JP5427862B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
第1の方法は、ダイオードブリッジ回路と平滑コンデンサとを用いる。ダイオードブリッジ回路は、交流電源からの交流を全波整流する。平滑コンデンサは、全波整流後の直流を平滑する。
図1は、第1の実施形態における電力変換装置100の回路構成図である。電力変換装置100は、交流電源101の一端に、第1のコンデンサC1と第1のインダクタL1とを直列に接続してなる第1のLC回路102を接続する。さらに、前記第1のLC回路102に対して直列に第1のスイッチS1を接続し、この第1のスイッチS1を前記交流電源101の他端に接続する。
極性判定部111は、電圧検出部106で検出された交流電源101の電圧Vinから、この電圧Vinの極性が正か負かを判定する。コントローラ110は、極性判定部111での判定結果を示す情報、つまりは電圧Vinの極性が正か負かを示す情報をパルス発生部112に通知する。
図16は、第2の実施形態における電力変換装置200の回路構成図である。なお、第1の実施形態の電力変換装置100と共通する部分には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
例えば、図17において、電流バランス区間が短いと仮定すると、平均電流波形Iaveは次の(1)式で近似できる。なお、(1)式において、Ipeakは、パルス信号P1,P2がオンからオフに切り替わる際のピーク電流であり、Iminは、パルス信号P1,P2がオフからオンに切り替わる際の最小電流である。
この場合において、平均電流波形Iaveが乗算器202から出力される想定電流値eであると仮定すると、コントローラ110は、次の(2)式を満たすピーク電流Ipeakの値でオン区間が終了するように制御する。
なお、電流バランス区間を長くする場合には、それ相応の近似式を立てればよい。
例えば前記実施形態の電力変換装置100,200では、スイッチS1,S2を機械式のスイッチとして説明したが、当該スイッチS1,S2は、機械式のスイッチに限定されるものではない。正方向はスイッチとして機能し、逆方向はダイオードとして機能する素子、例えばMOS型の電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor:FET)をスイッチS1,S2として代用することも可能である。MOS型の電界効果トランジスタはボディダイオードを有するので、ダイオードD1,D2は省略できる。また、例えばトライアックのような双方向で電流の導通及び非導通を制御できるボディダイオードを有しない半導体スイッチを、スイッチS1,S2として代用することも可能である。この場合、ダイオードD1,D2は必要である。
Claims (7)
- 交流電源に接続される、第1のコンデンサと第1のインダクタとを直列に接続してなる第1のLC回路と、
一方の端子を、前記第1のLC回路を介して前記交流電源の一方の端子に接続し、他方の端子を、前記交流電源の他方の端子に接続してなる第1のスイッチと、
一方の端子を、前記第1のスイッチの一方の端子と前記第1のLC回路との接続点に接続してなる第2のスイッチと、
一方の端子を、前記第2のスイッチの他方の端子に接続し、他方の端子を、前記第1のスイッチの他方の端子と前記交流電源の他方の端子との接続点に接続してなる平滑コンデンサと、
前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとの接続点と負荷との間に接続される、第2のコンデンサと第2のインダクタとを直列に接続してなる第2のLC回路と、
前記交流電源の電圧極性が正のとき、前記第1のスイッチをパルス駆動するための第1のパルス信号を前記第1のスイッチに出力し、前記交流電源の電圧の極性が負のとき前記第2のスイッチをパルス駆動するための第2のパルス信号を前記第2のスイッチに出力するコントローラと、
を具備したことを特徴とする電力変換装置。 - 前記交流電源の電圧を検出する電圧検出部と、
この電圧検出部で検出された電圧の極性が正か負かを判定する極性判定部、をさらに具備し、
前記コントローラは、前記極性判定部で判定された極性に応じて前記第1のパルス信号または第2のパルス信号を出力することを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。 - 前記第1のインダクタを流れる第1の電流を検出する第1の電流検出部と、
前記第2のインダクタを流れる第2の電流を検出する第2の電流検出部と、
前記第1の電流と前記第2の電流とを比較して等しいか否かを判定する電流バランス判定部と、をさらに具備し、
前記コントローラは、前記第1または第2のスイッチをパルス駆動する際のオフサイクルの区間において、前記電流バランス判定部で前記第1の電流と前記第2の電流とが等しいと判定されると次のオンサイクルに移行することを特徴とする請求項1または2記載の電力変換装置。 - 前記交流電源の電圧を検出する電圧検出部と、
前記第2の電流検出部で検出される前記第2の電流から前記第2のLC回路に直列に接続される前記負荷に印加される電圧を求め、この電圧とリファレンス電圧とを比較して差分を出力する出力差分検出部と、
この出力差分検出部から出力される差分出力を前記電圧検出部で検出された電圧と乗算する乗算器と、をさらに具備し、
前記コントローラは、前記乗算器の出力値に基づいて前記第1のスイッチまたは前記第2のスイッチのオンサイクルの電流値を規定することを特徴とする請求項3記載の電力変換装置。 - 前記平滑コンデンサの両端に第2の負荷を接続することを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
- 前記第1及び第2のスイッチは、ボディダイオードを有する半導体スイッチであることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1に記載の電力変換装置。
- 前記第1及び第2のスイッチは、機械的スイッチまたはボディダイオードを有しない半導体スイッチであり、
前記第1及び第2のスイッチに対してそれぞれ並列にダイオードを外付けしたことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1に記載の電力変換装置。
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