JP2010213480A - Power converter of fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池の直流電力を商用周波数の交流電力に変換し家庭内負荷に電力供給する電力変換装置の、特にトランスを介して伝達される高周波ノイズを低減する構成に関する。 The present invention relates to a power conversion device that converts DC power of a fuel cell into AC power having a commercial frequency and supplies power to a household load, and particularly relates to a configuration that reduces high-frequency noise transmitted through a transformer.
従来、電力変換装置は、燃料電池の直流電力を交流電力に変換する場合、まず、燃料電池の出力電圧をコンバータとトランスにより商用系統の電圧を超える直流電圧まで昇圧する。そして、昇圧した直流電圧を、インバータにより交流電圧に変換して、商用系統に接続された家庭内負荷に電力を供給する。 Conventionally, when converting direct current power of a fuel cell into alternating current power, the power conversion device first boosts the output voltage of the fuel cell to a direct current voltage exceeding the voltage of the commercial system by a converter and a transformer. Then, the boosted DC voltage is converted into an AC voltage by an inverter, and power is supplied to a domestic load connected to the commercial system.
このとき、コンバータおよびインバータは、電力変換を行うためのスイッチング素子が使用される。そして、トランスの一方はコンバータを1次側に、他方は商用系統に接続されるインバータを2次側に接続されている。 At this time, a switching element for performing power conversion is used for the converter and the inverter. One of the transformers is connected to the primary side of the converter, and the other is connected to the secondary side of an inverter connected to the commercial system.
以下に特許文献1で開示されている従来の電力変換装置について、図面を用いて説明する。図11は従来の電力変換装置の回路図で、図12は従来の電力変換装置のトランス構成を示す断面図である。
Hereinafter, a conventional power conversion device disclosed in
なお、一般に、燃料電池の電力変換装置の場合、燃料電池をトランスの1次側、商用系統をトランスの2次側として定義して説明する。そのため、図11は、特許文献1に記載されている回路図と左右を反転して記載している。
In general, in the case of a power conversion device for a fuel cell, the fuel cell is defined as the primary side of the transformer and the commercial system is defined as the secondary side of the transformer. For this reason, FIG. 11 shows the circuit diagram described in
図11に示すように、電力変換装置は、まず、商用系統1を、フィルタ2、ブリッジダイオード(DB)および平滑コンデンサ(Cin)からなる整流平滑部3で直流電圧に変換する。そして、スイッチング素子(Q1)、(Q2)などから構成されるハーフブリッジ回路4で高周波電圧に変換する。
As shown in FIG. 11, the power conversion apparatus first converts the
その後、トランス6および2次側整流平滑部7を介して負荷8に電力を供給する。このとき、トランス巻線の一端を整流平滑部3の安定電位部(Aと図示)に接続し、他端を未接続とした巻線を追加巻線として有する構成を備えている。
Thereafter, power is supplied to the
ここで、図12に示すように、追加巻線11は、コア12に巻かれた1次巻線9と2次巻線10の間に設けられている。これにより、2次側と1次側の隣接する巻線に印加される電位差を、例えば130Vから40Vに低減することができる。
Here, as shown in FIG. 12, the
その結果、2次側から1次側へ伝達されるコモンモードノイズが低減できるとしている。つまり、トランス6の2次巻線に接続される負荷側で発生するノイズが、トランス6を介して1次巻線9に接続される商用系統側に伝達されることを低減することができるというものである。
しかしながら、上記従来の構成では、電力変換装置を燃料電池に適用した場合、トランス6の2次側には燃料電池で発生される直流電力を変換するコンバータが接続される。そのため、トランス6の2次側が電力を消費するのみの受動素子で構成された従来の構成のコモンモードノイズレベルより大きなノイズレベルとなる。このとき、コンバータで発生する高周波ノイズは、トランス6の1次巻線9と2次巻線10間の浮遊容量を介して、コモンモードノイズとして、トランス6の1次側に接続された商用系統1に伝達されてしまう。
However, in the above conventional configuration, when the power conversion device is applied to a fuel cell, a converter for converting DC power generated in the fuel cell is connected to the secondary side of the
そこで、コモンモードノイズの遮断手段(追加巻線)をトランスの1次側(商用系統側)に接続する従来の構成を、図13を用いて説明する。 Therefore, a conventional configuration in which the common mode noise blocking means (additional winding) is connected to the primary side (commercial system side) of the transformer will be described with reference to FIG.
図13は、従来の電力変換装置のコモンモードノイズが伝達する経路を説明する構成図である。図13に示すように、トランスの2次側から1次側へコモンモードノイズが、第1浮遊容量13と第2浮遊容量14を介して伝達されるため、回路ループが大きくなる。そのため、コモンモードノイズが、電力変換装置自身の回路動作や商用系統に接続される他の電気機器へ影響をおよぼすという課題があった。
FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a path through which common mode noise is transmitted in a conventional power converter. As shown in FIG. 13, since common mode noise is transmitted from the secondary side of the transformer to the primary side via the
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、コモンモードノイズを低減して、燃料電池の電力変換装置の性能および信頼性を向上することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to reduce common mode noise and improve the performance and reliability of a power conversion device for a fuel cell.
なお、燃料電池の電力変換装置においては、燃料電池を主体に考え、燃料電池に接続される回路がトランスの1次側と定義するのが通例である。従って、特許文献1と本発明とのトランスの1次、2次の定義が反対になっている。
In a fuel cell power conversion device, the fuel cell is mainly considered, and the circuit connected to the fuel cell is usually defined as the primary side of the transformer. Therefore, the primary and secondary definitions of the transformer of
上記従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池の電力変換装置は、燃料電池と、燃料電池から出力される直流電力を変換するコンバータと、コンバータで変換された電力を商用系統に接続されたインバータに電力伝送するトランスと、コンバータと接続されるトランスの1次巻線とインバータに接続されるトランスの2次巻線との間に設けられた導電体と、を少なくとも備え、導電体が、コンバータに接続される燃料電池の+側出力端子に接続された+側母線および−側出力端子に接続された−側母線のいずれか一方に接続された構成を有する。 In order to solve the above conventional problems, a fuel cell power conversion device according to the present invention connects a fuel cell, a converter that converts DC power output from the fuel cell, and power converted by the converter to a commercial system. A transformer for transmitting power to the inverter, and a conductor provided between the primary winding of the transformer connected to the converter and the secondary winding of the transformer connected to the inverter, Has a configuration connected to either the + side bus connected to the + side output terminal of the fuel cell connected to the converter or the − side bus connected to the − side output terminal.
これにより、燃料電池の電力変換を行うコンバータで発生する高周波ノイズが、トランスの浮遊容量を介して商用系統側へ伝達されるコモンモードノイズを低減できる。また、燃料電池へのコモンモードノイズによる影響を低減することにより、燃料電池の電力変換装置の性能および信頼性を向上することができる。 Thereby, the high frequency noise which generate | occur | produces in the converter which performs the power conversion of a fuel cell can reduce the common mode noise transmitted to the commercial system side via the floating capacity of a transformer. Moreover, the performance and reliability of the power converter of the fuel cell can be improved by reducing the influence of the common mode noise on the fuel cell.
本発明の燃料電池の電力変換装置は、燃料電池の電力変換を行うコンバータで発生する高周波ノイズが、トランスの浮遊容量を介して商用系統側へ伝達されるコモンモードノイズを低減できる。また、燃料電池へのコモンモードノイズによる影響を低減することにより、燃料電池の電力変換装置の性能および信頼性を向上することができる。 The fuel cell power conversion device of the present invention can reduce common mode noise in which high-frequency noise generated in a converter that performs power conversion of a fuel cell is transmitted to the commercial system via the stray capacitance of the transformer. Moreover, the performance and reliability of the power converter of the fuel cell can be improved by reducing the influence of the common mode noise on the fuel cell.
