JP5185328B2 - Dcdcコンバータ - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係るDCDCコンバータの概略構成を示すブロック図である。
図1において、このDCDCコンバータには、トランス3と、トランス3の1次側に印加される電圧を制御することで電力変換を行う電圧形電力変換器4と、トランス3の2次側に流れる電流を制御することで電力変換を行う電流形電力変換器2と、電圧形電力変換器4および電流形電力変換器2を制御する制御器5が設けられている。そして、電流形電力変換器2側には蓄電器1が接続されている。
図2において、電流形電力変換器2には、スイッチング素子Q1、Q2およびインダクタLが設けられている。そして、スイッチング素子Q1はトランス3の2次巻線の一端と蓄電器1の負極側との間に接続され、スイッチング素子Q2はトランス3の2次巻線の他端と蓄電器1の負極側との間に接続されている。また、トランス3の2次巻線の中間タップと蓄電器1の正極側との間にはインダクタLが接続されている。
図3において、制御器5には、レール側電圧制御系101、充電側電圧制御系102および電流制御系103が設けられている。そして、レール側電圧制御系101および充電側電圧制御系102の後段には電流制御系103がカスケード接続されるとともに、レール側電圧制御系101と充電側電圧制御系102とは互いに並列に接続されている。
リミッタ14:最小値=−ΔI、最大値=ΔI
リミッタ24:最小値=−I_ref、最大値=0
リミッタ34:最小値=0、最大値=最大デューティ
ただし、充電時では、充電電流Iの目標値I_refは正の値である。また、ΔIは、所定値に設定することができる。この場合、充電時における充電電流Iの最大値はI_ref+ΔI、最小値は−ΔIとなる。
リミッタ14:最小値=0、最大値=−I_ref
リミッタ24:最小値=0、最大値=0
リミッタ34:最小値=0、最大値=最大デューティ
ただし、放電時では、充電電流Iの目標値I_refは負の値である。
図4において、デューティ指令Dutyに基づいてゲート駆動信号Sa〜Sdのデューティが設定されることで、ゲート駆動信号Sa〜Sdのデューティは互いに同一になる。ここで、ゲート駆動信号Sa、Sdとゲート駆動信号Sb、Scとは、半周期分だけ互いに位相がずらされている。
図5において、この制御器には、図3の電流制御系103の代わりに電流制御系104が設けられている。この電流制御系104では、加減算器32の前段にリミッタ41が設けられている。
リミッタ41:最小値=−I_ref、最大値=0
ただし、充電時では、充電電流Iの目標値I_refは正の値である。
リミッタ41:最小値=0、最大値=−I_ref
ただし、放電時では、充電電流Iの目標値I_refは負の値である。
図6において、この制御器には、図3の電流制御系103の代わりに電流制御系105が設けられている。この電流制御系105では、加減算器32の代わりに減算器32´が設けられている。この減算器32´では、充電電流Iの目標値I_refの入力が省略され、加算器31の加算値から充電電流Iの検出値を減算することができる。
リミッタ14:最小値=−ΔI、最大値=ΔI
リミッタ24:最小値=0、最大値=I_ref
リミッタ34:最小値=0、最大値=最大デューティ
ただし、充電時では、充電電流Iの目標値I_refは正の値である。この場合、充電時における充電電流Iの最大値はI_ref+ΔI、最小値は−ΔIとなる。
リミッタ14:最小値=−I_ref、最大値=0
リミッタ24:最小値=0、最大値=0
リミッタ34:最小値=0、最大値=最大デューティ
ただし、放電時では、充電電流Iの目標値I_refは負の値である。
図7において、この制御器には、図6の電流制御系105の代わりに電流制御系106が設けられている。この電流制御系106では、減算器32´の前段にリミッタ41が設けられている。
リミッタ14:最小値=−ΔI、最大値=ΔI
リミッタ24:最小値=0、最大値=I_ref
リミッタ34:最小値=0、最大値=最大デューティ
リミッタ41:最小値=0、最大値=I_ref
ただし、充電時では、充電電流Iの目標値I_refは正の値である。この場合、充電時における充電電流Iの最大値はI_ref、最小値は0となる。
リミッタ14:最小値=−I_ref、最大値=0
リミッタ24:最小値=0、最大値=0
リミッタ34:最小値=0、最大値=最大デューティ
リミッタ41:最小値=I_ref、最大値=0
ただし、放電時では、充電電流Iの目標値I_refは負の値である。
図8において、交流電源51にはACDCコンバータ52を介して負荷53が接続されている。なお、負荷53としては、例えば、直流で動作する電子機器であってもよいし、直流モータであってもよい。あるいは、太陽電池であってもよいし、発電機であってもよい。
図9において、このDCDCコンバータでは、図1の電流形電力変換器2およびトランス3の代わりに電流形電力変換器62およびトランス63が設けられている。なお、その他の構成は図1と同様である。
2、62 電流形電力変換器
3、63 トランス
4 電圧形電力変換器
5 制御器
L、L2 インダクタ
C 平滑コンデンサ
Q1、Q2、Qa〜Qd、Q11〜Q14 スイッチング素子
11、21、32´ 減算器
12 不感帯
13、23 CV制御器
14、24、34、41 リミッタ
31 加算器
32 加減算器
33 CC制御器
51 交流電源
52 ACDCコンバータ
53 負荷
54 DCDCコンバータ
101 レール側電圧制御系
102 充電側電圧制御系
103〜106 電流制御系
Claims (3)
- トランスと、
前記トランスの1次側に印加される電圧を制御することで電力変換を行う電圧形電力変換器と、
前記トランスの2次側に流れる電流を制御することで電力変換を行う電流形電力変換器と、
前記電圧形電力変換器および前記電流形電力変換器を制御する制御器とを備え、
前記制御器は、充電動作時において、前記電圧形電力変換器に入力されるレール電圧の検出値と、前記電流形電力変換器から出力される充電電圧の検出値との双方に基づいて、前記電圧形電力変換器および前記電流形電力変換器を制御し、放電動作時において、前記電流形電力変換器に入力される充電電圧の検出値を参照することなく、前記電圧形電力変換器から出力されるレール電圧の検出値に基づいて、前記電圧形電力変換器および前記電流形電力変換器を制御することを特徴とするDCDCコンバータ。 - 前記制御器は、
前記レール電圧の検出値が前記レール電圧の目標値に近づくように第1の操作量を出力する第1のCV制御器と、
前記第1のCV制御器と並列に動作できるように構成され、前記充電電圧の検出値が前記充電電圧の目標値に近づくように第2の操作量を出力する第2のCV制御器と、
前記第1のCV制御器と前記第2のCV制御器の後段に接続され、前記第1の操作量、前記第2の操作量および充電電流の検出値に基づいて第3の操作量を出力するCC制御器とを備えることを特徴とする請求項1に記載のDCDCコンバータ。 - トランスと、
前記トランスの1次側に印加される電圧を制御することで電力変換を行う電圧形電力変換器と、
前記トランスの2次側に流れる電流を制御することで電力変換を行う電流形電力変換器と、
前記電圧形電力変換器および前記電流形電力変換器を制御する制御器とを備え、
前記制御器は、
前記レール電圧の検出値が前記レール電圧の目標値に近づくように第1の操作量を出力する第1のCV制御器と、
前記第1のCV制御器と並列に動作できるように構成され、前記充電電圧の検出値が前記充電電圧の目標値に近づくように第2の操作量を出力する第2のCV制御器と、
前記第1のCV制御器と前記第2のCV制御器の後段に接続され、前記第1の操作量、前記第2の操作量および充電電流の検出値に基づいて第3の操作量を出力するCC制御器とを備え、
前記第1のCV制御器は前記第1の操作量の下限値と上限値を規定する第1のリミッタを備え、前記第1のCV制御器から出力される前記第1の操作量は当該第1のリミッタに設定されている下限値から上限値までの範囲に制限され、
前記第2のCV制御器は前記第2の操作量の下限値と上限値を規定する第2のリミッタを備え、前記第2のCV制御器から出力される前記第2の操作量は当該第2のリミッタに設定されている下限値から上限値までの範囲に制限され、
前記CC制御器は前記第3の操作量の下限値と上限値を規定する第3のリミッタを備え、前記CC制御器から出力される前記第3の操作量は当該第3のリミッタに設定されている下限値から上限値までの範囲に制限され、
第1のリミッタ、第2のリミッタ及び第3のリミッタにそれぞれ設定されている下限値と上限値に基づいて、充電電流又は放電電流が制御されていることを特徴とするDCDCコンバータ。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013115926A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Tdk Corp | Dcdcコンバータ及びdcdcコンバータの制御方法 |
US9899927B2 (en) | 2015-07-02 | 2018-02-20 | Tdk Corporation | Control device and control method for power supply device |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8817490B2 (en) | 2011-06-13 | 2014-08-26 | Tdk Corporation | DC-DC converter |
US8830700B2 (en) | 2011-06-13 | 2014-09-09 | Tdk Corporation | DC-DC converter and method for controlling DC-DC converter |
JP5549942B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2014-07-16 | Tdk株式会社 | Dcdcコンバータ |
US8830701B2 (en) | 2011-06-13 | 2014-09-09 | Tdk Corporation | DC-DC converter |
JP5556852B2 (ja) | 2012-06-01 | 2014-07-23 | Tdk株式会社 | 双方向dcdcコンバータ |
US20140177293A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | GridBridge | Distribution transformer interface apparatus and methods |
KR101512698B1 (ko) | 2013-04-08 | 2015-04-16 | 가천대학교 산학협력단 | 액정 적상 패턴을 이용한 센서 |
CN106160039A (zh) * | 2015-03-31 | 2016-11-23 | 力博特公司 | 一种电池两线放电电路的控制方法及设备 |
JP7148476B2 (ja) * | 2019-10-25 | 2022-10-05 | 株式会社東芝 | 電力切替器、電力整流器及び電力変換器 |
US11254223B2 (en) * | 2019-11-06 | 2022-02-22 | GM Global Technology Operations LLC | Operating mode optimization for electric propulsion system with downsized DC-DC converter |
CN113120006B (zh) * | 2019-12-31 | 2022-09-06 | 中车永济电机有限公司 | 电传动系统、变流控制方法及电力机车 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3239513B2 (ja) * | 1993-02-23 | 2001-12-17 | 松下電工株式会社 | 電源装置 |
US5798633A (en) | 1996-07-26 | 1998-08-25 | General Electric Company | Battery energy storage power conditioning system |
JPH118910A (ja) * | 1997-06-16 | 1999-01-12 | Denso Corp | ハイブリッド電気自動車の電源装置 |
US6341073B1 (en) | 2000-11-16 | 2002-01-22 | Philips Electronics North America Corporation | Multiple valley controller for switching circuit |
JP2002165448A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-06-07 | Denso Corp | 双方向dc−dcコンバータ |
US6452815B1 (en) * | 2001-02-22 | 2002-09-17 | Lizhi Zhu | Accelerated commutation for passive clamp isolated boost converters |
JP2002369407A (ja) | 2001-06-06 | 2002-12-20 | Hitachi Ltd | ピークカット機能付きバックアップ電源 |
JP4454444B2 (ja) * | 2004-09-08 | 2010-04-21 | 本田技研工業株式会社 | 双方向dc−dcコンバータ |
US20060132102A1 (en) * | 2004-11-10 | 2006-06-22 | Harvey Troy A | Maximum power point tracking charge controller for double layer capacitors |
JP4591304B2 (ja) | 2005-10-17 | 2010-12-01 | 株式会社豊田自動織機 | 双方向dc/acインバータ |
KR100975485B1 (ko) | 2006-03-22 | 2010-08-11 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 쌍방향 승강압 dcdc 컨버터 장치, 철도 차량 구동 제어 시스템, 전기 철도 급전 시스템 |
JP5011874B2 (ja) * | 2006-07-31 | 2012-08-29 | ミツミ電機株式会社 | 双方向性コンバータおよび電子装置 |
TWI320626B (en) | 2006-09-12 | 2010-02-11 | Ablerex Electronics Co Ltd | Bidirectional active power conditioner |
US7615887B2 (en) | 2007-03-09 | 2009-11-10 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and system for operating a power converter |
US7768807B2 (en) * | 2007-05-14 | 2010-08-03 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Bidirectional no load control with overshoot protection |
US20090108677A1 (en) | 2007-10-29 | 2009-04-30 | Linear Technology Corporation | Bidirectional power converters |
JP4401418B2 (ja) * | 2008-04-18 | 2010-01-20 | シャープ株式会社 | 双方向dc/dcコンバータおよびパワーコンディショナ |
JP5219207B2 (ja) | 2008-12-01 | 2013-06-26 | 株式会社中央製作所 | 直流電源装置 |
CN101764528B (zh) | 2010-01-08 | 2012-04-25 | 南京航空航天大学 | 高功率因数DCM Boost PFC变换器 |
JP5403438B2 (ja) | 2011-11-29 | 2014-01-29 | Tdk株式会社 | Dcdcコンバータ及びdcdcコンバータの制御方法 |
JP5382552B2 (ja) | 2011-11-18 | 2014-01-08 | Tdk株式会社 | Dcdcコンバータ及びdcdcコンバータの制御方法 |
-
2010
- 2010-06-17 JP JP2010138735A patent/JP5185328B2/ja active Active
-
2011
- 2011-06-13 US US13/159,011 patent/US8929098B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013115926A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Tdk Corp | Dcdcコンバータ及びdcdcコンバータの制御方法 |
US9899927B2 (en) | 2015-07-02 | 2018-02-20 | Tdk Corporation | Control device and control method for power supply device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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JP2012005266A (ja) | 2012-01-05 |
US8929098B2 (en) | 2015-01-06 |
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