する時のスイッチング回路の出力ノード上の電圧の別の態様を示す図である。
【図７Ａ】本発明の好ましい態様によるスイッチング回路の状態遷移を示す図である。
【図７Ｂ】ＢＤ符号化状態を本発明のスイッチング回路の状態に変換する状態符号化回路を示す図である。
【図７Ｃ】ＢＤ符号化の状態と本発明のスイッチング回路の変換状態間の対応関係を示す図である。
【図８】本発明の好ましい態様によるスイッチングシステムの回路図である。
【図９Ａ】本発明の好ましい態様による異なる状態に対応する制御信号ＸＨＢ、ＸＬＡ、ＸＳＡ、ＸＳＢ、ＸＨＡおよびＸＬＢの電圧を示す図である。
【図９Ｂ】図２Ａに示されるＨブリッジの出力ノードの電圧を示す図である。
【図１０】本発明の好ましい態様によるＢＤ変調回路と制御回路を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の好ましい態様による入力信号、搬送波およびＢＤ変調回路により生成されるＢＤ変調信号ＣＡとＣＢを示す図である。
【図１１Ｂ】ＢＤ変調信号ＣＡとＣＢ、信号ＤＡとＤＢおよび制御信号ＸＨＡ、ＸＨＢ、ＸＳＢ、ＸＨＢ、ＸＬＡおよびＸＳＡの波形を示す図である。
【図１２】本発明の好ましい態様による電流ルーターの４つの状態（Ａ〜Ｄ）の電流フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
比較例として、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上における、コモンモード電圧を一定にするように、改善されたＨブリッジを提案する。図２Ａは、改善されたＨブリッジの回路図である。改善されたＨブリッジも、スイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４を含む。シャントバイアス回路は、１／２ＶＤＤに等しい出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上に電圧をクランプする。このほか、二個のシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２が、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ間に結合される。制御信号ＧＤＰはスイッチＭ１とＭ４を制御し、制御信号ＧＤＭはスイッチＭ２とＭ３を制御し、制御信号ＧＤＳはシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２を制御する。改善されたＨブリッジは、３つの異なる状態Ｓ２、Ｓ−２、およびＳ０に従って動作する。３つの状態に従って動作する改善されたＨブリッジの電圧は以下の表２に示される。
【表２】
【００１５】
表２に示されるように、シャントバイアス電圧が１／２ＶＤＤに設定される場合、コモンモード電圧は、常に、１／２ＶＤＤに等しい。表１に示されるコモンモード電圧変動はもはや存在せず、これによりＥＭＩを低減する。ＢＤ変調に従って、状態Ｓ０は、常に、状態Ｓ２とＳ−２間で発生する。ゲート電圧ＧＤＰ、ＧＤＭとＧＤＳのタイミング制御はＥＭＩを減少させ、ＶＤＤとＧＮＤ間の短絡を回避するのに非常に重要である。たとえば、Ｈブリッジの状態が、Ｓ２からＳ０に変化することを考慮する。ＧＤＰが無効になる前(低レベルに設定)、制御信号ＧＤＳが有効になる場合(高レベルに設定)、スイッチＭ１、ＭＳ１、ＭＳ２およびＭ４が全てオンになる重複期間があり、ＶＤＤとＧＮＤ間の直流通路が形成されて、潜在的に装置にダメージを与えるショットスルー状態（shoot-through condition）を誘発する。この問題を解決するため、無駄時間状態は、制御信号ＧＤＳが有効になる前、制御信号ＧＤＰが無効になり、且つ、一般に、状態Ｓ２とＳ０間に挿入される。以下の説明のように、無駄時間状態挿入の問題は、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧で突然ジャンプし、電圧ジャンプはＥＭＩを誘発することである。
【００１６】
図２Ｂ、２Ｃおよび２Ｄは、状態Ｓ２、無駄時間状態および状態Ｓ０に従って動作するＨブリッジによる電流フローを示す図である。図２Ｂに示されるように、Ｈブリッジは状態Ｓ２に従って動作し、制御信号ＧＤＰは有効で、制御信号ＧＤＭとＧＤＳは無効である。ノードＯＵＴＰ上の電圧はＶＤＤ、ノードＯＵＴＭ上の電圧はＧＮＤで、電流は、ノードＯＵＴＰからノードＯＵＴＭに流れる。その後、図２Ｃに示されるように、Ｈブリッジが制御されて、無駄時間状態に従って動作する。インダクタを流れる電流は時間内、継続されなければならないので、全スイッチがオフになる。インダクタにより、ノードＯＵＴＰからノードＯＵＴＭを流れる電流は、スイッチＭ２とＭ３のボディダイオードＤＭ２とＤＭ３を流れる経路を見つける。ノードＯＵＴＰ上の電圧は、ＧＮＤ−Ｖｄにジャンプすることを余儀なくされ、ノードＯＵＴＭ上の電圧はＶＤＤ＋Ｖｄにジャンプすることを余儀なくされ、電圧Ｖｄは、ボディダイオードＤＭ２とＤＭ３の順バイアス電圧である。
【００１７】
その後、図２Ｄに示されるように、Ｈブリッジが制御されて、状態Ｓ０に従って動作する。制御信号ＧＤＳが有効になり、シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２をオンにする。その後、電流は、ロードおよびシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２を循環し、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧はどちらも、１／２ＶＤＤに等しい。図２Ｅは、Ｈブリッジの出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧の波形を示す図である。ノードＯＵＴＰ上の電圧は、まず、状態Ｓ２で、ＶＤＤに等しく、その後、無駄時間状態ＳＤで、ＧＮＤにジャンプし、その後、状態Ｓ０で、１／２ＶＤＤにジャンプする。ノードＯＵＴＭ上の電圧は、まず、状態Ｓ２で、ＧＮＤに等しく、その後、無駄時間状態ＳＤで、ＶＤＤにジャンプし、その後、状態Ｓ０で、１／２ＶＤＤにジャンプする。出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧の急速な変動もＥＭＩを誘発し、よって、スイッチングシステムのパフォーマンスを低下させる。よって、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧の急速な変動を回避する新しいスイッチングシステムが要求される。
【００１８】
図３は、本発明の好ましい態様によるスイッチング回路を示す図である。スイッチング回路は、４個のスイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４を含むＨブリッジおよび２個のシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２を含む電流ルーターを有する。スイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４は、それぞれ、ボディダイオードＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３およびＤＭ４を有する。シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２は、それぞれ、ボディダイオードＤＭＳ１とＤＭＳ２を有する。Ｈブリッジは、二個の出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭを有する。ロードは、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ間に結合される。スイッチＭ１は、電源ＶＤＤと出力ノードＯＵＴＰ間に結合される。スイッチＭ２は、出力ノードＯＵＴＰと接地間に結合される。スイッチＭ３は、電源ＶＤＤと出力ノードＯＵＴＭ間に結合される。スイッチＭ４は、出力ノードＯＵＴＰと接地間に結合される。シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２は、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ間に結合され、シャントスイッチＭＳ１のボディダイオードＤＭＳ１の方向は、シャントスイッチＭＳ２のボディダイオードＤＭＳ２と逆である。制御回路(図３に示されない)は、４つの制御信号ＧＤＰ、ＧＤＭ、ＧＳ１およびＧＳ２を生成する。スイッチＭ１とＭ４のゲートは制御信号ＧＤＰに結合される。スイッチＭ２とＭ３のゲートは制御信号ＧＤＭに結合される。シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２のゲートは、それぞれ、制御信号ＧＳ１とＧＳ２に結合される。
【００１９】
図２Ａの改善されたＨブリッジおよび３つの状態(表２)と比較すると、本発明は、５つの状態Ｓ０、Ｓ１、Ｓ−１、Ｓ２およびＳ−２から選択される電流状態に従って動作するスイッチング回路を提案する。図３中、制御信号ＧＤＰ、ＧＤＭ、ＧＳ１およびＧＳ２は５つの値を有して、個々に、スイッチＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４とシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２をオンオフにする。表３は、５つの状態Ｓ０、Ｓ１、Ｓ−１、Ｓ２およびＳ−２に対応する制御信号ＧＤＰ、ＧＤＭ、ＧＳ１およびＧＳ２の値を示す。
【表３】
【００２０】
たとえば、スイッチング回路が状態Ｓ２に従って動作する時、制御信号ＧＤＰが有効で、スイッチＭ１とＭ４をオンにし、制御信号ＧＤＭが無効で、スイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１が有効で、シャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２が無効で、シャントスイッチＭＳ２をオフにする。スイッチング回路が状態Ｓ１に従って動作する時、制御信号ＧＤＰが無効で、スイッチＭ１とＭ４をオフにし、制御信号ＧＤＭが無効で、スイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１が有効で、シャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２が無効で、シャントスイッチＭＳ２をオフにする。スイッチング回路が状態Ｓ０に従って動作する時、制御信号ＧＤＰは無効で、スイッチＭ１とＭ４をオフにし、制御信号ＧＤＭが無効で、スイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１が有効で、シャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２が有効で、シャントスイッチＭＳ２をオンにする。
【００２１】
表３と表２を比較すると、本発明は、２つの特別な状態Ｓ１とＳ−１を導入する。状態Ｓ１において、電流は、ＯＵＴＭからＯＵＴＰだけに流れ、状態Ｓ−１において、電流は、ＯＵＴＰからＯＵＴＭだけに流れる。故に、複合シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２は電流ルーターと称される。図２Ｅに示されるように、別の状態間で、適切に、状態Ｓ１とＳ−１を挿入することにより、電流ルーターは、電流フローを適切に誘導し、突然のノード過渡電圧を防止することが出来る。
【００２２】
状態Ｓ０、Ｓ１、Ｓ−１、Ｓ２、Ｓ−２に加え、制御信号ＧＤＰ、ＧＤＭ、ＧＳ１およびＧＳ２の異なる値に対応する別の状態がある。しかし、これらの状態において、電源ＶＤＤから接地ＧＮＤの直流通路が生成されて、電流シュートスルーを誘発するので、スイッチング回路は、これらの状態に従って、動作を禁止する。たとえば、図４に示されるように、制御信号ＧＤＰは無効、制御信号ＧＤＭは有効、制御信号ＧＳ１は有効、制御信号ＧＳ２は無効である。よって、スイッチＭ２とＭ３およびシャントスイッチＭＳ１はオンになり、シャントスイッチＭＳ２がオフになる。これにより、電源から、スイッチＭ３、シャントスイッチＭＳ２のボディダイオードＤＭＳ２、シャントスイッチＭＳ１、スイッチＭ２を経た接地ＧＮＤへの直流通路が形成される。電流路は、スイッチング回路にダメージをもたらし、図４の状態が放棄される。
【００２３】
表３に示されるように、シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２両方がオンになる状態Ｓ０を除けば、シャントスイッチＭＳ２がオフである時、シャントスイッチＭＳ１はオンで、シャントスイッチＭＳ１がオフである時、シャントスイッチＭＳ２はオンである。シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２のひとつだけをオンにする目的は、出力ノードＧＤＰとＧＤＭのひとつの電圧が、高論理レベルから低論理レベルになる時、電流路を提供することである。過渡電圧の間、出力ノードＧＤＰとＧＤＭの電圧両方が０に等しい短期間があり、無駄時間期間と称される。状態Ｓ１かＳ−１を適切に挿入し、前もって、シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２のひとつをオンにすることにより、負荷電流は、シャントスイッチを流れる経路を有し、図２Ｅに示されるように、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭの電圧が、高論理レベルから低論理レベルに急速に変化するのを回避し、この快速遷移に関連するＥＭＩが大幅に減少する。
【００２４】
図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃは、電流が、ロードを経て、ノードＯＵＴＰからノードＯＵＴＭに流れる時の状態Ｓ２から状態Ｓ１、そして、状態Ｓ０に遷移する電流フローを示す図である。図５Ａは、状態Ｓ２に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ２に従って動作する時、制御信号ＧＤＰは、スイッチＭ１とＭ４をオンにし、制御信号ＧＤＭはスイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、ＧＳ２はＭＳ２をオフにし、電流は、電源ＶＤＤから、スイッチＭ１、ロードおよびスイッチＭ４を経て、接地ＧＮＤに流れる。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧はＶＤＤに等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧はＧＮＤに等しい。
【００２５】
図５Ｂは、状態Ｓ１に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ１に従って動作する時、制御信号ＧＤＰはスイッチＭ１とＭ４をオフにし、制御信号ＧＤＭはスイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオフにし、これにより、電流は、ロード、シャントスイッチＭＳ２のボディダイオードＤＭＳ２、シャントスイッチＭＳ１を循環する。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧は(１／２ＶＤＤ−１／２Ｖｄ)に等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧は(１／２ＶＤＤ+１／２Ｖｄ)に等しく、ＶｄはボディダイオードＤＭＳ２を横切る電圧で、通常は、ＶＤＤより大幅に小さい。
【００２６】
図５Ｃは、状態Ｓ０に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ０に従って動作する時、制御信号ＧＤＰはスイッチＭ１とＭ４をオフにし、制御信号ＧＤＭはスイッチＭ２とＭ３をオフにし、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオンにする。これにより、電流は、ロード、シャントスイッチＭＳ２およびシャントスイッチＭＳ１を循環する。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧は１／２ＶＤＤに等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧は１／２ＶＤＤに等しい。
