JP2021027762A - Power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter.
例えば、電力変換を行う電力変換装置として、コンデンサを含む電子部品を備えたものがある。コンデンサには、低温になるに従って大きな値となる等価直列抵抗（以下、「ＥＳＲ」という。）と呼ばれる抵抗成分が存在する。そして、コンデンサが低温である場合において、電力変換装置を稼働する際、コンデンサに電流が出入りすることによってＥＳＲに起因したサージ電圧が発生することがある。サージ電圧の発生により、電力変換装置を構成する電子部品が損傷するおそれがある。 For example, as a power conversion device that performs power conversion, there is a device provided with an electronic component including a capacitor. Capacitors have a resistance component called equivalent series resistance (hereinafter referred to as "ESR") that increases in value as the temperature decreases. Then, when the capacitor is at a low temperature, when the power conversion device is operated, a surge voltage due to ESR may be generated due to the current flowing in and out of the capacitor. The generation of surge voltage may damage the electronic components that make up the power converter.
特許文献１に開示された電力変換装置を備えた電動機は、電力変換装置が低温である場合において、電動機を駆動させることなく、まずはコンデンサを昇温させるために少量の電流を流す。そして、コンデンサの温度が上がり、ＥＳＲが小さくなってから電動機の駆動に充分な電流を流す。これにより、サージ電圧による電子部品の損傷を防ぎつつ、電動機を駆動させている。 In the electric motor provided with the power conversion device disclosed in Patent Document 1, when the power conversion device is at a low temperature, a small amount of current is first passed in order to raise the temperature of the capacitor without driving the electric motor. Then, after the temperature of the capacitor rises and the ESR becomes small, a sufficient current is passed to drive the electric motor. This drives the electric motor while preventing damage to electronic components due to surge voltage.
しかしながら、電動機を駆動させない間に流す電流は、装置の稼働に寄与するものではない。つまり、特許文献１における電動機は、電動機が稼働しない状態でコンデンサの昇温のためだけに電流を流している。すなわち、コンデンサの昇温のためだけに電力消費することとなり、エネルギ効率の観点から改善の余地がある。 However, the current flowing while the electric motor is not driven does not contribute to the operation of the device. That is, in the electric motor in Patent Document 1, a current is passed only for raising the temperature of the capacitor in a state where the electric motor is not operating. That is, power is consumed only for raising the temperature of the capacitor, and there is room for improvement from the viewpoint of energy efficiency.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、低温環境下のエネルギ効率を向上させることができる電力変換装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of improving energy efficiency in a low temperature environment.
本発明の一態様は、入力電力を変換して出力する電力変換部（３）と、
上記入力電力の電圧を平滑化するコンデンサ（２）と、
上記電力変換部の出力（Ｐ）の供給先である負荷（６）と、
上記電力変換部の出力を制御する出力制御部（４）とを備えた電力変換装置（１）であって、
上記電力変換装置の稼働中において、
上記出力制御部は、上記コンデンサの温度（Ｔｃ）に関連する温度関連情報に基づいて、上記電力変換部の出力を所定の出力上限値（Ｐｂ）以下に制限するよう構成されている、電力変換装置にある。
One aspect of the present invention includes a power conversion unit (3) that converts input power and outputs it.
A capacitor (2) that smoothes the voltage of the input power and
The load (6), which is the supply destination of the output (P) of the power conversion unit, and
A power conversion device (1) including an output control unit (4) that controls the output of the power conversion unit.
While the above power converter is in operation
The output control unit is configured to limit the output of the power conversion unit to a predetermined output upper limit value (Pb) or less based on the temperature-related information related to the temperature (Tc) of the capacitor. It is in the device.
上記電力変換装置において、出力制御部は、電力変換装置の稼働中に、コンデンサの温度に関連する温度関連情報に基づいて、電力変換部の出力を所定の出力上限値以下に制限する。それゆえ、電力変換装置を稼働させながらコンデンサの昇温を行うことができる。これにより、低温環境下においても、電力変換装置を稼働させつつコンデンサのＥＳＲを低下させることができる。 In the power conversion device, the output control unit limits the output of the power conversion unit to a predetermined output upper limit value or less based on the temperature-related information related to the temperature of the capacitor during the operation of the power conversion device. Therefore, it is possible to raise the temperature of the capacitor while operating the power conversion device. As a result, the ESR of the capacitor can be lowered while operating the power conversion device even in a low temperature environment.
換言すると、電力変換装置の稼働のための通電に伴う発熱をコンデンサの昇温に利用することで、低温環境下におけるエネルギ効率を向上させている。その一方で、コンデンサが充分に昇温するまでの間、出力を制限することで、サージ電圧の発生を抑制しながら電力変換装置を稼働させることができる。 In other words, the heat generated by energization for the operation of the power conversion device is used to raise the temperature of the capacitor, thereby improving the energy efficiency in a low temperature environment. On the other hand, by limiting the output until the temperature of the capacitor rises sufficiently, the power conversion device can be operated while suppressing the generation of surge voltage.
以上のごとく、上記態様によれば、低温環境下のエネルギ効率を向上させることができる電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a power conversion device capable of improving energy efficiency in a low temperature environment.
The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.
（実施形態１）
電力変換装置に係る実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
本形態における電力変換装置１は、図１に示すごとく、電力変換部３と、コンデンサ２と、負荷６と、出力制御部４とを備える。電力変換部３は、入力電力を変換して出力する。コンデンサ２は、入力電力の電圧を平滑化する。負荷６は、電力変換部３の出力Ｐの供給先である。出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐを制御する。電力変換装置１の稼働中において、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃに関連する温度関連情報に基づいて、電力変換部３の出力Ｐを所定の出力上限値Ｐｂ以下に制限するよう構成されている。
(Embodiment 1)
An embodiment relating to the power conversion device will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 in this embodiment includes a
本形態における電力変換装置１は、充電装置として用いられる。また、負荷６は、二次電池である。本形態における電力変換装置１は、例えば、車両に搭載される二次電池の充電装置である。
The power conversion device 1 in this embodiment is used as a charging device. The
電力変換装置１は、図１に示すごとく、ＡＣ−ＤＣコンバータ１６を備えている。ＡＣ−ＤＣコンバータ１６は、ダイオードブリッジ回路１４と、昇圧チョッパ回路１５とを備えている。
As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 includes an AC-
なお、本形態の電力変換装置１において、ＡＣ−ＤＣコンバータ１６を構成する配線及びＡＣ−ＤＣコンバータ１６と電力変換部３とを繋ぐ配線のうち、高電位側の配線を高電位側配線７という。また、ＡＣ−ＤＣコンバータ１６を構成する配線及びＡＣ−ＤＣコンバータ１６と電力変換部３とを繋ぐ配線のうち、低電位側の配線を低電位側配線７１という。
In the power conversion device 1 of the present embodiment, among the wiring constituting the AC-
