谐振型高频电源装置以及谐振型高频电源装置用开关电路制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种谐振型高频电源装置，具有进行开关动作的功率元件，该谐振型高频电源装置具有高频脉冲驱动电路(1)，该高频脉冲驱动电路(1)向功率元件发送超过2MHz的高频脉冲状的电压信号，驱动该功率元件，并且利用来自高频脉冲驱动电路(1)的电压信号的信号线的阻抗和功率元件的寄生电容，使该电压信号进行部分谐振。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种以高频进行电力传输的谐振型高频电源装置以及谐振型高频电源装置用开关电路。
技术介绍
图15所示的以往的谐振型高频电源装置中，作为功率元件Q1，使用了用于RF(RadioFrequency，射频)的高频FET(FieldEffectTransistor，场效应晶体管)。而且，为了驱动该高频FET，使用了变压器型驱动电路101和RF功率放大器电路102，并且为了驱动RF功率放大器电路102，使用了多输出型电源电路103(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但是，非专利文献1中公开的以往结构中，为了驱动功率元件Q1，使用了变压器型驱动电路101，并且作为功率元件Q1的Vgs驱动信号，施加了交流的正弦波电压。因此，在使功率元件Q1断开的期间内，会对Vgs施加负电压，因此会在功率元件Q1的寄生电容即Cgs和Cgd中积蓄与该负电压相当的电荷(Q＝CV)。而且，为了在下一个期间内使功率元件Q1导通，必须将该积蓄的电荷放一次电，然后再用正电压进行充电。而且，由于要通过重复这种动作来开关功率元件Q1，所以会存在需要较大的电力来驱动功率元件Q1的课题。此外，上述驱动动作还是使延迟功率元件Q1的开关速度变慢的主要原因。因此，其会导致功率元件Q1的开关损耗的增加。因此，存在以下课题:即作为高频电源装置的功耗大，其成为功率转换效率降低的原因。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种谐振型高频电源装置以及谐振型高频电源装置用开关电路，其通过不使用变压器型驱动电路而驱动功率元件，从而以低功耗来实现高效率化，并且能够进行超过2MHz的高频动作。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术所涉及的谐振型高频电源装置具有进行开关动作的功率元件，该谐振型高频电源装置具有高频脉冲驱动电路，该高频脉冲驱动电路向功率元件发送超过2MHz的高频脉冲状的电压信号，驱动该功率元件，并且利用来自高频脉冲驱动电路的电压信号的信号线的阻抗和功率元件的寄生电容，使该电压信号进行部分谐振。专利技术效果根据本专利技术，由于采用如上结构，因此可通过不使用变压器型驱动电路而驱动功率元件，从而以低功耗来实现高效率化，并且能够进行超过2MHz的高频动作。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(功率元件为单一结构时)。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V1波形与Vg波形的关系的图。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他结构的图(使用混合化的元件时)。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他结构的图(使用混合化的元件时)。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他结构的图(使用混合化的元件时)。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他结构的图(使用混合化的元件时)。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他结构的图(使用混合化的元件时)。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他结构的图(使用混合化的元件时)。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他结构的图(使用混合化的元件时)。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他结构的图(使用混合化的元件时)。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他结构的图(使用混合化的元件时)。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他结构的图(功率元件为推挽式结构时)。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他结构的图(设有谐振条件可变型LC电路时)。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他结构的图(设有谐振条件可变电路时)。图15是表示以往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为单一结构时的电路。谐振型高频电源装置如图1所示，由功率元件Q1、谐振电路元件(电容器C1、C2以及电感器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以及偏置用电源电路3构成。此外，Cgs和Cgd是功率元件Q1的寄生电容，Z1是高频脉冲驱动电路1与功率元件Q1的G端子间的信号线(线、基板上图案等)的阻抗。另外，谐振型发送天线(电力传输用发送天线)10是具有LC谐振特性的电力传输用谐振型天线(并不仅限定于非接触型)。该谐振型发送天线10可以是磁场共振型、电场共振型以及电磁感应型中的任一种。功率元件Q1是进行开关动作以将输入的直流电压Vin转换为交流的开关元件。作为该功率元件Q1，不仅限于用于RF的FET，例如可使用Si-MOSFET、SiC-MOSFET、GaN-FET等元件。谐振电路元件(电容器C1、C2以及电感器L2)是用于使功率元件Q1的开关动作进行谐振开关的元件。利用由该电容器C1、C2以及电感器L2构成的谐振电路元件，能够与谐振型发送天线10之间使谐振条件一致。电感器L1的作用是，在每次功率元件Q1的开关动作时暂时保持输入的直流电压Vin的能量。高频脉冲驱动电路1是向功率元件Q1的G端子发送超过2MHz的高频脉冲状的电压信号并驱动功率元件Q1的电路。此时，利用来自高频脉冲驱动电路1的电压信号的信号线的阻抗Z1和功率元件Q1的寄生电容(Cgs+Cgd)，使该电压信号部分谐振，然后输入至功率元件Q1的G端子。该高频脉冲驱动电路1是通过FET元件等将输出部构成为推挽式电路且能够高速地进行ON/OFF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发送逻辑信号等超过2MHz的高频脉冲状电压信号并驱动高频脉冲驱动电路1的电路。该可变型脉冲信号产生电路2由用来设定频率的振荡器和触发器、反相器等逻辑IC构成，具有变更脉冲幅度、输出反转脉冲等功能。偏置电源电路3向可变型脉冲信号产生电路2和高频脉冲驱动电路1供给驱动电力。接着，说明如上构成的谐振型高频电源装置的动作。...

【技术保护点】
一种谐振型高频电源装置，具有进行开关动作的功率元件，其特征在于，具有高频脉冲驱动电路，该高频脉冲驱动电路向所述功率元件发送超过2MHz的高频脉冲状的电压信号，驱动该功率元件，利用来自所述高频脉冲驱动电路的电压信号的信号线的阻抗和所述功率元件的寄生电容，使该电压信号进行部分谐振。

【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，具有进行开关动作的功率元件，其特征在
于，
具有高频脉冲驱动电路，该高频脉冲驱动电路向所述功率元件发送超过
2MHz的高频脉冲状的电压信号，驱动该功率元件，
利用来自所述高频脉冲驱动电路的电压信号的信号线的阻抗和所述功
率元件的寄生电容，使该电压信号进行部分谐振。
2.如权利要求1所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，
所述功率元件为用于RF(射频)的FET(场效应晶体管)以外的FET。
3.如权利要求1所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，
所述功率元件为推挽式结构或单一结构。
4.如权利要求1所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，
具有由电容器和电感器构成的谐振电路元件，在该谐振电路元件与利用
磁场共振的电力传输用发送天线之间使谐振条件一致。
5.如权利要求1所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，
具有由电容器和电感器构成的谐振电路元件，在该谐振电路元件与利用
电场共振的电力传输用发送天线之间使谐振条件一致。
6.如权利要求1所述的谐振型高频电源装置，其特征在于，
具有由电容器和电感器构成的谐振电路元件，在该谐振电路元件与利用
电磁感应的电力传输用发送天线之间使谐振条件一致。
7.如权利要求4所述的谐振型高频电源装置，其特征在...

【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