JP2020501486A - 正弦波インテリジェント降圧変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記高周波変調ユニットは、第一スイッチングバルブと第二スイッチングバルブとを含み、前記第一スイッチングバルブのドレインは、前記入力整流ユニットの出力端子に接続され、前記第一スイッチングバルブのソースは、前記第二スイッチングバルブのドレインに接続され、前記第二スイッチングバルブのソースは、接地され、前記第一スイッチングバルブと前記第二スイッチングバルブのゲートには、それぞれ逆相の2つのPWMパルス信号が入力され、前記インダクタンスフィルタユニットは、インダクタンスとフィルタコンデンサとを含み、前記インダクタンスの前端は、前記第一スイッチングバルブのソースに接続され、前記フィルタコンデンサは、前記インダクタンスの後端とアースとの間に接続され、前記第一スイッチングバルブがオンされ、前記第二スイッチングバルブがオフされる時に、前記第一スイッチングバルブのドレインに入力されたパルス直流電流は、前記インダクタンスによりその高周波がフィルタリングされた後に、前記インダクタンスの後端から出力され、前記第一スイッチングバルブがオフされ、前記第二スイッチングバルブがオンされる時に、前記インダクタンスの後端には起電力を発生し、前記起電力は、前記フィルタコンデンサと前記第二スイッチングバルブを介して前記インダクタンスの先端に放出され、前記第一スイッチングバルブのゲート及び前記第二スイッチングバルブのゲートに印加された2つのPWMパルス信号のデューティサイクルを調整することによって、前記インダクタンスの後端の電圧値を予定値まで低下させ、前記インバータユニットの入力端子は、前記インダクタンスの後端に接続されて、前記インダクタンスの後端から出力したパルス直流電流を正と負の半サイクルの正弦波交流電流に反転させることに用いられ、
前記フィルタ制御ユニットは、電解コンデンサと第三スイッチングバルブとを含み、前記電解コンデンサの正極は、前記入力整流ユニットの出力端子に接続され、前記電解コンデンサの負極は、前記第三スイッチングバルブのドレインに接続され、前記第三スイッチングバルブのソースは、接地されており、前記入力整流ユニットに印加された市販電力交流電圧が予定値を超えない場合、前記フィルタ制御ユニットは、前記第三スイッチングバルブのゲートの電圧を低下させて、前記第三スイッチングバルブをオフさせ、また、前記入力整流ユニットに印加された市販電力交流電圧が予定値を超えた場合、前記フィルタ制御ユニットは、前記第三スイッチングバルブのゲートに駆動電圧を印加して、前記第三スイッチングバルブをオンさせて、前記電解コンデンサを介して、前記入力整流ユニットの出力電圧をフィルタリングする。
20 フィルタ制御ユニット
30 高周波変調ユニット
40 電流サンプリングユニット
50 インダクタンスフィルタユニット
60 インバータユニット
70 交流サンプリングユニット
80 MCU制御ユニット
90 電圧サンプリングユニット
Claims (10)
- 入力整流ユニットと、高周波変調ユニットと、インダクタンスフィルタユニットと、インバータユニットと、フィルタ制御ユニットと、を備える正弦波インテリジェント降圧変換装置であって、
前記入力整流ユニットは、市販電力交流電圧にアクセスして、市販電力交流電圧を整流した後に、パルス直流電流を出力し、
前記高周波変調ユニットは、第一スイッチングバルブと第二スイッチングバルブとを含み、前記第一スイッチングバルブのドレインは、前記入力整流ユニットの出力端子に接続され、前記第一スイッチングバルブのソースは、前記第二スイッチングバルブのドレインに接続され、前記第二スイッチングバルブのソースは、接地され、前記第一スイッチングバルブと前記第二スイッチングバルブのゲートには、それぞれ逆相の2つのPWMパルス信号が入力され、
前記インダクタンスフィルタユニットは、インダクタンスとフィルタコンデンサとを含み、前記インダクタンスの前端は、前記第一スイッチングバルブのソースに接続され、前記フィルタコンデンサは、前記インダクタンスの後端とアースとの間に接続され、前記第一スイッチングバルブがオンされ、前記第二スイッチングバルブがオフされる時に、前記第一スイッチングバルブのドレインに入力されたパルス直流電流は、前記インダクタンスによりその高周波がフィルタリングされた後に、前記インダクタンスの後端から出力され、前記第一スイッチングバルブがオフされ、前記第二スイッチングバルブがオンされる時に、前記インダクタンスの後端には起電力を発生し、前記起電力は、前記フィルタコンデンサと前記第二スイッチングバルブを介して前記インダクタンスの先端に放出され、前記第一スイッチングバルブのゲート及び前記第二スイッチングバルブのゲートに印加された2つのPWMパルス信号のデューティサイクルを調整することによって、前記インダクタンスの後端の電圧値を予定値まで低下させ、
前記インバータユニットの入力端子は、前記インダクタンスの後端に接続されて、前記インダクタンスの後端から出力したパルス直流電流を正と負の半サイクルの正弦波交流電流に反転させることに用いられ、
前記フィルタ制御ユニットは、電解コンデンサと第三スイッチングバルブとを含み、前記電解コンデンサの正極は、前記入力整流ユニットの出力端子に接続され、前記電解コンデンサの負極は、前記第三スイッチングバルブのドレインに接続され、前記第三スイッチングバルブのソースは、接地されており、
前記入力整流ユニットに印加された市販電力交流電圧が予定値を超えない場合、前記フィルタ制御ユニットは、前記第三スイッチングバルブのゲートの電圧を低下させて、前記第三スイッチングバルブをオフさせ、
また、前記入力整流ユニットに印加された市販電力交流電圧が予定値を超えた場合、前記フィルタ制御ユニットは、前記第三スイッチングバルブのゲートに駆動電圧を印加して、前記第三スイッチングバルブをオンさせて、前記電解コンデンサを介して、前記入力整流ユニットの出力電圧をフィルタリングすることを特徴とする正弦波インテリジェント降圧変換装置。 - 前記第一スイッチングバルブ、前記第二スイッチングバルブ及び前記第三スイッチングバルブは、いずれもNチャンネルMОSトランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の正弦波インテリジェント降圧変換装置。
- MCU制御ユニットをさらに備え、前記第一スイッチングバルブのゲート、前記第二スイッチングバルブのゲート、前記第三スイッチングバルブのゲート及び前記インバータユニットの制御端子は、それぞれ前記MCU制御ユニットに接続され、
前記MCU制御ユニットは、前記第一スイッチングバルブのゲートと前記第二スイッチングバルブのゲートに2つの逆相のPWMパルス信号を出力し、前記第三スイッチングバルブのオン/オフを制御し、且つ前記インバータユニットを制御して反転させることに用いられることを特徴とする請求項1に記載の正弦波インテリジェント降圧変換装置。 - 交流サンプリングユニットをさらに備え、前記交流サンプリングユニットの入力端子は、前記入力整流ユニットに接続され、前記交流サンプリングユニットの出力端子は、前記MCU制御ユニットに接続され、前記交流サンプリングユニットは、市販電力交流電圧の電圧値及び位相をサンプリングし、且つそれらを前記MCU制御ユニットに伝送し、
前記MCU制御ユニットは、前記交流サンプリングユニットによって収集された市販電力交流電圧の位相に基づいて、前記インバータユニットを制御して反転を行わせて、前記インバータユニットを市販電力交流電圧の位相と同じである正弦波交流電流を出力させるだけではなく、前記交流サンプリングユニットによって収集された電圧値に従って、市販電力交流電圧が予定値を超えたか否かを判断し、
市販電力交流電圧が予定値を超えた場合、前記MCU制御ユニットは、前記第一スイッチングバルブのゲート及び前記第二スイッチングバルブのゲートにそれぞれ2つの逆相のPWMパルス信号を入力し、且つ前記第三スイッチングバルブに駆動電圧を印加し、
また、市販電力交流電圧が予定値を超えていない場合、前記MCU制御ユニットは、前記第一スイッチングバルブをオンのままに制御し、且つ前記第三スイッチングバルブのゲートの電圧を低下させることを特徴とする請求項3に記載の正弦波インテリジェント降圧変換装置。 - 前記MCU制御ユニットは、市販電力交流電圧が予定値を超えたと判断した時に、前記交流サンプリングユニットが収集した市販電力交流電圧の位相に従って、前記第三スイッチングバルブを市販電力交流電圧のゼロクロス時にオンさせるように制御することを特徴とする請求項4に記載の正弦波インテリジェント降圧変換装置。
- 前記交流サンプリングユニットは、オペアンプとコンパレータとを含み、前記オペアンプの2つの入力端子は、それぞれ電流制限サンプリング抵抗を介して前記入力整流ユニットの火線と零線に接続され、前記オペアンプの出力端子は、前記MCU制御ユニットに接続されており、前記MCU制御ユニットは、前記オペアンプが出力した電圧信号を演算した後に、市販電力交流電圧の電圧値を得ることを特徴とする請求項5に記載の正弦波インテリジェント降圧変換装置。
- 前記オペアンプの出力端子は、前記コンパレータの反転端子に接続され、前記コンパレータの同相端子は、基準電圧にアクセスするために使用され、前記コンパレータの出力端子は、前記MCU制御ユニットに接続されており、前記MCU制御ユニットは、前記コンパレータが出力した電圧信号に基づいて、市販電力交流電圧の位相を得ることを特徴とする請求項6に記載の正弦波インテリジェント降圧変換装置。
- 前記インダクタンスの後端には、電圧サンプリングユニットが接続されており、前記電圧サンプリングユニットの出力端子は、前記MCU制御ユニットに接続され、
前記電圧サンプリングユニットは、前記インダクタンスの後端から出力する直流電流を収集して、前記MCU制御ユニットに伝送することを特徴とする請求項4に記載の正弦波インテリジェント降圧変換装置。 - 電流サンプリングユニットをさらに備え、前記電流サンプリングユニットは、変流器を含み、前記変流器の一次巻線は、前記インダクタンスの前端と前記第一スイッチングバルブのソースとの間に直列接続され、前記変流器の二次巻線の電流信号は、整流された後に、前記MCU制御ユニットに伝送され、前記変流器の二次巻線の電流が予定値を超えた時に、前記MCU制御ユニットは、前記第一スイッチングバルブと前記第二スイッチングバルブとをオフさせるように制御することを特徴とする請求項4に記載の正弦波インテリジェント降圧変換装置。
- 前記インバータユニットは、第四スイッチングバルブ、第五スイッチングバルブ、第六スイッチングバルブ及び第七スイッチングバルブにより構成されるインバータブリッジを含み、前記第四スイッチングバルブのゲート、前記第五スイッチングバルブのゲート、前記第六スイッチングバルブのゲート及び前記第七スイッチングバルブのゲートは、それぞれ前記MCU制御ユニットに接続され、
前記MCU制御ユニットを介して、前記第四スイッチングバルブ、前記第五スイッチングバルブ、前記第六スイッチングバルブ及び前記第七スイッチングバルブのオン/オフを制御して、前記インバータユニットに正弦波交流電流を出力させることを特徴とする請求項5に記載の正弦波インテリジェント降圧変換装置。
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