JP4779542B2 - Power converter design method - Google Patents

Power converter design method Download PDF

Info

Publication number
JP4779542B2
JP4779542B2 JP2005285272A JP2005285272A JP4779542B2 JP 4779542 B2 JP4779542 B2 JP 4779542B2 JP 2005285272 A JP2005285272 A JP 2005285272A JP 2005285272 A JP2005285272 A JP 2005285272A JP 4779542 B2 JP4779542 B2 JP 4779542B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
loss
selection target
power
power converter
power conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005285272A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007097346A (en
Inventor
宏和 鈴木
達人 中島
俊輔 田中
純弥 菅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electric Power Co Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electric Power Co Inc filed Critical Tokyo Electric Power Co Inc
Priority to JP2005285272A priority Critical patent/JP4779542B2/en
Publication of JP2007097346A publication Critical patent/JP2007097346A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4779542B2 publication Critical patent/JP4779542B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)

Description

本発明は、電力変換器の設計方法に関する。  The present invention relates to a method for designing a power converter.

電力系統に使用される電力変換器(交直変換器等)は、他励式変換器と自励式変換器とに大別される。他励式変換器は、電力変換用スイッチング素子として主にサイリスタを使用しており損失は小さいが、非対称事故時において運転できない場合がある等の問題点がある。一方、自励式変換器は、非対称事故時にも運転継続が可能であるという利点があるが、電力変換用スイッチング素子としてIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やGTO(Gate Turn-Off thyristor)等を使用しており、他励式変換器と比べて損失が大きいという問題点がある。   Power converters (AC / DC converters, etc.) used in the power system are roughly classified into separately excited converters and self-excited converters. The separately-excited converter mainly uses a thyristor as a switching element for power conversion and has a small loss. However, there is a problem that it cannot be operated in an asymmetrical accident. On the other hand, self-excited converters have the advantage of being able to continue operation even during asymmetrical accidents, but use IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) or GTOs (Gate Turn-Off thyristors) as switching elements for power conversion. However, there is a problem that the loss is larger than that of the separately excited converter.

例えば、特開平10−108474号公報には、電力変換用スイッチング素子としてIGBT等を使用したマルチレベルスイッチング式電力変換器の損失を低減する技術が開示されている。この技術は、異なるスイッチング回数、導通期間で動作する電力変換用スイッチング素子から構成されるマルチレベルスイッチング式電力変換器において、スイッチング回数が少なく導通時間が長い電力変換用スイッチング素子には導通損失の少ない素子を選定し、スイッチング回数が多く導通時間が短い素子にはスイッチング損失の少ない素子を選定することで、システムとしての損失を低減している。
特開平10−108474号公報
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-108474 discloses a technique for reducing the loss of a multilevel switching power converter that uses an IGBT or the like as a power conversion switching element. This technology is a multi-level switching type power converter composed of power conversion switching elements that operate with different switching times and conduction periods, and has less conduction loss for power conversion switching elements with fewer switching times and longer conduction times. By selecting an element and selecting an element having a small switching loss for an element having a large number of switching times and a short conduction time, the loss as a system is reduced.
JP-A-10-108474

ところで、上記のようにマルチレベルスイッチング式電力変換器は、スイッチング周波数が異なる複数の電力変換用スイッチング素子から構成されているが、一般的に用いられる電力変換器は、同一のスイッチング周波数で動作する電力変換用スイッチング素子から構成されている。よって、上記特開平10−108474号公報の技術では、確かにマルチレベルスイッチング式電力変換器の損失を低減することができるが、一般的な電力系統に用いられる電力変換器には適用することができず、汎用性に欠けていた。   By the way, although the multilevel switching type power converter is composed of a plurality of switching elements for power conversion having different switching frequencies as described above, generally used power converters operate at the same switching frequency. It is comprised from the switching element for power conversion. Therefore, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-108474 can surely reduce the loss of the multilevel switching power converter, but it can be applied to a power converter used in a general power system. It was not possible and lacked versatility.

一方、大容量の電力系統に用いられる電力変換器は、装置構成をシンプルにするために、大容量の電力変換用スイッチング素子を少数用いて構成されることが一般的であるが、損失低減やコスト低減等の観点から小容量の電力変換用スイッチング素子を多数用いる方が有利な場合もあり得る。このように小容量の電力変換用スイッチング素子を多数用いる場合において、損失低減やコスト低減を加味した電力変換用スイッチング素子の選定方法は従来では確立されていなかった。
本発明者は、近年のパワーエレクトロニクスの発展に伴って様々な種類や仕様の電力変換用スイッチング素子が開発されている現状に鑑み、電力変換器の設計段階において、損失低減やコスト低減を加味した電力変換用スイッチング素子の選定方法の確立が急務であると考え、本発明を出願するものである。
On the other hand, power converters used in large-capacity power systems are generally configured using a small number of large-capacity power conversion switching elements in order to simplify the device configuration. It may be advantageous to use a large number of switching elements for power conversion with a small capacity from the viewpoint of cost reduction or the like. Thus, in the case where a large number of switching elements for power conversion with a small capacity are used, a method for selecting a switching element for power conversion that takes loss reduction and cost reduction into consideration has not been established.
The present inventor considered loss reduction and cost reduction in the design stage of a power converter in view of the current situation that various types and specifications of switching elements for power conversion have been developed along with the recent development of power electronics. The establishment of a method for selecting a switching element for power conversion is considered an urgent need, and the present invention is filed.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とする。
(1) 所定の損失目標値を達成する電力変換器の設計方法を実現する。
(2) 所定の損失目標値及びコスト目標値を達成する電力変換器の設計方法を実現する。
This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at the following points.
(1) A power converter design method that achieves a predetermined loss target value is realized.
(2) To realize a power converter design method that achieves predetermined loss target values and cost target values.

上記目的を達成するために、本発明では、第1の解決手段として、複数の電力変換用スイッチング素子から構成される電力変換器の設計方法であって、前記電力変換用スイッチング素子の候補となる1つ若しくは複数の選定対象素子について、前記電力変換器の仕様に関するパラメータと選定対象素子の使用条件に関するパラメータとに基づいて各選定対象素子の使用個数を算出する第1の工程と、各選定対象素子の電気的特性に関するパラメータと使用条件に関するパラメータと電力変換器の仕様に関するパラメータとに基づいて前記各選定対象素子を使用した場合の選定対象素子個別の損失を算出する第2の工程と、前記第1の工程で算出された各選定対象素子の使用個数と第2の工程で算出された前記損失とに基づいて電力変換器における総損失を算出する第3の工程と、前記総損失が所定の損失目標値を満たす選定対象素子を電力変換用スイッチング素子として選定する第4の工程とを有する、という手段を採用する。  In order to achieve the above object, according to the present invention, as a first solution, a method for designing a power converter composed of a plurality of power conversion switching elements, which is a candidate for the power conversion switching element A first step of calculating the number of selection target elements for one or a plurality of selection target elements based on a parameter relating to the specifications of the power converter and a parameter relating to a use condition of the selection target element; A second step of calculating a loss of each selection target element when each of the selection target elements is used based on a parameter relating to an electrical characteristic of the element, a parameter relating to a use condition, and a parameter relating to the specification of the power converter; The power converter is based on the number of elements to be selected calculated in the first step and the loss calculated in the second step. A third step of calculating the total loss that the total loss and a fourth step of selecting a selection subject element satisfying a predetermined target loss value as a power converter switching elements, to adopt a means of.

また、本発明では、第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、第4の工程では、前記総損失が最も小さくなる選定対象素子を電力変換用スイッチング素子として選定することを特徴とする。  According to the present invention, as the second solving means, in the first solving means, in the fourth step, the selection target element having the smallest total loss is selected as a power conversion switching element. To do.

また、本発明では、第3の解決手段として、上記第1または2の解決手段において、各選定対象素子の単価と前記第1の工程で算出された各選定対象素子の使用個数とから各選定対象素子を使用した場合の初期コストを算出する工程と、電力変換器の運転計画及び総損失に基づいてランニングコストを算出する工程と、前記初期コスト及びランニングコストに基づいて電力変換器における総コストを算出する工程と、前記総コストが所定のコスト目標値を満たす選定対象素子を電力変換用スイッチング素子として選定する工程とをさらに有することを特徴とする。  Further, in the present invention, as the third solving means, in the first or second solving means, each selection is made from the unit price of each selection target element and the used number of each selection target element calculated in the first step. A step of calculating an initial cost when the target element is used, a step of calculating a running cost based on an operation plan and a total loss of the power converter, and a total cost in the power converter based on the initial cost and the running cost And a step of selecting, as a power conversion switching element, a selection target element whose total cost satisfies a predetermined cost target value.

また、本発明では、第4の解決手段として、上記第3の解決手段において、前記総コス
トが最も小さくなる選定対象素子を電力変換用スイッチング素子として選定することを特徴とする。
In the present invention, as a fourth solving means, in the third solving means, the selection target element having the smallest total cost is selected as a switching element for power conversion.

また、本発明では、第5の解決手段として、複数の電力変換用スイッチング素子から構成される電力変換器の設計方法であって、前記電力変換用スイッチング素子の候補となる1つ若しくは複数の選定対象素子について、前記電力変換器の仕様に関するパラメータと選定対象素子の使用条件に関するパラメータとに基づいて各選定対象素子の使用個数を算出する第1の工程と、各選定対象素子の電気的特性に関するパラメータと使用条件に関するパラメータと電力変換器の仕様に関するパラメータとに基づいて前記各選定対象素子を使用した場合の選定対象素子個別の損失をスイッチング周波数の関数として算出する第2の工程と、所定の損失目標値と電力変換器の仕様に関するパラメータとに基づいて電力変換器における総損失を算出する第3の工程と、該第3の工程で算出された総損失と前記第2工程で算出されたスイッチング周波数の関数である損失とに基づいて各選定対象素子を動作させるスイッチング周波数を算出する第4の工程と、前記スイッチング周波数が最も高い選定対象素子を電力変換用スイッチング素子として選定する第5の工程とを有する、という手段を採用する。  In the present invention, as a fifth solving means, there is provided a method for designing a power converter composed of a plurality of power conversion switching elements, wherein one or a plurality of selections as candidates for the power conversion switching elements are selected. A first step of calculating the number of use of each selection target element based on a parameter relating to the specifications of the power converter and a parameter relating to a use condition of the selection target element, and an electrical characteristic of each selection target element; A second step of calculating, as a function of the switching frequency, a loss of the individual selection target element when each of the selection target elements is used based on a parameter, a parameter relating to usage conditions, and a parameter relating to the specifications of the power converter; Calculate the total loss in the power converter based on the target loss value and parameters related to the power converter specifications A switching frequency for operating each selection target element based on the third step, the total loss calculated in the third step, and the loss that is a function of the switching frequency calculated in the second step. And a fifth step of selecting the selection target element having the highest switching frequency as a power conversion switching element.

本発明によれば、所定の損失目標値を達成する電力変換用スイッチング素子を選定することが可能であり、また、所定の損失目標値及びコスト目標値を達成する電力変換用スイッチング素子を選定することが可能である。その結果、所定の損失目標値やコスト目標値を達成する電力変換器を設計することが可能となり、任意に上記損失目標値やコスト目標値を変更することによって、例えば損失及びコストを最小限に抑えた電力変換器を設計することも可能となる。   According to the present invention, it is possible to select a power conversion switching element that achieves a predetermined loss target value, and to select a power conversion switching element that achieves a predetermined loss target value and cost target value. It is possible. As a result, it becomes possible to design a power converter that achieves a predetermined loss target value and cost target value, and by arbitrarily changing the loss target value and cost target value, for example, loss and cost can be minimized. It is also possible to design a suppressed power converter.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、図18に示すように3相電力系統Aから変圧器Bを介して供給される3相交流電力Pinを直流電力Poutに変換する交流/直流電力変換器Cの設計方法に関するものである。図18において、3相電力系統Aは、例えば系統周波数60Hzの3相交流電力を変圧器Bに供給する。変圧器Bは、上記3相電力系統Aから供給された3相交流電力を所定の電圧値に変圧し、3相交流電力Pin、具体的には、a相交流電力Pa、b相交流電力Pb及びc相交流電力Pcを交流/直流電力変換器Cに出力する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment, the design method of the AC / DC power converter C which converts the 3-phase AC power P in supplied through a transformer B from 3-phase power system A as shown in Figure 18 into DC power P out It is about. In FIG. 18, the three-phase power system A supplies, for example, three-phase AC power with a system frequency of 60 Hz to the transformer B. The transformer B transforms the three-phase AC power supplied from the three-phase power system A into a predetermined voltage value, and converts the three-phase AC power P in , specifically, the a-phase AC power Pa and the b-phase AC power. The Pb and c-phase AC power Pc is output to the AC / DC power converter C.

交流/直流電力変換器Cは、第1の電力変換用スイッチング素子c1〜第6の電力変換用スイッチング素子c6から構成されている。変圧器Bから出力されたa相交流電力Paは第1の電力変換用スイッチング素子c1及び第2の電力変換用スイッチング素子c2の一端に入力され、b相交流電力Pbは第3の電力変換用スイッチング素子c3及び第4の電力変換用スイッチング素子c4の一端に入力され、またc相交流電力Pcは第5の電力変換用スイッチング素子c5及び第6の電力変換用スイッチング素子c6の一端に入力される。   The AC / DC power converter C includes first power conversion switching elements c1 to sixth power conversion switching elements c6. The a-phase AC power Pa output from the transformer B is input to one end of the first power conversion switching element c1 and the second power conversion switching element c2, and the b-phase AC power Pb is used for the third power conversion. The switching element c3 and the fourth power conversion switching element c4 are input to one end, and the c-phase AC power Pc is input to one end of the fifth power conversion switching element c5 and the sixth power conversion switching element c6. The

第1の電力変換用スイッチング素子c1、第3の電力変換用スイッチング素子c3及び第5の電力変換用スイッチング素子c5の他端は第1の出力端子1及び平滑コンデンサdの一端に接続されている。一方、第2の電力変換用スイッチング素子c2、第4の電力変換用スイッチング素子c4及び第6の電力変換用スイッチング素子c6の他端は第2の出力端子2及び平滑コンデンサdの他端に接続されている。上記第1の電力変換用スイッチング素子c1〜第6の電力変換用スイッチング素子c6は、半導体スイッチング素子、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。交流/直流電力変換器Cは、これらIGBTをPWM(Pulse Width Modulation)制御することにより3相交流電力Pinを直流電力Poutに変換して第1の出力端子1に出力する。平滑コンデンサdは、上記直流電力Poutに含まれている交流成分を低減するために設けられているものである。なお、図18において、IGBTをPWM制御する制御部は省略している。 The other ends of the first power conversion switching element c1, the third power conversion switching element c3, and the fifth power conversion switching element c5 are connected to one end of the first output terminal 1 and the smoothing capacitor d. . On the other hand, the other ends of the second power conversion switching element c2, the fourth power conversion switching element c4, and the sixth power conversion switching element c6 are connected to the second output terminal 2 and the other end of the smoothing capacitor d. Has been. The first power conversion switching element c1 to the sixth power conversion switching element c6 are semiconductor switching elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). AC / DC power converter C outputs these IGBT in PWM (Pulse Width Modulation) control the first output terminal 1 converts the three-phase AC power P in the DC power P out by. The smoothing capacitor d is provided to reduce the AC component contained in the DC power Pout . In FIG. 18, a control unit that performs PWM control of the IGBT is omitted.

上記のような交流/直流電力変換器Cの構成を踏まえて、当該交流/直流電力変換器Cの設計方法について以下説明する。図1は、交流/直流電力変換器Cの変換器損失を最小限にする電力変換用スイッチング素子の選定手順を示すフローチャートである。  Based on the configuration of the AC / DC power converter C as described above, a design method of the AC / DC power converter C will be described below. FIG. 1 is a flowchart showing a procedure for selecting a switching element for power conversion that minimizes the converter loss of the AC / DC power converter C.

まず、選定対象素子となる電力変換用スイッチング素子を決定する(ステップ1)。この電力変換用スイッチング素子は、一般的に市販されているものから選べば良く、本実施形態では、定格1700V−800A、定格3300V−800A、定格1700V−1200A、定格3300V−1200Aの4つのIGBTを選定対象素子として決定した場合について説明する。なお、もちろん他の仕様のIGBTを選んでも良いし、さらに複数選んでも良い。また、他の電力変換用スイッチング素子、例えばGTO(Gate Turn-Off thyristor)等を選んでも良い。  First, a power conversion switching element to be selected is determined (step 1). The switching element for power conversion may be selected from commercially available ones. In this embodiment, four IGBTs having a rating of 1700 V-800 A, a rating of 3300 V-800 A, a rating of 1700 V-1200 A, and a rating of 3300 V-1200 A are used. The case where it determines as a selection object element is demonstrated. Of course, IGBTs with other specifications may be selected, or more than one may be selected. Also, other power conversion switching elements such as GTO (Gate Turn-Off thyristor) may be selected.

以下のステップS2〜S5は、コンピュータシミュレーションによる数値計算によって交流/直流電力変換器Cの変換器損失が最小となる電力変換用スイッチング素子を求める工程である。よって、以下説明する処理は、コンピュータシミュレーション上で行われるものである。  The following steps S2 to S5 are steps for obtaining a power conversion switching element that minimizes the converter loss of the AC / DC power converter C by numerical calculation by computer simulation. Therefore, the processing described below is performed on computer simulation.

