JP2010263701A - 絶縁型dc−dcコンバータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軽負荷時にフルブリッジ複合共振回路5をバースト発振に移行させるので、スイッチング素子Qのスイッチングロスを低減することができるから、軽負荷時にも高い電力変換効率を実現することができ、さらに複数並列に配置したコンバータ部3A、3Bごとに、バースト発振の位相を互いにずらす制御を行うので、直流電源8のリップル電流を低減させて直流電源8の長寿命化を実現することができる。
【選択図】図1
Description
前記フルブリッジ複合共振回路は、フルブリッジに結合されたスイッチング素子にそれぞれ並列に電圧共振コンデンサが接続され、かつ、該回路と前記昇圧トランスの一次巻線との間に直列に電流共振コンデンサが接続されており、前記制御手段は、軽負荷時に前記フルブリッジ複合共振回路のスイッチング周波数を所定間隔に間欠させたバースト発振に移行させる制御を行うとともに、各コンバータ部ごとに、バースト発振の位相を互いにずらす制御を行うものである。
fo=(1/2π)√((1/CiLl)+(1/CdLl)(Lp/Ls))
前記倍電圧用コンデンサCdは、その設定容量を変えることにより、この共振周波数の調整用として使用することができ、電流共振の共振周波数を最適に調整することができる。
図1の燃料電池の直流電源8の直流電力は例えば電圧15V、電流60Aの直流電力であり、従前の電圧35V、電流30Aよりも低電圧・大電流である。2台並列に配置したDC−DCコンバータ(コンバータ部)3の1台当たりの定格負荷は例えば400Wであって2台で800Wであり、フルブリッジ複合共振回路5の電流共振および電圧共振によりスイッチング素子Qのスイッチングロスを低減し、昇圧トランス6の昇圧と倍電圧回路7の倍圧との組み合わせによりコンバータ部3の電力変換効率を向上させることができる。軽負荷時にフルブリッジ複合共振回路5をバースト発振に移行させるので、軽負荷時である例えば100〜200Wでのスイッチング素子Qの不必要なスイッチングロス、導通ロスおよびトランスでの鉄損、銅損を低減することができる。しかも、各コンバータ部3A、3Bごとに、バースト発振の位相を互いにずらす制御を行うので、直流電源8のリップル電流を低減させて直流電源8の長寿命化を実現することができる。DC−DCコンバータ3では例えば直流電圧380Vの直流電力をインバータ部2に与え、インバータ部2で交流電力に変換して商用の交流電力系統1へ連系する。
2:インバータ部
3(3A、3B):コンバータ部(絶縁型DC−DCコンバータ)
5:フルブリッジ複合共振回路
6:昇圧トランス
7:倍電圧回路
8:直流電源
10:制御手段
12:バースト発振制御部
14:発振タイミングずれ制御部
Ci:電流共振コンデンサ
Cv1〜Cv4:電圧共振コンデンサ
Cs:平滑コンデンサ
Cd:倍電圧用コンデンサ
Q(Q1〜Q4):スイッチング素子
Claims (2)
- コンバータ部および制御手段を備え、前記制御手段によるコンバータ制御により、直流電源における低電圧・大電流の直流電力を昇圧した所定電圧の直流電力に変換する絶縁型DC−DCコンバータであって、
前記コンバータ部が複数並列に配置されており、各コンバータ部は、一次巻線および昇圧出力する二次巻線をもつ昇圧トランスを有し、電流共振および電圧共振を行うフルブリッジ複合共振回路と、前記昇圧トランスの二次電圧を前記所定電圧に倍圧する倍電圧回路とを備え、
前記フルブリッジ複合共振回路は、フルブリッジに結合されたスイッチング素子にそれぞれ並列に電圧共振コンデンサが接続され、かつ、該回路と前記昇圧トランスの一次巻線との間に直列に電流共振コンデンサが接続されており、
前記制御手段は、軽負荷時に前記フルブリッジ複合共振回路のスイッチング周波数を所定間隔に間欠させたバースト発振に移行させる制御を行うとともに、
各コンバータ部ごとに、バースト発振の位相を互いにずらす制御を行う、
絶縁型DC−DCコンバータ。 - 請求項1において、
前記コンバータ部は、2台並列に配置されてなり、
前記制御手段は、各コンバータ部ごとに、バースト発振の位相を互いに180°ずらす制御を行う、絶縁型DC−DCコンバータ。
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