JP2017028873A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017028873A JP2017028873A JP2015145501A JP2015145501A JP2017028873A JP 2017028873 A JP2017028873 A JP 2017028873A JP 2015145501 A JP2015145501 A JP 2015145501A JP 2015145501 A JP2015145501 A JP 2015145501A JP 2017028873 A JP2017028873 A JP 2017028873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching element
- output
- output voltage
- capacitor
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
デンサの残留電荷を即時に放電しようとしても、通常のスイッチング制御では対応することができず、別の放電方法を用意する必要があるという課題があった。
<装置構成>
図1は、実施の形態1に係る電力変換装置の構成図であり、図2は、共振コンバータ回路の動作時における各電圧、電流波形図であり、図3は、共振コンバータ回路の電流経路を示す図であり、図4は、規格化周波数とゲインとの関係を示す図であり、図5は、共振コンバータ回路のスイッチング周波数を直列共振周波数よりも低くした場合の各電圧、電流波形を示す図であり、図6は、共振コンバータ回路のスイッチング周波数を直列共振周波数よりも高くした場合の各電圧、電流波形を示す図である。また、図7は、平滑コンデンサの残留電荷放電時の各電圧、電流波形を示す図であり、図8は、平滑コンデンサの残留電荷放電時の電圧及び制御パラメータの時間推移波形を示す図である。
まず、電力変換装置1000は、直流電源51からの入力電圧Viを降圧コンバータ回路100により任意の直流電圧に変換し、共振コンバータ回路200からバッテリ等の電圧源負荷52へ出力電圧Voを出力する。
次に、このように構成された本実施の形態の電力変換装置1000の動作について説明する。まず、降圧コンバータ回路100と共振コンバータ回路200の動作原理について述べる。
以下に、電力変換装置1000の定常状態での出力制御について説明する。まず、共振コンバータ回路200の制御方法について説明する。
以下に、本実施の形態における電力変換装置1000の平滑コンデンサ5の残留電荷の放電方法について説明する。電力変換装置1000には、電圧源負荷52が接続されているため、直流電圧Vdcが式(2)に示す2N×Voよりも低くなると、トランス10の2次側へ電力の伝送ができなくなり、通常の出力制御では、平滑コンデンサ5に電荷が残留する。図7に、Vdc<2N×Voの条件下で、残留電荷を放電する場合について、共振コンバータ回路200のスイッチング動作における各電圧、電流波形を示す。
dをtd/2、スイッチング周波数fswは2fsrとする。
たが、これに限らず、その他の負荷が接続される、または負荷がオープンとなっている場合においても、同様に平滑コンデンサ5の残留電荷の放電が可能である。
図9は、実施の形態2における平滑コンデンサの残留電荷放電時の電圧及び制御パラメータの時間推移波形を示す図である。実施の形態1では、平滑コンデンサ5のみを放電させる動作としたが、実施の形態2では、降圧コンバータ回路100の入力コンデンサ1の残留電荷も放電可能とするものである。装置構成、及び出力制御方法については実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
以下に、本実施の形態における電力変換装置1000の入力コンデンサ1の残留電荷の放電方法について説明する。
平滑コンデンサ5の残留電荷を放電するための半導体スイッチング素子6,7のオン/オフ制御の方法は、図7に示すものと同様である。また、放電処理のシーケンスについては、図9に示す。図9では、出力制御停止時に残留電荷を放電するときの入力コンデンサ1の電圧Vc、直流電圧Vdc、半導体スイッチング素子6,7のオンデューティ比D1,D2、半導体スイッチング素子2のオンデューティ比D3、半導体スイッチング素子6,7のデッドタイムTd及びスイッチング周波数fswの時間推移波形を示す。なお、本実施の形態の放電時においては、直流電源51はリレー等により切り離されている状態を想定している。
Claims (21)
- 直流入力電圧を異なる電圧の直流出力電圧に変換する絶縁型共振コンバータと、
前記絶縁型共振コンバータの入力側に接続されるコンデンサと、
前記絶縁型共振コンバータの動作を制御する制御部と、を備え、
前記絶縁型共振コンバータは、
前記コンデンサと並列に配置されると共に、互いに直列に接続された第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子と、
1次巻線および2次巻線を有するトランスと、
前記第2のスイッチング素子と前記トランスの1次巻線に直列に接続されると共に、閉回路を形成する共振コンデンサ及び共振リアクトルと、
前記トランスの2次側に接続された整流回路と、を有し、
前記制御部は、
前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子とをデッドタイムを挟んでオンデューティ比あるいはスイッチング周波数で交互にオン/オフ制御することにより、前記直流出力電圧を制御すると共に、
前記直流出力電圧の出力停止時には、前記直流出力電圧の制御時とは異なるデッドタイム、オンデューティ比あるいはスイッチング周波数で交互にオン/オフ制御することにより、前記コンデンサの電荷を放電させることを特徴とする電力変換装置。 - 前記直流出力電圧の出力停止時の前記デッドタイムは、前記直流出力電圧の制御時の前記デッドタイムよりも短いことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記直流出力電圧の出力停止時の前記デッドタイムは、前記直流出力電圧の制御時の前記デッドタイムよりも長いことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記直流出力電圧の出力停止時における前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子の前記オンデューティ比は、前記直流出力電圧の制御時における前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子の前記オンデューティ比よりも高いことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記直流出力電圧の出力停止時における前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子の前記オンデューティ比は、前記直流出力電圧の制御時における前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子の前記オンデューティ比よりも低いことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記第1のスイッチング素子の前記オンデューティ比は、前記第2のスイッチング素子の前記オンデューティ比より高いことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記共振コンデンサと前記共振リアクトルとで構成される直列共振回路の直列共振周波数の半周期に前記デッドタイムを加えた時間の2倍を周期とする周波数よりも高い前記スイッチング周波数で、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子とをオン/オフ制御することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記共振コンデンサと前記共振リアクトルとで構成される直列共振回路の直列共振周波数の半周期に前記デッドタイムを加えた時間の2倍を周期とする周波数よりも低い前記スイッチング周波数で、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子とをオン/オフ制御することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電力変
換装置。 - 前記直流出力電圧の出力停止時には、前記スイッチング周波数を固定値とすることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記直流出力電圧の出力停止時には、前記絶縁型共振コンバータの出力側への突入電流を抑制する突入電流抑制期間を設けたことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記突入電流抑制期間において、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子の前記オンデューティ比を漸増させることを特徴とする請求項10に記載の電力変換装置。
- 前記突入電流抑制期間において、前記デッドタイムを漸減させることを特徴とする請求項10に記載の電力変換装置。
- 前記突入電流抑制期間において、前記スイッチング周波数を漸減させることを特徴とする請求項10に記載の電力変換装置。
- 前記整流回路は、整流スイッチング素子により構成された同期整流回路であり、
前記直流出力電圧の制御時には、前記整流スイッチング素子はオン/オフ制御され、
前記直流出力電圧の出力停止時には、前記整流スイッチング素子はオン/オフ制御されないことを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記整流回路は、整流スイッチング素子により構成された同期整流回路であり、
前記直流出力電圧の制御時には、前記整流スイッチング素子はオン/オフ制御され、前記直流出力電圧の出力停止時には、前記整流スイッチング素子はオン/オフ制御されることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記コンデンサに対して前記直流入力電圧を出力する直流コンバータを備えたことを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記直流コンバータは、昇圧型であることを特徴とする請求項16に記載の電力変換装置。
- 前記直流コンバータは、入力側からの電力の供給を調整することができる調整スイッチング素子を備えた降圧型であることを特徴とする請求項16に記載の電力変換装置。
- 前記直流出力電圧の出力停止時には、前記調整スイッチング素子をオフにすることを特徴とする請求項18に記載の電力変換装置。
- 前記直流出力電圧の出力停止時には、前記調整スイッチング素子をオンにすることを特徴とする請求項18に記載の電力変換装置。
- 前記直流出力電圧の出力停止時には、前記調整スイッチング素子のオンデューティ比を漸増させることを特徴とする請求項20に記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015145501A JP6012822B1 (ja) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015145501A JP6012822B1 (ja) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 電力変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6012822B1 JP6012822B1 (ja) | 2016-10-25 |
JP2017028873A true JP2017028873A (ja) | 2017-02-02 |
Family
ID=57145216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015145501A Active JP6012822B1 (ja) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6012822B1 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6338808B1 (ja) * | 2017-04-12 | 2018-06-06 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置および非接触給電システム |
JP2019030122A (ja) * | 2017-07-28 | 2019-02-21 | 株式会社日立産機システム | 共振形電源装置 |
JP2019106785A (ja) * | 2017-12-12 | 2019-06-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
JP2019106783A (ja) * | 2017-12-12 | 2019-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | Dc−dc降圧コンバータ |
JP2019149867A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | オムロン株式会社 | 電力変換装置及び電力変換システム |
KR20210068212A (ko) * | 2019-11-29 | 2021-06-09 | 한국철도기술연구원 | 철도차량 반도체변압기의 고압커패시터의 방전 제어장치 및 방법 |
US11196356B2 (en) | 2018-02-15 | 2021-12-07 | Hitachi Astemo, Ltd. | Power conversion device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0797909B2 (ja) * | 1986-01-14 | 1995-10-18 | 松下電工株式会社 | 放電灯点灯装置 |
JP5594322B2 (ja) * | 2012-06-14 | 2014-09-24 | 株式会社村田製作所 | スイッチング電源装置 |
JP5805246B2 (ja) * | 2014-03-20 | 2015-11-04 | 三菱電機株式会社 | 車両用電源装置 |
JP5911553B1 (ja) * | 2014-11-21 | 2016-04-27 | 三菱電機株式会社 | 直流変換装置 |
-
2015
- 2015-07-23 JP JP2015145501A patent/JP6012822B1/ja active Active
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6338808B1 (ja) * | 2017-04-12 | 2018-06-06 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置および非接触給電システム |
JP2019030122A (ja) * | 2017-07-28 | 2019-02-21 | 株式会社日立産機システム | 共振形電源装置 |
JP2019106785A (ja) * | 2017-12-12 | 2019-06-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
JP2019106783A (ja) * | 2017-12-12 | 2019-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | Dc−dc降圧コンバータ |
US11196356B2 (en) | 2018-02-15 | 2021-12-07 | Hitachi Astemo, Ltd. | Power conversion device |
JP2019149867A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | オムロン株式会社 | 電力変換装置及び電力変換システム |
KR20210068212A (ko) * | 2019-11-29 | 2021-06-09 | 한국철도기술연구원 | 철도차량 반도체변압기의 고압커패시터의 방전 제어장치 및 방법 |
KR102288874B1 (ko) | 2019-11-29 | 2021-08-13 | 한국철도기술연구원 | 철도차량 반도체변압기의 고압커패시터의 방전 제어장치 및 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6012822B1 (ja) | 2016-10-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6012822B1 (ja) | 電力変換装置 | |
US10819222B2 (en) | Circuitry for power factor correction and methods of operation | |
US9209697B2 (en) | Switching power-supply device | |
JP6021972B2 (ja) | 電力変換装置 | |
US9887638B2 (en) | Power conversion apparatus with frequency operation change based on input voltage | |
US8488346B2 (en) | Power conversion apparatus and method | |
US9667153B2 (en) | Switching power supply apparatus for generating control signal for lowering switching frequency of switching devices | |
WO2015004989A1 (ja) | 双方向dc/dcコンバータ | |
WO2016139745A1 (ja) | 電力変換器 | |
WO2015174123A1 (ja) | 電力変換装置 | |
US20140211515A1 (en) | Dc-dc converter and power supply device having dc-dc converter | |
US7535733B2 (en) | Method of controlling DC-to-DC converter whereby switching control sequence applied to switching elements suppresses voltage surges at timings of switch-off of switching elements | |
US10361624B2 (en) | Multi-cell power converter with improved start-up routine | |
US10193464B2 (en) | DC-DC converter | |
US8824180B2 (en) | Power conversion apparatus | |
JP2006129548A (ja) | 電力変換装置 | |
JP6708175B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2013236428A (ja) | 直流変換装置 | |
JP2013090432A (ja) | フォワード形直流−直流変換装置 | |
JP6983289B1 (ja) | 電力変換装置 | |
US11356029B2 (en) | Rectifying circuit and switched-mode power supply incorporating rectifying circuit | |
JP2019187004A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP4764980B2 (ja) | 直流−直流変換装置 | |
WO2010098486A1 (ja) | Dc-dcコンバータ | |
US9407150B2 (en) | High efficiency zero-voltage switching (ZVS) assistance circuit for power converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160819 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160823 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160920 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6012822 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |