JP2007174784A - 双方向dc−dcコンバータおよびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチング素子を動作させるスイッチング周波数を、降圧時と昇圧時で独立に設定することで解決できる。例えば、降圧時のスイッチング周波数より昇圧時のスイッチング周波数を低くすることでPWM制御のデューティ(Duty)制御可能幅を広げ、昇圧比の不足分を補うことができる。逆に、昇圧時のスイッチング周波数より降圧時のスイッチング周波数を低くすることで、降圧比の不足分を補うことができる。
【選択図】図1
Description
Claims (22)
- スイッチング素子を含む降圧変換回路と、スイッチング素子を含む昇圧変換回路とを備え、2つの電圧間に電力変換するDC−DCコンバータにおいて、第1のデューティ幅で前記降圧変換回路の前記スイッチング素子を制御する第1の制御手段と、前記第1のデューティ幅とは異なる第2のデューティ幅で前記昇圧変換回路の前記スイッチング素子を制御する第2の制御手段とを備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- スイッチング素子を含む降圧変換回路と、スイッチング素子を含む昇圧変換回路とを備え、2つの電圧間に電力変換するDC−DCコンバータにおいて、第1のスイッチング周波数で前記降圧変換回路の前記スイッチング素子を制御する第1の制御手段と、第1のスイッチング周波数とは異なる第2のスイッチング周波数で前記昇圧変換回路の前記スイッチング素子を制御する第2の制御手段とを備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項1または2において、前記降圧変換回路と前記昇圧変換回路とを接続するトランスを備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項1または2において、前記降圧変換回路と前記昇圧変換回路は、共通のリアクトルを含む昇/降圧変換回路で構成されたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項1において、前記第1および第2の制御手段は、デューティ幅をそれぞれ個別に設定するデューティ幅設定手段を備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項2において、前記第1および第2の制御手段は、スイッチング周波数をそれぞれ個別に設定する周波数設定手段を備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項2において、前記降圧変換回路と昇圧変換回路は、それぞれ前記第1および第2の制御手段によって周波数変調によって制御され、それぞれのスイッチング周波数を、それぞれ異なる周波数範囲で変化させるように構成したことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項2において、前記第1および/または第2の制御手段は、前記双方向DC−DCコンバータの両出力端のうち少なくとも一方の電圧を検出し、この検出電圧に応じて、前記第1および/または第2のスイッチング周波数を調整するように構成したことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項2において、前記双方向DC−DCコンバータの両出力端にそれぞれ接続された第1および第2の2次電池と、これら第1または第2の2次電池の状態監視を行うバッテリーコントローラと、このバッテリーコントローラからの信号により前記第1および/または前記第2のスイッチング周波数を設定する周波数設定手段を備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項6において、前記周波数設定手段は、外部からの信号に基づいて、スイッチング周波数をそれぞれ個別に設定するように構成されたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項1または2において、外部からの信号に基づいて、昇圧動作と降圧動作とを切り替える昇圧/降圧切り替手段を備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項1または2において、前記双方向DC−DCコンバータの両出力端のうちの一方の電圧に基づいて、昇圧動作と降圧動作とを切り替える昇圧/降圧切り替手段を備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項1または2に記載した双方向DC−DCコンバータの一端子に接続された第1の電圧を発生する第1の2次電池と、この第1の2次電池に接続された第1のバッテリーコントローラと、前記双方向DC−DCコンバータの他端子に接続された第2の電圧を発生する第2の2次電池と、この第2の2次電池に接続された第2のバッテリーコントローラとを備えた双方向DC−DCコンバータシステムにおいて、前記第1または第2のバッテリーコントローラの信号に基づいて、昇圧動作と降圧動作とを切り替える昇圧/降圧切り替手段を備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータシステム。
- 請求項1または2に記載した双方向DC−DCコンバータの一端子に接続された第1の電圧を発生する第1の2次電池と、この第1の2次電池の状態監視を行う第1のバッテリーコントローラと、前記双方向DC−DCコンバータの他端子に接続された第2の電圧を発生する第2の2次電池と、この第2の2次電池の状態監視を行う第2のバッテリーコントローラと、これら第1または第2のバッテリーコントローラからの信号を入力し、前記双方向DC−DCコンバータの昇圧動作と降圧動作とを切り替える昇圧/降圧切り替信号を、前記第1または第2の制御手段に出力する昇圧/降圧切り替指令手段を備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータシステム。
- 請求項1または2に記載した第1または第2の制御手段へ昇圧または降圧指令を送出するコントローラと、前記第1および/または第2の制御手段内に設けられ、それらの動作状態信号を前記コントローラへ通知する通知手段を備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータシステム。
- 請求項6において、前記周波数設定手段は、発振器の発振周波数を切り替える複数の抵抗値の切り替え、複数の異なる周波数の発振器の切り替え、または、PWM発生器の信号周波数を外付け部品の定数変更で切り替えるための外部操作手段を備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータシステム。
- 請求項1または2において、前記双方向DC−DCコンバータの一端の電圧を検出する電圧検出手段と、この検出電圧を目標電圧に近づけるように前記双方向DC−DCコンバータ内の昇圧または降圧変換回路のスイッチング素子を制御する電圧制御手段を備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータシステム。
- スイッチング素子を含む降圧変換回路と、スイッチング素子を含む昇圧変換回路と、これらの降圧および昇圧変換回路とを接続するトランスを備え、2つの電圧間に電力変換するDC−DCコンバータにおいて、降圧時と昇圧時の前記トランスの巻数比を切り替える巻数比切り替手段を備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項18において、前記巻数比切り替手段は、前記トランスの1次または2次巻線に設けた中間タップを備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- 請求項18において、第1のスイッチング周波数で前記降圧変換回路の前記スイッチング素子を制御する第1の制御手段と、第1のスイッチング周波数とは異なる第2のスイッチング周波数で前記昇圧変換回路の前記スイッチング素子を制御する第2の制御手段とを備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータ。
- スイッチング素子を含む降圧変換回路と、スイッチング素子を含む昇圧変換回路とを備え、2つの電圧間に電力変換するDC−DCコンバータの制御方法において、第1のデューティ幅で前記降圧変換回路の前記スイッチング素子を制御する第1の制御ステップと、第1のデューティ幅とは異なる第2のデューティ幅で前記昇圧変換回路の前記スイッチング素子を制御する第2の制御ステップとを備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータの制御方法。
- スイッチング素子を含む降圧変換回路と、スイッチング素子を含む昇圧変換回路とを備え、2つの電圧間に電力変換するDC−DCコンバータの制御方法において、第1のスイッチング周波数で前記降圧変換回路の前記スイッチング素子を制御する第1の制御ステップと、第1のスイッチング周波数とは異なる第2のスイッチング周波数で前記昇圧変換回路の前記スイッチング素子を制御する第2の制御ステップとを備えたことを特徴とする双方向DC−DCコンバータの制御方法。
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