JP5464323B2 - コンバータ制御装置 - Google Patents
コンバータ制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5464323B2 JP5464323B2 JP2009128137A JP2009128137A JP5464323B2 JP 5464323 B2 JP5464323 B2 JP 5464323B2 JP 2009128137 A JP2009128137 A JP 2009128137A JP 2009128137 A JP2009128137 A JP 2009128137A JP 5464323 B2 JP5464323 B2 JP 5464323B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching
- converter
- switching element
- drive
- fuel cell
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
以下、各図を参照しながら本発明に係わる実施形態について説明する。
図1は本実施形態に係る車両に搭載されたFCHVシステムの構成を示す。なお、以下の説明では車両の一例として燃料電池自動車(FCHV;Fuel Cell Hybrid Vehicle)を想定するが、電気自動車などにも適用可能である。また、車両のみならず各種移動体(例えば、船舶や飛行機、ロボットなど)や定置型電源、さらには携帯型の燃料電池システムにも適用可能である。
FCHVシステム100は、燃料電池110とインバータ140の間にFCコンバータ2500が設けられるとともに、バッテリ120とインバータ140の間にDC/DCコンバータ(以下、バッテリコンバータ)180が設けられている。
(1/2)O2+2H++2e- → H2O ・・・(2)
H2+(1/2)O2 → H2O ・・・(3)
図2は、各相コンバータ20に含まれるパワーデバイス30の回路構成を示す図である。各パワーデバイス30は、それぞれ4つのスイッチング素子(ここではIGB素子)40a〜40dを並列接続した構成を有している。各スイッチング素子40a〜40dは、コントローラ160のゲート信号生成部10dから供給されるゲート駆動信号Crに従ってスイッチング動作(すなわちオン・オフタイミングなど)が制御される。
図4は、各パワーデバイス30におけるスイッチング素子の駆動制御動作を示すフローチャートである。
上述した本実施形態では、偏ったスイッチング素子40を利用することによって生じる弊害(例えば、スイッチング素子の特性劣化など)を防止するために、駆動するスイッチング素子40をランダムに(あるいは予め設定した所定のルールに従って順次)切換える場合について説明した。
そこで、複数のスイッチング素子40を利用して駆動する場合には、可能な限り離れた位置にあるスイッチング素子40を利用し、これにより、熱干渉の発生を抑制する。
上述した本実施形態では、DC−DCコンバータとしてIGBT等のスイッチング素子をPWM動作させて電圧の変換を行う形式のものを想定したが、これに限定する趣旨ではない。周知のとおり、DC−DCコンバータは、電子機器の省電力化、小型化及び高性能化に伴い、一層の低損失、高効率及び低ノイズ化が望まれており、特に、PWM動作に伴うスイッチング損失やスイッチングサージの低減が望まれている。
多相FCソフトスイッチングコンバータ250は、U相コンバータ150a、V相コンバータ150b、W相コンバータ150cのほか、フリーホイール回路32c(ここではフリーホイールダイオードD6)を備えて構成されている。なお、以下の説明においてFCソフトスイッチングコンバータ250を構成する1相分のコンバータを特に区別する必要がない場合には、単にソフトスイッチングコンバータ150と呼ぶ。また、FCソフトスイッチングコンバータ150に入力される昇圧前の電圧をコンバータ入力電圧Vinと呼び、FCソフトスイッチングコンバータ150から出力される昇圧後の電圧をコンバータ出力電圧Voutと呼ぶ。
FCソフトスイッチングコンバータ150は、昇圧動作を行うための主昇圧回路12aと、ソフトスイッチング動作を行うための補助回路12bとを備えて構成されている。
主昇圧回路12aは、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などからなるメインスイッチS1とダイオードD4で構成されるスイッチング回路のスイッチ動作によって、コイルL1に蓄えられたエネルギを負荷130にダイオードD5を介して解放することで燃料電池22の出力電圧を昇圧する。
Claims (5)
- 複数のスイッチング素子が並列接続されることによって構成されたパワーデバイスを、相ごとに備えた燃料電池の出力電圧を制御する多相コンバータの制御装置であって、
前記燃料電池に接続される要求負荷の大きさに応じて、前記スイッチング素子の駆動数を決定する駆動数決定手段と、
前記決定された駆動数に基づき駆動対象となるスイッチング素子を決定する手段であって、設定されたルールに従って前記駆動対象となるスイッチング素子を順次切り換える、駆動素子決定手段と、
前記多相コンバータは、前記多相コンバータを構成するスイッチング素子の数が(k+1)以上であり(k≧2)、
前記駆動素子決定手段は、前記駆動数決定手段によって決定された駆動数がkの場合に、前記駆動対象となる少なくとも1つのスイッチング素子を、前記駆動対象となる他のスイッチング素子から離れた位置にあるスイッチング素子として決定する多相コンバータの制御装置。 - 複数のスイッチング素子が並列接続されることによって構成されたパワーデバイスを、相ごとに備えた燃料電池の出力電圧を制御する多相コンバータの制御装置であって、
