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2022.03.29 Siパワーデバイス

LLCコンバータにおける一次側スイッチング素子のリカバリー特性の重要性 -はじめに-

LLCコンバータにおける一次側スイッチング素子のリカバリー特性の重要性

この記事のキーポイント

・LLCコンバータは比較的少ない部品点数でソフトスイッチング回路を実現可能で、ハードスイッチング方式と比較してスイッチング損失や電圧のリンギングを低減できる

・ただし、回路の入出力条件によっては、スイッチング素子のMOSFETが破壊に至る恐れがある。

・本章では、まずLLCコンバータの回路構成と基本動作について説明し、LLCに特有の問題である共振外れに対する一次側MOSFETのリカバリー特性の重要性について説明する。

LLCコンバータにおける一次側スイッチング素子のリカバリー特性の重要性
-はじめに-

LLCコンバータは2つのインダクタLと1つのコンデンサCによる共振を利用することからこの名がついています。これらの共振を利用することによって、トランス一次側のスイッチング素子のターンON時にゼロ電圧スイッチング(Zero Voltage Switching、以下ZVS)動作や、二次側のダイオードのゼロ電流スイッチング(Zero Current Switching、以下ZCS)を行います。

このような共振動作を用いたスイッチング方式を「ソフトスイッチング方式」と呼びますが、一般的なハードスイッチング方式と比較してスイッチング損失や電圧のリンギングが低減できるので、小型、高効率かつ低ノイズが求められる薄型TVやOA機器などの電源や、オンボードチャージャー(OBC)のDC-DC部などに用いられます。

しかしながら、回路の入出力条件によってはハードスイッチング動作になってしまい、スイッチング素子であるMOSFETのボディダイオードのリカバリー特性が悪いと、最悪の場合MOSFETが破壊に至る恐れがあります。

本章「LLCコンバータにおける一次側スイッチング素子のリカバリー特性の重要性」では、まずLLCコンバータの回路構成と基本動作について解説します。そしてLLCコンバータ特有の問題である共振外れに対する、一次側MOSFETのリカバリー特性の重要性について説明します。

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