JP5412856B2 - Bidirectional converter - Google Patents

Bidirectional converter Download PDF

Info

Publication number
JP5412856B2
JP5412856B2 JP2009020569A JP2009020569A JP5412856B2 JP 5412856 B2 JP5412856 B2 JP 5412856B2 JP 2009020569 A JP2009020569 A JP 2009020569A JP 2009020569 A JP2009020569 A JP 2009020569A JP 5412856 B2 JP5412856 B2 JP 5412856B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drive power
power supply
voltage
input
control unit
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.)
Active
Application number
JP2009020569A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010178566A (en
Inventor
一郎 ▲高▼山
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.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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 TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2009020569A priority Critical patent/JP5412856B2/en
Publication of JP2010178566A publication Critical patent/JP2010178566A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5412856B2 publication Critical patent/JP5412856B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、スイッチング素子を含む電圧変換部とその制御部とを備えた双方向コンバータに関する。   The present invention relates to a bidirectional converter including a voltage conversion unit including a switching element and a control unit thereof.

近年、パワーエレクトロニクス技術の進歩を背景に、種々の大容量電力貯蔵装置が開発されている。このような大容量電力貯蔵装置は、例えば太陽光発電などの自然エネルギーを蓄積し、それを放電して利用する用途などに応用されている。これらの大容量電力貯蔵装置には、電力の充電および放電を制御するコンバータの搭載が必須とされている。   In recent years, various large-capacity power storage devices have been developed against the background of power electronics technology. Such a large-capacity power storage device is applied to a use of accumulating natural energy such as solar power generation and discharging and using it. These large-capacity power storage devices must be equipped with a converter that controls charging and discharging of power.

ここで、このようなコンバータにおける充電および放電の2つの機能は、従来、それぞれの専用の回路網によって実現され、切り替えて使用されてきた。しかし、近年、コンバータには小型・軽量化が求められているため、上記の2つの機能を一つの回路網で実現するようにした双方向コンバータが提案されている(例えば、特許文献1,2)。   Here, the two functions of charging and discharging in such a converter have heretofore been realized by their dedicated circuit networks and have been switched and used. However, in recent years, since the converter is required to be small and light, a bidirectional converter in which the above two functions are realized by one circuit network has been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2). ).

このような双方向コンバータは、リアクトル、コンデンサおよび少なくとも4つ以上の半導体スイッチを用いて構成されており、充電および放電の選択、ならびに出力される電圧値または電流値の調整は、上記半導体スイッチの開閉により行われている。   Such a bidirectional converter includes a reactor, a capacitor, and at least four or more semiconductor switches. Selection of charging and discharging and adjustment of an output voltage value or current value are performed by the semiconductor switch. It is done by opening and closing.

一方、前述の大容量電力貯蔵装置の利用用途として、プラグイン・ハイブリット・電気自動車(PHEV;Plug-in Hybrid Electric Vehicle)が提案されている。このPHEVでは、充電の際には、商用電源(AC電源)からチャージャーとして機能するコンバータを介して、車に搭載されたバッテリへ電力が供給される。一方、放電の際には、上記バッテリからACアウトレットとして機能するコンバータを介して、商用電源へ電力が供給される。   On the other hand, a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) has been proposed as a use application of the above-described large-capacity power storage device. In this PHEV, when charging, electric power is supplied from a commercial power supply (AC power supply) to a battery mounted on the vehicle via a converter that functions as a charger. On the other hand, at the time of discharging, electric power is supplied from the battery to a commercial power source via a converter that functions as an AC outlet.

ここで、商用電源から電力を得るためには、規格により、入力側の高調波電流をある程度低減させることが要求されている。そこで、これに対応するため(高力率化を図るため)、PHEV用のコンバータには、一般に、力率改善回路(PFC(Power Factor Correction)回路)が搭載されている。   Here, in order to obtain electric power from a commercial power supply, it is required by the standard that the harmonic current on the input side is reduced to some extent. Therefore, in order to cope with this (in order to increase the power factor), a converter for PHEV is generally equipped with a power factor correction circuit (PFC (Power Factor Correction) circuit).

一方、PHEV用のコンバータの回路には、昇圧機能または昇降圧機能が必要とされる。また、ACアウトレットの電力変換回路には、降圧インバータ機能が必要とされる。   On the other hand, a booster function or a step-up / step-down function is required for a PHEV converter circuit. The AC outlet power conversion circuit requires a step-down inverter function.

これに対して、例えば特許文献3〜5では、リアクトル、コンデンサおよび4つ以上の半導体スイッチを用いた前段のインバータ/コンバータと、トランスおよび8つの以上の半導体スイッチを用いたDC/DCコンバータとの2段構成のコンバータによる双方向のAC/DCコンバータを提案している。   On the other hand, for example, in Patent Documents 3 to 5, a front-stage inverter / converter using a reactor, a capacitor, and four or more semiconductor switches, and a DC / DC converter using a transformer and eight or more semiconductor switches are used. A bidirectional AC / DC converter using a two-stage converter has been proposed.

特開2006−87197号公報JP 2006-87197 A 特開2007−274778号公報JP 2007-274778 A 特開2001−37226号公報JP 2001-37226 A 特開2007−110856号公報JP 2007-110856 A 特開2008−54473号公報JP 2008-54473 A

ところで、これらのコンバータでは、交流/直流電力変換部を制御する制御部を駆動する(電源となる電力を供給する)ための駆動電源部が必要となる。しかしながら、この駆動電源部では、少なくとも起動時においては、商用電源のみから(チャージャーとして動作する場合)、あるいはバッテリのみから(ACアウトレットとして動作する場合)しか、電力が得られない。   By the way, in these converters, a drive power supply unit for driving a control unit that controls the AC / DC power conversion unit (supplying power as a power source) is required. However, this drive power supply unit can obtain power only from the commercial power supply (when operating as a charger) or only from the battery (when operating as an AC outlet) at least during startup.

したがって、従来は、商用電源側とバッテリ側との間で駆動電源の共通化は難しく、商用電源側とバッテリ側との間で駆動電源が別個に設けられていた。そして、起動時には、商用電源側およびバッテリ側のうちの一方(主に入力側)の駆動電源のみによって、制御部を駆動している。ところが、制御部に対して十分な電力を供給できる駆動電源を2つ別個に設けているため、双方向コンバータ全体として、大型化・重量化を引き起こしてしまっていた。したがって、車に搭載するPHEV用途の双方向コンバータ等では、特に小型・軽量化が望まれていた。   Therefore, conventionally, it is difficult to share a drive power source between the commercial power source side and the battery side, and the drive power source is provided separately between the commercial power source side and the battery side. At the time of startup, the control unit is driven by only one of the commercial power supply side and the battery side (mainly the input side) drive power supply. However, since two drive power sources that can supply sufficient power to the control unit are provided separately, the bidirectional converter as a whole has been increased in size and weight. Therefore, it has been particularly desired to reduce the size and weight of the bidirectional converter and the like for use in PHEVs mounted on vehicles.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来と比べて小型・軽量化を図ることが可能な双方向コンバータを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a bidirectional converter that can be reduced in size and weight as compared with the conventional one.

本発明の双方向コンバータは、第1および第2の入出力端子対のうちの一方の入出力端子対から入力される入力電圧に基づいて、他方の入出力端子対から出力電圧を出力するものであって、スイッチング素子を含んで構成され、上記入力電圧に基づいて電圧変換を行うことにより上記出力電圧を生成する電圧変換部と、上記スイッチング素子の動作を制御する制御部と、上記第1の入出力端子対側に接続された第1の駆動電源と上記第2の入出力端子対側に接続された第2の駆動電源とを含んで構成され、上記制御部に対してその電源となる電力を供給する駆動電源部とを備えたものである。ここで、上記制御部は、電圧変換部の通常動作期間では、少なくとも、上記第1および第2の駆動電源のうちの電力供給能力が大きいほうの駆動電源である主駆動電源により電力が供給されるように構成されている。また、上記第1および第2の駆動電源のうちの上記入力電圧が入力される側の駆動電源が、これら第1および第2の駆動電源のうちの電力供給能力が小さいほうの駆動電源である副駆動電源である場合には、電圧変換部の起動期間において、上記副駆動電源のみにより電力が供給され、かつ通常動作期間と比べて上記制御部の消費電力が低くなるように構成されている。なお、上記第1および第2の駆動電源はそれぞれ、単一の駆動電源を用いて構成されている場合には限られず、各々が複数の駆動電源を用いて構成されているようにしてもよい。
The bidirectional converter of the present invention outputs an output voltage from the other input / output terminal pair based on an input voltage input from one of the first and second input / output terminal pairs. A voltage conversion unit configured to include a switching element and generate the output voltage by performing voltage conversion based on the input voltage, a control unit for controlling the operation of the switching element, and the first Including a first drive power source connected to the input / output terminal pair side and a second drive power source connected to the second input / output terminal pair side. And a drive power supply unit that supplies electric power. Here, in the normal operation period of the voltage conversion unit, the control unit is supplied with power by at least a main drive power source which is a drive power source having a larger power supply capability of the first and second drive power sources. It is comprised so that. Of the first and second drive power supplies, the drive power supply to which the input voltage is input is the drive power supply having the smaller power supply capability of the first and second drive power supplies. In the case of the sub-drive power supply, power is supplied only by the sub-drive power supply during the start-up period of the voltage conversion unit, and the power consumption of the control unit is lower than that in the normal operation period. . Note that the first and second drive power sources are not limited to being configured using a single drive power source, and each may be configured using a plurality of drive power sources. .

本発明の双方向コンバータでは、順方向動作時には、第1の入出力端子対から入力電圧が入力され、電圧変換部において電圧変換がなされる。これにより、この入力電圧に基づいて出力電圧が生成され、第2の入出力端子対から出力される。一方、逆方向動作時には、第2の入出力端子対から入力電圧が入力され、電圧変換部において電圧変換がなされる。これにより、この入力電圧に基づいて出力電圧が生成され、第1の入出力端子対から出力される。この際、電圧変換部におけるスイッチング素子の動作は、制御部によって制御されると共に、この制御部の電源となる電力は、上記第1および第2の駆動電源を含む駆動電源部によって供給される。ここで、上記順方向動作時または逆方向動作時において、第1および第2の駆動電源のうちの上記入力電圧が入力される側(入力側)の駆動電源が上記副駆動電源である場合には、電圧変換部の起動期間において、この副駆動電源のみによって駆動電源部から制御部に対して電力が供給されると共に、通常動作期間と比べて制御部の消費電力が低くなるように設定される。したがって、制御部による制御によって電圧変換部の電圧変換動作がなされ、第2の入出力端子対側へ電力が供給される。これにより、その後、第1および第2の駆動電源のうちの出力電圧が出される側(出力側)の他方の駆動電源(上記主駆動電源)が電源供給動作を開始し、電圧変換部の通常動作期間へ移行する。一方、入力側の駆動電源が上記主駆動電源である場合には、例えば、このような起動期間を経ずに、直ちに通常動作期間へと移行する。また、この通常動作期間では、少なくとも上記主駆動電源によって、駆動電源部から制御部に対して電力が供給される。このようにして、入力側の駆動電源が副駆動電源である場合には、起動期間において、この副駆動電源のみによって制御部への電力供給がなされると共に通常動作期間と比べて制御部の消費電力が低くなるように設定され、通常動作期間において、少なくとも上記主駆動電源によって制御部への電力供給がなされるため、入力側および出力側の両方に電力供給能力の高い駆動電源を設けると共に常に入力側の一方の駆動電源のみによって制御部への電力供給がなされている従来と比べ、少なくとも、一方側(副駆動電源側)の電力供給能力が低くても済むようになる。なお、入力側の駆動電源が上記主駆動電源である場合において、上記起動期間を経てから通常動作期間へ移行するようにしてもよい。 In the bidirectional converter of the present invention, during forward operation, an input voltage is input from the first input / output terminal pair, and voltage conversion is performed in the voltage converter. Thus, an output voltage is generated based on this input voltage and is output from the second input / output terminal pair. On the other hand, during reverse operation, an input voltage is input from the second input / output terminal pair, and voltage conversion is performed in the voltage converter. Thus, an output voltage is generated based on this input voltage and is output from the first input / output terminal pair. At this time, the operation of the switching element in the voltage conversion unit is controlled by the control unit, and the power serving as the power source of the control unit is supplied by the driving power source unit including the first and second driving power sources. Here, in the forward operation or the reverse operation, when the drive power on the input voltage input side (input side) of the first and second drive power supplies is the sub drive power supply. In the start-up period of the voltage conversion unit, power is supplied from the drive power supply unit to the control unit only by the sub drive power supply, and the power consumption of the control unit is set lower than in the normal operation period. The Therefore, the voltage conversion operation of the voltage conversion unit is performed under the control of the control unit, and power is supplied to the second input / output terminal pair side. As a result, the other drive power supply (the main drive power supply) on the output voltage output side (output side) of the first and second drive power supplies starts the power supply operation, and the normal voltage conversion unit Transition to the operation period. On the other hand, when the drive power supply on the input side is the main drive power supply, for example, the normal operation period is immediately shifted without passing through such a startup period. In this normal operation period, power is supplied from the drive power supply unit to the control unit by at least the main drive power supply. In this way, when the drive power supply on the input side is the sub drive power supply, power is supplied to the control unit only by the sub drive power supply during the start-up period and the control unit consumes power compared to the normal operation period. Since the power is set to be low and power is supplied to the control unit by at least the main drive power supply during the normal operation period, a drive power supply with high power supply capability is provided on both the input side and the output side, and always. Compared to the conventional case where power is supplied to the control unit only by one drive power source on the input side, at least one side (sub drive power source side) has a lower power supply capability. In the case where the drive power supply on the input side is the main drive power supply, the normal operation period may be started after the start-up period.

本発明の双方向コンバータでは、上記制御部が、上記通常動作期間では上記副駆動電源の動作を停止させることにより、上記主駆動電源のみより電力が供給されるようにするのが好ましい。このように構成した場合、消費電力が低減されると共に、例えばスイッチング等によるノイズも抑えられる。   In the bidirectional converter of the present invention, it is preferable that the control unit stops the operation of the sub drive power supply during the normal operation period so that power is supplied only from the main drive power supply. When configured in this manner, power consumption is reduced and noise due to switching, for example, is also suppressed.

本発明の双方向コンバータでは、上記第1および第2の駆動電源がそれぞれスイッチング素子を含んで構成されると共に、上記制御部が、上記電圧変換部におけるスイッチング素子と上記主駆動電源におけるスイッチング素子とが互いに同期してオン・オフ動作を行うように制御するのが好ましい。このように構成した場合、例えば入力電圧や入力電流、出力電圧、出力電流等を制御部において取り込む際に、スイッチングノイズの影響が抑えられる。   In the bidirectional converter of the present invention, each of the first and second drive power supplies includes a switching element, and the control unit includes a switching element in the voltage conversion unit and a switching element in the main drive power supply. Are preferably controlled so as to perform on / off operations in synchronization with each other. When configured in this way, for example, when the control unit captures an input voltage, an input current, an output voltage, an output current, or the like, the influence of switching noise can be suppressed.

本発明の双方向コンバータでは、上記第1の駆動電源と上記第2の駆動電源とが互いに絶縁されていると共に、上記副駆動電源と上記制御部との間に絶縁性のトランスを設けるようにするのが好ましい。このように構成した場合、この絶縁性のトランスにおいて使用される電力が小さくて済むため、入力側と出力側との間で絶縁性の双方向コンバータに適用した場合に、全体としてより効果的に小型・軽量化が図れる。   In the bidirectional converter of the present invention, the first drive power supply and the second drive power supply are insulated from each other, and an insulating transformer is provided between the sub drive power supply and the control unit. It is preferable to do this. When configured in this way, the power used in this insulating transformer can be small, so when applied to an insulating bidirectional converter between the input side and the output side, it is more effective as a whole. Small and lightweight.

本発明の双方向コンバータでは、上記制御部がデジタル演算装置(DSP)を含んで構成されている場合、上記起動期間では、このDSPの動作周波数が上記通常動作期間と比べて低くなるようにすることが可能である。このように構成した場合、起動期間においてDSPの動作周波数が通常動作期間と比べて低くなることにより、起動期間において、通常動作期間と比べて制御部の消費電力が低くなる。 In the bidirectional converter according to the present invention, when the control unit includes a digital arithmetic unit (DSP), the operating frequency of the DSP is lower than the normal operation period in the start-up period. It is possible. In such a configuration, by DSP operating frequency is lower than the normal operation period in the start-up period, the starting period, the power consumption of the control unit is lower than a normal operation period.

この場合において、上記DSPが、上記起動期間では、上記電圧変換部におけるスイッチング素子を制御するための規定のパルス信号を出力するようにしてもよい。このように構成した場合、制御部としての動作が最小限に抑えられるため、起動期間において、通常動作期間と比べて制御部の消費電力がより低くなる。   In this case, the DSP may output a prescribed pulse signal for controlling the switching element in the voltage converter during the startup period. In such a configuration, since the operation as the control unit is minimized, the power consumption of the control unit is lower in the startup period than in the normal operation period.

本発明の双方向コンバータでは、上記第1の入出力端子対と上記第1の駆動電源との間、および上記第2の入出力端子対と上記第2の駆動電源との間にそれぞれリレーを設けると共に、上記起動期間において、上記出力電圧が出力される側のリレーがオフ状態となるようにするのが好ましい。このように構成した場合、起動期間における無制御な電力が出力側へ出力されるのが回避され、出力側の安全性等が確保されるようになる。   In the bidirectional converter of the present invention, relays are respectively provided between the first input / output terminal pair and the first drive power source, and between the second input / output terminal pair and the second drive power source. It is preferable that the relay on the side where the output voltage is output is turned off during the startup period. When configured in this way, it is avoided that uncontrolled power during the startup period is output to the output side, and safety on the output side is ensured.

本発明の双方向コンバータでは、上記電圧変換部が、直流電圧と交流電圧との間の電圧変換を行うAC/DC変換部であり、双方向のAC/DCコンバータとして機能するようにすることが可能である。このように構成した場合、順方向動作時には、第1の入出力端子対から交流入力電圧が入力され、AC/DC変換部において、この交流入力電圧に基づいて直流出力電圧が生成され、第2の入出力端子対から出力される。一方、逆方向動作時には、第2の入出力端子対から直流入力電圧が入力され、AC/DC変換部において、この直流入力電圧に基づいて交流出力電圧が生成され、第1の入出力端子対から出力される。   In the bidirectional converter of the present invention, the voltage conversion unit is an AC / DC conversion unit that performs voltage conversion between a DC voltage and an AC voltage, and functions as a bidirectional AC / DC converter. Is possible. In such a configuration, during forward operation, an AC input voltage is input from the first input / output terminal pair, and the AC / DC converter generates a DC output voltage based on the AC input voltage. Output from the I / O terminal pair. On the other hand, during reverse operation, a DC input voltage is input from the second input / output terminal pair, and an AC output voltage is generated on the basis of the DC input voltage in the AC / DC conversion unit. Is output from.

本発明の双方向コンバータによれば、入力側の駆動電源が副駆動電源である場合に、起動期間においてこの副駆動電源のみによって制御部への電力供給を行うと共に通常動作期間と比べて制御部の消費電力が低くなるように設定し、通常動作期間において、少なくとも主駆動電源によって制御部への電力供給を行うようにしたので、従来と比べ、少なくとも一方側(副駆動電源側)の電力供給能力が低くても済むようになる。よって、駆動電源部の小型・軽量化を図ることができ、双方向コンバータ全体としても従来と比べて小型・軽量化を図ることが可能となる。   According to the bidirectional converter of the present invention, when the drive power supply on the input side is the sub drive power supply, power is supplied to the control unit only by the sub drive power supply in the start-up period and the control unit is compared with the normal operation period. The power is supplied to the control unit by at least the main drive power supply during the normal operation period, so that at least one side (sub drive power supply side) is supplied compared to the conventional power supply. The ability is low. Therefore, the drive power supply unit can be reduced in size and weight, and the bidirectional converter as a whole can be reduced in size and weight as compared with the conventional one.

本発明の一実施の形態に係る双方向コンバータの構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the bidirectional | two-way converter which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示した双方向コンバータにおける主要部の構成例を表す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a main part in the bidirectional converter illustrated in FIG. 1. 図1に示した駆動電源の構成例を表す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a drive power source illustrated in FIG. 1. 図1に示した双方向コンバータにおける順方向動作時の基本動作を説明するための回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a basic operation during a forward operation in the bidirectional converter shown in FIG. 1. 図1に示した双方向コンバータにおける順方向動作時の基本動作を説明するための回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a basic operation during a forward operation in the bidirectional converter shown in FIG. 1. 図1に示した双方向コンバータにおける逆方向動作時の基本動作を説明するための回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a basic operation at the time of reverse operation in the bidirectional converter shown in FIG. 1. 図1に示した双方向コンバータにおける逆方向動作時の基本動作を説明するための回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a basic operation at the time of reverse operation in the bidirectional converter shown in FIG. 1. 交流/直流変換部および主駆動電源におけるスイッチング素子のオン・オフタイミングと制御部における検出信号の取り込みタイミングとの関係の一例を表すタイミング図である。It is a timing chart showing an example of the relationship between the ON / OFF timing of the switching element in the AC / DC converter and the main drive power supply and the detection signal capture timing in the controller. 比較例に係る双方向コンバータの構成および動作を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure and operation | movement of a bidirectional | two-way converter which concerns on a comparative example. 実施の形態に係る駆動電源および制御部の動作の一例を表す流れ図である。It is a flowchart showing an example of operation | movement of the drive power supply and control part which concern on embodiment. 実施の形態に係る駆動電源および制御部の動作の他の例を表す流れ図である。It is a flowchart showing other examples of operation of a drive power supply and a control part concerning an embodiment. 実施の形態に係る双方向コンバータにおける順方向動作時の起動期間および通常動作期間の動作について説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating operation | movement of the starting period at the time of the forward operation in the bidirectional | two-way converter which concerns on embodiment, and a normal operation period. 実施の形態に係る双方向コンバータにおける逆方向動作時の起動期間および通常動作期間の動作について説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the operation | movement of the starting period at the time of reverse operation and the normal operation period in the bidirectional | two-way converter which concerns on embodiment. 本発明の変形例に係る双方向コンバータの構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the bidirectional | two-way converter which concerns on the modification of this invention. 本発明の他の変形例に係る双方向コンバータの構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the bidirectional | two-way converter which concerns on the other modification of this invention. 本発明の他の変形例に係る双方向コンバータにおける順方向動作時および逆方向動作時の通常動作期間の動作について説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating operation | movement of the normal operation period at the time of the forward direction operation | movement and the reverse direction operation | movement in the bidirectional | two-way converter which concerns on the other modification of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(双方向コンバータの全体構成例)
図1は、本発明の一実施の形態に係る双方向コンバータ(双方向コンバータ1)のブロック構成を表すものである。双方向コンバータ1は、例えば自動車などに適用されるAC/DCコンバータとして機能するものであり、交流(AC)側の入出力端子T1,T2と、直流(DC)側の入出力端子T3,T4とを備えている。この双方向コンバータ1はまた、交流/直流変換部2と、2つの電圧検出回路311,321と、2つの電流検出回路312,322と、制御部4と、2つの駆動電源51,52およびダイオードD51,D52とを備えている。
(Example of overall configuration of bidirectional converter)
FIG. 1 shows a block configuration of a bidirectional converter (bidirectional converter 1) according to an embodiment of the present invention. The bidirectional converter 1 functions as an AC / DC converter that is applied to, for example, an automobile, and includes input / output terminals T1 and T2 on the alternating current (AC) side and input / output terminals T3 and T4 on the direct current (DC) side. And. The bidirectional converter 1 also includes an AC / DC converter 2, two voltage detection circuits 311 and 321, two current detection circuits 312 and 322, a control unit 4, two drive power supplies 51 and 52, and a diode. D51 and D52.

交流/直流変換部2は、後述するスイッチング素子を含んで構成され、入出力端子T1,T2間の交流電圧V1と、入出力端子T3,T4間の直流電圧V2との間で、電圧変換を行うものである。なお、この交流/直流変換部2の詳細構成については、後述する(図2)。   The AC / DC converter 2 includes a switching element to be described later, and performs voltage conversion between an AC voltage V1 between the input / output terminals T1 and T2 and a DC voltage V2 between the input / output terminals T3 and T4. Is what you do. The detailed configuration of the AC / DC converter 2 will be described later (FIG. 2).

電圧検出回路311は、入出力端子T1,T2に接続された接続ラインH1,L1間に配置されており、両端間の交流電圧V1を検出すると共に、この検出した交流電圧V1に対応する検出信号S(V1)を制御部4内へ出力するものである。同様に、電圧検出回路321は、入出力端子T3,T4に接続された接続ラインH2,L2間に配置されており、両端間の直流電圧V2を検出すると共に、この検出した直流電圧V2に対応する検出信号S(V2)を制御部4内へ出力するものである。なお、これらの電圧検出回路311,321の具体的な回路構成としては、例えば、接続ライン間に配置された分圧抵抗(図示せず)によって電圧を検出してこれに応じた電圧を生成するものなどが挙げられる。   The voltage detection circuit 311 is disposed between the connection lines H1 and L1 connected to the input / output terminals T1 and T2, detects the AC voltage V1 between both ends, and a detection signal corresponding to the detected AC voltage V1. S (V1) is output into the control unit 4. Similarly, the voltage detection circuit 321 is disposed between the connection lines H2 and L2 connected to the input / output terminals T3 and T4, detects the DC voltage V2 between both ends, and corresponds to the detected DC voltage V2. The detection signal S (V2) to be output is output to the control unit 4. As a specific circuit configuration of these voltage detection circuits 311, 321, for example, a voltage is detected by a voltage dividing resistor (not shown) arranged between connection lines, and a voltage corresponding to this is generated. Things.

電流検出回路312は、接続ラインH1上において、電圧検出回路311と交流/直流変換部2との間に配置されており、この接続ラインH1上を流れる交流電流I1を検出すると共に、この検出した交流電流I1に対応する検出信号S(I1)を制御部4内へ出力するものである。同様に、電流検出回路322は、接続ラインH2上において、電圧検出回路321と交流/直流変換部2との間に配置されており、この接続ラインH2上を流れる直流電流I2を検出すると共に、この検出した直流電流I2に対応する検出信号S(I2)を制御部4内へ出力するものである。なお、これらの電流検出回路312,322の具体的な回路構成としては、例えばカレントトランスを含んだものが挙げられる。   The current detection circuit 312 is disposed between the voltage detection circuit 311 and the AC / DC converter 2 on the connection line H1, and detects the AC current I1 flowing on the connection line H1. The detection signal S (I1) corresponding to the alternating current I1 is output into the control unit 4. Similarly, the current detection circuit 322 is disposed on the connection line H2 between the voltage detection circuit 321 and the AC / DC conversion unit 2, and detects the DC current I2 flowing on the connection line H2. A detection signal S (I2) corresponding to the detected DC current I2 is output into the control unit 4. A specific circuit configuration of these current detection circuits 312 and 322 includes, for example, a circuit including a current transformer.

制御部4は、交流/直流変換部2内の後述する各スイッチング素子の動作を制御するものであり、発振器41と、分周器42と、デジタル制御装置43とを有している。   The control unit 4 controls the operation of each switching element to be described later in the AC / DC conversion unit 2, and includes an oscillator 41, a frequency divider 42, and a digital control device 43.

発振器41は、制御部4内で用いる基本クロック信号CLK0を生成・出力するものである。また、分周器42は、この基本クロック信号CLK0における基本周波数を、デジタル制御装置43からの制御に応じて分周することによって分周比を制御し、デジタル制御装置43内で用いる分周信号(システムクロック信号)CLK1を生成・出力するものである。これにより、デジタル制御装置43における動作周波数の切換制御を行うことが可能となっている。なお、このような動作周波数の切換制御は、分周回路42を用いることの代わりに、PLL(Phase Locked Loop)回路を用いて基本周波数の倍数を切り換えることによって行うようにしてもよい。また、これらの機能を備えたデジタル制御装置43を用いることにより、そのデジタル制御装置43の内部で行うようにしてもよい。   The oscillator 41 generates and outputs a basic clock signal CLK0 used in the control unit 4. The frequency divider 42 controls the frequency division ratio by dividing the basic frequency in the basic clock signal CLK0 according to the control from the digital control device 43, and the frequency division signal used in the digital control device 43. (System clock signal) CLK1 is generated and output. Thereby, it is possible to perform switching control of the operating frequency in the digital control device 43. Such switching control of the operating frequency may be performed by switching multiples of the fundamental frequency using a PLL (Phase Locked Loop) circuit instead of using the frequency dividing circuit 42. Further, by using a digital control device 43 having these functions, the digital control device 43 may be used.

デジタル制御装置43は、電圧検出回路311,321から供給される検出信号S(V1),S(V2)と、電流検出回路312,322から供給される検出信号S(I1),S(I2)とに基づいて演算処理を行うことによりタイミング制御信号Sa,Sbを生成し、交流/直流変換部2へ供給するものである。これらのタイミング制御信号Sa,Sbはそれぞれ、交流/直流変換部2内の後述するスイッチング素子に対し、パルス幅変調(PWM;Pulse Width Modulation)によるスイッチング駆動を行うための制御信号である。なお、検出信号S(V1),S(V2),S(I1),S(I2)はそれぞれ、制御部4内の図示しないA/D(アナログ/デジタル)変換部を介してデジタル信号に変換された後、デジタル制御部43へ供給されるようになっている。   The digital control device 43 includes detection signals S (V1) and S (V2) supplied from the voltage detection circuits 311 and 321 and detection signals S (I1) and S (I2) supplied from the current detection circuits 312 and 322. The timing control signals Sa and Sb are generated by performing arithmetic processing based on the above and supplied to the AC / DC converter 2. Each of these timing control signals Sa and Sb is a control signal for performing switching driving by pulse width modulation (PWM) to a switching element to be described later in the AC / DC converter 2. The detection signals S (V1), S (V2), S (I1), and S (I2) are converted into digital signals via an A / D (analog / digital) conversion unit (not shown) in the control unit 4, respectively. Then, it is supplied to the digital control unit 43.

また、デジタル制御装置43は、駆動電源51に対して、この駆動電源51の動作を停止させるためのディスエーブル信号Disを供給すると共に、駆動電源52に対して、後述する所定の同期信号Syncを供給するようになっている。   Further, the digital control device 43 supplies a disable signal Dis for stopping the operation of the drive power supply 51 to the drive power supply 51, and a predetermined synchronization signal Sync to be described later to the drive power supply 52. It comes to supply.

なお、このデジタル制御装置43の機能はソフトウェアにより構成されており、デジタル制御装置43における処理は全て、デジタル信号処理装置によってなされるようになっている。このようなデジタル信号処理装置は、例えば、ロジック回路群やマイコンにより構成され、単一のDSP(Digital Signal Processor;デジタル演算装置)により構成されるのがより望ましい。これにより、制御部4の機能を集約することが可能となり、双方向コンバータ1の小型・軽量化が図られるからである。例えば、このDSP1つに対して、通信、AC/DC電力制御、DC/AC電力制御およびPFC制御の機能を盛り込むことも可能である。   The functions of the digital control device 43 are configured by software, and all processing in the digital control device 43 is performed by a digital signal processing device. Such a digital signal processing device is preferably constituted by, for example, a logic circuit group or a microcomputer, and is preferably constituted by a single DSP (Digital Signal Processor). This is because the functions of the control unit 4 can be integrated, and the bidirectional converter 1 can be reduced in size and weight. For example, functions of communication, AC / DC power control, DC / AC power control, and PFC control can be incorporated into one DSP.

駆動電源51は、入出力端子T1,T2に接続されることにより、これら入出力端子T1,T2間の直流電圧V1から電力供給を受けて動作する電源である。この駆動電源51は、駆動電源52よりも電力供給能力が小さくなるように構成されており、副駆動電源として動作するようになっている。一方、駆動電源52は、入出力端子T3,T4に接続されることにより、これら入出力端子T3,T4間の交流電圧V2から電力供給を受けて動作する電源である。この駆動電源52は、駆動電源51よりも電力供給能力が大きくなるように構成されており、主駆動電源として動作するようになっている。   The drive power supply 51 is a power supply that operates by receiving power supply from the DC voltage V1 between the input / output terminals T1 and T2 by being connected to the input / output terminals T1 and T2. The drive power supply 51 is configured to have a power supply capability smaller than that of the drive power supply 52, and operates as a sub drive power supply. On the other hand, the drive power supply 52 is a power supply that operates by receiving power supply from the AC voltage V2 between the input / output terminals T3 and T4 by being connected to the input / output terminals T3 and T4. The drive power supply 52 is configured to have a power supply capability larger than that of the drive power supply 51, and operates as a main drive power supply.

これらの駆動電源51,52は、ダイオードD51またはダイオードD52を介して、制御部4に対してその電源となる電力を供給するためのものである。ただし、本実施の形態では、駆動電源52(主駆動電源)は、制御部4を駆動するのに十分な電力供給能力を有する一方、駆動電源51(副駆動電源)は、制御部4を駆動するのに十分な電力供給能力を有していない。また、本実施の形態では、上記した制御部4は、交流/直流変換部2の通常動作期間では、主駆動電源である駆動電源51のみによって電力が供給されるようになっている。一方、入出力端子T1,T2または入出力端子T3,T4から入力電圧が入力される側(入力側)の駆動電源が、駆動電源51(副駆動電源)である場合(後述する順方向動作時)には、交流/直流変換部2の起動期間において、制御部4はこの駆動電源51のみによって制御部4への電力供給がなされると共に、通常動作期間と比べて自己の消費電力が低くなるように構成されている。また、この起動期間では、デジタル制御装置43がDSPを用いて構成された場合、このDSPの動作周波数が、上記通常動作期間と比べて低くなるように構成されている。これにより、詳細は後述するが、起動期間において、通常動作期間と比べて制御部4における消費電力が低くなるからである。なお、駆動電源51,52の詳細構成については、後述する(図3)。   These drive power supplies 51 and 52 are for supplying electric power to the control unit 4 via the diode D51 or the diode D52. However, in the present embodiment, the driving power source 52 (main driving power source) has a power supply capability sufficient to drive the control unit 4, while the driving power source 51 (sub driving power source) drives the control unit 4. It does not have enough power supply capacity to do. Further, in the present embodiment, the control unit 4 described above is supplied with power only by the drive power source 51 that is the main drive power source during the normal operation period of the AC / DC conversion unit 2. On the other hand, when the drive power supply on the side (input side) to which the input voltage is input from the input / output terminals T1, T2 or the input / output terminals T3, T4 is the drive power supply 51 (sub drive power supply) (during forward operation described later) ), During the start-up period of the AC / DC converter 2, the control unit 4 is supplied with power to the control unit 4 only by the drive power source 51, and its power consumption is lower than that in the normal operation period. It is configured as follows. Further, in this start-up period, when the digital control device 43 is configured using a DSP, the operating frequency of the DSP is configured to be lower than that in the normal operation period. Thereby, although details will be described later, the power consumption in the control unit 4 is lower in the startup period than in the normal operation period. The detailed configuration of the drive power supplies 51 and 52 will be described later (FIG. 3).

(交流/直流変換部の詳細構成例)
次に、図2を参照して、交流/直流変換部2の詳細構成について説明する。図2は、この交流/直流変換部2の詳細構成を回路図で表したものである。なお、図2では、双方向コンバータ1のうち、電圧検出回路311,321、電流検出回路312,322、駆動電源51,52およびダイオードD51,D52については、図示を省略している。
(Detailed configuration example of AC / DC converter)
Next, the detailed configuration of the AC / DC conversion unit 2 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram showing the detailed configuration of the AC / DC converter 2. In FIG. 2, in the bidirectional converter 1, the voltage detection circuits 311 and 321, the current detection circuits 312 and 322, the drive power supplies 51 and 52, and the diodes D51 and D52 are not illustrated.

交流/直流変換部2は、AC/DC変換部2Aと、DC/DC変換部2Bとの2段構成を有している。   The AC / DC converter 2 has a two-stage configuration of an AC / DC converter 2A and a DC / DC converter 2B.

AC/DC変換部2Aは、入出力端子T1,T2間の交流電圧V1と、DC/DC変換部2B側の直流電圧との間で、AC/DC(交流/直流)変換を行うものである。このAC/DC変換部2は、コンデンサC1,25Cと、PFC機能を有する同期整流回路またはインバータ回路として機能するインダクタ24L1,24L2およびスイッチング素子SW21〜SW24とを有している。   The AC / DC converter 2A performs AC / DC (AC / DC) conversion between the AC voltage V1 between the input / output terminals T1 and T2 and the DC voltage on the DC / DC converter 2B side. . The AC / DC converter 2 includes capacitors C1 and 25C, inductors 24L1 and 24L2 and switching elements SW21 to SW24 that function as a synchronous rectifier circuit or an inverter circuit having a PFC function.

DC/DC変換部2Bは、入出力端子T3,T4間の直流電圧V2と、AC/DC変換部2A側の直流電圧との間で、DC/DC(直流/直流)変換を行うものである。このDC/DC変換部2Bは、インバータ回路または同期整流回路として機能するスイッチング素子SW31〜SW34およびスイッチング素子SW41〜SW44と、トランス22と、コンデンサ26Cとを有している。   The DC / DC converter 2B performs DC / DC (DC / DC) conversion between the DC voltage V2 between the input / output terminals T3 and T4 and the DC voltage on the AC / DC converter 2A side. . The DC / DC converter 2B includes switching elements SW31 to SW34 and switching elements SW41 to SW44 that function as an inverter circuit or a synchronous rectification circuit, a transformer 22, and a capacitor 26C.

コンデンサC1は、接続ラインH1,L1間に配置されており、平滑用のコンデンサとして機能している。具体的には、後述するスイッチング素子SW21〜SW24によるスイッチング動作の際のノイズ等を平滑化して低減するためのものである。   The capacitor C1 is disposed between the connection lines H1 and L1, and functions as a smoothing capacitor. Specifically, it is for smoothing and reducing noise and the like during switching operations by switching elements SW21 to SW24 described later.

インダクタ24L1は接続ラインH1上に挿入配置され、インダクタ24L2は接続ラインL1上に挿入配置されている。   The inductor 24L1 is inserted on the connection line H1, and the inductor 24L2 is inserted on the connection line L1.

スイッチング素子SW21〜SW24は、フルブリッジ型のインバータ回路および整流回路を構成している。これらスイッチング素子SW21〜SW24はそれぞれ、例えば電界効果型トランジスタ(MOS−FET;Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)や、バイポーラトランジスタ、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などにより構成される。ここでは、スイッチング素子SW21〜SW24はそれぞれ、NチャネルのMOS−FETにより構成されている。ここで、スイッチング素子SW21のゲートはタイミング制御信号Saの信号ラインに接続され、ソースがスイッチング素子SW22のドレインに接続され、ドレインが接続ラインH3に接続されている。また、スイッチング素子SW22のゲートはタイミング制御信号Saの信号ラインに接続され、ソースが接続ラインL3に接続され、ドレインがスイッチング素子SW21のソースに接続されている。また、スイッチング素子SW23のゲートはタイミング制御信号Saの信号ラインに接続され、ソースがスイッチング素子SW24のドレインに接続され、ドレインが接続ラインH3に接続されている。また、スイッチング素子SW24のゲートはタイミング制御信号Saの信号ラインに接続され、ソースが接続ラインL3に接続され、ドレインがスイッチング素子SW23のソースに接続されている。また、スイッチング素子SW21のソースは接続ラインH1に接続され、スイッチング素子SW23のソースは接続ラインL1に接続されている。   The switching elements SW21 to SW24 constitute a full bridge type inverter circuit and a rectifier circuit. Each of the switching elements SW21 to SW24 is configured by, for example, a field effect transistor (MOS-FET), a bipolar transistor, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), or the like. Here, the switching elements SW21 to SW24 are each configured by an N-channel MOS-FET. Here, the gate of the switching element SW21 is connected to the signal line of the timing control signal Sa, the source is connected to the drain of the switching element SW22, and the drain is connected to the connection line H3. The gate of the switching element SW22 is connected to the signal line of the timing control signal Sa, the source is connected to the connection line L3, and the drain is connected to the source of the switching element SW21. The gate of the switching element SW23 is connected to the signal line of the timing control signal Sa, the source is connected to the drain of the switching element SW24, and the drain is connected to the connection line H3. The gate of the switching element SW24 is connected to the signal line of the timing control signal Sa, the source is connected to the connection line L3, and the drain is connected to the source of the switching element SW23. The source of the switching element SW21 is connected to the connection line H1, and the source of the switching element SW23 is connected to the connection line L1.

コンデンサ25Cは、接続ラインH3,L3間に配置されており、平滑用のコンデンサとして機能している。   The capacitor 25C is disposed between the connection lines H3 and L3 and functions as a smoothing capacitor.

スイッチング素子SW31〜SW34は、フルブリッジ型のインバータ回路および整流回路を構成している。これらスイッチング素子SW31〜SW34はそれぞれ、例えばMOS−FETやバイポーラトランジスタ、IGBTなどにより構成される。ここでは、スイッチング素子SW31〜SW34はそれぞれ、NチャネルのMOS−FETにより構成されている。ここで、スイッチング素子SW31のゲートはタイミング制御信号Sbの信号ラインに接続され、ソースがスイッチング素子SW32のドレインに接続され、ドレインが接続ラインH3に接続されている。また、スイッチング素子SW32のゲートはタイミング制御信号Sbの信号ラインに接続され、ソースが接続ラインL3に接続され、ドレインがスイッチング素子SW31のソースに接続されている。また、スイッチング素子SW33のゲートはタイミング制御信号Sbの信号ラインに接続され、ソースがスイッチング素子SW34のドレインに接続され、ドレインが接続ラインH3に接続されている。また、スイッチング素子SW34のゲートはタイミング制御信号Sbの信号ラインに接続され、ソースが接続ラインL3に接続され、ドレインがスイッチング素子SW33のソースに接続されている。また、スイッチング素子SW31のソースおよびスイッチング素子SW32のドレインは、後述するトランス22内の巻線221の一端に接続され、スイッチング素子SW33のソースおよびスイッチング素子SW34のドレインは、巻線221の他端に接続されている。   The switching elements SW31 to SW34 constitute a full bridge type inverter circuit and a rectifier circuit. Each of these switching elements SW31 to SW34 is configured by, for example, a MOS-FET, a bipolar transistor, an IGBT, or the like. Here, the switching elements SW31 to SW34 are each configured by an N-channel MOS-FET. Here, the gate of the switching element SW31 is connected to the signal line of the timing control signal Sb, the source is connected to the drain of the switching element SW32, and the drain is connected to the connection line H3. The gate of the switching element SW32 is connected to the signal line of the timing control signal Sb, the source is connected to the connection line L3, and the drain is connected to the source of the switching element SW31. The gate of the switching element SW33 is connected to the signal line of the timing control signal Sb, the source is connected to the drain of the switching element SW34, and the drain is connected to the connection line H3. The gate of the switching element SW34 is connected to the signal line of the timing control signal Sb, the source is connected to the connection line L3, and the drain is connected to the source of the switching element SW33. The source of the switching element SW31 and the drain of the switching element SW32 are connected to one end of a winding 221 in the transformer 22 described later, and the source of the switching element SW33 and the drain of the switching element SW34 are connected to the other end of the winding 221. It is connected.

トランス22は、互いに絶縁された巻線221,222を有している。巻線222の一端は接続ラインH2に接続され、他端は接続ラインL2に接続されている。このトランス22は、スイッチング素子SW31〜SW34側またはスイッチング素子SW41〜SW44側から入力される交流電圧を変圧し、他方側の巻線の両端に交流電圧を生成するものである。なお、この場合の変圧の度合いは、巻線221と巻線222との巻数比によって定まる。   The transformer 22 has windings 221 and 222 that are insulated from each other. One end of the winding 222 is connected to the connection line H2, and the other end is connected to the connection line L2. The transformer 22 transforms an AC voltage input from the switching elements SW31 to SW34 side or the switching elements SW41 to SW44 side, and generates an AC voltage at both ends of the other winding. In this case, the degree of transformation is determined by the turn ratio between the winding 221 and the winding 222.

スイッチング素子SW41〜SW44は、フルブリッジ型のインバータ回路および整流回路を構成している。これらスイッチング素子SW41〜SW44はそれぞれ、例えばMOS−FETやバイポーラトランジスタ、IGBTなどにより構成される。ここでは、スイッチング素子SW41〜SW44はそれぞれ、NチャネルのMOS−FETにより構成されている。ここで、スイッチング素子SW41のゲートはタイミング制御信号Sbの信号ラインに接続され、ソースがスイッチング素子SW42のドレインに接続され、ドレインが接続ラインH2に接続されている。また、スイッチング素子SW42のゲートはタイミング制御信号Sbの信号ラインに接続され、ソースが接続ラインL2に接続され、ドレインがスイッチング素子SW41のソースに接続されている。また、スイッチング素子SW43のゲートはタイミング制御信号Sbの信号ラインに接続され、ソースがスイッチング素子SW44のドレインに接続され、ドレインが接続ラインH2に接続されている。また、スイッチング素子SW44のゲートはタイミング制御信号Sbの信号ラインに接続され、ソースが接続ラインL2に接続され、ドレインがスイッチング素子SW43のソースに接続されている。   The switching elements SW41 to SW44 constitute a full bridge type inverter circuit and a rectifier circuit. Each of these switching elements SW41 to SW44 is configured by, for example, a MOS-FET, a bipolar transistor, or an IGBT. Here, the switching elements SW41 to SW44 are each configured by an N-channel MOS-FET. Here, the gate of the switching element SW41 is connected to the signal line of the timing control signal Sb, the source is connected to the drain of the switching element SW42, and the drain is connected to the connection line H2. The gate of the switching element SW42 is connected to the signal line of the timing control signal Sb, the source is connected to the connection line L2, and the drain is connected to the source of the switching element SW41. The gate of the switching element SW43 is connected to the signal line of the timing control signal Sb, the source is connected to the drain of the switching element SW44, and the drain is connected to the connection line H2. The gate of the switching element SW44 is connected to the signal line of the timing control signal Sb, the source is connected to the connection line L2, and the drain is connected to the source of the switching element SW43.

コンデンサ26Cは、接続ラインH2,L2間に配置されており、平滑用のコンデンサとして機能している。   The capacitor 26C is disposed between the connection lines H2 and L2, and functions as a smoothing capacitor.

(駆動電源部の詳細構成例)
次に、図3を参照して、駆動電源51,52の詳細構成について説明する。図3(A)は、駆動電源51の詳細構成を回路図で表したものであり、図3(B)は、駆動電源52の詳細構成を回路図で表したものである。
(Detailed configuration example of the drive power supply unit)
Next, the detailed configuration of the drive power supplies 51 and 52 will be described with reference to FIG. 3A is a circuit diagram showing the detailed configuration of the drive power supply 51, and FIG. 3B is a circuit diagram showing the detailed configuration of the drive power supply 52. As shown in FIG.

駆動電源51,52はそれぞれ、コンデンサC1,C2と、コントロールIC(Integrated Circuit)50と、NチャネルのMOS−FETにより構成されたスイッチング素子SW51(またはスイッチング素子SW52)と、トランスT5と、ダイオードD50と、抵抗器R51,R52とを有している。   The drive power supplies 51 and 52 are capacitors C1 and C2, a control IC (Integrated Circuit) 50, a switching element SW51 (or switching element SW52) constituted by an N-channel MOS-FET, a transformer T5, and a diode D50, respectively. And resistors R51 and R52.

コンデンサC1の一端は、接続ラインH1(H2)に接続された接続ラインL51に接続され、他端は接続ラインL1(L2)に接続されている。また、トランスT5における巻線T51の一端は接続ラインL51に接続され、他端はスイッチング素子SW51(SW52)のドレインに接続されている。トランスT5における巻線T52の一端はダイオードD50のアノードに接続され、他端は接続ラインL1(L2)に接続されている。スイッチング素子SW51(SW52)のゲートにはコントロールIC50からのスイッチング制御信号S51(S52)が入力され、ソースは接続ラインL1(L2)に接続されている。ダイオードD50のカソードは、接続ラインL52上の抵抗器R51の一端に接続され、抵抗器R51の他端は抵抗器R52の一端に接続され、抵抗器R52の他端は接続ラインL1(L2)に接続されている。コンデンサC2の一端は接続ラインL52に接続され、他端は接続ラインL1(L2)に接続されている。また、コントロールIC50には、接続ラインH1(H2)を介して交流電圧V1または直流電圧V2が供給されると共に、接続ラインL52上の電圧V5が抵抗器R51,R52によって分圧された電圧が供給され、フィードバック制御がなされるようになっている。さらに、駆動電源51では、コントロールIC50に対してディスエーブル信号Disが供給される一方、駆動電源部52では、コントロールIC50に対して同期信号Syncが供給されるようになっている。   One end of the capacitor C1 is connected to the connection line L51 connected to the connection line H1 (H2), and the other end is connected to the connection line L1 (L2). One end of the winding T51 in the transformer T5 is connected to the connection line L51, and the other end is connected to the drain of the switching element SW51 (SW52). One end of the winding T52 in the transformer T5 is connected to the anode of the diode D50, and the other end is connected to the connection line L1 (L2). The switching control signal S51 (S52) from the control IC 50 is input to the gate of the switching element SW51 (SW52), and the source is connected to the connection line L1 (L2). The cathode of the diode D50 is connected to one end of the resistor R51 on the connection line L52, the other end of the resistor R51 is connected to one end of the resistor R52, and the other end of the resistor R52 is connected to the connection line L1 (L2). It is connected. One end of the capacitor C2 is connected to the connection line L52, and the other end is connected to the connection line L1 (L2). The control IC 50 is supplied with the AC voltage V1 or the DC voltage V2 via the connection line H1 (H2), and also supplied with the voltage V5 on the connection line L52 divided by the resistors R51 and R52. Thus, feedback control is performed. Further, the drive power supply 51 supplies a disable signal Dis to the control IC 50, while the drive power supply unit 52 supplies a synchronization signal Sync to the control IC 50.

このような構成により駆動電源51,52では、接続ラインH1(H2)を介して供給される交流電圧V1または直流電圧V2が所定の閾値(後述する規定値)以上となると、コントロールIC50から出力されるスイッチング制御信号S51(S52)によってスイッチング素子SW51(SW52)のオン・オフ制御動作が開始される。これにより、トランスT5により変圧された電圧V5が接続ラインL52上に生成され、ダイオードD51(D52)へ供給されるようになっている。また、駆動電源51では、ディスエーブル信号DisによってコントロールIC50の動作(駆動電源51全体の電力供給動作)が停止できるようになっている。また、駆動電源52では、同期信号SyncによってコントロールIC50の動作(スイッチング素子SW52のオン・オフ動作のタイミング)が制御されるようになっている。   With such a configuration, in the drive power supplies 51 and 52, when the AC voltage V1 or the DC voltage V2 supplied via the connection line H1 (H2) becomes equal to or higher than a predetermined threshold (specified value described later), the drive power is supplied from the control IC 50. The on / off control operation of the switching element SW51 (SW52) is started by the switching control signal S51 (S52). Thereby, the voltage V5 transformed by the transformer T5 is generated on the connection line L52 and supplied to the diode D51 (D52). Further, in the drive power supply 51, the operation of the control IC 50 (power supply operation of the entire drive power supply 51) can be stopped by the disable signal Dis. In the drive power supply 52, the operation of the control IC 50 (the timing of the on / off operation of the switching element SW52) is controlled by the synchronization signal Sync.

ここで、入出力端子T1,T2が本発明における「第1の入出力端子対」の一具体例に対応し、入出力端子T3,T4が本発明における「第2の入出力端子対」の一具体例に対応する。また、交流/直流変換部2が、本発明における「電圧変換部」および「AC/DC変換部」の一具体例に対応する。また、駆動電源51(副駆動電源)が本発明における「第1の駆動電源」の一具体例に対応し、駆動電源52(主駆動電源)が本発明における「第2の駆動電源」の一具体例に対応し、これら駆動電源51,52およびダイオードD51,D52が本発明における「駆動電源部」の一具体例に対応する。   Here, the input / output terminals T1 and T2 correspond to a specific example of the “first input / output terminal pair” in the present invention, and the input / output terminals T3 and T4 correspond to the “second input / output terminal pair” in the present invention. This corresponds to a specific example. The AC / DC converter 2 corresponds to a specific example of “voltage converter” and “AC / DC converter” in the present invention. The driving power source 51 (sub driving power source) corresponds to a specific example of “first driving power source” in the present invention, and the driving power source 52 (main driving power source) corresponds to one example of “second driving power source” in the present invention. Corresponding to a specific example, the drive power supplies 51 and 52 and the diodes D51 and D52 correspond to a specific example of the “drive power supply unit” in the present invention.

次に、本実施の形態の双方向コンバータ1の作用および効果について説明する。   Next, the operation and effect of the bidirectional converter 1 of the present embodiment will be described.

(双方向コンバータの基本動作例)
最初に、図4〜図7を参照して、双方向コンバータ1の基本動作について説明する。図4〜図7は、この双方向コンバータ1の基本動作の状態を、回路図を用いて表したものである。このうち、図4,図5は、順方向動作(交流側の商用電源10から直流側のバッテリ60への充電動作)を、図6,図7は、逆方向動作(直流側のバッテリ60から交流側の負荷70への交流電圧出力動作)を、表している。なお、これら図4〜図7では、双方向コンバータ1のうち、電圧検出回路311,321、電流検出回路312,322、駆動電源51,52およびダイオードD51,D52については、図示を省略している。また、図中の「ON」,「OFF」は、各スイッチング素子のオン状態やオフ状態を表しており、図中の矢印は電流の流れる経路および向きを表している。
(Example of basic operation of bidirectional converter)
First, the basic operation of the bidirectional converter 1 will be described with reference to FIGS. 4 to 7 illustrate the state of basic operation of the bidirectional converter 1 using circuit diagrams. 4 and 5 show the forward operation (charging operation from the AC commercial power supply 10 to the DC battery 60), and FIGS. 6 and 7 show the backward operation (from the DC battery 60). AC voltage output operation to the load 70 on the AC side). 4 to 7, in the bidirectional converter 1, the voltage detection circuits 311 and 321, current detection circuits 312 and 322, the drive power supplies 51 and 52, and the diodes D51 and D52 are not illustrated. . Also, “ON” and “OFF” in the figure represent the on state and off state of each switching element, and the arrows in the figure represent the path and direction of current flow.

まず、図4,図5に示した順方向動作時には、図4に示した動作状態と図5に示した動作状態とが交互に繰り返される。具体的には、商用電源10から入出力端子T1,T2を介して入力される交流入力電圧Vacin(商用電圧)がAC/DC変換部2Aへ供給されると、PFC機能を有する同期整流回路として機能するインダクタ24L1,24L2およびスイッチング素子SW21〜SW24により、接続ラインH3,L3間に直流電圧が生成される。次に、DC/DC変換部2Bでは、この直流電圧がAC/DC変換部2Aから供給されると、インバータ回路として機能するスイッチング素子SW31〜SW34によってパルス電圧が生成され、トランス22の巻線221の両端間に印加される。このパルス電圧は、トランス22によって変圧され、変圧されたパルス電圧が巻線222の両端間に生成される。そして、この変圧されたパルス電圧は、整流回路として機能するスイッチング素子SW41〜SW44によって整流され、直流出力電圧Vdcoutが生成される。これにより、この直流出力電圧Vdcoutおよび接続ラインH2,L2を流れる直流出力電流によって、バッテリ60に対する充電がなされる。   First, during the forward operation shown in FIGS. 4 and 5, the operation state shown in FIG. 4 and the operation state shown in FIG. 5 are alternately repeated. Specifically, when an AC input voltage Vacin (commercial voltage) input from the commercial power supply 10 via the input / output terminals T1 and T2 is supplied to the AC / DC converter 2A, a synchronous rectifier circuit having a PFC function is obtained. A DC voltage is generated between the connection lines H3 and L3 by the functioning inductors 24L1 and 24L2 and the switching elements SW21 to SW24. Next, in the DC / DC conversion unit 2B, when this DC voltage is supplied from the AC / DC conversion unit 2A, a pulse voltage is generated by the switching elements SW31 to SW34 functioning as an inverter circuit, and the winding 221 of the transformer 22 is generated. Is applied between both ends. This pulse voltage is transformed by the transformer 22, and the transformed pulse voltage is generated across the winding 222. Then, the transformed pulse voltage is rectified by the switching elements SW41 to SW44 functioning as a rectifier circuit, and a DC output voltage Vdcout is generated. Thereby, the battery 60 is charged by the DC output voltage Vdcout and the DC output current flowing through the connection lines H2 and L2.

一方、図6,図7に示した逆方向動作時には、図6に示した動作状態と図7に示した動作状態とが交互に繰り返される。具体的には、バッテリ60から入出力端子T3,T4を介して入力される直流入力電圧VdcinがDC/DC変換部2Bへ供給されると、インバータ回路として機能するスイッチング素子SW41〜SW44によってパルス電圧が生成され、トランス22の巻線222の両端間に印加される。このパルス電圧は、トランス22によって変圧され、変圧されたパルス電圧が巻線221の両端間に生成される。この変圧されたパルス電圧は、整流回路として機能するスイッチング素子SW31〜SW34によって整流され、直流電圧が生成される。次に、AC/DC変換部2Aでは、この直流電圧がDC/DC変換部2Bから供給されると、PFC機能を有するインバータ回路として機能するインダクタ24L1,24L2およびスイッチング素子SW21〜SW24により、接続ラインH1,L1間に交流出力電圧Vacoutが生成される。これにより、この交流出力電圧Vacoutおよび接続ラインH1,L1を流れる交流出力電流によって、入出力端子T1,T2を介して負荷70が駆動される。   On the other hand, during the backward operation shown in FIGS. 6 and 7, the operation state shown in FIG. 6 and the operation state shown in FIG. 7 are alternately repeated. Specifically, when the DC input voltage Vdcin input from the battery 60 via the input / output terminals T3 and T4 is supplied to the DC / DC converter 2B, the pulse voltage is generated by the switching elements SW41 to SW44 functioning as an inverter circuit. Is generated and applied across the winding 222 of the transformer 22. This pulse voltage is transformed by the transformer 22, and the transformed pulse voltage is generated across the winding 221. The transformed pulse voltage is rectified by the switching elements SW31 to SW34 functioning as a rectifier circuit, and a DC voltage is generated. Next, in the AC / DC conversion unit 2A, when this DC voltage is supplied from the DC / DC conversion unit 2B, the inductors 24L1 and 24L2 functioning as inverter circuits having a PFC function and the switching elements SW21 to SW24 connect the connection line. An AC output voltage Vacout is generated between H1 and L1. Thus, the load 70 is driven via the input / output terminals T1 and T2 by the AC output voltage Vacout and the AC output current flowing through the connection lines H1 and L1.

この際、順方向動作時および逆方向動作時のいずれにおいても、交流/直流変換部2におけるスイッチング素子SW21〜SW24,SW31〜SW34,SW41〜SW44のオン・オフ動作は、制御部4内のデジタル制御装置43から出力されるタイミング制御信号Sa,Sbによって制御される。また、この制御部4の電源となる電力は、駆動電源51,52からダイオードD51,D52を介して、制御部4へ供給される。   At this time, the ON / OFF operation of the switching elements SW21 to SW24, SW31 to SW34, and SW41 to SW44 in the AC / DC converter 2 is performed in the digital in the controller 4 during both forward operation and reverse operation. Control is performed by timing control signals Sa and Sb output from the control device 43. In addition, power as a power source for the control unit 4 is supplied from the drive power sources 51 and 52 to the control unit 4 via the diodes D51 and D52.

ここで、本実施の形態では、制御部4が、例えば図8に示したように、交流/直流変換部2におけるスイッチング素子SW21〜SW24等と、駆動電源52におけるスイッチング素子SW52とが、互いに同期してオン・オフ動作を行うように、同期信号Syncを用いてタイミング制御信号Sa,Sbおよびスイッチング制御信号S52を制御するのが好ましい。なお、図中のタイミングt1〜t6はそれぞれ、スイッチング素子SW21〜SW24等またはスイッチング素子SW52のオン・オフ動作のタイミングを表している。また、本実施の形態では、図8に示したように、制御部4内のA/D変換部(図示せず)介してデジタル制御部43が検出信号S(V1),S(V2),S(I1),S(I2)を取り込む際の取り込み(サンプリング)タイミングts1〜ts3が、上記したスイッチング素子SW21〜SW24等およびスイッチング素子SW52のオン・オフ動作のタイミングと異なっているようにするのが好ましい。そして特に、図8に示したように、取り込みタイミングts1〜ts3が、スイッチング素子SW21〜SW24等およびスイッチング素子SW52のオン・オフ動作のタイミングと同期していて、かつ、それらのスイッチング素子のオン・オフ動作のタイミングと異なっているようにするのがさらに好ましい。これらの構成により、そのような検出信号S(V1),S(V2),S(I1),S(I2)を取り込む際に、スイッチング素子SW21〜SW24等およびスイッチング素子SW52によるスイッチングノイズの影響が抑えられるからである。   Here, in the present embodiment, the control unit 4 causes the switching elements SW21 to SW24 and the like in the AC / DC conversion unit 2 and the switching element SW52 in the drive power source 52 to synchronize with each other as shown in FIG. Thus, it is preferable to control the timing control signals Sa and Sb and the switching control signal S52 using the synchronization signal Sync so that the on / off operation is performed. Note that the timings t1 to t6 in the drawing represent the timings of the on / off operations of the switching elements SW21 to SW24 or the switching element SW52, respectively. In this embodiment, as shown in FIG. 8, the digital control unit 43 detects the detection signals S (V1), S (V2), and the like via an A / D conversion unit (not shown) in the control unit 4. The fetching (sampling) timings ts1 to ts3 when fetching S (I1) and S (I2) are made different from the timing of the on / off operation of the switching elements SW21 to SW24 and the switching element SW52. Is preferred. In particular, as shown in FIG. 8, the capture timings ts1 to ts3 are synchronized with the on / off operation timings of the switching elements SW21 to SW24 and the switching element SW52, and the on / off states of these switching elements are More preferably, the timing is different from the timing of the off operation. With these configurations, when such detection signals S (V1), S (V2), S (I1), and S (I2) are taken in, the influence of switching noise caused by the switching elements SW21 to SW24 and the switching element SW52 is affected. It is because it can be suppressed.

(駆動電源部による電力供給動作例)
次に、図9〜図13を参照して、本発明の特徴的部分の1つである、駆動電源51,52による制御部4に対する電力供給動作について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。ここで、図9は、比較例に係る従来の双方向コンバータ(双方向コンバータ101)の構成および動作をブロック図で表したものである。また、図10および図11は、本実施の形態の駆動電源51,52および制御部4の動作例を流れ図で表したものである。また、図12は、本実施の形態の双方向コンバータ1における順方向動作時の動作状態をブロック図で表したものであり、(A)は起動期間における動作状態を、(B)は通常動作期間における動作状態を、それぞれ表している。また、図13は、本実施の形態の双方向コンバータ1における逆方向動作時の動作状態をブロック図で表したものであり、通常動作期間における動作状態を表している。
(Example of power supply operation by the drive power supply)
Next, with reference to FIGS. 9 to 13, the power supply operation to the control unit 4 by the drive power supplies 51 and 52, which is one of the characteristic parts of the present invention, will be described in detail in comparison with the comparative example. . FIG. 9 is a block diagram showing the configuration and operation of a conventional bidirectional converter (bidirectional converter 101) according to a comparative example. FIGS. 10 and 11 are flowcharts showing examples of operations of the drive power supplies 51 and 52 and the control unit 4 of the present embodiment. FIG. 12 is a block diagram showing the operation state during forward operation in the bidirectional converter 1 of the present embodiment, where (A) shows the operation state during the start-up period, and (B) shows the normal operation. Each operation state in the period is shown. FIG. 13 is a block diagram showing an operation state at the time of reverse operation in the bidirectional converter 1 of the present embodiment, and shows an operation state in a normal operation period.

まず、図9に示した比較例では、本実施の形態と同様に、交流側の駆動電源105Aと、直流側の駆動電源105Bとが、別個に設けられている。ただし、この比較例では、本実施の形態の制御部4の代わりに、交流/直流変換部2に対してスイッチング素子のタイミング制御信号S101を出力する制御部104が設けられている。そして、交流/直流変換部2の起動時には、これら2つの駆動電源105A,105Bのうちの一方(主に入力側)の駆動電源のみによって、制御部104を駆動している。すなわち、図中の矢印P301で示した順方向動作時には、図中の矢印P101で示したように、主に入力側の駆動電源105Aのみによって、制御部104に対してその電源となる電力が供給される。一方、図中の矢印P302で示した逆方向動作時には、図中の矢印P102で示したように、主に入力側の駆動電源105Bのみによって、制御部104に対してその電源となる電力が供給される。ところが、この比較例では、制御部104に対して十分な電力を供給できる駆動電源を2つ別個に設けている(駆動電源105A,105B)ため、双方向コンバータ101全体として、大型化・重量化を引き起こしてしまうことになる。   First, in the comparative example shown in FIG. 9, similarly to the present embodiment, the AC side driving power source 105 </ b> A and the DC side driving power source 105 </ b> B are provided separately. However, in this comparative example, a control unit 104 that outputs a timing control signal S101 of the switching element to the AC / DC conversion unit 2 is provided instead of the control unit 4 of the present embodiment. When the AC / DC converter 2 is activated, the controller 104 is driven only by one (mainly, the input side) of the two drive power supplies 105A and 105B. That is, at the time of forward operation indicated by an arrow P301 in the figure, as indicated by an arrow P101 in the figure, the power serving as the power source is supplied to the control unit 104 mainly by the drive power source 105A on the input side. Is done. On the other hand, at the time of the reverse operation indicated by the arrow P302 in the figure, as indicated by the arrow P102 in the figure, the power serving as the power supply is supplied to the control unit 104 mainly by the input side drive power supply 105B. Is done. However, in this comparative example, two drive power supplies that can supply sufficient power to the control unit 104 are separately provided (drive power supplies 105A and 105B), so that the bidirectional converter 101 as a whole is increased in size and weight. Will be caused.

これに対して、本実施の形態では、まず、制御部4は、入力側の駆動電源が駆動電源52(主駆動電源)であるか否か(ここでは、上記逆方向動作時であるか否か)を判断する(図10のステップS10,図11のステップS20)。   On the other hand, in the present embodiment, first, the control unit 4 determines whether or not the input-side drive power supply is the drive power supply 52 (main drive power supply) (in this case, during the reverse operation). (Step S10 in FIG. 10, step S20 in FIG. 11).

(副駆動電源を用いた起動期間)
ここで、入力側の駆動電源が駆動電源51(副駆動電源)であると判断された場合には(ステップS10,S11:N)、副駆動電源である駆動電源51を用いた起動期間となる。すなわち、この駆動電源51を用いた起動期間では、2つの駆動電源51,52のうち、入力側の一方の駆動電源(駆動電源51)のみによって、制御部4に対して電力が供給される。また、この駆動電源51を用いた起動期間では、デジタル制御装置43を構成するDSPの動作周波数(駆動周波数)faが、後述する交流/直流変換部2の通常動作期間の動作周波数(駆動周波数)fbと比べ、低くなるように設定される(ステップS11,S21:fa<fb)。
(Start-up period using sub-drive power supply)
Here, when it is determined that the drive power supply on the input side is the drive power supply 51 (sub drive power supply) (steps S10 and S11: N), the activation period using the drive power supply 51 that is the sub drive power supply is entered. . That is, in the start-up period using this drive power supply 51, electric power is supplied to the control unit 4 by only one drive power supply (drive power supply 51) on the input side among the two drive power supplies 51 and 52. In the start-up period using the drive power supply 51, the operating frequency (driving frequency) fa of the DSP constituting the digital control device 43 is the operating frequency (driving frequency) during the normal operating period of the AC / DC converter 2 described later. It is set to be lower than fb (steps S11 and S21: fa <fb).

次に、制御部4内のデジタル制御装置43は、交流/直流変換部2からの出力電圧(直流出力電圧Vdcoutまたは交流出力電圧Vacout)が、所定の規定値(駆動電源51,52内のコントロールIC50の動作開始電圧に対応)以上となっているか否かを判断する(ステップS12,S22)。   Next, the digital control device 43 in the control unit 4 determines that the output voltage (DC output voltage Vdcout or AC output voltage Vacout) from the AC / DC converter 2 is a predetermined specified value (control in the drive power supplies 51 and 52). It is determined whether or not it is equal to or higher than the operation start voltage of the IC 50 (steps S12 and S22).

ここで、この出力電圧が規定値にはまだ達していない場合には(ステップS12,S22:N)、例えば図12(A)(順方向動作時)に示したような動作状態となる。すなわち、図12(A)中の矢印P31で示した順方向動作時において、図中の矢印P1で示したように、入力側の駆動電源51のみによって、制御部4に対してその電源となる電力が供給される。   Here, when the output voltage has not yet reached the specified value (steps S12, S22: N), for example, an operation state as shown in FIG. 12A (during forward operation) is obtained. That is, at the time of forward operation indicated by an arrow P31 in FIG. 12A, as indicated by an arrow P1 in the figure, only the driving power supply 51 on the input side serves as the power supply for the control unit 4. Power is supplied.

この際、この駆動電源51を用いた起動期間においてPWM制御がなされると(図10のステップS13)、上記したように、デジタル制御装置43を構成するDSPの動作周波数faが後述する通常動作期間と比べて低くなるように設定されていることにより(fa<fb)、駆動電源51を用いた起動期間において、通常動作期間と比べて制御部4における消費電力が低くなる。これは、DSPはそのほとんどがMOSトランジスタで構成されているため、その消費電力は動作周波数にほぼ比例することになるからである。また、DSP内の半導体スイッチとして例えばIGBTを用いたときには、ゲート容量を充放電に費やされる電力はスイッチング周波数に比例するため、DSPの動作周波数を低くしてスイッチング周波数を低くしたときには、スイッチ素子の駆動電力も低くすることができる。なお、通常動作期間とこの駆動電源51を用いた起動期間との動作周波数の比は、2以上に設定するのが望ましい。これにより、駆動電源51,52の電力の比を、1:1以上に設定できるからである。   At this time, when PWM control is performed in the start-up period using the drive power supply 51 (step S13 in FIG. 10), as described above, the operating frequency fa of the DSP constituting the digital control device 43 is a normal operation period described later. Is set to be lower (fa <fb), the power consumption in the control unit 4 is lower in the startup period using the drive power supply 51 than in the normal operation period. This is because most DSPs are composed of MOS transistors, and the power consumption is almost proportional to the operating frequency. Further, when an IGBT is used as a semiconductor switch in the DSP, for example, the power consumed for charging and discharging the gate capacitance is proportional to the switching frequency. Therefore, when the operating frequency of the DSP is lowered and the switching frequency is lowered, The driving power can also be lowered. Note that the ratio of the operating frequency between the normal operation period and the start-up period using the drive power supply 51 is preferably set to 2 or more. This is because the power ratio between the drive power supplies 51 and 52 can be set to 1: 1 or more.

一方、この駆動電源51を用いた起動期間において、デジタル制御装置43を構成するDSPの動作周波数faを通常動作期間と比べて低くなるように設定すると共に、交流/直流変換部2におけるスイッチング素子SW21〜SW24等を制御するための規定パルス(デューティ比および波形等が固定された所定のパルス信号)のみを出力するようにしてもよい(図11のステップS23)。これは、以下の理由によるものである。すなわち、DSPによる電力の制御には複数の演算処理を必要とするため、演算が終了するのに時間を要する。したがって、この時間は動作周波数に依存するため、動作周波数が低くなると、演算が間に合わなくなる場合がある。そこで、駆動電源51を用いた起動期間では動作周波数を低くすると共に演算を簡略化し、規定のパルス信号によってスイッチング素子SW21〜24等をオン・オフ制御するというものである。このように構成した場合、制御部4としての動作が最小限に抑えられるため、駆動電源51を用いた起動期間において、通常動作期間と比べて制御部4の消費電力がより低くなる。   On the other hand, in the start-up period using this drive power supply 51, the operating frequency fa of the DSP constituting the digital control device 43 is set to be lower than that in the normal operation period, and the switching element SW21 in the AC / DC converter 2 is set. Only a prescribed pulse (predetermined pulse signal with a fixed duty ratio and waveform etc.) for controlling SW24 and the like may be output (step S23 in FIG. 11). This is due to the following reason. That is, since the power control by the DSP requires a plurality of calculation processes, it takes time to complete the calculation. Therefore, since this time depends on the operating frequency, if the operating frequency decreases, the calculation may not be in time. Therefore, in the start-up period using the drive power supply 51, the operation frequency is lowered and the calculation is simplified, and the switching elements SW21 to 24 are controlled to be turned on / off by a prescribed pulse signal. In such a configuration, since the operation as the control unit 4 is minimized, the power consumption of the control unit 4 is lower in the startup period using the drive power supply 51 than in the normal operation period.

なお、このようなステップS13,S23に示した2つの制御を、随時切り換えて行うようにしてもよい。また、このようなステップS13またはステップS23の動作の後は、再びステップS12またはステップS22へと戻ることになる。   Note that the two controls shown in steps S13 and S23 may be switched at any time. Further, after such an operation of step S13 or step S23, the process returns to step S12 or step S22 again.

ここで、このようにして制御部4による制御により、交流/直流変換部2の電圧変換動作がなされ、出力側へ電力が供給される。これにより、その後、出力電圧が規定値以上に達した場合には(ステップS12,S22:Y)、出力側の駆動電源52(主駆動電源)も制御部4に対する電源供給動作を開始するようになり、通常動作期間へ移行する。   Here, the voltage conversion operation of the AC / DC conversion unit 2 is performed by the control by the control unit 4 in this way, and power is supplied to the output side. As a result, when the output voltage subsequently reaches a specified value or more (steps S12, S22: Y), the output-side drive power supply 52 (main drive power supply) also starts the power supply operation to the control unit 4. Thus, the normal operation period starts.

(通常動作期間)
一方、ステップS10,S20において、入力側の駆動電源が駆動電源52(主駆動電源)であると判断された場合(ステップS10,S20:Y)には、上記したような起動期間を経ずに、直ちに以下説明する通常動作期間へと移行する。すなわち、以下説明するステップS14〜S17,S24〜S27の処理が行われる。また、上記した副駆動電源である駆動電源51を用いた起動期間が終了して通常動作期間に移行した場合も、以下説明するステップS14〜S17,S24〜S27の処理が行われる。
(Normal operation period)
On the other hand, when it is determined in steps S10 and S20 that the driving power source on the input side is the driving power source 52 (main driving power source) (steps S10 and S20: Y), the above-described startup period is not passed. Immediately, the operation shifts to the normal operation period described below. That is, processing of steps S14 to S17 and S24 to S27 described below is performed. Also, when the start-up period using the drive power supply 51 as the sub drive power supply ends and the process shifts to the normal operation period, the processes of steps S14 to S17 and S24 to S27 described below are performed.

この通常動作期間では、制御部4は、まず、デジタル制御装置43を構成するDSPの動作周波数faを、通常動作期間の動作周波数(駆動周波数)fb(>fa)に設定する(ステップS14,S24)。これにより、その動作周波数によって、制御部4における消費電力が変更される。   In the normal operation period, the control unit 4 first sets the operation frequency fa of the DSP constituting the digital control device 43 to the operation frequency (drive frequency) fb (> fa) in the normal operation period (steps S14 and S24). ). Thereby, the power consumption in the control part 4 is changed according to the operating frequency.

また、この通常動作期間では、制御部4は、ディスエーブル信号Disを用いて、駆動電源51(副駆動電源)の動作を停止させる(ステップS15,S25)。したがって、通常動作期間では、例えば図12(B)(順方向動作時)および図13(逆方向動作時)にそれぞれ示したように、2つの駆動電源51,52のうちの駆動電源52(主駆動電源)のみよって、制御部4への電力供給が行われる。   In this normal operation period, the control unit 4 stops the operation of the drive power supply 51 (sub drive power supply) using the disable signal Dis (steps S15 and S25). Therefore, in the normal operation period, for example, as shown in FIG. 12B (during forward operation) and FIG. 13 (during reverse operation), the drive power source 52 (main power) out of the two drive power sources 51 and 52, respectively. Only the drive power source) supplies power to the control unit 4.

そして、その後は、通常動作期間におけるPWM制御が行われる(ステップS16,S26)。この際、動作周波数の切り換えは、分周器42における分周比を制御することによって行う。なお、駆動電源51を用いた起動期間から通常動作期間への移行は、電圧検出回路311,321および電流検出回路312,322による検出信号S(V1),S(V2),S(I1),S(I2)のうち、入力側の検出信号をモニターすることにより、出力側への電力供給を確認して行うことが望ましい。   Thereafter, PWM control is performed during the normal operation period (steps S16 and S26). At this time, the operation frequency is switched by controlling the frequency division ratio in the frequency divider 42. Note that the transition from the startup period using the drive power supply 51 to the normal operation period is performed by detecting the detection signals S (V1), S (V2), S (I1), and the voltage detection circuits 311 and 321 and the current detection circuits 312 and 322. It is desirable to confirm the power supply to the output side by monitoring the detection signal on the input side of S (I2).

なお、その後は、全体の処理を終了させるか否かを判断する(ステップS17,S27)。そして、まだ終了させないと判断した場合には(ステップS17,S27:N)、再びステップS16またはステップS26へと戻り、終了させると判断した場合には(ステップS17,S27:Y)、図10,図11に示した全体の処理が終了となる。   After that, it is determined whether or not to end the entire process (steps S17 and S27). If it is determined that the process is not yet completed (steps S17 and S27: N), the process returns to step S16 or step S26 again. If it is determined that the process is to be terminated (steps S17 and S27: Y), FIG. The entire process shown in FIG. 11 is completed.

このようにして本実施の形態では、入力側の駆動電源が駆動電源51(副駆動電源)である場合には、交流/直流変換部2の起動期間において、この駆動電源51のみによって制御部4への電力供給がなされると共に、通常動作期間と比べて制御部4の消費電力が低くなるように設定される。また、交流/直流変換部2の通常動作期間では、駆動電源52(主駆動電源)のみによって制御部4への電力供給がなされる。これにより、入力側および出力側の両方に電力供給能力の高い駆動電源(駆動電源105A,105B)を設けると共に常に入力側の一方の駆動電源のみによって制御部への電力供給がなされている従来(比較例)と比べ、一方側(副駆動電源である駆動電源51側)の電力供給能力が、低くても済むようになる。   In this way, in the present embodiment, when the driving power source on the input side is the driving power source 51 (sub driving power source), the control unit 4 is controlled only by the driving power source 51 during the start-up period of the AC / DC converting unit 2. Is set so that the power consumption of the control unit 4 is lower than that in the normal operation period. Further, during the normal operation period of the AC / DC converter 2, power is supplied to the controller 4 only by the drive power source 52 (main drive power source). As a result, a drive power supply (drive power supply 105A, 105B) having a high power supply capability is provided on both the input side and the output side, and power is always supplied to the control unit by only one drive power supply on the input side ( Compared with the comparative example, the power supply capability on one side (the drive power supply 51 side which is the sub drive power supply) can be low.

また、通常動作期間では、駆動電源51(副駆動電源)の動作が停止し、駆動電源52(主駆動電源)のみよって電力供給がなされることにより、消費電力が低減されると共に、駆動電源51内のスイッチング素子SW51等のオン・オフ動作によるノイズも抑えられる。すなわち、不要な回路が停止することにより、余分な消費電力が低減し、高効率となる。また、不要な回路が停止することにより、制御部4において検出信号S(V1),S(V2),S(I1),S(I2)を取り込む際に、そのようなノイズの回り込みが抑えられ、出力のS/Nが向上する。   Further, during the normal operation period, the operation of the drive power supply 51 (sub drive power supply) is stopped, and power is supplied only by the drive power supply 52 (main drive power supply), thereby reducing power consumption and driving power supply 51. Noise due to the on / off operation of the switching element SW51 and the like is also suppressed. In other words, when unnecessary circuits are stopped, extra power consumption is reduced and high efficiency is achieved. Further, when unnecessary circuits are stopped, such noise wraparound is suppressed when the control unit 4 captures the detection signals S (V1), S (V2), S (I1), and S (I2). , S / N of output is improved.

以上のように本実施の形態では、入力側の駆動電源が駆動電源51(副駆動電源)である場合には、交流/直流変換部2の起動期間において、この駆動電源51のみによって制御部4への電力供給を行うと共に、通常動作期間と比べて制御部4の消費電力が低くなるように設定し、交流/直流変換部2の通常動作期間では、駆動電源52(主駆動電源)のみによって制御部4への電力供給を行うようにしたので、従来と比べ、一方側(副駆動電源である駆動電源51側)の電力供給能力が低くても済むようになる。よって、駆動電源51の小型・軽量化を図ることができ、双方向コンバータ1全体としても従来と比べて小型・軽量化を図ることが可能となる。   As described above, in the present embodiment, when the driving power source on the input side is the driving power source 51 (sub driving power source), the control unit 4 is controlled only by the driving power source 51 during the start-up period of the AC / DC converter 2. Is set so that the power consumption of the control unit 4 is lower than that in the normal operation period. In the normal operation period of the AC / DC converter 2, only the drive power source 52 (main drive power source) is used. Since the power supply to the control unit 4 is performed, the power supply capability on one side (the drive power supply 51 side that is the sub drive power supply) can be lower than the conventional one. Therefore, the drive power supply 51 can be reduced in size and weight, and the bidirectional converter 1 as a whole can be reduced in size and weight compared to the conventional one.

また、通常動作期間では、駆動電源51(副駆動電源)の動作を停止させることにより、駆動電源52(主駆動電源)のみよって電力供給を行うようにしたので、消費電力を低減することができると共に、駆動電源51内のスイッチング素子SW51等のオン・オフ動作によるノイズも抑えることができる。よって、高効率かつ高精度な双方向コンバータを実現することが可能となる。   Further, in the normal operation period, by stopping the operation of the drive power supply 51 (sub drive power supply), power is supplied only by the drive power supply 52 (main drive power supply), so that power consumption can be reduced. In addition, noise due to the on / off operation of the switching element SW51 in the drive power supply 51 can be suppressed. Therefore, a highly efficient and highly accurate bidirectional converter can be realized.

(変形例)
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
(Modification)
While the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made.

例えば、上記実施の形態で説明したAC/DC変換部、DC/DC変換部、整流回路、昇圧回路、平滑回路、インバータ回路および制御部の構成は、これらには限られず、他の構成であってもよい。   For example, the configurations of the AC / DC conversion unit, the DC / DC conversion unit, the rectifier circuit, the booster circuit, the smoothing circuit, the inverter circuit, and the control unit described in the above embodiment are not limited to these, and may be other configurations. May be.

また、例えば図14に示した双方向コンバータ1Aのように、トランス22,27によって、交流側と直流側との間を互いに絶縁させると共に、トランス53によって、駆動電源51と駆動電源52との間を互いに絶縁させるようにしてもよい。なお、SW回路部2Cは、図2に示した交流/直流変換部2の回路構成のうち、トランス22よりも交流側の回路である。また、SW回路部2Dは、図2に示した交流/直流変換部2の回路構成のうち、トランス22よりも直流側の回路である。このように、交流/直流変換部2内において交流側と直流側との間を互いに絶縁させるのは、例えばPHEVに用いられるバッテリ60の電圧は350V程度の高圧になる場合があるため、そのような高圧のバッテリ60を商用電源10に直接接続することは、安全上の問題があるからである。このように構成した場合、駆動電源51,52間の絶縁のための部品としてトランス53を用いたときに、トランス53において使用される電力も小さくて済むため、絶縁性の双方向コンバータ1A全体として、より効果的に小型・軽量化が図れる。また、この図14に示した双方向コンバータ1Aでは、駆動電源51(副駆動電源)と制御部4との間に、絶縁性のトランス53を設けるようにするのが好ましい。このように構成した場合、この絶縁性のトランス53において使用される電力がさらに小さくて済むため、上記した絶縁性の双方向コンバータ1Aにおいて、全体としてさらに効果的に小型・軽量化が図れる。さらに、この双方向コンバータ1Aでは、LED(Light Emitting Diode)551とフォトトランジスタ552からなるフォトカプラ55を用いて、制御部4から出力されるディスエーブル信号Dis1と、駆動電源51へ入力されるディスエーブル信号Dis2との間で信号伝達をするようになっている。これにより、駆動電源51と制御部4との間を完全に絶縁しつつ、ディスエーブル信号の伝達を行うことが可能となる。   Further, for example, like the bidirectional converter 1A shown in FIG. 14, the AC side and the DC side are insulated from each other by the transformers 22 and 27, and between the driving power source 51 and the driving power source 52 by the transformer 53. May be insulated from each other. The SW circuit unit 2C is a circuit on the AC side of the transformer 22 in the circuit configuration of the AC / DC converting unit 2 shown in FIG. The SW circuit unit 2D is a circuit on the DC side of the transformer 22 in the circuit configuration of the AC / DC converting unit 2 shown in FIG. As described above, the AC side and the DC side are insulated from each other in the AC / DC converter 2 because, for example, the voltage of the battery 60 used in the PHEV may be as high as about 350V. This is because it is a safety problem to directly connect a high-voltage battery 60 to the commercial power supply 10. In such a configuration, when the transformer 53 is used as a component for insulation between the drive power supplies 51 and 52, the power used in the transformer 53 can be reduced, so that the insulating bidirectional converter 1A as a whole is used. Thus, the size and weight can be reduced more effectively. Further, in the bidirectional converter 1A shown in FIG. 14, it is preferable to provide an insulating transformer 53 between the drive power supply 51 (sub drive power supply) and the control unit 4. When configured in this manner, the electric power used in the insulating transformer 53 can be further reduced. Therefore, the above-described insulating bidirectional converter 1A can be more effectively reduced in size and weight as a whole. Further, in the bidirectional converter 1A, a disable signal Dis1 output from the control unit 4 and a disable signal input to the drive power supply 51 are used using a photocoupler 55 including an LED (Light Emitting Diode) 551 and a phototransistor 552. Signal transmission is performed with the Able signal Dis2. As a result, it becomes possible to transmit the disable signal while completely insulating the drive power supply 51 and the control unit 4.

なお、図14に示した双方向コンバータ1Aにおいて、駆動電源51とトランス53との間に副制御部(図示せず)を設けることにより、電力的に完全に分離するようにしてもよい。そのように構成した場合、交流/直流電力変換部2内のスイッチング素子SW21〜SW24等のスイッチング制御信号は、この副制御部からの信号と制御部4(正制御部)からの信号との論理和によって構成されているのが望ましい。また、駆動電源51(副駆動電源)の動作を停止させるときには、同時にこの副制御部の動作も停止させるのが望ましい。   In the bidirectional converter 1A shown in FIG. 14, a sub-control unit (not shown) may be provided between the drive power supply 51 and the transformer 53 to completely separate the power. In such a configuration, the switching control signals of the switching elements SW21 to SW24 and the like in the AC / DC power conversion unit 2 are the logic of the signal from the sub-control unit and the signal from the control unit 4 (positive control unit). It is desirable to be composed of sums. Further, when the operation of the drive power source 51 (sub drive power source) is stopped, it is desirable to simultaneously stop the operation of the sub control unit.

また、例えば図15に示した双方向コンバータ1Bのように、入出力端子T1,T2と駆動電源51との間、および入出力端子T3,T4と駆動電源52との間にそれぞれ、リレー541,542を設けると共に、起動期間において、出力側のリレーがオフ状態となるようにしてもよい。このように構成した場合、起動期間における無制御な電力が出力側へ出力されるのが回避され、出力側の安全性等が確保されるようになる。   Further, for example, as in the bidirectional converter 1B shown in FIG. 15, the relays 541 and T2 are connected between the input / output terminals T1 and T2 and the drive power supply 51, and between the input / output terminals T3 and T4 and the drive power supply 52, respectively. 542 may be provided, and the output-side relay may be turned off during the start-up period. When configured in this way, it is avoided that uncontrolled power during the startup period is output to the output side, and safety on the output side is ensured.

また、これまでは、通常動作期間において、駆動電源51(副駆動電源)の動作を停止させることにより、駆動電源52(主駆動電源)のみよって電力供給を行う場合について説明したが、例えば図16(A),(B)に示したように、順方向動作時および逆方向動作時のいずれにおいても、通常動作期間において、駆動電源51,52の両方によって電力供給を行うようにしてもよい。   In the above description, the case where the power supply is performed only by the drive power supply 52 (main drive power supply) by stopping the operation of the drive power supply 51 (sub drive power supply) in the normal operation period has been described. For example, FIG. As shown in (A) and (B), power may be supplied by both the drive power supplies 51 and 52 during the normal operation period during both the forward operation and the reverse operation.

また、これまでは、双方向コンバータが、交流/直流変換部2(AC/DC変換部)を有する双方向のAC/DCコンバータとして機能する場合について説明したが、本発明の双方向コンバータは、直流/直流変換部2(DC/DC変換部)を有する双方向のDC/DCコンバータとして機能するものにも適用することが可能である。   In addition, the case where the bidirectional converter functions as a bidirectional AC / DC converter having the AC / DC converter 2 (AC / DC converter) has been described so far. The present invention can also be applied to a device that functions as a bidirectional DC / DC converter having a DC / DC converter 2 (DC / DC converter).

また、これまでは、双方向コンバータ全体を、バッテリ等に対する充電・放電装置として用いる場合について説明したが、本発明の双方向コンバータは、そのような充電・放電装置以外にも、例えば家電等の電源装置など、他の用途にも適用することが可能である。   Moreover, until now, the case where the whole bidirectional | two-way converter is used as a charging / discharging apparatus with respect to a battery etc. was demonstrated, However, The bidirectional | two-way converter of this invention is other than such a charging / discharging apparatus, for example, household appliances etc. The present invention can also be applied to other uses such as a power supply device.

また、上記実施の形態では、制御部4内のデジタル制御装置43の機能をソフトウェアによって構成するようにした場合で説明したが、このデジタル制御装置43の機能をハードウェアによって構成するようにしてもよい。ただし、ハードウェアによって構成した場合には回路規模が大きくなると共に、各素子のばらつきを補正するのが難しいことから、上記実施の形態のようにソフトウェアによって構成するのが好ましい。   In the above embodiment, the function of the digital control device 43 in the control unit 4 is configured by software. However, the function of the digital control device 43 may be configured by hardware. Good. However, when configured by hardware, the circuit scale increases, and it is difficult to correct variations in each element. Therefore, it is preferable to configure by software as in the above embodiment.

1A,1B…双方向コンバータ、10…商用電源、2…交流/直流変換部、2A…AC/DC変換部、2B…DC/DC変換部、2C,2D…SW回路部、22,27…トランス、311,321…電圧検出回路、312,322…電流検出回路、4…制御部、41…発信器、42…分周器、43…デジタル制御装置、51,52…駆動電源、53…トランス、541,542…リレー、55…フォトカプラ、551…LED、552…フォトトランジスタ、60…バッテリ、70…負荷、T1〜T4…入出力端子、H1,L1,H2,L2,H3,L3…接続ライン、I1,I2…電流、V1,V2…電圧、Vacin…交流入力電圧、Vacout…交流出力電圧、Vdcin…直流入力電圧、Vdcout…直流出力電圧、S(I1),S(V1),S(I2),S(V2)…検出信号、Sa,Sb…タイミング制御信号、S51,S52…スイッチング制御信号、CLK0…基本クロック信号、CLK1…分周信号(システムクロック信号)、D51,D52…ダイオード、fa,fb…駆動周波数(動作周波数)、Sync…同期信号、Dis…ディスエーブル信号、t1〜t6…タイミング、ts1〜ts3…取り込みタイミング(サンプリングタイミング)。   1A, 1B ... Bidirectional converter, 10 ... Commercial power supply, 2 ... AC / DC converter, 2A ... AC / DC converter, 2B ... DC / DC converter, 2C, 2D ... SW circuit, 22, 27 ... Transformer , 311, 321 ... voltage detection circuit, 312, 322 ... current detection circuit, 4 ... control unit, 41 ... transmitter, 42 ... frequency divider, 43 ... digital control device, 51, 52 ... drive power supply, 53 ... transformer, 541, 542 ... Relay, 55 ... Photocoupler, 551 ... LED, 552 ... Phototransistor, 60 ... Battery, 70 ... Load, T1-T4 ... Input / output terminals, H1, L1, H2, L2, H3, L3 ... Connection line , I1, I2 ... current, V1, V2 ... voltage, Vacin ... AC input voltage, Vacout ... AC output voltage, Vdcin ... DC input voltage, Vdcout ... DC output voltage, S (I1), S (V1), S (I2 ) S (V2) ... detection signal, Sa, Sb ... timing control signal, S51, S52 ... switching control signal, CLK0 ... basic clock signal, CLK1 ... frequency division signal (system clock signal), D51, D52 ... diode, fa, fb ... drive frequency (operating frequency), Sync ... synchronization signal, Dis ... disable signal, t1 to t6 ... timing, ts1 to ts3 ... capture timing (sampling timing).

Claims (7)

第1および第2の入出力端子対のうちの一方の入出力端子対から入力される入力電圧に基づいて、他方の入出力端子対から出力電圧を出力する双方向コンバータであって、
スイッチング素子を含んで構成され、前記入力電圧に基づいて電圧変換を行うことにより前記出力電圧を生成する電圧変換部と、
前記スイッチング素子の動作を制御する制御部と、
前記第1の入出力端子対側に接続された第1の駆動電源と、前記第2の入出力端子対側に接続された第2の駆動電源とを含んで構成され、前記制御部に対してその電源となる電力を供給する駆動電源部と
を備え、
前記制御部は、デジタル演算装置(DSP)を含んで構成されており、
前記電圧変換部の通常動作期間では、少なくとも、前記第1および第2の駆動電源のうちの電力供給能力が大きいほうの駆動電源である主駆動電源により電力が供給されると共に、
前記電圧変換部の起動期間では、前記DSPの動作周波数が前記通常動作期間と比べて低くなるように構成され、
前記第1および第2の駆動電源のうちの前記入力電圧が入力される側の駆動電源が、前記第1および第2の駆動電源のうちの電力供給能力が小さいほうの駆動電源である副駆動電源である場合には、前記電圧変換部の前記起動期間において、前記副駆動電源のみにより電力が供給され、かつ前記通常動作期間と比べて前記制御部の消費電力が低くなるように構成されている
ことを特徴とする双方向コンバータ。
A bidirectional converter that outputs an output voltage from the other input / output terminal pair based on an input voltage input from one input / output terminal pair of the first and second input / output terminal pairs,
A voltage converter configured to include a switching element and generate the output voltage by performing voltage conversion based on the input voltage; and
A control unit for controlling the operation of the switching element;
A first driving power source connected to the first input / output terminal pair side; and a second driving power source connected to the second input / output terminal pair side; Drive power supply section for supplying power to be used as the power supply,
The control unit includes a digital arithmetic device (DSP),
In the normal operation period of the voltage conversion unit, at least power is supplied by a main drive power source that is a drive power source having a larger power supply capability of the first and second drive power sources,
In the startup period of the voltage conversion unit, the DSP is configured such that the operating frequency of the DSP is lower than the normal operation period,
Of the first and second drive power supplies, the drive power supply on the side to which the input voltage is input is a sub-drive that is the drive power supply having the smaller power supply capability of the first and second drive power supplies. In the case of a power supply, power is supplied only by the sub-drive power supply during the start-up period of the voltage conversion unit, and the power consumption of the control unit is lower than that during the normal operation period. A bidirectional converter characterized by
前記制御部は、前記通常動作期間では、前記副駆動電源の動作を停止させることにより、前記主駆動電源のみより電力が供給される
ことを特徴とする請求項1に記載の双方向コンバータ。
2. The bidirectional converter according to claim 1, wherein the control unit supplies power only from the main drive power supply by stopping the operation of the sub drive power supply during the normal operation period. 3.
前記第1および第2の駆動電源がそれぞれ、スイッチング素子を含んで構成され、
前記制御部は、前記電圧変換部におけるスイッチング素子と前記主駆動電源におけるスイッチング素子とが、互いに同期してオン・オフ動作を行うように制御する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の双方向コンバータ。
Each of the first and second drive power supplies includes a switching element,
3. The control unit according to claim 1, wherein the control unit controls the switching element in the voltage conversion unit and the switching element in the main drive power supply to perform an on / off operation in synchronization with each other. Bidirectional converter as described.
前記第1の駆動電源と前記第2の駆動電源とが、互いに絶縁されており、
前記副駆動電源と前記制御部との間に、絶縁性のトランスを備えた
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の双方向コンバータ。
The first drive power source and the second drive power source are insulated from each other;
The bidirectional converter according to any one of claims 1 to 3, wherein an insulating transformer is provided between the sub-drive power source and the control unit.
前記DSPは、前記起動期間では、前記電圧変換部におけるスイッチング素子を制御するための規定のパルス信号を出力する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の双方向コンバータ。
The bidirectional DSP according to any one of claims 1 to 4, wherein the DSP outputs a prescribed pulse signal for controlling a switching element in the voltage converter during the start-up period. converter.
前記第1の入出力端子対と前記第1の駆動電源との間、および前記第2の入出力端子対と前記第2の駆動電源との間にそれぞれ、リレーを備え、
前記起動期間において、前記出力電圧が出力される側のリレーがオフ状態となるように構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の双方向コンバータ。
A relay is provided between the first input / output terminal pair and the first drive power supply, and between the second input / output terminal pair and the second drive power supply,
The bidirectional converter according to any one of claims 1 to 5 , wherein the relay on the side from which the output voltage is output is in an off state during the start-up period.
前記電圧変換部が、直流電圧と交流電圧との間の電圧変換を行うAC/DC変換部であり、双方向のAC/DCコンバータとして機能する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の双方向コンバータ。
The voltage conversion unit is a AC / DC conversion unit performing voltage conversion between a DC voltage and an AC voltage of claims 1 to 6, characterized in that it functions as a bi-directional AC / DC converter The bidirectional converter according to any one of claims.
JP2009020569A 2009-01-30 2009-01-30 Bidirectional converter Active JP5412856B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009020569A JP5412856B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Bidirectional converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009020569A JP5412856B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Bidirectional converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010178566A JP2010178566A (en) 2010-08-12
JP5412856B2 true JP5412856B2 (en) 2014-02-12

Family

ID=42708951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009020569A Active JP5412856B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Bidirectional converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5412856B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5765075B2 (en) * 2011-06-16 2015-08-19 株式会社Ihi Power conversion device and charging device
JP2013201882A (en) * 2012-02-20 2013-10-03 Sumitomo Electric Ind Ltd Bidirectional dc-dc conversion device and conversion device
JP6201319B2 (en) 2013-01-15 2017-09-27 住友電気工業株式会社 Converter, failure determination method, and control program
JP6070263B2 (en) 2013-02-26 2017-02-01 住友電気工業株式会社 DC-AC converter and control circuit
DE112014004859B4 (en) * 2013-10-23 2019-06-19 Mitsubishi Electric Corporation Energy conversion device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5574284U (en) * 1978-11-13 1980-05-22
JP3697112B2 (en) * 1999-07-23 2005-09-21 株式会社千代田 DC bidirectional converter
JP3772096B2 (en) * 2001-04-13 2006-05-10 シャープ株式会社 Power conditioner for photovoltaic system
US6563718B1 (en) * 2001-12-06 2003-05-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Capacitively coupled power converter
JP4509658B2 (en) * 2004-06-09 2010-07-21 フォスター電機株式会社 Switching power supply
JP4411436B2 (en) * 2004-09-15 2010-02-10 国立大学法人 琉球大学 Soft switching circuit for bidirectional DC-DC converter
JP4591304B2 (en) * 2005-10-17 2010-12-01 株式会社豊田自動織機 Bidirectional DC / AC inverter
JP4834865B2 (en) * 2006-03-30 2011-12-14 国立大学法人横浜国立大学 Bidirectional buck-boost chopper circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010178566A (en) 2010-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4719567B2 (en) Bidirectional DC-DC converter and control method thereof
CN103457474B (en) Bidirectional DC/DC converter
US8963372B2 (en) Inverter and power converter having inverter mounted therein
US8901883B2 (en) Charger for electric vehicle
CN205092774U (en) Power supply circuit , relevant transmitting circuit , integrated circuit
US8878389B2 (en) Method and apparatus for providing uninterruptible power
JPWO2013121665A1 (en) DC / DC converter
JP2014087134A (en) Dc/dc converter
JPWO2013073173A1 (en) Battery charger
JP5412856B2 (en) Bidirectional converter
JP2014003750A (en) Power supply controller for vehicle
WO2010073602A1 (en) Ac-dc converter
JP2015122940A (en) Power conversion device
WO2021053910A1 (en) Power conversion device
JP5262687B2 (en) Bidirectional converter
CN210807100U (en) Power transmission circuit
CN114303312A (en) Power conversion device
CN101964599A (en) Switching power conversion circuit and applicable power supply therefor
CN107565705B (en) Control method of electric energy transmitting terminal, electric energy transmitting terminal and non-contact electric energy transmission device
JP6369509B2 (en) Power conversion circuit
JP2012157162A (en) Insulation circuit for power transmission and power converter
CN101753040A (en) Power adaptor
CN216851764U (en) Energy storage type variable frequency transmission device
CN115811231A (en) Power supply with resonant topology and method and apparatus for operating the same
JP2012157118A (en) Power conversion apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111201

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20130424

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130508

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130617

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130625

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130910

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130926

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: 20131015

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131028

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5412856

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150