第1の発明は、燃料電池と、燃料電池から出力される直流電力を変換するコンバータと、コンバータで変換された電力を商用系統に接続されたインバータに電力伝送するトランスと、コンバータと接続されるトランスの1次巻線とインバータに接続されるトランスの2次巻線との間に設けられた導電体と、を少なくとも備え、導電体が、コンバータに接続される燃料電池の+側出力端子に接続された+側母線および−側出力端子に接続された−側母線のいずれか一方に接続された構成を有する。 A first invention is connected to a fuel cell, a converter for converting DC power output from the fuel cell, a transformer for transmitting power converted by the converter to an inverter connected to a commercial system, and the converter. A conductor provided between the primary winding of the transformer and the secondary winding of the transformer connected to the inverter, and the conductor is connected to the + side output terminal of the fuel cell connected to the converter. It has the structure connected to any one of the connected + side bus | bath and the-side bus connected to the-side output terminal.
これにより、燃料電池の電力変換を行うコンバータで発生する高周波ノイズが、トランスの浮遊容量を介して商用系統側へ伝達されるコモンモードノイズを低減できる。 Thereby, the high frequency noise which generate | occur | produces in the converter which performs the power conversion of a fuel cell can reduce the common mode noise transmitted to the commercial system side via the floating capacity of a transformer.
第2の発明は、第1の発明において、導電体は、少なくとも第1導電体および第2導電体から構成され、第1導電体が燃料電池の+側出力端子に接続された+側母線に接続され、第2導電体が燃料電池の−側出力端子に接続された−側母線に接続されている。これにより、コンバータのスイッチングによりトランスの1次巻線には、燃料電池の出力電圧と0ボルトが交互に印加される場合でも、効果的にコモンモードノイズを低減して、変換効率などの性能や信頼性をさらに向上した燃料電池の電力変換装置を実現できる。 According to a second invention, in the first invention, the conductor is composed of at least a first conductor and a second conductor, and the first conductor is connected to the + side bus connected to the + side output terminal of the fuel cell. The second conductor is connected to a negative bus connected to the negative output terminal of the fuel cell. As a result, even when the output voltage of the fuel cell and 0 volt are alternately applied to the primary winding of the transformer by switching of the converter, the common mode noise is effectively reduced, and the performance such as conversion efficiency and A fuel cell power conversion device with further improved reliability can be realized.
第3の発明は、第1または第2の発明において、コンバータは、燃料電池の+側出力端子と−側出力端子との間に並列接続された平滑コンデンサを有し、導電体は、平滑コンデンサと燃料電池との間を接続する−側出力端子および−側母線に接続されている。 According to a third invention, in the first or second invention, the converter has a smoothing capacitor connected in parallel between the + side output terminal and the − side output terminal of the fuel cell, and the conductor is a smoothing capacitor. Are connected to a negative output terminal and a negative bus.
これにより、コンバータのスイッチングによる高周波大電流ラインへの接続を避けることができる。その結果、導電体の電位をより安定させ、効果的にコモンモードノイズを低減することができる。 As a result, connection to the high-frequency high-current line due to switching of the converter can be avoided. As a result, the electric potential of the conductor can be further stabilized and common mode noise can be effectively reduced.
第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明において、コンデンサを、さらに備え、コンデンサの一端が+側母線および−側母線のいずれか一方に接続された導電体の接続点と同一箇所に接続され、コンデンサの他端が筐体に接続されている。これにより、コンバータから発生するコモンモードノイズを、導電体に発生する浮遊容量からコンデンサを介して流すことができる。その結果、コモンモードノイズの燃料電池への流れ込みを低減して、燃料電池の電力変換装置の性能および信頼性を向上できる。 A fourth invention is the same as any one of the first to third inventions, further comprising a capacitor, wherein the capacitor has one end connected to one of the positive side bus and the negative side bus. The other end of the capacitor is connected to the housing. Thereby, the common mode noise generated from the converter can flow from the stray capacitance generated in the conductor through the capacitor. As a result, the flow of common mode noise into the fuel cell can be reduced, and the performance and reliability of the power converter of the fuel cell can be improved.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the same reference numerals are given to the same configurations as those of the conventional examples or the embodiments described above, and detailed description thereof will be omitted. The present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における電力変換装置について、図1から図3を用いて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the power converter in
図1は、本発明の実施の形態1における電力変換装置の回路構成を示す回路図である。図2は、本発明の実施の形態1における電力変換装置のトランス構成を示す断面図である。図3は、本発明の実施の形態1における電力変換装置のコモンモードノイズが伝達する経路を説明するための説明図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a power conversion device according to
図1に示すように、燃料電池の電力変換装置は、燃料電池20と、平滑コンデンサ21と、コンバータ22と、トランス23と、整流平滑回路24とおよびインバータ25から少なくとも構成され、商用系統26とインバータ25を介して接続されている。そして、トランス23の1次巻線と2次巻線の間には、導電体27が設けられ、導電体27の一端が、例えば図面中に示されるB点でコンバータ22の−側母線29と接続されている。なお、−側とは、燃料電池のアノード側であり、+側とは、燃料電池のカソード側に相当するものである。
As shown in FIG. 1, the power conversion device for a fuel cell includes at least a
このとき、燃料電池20の+側出力端子と−側出力端子は、+側母線28および−側母線29を介して平滑コンデンサ21とコンバータ22が接続されている。そして、平滑コンデンサ21の両端で、4つのスイッチング素子Q1、Q2、Q3、Q4からフルブリッジ構成を有するコンバータ22が接続されている。さらに、コンバータ22のスイッチング素子Q1、Q3の中点およびスイッチング素子Q2、Q4の中点で、トランス23の1次巻線の両端と接続されている。
At this time, the
また、トランス23の2次巻線は、ブリッジダイオードと平滑コンデンサから構成される整流平滑回路24に接続され、整流平滑回路24に接続されるインバータ25を介して家庭内負荷(図示せず)に電力が供給される。なお、燃料電池20が出力していない場合には、商用系統26から家庭内負荷に電力が供給される。
The secondary winding of the
以下に、図2を用いて、本実施の形態のトランスの構成について説明する。なお、図2では、トランス23の右半分の断面図を示している。
Hereinafter, the configuration of the transformer of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the right half of the
図2に示すように、トランス23は、コア30の中心30aから1次巻線および2次巻線を巻回し、1次巻線と2次巻線と間に導電体27が設けられている。このとき、導電体27は、例えば円盤状で構成され、図示していないがスリットなどの切欠きを設けることにより、円盤状に電流が流れるループができないように構成される。この理由は、ループを形成すると、1次巻線および2次巻線のインダクタンスを打ち消すために、鎖交磁束が減少するためである。そして、導電体27には電線(図示せず)が接続され、例えば図1に示すB点に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
以下に、上記の構成を有する電力変換装置において、図3を用いて、コモンモードノイズの流れる様子を説明する。 Hereinafter, how the common mode noise flows in the power conversion device having the above configuration will be described with reference to FIG.
図3に示すように、燃料電池20は、一般的に、平板の電極を積層した構成を有するため、電力変換装置を収納する筐体42との間で浮遊容量を形成しやすい。そして、形成された、例えば第3浮遊容量40および第4浮遊容量41を介して、図面中の破線の矢印で示す経路に沿って、コモンモードノイズが伝達する。このとき、導電体27がトランス23の1次側回路に接続されるため、トランス23の2次側回路へのコモンモードノイズの伝達を回避できる。
As shown in FIG. 3, since the
本実施の形態によれば、商用系統26側へのコモンモードノイズの伝達を低減して、電力変換装置自身の回路動作や商用系統に接続される他の電気機器へ影響を抑制した電力変換装置を実現できる。
According to the present embodiment, the power conversion device that reduces the transmission of common mode noise to the
なお、本実施の形態では、導電体27の一端をコンバータ22の−側母線に接続した例で説明したが、これに限られず、コンバータ22の+側母線に接続してもよく、同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the example in which one end of the
また、本実施の形態では、導電体27の一端をコンバータ22の−側母線のB点で接続した例で説明したが、これに限られない。例えば、導電体27の一端を、燃料電池20と平滑コンデンサ21間を接続する−側母線または+側母線に接続してもよい。
In this embodiment, the example in which one end of
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2における電力変換装置について、図4から図6を用いて説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the power converter in
図4は、本発明の実施の形態2における電力変換装置の回路構成を示す回路図である。図5は、本発明の実施の形態2における電力変換装置のトランス構成を示す断面図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the power conversion device according to
すなわち、図4に示すように、本実施の形態の電力変換装置は、トランス53の1次巻線と2次巻線との間に、第1導電体57と第2導電体58を設けた点で、実施の形態1の電力変換装置とは異なる。このとき、第1導電体57は、図面中に示されるB点でコンバータ22の−側母線29と接続され、第2導電体58は、図面中に示されるC点でコンバータ22の+側母線28と接続されている。他の構成は、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
That is, as shown in FIG. 4, the power converter according to the present embodiment is provided with the
以下に、図5を用いて、本実施の形態のトランスの構成について説明する。なお、図5では、トランス53の右半分の断面図を示している。
Hereinafter, the configuration of the transformer of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a cross-sectional view of the right half of the
図5に示すように、トランス53は、コア50の中心50aから1次巻線および2次巻線を巻回し、1次巻線と2次巻線との間に第1導電体57および第2導電体58が設けられている。なお、図5では、第1導電体57が1次巻線側に設けた例で示したが、第2導電体58を1次巻線側に、第1導電体57を2次巻線側に設けてもよい。
As shown in FIG. 5, the
このとき、第1導電体57および第2導電体58は、例えば円盤状から構成され、図示していないがスリットなどの切欠きを設けることにより、円盤状に電流が流れるループができないように構成される。この理由は、ループを形成すると、1次巻線および2次巻線のインダクタンスを打ち消すために、鎖交磁束が減少するためである。
At this time, the
これにより、電力変換装置を収納する筐体との間で形成される浮遊容量を介して、伝達するコモンモードノイズを、第1導電体57および第2導電体58がトランス23の1次側回路に接続されるため、トランス23の2次側回路へのコモンモードノイズの伝達を回避できる。
As a result, the
本実施の形態によれば、商用系統側へのコモンモードノイズの伝達を低減して、電力変換装置自身の回路動作や商用系統に接続される他の電気機器へ影響を、さらに抑制した電力変換装置を実現できる。 According to the present embodiment, transmission of common mode noise to the commercial system side is reduced, and the power conversion that further suppresses the influence on the circuit operation of the power conversion device itself and other electrical equipment connected to the commercial system. A device can be realized.
以下に、本実施の形態に電力変換装置のトランス構成の別の例について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, another example of the transformer configuration of the power conversion device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
図6は、本発明の実施の形態2における電力変換装置のトランス構成の別の例を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the transformer configuration of the power conversion device according to
図6に示すように、第1導電体57をトランス53の1次巻線の巻き終わり側と隣接するように設け、第2導電体58をトランス53の1次巻線の巻き始め側と隣接するように設ける構成である。
As shown in FIG. 6, the
この構成により、トランス53の1次巻線と、第1導電体57および第2導電体58との電位差を小さくできるため、コモンモードノイズの伝達抑制効果をさらに高めることができる。
With this configuration, since the potential difference between the primary winding of the
なお、本実施の形態では、導電体が第1導電体57と第2導電体58の2つからなる例で説明したが、これに限られない。例えば、2つ以上からなる複数の導電体をトランス53の1次巻線と2次巻線との間に設け、複数の導電体のうちの一部を+側母線28に接続し、残りの導電体を−側母線29に接続する構成でもよい。これにより、さらにコモンモードノイズの伝達を抑制できる。
In the present embodiment, the example in which the conductor is composed of the
また、本実施の形態では、第1導電体57をトランス53の1次巻線側に配置し、第2導電体58を2次巻線側に配置した例で説明したが、逆の配置でもよく、同様の効果が得られる。
In this embodiment, the
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3における電力変換装置について、図7と図8を用いて説明する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the power converter in
図7は、本発明の実施の形態3における電力変換装置の回路構成を示す回路図である。図8は、本発明の実施の形態3における電力変換装置の回路動作を説明するための説明図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the power conversion device according to
すなわち、図7に示すように、本実施の形態の電力変換装置は、第1導電体57を、コンバータ22に並列接続された平滑コンデンサ21と燃料電池20との間を接続する+側母線28の接続点Dで接続し、第2導電体58を−側母線29の接続点Eで接続した点で、実施の形態2とは異なる。他の構成は、実施の形態2と同様であるので、説明を省略する。
That is, as shown in FIG. 7, in the power conversion device of the present embodiment, the
つまり、図8に示すように、トランス53の1次側の配線、コンバータ22および平滑コンデンサ21間を流れるコンバータ22のスイッチングによる高周波大電流ラインに、第1導電体57と第2導電体58とを接続しない構成である。
That is, as shown in FIG. 8, the
これにより、高周波大電流による電圧変動の大きな高周波大電流ラインへの第1導電体57と第2導電体58の接続を避け、電位変動が小さく電位が安定した位置に第1導電体57および第2導電体58を接続できる。その結果、効果的にコモンモードノイズのさらに低減した電力変換装置を実現できる。
This avoids the connection of the
なお、本実施の形態では、導電体が第1導電体57と第2導電体58の2つからなる例で説明したが、これに限られない。例えば、2つ以上からなる複数の導電体をトランスの1次巻線と2次巻線との間に設け、複数の導電体のうちの一部を+側母線28に接続し、残りの導電体を−側母線29に接続する構成でもよい。これにより、さらにコモンモードノイズの伝達を抑制できる。また、実施の形態1と同様に、1つの導電体を、少なくとも+側母線28の接続点Dおよび−側母線29の接続点Eの一方に接続してもよい。これにより、簡単な構成で効果的にコモンモードノイズを低減できる。
In the present embodiment, the example in which the conductor is composed of the
また、本実施の形態では、第1導電体57をトランス53の1次巻線側に配置し、第2導電体58を2次巻線側に配置した例で説明したが、逆の配置でもよく、同様の効果が得られる。
In this embodiment, the
(実施の形態4)
以下、本発明の実施の形態4おける電力変換装置について、図9と図10を用いて説明する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, the power converter in Embodiment 4 of this invention is demonstrated using FIG. 9 and FIG.
図9は、本発明の実施の形態4における電力変換装置の回路構成を示す回路図である。 FIG. 9 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the power conversion device according to Embodiment 4 of the present invention.
すなわち、図9に示すように、第1導電体57が接続された−側母線29の接続点Dと同一箇所に接続された第1コンデンサ70と、第2導電体58が接続された+側母線28の接続点Eと同一箇所に接続された第2コンデンサ71とを備えている。さらに、接続されていない第1コンデンサ70および第2コンデンサ71の一方の端子は、電力変換装置を収納する金属製の筐体(図示せず)に接続されている点で、実施の形態3とは異なる。
That is, as shown in FIG. 9, the
つまり、図9に示すように、第1コンデンサ70の一端は第1導電体57が接続された−側母線29の接続点Dと同一箇所に接続され、第1コンデンサ70の他端は、電力変換装置を収納する筐体に接続される。また、第2コンデンサ71の一端は第2導電体58が接続された+側母線28の接続点Eと同一箇所に接続され、第2コンデンサ71の他端は筐体に接続された構成を有する。
That is, as shown in FIG. 9, one end of the
上記のように構成された電力変換装置において、コモンモードノイズの流れる様子を、図10を用いて説明する。 A state in which common mode noise flows in the power conversion device configured as described above will be described with reference to FIG.
図10は、本発明の実施の形態4における電力変換装置のコモンモードノイズが伝達する経路を説明するための説明図である。 FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a path through which common mode noise is transmitted in the power conversion device according to Embodiment 4 of the present invention.
図10に示すように、コンバータ22から発生するコモンモードノイズは、コンバータ22と筐体72との間に発生する第3浮遊容量40と、第1コンデンサ70および第2コンデンサ71を介して、例えば図面中の破線の矢印に沿って流れる。そのため、燃料電池20と筐体72との間に発生する第4浮遊容量41へのコモンモードノイズの流れ込みが低減される。これにより、燃料電池20へ流れ込む高周波ノイズの影響を低減できる。その結果、電力変換装置の性能および信頼性が向上する。
As shown in FIG. 10, common mode noise generated from the
なお、本実施の形態では、導電体が第1導電体57と第2導電体58の2つからなる例で説明したが、これに限られない。例えば、2つ以上からなる複数の導電体をトランス53の1次巻線と2次巻線との間に設け、複数の導電体のうちの一部を+側母線28に接続し、残りの導電体を−側母線29に接続する構成でもよい。これにより、さらにコモンモードノイズの伝達を抑制できる。
In this embodiment, the example in which the conductor is composed of the
また、本実施の形態では、導電体が第1導電体57と第2導電体58の2つからなり、各導電体57,58が第1コンデンサ70および第2コンデンサ71と接続する例で説明したが、これに限られない。例えば、実施の形態1と同様に、1つの導電体を、少なくとも+側母線28の接続点Dおよび−側母線29の接続点Eの一方に接続し、その接続点にコンデンサの一端を接続し、他端を筐体に接続する構成としてもよい。これにより、構成を簡略化できる。
Further, in the present embodiment, an example in which the conductor is composed of the
また、本実施の形態では、第1導電体57をトランス53の1次巻線側に配置し、第2導電体58を2次巻線側に配置した例で説明したが、逆の配置でもよく、同様の効果が得られる。
In this embodiment, the
本発明にかかる燃料電池の電力変換装置は、トランスの1次巻線と2次巻線との間に導電体を設けることにより、コモンモードノイズの低減が可能となるので、燃料電池と同様に大電流を出力する自動車用電池などの電力変換装置などの技術術分野において有用である。 The power conversion device for a fuel cell according to the present invention can reduce common mode noise by providing a conductor between the primary winding and the secondary winding of the transformer. It is useful in the technical field of power conversion devices such as automobile batteries that output a large current.
20 燃料電池
21 平滑コンデンサ
22 コンバータ
23,53 トランス
24 整流平滑回路
25 インバータ
26 商用系統
27 導電体
28 +側母線
29 −側母線
42,72 筐体
57 第1導電体
58 第2導電体
70 第1コンデンサ
71 第2コンデンサ
20
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JP2009057723A JP2010213480A (en) | 2009-03-11 | 2009-03-11 | Power converter of fuel cell |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011172330A (en) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Kyushu Electric Power Co Inc | Tool and method for replacement of power pole at the original position |
JP2013187929A (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Fuji Electric Co Ltd | Dc power supply device |
EP3958454A4 (en) * | 2019-08-22 | 2022-12-14 | Nr Electric Co., Ltd. | Solid-state transformer |
-
2009
- 2009-03-11 JP JP2009057723A patent/JP2010213480A/en active Pending
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