JP2015503901A5

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Publication number: JP2015503901A5
Application number: JP2014550793A
Authority: JP
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2033-01-04

Claims

入力電圧を出力電圧に変換すると共に該出力電圧を負荷に供給する電力変換器であって、第１のスイッチを含む第１組のスイッチを含むバック変換回路及び第２のスイッチを含む第２組のスイッチを含むブースト変換回路を含み、前記第２組のスイッチが前記第１組のスイッチとは別個であり、且つ、該第１組のスイッチから独立に制御することができる電力変換器と、
バック変換モードにおいて、前記電力変換器から前記負荷への前記バック変換回路を介しての電力の供給を、前記第１のスイッチのスイッチング動作を対応するパルス幅変調制御信号をそれぞれ用いて制御することにより、及び前記第２組のスイッチをオフすることにより、制御し、
ブースト変換モードにおいて、前記電力変換器から前記負荷への前記ブースト変換回路を介しての電力の供給を、前記第２のスイッチのスイッチング動作を対応するパルス幅変調制御信号をそれぞれ用いて制御することにより、及び前記第１組のスイッチをオフすることにより制御する、制御ユニットと、
を有する装置。
前記制御ユニットが、前記入力電圧のサンプル値、前記出力電圧のサンプル値、前記電力変換器へ供給される入力電流のサンプル値及び前記電力変換器により供給される出力電流のサンプル値を入力すると共に、前記負荷に対する電力の供給を前記入力電圧のサンプル値、前記出力電圧のサンプル値、前記入力電流のサンプル値及び前記出力電流のサンプル値に基づいて制御する、請求項１に記載の装置。
前記制御ユニットが、前記入力電圧のサンプル値、前記出力電圧のサンプル値、前記入力電流のサンプル値及び前記出力電流のサンプル値をデジタル値に変換する複数のアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を含む、請求項２に記載の装置。
前記制御ユニットが前記入力電圧と前記出力電圧とを相互に比較する回路を含み、前記制御ユニットが前記電力変換器の動作モードを該比較の結果に基づいて選択する、請求項２に記載の装置。
前記制御ユニットが、前記電力変換器から前記負荷への前記バック変換回路を介しての電力の供給を、前記第１組のスイッチにおける前記第１のスイッチの少なくとも１つを前記対応するパルス幅変調制御信号のスイッチング周波数及びデューティサイクルでスイッチングすると共に、該スイッチング周波数及びデューティサイクルの少なくとも一方を前記入力電圧のサンプル値と前記出力電圧のサンプル値との間の差に応じて調整することにより制御する、請求項２に記載の装置。
前記制御ユニットが、前記電力変換器から前記負荷への前記ブースト変換回路を介しての電力の供給を、前記第２組のスイッチにおける前記第２のスイッチの少なくとも１つを前記対応するパルス幅変調制御信号のスイッチング周波数及びデューティサイクルでスイッチングすると共に、該スイッチング周波数及びデューティサイクルの少なくとも一方を前記入力電圧のサンプル値と前記出力電圧のサンプル値との間の差に応じて調整することにより制御する、請求項２に記載の装置。
前記制御ユニットが、前記入力電圧が前記出力電圧と零ボルト以上の第１固定電圧との和より大きい場合に前記電力変換器から前記負荷への電力の供給を、前記第１組のスイッチのスイッチング動作を制御することにより、及びオフされた前記第２のスイッチの少なくとも１つを第１のバイパススイッチを介してバイパスすることにより制御する一方、前記入力電圧が前記出力電圧より小さい場合に前記電力変換器から前記負荷への電力の供給を、前記第２組のスイッチのスイッチング動作を制御することにより、及びオフされた前記第１のスイッチの少なくとも１つを第２のバイパススイッチを介してバイパスすることにより制御する、請求項１に記載の装置。
前記第１固定電圧が１ボルト未満である、請求項７に記載の装置。
前記制御ユニットが、更に、前記出力電圧が前記入力電圧と前記第１固定電圧との間の差より大きく、且つ、前記入力電圧と第２固定電圧との和より小さい場合に前記電力変換器を直接変換モードで動作するように制御する請求項７に記載の装置。
第１のスイッチを含む第１組のスイッチを含むバック変換回路と第２のスイッチを含む第２組のスイッチを含むブースト変換回路とを含む電力変換器であって、前記第２組のスイッチが、前記第１組のスイッチとは別個であり、且つ、該第１組のスイッチから独立に制御することができる当該電力変換器の入力電圧、出力電圧、入力電流及び出力電流をサンプリングするステップと、
前記入力電圧が前記出力電圧と零ボルト以上の第１固定電圧との和より大きい場合に前記電力変換器から負荷への電力の供給を、前記第１のスイッチのスイッチング動作を対応するパルス幅変調制御信号をそれぞれ用いて制御することにより、及び前記第２組のスイッチをオフすることにより制御するステップと、
前記入力電圧が前記出力電圧より小さい場合に前記電力変換器から前記負荷への電力の供給を、前記第２のスイッチのスイッチング動作を対応するパルス幅変調制御信号をそれぞれ用いて制御することにより、及び前記第１組のスイッチをオフすることにより制御するステップと、
を有する、方法。
前記電力変換器から負荷への電力の供給を制御するステップが、オフされた前記第２のスイッチの少なくとも１つと並列に配置される第１のバイパススイッチをオンすることにより前記第２組のスイッチにおける前記オフされた第２のスイッチの少なくとも１つをバイパスするステップを更に有する、請求項１０に記載の方法。
前記対応するパルス幅変調制御信号を用いて前記第１のスイッチのスイッチング動作を制御するステップが、これらパルス幅変調制御信号の各々の周波数及びデューティサイクルの一方を、前記入力電圧と前記出力電圧との間の差に応じて調整するステップを有する、請求項１０に記載の方法。
前記電力変換器から負荷への電力の供給を制御するステップが、オフされた前記第１のスイッチの少なくとも１つと並列に配置される第２のバイパススイッチをオンすることにより前記第１組のスイッチにおける前記オフされた第１のスイッチの少なくとも１つをバイパスするステップを更に有する、請求項１０に記載の方法。
前記１以上の制御信号をパルス幅変調するステップが、これらパルス幅変調された制御信号の各々の周波数及びデューティサイクルの一方を、前記入力電圧と前記出力電圧との間の差に応じて調整するステップを有する、請求項１０に記載の方法。
前記第１固定電圧が１ボルト未満である、請求項１０に記載の方法。