コンデンサ分圧方式2相式4並列カップルドインダクタコンバータ

西嶋 仁浩  

誌名
電子情報通信学会論文誌 B   Vol.J101-B   No.2   pp.179-186
発行日: 2018/02/01
Online ISSN: 1881-0209
DOI: 10.14923/transcomj.2017JBP3036
論文種別: 論文
専門分野: 電子通信エネルギー
キーワード: 
マルチフェーズ,  降圧形コンバータ,  VRM,  低電圧大電流,  CPU,  カップルドインダクタ,  

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あらまし: 
筆者は,次世代の低電圧CPU向けVoltage Regulator Module(VRM)として,コンデンサ分圧方式の2相式4並列カップルドインダクタコンバータを提案している.本回路は,従来の降圧形コンバータに比べて4倍の降圧比が得られる.また,スイッチ素子が入力電源電圧の4分の1の電圧でスイッチングするため,スイッチングサージと損失を大幅に低減できる.スイッチ素子にかかる最大電圧も従来方式に比べて,メインスイッチが2分の1,同期整流スイッチが4分の1となるので,低オン抵抗・低Qg(総ゲート電荷量)特性をもつ低耐圧MOSFETを利用することも可能となる.更に,各相を流れる電流が自動的にバランスされるので,電流ばらつきを考慮したワーストケース設計が不要である.加えて,分圧用コンデンサは,メインスイッチが短絡故障した際に,過電圧から負荷を保護するためにも役立つ.本論文では,本回路方式の動作原理や特徴を,解析を交えて説明するとともに,0.6 V/50 A出力・1 MHz/phaseの試作機を作成し,従来の4相式カップルドインダクタコンバータと比較を行ったので報告する.