JP2023097849A - Current resonance dc/dc converter - Google Patents

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Abstract

To provide a current resonance DC/DC converter capable of outputting required DC power while suppressing peak current below an allowable current value even when input voltage is low.SOLUTION: A current resonance DC/DC converter 10A comprises: a secondary circuit 12 including a boost circuit; and a storage unit 14 for storing a lower limit value of drive frequency and a boosting ratio determined in advance so that a current flowing a primary circuit 11 and the secondary circuit 12 does not exceed an allowable current value and an output power of the secondary circuit 12 is maximized, as a lower limit drive frequency and an optimum boosting ratio for each input voltage V1. A control unit 13 controls the primary circuit 11 and the secondary circuit 12 so that the boosting ratio coincides with an optimum boosting ratio corresponding to the input voltage V1 and the drive frequency does not fall below the lower limit drive frequency corresponding to the DC voltage V1 when stepping up the input voltage V1 by operating the boost circuit, to output from the secondary circuit 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ブースト機能を備えた電流共振型DC/DCコンバータに関する。 The present invention relates to a current resonant DC/DC converter with a boost function.

電気自動車(EV,Electric Vehicle)およびプラグインハイブリッド車(PHEV,Plug-in Hybrid Vehicle)等の電動車の駆動用車載バッテリから直流電力を取り出すV2H(Vehicle to Home)と呼ばれる装置は、通常、車載バッテリが出力する直流電圧(以下、「入力電圧」ともいう)を昇圧する双方向DC/DCコンバータと、昇圧後の直流電圧を交流電圧に変換する双方向DC/ACインバータとを備えている。このうち、双方向DC/DCコンバータとしては、小型化および高効率化に適したCLLC方式の電流共振型DC/DCコンバータが注目されている。 A device called V2H (Vehicle to Home) that extracts DC power from an on-board battery for driving electric vehicles such as electric vehicles (EVs) and plug-in hybrid vehicles (PHEVs) is usually installed in the vehicle. It includes a bidirectional DC/DC converter that boosts the DC voltage output by the battery (hereinafter also referred to as “input voltage”), and a bidirectional DC/AC inverter that converts the boosted DC voltage into AC voltage. Among these, as a bidirectional DC/DC converter, a current resonance type DC/DC converter of the CLLC system suitable for miniaturization and high efficiency is attracting attention.

CHAdeMO規格に準拠したV2H装置は、150V~450Vの広範囲の入力電圧に対応する必要がある。しかしながら、CLLC方式の電流共振型DC/DCコンバータは、双方向の動作において所定の電圧を出力しなければならないためトランスの変圧比の自由度が低く、LLC方式の電流共振型DC/DCコンバータ単体と昇降圧チョッパーとを組み合わせた電源に比べて昇圧可能な範囲が狭い。このため、CLLC方式の電流共振型DC/DCコンバータは、入力電圧が比較的低いときに、双方向DC/ACインバータが必要とする直流電力を出力できない場合があった。すなわち、CLLC方式の電流共振型DC/DCコンバータは、広範囲の入力電圧に対応できなかった。 A V2H device conforming to the CHAdeMO standard should support a wide range of input voltages from 150V to 450V. However, since the CLLC type current resonance type DC/DC converter must output a predetermined voltage in bidirectional operation, the degree of freedom of the transformer transformation ratio is low, and the LLC type current resonance type DC/DC converter alone has a low degree of freedom. and a buck-boost chopper. Therefore, when the input voltage is relatively low, the CLLC type current resonance type DC/DC converter may not be able to output the DC power required by the bidirectional DC/AC inverter. That is, the CLLC type current resonance type DC/DC converter cannot handle a wide range of input voltages.

この問題を解決する方法の1つとして、従来、LLC方式の電流共振型DC/DCコンバータの2次側回路にブースト機能をもたせることが検討されている。例えば、非特許文献1には、LLC方式の電流共振型DC/DCコンバータの2次側整流回路に2つのスイッチング素子SS2,SS3を設け、両方のスイッチング素子がオンする遅延時間T(=T-T,T-T)を作り出すことにより、ブースト(より強力な昇圧)を実現することが記載されている。なお、非特許文献1に記載された電流共振型DC/DCコンバータでは、ブースト率TD-N(=一駆動周期Tにおける遅延時間Tの割合)と1次側回路の駆動周波数Fとをパラメータとした関数によって昇圧率Mが表される(特に、Fig.2参照)。 As one method for solving this problem, conventionally, it has been studied to provide a boost function to the secondary side circuit of an LLC type current resonance type DC/DC converter. For example, in Non-Patent Document 1, two switching elements S S2 and S S3 are provided in the secondary side rectifier circuit of an LLC type current resonance type DC/DC converter, and the delay time T D ( = T 0 - T 1 , T 3 - T 4 ) to achieve a boost (more powerful boost). In the current resonance type DC/DC converter described in Non-Patent Document 1, the boost rate T D−N (=the ratio of the delay time T D in one drive cycle T S ) and the drive frequency F of the primary side circuit The boost rate M is represented by a function with as a parameter (especially see Fig. 2).

Yungtaek Jang, et al., “Implementation of 3.3-kW GaN-Based DC-DC Converter for EV On-Board Charger with Series-Resonant Converter that Employs Combination of Variable-Frequency and Delay-Time Control”, Proc. of APEC2016, pp.1292-1299Yungtaek Jang, et al., “Implementation of 3.3-kW GaN-Based DC-DC Converter for EV On-Board Charger with Series-Resonant Converter that Employs Combination of Variable-Frequency and Delay-Time Control”, Proc. of APEC2016, pp.1292-1299

しかしながら、この従来のLLC方式の電流共振型DC/DCコンバータでは、所望の昇圧率Mを得るために、ブースト率TD-Nと駆動周波数Fの組み合わせを無限に存在する組み合わせの中からどのように選択すればよいのかが定まっていない。このため、この電流共振型DC/DCコンバータでは、ブースト率を高くし過ぎたり駆動周波数Fを低くし過ぎたりした結果、1次側回路および2次側回路に流れる共振電流(ピーク電流)が予め定められた許容電流値を超えてしまうことがあった。 However, in this conventional LLC type current resonance type DC/DC converter, in order to obtain a desired step-up ratio M, what is the combination of the boost ratio T D−N and the drive frequency F among the infinite combinations that exist? It is not decided whether to select for For this reason, in this current resonance type DC/DC converter, as a result of setting the boost rate too high or driving frequency F too low, the resonance current (peak current) flowing in the primary side circuit and the secondary side circuit is reduced in advance. Sometimes, the specified allowable current value was exceeded.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、入力電圧が比較的低いときでもピーク電流を許容電流値以下に抑制しながら必要とされる大きな直流電力を出力することが可能な、広範囲の入力電圧に対応した電流共振型DC/DCコンバータを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of outputting the required large DC power while suppressing the peak current below the allowable current value even when the input voltage is relatively low. An object of the present invention is to provide a current resonant DC/DC converter that supports a wide range of input voltages.

上記課題を解決するために、本発明に係る電流共振型DC/DCコンバータは、複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成された1次側回路と、複数のスイッチング素子を含むブースト回路および整流回路で構成された2次側回路と、共振コイルおよび共振コンデンサを含む電流共振回路と、1次側回路および2次側回路の間に設けられたトランスと、1次側回路を構成するスイッチング素子および2次側回路を構成するスイッチング素子のオン/オフを制御する制御部とを備えたものであって、1次側回路および2次側回路に流れる電流が予め定められた許容電流値を超えず、かつ2次側回路から出力される電力が最大となるように予め決定しておいた1次側回路を構成するスイッチング素子の駆動周波数の下限値およびブースト回路のブースト率を、1次側回路に入力される直流電圧毎に下限駆動周波数および最適ブースト率として記憶する記憶部をさらに備え、制御部は、ブースト回路のブースト動作によって1次側回路に入力された直流電圧を昇圧して2次側回路から出力させるときに、ブースト率が当該直流電圧に対応した最適ブースト率に近づいた状態にし、かつ駆動周波数が当該直流電圧に対応した下限駆動周波数を下回らないように上記1次側回路を構成するスイッチング素子および2次側回路を構成するスイッチング素子のオン/オフを制御するよう構成されている。 In order to solve the above problems, a current resonant DC/DC converter according to the present invention includes a primary side circuit configured by a bridge circuit including a plurality of switching elements, a boost circuit and a rectifier circuit including a plurality of switching elements. a current resonance circuit including a resonance coil and a resonance capacitor; a transformer provided between the primary side circuit and the secondary side circuit; a switching element forming the primary side circuit; and a control unit for controlling on/off of switching elements constituting a secondary circuit, wherein the current flowing through the primary circuit and the secondary circuit does not exceed a predetermined allowable current value. and the lower limit value of the driving frequency of the switching element constituting the primary circuit and the boost rate of the boost circuit, which are determined in advance so as to maximize the power output from the secondary circuit, are set in the primary circuit. The control unit boosts the DC voltage input to the primary side circuit by the boost operation of the boost circuit and boosts the secondary voltage. When outputting from the side circuit, the primary side circuit is set so that the boost rate approaches the optimum boost rate corresponding to the DC voltage and the driving frequency does not fall below the lower limit driving frequency corresponding to the DC voltage. It is configured to control ON/OFF of the switching element and the switching element forming the secondary side circuit.

この構成では、1次側回路および2次側回路に流れる電流(ピーク電流)が予め定められた許容電流値を超えず、かつ2次側回路から出力される電力が最大となるような駆動周波数の下限値(下限駆動周波数)およびブースト率(最適ブースト率)を1次側回路に入力される直流電圧毎にシミュレーションや実機評価等により予め決定しておき、これにしたがって制御部が1次側回路および2次側回路を制御するようになっている。このため、この構成によれば、入力電圧が低い場合であってもピーク電流を許容電流値以下に抑制しながら必要とされる大きな直流電力を2次側回路から出力することが可能となる。 In this configuration, the driving frequency is such that the current (peak current) flowing through the primary circuit and the secondary circuit does not exceed a predetermined allowable current value, and the power output from the secondary circuit is maximized. The lower limit value (lower limit driving frequency) and the boost rate (optimum boost rate) for each DC voltage input to the primary side circuit are determined in advance by simulation, actual machine evaluation, etc., and the control unit controls the primary side according to this It controls the circuit and the secondary circuit. Therefore, according to this configuration, even when the input voltage is low, it is possible to output the required large DC power from the secondary side circuit while suppressing the peak current to the allowable current value or less.

上記DC/DCコンバータの制御部は、必要とされる直流電力を2次側回路から確実に出力するために、1次側回路に入力された直流電圧のブースト動作による昇圧を、駆動周波数を予め定められた上限駆動周波数に維持したままブースト率をゼロから当該直流電圧に対応した最適ブースト率まで増加させていった後に、駆動周波数を当該直流電圧に対応した下限駆動周波数に向かって低下させていくよう構成されていることが好ましい。 In order to reliably output the required DC power from the secondary side circuit, the control section of the DC/DC converter boosts the DC voltage input to the primary side circuit by a boost operation, and sets the drive frequency in advance. After increasing the boost rate from zero to the optimum boost rate corresponding to the DC voltage while maintaining the predetermined upper limit drive frequency, the drive frequency is lowered toward the lower limit drive frequency corresponding to the DC voltage. It is preferable to be configured as follows.

上記DC/DCコンバータの制御部は、1次側回路に入力された直流電圧のブースト動作による昇圧を終了させるとき、ブースト率を最適ブースト率に維持したまま駆動周波数を上限駆動周波数まで増加させていった後に、ブースト率をゼロまで低下させていくよう構成されていてもよい。 The control unit of the DC/DC converter increases the drive frequency to the upper limit drive frequency while maintaining the boost rate at the optimum boost rate when completing the boost operation of the DC voltage input to the primary side circuit. After that, the boost rate may be reduced to zero.

また、上記DC/DCコンバータの制御部は、ブースト率が1次側回路に入力された直流電圧に対応する最適ブースト率に近づいた状態で駆動周波数を変化させて、2次側回路から出力される電力が所望の出力電力になるように1次側回路を構成するスイッチング素子および2次側回路を構成するスイッチング素子のオン/オフを制御するよう構成されていてもよい。 Further, the control unit of the DC/DC converter changes the drive frequency in a state where the boost rate approaches the optimum boost rate corresponding to the DC voltage input to the primary side circuit, and outputs the voltage from the secondary side circuit. It may be configured to control ON/OFF of the switching element forming the primary side circuit and the switching element forming the secondary side circuit so that the power supplied becomes the desired output power.

本発明によれば、入力電圧が比較的低いときでもピーク電流を許容電流値以下に抑制しながら必要とされる大きな直流電力を出力することが可能な、広範囲の入力電圧に対応した電流共振型DC/DCコンバータを提供することができる。 According to the present invention, even when the input voltage is relatively low, it is possible to output the required large DC power while suppressing the peak current below the allowable current value, and is compatible with a wide range of input voltage. A DC/DC converter can be provided.

本発明の実施例に係るDC/DCコンバータの回路図である。1 is a circuit diagram of a DC/DC converter according to an embodiment of the invention; FIG. 実施例に係るDC/DCコンバータの使用態様を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the usage aspect of the DC/DC converter based on an Example. 実施例に係るDC/DCコンバータを構成するスイッチング素子の制御タイミングを示す図であって、(A)はブーストを行わない場合の制御タイミングの一例、(B)はブーストを行う場合の制御タイミングの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing control timings of switching elements constituting the DC/DC converter according to the embodiment, in which (A) is an example of control timing when boosting is not performed, and (B) is an example of control timing when boosting is performed; It is a figure which shows an example. 実施例に係るDC/DCコンバータの電流経路を示す図であって、(A)は図3(B)の期間1-1における電流経路、(B)は期間1-2における電流経路、(C)は期間1-3における電流経路を示す図である。3A is a diagram showing the current paths of the DC/DC converter according to the embodiment, (A) is the current path in period 1-1 of FIG. 3B, (B) is the current path in period 1-2, (C ) is a diagram showing a current path in period 1-3. 実施例に係るDC/DCコンバータの電流経路を示す図であって、(A)は図3(B)の期間2-1における電流経路、(B)は期間2-2における電流経路、(C)は期間2-3における電流経路を示す図である。3A is a diagram showing the current paths of the DC/DC converter according to the embodiment, where (A) is the current path in period 2-1 of FIG. 3B, (B) is the current path in period 2-2, (C ) is a diagram showing current paths in period 2-3. 実施例に係るDC/DCコンバータにおける、駆動周波数、出力電圧およびブースト率の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between drive frequency, output voltage and boost rate in the DC/DC converter according to the example; 実施例に係るDC/DCコンバータの制御部が実行する起動処理を示すフロー図である。FIG. 4 is a flow chart showing a start-up process executed by the controller of the DC/DC converter according to the embodiment; 実施例に係るDC/DCコンバータの制御部が起動処理の後に実行する通常処理および終了処理を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing normal processing and termination processing executed by the control unit of the DC/DC converter according to the embodiment after starting processing; 実施例に係るDC/DCコンバータの制御部が実行する起動処理の概要を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an outline of start-up processing executed by the controller of the DC/DC converter according to the embodiment; 本発明の第1変形例に係るDC/DCコンバータの回路図である。It is a circuit diagram of a DC/DC converter according to a first modification of the present invention. 本発明の第2変形例に係るDC/DCコンバータの回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a DC/DC converter according to a second modified example of the invention; 本発明の第3変形例に係るDC/DCコンバータの回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram of a DC/DC converter according to a third modified example of the invention;

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る電流共振型DC/DCコンバータの実施例について説明する。 Hereinafter, embodiments of a current resonance type DC/DC converter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[実施例]
図1に、本発明の実施例に係る電流共振型DC/DCコンバータ10Aを示す。DC/DCコンバータ10Aは、双方向に動作するCLLC方式のDC/DCコンバータであり、図2に示すように、双方向DC/ACインバータ120とともにV2H装置110を構成している。V2H装置110は、主に、電動車の駆動用車載バッテリ100の直流電力を所定の交流電力に変換して負荷130に出力する放電動作と、商用電力系統140の交流電力を所定の直流電力に変換して車載バッテリ100に出力する充電動作とを行うことができる。
[Example]
FIG. 1 shows a current resonant DC/DC converter 10A according to an embodiment of the invention. The DC/DC converter 10A is a CLLC type DC/DC converter that operates bidirectionally, and as shown in FIG. The V2H device 110 mainly converts the DC power of the on-vehicle battery 100 for driving the electric vehicle into predetermined AC power and outputs it to the load 130, and converts the AC power of the commercial power system 140 into the predetermined DC power. A charging operation of converting and outputting to the vehicle-mounted battery 100 can be performed.

放電動作において、DC/DCコンバータ10Aは、車載バッテリ100が出力する直流電圧、すなわち1次側入出力端T1,T1’に現れる電圧V1を昇圧するとともに、昇圧後の直流電圧、すなわち電圧V2を2次側入出力端T2,T2’から出力する。一方、充電動作において、DC/DCコンバータ10Aは、双方向DC/ACインバータ120が出力する直流電圧、すなわち2次側入出力端T2,T2’に現れる電圧V2を降圧するとともに、降圧後の直流電圧、すなわち電圧V1を1次側入出力端T1,T1’から出力する。 In the discharge operation, the DC/DC converter 10A boosts the DC voltage output by the vehicle battery 100, that is, the voltage V1 appearing at the primary side input/output terminals T1 and T1′, and converts the boosted DC voltage, that is, the voltage V2. Output from the secondary side input/output terminals T2 and T2'. On the other hand, in the charging operation, the DC/DC converter 10A steps down the DC voltage output by the bidirectional DC/AC inverter 120, that is, the voltage V2 appearing at the secondary side input/output terminals T2 and T2', and A voltage, that is, a voltage V1 is output from the primary side input/output terminals T1 and T1'.

DC/DCコンバータ10Aは、複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成された1次側回路11と、複数のスイッチング素子を含むブースト回路および整流回路で構成された2次側回路12と、共振コイルL1,L2および共振コンデンサC9,C10を含む電流共振回路と、1次側回路11および2次側回路12の間に設けられたトランスTRと、1次側回路11を構成するスイッチング素子および2次側回路12を構成するスイッチング素子のオン/オフを制御する制御部13とを備えている。 The DC/DC converter 10A includes a primary side circuit 11 configured by a bridge circuit including a plurality of switching elements, a secondary side circuit 12 configured by a boost circuit and a rectifier circuit including a plurality of switching elements, and a resonance coil. a current resonance circuit including L1, L2 and resonance capacitors C9 and C10; a transformer TR provided between a primary circuit 11 and a secondary circuit 12; and a control unit 13 for controlling ON/OFF of switching elements forming the side circuit 12 .

1次側回路11は、第1スイッチング素子Q1と、第2スイッチング素子Q2と、第3スイッチング素子Q3と、第4スイッチング素子Q4とを含んでいる。第1スイッチング素子Q1は第1レグの上アームを構成し、第2スイッチング素子Q2は第1レグの下アームを構成する。第3スイッチング素子Q3は第2レグの上アームを構成し、第4スイッチング素子Q4は第2レグの下アームを構成する。第1スイッチング素子Q1および第2スイッチング素子Q2の接続点は、共振コンデンサC9および共振コイルL1を介してトランスTRの1次巻線の一端に接続され、第3スイッチング素子Q3および第4スイッチング素子Q4の接続点は、1次巻線の他端に接続されている。 The primary side circuit 11 includes a first switching element Q1, a second switching element Q2, a third switching element Q3, and a fourth switching element Q4. The first switching element Q1 constitutes the upper arm of the first leg, and the second switching element Q2 constitutes the lower arm of the first leg. The third switching element Q3 constitutes the upper arm of the second leg, and the fourth switching element Q4 constitutes the lower arm of the second leg. A connection point of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is connected to one end of the primary winding of the transformer TR via the resonance capacitor C9 and the resonance coil L1, and is connected to the third switching element Q3 and the fourth switching element Q4. is connected to the other end of the primary winding.

共振コイルL1は、トランスTRの漏れインダクタンスであってもよいし、これとは別のコイルであってもよい。また、共振コイルL1は、上記漏れインダクタンスと別のコイルとを合成したものであってもよい。 The resonance coil L1 may be the leakage inductance of the transformer TR, or may be a separate coil. Also, the resonance coil L1 may be a combination of the leakage inductance and another coil.

第1~第4スイッチング素子Q1~Q4は、制御部13の制御下でオン/オフ(スイッチング)する。第1~第4スイッチング素子Q1~Q4としては、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、シリコン製のパワーMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、シリコンカーバイド製のパワーMOSFET等のパワー半導体素子を用いることができる。 The first to fourth switching elements Q1 to Q4 are turned on/off (switched) under the control of the control section 13. FIG. As the first to fourth switching elements Q1 to Q4, power semiconductor elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), silicon power MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors), and silicon carbide power MOSFETs are used. can be used.

第1~第4スイッチング素子Q1~Q4のそれぞれには、第1~第4ダイオードD1~D4が逆並列接続されている。第1~第4ダイオードD1~D4は、第1~第4スイッチング素子Q1~Q4のそれぞれに寄生する(内蔵された)寄生ダイオードであってもよいし、外付けのダイオードであってもよい。 First to fourth diodes D1 to D4 are connected in anti-parallel to the first to fourth switching elements Q1 to Q4, respectively. The first to fourth diodes D1 to D4 may be parasitic diodes that are parasitic (built into) the first to fourth switching elements Q1 to Q4, respectively, or may be external diodes.

第1~第4スイッチング素子Q1~Q4のそれぞれには、さらに、第1~第4コンデンサC1~C4が並列接続されている。第1~第4コンデンサC1~C4は、第1~第4スイッチング素子Q1~Q4のそれぞれに寄生する(内蔵された)寄生容量であってもよいし、外付けのコンデンサであってもよい。 First to fourth capacitors C1 to C4 are connected in parallel to the first to fourth switching elements Q1 to Q4, respectively. The first to fourth capacitors C1 to C4 may be parasitic capacitances that are parasitic (built into) the first to fourth switching elements Q1 to Q4, respectively, or may be external capacitors.

上アームを構成する第1スイッチング素子Q1および第3スイッチング素子Q3は、高電位側の1次側入出力端T1に接続されている。また、下アームを構成する第2スイッチング素子Q2および第4スイッチング素子Q4は、低電位側の1次側入出力端T1’に接続されている。 The first switching element Q1 and the third switching element Q3 that constitute the upper arm are connected to the primary side input/output terminal T1 on the high potential side. Also, the second switching element Q2 and the fourth switching element Q4 that constitute the lower arm are connected to the primary side input/output terminal T1' on the low potential side.

2次側回路12は、第5スイッチング素子Q5と、第6スイッチング素子Q6と、第7スイッチング素子Q7と、第8スイッチング素子Q8とを含んでいる。第5スイッチング素子Q5は第3レグの上アームを構成し、第6スイッチング素子Q6は第3レグの下アームを構成する。第7スイッチング素子Q7は第4レグの上アームを構成し、第8スイッチング素子Q8は第4レグの下アームを構成する。第5スイッチング素子Q5および第6スイッチング素子Q6の接続点は、共振コンデンサC10および共振コイルL2を介してトランスTRの2次巻線の一端に接続され、第7スイッチング素子Q7および第8スイッチング素子Q8の接続点は、2次巻線の他端に接続されている。 The secondary circuit 12 includes a fifth switching element Q5, a sixth switching element Q6, a seventh switching element Q7, and an eighth switching element Q8. The fifth switching element Q5 constitutes the upper arm of the third leg, and the sixth switching element Q6 constitutes the lower arm of the third leg. The seventh switching element Q7 constitutes the upper arm of the fourth leg, and the eighth switching element Q8 constitutes the lower arm of the fourth leg. A connection point of the fifth switching element Q5 and the sixth switching element Q6 is connected to one end of the secondary winding of the transformer TR via a resonance capacitor C10 and a resonance coil L2, and a seventh switching element Q7 and an eighth switching element Q8. is connected to the other end of the secondary winding.

第5~第8スイッチング素子Q5~Q8のうち、本発明の「ブースト回路」を構成する第6スイッチング素子Q6および第8スイッチング素子Q8は、制御部13の制御下でオン/オフ(スイッチング)する。一方、第5スイッチング素子Q5および第7スイッチング素子Q7は、制御部13の制御下でオフ状態をとり続ける。第5~第8スイッチング素子Q5~Q8としては、IGBT、シリコン製のパワーMOSFET、シリコンカーバイド製のパワーMOSFET等のパワー半導体素子を用いることができる。 Of the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8, the sixth switching element Q6 and the eighth switching element Q8, which constitute the "boost circuit" of the present invention, are turned on/off (switched) under the control of the control section 13. . On the other hand, the fifth switching element Q5 and the seventh switching element Q7 continue to be off under the control of the controller 13 . Power semiconductor elements such as IGBTs, silicon power MOSFETs, and silicon carbide power MOSFETs can be used as the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8.

第5~第8スイッチング素子Q5~Q8のそれぞれには、第5~第8ダイオードD5~D8が逆並列接続されている。第5~第8ダイオードD5~D8は、第5~第8スイッチング素子Q5~Q8のそれぞれに寄生する(内蔵された)寄生ダイオードであってもよいし、外付けのダイオードであってもよい。第5~第8ダイオードD5~D8は、放電動作時に本発明の「整流回路」を構成する。 Fifth to eighth diodes D5 to D8 are connected in anti-parallel to the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8, respectively. The fifth to eighth diodes D5 to D8 may be parasitic diodes that are parasitic (built into) the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8, respectively, or may be external diodes. The fifth to eighth diodes D5 to D8 constitute the "rectifier circuit" of the present invention during discharge operation.

第5~第8スイッチング素子Q5~Q8のそれぞれには、さらに、第5~第8コンデンサC5~C8が並列接続されている。第5~第8コンデンサC5~C8は、第5~第8スイッチング素子Q5~Q8のそれぞれに寄生する(内蔵された)寄生容量であってもよいし、外付けのコンデンサであってもよい。 Fifth to eighth capacitors C5 to C8 are connected in parallel to the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8, respectively. The fifth to eighth capacitors C5 to C8 may be parasitic capacitances that are parasitic (incorporated) in the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8, respectively, or may be external capacitors.

制御部13は、マイコンやFPGA(Field-Programmable Gate Array)等の制御用ICによって構成されている。制御部13は、上位制御器からの指令およびフィードバック情報に基づき、1次側回路11を構成する第1~第4スイッチング素子Q1~Q4および2次側回路12を構成する第5~第8スイッチング素子Q5~Q8を制御する。なお、上位制御器から制御部13が受け取る指令には、起動指令、停止指令および出力電力指令値等が含まれている。また、放電動作時に制御部13が受け取るフィードバック情報には、入力電圧V1の電圧値、出力電圧V2の電圧値、および2次側入出力端T2から流れ出る電流(出力電流)の電流値等が含まれている。フィードバック情報には、1次側入出力端T1に流れ込む電流(入力電流)の電流値が含まれていてもよい。 The control unit 13 is configured by a control IC such as a microcomputer or FPGA (Field-Programmable Gate Array). The control unit 13 controls the first to fourth switching elements Q1 to Q4 forming the primary side circuit 11 and the fifth to eighth switching elements forming the secondary side circuit 12 based on a command and feedback information from the host controller. It controls the elements Q5-Q8. The command received by the control unit 13 from the host controller includes a start command, a stop command, an output power command value, and the like. The feedback information received by the control unit 13 during the discharge operation includes the voltage value of the input voltage V1, the voltage value of the output voltage V2, the current value of the current (output current) flowing out from the secondary side input/output terminal T2, and the like. is The feedback information may include the current value of the current (input current) flowing into the primary side input/output terminal T1.

制御部13は、図3(A)に示すように、第1レグを構成する第1スイッチング素子Q1および第2スイッチング素子Q2を逆位相でオン/オフさせる。このとき、制御部13は、第2スイッチング素子Q2のオフ時間が第1スイッチング素子Q1のオン時間よりも若干長くなるように両者を制御することにより、第1スイッチング素子Q1および第2スイッチング素子Q2の両方がオフ状態をとる期間、すなわちデッドタイムを設けることができる。第2レグを構成する第3スイッチング素子Q3および第4スイッチング素子Q4についても同様である。 As shown in FIG. 3A, the control unit 13 turns on/off the first switching element Q1 and the second switching element Q2 that constitute the first leg in opposite phases. At this time, the control unit 13 controls both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 so that the OFF time of the second switching element Q2 is slightly longer than the ON time of the first switching element Q1. can be set to OFF state, ie dead time. The same applies to the third switching element Q3 and the fourth switching element Q4 that constitute the second leg.

また、制御部13は、入力電圧V1が比較的高いときは、図3(A)に示すように、第5スイッチング素子Q5および第7スイッチング素子Q7だけでなく第6スイッチング素子Q6および第8スイッチング素子Q8もオフ状態に維持してブースト回路を停止させることで、第5~第8ダイオードD5~D8にダイオードブリッジ整流を行わせる。このとき、制御部13は、駆動周期TS(=1/駆動周波数)を変更することによって出力電力を指令値に追従させることができる。 Further, when the input voltage V1 is relatively high, as shown in FIG. The element Q8 is also kept off to stop the boost circuit, causing the fifth to eighth diodes D5 to D8 to perform diode bridge rectification. At this time, the control unit 13 can cause the output power to follow the command value by changing the driving period TS (=1/driving frequency).

一方、制御部13は、入力電圧V1が比較的低いときは、図3(B)に示すように、第1スイッチング素子Q1および第4スイッチング素子Q4のターンオン、並びに第2スイッチング素子Q2および第3スイッチング素子Q3のターンオンに合わせて、期間TB(以下、「ブースト期間」という)だけ第6スイッチング素子Q6および第8スイッチング素子Q8をオン状態とすることで、ブースト回路を作動させる。このとき、制御部13は、ブースト期間TBおよび駆動周期TSのうちの少なくとも1つを変更することによって出力電力を指令値に追従させることができる。ただし、ブースト期間TBには急峻に立ち上がる大きな電流が流れるので、ブースト期間TBの頻繁な変更は予期せぬ事態を生じさせるおそれがある。このため、出力電力の追従は、主として駆動周期TS(駆動周波数)の変更によって行うことが望ましい。 On the other hand, when the input voltage V1 is relatively low, as shown in FIG. When the switching element Q3 is turned on, the sixth switching element Q6 and the eighth switching element Q8 are turned on for a period TB (hereinafter referred to as "boost period") to operate the boost circuit. At this time, the control unit 13 can cause the output power to follow the command value by changing at least one of the boost period TB and the drive period TS. However, since a large current that rises sharply flows during the boost period TB, frequent changes in the boost period TB may cause unexpected situations. Therefore, it is desirable to follow the output power mainly by changing the driving period TS (driving frequency).

後述するように、制御部13がブースト回路を作動させると、2次側回路12がトランスTRを介して短絡されて大きな共振電流が生じる。これによる大きなエネルギーを共振コイルL2に蓄積し、適当なタイミングで解放すれば、大きな出力電流を得ることができる。 As will be described later, when the control unit 13 activates the boost circuit, the secondary circuit 12 is short-circuited via the transformer TR to generate a large resonant current. A large output current can be obtained by accumulating a large amount of energy resulting from this in the resonance coil L2 and releasing it at an appropriate timing.

ブースト回路が作動する場合、一駆動周期TSは6つの期間1-1,1-2,1-3,2-1,2-2,2-3で構成されることとなる。 When the boost circuit operates, one drive period TS is composed of six periods 1-1, 1-2, 1-3, 2-1, 2-2, and 2-3.

期間1-1は、ブースト期間である。この期間では、オン状態とされた第6スイッチング素子Q6および第8ダイオードD8によってトランスTRの2次巻線が短絡されることにより、図4(A)に示すように、「1次側入出力端T1→第1スイッチング素子Q1(オン状態)→共振コンデンサC9→共振コイルL1→トランスTRの1次巻線→第4スイッチング素子Q4(オン状態)→1次側入出力端T1’」の経路、および「トランスTRの2次巻線→共振コイルL2→共振コンデンサC10→第6スイッチング素子Q6(オン状態)→第8ダイオードD8」の循環経路で大きな共振電流が流れ、共振コイルL1,L2に大きなエネルギーが蓄積される。 Period 1-1 is the boost period. During this period, the secondary winding of the transformer TR is short-circuited by the sixth switching element Q6 and the eighth diode D8 which are turned on, so that as shown in FIG. Terminal T1→first switching element Q1 (on state)→resonance capacitor C9→resonance coil L1→primary winding of transformer TR→fourth switching element Q4 (on state)→primary side input/output terminal T1′” path , and a circulation path of "secondary winding of transformer TR→resonance coil L2→resonance capacitor C10→sixth switching element Q6 (on state)→eighth diode D8". A large amount of energy is accumulated.

期間1-2は、伝達期間である。この期間では、第6スイッチング素子Q6がオフ状態とされたことにより共振コイルL2に蓄積されていたエネルギーが解放され、図4(B)に示すように、「2次側入出力端T2’→第8ダイオードD8→トランスTRの2次巻線→共振コイルL2→共振コンデンサC10→第5ダイオードD5→2次側入出力端T2」の経路で電流が流れ、出力電圧V2が昇圧される。昇圧の程度は、期間1-1(ブースト期間TB)の長さに依存する。 Period 1-2 is the transmission period. During this period, since the sixth switching element Q6 is turned off, the energy accumulated in the resonance coil L2 is released, and as shown in FIG. Eighth diode D8→secondary winding of transformer TR→resonance coil L2→resonance capacitor C10→fifth diode D5→secondary side input/output terminal T2”, and the output voltage V2 is boosted. The degree of boost depends on the length of period 1-1 (boost period TB).

期間1-3は、回生期間である。この期間では、第1スイッチング素子Q1および第4スイッチング素子Q4がオフ状態とされたことにより共振コイルL1に蓄積されていたエネルギーが解放され、図4(C)に示すように、「1次側入出力端T1’→第2ダイオードD2→共振コンデンサC9→共振コイルL1→トランスTRの1次巻線→第3ダイオードD3→1次側入出力端T1」の経路で電流が流れ、車載バッテリ100にエネルギーが回生される。この1次側回路11における電流、および期間1-2から流れ続けている2次側回路12における電流は、徐々に減少していく。 Periods 1-3 are regeneration periods. During this period, the energy accumulated in the resonance coil L1 is released by turning off the first switching element Q1 and the fourth switching element Q4, and as shown in FIG. A current flows through the path of input/output terminal T1′→second diode D2→resonant capacitor C9→resonant coil L1→primary winding of transformer TR→third diode D3→primary side input/output terminal T1′. energy is regenerated in The current in the primary circuit 11 and the current in the secondary circuit 12 that continues to flow from period 1-2 gradually decrease.

期間2-1では、期間1-1とは逆方向の共振電流により、共振コイルL1,L2に大きなエネルギーが蓄積される(図5(A)参照)。 In the period 2-1, a large amount of energy is accumulated in the resonance coils L1 and L2 due to the resonance current in the direction opposite to that in the period 1-1 (see FIG. 5A).

期間2-2では、期間1-2と異なる経路で共振コイルL2に蓄積されていたエネルギーが解放され、出力電圧V2が昇圧される(図5(B)参照)。 In the period 2-2, the energy accumulated in the resonance coil L2 is released through a path different from that in the period 1-2, and the output voltage V2 is boosted (see FIG. 5B).

期間2-3では、期間1-3と異なる経路で共振コイルL1に蓄積されていたエネルギーが解放され、車載バッテリ100に回生される(図5(C)参照)。 In the period 2-3, the energy accumulated in the resonance coil L1 is released through a path different from that in the period 1-3, and regenerated to the vehicle battery 100 (see FIG. 5(C)).

図1に示すように、DC/DCコンバータ10Aは、記憶部14をさらに備えている。記憶部14は、例えば、不揮発性のメモリ等によって構成されている。記憶部14は、制御部13が1次側回路11および2次側回路12を制御する際に必要とされる情報を記憶している。 As shown in FIG. 1 , the DC/DC converter 10A further includes a storage section 14 . The storage unit 14 is configured by, for example, a nonvolatile memory or the like. The storage unit 14 stores information required when the control unit 13 controls the primary circuit 11 and the secondary circuit 12 .

続いて、記憶部14に記憶された情報の意義を理解するために必要な、本実施例に係るDC/DCコンバータ10Aの特性について説明する。 Next, the characteristics of the DC/DC converter 10A according to this embodiment, which are necessary for understanding the meaning of the information stored in the storage unit 14, will be described.

まず、入力電圧V1=263V、一定の抵抗負荷の条件下で放電動作を行ったときに、駆動周波数およびブースト率(=ブースト期間TB/駆動周期TS)と出力電圧V2との間にどのような関係があるのかをシミュレーションした結果を図6に示す。ブースト率は、0%(ブーストなし)、10%、20%、25%および30%とした。 First, when the discharge operation is performed under the conditions of the input voltage V1=263 V and the constant resistance load, what is the relationship between the drive frequency and boost rate (=boost period TB/drive period TS) and the output voltage V2? FIG. 6 shows the result of a simulation to see if there is a relationship. Boost rates were 0% (no boost), 10%, 20%, 25% and 30%.