前記燃料電池に接続される要求負荷の大きさに応じて、前記スイッチング素子の駆動数を決定する駆動数決定手段と、
前記決定された駆動数に基づき駆動対象となるスイッチング素子を決定する手段であって、設定されたルールに従って前記駆動対象となるスイッチング素子を順次切り換える、駆動素子決定手段と、
前記多相コンバータは、前記多相コンバータを構成するスイッチング素子の数が(k+1)以上であり(k≧2)、
前記駆動素子決定手段は、前記駆動数決定手段によって決定された駆動数がkの場合に、前記各パワーデバイスに配置される両端外側のスイッチング素子よりも内部に位置する、いずれか1つ以上のスイッチング素子を駆動させないスイッチング素子として決定する、多相コンバータの制御装置。 - 前記要求負荷を満たすように、前記駆動素子決定手段によって決定されたスイッチング素子を駆動させる駆動制御手段をさらに備える、請求項1又は2に記載の多相コンバータの制御装置。
- 前記各相のコンバータは、主昇圧回路と補助回路とを備えたソフトスイッチングコンバータであって、
前記主昇圧回路は、
一端が前記燃料電池の高電位側の端子に接続された主コイルと、
一端が前記主コイルの他端に接続され、他端が前記燃料電池の低電位側の端子に接続された、スイッチングを行う主スイッチと、
カソードが前記主コイルの他端に接続された第一ダイオードと、
前記第一ダイオードのアノードと前記主スイッチの他端との間に設けられた平滑コンデンサとを有し、
前記補助回路は、
前記主スイッチに並列に接続され、かつ前記主コイルの他端と前記燃料電池の低電位側の端子に接続された、第二ダイオードとスナバコンデンサとを含む第一直列接続体と、
前記第二ダイオードと前記スナバコンデンサとの接続部位と前記主コイルの一端との間に接続された、第三ダイオードと補助コイルと前記補助スイッチとを含む第二直列接続体とを備え、
前記相のソフトスイッチングコンバータは、相毎に前記パワーデバイスを備えている、請求項1又は2に記載の多相コンバータの制御装置。 - 燃料電池の出力電圧を制御する、複数のスイッチング素子が並列接続されることによって構成されたパワーデバイスを備えた単相コンバータの制御装置であって、
前記燃料電池に接続される要求負荷の大きさに応じて、前記スイッチング素子の駆動数を決定する駆動数決定手段と、
前記決定された駆動数に基づき駆動対象となるスイッチング素子を決定する手段であって、設定されたルールに従って前記駆動対象となるスイッチング素子を順次切り換える、駆動素子決定手段と、
前記多相コンバータは、前記多相コンバータを構成するスイッチング素子の数が(k+1)以上であり(k≧2)、
前記駆動素子決定手段は、前記駆動数決定手段によって決定された駆動数がkの場合に、前記駆動対象となる少なくとも1つのスイッチング素子を、前記駆動対象となる他のスイッチング素子から離れた位置にあるスイッチング素子として決定する単相コンバータの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009128137A JP5464323B2 (ja) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | コンバータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009128137A JP5464323B2 (ja) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | コンバータ制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010279135A JP2010279135A (ja) | 2010-12-09 |
JP5464323B2 true JP5464323B2 (ja) | 2014-04-09 |
Family
ID=43425574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009128137A Active JP5464323B2 (ja) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | コンバータ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5464323B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112011105299B4 (de) * | 2011-05-30 | 2023-06-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brennstoffzellensystem |
JP5892367B2 (ja) * | 2011-12-13 | 2016-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP5851928B2 (ja) * | 2012-05-07 | 2016-02-03 | 株式会社Nttファシリティーズ | 半導体スイッチ及び半導体スイッチの制御方法 |
KR101608033B1 (ko) * | 2014-03-27 | 2016-04-11 | 주식회사 빛담 | 에너지 분산 방식 전력공급 제어방법 |
KR101582471B1 (ko) * | 2014-06-11 | 2016-01-07 | 한국에너지기술연구원 | 효율맵을 이용하는 컨버터시스템 및 그 제어방법 |
US11146260B1 (en) * | 2020-07-28 | 2021-10-12 | Hygon Information Technology Co., Ltd. | Circuit and method to manage and recover from bias temperature instability |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6240512A (ja) * | 1985-08-16 | 1987-02-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | クレ−ン等産業機械の制御装置 |
JPH05167409A (ja) * | 1991-12-10 | 1993-07-02 | Asmo Co Ltd | 電気負荷の駆動回路 |
JP3438330B2 (ja) * | 1994-06-27 | 2003-08-18 | 株式会社デンソー | 電源装置 |
JP2003259654A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
JP4372735B2 (ja) * | 2005-08-11 | 2009-11-25 | シャープ株式会社 | パラメータ決定用スイッチング電源回路、パラメータ決定用リニアレギュレータ、パラメータ決定用スイッチング電源回路システム、スイッチング電源回路の開発支援システム、並びに、そのプログラムおよび記録媒体 |
JP2007159315A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | 多相コンバータ、ハイブリッド燃料電池システム、及び電源制御方法 |
JP4618183B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-01-26 | トヨタ自動車株式会社 | Dc−dcコンバータおよびその制御方法 |
JP4397938B2 (ja) * | 2007-05-11 | 2010-01-13 | 本田技研工業株式会社 | 共振型電力変換装置 |
-
2009
- 2009-05-27 JP JP2009128137A patent/JP5464323B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010279135A (ja) | 2010-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5447520B2 (ja) | コンバータ制御装置及び多相コンバータ | |
JP5435028B2 (ja) | コンバータ制御装置 | |
US9024598B2 (en) | Converter control device | |
JP5751329B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5018966B2 (ja) | コンバータ制御装置 | |
JP5464451B2 (ja) | コンバータ制御装置 | |
JP4505767B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5464323B2 (ja) | コンバータ制御装置 | |
JP2009158204A (ja) | 燃料電池システム及び移動体 | |
JP5862918B2 (ja) | 多相コンバータおよび多相コンバータの設計方法 | |
JP2011019338A (ja) | コンバータ制御装置 | |
JP5787114B2 (ja) | 燃料電池システム | |
WO2010140255A1 (ja) | コンバータ制御装置 | |
JP2010288366A (ja) | コンバータ制御装置 | |
JP5333007B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2014014235A (ja) | 燃料電池車 | |
WO2010140227A1 (ja) | コンバータ制御装置 | |
JP2011109775A (ja) | コンバータ制御装置 | |
JP2010288365A (ja) | コンバータ制御装置 | |
WO2013030933A1 (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池車両 | |
JP2011019337A (ja) | コンバータ制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111104 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130328 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130621 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130809 |
|
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: 20131225 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140107 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5464323 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |