DE102011104322A1

DE102011104322A1 - Leistungsumwandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102011104322A1
Application number: DE102011104322A
Authority: DE
Inventors: Kazutoshi AWANE; Masaki Yamada; Takashi Kaneyama; Ryota KONDO
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2012-05-03
Anticipated expiration: 2031-06-17
Also published as: JP2012100399A; US20120106218A1; JP5279797B2; US8450981B2; DE102011104322B4

Abstract

Um einen Betriebseingangsspannungsbereich einer Leistungsumwandlungsvorrichtung zu erweitern bzw. zu verbreitern und einen Maximaleffizienzwert zu erlangen, der vergleichbar ist zu dem in einem Fall, in welchem der Betriebseingangsspannungsbereich nih nicht von Hardware, wird eine Leistungsumwandlungsvorrichtung bereitgestellt, in welcher ein Steuerabschnitt (5) einen Strom, der in eine Umrichterschaltung (14) eingegeben wird, steuert, um zu verursachen, dass eine DC-Ausgangsspannung von einem AC/DC-Umwandlerabschnitt (10), welches eine Spannung über einen Glättungskondensator (22) ist, einer Zielspannung folgt, und, um zu verursachen, dass ein Eingangsleistungsfaktor eine AC-Leistungsversorgung (1) sich an Eins annähert, um hierdurch eine DC-Spannung von einem Einphasenumrichter (14a) zu halten und die Zielspannung von der DC-Ausgangsspannung von dem AC/DC-Umwandlerabschnitt (10) in Übereinstimmung mit einer Spannung der AC-Leistungsversorgung (1) anzupassen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsumwandlungsvorrichtung (Engl.: power conversion apparatus), welche einen Hochleistungsfaktor-Umwandler (Engl.: high-power factor converter) zum Umwandeln einer Wechselstrom-(AC)-Spannung in eine Gleichstrom-(DC)-Spannung und einen isolierten DC/DC-Umwandler beinhaltet, bereitgestellt in einer nachfolgenden Stufe davon.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Eine konventionelle Leistungsumwandlungsvorrichtung beinhaltet einen AC/DC-Umwandlerabschnitt zum Steuern eines Leistungsfaktors einer kommerziellen AC-Leistungsversorgung (Engl.: AC power supply), um eine AC/DC-Umwandlung durchzuführen, und einen DC/DC-Umwandlerabschnitt, welcher in einer nachfolgenden Stufe des AC/DC-Umwandlerabschnitts bereitgestellt ist und durch einen Transformator isoliert ist (siehe z. B. die japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2008-118727 ).
Zum Beispiel wird, in einer oben beschriebenen konventionellen Leistungsumwandlungsvorrichtung, um eine DC-Leistungsversorgung 1 und eine DC-Leistungsversorgung 2, welche voneinander isoliert sind, zu laden, eine Primärseitenschaltschaltung des DC/DC-Umwandlerabschnitts geschaltet während ein EIN-Betrieb bzw. ein EIN-Arbeitsverhältnis (Engl.: ON duty) eines Halbleiter-Schaltelements fest oder variabel ist. In diesem Fall wird der Betrieb bzw. das Arbeitsverhältnis basierend darauf bestimmt, welche der DC-Leistungsversorgung 1 und der DC-Leistungsversorgung 2 bevorzugt geladen wird, jedoch nicht in Übereinstimmung mit einer Ausgangsspannung und -strom. Daher ist es, wenn ein Primärseiten-EIN-Betrieb des DC/DC-Umwandlerabschnitts festgesetzte werden soll, notwendig, ein zusätzliches Schaltmittel (bidirektionales Schaltmittel in japanischer Patentanmeldung mit Offenlegungsnummer 2008-118727 ) auf einer Sekundärseite bereitzustellen. Jedoch besteht das Problem, dass die Steuerung kompliziert ist und ein Verlust des DC/DC-Umwandlerabschnitts erhöht wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Vorrichtung zum Laden zweier DC-Leistungsversorgungen (Engl.: DC power supplies) beschränkt, wie z. B. die oben beschriebene konventionelle Leistungsversorgungsvorrichtung. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leistungsumwandlungsvorrichtung bereitzustellen, welche einen AC/DC-Umwandlerabschnitt und einen DC/DC-Umwandlerabschnitt beinhaltet, welcher in einer nachfolgenden Stufe des AC/DC Umwandlerabschnitts bereitgestellt ist und durch einen Transformator isoliert ist,
in welchem ein Zielwert einer Ausgabespannung bzw. Ausgangsspannung des AC/DC-Umwandlerabschnitts in Übereinstimmung mit Ausgangsspannung- und Stromwerten erzeugt wird, um einen Leistungsverlust und Rauschen (Engl.: noise) der Leistungsumwandlungsvorrichtung zu reduzieren und, um eine große Strombegrenzungsschaltung für eine Reduktion der Größe zu eliminieren, und
mit welchem, im Speziellen, ein Betriebseingangsspannungsbereich (Engl.: operation input voltage range) der Leistungsumwandlungsvorrichtung erweitert bzw. verbreitert bzw. vergrößert (Engl.: widened) wird und ein maximaler Effizienzwert bzw. Wirkungsgrad vergleichbar zu dem in dem Fall, in welchem der Betriebseingangsspannungsbereich nicht vergrößert wird, durch Ändern von Software jedoch nicht von Hardware erlangt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Leistungsumwandlungsvorrichtung bereit, beinhaltend: einen AC/DC-Umwandlerabschnitt zum Umwandeln einer AC-Leistung (Engl.: AC power) von einer AC-Leistungsversorgung (Engl.: AC power supply) in eine DC-Leistung; einen DC/DC-Umwandlerabschnitt zum Umwandeln einer Ausgabe von dem AC/DC-Umwandlerabschnitt in eine vorbestimmte DC-Leistung zum Ausgeben; und einen Steuerabschnitt zum Durchführen von Schaltungssteuerung auf Schaltern, welche an vorbestimmten Teilen bereitgestellt sind, in Übereinstimmung mit Erfassungssignalen, die von einer Spannungserfassungsschaltung und einer Stromerfassungsschaltung eingegeben werden, die an vorbestimmten Teilen des AC/DC-Umwandlerabschnitts bereitgestellt sind und eine Spannungserfassungsschaltung und eine Stromerfassungsschaltung, die an vorbestimmten Teilen des DC/DC-Umwandlerabschnitts bereitgestellt sind, wobei der AC/DC-Umwandlerabschnitt beinhaltet: eine Umrichterschaltung (Engl.: inverter circuit), in welcher mindestens ein Einphasenumrichter (Engl.: single-phase inverter) mit einer DC-Spannungsquelle und eine Vielzahl von Halbleiterschaltelementen zum Laden und Entladen der DC-Spannungsquelle in Serie verbunden ist; ein Gleichrichterelement (Engl.: rectifier element), das in einer nachfolgenden Stufe der Umrichterschaltung bereitgestellt ist; ein Glättungskondensator, welcher zu der Umrichterschaltung durch das Gleichrichterelement verbunden ist, zum Glätten einer Ausgabe von der Umrichterschaltung zum Ausgeben; und ein Kurzschlussschalter (Engl.: short-circuit switch) zum Bewirken, dass ein Strom den Glättungskondensator umgeht (Engl.: bypass) und wobei der Steuerabschnitt einen Strom, der in die Umrichterschaltung eingegeben wird, steuert, um zu verursachen, dass eine DC-Ausgangsspannung von dem AC/DC-Umwandlerabschnitt, welche eine Spannung über den Glättungskondensator ist, einer Zielspannung folgt und, um zu verursachen, dass ein Eingangsleistungsfaktor von der AC-Leistungsversorgung sich an Eins annähert, um dadurch eine DC-Spannung von dem mindestens einen Einphasenumrichter zu erhalten, und, um die Zielspannung für die DC-Ausgangsspannung von dem AC/DC-Umwandlerabschnitt in Übereinstimmung mit einer Spannung der AC-Leistungsversorgung anzupassen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Betriebseingangsspannungsbereich der Leistungsumwandlungsvorrichtung erweitert werden und der maximale Effizienzwert, vergleichbar zu dem in dem Fall, in welchem der Betriebseingangsspannungsbereich nicht erweitert wird, kann erhalten werden durch Ändern von Software, jedoch nicht von Hardware. Die Hardware wird nicht geändert und daher kann eine Entwurfsperiode der Hardware signifikant verkürzt werden und gemeinsame Teile können einfach für Leistungsumwandlungsvorrichtungen mit verschiedenen Eingangsspannungsbereichen verwendet werden. Folglich wird die Verbesserung der Verfügbarkeit von Teilen und die Reduktion von Teilekosten durch die Vorteile der Menge erwartet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den vorliegenden Zeichnungen ist:
1 ein Blockstrukturdiagramm; welches eine Leistungsumwandlungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt, die als eine Leistungsversorgungsvorrichtung (Engl.: power supply apparatus) dient;
2 ein schematisches Strukturdiagramm, welches ein Beispiel einer internen Struktur der Leistungsumwandlungsschaltung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ein schematisches Funktionsblockdiagramm, welches einen Steuerabschnitt (5) darstellt, welcher in 1 dargestellt ist;
4 ein schematisches Strukturdiagramm, welches einen Betrieb eines DC/DC-Umwandlerabschnitts darstellt, der in 2 dargestellt ist;
5 ein schematisches Strukturdiagramm, welches den Betrieb des DC/DC-Umwandlerabschnitts darstellt, der in 2 dargestellt ist;
6 ein Steuerblockdiagramm, welches eine Steuerung eines Durchflussumwandlungsschalters (Engl.: forward converter switch) darstellt, welcher in 2 dargestellt ist;
7 stellt entsprechende Wellenformen in jeweiligen Teilen eines AC/DC-Umwandlerabschnitts dar;
8 stellt einen Fluss eines Stroms dar, der durch eine EIN/AUS-Steuerung von Einphasen-Umrichterschaltern (Engl.: single-face inverter switches) verursacht wird, die in einer Umrichterschaltung beinhaltet sind;
9 stellt einen Stromfluss dar, der durch die EIN/AUS-Steuerung der Einphasenumrichterschalter verursacht wird, die in der Umrichterschaltung beinhaltet sind;
10 stellt einen Stromfluss dar, der durch die EIN/AUS-Steuerung der Einphasenumrichterschalter verursacht wird, die in der Umrichterschaltung beinhaltet sind;
11 ein Steuerblockdiagramm, das eine Steuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts darstellt;
12 ein Steuerblockdiagramm, das die Steuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts darstellt;
13A und 13B stellen modifizierte Beispiele der Struktur der Leistungsumwandlungsschaltung in der vorliegenden Erfindung dar;
14 ein schematisches Strukturdiagramm, das ein Beispiel einer internen Struktur einer Leistungsumwandlungsschaltung in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
15 ein Steuerblockdiagramm, das eine Steuerung eines Durchflussumwandlerschalters darstellt, der in 14 dargestellt ist;
16 ein Steuerblockdiagramm, das eine Steuerung eines AC/DC-Umwandlerabschnitts darstellt; und
17 ein Steuerblockdiagramm, das eine andere Steuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben zuerst eine Leistungsumwandlungsvorrichtung untersucht, in welcher ein Zielwert einer Ausgangsspannung eines AC/DC-Umwandlerabschnitts in Übereinstimmung mit Ausgangsspannungs- und Stromwerten erzeugt wird, um die Effizienz der Leistungsumwandlungsvorrichtung zu verbessern, in welcher der AC/DC-Umwandlerabschnitt zwischen einer Eingangs-AC-Leistungsversorgung und einem DC-Verbindungsabschnitt mit einer Einheit bereitgestellt ist, in welcher mindestens ein Einphasenumrichter, der ein Halbleiterschaltelement beinhaltet, und eine DC-Spannungsquelle in Serie verbunden ist, um einen Leistungsverlust und ein Rauschen (Engl.: noise) zu reduzieren, und in welcher eine große Strombegrenzungsschaltung entfernt wird, um eine Größe einer Vorrichtungsstruktur zu reduzieren.
In der oben beschriebenen Leistungsumwandlungsvorrichtung ist der AC/DC-Umwandlerabschnitt mit der Einheit versehen, welche den oben genannten Einphasenumrichter beinhaltet, um einen Betrieb zu steuern, um die Effizienz eines DC/DC-Umwandlerabschnitts zu maximieren, während ein variabler Bereich des Zielwerts der Ausgangsspannung des AC/DC-Umwandlerabschnitts vergrößert bzw. verbreitert wird. Jedoch ist es notwendig, eine Haltespannung (Engl.: holding voltage) des Einphasenumrichters auf einen hohen Wert in Abhängigkeit einer Beziehung zwischen einer AC-Eingangsspannung des AC/DC-Umwandlerabschnitts und einer DC-Ausgangsspannung des DC/DC-Umwandlerabschnitts zu setzen. Folglich kann ein Fall existieren, in welchem die Effizienz des AC/DC-Umwandlerabschnitts sich verschlechtert, um die Effizienz der gesamten Leistungsumwandlungsvorrichtung zu reduzieren.
Zum Beispiel sei anzunehmen, dass eine Leistungsumwandlungsvorrichtung B mit einem vergrößerten Eingangsspannungsbereich basierend auf einer Leistungsumwandlungsvorrichtung A entworfen werden soll, welche eine Entwurfsquelle ist. In diesem Fall, wenn eine Eingangsspannung der Leistungsumwandlungsvorrichtung B größer ist als eine Eingangsspannung der Leistungsumwandlungsvorrichtung A und eine Untergrenze (Engl.: lower limit) der Ausgangsspannung des AC/DC-Umwandlerabschnittss niedrig ist, ist es erforderlich, dass die Haltespannung des Einphasenumrichters auf einen Wert größer als ein Entwurfswert der Leistungsumwandlungsvorrichtung A gesetzt wird. Daher ist, wenn eine Durchbruchspannung bzw. Stehspannung bzw. Spannungsfestigkeit (Engl.: withstand voltage) des Schaltelements des Einphasenumrichters genügend ist, eine Schaltungsmodifikation erforderlich, und folglich erhöht sich eine Entwurfszeit und Teile können nicht gemeinsam verwendet werden. Ein Schaltelement mit hoher Durchbruchspannung ist im Allgemeinen größer in Verlust als ein Schaltelement mit niedriger Durchbruchspannung, und folglich verkleinert sich ein maximaler Wikrlungsgrad bzw. Effizienzwert. Zusätzlich ist eine Aufstellung (Engl.: lineup) (Modelle oder Typen) von Teilen für eine spezifische Applikation (zum Beispiel Befestigen auf einem Fahrzeug) kleiner in Zahl als eine Aufstellung von von Universalteilen und es gibt in manchen Fällen kein Element, das für die spezifische Anwendung geeignet ist und folglich wird das Schwierigkeitslevel des Entwurfs höher.
Daher wurde die vorliegende Erfindung im Speziellen unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Punkte durchgeführt. In einer Leistungsumwandlungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein AC/DC-Umwandlerabschnitt eine Umrichterschaltung, in welcher mindestens ein Einphasenumrichter, der eine Vielzahl von Halbleiterschaltelementen beinhaltet und eine DC-Spannungsquelle in Serie verbunden ist, einen Glättungskondensator, welcher zu einer nachfolgenden Stufenseite der Umrichterschaltung durch ein Gleichrichterelement verbunden ist, um eine Ausgabe des Gleichrichterelements zu glätten, und einen Kurzschlussschalter zum Umgehen des Glättungskondensators. Ferner steuert der AC/DC-Umwandlerabschnitt eine Ausgabe der Umrichterschaltung in Übereinstimmung mit einem Strombefehl, um zu verursachen, dass eine Spannung des Glättungskondensators einer Zielspannung folgt und, um einen Eingangsleistungsfaktor bzw. Eingabeleitsungsfaktor von einer Eingangs-AC-Leistungsversorgung zu verbessern. Ein Betriebseingangsspannungsbereich der Leistungsumwandlungsvorrichtung wird vergrößert und ein Maximal-Effizienzwert bzw. maximaler Effizienzwert, vergleichbar zu dem in einem Fall, in welchem der Betriebseingangsspannungsbereich nicht vergrößert wird, wird durch Ändern von Hardware aber nicht von Software erlangt.
Hiernach wird eine Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. In jeder der Ausführungsformen werden gleiche oder entsprechende Abschnitte durch die gleichen Bezugssymbole ausgedrückt und daher wird eine doppelte Beschreibung vernachlässigt.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockstrukturdiagramm, welches eine Leistungsumwandlungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt, die als eine Leistungsversorgungsvorrichtung dient. 1 stellt ein Beispiel dar, in welchem die Leistungsumwandlungsvorrichtung als eine Leistungsversorgungsvorrichtung 200 verwendet wird, zu welcher eine AC-Spannungsquelle 1 (hiernach einfach als AC-Leistungsquelle 1 bezeichnet) auf einer Eingangsseite davon verbunden ist, um eine Hochspannungsbatterie 6 zu laden, die zu einer Ausgangsseite davon verbunden ist. Die Leistungsversorgungsvorrichtung (Leistungsumwandlungsvorrichtung) 200 beinhaltet einen Leistungsumwandler 300 und eine elektronische Steuereinrichtung 7. Der Leistungsumwandler 300 beinhaltet eine Leistungsumwandlungsschaltung 400 und einen Steuerabschnitt 5.
Die Leistungsumwandlungsschaltung 400 ist eine Schaltung zum Durchführen von Leistungsumwandlung durch Schalten, welche eine Eingangsleistung von der AC-Leistungsversorgung 1 empfängt und die Hochspannungsbatterie 6 lädt, die mit der Ausgangsstufe verbunden ist. Erfassungsschaltungen (siehe 2), die an vorbestimmten Teilen der Leistungsumwandlungsschaltung 400 angebracht sind, senden erfasste Ströme und Spannungen zu dem Steuerabschnitt 5 durch Signalleitungen.
Der Steuerabschnitt 5 empfängt einen Ausgangsleistungsbefehl von der elektrischen Steuereinrichtung 7 durch eine Kommunikationsleitung 8, erzeugt ein Zielleistungssignal P_out*, welches zur Schaltungssteuerung in Übereinstimmung mit dem Ausgangsleistungsbefehl verwendet wird, und führt eine Pulsweitenmodulation-(PWM)-Steuerung auf Schaltelementen (siehe 2) der Leistungsumwandlungsschaltung 400 durch, um dem Zielleistungssignal P_out* zu folgen.
Die Hochspannungsbatterie 6 ist eine ladbare und entladbare Batterie, z. B. eine Lithiumionenbatterie, und lädt durch Versorgen bzw. Anlegen (Engl.: supply) eines Stroms zu einer positiven Seite davon. Die elektronische Steuereinrichtung 7 ist eine Hochlevel-Steuereinheit (Engl.: high level control unit) der Leistungsversorgungsvorrichtung 200 und überträgt den Ausgangsleistungsbefehl zu dem Leistungsumwandler 300 durch die Kommunikationsleitung 8. Die Kommunikationsleitung 8 ist eine Ein-Übertragungs-Leitung (Engl.: Signal transmission line) zum Kommunizieren zwischen dem Leistungsumwandler 300 und der elektronischen Steuereinrichtung 7 unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls, wie z. B. ein Controller-Area-Network-(CAN)-Protokoll (siehe ISO11898 und ISO11519-2). Jeder von dem Steuerabschnitt 5 und der elektronischen Steuereinrichtung 7 beinhaltet einen Mikrocomputer oder einen Computer.
2 ist ein schematisches Strukturdiagramm, das ein Beispiel einer internen Struktur der Leistungsumwandlungsschaltung 400 darstellt, die in 1 dargestellt ist, in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein AC/DC-Umwandlerabschnitt 10 beinhaltet Elemente von einer Diodenbrücke 12 bis zu einem Glättungskondensator 22, Die Diodenbrücke 12 empfängt eine AC-Spannung von der AC-Leistungsversorgung 1. Die AC-Leistungsversorgung 1 ist zu der Diodenbrücke 12 verbunden, die als eine Gleichrichterschaltung dient. Die Diodenbrücke 12 ist parallel zu einer Gleichgerichtete-Spannung-Erfassungsschaltung (SV1) 30 verbunden. Eine Serienschaltung, in welcher eine Gleichgerichteter-Strom-Erfassungsschaltung (SI1) 31 und ein Induktor (Engl.: reactor) (L) 13, der als eine Strombegrenzungsschaltung dient, in Serie zueinander geschaltet sind, ist in Serie zu einer Ausgangsseite der Diodenbrücke 12 verbunden. Eine nachfolgende Stufenseite des Induktors 13 ist in Serie zu einer AC-Seite einer Umrichterschaltung 14 verbunden, dienend als ein Einphasenumrichter.
Die Umrichterschaltung 14 beinhaltet einen Einphasenumrichter 14a, welcher zwei Einphasenumrichterschalter (Halbleiterschaltungselemente) 17 und 18, zwei Dioden 15 und 16, und eine DC-Spannungsquelle 19 (beinhaltend DC-Spannungsquellen-Spannungserfassungsschaltung 32 in einem tatsächlichen Fall) aufweist. Jeder der Einphasenumrichterschalter 17 und 18 beinhaltet eine Diode und einen Insulated-Gate-Bipolar-Transistor (Engl.: isolated gate bipolar transistor) (IGBT), welche antiparallel (Engl.: reverse parallel) verbunden sind, oder ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (Engl.: metal oxide semiconductor field effect transistor) (MOSFET), welcher eine Diode zwischen einem Source und einem Drain beinhaltet. Die DC-Spannungsquelle 19 ist parallel zu der DC-Spannungsquellen-Spannungserfassungsschaltung 32 verbunden.
Die DC-Spannungsquelle 19 und die DC-Spannungsquellen-Spannungserfassungsschaltung (SV2) 32 sind gemeinsam zwischen beiden Enden einer Serienschaltung verbunden, in welcher der Einphasenumrichterschalter 17 zu einer Anodenseite der Diode 15 verbunden ist, und zwischen beiden Enden einer Serienschaltung, in welcher eine Kathodenseite der Diode 16 zu den Einphasenumrichterschalter 18 verbunden ist. Ein Verbindungspunkt zwischen dem Einphasenumrichterschalter 17 und der Anodenseite der Diode 15 ist zu dem Induktor 13 verbunden. Ein Verbindungspunkt zwischen der Kathodenseite und der Diode 16 und der Einphasenumrichterschalter 18 ist zu einer Schaltung verbunden, die in einer nachfolgenden Stufe befindlich ist.
Die Umrichterschaltung 14 ist zu einer Serienschaltung verbunden, welche in der nachfolgenden Stufe befindlich ist und beinhaltet einen Kurzschlussschalter 21 und eine Gleichrichtungsdiode 20. Eine Kathodenseite der Gleichrichtungsdiode 20 ist zu einer positiven Elektrode eines Glättungskondensators 22 des AC/DC-Umwandlerabschnitts 10 verbunden, der in einer Ausgangsstufe befindlich ist. Ein Verbindungspunkt zwischen einem Ende des Kurzschlussschalters 21 und einer Anodenseite der Gleichrichtungsdiode 20 ist zu einer AC-Ausgangsleitung der Umrichterschaltung 14 verbunden. Das andere Ende des Kurzschlussschalters 21 ist zu einer negativen Elektrode des Glättungskondensators 22 verbunden. Der Glättungskondensator 22 ist parallel zu einen Glättungskondensator-Spannungserfassungsschaltung (SV3) 33 verbunden.
Der DC/DC-Umwandlerabschnitt 11 beinhaltet Elemente, die zwischen einer nachfolgenden Stufe des Glättungskondensators 22 und einer vorherigen Stufe der Hochspannungsbatterie 6 befindlich sind. Eine allgemeine Durchflussumwandlerschaltung (Engl.: general forward converter circuit) wird als der DC/DC-Umwandlerabschnitt verwendet. Der Glättungskondensator 22 ist parallel zu einer Serienschaltung verbunden, die eine Primärspule eines Transformators (Engl.: transformer) 24 und einen Durchflussumwandlerschalter (Engl.: forward converter switch) 23 in der nachfolgenden Stufe des Glättungskondensators 22 beinhaltet. Eine sekundäre Spule des Transformators 24 ist in Serie zu einer sekundären Gleichrichterseriendiode 25 und parallel zu einer sekundären Gleichrichterparalleldiode 26 verbunden. Ein Glättungsinduktor (Engl.: smoothing reactor) (L) 27 und eine Ausgangsstrom-Erfassungsschaltung (SI2) 34 sind in Reihenfolge in Serie in einer nachfolgenden Stufe der Dioden 25 und 26 für sekundäre Gleichrichtung verbunden. Ferner ist ein Kondensator 28 parallel verbunden. Eine Spannung über den Kondensator 28 entspricht einer Ausgabe des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11. Die Hochspannungsbatterie 6, welche eine Last ist, ist zwischen beiden der Enden des Kondensators 28 verbunden. Die Hochspannungsbatterie 6 (Kondensator 28) ist parallel zu einer Ausgangsspannungs-Erfassungsschaltung (SV4) 35 verbunden.
Erfassungssignale, die durch Erfassung durch die jeweiligen Erfassungsschaltungen 30 bis 35 erlangt werden, werden zu dem Steuerabschnitt 5 durch die Signalleitungen gesendet. Steuersignale werden von dem Steuerabschnitt 5 zu den jeweiligen Schaltern 17, 28, 21 und 23 durch Signalleitungen gesendet. Um die Strukturen der Schaltungen zu vereinfachen, sind die Signalleitungen in 3 und den nachfolgenden Figuren vernachlässigt.
3 ist ein schematisches Funktionsblockdiagramm, welches den Steuerabschnitt 5 darstellt, der in 1 gezeigt ist. Der Steuerabschnitt 5 beinhaltet im Wesentlichen: ein DC/DC-Umwandlungssteuermittel 5a und ein AC/DC-Umwandlungssteuermittel 5b, welche durch Software implementiert sind, und einen Speicherabschnitt 5c, der durch Hardware implementiert ist, zum Speichern von Programmen für die Steuermittel 5a und 5b und verschiedenen Faktoren, die zum Steuern im Vorhinein benötigt werden und Speichern und Aktualisieren von verschiedenen Werten, welche während einer Steuerung berechnet werden und welche erforderlicher Weise zu speichern sind. Das DC/DC-Umwandlungssteuermittel 5a und das AC/DC-Umwandlungssteuermittel 5b werden zur Steuerung in Verknüpfung miteinander betrieben.
Als Erstes wird ein Betrieb des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11 des Leistungsumwandlers 300 beschrieben, der die oben beschriebene Struktur aufweist. 4 und 5 sind schematische Strukturdiagramme, die den Betrieb des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11 der Leistungsumwandlungsschaltung 400 illustrieren, die in 2 dargestellt ist, unter der Steuerung des DC/DC-Umwandlungssteuermittels 5a, das in 3 dargestellt ist. In der folgenden Beschreibung wird der DC/DC-Umwandlerabschnitt 11 als ein Universal-isolierter-Durchflussumwandler (Engl.: genereal insulated forward converter) angenommen.
