ＤＣ／ＤＣコンバータ、イオン発生装置及び静電霧化装置
【課題】例えば専用ＩＣやドライバＩＣを使用せずに、同期整流化を実現することができるＤＣ／ＤＣコンバータ、イオン発生装置及び静電霧化装置を提供する。
【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、コントローラ４、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６を備える。コントローラ４と両スイッチング素子５，６との間に、ＣＲ回路１１からなるデッドタイム生成回路７を接続する。ＣＲ回路１１は、自身の時定数から決まる電圧勾配を持つ駆動電圧により、スイッチング素子５，６をオンオフ制御する。これにより、スイッチング素子５，６のオンタイミングがずれ、スイッチング素子５，６の間にデッドタイムが生成される。
【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、コントローラ４、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６を備える。コントローラ４と両スイッチング素子５，６との間に、ＣＲ回路１１からなるデッドタイム生成回路７を接続する。ＣＲ回路１１は、自身の時定数から決まる電圧勾配を持つ駆動電圧により、スイッチング素子５，６をオンオフ制御する。これにより、スイッチング素子５，６のオンタイミングがずれ、スイッチング素子５，６の間にデッドタイムが生成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電圧を所定値に変換出力するＤＣ／ＤＣコンバータ、イオン発生装置及び静電霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電霧化装置の電極を冷却する電源回路として、ＤＣ／ＤＣコンバータが使用されている。ＤＣ／ＤＣコンバータとしては、図７のように、ＤＣ／ＤＣコンバータの一部である昇圧／降圧チョッパ回路において、メインのスイッチング素子８１と同期させながら同期整流用スイッチング素子８２をスイッチングして、所望の直流電圧を出力する同期整流方式が知られている（特許文献１，２等参照）。同期整流方式は、例えば図８のような転流ダイオード８３を使用した場合に比べ、転流ダイオード８３による損失がそのまま同期整流用スイッチング素子８２の損失に成り代わるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体の損失を少なく抑えられる利点がある。
【０００３】
ところで、この種の同期整流方式において、図９に示すように、仮にメインスイッチング素子８１と同期整流用スイッチング素子８２とが同時にオンしてしまうと、回路に貫通電流Ｉｚが流れてしまい、これがＤＣ／ＤＣコンバータの損失を悪化させる要因になる。貫通電流Ｉｚを防止する対策としては、図１０に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータに同期整流用の専用ＩＣ（Integrated Circuit）８４を設けて、メインスイッチング素子８１と同期整流用スイッチング素子８２とが同時にオンしないように、図１１に示すようなデッドタイムを設ける対策が周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４２３４６４号公報
【特許文献２】特開２００８−７２８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記対策の場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータに専用ＩＣ８４を設ける必要があり、回路構成の簡素化に支障を来す問題があった。また、専用ＩＣ８４の場合、ＩＣの種類によってデッドタイムが固定されていることが多く、細かい時間設定ができない問題もある。このデッドタイムには、好適な時間があり、時間の長短によっては、逆に損失が悪化する懸念がある。また、通常は、図１２に示すように、専用ＩＣ８４と各スイッチング素子８１，８２との間にドライバＩＣ８５を設けることになるが、同期整流化によって抑えられた消費電力が、ドライバＩＣ８５の消費電力によって相殺されてしまう懸念もあった。
【０００６】
本発明の目的は、例えば専用ＩＣやドライバＩＣを使用せずに、同期整流化を実現することができるＤＣ／ＤＣコンバータ、イオン発生装置及び静電霧化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、本発明では、メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式にて、直流の入力電圧を特定の直流に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
本発明では、前記デッドタイム生成回路は、前記メインスイッチング素子用のＣＲ回路と、前記同期整流用スイッチング素子用のＣＲ回路とを備え、一対の前記ＣＲ回路の一方に順方向のダイオードを設け、他方に逆方向のダイオードを設けることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングを、各々個別に調節可能としたことを要旨とする。
【０００９】
本発明では、メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータによって、直流の入力電圧を特定の直流に変換し、変換後の直流電圧をスイッチングしてパルス状の電圧に変換するとともに昇圧し、昇圧後の高電圧を放電電極に印加して当該放電電極からイオン粒子を放出するイオン発生装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
本発明では、メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータによって、直流の入力電圧を特定の直流に変換し、変換後の直流電圧をスイッチングしてパルス状の電圧に変換するとともに昇圧し、昇圧後の高電圧を放電電極及び対向電極の間に印加して、当該放電電極に発生した帯電微粒子水を前記対向電極から放出する静電霧化装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路とを備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、例えば専用ＩＣやドライバＩＣを使用せずに、同期整流化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図２】駆動電圧の変化とメインスイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のオン／オフの変化との関係を示す波形図。
