JP5432969B2 - Dc/dcコンバータ、ソーラー充電システム、及び移動体 - Google Patents
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Description
ton/(ton+toff)>0.7 ・・・(1)
この場合、昇圧動作において、
Vmain = αVsub − L(dI/dt)
が成り立つ。
スイッチング損失を低減するため、トランジスタTL1、TL2のスイッチングをゼロ電流スイッチング(若しくは、十分小さい電流値でのスイッチング)とすると、トランジスタTL1、TL2のいずれか一方がオン状態のときの(dI/dt)は正となるため、
Vmain = αVsub − L(dI/dt) < αVsub
が成り立つ。電池B1および電池B2の電圧範囲を考慮すると、
Vmain_max < αVsub_min ・・・(数式1)
となるように固定昇圧倍率(例えば、トランスの巻線比)を選ぶ必要がある。
Vsub = (1/β){Vmain − L(dI/dt)}
が成り立つ。
スイッチング損失を低減するため、トランジスタTH1、TH2、TH3、TH4のスイッチングのうち、トランス端子間に生じる電圧の向きを反転させるスイッチングをゼロ電流スイッチング(若しくは、十分小さい電流値でのスイッチング)とすると、トランジスタTH1とTH4がオン状態(オフ状態)且つトランジスタTH2とTH3がオフ状態(オン状態)のときの(dI/dt)は正となるため、
Vsub = (1/β){Vmain − L(dI/dt)} < (1/β)Vmain
が成り立つ。電池B1および電池B2の電圧範囲を考慮すると、
Vsub_max < (1/β)Vmain_min・・・(数式2)
となるように固定降圧倍率(例えば、トランスの巻線比)を選ぶ必要がある。
Vsub_max < (1/β)Vmain_min < (α/β)Vsub_min
∴ (α/β) > (Vsub_max/Vsub_min)>1・・・(数式3)
が成り立つ。従って、固定昇圧倍率αおよび固定降圧倍率(1/β)をトランスの巻線比だけで決めるとすると、昇圧時のトランスの巻線比を1:α、降圧時のトランスの巻線比を1:β(<α)とするなど、昇圧時と降圧時とで異なる巻数比を採用する必要あり、回路構成が非常に複雑となる。一方、図11Aの回路は、トランスTR1の巻線比が1:Nなので、α=2N、β=Nの場合に相当し、数式3を満たす。即ち、図11Aの回路は、昇圧時と降圧時でトランスの巻線比を変える必要がないため、簡単な回路構成によって双方向DC−DCコンバータを構成することができる。
2 MPPT制御部
3 制御部
4 サブバッテリ
5 DC/DCコンバータ
6 制御回路
7 メインバッテリ
8 インバータ
9 モータ
11 第1スイッチング回路
12 第2スイッチング回路
13 昇降圧チョッパ回路
B1〜B3 電池
CL、CH、CH1、CH2、C1、C2 コンデンサ
CNT1、CNT2 制御回路
CNV1 可変倍率DC/DCコンバータ部
CNV2 固定倍率DC/DCコンバータ部
CNV3 可変倍率双方向DC/DCコンバータ部
CNV4 固定倍率双方向DC/DCコンバータ部
DH1、DH2、D1、D2、DAC1、DAC2 ダイオード
DV1〜DV4 ゲートドライバ
LD1 負荷回路
RLD1、R1、R2 抵抗
S1、S4 情報信号
S2、S3 制御信号
TL1〜TL4、TLD1 トランジスタ
TH1〜TH6 トランジスタ
TAC1、TAC2 トランジスタ
TR1、TR2 トランス
Claims (10)
- 第1DC/DCコンバータ部と、
前記第1DC/DCコンバータ部から供給される電圧をDC/DC変換する第2DC/DCコンバータ部とを備え、
前記第1DC/DCコンバータ部及び前記第2DC/DCコンバータ部の一方が非共振型の固定倍率DC/DCコンバータ部であり、
前記第1DC/DCコンバータ部及び前記第2DC/DCコンバータ部の他方が可変倍率DC/DCコンバータ部であることを特徴とするDC/DCコンバータ。 - 第1DC/DCコンバータ部と、
前記第1DC/DCコンバータ部から供給される電圧をDC/DC変換する第2DC/DCコンバータ部と、
制御部とを備え、
前記第1DC/DCコンバータ部及び前記第2DC/DCコンバータ部の一方が固定倍率DC/DCコンバータ部であり、
