JP2021097465A - Bidirectional dc/dc converter circuit and power storage system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路および蓄電システムに関する。 The present invention relates to a bidirectional DC / DC converter circuit and a power storage system.
図３に、従来の蓄電システム１’のブロック図を示す。蓄電システム１’は、従来の絶縁型の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０’と、蓄電池２と、リレー回路３と、双方向インバータ回路４と、双方向チョッパ回路（非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ回路）５と、制御部６とを備える。
FIG. 3 shows a block diagram of the conventional power storage system 1'. The power storage system 1'is a conventional insulated bidirectional DC / DC converter circuit 10', a
蓄電システム１’は、低価格の深夜電力を利用して蓄電池２を充電し、昼間に蓄電池２を放電させて蓄電池２の放電電力を使用することで、電力会社から購入する高価格の昼間電力を削減することができる。
The power storage system 1'charges the
商用電力系統が通電状態にある系統通電時は、リレーＳ１〜Ｓ４とリレーＳ７がオン状態になり、リレーＳ５，Ｓ６がオフ状態になる。充電動作時において、商用電力系統から供給された交流電圧は、リレー回路３を介して双方向インバータ回路４に入力され、双方向インバータ回路４で直流電圧に変換される。変換された直流電圧は双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０’で絶縁されて（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０’の入出力電圧比は１：１）、双方向チョッパ回路５に入力される。双方向チョッパ回路５は、入力された直流電圧を蓄電池２が必要とする直流電圧に降圧して、蓄電池２を充電する。
When the commercial power system is energized, the relays S1 to S4 and the relay S7 are turned on, and the relays S5 and S6 are turned off. During the charging operation, the AC voltage supplied from the commercial power system is input to the
放電動作時において、蓄電池２の放電電圧は双方向チョッパ回路５で昇圧され、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０’で絶縁されて（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０’の入出力電圧比は１：１）、双方向インバータ回路４に入力される。双方向インバータ回路４は、入力された直流電圧を交流電圧に変換し、リレー回路３を介して商用電力系統に出力する。
During the discharge operation, the discharge voltage of the
一方、商用電力系統が停電状態にある系統停電時は、リレーＳ１〜Ｓ４がオフ状態になり、リレーＳ５，Ｓ６とリレーＳ７とがオン状態になる。蓄電システム１’は、上記の放電動作時と同様に、蓄電池２の放電電圧を自立出力ラインＬａ，Ｌｂに出力する。自立出力ラインＬａ，Ｌｂには、系統停電時に優先的に動作させたい家庭内負荷（例えば、冷蔵庫などの家電製品）が接続される。
On the other hand, when the commercial power system is in a power outage state, the relays S1 to S4 are turned off, and the relays S5 and S6 and the relay S7 are turned on. The power storage system 1'outputs the discharge voltage of the
ところで、蓄電池２には電池電圧が高いものや低いものが存在するため、双方向チョッパ回路５の蓄電池２側の入出力電圧範囲が大きくなり、双方向チョッパ回路５の電力の変換効率が低下するという問題がある。
By the way, since some
上記の問題を解決するために、特許文献１に記載の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、出力側回路の整流動作をブリッジ整流動作と倍電圧整流動作に切り換えるための短絡回路を、１次側と２次側の双方に備えている。
In order to solve the above problem, the bidirectional DC / DC converter circuit described in
特許文献１に記載の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を図３の蓄電システム１’に適用した場合、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の入出力電圧比は、１：１または１：２になる。このため、放電動作時においては、双方向チョッパ回路５の変換効率の低下を抑制できる。
When the bidirectional DC / DC converter circuit described in
しかしながら、充電動作時においては、特許文献１に記載の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路では、双方向チョッパ回路５の変換効率の低下を抑制できない。また、特許文献１に記載の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、上記のとおり１次側と２次側の双方に短絡回路を備えるため、回路全体の大型化を招くという問題がある。
However, during the charging operation, the bidirectional DC / DC converter circuit described in
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、蓄電池との間に設けられる双方向チョッパ回路の変換効率の低下を抑制可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路および蓄電システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is a bidirectional DC / DC converter circuit capable of suppressing a decrease in conversion efficiency of a bidirectional chopper circuit provided between the storage battery and the storage battery. The purpose is to provide a power storage system.
上記課題を解決するために、本発明に係る双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、
蓄電池を充電する充電動作と前記蓄電池を放電させる放電動作とを行う双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路であって、
第１スイッチング素子および第２スイッチング素子が直列接続された第１アームと第３スイッチング素子および第４スイッチング素子が直列接続された第２アームとを有し、前記第１アームと前記第２アームとが並列接続された第１フルブリッジ回路と、
第５スイッチング素子および第６スイッチング素子が直列接続された第３アームと第７スイッチング素子および第８スイッチング素子が直列接続された第４アームとを有し、前記第３アームと前記第４アームとが並列接続された第２フルブリッジ回路と、
１次巻線および２次巻線を有し、前記１次巻線が前記第１フルブリッジ回路に接続され、前記２次巻線が前記第２フルブリッジ回路に接続された絶縁トランスと、
前記１次巻線と前記第１フルブリッジ回路との間に設けられた共振用コンデンサと、
前記第１フルブリッジ回路および前記第２フルブリッジ回路を制御する制御部と、
前記蓄電池の電池電圧に応じて前記第１フルブリッジ回路の動作を切り替える動作切替回路と、を備え、
前記動作切替回路は、
前記充電動作開始時でかつ前記電池電圧が所定の第１閾値以下の場合に前記動作をハーフブリッジ動作に切り替え、
前記充電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第１閾値よりも大きい場合に前記動作をフルブリッジ動作に切り替え、
前記放電動作開始時でかつ前記電池電圧が所定の第２閾値以下の場合に前記動作を倍電圧整流動作に切り替え、
前記放電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第２閾値よりも大きい場合に前記動作をブリッジ整流動作に切り替えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the bidirectional DC / DC converter circuit according to the present invention is used.
A bidirectional DC / DC converter circuit that performs a charging operation for charging a storage battery and a discharging operation for discharging the storage battery.
It has a first arm in which a first switching element and a second switching element are connected in series, and a second arm in which a third switching element and a fourth switching element are connected in series, and the first arm and the second arm The first full bridge circuit, which is connected in parallel,
It has a third arm in which a fifth switching element and a sixth switching element are connected in series, a fourth arm in which a seventh switching element and an eighth switching element are connected in series, and the third arm and the fourth arm. The second full bridge circuit, which is connected in parallel,
An isolation transformer having a primary winding and a secondary winding, the primary winding being connected to the first full bridge circuit, and the secondary winding being connected to the second full bridge circuit.
A resonance capacitor provided between the primary winding and the first full bridge circuit,
A control unit that controls the first full-bridge circuit and the second full-bridge circuit,
An operation switching circuit for switching the operation of the first full bridge circuit according to the battery voltage of the storage battery is provided.
The operation switching circuit is
At the start of the charging operation and when the battery voltage is equal to or less than a predetermined first threshold value, the operation is switched to the half bridge operation.
At the start of the charging operation and when the battery voltage is larger than the first threshold value, the operation is switched to the full bridge operation.
At the start of the discharge operation and when the battery voltage is equal to or less than a predetermined second threshold value, the operation is switched to the voltage doubler rectification operation.
It is characterized in that the operation is switched to the bridge rectification operation at the start of the discharge operation and when the battery voltage is larger than the second threshold value.
この構成によれば、充電動作時には、第１フルブリッジ回路の動作をハーフブリッジ動作とフルブリッジ動作とに切り替え、放電動作時には、第１フルブリッジ回路の動作を倍電圧整流動作とブリッジ整流動作とに切り替えるので、双方向チョッパ回路の変換効率の低下を抑制することができる。さらに、この構成によれば、動作切替回路は１次側にのみ設けられているので、回路全体の大型化を回避することができる。 According to this configuration, the operation of the first full bridge circuit is switched between the half bridge operation and the full bridge operation during the charging operation, and the operation of the first full bridge circuit is changed to the voltage doubler rectification operation and the bridge rectification operation during the discharging operation. Since it is switched to, it is possible to suppress a decrease in the conversion efficiency of the bidirectional chopper circuit. Further, according to this configuration, since the operation switching circuit is provided only on the primary side, it is possible to avoid an increase in the size of the entire circuit.
上記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路において、
前記共振用コンデンサは、一端が前記第３スイッチング素子および前記第４スイッチング素子の接続点に接続され、他端が前記１次巻線の一端側に接続され、
前記動作切替回路は、第１開閉スイッチと、第２開閉スイッチと、直列接続された第１コンデンサおよび第２コンデンサと、直列接続された第３コンデンサおよび第４コンデンサとを有し、
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの接続点は、前記第１開閉スイッチを介して前記１次巻線の他端に接続され、
前記第３コンデンサと前記第４コンデンサとの接続点は、前記第２開閉スイッチを介して前記共振用コンデンサの前記一端に接続されるよう構成できる。
In the bidirectional DC / DC converter circuit
One end of the resonance capacitor is connected to the connection point of the third switching element and the fourth switching element, and the other end is connected to one end side of the primary winding.
The operation changeover circuit includes a first open / close switch, a second open / close switch, a first capacitor and a second capacitor connected in series, and a third capacitor and a fourth capacitor connected in series.
The connection point between the first capacitor and the second capacitor is connected to the other end of the primary winding via the first open / close switch.
The connection point between the third capacitor and the fourth capacitor can be configured to be connected to the one end of the resonance capacitor via the second open / close switch.
上記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路において、
前記制御部は、
前記充電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第１閾値以下の場合に、前記第１開閉スイッチを開状態、前記第２開閉スイッチを閉状態にするとともに、前記第３スイッチング素子および前記第４スイッチング素子をオフ状態にして、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子をスイッチング動作させ、かつ前記第２フルブリッジ回路をブリッジ整流動作させる一方、
前記充電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第１閾値よりも大きい場合に、前記第１開閉スイッチおよび前記第２開閉スイッチを開状態にするとともに、前記第１フルブリッジ回路をフルブリッジ動作させ、かつ前記第２フルブリッジ回路をブリッジ整流動作させるよう構成できる。
In the bidirectional DC / DC converter circuit
The control unit
At the start of the charging operation and when the battery voltage is equal to or lower than the first threshold value, the first open / close switch is opened, the second open / close switch is closed, and the third switching element and the fourth switch are closed. While the switching element is turned off, the first switching element and the second switching element are operated for switching, and the second full bridge circuit is operated for bridge rectification.
At the start of the charging operation and when the battery voltage is larger than the first threshold value, the first open / close switch and the second open / close switch are opened, and the first full bridge circuit is fully bridged. Moreover, the second full bridge circuit can be configured to perform bridge rectification operation.
上記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路において、
前記制御部は、
前記放電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第２閾値以下の場合に、前記第１開閉スイッチを閉状態、前記第２開閉スイッチを開状態にするとともに、前記第２フルブリッジ回路をフルブリッジ動作させ、かつ前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子をオフ状態にして、前記第３スイッチング素子および前記第４スイッチング素子をスイッチング動作させる一方、
前記放電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第２閾値よりも大きい場合に、前記第１開閉スイッチおよび前記第２開閉スイッチを開状態にするとともに、前記第２フルブリッジ回路をフルブリッジ動作させ、かつ前記第１フルブリッジ回路をブリッジ整流動作させるよう構成できる。
In the bidirectional DC / DC converter circuit
The control unit
At the start of the discharge operation and when the battery voltage is equal to or lower than the second threshold value, the first open / close switch is closed, the second open / close switch is opened, and the second full bridge circuit is fully bridged. While operating and turning off the first switching element and the second switching element, the third switching element and the fourth switching element are switched while operating.
At the start of the discharge operation and when the battery voltage is larger than the second threshold value, the first open / close switch and the second open / close switch are opened, and the second full bridge circuit is fully bridged. Moreover, the first full bridge circuit can be configured to perform bridge rectification operation.
上記課題を解決するために、本発明に係る蓄電システムは、
蓄電池と、
前記蓄電池を充電する充電動作と前記蓄電池を放電させる放電動作とを行う双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、
前記蓄電池と前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路との間に設けられ、前記充電動作時に降圧動作を行い、前記放電動作時に昇圧動作を行う双方向チョッパ回路と、
入力された交流電圧を直流電圧に変換して前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路に出力するＡＣ／ＤＣ変換動作と、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路から入力された直流電圧を交流電圧に変換して出力するＤＣ／ＡＣ変換動作とを行う双方向インバータ回路と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the power storage system according to the present invention
With a storage battery
A bidirectional DC / DC converter circuit that performs a charging operation for charging the storage battery and a discharging operation for discharging the storage battery.
A bidirectional chopper circuit provided between the storage battery and the bidirectional DC / DC converter circuit, which performs a step-down operation during the charging operation and a step-up operation during the discharging operation.
AC / DC conversion operation that converts the input AC voltage to DC voltage and outputs it to the bidirectional DC / DC converter circuit, and converts the DC voltage input from the bidirectional DC / DC converter circuit to AC voltage. A bidirectional inverter circuit that performs DC / AC conversion operation to output
It is characterized by having.
本発明によれば、蓄電池との間に設けられる双方向チョッパ回路の変換効率の低下を抑制可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路および蓄電システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a bidirectional DC / DC converter circuit and a power storage system capable of suppressing a decrease in conversion efficiency of a bidirectional chopper circuit provided between the storage battery and the storage battery.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路および蓄電システムの実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the bidirectional DC / DC converter circuit and the power storage system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図１に、本発明の一実施形態に係る蓄電システム１を示す。蓄電システム１は、本発明の一実施形態に係る絶縁型の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０と、蓄電池２と、リレー回路３と、双方向インバータ回路４と、双方向チョッパ回路（非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ回路）５と、制御部６とを備える。
FIG. 1 shows a
蓄電池２は、少なくとも１つの電池ユニットを備える。蓄電池２は、電池ユニットに取り付けられたバッテリーマネージメントシステム（ＢＭＳ）を備えてもよい。バッテリーマネージメントシステムは、電池ユニットの電池情報（例えば、電池電圧）を取得し、制御部６に送信する。なお、バッテリーマネージメントシステムは、制御部６に含まれていてもよい。
The
リレー回路３は、制御部６の制御下でオン／オフするリレーＳ１〜Ｓ６を備える。リレーＳ１は、商用電力系統に接続される単相３線式のＵ相の電力ラインに介装されている。リレーＳ２は、Ｗ相の電力ラインに介装されている。リレーＳ３は、Ｏ相の電力ラインと自立出力ラインＬａとを接続する電力ラインに介装されている。リレーＳ４は、リレーＳ２よりも商用電力系統側において、Ｗ相の電力ラインと自立出力ラインＬｂとを接続する電力ラインに介装されている。リレーＳ５は、リレーＳ３が介装された電力ラインとの接続点よりも双方向インバータ回路４側において、自立出力ラインＬａに介装されている。リレーＳ６は、リレーＳ４が介装された電力ラインとの接続点よりも双方向インバータ回路４側において、自立出力ラインＬｂに介装されている。
The
商用電力系統が通電状態にある系統通電時は、リレーＳ１〜Ｓ４がオン状態になり、リレーＳ５，Ｓ６がオフ状態になる。一方、商用電力系統が停電状態にある系統停電時は、リレーＳ１〜Ｓ４がオフ状態になり、リレーＳ５，Ｓ６がオン状態になる。自立出力ラインＬａ，Ｌｂには、系統停電時に優先的に動作させたい家庭内負荷（例えば、冷蔵庫などの家電製品）が接続される。 When the commercial power system is energized, the relays S1 to S4 are turned on and the relays S5 and S6 are turned off. On the other hand, when the commercial power system is in a power failure state, the relays S1 to S4 are turned off and the relays S5 and S6 are turned on. The self-sustaining output lines La and Lb are connected to domestic loads (for example, home appliances such as refrigerators) that are to be preferentially operated in the event of a system power outage.
双方向インバータ回路４は、Ｕ，Ｏ，Ｗ相の電力ラインにそれぞれ接続される系統接続端Ｔｕ，Ｔｏ，Ｔｗと、自立出力ラインＬａ，Ｌｂにそれぞれ接続される自立出力端Ｔｌａ，Ｔｌｂと、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０の第１入出力端Ｔ１，Ｔ１’にそれぞれ接続される直流端Ｔ３，Ｔ３’とを備える。双方向インバータ回路４は、制御部６の制御下で、交流入力電圧を直流出力電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換動作と、直流入力電圧を交流出力電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換動作とを行う。
The
双方向チョッパ回路５は、蓄電池２と双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０との間に設けられる。双方向チョッパ回路５は、制御部６の制御下で、降圧動作および昇圧動作を行う。例えば、双方向チョッパ回路５は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０から入力された直流電圧を蓄電池２が必要とする直流電圧に降圧して、蓄電池２を充電する。また、双方向チョッパ回路５は、蓄電池２を放電させ、蓄電池２の放電電圧を昇圧して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０に出力する。
The
双方向チョッパ回路５は、スイッチ手段ＳＷ９，ＳＷ１０と、コイルＬ２と、コンデンサＣ４とを備える。スイッチ手段ＳＷ９，ＳＷ１０は、スイッチング素子Ｑ９，Ｑ１０と、スイッチング素子Ｑ９，Ｑ１０に逆並列接続されたダイオードＤ９，Ｄ１０とを含む。
The
スイッチング素子Ｑ９，Ｑ１０は、電力用半導体スイッチング素子で構成される。スイッチング素子Ｑ９，Ｑ１０として、例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ）またはＩＧＢＴ（絶縁ゲートトランジスタ）等のパワートランジスタが使用される。ダイオードＤ９，Ｄ１０は、それぞれスイッチング素子Ｑ９，Ｑ１０の寄生ダイオードおよび／または外付けのダイオードである。 The switching elements Q9 and Q10 are composed of power semiconductor switching elements. As the switching elements Q9 and Q10, for example, a power transistor such as a bipolar transistor, a MOSFET (metal oxide semiconductor type field effect transistor) or an IGBT (insulated gate transistor) is used. The diodes D9 and D10 are parasitic diodes and / or external diodes for the switching elements Q9 and Q10, respectively.
スイッチング素子Ｑ９，Ｑ１０は直列接続され、一端（＋側）が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０の第２入出力端Ｔ２に接続され、他端（−側）が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０の第２入出力端Ｔ２’に接続される。スイッチング素子Ｑ９とスイッチング素子Ｑ１０との接続点は、コイルＬ２を介してコンデンサＣ４の一端（＋側）に接続される。コンデンサＣ４の他端（−側）は、第２入出力端Ｔ２’に接続される。
The switching elements Q9 and Q10 are connected in series, one end (+ side) is connected to the second input / output end T2 of the bidirectional DC /
コンデンサＣ４の一端（＋側）と蓄電池２の一端（＋側）とを接続する電力ラインにはリレーＳ７が介装されている。リレーＳ７は、制御部６の制御下でオン／オフする。
A relay S7 is interposed in the power line connecting one end (+ side) of the capacitor C4 and one end (+ side) of the
制御部６は、蓄電池２から電池ユニットの電池情報（例えば、電池電圧）を取得しつつ、リレー回路３と、双方向インバータ回路４と、双方向チョッパ回路５とを制御するよう構成される。なお、制御部６が後述するコンバータ制御部１４を含む場合、制御部６は双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０も制御する。
The
図２に示すように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０は、双方向電流共振回路を構成し、第１入出力端Ｔ１，Ｔ１’と、第２入出力端Ｔ２，Ｔ２’と、絶縁トランスＴＲ１と、共振用コイルＬ１と、共振用コンデンサＣ２と、第１フルブリッジ回路１１と、第２フルブリッジ回路１２と、電解コンデンサＣ３と、動作切替回路１３と、コンバータ制御部１４とを備える。
As shown in FIG. 2, the bidirectional DC /
絶縁トランスＴＲ１は、１次巻線Ｎ１および２次巻線Ｎ２を有する。本実施形態では、１次巻線Ｎ１と２次巻線Ｎ２は同極性であり、１次巻線Ｎ１と２次巻線Ｎ２の巻数比は１：１である。１次巻線Ｎ１は第１フルブリッジ回路１１および動作切替回路１３に接続され、２次巻線Ｎ２は第２フルブリッジ回路１２に接続される。
The isolation transformer TR1 has a primary winding N1 and a secondary winding N2. In the present embodiment, the primary winding N1 and the secondary winding N2 have the same polarity, and the turns ratio of the primary winding N1 and the secondary winding N2 is 1: 1. The primary winding N1 is connected to the first
第１フルブリッジ回路１１は、４つのスイッチ手段ＳＷ１〜ＳＷ４で構成される。各スイッチ手段ＳＷ１〜ＳＷ４は、本発明の「第１〜第４スイッチング素子」に相当するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に逆並列接続されたダイオードＤ１〜Ｄ４とを含む。
The first
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、電力用半導体スイッチング素子で構成される。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４として、例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴ等のパワートランジスタが使用される。ダイオードＤ１〜Ｄ４は、それぞれスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の寄生ダイオードおよび／または外付けのダイオードである。 The switching elements Q1 to Q4 are composed of power semiconductor switching elements. As the switching elements Q1 to Q4, for example, a power transistor such as a bipolar transistor, MOSFET or IGBT is used. The diodes D1 to D4 are parasitic diodes and / or external diodes for the switching elements Q1 to Q4, respectively.
第１フルブリッジ回路１１では、直列接続されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第１アームを構成し、直列接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４が第２アームを構成する。第１アームと第２アームとは、並列接続されている。第１アームの中間接続点（スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との接続点）は、１次巻線Ｎ１の他端に接続される。第２アームの中間接続点（スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４との接続点）は、共振用コンデンサＣ２および共振用コイルＬ１を介して１次巻線Ｎ１の一端に接続される。なお、共振用コイルＬ１は、絶縁トランスＴＲ１の漏れインダクタおよび／または外付けのインダクタである。
In the first
第２フルブリッジ回路１２は、４つのスイッチ手段ＳＷ５〜ＳＷ８で構成される。各スイッチ手段ＳＷ５〜ＳＷ８は、本発明の「第５〜第８スイッチング素子」に相当するスイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８と、スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８に逆並列接続されたダイオードＤ５〜Ｄ８とを含む。
The second
スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と同様に、電力用半導体スイッチング素子で構成される。ダイオードＤ５〜Ｄ８は、それぞれスイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８の寄生ダイオードおよび／または外付けのダイオードである。 Similar to the switching elements Q1 to Q4, the switching elements Q5 to Q8 are composed of power semiconductor switching elements. The diodes D5 to D8 are parasitic diodes and / or external diodes for the switching elements Q5 to Q8, respectively.
第２フルブリッジ回路１２では、直列接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６が第３アームを構成し、直列接続されたスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８が第４アームを構成する。第３アームと第４アームとは、並列接続されている。第３アームの中間接続点（スイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６との接続点）は、２次巻線Ｎ２の他端に接続される。第４アームの中間接続点（スイッチング素子Ｑ７とスイッチング素子Ｑ８との接続点）は、２次巻線Ｎ２の一端に接続される。
In the second
スイッチング素子Ｑ５、Ｑ７の接続点およびスイッチング素子Ｑ６、Ｑ８の接続点は、電解コンデンサＣ３を介して第２入出力端Ｔ２，Ｔ２’に接続される。電解コンデンサＣ３の一端（＋側）は第２入出力端Ｔ２に接続され、電解コンデンサＣ３の他端（−側）は第２入出力端Ｔ２’に接続される。 The connection points of the switching elements Q5 and Q7 and the connection points of the switching elements Q6 and Q8 are connected to the second input / output terminals T2 and T2'via the electrolytic capacitor C3. One end (+ side) of the electrolytic capacitor C3 is connected to the second input / output end T2, and the other end (-side) of the electrolytic capacitor C3 is connected to the second input / output end T2'.
動作切替回路１３は、第１開閉スイッチＳ８と、第２開閉スイッチＳ９と、直列接続された第１コンデンサＣ１１および第２コンデンサＣ１２と、直列接続された第３コンデンサＣ１３および第４コンデンサＣ１４とを有する。第１開閉スイッチＳ８および第２開閉スイッチＳ９は、例えば、コンバータ制御部１４の制御下で閉状態（オン状態）と開状態（オフ状態）とが切り替わるリレーで構成される。
The
第１コンデンサＣ１１と第２コンデンサＣ１２との接続点は、第１開閉スイッチＳ８を介して、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との接続点および１次巻線Ｎ１の他端に接続される。第３コンデンサＣ１３と第４コンデンサＣ１４との接続点は、第２開閉スイッチＳ９を介して、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４との接続点および共振用コンデンサＣ２の一端に接続される。第１コンデンサＣ１１と第３コンデンサＣ１３の接続点は第１入出力端Ｔ１に接続され、第２コンデンサＣ１２と第４コンデンサＣ１４の接続点は第１入出力端Ｔ１’に接続される。 The connection point between the first capacitor C11 and the second capacitor C12 is connected to the connection point between the switching element Q1 and the switching element Q2 and the other end of the primary winding N1 via the first open / close switch S8. The connection point between the third capacitor C13 and the fourth capacitor C14 is connected to the connection point between the switching element Q3 and the switching element Q4 and one end of the resonance capacitor C2 via the second open / close switch S9. The connection point between the first capacitor C11 and the third capacitor C13 is connected to the first input / output end T1, and the connection point between the second capacitor C12 and the fourth capacitor C14 is connected to the first input / output end T1'.
コンバータ制御部１４は、制御回路と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８を駆動する第１駆動回路と、第１開閉スイッチＳ８および第２開閉スイッチＳ９を駆動する第２駆動回路とを含む。制御回路は、例えば、マイコンまたはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の制御ＩＣによって構成され、蓄電池２から電池ユニットの電池情報（例えば、電池電圧）を取得しつつ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８の制御指令信号（例えば、ＰＷＭ信号）と、第１開閉スイッチＳ８および第２開閉スイッチＳ９のオンオフ切替信号とを生成する。第１駆動回路は、制御指令信号に基づいてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８をオン／オフさせる。第２駆動回路は、オンオフ切替信号に基づいて第１開閉スイッチＳ８および第２開閉スイッチＳ９をオン／オフさせる。コンバータ制御部１４は、制御部６に含まれていてもよい。
The
蓄電池２を充電する充電動作時および蓄電池２を放電させる放電動作時において、コンバータ制御部１４は、蓄電池２から電池ユニットの電池電圧を所定の周期で取得する。なお、双方向チョッパ回路５のコンデンサＣ４に並列接続された電池電圧検出回路（図１では図示せず）が存在する場合、コンバータ制御部１４は電池電圧検出回路から電池電圧を取得してもよい。
During the charging operation of charging the
充電動作開始時でかつ電池電圧が所定の第１閾値以下の場合、コンバータ制御部１４は、第１フルブリッジ回路１１の動作をハーフブリッジ動作に切り換えるため、第２開閉スイッチＳ９をオン状態にし、第１開閉スイッチＳ８をオフ状態にする。第１フルブリッジ回路１１では、共振用コイルＬ１と、共振用コンデンサＣ２と、第３コンデンサＣ１３または第４コンデンサＣ１４とによる電流共振が行われる。
At the start of the charging operation and when the battery voltage is equal to or lower than the predetermined first threshold value, the
コンバータ制御部１４は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４をオフ状態にして、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング動作させる（例えば、適切なデットタイムを設けてデューティ５０％で交互にスイッチング動作させる）。さらに、コンバータ制御部１４は、２次巻線Ｎ２に発生する電圧に同期させてスイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８をスイッチングさせることで、第２フルブリッジ回路１２に同期整流のブリッジ整流動作をさせる。
The
第１フルブリッジ回路１１にハーフブリッジ動作をさせることで、絶縁トランスＴＲ１に印加される電圧が第３コンデンサＣ１３および第４コンデンサＣ１４で分圧されるため、第１コンデンサＣ１１および第２コンデンサＣ１２の両端電圧に対し、電解コンデンサＣ３の両端電圧は半分の値になる。すなわち、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０の入出力電圧比は、１：０．５になる。
By causing the first
充電動作開始時でかつ電池電圧が所定の第１閾値よりも大きい場合、コンバータ制御部１４は、第１フルブリッジ回路１１の動作をフルブリッジ動作に切り換えるため、第１開閉スイッチＳ８および第２開閉スイッチＳ９をオフ状態にする。第１フルブリッジ回路１１では、共振用コイルＬ１と共振用コンデンサＣ２とによる電流共振が行われる。
At the start of the charging operation and when the battery voltage is larger than the predetermined first threshold value, the
コンバータ制御部１４は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をスイッチング動作させる（例えば、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４をペアにし、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をペアにして、適切なデットタイムを設けてデューティ５０％で交互にスイッチング動作させる）。さらに、コンバータ制御部１４は、２次巻線Ｎ２に発生する電圧に同期させてスイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８をスイッチングさせることで、第２フルブリッジ回路１２に同期整流のブリッジ整流動作をさせる。
The
第１フルブリッジ回路１１にフルブリッジ動作をさせることで、第１コンデンサＣ１１および第２コンデンサＣ１２の両端電圧に対し、電解コンデンサＣ３の両端電圧は同じ値になる。すなわち、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０の入出力電圧比は、１：１になる。
By causing the first
上記のとおり、充電動作時の電池電圧によって、第１フルブリッジ回路１１の動作をハーフブリッジ動作とフルブリッジ動作とに切り換えることで、双方向チョッパ回路５に印加される電圧を可変できる。これにより、双方向チョッパ回路５の降圧電圧比が削減可能になり、双方向チョッパ回路５の変換効率の低下を抑制することができる。なお、充電動作中に第１フルブリッジ回路１１の動作の切り換えが必要になった場合は、充電動作をいったん停止させ、動作の切り換えを行った後に充電動作を再開してもよい。
As described above, the voltage applied to the
本実施形態では、共振用コンデンサＣ２の静電容量に対して、第３コンデンサＣ１３および第４コンデンサＣ１４の静電容量が十分に大きい。このため、第１フルブリッジ回路１１の動作をハーフブリッジ動作からフルブリッジ動作に切り換えたときの、電流共振に寄与するコンデンサの静電容量の変化量が小さくなる。その結果、共振周期が大きく変化するのを防ぐことができる。
In the present embodiment, the capacitances of the third capacitor C13 and the fourth capacitor C14 are sufficiently larger than the capacitance of the resonance capacitor C2. Therefore, when the operation of the first full-
例えば、共振用コンデンサＣ２の静電容量を０．１［ｕＦ］とし、第３コンデンサＣ１３および第４コンデンサＣ１４の静電容量をそれぞれ１［ｕＦ］とした場合、フルブリッジ動作時の電流共振に寄与するコンデンサの静電容量は０．１［ｕＦ］である。一方、ハーフブリッジ動作の上記静電容量は０．１［ｕＦ］／（０．１［ｕＦ］＋１［ｕＦ］）＝０．０９［ｕＦ］である。このように、静電容量の変化量が小さい場合、共振周期が大きく変化することはない。 For example, when the capacitance of the resonance capacitor C2 is 0.1 [uF] and the capacitance of the third capacitor C13 and the fourth capacitor C14 is 1 [uF], the current resonance during full bridge operation occurs. The capacitance of the contributing capacitor is 0.1 [uF]. On the other hand, the capacitance of the half-bridge operation is 0.1 [uF] / (0.1 [uF] + 1 [uF]) = 0.09 [uF]. As described above, when the amount of change in capacitance is small, the resonance period does not change significantly.
放電動作開始時でかつ電池電圧が所定の第２閾値以下の場合、コンバータ制御部１４は、第１フルブリッジ回路１１の動作を倍電圧整流動作に切り替えるため、第１開閉スイッチＳ８をオン状態にし、第２開閉スイッチＳ９をオフ状態にする。なお、第２閾値は、第１閾値と同じ値でもよいし、第１閾値とは異なる値でもよい。
At the start of the discharge operation and when the battery voltage is equal to or lower than the predetermined second threshold value, the
コンバータ制御部１４は、スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８をスイッチング動作させる（例えば、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ８をペアにし、スイッチング素子Ｑ６，Ｑ７をペアにして、適切なデットタイムを設けてデューティ５０％で交互にスイッチング動作させる）。すなわち、コンバータ制御部１４は、第２フルブリッジ回路１２にフルブリッジ動作をさせる。
The
コンバータ制御部１４は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオフ状態にする一方、２次巻線Ｎ２に発生する電圧に同期させてスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４をスイッチングさせることで、第１フルブリッジ回路１１に同期整流の倍電圧整流動作をさせる。第１フルブリッジ回路１１に倍電圧整流動作をさせることで、電解コンデンサＣ３の両端電圧に対し、第１コンデンサＣ１１および第２コンデンサＣ１２の両端電圧は２倍の値になる。すなわち、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０の入出力電圧比は、１：２になる。
The
放電動作開始時でかつ電池電圧が所定の第２閾値よりも大きい場合、コンバータ制御部１４は、第１フルブリッジ回路１１の動作をブリッジ整流動作に切り替えるため、第１開閉スイッチＳ８および第２開閉スイッチＳ９をオフ状態にする。
At the start of the discharge operation and when the battery voltage is larger than the predetermined second threshold value, the
コンバータ制御部１４は、スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８をスイッチング動作させる（例えば、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ８をペアにし、スイッチング素子Ｑ６，Ｑ７をペアにして、適切なデットタイムを設けてデューティ５０％で交互にスイッチング動作させる）。すなわち、コンバータ制御部１４は、第２フルブリッジ回路１２にフルブリッジ動作をさせる。
The
コンバータ制御部１４は、２次巻線Ｎ２に発生する電圧に同期させてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をスイッチングさせることで、第１フルブリッジ回路１１に同期整流のブリッジ整流動作をさせる。第１フルブリッジ回路１１にブリッジ整流動作をさせることで、電解コンデンサＣ３の両端電圧に対し、第１コンデンサＣ１１および第２コンデンサＣ１２の両端電圧は同じ値になる。すなわち、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０の入出力電圧比は、１：１になる。
The
上記のとおり、放電動作時の電池電圧によって、第１フルブリッジ回路１１の動作を倍電圧整流動作とブリッジ整流動作とに切り換えることで、双方向チョッパ回路５の出力電圧を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１０側で可変できる。これにより、双方向チョッパ回路５の昇圧電圧比が削減可能になり、双方向チョッパ回路５の変換効率の低下を抑制することができる。なお、放電動作中に第１フルブリッジ回路１１の動作の切り換えが必要になった場合は、放電動作をいったん停止させ、動作の切り換えを行った後に放電動作を再開してもよい。
As described above, the output voltage of the
以上、本発明に係る双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路および蓄電システムの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although the embodiment of the bidirectional DC / DC converter circuit and the power storage system according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、本発明に係る双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、蓄電池を充電する充電動作と蓄電池を放電させる放電動作とを行う双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路であって、第１フルブリッジ回路と、第２フルブリッジ回路と、絶縁トランスと、共振用コンデンサと、制御部と、動作切替回路とを備え、動作切替回路が、
（１）充電動作開始時でかつ電池電圧が所定の第１閾値以下の場合に、第１フルブリッジ回路の動作をハーフブリッジ動作に切り替え、
（２）充電動作開始時でかつ電池電圧が第１閾値よりも大きい場合に、第１フルブリッジ回路の動作をフルブリッジ動作に切り替え、
（３）放電動作開始時でかつ電池電圧が所定の第２閾値以下の場合に、第１フルブリッジ回路の動作を倍電圧整流動作に切り替え、
（４）放電動作開始時でかつ電池電圧が第２閾値よりも大きい場合に、第１フルブリッジ回路の動作をブリッジ整流動作に切り替えるのであれば、適宜構成を変更できる。
For example, the bidirectional DC / DC converter circuit according to the present invention is a bidirectional DC / DC converter circuit that performs a charging operation for charging a storage battery and a discharging operation for discharging the storage battery, and is a first full bridge circuit and a first full bridge circuit. A two-full bridge circuit, an isolation transformer, a resonance capacitor, a control unit, and an operation switching circuit are provided, and the operation switching circuit is provided.
(1) When the charging operation is started and the battery voltage is equal to or lower than the predetermined first threshold value, the operation of the first full bridge circuit is switched to the half bridge operation.
(2) When the charging operation is started and the battery voltage is larger than the first threshold value, the operation of the first full bridge circuit is switched to the full bridge operation.
(3) When the discharge operation is started and the battery voltage is equal to or lower than the predetermined second threshold value, the operation of the first full bridge circuit is switched to the double voltage rectification operation.
(4) If the operation of the first full bridge circuit is switched to the bridge rectification operation at the start of the discharge operation and when the battery voltage is larger than the second threshold value, the configuration can be appropriately changed.
また、本発明に係る蓄電システムは、蓄電池と、上記本発明に係る双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、蓄電池と双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路との間に設けられ、充電動作時に降圧動作を行い、放電動作時に昇圧動作を行う双方向チョッパ回路と、入力された交流電圧を直流電圧に変換して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路に出力する第１変換動作と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路から入力された直流電圧を交流電圧に変換して出力する第２変換動作とを行う双方向インバータ回路とを備えるのであれば、適宜構成を変更できる。 Further, the power storage system according to the present invention is provided between the storage battery, the bidirectional DC / DC converter circuit according to the present invention, and the storage battery and the bidirectional DC / DC converter circuit, and performs a step-down operation during the charging operation. From the bidirectional chopper circuit that boosts the voltage during discharge operation, the first conversion operation that converts the input AC voltage to DC voltage and outputs it to the bidirectional DC / DC converter circuit, and the bidirectional DC / DC converter circuit. If it is provided with a bidirectional inverter circuit that performs a second conversion operation that converts the input DC voltage into an AC voltage and outputs it, the configuration can be changed as appropriate.
１ 蓄電システム
２ 蓄電池
３ リレー回路
４ 双方向インバータ回路
５ 双方向チョッパ回路
６ 制御部
１０ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
１１ 第１フルブリッジ回路
１２ 第２フルブリッジ回路
１３ 動作切替回路
１４ コンバータ制御部
1
Claims (5)
第１スイッチング素子および第２スイッチング素子が直列接続された第１アームと第３スイッチング素子および第４スイッチング素子が直列接続された第２アームとを有し、前記第１アームと前記第２アームとが並列接続された第１フルブリッジ回路と、
第５スイッチング素子および第６スイッチング素子が直列接続された第３アームと第７スイッチング素子および第８スイッチング素子が直列接続された第４アームとを有し、前記第３アームと前記第４アームとが並列接続された第２フルブリッジ回路と、
１次巻線および２次巻線を有し、前記１次巻線が前記第１フルブリッジ回路に接続され、前記２次巻線が前記第２フルブリッジ回路に接続された絶縁トランスと、
前記１次巻線と前記第１フルブリッジ回路との間に設けられた共振用コンデンサと、
前記第１フルブリッジ回路および前記第２フルブリッジ回路を制御する制御部と、
前記蓄電池の電池電圧に応じて前記第１フルブリッジ回路の動作を切り替える動作切替回路と、を備え、
前記動作切替回路は、
前記充電動作開始時でかつ前記電池電圧が所定の第１閾値以下の場合に前記動作をハーフブリッジ動作に切り替え、
前記充電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第１閾値よりも大きい場合に前記動作をフルブリッジ動作に切り替え、
前記放電動作開始時でかつ前記電池電圧が所定の第２閾値以下の場合に前記動作を倍電圧整流動作に切り替え、
前記放電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第２閾値よりも大きい場合に前記動作をブリッジ整流動作に切り替えることを特徴とする双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路。 A bidirectional DC / DC converter circuit that performs a charging operation for charging a storage battery and a discharging operation for discharging the storage battery.
It has a first arm in which a first switching element and a second switching element are connected in series, and a second arm in which a third switching element and a fourth switching element are connected in series, and the first arm and the second arm The first full bridge circuit, which is connected in parallel,
It has a third arm in which a fifth switching element and a sixth switching element are connected in series, a fourth arm in which a seventh switching element and an eighth switching element are connected in series, and the third arm and the fourth arm. The second full bridge circuit, which is connected in parallel,
An isolation transformer having a primary winding and a secondary winding, the primary winding being connected to the first full bridge circuit, and the secondary winding being connected to the second full bridge circuit.
A resonance capacitor provided between the primary winding and the first full bridge circuit,
A control unit that controls the first full-bridge circuit and the second full-bridge circuit,
An operation switching circuit for switching the operation of the first full bridge circuit according to the battery voltage of the storage battery is provided.
The operation switching circuit is
At the start of the charging operation and when the battery voltage is equal to or less than a predetermined first threshold value, the operation is switched to the half bridge operation.
At the start of the charging operation and when the battery voltage is larger than the first threshold value, the operation is switched to the full bridge operation.
At the start of the discharge operation and when the battery voltage is equal to or less than a predetermined second threshold value, the operation is switched to the voltage doubler rectification operation.
A bidirectional DC / DC converter circuit characterized in that the operation is switched to a bridge rectification operation at the start of the discharge operation and when the battery voltage is larger than the second threshold value.
前記動作切替回路は、第１開閉スイッチと、第２開閉スイッチと、直列接続された第１コンデンサおよび第２コンデンサと、直列接続された第３コンデンサおよび第４コンデンサとを有し、
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの接続点は、前記第１開閉スイッチを介して前記１次巻線の他端に接続され、
前記第３コンデンサと前記第４コンデンサとの接続点は、前記第２開閉スイッチを介して前記共振用コンデンサの前記一端に接続されることを特徴とする請求項１に記載の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路。 One end of the resonance capacitor is connected to the connection point of the third switching element and the fourth switching element, and the other end is connected to one end side of the primary winding.
The operation changeover circuit includes a first open / close switch, a second open / close switch, a first capacitor and a second capacitor connected in series, and a third capacitor and a fourth capacitor connected in series.
The connection point between the first capacitor and the second capacitor is connected to the other end of the primary winding via the first open / close switch.
The bidirectional DC / DC according to claim 1, wherein the connection point between the third capacitor and the fourth capacitor is connected to the one end of the resonance capacitor via the second open / close switch. Converter circuit.
前記充電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第１閾値以下の場合に、前記第１開閉スイッチを開状態、前記第２開閉スイッチを閉状態にするとともに、前記第３スイッチング素子および前記第４スイッチング素子をオフ状態にして、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子をスイッチング動作させ、かつ前記第２フルブリッジ回路をブリッジ整流動作させる一方、
前記充電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第１閾値よりも大きい場合に、前記第１開閉スイッチおよび前記第２開閉スイッチを開状態にするとともに、前記第１フルブリッジ回路をフルブリッジ動作させ、かつ前記第２フルブリッジ回路をブリッジ整流動作させることを特徴とする請求項２に記載の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路。 The control unit
At the start of the charging operation and when the battery voltage is equal to or lower than the first threshold value, the first open / close switch is opened, the second open / close switch is closed, and the third switching element and the fourth switch are closed. While the switching element is turned off, the first switching element and the second switching element are operated for switching, and the second full bridge circuit is operated for bridge rectification.
At the start of the charging operation and when the battery voltage is larger than the first threshold value, the first open / close switch and the second open / close switch are opened, and the first full bridge circuit is fully bridged. The bidirectional DC / DC converter circuit according to claim 2, wherein the second full bridge circuit is operated by bridge rectification.
前記放電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第２閾値以下の場合に、前記第１開閉スイッチを閉状態、前記第２開閉スイッチを開状態にするとともに、前記第２フルブリッジ回路をフルブリッジ動作させ、かつ前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子をオフ状態にして、前記第３スイッチング素子および前記第４スイッチング素子をスイッチング動作させる一方、
前記放電動作開始時でかつ前記電池電圧が前記第２閾値よりも大きい場合に、前記第１開閉スイッチおよび前記第２開閉スイッチを開状態にするとともに、前記第２フルブリッジ回路をフルブリッジ動作させ、かつ前記第１フルブリッジ回路をブリッジ整流動作させることを特徴とする請求項２または３に記載の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路。 The control unit
At the start of the discharge operation and when the battery voltage is equal to or lower than the second threshold value, the first open / close switch is closed, the second open / close switch is opened, and the second full bridge circuit is fully bridged. While operating and turning off the first switching element and the second switching element, the third switching element and the fourth switching element are switched while operating.
At the start of the discharge operation and when the battery voltage is larger than the second threshold value, the first open / close switch and the second open / close switch are opened, and the second full bridge circuit is fully bridged. The bidirectional DC / DC converter circuit according to claim 2 or 3, wherein the first full bridge circuit is operated by bridge rectification.
前記蓄電池を充電する充電動作と前記蓄電池を放電させる放電動作とを行う請求項１〜４のいずれかに記載の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、
前記蓄電池と前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路との間に設けられ、前記充電動作時に降圧動作を行い、前記放電動作時に昇圧動作を行う双方向チョッパ回路と、
入力された交流電圧を直流電圧に変換して前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路に出力するＡＣ／ＤＣ変換動作と、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路から入力された直流電圧を交流電圧に変換して出力するＤＣ／ＡＣ変換動作とを行う双方向インバータ回路と、
を備えることを特徴とする蓄電システム。 With a storage battery
The bidirectional DC / DC converter circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein a charging operation for charging the storage battery and a discharging operation for discharging the storage battery are performed.
A bidirectional chopper circuit provided between the storage battery and the bidirectional DC / DC converter circuit, which performs a step-down operation during the charging operation and a step-up operation during the discharging operation.
AC / DC conversion operation that converts the input AC voltage to DC voltage and outputs it to the bidirectional DC / DC converter circuit, and converts the DC voltage input from the bidirectional DC / DC converter circuit to AC voltage. A bidirectional inverter circuit that performs DC / AC conversion operation to output
A power storage system characterized by being equipped with.
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