Die Symbole sind wie folgt definiert.

P_out*:: Steuerzielleistungswert, der durch den Steuerabschnitt 5 erzeugt wird
I_out:: Ausgangsstrom des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11, welcher durch die Ausgangsstrom-Erfassungsschaltung 34 erfasst wird
I_out*:: Steuerzielstromwert des Ausgangsstroms I_out
V_out:: Ausgangsspannung des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11
V_load:: Lastspannung, die durch die Ausgangsspannungs-Erfassungsschaltung 35 erfasst wird
V_tr2:: Sekundärspannung von Transformator 24

Wenn der Durchflussumwandlerschalter 23 ”EIN” geschaltet wird, wie in 4 dargestellt, fließt ein Strom, der in die Primärspule des Transformators 24 heineinfließt, durch einen Pfad, der den AC/DC-Umwandlerabschnitt 10, die Primärspule des Transformators 24, und den Durchflussumwandlerschalter 23 in dieser Reihenfolge beinhaltet. Die Übertragung (Engl.: transfer) 24 überträgt Leistung von der Primärseite zu der Sekundärseite. Ein Strom, der in die Sekundärspule des Transformators 24 fließt, fließt durch einen Pfad, der die Sekundärspule des Transformators 24, die Sekundär-Gleichrichterseriendiode 25, den Glättungsinduktor 27, und die Hochspannungsbatterie 6 in dieser Reihenfolge beinhaltet (beschrieben außer für verschiedene Erfassungsschaltungen, das Gleiche gilt hiernach).
Wenn der Durchflussumwandlerschalter 23 ”AUS” geschaltet ist, wie in 5 dargestellt, fließt kein Strom in die Primärspule des Transformators 24, und folglich wird keine Leistung zu der Sekundärseite übertragen. Jedoch fließt an der Sekundärseite ein Strom durch einen Pfad, der den Glättungsinduktor 27, die Hochspannungsbatterie 6, und die Sekundär-Gleichrichterparalleldiode 26 in dieser Reihenfolge beinhaltet, durch die Selbstinduktion des Glättungsinduktors 27.
Symbole sind wie folgt definiert.

N1:: Zahl von Windungen der Primärspule von Transformator 24
N2:: Zahl von Windungen der Sekundärspule von Transformator 24
ton:: EIN-Zeit von Durchflussumwandlerschalter 23
T:: EIN/AUS-Schaltperiode von Durchflussumwandlerschalter 23
V_dc:: Spannung von Glättungskondensator 22, welche durch die Glättungskondensator-Spannungserfassungsschaltung 33 erfasst wird.

In diesem Fall kann die Ausgangsspannung V_out des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11 durch den Ausdruck (1), der unten beschrieben ist, ausgedrückt werden. V_out = (N2/N1)·V_dc·(ton/T) (1)
Daher kann die Ausgangsspannung V_out des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11 in Übereinstimmung mit der AN-Zeit ton des Durchflussumwandlerschalters 23 gesteuert werden. Das heißt, der Durchflussumwandlerschalter 23 ist PWM-gesteuert, um die Ausgangsspannung V_out des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11 zu steuern, um hierdurch den Ausgangsstrom I_out, der in die Hochschaltensbatterie hineinfließt, anzupassen. In dieser Weise wird eine Ausgabe, die dem Zielleistungswert P_out* folgt, erlangt. Es sei zu beachten, dass die Lastspannung V_load, die durch die Ausgangsspannungs-Erfassungsschaltung 35 erfasst wird, zu dem Spannungswert der Hochspannungsbatterie 6 fixiert bzw. festgesetzt ist. Folglich ist in dieser Ausführungsform die Lastspannung V_load verschieden von der Ausgangsspannung V_out.
Die Steuerung des Steuerabschnitts 5 zum Verursachen, dass die Ausgangsleistung dem Zielleistungswert P_out* folgt, wird nachfolgend im Detail beschrieben. 6 ist ein Steuerblockdiagramm, welches die Steuerung des Durchflussumwandlerschalters 23 darstellt, welche durch das DC/DC-Umwandlungssteuermittel 5a des Steuerabschnitts 5 durchgeführt wird. Als Erstes wird der Zielleistungswert P_out* durch die Lastspannung V_load durch einen Teilungsabschnitt 501 geteilt, um einen Steuerzielstromwert I_out* 50 zu erhalten. In dieser Ausführungsform ist die Hochspannungsbatterie 6 als Last vorgesehen. Wenn angenommen wird, dass eine Erhöhung in Spannung der Hochspannungsbatterie 6 während eines Ladens langsam genug ist und ein interner Widerstand davon klein ist, kann angenommen werden, dass die Lastspannung V_load im Wesentlichen konstant ist. Daher kann der Steuerzielstromwert I_out* 50 wie oben beschrieben erlangt werden.
Als Nächstes wird eine Differenz 51 zwischen dem Ausgangsstrom I_out und dem Zielstromwert I_out* 50 durch einen Subtraktionsabschnitt 502 erlangt. Dann wird ein Ausgang, der durch PI-Steuerung (Steuerverfahren der Durchführung von Proportional-(P)-Operation (Engl.: proportional operation) und Integral-(I)-Operation (Engl.: integral operation) in Kombination auf einer Differenz) unter Verwendung der Differenz 51 als einen Rückkopplungswert durch einen PI-Steuerabschnitt (PI) 503 als ein Zielausgangsspannungswert V_out* 52 der Ausgangsspannung V_out des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11 bestimmt. Ein PWM-Arbeitsverhältnis bzw. eine PWM-Arbeit bzw. ein PWM-Betrieb (Engl.: PWM-duty) 53 zum Erzeugen des Zielausgangsspannungswerts V_out* 52 der Ausgangsspannung V_out wird durch einen Betriebsberechnungsabschnitt (Engl.: duty calculation section) (K) 504 unter Verwendung von Ausdruck (1) erlangt, der oben beschrieben ist, basierend auf einem Windungsverhältnis (N2/N1) des Transformators 24 und eines Zielausgangsspannungswerts V_dc* der DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22. Ein Verfahren des Berechnens des Zielausgangsspannungswerts V_dc* wird später beschrieben. Ein Ansteuersignal für den Durchflussumwandlerschalter 23 wird durch einen PWM-Steuerabschnitt 505 basierend auf dem PWM-Arbeitsverhältnis bzw. dem PWM-Betrieb (Engl.: PWM-duty) erzeugt, um den DC/DC-Umwandlerabschnitt 11 anzusteuern.
Als Nächstes wird ein Betrieb des AC/DC-Umwandlerabschnitts 10 unter der Steuerung des AC/DC-Umwandlungssteuermittel 5b, das in 3 illustriert ist, beschrieben. 7 stellt Wellenformen (Engl.: waveforms) in den jeweiligen Teilen des AC/DC-Umwandlerabschnitts 10 dar.
Symbole sind wie folgt definiert.

V_in:: Spannung von Diodenbrücke, welche durch die gleichgerichtete Spannungserfassungsschaltung (Engl.: rectified voltage detection circuit) 30 erfasst wird
I_in:: Strom von Diodenbrücke, welcher durch die gleichgerichtete Stromerfassungsschaltung 31 erfasst wird
V_sub:: Spannung von DC-Spannungsquelle 19, die in der Umrichterschaltung 14 beinhaltet ist, welche durch die DC-Spannungsquellen-Erfassungsschaltung 32 erfasst wird
V_sub*:: Steuerzielspannungswert der DC-Spannungsquelle 19, die in der Umrichterschaltung 14 beinhaltet ist
V_dc:: Spannungswert des Glättungskondensators 22, welcher durch die Glättungskondensator-Spannungserfassungsschaltung 33 erfasst wird
V_dc*:: Steuerzielspannungswert des Glättungskondensators 22
θ:: Eingangsspannungsphase von AC-Leistungsversorgung 1

Ein Eingang von der AC-Leistungsversorgung 1 ist Vollwellen-gleichgerichtet (Engl.: full-wave rectified) durch die Diodenbrücke 12, und folglich haben die Spannung V_in und der Strom I_in in einer nachfolgenden Stufe der Diodenbrücke 12 Wellenformen wie in 7 dargestellt. In diesem Fall sei anzunehmen, dass eine Spitzenspannung der Spannung V_in größer ist als die DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22, welche durch den Konstantzielspannungswert V_dc* gesteuert wird.
Die Umrichterschaltung 14 steuert den Strom I_in zum Ausgeben, unter PWM-Steuerung, so dass ein Eingangsleistungsfaktor von der AC-Leistungsversorgung 1 im Wesentlichen gleich Eins oder Eins ist. Daher wird eine Spannung, die zwischen einem AC-Seitenverbindungspunkt und einem DC-Seitenverbindungspunkt erzeugt wird, auf die Spannung V_in in der nachfolgenden Stufe der Diodenbrücke 12 überlagert.
8 bis 10 stellen einen Stromfluss dar, der durch EIN/AUS-Steuerung der Einphasen-Umrichterschalter 17 und 18 verursacht wird, die in der Umrichterschaltung 14 beinhaltet sind.
Wenn die Einphasen-Umrichterschalter 17 und 18 ”AUS” geschaltet sind, fließt ein Strom durch die Diode 15, um die DC-Spannungsquelle 19 zu laden, fließt durch die Diode 16, und wird dann von der Umrichterschaltung 14 ausgegeben (siehe z. B. durchgezogene Linie von 8 und unterbrochene Linie von 10).
Wenn nur der Einphasen-Umrichterschalter 17 ”EIN” geschaltet ist, fließt ein Strom durch den Einphasen-Umrichterschalter 17 und die Diode 16 und wird dann von der Umrichterschaltung 14 ausgegeben (siehe z. B. unterbrochene Linie von 8 und durchgezogene Linie von 9).
Wenn nur der Einphasen-Umrichterschalter 18 ”EIN” geschaltet ist, fließt ein Strom durch die Diode 15 und den Einphasen-Umrichterschalter 18 und wird dann von der Umrichterschaltung 14 ausgegeben (siehe z. B. durchgezogene Linie von 10).
Wenn die Einphasen-Umrichterschalter 17 und 18 zur selben Zeit ”EIN” geschaltet sind, fließt ein Strom durch den Einphasen-Umrichterschalter 17, um die DC-Spannungsquelle 19 zu entladen, fließt durch den Einphasen-Umrichterschalter 18, und wird dann von der Umrichterschaltung 14 ausgegeben (siehe z. B. Fluss in unterbrochener Linienregion, dargestellt in 9).
Die oben beschriebenen vier Steuertypen werden in Kombination verwendet, um die Einphasen-Umrichterschalter 17 und 18 zu steuern, um die Umrichterschaltung 14 dadurch PWM zu steuern.
Zum Beispiel führt das AC/DC-Umwandlungssteuermittel 5b Steuerung durch basierend auf einer Phase θ relativ zu einem Nulldurchgangspunkt der Eingangsspannung V_in von der Diodenbrücke 12, welcher von einem Spannungssignal erlangt wird, das von der Gleichgerichtete-Spannung-Erfassungsschaltung 30 (Engl.: rectified voltage detection circuit) ausgegeben wird. Wie in 7 dargestellt, sei anzunehmen, dass die Eingangsspannungsphase von der AC-Leistungsversorgung 1 durch θ dargestellt wird, die Phase θ, wenn die Spannung V_in gleich dem Zielspannungswert V_dc* des Glättungskondensators 22 durch θ2 (0 < θ2 < π/2) angegeben ist, und der Kurzschlussschalter 21 in einem ”EIN”-Zustand ist während die Phase θ in einem Bereich von 0 zu einer vorbestimmten Phase θ1 (0 < θ1 < θ2) ist, das heißt 0 ≤ θ < θ1. In diesem Fall fließt, wie in 8 dargestellt, der Strom von der AC-Leistungsversorgung 1 durch einen Pfad, der die Diodenbrücke 12, den Induktor 13, die Umrichterschaltung 14, den Kurzschlussschalter 21, und die Diodenbrücke 12 in dieser Reihenfolge beinhaltet, um dadurch zu der AC-Leistungsversorgung 1 zurückzukehren. Der Kurzschlussschalter 21 ist in dem ”EIN”-Zustand und folglich fließt kein Strom durch die Gleichrichtungsdiode 20 und den Glättungskondensator 22. Zum Beispiel steuert, in einer Kombination des Falls in welchem die Einphasenumrichterschalter 17 und 18 ”AUS”-geschaltet sind (Stromfluss dargestellt durch durchgezogene Linie von 8) und dem Fall in welchem nur der Einphasenumrichterschalter 17 ”EIN”-geschaltet ist (Stromfluss, dargestellt durch unterbrochene Linie von 8), die Umrichterschaltung 14 den Strom I_in zum Ausgeben, unter der PWM-Steuerung, so dass der Eingangsleistungsfaktor im Wesentlichen gleich Eins oder Eins ist, während eine Spannung, welche eine gegensätzliche Polarität zu der Spannung V_in und im Wesentlichen gleich oder gleich einer Spannung V_in ist, erzeugt wird. Während der Steuerung des Stroms I_in wird die Spannungsquelle 19 der Umrichterschaltung 14 mit Energie geladen.
Als Nächstes, wenn der Kurzschlussschalter 21 ”AUS” geschaltet wird, in dem Fall, in welchem die Phase θ gleich θ1 ist, wie in 9 dargestellt, fließt der Strom von der AC-Leistungsversorgung 1 durch einen Pfad, der die Diodenbrücke 12, den Induktor 13, die Umrichterschaltung 14, die Gleichrichtungsdiode 20, den Glättungskondensator 22, und die Diodenbrücke 12, in dieser Ordnung, beinhaltet, um hierdurch zu der AC-Leistungsversorgung 1 zurückzukehren.
Wenn die Phase θ θ1 ≤ θ < θ2 erfüllt, steuert die Umrichterschaltung 14 den Strom I_in zum Ausgeben, unter der PWM-Steuerung zum Beispiel in einer Kombination des Falls, in welchem die Einphasen-Umrichterschalter 17 und 18 zur selben Zeit ”EIN”-geschaltet sind (Stromfluss dargestellt durch gestrichelte Linie von 9) und den Fall, in welchem nur der Einphasen-Umrichterschalter 17 ”EIN”-geschaltet ist (Stromfluss dargestellt durch durchgezogenen Linie von 9). In diesem Fall steuert, um in der Lage zu sein, die DC-Spannung V_dc des Glättungskondensator 22 zu DC-Spannung V_dc* zu erhalten, die Umrichterschaltung 14 den Strom I_in zum Ausgeben, so dass der Eingangsleistungsfaktor im Wesentlichen gleich Eins oder Eins ist, während eine Spannung im Wesentlichen gleich oder gleich zu (V_dc* – V_in) erzeugt wird. Während der Steuerung des Stroms I_in ist die Polarität der Spannung, die durch die Umrichterschaltung 14 erzeugt wird, gleich der Polarität des Stroms I_in. Folglich wird die DC-Spannungsquelle 19 der Umrichterschaltung 14 entladen.
Als Nächstes, wenn die Spannung V_in gleich der DC-Spannung V_dc* des Glättungskondensators 22 bei der Phase θ (= θ2) wird, bleibt der Kurzschlussschalter 21 in dem ”AUS”-Zustand, jedoch wird der Betrieb der Umrichterschaltung 14 geändert.
Das heißt, wenn die Phase θ ist θ2 < π/2 ist, wie in 10 dargestellt, fleißt der Strom von der AC-Leistungsversorgung 1 durch einen Pfad, der die Diodenbrücke 12, den Induktor 13, die Umrichterschaltung 14, die Gleichrichtungsdiode 20, den Glättungskondensator 22, und die Diodenbrücke 12 in dieser Reihenfolge beinhaltet, um hierdurch zu der AC-Leistungsversorgung 1 zurückzukehren.
Die Umrichterschaltung 14 steuert den Strom I_in zum Ausgeben, unter der PWM-Steuerung, zum Beispiel in einer Kombination des Falls, in welchem die Einphasen-Umrichterschalter 17 und 18 auf ”AUS” geschaltet sind (Stromfluss dargestellt durch gestrichelte Linie von 10) und dem Fall, in welchem nur der Einphasen-Umrichterschalter 18 ”EIN”-geschaltet ist (Stromfluss dargestellt durch durchgezogene Linie von 10). In diesem Fall ist die Zielspannung V_dc* des Glättungskondensators 22 gleich oder kleiner als die Spannung V_in. Daher, um in der Lage zu sein die DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22 zu der Zielspannung V_dc* zu halten, steuert die Umrichterschaltung 14 den Strom I_in zum Ausgeben, so dass der Ausgabeleistungsfaktor bzw. Ausgangsleistungsfaktor gleich im Wesentlichen Eins oder Eins ist, während eine Spannung im Wesentlichen gleich oder gleich zu (V_in – V_dc*) mit der entgegengesetzten Polarität zu der Spannung V_in erzeugt wird. Während der Steuerung des Stroms I_in ist die Polarität der Spannung, die durch den Umrichter 14 erzeugt wird, entgegengesetzt zu der Polarität des Stroms I_in und folglich wird die DC-Spannungsquelle 19 der Umrichterschaltung 14 geladen.
Wie in 7 dargestellt, während einer Phasenperiode von π/2 ≤ θ < π, ist ein Betrieb symmetrisch zu dem Betrieb, der während der Phasenperiode von 0 ≤ θ < π/2 durchgeführt wird, wie oben beschrieben. Während einer Phasenperiode von π ≤ θ < 2π wird derselbe Betrieb wie während der Phasenperiode von 0 ≤ θ < π durchgeführt.
Eine Nulldurchgangsphase ”(θ = 0, π) ± θ1” der Phase θ der Eingangsspannung der AC-Leistungsversorgung 1 wird auf eine spezifische Phase gesetzt, um den Kurzschlussschalter 21 zu schalten. Der Kurzschlussschalter 21 wird in den ”EIN”-Zustand nur in einem Phasenbereich von ±θ1 relativ zu der Nulldurchgangsphase gebracht (hiernach als Kurzschlussphasenbereich bezeichnet), um den Glättungskondensator 22 zu umgehen. In diesem Fall steuert die Umrichterschaltung 14 den Strom I_in zum Ausgeben, so dass der Eingangsleistungsfaktor gleich zu im Wesentlichen Eins oder Eins ist, während eine Spannung, welche eine entgegengesetzte Polarität zu der Spannung V_in aufweist und im Wesentlichen gleich oder gleich zu der Spannung V_in ist, erzeugt wird, um dadurch die DC-Spannungsquelle 19 zu laden. In einem Phasenbereich außer dem Kurzschlussphasenbereich hält die Umrichterschaltung 14 die DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22 zu der Zielspannung V_dc* und steuert den Strom I_in, so dass der Eingangsleistungsfaktor im Wesentlichen gleich Eins oder Eins ist, um dadurch die Spannung zu erzeugen. In diesem Fall, wenn die Spannung V_in gleich oder kleiner als die Zielspannung V_dc* des Glättungskondensators 22 ist, wird die DC-Spannungsquelle 19 entladen. Wenn die Spannung V_in die Zielspannung V_dc* überschreitet, wird die DC-Spannungsquelle 19 geladen.
Wenn 81 größer wird, erhöht sich die Energie, die in der DC-Spannungsquelle 19 geladen ist. Bei einem nachfolgenden Entladen kann eine erzeugte Spannung auf die Spannung V_in in einem Hochspannungsbereich überlagert werden und eine entladene Energie kann erhöht werden. Daher kann die DC-Spannung V_dc (siehe Spannung V_dc*) des Glättungskondensators 22 erhöht werden.
In der Phasenperiode von 0 ≤ θ < π/2, wie oben beschrieben, wird die DC-Spannungsquelle 19 der Umrichterschaltung 14 geladen während der Perioden von 0 ≤ θ < θ1 und θ2 ≤ θ < π/2 und Entladen während der Periode von θ1 ≤ θ < θ2. Wenn Ladungs- und Entladungsenergien der DC-Spannungsquelle 19 der Umrichterschaltung 14 gleich zueinander sind, wird Ausdruck (2) aufgebaut. Es ist zu beachten, dass V_P eine Spitzenspannung der Spannung V_in und I_P einen Spitzenstrom des Stroms I_in anzeigt. ∫^θ1 ₀V_psinθ·I_psinθ·dθ + ∫^π/2 _θ2(V_psinθ – V_dc*) – I_psinθ·dθ = ∫^θ2 _θ1(V_dc* – V_psinθ)·I_psinθ·dθ (2)
Wenn V_in = V_psinθ und I_in = I_psinθ,
V_dc* = V_p·π/(4cosθ1)
erlangt wird.
Folglich wird die Zielspannung V_dc* des Glättungskondensators 22 basierend auf θ1 bestimmt zum Definieren des Kurzschlussbereichs, d. h. die Zielspannung V_dc* kann basierend auf geändertem θ1 bestimmt werden. Die DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22 wird gesteuert, um der Zielspannung V_dc* zu folgen.
Wenn die Spannung V_sub der DC-Spannungsquelle 19 auf einen Wert gleich oder größer als eine gewünschte erzeugte Spannung der Umrichterschaltung 14 in jeder der Phasenbereiche 0 ≤ θ < θ1, θ1 ≤ θ < θ2, und θ2 ≤ θ < π/2 gesetzt ist, kann die Umrichterschaltung 14 die gewünschte Steuerung, wie oben beschrieben, mit hoher Zuverlässigkeit durchführen. Das heißt, wenn die Spannung V_sub gesetzt wird, um die folgenden drei Bedingungen zu erfüllen, V_psinθ1 ≤ V_sub (3) (V_dc* – V_psinθ1) ≤ V_sub (4) (V_P – V_dc*) ≤ V_sub (5) kann die DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22 auf der Zielspannung V_dc* gehalten werden. Zusätzlich kann die Steuerung der Umrichterschaltung 14, welche den Strom I_in steuert, so dass der Eingangsleistungsfaktor gleich im Wesentlichen Eins oder Eins ist, mit hoher Zuverlässigkeit in allen Phasen der AC-Leistungsversorgung 1 durchgeführt werden. Die Spannung V_sub der DC-Spannungsquelle 19 ist auf einen Wert gleich oder kleiner als dem Spitzenwert V_P der Spannung V_in gesetzt.
Als Nächstes wird die Steuerung der Umrichterschaltung 14, welche die DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22 zu der Zielspannung V_dc* hält und den Strom V_in steuert, so dass der Eingangsleistungsfaktor gleich im Wesentlichen Eins oder Eins ist, im Detail beschrieben.
11 und 12 sind Steuerblockdiagramme, die die Steuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts 10 darstellen, welche durch das AC/DC-Umwandlungssteuermittel 5b durchgeführt wird, das in 3 dargestellt ist. In 11 berechnet ein Berechnungsabschnitt 511 einen ersten Zielspannungswert (Ausgangsspannungsidealwert) V_{dc_ideal} 60 der DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22 unter Verwendung von oben beschriebenem Ausdruck (1), basierend auf dem Zielspannungswert V_out* 52 (siehe 6) der Ausgangsspannung V_out des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11, dem Wicklungsverhältnis (N2/N1) des Transformators 24, und einer Ein-Zeit ”ton max” des Durchflussumwandlerschalters 23, um die Effizienz des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11 zu maximieren.
In einem Begrenzerabschnitt 512 wird ein Bereich der DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22, welcher durch den AC/DC-Umwandlerabschnitt 10 stromgesteuert sein kann, berechnet unter Verwendung der Ausdrücke (2) bis (5), wie oben beschrieben. Wenn (erster Zielspannungswert V_{dc_ideal}) < (untere Grenze bzw. Untergrenze von Ergebnis erlangt durch Berechnung), dann wird die Untergrenze des Ergebnisses, das durch die Berechnung erlangt ist als den Zielspannungswert V_dc* des Glättungskondensators 22 gesetzt, der in einer Ausgangsstufe lokalisiert ist, und der Zielspannungswert V_dc* wird verwendet für einen proportionalen Term K, der in 11 dargestellt ist.
Wenn (erster Zielspannungswert V_{dc_ideal}) > (Untergrenze von Ergebnis erlangt durch Berechnung), dann wird der erste Zielspannungswert V_{dc_ideal} 60 als der Zielspannungswert V_dc* des Glättungskondensators 22, der in der Ausgangsstufe lokalisiert ist, gesetzt.
Folglich kann, während die Spannung V_sub der DC-Spannungsquelle 19 des Einphasenumrichters auf dem konstanten Wert gehalten wird, der AC/DC-Umwandlerabschnitt 10 die Stromsteuerung durchführen. Zusätzlich, wenn (erster Zielspannungswert V_{dc_ideal}) > (Untergrenze von Ergebnis erlangt durch Berechnung), kann der DC/DC-Umwandlerabschnitt 11 bei einem Maximaleffizienzpunkt operieren.
In 12 wird ein Differenz 61a zwischen der DC-Spannung V_dc und dem Zielspannungswert V_dc* des Glättungskondensators 22, der in der Ausgangsstufe lokalisiert ist, erlangt durch einen Subtraktionsabschnitt 521. Die Differenz 61a wird als ein Rückkopplungswert verwendet und eine PI-Steuerausgabe 62a, die durch PI-Steuerung erlangt wird, wird durch einen PI-Steuerabschnitt 522 berechnet. Um die Spannung V_sub der DC-Spannungsquelle 19 der Umrichterschaltung 14 auf einem konstanten Wert zu halten, wird eine Differenz 61b zwischen der Spannung V_sub und dem Zielwert V_sub* durch einen Subtraktionsabschnitt 529 erlangt. Die Differenz 61b wird als ein Rückkopplungswert verwendet und eine PI-Steuerausgabe 62b, die durch PI-Steuerung erlangt wird, wird durch einen PI-Steuerabschnitt 530 berechnet. Die PI-Steuerausgaben 62a und 62b werden zueinander durch einen Additionsabschnitt 523 addiert, um einen Amplitudenzielwert 63 des Stroms I_in zu bestimmen. Ein Multiplizierabschnitt 524 erzeugt einen Sinusstrom-Befehlswert I_in* 64 synchronisiert mit der Spannung V_in in Übereinstimmung mit dem Amplitudenzielwert 63.
