JP5851024B2 - ステップアップコンバータ - Google Patents
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Description
Claims (12)
- 電気的な入力直流電圧(USG)を電気的な出力直流電圧(UDC)に昇圧させるステップアップコンバータ(4)であって、
・入力直流電圧(USG)が印加される、正の入力側ノード(12)と負の入力側ノード(16)を備えている電圧入力側と、
・出力直流電圧を供給する、正の出力側ノード(22)と負の出力側ノード(26)を備えている電圧出力側と、
・前記電圧出力側で、前記正の出力側ノード(22)と前記負の出力側ノード(26)との間に直列に接続されており、かつ出力側中央ノード(24)を介して相互に接続されている、第1の出力側コンデンサ手段(27)および第2の出力側コンデンサ手段(29)と、
・前記正の入力側ノード(12)と前記正の出力側ノード(22)との間に接続されている第1のチョークコイル(LP)と、
・前記第1のチョークコイル(LP)とともに、前記入力直流電圧(USG)を昇圧させるためにクロックスイッチングされる、前記第1のチョークコイル(LP)と前記出力側中央ノード(24)との間に接続されている第1のスイッチング手段(SP)と、
・前記負の出力側ノード(26)と前記負の入力側ノード(16)との間に接続されている第2のチョークコイル(LN)と、
・前記第2のチョークコイル(LN)とともに、前記入力直流電圧(USG)を昇圧させるためにクロックスイッチングされる、前記出力側中央ノード(24)と前記第2のチョークコイル(LN)との間に接続されている第2のスイッチング手段(SN)と、
・前記入力直流電圧(USG)を受け入れ、平滑化する、前記正の入力側電圧ノード(12)と前記負の入力側電圧ノード(16)との間の電圧入力側に接続されている総入力側コンデンサ手段(18)とを有しており、前記第1のチョークコイル(LP)と前記第2のチョークコイル(LN)は相互に誘導性に結合されており、
前記第1のスイッチング手段(SP)および前記第2のスイッチング手段(SN)は交互のクロック供給が行われ、これによって第1の出力側コンデンサ手段(27)ないしは第2の出力側コンデンサ手段(29)における第1および第2の出力部分電圧(UDC/2)を交互に昇圧させるように構成されている、
ことを特徴とするステップアップコンバータ(4)。 - 前記総入力側コンデンサ手段は第1の入力側コンデンサ手段(17)と第2の入力側コンデンサ手段(19)とを有しており、前記第1の入力側コンデンサ手段(17)と前記第2の入力側コンデンサ手段(19)とは、電圧入力側で、前記正の入力側電圧ノード(12)と前記負の入力側電圧ノード(16)との間で直列接続されており、かつ、入力側中央ノード(14)を介して相互に接続されており、前記入力側中央ノード(14)と前記出力側中央ノード(24)とは相互に接続されている、請求項1記載のステップアップコンバータ。
- 前記出力側中央ノード(24)はアースされている、請求項1または2記載のステップアップコンバータ(4)。
- ・前記第1の出力側コンデンサ手段(27)および第2の出力側コンデンサ手段(29)、
・前記第1のチョークコイル(LP)および第2のチョークコイル(LN)、ならびに、
・前記第1の入力側コンデンサ手段(17)および第2の入力側コンデンサ手段(19)のうちの少なくとも1組は、
それぞれ同じ大きさを有している、請求項1から3までのいずれか1項記載のステップアップコンバータ(4)。 - 直流電圧から交流電流を生成するためのインバーター装置であって、
・前記入力直流電圧(USG)を前記出力直流電圧(UDC)に昇圧させる、請求項1から4までのいずれか1項に記載されたステップアップコンバータ(4)と、
・前記ステップアップコンバータ(4)の前記出力直流電圧(UDC)から交流電圧を形成するインバーター(6)とを有している、ことを特徴とするインバーター装置。 - 前記ステップアップコンバータ(4)の前記出力直流電圧(UDC)は、前記インバーター(6)の中間回路電圧(UDC)と入力電圧(UDC)を形成し、前記第1の出力側コンデンサ手段(27)および第2の出力側コンデンサ手段(29)は第1の中間回路コンデンサ(27)および第2の中間回路コンデンサ(29)を形成する、請求項5記載のインバーター装置。
- ソーラー設備(1)であって、
・光から電気的なエネルギーを形成し、電気的な直流電圧(USG)を供給する太陽光発電機(2)と、
・前記太陽光発電機(2)によって供給された直流電圧(USG)から交流電流を形成する、請求項5または6記載のインバーター装置とを有している、
ことを特徴とするソーラー設備。 - 請求項1から4までのいずれか1項に記載されたステップアップコンバータ(4)の動作方法であって、
・前記入力直流電圧(U SG )が所定の境界電圧よりも高い場合に、2つのスイッチング手段(SP、SN)が一時的に同時に開放されるように、前記第1のスイッチング手段(SP)および第2のスイッチング手段(SN)に前記交互のクロック供給を行い、
・前記入力直流電圧(U SG )が所定の境界電圧よりも低い場合に、2つのスイッチング手段(SP、SN)が一時的に同時に閉成されるように、前記第1のスイッチング手段(SP)および第2のスイッチング手段(SN)に前記交互のクロック供給を行う、
ことを特徴とする、ステップアップコンバータ(4)の動作方法。 - 請求項1から4までのいずれか1項に記載されたステップアップコンバータ(4)の動作方法であって、
・前記入力直流電圧(U SG )が前記出力直流電圧(U DC )の公称電圧の半分(U DC /2)よりも高い場合に、2つのスイッチング手段(SP、SN)が一時的に同時に開放されるように、前記第1のスイッチング手段(SP)および第2のスイッチング手段(SN)に前記交互のクロック供給を行い、
・前記入力直流電圧(U SG )が前記出力直流電圧(U DC )の公称電圧の半分(U DC /2)よりも低い場合に、2つのスイッチング手段(SP、SN)が一時的に同時に閉成されるように、前記第1のスイッチング手段(SP)および第2のスイッチング手段(SN)に前記交互のクロック供給を行う、
ことを特徴とする、ステップアップコンバータ(4)の動作方法。 - 請求項1から4までのいずれか1項に記載されたステップアップコンバータ(4)の動作方法であって、
前記第1の出力側コンデンサ手段(27)および第2の出力側コンデンサ手段(29)が継続的または周期的に、不均衡に充電されるように前記ステップアップコンバータ(4)を動作させる、
ことを特徴とする、ステップアップコンバータ(4)の動作方法。 - 請求項1から4までのいずれか1項に記載されたステップアップコンバータ(4)の動作方法であって、
形成されるべき交流電圧に自身の振幅を追従させるために、前記第1および第2の出力部分電圧(UDC/2)が相互に逆方向に変動するように、前記ステップアップコンバータ(4)を駆動制御する、
ことを特徴とする、ステップアップコンバータ(4)の動作方法。 - 前記第1および第2の出力部分電圧(UDC/2)は、その総計が一定にとどまるように変動する、請求項11記載の方法。
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