JP6431164B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
前記一次コイル共振増幅回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとによりタンク回路を形成する。前記スイッチング素子制御装置は、前記スイッチング素子をオンオフ制御して、前記タンク回路に所定の高周波パルスを入力する。前記一次コイル共振増幅回路は、前記タンク回路の共振により、前記高周波パルスを所定の増幅率で増幅した所定の共振値の高周波交流出力とすると共に、前記二次コイルによりその共振値の高周波交流出力を前記高周波整流回路に出力する。前記一次コイル共振検出回路は、前記タンク回路の共振による前記共振値を検出する。前記スイッチング素子制御装置は、しきい値設定手段と、しきい値格納手段とを備える。前記しきい値設定手段は、前記タンク回路による所定の増幅率の増幅電力の出力値について、前記スイッチング素子による次回のパルス出力のタイミングを規定する前記しきい値を設定する機能を実現する。前記しきい値格納手段は、前記しきい値設定手段により設定した前記しきい値を格納する機能を実現する。前記スイッチング素子制御装置は、前記しきい値設定手段により、前記高周波交流出力としての高周波交流電力として負荷に応じて要求される所定の振幅値以上の値である所定のしきい値を設定し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値を前記しきい値格納手段に格納した前記所定のしきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値が前記所定のしきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回のパルスを出力するように制御する。前記タンク回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとを直列接続してなる直列接続型のタンク回路である。前記一次コイル共振増幅回路は、前記整流平滑回路からの入力電力の電流値を電流共振により増幅すると共に、前記一次コイル共振検出回路によって、前記高周波トランスの二次コイルの出力側の電流値を前記共振値として検出する一方で、前記スイッチング素子制御装置により、前記二次コイルの出力側の電流値が前記しきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回の1個のパルスを出力するように前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせ、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記スイッチング素子として、第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子からなる2個のスイッチング素子を直列接続し、そのうちの一方のスイッチング素子を電源電圧の出力側に接続すると共に、他方のスイッチング素子を接地して、それら対をなすスイッチング素子間に前記タンク回路のコンデンサの入力側を接続して、それら対をなすスイッチング素子からのパルス出力を前記タンク回路に入力するようにする。前記対をなすスイッチング素子のうち、前記第1のスイッチング素子は、電源側で前記タンク回路の一次コイルに充電を行うための充電用のスイッチング素子であり、前記第2のスイッチング素子は、電源側で前記タンク回路の一次コイルからの放電を行うための放電用のスイッチング素子である。前記スイッチング素子制御装置は、前記第1のスイッチング素子のオン動作、前記第1のスイッチング素子のオフ動作、前記第2のスイッチング素子のオン動作、及び前記第2のスイッチング素子のオフ動作を、1パルスを発生するための1サイクルのスイッチング動作として、前記対をなすスイッチング素子に対するオンオフ動作制御を行うように構成される。前記一次コイル共振検出回路は、前記タンク回路により所定の増幅率で出力される高周波交流の出力値として、前記高周波整流回路から出力される直流電力の電流値を検出してモニターして、その検出値を前記スイッチング素子制御装置に出力する。
上記タンク回路のコンデンサとしては、コイルの逆起電力を消化させるスナバ回路では、3倍以上の耐圧を有するコンデンサを使用することが好ましい。
上記高周波トランスとしては、Q値の高い空芯トランスを(上記試験機関での)実験では使用した。
ところで、本発明は、以下の発明として把握することもできる。即ち、この場合、本発明に係る電力変換装置は、交流電源に接続される整流平滑回路と、前記整流平滑回路の出力側に接続される一次コイル共振増幅回路と、前記一次コイル共振増幅回路の出力側に接続される高周波整流回路とを備えている。前記一次コイル共振増幅回路は、スイッチング素子と、コンデンサと、高周波トランスと、一次コイル共振検出回路と、スイッチング素子制御装置とを備えている。前記高周波トランスは、一次コイル及び二次コイルからなる。前記一次コイル共振増幅回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとによりタンク回路を形成している。前記スイッチング素子制御装置は、前記スイッチング素子をオンオフ制御して、前記タンク回路に所定の高周波パルスを入力する。前記一次コイル共振増幅回路は、前記タンク回路の共振により、前記高周波パルスを所定の増幅率で増幅した所定の共振値の高周波交流出力とすると共に、前記二次コイルによりその共振値の高周波交流出力を前記高周波整流回路に出力する。前記一次コイル共振検出回路は、前記タンク回路の共振による前記共振値を検出する。前記スイッチング素子制御装置は、更に、前記高周波交流出力としての高周波交流電力として負荷に応じて要求される所定の振幅値以上の値である所定のしきい値を設定し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値を前記所定のしきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値を前記所定のしきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回のパルスを出力するようにオンオフ制御する。
PT1:電力変換装置
PT2:電力変換装置
PT11:第1の電力変換装置
PT12:第2の電力変換装置
PT21:第1の電力変換装置
PT22:第2の電力変換装置
PT31:第1の電力変換装置
PT32:第2の電力変換装置
10:交流電源
20:負荷
100:整流平滑回路
200:一次コイル共振増幅回路
211:スイッチング素子
212,212A:コンデンサ(タンク回路)
220:高周波トランス
L1:一次コイル(タンク回路)
L2:二次コイル
230:一次コイル共振検出回路
240:スイッチング素子制御装置
241:しきい値設定手段
242:しきい値格納手段
243:共振値入力手段
244:共振値判定手段
245:パルス出力制御手段(パルス指令手段)
246:パルス指令手段
300:高周波整流回路
Claims (9)
- 交流電源に接続される整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力側に接続される一次コイル共振増幅回路と、
前記一次コイル共振増幅回路の出力側に接続される高周波整流回路とを備え、
前記一次コイル共振増幅回路は、スイッチング素子と、コンデンサと、高周波トランスと、一次コイル共振検出回路と、スイッチング素子制御装置とを備え、
前記高周波トランスは、一次コイル及び二次コイルからなり、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとによりタンク回路を形成し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記スイッチング素子をオンオフ制御して、前記タンク回路に所定の高周波パルスを入力し、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記タンク回路の共振により、前記高周波パルスを所定の増幅率で増幅した所定の共振値の高周波交流出力とすると共に、前記二次コイルによりその共振値の高周波交流出力を前記高周波整流回路に出力し、
前記一次コイル共振検出回路は、前記タンク回路の共振による前記共振値を検出し、
前記スイッチング素子制御装置は、しきい値設定手段と、しきい値格納手段とを備え、
前記しきい値設定手段は、前記タンク回路による所定の増幅率の増幅電力の出力値について、前記スイッチング素子による次回のパルス出力のタイミングを規定する前記しきい値を設定する機能を実現し、
前記しきい値格納手段は、前記しきい値設定手段により設定した前記しきい値を格納する機能を実現し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記しきい値設定手段により、前記高周波交流出力としての高周波交流電力として負荷に応じて要求される所定の振幅値以上の値である所定のしきい値を設定し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値を前記しきい値格納手段に格納した前記所定のしきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値が前記所定のしきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回のパルスを出力するように制御し、
前記スイッチング素子制御装置は、更に、共振値入力手段と、共振値判定手段とを備え、
前記共振値入力手段は、前記一次コイル共振検出回路の出力値である検出値としての前記共振値を入力すると共に、その検出値を前記共振値判定手段に出力する機能を実現し、
前記共振値判定手段は、前記共振値入力手段から入力された前記検出値を、前記しきい値格納手段に格納した前記しきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路の出力値が前記所定のしきい値以下であるか否かを判定し、前記一次コイル共振検出回路の出力値が前記所定のしきい値以下であると判断した時点のタイミングで、前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせて次回の1個のパルスを出力するための判定信号を出力する機能を実現し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記共振値入力手段と前記共振値判定手段とを使用して、前記一次コイル共振検出回路の出力値である前記共振値を前記しきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路の出力値である前記共振値が前記しきい値以下であるか否かを判定し、前記一次コイル共振検出回路の出力値である前記共振値が前記しきい値以下であると判断した時点のタイミングで、前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせて次回の1個のパルスを出力することを特徴とする電力変換装置。 - 交流電源に接続される整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力側に接続される一次コイル共振増幅回路とを備え、
