DE102014110981A1 - Leistungswandlungssystem und Verfahren zum Steuern des Leistungswandlungssystems - Google Patents

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Abstract

Ein Leistungswandlungssystem umfasst eine erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung (101; 141), die eine erste Umschaltvorrichtung (211, 221; 251) umfasst, eine zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung (102; 142), die mit der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung parallelgeschaltet verbunden ist und eine zweite Umschaltvorrichtung (212, 222; 252) umfasst, und einen Dämpfungskondensator (500), der mit jeder von der ersten Umschaltvorrichtung und der zweiten Umschaltvorrichtung parallelgeschaltet verbunden ist. Das Leistungswandlungssystem ist derart ausgestaltet, dass eine Frequenz zum Ansteuern der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung höher als eine Frequenz zum Ansteuern der zweiten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung ist, und eine äquivalente Serieninduktivität einer geschlossenen Schaltung, welche die erste Umschaltvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst, kleiner als diejenige einer geschlossenen Schaltung ist, welche die zweite Umschaltvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Leistungswandlungssystem, das eine umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen und ein Verfahren zum Steuern eines Leistungswandlungssystems umfasst.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Um die Kapazität (oder Abgabe) eines Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers zu erhöhen und eine Abmessung des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers zu verringern, können beispielsweise zwei oder mehr Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen parallelgeschaltet verbunden sein, und es kann ein paralleles Ansteuern von zwei oder mehr Phasen der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen durchgeführt werden (siehe beispielsweise Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-233151 ( JP 2002-233151 A1 )).
  • In diesem Fall ist in jeder der parallelgeschaltet verbundenen umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen ein Dämpfungskondensator, oder dergleichen, zum Unterdrücken von Stößen angeordnet, um eine Stoßspannung zu unterdrücken, die zwischen beiden Enden einer Umschaltvorrichtung, die in der umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen umfasst ist, erzeugt wird, wenn die Umschaltvorrichtung ausgeschaltet wird (siehe beispielsweise JP 2002-233151 A ).
  • Falls für jede der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen, die parallelgeschaltet verbunden sind, ein Dämpfungskondensator bereitgestellt ist, ist die Anzahl der Bauteile erhöht und die Abmessung des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers ist erhöht. Daher kann vorgeschlagen werden, dass sich die zwei oder mehr Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen einen gemeinsamen Dämpfungskondensator teilen.
  • Allerdings können dort, wo sich die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen den Dämpfungskondensator teilen, die Kapazität, der Ort, usw. des Dämpfungskondensators nicht für jede der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen optimiert werden; daher kann ein Schaltverlust, der durch die Stoßspannung verursacht wird, erhöht sein, und die Effizienz kann verringert sein.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung schlägt ein Leistungswandlungssystem mit zwei oder mehr Phasen von umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen vor, die parallelgeschaltet verbunden sind, wobei das System mit erhöhter Effizienz betreibbar ist, wenn sich die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen einen Dämpfungskondensator teilen.
  • Ein Leistungswandlungssystem gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die eine erste Umschaltungsvorrichtung umfasst, eine zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die mit der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung parallelgeschaltet ist und eine zweite Umschaltungsvorrichtung umfasst, und einen Dämpfungskondensator, der mit jeder von der ersten Umschaltungsvorrichtung und der zweiten Umschaltungsvorrichtung parallelgeschaltet verbunden ist. Die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und der Dämpfungskondensator sind derart ausgestaltet, dass eine Frequenz zum Ansteuern der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung höher als eine Frequenz zum Ansteuern der zweiten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung ist, und eine äquivalente Serieninduktivität einer geschlossenen Schaltung, welche die erste Umschaltungsvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst, ist kleiner als eine äquivalente Serieninduktivität einer geschlossenen Schaltung ist, welche die zweite Umschaltungsvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst.
  • Das Leistungswandlungssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann ferner einen Controller umfassen, der die Ansteuer-Steuerung der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und der zweiten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung durchführt. Der Controller kann dazu ausgestaltet sein, bevorzugt die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung anzusteuern, wenn er zumindest eine von der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und der zweiten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung ansteuert.
  • Das Leistungswandlungssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann in einem mobilen Körper eingerichtet sein, und es kann einer Vorrichtung, die den mobilen Körper antreibt, elektrische Leistung zuführen.
  • Bei dem Leistungswandlungssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung können die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und die zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung derart positioniert sein, dass die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung eine höhere Kühlungseffizienz als die zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung aufweist. Bei dem System gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung kann die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung in einem Endbereich des Leistungswandlungssystems angeordnet sein.
  • Ein Verfahren zum Steuern eines Leistungswandlungssystem gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Leistungswandlungssystems, das eine erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die eine erste Umschaltungsvorrichtung umfasst, eine zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die mit der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung parallelgeschaltet verbunden ist und eine zweite Umschaltungsvorrichtung umfasst, und einen Dämpfungskondensator, der mit jeder von der ersten Umschaltungsvorrichtung und der zweiten Umschaltungsvorrichtung parallelgeschaltet verbunden ist, umfasst. Gemäß dem Verfahren wird eine von der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und der zweiten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die als Teil derselben, eine geschlossene Schaltung mit einer kleineren äquivalente Serieninduktivität umfasst, bevorzugt angesteuert, und sie wird aus einer geschlossenen Schaltung, welche die erste Umschaltungsvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst, und einer geschlossenen Schaltung, welche die zweite Umschaltungsvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst, ausgewählt, wenn zumindest eine von der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und der zweiten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung angesteuert wird.
  • Ein Leistungswandlungssystem gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst eine erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die eine erste Umschaltungsvorrichtung umfasst, eine zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die mit der erste umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung parallelgeschaltet verbunden ist und eine zweite Umschaltungsvorrichtung umfasst, und einen Dämpfungskondensator, der mit jeder von der ersten Umschaltungsvorrichtung und der zweiten Umschaltungsvorrichtung parallelgeschaltet verbunden ist. Die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und der Dämpfungskondensator sind derart ausgestaltet, dass eine äquivalente Serieninduktivität einer geschlossenen Schaltung, welche die erste Umschaltungsvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst, im Wesentlichen gleich groß wie eine äquivalente Serieninduktivität einer geschlossenen Schaltung ist, welche die zweite Umschaltungsvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst.
  • Gemäß dem ersten, zweiten und dritten Aspekt der Erfindung ist es möglich, das Leistungswandlungssystem bereitzustellen, das zwei oder mehr Phasen von parallelgeschaltet verbundenen umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen aufweist, wobei das System mit verbesserter Effizienz betreibbar ist, wenn sich die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen einen Dämpfungskondensator teilen, und ebenso das Verfahren zum Steuern des Leistungswandlungssystems bereitzustellen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung der beispielgebenden Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachstehende Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen besser verständlich, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen. Es zeigen:
  • 1 ein Schaltungsdiagramm eines Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2A und 2B Schaltungsdiagramme, die jeweils die Ausgestaltung einer Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung (entspricht einer Phase), die in dem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ist, zeigen;
  • 3A, 3B und 3C sind Ansichten, die dazu nützlich sind, eine Stoßspannung zu erklären, die in einer Umschaltungsvorrichtung erzeugt wird, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung umfasst ist;
  • 4 ist eine schematische Ansicht, die das Positionsverhältnis zwischen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen und einem Dämpfungskondensator gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 5 eine Ansicht, welche die Effizienz der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen gemäß der ersten Ausführungsform anzeigt;
  • 6 eine schematische Ansicht, die das Positionsverhältnis zwischen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen und einem Dämpfungskondensator gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
  • 7 ein Schaltungsdiagramm eines Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers gemäß einem modifizierten Beispiel.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Einige Ausführungsformen der Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist ein Schaltungsdiagramm eines Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Beispielsweise kann der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 in einem elektrischen Fahrzeug, wie einem Hybrid-Automobil, oder einem elektrischen Automobil eingerichtet sein.
  • Der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 ist zwischen einer Batterie 700 und einem Inverter 800 bereitgestellt. Der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 erhöht die Spannung der elektrischen Leistung, die von der Batterie 700 zugeführt wird, und führt die elektrische Leistung über den Inverter 800 einem Motor 900 zu, der das elektrische Fahrzeug antreibt. Wenn sich das elektrische Fahrzeug in einem Zustand befindet, bei dem das Gaspedal losgelassen wird (AUS), wird der Motor 900 mit einer Energie angetrieben, die aus den Rädern aufgenommen wird, um somit eine regenerative Leistungserzeugung durchzuführen, und die regenerative elektrische Leistung, die so erzeugt wird, wird über den Inverter 800 dem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 zugeführt. In diesem Fall senkt der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 die Spannung der regenerativen elektrischen Leistung und führt die resultierende Leistung der Batterie 700 zu. Demzufolge wird die Batterie 700 mit der Leistung geladen, die aus dem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 angenommen wird. In der nachfolgenden Beschreibung kann ein Betriebsmodus, bei dem der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 eine Spannung erhöht, „Hochstufungsmodus” genannt werden, und ein Betriebsmodus, bei dem der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 eine Spannung absenkt, kann „Herabstuzungsmodus” genannt werden.
  • Der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 umfasst ein Paar von Eingangsanschlüssen T1a, T1b, ein Paar von Ausgangsanschlüssen T2a, T2b, drei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103, die zwischen dem Paar der Eingangsanschlüssen T1a, T1b und dem Paar der Ausgangsanschlüssen T2a, T2b parallelgeschaltet verbunden sind, einen Dämpfungskondensator 500, einen Controller 600, einen Glättungskondensator 650 usw.
  • Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 weisen denselben Aufbau auf und sind parallelgeschaltet miteinander verbunden. Jede der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 ist eine nicht isolierte Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die „Hochsetzsteller” (in einem Fall, bei dem sie in dem Hochstufungsmodus betrieben wird) oder „Herabsetzsteller” (in einem Fall, bei dem sie in dem Herabsetzungsmodus betrieben wird) genannt wird.
  • Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 umfasst zwei Umschaltvorrichtungen 211, 221, eine Drosselspule 111, zwei Dioden 311, 321, usw. Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 102 umfasst zwei Umschaltvorrichtungen 212, 222, eine Drosselspule 112, zwei Dioden 312, 322, usw. Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 103 umfasst zwei Umschaltvorrichtungen 213, 223, eine Drosselspule 113, zwei Dioden 313, 323, usw.
  • Jede der Drosselspulen 111, 112, 113 ist eine passive Vorrichtung, die unter Verwendung eines elektrischen Stroms, der durch dieselbe fließt, ein Magnetfeld erzeugen kann und magnetische Energie speichern kann. Ebenso weist jede der Drosselspulen 111, 112, 113 eine Charakteristik (Konstantstromcharakteristik) auf, mit welcher sie dazu neigt, einen Strom konstant zu halten. Wenn beispielsweise eine bestimmte Umschaltvorrichtung ausgeschaltet wird, und eine Wegstrecke, durch die elektrischer Strom geflossen ist, unterbrochen wird, hält die Drosselspule einen Strom aufrecht, der durch eine andere Wegstrecke fließt. Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 verwenden die oben beschriebene Funktion, um die Spannung der elektrischen Leistung, die von der Batterie 700 über das Paar der Eingangsanschlüssen T1a, T1b zugeführt wird, zu erhöhen, und die Spannung der regenerativen elektrischen Leistung, die über das Paar der Ausganganschlüssen T2a, T2b zugeführt wird, abzusenken, wie später beschrieben wird.
  • Die Umschaltvorrichtungen 211, 221, 212, 222, 213, 223 sind Umschaltmittel, an denen der Controller 600 eine EIN/AUS-Steuerung durchführt. Beispielsweise können als Umschaltvorrichtungen 211, 221, 212, 222, 213, 223 Leistungsumschaltvorrichtungen, wie ein Leistungs-MOSFET (Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistor) und ein IGBT (isolierter Gate-Bipolar-Transistor) verwendet werden.
  • Die Dioden 311, 321, 312, 322, 313, 323 sind Gleichrichtervorrichtungen, und als die Dioden 311, 321, 312, 322, 313, 323 können Freilaufdioden verwendet werden.
  • Die Bestandteilelemente, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 umfasst sind, sind in der nachstehend beschriebenen Weise verbunden. Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 102, 103 weisen denselben Aufbau wie die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 auf, und werden hier daher nicht beschrieben.
  • Die Drosselspule 111 ist an einem Ende (einem Anschluss) derselben über den Eingangsanschluss T1a mit der positiven Elektrode der Batterie 700 verbunden. Die Drosselspule 111 ist an dem anderen Ende (dem anderen Anschluss) über einen Verbindungspunkt P1a mit einem Kollektoranschluss der Umschaltvorrichtung 211 und einem Emitteranschluss der Umschaltvorrichtung 221 verbunden.
  • Der Kollektoranschluss der Umschaltvorrichtung 221 ist über einen Verbindungspunkt Pc mit einem Anschluss des Dämpfungskondensators 500 und dem Ausgangsanschluss T2a verbunden. Der Ausgangsanschluss T2a ist mit einem Anschluss des Inverters 800 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss T2b, der mit dem anderen Anschluss des Inverters 800 verbunden ist, ist über einen Verbindungspunkt P1b mit einem Emitteranschluss der Umschaltvorrichtung 211 und dem Eingangsanschluss T1b verbunden. Der Eingangsanschluss T1b ist mit der negativen Elektrode der Batterie 700 verbunden.
  • Die Anode der Diode 311 ist mit dem Emitteranschluss der Umschaltvorrichtung 211 verbunden. Die Kathode der Diode 311 ist mit dem Kollektoranschluss der Umschaltvorrichtung 211 verbunden. Genau genommen ist die Diode 311 parallel zu der Umschaltvorrichtung 211 angeordnet, sodass die Diode 311 in einer Richtung (Stromdurchlassrichtung) von dem Emitteranschluss zu dem Kollektoranschluss Strom durchlässt.
  • Die Anode der Diode 321 ist mit dem Emitteranschluss der Umschaltvorrichtung 221 verbunden. Die Kathode der Diode 321 ist mit dem Kollektoranschluss der Umschaltvorrichtung 221 verbunden. Genau genommen ist die Diode 321 parallel zu der Umschaltvorrichtung 221 angeordnet, sodass die Diode 321 in einer Richtung (Stromdurchlassrichtung) von dem Emitteranschluss zu dem Kollektoranschluss Strom durchlässt.
