JP2010226793A - 双方向昇降圧コンバータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】双方向昇降圧コンバータが、スイッチング素子を備えるスイッチングアームを2つ以上有し、第1入出力端子から入力された直流電圧をスイッチング素子のスイッチングによって交流電圧に変換するフルブリッジ回路と、当該交流電圧に基づいて、直流電圧よりも高い電圧に昇圧し、昇圧した電圧を第2入出力端子から出力する倍電圧回路と、第2入出力端子から入力された直流電圧を降圧用スイッチング素子によって降圧し、降圧した直流電圧を第1入出力端子から出力する降圧チョッパ回路と、フルブリッジ回路のスイッチング素子のスイッチング及び降圧チョッパ回路の降圧用スイッチング素子のスイッチングを制御する制御部とを、具備する。
【選択図】図1
Description
まず、本実施形態に係る双方向昇降圧コンバータAの回路構成について、図1を参照して、説明する。図1は、本実施形態に係る双方向昇降圧コンバータAの構成を示す回路図である。
コンデンサ2は、バッテリBから入力される直流電圧の安定と、バッテリBへ出力する直流電圧のリップルの低減、すなわち平滑化することを目的として設けられたものであり、一端が上記一方の第1入出力端子1aに接続され、他端が他方の第1入出力端子1bに接続されている。
そして、第1、第2のスイッチングアームは、制御部7の制御の下、MOSFET3a及びMOSFET3dの組み合わせと、MOSFET3b及びMOSFET3cの組み合わせとを、交互にON/OFFを繰り返すことにより、交流電圧を出力する。
制御部7は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びフルブリッジ回路3並びに降圧用MOSFET5と信号の入出力を行うインタフェース回路等から構成されており、上記ROMに記憶された制御プログラムに基づいて、フルブリッジ回路3及び降圧用MOSFET5をチョッピング制御する。
まず、双方向昇降圧コンバータAにおける昇圧動作について説明する。なお、この場合には、第1入出力端子1a,1bが入力側になり、第2入出力端子6a,6bが出力側になる。
制御部7は、インバータCから入力される直流電圧を降圧する場合に、フルブリッジ回路3のMOSFET3a〜3dをOFFにし、降圧用MOSFET5にON/OFFを繰り返させることによって、インバータCから入力される直流電圧を降圧する。
図2の(a)は、双方向昇降圧コンバータAの昇圧時に出力する昇圧した直流電圧Vuと、降圧時に出力する降圧した直流電圧Vdを示す波形図であり、図2の(b)は、双方向昇降圧コンバータAの昇圧時のMOSFET3a及びMOSFET3dの組み合わせと、MOSFET3b及びMOSFET3cの組み合わせとのそれぞれのスイッチング周期を示す波形図であり、図2の(c)は、双方向昇降圧コンバータAの降圧時の降圧用MOSFET5のスイッチング周期を示す波形図である。
(1)上記実施形態では、フルブリッジ回路3が、MOSFET3a及びMOSFET3bを備える第1のスイッチングアームと、MOSFET3c及びMOSFET3dを備える第2のスイッチングアームとから構成されている2相フルブリッジ回路であるが、本発明はこれに限定されない。
例えば、制御部7が、フルブリッジ回路3をPWMインバータとして動作させることによって、直流電圧を交流電圧に変換するようにしてもよい。
例えば、双方向昇降圧コンバータAに新たにリアクトル及びコンデンサを追加した後に、制御部7が、降圧MOSFET5にONさせ、かつフルブリッジ回路3のMOSFETにON/OFFを繰り返えさせることによって、直流電圧を降圧するようにしてもよい。
Claims (6)
- スイッチング素子を備えるスイッチングアームを2つ以上有し、第1入出力端子から入力された直流電圧を前記スイッチング素子のスイッチングによって交流電圧に変換するフルブリッジ回路と、
前記フルブリッジ回路が生成した交流電圧に基づいて、前記直流電圧よりも高い電圧に昇圧し、昇圧した電圧を第2入出力端子から出力する倍電圧回路と、
降圧用スイッチング素子を有し、前記第2入出力端子から入力された直流電圧を前記降圧用スイッチング素子によって降圧し、降圧した直流電圧を前記第1入出力端子から出力する降圧チョッパ回路と、
前記フルブリッジ回路の前記スイッチング素子のスイッチング及び前記降圧チョッパ回路の前記降圧用スイッチング素子のスイッチングを制御する制御部とを、
具備することを特徴とする双方向昇降圧コンバータ。 - 前記倍電圧回路は、コッククロフト・ウォルトン回路であることを特徴とする請求項1に記載の双方向昇降圧コンバータ。
- 前記制御部は、前記第2入出力端子から入力された直流電圧を降圧する場合に、前記降圧チョッパ回路の前記降圧用スイッチング素子をONにし、前記フルブリッジ回路の前記スイッチング素子をスイッチングすることによって、前記直流電圧を降圧することを特徴とする請求項1または2に記載の双方向昇降圧コンバータ。
- 前記制御部は、前記第1入出力端子から入力された直流電圧を昇圧する場合に、前記フルブリッジ回路の前記スイッチング素子のONデューティを変化させることによって、昇圧率を変化させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の双方向昇降圧コンバータ。
- 前記制御部は、前記フルブリッジ回路をチョッピング制御することによって、前記フルブリッジ回路に直流電圧を交流電圧に変換させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の双方向昇降圧コンバータ。
- 前記制御部は、前記フルブリッジ回路をPWMインバータとして動作させることによって、前記フルブリッジ回路に直流電圧を交流電圧に変換させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の双方向昇降圧コンバータ。
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JP2009068454A JP2010226793A (ja) | 2009-03-19 | 2009-03-19 | 双方向昇降圧コンバータ |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019193433A (ja) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | 清 金川 | 超高圧電源装置 |
CN111130339A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-08 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种高电压增益升压变换器 |
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2009
- 2009-03-19 JP JP2009068454A patent/JP2010226793A/ja active Pending
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