JP2021078274A - 絶縁型dc/dc変換器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に本実施形態1における絶縁型DC/DC変換器の主回路構成例を示す。図1に示すように、絶縁型DC/DC変換器は、第1コンデンサC1と第2コンデンサC2を有する。第1コンデンサC1の正負極間に第1,第2半導体素子U1,V1が直列接続される。また、第1コンデンサC1の正負極間に第3,第4半導体素子X1,Y1が直列接続される。第1〜第4半導体素子U1,V1,X1,Y1で第1電力変換器を構成する。
本実施形態2では第1コンデンサ電圧E1と第2コンデンサ電圧E2の偏差が大きい場合に電圧が大きいほうの電力変換器の出力電圧を小さくすることで突入電流を抑制する。
本実施形態3ではキャリア信号の周波数を高くすることで、予備充電時に発生する突入電流を抑制する。突入電流はキャリア周波数と反比例する特性を持つためキャリア周波数を変化させることで突入電流も変化させることができる。制御回路は、実施形態1もしくは実施形態2のものを適用する。
L1,L2…第1,第2リアクトル
C1,C2…第1,第2コンデンサ
Tr…トランス
1…位相指令値生成部
2…ゲート生成部
3…減算器
4…PI制御部
5…矩形波生成部
6a,6b…第1乗算器
7a,7b…第1比較器
8…電力制御部
9…出力電圧制御部
10a,10b…三角波生成部
11a〜11d…第2乗算器
12a〜12d…第2比較器
13…選択回路
Claims (6)
- 第1コンデンサと、
前記第1コンデンサの正負極間に直列接続された第1,第2半導体素子と、
前記第1コンデンサの正負極間に直列接続された第3,第4半導体素子と、
第2コンデンサと、
前記第2コンデンサの正負極間に直列接続された第5,第6半導体素子と、
前記第2コンデンサの正負極間に直列接続された第7,第8半導体素子と、
前記第3,第4半導体素子の接続点に一端が接続された第1リアクトルと、
前記第7,第8半導体素子の接続点に一端が接続された第2リアクトルと、
前記第1リアクトルの他端と前記第1,第2半導体素子の接続点との間に1次巻線が接続され、前記第2リアクトルの他端と前記第5,第6半導体素子の接続点との間に2次巻線が接続されたトランスと、
を備えた絶縁型DC/DC変換器であって、
第1コンデンサ電圧と第2コンデンサ電圧の偏差に応じて電圧制御を行い、前記電圧制御の結果に基づいて、ゲート信号を生成する制御回路を備えたことを特徴とする絶縁型DC/DC変換器。 - 前記制御回路は、
前記第1コンデンサ電圧と前記第2コンデンサ電圧の偏差に応じて電圧制御を行い、一次側位相指令値と二次側位相指令値を生成する位相指令値生成部と、
キャリア信号と前記一次側位相指令値と前記二次側位相指令値に基づいて、前記第1,第2半導体素子のゲート信号と、前記第3,第4半導体素子のゲート信号と、前記第5,第6半導体素子のゲート信号と、前記第7,第8半導体素子のゲート信号を生成するゲート生成部と、
を備えたことを特徴とする請求項1記載の絶縁型DC/DC変換器。 - 前記ゲート生成部は、
前記キャリア信号に同期した第1矩形波を生成する矩形波生成部と、
前記一次側位相指令値と前記二次側位相指令値に前記第1矩形波をそれぞれ乗算して一次側の第2矩形波と二次側の第2矩形波を出力する第1乗算器と、
前記一次側の第2矩形波と前記キャリア信号とを比較して、前記第1,第2半導体素子のゲート信号と前記第3,第4半導体素子のゲート信号を生成し、前記二次側の第2矩形波と前記キャリア信号とを比較して、前記第5,第6半導体素子のゲート信号と前記第7,第8半導体素子のゲート信号を生成する第1比較器と、
を備えたことを特徴とする請求項2記載の絶縁型DC/DC変換器。 - 前記制御回路は、
所望の位相差を有する一次側の第3矩形波と二次側の第3矩形波を生成して出力電力を制御する電力制御部と、
前記第1コンデンサ電圧と前記第2コンデンサ電圧の偏差に応じて電圧制御により位相指令値を生成し、前記一次側の第3矩形波と前記二次側の第3矩形波と前記位相指令値に基づいて、前記第1,第2半導体素子のゲート信号と、前記第3,第4半導体素子のゲート信号と、前記第5,第6半導体素子のゲート信号と、前記第7,第8半導体素子のゲート信号と、を生成する出力電圧制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項1記載の絶縁型DC/DC変換器。 - 前記電力制御部は、
キャリア信号に同期した第1矩形波を生成する矩形波生成部と、
一次側位相指令値および二次側位相指令値に前記第1矩形波をそれぞれ乗算して一次側の第2矩形波と二次側の第2矩形波を出力する第1乗算器と、
前記一次側の第2矩形波と前記キャリア信号とを比較して前記一次側の第3矩形波を生成し、前記二次側の第2矩形波と前記キャリア信号とを比較して前記二次側の第3矩形波を生成する第1比較器と、を備え、
前記出力電圧制御部は、
前記一次側の第3矩形波と前記二次側の第3矩形波に基づいて一次側位相制御用三角波と二次側位相制御用三角波を生成する三角波生成部と、
前記第1コンデンサ電圧と前記第2コンデンサ電圧の偏差に応じて位相指令値を生成する電圧制御部と、
前記一次側の第3矩形波と前記位相指令値に基づいて第1,第2半導体素子の位相指令値と第3,第4半導体素子の位相指令値を出力し、前記二次側の第3矩形波と前記位相指令値に基づいて第5,第6半導体素子の位相指令値と第7,第8半導体素子の位相指令値を出力する第2乗算器と、
前記第1,第2半導体素子の位相指令値と前記一次側位相制御用三角波とを比較して前記第1,第2半導体素子のゲート信号を生成し、前記第3,第4半導体素子の位相指令値と前記一次側位相制御用三角波とを比較して前記第3,第4半導体素子のゲート信号を生成し、前記第5,第6半導体素子の位相指令値と前記二次側位相制御用三角波とを比較して前記第5,第6半導体素子のゲート信号を生成し、前記第7,第8半導体素子の位相指令値と前記二次側位相制御用三角波とを比較して前記第7,第8半導体素子のゲート信号を生成する第2比較器と、を備えたことを特徴とする請求項4記載の絶縁型DC/DC変換器。 - 前記制御回路は、
予備充電時に、前記キャリア信号の周波数を通常運転時のキャリア信号よりも高くすることを特徴とする請求項1〜5のうち何れかに記載の絶縁型DC/DC変換器。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023079972A1 (ja) | 2021-11-02 | 2023-05-11 | オムロン株式会社 | 絶縁型dcdc変換装置とその制御方法、及び電力変換システム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013251998A (ja) * | 2012-06-01 | 2013-12-12 | Meidensha Corp | 双方向絶縁型dc−dcコンバータの制御装置 |
JP2014121194A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Nissan Motor Co Ltd | 電源装置 |
WO2016152366A1 (ja) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
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