JP2018526965A - 改善された電力密度を有するスイッチングコンバータ - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
Claims (20)
- スイッチング電力コンバータにおいてDCバス回路からリップルエネルギーを蓄積するためのリップルフィルタ回路であって、前記リップルフィルタ回路が、
第1のDCバスノードに接続される第1の端子と、スイッチングノードに接続される第2の端子と、第1のスイッチング制御信号を受け取るように結合される第1の制御端子とを含む、第1のスイッチ、
前記スイッチングノードに接続される第1の端子と、第2のDCバスノードに接続される第2の端子と、第2のスイッチング制御信号を受けるように結合される第2の制御端子とを含む、第2のスイッチ、
前記スイッチングノードに接続される第1の端子と、第2のノードに接続される第2の端子とを含む、インダクタ、
前記第2のノードに接続される第1の端子と、前記第1および第2のDCバスノードのうちの一方に接続される第2の端子とを含む、蓄積コンデンサ、
前記蓄積コンデンサの正電圧が、前記第1のDCバスノードと前記第2のDCバスノードとの間のDCバス電圧を超えるとき、前記蓄積コンデンサから前記DCバス回路のDCバスコンデンサに電流を導通させるために、前記第2のノードに接続されるアノードと、前記第1のDCバスノードに接続されるカソードとを含む、第1のダイオード、
前記蓄積コンデンサの前記電圧が負であるとき、前記蓄積コンデンサの前記第2の端子からの電流を導通させるために、前記第2のDCバスノードに接続されるアノードと、前記第2のノードに接続されるカソードとを含む、第2のダイオード、及び
交互に、前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを伝送し、その後、前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを伝送するように前記第1および第2のスイッチを動作させるために、前記第1のスイッチング制御信号を前記第1の制御端子に提供し、前記第2のスイッチング制御信号を前記第2の制御端子に提供するための制御回路、
を含む、リップルフィルタ回路。 - 請求項1に記載のリップルフィルタ回路であって、
前記制御回路が、前記DCバス回路のリップル電圧を表す第2の信号を提供するように、前記DCバス電圧を表す第1の信号をフィルタするためのフィルタ回路を含む電圧制御回路を含み、
前記電圧制御回路が、前記DCバス回路のリップル電圧をレギュレートするために、前記第2の信号が第1の閾値を越えることに応答して前記第1および第2のスイッチング制御信号のうちの一方を選択的にイネーブルするため、および、前記第2の信号が第2の閾値より低くなることに応答して前記第1および第2のスイッチング制御信号のうちの他方を選択的にイネーブルするために、ドライバ回路をさらに含む、
リップルフィルタ回路。 - 請求項2に記載のリップルフィルタ回路であって、前記DCバスコンデンサと前記蓄積コンデンサとの間のリップルエネルギーの伝送の間、第1の値と一層高い第2の値との間のインダクタ電流の絶対値のヒステリシス制御を提供するため、前記インダクタを流れるインダクタ電流の絶対値を表す信号に従って前記第1のスイッチング制御信号または前記第2のスイッチング制御信号を選択的にイネーブルするために、前記制御回路が電流制御回路をさらに含む、リップルフィルタ回路。
- 請求項3に記載のリップルフィルタ回路であって、前記DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、および、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記電圧制御回路が、前記第1および第2のスイッチング制御信号を選択的に提供することによって前記DCバス回路の前記リップル電圧を制御する、リップルフィルタ回路。
- 請求項2に記載のリップルフィルタ回路であって、前記DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、および、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記電圧制御回路が、前記第1および第2のスイッチング制御信号を選択的に提供することによって前記DCバス回路の前記リップル電圧を制御する、リップルフィルタ回路。
- 請求項1に記載のリップルフィルタ回路であって、前記DCバスコンデンサと前記蓄積コンデンサとの間のリップルエネルギーの伝送の間、第1の値と一層高い第2の値との間のインダクタ電流の絶対値のヒステリシス制御を提供するために、前記インダクタを流れるインダクタ電流の絶対値を表す信号に従って前記第1のスイッチング制御信号または前記第2のスイッチング制御信号を選択的にイネーブルするために、前記制御回路が電流制御回路を含む、リップルフィルタ回路。
- 請求項6に記載のリップルフィルタ回路であって、前記DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、および、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記制御回路が、前記第1および第2のスイッチング制御信号を選択的に提供することによって前記DCバス回路の前記リップル電圧を制御する、リップルフィルタ回路。
- 請求項1に記載のリップルフィルタ回路であって、前記DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、および、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記制御回路が、前記第1および第2のスイッチング制御信号を選択的に提供することによって前記DCバス回路の前記リップル電圧を制御する、リップルフィルタ回路。
- スイッチング電力コンバータであって、
第1のDCバスノードと、第2のDCバスノードと、前記第1のDCバスノードと前記第2のDCバスノードとの間に接続されるDCバスコンデンサとを含むDCバス回路、
前記DCバス回路をAC負荷またはAC電源とインターフェースするために複数のスイッチングデバイスを含むスイッチング回路、および、
前記DCバス回路のリップル電圧をレギュレートするために、前記DCバス回路からのリップルエネルギーを蓄積するためのリップルフィルタ回路、
を含み、
前記リップルフィルタ回路が、
前記第1のDCバスノードとスイッチングノードとの間に接続される第1のスイッチ、
前記スイッチングノードと前記第2のDCバスノードとの間に接続される第2のスイッチ、
前記スイッチングノードと第2のノードとの間に接続されるインダクタ、
前記第2のノードと前記第1および第2のDCバスノードのうちの一方との間に接続される蓄積コンデンサ、
前記第2のノードに接続されるアノードと、前記第1のDCバスノードに接続されるカソードとを含む第1のダイオード、
前記第2のDCバスノードに接続されるアノードと、前記第2のノードに接続されるカソードとを含む第2のダイオード、および、
前記DCバス回路のリップル電圧をレギュレートするため、前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送し、その後、前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを伝送するように、前記第1および第2のスイッチを制御するために結合される制御回路、
を含む、
スイッチング電力コンバータ。 - 請求項9に記載のスイッチング電力コンバータであって、前記DCバスコンデンサが無電解である、スイッチング電力コンバータ。
- 請求項9に記載のスイッチング電力コンバータであって、AC負荷を駆動するために前記DCバス回路からの電力を変換するため、前記スイッチング回路がスイッチングインバータを含む、スイッチング電力コンバータ。
- 請求項9に記載のスイッチング電力コンバータであって、
前記制御回路が、前記DCバス回路のリップル電圧を表す第2の信号を提供するために、前記DCバス電圧を表す第1の信号をフィルタするためのフィルタ回路を含む制御回路を含み、
前記制御回路がさらに、前記DCバス回路の前記リップル電圧をレギュレートするために、前記第2の信号が第1の閾値を越えることに応答して前記第1および第2のスイッチのうちの一方を選択的に動作させるため、および、前記第2の信号が第2の閾値より低くなることに応答して前記第1および第2のスイッチのうちの他方を選択的に動作させるためにドライバ回路を含む、
スイッチング電力コンバータ。 - 請求項12に記載のスイッチング電力コンバータであって、前記DCバスコンデンサと前記蓄積コンデンサとの間のリップルエネルギーの伝送の間、第1の値と一層高い第2の値との間のインダクタ電流の絶対値のヒステリシス制御を提供するために、前記インダクタを流れるインダクタ電流の絶対値を表す信号に従って前記第1および第2のスイッチの動作を選択的にイネーブルするために、前記制御回路が電流制御回路をさらに含む、スイッチング電力コンバータ。
- 請求項13に記載のスイッチング電力コンバータであって、前記DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、および、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記電圧制御回路が、前記第1および第2のスイッチの動作を制御することによって前記DCバス回路の前記リップル電圧を制御する、スイッチング電力コンバータ。
- 請求項12に記載のスイッチング電力コンバータであって、前記DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、および、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記電圧制御回路が、前記第1および第2のスイッチの動作を制御することによって前記DCバス回路の前記リップル電圧を制御する、スイッチング電力コンバータ。
- 請求項9に記載のスイッチング電力コンバータであって、前記DCバスコンデンサと前記蓄積コンデンサとの間のリップルエネルギーの伝送の間、第1の値と一層高い第2の値との間のインダクタ電流の絶対値のヒステリシス制御を提供するために、前記インダクタを流れるインダクタ電流の絶対値を表す信号に従って前記第1および第2のスイッチの動作を選択的に制御するために、前記制御回路が電流制御回路を含む、スイッチング電力コンバータ。
- 請求項16に記載のスイッチング電力コンバータであって、前記DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、および、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記制御回路が、前記第1および第2のスイッチの動作を制御することによって前記DCバス回路の前記リップル電圧を制御する、スイッチング電力コンバータ。
- 請求項9に記載のスイッチング電力コンバータであって、前記DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、および、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記制御回路が、前記第1および第2のスイッチング制御信号を制御することによって前記DCバス回路の前記リップル電圧を制御する、スイッチング電力コンバータ。
- スイッチング電力コンバータのDCバス回路においてリップル電圧を制御するための方法であって、前記方法が、
第1および第2のスイッチを、前記DCバス回路の第1のDCバスノードと第2のDCバスノードとの間で互いに直列に接続すること、
前記第1および第2のスイッチを接合するスイッチングノードに、インダクタの第1の端子を接続すること、
前記インダクタの第2の端子と前記第1および第2のDCバスノードのうちの一方との間に蓄積コンデンサを接続すること、
前記DCバス回路の前記リップル電圧をレギュレートするために、交互に、前記DCバス回路のDCバスコンデンサから前記インダクタを介して前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを伝送し、その後、前記蓄積コンデンサから前記インダクタを介して前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを伝送するように、前記第1および第2のスイッチを制御すること、および、
前記DCバスコンデンサと前記蓄積コンデンサとの間のリップルエネルギーの伝送の間、第1の値と一層高い第2の値との間のインダクタ電流の絶対値のヒステリシス制御を提供するために、前記インダクタを流れるインダクタ電流の絶対値を表す信号に従って前記第1および第2のスイッチの動作を選択的にイネーブルすること、
を含む、方法。 - 請求項19に記載の方法であって、
前記DCバス回路のリップル電圧を表す第2の信号を提供するために、前記DCバス回路のDCバス電圧を表す第1の信号をフィルタすること、および、
前記DCバス回路の前記リップル電圧をレギュレートするために、前記第2の信号が第1の閾値を越えることに応答して前記第1および第2のスイッチのうちの一方を選択的に動作させること、および、前記第2の信号が第2の閾値より低くなることに応答して前記第1および第2のスイッチのうちの他方を選択的に動作させること、
をさらに含む、方法。
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