JP2011244559A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スナバコンデンサと第1のダイオードとが直列に接続された第1直列回路と、第2のダイオードとトランジスタが直列に接続された第2直列回路とを具備し、第1直列回路を整流回路の出力端に接続し、第2直列回路の一端を第1直列回路のスナバコンデンサと第1のダイオードの直列接続点に接続し、その他端を平滑回路の平滑インダクタと平滑コンデンサの直列接続点に接続し、第2直列回路のトランジスタのベース端子にツェナーダイオードを接続して、第2直列回路の第2のダイオードとトランジスタの直列接続点の電位を所定値に制御することで、LC共振を効果的に抑制しつつ第2直列回路のトランジスタに生じる損失を低減することを可能とした。
【選択図】図2
Description
このため、整流電圧Erのピーク値Erpは、次式となる。
Erp=2×{E2−(Eo+Vzs)}+(Eo+Vzs)
=2×E2−(Eo+Vzs)
この式が示すように、整流回路4を構成するダイオード(D1〜D4)に印加される電圧のピーク値Erpは、スナバ回路がない場合に印加される電圧[2×E2]よりも低く抑えられる。
Erp=2×E2−Vzs
となり、電圧を抑制する効果が低減するという問題がある。
本発明に係る電力変換装置の特徴はスナバ回路にある。図14に示した従来のDC−DCコンバータにおいて、スナバ回路の第2直列回路は、ダイオードDs2とツェナーダイオードDzsとで構成されている。これに対し、本発明では、従来の第2直列回路に代えて、電圧制御部6がコンデンサCs1とダイオードDs1の直列接続点と、平滑インダクタと平滑コンデンサの直列接続点との間に接続される。また、電圧制御部6の制御端子と基準点との間には、基準電圧設定部7が接続される。
このため、整流電圧Erのピーク値Erpは、次式となる。
Erp=Ecp+Vzb=2×E2−Vzb
この式が示すように、整流回路4を構成するダイオード(D1〜D4)に印加される電圧のピーク値Erpは、スナバ回路がない場合に印加される電圧[2×E2]よりも低く抑えられる。
したがって、還流期間の後に変圧器Tの二次巻線W2に生じた起電力E2が立ち上がり、整流回路4のダイオード(D1〜D4)が逆回復するとき、変圧器Tの漏れインダクタンスLeとコンデンサCs1との共振回路には、常にツェナー電圧Vzbに充電されたコンデンサCs2の電圧Vsと出力電圧Eoとを加えた電圧[Vs+Eo]が存在する。これにより、図2の実施例の場合と同様、整流回路4を構成するダイオード(D1〜D4)に印加される電圧のピーク値Erpは、常に[Erp=2×E2−Vzb]に抑制される。
このため、整流電圧Erのピーク値Erpは、次式となる。
Erp=2×(E2−Vzb)+Vzb=2×E2−Vzb
この式が示すように、整流回路4を構成するダイオード(D1〜D4)に印加される電圧のピーク値は、スナバ回路がない場合に印加される電圧[2×E2]よりも低く抑えられる。
図13は、本発明に係る電力変換装置のさらに別の実施形態であるDC−DCコンバータを示す概略回路図である。本DC−DCコンバータは、一石式DC−DCコンバータと呼ばれるものである。図2に示すDC−DCコンバータの構成要素であるMOSFET(Q1〜Q4)からなるインバータ2をMOSFET(Q1)からなるインバータ2bに置き換え、ダイオードD1〜D4からなるフルブリッジの整流回路4を2個のダイオードD1、D3からなる整流回路4bに置き換えている。
2、2b インバータ
3 オンオフ制御部
4、4a、4b 整流回路
5 負荷
6 電圧制御部
7 基準電圧設定部
C 平滑コンデンサ
Cp1〜Cp4 寄生容量
Cs1〜Cs3 コンデンサ
D1〜D4 ダイオード
Ds1〜Ds3 ダイオード
Dzb、Dzs ツェナーダイオード
L 平滑インダクタ
Le 漏れインダクタンス
Ls インダクタ
Q1〜Q4 MOSFET
T、Ta 変圧器
Tr トランジスタ
Claims (5)
- 入力電圧を整流して出力する整流回路と、
平滑インダクタと平滑コンデンサとの直列回路からなり、前記整流回路の出力端子間に接続される平滑回路と、
スナバ回路とを備えた電力変換装置であって、
前記スナバ回路は、
第1コンデンサと第1ダイオードとが直列に接続される直列回路からなり、前記整流回路の出力端子間に接続される第1直列回路と、
前記第1直列回路の第1コンデンサと第1ダイオードの直列接続点と、前記整流回路の平滑インダクタと平滑コンデンサの直列接続点との間に接続され、かつ制御端子を有する電圧制御部と、
前記整流回路と前記平滑回路の平滑コンデンサとの接続点を基準点とし、この基準点にその一端が接続され、その他端が前記電圧制御部の制御端子に接続される基準電圧設定部とを有している
ことを特徴とする電力変換装置。 - 前記電圧制御部は、前記第1直列回路の第1コンデンサが充電されるとき、前記基準電圧設定部が設定する基準電圧に基づいて、前記基準点に対する前記第1直列回路の第1コンデンサと第1ダイオードの直列接続点の電位を所定値に維持することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記電圧制御部は、電圧制御素子で構成され、
前記基準電圧設定部は、定電圧素子で構成される
ことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記電圧制御部は、第2ダイオードと制御端子を有する電圧制御素子とを直列接続した第2直列回路と、
前記第2ダイオードと電圧制御素子の直列接続点と、前記基準点との間に接続された第2コンデンサで構成され、
前記基準電圧設定部は、定電圧素子で構成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記電圧制御部は、第2ダイオードと制御端子を有する電圧制御素子とを直列接続した第2直列回路と、
前記第2直列回路の電圧制御素子の両端子間に接続された第2コンデンサで構成され、
前記基準電圧設定部は、定電圧素子で構成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
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JP2013223276A (ja) * | 2012-04-13 | 2013-10-28 | Fuji Electric Co Ltd | 電力変換装置 |
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