さて、上記のように選定対象素子を決定すると、次に図2に示すように、変換器容量P、使用電圧V、第1使用電流I、第2使用電流Irms、変調率m、力率cosφ、スナバ容量Cs、スイッチング周波数fs、出力電力Xpu、第1の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM1、第1定数β、第2定数s1、第3定数t、第4定数u、第5定数w、第2の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM2、第6定数s2、最大コレクタ電流ICM、ターンオン損失エネルギEONM、ターンオフ損失エネルギEOFFM、還流ダイオードのリカバリ損失エネルギERECM、直流電圧/線間交流電圧比k(=Vdc/Vac)をコンピュータシミュレーションに入力する(ステップS2)。 Now, when the element to be selected is determined as described above, as shown in FIG. 2, next, as shown in FIG. 2, the converter capacitance P, the use voltage V 1 , the first use current I P , the second use current I rms , the modulation factor m, Power factor cos φ, snubber capacitance Cs, switching frequency fs, output power X pu , first maximum collector-emitter voltage V CM1 , first constant β, second constant s1, third constant t, fourth constant u, first 5 constants w, second maximum collector-emitter voltage V CM2 , sixth constant s2, maximum collector current I CM , turn-on loss energy E ONM , turn-off loss energy E OFFM , freewheeling diode recovery loss energy E RECM , DC voltage The line-to-line AC voltage ratio k (= V dc / V ac ) is input to the computer simulation (step S2).

なお、上記変数の内、変換器容量P、変調率m、力率cosφ、スイッチング周波数fs、出力電力Xpu及び直流電圧/線間交流電圧比kは、交流/直流電力変換器Cの仕様に関するパラメータであり、使用電圧V、第1使用電流I、第2使用電流Irms及びスナバ容量Csは選定対象素子の使用条件に関するパラメータであり、第1の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM1、第1定数β、第2定数s1、第3定数t、第4定数u、第5定数w、第2の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM2、第6定数s2、最大コレクタ電流Icm、ターンオン損失エネルギEONM、ターンオフ損失エネルギEOFFM及びリカバリ損失エネルギERECMは、選定対象素子の電気的特性に関するパラメータである。 Among the above variables, the converter capacity P, the modulation factor m, the power factor cosφ, the switching frequency fs, the output power Xpu, and the DC voltage / line AC voltage ratio k relate to the specifications of the AC / DC power converter C. The use voltage V 1 , the first use current I P , the second use current I rms, and the snubber capacity Cs are parameters relating to the use conditions of the element to be selected, and the first maximum collector-emitter voltage V CM1 , First constant β, second constant s1, third constant t, fourth constant u, fifth constant w, second maximum collector-emitter voltage V CM2 , sixth constant s2, maximum collector current I cm , turn-on loss The energy E ONM , the turn-off loss energy E OFFM, and the recovery loss energy E RECM are parameters related to the electrical characteristics of the element to be selected.

ここで、変換器容量Pは、交流/直流電力変換器Cを設計するに当たり予め仕様で決められている値であり、本実施形態では変換器容量P=300(MVA)とする。使用電圧Vは、電力変換用スイッチング素子の使用電圧値であり、およそ定格の半分程度の値とする。従って、本実施形態では、図2に示すように、定格1700V−800Aの電力変換用スイッチング素子(以下、第1素子という)及び定格1700V−1200Aの電力変換用スイッチング素子(以下、第3素子という)の使用電圧Vを850(V)、定格3300V−800Aの電力変換用スイッチング素子(以下、第2素子という)及び定格3300V−1200Aの電力変換用スイッチング素子(以下、第4素子という)の使用電圧Vを1650(V)とする。 Here, the converter capacity P is a value determined by specifications in advance when designing the AC / DC power converter C, and in this embodiment, the converter capacity P = 300 (MVA). Use voltages V 1 is the use voltage of the power converter switching elements, and approximately half of the value of the rating. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a switching element for power conversion rated at 1700V-800A (hereinafter referred to as a first element) and a switching element for power conversion rated at 1700V-1200A (hereinafter referred to as a third element). use voltages V 1 to 850 (V)) of the power conversion switching element rated 3300V-800A (hereinafter, the power conversion switching element referred to as a second element) and rated 3300V-1200A (hereinafter, referred to as a fourth element) the use voltages V 1 and 1650 (V).

第1使用電流Iは、電力変換用スイッチング素子の使用交流電流のピーク値であり、およそ定格の2/3以下とする。本実施形態では、図2に示すように、第1素子及び第2素子共に第1使用電流I=368(A)とし、第3素子及び第4素子共に第1使用電流I=566(A)とする。第2使用電流Irmsは、第1使用電流Iの実効値であり、Irms=I/√2である。この第2使用電流Irmsは予め計算した値を入力しても良いし、第1使用電流Iから自動的に計算されるようにしても良い。 The first use current IP is a peak value of the use AC current of the switching element for power conversion, and is approximately 2/3 or less of the rating. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the first and second elements both have a first use current I P = 368 (A), and the third and fourth elements both have a first use current I P = 566 ( A). The second use current I rms is an effective value of the first use current I P , and I rms = I P / √2. The second use current I rms is may be inputted in advance calculated value, may be calculated automatically from the first use current I P.

変調率mは、PWM制御における変調率であり、線間交流電圧Vac(実効値)及び電力変換後の直流電圧Vdcに対し下記(1)式のような関係が成立する。本実施形態では、変調率m=1とする。 The modulation factor m is a modulation factor in PWM control, and the following relationship is established with respect to the line-to-line AC voltage V ac (effective value) and the DC voltage V dc after power conversion. In the present embodiment, the modulation factor m = 1.

Figure 0004779542
Figure 0004779542

力率cosφは、変換器力率であり、本実施形態では力率cosφ=1とする。スナバ容量Csは、電力変換用スイッチング素子に付加されるスナバ回路に用いられるスナバコンデンサの容量である。スナバ回路とは、周知のように、電力変換用スイッチング素子がオフした時に、回路の配線インダクタンスの蓄積エネルギによる過電圧から電力変換用スイッチング素子を保護する目的で挿入される回路である。このスナバ容量Csは、電力変換用スイッチング素子に流れる電流値に応じて変更される。本実施形態では、第1素子及び第2素子においてスナバ容量Cs=0.1(μF)とし、第3素子および第4素子においてスナバ容量Cs=0.15(μF)とする。   The power factor cosφ is a converter power factor, and in this embodiment, the power factor cosφ = 1. The snubber capacity Cs is a capacity of a snubber capacitor used in a snubber circuit added to the power conversion switching element. As is well known, the snubber circuit is a circuit inserted for the purpose of protecting the power conversion switching element from an overvoltage caused by the accumulated energy of the wiring inductance of the circuit when the power conversion switching element is turned off. The snubber capacity Cs is changed according to the value of the current flowing through the power conversion switching element. In this embodiment, the snubber capacitance Cs = 0.1 (μF) in the first element and the second element, and the snubber capacitance Cs = 0.15 (μF) in the third element and the fourth element.

スイッチング周波数fsは、PWM制御における電力変換用スイッチング素子のスイッチング周波数であり、本実施形態では、スイッチング周波数fs=1000(Hz)とする。出力電力Xpuは、交流/直流電力変換器Cの最大出力電力に対する運転時の出力電力比である。つまり、最大出力電力に対して100%の運転を行う場合には、出力電力Xpu=1となり、最大出力電力に対して50%の運転を行う場合には、出力電力Xpu=0.5となる。本実施形態では、出力電力Xpu=1とする。 The switching frequency fs is a switching frequency of the switching element for power conversion in PWM control, and in this embodiment, the switching frequency fs = 1000 (Hz). The output power X pu is a ratio of output power during operation to the maximum output power of the AC / DC power converter C. That is, when 100% operation is performed with respect to the maximum output power, the output power X pu = 1, and when 50% operation is performed with respect to the maximum output power, the output power X pu = 0.5. It becomes. In the present embodiment, the output power X pu = 1.

第1の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM1は、各第1〜第4素子の電気的特性を示すデータシートに基づいて入力する。本実施形態において、第1の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM1をゲート・エミッタ間電圧VGE=15(V)、接合温度T=125°Cの場合の値とし、第1素子では3.3(V)、第2素子では4.8(V)、第3素子では3.4(V)、第4素子では4.8(V)とする。 The first maximum collector-emitter voltage VCM1 is input based on a data sheet indicating the electrical characteristics of the first to fourth elements. In the present embodiment, the first maximum collector-emitter voltage V CM1 is set to a value when the gate-emitter voltage V GE = 15 (V) and the junction temperature T j = 125 ° C. 3 (V), 4.8 (V) for the second element, 3.4 (V) for the third element, and 4.8 (V) for the fourth element.

第1定数βは、電力用スイッチング素子の第1使用電流相電流Iと最大コレクタ電流ICMを用いると、β=I/ICMである。なお、最大コレクタ電流ICMも上記データシートに基づく値である。本実施形態では、第1〜第4素子共に第1定数β=0.75とする。 The first constant β is β = I P / I CM when the first use current phase current I P and the maximum collector current I CM of the power switching element are used. The maximum collector current I CM is also a value based on the data sheet. In the present embodiment, the first constant β is set to 0.75 for both the first to fourth elements.