【図３】ＣＲ回路の時定数切り換えに伴う駆動電圧の変化態様を示す波形図。
【図４】第２実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図５】（ａ），（ｂ）はＣＲ回路の時定数切り換えに伴う駆動電圧の変化態様を示す波形図。
【図６】別例のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図７】従来のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図８】他の従来のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図９】貫通電流とメインスイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のオン／オフ状態との関係を示す波形図。
【図１０】他の従来のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図１１】デッドタイムを説明する波形図。
【図１２】他の従来のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したＤＣ／ＤＣコンバータ、イオン発生装置及び静電霧化装置の第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００１４】
図１に示すように、静電霧化装置１には、降圧チョッパレギュレータとして機能するＤＣ／ＤＣコンバータ２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２から変換出力された直流電圧を基に駆動する静電霧化回路３とが設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、入力電圧Ｖinを繰り返しのスイッチング制御にて所定の直流電流に変換出力する。静電霧化回路３は、ペルチェ方式により放電電極を冷却して、放電電極の表面に水分を付着させる。そして、静電霧化回路３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２から入力する直流電圧をパルス状の電圧に変換するとともに昇圧し、昇圧後の高電圧を放電電極と対向電極との間に印加することにより、ミスト状の帯電微粒子水を対向電極から大気中に放出する。
【００１５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の動作を制御するコントローラ４が設けられている。コントローラ４には、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６の直列回路が接続されている。メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６とコントローラ４との間には、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６のオンタイミングの間にデッドタイムを生成させるデッドタイム生成回路７が接続されている。
【００１６】
コントローラ４は、１チップのＩＣからなり、電源とグランドとの間に接続されている。コントローラ４は、１つの制御端子４ａから、１本の駆動経路Ｌを介してメインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６に制御信号Ｓｖを出力することにより、スイッチング素子５，６をスイッチング制御する。このように、本例のＤＣ／ＤＣコンバータ２は、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６の駆動経路Ｌを一箇所からとる回路構成をとる。コントローラ４の入力側には、入力用のコンデンサ８が接続されている。なお、制御端子４ａが共通端子に相当する。
【００１７】
メインスイッチング素子５は、ＰチャンネルＦＥＴ（Field Effect Transistor）が使用され、ドレイン端子がコントローラ４の電源端子４ｂに接続され、ソース端子が同期整流用スイッチング素子６に接続され、ゲート端子がデッドタイム生成回路７に接続されている。メインスイッチング素子５は、ＰチャンネルＦＥＴであるので、この素子のスレッシュホールド電圧をＶthpとした場合、ゲート端子にかかる電圧がＶthp以下のときにオンする。
【００１８】
また、同期整流用スイッチング素子６は、ドレイン端子がメインスイッチング素子５に接続され、ソース端子がコントローラ４のグランド端子４ｃに接続され、ゲート端子がデッドタイム生成回路７に接続されている。同期整流用スイッチング素子６は、ＮチャンネルＦＥＴであるので、この素子のスレッシュホールド電圧をＶthn（＞Ｖthp）とした場合、ゲート端子にかかる電圧がＶthn以上のときにオンする。
【００１９】
デッドタイム生成回路７は、抵抗９とコンデンサ１０とを直列接続したＣＲ回路１１からなり、コンデンサ１０を出力としてとる回路となっている。このため、本例のＣＲ回路１１は、抵抗９の入力側がコントローラ４の制御端子４ａに接続され、抵抗９とコンデンサ１０との中点Ｐ１がメインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６の両ゲート端子に接続されている。ＣＲ回路１１は、コントローラ４から入力する制御信号Ｓｖを、所定の立ち下がり及び立ち上がりの勾配を持つ駆動電圧Ｖａに変換して、これをスイッチング素子５，６にオン／オフの電源として供給する。
【００２０】
図２に示すように、駆動電圧Ｖａ（中点Ｐ１における電圧）の波形変化は、ＣＲ回路１１の時定数τ（＝１／ＣＲ）によって決まる立ち下がり及び立ち上がりの勾配を持つ。即ち、駆動電圧Ｖａは、最大値から値が徐々に下がる勾配をとり、「０」になった後、値が上昇していく勾配をとる。よって、この電圧変化を利用してメインスイッチング素子５と同期整流用スイッチング素子６のオンタイミングをずらせば、専用ＩＣを使用しなくても、駆動電圧Ｖａにてメインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６がともにオフする領域、いわゆるデッドタイムを発生させることが可能となる。本例は、この原理を利用して、メインスイッチング素子５と同期整流用スイッチング素子６との間にデッドタイムを設け、同時オンに起因する貫通電流の発生を防止する。
【００２１】
メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６の中点Ｐ２と、同期整流用スイッチング素子６のソース端子との間には、共振用のインダクタ１２及びコンデンサ１３が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、コンデンサ１３が出力であって、降圧した直流電圧を出力電圧Ｖoutとして静電霧化回路３に印加する。
【００２２】
次に、本例のＤＣ／ＤＣコンバータ２の動作を、図１〜図３を用いて説明する。
静電霧化装置１は、例えば電源スイッチ（図示略）がオンされると起動を開始し、大気中の空気を帯電微粒子水として出力する動作を開始する。このとき、図１に示すように、コントローラ４は、入力電圧Ｖinの降圧動作を行い、制御端子４ａから制御信号Ｓｖを出力する。制御信号Ｓｖは、所定レベルの電圧信号として出力される。制御信号Ｓｖは、ＣＲ回路１１のコンデンサ１０から、駆動電圧Ｖａとして両方のスイッチング素子５，６に供給される。
【００２３】
ここで、図２に示すように、駆動電圧Ｖａは、最初、高い値から徐々に立ち下がる変化をとるので、両方のスレッシュホールド電圧Ｖthn，Ｖthpよりも高い値をとる。よって、同期整流用スイッチング素子６がオンし、一方でメインスイッチング素子５がオフする。即ち、２つのスイッチング素子５，６のうち、まずは同期整流用スイッチング素子６がオンする状態をとる。
【００２４】
そして、暫くすると、駆動電圧Ｖａが同期整流用スイッチング素子６のスレッシュホールド電圧Ｖthnを下回る。このとき、メインスイッチング素子５がオフの状態を維持したまま、同期整流用スイッチング素子６がオンからオフに切り換わる。このため、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６がともにオフとなり、これ以降の時間帯がデッドタイムとなる。
【００２５】
続いて、暫くすると、駆動電圧Ｖａがメインスイッチング素子５のスレッシュホールド電圧Ｖthpを下回る。このとき、同期整流用スイッチング素子６がオフの状態を維持したまま、メインスイッチング素子５がオンに切り換わる。即ち、デッドタイムが終了し、２つのスイッチング素子５，６のうち、メインスイッチング素子５がオンする状態に切り換わる。
【００２６】
駆動電圧Ｖａが「０」まで下がると、今度は駆動電圧Ｖａが立ち上がる変化をとる。このとき、駆動電圧Ｖａがメインスイッチング素子５のスレッシュホールド電圧Ｖthpを上回ると、同期整流用スイッチング素子６がオフを維持したまま、メインスイッチング素子５がオンからオフに切り換わる。よって、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６がともにオフとなり、これ以降の時間帯がデッドタイムとなる。
【００２７】
そして、暫くすると、駆動電圧Ｖａが同期整流用スイッチング素子６のスレッシュホールド電圧Ｖthnを上回る。このとき、メインスイッチング素子５がオフの状態を維持したまま、同期整流用スイッチング素子６がオンに切り換わる。即ち、デッドタイムが終了し、２つのスイッチング素子５，６のうち、同期整流用スイッチング素子６がオンする状態に切り換わる。そして、コントローラ４が制御信号Ｓｖを出力する間、この動作が繰り返され、入力電圧Ｖinが所定の直流電圧に変換出力される。
【００２８】
以上により、本例においては、２つのスイッチング素子５，６とコントローラ４との間に、ＣＲ回路１１を有するデッドタイム生成回路７を接続し、ＣＲ回路１１の時定数τから決まる電圧勾配を利用して、スイッチング素子５，６のオンタイミングをずらし、デッドタイムを発生させる。よって、ＣＲ回路１１の時定数τを調整することにより、デッドタイムの長短を自由に切り換えることが可能となるので、デッドタイムを好適な値に適宜設定可能となる。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２をエネルギー損失の少ない効率のよい回路にすることが可能となる。
【００２９】
また、本例の場合、ＣＲ回路１１の時定数τを切り換えた際、駆動電圧Ｖａの立ち下がり勾配及び立ち上がり勾配は全体的に変わる変化をとる。よって、ＣＲ回路１１の時定数τを高く設定すれば、図３の一点鎖線で示すような立ち下がり及び立ち上がりが急な勾配に設定することが可能である。また、ＣＲ回路１１の時定数τを低く設定すれば、図３の二点差線で示すような立ち下がり及び立ち上がりが緩やかな勾配に設定することが可能である。
【００３０】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）コントローラ４と両スイッチング素子５，６との間にＣＲ回路１１を接続し、ＣＲ回路１１の時定数τから決まる電圧勾配の駆動電圧Ｖａにてスイッチング素子５，６をオンオフ制御して、スイッチング素子５，６のオンタイミングの間にデッドタイムを生成させる。このため、デッドタイムはＣＲ回路１１の時定数τにより適宜調整可能となるので、デッドタイムが短すぎることに起因する同時オンの発生や、逆にデッドタイムが長すぎることに起因する余計な損失を抑制することができる。
【００３１】
（２）ＣＲ回路１１の時定数τの設定は細かなレベルで可能であるので、デッドタイムを高精度に設定することができ、ひいては損失防止に効果が高くなる。
（３）スイッチング素子５，６を駆動するのにドライバＩＣが不要であるので、ドライバＩＣの使用に起因する損失悪化を防止することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図４及び図５に従って説明する。なお、本例は、第１実施形態のデッドタイム生成回路７の回路構成を変更した一実施例であって、他の基本的な構成は第１実施形態と同様である。よって、本例は、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
【００３３】
図４に示すように、本例のデッドタイム生成回路７は、メインスイッチング素子５用の第１ＣＲ回路２１と、同期整流用スイッチング素子６用の第２ＣＲ回路２２とが設けられている。第１ＣＲ回路２１は、メインスイッチング素子５のオンタイミング（オン速度、オフ速度）を調整するために機能する。また、第２ＣＲ回路２２は、同期整流用スイッチング素子６のオンタイミング（オン速度、オフ速度）を調整するために機能する。
【００３４】
第１ＣＲ回路２１は、抵抗２３とコンデンサ２４との間に逆方向のダイオード２５を有する回路となっている。また、第２ＣＲ回路２２は、抵抗２６とコンデンサ２７との間に順方向のダイオード２８を有する回路となっている。本例のデッドタイム生成回路７は、抵抗２３及びダイオード２５と、抵抗２６及びダイオード２８とが並列接続の回路をとる。この回路は、ダイオード２５及び抵抗２６の中点Ｐ３がコントローラ４の制御端子４ａに接続され、抵抗２３及びダイオード２８の中点Ｐ４が中点Ｐ１（両スイッチング素子５，６のゲート端子）に接続されている。コンデンサ２４は、一端が制御端子４ａ及び中点Ｐ３に接続され、他端がグランドに接続されている。コンデンサ２７は、一端が中点Ｐ１に接続され、他端がグランドに接続されている。
【００３５】
同期整流用スイッチング素子６には、損失抑制用のダイオード２９が並列接続されている。このダイオード２９は、例えばショットキーバリアダイオードが使用されている。ダイオード２９は、同期整流用スイッチング素子６の寄生ダイオードに起因する損失を低減するための素子である。
【００３６】
さて、本例においては、デッドタイム生成回路７に一対のダイオード２５，２８を設けたので、これらダイオード２５，２８を調整することにより、各スイッチング素子５，６のオン速度とオフ速度とを自由に設定することが可能となる。このため、例えば図５（ａ）に示すように、駆動電圧Ｖａの立ち下がり勾配のみを急にしたり、或いは図５（ｂ）に示すように、駆動電圧Ｖａの立ち上がり勾配のみを急にしたりすることが可能となる。
【００３７】
従って、本例の場合は、デッドタイム生成回路７に設けたダイオード２５，２８を調整することにより、メインスイッチング素子５のオンタイミングと、同期整流用スイッチング素子６のオンタイミングとを、それぞれ個別に調整することが可能となる。よって、デッドタイムを高精度に設定することが可能となるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２におけるエネルギーの損失低減に一層寄与する。
【００３８】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（３）に加え、以下の効果を得ることができる。
（４）各ＣＲ回路２１，２２にダイオード２５，２８を設け、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６の各オンタイミングを個別に調整可能とした。このため、デッドタイムを更に高精度に設定することが可能となるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の損失低減に一層効果が高くなる。
【００３９】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・各実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、静電霧化装置１に適用されることに限定されず、例えば図６に示すようなイオン発生装置４１に適用してもよい。イオン発生装置４１は、コンデンサ１３の出力にイオン発生回路４２が接続され、イオン発生回路４２の放電電極に高電圧を印加することにより、放電電極からイオン粒子が放出される。この種のイオン発生装置４１においても、静電霧化装置１の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００４０】
・各実施形態において、デッドタイム生成回路７の回路構成は、別の構成に適宜変更可能である。
・各実施形態において、メインスイッチング素子５や同期整流用スイッチング素子６の素子種類は、別のものに適宜変更可能である。
【００４１】
・各実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、降圧レギュレータに限定されず、昇圧レギュレータでもよい。
・各実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、静電霧化装置１やイオン発生装置４１に採用されることに限定されず、例えば電源装置など、他の装置に適用可能である。
【００４２】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項１又は２において、同期整流用スイッチング素子の寄生ダイオードにより発生し得る損失を抑制するダイオードを備えた。この構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの損失低減に一層効果が高くなる。
【符号の説明】
【００４３】
１…静電霧化装置、２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、４…コントローラ、４ａ…共通端子としての制御端子、５…メインスイッチング素子、６…同期整流用スイッチング素子、７…デッドタイム生成回路、１１…ＣＲ回路、２１…第１ＣＲ回路、２２…第２ＣＲ回路、２５…ダイオード、２８…ダイオード、４１…イオン発生装置、Ｖin…入力電圧、Ｖａ…駆動電圧、τ…時定数。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電圧を所定値に変換出力するＤＣ／ＤＣコンバータ、イオン発生装置及び静電霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電霧化装置の電極を冷却する電源回路として、ＤＣ／ＤＣコンバータが使用されている。ＤＣ／ＤＣコンバータとしては、図７のように、ＤＣ／ＤＣコンバータの一部である昇圧／降圧チョッパ回路において、メインのスイッチング素子８１と同期させながら同期整流用スイッチング素子８２をスイッチングして、所望の直流電圧を出力する同期整流方式が知られている（特許文献１，２等参照）。同期整流方式は、例えば図８のような転流ダイオード８３を使用した場合に比べ、転流ダイオード８３による損失がそのまま同期整流用スイッチング素子８２の損失に成り代わるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体の損失を少なく抑えられる利点がある。
【０００３】
ところで、この種の同期整流方式において、図９に示すように、仮にメインスイッチング素子８１と同期整流用スイッチング素子８２とが同時にオンしてしまうと、回路に貫通電流Ｉｚが流れてしまい、これがＤＣ／ＤＣコンバータの損失を悪化させる要因になる。貫通電流Ｉｚを防止する対策としては、図１０に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータに同期整流用の専用ＩＣ（Integrated Circuit）８４を設けて、メインスイッチング素子８１と同期整流用スイッチング素子８２とが同時にオンしないように、図１１に示すようなデッドタイムを設ける対策が周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４２３４６４号公報
【特許文献２】特開２００８−７２８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記対策の場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータに専用ＩＣ８４を設ける必要があり、回路構成の簡素化に支障を来す問題があった。また、専用ＩＣ８４の場合、ＩＣの種類によってデッドタイムが固定されていることが多く、細かい時間設定ができない問題もある。このデッドタイムには、好適な時間があり、時間の長短によっては、逆に損失が悪化する懸念がある。また、通常は、図１２に示すように、専用ＩＣ８４と各スイッチング素子８１，８２との間にドライバＩＣ８５を設けることになるが、同期整流化によって抑えられた消費電力が、ドライバＩＣ８５の消費電力によって相殺されてしまう懸念もあった。
【０００６】
本発明の目的は、例えば専用ＩＣやドライバＩＣを使用せずに、同期整流化を実現することができるＤＣ／ＤＣコンバータ、イオン発生装置及び静電霧化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、本発明では、メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式にて、直流の入力電圧を特定の直流に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
本発明では、前記デッドタイム生成回路は、前記メインスイッチング素子用のＣＲ回路と、前記同期整流用スイッチング素子用のＣＲ回路とを備え、一対の前記ＣＲ回路の一方に順方向のダイオードを設け、他方に逆方向のダイオードを設けることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングを、各々個別に調節可能としたことを要旨とする。
【０００９】
本発明では、メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータによって、直流の入力電圧を特定の直流に変換し、変換後の直流電圧をスイッチングしてパルス状の電圧に変換するとともに昇圧し、昇圧後の高電圧を放電電極に印加して当該放電電極からイオン粒子を放出するイオン発生装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
本発明では、メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータによって、直流の入力電圧を特定の直流に変換し、変換後の直流電圧をスイッチングしてパルス状の電圧に変換するとともに昇圧し、昇圧後の高電圧を放電電極及び対向電極の間に印加して、当該放電電極に発生した帯電微粒子水を前記対向電極から放出する静電霧化装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路とを備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、例えば専用ＩＣやドライバＩＣを使用せずに、同期整流化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図２】駆動電圧の変化とメインスイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のオン／オフの変化との関係を示す波形図。
【図３】ＣＲ回路の時定数切り換えに伴う駆動電圧の変化態様を示す波形図。
【図４】第２実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図５】（ａ），（ｂ）はＣＲ回路の時定数切り換えに伴う駆動電圧の変化態様を示す波形図。
【図６】別例のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図７】従来のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図８】他の従来のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図９】貫通電流とメインスイッチング素子及び同期整流用スイッチング素子のオン／オフ状態との関係を示す波形図。
【図１０】他の従来のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【図１１】デッドタイムを説明する波形図。
【図１２】他の従来のＤＣ／ＤＣコンバータの回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したＤＣ／ＤＣコンバータ、イオン発生装置及び静電霧化装置の第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００１４】
図１に示すように、静電霧化装置１には、降圧チョッパレギュレータとして機能するＤＣ／ＤＣコンバータ２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２から変換出力された直流電圧を基に駆動する静電霧化回路３とが設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、入力電圧Ｖinを繰り返しのスイッチング制御にて所定の直流電流に変換出力する。静電霧化回路３は、ペルチェ方式により放電電極を冷却して、放電電極の表面に水分を付着させる。そして、静電霧化回路３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２から入力する直流電圧をパルス状の電圧に変換するとともに昇圧し、昇圧後の高電圧を放電電極と対向電極との間に印加することにより、ミスト状の帯電微粒子水を対向電極から大気中に放出する。
【００１５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の動作を制御するコントローラ４が設けられている。コントローラ４には、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６の直列回路が接続されている。メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６とコントローラ４との間には、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６のオンタイミングの間にデッドタイムを生成させるデッドタイム生成回路７が接続されている。
【００１６】
コントローラ４は、１チップのＩＣからなり、電源とグランドとの間に接続されている。コントローラ４は、１つの制御端子４ａから、１本の駆動経路Ｌを介してメインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６に制御信号Ｓｖを出力することにより、スイッチング素子５，６をスイッチング制御する。このように、本例のＤＣ／ＤＣコンバータ２は、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６の駆動経路Ｌを一箇所からとる回路構成をとる。コントローラ４の入力側には、入力用のコンデンサ８が接続されている。なお、制御端子４ａが共通端子に相当する。
【００１７】
メインスイッチング素子５は、ＰチャンネルＦＥＴ（Field Effect Transistor）が使用され、ドレイン端子がコントローラ４の電源端子４ｂに接続され、ソース端子が同期整流用スイッチング素子６に接続され、ゲート端子がデッドタイム生成回路７に接続されている。メインスイッチング素子５は、ＰチャンネルＦＥＴであるので、この素子のスレッシュホールド電圧をＶthpとした場合、ゲート端子にかかる電圧がＶthp以下のときにオンする。
【００１８】
また、同期整流用スイッチング素子６は、ドレイン端子がメインスイッチング素子５に接続され、ソース端子がコントローラ４のグランド端子４ｃに接続され、ゲート端子がデッドタイム生成回路７に接続されている。同期整流用スイッチング素子６は、ＮチャンネルＦＥＴであるので、この素子のスレッシュホールド電圧をＶthn（＞Ｖthp）とした場合、ゲート端子にかかる電圧がＶthn以上のときにオンする。
【００１９】
デッドタイム生成回路７は、抵抗９とコンデンサ１０とを直列接続したＣＲ回路１１からなり、コンデンサ１０を出力としてとる回路となっている。このため、本例のＣＲ回路１１は、抵抗９の入力側がコントローラ４の制御端子４ａに接続され、抵抗９とコンデンサ１０との中点Ｐ１がメインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６の両ゲート端子に接続されている。ＣＲ回路１１は、コントローラ４から入力する制御信号Ｓｖを、所定の立ち下がり及び立ち上がりの勾配を持つ駆動電圧Ｖａに変換して、これをスイッチング素子５，６にオン／オフの電源として供給する。
【００２０】
図２に示すように、駆動電圧Ｖａ（中点Ｐ１における電圧）の波形変化は、ＣＲ回路１１の時定数τ（＝１／ＣＲ）によって決まる立ち下がり及び立ち上がりの勾配を持つ。即ち、駆動電圧Ｖａは、最大値から値が徐々に下がる勾配をとり、「０」になった後、値が上昇していく勾配をとる。よって、この電圧変化を利用してメインスイッチング素子５と同期整流用スイッチング素子６のオンタイミングをずらせば、専用ＩＣを使用しなくても、駆動電圧Ｖａにてメインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６がともにオフする領域、いわゆるデッドタイムを発生させることが可能となる。本例は、この原理を利用して、メインスイッチング素子５と同期整流用スイッチング素子６との間にデッドタイムを設け、同時オンに起因する貫通電流の発生を防止する。
【００２１】
メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６の中点Ｐ２と、同期整流用スイッチング素子６のソース端子との間には、共振用のインダクタ１２及びコンデンサ１３が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、コンデンサ１３が出力であって、降圧した直流電圧を出力電圧Ｖoutとして静電霧化回路３に印加する。
【００２２】
次に、本例のＤＣ／ＤＣコンバータ２の動作を、図１〜図３を用いて説明する。
静電霧化装置１は、例えば電源スイッチ（図示略）がオンされると起動を開始し、大気中の空気を帯電微粒子水として出力する動作を開始する。このとき、図１に示すように、コントローラ４は、入力電圧Ｖinの降圧動作を行い、制御端子４ａから制御信号Ｓｖを出力する。制御信号Ｓｖは、所定レベルの電圧信号として出力される。制御信号Ｓｖは、ＣＲ回路１１のコンデンサ１０から、駆動電圧Ｖａとして両方のスイッチング素子５，６に供給される。
【００２３】
ここで、図２に示すように、駆動電圧Ｖａは、最初、高い値から徐々に立ち下がる変化をとるので、両方のスレッシュホールド電圧Ｖthn，Ｖthpよりも高い値をとる。よって、同期整流用スイッチング素子６がオンし、一方でメインスイッチング素子５がオフする。即ち、２つのスイッチング素子５，６のうち、まずは同期整流用スイッチング素子６がオンする状態をとる。
【００２４】
そして、暫くすると、駆動電圧Ｖａが同期整流用スイッチング素子６のスレッシュホールド電圧Ｖthnを下回る。このとき、メインスイッチング素子５がオフの状態を維持したまま、同期整流用スイッチング素子６がオンからオフに切り換わる。このため、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６がともにオフとなり、これ以降の時間帯がデッドタイムとなる。
【００２５】
続いて、暫くすると、駆動電圧Ｖａがメインスイッチング素子５のスレッシュホールド電圧Ｖthpを下回る。このとき、同期整流用スイッチング素子６がオフの状態を維持したまま、メインスイッチング素子５がオンに切り換わる。即ち、デッドタイムが終了し、２つのスイッチング素子５，６のうち、メインスイッチング素子５がオンする状態に切り換わる。
【００２６】
駆動電圧Ｖａが「０」まで下がると、今度は駆動電圧Ｖａが立ち上がる変化をとる。このとき、駆動電圧Ｖａがメインスイッチング素子５のスレッシュホールド電圧Ｖthpを上回ると、同期整流用スイッチング素子６がオフを維持したまま、メインスイッチング素子５がオンからオフに切り換わる。よって、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６がともにオフとなり、これ以降の時間帯がデッドタイムとなる。
【００２７】
そして、暫くすると、駆動電圧Ｖａが同期整流用スイッチング素子６のスレッシュホールド電圧Ｖthnを上回る。このとき、メインスイッチング素子５がオフの状態を維持したまま、同期整流用スイッチング素子６がオンに切り換わる。即ち、デッドタイムが終了し、２つのスイッチング素子５，６のうち、同期整流用スイッチング素子６がオンする状態に切り換わる。そして、コントローラ４が制御信号Ｓｖを出力する間、この動作が繰り返され、入力電圧Ｖinが所定の直流電圧に変換出力される。
【００２８】
以上により、本例においては、２つのスイッチング素子５，６とコントローラ４との間に、ＣＲ回路１１を有するデッドタイム生成回路７を接続し、ＣＲ回路１１の時定数τから決まる電圧勾配を利用して、スイッチング素子５，６のオンタイミングをずらし、デッドタイムを発生させる。よって、ＣＲ回路１１の時定数τを調整することにより、デッドタイムの長短を自由に切り換えることが可能となるので、デッドタイムを好適な値に適宜設定可能となる。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２をエネルギー損失の少ない効率のよい回路にすることが可能となる。
【００２９】
また、本例の場合、ＣＲ回路１１の時定数τを切り換えた際、駆動電圧Ｖａの立ち下がり勾配及び立ち上がり勾配は全体的に変わる変化をとる。よって、ＣＲ回路１１の時定数τを高く設定すれば、図３の一点鎖線で示すような立ち下がり及び立ち上がりが急な勾配に設定することが可能である。また、ＣＲ回路１１の時定数τを低く設定すれば、図３の二点差線で示すような立ち下がり及び立ち上がりが緩やかな勾配に設定することが可能である。
【００３０】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）コントローラ４と両スイッチング素子５，６との間にＣＲ回路１１を接続し、ＣＲ回路１１の時定数τから決まる電圧勾配の駆動電圧Ｖａにてスイッチング素子５，６をオンオフ制御して、スイッチング素子５，６のオンタイミングの間にデッドタイムを生成させる。このため、デッドタイムはＣＲ回路１１の時定数τにより適宜調整可能となるので、デッドタイムが短すぎることに起因する同時オンの発生や、逆にデッドタイムが長すぎることに起因する余計な損失を抑制することができる。
【００３１】
（２）ＣＲ回路１１の時定数τの設定は細かなレベルで可能であるので、デッドタイムを高精度に設定することができ、ひいては損失防止に効果が高くなる。
（３）スイッチング素子５，６を駆動するのにドライバＩＣが不要であるので、ドライバＩＣの使用に起因する損失悪化を防止することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図４及び図５に従って説明する。なお、本例は、第１実施形態のデッドタイム生成回路７の回路構成を変更した一実施例であって、他の基本的な構成は第１実施形態と同様である。よって、本例は、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
【００３３】
図４に示すように、本例のデッドタイム生成回路７は、メインスイッチング素子５用の第１ＣＲ回路２１と、同期整流用スイッチング素子６用の第２ＣＲ回路２２とが設けられている。第１ＣＲ回路２１は、メインスイッチング素子５のオンタイミング（オン速度、オフ速度）を調整するために機能する。また、第２ＣＲ回路２２は、同期整流用スイッチング素子６のオンタイミング（オン速度、オフ速度）を調整するために機能する。
【００３４】
第１ＣＲ回路２１は、抵抗２３とコンデンサ２４との間に逆方向のダイオード２５を有する回路となっている。また、第２ＣＲ回路２２は、抵抗２６とコンデンサ２７との間に順方向のダイオード２８を有する回路となっている。本例のデッドタイム生成回路７は、抵抗２３及びダイオード２５と、抵抗２６及びダイオード２８とが並列接続の回路をとる。この回路は、ダイオード２５及び抵抗２６の中点Ｐ３がコントローラ４の制御端子４ａに接続され、抵抗２３及びダイオード２８の中点Ｐ４が中点Ｐ１（両スイッチング素子５，６のゲート端子）に接続されている。コンデンサ２４は、一端が制御端子４ａ及び中点Ｐ３に接続され、他端がグランドに接続されている。コンデンサ２７は、一端が中点Ｐ１に接続され、他端がグランドに接続されている。
【００３５】
同期整流用スイッチング素子６には、損失抑制用のダイオード２９が並列接続されている。このダイオード２９は、例えばショットキーバリアダイオードが使用されている。ダイオード２９は、同期整流用スイッチング素子６の寄生ダイオードに起因する損失を低減するための素子である。
【００３６】
さて、本例においては、デッドタイム生成回路７に一対のダイオード２５，２８を設けたので、これらダイオード２５，２８を調整することにより、各スイッチング素子５，６のオン速度とオフ速度とを自由に設定することが可能となる。このため、例えば図５（ａ）に示すように、駆動電圧Ｖａの立ち下がり勾配のみを急にしたり、或いは図５（ｂ）に示すように、駆動電圧Ｖａの立ち上がり勾配のみを急にしたりすることが可能となる。
【００３７】
従って、本例の場合は、デッドタイム生成回路７に設けたダイオード２５，２８を調整することにより、メインスイッチング素子５のオンタイミングと、同期整流用スイッチング素子６のオンタイミングとを、それぞれ個別に調整することが可能となる。よって、デッドタイムを高精度に設定することが可能となるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２におけるエネルギーの損失低減に一層寄与する。
【００３８】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（３）に加え、以下の効果を得ることができる。
（４）各ＣＲ回路２１，２２にダイオード２５，２８を設け、メインスイッチング素子５及び同期整流用スイッチング素子６の各オンタイミングを個別に調整可能とした。このため、デッドタイムを更に高精度に設定することが可能となるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の損失低減に一層効果が高くなる。
【００３９】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・各実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、静電霧化装置１に適用されることに限定されず、例えば図６に示すようなイオン発生装置４１に適用してもよい。イオン発生装置４１は、コンデンサ１３の出力にイオン発生回路４２が接続され、イオン発生回路４２の放電電極に高電圧を印加することにより、放電電極からイオン粒子が放出される。この種のイオン発生装置４１においても、静電霧化装置１の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００４０】
・各実施形態において、デッドタイム生成回路７の回路構成は、別の構成に適宜変更可能である。
・各実施形態において、メインスイッチング素子５や同期整流用スイッチング素子６の素子種類は、別のものに適宜変更可能である。
【００４１】
・各実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、降圧レギュレータに限定されず、昇圧レギュレータでもよい。
・各実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、静電霧化装置１やイオン発生装置４１に採用されることに限定されず、例えば電源装置など、他の装置に適用可能である。
