JP2013251998A - 双方向絶縁型dc−dcコンバータの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】双方向絶縁型DC−DCコンバータの制御装置において、パルス幅変調器9a,9bにより、1次側直流電圧E1が、2次側直流電圧換算値nE2よりも大きい場合は、第1コンバータ20aにおける並列接続されたスイッチング素子T1とT2またはT3とT4を同時にオンして零電圧となる期間を設け、コンバータ出力電圧V1のパルス幅を狭くし、2次側直流電圧換算値nE2が、1次側直流電圧E1よりも大きい場合は、第2コンバータ20bにおける並列接続されたスイッチング素子T5とT6またはT7とT8を同時にオンして零電圧となる期間を設け、コンバータ出力電圧V2のパルス幅を狭くする。
【選択図】図2
Description
絶縁共振型DC‐DCコンバータの技術として非特許文献1,特許文献1〜3が従来から知られている。
・1次側直流電圧E1と2次側直流電圧E2の電圧差が大きいほどZVSが成立しにくい。
・電圧位相差δが小さいほど(軽負荷で伝送電力が小さいほど)ZVSが成立しにくい。
図1は、双方向絶縁型DC−DCコンバータの主回路を示す回路構成図である。図1に示すように、双方向絶縁型DC−DCコンバータの主回路は、第1,第2コンバータ20a,20bを変圧器21を介して結合し、変圧器21を中心に左右対称になっている。また、双方向絶縁型DC−DCコンバータは、1次側に直流電源22,2次側にコンデンサ23を備え、この直流電源22の直流電圧E1とコンデンサ23の直流電圧E2を電圧検出器2a,2bによりそれぞれ検出している。
図5は、本実施形態2における双方向絶縁型DC−DCコンバータの制御装置1Bを示す構成図である。 本実施形態2は実施形態1に対し以下の点で相違する。
9a,9b…パルス幅変調器
11a,11b…テーブル
20a,20b…第1コンバータ,第2コンバータ
21…変圧器
22…直流電源
E1,E2…1次側直流電圧,2次側直流電圧
n…変圧器巻数比
nE2…2次側直流電圧換算値
T1〜T8…スイッチング素子
V1,V2…第1コンバータの出力電圧,第2コンバータの出力電圧
δ…電圧位相差
Claims (4)
- 直流電源と変圧器の1次巻線との間に接続され、第1,第3スイッチング素子が直列接続された第1のスイッチングアームと、第2,第4スイッチング素子が直列接続された第2のスイッチングアームと、が並列接続された単相フルブリッジ回路を有する第1コンバータと、
前記変圧器の二次巻線に接続され、第5,第7スイッチング素子が直列接続された第3のスイッチングアームと、第6,第8スイッチング素子が直列接続された第4のスイッチングアームと、が並列接続された単相フルブリッジ回路を有する第2コンバータと、
を備えた双方向絶縁型DC−DCコンバータの制御装置において、
1次側直流電圧E1が、2次側直流電圧E2に変圧器巻数比nを乗算して2次側直流電圧E2を1次側に換算した2次側直流電圧換算値nE2よりも大きい場合は、第1コンバータにおける第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との組み合わせ、または第3スイッチング素子と第4スイッチング素子との組み合わせを同時にオンして零電圧となる期間を設け、コンバータ出力電圧のパルス幅を狭くし、
2次側直流電圧換算値nE2が、1次側直流電圧E1よりも大きい場合は、第2コンバータにおける第5スイッチング素子と第6スイッチング素子との組み合わせ、または第7スイッチング素子と第8スイッチング素子の組み合わせを同時にオンして零電圧となる期間を設け、コンバータ出力電圧のパルス幅を狭くするパルス幅変調器を備えたことを特徴とする双方向絶縁型DC−DCコンバータの制御装置。 - 前記パルス幅変調器は、
1次側直流電圧E1が2次側直流電圧換算値nE2よりも大きい場合は、第1コンバータにおけるパルス幅を、第2コンバータにおけるパルス幅のnE2/E1倍とし、2次側直流電圧換算値nE2が1次側直流電圧E1よりも大きい場合は、第2コンバータにおけるパルス幅を、第1コンバータにおけるパルス幅のE1/nE2倍とすることを特徴とする請求項1記載の双方向絶縁型DC−DCコンバータの制御装置。 - 前記パルス幅変調器は、
1次側直流電圧E1が2次側直流電圧換算値nE2よりも大きい場合は、第1コンバータにおけるパルスの点弧角αをα=cos-1(nE2/E1)とし、2次側直流電圧換算値nE2が1次側直流電圧E1よりも大きい場合は、第2コンバータにおけるパルスの点弧角αをα=cos-1(E1/nE2)とすることを特徴とする請求項1記載の双方向絶縁型DC−DCコンバータの制御装置。 - 予め、1次側直流電圧と2次側直流電圧換算値との電圧差に対して外乱を考慮したパルス幅を格納し、前記電圧差に応じて最適なパルス幅をパルス幅指令値として、パルス幅変調器に出力するテーブルを備えたことを特徴とする請求項1記載の双方向絶縁型DC−DCコンバータの制御装置。
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