JP7487882B2 - Power Conversion Equipment - Google Patents

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Description

本開示は、三相交流電源から直流電力を生成する電力変換装置に関する。 This disclosure relates to a power conversion device that generates DC power from a three-phase AC power source.

特許文献１には、三相交流電力を直流電力に変換する電力変換装置が開示されている。 Patent document 1 discloses a power conversion device that converts three-phase AC power into DC power.

特開２０１２－２２２９９９号公報JP 2012-222999 A

三相交流電源から直流電力を取り出すためには、通常、整流回路とＤＣＤＣ変換回路とを備える電力変換装置（ＡＣＤＣコンバータ）が用いられる。電力変換装置には、力率が高いこと、およびノイズが小さいことが求められる。一般的な三相交流電源には、整流回路としてダイオードブリッジ整流回路またはＰＷＭ（Pulse Width Moduration）回路によって整流を実現することが多い。しかしながら、ダイオードブリッジ整流回路は、ノイズが少ない一方で、高調波を生じ、力率が悪いことが知られている。 To extract DC power from a three-phase AC power supply, a power conversion device (AC-DC converter) equipped with a rectifier circuit and a DCDC conversion circuit is usually used. A high power factor and low noise are required for the power conversion device. In general three-phase AC power supplies, rectification is often achieved by a diode bridge rectifier circuit or a PWM (Pulse Width Modulation) circuit as a rectifier circuit. However, while a diode bridge rectifier circuit produces little noise, it is known to generate harmonics and have a poor power factor.

本開示の目的は、高い力率を実現することができる電力変換装置を提供することにある。 The objective of this disclosure is to provide a power conversion device that can achieve a high power factor.

本発明の一態様によれば、電力変換装置は、三相交流電源から直流電力を生成する電力変換装置であって、前記三相交流電源の３つの線間電圧をそれぞれ全波整流する３つの全波整流回路と、各全波整流回路に対応して設けられ、対応する全波整流回路の出力端に接続される３つのＤＣＤＣ変換回路と、前記３つのＤＣＤＣ変換回路の出力電流を合流する出力回路と、前記３つのＤＣＤＣ変換回路それぞれの出力電流のピーク値が電流指令値の三分の二となり、出力電流の平均値が電流指令値の三分の一となるように、前記３つのＤＣＤＣ変換回路を制御する制御部とを備える。 According to one aspect of the present invention, a power conversion device that generates DC power from a three-phase AC power source includes three full-wave rectifier circuits that perform full-wave rectification of three line voltages of the three-phase AC power source, three DCDC conversion circuits that are provided corresponding to each full-wave rectifier circuit and connected to the output terminals of the corresponding full-wave rectifier circuits, an output circuit that combines the output currents of the three DCDC conversion circuits, and a control unit that controls the three DCDC conversion circuits so that the peak value of the output current of each of the three DCDC conversion circuits is two-thirds of the current command value and the average value of the output current is one-third of the current command value.

上記態様に係る電力変換装置は、高い力率を実現することができる。 The power conversion device according to the above aspect can achieve a high power factor.

第１の実施形態に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a power conversion device according to a first embodiment. 第１の実施形態に係る全波整流回路の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a full-wave rectifier circuit according to a first embodiment. 第１の実施形態に係るＤＣＤＣ変換回路の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a DCDC conversion circuit according to a first embodiment.

〈第１の実施形態〉
《電力変換装置の構成》
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る電力変換装置１の構成を示す回路図である。第１の実施形態に係る電力変換装置１は、三相交流電源２が供給する交流電力に対して、交流直流変換および変圧を行う。電力変換装置１が出力する直流電力は、例えば作業機械のバッテリ３の充電に用いられる。 First Embodiment
Configuration of power conversion device
Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a circuit diagram showing the configuration of a power conversion device 1 according to a first embodiment. The power conversion device 1 according to the first embodiment performs AC-DC conversion and voltage transformation on AC power supplied by a three-phase AC power source 2. The DC power output by the power conversion device 1 is used, for example, to charge a battery 3 of a work machine.

電力変換装置１は、３つの全波整流回路１１、３つのＤＣＤＣ変換回路１２、出力回路１３、および制御部１４を備える。 The power conversion device 1 includes three full-wave rectifier circuits 11, three DCDC conversion circuits 12, an output circuit 13, and a control unit 14.

全波整流回路１１は、入力側端子対と出力側端子対を備えるダイオードブリッジ整流回路である。以下、便宜上、端子対の一方を正極端子、他方を負極端子ともよぶ。３つの全波整流回路１１は、それぞれ三相交流電源２の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の線間電圧を整流する。
全波整流回路１１ａは、三相交流電源２のＵ相とＶ相の線間電圧を整流する。全波整流回路１１ａの入力側端子対は、それぞれ三相交流電源２のＵ相と、三相交流電源２のＶ相とに接続される。これにより、全波整流回路１１ａの出力側端子対からは、全波整流されたＵ相とＶ相の線間電圧が出力される。
全波整流回路１１ｂは、三相交流電源２のＶ相とＷ相の線間電圧を整流する。全波整流回路１１ｂの入力側端子対は、それぞれ三相交流電源２のＶ相と、三相交流電源２のＷ相とに接続される。これにより、全波整流回路１１ｂの出力側端子対からは、全波整流されたＶ相とＷ相の線間電圧が出力される。
全波整流回路１１ｃは、三相交流電源２のＷ相とＵ相の線間電圧を整流する。全波整流回路１１ｃの入力側端子対は、それぞれ三相交流電源２のＷ相と、三相交流電源２のＵ相とに接続される。これにより、全波整流回路１１ｃの出力側端子対からは、全波整流されたＷ相とＵ相の線間電圧が出力される。 The full-wave rectifier circuit 11 is a diode bridge rectifier circuit having an input terminal pair and an output terminal pair. Hereinafter, for convenience, one of the terminal pair is also referred to as a positive terminal and the other is also referred to as a negative terminal. Each of the three full-wave rectifier circuits 11 rectifies the line voltage of each phase (U phase, V phase, W phase) of the three-phase AC power source 2.
The full-wave rectifier circuit 11a rectifies the U-phase and V-phase line voltages of the three-phase AC power supply 2. The input terminal pair of the full-wave rectifier circuit 11a is connected to the U-phase and V-phase of the three-phase AC power supply 2, respectively. As a result, the full-wave rectified U-phase and V-phase line voltages are output from the output terminal pair of the full-wave rectifier circuit 11a.
The full-wave rectifier circuit 11b rectifies the V-phase and W-phase line voltages of the three-phase AC power supply 2. The input terminal pair of the full-wave rectifier circuit 11b is connected to the V-phase and W-phase of the three-phase AC power supply 2, respectively. As a result, the full-wave rectified V-phase and W-phase line voltages are output from the output terminal pair of the full-wave rectifier circuit 11b.
The full-wave rectifier circuit 11c rectifies the line voltages of the W phase and the U phase of the three-phase AC power supply 2. The input terminal pair of the full-wave rectifier circuit 11c is connected to the W phase and the U phase of the three-phase AC power supply 2, respectively. As a result, the full-wave rectified W phase and U phase line voltages are output from the output terminal pair of the full-wave rectifier circuit 11c.

図２は、第１の実施形態に係る全波整流回路１１の構成を示す回路図である。
全波整流回路１１は、４つの整流ダイオード１１１ａ－１１１ｄとコンデンサ１１２を備える。
整流ダイオード１１１ａのアノードは、全波整流回路１１の入力側の正極端子と、整流ダイオード１１１ｂのカソードとに接続される。
整流ダイオード１１１ａのカソードは、全波整流回路１１の出力側の正極端子と、整流ダイオード１１１ｃのカソードとに接続される。
整流ダイオード１１１ｂのアノードは、全波整流回路１１の出力側の負極端子と、整流ダイオード１１１ｄのアノードとに接続される。
整流ダイオード１１１ｂのカソードは、全波整流回路１１の入力側の正極端子と、整流ダイオード１１１ａのアノードとに接続される。
整流ダイオード１１１ｃのアノードは、全波整流回路１１の入力側の負極端子と、整流ダイオード１１１ｄのカソードとに接続される。
整流ダイオード１１１ｃのカソードは、全波整流回路１１の出力側の正極端子と、整流ダイオード１１１ａのカソードとに接続される。
整流ダイオード１１１ｄのアノードは、全波整流回路１１の出力側の負極端子と、整流ダイオード１１１ｂのアノードとに接続される。
整流ダイオード１１１ｄのカソードは、全波整流回路１１の入力側の負極端子と、整流ダイオード１１１ｃのアノードとに接続される。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the full-wave rectifier circuit 11 according to the first embodiment.
The full-wave rectifier circuit 11 includes four rectifier diodes 111 a - 111 d and a capacitor 112 .
The anode of the rectifier diode 111a is connected to the positive terminal on the input side of the full-wave rectifier circuit 11 and to the cathode of the rectifier diode 111b.
The cathode of the rectifier diode 111a is connected to the positive terminal on the output side of the full-wave rectifier circuit 11 and to the cathode of the rectifier diode 111c.
The anode of the rectifier diode 111b is connected to the negative terminal on the output side of the full-wave rectifier circuit 11 and to the anode of the rectifier diode 111d.
The cathode of the rectifier diode 111b is connected to the positive terminal on the input side of the full-wave rectifier circuit 11 and the anode of the rectifier diode 111a.
The anode of the rectifier diode 111c is connected to the negative terminal on the input side of the full-wave rectifier circuit 11 and to the cathode of the rectifier diode 111d.
The cathode of the rectifier diode 111c is connected to the positive terminal on the output side of the full-wave rectifier circuit 11 and to the cathode of the rectifier diode 111a.
The anode of the rectifier diode 111d is connected to the negative terminal on the output side of the full-wave rectifier circuit 11 and to the anode of the rectifier diode 111b.
The cathode of the rectifier diode 111d is connected to the negative terminal on the input side of the full-wave rectifier circuit 11 and the anode of the rectifier diode 111c.

また、全波整流回路１１は、それぞれ出力端子対の間をバイパスするコンデンサ１１２を備える。コンデンサ１１２の容量は、入力電力に応じて決定される。例えば、コンデンサ１１２の容量は、入力電力１ｋＶＡに対して１ｕＦ～１０ｕＦに設定される。コンデンサ１１２の容量を十分小さくしておくことで、全波整流回路１１の出力電圧が平滑されることなく、入力電圧の全波整流波形となる。例えば、コンデンサ１１２は、小型のフィルタキャパシタによって実現される。 Furthermore, the full-wave rectifier circuit 11 includes a capacitor 112 that bypasses each output terminal pair. The capacitance of the capacitor 112 is determined according to the input power. For example, the capacitance of the capacitor 112 is set to 1 uF to 10 uF for an input power of 1 kVA. By setting the capacitance of the capacitor 112 to a sufficiently small value, the output voltage of the full-wave rectifier circuit 11 is not smoothed and becomes a full-wave rectified waveform of the input voltage. For example, the capacitor 112 is realized by a small filter capacitor.

ＤＣＤＣ変換回路１２は、入力側端子対と出力側端子対を備えるＤＡＢ（Dual Active Bridge）回路である。３つのＤＣＤＣ変換回路１２は、制御部１４による制御により、それぞれ対応する全波整流回路１１の出力電圧を変圧する。
ＤＣＤＣ変換回路１２ａは、全波整流回路１１ａの出力電圧を変圧する。ＤＣＤＣ変換回路１２ａの入力側端子対は、全波整流回路１１ａの出力側端子対に接続される。
ＤＣＤＣ変換回路１２ｂは、全波整流回路１１ｂの出力電圧を変圧する。ＤＣＤＣ変換回路１２ｂの入力側端子対は、全波整流回路１１ｂの出力側端子対に接続される。
ＤＣＤＣ変換回路１２ｃは、全波整流回路１１ｃの出力電圧を変圧する。ＤＣＤＣ変換回路１２ｃの入力側端子対は、全波整流回路１１ｃの出力側端子対に接続される。 The DCDC conversion circuits 12 are dual active bridge (DAB) circuits having an input terminal pair and an output terminal pair. The three DCDC conversion circuits 12 transform the output voltages of the corresponding full-wave rectifier circuits 11 under the control of the control unit 14.
The DCDC conversion circuit 12a transforms the output voltage of the full-wave rectification circuit 11a. An input side terminal pair of the DCDC conversion circuit 12a is connected to an output side terminal pair of the full-wave rectification circuit 11a.
The DCDC conversion circuit 12b transforms the output voltage of the full-wave rectification circuit 11b. An input side terminal pair of the DCDC conversion circuit 12b is connected to an output side terminal pair of the full-wave rectification circuit 11b.
The DCDC conversion circuit 12c transforms the output voltage of the full-wave rectification circuit 11c. An input side terminal pair of the DCDC conversion circuit 12c is connected to an output side terminal pair of the full-wave rectification circuit 11c.

図３は、第１の実施形態に係るＤＣＤＣ変換回路１２の構成を示す回路図である。
ＤＣＤＣ変換回路１２は、第一ブリッジ回路１２１と、変圧器１２２と、第二ブリッジ回路１２３とを備える。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the DCDC conversion circuit 12 according to the first embodiment.
The DCDC conversion circuit 12 includes a first bridge circuit 121 , a transformer 122 , and a second bridge circuit 123 .

第一ブリッジ回路１２１は、４つの素子１２１１ａ－１２１１ｄにより構成されるブリッジ回路である。各素子１２１１は、ダイオードとスイッチとを並列に接続した素子である。スイッチがオフ（ＯＦＦ、開）のときは、素子１２１１は、ダイオードの向きにのみ電流を通す。一方、スイッチがオン（ＯＮ、閉）のときは、素子１２１１は、何れの向きにも電流を通す。以下、素子１２１１の端子のうちダイオードのアノード側の端子をアノードとよび、ダイオードのカソード側の端子をカソードとよぶ。 The first bridge circuit 121 is a bridge circuit composed of four elements 1211a-1211d. Each element 1211 is an element in which a diode and a switch are connected in parallel. When the switch is off (OFF, open), the element 1211 passes current only in the direction of the diode. On the other hand, when the switch is on (ON, closed), the element 1211 passes current in both directions. Hereinafter, the terminal of the element 1211 on the anode side of the diode will be called the anode, and the terminal on the cathode side of the diode will be called the cathode.

素子１２１１ａのアノードは、変圧器１２２の入力側の正極端子と、素子１２１１ｂのカソードとに接続される。
素子１２１１ａのカソードは、ＤＣＤＣ変換回路１２の入力側の正極端子と、素子１２１１ｃのカソードとに接続される。
素子１２１１ｂのアノードは、ＤＣＤＣ変換回路１２の入力側の負極端子と、素子１２１１ｄのアノードとに接続される。
素子１２１１ｂのカソードは、変圧器１２２の入力側の正極端子と、素子１２１１ａのアノードとに接続される。
素子１２１１ｃのアノードは、変圧器１２２の入力側の負極端子と、素子１２１１ｄのカソードとに接続される。
素子１２１１ｃのカソードは、ＤＣＤＣ変換回路１２の入力側の正極端子と、素子１２１１ａのカソードとに接続される。
素子１２１１ｄのアノードは、ＤＣＤＣ変換回路１２の入力側の負極端子と、素子１２１１ｂのアノードとに接続される。
素子１２１１ｄのカソードは、変圧器１２２の入力側の負極端子と、素子１２１１ｃのアノードとに接続される。 The anode of element 1211a is connected to the positive terminal of the input side of transformer 122 and to the cathode of element 1211b.
The cathode of the element 1211a is connected to the positive terminal on the input side of the DCDC conversion circuit 12 and the cathode of the element 1211c.
The anode of the element 1211b is connected to the negative terminal on the input side of the DCDC conversion circuit 12 and the anode of the element 1211d.
The cathode of element 1211b is connected to the positive terminal of the input side of transformer 122 and to the anode of element 1211a.
The anode of element 1211c is connected to the negative terminal of the input side of transformer 122 and to the cathode of element 1211d.
The cathode of the element 1211c is connected to the positive terminal on the input side of the DCDC conversion circuit 12 and the cathode of the element 1211a.
The anode of the element 1211d is connected to the negative terminal on the input side of the DCDC conversion circuit 12 and the anode of the element 1211b.
The cathode of element 1211d is connected to the negative terminal of the input side of transformer 122 and to the anode of element 1211c.

第二ブリッジ回路１２３は、４つの素子１２１３ａ－１２３１ｄにより構成されるブリッジ回路である。各素子１２３１は、第一ブリッジ回路１２１の素子１２１１と同様にダイオードとスイッチとを並列に接続した素子である。 The second bridge circuit 123 is a bridge circuit composed of four elements 1213a-1231d. Each element 1231 is an element in which a diode and a switch are connected in parallel, similar to the element 1211 of the first bridge circuit 121.

素子１２３１ａのアノードは、変圧器１２２の出力側の正極端子と、素子１２３１ｂのカソードとに接続される。
素子１２３１ａのカソードは、ＤＣＤＣ変換回路１２の出力側の正極端子と、素子１２３１ｃのカソードとに接続される。
素子１２３１ｂのアノードは、ＤＣＤＣ変換回路１２の出力側の負極端子と、素子１２３１ｄのアノードとに接続される。
素子１２３１ｂのカソードは、変圧器１２２の出力側の正極端子と、素子１２３１ａのアノードとに接続される。
素子１２３１ｃのアノードは、変圧器１２２の出力側の負極端子と、素子１２３１ｄのカソードとに接続される。
素子１２３１ｃのカソードは、ＤＣＤＣ変換回路１２の出力側の正極端子と、素子１２３１ａのカソードとに接続される。
素子１２３１ｄのアノードは、ＤＣＤＣ変換回路１２の出力側の負極端子と、素子１２３１ｂのアノードとに接続される。
素子１２３１ｄのカソードは、変圧器１２２の出力側の負極端子と、素子１２３１ｃのアノードとに接続される。 The anode of element 1231a is connected to the positive terminal of the output side of transformer 122 and to the cathode of element 1231b.
The cathode of the element 1231a is connected to the positive terminal on the output side of the DCDC conversion circuit 12 and the cathode of the element 1231c.
The anode of the element 1231b is connected to the negative terminal on the output side of the DCDC conversion circuit 12 and the anode of the element 1231d.
The cathode of element 1231b is connected to the positive terminal of the output side of transformer 122 and to the anode of element 1231a.
The anode of element 1231c is connected to the negative terminal of the output side of transformer 122 and to the cathode of element 1231d.
The cathode of the element 1231c is connected to the positive terminal on the output side of the DCDC conversion circuit 12 and the cathode of the element 1231a.
The anode of the element 1231d is connected to the negative terminal on the output side of the DCDC conversion circuit 12 and the anode of the element 1231b.
The cathode of element 1231d is connected to the negative terminal of the output side of transformer 122 and to the anode of element 1231c.

出力回路１３は、３つのＤＣＤＣ変換回路１２の出力を合成して出力する。出力回路１３は、入力側端子対と出力側端子対を備える。出力回路１３は、入力側端子対と出力側端子対とを結ぶ線路をバイパスするコンデンサ１３１を備える。出力回路１３の入力側の正極端子には、各ＤＣＤＣ変換回路１２の出力側の正極端子が接続され、出力回路１３の入力側の負極端子には、各ＤＣＤＣ変換回路１２の出力側の負極端子が接続される。コンデンサ１３１の容量は、入力電圧に応じて決定される。例えば、コンデンサ１３１は、小型のフィルタキャパシタによって実現される。 The output circuit 13 combines and outputs the outputs of the three DCDC conversion circuits 12. The output circuit 13 has an input terminal pair and an output terminal pair. The output circuit 13 has a capacitor 131 that bypasses the line connecting the input terminal pair and the output terminal pair. The positive terminal of the output side of each DCDC conversion circuit 12 is connected to the positive terminal of the input side of the output circuit 13, and the negative terminal of the output side of each DCDC conversion circuit 12 is connected to the negative terminal of the input side of the output circuit 13. The capacitance of the capacitor 131 is determined according to the input voltage. For example, the capacitor 131 is realized by a small filter capacitor.

《電力変換装置の制御》
制御部１４は、マイクロコンピュータなどによって実現される。制御部１４は、３つのＤＣＤＣ変換回路１２それぞれが、ＤＣＤＣ変換回路１２の入力側におけるＤＣＤＣ変換回路１２が入力側からみて定抵抗として振る舞うように、各ＤＣＤＣ変換回路１２のスイッチング素子を切り替える。すなわち、制御部１４は、３つのＤＣＤＣ変換回路１２それぞれの入力電流の瞬時値が、入力電圧（コンデンサ１１２の電圧）の瞬時値に比例するように制御する。制御部１４は、ＤＣＤＣ変換回路１２の入力側におけるリアクタンスがゼロとなり、かつレジスタンスが固定値となるように、各ＤＣＤＣ変換回路１２のスイッチング素子を切り替えるともいえる。具体的には、制御部１４は、ＤＣＤＣ変換回路１２の出力電流の電流値が、入力電圧の２乗に比例するようにＤＣＤＣ変換回路１２を制御する。これにより、ＤＣＤＣ変換回路１２の出力電流は、相電流の２倍の周波数を有する正弦波様の脈流となる。制御部１４は、ＤＣＤＣ変換回路１２の出力電流のピーク値が電流指令値の三分の二となり、平均電流値が電流指令値の三分の一となるようにＤＣＤＣ変換回路１２を制御する。すなわち、ＤＣＤＣ変換回路１２の出力電流は、電流指令値の三分の一の振幅のＡＣリップルを有する。 Control of power conversion device
The control unit 14 is realized by a microcomputer or the like. The control unit 14 switches the switching elements of each of the three DCDC conversion circuits 12 so that the DCDC conversion circuits 12 on the input side of the DCDC conversion circuits 12 behave as constant resistances when viewed from the input side. That is, the control unit 14 controls the instantaneous value of the input current of each of the three DCDC conversion circuits 12 so that it is proportional to the instantaneous value of the input voltage (the voltage of the capacitor 112). It can also be said that the control unit 14 switches the switching elements of each DCDC conversion circuit 12 so that the reactance on the input side of the DCDC conversion circuit 12 becomes zero and the resistance becomes a fixed value. Specifically, the control unit 14 controls the DCDC conversion circuit 12 so that the current value of the output current of the DCDC conversion circuit 12 is proportional to the square of the input voltage. As a result, the output current of the DCDC conversion circuit 12 becomes a sinusoidal pulsating flow having a frequency twice that of the phase current. The control unit 14 controls the DCDC conversion circuit 12 so that the peak value of the output current of the DCDC conversion circuit 12 becomes two-thirds of the current command value and the average current value becomes one-third of the current command value. That is, the output current of the DCDC conversion circuit 12 has an AC ripple with an amplitude one-third of the current command value.

ＤＣＤＣ変換回路１２が入力側からみて定抵抗として振る舞うことで、全波整流回路１１の出力端における電圧と電流との位相を一致させることができる。すなわち、相電圧と相電流との位相を一致させることができる。これにより、制御部１４は、電力変換装置１の力率を１に近づけることができ、また高調波の発生を抑えることができる。 By having the DCDC conversion circuit 12 behave as a constant resistor when viewed from the input side, the phases of the voltage and current at the output terminal of the full-wave rectifier circuit 11 can be matched. In other words, the phases of the phase voltage and phase current can be matched. This allows the control unit 14 to bring the power factor of the power conversion device 1 closer to 1 and suppress the generation of harmonics.

３つのＤＣＤＣ変換回路１２の出力電流は、それぞれＤＣＤＣ変換回路１２の入力電圧と同期して制御されることから、互いに１２０度ずつずれた位相を有する。そのため、３つのＤＣＤＣ変換回路１２の出力電流が出力回路１３で合流することで、ＡＣリップル成分が打ち消され、出力回路の入力端において、スイッチングリップル成分のみが残留する。ＤＣＤＣ変換回路１２の出力側のスイッチングリップルは、コンデンサ１３１において吸収されるため、出力回路１３の出力電流は定電流となる。３つのＤＣＤＣ変換回路１２の出力電流は、電流指令値の三分の一を中心に脈動する正弦波であることから、出力回路１３の出力電流の電流値は、電流指令値と一致する。 The output currents of the three DCDC conversion circuits 12 are controlled in synchronization with the input voltage of the DCDC conversion circuit 12, and therefore have a phase difference of 120 degrees from each other. Therefore, when the output currents of the three DCDC conversion circuits 12 join at the output circuit 13, the AC ripple component is cancelled out, and only the switching ripple component remains at the input terminal of the output circuit. The switching ripple on the output side of the DCDC conversion circuit 12 is absorbed by the capacitor 131, and therefore the output current of the output circuit 13 is a constant current. The output currents of the three DCDC conversion circuits 12 are sine waves pulsating around one-third of the current command value, and therefore the current value of the output current of the output circuit 13 matches the current command value.

《作用・効果》
このように、第１の実施形態に係る電力変換装置１は、三相交流電源２の３つの線間電圧をそれぞれ全波整流する３つの全波整流回路１１と、各全波整流回路１１に対応して設けられ、対応する全波整流回路１１の出力端に接続される３つのＤＣＤＣ変換回路１２と、３つのＤＣＤＣ変換回路１２の出力電流を合流する出力回路１３とを備え、３つのＤＣＤＣ変換回路１２は、それぞれの出力電流のピーク値が出力回路１３の出力電流の電流値の三分の二となるように制御される。これにより、ＤＣＤＣ変換回路１２の入力端が定抵抗のように振る舞うため、相電圧と相電流との位相を一致させ、高い力率を実現することができる。 <Action and Effects>
As described above, the power conversion device 1 according to the first embodiment includes three full-wave rectifier circuits 11 that perform full-wave rectification of three line voltages of the three-phase AC power supply 2, three DCDC conversion circuits 12 that are provided corresponding to the full-wave rectifier circuits 11 and connected to the output terminals of the corresponding full-wave rectifier circuits 11, and an output circuit 13 that combines the output currents of the three DCDC conversion circuits 12, and the three DCDC conversion circuits 12 are controlled so that the peak value of each output current is two-thirds of the current value of the output current of the output circuit 13. As a result, the input terminal of the DCDC conversion circuit 12 behaves like a constant resistor, so that the phases of the phase voltage and the phase current can be matched, thereby achieving a high power factor.

また、第１の実施形態に係る電力変換装置１が備える全波整流回路１１の出力側の端子対の間を接続するコンデンサ１１２は、対応するＤＣＤＣ変換回路１２から発生するスイッチングリップルを吸収可能な容量を有する。一方で、コンデンサ１１２の容量は、全波整流波形に係る脈動を平滑化しない程度に小さい容量を有する。これにより、全波整流回路１１は、全波整流波形に係る脈動を通過させつつ、ＤＣＤＣ変換回路１２の入力側のスイッチングリップル成分を選択的に吸収することができる。 In addition, the capacitor 112 that connects between the output terminal pair of the full-wave rectifier circuit 11 provided in the power conversion device 1 according to the first embodiment has a capacity capable of absorbing switching ripples generated by the corresponding DCDC conversion circuit 12. On the other hand, the capacity of the capacitor 112 is small enough not to smooth the pulsation associated with the full-wave rectified waveform. This allows the full-wave rectifier circuit 11 to selectively absorb the switching ripple component on the input side of the DCDC conversion circuit 12 while passing the pulsation associated with the full-wave rectified waveform.

また、第１の実施形態に係る３つの全波整流回路１１は、それぞれダイオードブリッジ整流回路である。ダイオードブリッジ整流回路は、電源周波数でターンオンおよびターンオフするため、伝導性ＥＭＩに係るノイズをほとんど発生しない。したがって、電力変換装置１の全波整流回路１１がダイオードブリッジ整流回路であることで、電力変換装置１のノイズを低減することができる。 In addition, the three full-wave rectifier circuits 11 according to the first embodiment are each a diode bridge rectifier circuit. The diode bridge rectifier circuit turns on and off at the power supply frequency, and therefore generates almost no noise related to conductive EMI. Therefore, by using the full-wave rectifier circuit 11 of the power conversion device 1 as a diode bridge rectifier circuit, the noise of the power conversion device 1 can be reduced.

以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。例えば、第１の実施形態に係る全波整流回路１１はダイオードブリッジ整流回路であるが、他の全波整流回路であってもよい。また、第１の実施形態に係るＤＣＤＣ変換回路１２はＤＡＢ回路で構成されるが、入力側のみをアクティブブリッジで構成し、出力側をダイオードブリッジなどのパッシブブリッジで構成するものなど、他のＤＣＤＣ変換回路であってもよい。
また、第１の実施形態に係る電力変換装置１は、出力回路１３にコンデンサ１３１を備えるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る電力変換装置１の出力先がバッテリ３である場合、電力変換装置１はコンデンサ１３１を備えなくてもよい。 Although one embodiment has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like are possible. For example, the full-wave rectifier circuit 11 according to the first embodiment is a diode bridge rectifier circuit, but may be another full-wave rectifier circuit. In addition, the DCDC conversion circuit 12 according to the first embodiment is composed of a DAB circuit, but may be another DCDC conversion circuit, such as one in which only the input side is composed of an active bridge and the output side is composed of a passive bridge such as a diode bridge.
Furthermore, the power conversion device 1 according to the first embodiment includes the capacitor 131 in the output circuit 13, but is not limited to this. For example, when the output destination of the power conversion device 1 according to another embodiment is the battery 3, the power conversion device 1 does not need to include the capacitor 131.

１…電力変換装置 １１…全波整流回路 １２…ＤＣＤＣ変換回路 １３…出力回路 １４…制御部 ２…三相交流電源 ３…バッテリ 1... Power conversion device 11... Full-wave rectifier circuit 12... DCDC conversion circuit 13... Output circuit 14... Control unit 2... Three-phase AC power supply 3... Battery

Claims (5)

三相交流電源から直流電力を生成する電力変換装置であって、
前記三相交流電源の３つの線間電圧をそれぞれ全波整流する３つの全波整流回路と、
各全波整流回路に対応して設けられ、対応する全波整流回路の出力端に接続される３つのＤＣＤＣ変換回路と、
前記３つのＤＣＤＣ変換回路の出力電流を合流する出力回路と、
前記３つのＤＣＤＣ変換回路それぞれの出力電流のピーク値が電流指令値の三分の二となり、出力電流の平均値が電流指令値の三分の一となるように、前記３つのＤＣＤＣ変換回路を制御する制御部と
を備える電力変換装置。 A power conversion device that generates DC power from a three-phase AC power source,
three full-wave rectification circuits that full-wave rectify three line voltages of the three-phase AC power supply, respectively;
Three DCDC conversion circuits are provided corresponding to the full-wave rectification circuits and connected to output terminals of the corresponding full-wave rectification circuits;
an output circuit that combines output currents of the three DCDC conversion circuits;
A control unit that controls the three DCDC conversion circuits so that a peak value of an output current of each of the three DCDC conversion circuits is two-thirds of a current command value and an average value of the output current is one-third of the current command value. 前記制御部は、前記３つのＤＣＤＣ変換回路それぞれを、入力電流が入力電圧に比例するように制御する
請求項１に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1 , wherein the control unit controls each of the three DCDC conversion circuits so that an input current is proportional to an input voltage. 各全波整流回路の出力側の端子対の間を接続するコンデンサを備え、
前記コンデンサの容量は、対応する前記ＤＣＤＣ変換回路から発生するスイッチングリップルを平滑化可能な容量である
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。 A capacitor is provided between a pair of terminals on the output side of each full-wave rectifier circuit,
The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the capacitance of the capacitor is a capacitance capable of smoothing switching ripples generated from the corresponding DCDC conversion circuit. 前記コンデンサの容量は、対応する前記全波整流回路の全波整流波形に係る脈動を平滑化せず、前記スイッチングリップルを選択的に吸収可能な容量である
請求項３に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 3 , wherein the capacitance of the capacitor is such that the capacitor can selectively absorb the switching ripple without smoothing pulsation associated with a full-wave rectified waveform of the corresponding full-wave rectifier circuit. 前記３つの全波整流回路は、それぞれダイオードブリッジ整流回路である
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1 , wherein each of the three full-wave rectifier circuits is a diode bridge rectifier circuit.
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