【００４２】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項１又は２において、同期整流用スイッチング素子の寄生ダイオードにより発生し得る損失を抑制するダイオードを備えた。この構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの損失低減に一層効果が高くなる。
【符号の説明】
【００４３】
１…静電霧化装置、２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、４…コントローラ、４ａ…共通端子としての制御端子、５…メインスイッチング素子、６…同期整流用スイッチング素子、７…デッドタイム生成回路、１１…ＣＲ回路、２１…第１ＣＲ回路、２２…第２ＣＲ回路、２５…ダイオード、２８…ダイオード、４１…イオン発生装置、Ｖin…入力電圧、Ｖａ…駆動電圧、τ…時定数。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式にて、直流の入力電圧を特定の直流に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、
前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、
前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路と
を備えたことを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記デッドタイム生成回路は、前記メインスイッチング素子用のＣＲ回路と、前記同期整流用スイッチング素子用のＣＲ回路とを備え、
一対の前記ＣＲ回路の一方に順方向のダイオードを設け、他方に逆方向のダイオードを設けることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングを、各々個別に調節可能とした
ことを特徴とする請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータによって、直流の入力電圧を特定の直流に変換し、変換後の直流電圧をスイッチングしてパルス状の電圧に変換するとともに昇圧し、昇圧後の高電圧を放電電極に印加して当該放電電極からイオン粒子を放出するイオン発生装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、
前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路とを備えた
ことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項４】
メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータによって、直流の入力電圧を特定の直流に変換し、変換後の直流電圧をスイッチングしてパルス状の電圧に変換するとともに昇圧し、昇圧後の高電圧を放電電極及び対向電極の間に印加して、当該放電電極に発生した帯電微粒子水を前記対向電極から放出する静電霧化装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、
前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路とを備えた
ことを特徴とする静電霧化装置。
【請求項１】
メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式にて、直流の入力電圧を特定の直流に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、
前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、
前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路と
を備えたことを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記デッドタイム生成回路は、前記メインスイッチング素子用のＣＲ回路と、前記同期整流用スイッチング素子用のＣＲ回路とを備え、
一対の前記ＣＲ回路の一方に順方向のダイオードを設け、他方に逆方向のダイオードを設けることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングを、各々個別に調節可能とした
ことを特徴とする請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータによって、直流の入力電圧を特定の直流に変換し、変換後の直流電圧をスイッチングしてパルス状の電圧に変換するとともに昇圧し、昇圧後の高電圧を放電電極に印加して当該放電電極からイオン粒子を放出するイオン発生装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、
前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路とを備えた
ことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項４】
メインスイッチング素子と同期整流用スイッチング素子とを交互にオンする同期整流方式で動作するＤＣ／ＤＣコンバータによって、直流の入力電圧を特定の直流に変換し、変換後の直流電圧をスイッチングしてパルス状の電圧に変換するとともに昇圧し、昇圧後の高電圧を放電電極及び対向電極の間に印加して、当該放電電極に発生した帯電微粒子水を前記対向電極から放出する静電霧化装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記スイッチング素子及び前記同期整流用スイッチング素子を、１つの共通端子から出力される駆動電圧にてスイッチング制御するコントローラと、
前記コントローラから両スイッチング素子に印加される前記駆動電圧を、ＣＲ回路の時定数を利用して勾配のある波形とすることにより、前記メインスイッチング素子と前記同期整流用スイッチング素子とのオンタイミングをずらして、両者がともにオンしないデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路とを備えた
ことを特徴とする静電霧化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−７８２２６（Ｐ２０１３−７８２２６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７５１５（Ｐ２０１１−２１７５１５）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]