この結果が示すように、DC/DCコンバータ10Aは、ブースト率を高くすればするほど、(1)出力電圧V2のピークが高くなり、(2)出力電圧V2がピークを迎える駆動周波数が高くなり、かつ(3)出力電圧V2が駆動周波数に対して敏感になる、という特性を有している。また、1次側回路11および2次側回路12に流れる電流(共振電流)のピークも、出力電圧V2に似た傾向を示す。このため、DC/DCコンバータ10Aでは、入力電圧V1が低いためにブースト率を比較的高く設定せざるを得ない場合に、ピーク電流を予め定められた許容電流値以下に抑えるために駆動周波数を厳密に制御する必要がある。特に、出力電力を指令値に追従させるために駆動周波数を比較的高い周波数から低下させていく場合は、駆動周波数をどこまで低下させることが可能なのかを正確に知っておく必要がある。なお、許容電流値は、回路構成部品(例えば、スイッチング素子に使用するパワー半導体素子)がどの程度の電流を流すことができるのかに基づいて定めた値である。回路構成部品に許容電流値を超える電流が流れると、熱破壊等の問題が生じる。 As shown by these results, the higher the boost rate of the DC/DC converter 10A, the higher (1) the peak of the output voltage V2 and (2) the higher the driving frequency at which the output voltage V2 reaches its peak. and (3) the output voltage V2 is sensitive to the driving frequency. Also, the peaks of the currents (resonant currents) flowing through the primary circuit 11 and the secondary circuit 12 show a tendency similar to that of the output voltage V2. Therefore, in the DC/DC converter 10A, when the input voltage V1 is low and the boost rate must be set relatively high, the driving frequency is reduced to suppress the peak current to a predetermined allowable current value or less. must be strictly controlled. In particular, when lowering the drive frequency from a relatively high frequency in order to make the output power follow the command value, it is necessary to know exactly how much the drive frequency can be lowered. Note that the allowable current value is a value determined based on how much current a circuit component (for example, a power semiconductor element used as a switching element) can flow. When a current exceeding the allowable current value flows through the circuit component, problems such as thermal destruction occur.

次に、入力電圧V1=150V、出力電圧V2=450V、許容電流値=35.5A、共振回路の共振周波数=110kHzの条件下で放電動作を行ったときに、駆動周波数をどこまで低下させることが可能なのかと、そのときの出力電力とをシミュレーションした結果を表1に示す。ブースト率は、20%、25%、30%、35%、40%とした。

Figure 2023097849000002
Next, when the discharge operation is performed under the conditions of input voltage V1 = 150 V, output voltage V2 = 450 V, allowable current value = 35.5 A, resonance frequency of the resonance circuit = 110 kHz, how far can the drive frequency be lowered? Table 1 shows the result of simulating whether it is possible and the output power at that time. Boost rates were set to 20%, 25%, 30%, 35%, and 40%.
Figure 2023097849000002

この結果が示すように、DC/DCコンバータ10Aは、ブースト率を高くすればするほど駆動周波数の下限値が上昇(例えば、ブースト率を20%から40%に変更すると、駆動周波数の下限値が130kHzから211kHzに上昇)するという特性、およびブースト率によって動作周波数を下限値としたときの出力電力が異なる(例えば、ブースト率を30%に設定したときに、出力電力が最も高い2.69kWとなる)という特性を有している。なお、表1は、前述した通り、入力電圧V1=150Vの条件下でのシミュレーション結果であり、入力電圧V1の条件が異なれば、表1とは異なる結果になる。 As shown by this result, the higher the boost rate, the higher the lower limit of the drive frequency of the DC/DC converter 10A. 130 kHz to 211 kHz), and the output power varies depending on the boost rate when the operating frequency is set to the lower limit (for example, when the boost rate is set to 30%, the highest output power is 2.69 kW). become). As described above, Table 1 shows simulation results under the condition of the input voltage V1=150 V, and the results will differ from Table 1 if the conditions of the input voltage V1 are different.

このような特性を踏まえ、本実施例に係るDC/DCコンバータ10Aでは、記憶部14に、1次側回路11および2次側回路12に流れる電流(ピーク電流)が予め定められた許容電流値(例えば、35.5A)を超えず、かつ2次側回路12から出力される電力(出力電力)が最大となるように予め決定しておいた駆動周波数の下限値およびブースト率を、1次側回路11に入力される直流電圧(入力電圧V1)毎に、下限駆動周波数および最適ブースト率として記憶しておく(表2参照)。

Figure 2023097849000003
例えば、入力電圧V1=150Vに対応する最適ブースト率および下限駆動周波数については、表1にしたがい、30%および189kHzを記憶しておく。***で示した他の入力電圧V1に対応する最適ブースト率および下限駆動周波数は、入力電圧V1の条件を変えて行ったシミュレーションの結果から導き出すことができる。 Based on such characteristics, in the DC/DC converter 10A according to the present embodiment, the current (peak current) flowing through the primary side circuit 11 and the secondary side circuit 12 is stored in the storage unit 14 as a predetermined allowable current value (for example, 35.5 A), and the lower limit of the drive frequency and the boost rate that are predetermined so that the power (output power) output from the secondary side circuit 12 is maximized. A lower limit drive frequency and an optimum boost rate are stored for each DC voltage (input voltage V1) input to the side circuit 11 (see Table 2).
Figure 2023097849000003
For example, according to Table 1, 30% and 189 kHz are stored for the optimum boost rate and lower limit drive frequency corresponding to the input voltage V1=150V. The optimum boost rate and lower limit driving frequency corresponding to other input voltages V1 indicated by *** can be derived from the results of simulations performed under different conditions of the input voltage V1.

続いて、図7~図9を参照しながら、記憶部14に記憶された入力電圧V1毎の最適ブースト率および下限駆動周波数に基づく、制御部13が放電動作時に実行する処理について説明する。 Next, with reference to FIGS. 7 to 9, the processing executed by the control unit 13 during the discharge operation based on the optimum boost rate and lower limit drive frequency for each input voltage V1 stored in the storage unit 14 will be described.

ステップS1において、制御部13は、上位制御器から放電動作開始の指令(起動指令)とともに出力電力指令値を受け取る。 In step S1, the control unit 13 receives an output power command value together with a discharge operation start command (start command) from the host controller.

ステップS2において、制御部13は、入力電圧V1を測定する。本実施例では、電圧センサが出力した入力電圧V1に関する電気信号をフィードバック情報として受け取ることによって「測定」が行われる。 In step S2, the control section 13 measures the input voltage V1. In this embodiment, "measurement" is performed by receiving an electrical signal relating to the input voltage V1 output by the voltage sensor as feedback information.

ステップS3において、制御部13は、測定した入力電圧V1に対応した最適ブースト率および下限駆動周波数を記憶部14から読み取る。例えば、入力電圧V1が150Vの場合は、最適ブースト率30%および下限駆動周波数189kHzを読み取る(表2参照)。 In step S<b>3 , the control unit 13 reads from the storage unit 14 the optimal boost rate and the lower limit driving frequency corresponding to the measured input voltage V<b>1 . For example, when the input voltage V1 is 150 V, the optimum boost rate of 30% and the lower limit drive frequency of 189 kHz are read (see Table 2).

ステップS4において、制御部13は、予め定められた上限駆動周波数fm(例えば、共振周波数の2倍である220kHz)で1次側回路11を構成する第1~第4スイッチング素子Q1~Q4のオン/オフを開始させる。また、制御部13は、ブースト率0%で2次側回路12を構成する第5~第8スイッチング素子Q5~Q8のオン/オフを開始させる。ただし、ブースト率が0%である間、制御部13は、第5~第8スイッチング素子Q5~Q8をオンさせることはない(図3(A)参照)。 In step S4, the control unit 13 turns on the first to fourth switching elements Q1 to Q4 that constitute the primary circuit 11 at a predetermined upper limit drive frequency fm (for example, 220 kHz, which is twice the resonance frequency). / off. Also, the control unit 13 starts to turn on/off the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8 that constitute the secondary circuit 12 at a boost rate of 0%. However, while the boost rate is 0%, the controller 13 does not turn on the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8 (see FIG. 3A).

ステップS5において、制御部13は、測定した入力電圧V1と予め定められたブースト開始電圧とを比較する。入力電圧V1がブースト開始電圧よりも高い場合は、ブーストを行う必要はないと判断し、ステップS10に進む。一方、それ以外の場合は、ブーストを行うためにステップS6に進む。 In step S5, the controller 13 compares the measured input voltage V1 with a predetermined boost start voltage. If the input voltage V1 is higher than the boost start voltage, it is determined that boosting is not necessary, and the process proceeds to step S10. On the other hand, in other cases, the process proceeds to step S6 for boosting.

ステップS6において、制御部13は、ブースト率を所定量(例えば、1%)だけ増加させる。この結果、2次側回路12を構成する第5~第8スイッチング素子Q5~Q8が増加後のブースト率でオン/オフするようになる。より詳しくは、第5スイッチング素子Q5および第7スイッチング素子Q7がオフ状態を維持したまま、第6スイッチング素子Q6および第8スイッチング素子Q8が増加後のブースト率でオン/オフするようになる。ブースト率が増加すると、出力電力も増加する。 In step S6, the controller 13 increases the boost rate by a predetermined amount (eg, 1%). As a result, the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8 forming the secondary circuit 12 are turned on/off at the increased boost rate. More specifically, the sixth switching element Q6 and the eighth switching element Q8 are turned on/off at the increased boost rate while the fifth switching element Q5 and the seventh switching element Q7 are kept off. As the boost rate increases, so does the output power.