Dann wird eine Differenz 65 zwischen den Sinusstrom-Befehlswert (Engl.: sinusoidal current command value) I_in* 64 und dem erfassten Strom I_in erlangt durch einen Subtraktionsabschnitt 525. Die Differenz 65 wird als ein Rückkopplungswert verwendet und eine Ausgabe, die durch PI-Steuerung durch einen PI-Steuerausgabe 526 erlangt wird, wird als ein Spannungsbefehlswert 66 entsprechend einem Zielwert der erzeugten Spannung der Umrichterschaltung 14 gesetzt. In diesem Fall wird eine Vorwärtskopplungs-Korrekturspannung (Engl.: feedforward correction voltage) ΔV synchronisiert mit dem EIN/AUS-Schalten des Kurzschlussschalters 21 zu dem Spannungsbefehlswert 66 durch einen Additionsabschnitt 526 hinzugefügt, um den Spannungsbefehlswert 66 zu korrigieren. Ein Spannungsbefehlswert 67, der durch die Korrektur erlangt wird, wird verwendet, um Ansteuersignale für die Einphasen-Umrichterschalter 17 und 18 der Umrichterschaltung 14 durch die PWM-Steuerung eines PWM-Steuerabschnitts 528 zu erzeugen, um hierdurch die Umrichterschaltung 14 zu betreiben.
In einer spezifischen Phase der Nulldurchgangsphase ”(θ = 0, π) ± θ1” der Eingangsspannung von der AC-Leistungsversorgung 1 wird das EIN/AUS-Schalten des Kurzschlussschalters 21 durchgeführt. In der Umrichterschaltung 14 wird, wenn der Kurzschlussschalter 21 von ”EIN” auf ”AUS” geändert wird, die Steuerung zum Laden der DC-Spannungsquelle 19 zur Steuerung zum Entladen der DC-Spannungsquelle 19 geschaltet. Wenn der Kurzschlussschalter 21 von ”AUS” zu ”EIN” geändert wird, wird die Steuerung zum Entladen der DC-Spannungsquelle 19 zu der Steuerung zum Laden der DC-Spannungsquelle umgeschaltet. Wie oben beschrieben, wird die Vorwärtskorrekturspannung ΔV, die mit dem EIN/AUS-Schalten des Kurzschlussschalters 21 synchronisiert ist, zu dem Spannungsbefehlswert 66 addiert, um den Spannungsbefehlswert 66 zu korrigieren und folglich kann verhindert werden, dass die Steuerung durch eine Rückkopplungssteuerantwortzeit verzögert wird.
Das heißt, in 8 bis 10, werden Strompfade, die basieren auf Kombinationen von PWM-Steuerung der Umrichterschaltung und der Steuerung des Kurzschlussschalters gebildet werden, beschrieben. In 11 wird das Verfahren zum Bestimmen der Ausgangsspannung des AC/DC-Umwandlerabschnitts (Spannung über Glättungskondensator 22) V_dc beschrieben. Das EIN/AUS-Timing des Kurzschlussschalters wird bestimmt durch Berechnen von θ1 aus ”V_dc* = V_P·π/(4cosθ1)” basierend auf V_dc*, das in 11 erlangt wird. In 12 wird beschrieben, wie die Umrichterschaltung PWM zu steuern ist. In diesem Fall wird die Vorwärtskopplungs-Korrekturspannung ΔV durch das EIN/AUS-Schalten des Kurzschlussschalters geändert.
Der AC/DC-Umwandlerabschnitt 10 in dieser Ausführungsform ist ein Beispiel des AC/DC-Umwandlerabschnitts 10, der die Umrichterschaltung beinhaltet, welche die Vielzahl von Halbleiter-Schaltelementen und die DC-Spannungsquelle aufweist. Die Umrichterschaltung 14 wird in Übereinstimmung mit dem Strombefehlswert I_in* gesteuert, um zu verursachen, dass die Spannung V_dc des Glättungskondensators 22 dem Zielspannungswert V_dc* folgt und der Eingangsleistungsfaktor von der AC-Leistungsversorgung 1 verbessert wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Struktur beschränkt. Die Umrichterschaltung 14 kann eine Struktur aufweisen, in welcher eine Vielzahl von Einphasenumrichtern 14a in Serie verbunden sind, wie schematisch in 13A illustriert. Wie schematisch in 13B illustriert, kann die Diodenbrücke 12, die am nächsten zu der Eingangsseite lokalisiert ist, entfernt werden und eine Vielzahl von Serienschaltungen, die einen Satz von Kurzschlussschalter 21a und Gleichrichterdiode 20a beinhaltet und einen Satz von Kurzschlussschalter 21b und Kurzschlussdiode 20b, können in einer nachfolgenden Stufe der Umrichterschaltung 14 vorgesehen sein. Sogar wenn eine Struktur, welche eine Gleichrichterschaltung 12a die Gleichrichterdioden 20a und 20b verwenden, vorgesehen ist, wird der gleiche Effekt erlangt.
Zweite Ausführungsform
14 ist ein schematisches Strukturdiagramm, welches ein Beispiel einer internen Struktur der Leistungsumwandlungsschaltung 400 darstellt, die in 1 dargestellt ist, in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die gesamte Struktur der Leistungsumwandlungsvorrichtung ist dieselbe wie die Struktur, die in 1 dargestellt ist. Die Struktur, die in 14 dargestellt ist, unterscheidet sich von der Struktur, die in 2 dargestellt ist (erste Ausführungsform) dadurch, dass die Ausgangsstrom-Erfassungsschaltung 24 vernachlässigt ist. Die Steuerung des Steuerungsabschnitts 5 zum Verursachen dass der Ausgangsstrom dem Zielstromwert I_out* folgt, in der Struktur, die in 14 dargestellt ist, wird im Detail im Folgenden Beschreibung.
Symbole sind wie folgt definiert.

P_in:: Eingangsleistung von AC-Leistungsversorgung 1
I_out*:: Steuerzielstromwert von Ausgangsstrom I_out

15 ist ein Steuerblockdiagramm, welches eine Steuerung des Vorwärts-Umwandlerschalters 23 darstellt, welche durch das DC/DC-Umwandlungssteuermittel 5a durchgeführt wird, welches in 3 dargestellt ist. Als Erstes wird die Eingangsleistung P_in durch die Lastspannung V_load durch einen Teilungsabschnitt 541 geteilt, um einen Ausgangsstrom-Abschätzungswert (Engl.: output current estimated value) 70 zu erlangen. Die Eingangsleistung P_in ist eine Eingangsleistung, die durch einen Multiplikationsabschnitt 546 erlangt wird, basierend auf der Spannung V_in, die durch die Gleichrichter-Spannungserfassungsschaltung 30 und den Strom I_in, der durch die Gleichrichter-Stromerfassungsschaltung 31 erfasst wird, erlangt wird.
Als Nächstes wird eine Differenz 71 zwischen dem Ausgangsstrom-Abschätzungswert 70 und dem Zielstromwert I_out* erlangt durch einen Subtraktionsabschnitt 542. Dann wird die Differenz verwendet eine Rückkopplungswert und eine Ausgabe, die durch die PI-Steuerung durch einen PI-Steuerabschnitt (PI) 543 erlangt wird, wird als ein Zielspannungswert V_out* 72 der Ausgangsspannung V_out des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11 gesetzt. Ein PWM-Betrieb 73 (Engl.: PWM duty) zum Erzeugen des Zielspannungswerts V_out* 72 der Ausgangsspannung V_out wird erlangt durch einen Betriebberechnungsabschnitt (Engl.: duty calculation section) (K) 544 unter Verwendung von Ausdruck (1), der oben beschrieben ist, basierend auf dem Wicklungsverhältnis (N2/N1) des Transformators 24 und dem Zielspannungswert V_dc* der DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22. Ein Ansteuersignal für den Vorwärts-Umwandlerschalter 23 wird durch einen PWM-Steuerabschnitt 545 basierend auf dem PWM-Arbeitsverhältnis bzw. dem PWM-Betrieb (Engl.: PWM duty) 73 erzeugt, um den DC/DC-Umwandlerabschnitt 11 zu betreiben.
16 ist ein Steuerblockdiagramm, welches eine Steuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts 11 darstellt, welches durch das AC/DC-Umwandlersteuermittel 5b durchgeführt wird, welches in 3 dargestellt ist. 16 stellt ein Verfahren zum Berechnen des Zielspannungswerts V_sub* der Spannung V_sub der DC-Spannungsquelle dar. Als Erstes berechnet ein Berechnungsabschnitt 551 einen ersten Zielspannungswert (DC-Spannungsquellen-Zielspannungsidealwert) V_{sub_ideal} 80 der DC-Spannungsquelle 19 unter Verwendung von Ausdrücken (3) bis (5), die oben beschrieben sind, basierend auf dem Zielspannungswert V_out* 52 (siehe 6) der Ausgangsspannung V_out des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11, dem Wicklungsverhältnis (N2/N1) des Umwandlers 24 und der EIN-Zeit ”ton max” des Vorwärts-Umwandlerschalters 23, um die Effizienz des DC/DC-Umwandlerabschnitts 11 zu maximieren.
Als Nächstes wird, in einem Begrenzungsabschnitt 552, eine Durchbruchspannung des Einphasenumrichter-Schaltelements als eine Bedingung verwendet. Wenn (V_{sub_ideal}) < (Durchbruchspannung von Schaltelement), wird die Zielspannung V_sub* der DC-Spannungsquelle 19 als die Durchbruchspannung des Schaltelements gesetzt. Wenn (V_{sub_ideal}) < (Durchbruchspannung von Schaltelement), wird die Zielspannung V_sub* der DC-Spannungsquelle 19 als V_{sub_ideal} gesetzt.
Wenn die Steuerung (11), die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, und die Steuerung (12) unter Verwendung von V_sub*, die in 16 illustriert ist, angewendet wird, kann der Zielspannungswert V_sub* der DC-Spannungsquelle des Einphasenumrichters gesteuert werden, um die Stromsteuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts 11 zu ermöglichen und eine Minimalspannung in einem Bereich, der gleich zu oder kleiner als die Durchbruchspannung des Schaltelements des Einphasenumrichters ist, zu halten.
Der Steuerabschnitt 5 weist die Steuerung zum Ändern der DC-Spannung des Einphasenumrichters der Umrichterschaltungschaltung 14 in einem Bereich gleich zu oder kleiner als den Durchbruchspannung des Halbleiter-Schaltelements auf, um die Stromsteuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts 10 und die Steuerung zum Ändern der Zielspannung der DC-Ausgangsspannung des AC/DC-Umwandlerabschnitts 10 zu ermöglichen in Übereinstimmung mit der Spannung der AC-Leistungsversorgung 1, und führt die vorgenannte Steuerung mit hoher Priorität als die letztere Steuerung durch.
In dieser Ausführungsform wird der Zielspannungswert V_sub* der DC-Spannungsquelle 10 berechnet basierend auf dem ersten Zielspannungswert V_{sub_ideal} 80 der DC-Spannungsquelle 19 und der Durchbruchspannung des Schaltelements. Jedoch kann die folgende Steuerung durchgeführt werden. Wie in 17 dargestellt, berechnet ein Begrenzerabschnitt 552a einen zweiten Zielspannungswert V_{sub_req} 81 der DC-Spannungsquelle 19, um die Stromsteuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts 11 unter Verwendung von Ausdrücken (3) bis (5), wie oben beschrieben, zu ermöglichen basierend auf dem ersten Zielspannungswert V_{sub_ideal} 80 der DC-Spannungsquelle 19. Ein Addierabschnitt 535 addiert einen voreingestellten Spielraumkoeffizienten (Engl.: margin coefficient) V_{sub_margin} zu dem zweiten Zielspannungswert V_{sub_req} 81 der DC-Spannungsquelle 19, um die Stromsteuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts 10 zu ermöglichen sogar wenn die DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22 oder die Eingangsspannung von der AC-Leistungsquelle 1 pulsierend (Engl.: pulsated) ist, um dadurch die Steuerung basierend auf dem Zielspannungswert V_sub* der DC-Spannungsquelle durchzuführen. Daher wird die Zuverlässigkeit der Stromsteuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts 10 verbessert.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Beispiel beschrieben, in welchem der Spielraumkoeffizient V_{sub_margin} zu dem zweiten Zielspannungswert V_{sub_req} der DC-Spannungsquelle addiert wird. Jedoch kann der Spielraumkoeffizient zu der DC-Spannung V_dc des Glättungskondensators 22 oder der Eingangsspannung V_in von der AC-Leistungsversorgung 1 addiert werden und dann kann der zweite Zielspannungswert V_{sub_req} der DC-Spannungsquelle berechnet werden, um V_{sub_req} als den Zielspannungswert V_sub* der DC-Spannungsquelle zu setzen.
Der Steuerabschnitt 5 kann die Leistungsumwandlungsschaltung 400, die oben beschrieben ist, in Übereinstimmung mit einem Effektivwert der AC-Spannung von der AC-Leistungsversorgung 1 steuern.
Der DC/DC-Umwandlerabschnitt 11 der Leistungsversorgungsvorrichtung 200, die in jeder der Ausführungsformen beschrieben ist, beinhaltet zum Beispiel die allgemeine Vorwärtsumwandlerschaltung. Jedoch kann eine andere DC/DC-Umwandlerschaltung bereitgestellt sein. Das Steuerverfahren ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt.
In jeder der Ausführungsformen beinhaltet die Leistungsversorgungsvorrichtung (Leistungsumwandlungsvorrichtung) 200 den AC/DC-Umwandlerabschnitt 10 und den DC/DC-Umwandlerabschnitt 11. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Struktur begrenzt. Die Leistungsversorgungsvorrichtung kann eine Ausgangssteuerschaltung beinhalten, die ein Schaltelement verwendet.
Die Struktur der Leistungsversorgungsvorrichtung 200 ist nicht auf die Struktur beschränkt, die in 1 illustriert ist. Zum Beispiel kann der Leistungsumwandler 300 die Funktion die elektrischen Steuereinrichtung 7 aufweisen. Genauer kann zum Beispiel die elektrische Steuereinrichtung 7 in den Steuerabschnitt 5 integriert sein.
Nicht nur die Einphasen-Umwandlungsschalter 17 und 18 aber auch der Kurzschlussschalter 21 und der Vorwärts-Umwandlerschalter 23 können Halbleiterschalter sein, die IGBTs oder MOSFETs beinhalten.
Die Leistungsumwandlungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und alle möglichen Kombinationen der Ausführungsformen können durchgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008-118727 [0002, 0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO11898 [0033]
ISO11519-2 [0033]

Claims

Eine Leistungsumwandlungsvorrichtung, umfassend: einen AC/DC-Umwandlerabschnitt (10) zum Umwandeln einer AC-Leistung einer AC-Leistungsversorgung in DC-Leistung; einen DC/DC-Umwandlerabschnitt (11) zum Umwandeln einer Ausgabe von dem AC/DC-Umwandlerabschnitt in vorbestimmte DC-Leistung zum Ausgeben; und einen Steuerabschnitt (5) zum Durchführen von Schaltsteuerung von Schaltern, die an vorbestimmten Teilen bereitgestellt sind, in Übereinstimmung mit erfassten Signalen, die von einer Spannungserfassungsschaltung und einer Stromerfassungsschaltung eingegeben werden, die an vorbestimmten Teilen des AC/DC-Umwandlerabschnitts vorgesehen sind und einer Spannungserfassungsschaltung und einer Stromerfassungsschaltung, die an vorbestimmten Teilen des DC/DC-Umwandlerabschnitts bereitgestellt sind, wobei der AC/DC-Umwandlerabschnitt (10) beinhaltet: eine Umrichterschaltung (14), in welcher mindestens ein Einphasenumrichter (14a) mit einer DC-Spannungsquelle (19) und eine Vielzahl von Halbleiter-Schaltelementen (17, 18) zum Laden und Entladen der DC-Spannungsquelle in Serie verbunden ist; ein Gleichrichterelement (20), das in einer nachfolgenden Stufe der Umrichterschaltung bereitgestellt ist; einen Glättungskondensator (22), welcher mit der Umrichterschaltung durch das Gleichrichterelement verbunden ist, zum Glätten einer Ausgabe von der Umrichterschaltung zum Ausgeben; und einen Kurzschlussschalter (21) zum Verursachen, dass ein Strom den Glättungskondensator umgeht, und wobei der Steuerabschnitt (5) einen Strom, der der Umrichterschaltung eingegeben wird, steuert, um zu verursachen, dass eine DC-Ausgangsspannung von dem AC/DC-Umwandlerabschnitt, welche eine Spannung über den Glättungskondensator ist, einer Zielspannung folgt und, um zu verursachen, dass ein Eingangsleistungsfaktor von der AC-Leistungsversorgung sich an Eins annähert, um dadurch eine DC-Spannung des mindestens einen Einphasenumrichters zu halten, und die Zielspannung für die DC-Ausgangsspannung von dem AC/DC-Umwandlerabschnitt anpasst in Übereinstimmung mit einer Spannung der AC-Leistungsversorgung.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Steuerabschnitt (5) eine erste Steuerung zum Anpassen der DC-Spannung von dem mindestens einen Einphasenumrichter (14a) in einem Bereich gleich oder kleiner als eine Durchbruchspannung der Vielzahl von Halbleiter-Schaltelementen (17, 18), um eine Stromsteuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts (10) zu ermöglichen und eine zweite Steuerung zum Anpassen der Zielspannung für die DC-Ausgangsspannung von dem AC/DC-Umwandlerabschnitt (10) in Übereinstimmung mit der Spannung der AC-Leistungsversorgung, aufweist und die erste Steuerung mit höherer Priorität als die zweite Steuerung durchführt.
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Steuerung umfasst ein Anpassen einer Zielspannung der DC-Spannung von dem mindestens einen Einphasenumrichter (14a), um die Stromsteuerung des AC/DC-Umwandlerabschnitts (10) zu ermöglichen in Übereinstimmung mit der DC-Ausgangsspannung von dem AC/DC-Umwandlerabschnitt (10), der Spannung der AC-Leistungsversorgung, und einem Spielraumkoeffizienten, der zu der Spannung der AC-Leistungsversorgung addiert wird, und der DC-Ausgangsspannung von dem AC/DC-Umwandlerabschnitt (10).
Leistungsumwandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Steuerabschnitt (5) die DC Ausgangsspannung von dem AC/DC-Umwandlerabschnitt (10) in Übereinstimmung mit einem Effektivwert einer AC-Spannung steuert.