JP2011516015A - n本の複合経路を用いるタイプのDC−DC分割機能を備える電源のための制御装置 - Google Patents
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Abstract
用途は燃料電池である。
【選択図】 図11
Description
−スイッチSが閉状態である。インダクタLは入力電圧源と並列となり、電流がインダクタにおいて増大する。これは、エネルギー蓄積状態である。すると、ダイオードDが無効化される。これに相当する回路図を図1bに示す。
−スイッチSが開状態である。インダクタLは入力電圧源Ueと直列となる。電流はインダクタLとダイオードDを流れ、出力コンデンサCSが充電される。これは、エネルギー伝送状態である。これに相当する回路図を図1cに示す。出力コンデンサCSの端子の電圧は入力電圧より高くなる。
−スイッチSとノードAの間に直列に接続されたインダクタL2と、そのスイッチに並列に接続され、ノードB3に連結された陽極と、スイッチSとインダクタL2の間の接続点11に接続された陰極を有するダイオードDpと、
−ノードAとB3の間に直列に接続されたダイオードD2と共振コンデンサCresと、
−インダクタLresと、共振コンデンサCresと並列な補助スイッチSauxであって、このインダクタは共振コンデンサCresと前記第二のダイオードの間の接続点12に連結されている、インダクタLresと補助スイッチSauxと、
−補助スイッチSauxと並列であり、補助スイッチSauxとインダクタLresの間の接続点13に接続された陰極を有する第二のダイオードDauxと、
を含む。
−エネルギー蓄積状態ST:スイッチSを閉(オン)状態に制御する。ダイオードDはオフに切り替えられる。セルのインダクタLは、電気エネルギーを電磁的方式により蓄積する。
−共振状態R:スイッチSauxを閉(オン)状態に切り替える。ダイオードDはオフであり、スイッチSは常に閉状態である。
−エネルギー伝送状態T:
ダイオードDが導通し、スイッチSが開き、スイッチSauxは開く。エネルギーがインダクタLから出力コンデンサCSに転送される。コンデンサCresが出力電圧USで充電される。
−スイッチSauxは、制御信号P’wmiにより、スイッチSauxが一定の持続時間taux=α’tだけ導通(閉じる)するように制御される。
−スイッチSは、信号Pwmiにより、スイッチSが、スイッチSauxより前から持続時間αtおよび持続時間taux=α’tだけ導通するように制御される。
−2つのスイッチSとSauxは同期して開(すなわちオフ)状態に切り替えられ、エネルギー蓄積状態が終了し、対応する経路について、エネルギー伝送状態が始まる。
−検出されたレベルPAが第一の閾値(v1)より低い場合、mは1である。
−前記の検出されたレベルがi−1番目の閾値(vi−1)より低く、i番目の閾値(vi)より低い場合、mはiであり、iは2からnまでの整数である。
Claims (12)
- 各々が入力電圧を出力電圧に変換するための経路を形成する、n個のセルを含むDC−DC分割機能を備える電源を複合モードで制御する装置であって、前記装置は前記電源における電力または電流レベル(PA)に応じて、作動させるべき経路の数を制御する回路(20)を含み、
nより厳密に小さい数である、作動させるべき経路のmについて、作動させる経路の前記数mを制御するための前記回路は、前記n本の利用可能な経路の中でローテーションするメカニズムを適用することを特徴とする装置。 - 前記制御回路(20)は、前記電源において消費される前記電力または前記電流を検出する手段(20−1)と、前記検出されたレベルを順序付けられた一連のn個の閾値(v1、…、v5)に関して分類し、作動させるべき経路の数mを分類結果と一致させることを可能にする手段(20−2)とを備え、mは整数であり、1≦m≦nであることを特徴とする、請求項1に記載の制御装置。
- 前記検出されたレベルを分類する前記手段は、第一の最小の数値からn番目の最大の数値まで、昇順で分類されたn個の閾値を決定し、
−前記検出されたレベルが前記第一の閾値(v1)より小さい場合、mは1に等しい、
−前記検出されたレベルがi−1番目の閾値(vi−1)であり、i番目の閾値(vi)より低い場合、mはiに等しく、iは1からnの整数である
というルールを適用することを特徴とする、請求項2に記載の制御装置。 - 前記n番目の数値(vn)は、前記電源内の最大電力または電流に対応することを特徴とする、請求項3に記載の制御装置。
- 同じ分割周波数fで、相互に一定の時間オフセット分だけずれている、それぞれセル(BCi)の分割スイッチ(S)を制御するためのn個のパルス変調作動信号(Pwm1、Pwm2、Pwm3、…、Pwmn)を供給し、
前記制御回路(20)は、前記対応する作動信号の各セルへの伝送を無効化するための回路(300−1)を駆動し、各瞬間において、n個のうちm個の作動信号だけが伝送されるようにすることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の制御装置。 - 各セルの前記分割スイッチ(S)は切換え支援共振回路(10)内に設置され、前記共振回路は、共振状態(R)をトリガするための補助スイッチ(Saux)を備え、前記制御装置は同じ分割周波数fで、相互に一定の時間オフセット分だけずれている、n個の追加のパルス変調作動信号(Pwm1’、Pwm2’、Pwm3’、…、Pwmn’)を供給し、各作動信号は、それぞれ対応するセルの補助トランジスタ(Saux)を制御し、前記共振回路は、前記追加の作動信号の伝送を無効化し、各瞬間において、n個のうちm個の作動信号だけが伝送されるようにする回路(300’−1)を備えることを特徴とする、請求項5に記載の制御装置。
- 各セルの前記共振回路は共振コンデンサ(Cres)を備え、
これは、前記共振コンデンサの電荷を保持するための素子(R)も備えることを特徴とする、請求項6に記載の制御装置。 - 前記保持素子は、前記電源の前記コンデンサと出力端子(B2)の間に接続された抵抗(R)であり、前記抵抗の数値は好ましくは、数百キロオームであることを特徴とする、請求項7に記載の制御装置。
- 負荷(Z)の電源システムであって、燃料電池(PC)と、それに続く、n個(nは少なくとも2と等しい整数)の複合セルを用いるタイプの、DC−DC分割機能を有する少なくとも1つの非絶縁型電源を備えて、請求項1〜8のいずれか一項に記載の制御装置の制御の下で、前記負荷に調整されたレベルの直流電圧を供給することを特徴とする電源システム。
- 前記セルが昇圧型である、請求項9に記載の電源システム。
- 前記セルが降圧型である、請求項9に記載の電源システム。
- 前記セルが電圧反転および/または昇降圧型である、請求項9に記載の電源システム。
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