ステップS7において、制御部13は、出力電力を測定する。本実施例では、電圧センサが出力した出力電圧V2に関する電気信号、および2次側入出力端T2から流れ出る電流を検出する電流センサが出力した出力電流に関する電気信号をフィードバック情報として受け取ること、および受け取った電気信号同士を演算することによって「測定」が行われる。 In step S7, the control section 13 measures the output power. In this embodiment, an electrical signal related to the output voltage V2 output by the voltage sensor and an electrical signal related to the output current output by the current sensor that detects the current flowing from the secondary side input/output terminal T2 are received as feedback information. A "measurement" is made by computing the electrical signals together.

ステップS8において、制御部13は、ステップS7において測定した出力電力とステップS1において受け取った出力電力指令値とを比較する。両者が一致する場合は、動作点(ブースト率および駆動周波数)の変更をさらに行う必要はないので、[A]に進む。これにより、DC/DCコンバータ10Aの起動処理は終了する。一方、両者が一致しない場合、すなわち、出力電力が出力電力指令値に達していない場合は、動作点の変更を続けるためにステップS9に進む。 In step S8, the controller 13 compares the output power measured in step S7 with the output power command value received in step S1. If both match, there is no need to further change the operating point (boost rate and drive frequency), so proceed to [A]. This completes the startup process of the DC/DC converter 10A. On the other hand, if the two do not match, that is, if the output power has not reached the output power command value, the process proceeds to step S9 to continue changing the operating point.

ステップS9において、制御部13は、現在のブースト率とステップS3において読み取った最適ブースト率とを比較する。両者が一致する場合は、さらにブースト率を増加するのは不適当なので、ステップS10に進む。一方、両者が一致しない場合、すなわち、現在のブースト率が最適ブースト率に達していない場合は、ブースト率の増加により出力電力を出力電力指令値に近づける余地があるため、ステップS6に戻る。 At step S9, the controller 13 compares the current boost rate with the optimal boost rate read at step S3. If both match, it is inappropriate to further increase the boost rate, so the process proceeds to step S10. On the other hand, if the two do not match, that is, if the current boost rate has not reached the optimum boost rate, there is room for the output power to approach the output power command value by increasing the boost rate, so the process returns to step S6.

制御部13は、出力電力が出力電力指令値に一致するかブースト率が最適ブースト率に一致するまで、ステップS6~S9を繰り返し実行する。 The control unit 13 repeatedly executes steps S6 to S9 until the output power matches the output power command value or the boost rate matches the optimum boost rate.

ステップS10において、制御部13は、駆動周波数を所定量(例えば、1kHz)だけ低下させる。この結果、1次側回路11を構成する第1~第4スイッチング素子Q1~Q4および2次側回路12を構成する第5~第8スイッチング素子Q5~Q8は、低下後の駆動周波数でオン/オフするようになる。駆動周波数が低下すると、出力電力は増加する。 In step S10, the controller 13 reduces the driving frequency by a predetermined amount (eg, 1 kHz). As a result, the first to fourth switching elements Q1 to Q4 forming the primary side circuit 11 and the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8 forming the secondary side circuit 12 are turned on/off at the lowered drive frequency. It will turn off. Output power increases as the drive frequency decreases.

ステップS11において、制御部13は、ステップS7と同様の手法により出力電力を測定する。 In step S11, the control unit 13 measures the output power using the same method as in step S7.

ステップS12において、制御部13は、ステップS11において測定した出力電力とステップS1において受け取った出力電力指令値とを比較する。両者が一致する場合は、動作点の変更をさらに行う必要はないので、[A]に進む。これにより、DC/DCコンバータ10Aの起動処理は終了する。一方、両者が一致しない場合、すなわち、出力電力が出力電力指令値に達していない場合は、動作点(駆動周波数)の変更を続けるためにステップS10に戻る。 In step S12, the controller 13 compares the output power measured in step S11 with the output power command value received in step S1. If both match, there is no need to further change the operating point, so proceed to [A]. This completes the startup process of the DC/DC converter 10A. On the other hand, if the two do not match, that is, if the output power has not reached the output power command value, the process returns to step S10 to continue changing the operating point (driving frequency).

制御部13は、出力電力が出力電力指令値に一致するまで、ステップS10~S12を繰り返し実行する。なお、上位制御器が正常に機能しており、かつ記憶部14に記憶された情報に誤りがなければ、出力電力が出力電力指令値に一致する前に駆動周波数が下限駆動周波数を下回ることはないが、ピーク電流が許容電流値を超えることによる素子破壊を確実に防ぐために、制御部13は、ステップS10を実行した後に駆動周波数が下限駆動周波数を下回っていないかどうかを判定することが好ましい。この判定を行わない場合は、ステップS3における下限駆動周波数の読み取りを省略することができる。 The control unit 13 repeatedly executes steps S10 to S12 until the output power matches the output power command value. If the host controller is functioning normally and there is no error in the information stored in the storage unit 14, the drive frequency will not fall below the lower limit drive frequency before the output power matches the output power command value. However, in order to reliably prevent element destruction due to the peak current exceeding the allowable current value, it is preferable that the control unit 13 determines whether the drive frequency is below the lower limit drive frequency after executing step S10. . If this determination is not made, the reading of the lower limit drive frequency in step S3 can be omitted.

このように、制御部13は、駆動周波数を上限駆動周波数fmに維持したままブースト率を0%から直流電圧V1に対応した最適ブースト率まで増加させていった後に、駆動周波数を直流電圧V1に対応した下限駆動周波数に向かって低下させていく(図9中の太実線矢印「実施例」、および曲線C3参照)。これにより、DC/DCコンバータ10Aは、ピーク電流が許容電流値を超えるのを確実に防ぎながら、上位制御器から指令された通りの出力電力を確実に出力することができる。なお、駆動周波数とブースト率とを同時並行的に変化させると、ブースト率が最適ブースト率まで増加する前に駆動周波数が下限駆動周波数まで低下してしまい、それ以上駆動周波数を低下させることができないために指令された通りの出力電力を出力できない場合がある(図9中の破線矢印「比較例」参照)。 In this way, the control unit 13 increases the boost rate from 0% to the optimum boost rate corresponding to the DC voltage V1 while maintaining the drive frequency at the upper limit drive frequency fm, and then changes the drive frequency to the DC voltage V1. It is lowered toward the corresponding lower limit drive frequency (see the thick solid line arrow “Example” in FIG. 9 and the curve C3). As a result, the DC/DC converter 10A can reliably prevent the peak current from exceeding the allowable current value while reliably outputting the output power as instructed by the host controller. If the drive frequency and the boost rate are changed simultaneously, the drive frequency will drop to the lower limit drive frequency before the boost rate increases to the optimum boost rate, and the drive frequency cannot be lowered any further. Therefore, it may not be possible to output the output power as instructed (see the dashed arrow “comparative example” in FIG. 9).

図6から理解されるように、出力電圧V2は、ある程度増加したブースト率に対して非常に敏感である。出力電流および出力電力にも同じような傾向がある。このため、指令値に対する出力電力の追従(特に、終盤の微調整)は、ブースト率によってではなく駆動周波数の変更によって行うことが好ましい。ブースト率を最適ブースト率まで増加させ、ブースト率を最適ブースト率に維持した状態で駆動周波数を下限駆動周波数に向かって低下させるのは、このような理由による。 As can be seen from FIG. 6, the output voltage V2 is very sensitive to some increased boost rate. Output current and output power show similar trends. For this reason, it is preferable that the follow-up of the output power to the command value (particularly, the final fine adjustment) is performed by changing the drive frequency rather than by the boost rate. This is the reason why the boost rate is increased to the optimum boost rate and the drive frequency is lowered toward the lower limit drive frequency while the boost rate is maintained at the optimum boost rate.

起動処理の後に実行されるステップS13において、制御部13は、上位制御器から停止指令を受け取ったか否かを判定する。停止指令を受け取った場合は、終了処理(ステップS14~S18)に進む。一方、停止指令を受け取っていない場合は、通常処理(ステップS19~S26)に進む。 In step S13 executed after the start-up process, the control unit 13 determines whether or not a stop command has been received from the host controller. When the stop command is received, the process proceeds to end processing (steps S14 to S18). On the other hand, if no stop command has been received, the process proceeds to normal processing (steps S19 to S26).

ステップS14,S15において、制御部13は、上限駆動周波数fmになるまで駆動周波数を所定量(例えば、1kHz)ずつ増加させていく。 In steps S14 and S15, the control unit 13 increases the drive frequency by a predetermined amount (for example, 1 kHz) until it reaches the upper limit drive frequency fm.

ステップS16,S17において、制御部13は、0%になるまでブースト率を所定量(例えば、1%)ずつ低下させていく。 In steps S16 and S17, the controller 13 decreases the boost rate by a predetermined amount (for example, 1%) until it reaches 0%.

駆動周波数が上限駆動周波数fmになり、かつブースト率が0%になった後に実行されるステップS18において、制御部13は、1次側回路11を構成する第1~第4スイッチング素子Q1~Q4のオン/オフを終了させる。なお、2次側回路12を構成する第5~第8スイッチング素子Q5~Q8(第5スイッチング素子Q5および第7スイッチング素子Q7はオフ状態を維持しているので、第6スイッチング素子Q6および第8スイッチング素子Q8)のオン/オフは、ブースト率が0%になった時点で終了しているといえる。 In step S18, which is executed after the drive frequency reaches the upper limit drive frequency fm and the boost rate reaches 0%, the control unit 13 controls the first to fourth switching elements Q1 to Q4 constituting the primary circuit 11. on/off. In addition, since the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8 (fifth switching element Q5 and seventh switching element Q7 are maintained in the off state, sixth switching element Q6 and eighth It can be said that the ON/OFF of the switching element Q8) ends when the boost rate becomes 0%.

この終了処理により、DC/DCコンバータ10Aは、安全に放電動作を終了することができる。 By this termination process, the DC/DC converter 10A can safely terminate the discharge operation.

ステップS19において、制御部13は、上位制御器から出力電力指令値を受け取る。制御部13は、出力電力指令値に変更があるまで、ステップS19の実行を保留してもよい。言い換えると、制御部13は、出力電力指令値に変更があった場合に限り、通常処理を実行してもよい。 In step S19, the control unit 13 receives an output power command value from the host controller. The control unit 13 may suspend execution of step S19 until the output power command value is changed. In other words, the control unit 13 may perform normal processing only when the output power command value is changed.

ステップS20において、制御部13は、ステップS2と同様の手法により入力電圧V1を測定する。 In step S20, the control section 13 measures the input voltage V1 by the same method as in step S2.

ステップS21において、制御部13は、測定した入力電圧V1に対応した最適ブースト率および下限駆動周波数を記憶部14から読み取る。 In step S<b>21 , the control unit 13 reads from the storage unit 14 the optimum boost rate and the lower limit drive frequency corresponding to the measured input voltage V<b>1 .

ステップS22において、制御部13は、現在のブースト率とステップS21において読み取った最適ブースト率とを比較する。両者が一致しない場合は、ステップS23に進んでブースト率を増加または低下させた後にステップS24に進む。一方、両者が一致する場合は、ステップS23を経由せずにステップS24に進む。 At step S22, the controller 13 compares the current boost rate with the optimum boost rate read at step S21. If the two do not match, the process proceeds to step S23 to increase or decrease the boost rate, and then proceeds to step S24. On the other hand, if both match, the process proceeds to step S24 without going through step S23.

ステップS23において、制御部13は、最適ブースト率に近づくようにブースト率を所定量(例えば、1%)だけ増加または低下させる。 In step S23, the control unit 13 increases or decreases the boost rate by a predetermined amount (for example, 1%) so as to approach the optimum boost rate.

ステップS24において、制御部13は、ステップS7,S11と同様の手法により出力電力を測定する。 In step S24, the control unit 13 measures the output power using the same method as in steps S7 and S11.

ステップS25において、制御部13は、ステップS24において測定した出力電力とステップS19において受け取った出力電力指令値とを比較する。両者が一致する場合は、動作点の変更をさらに行う必要はないので、[A]に進む。一方、両者が一致しない場合は、動作点(駆動周波数)の変更を続ける必要があるため、ステップS26に進む。 In step S25, the controller 13 compares the output power measured in step S24 with the output power command value received in step S19. If both match, there is no need to further change the operating point, so proceed to [A]. On the other hand, if the two do not match, it is necessary to continue changing the operating point (driving frequency), so the process proceeds to step S26.

ステップS26において、制御部13は、出力電力が出力電力指令値に近づくように駆動周波数を所定量(例えば、1kHz)だけ増加または低下させる。より詳しくは、制御部13は、出力電力が出力電力指令値よりも大きい場合は駆動周波数を増加させ、出力電力が出力電力指令値よりも小さい場合は駆動周波数を低下させる。 In step S26, the control unit 13 increases or decreases the driving frequency by a predetermined amount (for example, 1 kHz) so that the output power approaches the output power command value. More specifically, the control unit 13 increases the driving frequency when the output power is greater than the output power command value, and decreases the driving frequency when the output power is less than the output power command value.

上位制御器から停止指令を受け取らない限り、制御部13は、通常処理(ステップS19~S26)を繰り返し実行する。これにより、DC/DCコンバータ10Aは、ピーク電流が許容電流値を超えるのを防ぎながら、上位制御器から指令された最新の指令値にしたがって出力電力を出力し続けることができる。 Unless a stop command is received from the host controller, the control unit 13 repeats normal processing (steps S19 to S26). As a result, the DC/DC converter 10A can continue to output power according to the latest command value issued from the host controller while preventing the peak current from exceeding the allowable current value.

なお、ピーク電流が許容電流値を超えることによる素子破壊をより確実に防ぐために、制御部13は、ステップS26を実行した後に駆動周波数が下限駆動周波数を下回っていないかどうかを判定することが好ましい。この判定を行わない場合は、ステップS21における下限駆動周波数の読み取りを省略することができる。 In order to more reliably prevent element destruction due to the peak current exceeding the allowable current value, it is preferable that the control unit 13 determines whether the drive frequency is below the lower limit drive frequency after executing step S26. . If this determination is not made, the reading of the lower limit drive frequency in step S21 can be omitted.

[変形例]
以上、本発明に係る電流共振型DC/DCコンバータの実施例について説明してきたが、本発明の構成はこれに限定されるものではない。以下、本発明の代表的な変形例について説明する。
[Modification]
Although the embodiments of the current resonant DC/DC converter according to the present invention have been described above, the configuration of the present invention is not limited to this. Hereinafter, representative modifications of the present invention will be described.

・図10に、本発明の第1変形例に係る電流共振型DC/DCコンバータ10Bを示す。本変形例に係るDC/DCコンバータ10Bは、2次側の共振コイルL2および共振コンデンサC10が省略されている点で実施例に係るDC/DCコンバータ10Aと相違している。双方向の動作が不要な場合は、本変形例の構成を採用することで部品点数を削減することができる。 - FIG. 10 shows a current resonant DC/DC converter 10B according to a first modification of the present invention. The DC/DC converter 10B according to this modification differs from the DC/DC converter 10A according to the embodiment in that the resonance coil L2 and the resonance capacitor C10 on the secondary side are omitted. When bidirectional operation is not required, the number of parts can be reduced by adopting the configuration of this modified example.

・図11に、本発明の第2変形例に係る電流共振型DC/DCコンバータ10Cを示す。本変形例に係るDC/DCコンバータ10Cは、共振コイルL2および共振コンデンサC10が省略されている点と、第5スイッチング素子Q5、第7スイッチング素子Q7、第5コンデンサC5および第7コンデンサC7が省略された2次側回路15を備えている点とにおいて実施例に係るDC/DCコンバータ10Aと相違している。実施例において、第3レグの上アーム(Q5,D5,C5)および第4レグの上アーム(Q7,D7,C7)は、「整流回路」の一部としてしか利用されていなかった。このため、双方向の動作が不要で、かつ2次側における整流をダイオードブリッジ整流とする場合は、本変形例の構成を採用し、スイッチング素子Q5,Q7およびコンデンサC5,C7を省略しても動作に支障はない。 - FIG. 11 shows a current resonance type DC/DC converter 10C according to a second modification of the present invention. In the DC/DC converter 10C according to this modification, the resonance coil L2 and the resonance capacitor C10 are omitted, and the fifth switching element Q5, the seventh switching element Q7, the fifth capacitor C5 and the seventh capacitor C7 are omitted. It is different from the DC/DC converter 10A according to the embodiment in that the secondary side circuit 15 is provided with a secondary side circuit 15 that is designed to be a secondary side circuit. In the example, the upper arm of the 3rd leg (Q5, D5, C5) and the upper arm of the 4th leg (Q7, D7, C7) were only utilized as part of the "rectifier circuit". Therefore, when bidirectional operation is unnecessary and diode bridge rectification is used for rectification on the secondary side, the configuration of this modified example may be adopted and switching elements Q5 and Q7 and capacitors C5 and C7 may be omitted. There is no problem in operation.

・図12に、本発明の第3変形例に係る電流共振型DC/DCコンバータ10Dを示す。本変形例に係るDC/DCコンバータ10Dは、共振コイルL2および共振コンデンサC10が省略されている点と、2次側回路15の代わりに2次側回路16を備えている点とにおいて実施例に係るDC/DCコンバータ10Aと相違している。2次側回路16は、第5~第8ダイオードD5~D8と、第5ダイオードD5および第6ダイオードD6の接続点(トランスTRの2次巻線の一端)と第7ダイオードD7および第8ダイオードD8の接続点(トランスTRの2次巻線の他端)との間に直列に接続された「ブースト回路」としての第9スイッチング素子Q9および第10スイッチング素子Q10と、第9スイッチング素子Q9に並列接続された第9ダイオードD9と、第10スイッチング素子Q10に並列接続された第10ダイオードD10とを備えている。制御部13は、第9スイッチング素子Q9を第6スイッチング素子Q6のごとくオン/オフさせるとともに、第10スイッチング素子Q10を第8スイッチング素子Q8のごとくオン/オフさせることにより、2次側回路16をブースト動作させることができる。本変形例の構成は、双方向の動作が不要な場合に採用することができる。なお、本変形例では、第5~第10ダイオードD5~D10が「整流回路」を構成する。 - FIG. 12 shows a current resonant DC/DC converter 10D according to a third modification of the present invention. The DC/DC converter 10D according to this modification differs from the embodiment in that the resonance coil L2 and the resonance capacitor C10 are omitted and that the secondary circuit 16 is provided instead of the secondary circuit 15. It is different from the DC/DC converter 10A concerned. The secondary circuit 16 includes fifth to eighth diodes D5 to D8, a connection point between the fifth diode D5 and the sixth diode D6 (one end of the secondary winding of the transformer TR), and a seventh diode D7 and an eighth diode. A ninth switching element Q9 and a tenth switching element Q10 as a "boost circuit" connected in series between the connection point of D8 (the other end of the secondary winding of the transformer TR) and the ninth switching element Q9. A ninth diode D9 connected in parallel and a tenth diode D10 connected in parallel to the tenth switching element Q10 are provided. The control unit 13 turns on/off the ninth switching element Q9 like the sixth switching element Q6, and turns on/off the tenth switching element Q10 like the eighth switching element Q8, thereby switching the secondary side circuit 16. Boost can be operated. The configuration of this modified example can be employed when bidirectional operation is not required. In addition, in this modified example, the fifth to tenth diodes D5 to D10 form a "rectifier circuit".

