２．原理
2-1 位相シフトPWM制御の特徴と問題点
位相シフトPWM制御DC-DCコンバータの回路図、そのスイッチングシーケンスをそれぞれ図１、図２に、また、図３(a)にD2とS4が導通している環流期間、図３(b)にS4がオフとなりC3,C4が充放電している部分共振期間を示す。回路は、フルブリッジ高周波インバータとダイオード整流回路、LCフィルタを高周波トランスによってリンクさせた構成となる。直流出力電圧Eoは、インバータの右アームと左アームに位相差αを与えて比較的簡単に制御することができる。
しかしながら、図２においてインバータ出力電圧がゼロとなった期間にも図３(a)に示すようにダイオード整流回路には負荷電流が流れ続けるため、高周波トランスを介して高周波インバータにも電流が流れ続けることになる。この電流が高周波インバータの循環電流となり、高周波トランスやパワーデバイスで生じる導通損失を増加させる。
また、t3においてS4がターンオフされるとC3,C4が充放電が開始され、インバータ出力電圧が負になり始めるとダイオード整流回路の順バイアスであったD6,D7は逆バイアス、逆バイアスであったD5,D8は順バイアスとなるため負荷電流はD5,D8を介して流れるようになり、この時図３(b)に示されるような状態となる。このため高周波インバータに流れていた電流は急激に反転し大きな電流変動を起こすことになる。この電流変動が生じても確実にZVSでS4からD3へ転流させるためには、補助インダクタに変動する電流以上の電流を維持させる必要がある。このことは、導通損失を増加させるだけでなく、電流ピークストレスを増加させる原因になる。 このようなことから、位相シフトPWM制御はソフトスイッチングによりスイッチング損失は、低減されるが変換効率はあまり向上されないことになり、さらなる変換効率の向上を図るには、循環電流の除去と電流変動を抑制することが重要な課題といえる。
