JPH05260731A - 双方向ｄｃ・ｄｃコンバータ - Google Patents
双方向ｄｃ・ｄｃコンバータInfo
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- JPH05260731A JPH05260731A JP4049942A JP4994292A JPH05260731A JP H05260731 A JPH05260731 A JP H05260731A JP 4049942 A JP4049942 A JP 4049942A JP 4994292 A JP4994292 A JP 4994292A JP H05260731 A JPH05260731 A JP H05260731A
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- voltage
- low
- switching element
- terminal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低圧側端子と高圧側端子との間で双方向に直
流エネルギを変換し伝達できるようにする。 【構成】 低圧側端子および巻線と高圧側端子および巻
線とを含むトランス、端子と巻線との間に挿入された低
圧側および高圧側スイッチング素子、低圧側および高圧
側整流素子、および低圧側と高圧側のスイッチング素子
を制御する制御回路とを備え、内燃機関を制動するとき
に発生する機械的エネルギを電気的低圧エネルギに変換
して蓄積し、そのエネルギを補助加速装置に供給すると
きに高圧エネルギに変換して供給する。
流エネルギを変換し伝達できるようにする。 【構成】 低圧側端子および巻線と高圧側端子および巻
線とを含むトランス、端子と巻線との間に挿入された低
圧側および高圧側スイッチング素子、低圧側および高圧
側整流素子、および低圧側と高圧側のスイッチング素子
を制御する制御回路とを備え、内燃機関を制動するとき
に発生する機械的エネルギを電気的低圧エネルギに変換
して蓄積し、そのエネルギを補助加速装置に供給すると
きに高圧エネルギに変換して供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電源の端子電圧を
変換するＤＣ・ＤＣコンバータに関する。本発明は、低
圧側端子と高圧側端子との間で双方向に直流エネルギを
変換できるＤＣ・ＤＣコンバータに関する。
変換するＤＣ・ＤＣコンバータに関する。本発明は、低
圧側端子と高圧側端子との間で双方向に直流エネルギを
変換できるＤＣ・ＤＣコンバータに関する。
【０００２】本発明は、内燃機関を制動するときに発生
する機械的エネルギを電気的エネルギに変換して蓄積
し、内燃機関を加速するときに蓄積された電気的エネル
ギを補助加速装置に供給して機械的エネルギを発生させ
る装置に利用するために開発されたものであるが、用途
はこの装置に限るものではない。
する機械的エネルギを電気的エネルギに変換して蓄積
し、内燃機関を加速するときに蓄積された電気的エネル
ギを補助加速装置に供給して機械的エネルギを発生させ
る装置に利用するために開発されたものであるが、用途
はこの装置に限るものではない。
【０００３】本発明は、国際公表公報ＷＯ８８／０６１
７（国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ／００１５７）に開示さ
れた自動車の電気制動および補助加速装置に利用するこ
とができる。本発明は、ＨＩＭＲの名称で本願出願人が
試験的に販売している補助加速および補助制動装置を備
えた自動車に搭載するに適する装置である。
７（国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ／００１５７）に開示さ
れた自動車の電気制動および補助加速装置に利用するこ
とができる。本発明は、ＨＩＭＲの名称で本願出願人が
試験的に販売している補助加速および補助制動装置を備
えた自動車に搭載するに適する装置である。
【０００４】
【従来の技術】従来から直流入力端子の電流をチョパに
より断続し、トランスでステップアップまたはステップ
ダウンしてから整流し、直流出力端子に供給するＤＣ・
ＤＣコンバータが広く知られているが、従来装置は入力
端子および出力端子はそれぞれ固定的であり、動作モー
ドによって入力端子と出力端子を入れ換えて利用できる
双方向のものは知られていない。
より断続し、トランスでステップアップまたはステップ
ダウンしてから整流し、直流出力端子に供給するＤＣ・
ＤＣコンバータが広く知られているが、従来装置は入力
端子および出力端子はそれぞれ固定的であり、動作モー
ドによって入力端子と出力端子を入れ換えて利用できる
双方向のものは知られていない。
【０００５】火力発電所などで利用される規模の大きい
プロセス制御系では、それぞれ電圧が異なる複数の直流
電源を利用することがあり、その複数の直流電源の一つ
が故障しても他の直流電源から電源電流を供給できるよ
うに、相互にＤＣ・ＤＣコンバータで結合するシステム
が知られているが、そのような場合にも単方向のＤＣ・
ＤＣコンバータが２系統備えられ、エネルギの供給方向
によって切り替えて使用するように構成されている。
プロセス制御系では、それぞれ電圧が異なる複数の直流
電源を利用することがあり、その複数の直流電源の一つ
が故障しても他の直流電源から電源電流を供給できるよ
うに、相互にＤＣ・ＤＣコンバータで結合するシステム
が知られているが、そのような場合にも単方向のＤＣ・
ＤＣコンバータが２系統備えられ、エネルギの供給方向
によって切り替えて使用するように構成されている。
【０００６】上記の電気制動および補助加速装置を搭載
した自動車では、内燃機関と結合されたかご形多相誘導
機と、直流蓄電手段と、このかご形多相誘導機とこの直
流蓄電手段とを双方向に連結するインバータ回路とを備
え、加速モードでは直流蓄電手段からエネルギを取り出
してインバータで多相交流に変換してかご形多相誘導機
に供給してかご形多相誘導機を電動機として利用し、減
速モードではかご形多相誘導機を発電機として利用して
かご形多相誘導機の出力多相交流をインバータで変換し
て蓄電手段に蓄電するように構成されている。このよう
な装置では、インバータの直流側端子電圧は２００〜３
００Ｖであり、蓄電手段としては鉛蓄電池を直列接続し
てこの端子電圧に対応させている。
した自動車では、内燃機関と結合されたかご形多相誘導
機と、直流蓄電手段と、このかご形多相誘導機とこの直
流蓄電手段とを双方向に連結するインバータ回路とを備
え、加速モードでは直流蓄電手段からエネルギを取り出
してインバータで多相交流に変換してかご形多相誘導機
に供給してかご形多相誘導機を電動機として利用し、減
速モードではかご形多相誘導機を発電機として利用して
かご形多相誘導機の出力多相交流をインバータで変換し
て蓄電手段に蓄電するように構成されている。このよう
な装置では、インバータの直流側端子電圧は２００〜３
００Ｖであり、蓄電手段としては鉛蓄電池を直列接続し
てこの端子電圧に対応させている。
【０００７】しかしこの装置を搭載した自動車も、ヘッ
ドライトや空調設備その他は定格電圧の２４Ｖ（または
１２Ｖ）のものを使用するから、２４Ｖ（または１２
Ｖ）の標準的な電池が必要である。したがって３００Ｖ
の電池と２４Ｖの電池の二系統の電池を備えている。
ドライトや空調設備その他は定格電圧の２４Ｖ（または
１２Ｖ）のものを使用するから、２４Ｖ（または１２
Ｖ）の標準的な電池が必要である。したがって３００Ｖ
の電池と２４Ｖの電池の二系統の電池を備えている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この電気制動および補
助加速装置の高圧の電池は、容積および重量が大きくな
るとともに、自動車に搭載して保守を適切に行うことは
たいへんなことであり、高圧の電池の代わりにきわめて
容量の大きいコンデンサを利用することが考えられた。
この技術は本出願と同時に特許出願された。
助加速装置の高圧の電池は、容積および重量が大きくな
るとともに、自動車に搭載して保守を適切に行うことは
たいへんなことであり、高圧の電池の代わりにきわめて
容量の大きいコンデンサを利用することが考えられた。
この技術は本出願と同時に特許出願された。
【０００９】高圧の電池の代わりに高圧のコンデンサを
用いると、電池は１系統にすることができるが、通常の
走行状態では高圧のコンデンサに蓄電された電荷を低圧
の電池に充電することが必要である。これにはＤＣ・Ｄ
Ｃコンバータが利用できる。しかしこの装置では、きわ
めて長時間にわたり自動車を停止状態に置いたときに、
あるいは製造直後にはじめて運転するときに、高圧のコ
ンデンサには蓄電電荷がほとんどないから、低圧の電池
のエネルギを利用して高圧のコンデンサを充電しなけれ
ばならない。これにもＤＣ・ＤＣコンバータが利用でき
るが、そのエネルギの伝達方向は上述のＤＣ・ＤＣコン
バータとは逆方向である。
用いると、電池は１系統にすることができるが、通常の
走行状態では高圧のコンデンサに蓄電された電荷を低圧
の電池に充電することが必要である。これにはＤＣ・Ｄ
Ｃコンバータが利用できる。しかしこの装置では、きわ
めて長時間にわたり自動車を停止状態に置いたときに、
あるいは製造直後にはじめて運転するときに、高圧のコ
ンデンサには蓄電電荷がほとんどないから、低圧の電池
のエネルギを利用して高圧のコンデンサを充電しなけれ
ばならない。これにもＤＣ・ＤＣコンバータが利用でき
るが、そのエネルギの伝達方向は上述のＤＣ・ＤＣコン
バータとは逆方向である。
【００１０】このために、エネルギの伝達方向別に２系
統のＤＣ・ＤＣコンバータを備え、これを運転モードに
より切り替えて使用することが考えられたが、スペース
および搭載重量に制限がある自動車にＤＣ・ＤＣコンバ
ータを２台搭載することはいかにも不都合である。そこ
で双方向にエネルギ伝達を行うことができるＤＣ・ＤＣ
コンバータが必要になった。
統のＤＣ・ＤＣコンバータを備え、これを運転モードに
より切り替えて使用することが考えられたが、スペース
および搭載重量に制限がある自動車にＤＣ・ＤＣコンバ
ータを２台搭載することはいかにも不都合である。そこ
で双方向にエネルギ伝達を行うことができるＤＣ・ＤＣ
コンバータが必要になった。
【００１１】すなわち本発明は、低圧側端子と高圧側端
子とを備えたＤＣ・ＤＣコンバータにおいて、運転モー
ドにより、エネルギを低圧側端子から高圧側端子へ、ま
た高圧側端子から低圧側端子へ伝達できる双方向性のＤ
Ｃ・ＤＣコンバータを提供することを目的とする。
子とを備えたＤＣ・ＤＣコンバータにおいて、運転モー
ドにより、エネルギを低圧側端子から高圧側端子へ、ま
た高圧側端子から低圧側端子へ伝達できる双方向性のＤ
Ｃ・ＤＣコンバータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、低圧側端子
と、高圧側端子と、低圧側巻線および高圧側巻線を含む
トランスと、前記低圧側端子と前記低圧側巻線との間に
挿入された低圧側スイッチング素子と、前記高圧側端子
と前記高圧側巻線との間に挿入された高圧側スイッチン
グ素子と、前記低圧側スイッチング素子に並列接続され
た低圧側整流素子と、前記高圧側スイッチング素子に並
列接続された高圧側整流素子と、前記低圧側スイッチン
グ素子および前記高圧側スイッチング素子を制御する制
御回路とを備え、前記制御回路は、低圧高圧変換モード
では、前記低圧側スイッチング素子に開閉制御信号を与
え前記高圧側スイッチング素子を開放状態に維持させる
制御手段と、高圧低圧変換モードでは、前記高圧側スイ
ッチング素子に開閉制御信号を与え前記低圧側スイッチ
ング素子を開放状態に維持させる制御手段と、前記二つ
の制御モードのいずれかを選択する選択手段とを備えた
ことを特徴とする。
と、高圧側端子と、低圧側巻線および高圧側巻線を含む
トランスと、前記低圧側端子と前記低圧側巻線との間に
挿入された低圧側スイッチング素子と、前記高圧側端子
と前記高圧側巻線との間に挿入された高圧側スイッチン
グ素子と、前記低圧側スイッチング素子に並列接続され
た低圧側整流素子と、前記高圧側スイッチング素子に並
列接続された高圧側整流素子と、前記低圧側スイッチン
グ素子および前記高圧側スイッチング素子を制御する制
御回路とを備え、前記制御回路は、低圧高圧変換モード
では、前記低圧側スイッチング素子に開閉制御信号を与
え前記高圧側スイッチング素子を開放状態に維持させる
制御手段と、高圧低圧変換モードでは、前記高圧側スイ
ッチング素子に開閉制御信号を与え前記低圧側スイッチ
ング素子を開放状態に維持させる制御手段と、前記二つ
の制御モードのいずれかを選択する選択手段とを備えた
ことを特徴とする。
【００１３】前記低圧側端子の端子電圧を検出する低圧
側電圧検出回路と、前記高圧側端子の端子電圧を検出す
る高圧側電圧検出回路とを備え、前記制御回路は、起動
時にこの二つの電圧検出回路のそれぞれの検出出力を取
り込み、この二つの検出出力をそれぞれの基準値と比較
して前記選択手段を自動的に制御する手段を含み、ま
た、前記低圧側巻線の電流を検出する低圧側電流検出回
路と、前記高圧側巻線の電流を検出する高圧側電流検出
回路とを備えたことを特徴とする。
側電圧検出回路と、前記高圧側端子の端子電圧を検出す
る高圧側電圧検出回路とを備え、前記制御回路は、起動
時にこの二つの電圧検出回路のそれぞれの検出出力を取
り込み、この二つの検出出力をそれぞれの基準値と比較
して前記選択手段を自動的に制御する手段を含み、ま
た、前記低圧側巻線の電流を検出する低圧側電流検出回
路と、前記高圧側巻線の電流を検出する高圧側電流検出
回路とを備えたことを特徴とする。
【００１４】前記制御回路は、この二つの電流検出回路
の検出出力を取り込み、この二つの検出出力が前記二つ
の制御モードのそれぞれの許容範囲にないときに異常警
報出力を送出する手段を備えることが望ましい。
の検出出力を取り込み、この二つの検出出力が前記二つ
の制御モードのそれぞれの許容範囲にないときに異常警
報出力を送出する手段を備えることが望ましい。
【００１５】
【作用】低圧高圧変換モードでは、低圧側スイッチング
素子に開閉制御信号を与え高圧側スイッチング素子を開
放状態に維持させる。この場合に低圧側スイッチング素
子と並列に接続されている低圧側整流素子は印加電圧が
逆方向になり作用しない。開放状態に維持されている高
圧側スイッチング素子と並列に接続されている高圧側整
流素子はその印加電圧は順方向であり整流素子として作
用する。
素子に開閉制御信号を与え高圧側スイッチング素子を開
放状態に維持させる。この場合に低圧側スイッチング素
子と並列に接続されている低圧側整流素子は印加電圧が
逆方向になり作用しない。開放状態に維持されている高
圧側スイッチング素子と並列に接続されている高圧側整
流素子はその印加電圧は順方向であり整流素子として作
用する。
【００１６】高圧低圧変換モードでは、高圧側スイッチ
ング素子に開閉制御信号を与え低圧側スイッチング素子
を開放状態に維持させる。この場合に高圧側スイッチン
グ素子と並列に接続されている高圧側整流素子は印加電
圧が逆方向になり作用しない。開放状態に維持されてい
る低圧側スイッチング素子と並列に接続されている低圧
側整流素子はその印加電圧は順方向であり整流素子とし
て作用する。
ング素子に開閉制御信号を与え低圧側スイッチング素子
を開放状態に維持させる。この場合に高圧側スイッチン
グ素子と並列に接続されている高圧側整流素子は印加電
圧が逆方向になり作用しない。開放状態に維持されてい
る低圧側スイッチング素子と並列に接続されている低圧
側整流素子はその印加電圧は順方向であり整流素子とし
て作用する。
【００１７】一般にＤＣ・ＤＣコンバータの容積および
重量の大部分はトランスであり、半導体素子により構成
されるスイッチング素子、整流素子あるいは制御回路は
トランスに比べればきわめて小型かつ軽量である。本発
明ではスイッチング素子および整流素子を２系統分備え
ることになるが、トランスは１個でよいから、容積およ
び重量は１個のＤＣ・ＤＣコンバータとほとんど違わな
いことになる。
重量の大部分はトランスであり、半導体素子により構成
されるスイッチング素子、整流素子あるいは制御回路は
トランスに比べればきわめて小型かつ軽量である。本発
明ではスイッチング素子および整流素子を２系統分備え
ることになるが、トランスは１個でよいから、容積およ
び重量は１個のＤＣ・ＤＣコンバータとほとんど違わな
いことになる。
【００１８】
【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明実施例の構成を示す回路図である。
る。図１は本発明実施例の構成を示す回路図である。
【００１９】本発明実施例は、低圧側端子１ａおよび１
ｂと、高圧側端子１ｃおよび１ｄと、低圧側巻線２およ
び高圧側巻線３を含むトランス５と、低圧側端子１ａお
よび１ｂと低圧側巻線２との間に挿入された低圧側スイ
ッチング素子ＴａおよびＴｂと、高圧側端子１ｃおよび
１ｄと高圧側巻線３との間に挿入された高圧側スイッチ
ング素子ＴｃおよびＴｄと、低圧側スイッチング素子Ｔ
ａおよびＴｂそれぞれに並列接続された低圧側整流素子
ＤａおよびＤｂと、高圧側スイッチング素子Ｔｃおよび
Ｔｄに並列接続された高圧側整流素子ＤｃおよびＤｄ
と、低圧側スイッチング素子Ｔａ、Ｔｂおよび高圧側ス
イッチング素子Ｔｃ、Ｔｄを制御する制御回路４とを備
え、制御回路４には、低圧高圧変換モードでは、低圧側
スイッチング素子Ｔａ、Ｔｂに開閉制御信号を与え高圧
側スイッチング素子Ｔｃ、Ｔｄを開放状態に維持させる
制御手段と、高圧低圧変換モードでは、高圧側スイッチ
ング素子Ｔｃ、Ｔｄに開閉制御信号を与え低圧側スイッ
チング素子Ｔａ、Ｔｂを開放状態に維持させる制御手段
と、二つの制御モードのいずれかを選択する選択手段と
を備える。
ｂと、高圧側端子１ｃおよび１ｄと、低圧側巻線２およ
び高圧側巻線３を含むトランス５と、低圧側端子１ａお
よび１ｂと低圧側巻線２との間に挿入された低圧側スイ
ッチング素子ＴａおよびＴｂと、高圧側端子１ｃおよび
１ｄと高圧側巻線３との間に挿入された高圧側スイッチ
ング素子ＴｃおよびＴｄと、低圧側スイッチング素子Ｔ
ａおよびＴｂそれぞれに並列接続された低圧側整流素子
ＤａおよびＤｂと、高圧側スイッチング素子Ｔｃおよび
Ｔｄに並列接続された高圧側整流素子ＤｃおよびＤｄ
と、低圧側スイッチング素子Ｔａ、Ｔｂおよび高圧側ス
イッチング素子Ｔｃ、Ｔｄを制御する制御回路４とを備
え、制御回路４には、低圧高圧変換モードでは、低圧側
スイッチング素子Ｔａ、Ｔｂに開閉制御信号を与え高圧
側スイッチング素子Ｔｃ、Ｔｄを開放状態に維持させる
制御手段と、高圧低圧変換モードでは、高圧側スイッチ
ング素子Ｔｃ、Ｔｄに開閉制御信号を与え低圧側スイッ
チング素子Ｔａ、Ｔｂを開放状態に維持させる制御手段
と、二つの制御モードのいずれかを選択する選択手段と
を備える。
【００２０】また、低圧側端子１ａおよび１ｂの端子電
圧を検出する低圧側電圧検出回路Ｖ１と、高圧側端子１
ｃおよび１ｄの端子電圧を検出する高圧側電圧検出回路
Ｖ２とを備え、さらに、制御回路４には、起動時にこの
二つの電圧検出回路Ｖ１およびＶ２のそれぞれの検出出
力を取り込み、この二つの検出出力をそれぞれの基準値
と比較して前記選択手段を自動的に制御する手段を含
み、低圧側巻線２の電流を検出する低圧側電流検出回路
Ｉ１と、高圧側巻線３の電流を検出する高圧側電流検出
回路Ｉ２とを備え、制御回路４には、この二つの電流検
出回路Ｉ１およびＩ２の検出出力を取り込み、この二つ
の検出出力が前記二つの制御モードのそれぞれの許容範
囲にないときに異常警報出力を送出する手段を備える。
圧を検出する低圧側電圧検出回路Ｖ１と、高圧側端子１
ｃおよび１ｄの端子電圧を検出する高圧側電圧検出回路
Ｖ２とを備え、さらに、制御回路４には、起動時にこの
二つの電圧検出回路Ｖ１およびＶ２のそれぞれの検出出
力を取り込み、この二つの検出出力をそれぞれの基準値
と比較して前記選択手段を自動的に制御する手段を含
み、低圧側巻線２の電流を検出する低圧側電流検出回路
Ｉ１と、高圧側巻線３の電流を検出する高圧側電流検出
回路Ｉ２とを備え、制御回路４には、この二つの電流検
出回路Ｉ１およびＩ２の検出出力を取り込み、この二つ
の検出出力が前記二つの制御モードのそれぞれの許容範
囲にないときに異常警報出力を送出する手段を備える。
【００２１】次に、このように構成された本発明実施例
の動作について説明する。
の動作について説明する。
【００２２】低圧高圧変換モードの場合には、制御回路
４が低圧側スイッチング素子ＴａおよびＴｂに開閉制御
信号を与え高圧側スイッチング素子ＴｃおよびＴｄを開
放状態にする。このとき低圧側スイッチング素子Ｔａお
よびＴｂと並列に接続されている低圧側整流素子Ｄａお
よびＤｂは印加される電圧が逆方向となるために作用せ
ず、開放状態に維持されている高圧側スイッチング素子
ＴｃおよびＴｄと並列に接続されている高圧側整流素子
ＤｃおよびＤｄは印加される電圧が順方向であるために
整流素子としての動作を行う。
４が低圧側スイッチング素子ＴａおよびＴｂに開閉制御
信号を与え高圧側スイッチング素子ＴｃおよびＴｄを開
放状態にする。このとき低圧側スイッチング素子Ｔａお
よびＴｂと並列に接続されている低圧側整流素子Ｄａお
よびＤｂは印加される電圧が逆方向となるために作用せ
ず、開放状態に維持されている高圧側スイッチング素子
ＴｃおよびＴｄと並列に接続されている高圧側整流素子
ＤｃおよびＤｄは印加される電圧が順方向であるために
整流素子としての動作を行う。
【００２３】高圧低圧変換モードの場合には、制御回路
４が高圧側スイッチング素子ＴｃおよびＴｄに開閉制御
信号を与え低圧側スイッチング素子ＴａおよびＴｂを開
放状態にする。このとき高圧側スイッチング素子Ｔｃお
よびＴｄと並列に接続されている高圧側整流素子Ｄｃお
よびＤｄにかかる印加電圧は逆方向になるために作用し
ない。開放状態に維持されている低圧側スイッチング素
子ＴａおよびＴｂと並列に接続されている低圧側整流素
子ＤｃおよびＤｄに印加される電圧は順方向のために整
流素子としての動作を行う。
４が高圧側スイッチング素子ＴｃおよびＴｄに開閉制御
信号を与え低圧側スイッチング素子ＴａおよびＴｂを開
放状態にする。このとき高圧側スイッチング素子Ｔｃお
よびＴｄと並列に接続されている高圧側整流素子Ｄｃお
よびＤｄにかかる印加電圧は逆方向になるために作用し
ない。開放状態に維持されている低圧側スイッチング素
子ＴａおよびＴｂと並列に接続されている低圧側整流素
子ＤｃおよびＤｄに印加される電圧は順方向のために整
流素子としての動作を行う。
【００２４】図２は本発明実施例におけるスイッチング
素子の開閉動作を示すタイミングチャートである。図２
を参照してスイッチング素子の開閉による電圧変換動作
を詳しく説明する。
素子の開閉動作を示すタイミングチャートである。図２
を参照してスイッチング素子の開閉による電圧変換動作
を詳しく説明する。
【００２５】低圧高圧変換モードの場合には、制御回路
４は低圧側スイッチング素子ＴａおよびＴｂを交互に開
閉し、高圧側スイッチング素子ＴｃおよびＴｄを連続的
に開状態に維持する。これにより低圧側巻線２に交番電
流が流れ低圧側巻線２を励磁して高圧側巻線３には高圧
電流が誘起される。このとき高圧側スイッチング素子Ｔ
ｃおよびＴｄは開状態にあるために、発生した高圧電流
は高圧側整流素子ＤｃまたはＤｄを通り整流されて高圧
側端子１ｃおよび１ｄ間に高圧に変換された直流電圧Ｖ
２が現れる。
４は低圧側スイッチング素子ＴａおよびＴｂを交互に開
閉し、高圧側スイッチング素子ＴｃおよびＴｄを連続的
に開状態に維持する。これにより低圧側巻線２に交番電
流が流れ低圧側巻線２を励磁して高圧側巻線３には高圧
電流が誘起される。このとき高圧側スイッチング素子Ｔ
ｃおよびＴｄは開状態にあるために、発生した高圧電流
は高圧側整流素子ＤｃまたはＤｄを通り整流されて高圧
側端子１ｃおよび１ｄ間に高圧に変換された直流電圧Ｖ
２が現れる。
【００２６】次に、高圧低圧変換モードについて説明す
る。この場合には、制御回路４は低圧側スイッチング素
子ＴａおよびＴｂを連続的に開状態にするとともに、高
圧側スイッチング素子ＴｃおよびＴｄを交互に開状態と
する。これにより発生する交番電流は高圧側巻線３を励
磁して、この高圧側巻線３の励磁により低圧側巻線２に
は低圧電流が誘起される。このとき低圧側スイッチング
素子ＴａおよびＴｂは連続的に開状態にあるために、発
生した低圧電流は低圧側整流素子ＤａまたはＤｂを通り
整流されて、低圧側端子１ａおよび１ｂに低圧に変換さ
れた電圧Ｖ１が現れる。
る。この場合には、制御回路４は低圧側スイッチング素
子ＴａおよびＴｂを連続的に開状態にするとともに、高
圧側スイッチング素子ＴｃおよびＴｄを交互に開状態と
する。これにより発生する交番電流は高圧側巻線３を励
磁して、この高圧側巻線３の励磁により低圧側巻線２に
は低圧電流が誘起される。このとき低圧側スイッチング
素子ＴａおよびＴｂは連続的に開状態にあるために、発
生した低圧電流は低圧側整流素子ＤａまたはＤｂを通り
整流されて、低圧側端子１ａおよび１ｂに低圧に変換さ
れた電圧Ｖ１が現れる。
【００２７】低圧側の共通電位となる端子１ｂおよび高
圧側の共通電位となる端子１ｄは、トランス５により完
全に分離される。
圧側の共通電位となる端子１ｄは、トランス５により完
全に分離される。
【００２８】図３は本発明による双方向ＤＣ・ＤＣコン
バータを応用した一例を示す図で、内燃機関の制動およ
び補助動力装置に利用した例を示したものである。この
例は、内燃機関１１にその回転子部が直結されたかご形
多相誘導機１２と二次電池回路１３および静電容量回路
１４と、この二次電池回路１３および静電容量回路１４
の直流電圧をかご形多相誘導機１２の軸回転速度より低
い回転速度の回転磁界を誘起するのに適合した周波数の
交流電圧に変換し、これをかご形多相誘導機１２に与
え、またかご形多相誘導機１２からの交流電力を直流電
力に変換するインバータ回路１５と、このインバータ回
路１５の交流側電圧の周波数を設定する制御信号を生成
するインバータ制御回路１６と、内燃機関１１の回転速
度を検出してインバータ制御回路１６に送出し二次電池
回路１３および静電容量回路１４の充電状態に関する情
報を送出する回転センサ１７とを備えた装置であり、上
記の二次電池回路１３と静電容量回路１０との間を接続
するために、双方向ＤＣ・ＤＣコンバータ１０を搭載し
たものである。この場合は車両負荷に対しては二次電池
回路１３から通常２４Ｖまたは１２Ｖを供給し、静電容
量回路を充電するときには低圧高圧変換を行って供給
し、かご形多相誘導機１２が発電モードで動作している
ときにはインバータ回路１５からの高圧を低圧に変換し
て二次電池回路１３に充電するときに利用する。
バータを応用した一例を示す図で、内燃機関の制動およ
び補助動力装置に利用した例を示したものである。この
例は、内燃機関１１にその回転子部が直結されたかご形
多相誘導機１２と二次電池回路１３および静電容量回路
１４と、この二次電池回路１３および静電容量回路１４
の直流電圧をかご形多相誘導機１２の軸回転速度より低
い回転速度の回転磁界を誘起するのに適合した周波数の
交流電圧に変換し、これをかご形多相誘導機１２に与
え、またかご形多相誘導機１２からの交流電力を直流電
力に変換するインバータ回路１５と、このインバータ回
路１５の交流側電圧の周波数を設定する制御信号を生成
するインバータ制御回路１６と、内燃機関１１の回転速
度を検出してインバータ制御回路１６に送出し二次電池
回路１３および静電容量回路１４の充電状態に関する情
報を送出する回転センサ１７とを備えた装置であり、上
記の二次電池回路１３と静電容量回路１０との間を接続
するために、双方向ＤＣ・ＤＣコンバータ１０を搭載し
たものである。この場合は車両負荷に対しては二次電池
回路１３から通常２４Ｖまたは１２Ｖを供給し、静電容
量回路を充電するときには低圧高圧変換を行って供給
し、かご形多相誘導機１２が発電モードで動作している
ときにはインバータ回路１５からの高圧を低圧に変換し
て二次電池回路１３に充電するときに利用する。
【００２９】図４は他の応用例を示すもので、火力発電
所などで利用される規模の大きいプロセス制御装置２０
に応用したもので、それぞれ電圧が異なる複数の直流電
源２１、２２、２３を使用している場合に、その複数の
電源２１、２２、２３のいずれかが故障しても、故障し
た電源のスイッチＳ１、Ｓ２、またはＳ３を開状態にし
双方向ＤＣ・ＤＣコンバータ１０により他の電源からの
電圧を所定の電圧に変換して供給し継続して稼動させる
ことができる。
所などで利用される規模の大きいプロセス制御装置２０
に応用したもので、それぞれ電圧が異なる複数の直流電
源２１、２２、２３を使用している場合に、その複数の
電源２１、２２、２３のいずれかが故障しても、故障し
た電源のスイッチＳ１、Ｓ２、またはＳ３を開状態にし
双方向ＤＣ・ＤＣコンバータ１０により他の電源からの
電圧を所定の電圧に変換して供給し継続して稼動させる
ことができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ネルギの伝達方向が二系統ある場合に、その伝達方向に
応じて低圧側から高圧側に、または高圧側から低圧側に
変換して供給することができる効果がある。
ネルギの伝達方向が二系統ある場合に、その伝達方向に
応じて低圧側から高圧側に、または高圧側から低圧側に
変換して供給することができる効果がある。
【００３１】これは自動車の制動または補助加速装置に
限らず、火力発電所あるいはその他プロセス制御を行う
製造工場などに広く応用することができる。
限らず、火力発電所あるいはその他プロセス制御を行う
製造工場などに広く応用することができる。
【００３２】ＤＣ・ＤＣコンバータの容積および重量の
大部分はトランスがしめるから、本発明の双方向ＤＣ・
ＤＣコンバータは、逆方向のＤＣ・ＤＣコンバータを２
台用いて切り換え接続するものに比べて著しく小型に構
成することができる。
大部分はトランスがしめるから、本発明の双方向ＤＣ・
ＤＣコンバータは、逆方向のＤＣ・ＤＣコンバータを２
台用いて切り換え接続するものに比べて著しく小型に構
成することができる。
【図１】本発明実施例の構成を示すブロック図。
【図２】本発明実施例におけるスイッチング素子の開閉
動作を示すタイミングチャート。
動作を示すタイミングチャート。
【図３】本発明実施例装置を自動車の制動および補助加
速装置に応用した例を示す図。
速装置に応用した例を示す図。
【図４】本発明実施例装置を火力発電所のプロセス制御
に応用した例を示す図。
に応用した例を示す図。
１ａ、１ｂ 低圧側端子 １ｃ、１ｄ 高圧側端子 ２ 低圧側巻線 ３ 高圧側巻線 ４ 制御回路 ５ トランス １０ ＤＣ・ＤＣコンバータ １１ 内燃機関 １２ かご形多相誘導機 １３ 二次電池回路 １４ 静電容量回路 １５ インバータ回路 １６ インバータ制御回路 ２０ プロセス制御装置 ２１〜２３ 直流電源 Ｄａ、Ｄｂ 低圧側整流素子 Ｄｃ、Ｄｄ 高圧側整流素子 Ｔａ、Ｔｂ 低圧側スイッチング素子 Ｔｃ、Ｔｄ 高圧側スイッチング素子 Ｖ１ 低圧側電圧検出回路 Ｖ２ 高圧側電圧検出回路 Ｉ１ 低圧側電流検出回路 Ｉ２ 高圧側電流検出回路 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ スイッチ
Claims (3)
- 【請求項１】 低圧側端子と、高圧側端子と、低圧側巻
線および高圧側巻線を含むトランスと、前記低圧側端子
と前記低圧側巻線との間に挿入された低圧側スイッチン
グ素子と、前記高圧側端子と前記高圧側巻線との間に挿
入された高圧側スイッチング素子と、前記低圧側スイッ
チング素子に並列接続された低圧側整流素子と、前記高
圧側スイッチング素子に並列接続された高圧側整流素子
と、前記低圧側スイッチング素子および前記高圧側スイ
ッチング素子を制御する制御回路とを備え、 前記制御回路は、 低圧高圧変換モードでは、前記低圧側スイッチング素子
に開閉制御信号を与え前記高圧側スイッチング素子を開
放状態に維持させる制御手段と、 高圧低圧変換モードでは、前記高圧側スイッチング素子
に開閉制御信号を与え前記低圧側スイッチング素子を開
放状態に維持させる制御手段と、 前記二つの制御モードのいずれかを選択する選択手段と
を備えたことを特徴とする双方向ＤＣ・ＤＣコンバー
タ。 - 【請求項２】 前記低圧側端子の端子電圧を検出する低
圧側電圧検出回路と、 前記高圧側端子の端子電圧を検出する高圧側電圧検出回
路とを備え、 前記制御回路は、起動時にこの二つの電圧検出回路のそ
れぞれの検出出力を取り込み、この二つの検出出力をそ
れぞれの基準値と比較して前記選択手段を自動的に制御
する手段を含む請求項１記載の双方向ＤＣ・ＤＣコンバ
ータ。 - 【請求項３】 前記低圧側巻線の電流を検出する低圧側
電流検出回路と、前記高圧側巻線の電流を検出する高圧
側電流検出回路とを備え、 前記制御回路は、この二つの電流検出回路の検出出力を
取り込み、この二つの検出出力が前記二つの制御モード
のそれぞれの許容範囲にないときに異常警報出力を送出
する手段を備えた請求項１記載の双方向ＤＣ・ＤＣコン
バータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4049942A JP2957344B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 双方向ｄｃ・ｄｃコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4049942A JP2957344B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 双方向ｄｃ・ｄｃコンバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05260731A true JPH05260731A (ja) | 1993-10-08 |
| JP2957344B2 JP2957344B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=12845079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4049942A Expired - Fee Related JP2957344B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 双方向ｄｃ・ｄｃコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957344B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2185515A1 (es) * | 2001-10-15 | 2003-04-16 | Salicru S A | Convertidor electronico conmutado de potencia. |
| JP2004224267A (ja) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Toyota Motor Corp | 車両用電源システム及び双方向ｄｃ／ｄｃコンバータ |
| WO2004109899A1 (ja) * | 2003-06-04 | 2004-12-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 電圧変換装置、電気自動車 |
| JP2005059712A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | 電源供給装置、ヒューズボックス、リレーボックス、コネクタ |
| JP2007237810A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Toyota Motor Corp | 車両用電源システム |
| JP2010154618A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Tdk Corp | 双方向コンバータ |
| JP2011522511A (ja) * | 2008-06-06 | 2011-07-28 | シュネーデル、トウシバ、インベーター、ヨーロッパ、ソシエテ、パル、アクション、セプリフエ | 可変速駆動装置のエネルギー回収装置 |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP4049942A patent/JP2957344B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2185515A1 (es) * | 2001-10-15 | 2003-04-16 | Salicru S A | Convertidor electronico conmutado de potencia. |
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| US7425782B2 (en) | 2003-06-04 | 2008-09-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric car voltage conversion device with failure detection |
| CN100440700C (zh) * | 2003-06-04 | 2008-12-03 | 丰田自动车株式会社 | 电压转换器件及电动车 |
| JP2005059712A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | 電源供給装置、ヒューズボックス、リレーボックス、コネクタ |
| JP2007237810A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Toyota Motor Corp | 車両用電源システム |
| JP2011522511A (ja) * | 2008-06-06 | 2011-07-28 | シュネーデル、トウシバ、インベーター、ヨーロッパ、ソシエテ、パル、アクション、セプリフエ | 可変速駆動装置のエネルギー回収装置 |
| JP2010154618A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Tdk Corp | 双方向コンバータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2957344B2 (ja) | 1999-10-04 |
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