JP2013059201A - 共振型電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】補助スイッチをオンにしてから補助コンデンサの電圧が最小となる時点で主スイッチをオンにするスイッチ制御部を備える単方向の共振型電力変換装置において、前記スイッチ制御部は、前記補助スイッチをオンにしてから前記補助コンデンサの電圧が閾値以下となった時を前記補助コンデンサの電圧が最小となる時点として検知する。
【選択図】図1
Description
また、下記特許文献1には、SAZZ方式を採用した共振型電力変換装置において、補助スイッチをオンにしてから補助コンデンサ(スナバコンデンサ)の電圧が最小となるまでの遅延時間を算出し、当該遅延時間の経過後に主スイッチをオンにすることで、主スイッチのソフトスイッチングを実現する技術が開示されている。
〔第1実施形態〕
まず、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る共振型電力変換装置の構成概略図である。この図1に示すように、第1実施形態に係る共振型電力変換装置は、直流電源Eの出力電圧V1を所望の電圧値V2(V1<V2)に変換して負荷Lに供給する昇圧型の単方向DC/DCコンバータであり、SAZZ昇圧チョッパ回路1、スナバ電圧センサ2、一次側電流センサ3、二次側電圧センサ4及びスイッチ制御部5から構成されている。
一次側平滑コンデンサ15は、一端が一次側端子11に接続され、他端が一次側端子12に接続されている。二次側平滑コンデンサ16は、一端が二次側端子13に接続され、他端が二次側端子14に接続されている。
共振型電力変換装置の動作原理については、特許第4397938号公報に記載されているように既に公知であるので詳細な説明については省略するが、補助スイッチ24をオンにしてからスナバコンデンサ23の電圧Vcが最小となる時点で主スイッチ20をオンにすることにより、主スイッチ20のソフトスイッチングを実現できる。
電流制御部5bは、一次側電流センサ3によって検出された一次側電流値I1と、電圧制御部5aから得られる一次側電流指令値I1refとの偏差がゼロとなるような操作量をPI演算によって算出する。
主スイッチデューティ演算部5cは、電流制御部5bから得られる操作量に基づいて、主スイッチ20に出力すべきPWM信号のデューティ比Dmを算出する。
ΔTd=−1×ΔTd ・・・(1)
Td=Td+ΔTd ・・・(2)
遅延時間制限部5hは、遅延時間演算部5gによって算出された遅延時間Tdが、最大遅延時間設定部5eにて設定された最大遅延時間Tdmaxと、最小遅延時間設定部5fにて設定された最小遅延時間Tdminとの範囲内に収まるように制限する。具体的には、遅延時間Tdが最大遅延時間Tdmaxを越えた場合、その遅延時間Tdを最大遅延時間Tdmaxに設定し直す一方、遅延時間Tdが最小遅延時間Tdminを下回った場合、その遅延時間Tdを最小遅延時間Tdminに設定し直す。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図4は、第2実施形態に係る共振型電力変換装置の構成概略図である。この図4に示すように、第2実施形態に係る共振型電力変換装置は、直流電源Eの出力電圧V1を所望の電圧値V2(V1>V2)に変換して負荷Lに供給する降圧型の単方向DC/DCコンバータであり、SAZZ降圧チョッパ回路100、スナバ電圧センサ200、一次側電流センサ300、二次側電圧センサ400及びスイッチ制御部500から構成されている。
例えば、上記第1及び第2実施形態では、SAZZ昇圧チョッパ回路1またはSAZZ降圧チョッパ回路100の一次側電流値I1に基づいて、閾値Vcthの設定、最大遅延時間Tsmaxの設定、最小遅延時間Tdminの設定及び遅延時間Tdのオン/オフ判定を行う場合を例示したが、一次側電流値I1に替えて二次側電流値(二次側端子間に流れる電流)を用いても良い。
Claims (5)
- 補助スイッチをオンにしてから補助コンデンサの電圧が最小となる時点で主スイッチをオンにするスイッチ制御部を備える単方向式の共振型電力変換装置において、
前記スイッチ制御部は、前記補助スイッチをオンにしてから前記補助コンデンサの電圧が閾値以下となった時を前記補助コンデンサの電圧が最小となる時点として検知することを特徴とする共振型電力変換装置。 - 一次側電流値または二次側電流値を検出する電流センサを備え、
前記スイッチ制御部は、前記電流センサによって検出された前記一次側電流値または二次側電流値に基づいて前記閾値を設定することを特徴とする請求項1に記載の共振型電力変換装置。 - 前記スイッチ制御部は、前記電流センサによって検出された前記一次側電流値または二次側電流値に基づいて前記補助スイッチを動作させるか否かを判定することを特徴とする請求項2に記載の共振型電力変換装置。
- 前記補助コンデンサの電圧を検出する電圧センサを備え、
前記スイッチ制御部は、前記電圧センサによって検出された前記補助コンデンサの電圧が前記閾値より高い場合、前記補助コンデンサの電圧の今回値と前回値との関係に応じて遅延時間を増減し、前記補助コンデンサの電圧が前記閾値以下となった場合に、補助スイッチをオンにしてから前記遅延時間の経過後に前記主スイッチをオンにすることを特徴とする請求項2または3に記載の共振型電力変換装置。 - 前記スイッチ制御部は、前記電流センサによって検出された前記一次側電流値または二次側電流値に基づいて最大遅延時間及び最小遅延時間を設定し、前記遅延時間が前記最小遅延時間以上ないし前記最大遅延時間以下となるように制限することを特徴とする請求項4に記載の共振型電力変換装置。
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