  • Nachstehend wird der Betrieb, wie ein bestimmter Fluss eines elektrischen Stroms, in den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 beschrieben.
  • Der Dämpfungskondensator 500 ist dazu bereitgestellt, eine Stoßspannung über beide Enden von jeder Umschaltvorrichtung, die in jeder der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 umfasst ist, zu unterdrücken, wenn die Umschaltvorrichtung ausgeschaltet wird. Da in Drahtadern, usw. einer Wegstrecke, durch die ein Strom fließt, wenn die Umschaltvorrichtung in dem EIN-geschalteten Zustand ist, eine Induktivitätskomponente umfasst ist, kann Energie, die in der Induktivitätskomponente gespeichert ist, nirgendwo hin freigegeben werden nachdem die Umschaltvorrichtung ausgeschaltet ist, und ist als Stoßspannung zwischen den beiden Enden der Umschaltvorrichtung angelegt, wie später näher im Detail beschrieben wird. Wenn die Umschaltvorrichtung ausgeschaltet wird, kann der Dämpfungskondensator 500 die Energie, die in der Induktivitätskomponente gespeichert ist, wieder in Umlauf bringen, um die Stoßspannung zu unterdrücken. Der Dämpfungskondensator 500 ist mit den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 (den Umschaltvorrichtungen 211, 221, 212, 222, 214, 223, die in den jeweiligen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 umfasst sind) parallelgeschaltet verbunden, und wird unter den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 zum Unterdrücken der Stoßspannung geteilt bzw. gemeinsam genutzt. Der Dämpferkondensator 500 ist an einem Anschluss desselben mit dem Ausgangsanschluss T2a verbunden, und er ist an dem anderen Anschluss mit dem Ausgangsanschluss T2b verbunden.
  • Der Controller 600 ist eine Steuervorrichtung, die eine Ansteuer-Steuerung an dem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 durchführt. Wenn der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 in dem Hochstufungsmodus betrieben wird, führt der Controller 600 an jeder der Umschaltvorrichtungen 211, 212, 213 der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 eine EIN/AUS-Steuerung durch, um die Spannung zwischen den Ausgangsanschlüssen T2a, T2b zu steuern. Wenn der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 in dem Herabstufungsmodus betrieben wird, führt der Controller 600 eine EIN/AUS-Steuerung an jeder der Umschaltvorrichtungen 221, 222, 223 der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 durch, um die Spannung zwischen den Eingangsanschlüssen T1a, T1b zu steuern. Genauer genommen weist der Controller 600 eine Gate-Ansteuerschaltung auf, die zu einem Gate-Anschluss von jeder Umschaltvorrichtung eine Gate-Ansteuerspannung erzeugt, und führt die EIN/AUS-Steuerung durch, indem ein EIN/AUS-Ansteuersignal von der Gate-Ansteuerschaltung zu jeder Umschaltvorrichtung übertragen wird. Ebenso empfängt der Controller 600 von Spannungssensoren (nicht dargestellt), oder dergleichen, einen Wert der Spannung zwischen den Ausgangsanschlüssen T2a, T2b und einen Wert der Spannung zwischen den Eingangsanschlüssen T1a, T1b und steuert das Abtastverhältnis, usw. des oben genannten EIN/AUS-Ansteuersignals durch eine rückgekoppelte Steuerung (bzw. Regelung) basierend auf jedem der Spannungswerte.
  • Der Controller 600 führt auch eine Steuerung zum Ändern der Anzahl der anzusteuernden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen übereinstimmend mit der Last (umfassend eine abgegebene Last und eine regenerative Last) des Motors 900 durch. Wenn beispielsweise das elektrische Fahrzeug dieser Ausführungsform in einem stabilen Zustandsmodus fährt, ist die erforderliche elektrische Leistung zum Antreiben des Motors 900 relativ klein; der Controller 600 veranlasst daher, dass eine oder zwei der drei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 angesteuert werden. Wenn eine Beschleunigung des elektrischen Fahrzeugs beginnt (wenn es sich in einem Übergangszustand befindet), wird die erforderliche elektrische Leistung zum Antreiben des Motors 900 relativ groß; der Controller 600 veranlasst daher, dass drei der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 angesteuert werden. Wenn das elektrische Fahrzeug mit einer relativ kleinen Rate entschleunigt wird, ist eine regenerative elektrische Leistung, die von dem Motor 900 aufgenommen wird, relativ klein; der Controller 600 veranlasst daher, dass eine oder zwei der drei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 angesteuert werden. Wenn das elektrische Fahrzeug mit einer relativ großen Rate entschleunigt wird, ist die regenerative elektrische Leistung, die von dem Motor 900 aufgenommen wird, relativ groß; der Controller 600 veranlasst daher, dass alle drei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 angesteuert werden. In der (den) Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung(en) unter den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103, die nicht angesteuert wird (werden), wird die EIN/AUS-Steuerung der Umschaltvorrichtungen durch den Controller 600 nicht durchgeführt (d. h. die Umschaltvorrichtungen befinden sich konstant im AUS-Zustand); die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die nicht angesteuert wird, trägt daher nicht zu einem Leistungswandlungsbetrieb zum Erhöhen oder Absenken der Spannung bei.
  • Ebenso werden auf die jeweiligen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen Prioritäten gesetzt. Wenn der Controller 600 die Anzahl der anzusteuernden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen ändert, steuert er bevorzugt diejenige Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung an, welche die höhere Priorität aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist die erste Priorität an die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 vergeben, die zweite Priorität ist an die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 102 vergeben, wohingegen die dritte Priorität an die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 103 vergeben ist. Wenn die Anzahl der anzusteuernden Wandlerschaltungen beispielsweise eins beträgt, steuert der Controller 600 die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 an, welche die höchste Priorität aufweist. Wenn die Anzahl der anzusteuernden Wandlerschaltungen zwei beträgt, steuert der Controller 600 die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 an, welche die erste Priorität aufweist, und die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 102, welche die zweite Priorität aufweist. Genauer genommen wird unter den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 bei der höchsten Frequenz angesteuert, und die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 103 wird bei der niedrigsten Frequenz angesteuert.
  • Der Glättungskondensator 650 ist zum Glätten des Stroms der Batterie 700 bereitgestellt. Der Glättungskondensator 650 ist mit einem Anschluss desselben mit dem Eingangsanschluss T1a verbunden, und ist an dem anderen Anschluss mit dem Ausgangsanschluss T2b verbunden. Somit ist der Glättungskondensator 650 parallel zu der Batterie 700 angeordnet.
  • Als Nächstes wird der bestimmte Betrieb des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100 zum Erhöhen oder Absenken einer Spannung beschrieben.
  • Die 2A, 2B sind Schaltungsdiagramme, die jeweils die Ausgestaltung einer Phase der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung (Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101) zeigen, die in dem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 umfasst ist. 2A wird verwendet, um den Betrieb der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 zu erklären, wenn diese in dem Hochstufungsmodus betrieben wird. 2B wird verwendet, um den Betrieb der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 zu erklären, wenn diese in dem Herabstufungsmodus betrieben wird. Da die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103, die parallelgeschaltet verbunden sind, dieselben Ausgestaltungen aufweisen, wie obenstehend beschrieben ist, wird ein bestimmter Betrieb des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100 zum Erhöhen oder Absenken einer Spannung unter Verwendung der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 beschrieben.
  • Zunächst wird der Fall beschrieben, bei dem die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 in dem Hochstufungsmodus betrieben wird. In diesem Fall befindet sich die Umschaltvorrichtung 221 konstant in dem AUS-Zustand.
  • Mit Bezug auf 2A fließt ein elektrischer Strom entlang einer Wegstrecke, die durch den durchgezogenen Pfeil dargestellt ist, wenn die Umschaltvorrichtung 211 EIN-geschaltet ist. Die Spannung der Batterie 700 wird an der Drosselspule 111 angelegt, und ein Strom, der in die Drosselspule 111 fließt, nimmt übereinstimmend mit der angelegten Spannung zu. Die Zunahmerate des Stroms wird aus dem Verhältnis V1 = L1 × di1/dt bestimmt, wobei L1 die Induktivität der Drosselspule 111 bezeichnet, i1 bezeichnet den Strom, der in die Drosselspule 111 fließt, und V1 bezeichnet die Batteriespannung. Zu dieser Zeit wird in der Drosselspule 111 Energie gespeichert, die durch 1/2 × L1 × i12 gegeben ist. Wenn die Umschaltvorrichtung 211 danach ausgeschaltet wird (auf AUS umgeschaltet wird), fließt ein Strom entlang einer Wegstrecke, die durch den gestrichelten Pfeil in 2A angezeigt ist. Da ein Strom nicht entlang der Wegstrecke des durchgezogenen Pfeils fließen kann, wenn die Umschaltvorrichtung 211 AUS-geschaltet ist, wird der Diode 321 aufgrund der Charakteristik der Drosselspule 111, die dazu neigt, einen Stromfluss aufrecht zu erhalten, ermöglicht, einen Strom durchzulassen, und der Strom fließt entlang der Wegstrecke, die durch den gestrichelten Pfeil in 2A angezeigt ist, während die Energie, die in der Drosselspule 111 gespeichert ist, freigegeben wird. Zu dieser Zeit wird die Energie, die in der Drosselspule 111 gespeichert ist, mit der elektrischen Leistung der Batterie 700 überlagert, um die Spannung der Batterie 700 zu erhöhen, und die resultierende elektrische Leistung wird der Last 750 zugeführt.
  • Als Nächstes wird der Fall beschrieben, bei dem die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 in dem Herabstufungsmodus betrieben wird. In diesem Fall befindet sich die Umschaltvorrichtung 211 konstant in dem AUS-Zustand.
  • Mit Bezug auf 2B fließt ein Strom entlang einer Wegstrecke, die durch den durchgezogenen Pfeil angezeigt ist, wenn die Umschaltvorrichtung 221 EIN-geschaltet ist. Eine Spannung, die eine Differenz zwischen der Spannung zwischen den Ausgangsanschlüssen T2a, T2b des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100 (Spannung der regenerativen Leistung) und der Spannung zwischen den Eingangsanschlüssen T1a, T1b (Spannung der Batterie 700) entspricht, ist an der Drosselspule 111 angelegt. Der Strom, der in die Drosselspule 111 fließt, nimmt übereinstimmend mit der Spannung zu, die an dieser anliegt. Zu dieser Zeit wird in der Drosselspule 111 Energie gespeichert, die durch 1/2 × L1 × i12 gegeben ist. Wenn die Umschaltvorrichtung 221 danach ausgeschaltet wird (oder auf AUS umgeschaltet wird), fließt ein Strom durch eine Wegstrecke, die durch die gestrichelte Linie in 2B angezeigt ist. Da ein Strom nicht entlang der Wegstrecke des durchgezogenen Pfeils fließen kann, wenn die Umschaltvorrichtung 221 AUS-geschaltet ist, wird der Diode 311 aufgrund der Charakteristik der Drosselspule 111, die dazu neigt, einen Stromfluss aufrecht zu erhalten, ermöglicht, einen Strom durchzulassen, und ein Strom fließt entlang der Wegstrecke, die durch den gestrichelten Pfeil in 2B angezeigt ist während die Energie, die in der Drosselspule 111 gespeichert ist, freigegeben wird. Genauer genommen wird die Spannung der regenerativen Leistung basierend auf dem Abtastverhältnis der EIN/AUS-Steuerung der Umschaltvorrichtung 221 verringert, und die Batterie 700 wird mit der resultierenden regenerativen Leistung geladen.
  • In dem Fall des Hochstufungsmodus und dem Fall des Herabstufungsmodus wird eine Stoßspannung erzeugt, die einer Induktivitätskomponente entspricht, die in Drahtadern, usw. umfasst ist, wenn jede der Umschaltvorrichtungen 211, 221 ausgeschaltet wird. Nachfolgend wird die Stoßspannung, die auf ein Ausschalten der Umschaltvorrichtung erzeugt wird, erklärt.
  • In dem Fall des Hochstufungsmodus, der in 2A gezeigt ist, fließt ein Strom entlang der Wegstrecke, die durch den durchgezogenen Pfeil angezeigt ist, wenn die Umschaltvorrichtung 211 EIN-geschaltet ist, und in der Induktivitätskomponente, die in den Drahtadern, usw. zwischen den Verbindungspunkten P1a, P1b umfasst ist, wird eine Energie, die dem Strom entspricht, gespeichert. Wenn die Umschaltvorrichtung 211 ausgeschaltet wird, ist der Übergang zu der Wegstrecke, die durch den gestrichelten Pfeil angezeigt ist, nicht unmittelbar abgeschlossen, wie obenstehend beschrieben ist, und die Energie, die übergangsweise in der Induktivitätskomponente gespeichert ist, wird als Strom freigegeben, der in eine geschlossene Schaltung fließt, welche die Umschaltvorrichtung 211 und den Dämpfungskondensator 500 umfasst. Ebenso fließt in dem Fall des Herabstufungsmodus, der in 2B gezeigt ist, ein Strom entlang der Wegstrecke, die durch den durchgezogenen Pfeil angezeigt ist, wenn die Umschaltvorrichtung 221 EIN-geschaltet ist, und in der Induktivitätskomponente, die in den Drahtadern, usw. zwischen den Verbindungspunkten P1a, Pc umfasst ist, wird eine Energie, die dem Strom entspricht, gespeichert. Wenn die Umschaltvorrichtung 221 ausgeschaltet wird, ist der Übergang zu der Wegstrecke, die durch den gestrichelten Pfeil angezeigt ist, nicht unmittelbar abgeschlossen, wie obenstehend beschrieben ist, und die Energie, die übergangsweise in der Induktivitätskomponente gespeichert ist, wird als Strom freigegeben, der in eine geschlossene Schaltung fließt, welche die Umschaltvorrichtung 221 und den Dämpfungskondensator 500 umfasst. Somit ist es möglich, die Stoßspannung, die in den Umschaltvorrichtungen 211, 221 erzeugt wird, in gewissem Ausmaß zu unterdrücken, indem die Energie, die in der Induktivitätskomponente der Drahtadern, usw. gespeichert ist, durch die geschlossene Schaltung, die den Dämpfungskondensator 500 umfasst, freigegeben wird. Da jedoch auch eine Induktivitätskomponente in der geschlossenen Schaltung umfasst ist, welche die Umschaltvorrichtungen 211, 221 und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, wird aufgrund der Induktivitätskomponente eine Stoßspannung erzeugt. Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 102, 103 werden ebenso in derselben Weise, wie obenstehend beschrieben ist, betrieben, und in derselben Weise wird eine Stoßspannung erzeugt.
  • Die 3A bis 3C werden verwendet, um eine Stoßspannung zu erklären, die in einer bestimmten Umschaltvorrichtung, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung umfasst ist, erzeugt wird. 3A zeigt ein Ansteuersignal der Umschaltvorrichtung an. 3B zeigt die Gate-Spannung an, die dem Ansteuersignal entspricht. 3C zeigt die Spannung zwischen beiden Enden der Umschaltvorrichtung und den Strom, der in Reaktion auf das Ansteuersignal und eine Gate-Spannung aus den 3A und 3B durch die Umschaltvorrichtung fließt, an. Die Induktivität der Induktivitätskomponente der geschlossenen Schaltung, die den Dämpfungskondensator 500 und die Umschaltvorrichtung umfasst, wird äquivalente Serieninduktivität (ESL) der geschlossenen Schaltung genannt. In der folgenden Beschreibung mit Verwendung der 3A bis 3C wird jede Umschaltvorrichtung, die aus den Umschaltvorrichtungen 211, 221, 212, 222, 213, 223 ausgewählt ist, vereinfacht „Umschaltvorrichtung” genannt.
  • Wenn das Ansteuersignal der Umschaltvorrichtung von EIN auf AUS umgeschaltet wird, wie in 3A gezeigt ist, wird die Gate-Spannung, die in 3B angezeigt ist, nicht augenblicklich auf die AUS-Spannung verringert, sondern die Gate-Spannung benötigt eine bestimmte Zeitdauer (Umschaltzeit), um auf die AUS-Spannung verringert zu werden. Dementsprechend wird der Strom Is der Umschaltvorrichtung, der in 3C angezeigt ist, ebenfalls nicht augenblicklich auf null verringert, sondern der Strom Is benötigt die Umschaltzeit, um auf null verringert zu werden. Während der Umschaltzeit wird eine Stoßspannung ΔV zusätzlich zu der stabilen Spannung E (im Fall des Hochstufungsmodus eine Spannung V1 der Batterie 700; im Fall des Herabstufungsmodus eine Spannung, die äquivalent zu einer Differenz zwischen der Spannung V2 zwischen den Ausgangsanschlüssen T2a, T2b (Inverter 800) und V1 ist,) mit der Spannung Vs zwischen den beiden Enden der Umschaltvorrichtung überlagert. Die Stoßspannung ΔV wird durch –Lp × dIs/dt ausgedrückt, wobei Lp die ESL (äquivalente Serieninduktivität) der geschlossenen Schaltung bezeichnet, die den Dämpfungskondensator 500 und die Umschaltvorrichtung umfasst, und dIs/dt die Änderungsrate des Stroms der Umschaltvorrichtung bezeichnet. Die Spannung, die durch ein Addieren der Stoßspannung ΔV zu der stabilen Spannung E erhalten wird, wird im Fall des Hochstufungsmodus an den Umschaltvorrichtungen 211, 212, 213 angelegt, und im Fall des Herabstufungsmodus an den Umschaltvorrichtungen 221, 222, 223 angelegt.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, benötigt die Umschaltvorrichtung die Umschaltzeit, um von EIN auf AUS umzuschalten, wodurch ein Schaltverlust verursacht wird. In näherer Bestimmung wird der Schaltverlust (Leistungsverlust) durch is × vs ausgedrückt, wobei is einen Strom bezeichnet, der zu einem gegebenen Zeitpunkt durch die Umschaltvorrichtung fließt, und vs bezeichnet eine Spannung zwischen beiden Enden der Umschaltvorrichtung zu dem gegebenen Zeitpunkt. Der Schaltverlust, der auf ein Ausschalten der Umschaltvorrichtung auftritt, wird durch Integrieren is × vs über die Umschaltzeit erhalten. Demzufolge wird der Umschaltverlust verringert, wenn die Stoßspannung ΔV klein ist. Da, wie obenstehend beschrieben ist, die Stoßspannung ΔV zu der ESL der geschlossenen Schaltung, die den Dämpfungskondensator 500 und die Umschaltvorrichtung umfasst, proportional ist, wird der Schaltverlust verringert, wenn die ESL kleiner ist.
  • Daher wird bei dieser Ausführungsform der Dämpfungskondensator 500 im Zusammenhang mit der ESL von jeder geschlossenen Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen, die in jeder der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 umfasst sind, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, positioniert. In näherer Bestimmung ist der Dämpfungskondensator 500 derart positioniert, dass die ESL der geschlossenen Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen, die in derjenigen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung umfasst ist, die bevorzugter durch den Controller 600 angesteuert wird, d. h. der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die bei hoher Frequenz angesteuert wird, und der Dämpfungskondensator 500 umfasst, kleiner wird.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, ist die erste Priorität an die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 vergeben, die zweite Priorität ist an die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 102 vergeben, und die dritte Priorität ist an die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 103 vergeben. Demzufolge ist der Dämpfungskondensator 500 derart positioniert, dass die ESL der geschlossenen Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen 211, 221, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 umfasst sind, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, minimiert wird. Der Dämpfungskondensator 500 ist ebenso derart positioniert, dass die ESL der geschlossenen Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen 213, 223, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 103 umfasst sind, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, maximiert wird.
  • 4 ist eine schematische Darstellung, die das Positionsverhältnis zwischen den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 und dem Dämpfungskondensator 500 gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
  • Im Allgemeinen wird die ESL der geschlossenen Schaltung größer, wenn die Länge der Drahtadern, usw. größer wird; der Dämpfungskondensator 500 kann daher vorzugsweise an einer Position angeordnet sein, die der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101, die bei der höchsten Frequenz angesteuert wird, am Nächsten ist, wie in 4 gezeigt ist. Der Dämpfungskondensator 500 kann ebenso vorzugsweise an einer Position angeordnet sein, die von der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 103, die bei der niedrigsten Frequenz angesteuert wird, am Weitesten entfernt ist. In diesem Zusammenhang kann die Induktivitätskomponente der Drahtadern, usw. aufgehoben werden, indem eine positive (+) Leitung und eine negative (–) Leitung der Drähte (Busschienen) beispielsweise parallel zueinander angeordnet werden; somit bestimmt sich die ESL nicht einfach nur basierend auf dem Positionsverhältnis zwischen dem Dämpfungskondensator 500 und der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung bestimmt. Falls der Dämpfungskondensator 500 beispielsweise nicht an der Position angeordnet werden kann, die der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101, die bei der höchsten Frequenz angesteuert wird, am Nächsten ist, kann demzufolge die ESL der geschlossenen Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen 211, 221 und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, dadurch minimiert werden, dass beispielsweise die positive Leitung und die negative Leitung der Drähte (Busschienen) parallel zueinander und nahe bei einander angeordnet werden.
  • Als Nächstes wird die Effizienz der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 beschrieben.
  • 5 ist ein Graph, der ein Beispiel der Effizienz für jede der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 zeigt.
  • Mit Bezug auf 5 ist der Schaltverlust klein, da die geschlossene Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen 211, 221, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 umfasst sind, die bei der höchsten Frequenz angesteuert wird, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, die kleinste ESL aufweist. Daher weist die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101, die bei der höchsten Frequenz angesteuert wird, die höchste Effizienz auf. Da die geschlossene Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen 213, 223, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 103 umfasst sind, die bei der niedrigsten Frequenz angesteuert wird, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, die größte ESL aufweist, ist der Schaltverlust der größte. Daher weist die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 103, die bei der niedrigsten Frequenz angesteuert wird, die niedrigste Effizienz auf.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, führt der Controller 600 eine Steuerung zum Ändern der Anzahl der anzusteuernden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen übereinstimmend mit der Last des Motors 900 durch, und steuert bevorzugt diejenige Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung an, welche die höhere Priorität aufweist, wenn die Anzahl geändert wird. Genauer genommen wird die Gleichstromschaltung, welche die höhere Priorität aufweist, bei der höheren Frequenz angesteuert. Demzufolge kann die praktische Effizienz des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100 verbessert werden, indem der Dämpfungskondensator 500 derart positioniert wird, dass die ESL der geschlossenen Schaltung oder Schleife, welche die Umschaltvorrichtungen, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung umfasst sind, die bei der höheren Frequenz angesteuert wird, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, kleiner wird. Insbesondere kann in dem Fall, dass der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 dieser Ausführungsform oft in einem stabilen Zustand verwendet wird, bei dem die abgegebene Last oder regenerative Last relativ klein ist, ähnlich wie der Motor 900 des elektrischen Fahrzeugs, der elektrische Leistung zuführt und aufnimmt, die praktische Effizienz des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100 weiter verbessert werden.
  • In der obenstehenden Beschreibung ist der Dämpfungskondensator 500 in der Weise positioniert, dass dies der Frequenz zum Ansteuern der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 entspricht, um dadurch die praktische Effizienz des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100 zu verbessern. Allerdings können die jeweiligen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 im Verhältnis zu dem Dämpfungskondensator 500 derart positioniert werden, dass die ESL der geschlossenen Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen, die in derjenigen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung umfasst sind, die bei der höheren Frequenz angesteuert wird, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, kleiner wird. In diesem Fall, bei dem beispielsweise eine Einschränkung der Gestaltung bezüglich der Position des Dämpfungskondensators 500 vorliegt, kann die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101, die bei der höchsten Frequenz angesteuert wird, am Nähesten zu dem Dämpfungskondensator 500 angeordnet sein. Genauer genommen kann die ESL der geschlossenen Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen 211, 221, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 umfasst sind, die bei der höchsten Frequenz angesteuert wird, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, kleiner als die ESLs der geschlossenen Schaltungen, welche die Umschaltvorrichtungen, die in den anderen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen umfasst sind, und den Dämpfungskondensator 500 umfassen, eingerichtet werden.
  • Ebenso kann der Controller 600 eine Ansteuer-Steuerung der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 durchführen, um dieselbe Wirkung (Verbesserung der praktischen Effizienz des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100) bereitzustellen. Genauer genommen kann der Controller 600 eine Ansteuer-Steuerung der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 derart durchführen, dass bevorzugt diejenige Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung angesteuert wird, die einen Teil der geschlossenen Schaltung mit der kleinsten ESL umfasst, die aus den geschlossenen Schaltungen ausgewählt ist, welche die Umschaltvorrichtungen 211, 221, 212, 222, 213, 223 und den Dämpfungskondensator 500 umfassen. Wenn beispielsweise keine Gestaltungsfreiheit bei den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103, dem Dämpfungskondensator 500, usw. gegeben ist, führt der Controller 600 die oben beschriebene Ansteuer-Steuerung durch, um die praktische Effizienz des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100 zu verbessern.
  • Ebenso können die jeweiligen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 derart positioniert werden, dass diejenige Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die bei der höheren Frequenz angesteuert wird, die höhere Kühlungseffizienz aufweist. Genauer genommen können die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 derart positioniert werden, dass die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101, welche die höchste Priorität aufweist, die höchste Kühlungseffizienz aufweist, und die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 103, welche die niedrigste Priorität aufweist, die niedrigste Kühlungseffizienz aufweist. Beispielsweise kann die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 an einer Position angeordnet sein, an der die Kühlungseffizienz verbessert werden kann, wie an einer Position, die nahe an einem Endbereich des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100 oder einem Einlass für Kühlluft oder Kühlwasser liegt. Bei dieser Anordnung wird die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung mit der höheren Kühlungseffizienz bevorzugt angesteuert. Da die Effizienz der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung verbessert wird, wenn ihre Kühlungseffizienz höher ist, wird die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung mit der höheren Kühlungseffizienz bei der höheren Frequenz angesteuert, und die praktische Effizienz des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100 kann weiter verbessert werden.
  • Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Der Dämpfungskondensator 500 gemäß dieser Ausführungsform ist, wie in der ersten Ausführungsform, im Zusammenhang mit der ESL von jeder geschlossenen Schaltung positioniert, welche die Umschaltvorrichtungen, die in jeder der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 umfasst sind, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst.
  • Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich hauptsächlich darin von der ersten Ausführungsform, dass der Dämpfungskondensator 500 derart positioniert ist, dass jede geschlossene Schaltung im Wesentlichen dieselbe ESL aufweist. In der nachfolgenden Beschreibung beziehen sich dieselben Bezugszeichen auf dieselben Bestandteilelemente wie diejenigen der ersten Ausführungsform, und es werden hauptsächlich Unterschiede zwischen der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben.
  • Anders als bei der ersten Ausführungsform ändert der Controller 600 nicht die Anzahl der anzusteuernden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen, sondern steuert konstant die drei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 an. Allerdings kann der Controller 600 eine Steuerung zum Ändern der Anzahl der anzusteuernden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen durchführen, wie in der ersten Ausführungsform.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, ist der Dämpfungskondensator 500 derart positioniert, dass jede geschlossene Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen, die in jeder der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 umfasst sind, und den Dämpfungskondensator 5 umfasst, im Wesentlichen dieselbe ESL aufweist. Genauer genommen weist die geschlossene Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen 211, 221, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101 umfasst sind, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, im Wesentlichen dieselbe ESL auf wie die geschlossene Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen 212, 222, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 102 umfasst sind, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst. Ebenso weist die geschlossene Schaltung, welche die Umschaltvorrichtungen 213, 223, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 103 umfasst sind, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, im Wesentlichen dieselbe ESL auf wie die obenstehend genannten geschlossenen Schaltungen. Der Dämpfungskondensator 500 kann vorzugsweise derart positioniert sein, dass die ESL von jeder der geschlossenen Schaltungen, die obenstehend beschrieben sind, weiter verringert wird.
  • 6 ist eine schematische Ansicht, die das Positionsverhältnis zwischen den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 gemäß der dritten Ausführungsform und den Dämpfungskondensator 500 zeigt.
  • Im Allgemeinen wird die ESL der geschlossenen Schaltung größer, wenn die Länge der Drahtadern, usw. größer ist. Daher kann der Dämpfungskondensator 500 vorzugsweise so positioniert werden, wie in 6 gezeigt ist, sodass der Abstand zwischen jeder Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 101, 102, 103 und den Dämpfungskondensator 500 im Wesentlichen gleich groß wird. Ebenso kann jede der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 und der Dämpfungskondensator 500 vorzugsweise näher zueinander angeordnet sein. Da die Induktivitätskomponente der Drahtadern, usw. aufgehoben werden kann, indem beispielsweise eine positive (+) Leitung und eine negative (–) Leitung der Drähte (Busschienen) parallel zueinander angeordnet werden, bestimmt sich die ESL nicht einfach nur basierend auf dem Positionsverhältnis zwischen dem Dämpfungskondensator 500 und der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung. In dem Fall, dass der Abstand zwischen jeder der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen und dem Dämpfungskondensator 500 nicht gleich groß eingerichtet werden kann, wenn diese auf einer Leiterplatte angebracht werden, können demzufolge beispielsweise die positive (+) Leitung und eine negative (–) Leitung der Drähte (Busschienen) parallel zueinander angeordnet werden, sodass die obenstehend genannten geschlossenen Schaltungen im Wesentlichen dieselbe ESL aufweisen.
  • Somit wird die ESL von jeder der obenstehend genannten geschlossenen Schaltung im Wesentlichen gleich groß eingerichtet, sodass die Effizienz der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 insgesamt verbessert werden kann. Insbesondere wird bei dem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100, in dem alle drei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 konstant angesteuert werden, der Dämpfungskondensator 500 vorzugsweise gemäß dieser Ausführungsform angeordnet, um die Gesamteffizienz zu verbessern. Indem jede ESL somit gleich groß eingerichtet ist, wird für eine Auslegung von Stößen zwischen jeder der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 und dem Dämpfungskondensator 500 dieselbe Vorbedingung verwendet, wodurch es möglich ist, den erforderlichen Arbeitsaufwand zur Anpassung an Stöße (wie die Optimierung der Kapazität des Dämpfungskondensators 500) weitgehend zu verringern. Beispielsweise muss die Anpassungsaufgabe in Bezug auf die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 101, 102, 103 lediglich einmal durchgeführt werden (anstatt dreimal); daher kann der erforderliche Arbeitsaufwand für eine Anpassung an Stöße auf ungefähr ein Drittel (1/3) verringert werden.
  • Obwohl bei den obenstehend beschriebenen Ausführungsformen jede Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die in dem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 umfasst ist, eine nicht isolierte Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung ist, kann diese eine beliebige umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung wie eine isolierte Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung sein.
  • 7 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein modifiziertes Beispiel des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 100 gemäß den obenstehend beschriebenen Ausführungsformen zeigt. Ein Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 140 gemäß dem modifizierten Beispiel erhöht die Spannung der elektrischen Leistung, die von der Batterie 700 aufgenommen wird, und führt die Leistung der Last 750 zu.
  • Wie in der ersten und zweiten Ausführungsform umfasst der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 140 gemäß dem modifizierten Beispiel ein Paar von Eingangsanschlüssen T1a, T1b, ein Paar von Ausgangsanschlüssen T2a, T2b, drei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 141, 142, 143, die parallelgeschaltet mit dem Paar der Eingangsanschlüsse T1a, T1b und dem Paar der Ausgangsanschlüsse T2a, T2b, dem Dämpfungskondensator 500, dem Controller 600, usw. verbunden sind. Der Controller 600 ist in 7 nicht dargestellt.
  • Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 141, 142, 143 weisen denselben Aufbau auf und jede der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 141, 142, 143 ist eine isolierte Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die Sperrwandler genannt wird.
  • Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 141 umfasst eine Umschaltvorrichtung 251, einen Transformator 151, eine Diode 351, einen Kondensator 451, usw. Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 142 umfasst eine Umschaltvorrichtung 252, einen Transformator 152, eine Diode 352, einen Kondensator 452, usw. Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 143 umfasst eine Umschaltvorrichtung 253, einen Transformator 153, eine Diode 353, einen Kondensator 453, usw.
  • Jeder der Transformatoren 151, 152, 153 umfasst eine Primärspule 151a, 152a, 153a und eine Sekundärspule 151b, 152b, 153b.
  • Wenn bei der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 141 die Umschaltvorrichtung 251 EIN-geschaltet ist, fließt ein elektrischer Strom in einer Richtung von dem Eingangsanschluss T1a zu der Primärspule 151a, sodass eine elektromagnetische Energie in dem Transformator 151 gespeichert wird. Zu dieser Zeit fließt aufgrund des Verhältnisses zwischen der Sekundärspule 151b und der vorwärts beaufschlagten Richtung (bzw. in Durchlassrichtung gepolten) Diode 351 in einer Schaltung auf der Seite der Sekundärspule 151b kein Strom. Wenn die Umschaltvorrichtung 251 ausgeschaltet wird, wird der Diode 351 ermöglicht, einen Strom durch diese durchzulassen, und die Energie, die in dem Transformator 151 gespeichert ist, wird über den Ausgangsanschluss T2a der Last 750 zugeführt. Der Controller 600 führt eine EIN/AUS-Steuerung der Umschaltvorrichtung 251 durch, um die Spannung der Leistung der Batterie 700 zu erhöhen und er führt die resultierende Leistung der Last 750 zu. Die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 142, 143 werden ebenso in der gleichen Weise betrieben, um die Spannung zu erhöhen.
  • Bei der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 140 gemäß dem modifizierten Beispiel unterdrückt der Dämpfungskondensator 500, wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform, eine Stoßspannung, die in den Umschaltvorrichtungen 251, 252, 253, die in den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 141, 142, 143 umfasst sind, erzeugt wird. Die Stoßspannung, die auf ein Ausschalten von jeder der Umschaltvorrichtungen 251, 252, 253, die in den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 141, 142, 143 umfasst sind, erzeugt wird, ist proportional zu der ESL (äquivalenten Serieninduktivität) Lp von jeder geschlossenen Schaltung, welche die Umschaltvorrichtung 251, 252, 253 und den Dämpfungskondensator 500 umfasst. Demzufolge kann auch bei dem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 140 gemäß dem modifizierten Beispiel der Dämpfungskondensator 500, wie bei der ersten Ausführungsform, derart positioniert sein, dass die ESL der geschlossenen Schaltung, welche die Umschaltvorrichtung, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung umfasst ist, die zu der höheren Frequenz angesteuert wird, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, kleiner wird. Genauer genommen kann die ESL der geschlossenen Schaltung, welche die Umschaltvorrichtung 251, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 141 umfasst ist, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, kleiner als die ESLs der geschlossenen Schaltungen, welche die Umschaltvorrichtungen, die in den anderen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen umfasst sind, und den Dämpfungskondensator 500 umfassen, eingerichtet werden. Wie bei der ersten Ausführungsform steuert der Controller 600 bevorzugt die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung mit der höheren Priorität an, und die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 141, welche die höchste Priorität aufweist, wird bei der höchsten Frequenz angesteuert. Mit dieser Anordnung wird die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung mit der höheren Effizienz bei der erhöhten Frequenz angesteuert, sodass die praktische Effizienz des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 140 verbessert werden kann.
  • Wie bei der ersten Ausführungsform, kann der Controller 600 ebenso eine Ansteuer-Steuerung der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 141, 142, 143 durchführen, um bevorzugt diejenige Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung anzusteuern, die einen Teil der geschlossenen Schaltung mit der kleinsten ESL umfasst, die aus den geschlossenen Schaltungen ausgewählt ist, welche die Umschaltvorrichtungen 251, 252, 253 und den Dämpfungskondensator 500 umfassen. Wenn beispielsweise keine Gestaltungsfreiheit bei den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 141, 142, 143, dem Dämpfungskondensator 500, usw. gegeben ist, führt der Controller 600 die obenstehend beschriebene Ansteuer-Steuerung durch, um die praktische Effizienz des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlers 140 zu verbessern.
  • Bei dem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 140 gemäß dem modifizierten Beispiel weist, wie bei der zweiten Ausführungsform, jede geschlossene Schaltung, welche die Umschaltvorrichtung, die in jeder der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 141, 142, 143 umfasst ist, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, im Wesentlichen dieselbe ESL auf. Genauer genommen weisen die geschlossene Schaltung, welche die Umschaltvorrichtung 251, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 141 umfasst ist, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, und die geschlossene Schaltung, welche die Umschaltvorrichtung 252, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 142 umfasst ist, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, im Wesentlichen dieselbe ESL auf. Ebenso weisen die geschlossene Schaltung, welche die Umschaltvorrichtung 253, die in der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung 143 umfasst ist, und den Dämpfungskondensator 500 umfasst, im Wesentlichen dieselbe ESL wie die obenstehend genannten geschlossenen Schaltungen auf. Ebenso kann der Dämpfungskondensator 500 vorzugsweise derart positioniert sein, dass die im Wesentlichen selbe ESL der obenstehend genannten geschlossenen Schaltungen weiter verringert wird. Bei dieser Anordnung kann die Effizienz der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 141, 142, 143 insgesamt verbessert werden. Indem jede ESL somit gleich groß eingerichtet ist, wird für eine Auslegung von Stößen zwischen jeder der Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen 141, 142, 143 und dem Dämpfungskondensator 500 dieselbe Vorbedingung verwendet, wodurch es möglich ist, den erforderlichen Arbeitsaufwand zur Anpassung an Stöße (wie die Optimierung der Kapazität des Dämpfungskondensators 500) weitgehend zu verringern.
  • Obwohl einige Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern kann in verschiedenen Modifikationen oder Änderungen innerhalb des Umfangs der Erfindung, der in den angehängten Ansprüchen beschrieben ist, ausgeführt werden.
  • Obwohl bei den dargestellten Ausführungsformen drei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen parallelgeschaltet verbunden sind, können mehr als drei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen parallelgeschaltet verbunden sein, oder zwei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen parallelgeschaltet verbunden sein.
  • Bei den dargestellten Ausführungsformen wird der Dämpfungskondensator 500 unter allen von den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen, die parallelgeschaltet verbunden sind, geteilt bzw. gemeinsam genutzt. Allerdings kann der Dämpfungskondensator 500 von wenigstens zwei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen gemeinsam genutzt werden. Genauer genommen kann der Dämpfungskondensator 500 mit denjenigen Umschaltungsvorrichtungen parallelgeschaltet verbunden sein, die in wenigstens zwei Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen von den zwei oder mehr Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen, die parallelgeschaltet verbunden sind, umfasst sind.
  • Obwohl die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen, die in dem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 oder 140 umfasst sind, bei den dargestellten Ausführungsformen mit der gemeinsamen Leistungszufuhr (Batterie 700) verbunden sind, können die Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen mit unterschiedlichen Leistungszuführungen verbunden sein.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform wird der Aufbau oder die Ausgestaltung mit den zwei oder mehr Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen, die parallelgeschaltet verbunden sind, und dem Dämpfungskondensator 500, der von den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltungen gemeinsam genutzt wird, auf den Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler 100 oder 140 angewendet. Allerdings kann der obengenannte Aufbau auf ein beliebiges Leistungswandlungssystem angewendet werden, wie z. B. auf einen Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Wandler.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2002-233151 A1 [0002]
    • JP 2002-233151 A [0003]

Claims (7)

  1. Leistungswandlungssystem, aufweisend: eine erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung (101; 141), die eine erste Umschaltvorrichtung (211, 221; 251) umfasst; eine zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung (102; 142), die mit der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung parallelgeschaltet verbunden ist, wobei die zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung eine zweite Umschaltvorrichtung (212, 222; 252) umfasst; und einen Dämpfungskondensator (500), der mit jeder von der ersten Umschaltvorrichtung und der zweiten Umschaltvorrichtung parallelgeschaltet verbunden ist, wobei die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, und der Dämpfungskondensator derart ausgestaltet sind, dass eine Frequenz zum Ansteuern der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung höher als eine Frequenz zum Ansteuern der zweiten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung ist, und eine äquivalente Serieninduktivität einer geschlossenen Schaltung, welche die erste Umschaltvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst, kleiner als eine äquivalente Serieninduktivität einer geschlossenen Schaltung ist, welche die zweite Umschaltvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst.
  2. Leistungswandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Controller (600) aufweist, der eine Ansteuer-Steuerung der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und der zweiten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung durchführt, wobei der Controller dazu ausgestaltet ist, bevorzugt die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung anzusteuern, wenn zumindest eine von der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und der zweiten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung angesteuert wird.
  3. Leistungswandlungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Leistungswandlungssystem an einem mobilen Körper angebracht ist, und einer Vorrichtung, die den mobilen Körper antreibt, elektrische Leistung zuführt.
  4. Leistungswandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und die zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung derart positioniert sind, dass die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung eine höhere Kühlungseffizienz als die zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung aufweist.
  5. Leistungswandlungssystem nach Anspruch 4, wobei die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung in einem Endbereich des Leistungswandlungssystems angeordnet ist.
  6. Verfahren zum Steuern eines Leistungswandlungssystems, das eine erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung (101; 141), die eine erste Umschaltvorrichtung (211, 221; 251) umfasst, eine zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung (102; 142), die mit der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung parallelgeschaltet verbunden ist und eine zweite Umschaltvorrichtung (212, 222; 252) umfasst, und einen Dämpfungskondensator, der mit jeder von der ersten Umschaltvorrichtung und der zweiten Umschaltvorrichtung parallelgeschaltet verbunden ist, umfasst, aufweisend: ein bevorzugtes Ansteuern von einer von der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und der zweiten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die, als Teil derselben, eine geschlossene Schaltung mit einer kleineren äquivalenten Serieninduktivität umfasst, und die aus einer geschlossenen Schaltung, welche die erste Umschaltvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst, und einer geschlossenen Schaltung, welche die zweite Umschaltvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst, ausgewählt wird, wenn zumindest eine von der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und der zweiten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung angesteuert wird.
  7. Leistungswandlungssystem, aufweisend: eine erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung (101; 141), die eine erste Umschaltvorrichtung (211, 221; 251) umfasst; eine zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung (102; 142), die mit der ersten umschaltenden Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung parallelgeschaltet ist, wobei die zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung eine zweite Umschaltvorrichtung (212, 222; 252) umfasst; und einen Dämpfungskondensator (500), der mit jeder von der ersten Umschaltvorrichtung und der zweiten Umschaltvorrichtung parallelgeschaltet verbunden ist, wobei die erste umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung, die zweite umschaltende Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandlerschaltung und der Dämpfungskondensator derart ausgestaltet sind, dass eine äquivalente Serieninduktivität einer geschlossenen Schaltung, welche die erste Umschaltvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst, im Wesentlichen gleich groß wie eine äquivalente Serieninduktivität einer geschlossenen Schaltung ist, welche die zweite Umschaltvorrichtung und den Dämpfungskondensator umfasst.
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