第2定数s1は、上記データシートに基づいて以下のように求められる。図3は、電力変換用スイッチング素子の接合温度T=125°C、ゲート・エミッタ間電圧VGE=15(V)におけるコレクタ電流I−コレクタ・エミッタ間電圧VCE特性の一例を示すものである。この図に示すように、非線形であるコレクタ電流I−コレクタ・エミッタ間電圧VCE特性の線形近似を行い、近似直線L1と横軸との交点をVC1とすると、VC1=s1・VCM1の関係が成立する。つまり、第2定数s1=VC1/VCM1となる。このようにデータシートに基づいて第2定数s1を各第1〜第4素子毎に予め求めておく。本実施形態では、第1素子、第2素子及び第4素子の第2定数s1を0.38とし、第3素子の第2定数s1を0.32とする。 The second constant s1 is obtained as follows based on the data sheet. FIG. 3 shows an example of the collector current I C -collector-emitter voltage V CE characteristics at the junction temperature T j = 125 ° C. of the power conversion switching element and the gate-emitter voltage V GE = 15 (V). It is. As shown in this figure, the collector current I C is a non-linear - performs a linear approximation of the collector-emitter voltage V CE characteristic, when the intersection between the approximate straight line L1 and the horizontal axis is V C1, V C1 = s1 · V The relationship of CM1 is established. That is, the second constant s1 = V C1 / V CM1 . As described above, the second constant s1 is obtained in advance for each of the first to fourth elements based on the data sheet. In the present embodiment, the second constant s1 of the first element, the second element, and the fourth element is set to 0.38, and the second constant s1 of the third element is set to 0.32.

第3定数tは、同様にデータシートに基づいて以下のように求められる。図4(a)は縦軸をスイッチング損失、横軸をコレクタ電流Iとした場合のターンオン損失エネルギEON特性の一例である。この図に示すように、非線形であるターンオン損失エネルギEON特性の線形近似を行い、近似直線L2と縦軸との交点をEON1とすると、EON1=t・EONMの関係が成立する(EONMは最大コレクタ電流ICMの時のターンオン損失エネルギ)。つまり、第3定数t=EON1/EONMとなる。このようにデータシートに基づいて第3定数tを各第1〜第4素子毎に予め求めておく。本実施形態では、第1素子、第2素子及び第3素子の第3定数tを0とし、第4素子の第3定数tを0.01とする。 Similarly, the third constant t is obtained as follows based on the data sheet. 4 (a) is the switching loss and the vertical axis, which is an example of the turn-on loss energy E ON characteristics when the horizontal axis represents the collector current I C. As shown in this figure, performs a linear approximation of turn-on loss energy E ON characteristic is non-linear, when the intersection between the approximate straight line L2 and the vertical axis the E ON1, E ON1 = relationship t · E ONM is established ( E ONM is the turn-on loss energy at the maximum collector current I CM ). That is, the third constant t = E ON1 / E ONM . As described above, the third constant t is obtained in advance for each of the first to fourth elements based on the data sheet. In the present embodiment, the third constant t of the first element, the second element, and the third element is 0, and the third constant t of the fourth element is 0.01.

第4定数uも同様にデータシートに基づいて以下のように求められる。図4(b)は縦軸をスイッチング損失、横軸をコレクタ電流Iとした場合のターンオフ損失エネルギEOFF特性の一例である。この図に示すように、非線形であるターンオフ損失エネルギEOFF特性の線形近似を行い、近似直線L3と縦軸との交点をEOFF1とすると、EOFF1=u・EOFFMの関係が成立する(EOFFMは最大コレクタ電流ICMの時のターンオフ損失エネルギ)。つまり、第4定数u=EOFF1/EOFFMとなる。このようにデータシートに基づいて第4定数uを各第1〜第4素子毎に予め求めておく。本実施形態では、第1素子の第4定数uを0.5、第2素子の第4定数uを0.19、第3素子の第4定数uを0.31、第4素子の第4定数uを0.16とする。 Similarly, the fourth constant u is obtained as follows based on the data sheet. FIG. 4 (b) switching loss and the vertical axis, which is an example of a turn-off loss energy E OFF characteristics when the horizontal axis represents the collector current I C. As shown in this figure, when a linear approximation of the non-linear turn-off loss energy E OFF characteristic is performed and the intersection of the approximate straight line L3 and the vertical axis is E OFF1 , the relationship of E OFF1 = u · E OFFM is established ( E OFFM is the turn-off loss energy at the maximum collector current I CM ). That is, the fourth constant u = E OFF1 / E OFFM . As described above, the fourth constant u is obtained in advance for each of the first to fourth elements based on the data sheet. In the present embodiment, the fourth constant u of the first element is 0.5, the fourth constant u of the second element is 0.19, the fourth constant u of the third element is 0.31, and the fourth constant u of the fourth element is fourth. The constant u is set to 0.16.

第5定数wも同様にデータシートに基づいて以下のように求められる。図4(c)は縦軸をスイッチング損失、横軸をコレクタ電流Iとした場合のリカバリ損失エネルギEREC特性の一例である。この図に示すように、非線形であるリカバリ損失エネルギEREC特性の線形近似を行い、近似直線L4と縦軸との交点をEREC1とすると、EREC1=w・ERECMの関係が成立する(ERECMは最大コレクタ電流ICMの時のリカバリ損失エネルギ)。つまり、第5定数w=EREC1/ERECMとなる。このようにデータシートに基づいて第5定数wを各第1〜第4素子毎に予め求めておく。本実施形態では、第1素子の第5定数wを0.33、第2素子の第5定数wを0.67、第3素子の第5定数wを0.27、第4素子の第5定数wを0.59とする。 Similarly, the fifth constant w is obtained as follows based on the data sheet. FIG. 4 (c) switching loss and the vertical axis, which is an example of a recovery loss energy E REC characteristics when the horizontal axis represents the collector current I C. As shown in this figure, when a linear approximation of the nonlinear recovery loss energy E REC characteristic is performed and the intersection of the approximate straight line L4 and the vertical axis is E REC1 , the relationship of E REC1 = w · E RECM is established ( E RECM is recovery loss energy at maximum collector current I CM ). That is, the fifth constant w = E REC1 / E RECM. As described above, the fifth constant w is obtained in advance for each of the first to fourth elements based on the data sheet. In the present embodiment, the fifth constant w of the first element is 0.33, the fifth constant w of the second element is 0.67, the fifth constant w of the third element is 0.27, and the fifth constant w of the fourth element. The constant w is set to 0.59.

第2の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM2は、IGBTの環流ダイオードの最大コレクタ・エミッタ間電圧であり、上記第1の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM1と同様、データシートに基づいて入力する。本実施形態では、第1素子の第2の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM2を2.1(V)、第2素子の第2の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM2を3.2(V)、第3素子の第2の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM2を2.1(V)、第4素子の第2の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM2を3.2(V)とする。 The second maximum collector-emitter voltage VCM2 is the maximum collector-emitter voltage of the IGBT freewheeling diode, and is input based on the data sheet in the same manner as the first maximum collector-emitter voltage VCM1 . In the present embodiment, the second maximum collector-emitter voltage VCM2 of the first element is 2.1 (V), and the second maximum collector-emitter voltage VCM2 of the second element is 3.2 (V). , the second maximum collector-emitter voltage V CM2 of the third element 2.1 (V), the second maximum collector-emitter voltage V CM2 of the fourth element 3.2 and (V).

第6定数s2は、環流ダイオードにおけるコレクタ電流I−コレクタ・エミッタ間電圧VCE特性に基づいて第2定数s1と同様に求める。具体的には、図5に示すように環流ダイオードにおけるコレクタ電流I−コレクタ・エミッタ間電圧VCE特性の線形近似を行い、近似直線L5と横軸との交点をVC2とすると、VC2=s2・VCM2の関係が成立する。つまり、第6定数s2=VC2/VCM2となる。このように第6定数s2を各第1〜第4素子毎に予め求めておく。本実施形態では、第1素子の第6定数s2を0.38、第2素子及び第4素子の第6定数s2を0.34とし、第3素子の第6定数s2を0.36とする。 The sixth constant s2 is obtained in the same manner as the second constant s1 based on the collector current I C -collector-emitter voltage V CE characteristics in the freewheeling diode. Specifically, the collector current I C in the wheeling diode as shown in FIG. 5 - performs a linear approximation of the collector-emitter voltage V CE characteristic, when the intersection of the approximate line L5 and the horizontal axis is V C2, V C2 = S2 · VCM2 is established. That is, the sixth constant s2 = V C2 / V CM2 . As described above, the sixth constant s2 is obtained in advance for each of the first to fourth elements. In the present embodiment, the sixth constant s2 of the first element is 0.38, the sixth constant s2 of the second element and the fourth element is 0.34, and the sixth constant s2 of the third element is 0.36. .

最大コレクタ電流ICMはコレクタ電流Iの最大定格であり、本実施形態では、第1素子及び第2素子の最大コレクタ電流ICMを800(A)、第3素子及び第4素子の最大コレクタ電流ICMを1200(A)とする。ターンオン損失エネルギEONM、ターンオフ損失エネルギEOFFM及びリカバリ損失エネルギERECMは、上述したように図4から求められる。本実施形態では、ターンオン損失エネルギEONMとして第1素子では0.3(J)、第2素子では1.6(J)、第3素子では0.45(J)、第4素子では1.75(J)を用いるとする。また、ターンオフ損失エネルギEOFFMとして第1素子では0.3(J)、第2素子では0.8(J)、第3素子では0.45(J)、第4素子では1.02(J)を用いるとする。さらに、リカバリ損失エネルギERECMとして第1素子では0.15(J)、第2素子では0.3(J)、第3素子では0.22(J)、第4素子では0.44(J)を用いるとする。 Maximum collector current I CM is the maximum rating of the collector current I C, in the present embodiment, the maximum collector current I CM of the first element and second element 800 (A), the maximum collector of the third element and the fourth element The current I CM is set to 1200 (A). As described above, the turn-on loss energy E ONM , the turn-off loss energy E OFFM, and the recovery loss energy E RECM are obtained from FIG. In this embodiment, the turn-on loss energy E ONM is 0.3 (J) for the first element, 1.6 (J) for the second element, 0.45 (J) for the third element, and 1.5 for the fourth element. 75 (J) is used. Further, the turn-off loss energy E OFFM is 0.3 (J) for the first element, 0.8 (J) for the second element, 0.45 (J) for the third element, and 1.02 (J for the fourth element). ). Further, the recovery loss energy E RECM is 0.15 (J) for the first element, 0.3 (J) for the second element, 0.22 (J) for the third element, and 0.44 (J for the fourth element). ).

直流電圧/線間交流電圧比kは、上記(1)式に示すように変調率mに依存する。従って、本実施形態では変調率m=1であるので、直流電圧/線間交流電圧比kは上記(1)式から第1〜第4素子共に1.6となる。この直流電圧/線間交流電圧比kは、予め計算した値を入力しても良いし、変調率mから自動的に計算されるようにしても良い。  The DC voltage / line AC voltage ratio k depends on the modulation factor m as shown in the above equation (1). Therefore, since the modulation factor m = 1 in the present embodiment, the DC voltage / line AC voltage ratio k is 1.6 for both the first to fourth elements from the above equation (1). The DC voltage / line AC voltage ratio k may be a value calculated in advance, or may be automatically calculated from the modulation factor m.

以上のように、交流/直流電力変換器Cの仕様や各素子のデータシートに基づいて各変数を入力すると、次に素子数Nの算出を行う(ステップS3)。例えば、図18に示すように1つの電力変換用スイッチング素子(図18では第6の電力変換用スイッチング素子c6)が、並列数N×直列数N個の電力変換用スイッチング素子から構成されると想定すると、線間交流電圧Vacは変換器容量P、第2使用電流Irms及び並列数Nからなる下記(2)式で表される。 As described above, when each variable is input based on the specifications of the AC / DC power converter C and the data sheet of each element, the number N of elements is calculated (step S3). For example, one power conversion switching element as shown in FIG. 18 (a power conversion switching element c6 sixth in FIG. 18) is composed of a parallel number N P × number of series the N S power conversion switching element assuming that, the line-to-line AC voltage V ac is expressed by the following equation (2) consisting of converter capacity P, second working current I rms and the number of parallel N P.

Figure 0004779542
Figure 0004779542

また、上記(2)式を上記(1)式に代入すると、下記(3)式が得られる。  Further, when the formula (2) is substituted into the formula (1), the following formula (3) is obtained.

Figure 0004779542
Figure 0004779542

一方、直列数Nは、直流電圧Vdc/使用電圧Vであるから、上記(3)式から下記(4)式が得られる。すなわち、並列数N×直列数Nは下記(5)式で表される。よって、交流/直流電力変換器C全体における素子数Nは下記(6)式で表される。 On the other hand, the series number N S, since a DC voltage V dc / operating voltage V 1, the following (4) from equation (3) is obtained. Namely, the parallel number N P × series number N S is expressed by the following equation (5). Therefore, the number N of elements in the entire AC / DC power converter C is expressed by the following equation (6).

Figure 0004779542
Figure 0004779542

上記(6)式から各第1〜第4素子を使用した場合の素子数Nを算出した結果を図6に示す。続いて、各第1〜第4素子における導通損失PCOND1、ターンオン損失PON、ターンオフ損失POFF、スナバ損失PSNB、環流ダイオードにおける導通損失PCOND2、リカバリ損失PRECを下記(7)〜(12)式に基づいて算出する(ステップS4)。これらの算出結果を図6に示す。 FIG. 6 shows the result of calculating the number N of elements when each of the first to fourth elements is used from the above equation (6). Subsequently, the conduction loss P COND1 , the turn-on loss P ON , the turn-off loss P OFF , the snubber loss P SNB , the conduction loss P COND2 , and the recovery loss P REC in the freewheeling diode in each of the first to fourth elements are represented by the following (7) to ( 12) Calculate based on the equation (step S4). These calculation results are shown in FIG.

Figure 0004779542
Figure 0004779542

そして、下記(13)式に基づいて交流/直流電力変換器C全体における合計損失Ptotalを算出し、変換器損失δを下記(14)式に基づいて算出する(ステップS5)。 Then, the total loss Ptotal in the entire AC / DC power converter C is calculated based on the following equation (13), and the converter loss δ is calculated based on the following equation (14) (step S5).

Figure 0004779542
Figure 0004779542

図6に合計損失Ptotal及び変換器損失δの算出結果を示す。変換器損失δの算出結果からわかるように、第3素子を使用した場合が最も変換器損失δが小さく、以下第1素子、第4素子、第2素子の順となる。つまり、交流/直流電力変換器Cの電力変換用スイッチング素子として第3素子を選定する(ステップS6)。以上のように、図1に示す処理手順に従って第3素子を選定し、当該第3素子をN個(4892個)使用して交流/直流電力変換器Cを構成することにより、変換器損失δを最低限に抑えることが可能となる。 FIG. 6 shows the calculation results of the total loss Ptotal and the converter loss δ. As can be seen from the calculation result of the converter loss δ, when the third element is used, the converter loss δ is the smallest, and in the following order, the first element, the fourth element, and the second element. That is, the third element is selected as the power conversion switching element of the AC / DC power converter C (step S6). As described above, the third element is selected according to the processing procedure shown in FIG. 1, and the AC / DC power converter C is configured by using N (4892) third elements, thereby converting the converter loss δ. Can be minimized.

なお、図7はスイッチング周波数fsのみ800Hzに変更した場合の変換器損失δの算出結果である。図8はスイッチング周波数fsのみ500Hzに変更した場合の変換器損失δの算出結果である。これらの算出結果から、スイッチング周波数fsが変わると変換器損失δの大きさが変動し、電力変換用スイッチング素子の選定順位も変動することがわかる。また、他の変数を変更することにより同様に電力変換用スイッチング素子の選定順位が変動する。従って、予め様々な条件について各電力変換用スイッチング素子の変換器損失δを求めておけば、交流/直流電力変換器Cの設計段階において、設計条件に見合う最適な電力変換用スイッチング素子を非常に効率良く選定することが可能である。  FIG. 7 shows the calculation result of the converter loss δ when only the switching frequency fs is changed to 800 Hz. FIG. 8 shows the calculation result of the converter loss δ when only the switching frequency fs is changed to 500 Hz. From these calculation results, it can be seen that when the switching frequency fs changes, the magnitude of the converter loss δ changes, and the selection order of the power conversion switching elements also changes. Moreover, the selection order of the switching elements for power conversion changes similarly by changing other variables. Therefore, if the converter loss δ of each power conversion switching element is obtained in advance for various conditions, an optimum power conversion switching element that meets the design conditions can be obtained at the design stage of the AC / DC power converter C. It is possible to select efficiently.

以上のような電力変換用スイッチング素子の選定方法によれば、スイッチング周波数fsを任意に変更した場合の変換器損失δを求めることができるが、仮に目標となる変換器損失δが予め決められていれば、当該目標となる変換器損失δから逆算してスイッチング周波数fsを求めることも可能である。スイッチング周波数fsが高い程、交流/直流電力変換器Cの応答性が高くなり発生高調波も少なくなるので、複数の選定対象素子において、上記目標となる変換器損失δを達成するためのスイッチング周波数fsを逆算して比較し、最もスイッチング周波数fsの高い素子を選択することが合理的である。以下では、図9のフローチャートを用いて目標となる変換器損失δからスイッチング周波数fsを決定し、スイッチング周波数fsの最も高い素子を選定する場合の処理手順について説明する。   According to the method for selecting a switching element for power conversion as described above, the converter loss δ when the switching frequency fs is arbitrarily changed can be obtained, but the target converter loss δ is preliminarily determined. Then, it is possible to calculate the switching frequency fs by calculating backward from the target converter loss δ. The higher the switching frequency fs, the higher the response of the AC / DC power converter C and the less the generated harmonics. Therefore, the switching frequency for achieving the target converter loss δ in a plurality of selection target elements. It is reasonable to reversely calculate fs and compare to select an element having the highest switching frequency fs. In the following, the procedure for determining the switching frequency fs from the target converter loss δ using the flowchart of FIG. 9 and selecting the element with the highest switching frequency fs will be described.

まず、選定対象素子となる電力変換用スイッチング素子を決定する(ステップ10)。次に、変換器容量P、使用電圧V、第1使用電流I、第2使用電流Irms、変調率m、力率cosφ、スナバ容量Cs、出力電力Xpu、第1の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM1、第1定数β、第2定数s1、第3定数t、第4定数u、第5定数w、第2の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM2、第6定数s2、最大コレクタ電流ICM、ターンオン損失エネルギEONM、ターンオフ損失エネルギEOFFM、リカバリ損失エネルギERECM、直流電圧/線間交流電圧比k(=Vdc/Vac)、目標変換器損失δをコンピュータシミュレーションに入力する(ステップS11)。ここで、図1のフローチャートと異なる点は、スイッチング周波数fsの代わりに目標変換器損失δを入力することである。 First, the switching element for power conversion used as a selection object element is determined (step 10). Next, the converter capacity P, the use voltage V 1 , the first use current I P , the second use current I rms , the modulation factor m, the power factor cos φ, the snubber capacity Cs, the output power X pu , the first maximum collector · Emitter voltage V CM1 , first constant β, second constant s1, third constant t, fourth constant u, fifth constant w, second maximum collector-emitter voltage V CM2 , sixth constant s2, maximum collector Input current I CM , turn-on loss energy E ONM , turn-off loss energy E OFFM , recovery loss energy E RECM , DC voltage / line AC voltage ratio k (= V dc / V ac ), target converter loss δ into computer simulation (Step S11). Here, the difference from the flowchart of FIG. 1 is that a target converter loss δ is input instead of the switching frequency fs.

続いて、上記(6)式に基づいてステップS1で決定した各電力変換用スイッチング素子毎の素子数Nを算出し(ステップS12)、各電力変換用スイッチング素子における導通損失PCOND1、ターンオン損失PON、ターンオフ損失POFF、スナバ損失PSNB、環流ダイオードにおける導通損失PCOND2、リカバリ損失PRECを上記(7)〜(12)式に基づいて算出する(ステップS13)。ここで、ターンオン損失PON、ターンオフ損失POFF、スナバ損失PSNB及びリカバリ損失PRECはスイッチング周波数fsの関数となる。 Subsequently, the number N of elements for each power conversion switching element determined in step S1 based on the above equation (6) is calculated (step S12), and the conduction loss P COND1 and the turn-on loss P in each power conversion switching element are calculated. ON , turn-off loss P OFF , snubber loss P SNB , conduction loss P COND2 in the freewheeling diode, and recovery loss P REC are calculated based on the above equations (7) to (12) (step S13). Here, the turn-on loss P ON , the turn-off loss P OFF , the snubber loss P SNB and the recovery loss P REC are functions of the switching frequency fs.

次に、目標変換器損失δ及び変換器容量Pを上記(14)式に代入して合計損失Ptotalを算出する(ステップS14)。そして、ステップS14で求めた合計損失PtotalとステップS13で求めた導通損失PCOND1、ターンオン損失PON、ターンオフ損失POFF、スナバ損失PSNB、環流ダイオードにおける導通損失PCOND2、リカバリ損失PREC、ステップS12で求めた素子数Nを上記(13)式に代入してスイッチング周波数fsを算出する(ステップS15)。スイッチング周波数fsが高い程、交流/直流電力変換器Cの応答性が高く、高調波が少なくなるので、ステップS15で求めた各電力変換用スイッチング素子のスイッチング周波数fsを比較し、最も高いスイッチング周波数fsで動作可能な電力変換用スイッチング素子を選定する(ステップS16)。 Next, the total loss Ptotal is calculated by substituting the target converter loss δ and the converter capacity P into the above equation (14) (step S14). Then, the total loss P total obtained in step S14, the conduction loss P COND1 , the turn-on loss P ON , the turn-off loss P OFF , the snubber loss P SNB , the conduction loss P COND2 in the freewheeling diode, the recovery loss P REC , The switching frequency fs is calculated by substituting the number N of elements obtained in step S12 into the above equation (13) (step S15). The higher the switching frequency fs, the higher the response of the AC / DC power converter C and the lower the harmonics. Therefore, the switching frequency fs of each power conversion switching element obtained in step S15 is compared, and the highest switching frequency is obtained. A power conversion switching element operable at fs is selected (step S16).

このような電力変換用スイッチング素子の選定方法によれば、目標となる変換器損失δを満足し、且つ応答性の高く、高調波が少ない交流/直流電力変換器Cを実現できる電力変換用スイッチング素子を選定することが可能である。  According to such a method for selecting a switching element for power conversion, switching for power conversion that can realize an AC / DC power converter C that satisfies a target converter loss δ, has high response, and has low harmonics. It is possible to select an element.

次に、交流/直流電力変換器Cのコストを最小限に抑えるための電力変換用スイッチング素子の選定方法について図10のフローチャートを用いて説明する。
まず、図1と同様に選定対象素子となる電力変換用スイッチング素子を決定する(ステップ20)。ここで、第1〜第4素子の他に、定格6000V−6000AのGTO(Gate Turn-Off thyristor)を選択する(以下、このGTOを第5素子という)。
Next, a method for selecting a switching element for power conversion for minimizing the cost of the AC / DC power converter C will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the switching element for power conversion used as a selection object element is determined similarly to FIG. 1 (step 20). Here, in addition to the first to fourth elements, a GTO (Gate Turn-Off thyristor) with a rating of 6000 V-6000 A is selected (hereinafter, this GTO is referred to as a fifth element).

続いて、変換器容量P、使用電圧V、第1使用電流I、第2使用電流Irms、変調率m、力率cosφ、スナバ容量Cs、スイッチング周波数fs、出力電力Xpu、第1の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM1、第1定数β、第2定数s1、第3定数t、第4定数u、第5定数w、第2の最大コレクタ・エミッタ間電圧VCM2、第6定数s2、最大コレクタ電流ICM、ターンオン損失エネルギEONM、ターンオフ損失エネルギEOFFM、リカバリ損失エネルギERECM、直流電圧/線間交流電圧比k(=Vdc/Vac)をコンピュータシミュレーションに入力する(ステップS21)。このステップS21における入力方法は図1のステップS2と同様に行う。図11に上記各パラメータの入力値の一例を示す。 Subsequently, the converter capacitance P, the use voltage V 1 , the first use current I P , the second use current I rms , the modulation factor m, the power factor cos φ, the snubber capacitance Cs, the switching frequency fs, the output power X pu , the first Maximum collector-emitter voltage V CM1 , first constant β, second constant s1, third constant t, fourth constant u, fifth constant w, second maximum collector-emitter voltage V CM2 , sixth constant s2, maximum collector current I CM , turn-on loss energy E ONM , turn-off loss energy E OFFM , recovery loss energy E RECM , DC voltage / line AC voltage ratio k (= V dc / V ac ) are input to the computer simulation ( Step S21). The input method in step S21 is performed in the same manner as step S2 in FIG. FIG. 11 shows an example of input values of the above parameters.

さらに、出力電力Xpuの分割数n、電気料金換算値、素子寿命L、メンテナンス経費、金利の利率、素子単価を入力する(ステップS22)。ここで、出力電力Xpuの分割数nについて説明する。図12は交流/直流電力変換器Cの年間の運転計画の一例を示すものである。この図に示すように、1年間の内、出力電力Xpu=1、0.75、0.5、0.25、0で運転する期間をそれぞれ60日と計画し、運転停止期間を65日と計画した場合を想定する。つまり、上記のような運転計画から出力電力Xpuの分割数nは5となる。
図13に上記出力電力Xpuの分割数n、電気料金換算値、素子寿命L、メンテナンス経費、金利の利率、素子単価の入力値の一例を示す。また、図14に示すように、各出力電力Xpuにおける運転計画を入力する(ステップS23)。
Further, the division number n of the output power Xpu, the converted electricity rate, the element life L, the maintenance cost, the interest rate, and the element unit price are input (step S22). Here, the division number n of the output power Xpu will be described. FIG. 12 shows an example of an annual operation plan of the AC / DC power converter C. FIG. As shown in this figure, the period of operation with output power X pu = 1, 0.75, 0.5, 0.25, 0 in one year is planned as 60 days, and the operation stop period is 65 days. Assuming that That is, the division number n of the output power Xpu is 5 from the above operation plan.
FIG. 13 shows an example of the input value of the division number n of the output power Xpu , the electricity charge conversion value, the element life L, the maintenance cost, the interest rate, and the element unit price. Moreover, as shown in FIG. 14, the operation plan in each output electric power Xpu is input (step S23).

続いて、各第1〜第5素子について素子数Nを算出する(ステップS24)。この素子数Nの算出方法は、図1のステップS3と同様である。次に、素子コストを下記(15)式によって、また変換器コストを下記(16)式によって算出する(ステップS25)。これら素子コスト及び変換器コストが初期コストである。また、素子数N及び初期コストの算出結果を図16に示す。   Subsequently, the element number N is calculated for each of the first to fifth elements (step S24). The calculation method of the number N of elements is the same as that in step S3 in FIG. Next, the element cost is calculated by the following equation (15), and the converter cost is calculated by the following equation (16) (step S25). These element costs and converter costs are initial costs. FIG. 16 shows the calculation results of the number N of elements and the initial cost.

Figure 0004779542
Figure 0004779542

次に、運転計画に基づいて各出力電力Xpu毎に、電力変換用スイッチング素子における導通損失PCOND1、ターンオン損失PON、ターンオフ損失POFF、スナバ損失PSNB、環流ダイオードにおける導通損失PCOND2、リカバリ損失PRECを上記(7)〜(12)式に基づいて算出し(ステップS26)、そして、上記(13)式に基づいて交流/直流電力変換器C全体における合計損失Ptotalを算出すると共に、変換器損失δを上記(14)式に基づいて算出する(ステップS27)。ステップS26、S27における算出結果を図15に示す。 Next, for each output power X pu based on the operation plan, conduction loss P COND1 , turn-on loss P ON , turn-off loss P OFF , snubber loss P SNB , conduction loss P COND2 in the freewheeling diode, The recovery loss PREC is calculated based on the above equations (7) to (12) (step S26), and the total loss Ptotal in the entire AC / DC power converter C is calculated based on the above equation (13). At the same time, the converter loss δ is calculated based on the above equation (14) (step S27). The calculation results in steps S26 and S27 are shown in FIG.

続いて、下記(17)式に基づいて各出力電力Xpu毎の総損失コスト換算値を算出し、各選定対象素子毎に総損失コスト換算値の合計値を算出する。これら総損失コスト換算値の算出結果を図16に示す。さらに、下記(18)式に基づいてランニングコストを算出する(ステップS28)。そして、下記(19)式に基づいて全経費の現在価値を算出すると共に、下記(20)式に基づいて初期コストを含めた現在価値の合計値を算出する(ステップS29)。これら全経費の現在価値及び現在価値の合計値の算出結果を図17に示す。 Subsequently, a total loss cost conversion value for each output power Xpu is calculated based on the following expression (17), and a total value of the total loss cost conversion values is calculated for each selection target element. The calculation results of these total loss cost conversion values are shown in FIG. Further, the running cost is calculated based on the following equation (18) (step S28). Then, the present value of all expenses is calculated based on the following equation (19), and the total value of present values including the initial cost is calculated based on the following equation (20) (step S29). FIG. 17 shows the calculation results of the present values of all the expenses and the total value of the present values.

Figure 0004779542
Figure 0004779542

図17からわかるように、第4の素子の現在価値の合計値が最も低いので、当該第4の素子を電力変換用スイッチング素子として選定する(ステップS30)。このように、現在価値の合計値が最も低い選定対象素子を使用することで交流/直流電力変換器Cのコスト(初期コストやランニングコストを含む)を最大限に抑えることが可能である。   As can be seen from FIG. 17, since the total value of the present values of the fourth elements is the lowest, the fourth element is selected as a power conversion switching element (step S30). Thus, the cost (including initial cost and running cost) of the AC / DC power converter C can be minimized by using the selection target element having the lowest total value of the present values.

以上のように、本実施形態によれば、交流/直流電力変換器Cの変換器損失δやコストを最低限に抑えることが可能な電力変換用スイッチング素子を選定することが可能である。また、コスト目標値から変換器損失δの目標値を決定し、決定した変換器損失δの目標値からスイッチング周波数fsを逆算することで、応答性の高い電力変換用スイッチング素子を選定することも可能である。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to select a switching element for power conversion that can minimize the converter loss δ and cost of the AC / DC power converter C. It is also possible to select a switching element for power conversion with high responsiveness by determining the target value of the converter loss δ from the cost target value and back-calculating the switching frequency fs from the determined target value of the converter loss δ. Is possible.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.

(1) 上記実施形態では、交流/直流電力変換器Cを用いて説明したが、これに限らず
例えば図18の第1の出力端子1及び第2の出力端子2の後段に設けられる直流/交流電力変換器等にも本設計方法は適用可能である。
(1) Although the AC / DC power converter C has been described in the above embodiment, the DC / DC power converter C is not limited to this, and for example, the DC / DC provided at the subsequent stage of the first output terminal 1 and the second output terminal 2 in FIG. This design method can also be applied to AC power converters and the like.

(2) 上記実施形態では、最も変換器損失δやコストを抑える電力変換用スイッチング
素子を選定したが、これに限らず、所定の損失目標値やコスト目標値を満たすような電力変換用スイッチング素子であれば複数選定しても良い。
(2) In the above embodiment, the switching element for power conversion that suppresses the converter loss δ and the cost most is selected. However, the switching element is not limited to this and satisfies the predetermined loss target value and cost target value. If so, a plurality may be selected.

(3)上記実施形態では、選定対象素子の電気的特性に関するパラメータを入力することとしているが(ステップS2、ステップS11、ステップS21)、各素子の電気的特性に関するパラメータを予めデータベースに入力しておき、選定対象素子の決定(ステップS1、ステップS10、ステップS20)に応じてデータベースから選定対象素子の電気的特性に関するパラメータを読み出しても良い。また、選定対象素子の使用条件に関するパラメータ(ステップS2、ステップS11、ステップS21にて入力)、素子寿命、メンテナンス経費、素子単価(ステップ22にて入力)についても同様にデータベース化しておいても良い。 (3) In the above embodiment, parameters related to the electrical characteristics of the element to be selected are input (step S2, step S11, step S21). However, parameters related to the electrical characteristics of each element are input to the database in advance. Alternatively, parameters relating to the electrical characteristics of the selection target element may be read from the database in accordance with the determination of the selection target element (step S1, step S10, step S20). In addition, parameters related to the usage conditions of the element to be selected (input at step S2, step S11, step S21), element life, maintenance cost, element unit price (input at step 22) may also be made into a database. .

本発明の一実施形態における電力変換器の設計方法を示す第1のフローチャートである。It is a 1st flowchart which shows the design method of the power converter in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における各変数の第1入力例である。It is a 1st input example of each variable in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における電気的特性に関するパラメータの第1説明図である。It is the 1st explanatory view of the parameter about the electrical property in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における電気的特性に関するパラメータの第2説明図である。It is a 2nd explanatory view of the parameter about the electrical property in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における電気的特性に関するパラメータの第3説明図である。It is a 3rd explanatory view of the parameter about the electrical property in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における変換器損失δ等の算出結果である。It is a calculation result of converter loss delta etc. in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態におけるスイッチング周波数fsを変更した場合の変換器損失δ等の第1算出結果である。It is 1st calculation results, such as converter loss (delta) at the time of changing the switching frequency fs in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるスイッチング周波数fsを変更した場合の変換器損失δ等の第2算出結果である。It is a 2nd calculation result, such as converter loss delta at the time of changing switching frequency fs in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における電力変換器の設計方法を示す第2のフローチャートである。It is a 2nd flowchart which shows the design method of the power converter in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における電力変換器の設計方法を示す第3のフローチャートである。It is a 3rd flowchart which shows the design method of the power converter in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における各変数の第2入力例である。It is a 2nd input example of each variable in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における交流/直流電力変換器Cの運転計画の説明図である。It is explanatory drawing of the driving | operation plan of AC / DC power converter C in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における各変数の第3入力例である。It is a 3rd input example of each variable in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における各変数の第4入力例である。It is a 4th input example of each variable in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における運転計画に基づく変換器損失δ等の算出結果である。It is a calculation result of converter loss delta etc. based on an operation plan in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における初期コスト、総損失コスト換算値の算出結果である。It is a calculation result of an initial cost in one embodiment of the present invention, and a total loss cost conversion value. 本発明の一実施形態における全経費の現在価値及び現在価値の合計値の算出結果である。It is a calculation result of the present value of all the expenses in one Embodiment of this invention, and the total value of present value. 本発明の一実施形態における交流/直流電力変換器Cの構成概略図である。1 is a schematic configuration diagram of an AC / DC power converter C according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

P…変換器容量、V…使用電圧、I…第1使用電流、Irms…第2使用電流、m…変調率、cosφ…力率、Cs…スナバ容量、fs…スイッチング周波数、Xpu…出力電力、VCM1…第1の最大コレクタ・エミッタ間電圧、β…第1定数、s1…第2定数、t…第3定数、u…第4定数、w…第5定数、VCM2…第2の最大コレクタ・エミッタ間電圧、s2…第6定数、ICM…最大コレクタ電流、EONM…ターンオン損失エネルギ、EOFFM…ターンオフ損失エネルギ、ERECM…リカバリ損失エネルギ、k…直流電圧/線間交流電圧比、N…素子数、PCOND1…導通損失、PON…ターンオン損失、POFF…ターンオフ損失、PSNB…スナバ損失、PCOND2…環流ダイオードにおける導通損失、PREC…リカバリ損失、Ptotal…合計損失、δ…変換器損失 P: Converter capacity, V 1 ... Working voltage, I P ... First working current, I rms ... Second working current, m ... Modulation rate, cosφ ... Power factor, Cs ... Snubber capacity, fs ... Switching frequency, X pu ... output power, V CM1 ... first maximum collector-emitter voltage, β ... first constant, s1 ... second constant, t ... third constant, u ... fourth constant, w ... fifth constant, V CM2 ... Second maximum collector-emitter voltage, s2 ... sixth constant, I CM ... maximum collector current, E ONM ... turn-on loss energy, E OFFM ... turn-off loss energy, E RECM ... recovery loss energy, k ... DC voltage / line AC voltage ratio, N ... number of elements, P COND1 ... conduction loss, P ON ... turn-on loss, P OFF ... turn-off loss, P SNB ... snubber loss, P COND2 ... in a freewheeling diode Conduction loss, P REC ... recovery loss, P total ... total loss, δ ... converter loss

Claims (5)

複数の電力変換用スイッチング素子から構成される電力変換器の設計方法であって、
前記電力変換用スイッチング素子の候補となる1つ若しくは複数の選定対象素子について、前記電力変換器の仕様に関するパラメータと選定対象素子の使用条件に関するパラメータとに基づいて各選定対象素子の使用個数を算出する第1の工程と、
各選定対象素子の電気的特性に関するパラメータと使用条件に関するパラメータと電力変換器の仕様に関するパラメータとに基づいて前記各選定対象素子を使用した場合の選定対象素子個別の損失を算出する第2の工程と、
前記第1の工程で算出された各選定対象素子の使用個数と第2の工程で算出された前記損失とに基づいて電力変換器における総損失を算出する第3の工程と、
前記総損失が所定の損失目標値を満たす選定対象素子を電力変換用スイッチング素子として選定する第4の工程と
を有することを特徴とする電力変換器の設計方法。
A method of designing a power converter composed of a plurality of switching elements for power conversion,
For one or a plurality of selection target elements that are candidates for the power conversion switching element, the number of use of each selection target element is calculated based on the parameter related to the specification of the power converter and the parameter related to the use condition of the selection target element. A first step of:
A second step of calculating a loss of each individual selection target element when each of the selection target elements is used based on a parameter relating to the electrical characteristics of each selection target element, a parameter relating to use conditions, and a parameter relating to the specifications of the power converter When,
A third step of calculating a total loss in the power converter based on the used number of each selection target element calculated in the first step and the loss calculated in the second step;
And a fourth step of selecting, as a power conversion switching element, a selection target element in which the total loss satisfies a predetermined loss target value.
第4の工程では、前記総損失が最も小さくなる選定対象素子を電力変換用スイッチング素子として選定することを特徴とする請求項1記載の電力変換器の設計方法。   The method for designing a power converter according to claim 1, wherein, in the fourth step, the selection target element having the smallest total loss is selected as a switching element for power conversion. 各選定対象素子の単価と前記第1の工程で算出された各選定対象素子の使用個数とから各選定対象素子を使用した場合の初期コストを算出する工程と、
電力変換器の運転計画及び総損失に基づいてランニングコストを算出する工程と、
前記初期コスト及びランニングコストに基づいて電力変換器における総コストを算出する工程と、
前記総コストが所定のコスト目標値を満たす選定対象素子を電力変換用スイッチング素
子として選定する工程と
をさらに有することを特徴とする請求項1または2記載の電力変換器の設計方法。
A step of calculating an initial cost when each selection target element is used from a unit price of each selection target element and a use number of each selection target element calculated in the first step;
Calculating a running cost based on the operation plan and total loss of the power converter;
Calculating a total cost in the power converter based on the initial cost and the running cost;
The method for designing a power converter according to claim 1, further comprising: selecting a selection target element whose total cost satisfies a predetermined cost target value as a switching element for power conversion.
前記総コストが最も小さくなる選定対象素子を電力変換用スイッチング素子として選定
することを特徴とする請求項3記載の電力変換器の設計方法。
4. The method of designing a power converter according to claim 3, wherein a selection target element having the smallest total cost is selected as a switching element for power conversion.
複数の電力変換用スイッチング素子から構成される電力変換器の設計方法であって、
前記電力変換用スイッチング素子の候補となる1つ若しくは複数の選定対象素子について、前記電力変換器の仕様に関するパラメータと選定対象素子の使用条件に関するパラメータとに基づいて各選定対象素子の使用個数を算出する第1の工程と、
各選定対象素子の電気的特性に関するパラメータと使用条件に関するパラメータと電力変換器の仕様に関するパラメータとに基づいて前記各選定対象素子を使用した場合の選定対象素子個別の損失をスイッチング周波数の関数として算出する第2の工程と、
所定の損失目標値と電力変換器の仕様に関するパラメータとに基づいて電力変換器における総損失を算出する第3の工程と、
該第3の工程で算出された総損失と前記第2工程で算出されたスイッチング周波数の関数である損失とに基づいて各選定対象素子を動作させるスイッチング周波数を算出する第4の工程と、
前記スイッチング周波数が最も高い選定対象素子を電力変換用スイッチング素子として
選定する第5の工程と
を有することを特徴とする電力変換器の設計方法。
A method of designing a power converter composed of a plurality of switching elements for power conversion,
For one or a plurality of selection target elements that are candidates for the power conversion switching element, the number of use of each selection target element is calculated based on the parameter related to the specification of the power converter and the parameter related to the use condition of the selection target element. A first step of:
Based on parameters related to the electrical characteristics of each selection target element, parameters related to usage conditions, and parameters related to the specifications of the power converter, the loss of each selection target element when the selection target element is used is calculated as a function of the switching frequency. A second step of:
A third step of calculating a total loss in the power converter based on a predetermined loss target value and a parameter relating to the specification of the power converter;
A fourth step of calculating a switching frequency for operating each element to be selected based on the total loss calculated in the third step and a loss that is a function of the switching frequency calculated in the second step;
And a fifth step of selecting a selection target element having the highest switching frequency as a switching element for power conversion.
JP2005285272A 2005-09-29 2005-09-29 Power converter design method Expired - Fee Related JP4779542B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005285272A JP4779542B2 (en) 2005-09-29 2005-09-29 Power converter design method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005285272A JP4779542B2 (en) 2005-09-29 2005-09-29 Power converter design method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007097346A JP2007097346A (en) 2007-04-12
JP4779542B2 true JP4779542B2 (en) 2011-09-28

Family

ID=37982339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005285272A Expired - Fee Related JP4779542B2 (en) 2005-09-29 2005-09-29 Power converter design method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4779542B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007097346A (en) 2007-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2104218B1 (en) Converter with a plurality of indirect voltage link a.c. converter units
Mohr et al. Converter systems for fuel cells in the medium power range—A comparative study
Kjaer et al. Design optimization of a single phase inverter for photovoltaic applications
JP6201586B2 (en) DC / DC converter
Liao et al. A GaN-based flying-capacitor multilevel boost converter for high step-up conversion
CN104272571A (en) Power conversion device
KR102371846B1 (en) Apparatus for preventing over-load at pre-charging of battery using power converter
Belaguli et al. Series-parallel resonant converter operating in discontinuous current mode. Analysis, design, simulation, and experimental results
Lee et al. A high-power DC-DC converter based dual active bridge for MVDC grids on offshore wind farms
Tayebi et al. Dynamic dead-time optimization and phase skipping control techniques for three-phase microinverter applications
Huber Conceptualization and multi-objective analysis of multi-cell solid-state transformers
Barrera-Cardenas et al. A Meta-Parameterized Approach for the Evaluation of Semiconductor Technologies—A Comparison between SiC-MOSFET and Si-IGBT Technologies—
Wang et al. Cost assessment of three power decoupling methods in a single-phase power converter with a reliability-oriented design procedure
Yoshida et al. An improvement technique for the efficiency of high-frequency switch-mode rectifiers
Judge et al. 2-level Si IGBT converter with parallel part-rated SiC converter providing partial power transfer and active filtering
Max et al. Control method and snubber selection for a 5 MW wind turbine single active bridge DC/DC converter
JP6467524B2 (en) Power converter and railway vehicle
Salmon et al. Improving the operation of 3-phase diode rectifiers using an asymmetrical half-bridge DC-link active filter
JP4779542B2 (en) Power converter design method
Evans et al. A preliminary loss comparison of solid-state transformers in a rail application employing silicon carbide (SiC) MOSFET switches
Moradpour et al. Dead-time analysis of a universal SiC-GaN-based DC-DC converter for plug-in electric vehicles
Lee et al. An analytical modeling and estimating losses of power semiconductors in a three-phase dual active bridge converter for MVDC grids
Zakis et al. Soft-switching capability analysis of a qZSI-based DC/DC converter
Barbosa A Zero‐Voltage‐Transition Interleaved Boost Converter and Its Application to PFC
Su et al. Low conduction loss and low device stress three‐level power factor correction rectifier

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080710

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110531

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110607

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110620

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140715

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees