JP6239024B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6239024B2 JP6239024B2 JP2016085778A JP2016085778A JP6239024B2 JP 6239024 B2 JP6239024 B2 JP 6239024B2 JP 2016085778 A JP2016085778 A JP 2016085778A JP 2016085778 A JP2016085778 A JP 2016085778A JP 6239024 B2 JP6239024 B2 JP 6239024B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power converter
- power
- converter
- circuit
- current
- 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
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
さらに、電流検知回路として、安価なシャント抵抗を用いる構成とすると、各電力変換装器のローサイドを構成する半導体スイッチング素子の基準電位が分離されるので、各半導体スイッチング素子を駆動する回路それぞれに別々の電源を供給する必要があり、特に絶縁が必要な用途としては、高価な絶縁電源の個数が増大し、低価格化の妨げとなる。
以下、この発明の実施の形態1に係る電力変換装置を図1から図4に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施の形態1による電力変換装置の回路構成を示した図である。図1に示すように、電力変換装置は、交流電源1の交流電圧Vinを一次側直流電圧Vdcに変換し、さらに一次側直流電圧Vdcをトランス7で絶縁された二次側直流電圧に変換して、例えばバッテリ等の負荷11に直流電圧Voutとして出力する。
なお、半導体スイッチング素子3a、3b、6a〜6dは、MOSFETに限らず、ダイオードが逆並列接続されたIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の自己消弧型半導体スイッチング素子でもよい。
図2は、短絡電流の経路を示す回路図である。ハーフブリッジを構成する半導体スイッチング素子対3aと3b、6aと6b、6cと6dは、どちらもオフする期間を持って、交互にスイッチングするよう制御回路30からの制御信号31により、制御されている。
ここで、半導体スイッチング素子対3a、3bを例にとると、例えばアーム短絡の発生原因として、半導体スイッチング素子3aがオンしているときに、制御回路30がエラーにより半導体スイッチング素子3bをオンしてしまったとする。平滑コンデンサ5→半導体スイッチング素子3a→半導体スイッチング素子3b→電流センサ20→平滑コンデンサ5の経路(実線矢印)で短絡電流が流れる。
半導体スイッチング素子対6c、6dがアーム短絡し、半導体スイッチング素子対6cと6dに短絡電流が流れる場合には、平滑コンデンサ5→半導体スイッチング素子6c→半導体スイッチング素子6d→電流センサ20→平滑コンデンサ5の経路(図2の点線矢印)になるので、ハーフブリッジを構成する半導体スイッチング素子対3aと3b、6aと6b、6cと6dのどこに短絡電流が発生しても、電流センサ20で短絡電流を検知して、半導体スイッチング素子3a、3b、6a〜6dをオフさせて短絡電流を遮断することができる。
また、実施の形態1では、平滑コンデンサ5と、AC/DCコンバータ101とDC/DCコンバータ102との負側接続点間に電流センサ20を設ける例を示したが、平滑コンデンサ5と、AC/DCコンバータ101とDC/DCコンバータ102との正側接続点間に電流センサ20を設けても、同様の効果が得られる。
このように、電流検知手段の低コスト化のためにシャント抵抗を使用した場合でも、半導体スイッチング素子を駆動する回路用の電源を追加する必要がなくなる。
次に、この発明の実施の形態2に係る電力変換装置を図5に基づいて説明する。
図5はこの発明の実施の形態2による電力変換装置の回路構成を示した図である。実施の形態1では、AC/DCコンバータ101及びDC/DCコンバータ102として、それぞれ入力電源1から平滑コンデンサ5に、平滑コンデンサ5から負荷11に電力変換する片方向のコンバータにて構成される片方向電力変換器の例を示したが、実施の形態2による電力変換装置は、図5に示すように、双方向AC/DCコンバータ103と双方向DC/DCコンバータ104にて構成される双方向電力変換器としても同様の効果が得られる。なお、図5において、実施の形態1の図1と同じまたは相当する部分には同じ符号を付して説明を省略する。
次に、この発明の実施の形態3に係る電力変換装置を図6に基づいて説明する。
図6はこの発明の実施の形態3による電力変換装置の回路構成を示した図である。実施の形態1および2では、DC/DCコンバータ102、104としてフルブリッジ型のDC/DCコンバータを示したが、実施の形態3の電力変換装置は、図6に示す通り、共振型のDC/DCコンバータ105としたものである。
次に、この発明の実施の形態4に係る電力変換装置を図7に基づいて説明する。
図7はこの発明の実施の形態4による電力変換装置の回路構成を示した図である。実施の形態1から3では、AC/DCコンバータ101、103及びDC/DCコンバータ102、104、105から構成され、入力電源1の交流電力から負荷11の直流電力に変換する交流−直流電力変換装置の例を示したが、実施の形態4の電力変換装置は、図7に示す通り、直流の入力電源16を直流電力に変換する双方向DC/DCコンバータ106と、直流を直流電力に変換する共振型双方向DC/DCコンバータ107の組合わせ構成としたものである。
このように入力電源16の直流電力から負荷11の直流電力に変換する双方向直流−直流電力変換装置としても、前述と同様の効果がある。
