JP6763945B2 - 改善された電力密度を有するスイッチングコンバータ - Google Patents
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Claims (11)
- スイッチング電力コンバータにおいてDCバス回路からリップルエネルギーを蓄積するためのリップルフィルタ回路であって、
第1のDCバスノードに接続される第1の端子と、スイッチングノードに接続される第2の端子と、第1のスイッチング制御信号を受け取るように結合される第1の制御端子とを含む、第1のスイッチと、
前記スイッチングノードに接続される第1の端子と、第2のDCバスノードに接続される第2の端子と、第2のスイッチング制御信号を受けるように結合される第2の制御端子とを含む、第2のスイッチと、
前記スイッチングノードに接続される第1の端子と、第2のノードに接続される第2の端子とを含む、インダクタと、
前記第2のノードに接続される第1の端子と、前記第1及び第2のDCバスノードのうちの一方に接続される第2の端子とを含む、蓄積コンデンサと、
前記蓄積コンデンサを横切る正電圧が前記第1のDCバスノードと前記第2のDCバスノードとの間のDCバス電圧を超えるときに、前記蓄積コンデンサから前記DCバス回路のDCバスコンデンサに電流を導通させるように、前記第2のノードに接続されるアノードと、前記第1のDCバスノードに接続されるカソードとを含む、第1のダイオードと、
前記蓄積コンデンサを横切る電圧が負であるときに、前記蓄積コンデンサの前記第2の端子からの電流を導通させるように、前記第2のDCバスノードに接続されるアノードと、前記第2のノードに接続されるカソードとを含む、第2のダイオードと、
前記DCバスコンデンサと前記蓄積コンデンサとの間のリップルエネルギーの伝送の間に第1の値と一層高い第2の値との間のインダクタ電流の絶対値のヒステリシス制御を提供するために、前記インダクタを流れるインダクタ電流の絶対値を表す信号に従って前記第1のスイッチング制御信号又は前記第2のスイッチング制御信号を選択的にイネーブルするための電流制御回路を含む、制御回路であって、交互に、前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを伝送し、その後、前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを伝送するように、前記第1及び第2のスイッチを動作させるために、前記第1のスイッチング制御信号を前記第1の制御端子に提供し、前記第2のスイッチング制御信号を前記第2の制御端子に提供する、前記制御回路と、
を含む、リップルフィルタ回路。 - 請求項1に記載のリップルフィルタ回路であって、
前記制御回路が、前記DCバス回路のリップル電圧を表す第2の信号を提供するように、前記DCバス電圧を表す第1の信号をフィルタするためのフィルタ回路を含む電圧制御回路を更に含み、
前記電圧制御回路が、前記DCバス回路のリップル電圧をレギュレートするために、前記第2の信号が第1の閾値を越えることに応答して前記第1及び第2のスイッチング制御信号のうちの一方を選択的にイネーブルし、前記第2の信号が第2の閾値より低くなることに応答して前記第1及び第2のスイッチング制御信号のうちの他方を選択的にイネーブルするドライバ回路を更に含む、リップルフィルタ回路。 - 請求項2に記載のリップルフィルタ回路であって、
前記電圧制御回路が、前記DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送し、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記第1及び第2のスイッチング制御信号を選択的に提供することによって前記DCバス回路の前記リップル電圧を制御する、リップルフィルタ回路。 - 請求項1に記載のリップルフィルタ回路であって、
前記制御回路が、前記DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送し、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記第1及び第2のスイッチング制御信号を選択的に提供することによって前記DCバス回路のリップル電圧を制御する、リップルフィルタ回路。 - スイッチング電力コンバータであって、
第1のDCバスノードと、第2のDCバスノードと、前記第1のDCバスノードと前記第2のDCバスノードとの間に接続されるDCバスコンデンサとを含むDCバス回路と、
前記DCバス回路をAC負荷又はAC電源とインターフェースするために複数のスイッチングデバイスを含むスイッチング回路と、
前記DCバス回路のリップル電圧をレギュレートするために、前記DCバス回路からのリップルエネルギーを蓄積するためのリップルフィルタ回路であって、
前記第1のDCバスノードとスイッチングノードとの間に接続される第1のスイッチと、
前記スイッチングノードと前記第2のDCバスノードとの間に接続される第2のスイッチと、
前記スイッチングノードと第2のノードとの間に接続されるインダクタと、
前記第2のノードと前記第1及び第2のDCバスノードのうちの一方との間に接続される蓄積コンデンサと、
前記第2のノードに接続されるアノードと、前記第1のDCバスノードに接続されるカソードとを含む第1のダイオードと、
前記第2のDCバスノードに接続されるアノードと、前記第2のノードに接続されるカソードとを含む第2のダイオードと、
前記DCバス回路のリップル電圧をレギュレートするために、前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送し、その後、前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを伝送するように、前記第1及び第2のスイッチを制御するために結合される制御回路であって、前記DCバスコンデンサと前記蓄積コンデンサとの間のリップルエネルギーの伝送の間に、第1の値と一層高い第2の値との間のインダクタ電流の絶対値のヒステリシス制御を提供するために、前記インダクタを流れるインダクタ電流の絶対値を表す信号に従って前記第1及び第2のスイッチの動作を選択的にイネーブルするための電流制御回路を含む、前記制御回路と、
を含む、前記リップルフィルタ回路と、
を含む、スイッチング電力コンバータ。 - 請求項5に記載のスイッチング電力コンバータであって、
前記DCバスコンデンサが無電解である、スイッチング電力コンバータ。 - 請求項5に記載のスイッチング電力コンバータであって、
前記スイッチング回路が、AC負荷を駆動するために前記DCバス回路からの電力を変換するためのスイッチングインバータである、スイッチング電力コンバータ。 - 請求項5に記載のスイッチング電力コンバータであって、
前記制御回路が、前記DCバス回路のリップル電圧を表す第2の信号を提供するために、DCバス電圧を表す第1の信号をフィルタするためのフィルタ回路を含む電圧制御回路を更に含み、
前記電圧制御回路が、前記DCバス回路の前記リップル電圧をレギュレートするために、前記第2の信号が第1の閾値を越えることに応答して前記第1及び第2のスイッチのうちの一方を選択的に動作させ、前記第2の信号が第2の閾値より低くなることに応答して前記第1及び第2のスイッチのうちの他方を選択的に動作させるためのドライバ回路を更に含む、スイッチング電力コンバータ。 - 請求項8に記載のスイッチング電力コンバータであって、
前記電圧制御回路が、前記DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送し、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記第1及び第2のスイッチの動作を制御することによって前記DCバス回路の前記リップル電圧を制御する、スイッチング電力コンバータ。 - 請求項5に記載のスイッチング電力コンバータであって、
前記制御回路が、DCバス電圧が上側閾値を超えることに応答して前記DCバスコンデンサから前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送し、前記DCバス電圧が下側閾値より低くなることに応答して前記蓄積コンデンサから前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを選択的に伝送するように、前記第1及び第2のスイッチの動作を制御することによって前記DCバス回路の前記リップル電圧を制御する、スイッチング電力コンバータ。 - スイッチング電力コンバータのDCバス回路においてリップル電圧を制御するための方法であって、
第1及び第2のスイッチを前記DCバス回路の第1のDCバスノードと第2のDCバスノードとの間で互いに直列に接続することと、
前記第1及び第2のスイッチを接合するスイッチングノードにインダクタの第1の端子を接続することと、
前記インダクタの第2の端子と前記第1及び第2のDCバスノードのうちの一方との間に蓄積コンデンサを接続することと、
前記DCバス回路の前記リップル電圧をレギュレートするために、交互に、前記DCバス回路のDCバスコンデンサから前記インダクタを介して前記蓄積コンデンサにリップルエネルギーを伝送し、その後、前記蓄積コンデンサから前記インダクタを介して前記DCバスコンデンサにリップルエネルギーを伝送するように、前記第1及び第2のスイッチを制御することと、
前記DCバスコンデンサと前記蓄積コンデンサとの間のリップルエネルギーの伝送の間に、第1の値と一層高い第2の値との間のインダクタ電流の絶対値のヒステリシス制御を提供するために、前記インダクタを流れるインダクタ電流の絶対値を表す信号に従って前記第1及び第2のスイッチの動作を選択的にイネーブルすることと、
前記DCバス回路のリップル電圧を表す第2の信号を提供するために、前記DCバス回路のDCバス電圧を表す第1の信号をフィルタすることと、
前記DCバス回路の前記リップル電圧をレギュレートするために、前記第2の信号が第1の閾値を越えることに応答して前記第1及び第2のスイッチのうちの一方を選択的に動作させ、前記第2の信号が第2の閾値より低くなることに応答して前記第1及び第2のスイッチのうちの他方を選択的に動作させることと、
を含む、方法。
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