JP2018126049A - 絶縁型dc−dc電力変換回路 - Google Patents
絶縁型dc−dc電力変換回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018126049A JP2018126049A JP2017236916A JP2017236916A JP2018126049A JP 2018126049 A JP2018126049 A JP 2018126049A JP 2017236916 A JP2017236916 A JP 2017236916A JP 2017236916 A JP2017236916 A JP 2017236916A JP 2018126049 A JP2018126049 A JP 2018126049A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switch
- circuit
- power
- power conversion
- inductor
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
- H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
- H02M3/33584—Bidirectional converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/005—Conversion of dc power input into dc power output using Cuk converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33538—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only of the forward type
- H02M3/33546—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only of the forward type with automatic control of the output voltage or current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
- H02M1/0054—Transistor switching losses
- H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Abstract
【解決手段】電力伝送システムは、変圧器114の両側に第1回路及び第2回路を有する電力変換回路100を含む。変圧器114は、電源102と、スイッチ106と、変圧器114の巻線と並列に接続されたキャパシタ116と、電源102とキャパシタ116との間に接続されたインダクタ110とを有する。インダクタ110は、スイッチ106のピーク電圧を低減するように構成された電力変換回路100を通る追加の共振電流経路を提供する。電力変換回路100を通る電力の伝送方向が決定され、決定された電力の伝送方向に基づいて第1回路及び第2回路が構成される。第1回路のスイッチ106及び第2回路のスイッチ108は、スイッチングを使用して、決定された電力の伝送方向及び電力伝送量に基づいて制御される。
【選択図】図1
Description
本出願は、2016年12月16日に出願された米国特許仮出願第62/435,117号に基づいて優先権の利益を主張し、そこに記載された全ての内容が参照により本明細書に組み込まれる。
ここでは、L110/410は、漏れインダクタ110/410のインダクタンスに対応し、L112/412は、漏れインダクタ112/412のインダクタンスに対応し、C116/416は、キャパシタ116/416のキャパシタンスに対応し、C124/424は、出力キャパシタンス124/424のキャパシタンスに対応する。さらに、期間D又はD’に関連する時間量は、次のように記述できる。
ここでは、C118/418は、キャパシタ118/418のキャパシタンスに対応し、C126/426は、出力キャパシタンス126/426のキャパシタンスに対応する。
Claims (20)
- 第1電源と、第1スイッチと、変圧器の第1巻線と並列に接続された第1キャパシタと、前記第1電源と前記第1キャパシタとの間に接続された第1インダクタとを有する、変圧器の1次側の第1回路と、
第2電源と、第2スイッチと、前記変圧器の第2巻線と並列に接続された第2キャパシタと、前記第2電源と前記第2キャパシタとの間に接続された第2インダクタとを有する、前記変圧器の2次側の第2回路と、を含み、
前記第1インダクタ又は前記第2インダクタは、前記第1スイッチ又は前記第2スイッチのピーク電圧を低減するように構成された前記電力変換回路を通る追加の共振電流経路を提供する、電力変換回路と、
前記電力変換回路を通る電力の伝送方向を決定し、
決定された前記電力の伝送方向に基づいて、前記第1回路及び前記第2回路を構成し、
決定された前記電力の伝送方向及び電力伝送量に基づいて、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチのスイッチングを制御するように構成された、制御回路と、
を含む、システム。 - 前記第1回路及び前記第2回路は、前記変圧器の両側に対称である、請求項1に記載のシステム。
- 前記電力変換回路は、双方向電力伝送を実行するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御回路は、ソフトスイッチングを実施することによって、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの前記スイッチングを制御するようにさらに構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記電力変換回路は、前記第1スイッチをオンにする前記制御回路に応答して、第1期間に前記第1回路の第1漏れインダクタと前記第2回路の第2漏れインダクタとを通る少なくとも1つの第1の共振電流を生成し、
前記第2キャパシタは、前記少なくとも1つの第1の共振電流によって充電される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つの第1の共振電流が前記第1漏れインダクタと前記第2漏れインダクタとを流れる前記第1期間は、前記第1スイッチのオン時間とは無関係に一定のままである、請求項5に記載のシステム。
- 前記電力変換回路は、前記少なくとも1つの第1の共振電流によってゼロに達する前記第2スイッチの前記第2電圧に応答して、第2期間に前記第1漏れインダクタと、第2漏れインダクタと、第2スイッチのボディダイオードとを通る少なくとも1つの第2の共振電流を生成し、
エネルギーが、少なくとも1つの第2の共振電流経路を通って、前記第1電源から前記第2電源に伝送される、
請求項5に記載のシステム。 - 前記第1スイッチのオン時間の増加は、前記少なくとも1つの第2の共振電流に関連する前記第2期間の増加に対応する、請求項7に記載のシステム。
- 前記電力変換回路は、前記第1スイッチをオフにする前記制御回路に応答して、第3の期間に前記第1回路の第1漏れインダクタと前記第2回路の第2漏れインダクタとを通る少なくとも1つの第3の共振電流を生成し、
エネルギーが、前記第1漏れインダクタと前記第2漏れインダクタとを通って、前記第1キャパシタから放電され、
前記第2電源は、前記少なくとも1つの第3の共振電流を通って前記第1スイッチの出力キャパシタンスを充電する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記第1スイッチでの第1電圧は、前記少なくとも1つの第3の共振電流に基づいて、前記第3期間中に正弦波状に第1のピーク電圧まで増加する、請求項9に記載のシステム。
- 前記電力変換回路は、変圧器の電流が負になることに応答して、第4の期間に前記第1回路の前記第1漏れインダクタと前記第2回路の前記第2漏れインダクタとを通る少なくとも1つの第4の共振電流を生成し、
エネルギーが、前記第1漏れインダクタと前記第2漏れインダクタとを通って、前記第2キャパシタから放電される、
請求項10に記載のシステム。 - 前記第4期間中に、前記第1スイッチでの前記第1電圧は、正弦波状にゼロに減少し、前記第2スイッチでの第2電圧は、第2のピーク電圧まで増加する、請求項11に記載のシステム。
