JP6111970B2 - 電力変換装置の制御方法 - Google Patents
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Description
まず、図1及び図2を参照して第1実施形態の電力変換装置の構成について説明する。
次に、第2実施形態の電力変換装置について説明する。第2実施形態の電力変換装置は、第1実施形態の電力変換装置における第1電力変換回路及びトランスの構成を変更したものである。
次に、第3実施形態の電力変換装置について説明する。第3実施形態の電力変換装置は、第2実施形態の電力変換装置における第1電力変換回路及び第2電力変換回路の構成を変更したものである。
Claims (11)
- 少なくとも1つの1次巻線と、1つの2次巻線を有するトランス(11、21、31)と、
前記1次巻線に接続され、オンすることで前記1次巻線に電流を供給して一方向の磁束を発生させる少なくとも1つの第1スイッチ素子(102、202、205、303)と、前記1次巻線に接続され、オンすることで前記1次巻線に電流を供給して逆方向の磁束を発生させる少なくとも1つの第2スイッチ素子(103、203、204、304)とを有する第1電力変換回路(10、20、30)と、
前記2次巻線に接続され、前記1次巻線が一方向の磁束を発生しているときにオンすることで前記2次巻線の出力を整流する少なくとも1つの第3スイッチ素子(120、123、220、223、320)と、前記2次巻線に接続され、前記1次巻線が逆方向の磁束を発生しているときにオンすることで前記2次巻線の出力を整流する少なくとも1つの第4スイッチ素子(121、122、221、222、321)とを有する第2電力変換回路(12、22、32)と、
前記第1スイッチ素子から前記第4スイッチ素子を制御する制御回路(13、23、33)と、
を備えた電力変換装置の制御方法において、
前記制御回路は、前記第1スイッチ素子をオン状態にし、前記第2スイッチ素子をオフ状態にするとともに、前記第3スイッチ素子をオン状態にし、前記第4スイッチ素子をオフ状態にする第1制御状態から、前記第1スイッチ素子と前記第2スイッチ素子をオン状態にするとともに、前記第3スイッチ素子と前記第4スイッチ素子をオフ状態にする第2制御状態、前記第1スイッチ素子をオフ状態にし、前記第2スイッチ素子をオン状態にするとともに、前記第3スイッチ素子をオフ状態にし、前記第4スイッチ素子をオン状態にする第3制御状態を経て、前記第1スイッチ素子と前記第2スイッチ素子をオン状態にするとともに、前記第3スイッチ素子と前記第4スイッチ素子をオフ状態にする第4制御状態へ移行し、以降、前記第1制御状態から前記第4制御状態を繰り返し、前記第2制御状態の期間中に前記第3スイッチ素子をオン状態にするとともに、前記第4制御状態の期間中に前記第4スイッチ素子をオン状態にすることを特徴とする電力変換装置の制御方法。 - 前記制御回路は、前記第2制御状態から前記第3制御状態に移行する際、前記第1スイッチ素子に流れる電流が0近傍、又は、電流の向きが反転して逆方向になったときに前記第1スイッチ素子をオフするとともに、前記第4制御状態から前記第1制御状態に移行する際、前記第2スイッチ素子に流れる電流が0、又は、電流の向きが反転して逆方向になったときに前記第2スイッチ素子をオフすることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置の制御方法。
- 前記制御回路は、前記第2制御状態から前記第3制御状態に移行する際、前記第1スイッチ素子に流れる電流が0近傍になったときに前記第1スイッチ素子をオフするとともに、前記第4制御状態から前記第1制御状態に移行する際、前記第2スイッチ素子に流れる電流が0のときに前記第2スイッチ素子をオフすることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置の制御方法。
- 前記第1スイッチ素子(102、202、205、303)及び前記第2スイッチ素子(103、203、204、304)は、ダイオード(D)が並列接続されていることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置の制御方法。
- 前記制御回路は、前記第1電力変換回路及び前記第2電力変換回路の入出力電圧及び入出力電流の少なくともいずれかに基づいて、前記第2制御状態の期間中における前記第3スイッチ素子のオン時間、及び、前記第4制御状態の期間中における前記第4スイッチ素子のオン時間を調整することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御方法。
- 前記第3スイッチ素子(120、123、220、223、320)及び前記第4スイッチ素子(121、122、221、222、321)は、ダイオード(D)が並列接続され、
前記制御回路は、前記第1制御状態及び前記第3制御状態のとき、前記第3スイッチ素子及び前記第4スイッチ素子をオン状態にしないことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御方法。 - 前記トランス(11)は、直列接続された2つの前記1次巻線(110、111)を有し、
前記第1電力変換回路(10)は、1つの前記第1スイッチ素子(102)と、1つの前記第2スイッチ素子(103)とを有し、前記第1スイッチ素子が一方の前記1次巻線の一端に、前記第2スイッチ素子が他方の前記1次巻線の一端に接続されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御方法。 - 前記トランス(21)は、1つの前記1次巻線(210)を有し、
前記第1電力変換回路(20)は、2つの前記第1スイッチ素子(202、205)と、2つの前記第2スイッチ素子(203、204)とを有し、直列接続された2組の前記第1スイッチ素子と前記第2スイッチ素子を、前記第1スイッチ素子が対角に配置されるとともに、前記第2スイッチ素子が対角に配置されるように並列接続して構成され、一方の前記第1スイッチ素子と前記第2スイッチ素子の直列接続点が前記1次巻線の一端に、他方の前記第1スイッチ素子と前記第2スイッチ素子の直列接続点が前記1次巻線の他端に接続されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御方法。 - 前記トランス(31)は、1つの前記1次巻線(310)を有し、
前記第1電力変換回路(30)は、直列接続された1つの前記第1スイッチ素子(303)と、1つの前記第2スイッチ素子(304)とを有し、前記第1スイッチ素子が前記1次巻線の一端に、前記第2スイッチ素子が前記1次巻線の他端に接続されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御方法。 - 前記第2電力変換回路(12、22)は、2つの前記第3スイッチ素子(120、123、220、223)と、2つの前記第4スイッチ素子(121、122、221、222)とを有し、直列接続された2組の前記第3スイッチ素子と前記第4スイッチ素子を、前記第3スイッチ素子が対角に配置されるとともに、前記第4スイッチ素子が対角に配置されるように並列接続して構成され、一方の前記第3スイッチ素子と前記第4スイッチ素子の直列接続点が前記2次巻線の一端に、他方の前記第3スイッチ素子と前記第4スイッチ素子の直列接続点が前記2次巻線の他端に接続されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御方法。
- 前記第2電力変換回路(32)は、1つの前記第3スイッチ素子(320)と、1つの前記第4スイッチ素子(321)と、2つのコンデンサ(322、323)とを有し、直列接続された前記第3スイッチ素子と前記第4スイッチ素子と、直列接続された2つの前記コンデンサを並列接続して構成され、前記第3スイッチ素子と前記第4スイッチ素子の直列接続点が前記2次巻線に一端に、2つの前記コンデンサの直列接続点が前記2次巻線の他端に接続されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の電力変換装置の制御方法。
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