前記一次コイル共振増幅回路は、スイッチング素子と、コンデンサと、高周波トランスと、一次コイル共振検出回路と、スイッチング素子制御装置とを備え、
前記高周波トランスは、一次コイル及び二次コイルからなり、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとによりタンク回路を形成し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記スイッチング素子をオンオフ制御して、前記タンク回路に所定の高周波パルスを入力し、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記タンク回路の共振により、前記高周波パルスを所定の増幅率で増幅した所定の共振値の高周波交流出力とすると共に、前記二次コイルによりその共振値の高周波交流出力を出力し、
前記一次コイル共振検出回路は、前記タンク回路の共振による前記共振値を検出し、
前記スイッチング素子制御装置は、しきい値設定手段と、しきい値格納手段とを備え、
前記しきい値設定手段は、前記タンク回路による所定の増幅率の増幅電力の出力値について、前記スイッチング素子による次回のパルス出力のタイミングを規定する前記しきい値を設定する機能を実現し、
前記しきい値格納手段は、前記しきい値設定手段により設定した前記しきい値を格納する機能を実現し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記しきい値設定手段により、前記高周波交流出力としての高周波交流電力として負荷に応じて要求される所定の振幅値以上の値である所定のしきい値を設定し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値を前記しきい値格納手段に格納した前記所定のしきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値が前記所定のしきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回のパルスを出力し、
前記スイッチング素子制御装置は、更に、共振値入力手段と、共振値判定手段とを備え、
前記共振値入力手段は、前記一次コイル共振検出回路の出力値である検出値としての前記共振値を入力すると共に、その検出値を前記共振値判定手段に出力する機能を実現し、
前記共振値判定手段は、前記共振値入力手段から入力された前記検出値を、前記しきい値格納手段に格納した前記しきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路の出力値が前記所定のしきい値以下であるか否かを判定し、前記一次コイル共振検出回路の出力値が前記所定のしきい値以下であると判断した時点のタイミングで、前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせて次回の1個のパルスを出力するための判定信号を出力する機能を実現し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記共振値入力手段と前記共振値判定手段とを使用して、前記一次コイル共振検出回路の出力値である前記共振値を前記しきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路の出力値である前記共振値が前記しきい値以下であるか否かを判定し、前記一次コイル共振検出回路の出力値である前記共振値が前記しきい値以下であると判断した時点のタイミングで、前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせて次回の1個のパルスを出力するようにオンオフ制御することを特徴とする電力変換装置。 - 前記タンク回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとを並列接続してなる並列接続型のタンク回路であり、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記整流平滑回路からの入力電力の電圧値を電圧共振により増幅すると共に、前記一次コイル共振検出回路によって、前記タンク回路の一次コイルの出力側の電圧値を前記共振値として検出する一方で、前記スイッチング素子制御装置により、前記一次コイルの出力側の電圧値が前記しきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回の1個のパルスを出力するように前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせることを特徴とする請求項1又は2記載の電力変換装置。 - 交流電源に接続される整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力側に接続される一次コイル共振増幅回路とを備え、
前記一次コイル共振増幅回路は、スイッチング素子と、コンデンサと、高周波トランスと、一次コイル共振検出回路と、スイッチング素子制御装置とを備え、
