JP2017085785A - 双方向絶縁型dc/dcコンバータ - Google Patents
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Abstract
【課題】1次側から2次側への電力供給と2次側から1次側への電力供給とを効率よく行い、しかも広い入出力電圧範囲に対応することが可能な双方向絶縁型DC/DCコンバータを提供する。【解決手段】双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aの制御回路5Aは、順方向動作時に、第1開閉手段S1を導通状態、第2開閉手段S2を非導通状態にし、1次側フルブリッジ回路1に対して位相シフト制御、2次側フルブリッジ回路2に対して同期整流制御を行う一方、逆方向動作時に、第2開閉手段S2を導通状態、第1開閉手段S1を非導通状態し、2次側フルブリッジ回路2に対して位相シフト制御、1次側フルブリッジ回路1に対して同期整流制御を行う。双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aの変圧比変更手段20Aは、絶縁変圧部10Aの変圧比を順方向動作時と逆方向動作時とで異なる値に変更することを特徴とする。【選択図】図1
Description
本発明は、双方向絶縁型DC/DCコンバータに関する。
絶縁型DC/DCコンバータとしては、例えば、非特許文献1に記載のものが知られている。非特許文献1に記載の絶縁型DC/DCコンバータは、トランスと、トランスの1次側に設けられた1次側フルブリッジ回路と、トランスの2次側に設けられた2次側プッシュプル回路と、1次側フルブリッジ回路および2次側プッシュプル回路を制御する制御回路とを備え、1次側から2次側へ電力を供給する。
制御回路は、1次側フルブリッジ回路に対して、1次側フルブリッジ回路を構成する第1〜第4スイッチ素子の位相をシフトさせる位相シフト制御を行う。具体的には、1次側フルブリッジ回路の第1レグを構成する第1スイッチ素子および第2スイッチと、第2レグを構成する第3スイッチ素子および第4スイッチ素子について、第1スイッチ素子と第2スイッチ素子の位相を反転させ、第3スイッチ素子と第4スイッチ素子の位相を反転させるとともに、第1スイッチ素子および第2スイッチ素子の位相に対して第3スイッチ素子および第4スイッチ素子の位相をシフトさせる。
また、制御回路は、2次側プッシュプル回路に対して、スイッチング動作を1次側フルブリッジ回路のスイッチング動作に同期させる同期整流制御を行う。具体的には、2次側プッシュプル回路を構成する第5スイッチ素子および第6スイッチ素子について、対角に位置する1次側の第1スイッチ素子および第4スイッチ素子がともにON状態のときに2次側の第5スイッチ素子をOFF状態にし、対角に位置する1次側の第2スイッチ素子および第3スイッチ素子がともにON状態のときに2次側の第6スイッチ素子をOFF状態にする。
非特許文献1に記載の絶縁型DC/DCコンバータによれば、制御回路が、1次側フルブリッジ回路に対して位相シフト制御を行い、2次側プッシュプル回路に対して同期整流制御を行うことで、1次側から2次側への電力供給を効率よく行うことができる。
"同期整流制御内蔵、グリーン・モード、位相シフト・フルブリッジ・コントローラ"、[online]、2011年、日本テキサス・インスツルメンツ株式会社、[平成27年9月3日検索]、インターネット<URL:http://www.tij.co.jp/product/jp/ucc28950>
しかしながら、上記従来の絶縁型DC/DCコンバータは、2次側から1次側への効率のよい電力供給には対応していなかった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、1次側から2次側への電力供給と2次側から1次側への電力供給とを効率よく行い、しかも広い入出力電圧範囲に対応することが可能な双方向絶縁型DC/DCコンバータを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータは、
絶縁変圧部を備え、前記絶縁変圧部の1次側から前記絶縁変圧部の2次側に電力を供給する順方向動作と、前記2次側から前記1次側に電力を供給する逆方向動作とを行う双方向絶縁型DC/DCコンバータであって、
前記1次側に設けられた1次側LC回路と、
前記1次側LC回路に含まれる第1コイルに並列接続された第1開閉手段と、
前記1次側LC回路と前記絶縁変圧部との間に設けられた1次側フルブリッジ回路と、
前記2次側に設けられた2次側LC回路と、
前記2次側LC回路に含まれる第2コイルに並列接続された第2開閉手段と、
前記2次側LC回路と前記絶縁変圧部との間に設けられた2次側フルブリッジ回路と、
前記絶縁変圧部の変圧比を変更する変圧比変更手段と、
前記1次側フルブリッジ回路、前記第1開閉手段、前記2次側フルブリッジ回路、前記第2開閉手段および前記変圧比変更手段を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記順方向動作時に、前記第1開閉手段を導通状態にし、かつ前記第2開閉手段を非導通状態にするとともに、前記1次側フルブリッジ回路に対して、前記1次側フルブリッジ回路を構成するスイッチ素子の位相をシフトさせる位相シフト制御を行い、前記2次側フルブリッジ回路に対して、スイッチング動作を前記1次側フルブリッジ回路のスイッチング動作に同期させる同期整流制御を行う一方、
前記逆方向動作時に、前記第2開閉手段を導通状態にし、かつ前記第1開閉手段を非導通状態にするとともに、前記2次側フルブリッジ回路に対して、前記2次側フルブリッジ回路を構成するスイッチ素子の位相をシフトさせる位相シフト制御を行い、前記1次側フルブリッジ回路に対して、スイッチング動作を前記2次側フルブリッジ回路のスイッチング動作に同期させる同期整流制御を行い、
前記変圧比変更手段は、前記制御部の制御下で、前記変圧比を前記順方向動作時と前記逆方向動作時とで異なる値に変更する
ことを特徴とする。
絶縁変圧部を備え、前記絶縁変圧部の1次側から前記絶縁変圧部の2次側に電力を供給する順方向動作と、前記2次側から前記1次側に電力を供給する逆方向動作とを行う双方向絶縁型DC/DCコンバータであって、
前記1次側に設けられた1次側LC回路と、
前記1次側LC回路に含まれる第1コイルに並列接続された第1開閉手段と、
前記1次側LC回路と前記絶縁変圧部との間に設けられた1次側フルブリッジ回路と、
前記2次側に設けられた2次側LC回路と、
前記2次側LC回路に含まれる第2コイルに並列接続された第2開閉手段と、
前記2次側LC回路と前記絶縁変圧部との間に設けられた2次側フルブリッジ回路と、
前記絶縁変圧部の変圧比を変更する変圧比変更手段と、
前記1次側フルブリッジ回路、前記第1開閉手段、前記2次側フルブリッジ回路、前記第2開閉手段および前記変圧比変更手段を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記順方向動作時に、前記第1開閉手段を導通状態にし、かつ前記第2開閉手段を非導通状態にするとともに、前記1次側フルブリッジ回路に対して、前記1次側フルブリッジ回路を構成するスイッチ素子の位相をシフトさせる位相シフト制御を行い、前記2次側フルブリッジ回路に対して、スイッチング動作を前記1次側フルブリッジ回路のスイッチング動作に同期させる同期整流制御を行う一方、
前記逆方向動作時に、前記第2開閉手段を導通状態にし、かつ前記第1開閉手段を非導通状態にするとともに、前記2次側フルブリッジ回路に対して、前記2次側フルブリッジ回路を構成するスイッチ素子の位相をシフトさせる位相シフト制御を行い、前記1次側フルブリッジ回路に対して、スイッチング動作を前記2次側フルブリッジ回路のスイッチング動作に同期させる同期整流制御を行い、
前記変圧比変更手段は、前記制御部の制御下で、前記変圧比を前記順方向動作時と前記逆方向動作時とで異なる値に変更する
ことを特徴とする。
この構成によれば、1次側から2次側への電力供給と2次側から1次側への電力供給とを効率よく行うことができ、しかも、変圧比変更手段で絶縁変圧部の変圧比を順方向動作時と逆方向動作時とで異なる値に変更することにより、広い入出力電圧範囲に対応することができる。
また、この構成によれば、順方向動作時と逆方向動作時とで1次側と2次側の回路トポロジを変更(第1開閉手段および第2開閉手段を開閉制御)することで、順方向動作時と逆方向動作時とで同じ制御方式(位相シフト制御+同期整流制御)を採用し、制御を簡素化することができる。すなわち、この構成によれば、順方向動作時および逆方向動作時の双方において、入力側のフルブリッジ回路に対して位相シフト制御を行い、出力側のフルブリッジ回路に対して同期整流制御を行うことができる。さらに、この構成によれば、2次側フルブリッジ回路を備えているので、2次側プッシュプル回路を備えている場合と比較して、大電力を供給することができる。
上記双方向絶縁型DC/DCコンバータでは、
前記絶縁変圧部に流れる電流の電流値を監視する電流監視手段を備え、
前記変圧比変更手段は、前記電流監視手段の電流値が所定の閾値を下回った場合に、前記変圧比を変更してもよい。
前記絶縁変圧部に流れる電流の電流値を監視する電流監視手段を備え、
前記変圧比変更手段は、前記電流監視手段の電流値が所定の閾値を下回った場合に、前記変圧比を変更してもよい。
この構成によれば、変圧比変更手段に影響を及ぼさないタイミングで絶縁変圧部の変圧比を変更することができ、その結果、変圧比変更手段の電流による劣化や破損を抑制することができる。
上記双方向絶縁型DC/DCコンバータでは、例えば、
前記絶縁変圧部は、1次巻線および2次巻線を有し、かつ前記2次巻線にそれぞれ巻数の異なる位置から引き出された複数のタップを有するタップ付きトランスを含み、
前記変圧比変更手段は、前記制御回路の制御下で、前記複数のタップの中から一のタップを選択し、当該一のタップと前記2次側フルブリッジ回路とを接続する2次側選択スイッチを含む。
前記絶縁変圧部は、1次巻線および2次巻線を有し、かつ前記2次巻線にそれぞれ巻数の異なる位置から引き出された複数のタップを有するタップ付きトランスを含み、
前記変圧比変更手段は、前記制御回路の制御下で、前記複数のタップの中から一のタップを選択し、当該一のタップと前記2次側フルブリッジ回路とを接続する2次側選択スイッチを含む。
上記双方向絶縁型DC/DCコンバータでは、例えば、
前記絶縁変圧部は、1次巻線および2次巻線と、前記1次巻線にそれぞれ巻数の異なる位置から引き出された複数のタップと、かつ前記2次巻線にそれぞれ巻数の異なる位置から引き出された複数のタップとを有するタップ付きトランスを含み、
前記変圧比変更手段は、
前記制御回路の制御下で、前記1巻線の前記複数のタップの中から一のタップを選択し、当該一のタップと前記1次側フルブリッジ回路とを接続する1次側選択スイッチと、
前記制御回路の制御下で、前記2巻線の前記複数のタップの中から一のタップを選択し、当該一のタップと前記2次側フルブリッジ回路とを接続する2次側選択スイッチと、を含む。
前記絶縁変圧部は、1次巻線および2次巻線と、前記1次巻線にそれぞれ巻数の異なる位置から引き出された複数のタップと、かつ前記2次巻線にそれぞれ巻数の異なる位置から引き出された複数のタップとを有するタップ付きトランスを含み、
前記変圧比変更手段は、
前記制御回路の制御下で、前記1巻線の前記複数のタップの中から一のタップを選択し、当該一のタップと前記1次側フルブリッジ回路とを接続する1次側選択スイッチと、
前記制御回路の制御下で、前記2巻線の前記複数のタップの中から一のタップを選択し、当該一のタップと前記2次側フルブリッジ回路とを接続する2次側選択スイッチと、を含む。
上記双方向絶縁型DC/DCコンバータでは、例えば、
前記絶縁変圧部は、複数のトランスを含み、
前記変圧比変更手段は、
前記制御回路の制御下で、前記複数のトランスの1次巻線の中から選択した一の1次巻線の一端および他端と前記1次側フルブリッジ回路とを接続するか、前記複数のトランスの1次巻線の中から選択した二以上の1次巻線を直列接続し、当該直列接続した1次巻線の一端および他端と前記1次側フルブリッジ回路とを接続する1次側選択スイッチ部と、
前記制御回路の制御下で、前記複数のトランスの2次巻線の中から選択した一の2次巻線の一端および他端と前記2次側フルブリッジ回路とを接続するか、前記複数のトランスの2次巻線の中から選択した二以上の2次巻線を直列接続し、当該直列接続した2次巻線の一端および他端と前記2次側フルブリッジ回路とを接続する2次側選択スイッチ部と、を含む。
前記絶縁変圧部は、複数のトランスを含み、
前記変圧比変更手段は、
前記制御回路の制御下で、前記複数のトランスの1次巻線の中から選択した一の1次巻線の一端および他端と前記1次側フルブリッジ回路とを接続するか、前記複数のトランスの1次巻線の中から選択した二以上の1次巻線を直列接続し、当該直列接続した1次巻線の一端および他端と前記1次側フルブリッジ回路とを接続する1次側選択スイッチ部と、
前記制御回路の制御下で、前記複数のトランスの2次巻線の中から選択した一の2次巻線の一端および他端と前記2次側フルブリッジ回路とを接続するか、前記複数のトランスの2次巻線の中から選択した二以上の2次巻線を直列接続し、当該直列接続した2次巻線の一端および他端と前記2次側フルブリッジ回路とを接続する2次側選択スイッチ部と、を含む。
