DC-DC 컨버터의 ZCS 기술 – 다이나믹 맵 시리즈

출판: ネオテクノロジー(NeoTechnology)  출판년월:2022년05월

DC-DCコンバータのZCS技術 – ダイナミックマップ

ZVS 동작보다 경쟁이 적고, 특허 조사가 어렵다고 생각되는 ZCS 동작의 소프트 스위칭 기술에 대해 다루었습니다.

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ネオテクノロジー「DC-DCコンバータのZCS技術」はゼロ電源スイッチング(ZCS)で動作するDC-DCコンバータに着目し、権利が生きている登録特許と特許庁係属中の国内公開特許721件を調査、261件を抽出し、8つの技術分類でまとめた特許情報を提供しています。ゼロ電圧スイッチング(ZVS)で動作するDC-DCコンバータは対象から除外されていますが、ゼロ電圧スイッチング(ZVS)動作を併用する方式は対象としています。

当レポートはネオテクノロジーのダイナミックマップシリーズに属するレポートです。ダイナミックマップはオンライン上で関連特許情報を提供し、検索・閲覧可能も可能なオンラインデータベースです。詳細はこちらをご参照ください。


네오테크놀로지 「DC-DC 컨버터의 ZCS 기술」은 제로 전원 스위칭(ZCS)으로 동작하는 DC-DC 컨버터에 주목해, 권리가 살아 있는 등록 특허와 특허청 계속중의 일본국내 공개 특허 721건을 조사, 261건을 추출하여 8개의 기술분류로 정리한 특허정보를 제공하고 있습니다. 제로 전압 스위칭(ZVS)으로 동작하는 DC-DC 컨버터는 대상에서 제외되고 있지만, 제로 전압 스위칭(ZVS) 동작을 병용하는 방식은 대상으로 하고 있습니다.

이 보고서는 신기술의 다이나믹 맵 시리즈에 속하는 보고서입니다. 다이나믹 맵은 온라인상에서 관련 특허정보를 제공하고, 검색·열람 가능도 가능한 온라인 데이터베이스입니다. 자세한 내용은 여 기 를 참조하십시오.

 

当レポートについて

ソフトスイッチングは共振現象を利用してスイッチ素子をスイッチングする技術です。スイッチング電源の高周波化によるスイッチング損失や高周波ノイズの増加を抑制する効果があります。絶縁型DC-DCコンバータではZVS(ゼロ電圧スイッチング)動作のアクティブクランプ方式や位相シフトフルブリッジ方式が実用化されています。また、LLCコンバータは簡単な回路構成でZVS動作とZCS(ゼロ電流スイッチング)動作が実現できるなどの特長から近年広く利用されています。

ZVS動作より競合が少なく、特許調査が難しいと思われるZCS動作のソフトスイッチング技術について取り上げました。どのような用途を意識しているかに注目しました。


소프트 스위칭은 공진 현상을 이용하여 스위치 소자를 스위칭하는 기술입니다. 스위칭 전원의 고주파화에 의한 스위칭 손실이나 고주파 노이즈의 증가를 억제하는 효과가 있습니다. 절연형 DC-DC 컨버터에서는 ZVS(제로 전압 스위칭) 동작의 액티브 클램프 방식과 위상 시프트 풀 브리지 방식이 실용화되고 있습니다. 또, LLC 컨버터는 간단한 회로 구성으로 ZVS 동작과 ZCS(제로 전류 스위칭) 동작을 실현할 수 있는 등의 특징으로부터 최근 널리 이용되고 있습니다.

ZVS 동작보다 경쟁이 적고, 특허 조사가 어렵다고 생각되는 ZCS 동작의 소프트 스위칭 기술에 대해 다루었습니다. 어떤 용도를 의식하고 있는지를 주목하였습니다.

 

■調査対象技術

対象とする技術

  • ZCS(ゼロ電流スイッチング:Zero Current Switching)動作のDC-DCコンバータ

ただし、ZVS(ゼロ電圧スイッチング:Zero Voltage Switching)動作を併用する方式も対象としました。

  • ゼロ電流(ゼロクロス)を検出してスイッチを制御する臨界モード制御のDC-DCコンバータ

ノイズとする技術

  • ZVS(ゼロ電圧スイッチング)動作のDC-DCコンバータ
  • 力率改善(PFC:Power Factor Correction)回路などのAC-DCコンバータ
  • DC-ACインバータ
  • ワイヤレス給電装置の送電回路(インバータ)、および受電回路(整流回路)

대상 기술

  • ZCS(제로 전류 스위칭: Zero Current Switching) 동작의 DC-DC 컨버터

다만, ZVS(제로 전압 스위칭: Zero Voltage Switching) 동작을 병용하는 방식도 대상으로 했습니다.

  • 제로 전류(제로 크로스)를 검출하여 스위치를 제어하는 ​​임계 모드 제어의 DC-DC 컨버터

노이즈하는 기술

  • ZVS(제로 전압 스위칭) 동작을 위한 DC-DC 컨버터
  • 역률 개선(PFC: Power Factor Correction) 회로 등의 AC-DC 컨버터
  • DC-AC 인버터
  • 무선 전원 공급 장치의 송전 회로(인버터) 및 수전 회로(정류 회로)

 

マトリクスコンバータなどのAC-ACコンバータ

明らかなノイズ情報は対象外としています。

単なる拡張記載の特許情報はノイズ情報です。

 

■生きている特許情報を調査

このダイナミックマップでは、権利が生きている登録特許と、特許庁係属中の国内公開特許を対象としています(2022年2月15日時点)。なお実用新案は除きました。

721件を調査、261件を抽出し、8つの技術分類に整理しました。


■ 살아있는 특허 정보를 조사

이 다이나믹 맵에서는 권리가 살아있는 등록 특허와 특허청 계속 중인 일본국내 공개 특허를 대상으로 하고 있습니다(2022년 2월 15일 시점). 덧붙여 실용 신안은 제외했습니다.

721건을 조사, 261건을 추출하여 8개의 기술 분류로 정리했습니다.

 

目次/技術分類 – 목차/기술 분류

  • LLC
    • LLC(直列共振形)のトポロジーに特徴がある特許情報
  • LLC以外のトポロジー – LLC 이외의 토폴로지
    • LLC以外のトポロジーに特徴がある特許情報​​​​​
  • 制御(保護機能を含む) – 제어(보호 기능 포함)
    • 周波数制御などの制御方式に特徴がある特許情報
  • 双方向DC-DC – 양방향 DC-DC
    • 双方向DC-DCコンバータの用途に特徴がある特許情報
  • 同期整流 – 동기 정류
    • 同期整流回路など絶緑型コンバータの2次側整流回路に特徴がある特許情報
  • その他の用途 – 기타 용도
    • 上記分類(双方向DC-DC、同期整流)以外で、用途に特徴がある特許情報
  • その他 – 기타
    • インダクタのゼロ電流(ゼロクロス)を検出してスイッチを制御する臨界モード制御技術、
    • 部品技術(トランス、キャパシタ、インダクタ)
  • 参考情報 – 참고 정보
    • 上記分類には該当しないが、ノイズとして排除するより技術的に参考例として収録しておきたい特許情報等

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