ダイオードブリッジ回路１４は、４個のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４で構成されている。ダイオードＤ２のカソードが、ダイオードＤ１のアノードに接続されている。また、ダイオードＤ４のカソードが、ダイオードＤ３のアノードに接続されている。ダイオードＤ１、Ｄ３のカソードは、高電位側配線７に接続されている。また、ダイオードＤ２、Ｄ４のアノードは、低電位側配線７１に接続されている。ダイオードブリッジ回路１４は、交流電源１２から送られる交流電力を、全波整流する。
The
また、昇圧チョッパ回路１５は、図１に示すごとく、リアクトル１３と、半導体スイッチ１１と、ダイオードＤ５とを備える。昇圧チョッパ回路１５は、ダイオードブリッジ回路１４と、コンデンサ２との間に配置される。
Further, as shown in FIG. 1, the step-
リアクトル１３は、高電位側配線７において、一端がダイオードブリッジ回路１４に接続されている。また、リアクトル１３の他端は、ダイオードＤ５のアノードに接続されている。ダイオードＤ５のカソードは、高電位側配線７において、コンデンサ２に接続されている。リアクトル１３には、ダイオードブリッジ回路１４にて全波整流された入力電力が供給される。
One end of the
半導体スイッチ１１は、リアクトル１３とダイオードＤ５とを繋ぐ高電位側配線７と、ダイオードブリッジ回路１４とコンデンサ２とを繋ぐ低電位側配線７１との間を接続している。半導体スイッチ１１としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタの略）、又はＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略）を用いることができる。
The
リアクトル１３は、半導体スイッチ１１がオン操作されることで、磁気エネルギを蓄える。具体的には、半導体スイッチ１１がオン操作されると、ダイオードブリッジ回路１４と、リアクトル１３と、半導体スイッチ１１とを含む閉回路が形成される。リアクトル１３は、当該閉回路に入力電力が供給されることで、磁気エネルギを蓄える。
The
また、入力電力は、半導体スイッチ１１がオフ操作されることで、リアクトル１３から、ダイオードＤ５を介してコンデンサ２へと供給される。当該入力電力は、リアクトル１３に蓄えられた磁気エネルギが加算されているため、リアクトル１３に入力される前の入力電力よりも電圧が高くなっている。
Further, the input power is supplied from the
また、昇圧チョッパ回路１５は、半導体スイッチ１１の制御により、入力電力を昇圧させる。昇圧チョッパ回路１５にて昇圧された入力電力は、コンデンサ２を介して電力変換部３へ入力される。
Further, the
半導体スイッチ１１は、制御部（図示略）によってオン／オフ制御される。本形態において、制御部は、ＣＰＵ及びメモリを備えたマイクロコンピュータである。
The
コンデンサ２は、図１に示すごとく、ＡＣ−ＤＣコンバータ１６と、電力変換部３との間に配置される。コンデンサ２は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１６と電力変換部３とを繋ぐ高電位側配線７と、ＡＣ−ＤＣコンバータ１６と電力変換部３とを繋ぐ低電位側配線７１との間を接続している。コンデンサ２は、リアクトル１３から供給された入力電力を平滑化する。コンデンサ２によって平滑化された入力電力は、電力変換部３へ供給される。本形態において、コンデンサ２は、電解コンデンサである。
As shown in FIG. 1, the capacitor 2 is arranged between the AC-
電力変換部３は、コンデンサ２と、負荷６との間に配置される。本形態の電力変換装置１において、電力変換部３は、ＤＣ−ＤＣコンバータである。電力変換部３は、コンデンサ２によって平滑化された入力電力の電圧を変換して、出力電力を負荷６に供給する。
The
電力変換部３は、開示を省略するが、複数の半導体スイッチと、トランスとを有する。
Although not disclosed, the
出力制御部４は、電力変換部３の複数の半導体スイッチを制御することで、電力変換部３の出力Ｐを制御する。つまり、出力制御部４は、電力変換部３の半導体スイッチのオンとオフの時間の割合を変えることで、電力変換部３の出力Ｐを制御する。本形態において、電力変換部３の半導体スイッチは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、又はＩＧＢＴである。また、本形態において、出力制御部４は、ＣＰＵ及びメモリを備えたマイクロコンピュータである。
The
また、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐを所定の出力上限値Ｐｂ以下に制限する。出力上限値Ｐｂは温度関連情報に基づいて設定される。
Further, the
また、電力変換装置１は、図１に示すごとく、コンデンサ２の温度Ｔｃを測定又は推定する温度取得部５を有する。出力上限値Ｐｂは、温度取得部５にて取得したコンデンサ２の温度Ｔｃに基づいて算出するよう構成されている。 Further, as shown in FIG. 1, the power conversion device 1 has a temperature acquisition unit 5 that measures or estimates the temperature Tc of the capacitor 2. The output upper limit value Pb is configured to be calculated based on the temperature Tc of the capacitor 2 acquired by the temperature acquisition unit 5.