本発明によれば、1次側から2次側への電力供給と2次側から1次側への電力供給とを効率よく行い、しかも広い入出力電圧範囲に対応することが可能な双方向絶縁型DC/DCコンバータを提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータの実施形態について説明する。
[第1実施形態]
図1に、本発明の第1実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aを示す。双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aは、1次側から2次側に電力を供給する順方向動作と、2次側から1次側に電力を供給する逆方向動作とを行う。
図1に、本発明の第1実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aを示す。双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aは、1次側から2次側に電力を供給する順方向動作と、2次側から1次側に電力を供給する逆方向動作とを行う。
双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aは、絶縁変圧部10Aと、絶縁変圧部10Aの変圧比を変更する変圧比変更手段20Aと、1次側フルブリッジ回路1と、2次側フルブリッジ回路2と、1次側LC回路3と、2次側LC回路4と、制御回路5Aと、第1開閉手段S1と、第2開閉手段S2とを備える。
絶縁変圧部10Aは、1次巻線および2次巻線を有するトランスTR1を含む。トランスTR1は、2次巻線の一端から引き出されたタップAと、2次巻線の中間位置(他端からの巻数が他端から一端までの巻数の1/2になる位置)から引き出されたタップBとを有するタップ付きトランスである。
変圧比変更手段20Aは、制御回路5Aの制御下で動作する選択スイッチからなる。選択スイッチは、基端Cが2次側フルブリッジ回路2に接続され、接点が制御回路5Aの制御下でタップAまたはタップBに接続される。絶縁変圧部10Aの変圧比は、トランスTR1の1次巻線と2次巻線の巻数比によって決まるので、変圧比変更手段20Aの選択スイッチがタップAに接続された場合とタップBに接続された場合とでは、絶縁変圧部10Aの変圧比が異なる。本実施形態では、変圧比変更手段20Aの選択スイッチは、順方向動作時にタップAに接続され、逆方向動作時にはタップBに接続される。このように、順方向動作時と逆方向動作時とで変圧比変更手段20Aの接続先を変更することで、順方向動作時と逆方向動作時とで絶縁変圧部10A(トランスTR1)の変圧比を異なる値にすることができ、その結果、より広い入出力電圧範囲に対応することが可能になる。変圧比変更手段20Aの選択スイッチを切り替えるタイミングについては、後述する。
1次側フルブリッジ回路1は、第1スイッチ素子Q1と、第2スイッチ素子Q2と、第3スイッチ素子Q3と、第4スイッチ素子Q4とを含む。第1スイッチ素子Q1は第1レグの上アームを構成し、第2スイッチ素子Q2は第1レグの下アームを構成する。第3スイッチ素子Q3は第2レグの上アームを構成し、第4スイッチ素子Q4は第2レグの下アームを構成する。第1スイッチ素子Q1と第2スイッチ素子Q2の接続点aには1次巻線の一端が接続され、第3スイッチ素子Q3と第4スイッチ素子Q4の接続点bには1次巻線の他端が接続されている。第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4は、制御回路5Aの制御下でスイッチング動作を行う。第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4としては、IGBTやMOSFET等のスイッチング動作を行うパワー素子を用いることができる。
第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4のそれぞれには、ダイオードが逆並列接続されている。ダイオードとしては、第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4の各寄生ダイオードや、当該寄生ダイオードとは別のダイオード素子を用いることができる。さらに、第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4のそれぞれには、コンデンサが並列接続されている。コンデンサとしては、第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4の各寄生容量や、当該寄生容量とは別のコンデンサ素子を用いることができる。
2次側フルブリッジ回路2は、第5スイッチ素子Q5と、第6スイッチ素子Q6と、第7スイッチ素子Q7と、第8スイッチ素子Q8とを含む。第5スイッチ素子Q5は第1レグの上アームを構成し、第6スイッチ素子Q6は第1レグの下アームを構成する。第7スイッチ素子Q7は第2レグの上アームを構成し、第8スイッチ素子Q8は第2レグの下アームを構成する。第5スイッチ素子Q5と第6スイッチ素子Q6の接続点cには選択スイッチの基端Cが接続され、第7スイッチ素子Q7と第8スイッチ素子Q8の接続点dには2次巻線の他端が接続されている。第5〜第8スイッチ素子Q5〜Q8は、制御回路5Aの制御下でスイッチング動作を行う。第5〜第8スイッチ素子Q5〜Q8としては、IGBTやMOSFET等のスイッチング動作を行うパワー素子を用いることができる。
第5〜第8スイッチ素子Q5〜Q8のそれぞれには、ダイオードが逆並列接続されている。ダイオードとしては、第5〜第8スイッチ素子Q5〜Q8の各寄生ダイオードや、当該寄生ダイオードとは別のダイオード素子を用いることができる。さらに、第5〜第8スイッチ素子Q5〜Q8のそれぞれには、コンデンサが並列接続されている。コンデンサとしては、第5〜第8スイッチ素子Q5〜Q8の各寄生容量や、当該寄生容量とは別のコンデンサ素子を用いることができる。
1次側LC回路3は、第1コンデンサC1と、第1コイルL1とを含む。第1コンデンサC1の一端は、1次側の高電位側の入出力端T1に接続され、第1コンデンサC1の他端は、1次側の低電位側の入出力端T1’に接続されている。第1コイルL1の一端は、第1コンデンサC1の一端に接続され、第1コイルL1の他端は、1次側フルブリッジ回路1の第1スイッチ素子Q1および第3スイッチ素子Q3に接続されている。第1コイルL1には、第1開閉手段S1が並列接続されている。
第1開閉手段S1は、制御回路5Aの制御下で導通状態と非導通状態とが切り替わる。第1開閉手段S1としては、リレーや、スイッチング動作を行うIGBTやMOSFET等のパワー素子を用いることができる。
2次側LC回路4は、第2コンデンサC2と、第2コイルL2とを含む。第2コンデンサC2の一端は、2次側の高電位側の入出力端T2に接続され、第2コンデンサC2の他端は、2次側の低電位側の入出力端T2’に接続されている。第2コイルL2の一端は、2次側フルブリッジ回路2の第5スイッチ素子Q5および第7スイッチ素子Q7に接続され、第2コイルL2の他端は、第2コンデンサC2の一端に接続されている。第2コイルL2には、第2開閉手段S2が並列接続されている。
第2開閉手段S2は、制御回路5Aの制御下で導通状態と非導通状態とが切り替わる。第2開閉手段S2としては、リレーや、スイッチング動作を行うIGBTやMOSFET等のパワー素子を用いることができる。
制御回路5Aは、例えばマイコンやFPGA(フィールドプログラマブル・ゲートアレイ)等の制御用IC(集積回路)により構成される。制御回路5Aは、外部からの指令信号(例えば、動作切替信号)や後述する電流監視手段等からの信号に基づいて、変圧比変更手段20A、第1開閉手段S1、第2開閉手段S2、1次側フルブリッジ回路1および2次側フルブリッジ回路2を制御する。
制御回路5Aは、逆方向動作時に動作切替信号が入力されると、変圧比変更手段20Aの選択スイッチをタップAに接続し、第1開閉手段S1を導通状態、第2開閉手段S2を非導通状態にするとともに、1次側フルブリッジ回路1に対して位相シフト制御、2次側フルブリッジ回路2に対して同期整流制御を行うことで、動作モードを順方向動作に切り替える。一方、順方向動作時に動作切替信号が入力されると、制御回路5Aは、変圧比変更手段20Aの選択スイッチをタップBに接続し、第1開閉手段S1を非導通状態、第2開閉手段S2を導通状態にするとともに、1次側フルブリッジ回路1に対して同期整流制御、2次側フルブリッジ回路2に対して位相シフト制御を行うことで、動作モードを逆方向動作に切り替える。
第1開閉手段S1を導通状態、第2開閉手段S2を非導通状態にすることで、1次側回路(1次側フルブリッジ回路1および1次側LC回路3)が電圧型DC/DCコンバータとして機能し、2次側回路(2次側フルブリッジ回路2および2次側LC回路4)が電流型DC/DCコンバータとして機能する。一方、第1開閉手段S1を非導通状態、第2開閉手段S2を導通状態にすることで、1次側が電流型DC/DCコンバータとして機能し、2次側が電圧型DC/DCコンバータとして機能する。このように、順方向動作時と逆方向動作時とで1次側と2次側の回路トポロジを変更することで、順方向動作時および逆方向動作時の双方において、入力側のフルブリッジ回路に対して位相シフト制御を行い、出力側のフルブリッジ回路に対して同期整流制御を行うことができる。言い換えれば、順方向動作時と逆方向動作時とで同じ制御方式(位相シフト制御+同期整流制御)を採用することができる。その結果、制御を簡素化することができる。
制御回路5Aは、変圧比変更手段20Aの接続先の変更を、動作切替信号の入力時に行ってもよいが、動作切替信号が入力され、かつトランスTR1の1次巻線または2次巻線に流れる電流が所定の閾値を下回っているとき行うことが好ましい。後者の場合、例えば、トランスTR1の1次巻線または2次巻線に流れる電流を監視(測定)する電流監視手段を設け、電流監視手段の電流値が上記閾値を下回っているときに、変圧比変更手段20Aの接続先を変更する。これにより、変圧比変更手段20Aに影響を及ぼさないタイミングで絶縁変圧部10Aの変圧比を変更することができ、その結果、変圧比変更手段20Aの電流による劣化や破損を抑制することができる。
また、制御回路5Aは、上記変圧比変更手段20Aの接続先の変更と合わせて、第1開閉手段S1および第2開閉手段S2の開閉を、動作切替信号の入力時に行ってもよいが、下記のタイミングで行ってもよい。すなわち、制御回路5Aは、逆方向動作から順方向動作への切り替え時に、第1コイルL1を流れる電流が第1開閉手段S1の許容電流値以下になるように、または第2開閉手段S2を開放する際に第2開閉手段S2に流れる電流が当該第2開閉手段S2の許容電流値以下になるように、1次側フルブリッジ回路1および2次側フルブリッジ回路2のスイッチング動作を制御した後、第1開閉手段S1を非導通状態から導通状態に、第2開閉手段S2を導通状態から非導通状態に切り替える。
一方、制御回路5Aは、順方向動作から逆方向動作への切り替え時に、第2コイルL2に流れる電流が第2開閉手段S2の許容電流値以下になるように、または第1開閉手段S1を開放する際に第1開閉手段S1に流れる電流が当該第1開閉手段S1の許容電流値以下になるように、1次側フルブリッジ回路1および2次側フルブリッジ回路2のスイッチング動作を制御した後、第1開閉手段S1を導通状態から非導通状態に、第2開閉手段S2を非導通状態から導通状態に切り替える。
例えば、第1コイルL1または第1開閉手段S1に流れる電流を測定する第1測定手段を設けた場合、制御回路5Aは、第1測定手段の測定値が上記許容電流値以下になるように、1次側フルブリッジ回路1および2次側フルブリッジ回路2のPWMデューティを低下させる。もしくは、制御回路5Aは、第1コイルL1に流れる電流が上記許容電流値以下となるPWMデューティの値を予め記憶しておき、第1開閉手段S1を切り替える際に、PWMデューティを上記値まで低下させてもよい。これにより、第1開閉手段S1に許容電流値を超える電流が流れるのを防ぐことができ、第1開閉手段S1の電流による劣化や破損を抑制することができる。
また、例えば、第2コイルL2または第2開閉手段S2に流れる電流を測定する第2測定手段を設けた場合、制御回路5Aは、第2測定手段の測定値が上記許容電流値以下になるように、1次側フルブリッジ回路1および2次側フルブリッジ回路2のPWMデューティを低下させる。もしくは、制御回路5Aは、第2コイルL2に流れる電流が上記許容電流値以下となるPWMデューティの値を予め記憶しておき、第2開閉手段S2を切り替える際に、PWMデューティを上記値まで低下させてもよい。これにより、第2開閉手段S2に許容電流値を超える電流が流れるのを防ぐことができ、第2開閉手段S2の電流による劣化や破損を抑制することができる。
次に、図2を参照して、制御回路5Aの制御方式(位相シフト制御+同期整流制御)を説明する。図2は、順方向動作時における第1〜第8スイッチ素子Q1〜Q8のタイミングチャートである。なお、図2では、1次側フルブリッジ回路1のPWMデューティ(第1スイッチ素子Q1および第4スイッチ素子Q4のPWMデューティ)が50%に設定されているものとする。
制御回路5Aは、順方向動作時に、1次側フルブリッジ回路1に対して位相シフト制御を行う。具体的には、制御回路5Aは、第2スイッチ素子Q2のOFF時間を第1スイッチ素子Q1のON時間よりも若干長くして、第1スイッチ素子Q1と第2スイッチ素子Q2とがともにOFF状態になるデッドタイム(図2の時間t2〜t3)を含むように、第1スイッチ素子Q1と第2スイッチ素子Q2の位相を反転させる。同様に、制御回路5Aは、第3スイッチ素子Q3のOFF時間を第4スイッチ素子Q4のON時間よりも若干長くして、第3スイッチ素子Q3と第4スイッチ素子Q4とがともにOFF状態になるデッドタイム(図2の時間t4〜t5)を含むように、第3スイッチ素子Q3と第4スイッチ素子Q4の位相を反転させる。さらに、制御回路5Aは、第1スイッチ素子Q1および第2スイッチ素子Q2の位相に対して、第3スイッチ素子Q3および第4スイッチ素子Q4の位相をシフトさせる。
制御回路5Aは、順方向動作時に2次側フルブリッジ回路2に対して同期整流制御を行う。具体的には、制御回路5Aは、第1スイッチ素子Q1がONするタイミングで第5スイッチ素子Q5をONさせ、第1スイッチ素子Q1がOFFするタイミングで第5スイッチ素子Q5をOFFさせる。同様に、制御回路5Aは、第2スイッチ素子Q2がON(OFF)するタイミングで第6スイッチ素子Q6をON(OFF)させ、第3スイッチ素子Q3がON(OFF)するタイミングで第7スイッチ素子Q7をON(OFF)させ、第4スイッチ素子Q4がON(OFF)するタイミングで第8スイッチ素子Q8をON(OFF)させる。
双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aでは、状態1−3の時間(時間t1〜t2)および状態3−3の時間(時間t5〜t6)が長いほど、1次側から2次側に供給される電力は大きくなる。
また、制御回路5Aは、逆方向動作時に、2次側フルブリッジ回路2に対して位相シフト制御を行うが、具体的には、第6スイッチ素子Q6のOFF時間を第5スイッチ素子Q5のON時間よりも若干長くして、第5スイッチ素子Q5と第6スイッチ素子Q6とがともにOFF状態になるデッドタイムを含むように、第5スイッチ素子Q5と第6スイッチ素子Q6の位相を反転させ、かつ第7スイッチ素子Q7のOFF時間を第8スイッチ素子Q8のON時間よりも若干長くして、第7スイッチ素子Q7と第8スイッチ素子Q8とがともにOFF状態になるデッドタイムを含むように、第7スイッチ素子Q7と第8スイッチ素子Q8の位相を反転させ、さらに、第5スイッチ素子Q5および第6スイッチ素子Q6の位相に対して、第7スイッチ素子Q7および第8スイッチ素子Q8の位相をシフトさせる。2次側フルブリッジ回路2のPWMデューティ(第5スイッチ素子Q5および第8スイッチ素子Q8のPWMデューティ)を50%に設定した場合、逆方向動作時における第5〜第8スイッチ素子Q5〜Q8のスイッチングパターンは、図2に示す順方向動作時における第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4のスイッチングパターン(順方向動作時における第5〜第8スイッチ素子Q5〜Q8のスイッチングパターン)と一致する。
さらに、制御回路5Aは、逆方向動作時に1次側フルブリッジ回路1に対して同期整流制御を行うが、具体的には、第5スイッチ素子Q5がON(OFF)するタイミングで第1スイッチ素子Q1をON(OFF)させ、第6スイッチ素子Q6がON(OFF)するタイミングで第2スイッチ素子Q2をON(OFF)させ、第7スイッチ素子Q7がON(OFF)するタイミングで第3スイッチ素子Q3をON(OFF)させ、第8スイッチ素子Q8がON(OFF)するタイミングで第4スイッチ素子Q4をON(OFF)させる。このため、逆方向動作時における第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4のスイッチングパターンは、図2に示す順方向動作時における第5〜第8スイッチ素子Q5〜Q8のスイッチングパターン(順方向動作時における第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4のスイッチングパターン)と一致する。
結局、本実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aによれば、1次側から2次側への電力供給と2次側から1次側への電力供給とを効率よく行うことができ、しかも、変圧比変更手段20Aで絶縁変圧部10Aの変圧比を順方向動作時と逆方向動作時とで異なる値に変更することにより、広い入出力電圧範囲に対応することができる。
また、本実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aによれば、順方向動作時と逆方向動作時とで同じ制御方式(位相シフト制御+同期整流制御)、言い換えれば、順方向動作時および逆方向動作時の双方において、入力側のフルブリッジ回路に対して位相シフト制御、出力側のフルブリッジ回路に対して同期整流制御を行い、さらに、順方向動作時における第1〜第8スイッチ素子Q1〜Q8のスイッチングパターンと、逆方向動作時における第1〜第8スイッチ素子Q1〜Q8のスイッチングパターンとを一致させているので、制御回路5Aによる制御を簡素化することができる。
また、本実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aによれば、順方向動作時も逆方向動作時も、第1〜第8スイッチ素子Q1〜Q8がゼロ電圧スイッチングでターンONまたはターンOFFするので、スイッチング時の損失を低減させ、高効率の変換を行うことができる。
さらに、本実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aによれば、2次側フルブリッジ回路2を備えているので、2次側プッシュプル回路を備えている場合と比較して、大電力を供給することができる。
[第2実施形態]
図3に、本発明の第2実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Bを示す。双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Bは、絶縁変圧部10Bと、変圧比変更手段20Bと、制御回路5Bとを備えている点について、第1実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aと異なっている。なお、図3に示されている各構成のうち、図1と同一の符号を付した構成については第1実施形態で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
図3に、本発明の第2実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Bを示す。双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Bは、絶縁変圧部10Bと、変圧比変更手段20Bと、制御回路5Bとを備えている点について、第1実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aと異なっている。なお、図3に示されている各構成のうち、図1と同一の符号を付した構成については第1実施形態で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
制御回路5Bは、変圧比変更手段20Bを制御する点を除き、第1実施形態と同様である。
絶縁変圧部10Bは、1次巻線および2次巻線を有するトランスTR2を含む。トランスTR2は、2次巻線の一端から引き出されたタップAと、2次巻線の第1位置(他端からの巻数が他端から一端までの巻数の2/3になる位置)から引き出されたタップBと、2次巻線の第2位置(他端からの巻数が他端から一端までの巻数の1/3になる位置)から引き出されたタップCと、を有するタップ付きトランスである。なお、2次巻線の第1位置(タップB)までの巻数が、第1実施形態の2次巻線の一端(タップA)までの巻数に一致する。
変圧比変更手段20Bは、制御回路5Bの制御下で動作する選択スイッチからなる。選択スイッチは、基端が2次側フルブリッジ回路2に接続され、接点が制御回路5Bの制御下でタップA、タップB、タップCのいずれか1つに接続される。例えば、変圧比変更手段20Bの選択スイッチは、順方向動作時にタップAに接続され、逆方向動作時にはタップBまたはタップCに接続される。なお、変圧比変更手段20Bの選択スイッチを切り替えるタイミングについては、第1実施形態と共通する。
このように、順方向動作時と逆方向動作時とで変圧比変更手段20Bの接続先を変更することで、順方向動作時と逆方向動作時とで絶縁変圧部10B(トランスTR2)の変圧比を異なる値にすることができ、その結果、より広い入出力電圧範囲に対応することが可能になる。また、本実施形態では、タップ数を増やしているので、第1実施形態よりも広い入出力電圧範囲に対応することが可能になる。
[第3実施形態]
図4に、本発明の第3実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Cを示す。双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Cは、絶縁変圧部10Cと、第1選択スイッチ21および第2選択スイッチ22を含む変圧比変更手段20Cと、制御回路5Cとを備えている点について、第1実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aと異なっている。なお、図4に示されている各構成のうち、図1と同一の符号を付した構成については第1実施形態で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
図4に、本発明の第3実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Cを示す。双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Cは、絶縁変圧部10Cと、第1選択スイッチ21および第2選択スイッチ22を含む変圧比変更手段20Cと、制御回路5Cとを備えている点について、第1実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aと異なっている。なお、図4に示されている各構成のうち、図1と同一の符号を付した構成については第1実施形態で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
制御回路5Cは、変圧比変更手段20C(第1選択スイッチ21および第2選択スイッチ22)を制御する点を除き、第1実施形態と同様である。
絶縁変圧部10Cは、1次巻線および2次巻線を有するトランスTR3を含む。トランスTR3は、2次巻線の一端から引き出されたタップAと、2次巻線の第1位置(他端からの巻数が他端から一端までの巻数の2/3になる位置)から引き出されたタップBと、2次巻線の第2位置(他端からの巻数が他端から一端までの巻数の1/3になる位置)から引き出されたタップCと、1次巻線の一端から引き出されたタップDと、1次巻線の中間位置(他端からの巻数が他端から一端までの巻数の1/2になる位置)から引き出されたタップEと、を有するタップ付きトランスである。なお、2次巻線の第1位置(タップB)までの巻数が、第1実施形態の2次巻線の一端(タップA)までの巻数に一致し、1次巻線の一端(タップD)までの巻数が、第1および第2実施形態の1次巻線の巻数に一致する。
変圧比変更手段20Cの第1選択スイッチ21および第2選択スイッチ22は、制御回路5Cの制御下で動作する。第1選択スイッチ21は、本発明の「2次側選択スイッチ」に相当し、基端が2次側フルブリッジ回路2に接続され、接点が制御回路5Cの制御下でタップA、タップB、タップCのいずれか1つに接続される。第2選択スイッチ22は、本発明の「1次側選択スイッチ」に相当し、基端が1次側フルブリッジ回路1に接続され、接点が制御回路5Cの制御下でタップDまたはタップEに接続される。なお、第1選択スイッチ21および第2選択スイッチ22を切り替えるタイミングについては、第1実施形態の選択スイッチを切り替えるタイミングと共通する。
本実施形態では、順方向動作時と逆方向動作時とで変圧比変更手段20Cの接続先を変更することで、順方向動作時と逆方向動作時とで絶縁変圧部10C(トランスTR3)の変圧比を異なる値にすることができ、その結果、より広い入出力電圧範囲に対応することが可能になる。また、本実施形態では、トランスTR3の1次側と2次側の双方に複数のタップを設けているので、第2実施形態よりも広い入出力電圧範囲に対応することが可能になる。
[第4実施形態]
図5に、本発明の第4実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Dを示す。双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Dは、絶縁変圧部10Dと、第3〜第6選択スイッチ23〜26を含む変圧比変更手段と、制御回路5Dとを備えている点について、第1実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aと異なっている。なお、図5に示されている各構成のうち、図1と同一の符号を付した構成については第1実施形態で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。また、図1では、1次側LC回路3、2次側LC回路4、第1開閉手段S1および第2開閉手段S2を省略しているが、双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Dは、これらの構成を備えている。
図5に、本発明の第4実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Dを示す。双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Dは、絶縁変圧部10Dと、第3〜第6選択スイッチ23〜26を含む変圧比変更手段と、制御回路5Dとを備えている点について、第1実施形態に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Aと異なっている。なお、図5に示されている各構成のうち、図1と同一の符号を付した構成については第1実施形態で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。また、図1では、1次側LC回路3、2次側LC回路4、第1開閉手段S1および第2開閉手段S2を省略しているが、双方向絶縁型DC/DCコンバータ100Dは、これらの構成を備えている。
制御回路5Dは、第3〜第6選択スイッチ23〜26を制御する点を除き、第1実施形態と同様である。なお、第3選択スイッチ23および第4選択スイッチ24が本発明の「1次側選択スイッチ部」に相当し、第5選択スイッチ25および第6選択スイッチ26が本発明の「2次側選択スイッチ部」に相当する。
絶縁変圧部10Dは、1次巻線N11および2次巻線N12を有するトランスTR4と、1次巻線N21および2次巻線N22を有するトランスTR5とを含む。トランスTR4の1次巻線N11は、一端に第3選択スイッチ23の基端および1次側フルブリッジ回路1が接続され、他端に第4選択スイッチ24の基端が接続されている。トランスTR4の2次巻線N12は、一端に第5選択スイッチ25の基端および2次側フルブリッジ回路2が接続され、他端に第6選択スイッチ26の基端が接続されている。トランスTR5の1次巻線N21は、一端に端子Bおよび端子Cが接続され、他端に端子Dおよび1次側フルブリッジ回路1が接続されている。トランスTR5の2次巻線N22は、一端に端子Fおよび端子Gが接続され、他端に端子Hおよび2次側フルブリッジ回路2が接続されている。なお、トランスTR4の1次巻線N11と2次巻線N12およびトランスTR5の1次巻線N21と2次巻線N22の巻線比すなわち変圧比は、1次側フルブリッジ回路1および2次側フルブリッジ回路2の入出力電圧比によって決定される。
第3選択スイッチ23は、接点が制御回路5Dの制御下で非導通端子A(第3選択スイッチ23が非導通状態となる端子)または端子Bに接続される。第4選択スイッチ24は、接点が制御回路5Dの制御下で端子Cまたは端子Dに接続される。第5選択スイッチ25は、接点が制御回路5Dの制御下で非導通端子E(第5選択スイッチ25が非導通状態となる端子)または端子Fに接続される。第6選択スイッチ26は、接点が制御回路5Dの制御下で端子Gまたは端子Hに接続される。
第3選択スイッチ23が非導通端子Aに接続され、かつ第4選択スイッチ24が端子Cに接続されると、絶縁変圧部10Dの1次側はトランスTR4の1次巻線N11とトランスTR5の1次巻線N21とが直列接続した状態になる。同様に、第5選択スイッチ25が非導通端子Eに接続され、かつ第6選択スイッチ26が端子Gに接続されると、絶縁変圧部10Dの2次側はトランスTR4の2次巻線N12とトランスTR5の2次巻線N22とが直列接続した状態になる。
一方、第3選択スイッチ23が端子Bに接続され、かつ第4選択スイッチ24が端子Dに接続されると、絶縁変圧部10Dの1次側はトランスTR4の1次巻線N11とトランスTR5の1次巻線N21とが並列接続した状態になり、第5選択スイッチ25が端子Fに接続され、かつ第6選択スイッチ26が端子Hに接続されると、絶縁変圧部10Dの2次側はトランスTR4の2次巻線N12とトランスTR5の2次巻線N22とが並列接続した状態になる。本実施形態では、例えば、逆方向動作時(回生時)に1次巻線N11と1次巻線N21とを並列接続し、2次巻線N12と2次巻線N22とを直列接続する一方、順方向動作時(力行時)に1次巻線N11と1次巻線N21とを直列接続し、2次巻線N12と2次巻線N22とを直列接続する。1次巻線N11と1次巻線N21とを並列接続することで、1次巻線N11を単独で使用するよりも、トランスの銅損を減らし、より多くの電力に対応することが可能になる。言い換えれば、負荷が大きい場合であっても使用できるようになる。なお、2次巻線N12と2次巻線N22とを並列接続しても同様である。
本実施形態では、順方向動作時と逆方向動作時とで第3〜第6選択スイッチ23〜26の接続先を変更することで、順方向動作時と逆方向動作時とで絶縁変圧部10Dの変圧比を異なる値にすることができ、その結果、より広い入出力電圧範囲に対応することが可能になる。また、本実施形態では、第1〜3実施形態とは異なり、タップを使用しておらず、トランスの巻線利用を最大化しているので、トランス結合(1次巻線と2次巻線の結合)を向上させ、絶縁変圧部10Dの変換効率を向上させることができる。
以上、本発明に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータの第1〜第4実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。
本発明では、位相シフト制御におけるスイッチングパターンおよび同期整流制御におけるスイッチングパターンは、少なくとも一方を適宜変更することができる。例えば、図6(順方向動作時におけるタイミングチャート)に示すように、順方向動作時において、1次側フルブリッジ回路1に対する位相シフト制御は、上記第1〜第4実施形態と同様に行い、2次側フルブリッジ回路2に対する同期整流制御については、第1スイッチ素子Q1および第4スイッチ素子Q4がともにON状態のときにのみ第6スイッチ素子Q6および第7スイッチ素子Q7をOFF状態にし、第2スイッチ素子Q2および第3スイッチ素子Q3がともにON状態のときにのみ第5スイッチ素子Q5および第8スイッチ素子Q8をOFF状態にすることができる。
図6の制御方式によれば、位相シフト側と同期整流側で制御タイミングは異なるが、上記各実施形態に比べ同期整流側の還流期間が長くなるので、効率の向上を見込むことができる。なお、この制御方式も、上記各実施形態と同様に、順方向動作時と逆方向動作時とで同じ制御方式(位相シフト制御+同期整流制御)を採用しているので、逆方向動作時は、2次側フルブリッジ回路2に対しては位相シフト制御(図6の位相シフト制御)が行われ、1次側フルブリッジ回路1に対しては同期整流制御(図6の同期整流制御)が行われる。
また、図2において状態1−3を第1スイッチ素子Q1、第5スイッチ素子Q5の信号の立ち下がりかつ第4スイッチ素子Q4、第8スイッチ素子Q8の信号の立ち上がりで規定しているが、第1スイッチ素子Q1、第5スイッチ素子Q5の信号の立ち上がりかつ第4スイッチ素子Q4、第8スイッチ素子Q8の信号の立ち下がりとしてもよい。また同様に、状態3−3を第2スイッチ素子Q2、第6スイッチ素子Q6の信号の立ち下がりかつ第3スイッチ素子Q3、第7スイッチ素子Q7の信号の立ち上がりで規定しているが、第2スイッチ素子Q2、第6スイッチ素子Q6の信号の立ち上がりかつ第3スイッチ素子Q3、第7スイッチ素子Q7の信号の立ち下がりとしてもよい。
上記第1〜第3実施形態におけるトランスの巻線比すなわち変圧比は、1次側フルブリッジ回路1および2次側フルブリッジ回路2の入出力電圧比により決定され、タップの位置および数は、適宜変更してもよい。例えば、第2実施形態において、タップBおよびタップCの引き出し位置を変換する電圧に応じて適宜変更してもよい。また、2次巻線の第1位置(タップB)までの巻数を第1実施形態の2次巻線の一端(タップA)までの巻数に関わりなく変更できることは言うまでもない。同様に、第3実施形態において、タップB、タップCおよびタップEの引き出し位置を変換する電圧に応じて適宜変更してもよい。また、2次巻線の第1位置(タップB)までの巻数を第1実施形態の2次巻線の一端(タップA)までの巻数に関わりなく変更し、1次巻線の一端(タップD)までの巻数を第1および第2実施形態の1次巻線の巻数に関わりなく変更できることは言うまでもない。また、第4実施形態において、絶縁変圧部10Dに含まれるトランスの数、および変圧比変更手段に含まれる選択スイッチの数は適宜変更してもよい。
1 1次側フルブリッジ回路
2 2次側フルブリッジ回路
3 1次側LC回路
4 2次側LC回路
5A〜5D 制御回路
10A〜10D 絶縁変圧部
20A〜20C 変圧比変更手段
21〜26 第1〜第6選択スイッチ
100A〜100D 双方向絶縁型DC/DCコンバータ
2 2次側フルブリッジ回路
3 1次側LC回路
4 2次側LC回路
5A〜5D 制御回路
10A〜10D 絶縁変圧部
20A〜20C 変圧比変更手段
21〜26 第1〜第6選択スイッチ
100A〜100D 双方向絶縁型DC/DCコンバータ
Claims (5)
- 絶縁変圧部を備え、前記絶縁変圧部の1次側から前記絶縁変圧部の2次側に電力を供給する順方向動作と、前記2次側から前記1次側に電力を供給する逆方向動作とを行う双方向絶縁型DC/DCコンバータであって、
前記1次側に設けられた1次側LC回路と、
前記1次側LC回路に含まれる第1コイルに並列接続された第1開閉手段と、
前記1次側LC回路と前記絶縁変圧部との間に設けられた1次側フルブリッジ回路と、
前記2次側に設けられた2次側LC回路と、
前記2次側LC回路に含まれる第2コイルに並列接続された第2開閉手段と、
前記2次側LC回路と前記絶縁変圧部との間に設けられた2次側フルブリッジ回路と、
前記絶縁変圧部の変圧比を変更する変圧比変更手段と、
前記1次側フルブリッジ回路、前記第1開閉手段、前記2次側フルブリッジ回路、前記第2開閉手段および前記変圧比変更手段を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記順方向動作時に、前記第1開閉手段を導通状態にし、かつ前記第2開閉手段を非導通状態にするとともに、前記1次側フルブリッジ回路に対して、前記1次側フルブリッジ回路を構成するスイッチ素子の位相をシフトさせる位相シフト制御を行い、前記2次側フルブリッジ回路に対して、スイッチング動作を前記1次側フルブリッジ回路のスイッチング動作に同期させる同期整流制御を行う一方、
前記逆方向動作時に、前記第2開閉手段を導通状態にし、かつ前記第1開閉手段を非導通状態にするとともに、前記2次側フルブリッジ回路に対して、前記2次側フルブリッジ回路を構成するスイッチ素子の位相をシフトさせる位相シフト制御を行い、前記1次側フルブリッジ回路に対して、スイッチング動作を前記2次側フルブリッジ回路のスイッチング動作に同期させる同期整流制御を行い、
前記変圧比変更手段は、前記制御部の制御下で、前記変圧比を前記順方向動作時と前記逆方向動作時とで異なる値に変更する
ことを特徴とする双方向絶縁型DC/DCコンバータ。 - 前記絶縁変圧部に流れる電流の電流値を監視する電流監視手段を備え、
前記変圧比変更手段は、前記電流監視手段の電流値が所定の閾値を下回った場合に、前記変圧比を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載の双方向絶縁型DC/DCコンバータ。 - 前記絶縁変圧部は、1次巻線および2次巻線を有し、かつ前記2次巻線にそれぞれ巻数の異なる位置から引き出された複数のタップを有するタップ付きトランスを含み、
前記変圧比変更手段は、前記制御回路の制御下で、前記複数のタップの中から一のタップを選択し、当該一のタップと前記2次側フルブリッジ回路とを接続する2次側選択スイッチを含む
ことを特徴とする請求項1または2に記載の双方向絶縁型DC/DCコンバータ。 - 前記絶縁変圧部は、1次巻線および2次巻線と、前記1次巻線にそれぞれ巻数の異なる位置から引き出された複数のタップと、かつ前記2次巻線にそれぞれ巻数の異なる位置から引き出された複数のタップとを有するタップ付きトランスを含み、
前記変圧比変更手段は、
前記制御回路の制御下で、前記1巻線の前記複数のタップの中から一のタップを選択し、当該一のタップと前記1次側フルブリッジ回路とを接続する1次側選択スイッチと、
前記制御回路の制御下で、前記2巻線の前記複数のタップの中から一のタップを選択し、当該一のタップと前記2次側フルブリッジ回路とを接続する2次側選択スイッチと、を含む
ことを特徴とする請求項1または2に記載の双方向絶縁型DC/DCコンバータ。 - 前記絶縁変圧部は、複数のトランスを含み、
前記変圧比変更手段は、
前記制御回路の制御下で、前記複数のトランスの1次巻線の中から選択した一の1次巻線の一端および他端と前記1次側フルブリッジ回路とを接続するか、前記複数のトランスの1次巻線の中から選択した二以上の1次巻線を直列接続し、当該直列接続した1次巻線の一端および他端と前記1次側フルブリッジ回路とを接続する1次側選択スイッチ部と、
前記制御回路の制御下で、前記複数のトランスの2次巻線の中から選択した一の2次巻線の一端および他端と前記2次側フルブリッジ回路とを接続するか、前記複数のトランスの2次巻線の中から選択した二以上の2次巻線を直列接続し、当該直列接続した2次巻線の一端および他端と前記2次側フルブリッジ回路とを接続する2次側選択スイッチ部と、を含む
ことを特徴とする請求項1または2に記載の双方向絶縁型DC/DCコンバータ。
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