【００２７】
図５Ｄは、スイッチング回路の電流状態が、状態Ｓ２から状態Ｓ１、そして、状態Ｓ０に変化する時の出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧を示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ２に従って動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は、それぞれ、ＶＤＤとＧＮＤである。スイッチング回路が状態Ｓ１に従って動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は、それぞれ、(１／２ＶＤＤ−１／２Ｖｄ)と(１／２ＶＤＤ+１／２Ｖｄ)である。スイッチング回路が状態Ｓ０に従って動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は、共に、１／２ＶＤＤである。図２Ｅとの比較において、無駄期間ＳＤ中の快速な過渡電圧が消失し、よって、ＥＭＩが減少して、スイッチング回路のパフォーマンスを改善する。
【００２８】
図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃは、ロードを流れる電流が、ノードＯＵＴＭからノードＯＵＴＰに流れる時の状態Ｓ２から状態Ｓ１、そして、状態Ｓ０に遷移する電流フローを示す図である。図６Ａは、状態Ｓ２に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ２に従って動作する時、電流は、接地ＧＮＤからスイッチＭ４、ロードおよびスイッチＭ１、そして、電源ＶＤＤに流れる。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧はＶＤＤに等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧はＧＮＤに等しい。図６Ｂは、状態Ｓ１に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ１に従って動作する時、電流は、順に、接地ＧＮＤから、スイッチＭ４のボディダイオードＤＭ４、ロード、スイッチＭ１のボディダイオードＤＭ１、そして、電源ＶＤＤを流れる。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧は(ＶＤＤ＋Ｖｄ)に等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧は(ＧＮＤ−Ｖｄ)に等しく、Ｖｄは、ボディダイオードＤＭ４かＤＭ１を横切る電圧である。
【００２９】
図６Ｃは、状態Ｓ０に従って動作するスイッチング回路中の電流フローを示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ０に従って動作する時、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオンにする。これにより、電流は、ロード、シャントスイッチＭＳ１およびシャントスイッチＭＳ２を循環する。出力ノードＯＵＴＰ上の電圧は１／２ＶＤＤに等しく、出力ノードＯＵＴＭ上の電圧も１／２ＶＤＤに等しい。
【００３０】
図６Ｄは、スイッチング回路の電流状態が、状態Ｓ２から状態Ｓ１、そして状態Ｓ０に変化する時の出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧を示す図である。スイッチング回路が状態Ｓ２で動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は、それぞれ、ＶＤＤとＧＮＤである。スイッチング回路が状態Ｓ１に従って動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は、それぞれ、(ＶＤＤ＋Ｖｄ)と(ＧＮＤ−Ｖｄ)である。スイッチング回路が状態Ｓ０に従って動作する時、出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭ上の電圧は共に１／２ＶＤＤである。図２Ｅとの比較において、無駄期間ＳＤ中の快速な過渡電圧が消失し、これにより、ＥＭＩが減少して、スイッチング回路のパフォーマンスを改善する。
【００３１】
図７Ａは、本発明の好ましい態様によるスイッチング回路の状態遷移を示す図である。３レベルのＢＤ変調にとって、状態遷移は、常に、Ｓ２とＳ０またはＳ−２とＳ０の間である。この提案において、状態Ｓ１はＳ２とＳ０間に挿入され、状態Ｓ−１はＳ０とＳ−２間に挿入される。中間状態Ｓ１は状態Ｓ２とＳ０間に挿入され、中間状態Ｓ−１は状態Ｓ０とＳ−２間に挿入されるからである。状態Ｓ１とＳ−１において、電流ルーターＭＳ１とＭＳ２は、電流を適切に、ＯＵＴＭからＯＵＴＰに(状態Ｓ１)またはＯＵＴＰからＯＵＴＭに(状態Ｓ−１)に誘導するので、状態遷移期間中、電圧が突然に、スイッチング回路の出力ノードＯＵＴＰとＯＵＴＭにジャンプせず、よって、ＥＭＩが減少する。電流状態が状態Ｓ２である時、スイッチングシステムの状態は、まず、状態Ｓ１に変化し、その後、状態Ｓ０になる。電流状態が状態Ｓ−２の時、スイッチングシステムの状態は、まず、状態Ｓ−１に変化し、その後、状態Ｓ０になる。電流状態が状態Ｓ０の時、スイッチングシステムの状態は、順に、状態Ｓ１に変化し、その後、状態Ｓ２になるか、または、順に、状態Ｓ−１に変化し、その後、状態Ｓ−２になる。
【００３２】
図７Ｂは、ＢＤ符号化状態を本発明のスイッチング回路の状態に変換するアルゴリズムを示す図である。ＢＤ符号化中、４つの可能な状態遷移がある。状態符号化回路は、まず、前のＢＤ符号化状態、ＢＤ−１および現在のＢＤ符号化状態、ＢＤ０を保存し、その後、状態マッピングテーブルに従って、中間状態、０−１およびスイッチング回路の最終状態００を生成する。注意すべきことは、００=ＢＤ０である。表４に示す状態マッピングテーブルに従って、状態符号化回路は、ＢＤ符号化状態をスイッチング回路の状態に変換する。
【表４】
【００３３】
出力は、その後、図７Ｃに従って順序付けされる。図７Ｃにおいて、ＢＤ符号化中の本来のスイッチング期間はＴである。５状態符号化中、同じ期間はＴ１とＴ２に分けられる。Ｔ=Ｔ１+Ｔ２である。Ｔ１は中間状態Ｓ１とＳ２により用いられる。通常、Ｔ２よりかなり小さいＴ１が選択されて、歪みを最小化する。
【００３４】
図８は、本発明の好ましい態様によるスイッチングシステムの回路図である。スイッチングシステムは、制御回路２２２、スイッチ１７１、１７２、１７５および１７６を含むＨブリッジ、および、シャントスイッチ１７３と１７４を含む電流ルーター１７８を含む。ロード１７０は、Ｈブリッジの出力ノードＯＵＴＢとＯＵＴＡ間に結合される。制御回路２２２は、制御信号ＸＨＢ、ＸＬＢ、ＸＨＡ、ＸＬＡを生成し、スイッチ１７６、１７５、１７２および１７１を制御する。また、制御回路２２２は、制御信号ＸＳＢとＸＳＡを生成し、シャントスイッチ１７４と１７３を制御する。
【００３５】
図８に示されるスイッチングシステムの動作は、図３中のスイッチング回路と同じである。図９Ａは、本発明の好ましい態様による異なる状態に対応する制御信号ＸＨＢ、ＸＬＡ、ＸＳＡ、ＸＳＢ、ＸＨＡおよびＸＬＢの電圧を示す図である。この例において、スイッチングシステムの電流状態は、順に、Ｓ０から、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ０、Ｓ−１、Ｓ−２およびＳ−１に変化し、そして、Ｓ０に戻る。インダクタ電流方向が、ＯＵＴＰからＯＵＴＭである場合、電流ルーターは、電流を適切に、挿入状態Ｓ１とＳ−１に導くので、スイッチングシステムの出力ノードＯＵＴＡとＯＵＴＢ上の電圧は、図９Ａ上部に示されるようである。インダクタ電流方向が、ＯＵＴＭからＯＵＴＰである場合、スイッチングシステムの出力ノードＯＵＴＡとＯＵＴＢ上の電圧は、図９Ａの中間部に示されているとおりである。図９Ｂは、図２Ａに示される改善されたＨブリッジの出力ノードの電圧を示す図である。改善されたＨブリッジは、本発明のような電流ルーター機能を有さず、よって、無駄時間は状態遷移間に挿入される必要がなく、それらは、図９Ｂ中でＳＸとして表示される。図２Ｅに示されるように、出力ノードＯＵＴＡとＯＵＴＢは快速遷移を示す。図９Ｂとの比較において、図９Ａ中のスイッチングシステムの電圧変動のレベルは小さく、よって、ＥＭＩが減少し、本発明のスイッチングシステムのパフォーマンスを改善する。
【００３６】
図１０は、本発明の好ましい態様によるＢＤ変調回路１００４と制御回路１００２を示す図である。ＢＤ変調回路１００４は、入力信号と搬送波に従って、ＢＤ変調信号ＣＡとＣＢを生成する。好ましい態様中、ＢＤ変調回路１００４は、インバーターＩＶ０と２個の比較器Ｃ１とＣ２を含む。インバーターＩＶ０は入力信号を反転させて、逆入力信号を生成する。比較器Ｃ１は、入力信号と搬送波を比較して、ＢＤ変調信号ＣＡを生成する。比較器Ｃ２は、逆入力信号と搬送波を比較して、ＢＤ変調信号ＣＢを生成する。図１１Ａは、本発明の好ましい態様による入力信号、搬送波およびＢＤ変調回路により生成されるＢＤ変調信号ＣＡとＣＢを示す図である。
【００３７】
その後、制御回路１００２は、ＢＤ変調信号ＣＡとＣＢに従って、制御信号ＸＨＡ、ＸＬＢ、ＸＳＨ、ＸＳＡ、ＸＨＢ、ＸＬＡを生成し、図８中のＨブリッジのスイッチ１７１、１７２、１７６、１７５と電流ルーター１７８のシャントスイッチ１７４と１７３を制御する。好ましい態様中、制御回路１００２は、インバーターＩＶ１、ＩＶ２、ＩＶ３およびＩＶ４とＮＯＲゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５およびＧ６を含む。インバーターＩＶ１はＢＤ変調信号ＣＡを反転させて、第一信号を生成する。インバーターＩＶ２はＢＤ変調信号ＣＢを反転させて、第二信号を生成する。ＮＯＲゲートＧ１は、第一信号とＢＤ変調信号ＣＢ上でＮＯＲ動作を実行して、第三信号ＤＡを得る。ＮＯＲゲートＧ２は、ＢＤ変調信号ＣＡと第二信号上でＮＯＲ動作を実行して、第四信号ＤＢを得る。インバーターＩＶ３は、第三信号ＤＡを反転させて、逆第三信号を得る。インバーターＩＶ４は、第四信号ＤＢを反転させて、逆第四信号を得る。ＮＯＲゲートＧ３は、逆第三信号と制御信号ＸＳＨ上でＮＯＲ動作を実行して、制御信号ＸＨＡとＸＬＢを得る。ＮＯＲゲートＧ４は、第三信号と制御信号ＸＨＡ上で、ＮＯＲ動作を実行して、制御信号ＸＳＨを得る。ＮＯＲゲートＧ５は、第四信号と制御信号ＸＨＢ上で、ＮＯＲ動作を実行して、制御信号ＸＳＡを得る。ＮＯＲゲートＧ６は、逆第四信号と制御信号ＸＳＡ上で、ＮＯＲ動作を実行し、制御信号ＸＨＢとＸＬＡを得る。図１１Ｂは、ＢＤ変調信号ＣＡとＣＢ、信号ＤＡとＤＢおよび制御信号ＸＨＡ、ＸＨＢ、ＸＳＢ、ＸＨＢ、ＸＬＡおよびＸＳＡの波形を示す図である。
【００３８】
図３と図８に示される電流ルーターは、４つの動作状態から選択される電流状態に従って動作する。図１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃおよび１２Ｄは、本発明の好ましい態様による電流ルーターの４つの状態の電流フローを示す図である。電流ルーターは、２個のシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２とシャントスイッチＭＳ１とＭＳ２の２個のボディダイオードＤＭＳ１とＤＭＳ２を含み、ボディダイオードＤＭＳ１の方向は、ボディダイオードＤＭＳ２と逆である。図１２Ａに示される第一状態によると、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオンにする。よって、シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２の電流路が形成され、電流は、シャントスイッチＭＳ２からシャントスイッチＭＳ１に、または、シャントスイッチＭＳ１からシャントスイッチＭＳ２に流れる。図１２Ｂに示される第二状態に従って、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオフにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオフにする。電流路が形成されず、電流は、シャントスイッチＭＳ１とＭＳ２を流れない。
【００３９】
図１２Ｃに示される第三状態に従って、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオフにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオンにする。よって、ボディダイオードＤＭＳ１とシャントスイッチＭＳ２を経る電流路が形成され、電流は、ボディダイオードＤＭＳ１からシャントスイッチＭＳ２だけに流れる。図１２Ｄに示される第四状態に従って、制御信号ＧＳ１はシャントスイッチＭＳ１をオンにし、制御信号ＧＳ２はシャントスイッチＭＳ２をオフにする。ボディダイオードＤＭＳ２とシャントスイッチＭＳ１を経る電流路が形成され、電流は、ボディダイオードＤＭＳ２からシャントスイッチＭＳ１だけに流れる。
【００４０】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変形や調整を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００４１】
出力ノード…ＯＵＴＰ、ＯＵＴＭ、ＧＤＰ、ＧＤＭ
スイッチ…Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、ＧＤ１、ＧＤ２、ＧＤ３、ＧＤ４、１７１、１７２、１７５、１７６
電源…ＶＤＤ
ボディダイオード…ＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３、ＤＭ４
状態…Ｓ０、Ｓ１、Ｓ−１、Ｓ２、Ｓ−２
制御信号…ＧＤＰ、ＧＤＭ、ＧＳ１、ＧＳ２、ＸＨＢ、ＸＬＢ、ＸＨＡ、ＸＬＡ、ＸＳＢ、ＸＳＡ
接地…ＧＮＤ
シャントスイッチ…ＭＳ１、ＭＳ２、１７３、１７４
ロード…１７０
電流ルーター…１７８
制御回路…２２２、１００２
ＢＤ変調回路…１００４
インバーター…ＩＶ０、ＩＶ１、ＩＶ２、ＩＶ３、ＩＶ４
比較器…Ｃ１とＣ２
ＮＯＲゲート…Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流ルーターの制御方法であって、前記電流ルーターは、第一ボディダイオードを有する第一シャントスイッチおよび第二ボディダイオードを有する第二シャントスイッチを含み、前記電流ルーターはロードと並列に結合され、制御回路は複数の制御信号を生成して、前記第一シャントスイッチと前記第二シャントスイッチをオンにするかどうかを制御し、前記第一ボディダイオードの前記方向は、前記第二ボディダイオードと逆であり、本方法は、
前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第二シャントスイッチをオンにして、電流を、前記第一シャントスイッチから前記第二シャントスイッチに、または、前記第二シャントスイッチから前記第一シャントスイッチに流す工程と、
前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第二シャントスイッチをオフにして、電流が、前記第一シャントスイッチから前記第二シャントスイッチに、および、前記第二シャントスイッチから前記第一シャントスイッチに流れるのを阻止する工程と、
前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第二シャントスイッチをオンにして、電流を、前記第一ボディダイオードから前記第二シャントスイッチに流す工程と、
前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第二シャントスイッチをオフにして、電流を、前記第二ボディダイオードから前記第一シャントスイッチに流す工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項２】
スイッチングシステムであって、
ロードに連結する第一出力端と第二出力端を有し、パワーサプライと前記第一出力端間に結合される第一スイッチ、前記パワーサプライと前記第二出力端間に結合される第二スイッチ、接地と前記第一出力端間に結合される第三スイッチ、および、前記接地と前記第二出力端間に結合される第四スイッチを含み、前記第一スイッチと前記第四スイッチは第一制御信号により制御され、前記第二スイッチと前記第三スイッチは第二制御信号により制御されるＨブリッジと、
前記第一出力端と第二シャントスイッチ間に結合される第一シャントスイッチおよび前記第二出力端と前記第一シャントスイッチ間に結合される前記第二シャントスイッチを含み、前記第一シャントスイッチは第三制御信号により制御され、前記第二シャントスイッチは第四制御信号により制御される電流ルーターと、
前記第一制御信号、前記第二制御信号、前記第三制御信号および第四制御信号を生成し、前記スイッチングシステムの複数の状態の選択を制限して、各状態において、前記パワーサプライと前記接地間に直流通路がない状態にする制御ユニットと、
を含むことを特徴とするスイッチングシステム。
【請求項３】
前記スイッチングシステムの状態遷移が発生する時、前記スイッチングシステムの前記第一出力端と前記第二出力端上で生成される出力電圧は、前記パワーサプライと前記接地間で直接遷移させないことを特徴とする請求項２に記載のスイッチングシステム。
【請求項４】
マッピング方法であって、３レベル出力システムを、５状態遷移システムに変換して、前記３レベル出力システム中の無駄時間に関する突然の遷移が緩和されることを特徴とするマッピング方法。
【請求項５】
前記３レベル出力システムは、パルス幅変調(ＰＷＭ)スイッチングシステムであることを特徴とする請求項４に記載のマッピング方法。
【請求項６】
スイッチングシステムであって、
電源と第一出力ノード間に結合され、第一制御信号に結合されるゲートを有する第一スイッチと、前記第一出力ノードと接地間に結合され、第二制御信号に結合されるゲートを有する第二スイッチと、前記電源と第二出力ノード間に結合され、前記第二制御信号に結合されるゲートを有する第三スイッチと、前記第二出力ノードと前記接地間に結合され、前記第一制御信号に結合されるゲートを有する第四スイッチと、を有し、ロードが、前記第一出力ノードと前記第二出力ノード間に結合されるＨブリッジと、
前記第一出力ノードと第一ノード間に結合され、第三制御信号に結合されるゲートを有する第一シャントスイッチと、前記第二出力ノードと前記第一ノード間に結合され、第四制御信号に結合されるゲートを有する第二シャントスイッチと、を含み、前記第一シャントスイッチの前記ボディダイオードは、前記第二シャントスイッチの前記ボディダイオードと逆の方向を有する電流ルーターと、
を含むことを特徴とするスイッチングシステム。
【請求項７】
前記第一シャントスイッチと前記第二シャントスイッチが共にオンになるゼロ状態を除けば、前記第四制御信号が前記第二シャントスイッチをオフにする時、前記第三制御信号は前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号が前記第二シャントスイッチをオンにする時、前記第三制御信号は前記第一シャントスイッチをオフにすることを特徴とする請求項６に記載のスイッチングシステム。
【請求項８】
前記スイッチングシステムが、ゼロ状態、第一状態、第二状態、逆第一状態および逆第二状態から選択される電流状態に従って動作する時、
前記電流状態が前記第一状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオフにし、
前記電流状態が前記逆第一状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにし、
前記電流状態が前記第二状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオンにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオフにし、
前記電流状態が前記逆第二状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオンにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにし、
前記電流状態が前記ゼロ状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにする
ことを特徴とする請求項６に記載のスイッチングシステム。
【請求項９】
前記スイッチングシステムは、さらに、前記第一制御信号、前記第二制御信号、前記第三制御信号および前記第四制御信号を生成する制御回路を含むことを特徴とする請求項６に記載のスイッチングシステム。
【請求項１０】
前記スイッチングシステムの前記状態の前記遷移は、以下の順序に従い、
前記電流状態が前記第二状態である時、前記スイッチングシステムの前記状態は、まず、前記第一状態に変化し、その後、前記ゼロ状態になり、
前記電流状態が前記逆第二状態である時、前記スイッチングシステムの前記状態は、まず、前記逆第一状態に変化し、その後、前記ゼロ状態になり、
電流状態が前記ゼロ状態である時、前記スイッチングシステムの前記状態は、順に、前記第一状態に変化し、その後、前記第二状態になるか、または、順に、前記逆第一状態に変化し、その後、前記逆第二状態になる
ことを特徴とする請求項８に記載のスイッチングシステム。
【請求項１１】
スイッチングシステムの制御方法であって、前記スイッチングシステムはＨブリッジと電流ルーターを含み、前記Ｈブリッジは、第一出力ノードに結合される第一スイッチと第二スイッチおよび第二出力ノードに結合される第三スイッチと第四スイッチを含み、前記電流ルーターは、前記第一出力ノードと前記第二出力ノード間に結合される第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含み、ロードは前記第一出力ノードと前記第二出力ノード間に結合され、前記方法は、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオフにすることにより、第二状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオフにすることにより、第一状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一シャントスイッチと前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第四スイッチをオフにすることにより、ゼロ状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオフにすることにより、逆第一状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオフにすることにより、逆第二状態に従って動作する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記方法は、さらに、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオフにすることにより、前記逆第二状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオフにすることにより、前記逆第一状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一シャントスイッチと前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第四スイッチをオフにすることにより、前記ゼロ状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオフにすることにより、前記第一状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオフにすることにより、前記第二状態に従って動作する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記Ｈブリッジは、
電源と前記第一出力ノード間に結合され、前記第一制御信号間に結合されるゲートを有する前記第一スイッチと、
前記第一出力ノードと接地間に結合され、前記第二制御信号に結合されるゲートを有する前記第二スイッチと、
前記電源と前記第二出力ノード間に結合され、前記第二制御信号に結合されるゲートを有する前記第三スイッチと、
前記第二出力ノードと前記接地間に結合され、前記第一制御信号に結合されるゲートを有する前記第四スイッチと、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記電流ルーターは、
前記第一出力ノードと第一ノード間に結合され、前記第三制御信号に結合されるゲートを有する前記第一シャントスイッチと、
前記第二出力ノードと前記第一ノード間に結合され、前記第四制御信号に結合されるゲートを有する前記第二シャントスイッチと、
を含み、
前記第一シャントスイッチの前記ボディダイオードは、前記第二シャントスイッチの前記ボディダイオードと逆の方向を有する
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
スイッチングシステムであって、
第一出力ノードに結合される第一スイッチと第二スイッチ、および、第二出力ノードに結合される第三スイッチと第四スイッチを含み、ロードが、前記第一出力ノードと前記第二出力ノード間に結合されるＨブリッジと、
前記第一出力ノードと前記第二出力ノード間に結合される第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含む電流ルーターと、
第一制御信号を生成して、前記第一スイッチと前記第四スイッチを制御し、第二制御信号を生成して、前記第二スイッチと前記第三スイッチを制御し、第三制御信号を生成して、前記第一シャントスイッチを制御し、第四制御信号を生成して、前記第二シャントスイッチを制御する制御回路と、
を含むことを特徴とするスイッチングシステム。
【請求項１６】
前記制御回路は、
第一信号を反転させて、逆第一信号を生成する第一インバーターと、
第二信号を反転させて、逆第二信号を生成する第二インバーターと、
前記逆第一信号と前記第二信号上でＮＯＲ動作を実行して、第三信号を得る第一ＮＯＲゲートと、
前記第一信号と前記逆第二信号上でＮＯＲ動作を実行して、第四信号を得る第二ＮＯＲゲートと、
前記第三信号を反転させて、逆第三信号を得る第三インバーターと、
前記第四信号を反転させて、逆第四信号を得る第四インバーターと、
前記逆第三信号と前記第三制御信号上でＮＯＲ動作を実行し、前記第二制御信号を得る第三ＮＯＲゲートと、
前記第三信号と前記第二制御信号上でＮＯＲ動作を実行して、前記第三制御信号を得る第四ＮＯＲゲートと、
前記第四信号と前記第一制御信号上でＮＯＲ動作を実行して、前記第四制御信号を得る第五ＮＯＲゲートと、
前記逆第四信号と前記第四制御信号上でＮＯＲ動作を実行し、前記第一制御信号を得る第六ＮＯＲゲートと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項１７】
前記スイッチングシステムは、さらに、ＢＤ変調回路を含み、
入力信号を反転させて、逆入力信号を得る第七インバーターと、
入力信号と搬送波を比較して、前記第一信号を生成する第一比較器と、
前記逆入力信号と前記搬送波を比較して、前記第二信号を生成する第二比較器と、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項１８】
前記Ｈブリッジは、
電源と前記第一出力ノード間に結合され、前記第一制御信号に結合されるゲートを有する前記第一スイッチと、
前記第一出力ノードと接地間に結合され、前記第二制御信号に結合されるゲートを有する前記第二スイッチと、
前記電源と前記第二出力ノード間に結合され、前記第二制御信号に結合されるゲートを有する前記第三スイッチと、
前記第二出力ノードと前記接地間に結合され、前記第一制御信号に結合されるゲートを有する前記第四スイッチと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項１９】
前記電流ルーターは、
前記第一出力ノードと第一ノード間に結合され、前記第三制御信号に結合されるゲートを有する前記第一シャントスイッチと、
前記第二出力ノードと前記第一ノード間に結合され、前記第四制御信号に結合されるゲートを有する前記第二シャントスイッチと、
を含み、
前記第一シャントスイッチの前記ボディダイオードは、前記第二シャントスイッチの前記ボディダイオードと逆の方向を有する
ことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項２０】
前記第一シャントスイッチと前記第二シャントスイッチが両方オンになるゼロ状態を除けば、前記第四制御信号が前記第二シャントスイッチをオフにするとき、前記第三制御信号は前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号が前記第二シャントスイッチをオンにするとき、前記第三制御信号は前記第一シャントスイッチをオフにする
ことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項２１】
前記スイッチングシステムが、ゼロ状態、第一状態、第二状態、逆第一状態および逆第二状態から選択される電流状態に従って動作する時、
前記電流状態が前記第一状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオフにし、
前記電流状態が前記逆第一状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにする
ことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項２２】
前記電流状態が前記第二状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオンにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は前記第二シャントスイッチをオフにし、
前記電流状態が前記逆第二状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオンにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにし、
電流状態がゼロ状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにし、
電流状態が前記第二状態である時、前記スイッチングシステムの前記状態は、まず、前記第一状態に変化し、その後、前記ゼロ状態、前記逆第一状態および前記逆第二状態になり、
電流状態が前記逆第二状態である時、前記スイッチングシステムの前記状態は、まず、前記逆第一状態に変化し、その後、前記ゼロ状態、前記第一状態および前記第二状態になる
ことを特徴とする請求項２１に記載のスイッチングシステム。
【請求項１】
電流ルーターの制御方法であって、前記電流ルーターは、第一ボディダイオードを有する第一シャントスイッチおよび第二ボディダイオードを有する第二シャントスイッチを含み、前記電流ルーターはロードと並列に結合され、制御回路は複数の制御信号を生成して、前記第一シャントスイッチと前記第二シャントスイッチをオンにするかどうかを制御し、前記第一ボディダイオードの前記方向は、前記第二ボディダイオードと逆であり、本方法は、
前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第二シャントスイッチをオンにして、電流を、前記第一シャントスイッチから前記第二シャントスイッチに、または、前記第二シャントスイッチから前記第一シャントスイッチに流す工程と、
前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第二シャントスイッチをオフにして、電流が、前記第一シャントスイッチから前記第二シャントスイッチに、および、前記第二シャントスイッチから前記第一シャントスイッチに流れるのを阻止する工程と、
前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第二シャントスイッチをオンにして、電流を、前記第一ボディダイオードから前記第二シャントスイッチに流す工程と、
前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第二シャントスイッチをオフにして、電流を、前記第二ボディダイオードから前記第一シャントスイッチに流す工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項２】
スイッチングシステムであって、
ロードに連結する第一出力端と第二出力端を有し、パワーサプライと前記第一出力端間に結合される第一スイッチ、前記パワーサプライと前記第二出力端間に結合される第二スイッチ、接地と前記第一出力端間に結合される第三スイッチ、および、前記接地と前記第二出力端間に結合される第四スイッチを含み、前記第一スイッチと前記第四スイッチは第一制御信号により制御され、前記第二スイッチと前記第三スイッチは第二制御信号により制御されるＨブリッジと、
前記第一出力端と第二シャントスイッチ間に結合される第一シャントスイッチおよび前記第二出力端と前記第一シャントスイッチ間に結合される前記第二シャントスイッチを含み、前記第一シャントスイッチは第三制御信号により制御され、前記第二シャントスイッチは第四制御信号により制御される電流ルーターと、
前記第一制御信号、前記第二制御信号、前記第三制御信号および第四制御信号を生成し、前記スイッチングシステムの複数の状態の選択を制限して、各状態において、前記パワーサプライと前記接地間に直流通路がない状態にする制御ユニットと、
を含むことを特徴とするスイッチングシステム。
【請求項３】
前記スイッチングシステムの状態遷移が発生する時、前記スイッチングシステムの前記第一出力端と前記第二出力端上で生成される出力電圧は、前記パワーサプライと前記接地間で直接遷移させないことを特徴とする請求項２に記載のスイッチングシステム。
【請求項４】
マッピング方法であって、３レベル出力システムを、５状態遷移システムに変換して、前記３レベル出力システム中の無駄時間に関する突然の遷移が緩和されることを特徴とするマッピング方法。
【請求項５】
前記３レベル出力システムは、パルス幅変調(ＰＷＭ)スイッチングシステムであることを特徴とする請求項４に記載のマッピング方法。
【請求項６】
スイッチングシステムであって、
電源と第一出力ノード間に結合され、第一制御信号に結合されるゲートを有する第一スイッチと、前記第一出力ノードと接地間に結合され、第二制御信号に結合されるゲートを有する第二スイッチと、前記電源と第二出力ノード間に結合され、前記第二制御信号に結合されるゲートを有する第三スイッチと、前記第二出力ノードと前記接地間に結合され、前記第一制御信号に結合されるゲートを有する第四スイッチと、を有し、ロードが、前記第一出力ノードと前記第二出力ノード間に結合されるＨブリッジと、
前記第一出力ノードと第一ノード間に結合され、第三制御信号に結合されるゲートを有する第一シャントスイッチと、前記第二出力ノードと前記第一ノード間に結合され、第四制御信号に結合されるゲートを有する第二シャントスイッチと、を含み、前記第一シャントスイッチの前記ボディダイオードは、前記第二シャントスイッチの前記ボディダイオードと逆の方向を有する電流ルーターと、
を含むことを特徴とするスイッチングシステム。
【請求項７】
前記第一シャントスイッチと前記第二シャントスイッチが共にオンになるゼロ状態を除けば、前記第四制御信号が前記第二シャントスイッチをオフにする時、前記第三制御信号は前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号が前記第二シャントスイッチをオンにする時、前記第三制御信号は前記第一シャントスイッチをオフにすることを特徴とする請求項６に記載のスイッチングシステム。
【請求項８】
前記スイッチングシステムが、ゼロ状態、第一状態、第二状態、逆第一状態および逆第二状態から選択される電流状態に従って動作する時、
前記電流状態が前記第一状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオフにし、
前記電流状態が前記逆第一状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにし、
前記電流状態が前記第二状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオンにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオフにし、
前記電流状態が前記逆第二状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオンにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにし、
前記電流状態が前記ゼロ状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにする
ことを特徴とする請求項６に記載のスイッチングシステム。
【請求項９】
前記スイッチングシステムは、さらに、前記第一制御信号、前記第二制御信号、前記第三制御信号および前記第四制御信号を生成する制御回路を含むことを特徴とする請求項６に記載のスイッチングシステム。
【請求項１０】
前記スイッチングシステムの前記状態の前記遷移は、以下の順序に従い、
前記電流状態が前記第二状態である時、前記スイッチングシステムの前記状態は、まず、前記第一状態に変化し、その後、前記ゼロ状態になり、
前記電流状態が前記逆第二状態である時、前記スイッチングシステムの前記状態は、まず、前記逆第一状態に変化し、その後、前記ゼロ状態になり、
電流状態が前記ゼロ状態である時、前記スイッチングシステムの前記状態は、順に、前記第一状態に変化し、その後、前記第二状態になるか、または、順に、前記逆第一状態に変化し、その後、前記逆第二状態になる
ことを特徴とする請求項８に記載のスイッチングシステム。
【請求項１１】
スイッチングシステムの制御方法であって、前記スイッチングシステムはＨブリッジと電流ルーターを含み、前記Ｈブリッジは、第一出力ノードに結合される第一スイッチと第二スイッチおよび第二出力ノードに結合される第三スイッチと第四スイッチを含み、前記電流ルーターは、前記第一出力ノードと前記第二出力ノード間に結合される第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含み、ロードは前記第一出力ノードと前記第二出力ノード間に結合され、前記方法は、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオフにすることにより、第二状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオフにすることにより、第一状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一シャントスイッチと前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第四スイッチをオフにすることにより、ゼロ状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオフにすることにより、逆第一状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオフにすることにより、逆第二状態に従って動作する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記方法は、さらに、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオフにすることにより、前記逆第二状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオフにすることにより、前記逆第一状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一シャントスイッチと前記第二シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第四スイッチをオフにすることにより、前記ゼロ状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第一スイッチ、前記第二スイッチ、前記第三スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオフにすることにより、前記第一状態に従って動作する工程と、
前記スイッチングシステムを有効にして、前記第一スイッチ、前記第四スイッチおよび前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第二スイッチ、前記第三スイッチおよび前記第二シャントスイッチをオフにすることにより、前記第二状態に従って動作する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記Ｈブリッジは、
電源と前記第一出力ノード間に結合され、前記第一制御信号間に結合されるゲートを有する前記第一スイッチと、
前記第一出力ノードと接地間に結合され、前記第二制御信号に結合されるゲートを有する前記第二スイッチと、
前記電源と前記第二出力ノード間に結合され、前記第二制御信号に結合されるゲートを有する前記第三スイッチと、
前記第二出力ノードと前記接地間に結合され、前記第一制御信号に結合されるゲートを有する前記第四スイッチと、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記電流ルーターは、
前記第一出力ノードと第一ノード間に結合され、前記第三制御信号に結合されるゲートを有する前記第一シャントスイッチと、
前記第二出力ノードと前記第一ノード間に結合され、前記第四制御信号に結合されるゲートを有する前記第二シャントスイッチと、
を含み、
前記第一シャントスイッチの前記ボディダイオードは、前記第二シャントスイッチの前記ボディダイオードと逆の方向を有する
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
スイッチングシステムであって、
第一出力ノードに結合される第一スイッチと第二スイッチ、および、第二出力ノードに結合される第三スイッチと第四スイッチを含み、ロードが、前記第一出力ノードと前記第二出力ノード間に結合されるＨブリッジと、
前記第一出力ノードと前記第二出力ノード間に結合される第一シャントスイッチと第二シャントスイッチを含む電流ルーターと、
第一制御信号を生成して、前記第一スイッチと前記第四スイッチを制御し、第二制御信号を生成して、前記第二スイッチと前記第三スイッチを制御し、第三制御信号を生成して、前記第一シャントスイッチを制御し、第四制御信号を生成して、前記第二シャントスイッチを制御する制御回路と、
を含むことを特徴とするスイッチングシステム。
【請求項１６】
前記制御回路は、
第一信号を反転させて、逆第一信号を生成する第一インバーターと、
第二信号を反転させて、逆第二信号を生成する第二インバーターと、
前記逆第一信号と前記第二信号上でＮＯＲ動作を実行して、第三信号を得る第一ＮＯＲゲートと、
前記第一信号と前記逆第二信号上でＮＯＲ動作を実行して、第四信号を得る第二ＮＯＲゲートと、
前記第三信号を反転させて、逆第三信号を得る第三インバーターと、
前記第四信号を反転させて、逆第四信号を得る第四インバーターと、
前記逆第三信号と前記第三制御信号上でＮＯＲ動作を実行し、前記第二制御信号を得る第三ＮＯＲゲートと、
前記第三信号と前記第二制御信号上でＮＯＲ動作を実行して、前記第三制御信号を得る第四ＮＯＲゲートと、
前記第四信号と前記第一制御信号上でＮＯＲ動作を実行して、前記第四制御信号を得る第五ＮＯＲゲートと、
前記逆第四信号と前記第四制御信号上でＮＯＲ動作を実行し、前記第一制御信号を得る第六ＮＯＲゲートと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項１７】
前記スイッチングシステムは、さらに、ＢＤ変調回路を含み、
入力信号を反転させて、逆入力信号を得る第七インバーターと、
入力信号と搬送波を比較して、前記第一信号を生成する第一比較器と、
前記逆入力信号と前記搬送波を比較して、前記第二信号を生成する第二比較器と、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項１８】
前記Ｈブリッジは、
電源と前記第一出力ノード間に結合され、前記第一制御信号に結合されるゲートを有する前記第一スイッチと、
前記第一出力ノードと接地間に結合され、前記第二制御信号に結合されるゲートを有する前記第二スイッチと、
前記電源と前記第二出力ノード間に結合され、前記第二制御信号に結合されるゲートを有する前記第三スイッチと、
前記第二出力ノードと前記接地間に結合され、前記第一制御信号に結合されるゲートを有する前記第四スイッチと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項１９】
前記電流ルーターは、
前記第一出力ノードと第一ノード間に結合され、前記第三制御信号に結合されるゲートを有する前記第一シャントスイッチと、
前記第二出力ノードと前記第一ノード間に結合され、前記第四制御信号に結合されるゲートを有する前記第二シャントスイッチと、
を含み、
前記第一シャントスイッチの前記ボディダイオードは、前記第二シャントスイッチの前記ボディダイオードと逆の方向を有する
ことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項２０】
前記第一シャントスイッチと前記第二シャントスイッチが両方オンになるゼロ状態を除けば、前記第四制御信号が前記第二シャントスイッチをオフにするとき、前記第三制御信号は前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号が前記第二シャントスイッチをオンにするとき、前記第三制御信号は前記第一シャントスイッチをオフにする
ことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項２１】
前記スイッチングシステムが、ゼロ状態、第一状態、第二状態、逆第一状態および逆第二状態から選択される電流状態に従って動作する時、
前記電流状態が前記第一状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオフにし、
前記電流状態が前記逆第一状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにする
ことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【請求項２２】
前記電流状態が前記第二状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオンにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は前記第二シャントスイッチをオフにし、
前記電流状態が前記逆第二状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオンにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオフにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにし、
電流状態がゼロ状態である時、前記第一制御信号は、前記第一スイッチと前記第四スイッチをオフにし、前記第二制御信号は、前記第二スイッチと前記第三スイッチをオフにし、前記第三制御信号は、前記第一シャントスイッチをオンにし、前記第四制御信号は、前記第二シャントスイッチをオンにし、
電流状態が前記第二状態である時、前記スイッチングシステムの前記状態は、まず、前記第一状態に変化し、その後、前記ゼロ状態、前記逆第一状態および前記逆第二状態になり、
電流状態が前記逆第二状態である時、前記スイッチングシステムの前記状態は、まず、前記逆第一状態に変化し、その後、前記ゼロ状態、前記第一状態および前記第二状態になる
ことを特徴とする請求項２１に記載のスイッチングシステム。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９８９８７（Ｐ２０１３−９８９８７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３９７９９（Ｐ２０１２−２３９７９９）
【出願日】平成２４年１０月３１日（２０１２．１０．３１）
【出願人】（５１２２８２０２８）新能微股▲ふん▼有限公司 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月３１日（２０１２．１０．３１）
【出願人】（５１２２８２０２８）新能微股▲ふん▼有限公司 (1)
【Ｆターム（参考）】
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