前記高周波トランスは、一次コイル及び二次コイルからなり、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとによりタンク回路を形成し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記スイッチング素子をオンオフ制御して、前記タンク回路に所定の高周波パルスを入力し、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記タンク回路の共振により、前記高周波パルスを所定の増幅率で増幅した所定の共振値の高周波交流出力とすると共に、前記二次コイルによりその共振値の高周波交流出力を出力し、
前記一次コイル共振検出回路は、前記タンク回路の共振による前記共振値を検出し、
前記スイッチング素子制御装置は、しきい値設定手段と、しきい値格納手段とを備え、
前記しきい値設定手段は、前記タンク回路による所定の増幅率の増幅電力の出力値について、前記スイッチング素子による次回のパルス出力のタイミングを規定する前記しきい値を設定する機能を実現し、
前記しきい値格納手段は、前記しきい値設定手段により設定した前記しきい値を格納する機能を実現し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記しきい値設定手段により、前記高周波交流出力としての高周波交流電力として負荷に応じて要求される所定の振幅値以上の値である所定のしきい値を設定し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値を前記しきい値格納手段に格納した前記所定のしきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値が前記所定のしきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回のパルスを出力し、
前記タンク回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとを直列接続してなる直列接続型のタンク回路であり、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記整流平滑回路からの入力電力の電流値を電流共振により増幅すると共に、前記一次コイル共振検出回路によって、前記高周波トランスの二次コイルの出力側の電流値を前記共振値として検出する一方で、前記スイッチング素子制御装置により、前記二次コイルの出力側の電流値が前記しきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回の1個のパルスを出力するように前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせ、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記スイッチング素子として、第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子からなる2個のスイッチング素子を直列接続し、そのうちの一方のスイッチング素子を電源電圧の出力側に接続すると共に、他方のスイッチング素子を接地して、それら対をなすスイッチング素子間に前記タンク回路のコンデンサの入力側を接続して、それら対をなすスイッチング素子からのパルス出力を前記タンク回路に入力するようにし、
前記対をなすスイッチング素子のうち、前記第1のスイッチング素子は、電源側で前記タンク回路の一次コイルに充電を行うための充電用のスイッチング素子であり、前記第2のスイッチング素子は、電源側で前記タンク回路の一次コイルからの放電を行うための放電用のスイッチング素子であり、
前記スイッチング素子制御装置は、前記第1のスイッチング素子のオン動作、前記第1のスイッチング素子のオフ動作、前記第2のスイッチング素子のオン動作、及び前記第2のスイッチング素子のオフ動作を、1パルスを発生するための1サイクルのスイッチング動作として、前記対をなすスイッチング素子に対するオンオフ動作制御を行うように構成されていることを特徴とする電力変換装置。 - 交流電源に接続される整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力側に接続される一次コイル共振増幅回路と、
前記一次コイル共振増幅回路の出力側に接続される高周波整流回路とを備え、
前記一次コイル共振増幅回路は、スイッチング素子と、コンデンサと、高周波トランスと、一次コイル共振検出回路と、スイッチング素子制御装置とを備え、
前記高周波トランスは、一次コイル及び二次コイルからなり、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとによりタンク回路を形成し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記スイッチング素子をオンオフ制御して、前記タンク回路に所定の高周波パルスを入力し、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記タンク回路の共振により、前記高周波パルスを所定の増幅率で増幅した所定の共振値の高周波交流出力とすると共に、前記二次コイルによりその共振値の高周波交流出力を前記高周波整流回路に出力し、
前記一次コイル共振検出回路は、前記タンク回路の共振による前記共振値を検出し、
前記スイッチング素子制御装置は、しきい値設定手段と、しきい値格納手段とを備え、
前記しきい値設定手段は、前記タンク回路による所定の増幅率の増幅電力の出力値について、前記スイッチング素子による次回のパルス出力のタイミングを規定する前記しきい値を設定する機能を実現し、
前記しきい値格納手段は、前記しきい値設定手段により設定した前記しきい値を格納する機能を実現し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記しきい値設定手段により、前記高周波交流出力としての高周波交流電力として負荷に応じて要求される所定の振幅値以上の値である所定のしきい値を設定し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値を前記しきい値格納手段に格納した前記所定のしきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値が前記所定のしきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回のパルスを出力するように制御し、
前記タンク回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとを直列接続してなる直列接続型のタンク回路であり、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記整流平滑回路からの入力電力の電流値を電流共振により増幅すると共に、前記一次コイル共振検出回路によって、前記高周波トランスの二次コイルの出力側の電流値を前記共振値として検出する一方で、前記スイッチング素子制御装置により、前記二次コイルの出力側の電流値が前記しきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回の1個のパルスを出力するように前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせ、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記スイッチング素子として、第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子からなる2個のスイッチング素子を直列接続し、そのうちの一方のスイッチング素子を電源電圧の出力側に接続すると共に、他方のスイッチング素子を接地して、それら対をなすスイッチング素子間に前記タンク回路のコンデンサの入力側を接続して、それら対をなすスイッチング素子からのパルス出力を前記タンク回路に入力するようにし、
前記対をなすスイッチング素子のうち、前記第1のスイッチング素子は、電源側で前記タンク回路の一次コイルに充電を行うための充電用のスイッチング素子であり、前記第2のスイッチング素子は、電源側で前記タンク回路の一次コイルからの放電を行うための放電用のスイッチング素子であり、
前記スイッチング素子制御装置は、前記第1のスイッチング素子のオン動作、前記第1のスイッチング素子のオフ動作、前記第2のスイッチング素子のオン動作、及び前記第2のスイッチング素子のオフ動作を、1パルスを発生するための1サイクルのスイッチング動作として、前記対をなすスイッチング素子に対するオンオフ動作制御を行うように構成され、
前記一次コイル共振検出回路は、前記タンク回路により所定の増幅率で出力される高周波交流の出力値として、前記高周波整流回路から出力される直流電力の電流値を検出してモニターして、その検出値を前記スイッチング素子制御装置に出力することを特徴とする電力変換装置。 - 電力変換装置を2以上多段接続してなり、
前記電力変換装置は、
交流電源に接続される整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力側に接続される一次コイル共振増幅回路と、
前記一次コイル共振増幅回路の出力側に接続される高周波整流回路とを備え、
前記一次コイル共振増幅回路は、スイッチング素子と、コンデンサと、高周波トランスと、一次コイル共振検出回路と、スイッチング素子制御装置とを備え、
前記高周波トランスは、一次コイル及び二次コイルからなり、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとによりタンク回路を形成し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記スイッチング素子をオンオフ制御して、前記タンク回路に所定の高周波パルスを入力し、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記タンク回路の共振により、前記高周波パルスを所定の増幅率で増幅した所定の共振値の高周波交流出力とすると共に、前記二次コイルによりその共振値の高周波交流出力を前記高周波整流回路に出力し、
前記一次コイル共振検出回路は、前記タンク回路の共振による前記共振値を検出し、
前記スイッチング素子制御装置は、しきい値設定手段と、しきい値格納手段とを備え、
前記しきい値設定手段は、前記タンク回路による所定の増幅率の増幅電力の出力値について、前記スイッチング素子による次回のパルス出力のタイミングを規定する前記しきい値を設定する機能を実現し、
前記しきい値格納手段は、前記しきい値設定手段により設定した前記しきい値を格納する機能を実現し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記しきい値設定手段により、前記高周波交流出力としての高周波交流電力として負荷に応じて要求される所定の振幅値以上の値である所定のしきい値を設定し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値を前記しきい値格納手段に格納した前記所定のしきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値が前記所定のしきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回のパルスを出力するように制御し、
前記多段接続される2以上の電力変換装置は、電圧共振型電力変換装置及び電流共振型電力変換装置、又は、電流共振型電力変換装置からなり、
前記電圧共振型電力変換装置では、前記タンク回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとを並列接続してなる並列接続型のタンク回路であり、前記一次コイル共振増幅回路は、前記整流平滑回路からの入力電力の電圧値を電圧共振により増幅すると共に、前記一次コイル共振検出回路によって、前記タンク回路の一次コイルの出力側の電圧値を前記共振値として検出する一方で、前記スイッチング素子制御装置により、前記一次コイルの出力側の電圧値が前記しきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回の1個のパルスを出力するように前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせ、
前記電流共振型電力変換装置では、前記タンク回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとを直列接続してなる直列接続型のタンク回路であり、前記一次コイル共振増幅回路は、前記整流平滑回路からの入力電力の電流値を電流共振により増幅すると共に、前記一次コイル共振検出回路によって、前記高周波トランスの二次コイルの出力側の電流値を前記共振値として検出する一方で、前記スイッチング素子制御装置により、前記二次コイルの出力側の電流値が前記しきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回の1個のパルスを出力するように前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせ、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記スイッチング素子として、第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子からなる2個のスイッチング素子を直列接続し、そのうちの一方のスイッチング素子を電源電圧の出力側に接続すると共に、他方のスイッチング素子を接地して、それら対をなすスイッチング素子間に前記タンク回路のコンデンサの入力側を接続して、それら対をなすスイッチング素子からのパルス出力を前記タンク回路に入力するようにし、
前記対をなすスイッチング素子のうち、前記第1のスイッチング素子は、電源側で前記タンク回路の一次コイルに充電を行うための充電用のスイッチング素子であり、前記第2のスイッチング素子は、電源側で前記タンク回路の一次コイルからの放電を行うための放電用のスイッチング素子であり、
前記スイッチング素子制御装置は、前記第1のスイッチング素子のオン動作、前記第1のスイッチング素子のオフ動作、前記第2のスイッチング素子のオン動作、及び前記第2のスイッチング素子のオフ動作を、1パルスを発生するための1サイクルのスイッチング動作として、前記対をなすスイッチング素子に対するオンオフ動作制御を行うように構成され、
前記多段接続される2以上の電力変換装置は、前記電圧共振型電力変換装置と前記電流共振型電力変換装置とを多段接続してなる多段接続式の電力変換装置、又は、前記電流共振型電力変換装置と前記電流共振型電力変換装置とを多段接続してなる多段接続式の電力変換装置からなることを特徴とする電力変換装置。 - 前記高周波トランスは、前記一次コイル及び二次コイルとして空芯コイルを使用し、
前記高周波トランスは、前記一次コイル及び二次コイルの巻線形状を、前記一次コイル及び二次コイルの相互誘導による相互インダクタンスの結合係数が0.5以下となるような巻線形状としたことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の電力変換装置。 - 交流電源に接続される整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力側に接続される一次コイル共振増幅回路と、
前記一次コイル共振増幅回路の出力側に接続される高周波整流回路とを備え、
前記一次コイル共振増幅回路は、スイッチング素子と、コンデンサと、高周波トランスと、一次コイル共振検出回路と、スイッチング素子制御装置とを備え、
前記高周波トランスは、一次コイル及び二次コイルからなり、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとによりタンク回路を形成し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記スイッチング素子をオンオフ制御して、前記タンク回路に所定の高周波パルスを入力し、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記タンク回路の共振により、前記高周波パルスを所定の増幅率で増幅した所定の共振値の高周波交流出力とすると共に、前記二次コイルによりその共振値の高周波交流出力を出力し、
前記一次コイル共振検出回路は、前記タンク回路の共振による前記共振値を検出し、
前記スイッチング素子制御装置は、更に、前記高周波交流出力としての高周波交流電力として負荷に応じて要求される所定の振幅値以上の値である所定のしきい値を設定し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値を前記所定のしきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値が前記所定のしきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回のパルスを出力するようにオンオフ制御し、
前記スイッチング素子制御装置は、しきい値設定手段、しきい値格納手段、共振値入力手段、共振値判定手段、及びパルス指令手段を備え、
前記しきい値設定手段は、前記タンク回路による所定の増幅率の増幅電力の出力値について、前記スイッチング素子による次回のパルス出力のタイミングを規定する前記しきい値を設定する機能を実現し、
前記しきい値格納手段は、前記しきい値設定手段により設定した前記しきい値を格納する機能を実現し、
前記共振値入力手段は、前記一次コイル共振検出回路の検出値を入力すると共に、その検出値を前記共振値判定手段に出力するインタフェース機能を実現し、
前記共振値判定手段は、前記共振値入力手段から入力された前記検出値を、前記しきい値格納手段に格納した前記しきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路の検出値が前記しきい値以下であるか否かを判定し、前記一次コイル共振検出回路の検出値が前記しきい値以下であると判断した時点のタイミングで、前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせて次回の1個のパルスを出力するための判定信号を、前記パルス指令手段に出力する機能を実現し、
前記パルス指令手段は、前記共振値判定手段から判定信号が入力されると、前記スイッチング素子に次の1回のオフオフ動作により次回の1個のパルスを出力するための動作信号を前記スイッチング素子に出力して、前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせる機能を実現することを特徴とする電力変換装置。 - 交流電源に接続される整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力側に接続される一次コイル共振増幅回路とを備え、
前記一次コイル共振増幅回路は、スイッチング素子と、コンデンサと、高周波トランスと、一次コイル共振検出回路と、スイッチング素子制御装置とを備え、
前記高周波トランスは、一次コイル及び二次コイルからなり、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記コンデンサと前記一次コイルとによりタンク回路を形成し、
前記スイッチング素子制御装置は、前記スイッチング素子をオンオフ制御して、前記タンク回路に所定の高周波パルスを入力し、
前記一次コイル共振増幅回路は、前記タンク回路の共振により、前記高周波パルスを所定の増幅率で増幅した所定の共振値の高周波交流出力とすると共に、前記二次コイルによりその共振値の高周波交流出力を出力し、
前記一次コイル共振検出回路は、前記タンク回路の共振による前記共振値を検出し、
前記スイッチング素子制御装置は、更に、前記高周波交流出力としての高周波交流電力として負荷に応じて要求される所定の振幅値以上の値である所定のしきい値を設定し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値を前記所定のしきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路からの前記共振値が前記所定のしきい値以下となった時点のタイミングで、前記スイッチング素子から次回のパルスを出力するようにオンオフ制御し、
前記スイッチング素子制御装置は、しきい値設定手段、しきい値格納手段、共振値入力手段、共振値判定手段、及びパルス指令手段を備え、
前記しきい値設定手段は、前記タンク回路による所定の増幅率の増幅電力の出力値について、前記スイッチング素子による次回のパルス出力のタイミングを規定する前記しきい値を設定する機能を実現し、
前記しきい値格納手段は、前記しきい値設定手段により設定した前記しきい値を格納する機能を実現し、
前記共振値入力手段は、前記一次コイル共振検出回路の検出値を入力すると共に、その検出値を前記共振値判定手段に出力するインタフェース機能を実現し、
前記共振値判定手段は、前記共振値入力手段から入力された前記検出値を、前記しきい値格納手段に格納した前記しきい値と比較し、前記一次コイル共振検出回路の検出値が前記しきい値以下であるか否かを判定し、前記一次コイル共振検出回路の検出値が前記しきい値以下であると判断した時点のタイミングで、前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせて次回の1個のパルスを出力するための判定信号を、前記パルス指令手段に出力する機能を実現し、
前記パルス指令手段は、前記共振値判定手段から判定信号が入力されると、前記スイッチング素子に次の1回のオフオフ動作により次回の1個のパルスを出力するための動作信号を前記スイッチング素子に出力して、前記スイッチング素子に次の1回のオンオフ動作を行わせる機能を実現することを特徴とする電力変換装置。
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