- 前記第1インダクタは、前記第1インダクタと、前記第1キャパシタと、前記第1スイッチとを通る前記追加の共振電流経路を提供する、請求項11に記載のシステム。
- 前記電力変換回路は、前記第1スイッチがオフにされた前記第3の期間及び前記第4期間中に、前記追加の共振電流経路を通る追加の共振電流を生成するように構成される、請求項13に記載のシステム。
- 前記追加の共振電流の周波数は、前記第1キャパシタのキャパシタンス、前記第1スイッチの出力キャパシタンス、及び前記第1インダクタのインダクタンスに基づいている、請求項14に記載のシステム。
- 並列に接続された複数の前記電力変換回路をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御回路は、前記第1スイッチ又は前記第2スイッチの位相シフト制御を使用して、前記複数の電力変換回路の前記第1スイッチ又は前記第2スイッチの前記スイッチングを制御するようにさらに構成される、請求項16に記載のシステム。
- 前記制御回路は、並列に接続された前記電力変換回路の数に基づいて、前記複数の電力変換回路に関連する複数のスイッチ間の位相シフトの量を決定するようにさらに構成される、請求項17に記載のシステム。
- 第1電源と、第1スイッチと、変圧器の第1巻線と並列に接続された第1キャパシタと、前記第1電源と前記第1キャパシタとの間に接続された第1インダクタとを有する、変圧器の1次側の第1回路と、第2電源と、第2スイッチと、前記変圧器の第2巻線と並列に接続された第2キャパシタと、前記第2電源と前記第2キャパシタとの間に接続された第2インダクタとを有する、前記変圧器の2次側の第2回路と、を含む電力変換回路を通る電力の伝送方向を決定し、
決定された前記電力の伝送方向に基づいて、前記第1回路及び前記第2回路を構成し、
決定された前記電力の伝送方向及び電力伝送量に基づいて、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチのスイッチングを制御する、
方法。 - 第1電源と、第1スイッチと、変圧器の第1巻線と並列に接続された第1キャパシタと、前記第1電源と前記第1キャパシタとの間に接続された第1インダクタとを有する、変圧器の1次側の第1回路と、第2電源と、第2スイッチと、前記変圧器の第2巻線と並列に接続された第2キャパシタと、前記第2電源と前記第2キャパシタとの間に接続された第2インダクタとを有する、前記変圧器の2次側の第2回路と、を含む電力変換回路を通る電力の伝送方向を決定し、
決定された前記電力の伝送方向に基づいて、前記第1回路及び前記第2回路を構成し、
決定された前記電力の伝送方向及び電力伝送量に基づいて、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチのスイッチングを制御する、ように構成された制御回路、
を含む、システム。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201662435117P | 2016-12-16 | 2016-12-16 | |
US62/435,117 | 2016-12-16 | ||
US15/423,250 US10763755B2 (en) | 2016-12-16 | 2017-02-02 | Symmetrical isolated DC-DC power conversion circuit |
US15/423,250 | 2017-02-02 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018126049A true JP2018126049A (ja) | 2018-08-09 |
JP7032116B2 JP7032116B2 (ja) | 2022-03-08 |
Family
ID=62562708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017236916A Active JP7032116B2 (ja) | 2016-12-16 | 2017-12-11 | 絶縁型dc-dc電力変換回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10763755B2 (ja) |
JP (1) | JP7032116B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3577753A1 (en) * | 2017-01-31 | 2019-12-11 | Vestas Wind Systems A/S | Dc-dc converter and dc-dc conversion method |
CN111145996A (zh) | 2018-11-02 | 2020-05-12 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 磁性元件的制造方法及磁性元件 |
US11133750B2 (en) | 2018-11-02 | 2021-09-28 | Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | Power module |
CN115359999A (zh) | 2018-11-02 | 2022-11-18 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 变压器模块及功率模块 |
KR20220085934A (ko) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | 현대모비스 주식회사 | 양방향 절연형 dc-dc 컨버터 및 그 제어장치와 운용방법 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08266057A (ja) * | 1995-03-24 | 1996-10-11 | Shihen Tech Corp | 整流回路 |
JPH08275512A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-10-18 | Sextant Avionique | 非共振電圧コンバータ |
US20080304292A1 (en) * | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Qingrong Zeng | Isolated high power bi-directional dc-dc converter |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2369060C (en) * | 2001-01-24 | 2005-10-04 | Nissin Electric Co., Ltd. | Dc-dc-converter and bi-directional dc-dc converter and method of controlling the same |
EP1495530A2 (en) | 2002-04-12 | 2005-01-12 | Delta Energy Systems (Switzerland) AG | Soft switching high efficiency flyback converter |
GB0610422D0 (en) | 2006-05-26 | 2006-07-05 | Cambridge Semiconductor Ltd | Forward power converters |
JP5530212B2 (ja) | 2010-02-10 | 2014-06-25 | 株式会社日立製作所 | 電源装置、ハードディスク装置、及び電源装置のスイッチング方法 |
KR101405878B1 (ko) * | 2011-01-26 | 2014-06-12 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 전력 전송 시스템 |
KR101439495B1 (ko) | 2011-01-26 | 2014-09-11 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 스위칭 전원장치 |
US9859956B2 (en) | 2012-08-24 | 2018-01-02 | Qualcomm Incorporated | Power supply control in wireless power transfer systems |
US9755534B2 (en) | 2013-02-14 | 2017-09-05 | Nuvolta Technologies, Inc. | High efficiency high frequency resonant power conversion |
EP2903146B1 (en) | 2014-02-03 | 2019-03-20 | STMicroelectronics Srl | Monophase or polyphase resonant converter with feedback control |
US10277130B2 (en) * | 2015-06-01 | 2019-04-30 | Microchip Technolgoy Incorporated | Primary-side start-up method and circuit arrangement for a series-parallel resonant power converter |
-
2017
- 2017-02-02 US US15/423,250 patent/US10763755B2/en active Active
- 2017-12-11 JP JP2017236916A patent/JP7032116B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08275512A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-10-18 | Sextant Avionique | 非共振電圧コンバータ |
JPH08266057A (ja) * | 1995-03-24 | 1996-10-11 | Shihen Tech Corp | 整流回路 |
US20080304292A1 (en) * | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Qingrong Zeng | Isolated high power bi-directional dc-dc converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10763755B2 (en) | 2020-09-01 |
JP7032116B2 (ja) | 2022-03-08 |
US20180175736A1 (en) | 2018-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7032116B2 (ja) | 絶縁型dc-dc電力変換回路 | |
US9564823B2 (en) | DC-DC power conversion circuit with magnetic and capacitive isolation | |
TWI685141B (zh) | 具有dc-dc轉換器的充電器積體電路以及電子裝置 | |
US20180041060A1 (en) | Battery charging architectures | |
US9893631B2 (en) | Non-isolated DC-DC conversion circuit configured for capacitive and magnetic power transfer | |
US9866132B2 (en) | DC-DC power conversion and balancing circuit | |
WO2015137069A1 (ja) | 電流共振型直流電圧変換器、制御用集積回路および電流共振型直流電圧変換方法 | |
US9837866B2 (en) | Reducing power dissipation in inductive energy transfer systems | |
US8810275B2 (en) | Dynamic impedance matching for improved transient performance in a direct current-to-direct current (‘DC/DC’) converter for delivering a load to an electrical component | |
US9917512B2 (en) | Power supply, electronic device including the same, and power supply method thereof | |
US9537408B2 (en) | Power conversion with controlled phase difference and duty ratio | |
KR102294216B1 (ko) | 비대칭형 스위칭 커패시터 레귤레이터 | |
US9577505B1 (en) | Bootstrap controller for switching power supply | |
US9148024B2 (en) | Apparatuses, systems, and methods for a monotonic transfer function in wireless power transfer systems | |
US20170317596A1 (en) | Isolated dc-dc power conversion circuit | |
EP4052957B1 (en) | Balancing in electric vehicle battery systems | |
US9948192B2 (en) | Quasi-resonant operation of a power conversion circuit including switches symmetrically arranged about a transformer | |
US10491047B2 (en) | Device for performing optical power transfer from an optical energy source to a load | |
WO2017095484A1 (en) | Reconfigurable coupled inductor | |
US20170012540A1 (en) | Power supply apparatus and method for controlling converter | |
KR102427408B1 (ko) | 공진 회로의 전압을 증가시키도록 스위칭되는 무선 전력 전송 시스템의 수신기 | |
US9912245B2 (en) | Synchronous rectifier control method for a non-isolated DC/DC converter having a transformer with cross connected capacitors | |
US9819206B2 (en) | Faster battery charging in consumer electronic devices | |
JP6168869B2 (ja) | 給電装置 | |
CN111886786A (zh) | 用于减轻电压过冲事件的器件、方法和系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201102 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211012 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211013 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220111 |
|
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: 20220125 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7032116 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |