JP5938881B2 - 電力変換回路 - Google Patents
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Description
(1)前記回生スナバ回路の全部または一部が帰還電流の発生に伴って共振ループの一部となる構成において、帰還電流により第1、第4スイッチング素子の電流値または第2、第3スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内として、前記共振ループの共振が始まった時点を基準とし、そこから共振周期のうちの1/4周期が経過した時点とするもの。
(2)前記回生スナバ回路の全部または一部が帰還電流の発生に伴って共振ループの一部となる構成において、帰還電流により第1、第4スイッチング素子の電流値または第2、第3スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内として、前記共振ループの共振が始まった時点を基準位相とし、そこから位相差90deg±所定位相区間内とするもの。
(3)前記回生スナバ回路の全部または一部が帰還電流の発生に伴って共振ループの一部となる構成において、帰還電流により第1、第4スイッチング素子の電流値または第2、第3スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内として、前記共振ループの共振が始まった時点における電流値を基準とし、そこから所定割合だけ電流値が低下した時点とするもの。
(1)回生スナバ回路4により帰還電流の発生とともに第3共振ループが共振を始めるタイミングを基準位相、例えば位相0degと定義すると、図13(a)に示すように所定位相、例えば位相45〜135degの期間内にスイッチング素子SW1、SW3(あるいはSW2,SW4)のターンオフが発生するように回生スナバ回路4のパラメータを設定する。
(2)或いは、図13(a)のピーク電流の振幅を100%とした場合、第3共振ループの共振に伴う帰還電流の発生により電流振幅が所定割合、例えば50%以下となったときにスイッチング素子のターンオフが発生するように回生スナバ回路4のパラメータを設定する。
(a)入力条件:本実施形態を適用する製品の特性を保証する製品仕様書内で規定された入力電圧の範囲内。
(b)出力条件:本発明を適用する製品の特性を保証する製品仕様書内で規定された出力電力の30〜100%
2…変圧器
3…整流回路
4…回生スナバ回路
5…出力リアクトル
6…制御手段
7…電力変換回路
11…リアクトル
12…コンデンサ
13…抵抗器
14…第1アーム
15…第2アーム
16…第1コンデンサ
17…第2コンデンサ
18…第1整流素子(第1ダイオード)
19…第3整流素子(第3ダイオード)
20…第2整流素子(第2ダイオード)
21…リアクトル
22…出力電圧端子
23…出力電圧端子
31…スイッチング素子SW1(SW5)の波形
32…スイッチング素子SW2(SW6)の波形
33…スイッチング素子SW3(SW7)の波形
34…スイッチング素子SW4(SW8)の波形
35…第1フェーズ
36…第2フェーズ
37…第3フェーズ
38…第4フェーズ
101…フルブリッジインバータ
102…変圧器
103…整流回路
105…出力リアクトル
107…充電回路
SW1〜SW4…第1〜第4スイッチング素子
SW5〜SW8…スイッチング素子
D1〜D8…ダイオード
Claims (5)
- 還流ダイオード付きスイッチング素子により構成されるフルブリッジインバータと、当該フルブリッジインバータの出力電圧を変圧する変圧器と、ダイオードにより構成され変圧器の出力に接続される整流回路と、当該整流回路の出力に接続される回生スナバ回路と、出力リアクトルと、前記フルブリッジインバータに含まれるスイッチング素子のゲートに送る電圧パルスを制御する制御手段とを備えた電力変換回路であって、前記フルブリッジインバータは第1スイッチング素子の主電流流出端子に第2スイッチング素子の主電流流入端子を直列接続した第1アーム及び第3スイッチング素子の主電流流出端子に第4スイッチング素子の主電流流入端子を直列接続した第2アームを第1スイッチング素子の主電流流入端子側と第3スイッチング素子の主電流流入端子側が入力電圧に対して同じ側となるように並列接続し、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との中点における電位と前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との中点における電位との差を出力電圧とするように構成され、前記回生スナバ回路は第1整流素子の主電流流出端子に第1コンデンサを接続した直列回路及び第2整流素子の主電流流入端子に第2コンデンサを接続した直列回路を第1コンデンサ側と第2整流素子の主電流流出端子側とが整流回路の出力に対して同じ側となるように並列接続し、前記第1整流素子と前記第1コンデンサとの中点と前記第第2整流素子と前記第2コンデンサの中点とを第3整流素子及びリアクトルの直列回路が接続するように構成され、当該回生スナバ回路の全部または一部は帰還電流の発生に伴って共振ループの一部となるものであり、前記制御手段は前記第1アームを構成する第1、第2スイッチング素子、前記第2アームを構成する第3、第4スイッチング素子のうち、第1、第4スイッチング素子をオンすることにより変圧器に電圧を印加する第1フェーズと、第1、第4スイッチング素子をオフする第2フェーズと、第2、第3スイッチング素子をオンすることにより変圧器に電圧を印加する第3フェーズと、第2、第3スイッチング素子をオフする第4フェーズとから成る制御ループを繰り返すことにより入力直流電圧を交流電圧に変換し、第1フェーズにおいて回生スナバ回路の帰還電流により第1、第4スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内に第1、第4スイッチング素子をオフし、第3フェーズにおいて回生スナバ回路の帰還電流により第2、第3スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内に第2、第3スイッチング素子をオフするにあたり、帰還電流により第1、第4スイッチング素子の電流値または第2、第3スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内として、前記共振ループの共振が始まった時点を基準とし、そこから共振周期のうちの1/4周期が経過した時点を設定していることを特徴とする電力変換回路。
- 還流ダイオード付きスイッチング素子により構成されるフルブリッジインバータと、当該フルブリッジインバータの出力電圧を変圧する変圧器と、ダイオードにより構成され変圧器の出力に接続される整流回路と、当該整流回路の出力に接続される回生スナバ回路と、出力リアクトルと、前記フルブリッジインバータに含まれるスイッチング素子のゲートに送る電圧パルスを制御する制御手段とを備えた電力変換回路であって、前記フルブリッジインバータは第1スイッチング素子の主電流流出端子に第2スイッチング素子の主電流流入端子を直列接続した第1アーム及び第3スイッチング素子の主電流流出端子に第4スイッチング素子の主電流流入端子を直列接続した第2アームを第1スイッチング素子の主電流流入端子側と第3スイッチング素子の主電流流入端子側が入力電圧に対して同じ側となるように並列接続し、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との中点における電位と前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との中点における電位との差を出力電圧とするように構成され、前記回生スナバ回路は第1整流素子の主電流流出端子に第1コンデンサを接続した直列回路及び第2整流素子の主電流流入端子に第2コンデンサを接続した直列回路を第1コンデンサ側と第2整流素子の主電流流出端子側とが整流回路の出力に対して同じ側となるように並列接続し、前記第1整流素子と前記第1コンデンサとの中点と前記第第2整流素子と前記第2コンデンサの中点とを第3整流素子及びリアクトルの直列回路が接続するように構成され、当該回生スナバ回路の全部または一部は帰還電流の発生に伴って共振ループの一部となるものであり、前記制御手段は前記第1アームを構成する第1、第2スイッチング素子、前記第2アームを構成する第3、第4スイッチング素子のうち、第1、第4スイッチング素子をオンすることにより変圧器に電圧を印加する第1フェーズと、第1、第4スイッチング素子をオフする第2フェーズと、第2、第3スイッチング素子をオンすることにより変圧器に電圧を印加する第3フェーズと、第2、第3スイッチング素子をオフする第4フェーズとから成る制御ループを繰り返すことにより入力直流電圧を交流電圧に変換し、第1フェーズにおいて回生スナバ回路の帰還電流により第1、第4スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内に第1、第4スイッチング素子をオフし、第3フェーズにおいて回生スナバ回路の帰還電流により第2、第3スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内に第2、第3スイッチング素子をオフするにあたり、帰還電流により第1、第4スイッチング素子の電流値または第2、第3スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内として、前記共振ループの共振が始まった時点を基準位相とし、そこから位相差90deg±所定位相区間内を設定していることを特徴とする電力変換回路。
- 還流ダイオード付きスイッチング素子により構成されるフルブリッジインバータと、当該フルブリッジインバータの出力電圧を変圧する変圧器と、ダイオードにより構成され変圧器の出力に接続される整流回路と、当該整流回路の出力に接続される回生スナバ回路と、出力リアクトルと、前記フルブリッジインバータに含まれるスイッチング素子のゲートに送る電圧パルスを制御する制御手段とを備えた電力変換回路であって、前記フルブリッジインバータは第1スイッチング素子の主電流流出端子に第2スイッチング素子の主電流流入端子を直列接続した第1アーム及び第3スイッチング素子の主電流流出端子に第4スイッチング素子の主電流流入端子を直列接続した第2アームを第1スイッチング素子の主電流流入端子側と第3スイッチング素子の主電流流入端子側が入力電圧に対して同じ側となるように並列接続し、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との中点における電位と前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との中点における電位との差を出力電圧とするように構成され、前記回生スナバ回路は第1整流素子の主電流流出端子に第1コンデンサを接続した直列回路及び第2整流素子の主電流流入端子に第2コンデンサを接続した直列回路を第1コンデンサ側と第2整流素子の主電流流出端子側とが整流回路の出力に対して同じ側となるように並列接続し、前記第1整流素子と前記第1コンデンサとの中点と前記第第2整流素子と前記第2コンデンサの中点とを第3整流素子及びリアクトルの直列回路が接続するように構成され、当該回生スナバ回路の全部または一部は帰還電流の発生に伴って共振ループの一部となるものであり、前記制御手段は前記第1アームを構成する第1、第2スイッチング素子、前記第2アームを構成する第3、第4スイッチング素子のうち、第1、第4スイッチング素子をオンすることにより変圧器に電圧を印加する第1フェーズと、第1、第4スイッチング素子をオフする第2フェーズと、第2、第3スイッチング素子をオンすることにより変圧器に電圧を印加する第3フェーズと、第2、第3スイッチング素子をオフする第4フェーズとから成る制御ループを繰り返すことにより入力直流電圧を交流電圧に変換し、第1フェーズにおいて回生スナバ回路の帰還電流により第1、第4スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内に第1、第4スイッチング素子をオフし、第3フェーズにおいて回生スナバ回路の帰還電流により第2、第3スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内に第2、第3スイッチング素子をオフするにあたり、帰還電流により第1、第4スイッチング素子の電流値または第2、第3スイッチング素子の電流値が低減された時または期間内として、前記共振ループの共振が始まった時点における電流値を基準とし、そこから所定割合だけ電流値が低下した時点を設定していることを特徴とする電力変換回路。
- 請求項1〜3の何れかに記載の電力変換回路であって、前記整流回路を構成するそれぞれのダイオードと並列にコンデンサを接続し、前記変圧器のフルブリッジインバータ側巻線または整流回路側巻線あるいはその両方に当該巻線と直列にリアクトルを接続したことを特徴とする電力変換回路。
- 請求項4に記載の電力変換回路であって、前記整流回路を構成するそれぞれのダイオードと並列に接続された前記コンデンサに対しさらに直列に抵抗器を挿入したことを特徴とする電力変換回路。
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