温度取得部５は、図１に示すごとく、出力制御部４に接続されている。本形態において、温度取得部５は、温度センサである。温度取得部５としての温度センサは、例えばコンデンサ２の表面に取り付けられ、コンデンサ２の表面の温度を直接測定する。本形態において、温度関連情報は、コンデンサ２の表面温度Ｔｃである。
As shown in FIG. 1, the temperature acquisition unit 5 is connected to the
出力制御部４は、温度関連情報であるコンデンサ２の温度Ｔｃに基づいて、電力変換部３の出力Ｐを出力上限値Ｐｂ以下に制御する。
The
また、上位制御部４１は、図１に示すごとく、出力制御部４を介して、電力変換部３が所定の出力を行うよう指令信号を送る。上位制御部４１は、例えば、ＣＰＵ及びメモリを備えたマイクロコンピュータである。
Further, as shown in FIG. 1, the
出力制御部４は、図２に示すごとく、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１（本形態においては０℃。）未満のとき、上位制御部４１からの上位指令値Ｐａによらず、電力変換部３の出力Ｐを所定の出力上限値Ｐｂ以下に制限する。つまり、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満のとき、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐを、出力上限値Ｐｂ以下とする（図２の出力Ｐのグラフの実線参照）。
As shown in FIG. 2, when the temperature Tc of the capacitor 2 is lower than the predetermined temperature T1 (0 ° C. in this embodiment), the
また、本形態において、出力上限値Ｐｂは、一定値Ｐｂ０としている。この出力上限値Ｐｂ０は、想定されるＥＳＲに起因するサージ電圧によって、電力変換装置１の構成部品が損傷を受けないよう抑制された一定の値である。また、本形態においては、上位指令値Ｐａも一定値Ｐａ０として説明している。なお、本形態において、上位指令値Ｐａ０は、出力上限値Ｐｂ０よりも大きい値である。 Further, in the present embodiment, the output upper limit value Pb is a constant value Pb0. The output upper limit value Pb0 is a constant value suppressed so that the components of the power conversion device 1 are not damaged by the surge voltage caused by the assumed ESR. Further, in the present embodiment, the higher command value Pa is also described as a constant value Pa0. In this embodiment, the higher command value Pa0 is a value larger than the output upper limit value Pb0.
また、出力制御部４は、図２に示すごとく、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上であるとき、上位制御部４１の上位指令値Ｐａに従って電力変換部３の出力Ｐを制御する。つまり、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上であるとき、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐを出力上限値Ｐｂ（＝Ｐｂ０）に制限することはなく、出力Ｐを上位指令値Ｐａ（＝Ｐａ０）とする（図２の出力Ｐのグラフの実線参照）。
Further, as shown in FIG. 2, the
次に、出力制御部４の出力制御について、図３のフローチャートに従って説明する。まず、ステップＳ１において、温度取得部５によって、コンデンサ２の温度Ｔｃを取得する。次に、ステップＳ２に進み、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上か否かを判断する。コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の場合、ステップＳ３にて、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐが所定の出力上限値Ｐｂ以下となるよう電力変換部３を制御する。
Next, the output control of the
その後、出力制御部４は、再びステップＳ１へと戻る。そして、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上となるまで、ステップＳ１〜ステップＳ３を繰り返す。
After that, the
また、出力制御部４は、ステップＳ２において、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上と判断したとき、ステップＳ４にて上位指令値Ｐａに従って電力変換部３の出力Ｐを制御する。すなわち、電力変換部３の出力ＰをＰａとする。
Further, when the
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本形態の電力変換装置１において、出力制御部４は、電力変換装置１の稼働中に、コンデンサ２の温度Ｔｃに関連する温度関連情報に基づいて、電力変換部３の出力Ｐを所定の出力上限値Ｐｂ以下に制限する。それゆえ、電力変換装置１を稼働させながらコンデンサ２の昇温を行うことができる。これにより、低温環境下においても、電力変換装置１を稼働させつつコンデンサ２のＥＳＲを低下させることができる。すなわち、二次電池への充電を行いながら、ＥＳＲを低下させることができる。
Next, the action and effect of this embodiment will be described.