なお、図7において、実施の形態1、3の図1及び図6と同じまたは相当する部分には同じ符号を付して説明を省略する。
次に、この発明の実施の形態5に係る電力変換装置を図8に基づいて説明する。
図8はこの発明の実施の形態5による電力変換装置の回路構成を示した図である。実施の形態5の電力変換装置は、図8に示す通り、双方向DC/DCコンバータ106及び双方向DC/ACコンバータ108にて構成され、入力電源16の直流電力から負荷である交流電動機17の交流電力に変換する双方向直流−交流電力変換装置としても、前述と同様の効果がある。
3a〜3d、6a〜6f、12a〜12d、16a,16b:半導体スイッチング素子、4a、4b、8a〜8d、15a、15b:整流ダイオード、
5:平滑コンデンサ、7:トランス、9:平滑リアクトル、10:出力コンデンサ、
11:負荷、12:整流回路、13:共振コンデンサ、14:共振リアクトル、
16:直流電源、17:交流負荷、20:電流センサ(電流検出手段)、30:制御回路、
31:制御信号、32:電流センサ信号、 33:短絡電流遮断回路、
101:AC/DCコンバータ(電力変換器)、102:DC/DCコンバータ、
103:双方向AC/DCコンバータ、104:双方向DC/DCコンバータ、
105:共振型DC/DCコンバータ、106:双方向DC/DCコンバータ、
107:共振型双方向DC/DCコンバータ、108:双方向DC/ACコンバータ
Claims (9)
- 複数の半導体スイッチング素子を直列接続した第一の直列回路を少なくとも一つ持ち、前記第一の直列回路の一端を正側出力端子とし、前記第一の直列回路の他端を負側出力端子とし、入力電力を直流電力に変換する第一の電力変換器と、
複数の半導体スイッチング素子を直列接続した第二の直列回路を少なくとも一つ持ち、前記第二の直列回路の一端を正側入力端子とし、前記第二の直列回路の他端を負側入力端子とし、前記正側入力端子が前記第一の電力変換器の前記正側出力端子に接続され、前記負側入力端子が前記第一の電力変換器の前記負側出力端子に接続され、前記直流電力を負荷に出力する第二の電力変換器と、
前記第一の電力変換器の前記正側出力端子と前記第二の電力変換器の前記正側入力端子との接続点に正側端子が接続され、前記直流電力を平滑する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサの負側端子に第一の端子が接続され、前記第一の電力変換器の前記負側出力端子と前記第二の電力変換器の前記負側入力端子との接続点に第二の端子が接続され、前記平滑コンデンサに流れる電流を直接検出するシャント抵抗を用いた電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出した電流が所定の閾値を超えた場合に、前記第一の電力変換器もしくは前記第二の電力変換器の複数の半導体スイッチング素子をオフして短絡電流を遮断する短絡電流遮断回路を有する制御手段を備え、
前記第一の電力変換器の負側出力端子に接続されている半導体スイッチング素子を駆動する第一の駆動回路と、前記第二の電力変換器の負側入力端子に接続されている半導体スイッチング素子を駆動する第二の駆動回路の電源は同一の電源とし、前記制御手段は、前記平滑コンデンサを放電する方向のみの電流に応じて、前記平滑コンデンサから前記第一の電力変換器もしくは前記第二の電力変換器に流れる電流を遮断することを特徴とする電力変換装置。 - 前記制御手段は、前記第一の電力変換器の複数の半導体スイッチング素子および前記第二の電力変換器の複数の半導体スイッチング素子のオン期間を制御するようにした請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記第一の電力変換器は、交流−直流変換器であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記交流−直流変換器は、トーテムポール型の交流−直流変換器であることを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。
- 前記第二の電力変換器は、直流−直流変換器であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記直流−直流変換器は、絶縁型の直流−直流変換器であることを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。
- 前記第一の電力変換器と前記第二の電力変換器は、それらを収納する筐体と絶縁されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記第一の電力変換器と前記第二の電力変換器は、双方向型の電力変換器であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記半導体スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体によって形成されたトランジスタを用いて構成されることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016085778A JP6239024B2 (ja) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016085778A JP6239024B2 (ja) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | 電力変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017195736A JP2017195736A (ja) | 2017-10-26 |
JP6239024B2 true JP6239024B2 (ja) | 2017-11-29 |
Family
