JP2018133987A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図11に示す電力変換装置は、外部の電源Sに接続された整流回路101と、並列に接続されたスイッチング回路120A,120Bを含む変換回路102と、変換回路102と負荷装置Lとを繋ぐ電路に設けられた電流検出回路103と、スイッチング回路120A,120Bの動作を制御する制御部105とを備えている。
図1および図2を参照して、本発明の第1実施形態に係る電力変換装置について説明する。図1は、第1実施形態に係る電力変換装置の全体構成を示している。
図2に示すように、制御部5は、移動平均算出部51,53と、制御信号生成部52と、平均算出部54と、補正量算出部55と、制御信号補正部56と、PWM信号生成部57とにより構成されている。
(1)複数の第1電流検出部31,33を用いて、各スイッチング回路20A,20Bの第1レグL1に流れる電流の大きさを検出することができ、複数の第2電流検出部32,34を用いて、各スイッチング回路20A,20Bの第2レグL2に流れる電流の大きさを検出することができる。したがって、第1電流検出部31,33および第2電流検出部32,34による電流の大きさの検出結果に基づいてスイッチング回路20A,20Bが制御されることで、並列に接続された各スイッチング回路20A,20Bから負荷装置Lに流れる電流を均等化することができ、かつ、負荷装置Lから並列に接続された各スイッチング回路20A,20Bに流れる電流を均等化することができる。
図3および図4を参照して、本発明の第2実施形態に係る電力変換装置について説明する。図3は、第2実施形態に係る電力変換装置の全体構成を示している。なお、第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。
図4に示すように、メイン制御回路70は、指令値記憶部71と、移動平均算出部72と、PWM信号生成部73とにより構成されている。
(3)整流回路1A,1Bの各々は、1つ以上の変換回路2A,2Bを介して共通の負荷装置Lに接続されている。このため、1つの整流回路1で直流の電力を生成する構成に比べて、整流回路1A,1Bの各々に流れる電流を小さくすることができ、整流回路1A,1Bおよび変換回路2A,2Bの構成部品として小型の電気部品を採用することができる。
図5を参照して、本発明の第3実施形態に係る電力変換装置について説明する。なお、本実施形態に係る電力変換装置の全体構成は、第1実施形態の構成(図1参照)と同じである。第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。
(4)例えば温度変化によって、各電流検出部31〜34から得られる電流I1〜I4に誤差が生じ、それらの相対誤差(誤差率)が異なる場合には、平均Avgに対する移動平均I1a〜I4aの偏差Df1〜Df4を0に近づけても、各電流検出部31〜34が設けられた電路に流れる電流の大きさを均等化できない場合がある。そこで、本実施形態においては、加重平均WAに対する移動平均I1a〜I4aの偏差WD1〜WD4を0に近づける制御を行うことで、電流I1〜I4の相対誤差が異なる場合にも、各電流検出部31〜34が設けられた電路に流れる電流の大きさを均等化することができる。したがって、各スイッチング回路20A,20Bから負荷装置Lに流れる電流、および、負荷装置Lから各スイッチング回路20A,20Bに流れる電流を、精度良く均等化することができる。
図6を参照して、本発明の第4実施形態に係る電力変換装置について説明する。なお、本実施形態に係る電力変換装置の全体構成は、第1実施形態の構成(図1参照)と同じである。第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。
(5)例えば、第3実施形態において電流I1〜I4にノイズが生じた場合には、移動平均算出部53による移動平均点数を増やすことで、電流I1〜I4に生じるノイズの影響を低減することができるものの、加重平均WAに係る重み(偏差Df1〜Df4)の算出時間が長くなるという問題がある。そこで、本実施形態においては、移動平均処理を行うことなく加重平均WAに係る重み(偏差RD1〜RD4)を算出することで、加重平均WAの更新頻度を高め、加重平均WAに対する移動平均I1a〜I4aの偏差WD1〜WD4を0に近づける制御の処理時間を短くすることができる。
2,2A,1B 変換回路
3 電流検出回路
5 制御部
6 操作入力部
7 制御部
20A,20B,20C,20D スイッチング回路
21,22,23,24 スイッチ素子
31,33,35,37 第1電流検出部
32,34,36,38 第2電流検出部
41 第3電流検出部
C1,C3 第1合流点
C2,C4 第2合流点
L 負荷装置
L1 第1レグ
L2 第2レグ
M1 第1中間点
M2 第2中間点
S 電源
Claims (5)
- 直流の電力を所望の電力に変換して負荷装置に出力する変換回路と、
前記変換回路と前記負荷装置とを繋ぐ電路に設けられ、当該電路における電流の大きさを検出するための電流検出回路と、
前記変換回路の動作を制御する制御部と、を備え、
前記変換回路は、並列に接続された複数のスイッチング回路を備え、
複数の前記スイッチング回路の各々は、一方の2つのスイッチ素子が第1中間点で直列に接続されて形成された第1レグと、他方の2つのスイッチ素子が第2中間点で直列に接続されて形成された第2レグとを備え、
複数の前記スイッチング回路の各々の前記第1中間点は、前記負荷装置の一端と繋がる第1合流点で電気的に接続され、複数の前記スイッチング回路の各々の前記第2中間点は、前記負荷装置の他端と繋がる第2合流点で電気的に接続され、
前記電流検出回路は、前記第1合流点と複数の前記第1中間点の各々とを繋ぐ電路に設けられた複数の第1電流検出部と、前記第2合流点と複数の前記第2中間点の各々とを繋ぐ電路に設けられた複数の第2電流検出部とを含み、
前記制御部は、複数の前記第1電流検出部と複数の前記第2電流検出部とによる電流の大きさの検出結果に基づき、複数の前記スイッチング回路を制御する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 前記制御部は、複数の前記第1電流検出部の各々により検出される電流の大きさの差が小さくなるとともに複数の前記第2電流検出部の各々により検出される電流の大きさの差が小さくなるように複数の前記スイッチング回路を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記電流検出回路は、前記負荷装置と前記第1合流点または前記第2合流点とを繋ぐ電路に設けられた第3電流検出部をさらに含み、
前記制御部は、前記第3電流検出部による電流の大きさの検出結果と、複数の前記第1電流検出部と複数の前記第2電流検出部とによる電流の大きさの検出結果とに基づき、複数の前記スイッチング回路を制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 外部の電源から供給される交流の電力から直流の電力を生成する整流回路を備え、
複数の前記整流回路が並列に接続されるとともに、当該整流回路の各々は、1つ以上の前記変換回路を介して共通の前記負荷装置に接続される
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記スイッチング回路の制御を調整するための操作を受け付ける操作入力部をさらに備え、
前記制御部は、前記電流検出回路による電流の大きさの検出結果と、前記操作入力部から入力される入力信号とに基づいて、複数の前記スイッチング回路を制御する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
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