JP6489099B2 - コンバータを含む電源回路及びそれを用いた電源システム - Google Patents
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Description
本実施の形態における電源システムは、図1に示すコンバータの基本回路300を利用して構成される。コンバータの基本回路300は、電源VA、コンデンサC1,C2,C3、インダクタL1,L2、スイッチング素子S1,S2を含んで構成される。基本回路300は、電源VAを入力電圧として、出力ポートの電圧VBを制御する。
図5は、第1の実施の形態におけるコンバータ400の構成を示す。コンバータ400は、コンデンサC1〜C6、インダクタL1〜L4、スイッチング素子S1〜S4を含んで構成される。
図8は、コンバータ400の変形例であるコンバータ410の構成を示す。コンバータ410では、ポートA側にトランス巻線LT1及び補助回路414及びポートB側にトランス巻線LT2及び補助回路416を設けることによって、ポートA側の回路とポートB側の回路がトランス412を介して電磁気的に結合された構成とされる。補助回路414,416は、スナバ回路を構成しており、それぞれコンデンサCa1,Ca2に蓄積された電荷をスイッチング素子Sa1,Sa2により伝送電力へ戻すために設けられる。
図9は、コンバータ410の変形例であるコンバータ420の構成を示す。コンバータ420では、インダクタL1とインダクタL3、インダクタL2とインダクタL4及びトランス巻線LT1とトランス巻線LT2の磁気回路を一体化した構成とされる。このように、磁気回路を一体化することによって、コアの数を低減することができる。
以下、図10〜図12を参照して、本発明の変形例について示す。図10〜図12に示す変形例は、いずれも3ポート(ポートA〜C)が互いに絶縁された構成の例である。
図13は、本発明の実施の形態におけるコンバータ400を用いた電源システムの構成例を示す。図13は、図16に示した従来の電源システム170を3ポート型のコンバータ400(400A〜400D)を用いて構成した例である。
Claims (6)
- 第1コンデンサ、第2コンデンサ及び第3コンデンサ、第1インダクタ及び第2インダクタ、並びに第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子を含んで構成され、第1ポート及び第2ポートが設けられた第1コンバータ回路と、
第4コンデンサ、第5コンデンサ及び第6コンデンサ、第3インダクタ及び第4インダクタ、並びに第3スイッチング素子及び第4スイッチング素子を含んで構成され、第3ポートが設けられた第2コンバータ回路と、
を含み、
前記第1コンバータ回路と前記第2コンバータ回路とは電気的に絶縁されており、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子は交互にスイッチングされ、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子は交互にスイッチングされ、
前記第1インダクタ及び前記第2インダクタ並びに前記第3インダクタ及び第4インダクタは、共通の1つの磁気コアにより磁気的に結合されると共に、前記第1コンバータ回路と前記第2コンバータ回路のスイッチングの位相差が0の場合に互いに前記磁気コア内に同じ方向に磁束を発生させる方向に巻回されており、
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子とのスイッチングのデューティは等しく変化させると共に、当該スイッチングの位相差を変化させることを特徴とする電源回路。 - 第1コンデンサ及び第2コンデンサ、第1インダクタ及び第1トランス巻線並びに第1スイッチング素子を含んで構成され、第1ポートが設けられた第1コンバータ回路と、
第3コンデンサ及び第4コンデンサ、第2インダクタ及び第2トランス巻線並びに第2スイッチング素子を含んで構成され、第2ポートが設けられた第2コンバータ回路と、
第5コンデンサ、第6コンデンサ及び第7コンデンサ、第3インダクタ及び第4インダクタ、並びに第3スイッチング素子及び第4スイッチング素子を含んで構成され、第3ポートが設けられた第3コンバータ回路と、
を含み、
前記第1コンバータ回路、前記第2コンバータ回路及び前記第3コンバータ回路は互いに電気的に絶縁されており、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子は交互にスイッチングされ、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子は交互にスイッチングされ、
前記第1インダクタ、前記第2インダクタ、前記第3インダクタ及び前記第4インダクタは共通の1つの第1磁気コアにより磁気的に結合され、前記第1トランス巻線と前記第2トランス巻線は共通の1つの第2磁気コアにより磁気的に結合されると共に、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子のスイッチングと前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子のスイッチングとの位相差が0の場合に互いに前記第1磁気コア内に同じ方向に磁束を発生させる方向に巻回されており、
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子とのスイッチングのデューティは等しく変化させると共に、当該スイッチングの位相差を変化させることを特徴とする電源回路。 - 請求項2に記載の電源回路であって、
前記第1磁気コアと前記第2磁気コアは一体であることを特徴とする電源回路。 - 請求項2又は3に記載の電源回路であって、
前記第1トランス巻線及び前記第2トランス巻線にそれぞれスナバ回路が設けられていることを特徴とする電源回路。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電源回路を介してそれぞれ電源を含む複数の電気回路が互いに接続されていることを特徴とする電源システム。
- 請求項5に記載の電源システムであって、前記電源回路を介して前記複数の電気回路間の接続が二重化されていることを特徴とする電源システム。
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