JPWO2016038967A1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る電力変換装置1の回路図である。
実施形態2では、絶縁方向への電力伝送を行わない場合に、1次側変換回路10ではスイッチ素子Q11,Q13のみをオンオフさせ、2次側変換回路20ではスイッチ素子Q21,Q23のみをオンオフさせる。図2に示す、1次側出力部354は、本発明に係る「第1禁止部」の一例である。また、2次側出力部355は、本発明に係る「第2禁止部」の一例である。
本実施形態に係る電力変換装置は、絶縁方向へ電力伝送する場合、絶縁方向へ電力を伝送するモード(以下、絶縁電力伝送モードと言う)と、絶縁方向へ電力を伝送せず、非絶縁方向のみへ電力を伝送するモード(以下、非絶縁電力伝送モードと言う)とを交互に切り替える。
L11,L12…インダクタ
L21,L22…インダクタ
L13,L23…インダクタ
P1…第1入出力ポート
P2…第2入出力ポート
P3…第3入出力ポート
P4…第4入出力ポート
Q11,Q12,Q13,Q14…スイッチ素子
Q21,Q22,Q23,Q24…スイッチ素子
R11,R12,R13,R14…分圧抵抗
R21,R22,R23,R24…分圧抵抗
1,1A,1B,1C,1D,1E,1F…電力変換装置
10…1次側変換回路
13…1次側ドライバ
20…2次側変換回路
23…2次側ドライバ
30…変圧器
31,32…1次コイル
33,34…2次コイル
35…制御部
351…電力変換モード決定部
352…位相差決定部
353…Duty比決定部
354…1次側出力部
355…2次側出力部
Claims (9)
- 第1入出力ポート及び第2入出力ポートと、
上側スイッチ素子と下側スイッチ素子とが直列接続された第1アーム及び第2アームを有し、前記第1アーム及び前記第2アームが前記第1入出力ポートに接続された1次側フルブリッジ回路と、
上側スイッチ素子と下側スイッチ素子とが直列接続された第3アーム及び第4アームを有し、前記第3アーム及び前記第4アームが前記第2入出力ポートに接続された2次側フルブリッジ回路と、
1次コイル及び2次コイルを有する変圧器と、
第1端が、前記第1アームの前記上側スイッチ素子及び前記下側スイッチ素子の接続点に接続され、第2端が前記1次コイルの第1端に接続された第1インダクタと、
第1端が、前記第2アームの前記上側スイッチ素子及び前記下側スイッチ素子の接続点に接続され、第2端が前記1次コイルの第2端に接続された第2インダクタと、
第1端が、前記第3アームの前記上側スイッチ素子及び前記下側スイッチ素子の接続点に接続され、第2端が前記2次コイルの第1端に接続された第3インダクタと、
第1端が、前記第4アームの前記上側スイッチ素子及び前記下側スイッチ素子の接続点に接続され、第2端が前記2次コイルの第2端に接続された第4インダクタと、
前記1次コイルのセンタータップに接続された第3入出力ポートと、
前記2次コイルのセンタータップに接続された第4入出力ポートと、
前記第1アーム及び前記第2アームの前記上側スイッチ素子と、前記下側スイッチ素子とを交互にオンオフする第1スイッチング制御部と、
前記第3アーム及び前記第4アームの前記上側スイッチ素子と、前記下側スイッチ素子とを交互にオンオフする第2スイッチング制御部と、
を備え、
前記第1アーム及び前記第2アームの前記上側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時であり、かつ前記第1アーム及び前記第2アームの前記下側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時である動作モードと、
前記第3アーム及び前記第4アームの前記上側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時であり、かつ前記第3アーム及び前記第4アームの前記下側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時である動作モードと
の少なくとも何れか一方を有する、電力変換装置。 - 前記1次コイルのセンタータップと前記第3入出力ポートとの間に接続された第5インダクタ、及び、前記2次コイルのセンタータップと前記第4入出力ポートとの間に接続された第6インダクタの少なくとも一方を備える、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 第1入出力ポート及び第2入出力ポートと、
上側スイッチ素子と下側スイッチ素子とが直列接続された第1アーム及び第2アームを有し、前記第1アーム及び前記第2アームが前記第1入出力ポートに接続された1次側フルブリッジ回路と、
上側スイッチ素子と下側スイッチ素子とが直列接続された第3アーム及び第4アームを有し、前記第3アーム及び前記第4アームが前記第2入出力ポートに接続された2次側フルブリッジ回路と、
1次コイル及び2次コイルを有する変圧器と、
第1端が、前記第1アームの前記上側スイッチ素子及び前記下側スイッチ素子の接続点に接続され、第2端が前記2次コイルの第1端に接続された第3インダクタと、
第1端が、前記第2アームの前記上側スイッチ素子及び前記下側スイッチ素子の接続点に接続され、第2端が前記2次コイルの第2端に接続された第4インダクタと、
前記1次コイルのセンタータップに接続された第3入出力ポートと、
前記2次コイルのセンタータップに接続された第4入出力ポートと、
前記1次コイルのセンタータップと前記第3入出力ポートとの間に接続される第5インダクタと、
前記第1アーム及び前記第2アームの前記上側スイッチ素子と、前記下側スイッチ素子とを交互にオンオフする第1スイッチング制御部と、
前記第3アーム及び前記第4アームの前記上側スイッチ素子と、前記下側スイッチ素子とを交互にオンオフする第2スイッチング制御部と、
を備え、
前記第1アーム及び前記第2アームの前記上側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時であり、かつ前記第1アーム及び前記第2アームの前記下側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時である動作モードと、
前記第3アーム及び前記第4アームの前記上側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時であり、かつ前記第3アーム及び前記第4アームの前記下側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時である動作モードと
の少なくとも何れか一方を有する、電力変換装置。 - 前記2次コイルのセンタータップと前記第4入出力ポートとの間に接続された第6インダクタとを備える、請求項3に記載の電力変換装置。
- 第1入出力ポート及び第2入出力ポートと、
上側スイッチ素子と下側スイッチ素子とが直列接続された第1アーム及び第2アームを有し、前記第1アーム及び前記第2アームが前記第1入出力ポートに接続された1次側フルブリッジ回路と、
上側スイッチ素子と下側スイッチ素子とが直列接続された第3アーム及び第4アームを有し、前記第3アーム及び前記第4アームが前記第2入出力ポートに接続された2次側フルブリッジ回路と、
1次コイル及び2次コイルを有する変圧器と、
第1端が、前記第1アームの前記上側スイッチ素子及び前記下側スイッチ素子の接続点に接続され、第2端が前記1次コイルの第1端に接続された第1インダクタと、
第1端が、前記第2アームの前記上側スイッチ素子及び前記下側スイッチ素子の接続点に接続され、第2端が前記1次コイルの第2端に接続された第2インダクタと、
前記1次コイルのセンタータップに接続された第3入出力ポートと、
前記第1アーム及び前記第2アームの前記上側スイッチ素子と、前記下側スイッチ素子とを交互にオンオフする第1スイッチング制御部と、
前記第3アーム及び前記第4アームの前記上側スイッチ素子と、前記下側スイッチ素子とを交互にオンオフする第2スイッチング制御部と、
を備え、
前記第1アーム及び前記第2アームの前記上側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時であり、かつ前記第1アーム及び前記第2アームの前記下側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時である動作モードを有する、電力変換装置。 - 第1インダクタ及び第2インダクタ、並びに、第3インダクタ及び第4インダクタの少なくとも一方は、磁気結合する、請求項1から5の何れかに記載の電力変換装置。
- 第1入出力ポート及び第2入出力ポートと、
上側スイッチ素子と下側スイッチ素子とが直列接続された第1アーム及び第2アームを有し、前記第1アーム及び前記第2アームが前記第1入出力ポートに接続された1次側フルブリッジ回路と、
上側スイッチ素子と下側スイッチ素子とが直列接続された第3アーム及び第4アームを有し、前記第3アーム及び前記第4アームが前記第2入出力ポートに接続された2次側フルブリッジ回路と、
1次コイル及び2次コイルを有する変圧器と、
第1端が、前記第1アームの前記上側スイッチ素子及び前記下側スイッチ素子の接続点に接続され、第2端が前記2次コイルの第1端に接続された第3インダクタと、
前記1次コイルのセンタータップに接続された第3入出力ポートと、
前記1次コイルのセンタータップと前記第3入出力ポートとの間に接続される第5インダクタと、
前記第1アーム及び前記第2アームの前記上側スイッチ素子と、前記下側スイッチ素子とを交互にオンオフする第1スイッチング制御部と、
前記第3アーム及び前記第4アームの前記上側スイッチ素子と、前記下側スイッチ素子とを交互にオンオフする第2スイッチング制御部と、
を備え、
前記第1アーム及び前記第2アームの前記上側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時であり、かつ前記第1アーム及び前記第2アームの前記下側スイッチ素子のターンオン及びターンオフのタイミングが同時である動作モードを有する、電力変換装置。 - 前記第1アーム、前記第2アーム、前記第3アーム及び前記第4アームの上側スイッチ素子及び下側スイッチ素子は、ボディダイオードを有するMOS−FETであり、
前記第1スイッチング制御部は、前記動作モードにおいて、前記第1アーム及び前記第2アームの前記上側スイッチ素子又は前記下側スイッチ素子のオンを禁止する第1禁止部を有し、
前記第2スイッチング制御部は、前記動作モードにおいて、前記第3アーム及び前記第4アームの前記上側スイッチ素子又は前記下側スイッチ素子のオンを禁止する第2禁止部を有する、
請求項1から7の何れかに記載の電力変換装置。 - 前記第1アームの前記上側スイッチ素子及び前記第2アームの前記下側スイッチ素子と、前記第1アームの前記下側スイッチ素子及び前記第2アームの前記上側スイッチ素子とを交互にオンオフさせる第3スイッチング制御部と、
前記第3アームの前記上側スイッチ素子及び前記第4アームの前記下側スイッチ素子と、前記第3アームの前記下側スイッチ素子及び前記第4アームの前記上側スイッチ素子とを交互にオンオフさせる第4スイッチング制御部と、
前記第1スイッチング制御部及び前記第2スイッチング制御部によるスイッチング制御モードと、前記第3スイッチング制御部及び前記第4スイッチング制御部によるスイッチング制御モードとを交互に切り替える切替部と、
を備える、請求項1から8の何れかに記載の電力変換装置。
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