ID=60155606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016085778A Active JP6239024B2 (ja) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6239024B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7205072B2 (ja) * | 2018-04-04 | 2023-01-17 | 株式会社豊田中央研究所 | 電力変換装置 |
CN109451628A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-08 | 无锡优电科技有限公司 | 基于GaN器件的单级隔离型LED驱动电源 |
JP7379131B2 (ja) | 2019-12-16 | 2023-11-14 | 東芝テック株式会社 | 電力変換装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0686556A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-25 | Toshiba Corp | 電動機制御装置 |
JP3199910B2 (ja) * | 1993-06-24 | 2001-08-20 | 株式会社東芝 | 電圧駆動形自己消弧素子の過電流保護回路 |
JP4475716B2 (ja) * | 1999-09-20 | 2010-06-09 | 東芝エレベータ株式会社 | 電力変換器制御装置 |
JP4530499B2 (ja) * | 2000-08-03 | 2010-08-25 | 東芝エレベータ株式会社 | 電力変換装置 |
JP4601044B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2010-12-22 | 日立アプライアンス株式会社 | 電力変換装置およびその電力変換装置を備えた空気調和機 |
JP4687086B2 (ja) * | 2004-12-03 | 2011-05-25 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換器の試験装置および試験方法 |
JP2012196113A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Toyota Motor Corp | 電源装置 |
-
2016
- 2016-04-22 JP JP2016085778A patent/JP6239024B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017195736A (ja) | 2017-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111033925B (zh) | 具有集成固态断路器的可调速驱动及其操作方法 | |
US9065341B2 (en) | DC-DC converter | |
JP4670582B2 (ja) | 双方向絶縁型dc/acインバータ | |
US9281680B2 (en) | Power switching circuit | |
US20160308458A1 (en) | Power conversion device | |
US9712044B2 (en) | Power converter | |
US10700593B2 (en) | Step-down chopper circuit having bypass elements | |
JP2012231646A (ja) | 電力変換装置、冷凍空調システムおよび制御方法 | |
JP6239024B2 (ja) | 電力変換装置 | |
WO2015098937A1 (ja) | 過電圧保護回路、及びそれを備えた電力変換装置 | |
US11362654B2 (en) | Auxiliary circuit | |
JP2020054079A (ja) | 判定回路および電源装置 | |
JP2008017650A (ja) | 電力変換装置 | |
JP2007330028A (ja) | 電力変換装置及び電力変換装置の保護方法 | |
JPWO2014102899A1 (ja) | 半導体装置 | |
JP5253491B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP5233492B2 (ja) | 交直変換回路 | |
JP7024784B2 (ja) | 交直変換回路及び力率改善回路 | |
JP6779388B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2017184496A (ja) | 電力変換装置及びその制御方法 | |
JP6459130B2 (ja) | 電力変換装置及びそれを用いたパワーコンディショナ | |
JP2014138427A (ja) | Dc/dcコンバータ | |
JP7442749B1 (ja) | 電力変換装置 | |
KR20170009344A (ko) | 전력 스위치용 단락방지 회로 | |
KR20180106622A (ko) | 액티브 클램프 제어장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170801 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170915 |
|
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: 20171003 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171031 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6239024 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |