JP2015061322A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換回路は、メインスイッチング素子及びサブスイッチング素子を備えている。メインスイッチング素子はダイオード部分を有している。サブスイッチング素子は、メインスイッチング素子と相補的にオンオフされることで同期整流動作を実現するように設けられている。制御部は、入出力電力に対応する特性値が所定値を超える場合にメインスイッチング素子とサブスイッチング素子とを相補的にオンオフさせることで同期整流動作を実行し、所定値以下である場合にメインスイッチング素子又はサブスイッチング素子をオフに保持することで同期整流動作を停止させる。
【選択図】図2
Description
図1を参照すると、本発明の一実施形態としての電力変換装置10は、インバータ回路であって、交流電源11から入力された交流電力を直流電力に変換して、変換後の電力を直流負荷12に出力するように構成されている。この電力変換装置10は、電力変換回路13と制御部14とを備えている。
iL=IL・sinθ
本実施形態の構成は、上述のように、スーパージャンクション構造を有するMOSFET(スイッチング素子34,36)と通常型(シリコン型あるいはシリコンカーバイド型)のMOSFET(スイッチング素子33,35)とによる「ハイブリッド構成」を有している。スーパージャンクション構造を有するMOSFETは、シリコンカーバイド型よりも安価であるとともに、シリコン型(D−MOSFET)よりもオン抵抗が低い等のために低損失化に有効である。したがって、本実施形態のような「ハイブリッド構成」によれば、高効率化と低損失化とが良好に達成可能である。
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されているものと同様の構成及び機能を有する部分に対しては、上述の実施形態と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が適宜援用され得るものとする。もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたものに限定されるものではない。また、上述の実施形態の一部、及び、複数の変形例の全部又は一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
Claims (6)
- ダイオード部分を有する半導体スイッチング素子であるメインスイッチング素子(34,36)と、前記メインスイッチング素子と相補的にオンオフされることで同期整流動作を実現するように設けられた半導体スイッチング素子であるサブスイッチング素子(33,35)と、を備えた、電力変換回路(13)と、
前記メインスイッチング素子及び前記サブスイッチング素子のオンオフ動作を制御するように設けられた、制御部(14)と、
を備えた、電力変換装置(10)であって、
前記制御部は、
入出力電力に対応する特性値が所定値を超える場合に前記メインスイッチング素子と前記サブスイッチング素子とを相補的にオンオフさせることで前記同期整流動作を実行させ、前記特性値が前記所定値以下である場合に前記メインスイッチング素子又は前記サブスイッチング素子をオフに保持することで前記同期整流動作を停止させるようになっていることを特徴とする、電力変換装置。 - 前記メインスイッチング素子は、スーパージャンクション構造を有するMOSFETであることを特徴とする、請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記電力変換回路は、
一対の直流入出力端子のうちの一方に接続された半導体スイッチング素子である、第一スイッチング素子(33)と、
前記第一スイッチング素子と、一対の前記直流入出力端子のうちの他方と、に接続された半導体スイッチング素子である、第二スイッチング素子(34)と、
一対の前記直流入出力端子のうちの前記一方に接続された半導体スイッチング素子である、第三スイッチング素子(35)と、
前記第三スイッチング素子と、一対の前記直流入出力端子のうちの前記他方と、に接続された半導体スイッチング素子である、第四スイッチング素子(36)と、
を備え、
前記第一スイッチング素子と前記第二スイッチング素子との直列接続体と、前記第三スイッチング素子と前記第四スイッチング素子との直列接続体とが、並列に設けられていて、
前記第一スイッチング素子と前記第二スイッチング素子との接続部は、一対の交流入出力端子のうちの一方に接続され、
前記第三スイッチング素子と前記第四スイッチング素子との接続部は、一対の前記交流入出力端子のうちの他方に接続され、
前記第一スイッチング素子及び前記第三スイッチング素子は、前記メインスイッチング素子及び前記サブスイッチング素子のうちの一方であり、
前記第二スイッチング素子及び前記第四スイッチング素子は、前記メインスイッチング素子及び前記サブスイッチング素子のうちの他方である
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換回路における前記交流入出力端子側には、リアクトル(31a,31b)とコンデンサ(31c)とによって構成されたフィルタ回路(31)が設けられ、
前記制御部は、
一対の前記交流入出力端子間の交流電圧に対応する出力を生じるように設けられた、交流電圧検出部(47)と、
一対の前記直流入出力端子間の直流電圧に対応する出力を生じるように設けられた、直流電圧検出部(48)と、
前記リアクトルを通流する電流であるリアクトル電流に対応する出力を生じるように設けられた、電流検出部(49)と、
を備え、前記特性値としての前記交流電圧又は前記リアクトル電流に基づいて前記電力変換回路の動作を制御することを特徴とする、請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、
前記特性値としての、前記交流電圧検出部による前記交流電圧の検出値に基づいて、前記電力変換回路の動作を制御することを特徴とする、請求項4に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、
当該電力変換装置の出力である前記直流電圧を所望値とするための指令値と、前記直流電圧検出部による前記直流電圧の検出値と、の偏差に基づいて、電流基準値を出力するように設けられたフィードバック制御器である、第一制御器(411)と、
前記交流電圧の位相に対応する値と前記電流基準値とを乗算した値と、前記電流検出部による前記リアクトル電流の検出値と、に基づいて、前記メインスイッチング素子の制御信号を生成するための制御量を出力するように設けられたフィードバック制御器である、第二制御器(412)と、
を備え、
前記特性値としての前記電流基準値に基づいて、前記電力変換回路の動作を制御することを特徴とする、請求項4に記載の電力変換装置。
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