前記第1DC/DCコンバータ部及び前記第2DC/DCコンバータ部の他方が可変倍率DC/DCコンバータ部であり、
前記第2DC/DCコンバータ部が前記第1DC/DCコンバータ部から供給される電圧をDC/DC変換するときに、
前記制御部は、前記第2DC/DCコンバータ部から供給される電圧が印加される被印加物の状態に関する情報信号に基づいて制御信号を生成するとともに前記可変倍率DC/DCコンバータ部に対して前記制御信号を出力し、前記可変倍率DC/DCコンバータ部は、前記制御信号に基づいて定まる倍率でDC/DC変換を行うことを特徴とするDC/DCコンバータ。 - 第1DC/DCコンバータ部と、
前記第1DC/DCコンバータ部から供給される電圧をDC/DC変換する第2DC/DCコンバータ部とを備え、
前記第1DC/DCコンバータ部は可変倍率DC/DCコンバータ部であり、
前記第2DC/DCコンバータ部は固定倍率DC/DCコンバータ部であり、
前記第1DC/DCコンバータ部と前記第2DC/DCコンバータ部との接続点に接続される負荷回路を備え、
前記負荷回路は動作状態と非動作状態との切り替えが可能な負荷回路であり、
前記第1DC/DCコンバータ部及び前記第2DC/DCコンバータ部は共に降圧動作を行うDC/DCコンバータ部であることを特徴とするDC/DCコンバータ。 - 第1DC/DCコンバータ部と、
前記第1DC/DCコンバータ部から供給される電圧をDC/DC変換する第2DC/DCコンバータ部とを備え、
前記第1DC/DCコンバータ部及び前記第2DC/DCコンバータ部の一方が固定倍率DC/DCコンバータ部であり、
前記第1DC/DCコンバータ部及び前記第2DC/DCコンバータ部の他方が可変倍率DC/DCコンバータ部であり、
前記第1DC/DCコンバータ部の動作周波数と前記第2DC/DCコンバータ部の動作周波数とが互いに異なることを特徴とするDC/DCコンバータ。 - 前記第1DC/DCコンバータ部及び前記第2DC/DCコンバータ部は共に双方向DC/DCコンバータ部であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータ。
- 第1DC/DCコンバータ部と、
前記第1DC/DCコンバータ部から供給される電圧をDC/DC変換する第2DC/DCコンバータ部とを備え、
前記第1DC/DCコンバータ部及び前記第2DC/DCコンバータ部の一方が固定倍率DC/DCコンバータ部であり、
前記第1DC/DCコンバータ部及び前記第2DC/DCコンバータ部の他方が可変倍率DC/DCコンバータ部であり、
前記第1DC/DCコンバータ部及び前記第2DC/DCコンバータ部は共に双方向DC/DCコンバータ部であるDC/DCコンバータであって、
前記DC/DCコンバータが前記固定倍率DC/DCコンバータ部から前記可変倍率DC/DCコンバータ部への電力伝送動作を開始する前に、前記可変倍率DC/DCコンバータ部が、前記可変倍率DC/DCコンバータ部から前記固定倍率DC/DCコンバータ部へ向かう方向でのDC/DC変換を行って、前記固定倍率DC/DCコンバータ部と前記可変倍率DC/DCコンバータ部との接続点の電圧を徐々に上昇させることを特徴とするDC/DCコンバータ。 - 前記固定倍率DC/DCコンバータ部はトランスを有する絶縁型DC/DCコンバータ部であり、
前記可変倍率DC/DCコンバータ部は非絶縁型DC/DCコンバータ部であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータ。 - 太陽電池と、
前記太陽電池から出力される電力を蓄える第1蓄電装置と、
前記第1蓄電装置よりも電圧が大きい第2蓄電装置と、
前記第1蓄電装置と前記第2蓄電装置との間の電力伝送を行うDC/DCコンバータとを備え、
前記DC/DCコンバータが請求項1〜7のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータであることを特徴とするソーラー充電システム。 - 請求項8に記載のソーラー充電システムを備えることを特徴とする移動体。
- 前記ソーラー充電システムが備える第2蓄電装置から出力される電力を移動体の駆動用電力として用いることを特徴とする請求項9に記載の移動体。
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