JP2015159640A - 電力変換装置及び電力変換方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1次側回路に構成される複数の1次側ポートと、1次側回路と変圧器で磁気結合する2次側回路に構成される2次側ポートとを備え、1次側回路と2次側回路のスイッチングとの位相差を変更して、1次側回路と2次側回路との間で伝送される伝送電力を調整し、且つ、1次側回路又は2次側回路のスイッチングのデューティ比を変更する、電力変換方法であって、位相差が上限値であるか否かを判定する判定ステップと、第1の1次側ポートの検出電圧が、第2の1次側ポートの目標電圧と100/αとの積より小さいか否かを判定する判定ステップと、位相差が上限値であり、且つ第1の1次側ポートの検出電圧が、第2の1次側ポートの目標電圧と100/αとの積より小さい場合に、デューティ比をαに固定する固定ステップと、を有する、電力補正方法。
【選択図】図1
Description
1次側回路に構成される複数の1次側ポートと、前記1次側回路と変圧器で磁気結合する2次側回路に構成される2次側ポートとを備え、前記1次側回路のスイッチングと前記2次側回路のスイッチングとの位相差を変更して、前記1次側回路と前記2次側回路との間で伝送される伝送電力を調整し、且つ、前記1次側回路又は前記2次側回路のスイッチングのデューティ比を変更する、電力変換方法であって、
前記位相差が上限値であるか否かを判定する判定ステップと、
第1の1次側ポートの検出電圧が、第2の1次側ポートの目標電圧と100/α(但し、αは0より大きく100より小さい、前記伝送電力が最大となる場合の前記デューティ比)との積より小さいか否かを判定する判定ステップと、
前記位相差が上限値であり、且つ前記第1の1次側ポートの検出電圧が、前記第2の1次側ポートの目標電圧と100/αとの積より小さい場合に、前記デューティ比をαに固定する固定ステップと、
を有する、電力補正方法が提供される。
図1は、電力変換装置の実施形態である電源装置101の構成例を示したブロック図である。電源装置101は、例えば、電源回路10と、制御部50と、センサ部70とを備えた電源システムである。電源装置101は、例えば、自動車等の車両に搭載され、車載の各負荷に配電するシステムである。このような車両の具体例として、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、電気自動車などが挙げられる。
上記電源装置101の動作について、図1及び図2を用いて説明する。例えば、電源回路10の電力変換モードをモードFとして動作させることを要求する外部信号が入力されてきた場合には、制御部50の電力変換モード決定処理部502は、電源回路10の電力変換モードをモードFとして決定する。このとき、第2入出力ポート60cに入力された電圧が1次側変換回路20の昇圧機能によって昇圧され、その昇圧された電圧の電力が電源回路10のDC−DCコンバータ回路としての機能によって第3入出力ポート60b側へと伝送され、さらに、2次側変換回路30の降圧機能によって降圧されて第4入出力ポート60dから出力される。
1次側変換回路20の昇降圧比
=第2入出力ポート60cの電圧/第1入出力ポート60aの電圧
=δ11/T=β/T
2次側変換回路30の昇降圧比
=第4入出力ポート60dの電圧/第3入出力ポート60bの電圧
=δ12/T=β/T
と表される。つまり、1次側変換回路20と2次側変換回路30の昇降圧比は互いに同じ値(=β/T)である。
P=(N×Va×Vb)/(π×ω×L)×F(D,φ)
・・・式1
で表される。
LEQ2 = 2L1(1−k1)N2 + 2L2(1−k2) + LT2(1−kT 2)
・・・式2
と表すことができる。
図6は、電力変換方法の一例を示したフローチャートである。図6の電力変換方法は、制御部50によって実行される。
30 2次側変換回路
50 制御部
60a 第1入出力ポート(第1の1次側ポート)
60b 第3入出力ポート(2次側ポート)
60c 第2入出力ポート(第2の1次側ポート)
62b 2次側高電圧系電源
62c 1次側低電圧系電源
101 電源装置(電力変換装置の一例)
400 変圧器
U*,V* 上アーム
/U*,/V* 下アーム
Claims (10)
- 1次側回路に構成される複数の1次側ポートと、前記1次側回路と変圧器で磁気結合する2次側回路に構成される2次側ポートとを備え、前記1次側回路のスイッチングと前記2次側回路のスイッチングとの位相差を変更して、前記1次側回路と前記2次側回路との間で伝送される伝送電力を調整し、且つ、前記1次側回路又は前記2次側回路のスイッチングのデューティ比を変更する、電力変換方法であって、
前記位相差が上限値であるか否かを判定する判定ステップと、
第1の1次側ポートの検出電圧が、第2の1次側ポートの目標電圧と100/α(但し、αは0より大きく100より小さい、前記伝送電力が最大となる場合の前記デューティ比)との積より小さいか否かを判定する判定ステップと、
前記位相差が上限値であり、且つ前記第1の1次側ポートの検出電圧が、前記第2の1次側ポートの目標電圧と100/αとの積より小さい場合に、前記デューティ比をαに固定する固定ステップと、を有する、電力変換方法。 - 前記デューティ比が50%以下であるか否かを判定する判定ステップと、
前記デューティ比が50%以下である場合に、αを増加させる増加ステップと、
増加させたαが、50%より大きいか否かを判定する判定ステップと、
増加させたαが、50%以下である場合に、前記第1の1次側ポートの検出電圧が、前記第2の1次側ポートの目標電圧と100/αとの積より小さいか否かを判定する判定ステップと、を有する、請求項1に記載の電力変換方法。 - 前記デューティ比が50%以下であるか否かを判定する判定ステップと、
前記デューティ比が50%より大きい場合に、αを減少させる減少ステップと、
減少させたαが、50%より小さいか否かを判定する判定ステップと、
減少させたαが、50%以上である場合に、前記第1の1次側ポートの検出電圧が、前記第2の1次側ポートの目標電圧と100/αとの積より小さいか否かを判定する判定ステップと、を有する、請求項1に記載の電力変換方法。 - 増加させたαが、50%より大きい場合に、増加させたαを50%に固定する固定ステップと、を有する、請求項2に記載の電力変換方法。
- 減少させたαが、50%より小さい場合に、減少させたαを50%に固定する固定ステップと、を有する、請求項3に記載の電力変換方法。
- 複数の1次側ポートを備える1次側回路と、
2次側ポートを備え、前記1次側回路と変圧器で磁気結合する2次側回路と、
前記1次側回路のスイッチングと前記2次側回路のスイッチングとの位相差を変更することによって、前記1次側回路と前記2次側回路との間で伝送される伝送電力を制御し、且つ、前記1次側回路又は前記2次側回路のスイッチングのデューティ比を制御する制御部と、を備える電力変換装置であって、
前記制御部は、
前記位相差が上限値であるか否かを判定し、
第1の1次側ポートの検出電圧が、第2の1次側ポートの目標電圧と100/α(但し、αは0より大きく100より小さい、前記伝送電力が最大となる場合の前記デューティ比)との積より小さいか否かを判定し、
前記位相差が上限値であり、且つ前記第1の1次側ポートの検出電圧が、前記第2の1次側ポートの目標電圧と100/αとの積より小さい場合に、前記デューティ比をαに固定する、電力変換装置。 - 前記デューティ比が50%以下であるか否かを判定し、
前記デューティ比が50%以下である場合に、αを増加させ、
増加させたαが、50%より大きいか否かを判定し、
増加させたαが、50%以下である場合に、前記第1の1次側ポートの検出電圧が、前記第2の1次側ポートの目標電圧と100/αとの積より小さいか否かを判定する、請求項6に記載の電力変換装置。 - 前記デューティ比が50%以下であるか否かを判定し、
前記デューティ比が50%より大きい場合に、αを減少させ、
減少させたαが、50%より小さいか否かを判定し、
減少させたαが、50%以上である場合に、前記第1の1次側ポートの検出電圧が、前記第2の1次側ポートの目標電圧と100/αとの積より小さいか否かを判定する、請求項6に記載の電力変換装置。 - 増加させたαが、50%より大きい場合に、増加させたαを50%に固定する、請求項7に記載の電力変換装置。
- 減少させたαが、50%より小さい場合に、減少させたαを50%に固定する、請求項8に記載の電力変換装置。
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