In the power conversion device 1 of the present embodiment, the
換言すると、電力変換装置１の稼働のための通電に伴う発熱をコンデンサ２の昇温に利用することで、低温環境下におけるエネルギ効率を向上させている。すなわち、充電中に生じる発熱を、コンデンサ２の昇温に利用している。その一方で、コンデンサ２が充分に昇温するまでの間、出力を制限することで、サージ電圧の発生を抑制しながら電力変換装置１を稼働させることができる。つまり、コンデンサ２が充分に昇温するまでの間、充電速度を制限することで、サージ電圧の発生を抑制しつつ、充電を行うことができる。 In other words, the energy efficiency in a low temperature environment is improved by utilizing the heat generated by energization for the operation of the power conversion device 1 to raise the temperature of the capacitor 2. That is, the heat generated during charging is used to raise the temperature of the capacitor 2. On the other hand, by limiting the output until the temperature of the capacitor 2 rises sufficiently, the power conversion device 1 can be operated while suppressing the generation of surge voltage. That is, by limiting the charging speed until the temperature of the capacitor 2 is sufficiently raised, charging can be performed while suppressing the generation of surge voltage.
また、低温環境下において、コンデンサ２を昇温させることで、コンデンサ２の静電容量を大きくすることができる。それゆえ、大容量のコンデンサ２を用いることなく、低温環境下において、所定の静電容量を得ることができる。それゆえ、コンデンサ２を小型化しやすい。その結果、電力変換装置１を小型化しやすい。つまり、充電装置を小型化することができる。 Further, the capacitance of the capacitor 2 can be increased by raising the temperature of the capacitor 2 in a low temperature environment. Therefore, a predetermined capacitance can be obtained in a low temperature environment without using a large-capacity capacitor 2. Therefore, the capacitor 2 can be easily miniaturized. As a result, the power conversion device 1 can be easily miniaturized. That is, the charging device can be miniaturized.
以上のごとく、本形態によれば、低温環境下のエネルギ効率を向上させることができる電力変換装置１を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the power conversion device 1 capable of improving the energy efficiency in a low temperature environment.
（実施形態２）
本形態の電力変換装置１は、図４に示すごとく、出力上限値Ｐｂを、コンデンサ２の温度Ｔｃに応じて変化させるようにした形態である。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 4, the power conversion device 1 of this embodiment has a form in which the output upper limit value Pb is changed according to the temperature Tc of the capacitor 2.
本形態においては、例えば、コンデンサ２の温度Ｔｃと出力上限値Ｐｂとの関係を定めたマップを用いて、出力上限値Ｐｂを求める。また、当該マップは、予め実験等を行うことによって作成される。図４に示すごとく、出力上限値Ｐｂは、コンデンサ２の温度Ｔｃが高くなるほど、高くなるように算出される。つまり、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃから予想されるＥＳＲに応じて、構成部品の損傷を充分に防ぐことができる出力上限値Ｐｂを算出する。
In this embodiment, for example, the output upper limit value Pb is obtained by using a map that defines the relationship between the temperature Tc of the capacitor 2 and the output upper limit value Pb. In addition, the map is created by conducting an experiment or the like in advance. As shown in FIG. 4, the output upper limit value Pb is calculated so as to increase as the temperature Tc of the capacitor 2 increases. That is, the
ただし、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の場合に出力Ｐを出力上限値Ｐｂに制御し、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上の場合には、出力Ｐを上位指令値Ｐａ（＝Ｐａ０）に制御する（図４の出力Ｐのグラフの実線参照）。
その他は、実施形態１と同様である。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
However, the
Others are the same as in the first embodiment.