・実施例および第1~第3変形例では共振コンデンサC9および共振コイルL1をトランスTRの1次巻線の一端側にまとめて配置したが、共振コンデンサC9および共振コイルL1は、1次巻線の一端側と他端側に分かれて配置されていてもよいし、1次巻線の他端側にまとめて配置されていてもよい。また、実施例では共振コンデンサC10および共振コイルL2をトランスTRの2次巻線の一端側にまとめて配置したが、共振コンデンサC10および共振コイルL2は、2次巻線の一端側と他端側に分かれて配置されていてもよいし、2次巻線の他端側にまとめて配置されていてもよい。 In the embodiment and the first to third modifications, the resonance capacitor C9 and the resonance coil L1 are collectively arranged on one end side of the primary winding of the transformer TR. They may be arranged separately on one end side and the other end side, or may be collectively arranged on the other end side of the primary winding. Further, in the embodiment, the resonance capacitor C10 and the resonance coil L2 are collectively arranged on one end side of the secondary winding of the transformer TR. may be arranged separately, or may be arranged collectively on the other end side of the secondary winding.

・実施例および第1変形例の制御部13は、ブースト動作を行わないときに、第5~第8スイッチング素子Q5~Q8をオン/オフさせて同期整流を行わせてもよい。この場合は、第5~第8スイッチング素子Q5~Q8および第5~第8ダイオード素子D5~D8が本発明の「整流回路」を構成する。 The control unit 13 of the embodiment and the first modification may turn on/off the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8 to perform synchronous rectification when the boost operation is not performed. In this case, the fifth to eighth switching elements Q5 to Q8 and the fifth to eighth diode elements D5 to D8 constitute the "rectifier circuit" of the present invention.

・実施例(および第1~第3変形例)の制御部13は、起動処理において、ブースト率をゼロから入力電圧V1に対応した最適ブースト率まで増加させた後に駆動周波数を入力電圧V1に対応した下限駆動周波数に向かって低下させ始めるが、順序はこれに限定されない。例えば、制御部13は、ブースト率を増加させ始めた後に(ブースト率が最適ブースト率に到達する前に)駆動周波数を低下させ始めてもよい。また、制御部13は、ブースト率を増加させ始めるとともに駆動周波数を低下させ始め、その後、駆動周波数が下限駆動周波数に到達する前にブースト率を最適ブースト率に到達させてもよい。 ・In the startup process, the control unit 13 of the embodiment (and the first to third modifications) increases the boost rate from zero to the optimum boost rate corresponding to the input voltage V1, and then changes the drive frequency to correspond to the input voltage V1. , but the order is not limited to this. For example, the control unit 13 may start decreasing the drive frequency after starting to increase the boost rate (before the boost rate reaches the optimum boost rate). Alternatively, the control unit 13 may start increasing the boost rate and lowering the drive frequency, and thereafter allow the boost rate to reach the optimum boost rate before the drive frequency reaches the lower limit drive frequency.

・実施例(および第1~第3変形例)の制御部13は、終了処理において、駆動周波数を上限駆動周波数fmまで増加させた後にブースト率を0%に向かって低下させ始めるが、順序はこれに限定されない。例えば、制御部13は、駆動周波数の増加とブースト率の低下を同時に始めさせてもよいし、ブースト率を先に低下させてもよい。 ・In the end processing, the control unit 13 of the embodiment (and the first to third modifications) starts decreasing the boost rate toward 0% after increasing the drive frequency to the upper limit drive frequency fm. It is not limited to this. For example, the control unit 13 may start increasing the driving frequency and decreasing the boost rate at the same time, or may decrease the boost rate first.

10A、10B,10C,10D 電流共振型DC/DCコンバータ
11 1次側回路
12 2次側回路(実施例,第1変形例)
13 制御部
14 記憶部
15 2次側回路(第2変形例)
16 2次側回路(第3変形例)
100 車載バッテリ
110 V2H装置
120 双方向DC/ACインバータ
130 負荷
10A, 10B, 10C, 10D current resonance type DC/DC converter 11 primary side circuit 12 secondary side circuit (embodiment, first modification)
13 control unit 14 storage unit 15 secondary circuit (second modification)
16 secondary circuit (third modification)
100 vehicle battery 110 V2H device 120 bi-directional DC/AC inverter 130 load

Claims (4)

複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成された1次側回路と、複数のスイッチング素子を含むブースト回路および整流回路で構成された2次側回路と、共振コイルおよび共振コンデンサを含む電流共振回路と、前記1次側回路および前記2次側回路の間に設けられたトランスと、前記1次側回路を構成するスイッチング素子および前記2次側回路を構成するスイッチング素子のオン/オフを制御する制御部とを備えた電流共振型DC/DCコンバータであって、
前記1次側回路および前記2次側回路に流れる電流が予め定められた許容電流値を超えず、かつ前記2次側回路から出力される電力が最大となるように予め決定しておいた前記1次側回路を構成するスイッチング素子の駆動周波数の下限値および前記ブースト回路のブースト率を、前記1次側回路に入力される直流電圧毎に下限駆動周波数および最適ブースト率として記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記ブースト回路のブースト動作によって前記1次側回路に入力された直流電圧を昇圧して前記2次側回路から出力させるときに、前記ブースト率が当該直流電圧に対応した前記最適ブースト率に近づいた状態にし、かつ前記駆動周波数が当該直流電圧に対応した前記下限駆動周波数を下回らないように前記1次側回路を構成するスイッチング素子および前記2次側回路を構成するスイッチング素子のオン/オフを制御する
ことを特徴とする電流共振型DC/DCコンバータ。
a primary side circuit composed of a bridge circuit including a plurality of switching elements; a secondary side circuit composed of a boost circuit and a rectifier circuit including a plurality of switching elements; and a current resonance circuit including a resonant coil and a resonant capacitor. , a control for controlling on/off of a transformer provided between the primary circuit and the secondary circuit, a switching element forming the primary circuit, and a switching element forming the secondary circuit; A current resonant DC/DC converter comprising:
The electric current flowing through the primary circuit and the secondary circuit is determined in advance so that the current flowing through the secondary circuit does not exceed a predetermined allowable current value and the power output from the secondary circuit is maximized. a storage unit that stores the lower limit of the driving frequency of the switching element constituting the primary side circuit and the boost rate of the boost circuit as the lower limit driving frequency and the optimum boost rate for each DC voltage input to the primary side circuit; further prepared,
When boosting the DC voltage input to the primary side circuit and outputting the DC voltage from the secondary side circuit by the boost operation of the boost circuit, the control unit increases the boost rate to the optimum DC voltage corresponding to the DC voltage. Switching elements constituting the primary side circuit and switching elements constituting the secondary side circuit so that the boost rate is approached and the drive frequency does not fall below the lower limit drive frequency corresponding to the DC voltage. A current resonance type DC/DC converter characterized by controlling ON/OFF.
前記制御部は、前記1次側回路に入力された直流電圧の前記ブースト動作による昇圧を開始させるとき、前記駆動周波数を予め定められた上限駆動周波数に維持したまま前記ブースト率をゼロから当該直流電圧に対応した前記最適ブースト率まで増加させていった後に、前記駆動周波数を当該直流電圧に対応した前記下限駆動周波数に向かって低下させていく
ことを特徴とする請求項1に記載の電流共振型DC/DCコンバータ。
When the DC voltage input to the primary circuit starts to be boosted by the boost operation, the control unit increases the boost rate from zero while maintaining the drive frequency at a predetermined upper limit drive frequency. 2. The current resonance according to claim 1, wherein after increasing to the optimum boost rate corresponding to the voltage, the driving frequency is decreased toward the lower limit driving frequency corresponding to the DC voltage. type DC/DC converter.
前記制御部は、前記1次側回路に入力された直流電圧の前記ブースト動作による昇圧を終了させるとき、前記ブースト率を前記最適ブースト率に維持したまま前記駆動周波数を前記上限駆動周波数まで増加させていった後に、前記ブースト率をゼロまで低下させていく
ことを特徴とする請求項2に記載の電流共振型DC/DCコンバータ。
The control unit increases the drive frequency to the upper limit drive frequency while maintaining the boost rate at the optimum boost rate when ending the boosting of the DC voltage input to the primary side circuit by the boost operation. 3. A current resonance type DC/DC converter according to claim 2, wherein said boost rate is reduced to zero after the current resonance type DC/DC converter.
前記制御部は、前記ブースト率が前記1次側回路に入力された直流電圧に対応する最適ブースト率に近づいた状態で前記駆動周波数を変化させて、前記2次側回路から出力される電力が所望の出力電力になるように前記1次側回路を構成するスイッチング素子および前記2次側回路を構成するスイッチング素子のオン/オフを制御する
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の電流共振型DC/DCコンバータ。
The control unit changes the drive frequency in a state in which the boost rate approaches an optimum boost rate corresponding to the DC voltage input to the primary circuit so that the power output from the secondary circuit is 4. The on/off control of a switching element forming the primary side circuit and a switching element forming the secondary side circuit is controlled so as to obtain a desired output power. A current resonant DC/DC converter according to any one of the preceding paragraphs.
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