In addition, among the codes used in the second and subsequent embodiments, the same codes as those used in the above-described embodiments represent the same components and the like as those in the above-mentioned embodiments, unless otherwise specified.
本形態において、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満のとき、コンデンサ２の温度Ｔｃに応じて出力上限値Ｐｂを変化させるように算出する。それゆえ、電力変換装置１は、低温環境下において、サージ電圧の発生を抑えつつ、効率的に負荷６に入力電力を供給することができる。つまり、サージ電圧の発生を抑えながら、二次電池の充電速度を速めることができる。その結果、低温環境下のエネルギ効率を一層向上させることができる。
In the present embodiment, the
また、本形態の電力変換装置１は、低温環境下において、コンデンサ２の温度Ｔｃの上昇に伴って、コンデンサ２に供給される入力電力を大きくすることができる。それゆえ、コンデンサ２の温度Ｔｃを効率的に上昇させることができる。その結果、コンデンサ２のＥＳＲを効率的に低下させることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
Further, in the power conversion device 1 of the present embodiment, the input power supplied to the capacitor 2 can be increased as the temperature Tc of the capacitor 2 rises in a low temperature environment. Therefore, the temperature Tc of the capacitor 2 can be raised efficiently. As a result, the ESR of the capacitor 2 can be efficiently lowered.
In addition, it has the same effect as that of the first embodiment.
（実施形態３）
本形態の電力変換装置１は、図５、図６に示すごとく、上位指令値Ｐａと、出力上限値Ｐｂとの比較も行いながら電力変換部３の出力Ｐを制御する形態である。
(Embodiment 3)
As shown in FIGS. 5 and 6, the power conversion device 1 of the present embodiment controls the output P of the
出力制御部４は、図５に示すごとく、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の場合においても、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂ以下であれば、上位指令値Ｐａに出力Ｐを制御する（図５の出力Ｐのグラフの実線参照）。
As shown in FIG. 5, the
また、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の場合において、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂよりも大きいとき、上位指令値Ｐａによらず、出力上限値Ｐｂに出力を制御する（図５の出力Ｐのグラフの実線参照）。
Further, when the temperature Tc of the capacitor 2 is less than the predetermined temperature T1 and the upper command value Pa is larger than the output upper limit value Pb, the
次に、出力制御部４の出力制御について、図６のフローチャートに従って説明する。まず、ステップＳ１１において、温度取得部５によって、コンデンサ２の温度Ｔｃを取得する。次に、ステップＳ１２に進み、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上か否かを判断する。コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の場合、ステップＳ１３に進み、出力制御部４は、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂよりも大きいか否かを判断する。上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂよりも大きい場合、ステップＳ１４にて、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐが所定の出力上限値Ｐｂとなるよう電力変換部３を制御する。その後、出力制御部４は、再びステップＳ１１へと戻る。
Next, the output control of the
また、出力制御部４は、ステップＳ１２において、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上と判断したとき、ステップＳ１５にて上位指令値Ｐａに従って電力変換部３の出力Ｐを制御する。すなわち、電力変換部３の出力Ｐを上位指令値Ｐａとする。その後、出力制御部４は、再びステップＳ１１へと戻る。
Further, when the
また、出力制御部４は、ステップＳ１３において、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂ以下と判断したときも、ステップＳ１５にて、電力変換部３の出力Ｐを上位指令値Ｐａとする。その後、出力制御部４は、再びステップＳ１１へと戻る。
その他は、実施形態２と同様である。
Further, even when the
Others are the same as in the second embodiment.
本形態において、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満であって、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂ以下の場合、電力変換部３の出力Ｐを上位指令値Ｐａとする。それゆえ、本形態の電力変換装置１は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の状態において、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂ以下となる可能性が充分に想定される場合に、特に有効である。
In the present embodiment, when the temperature Tc of the capacitor 2 is less than the predetermined temperature T1 and the upper command value Pa is equal to or less than the output upper limit value Pb, the
また、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐを上位指令値Ｐａとした後、再びコンデンサ２の温度Ｔｃを取得して制御を行う。それゆえ、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上となった後、所定の温度Ｔ１未満となる可能性が充分に想定される場合に、特に有効である。
その他、実施形態２と同様の作用効果を有する。
Further, the
In addition, it has the same effect as that of the second embodiment.
（実施形態４）
本形態は、図７に示すごとく、電力変換部３への入力電力の入力開始時点から、所定の時間ｔ０が経過するまで、出力を制限するよう構成した形態である。
(Embodiment 4)
As shown in FIG. 7, this embodiment is configured to limit the output from the start of input of the input power to the
本形態の電力変換装置１において、温度関連情報は、電力変換部３への入力電力の入力開始時点からの経過時間ｔである。そして、経過時間ｔが所定の時間ｔ０未満の間は、電力変換部３の出力Ｐが出力上限値Ｐｂ以下に制限されるよう構成されている。なお、所定の時間ｔ０は、電力変換部３の出力Ｐが出力上限値Ｐｂとなるよう出力することによって、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上となるのに充分な時間である。
In the power conversion device 1 of the present embodiment, the temperature-related information is the elapsed time t from the start of input of the input power to the
すなわち、本形態の制御の仕方は、入力開始直後においては、入力開始時点からの経過時間ｔが長い程、コンデンサ２の温度Ｔｃが高いと推定される（図７のコンデンサ２の温度Ｔｃのグラフ参照）ことに基づく。かかる観点から、経過時間ｔは、温度関連情報である。そして、ｔ≧ｔ０であれば、コンデンサ２のＥＳＲが充分に低くなっていると推定して、上記の制御を行う。 That is, in the control method of this embodiment, immediately after the start of input, it is estimated that the longer the elapsed time t from the start of input, the higher the temperature Tc of the capacitor 2 (graph of the temperature Tc of the capacitor 2 in FIG. 7). See). From this point of view, the elapsed time t is temperature-related information. Then, if t ≧ t0, it is estimated that the ESR of the capacitor 2 is sufficiently low, and the above control is performed.
なお、図７には参考のためにコンデンサ２の温度Ｔｃのグラフを載せているが、本形態では、特にコンデンサ２の温度Ｔｃを検出する必要はない。図７のコンデンサ２の温度Ｔｃのグラフは、概略の推定温度を表すものと考えることができる。 Although a graph of the temperature Tc of the capacitor 2 is shown in FIG. 7 for reference, it is not necessary to detect the temperature Tc of the capacitor 2 in this embodiment. The graph of the temperature Tc of the capacitor 2 in FIG. 7 can be considered to represent an approximate estimated temperature.
また、出力制御部４は、図７に示すごとく、コンデンサ２のインピーダンスや、出力上限値Ｐｂ等から予め算出した所定の時間ｔ０が経過するまでは、上位指令値Ｐａによらず、出力Ｐが出力上限値Ｐｂとなるように電力変換部３を制御する。つまり、所定の時間ｔ０が経過するまでは、出力Ｐは、出力上限値Ｐｂ（＝Ｐｂ０）である（図７の出力Ｐのグラフの実線参照）。本形態において、出力上限値Ｐｂは、低温環境下において想定されるＥＳＲに起因するサージ電圧によって、電力変換装置１の構成部品が損傷を受けないよう抑制された一定の値Ｐｂ０である。
その他は、実施形態１と同様である。
Further, as shown in FIG. 7, the
Others are the same as in the first embodiment.
本形態において、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃによらず電力変換部３を制御する。それゆえ、コンデンサ２の温度Ｔｃを測定又は推定する温度取得部５は特に不要である。また、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃと出力上限値Ｐｂとの関係を示すマップ等も特に不要である。その結果、電力変換装置１を簡素化しやすいと共に、電力変換装置１の組み付けを容易にすることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
In this embodiment, the
In addition, it has the same effect as that of the first embodiment.
上記実施形態１〜３の電力変換装置１は、温度取得部５がコンデンサ２の温度Ｔｃを直接測定することで、コンデンサ２の温度Ｔｃを取得している。ただし、出力制御部４は、温度取得部５が測定した電力変換装置１内の雰囲気温度から、コンデンサ２の温度Ｔｃの推定値を算出するよう構成することもできる。また、出力制御部４は、温度取得部５が測定した外気温度から、コンデンサ２の温度Ｔｃの推定値を算出するようにすることもできる。また、例えば、電力変換装置１が車両に搭載される充電装置である場合、出力制御部４は、車両に設置された各種センサの情報や、運転時間等の車両運転情報をもとに、コンデンサ２の温度Ｔｃの推定値を算出するようにすることもできる。また、出力制御部４は、コンデンサ２以外の温度と、車両運転情報を組み合わせることで、コンデンサ２の温度Ｔｃの推定値を算出するようにすることもできる。
In the power conversion device 1 of the first to third embodiments, the temperature acquisition unit 5 directly measures the temperature Tc of the capacitor 2 to acquire the temperature Tc of the capacitor 2. However, the
上記実施形態２、３において、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃと出力上限値Ｐｂとの関係を示すマップに基づいて、電力変換部３の出力Ｐを制御している。ただし、出力制御部４は、マップによらず、コンデンサ２の温度Ｔｃに基づいて演算することによって、出力上限値Ｐｂを求めることができる。
In the second and third embodiments, the
上記実施形態１〜４において、上位指令値Ｐａが一定の場合を例にとって説明したが、本発明の電力変換装置１は、上位指令値Ｐａが時間変動する場合においても適用することが可能である。 In the above-described first to fourth embodiments, the case where the higher command value Pa is constant has been described as an example, but the power conversion device 1 of the present invention can be applied even when the higher command value Pa fluctuates with time. ..
また、電力変換装置１が複数のコンデンサを備える場合、出力制御部４は、複数のコンデンサの温度の測定結果について、その平均値や、最低温度等を基準として、電力変換部３を制御することができる。
When the power conversion device 1 includes a plurality of capacitors, the
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。 The present invention is not limited to each of the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
１ 電力変換装置
２ コンデンサ
３ 電力変換部
４ 出力制御部
６ 負荷
Ｔｃ コンデンサの温度
Ｐ 電力変換部の出力
Ｐｂ 出力上限値
1 Power converter 2
Claims (5)
上記入力電力の電圧を平滑化するコンデンサ（２）と、
上記電力変換部の出力（Ｐ）の供給先である負荷（６）と、
上記電力変換部の出力を制御する出力制御部（４）とを備えた電力変換装置（１）であって、
上記電力変換装置の稼働中において、
上記出力制御部は、上記コンデンサの温度（Ｔｃ）に関連する温度関連情報に基づいて、上記電力変換部の出力を所定の出力上限値（Ｐｂ）以下に制限するよう構成されている、電力変換装置。 The power converter (3) that converts the input power and outputs it,
A capacitor (2) that smoothes the voltage of the input power and
The load (6), which is the supply destination of the output (P) of the power conversion unit, and
A power conversion device (1) including an output control unit (4) that controls the output of the power conversion unit.
While the above power converter is in operation
The output control unit is configured to limit the output of the power conversion unit to a predetermined output upper limit value (Pb) or less based on the temperature-related information related to the temperature (Tc) of the capacitor. apparatus.
上記出力上限値は、上記温度取得部にて取得した上記コンデンサの温度に基づいて算出するよう構成されている、請求項２に記載の電力変換装置。 It has a temperature acquisition unit (5) that measures or estimates the temperature of the capacitor.
The power conversion device according to claim 2, wherein the output upper limit value is calculated based on the temperature of the capacitor acquired by the temperature acquisition unit.
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