JP2013158224A - 電力伝送装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インダクタLc、チョッパ制御用スイッチング素子ScおよびダイオードDcを備える昇圧チョッパ回路28の出力側コンデンサを、フライングキャパシタとしての中継用コンデンサ26とする。昇圧チョッパ回路28は、PFC回路を構成するものであり、中継用コンデンサ26の充電エネルギは、蓄電側開閉要素Sbp,Sbnを介して高電圧バッテリ10に出力される。
【選択図】 図1
Description
以下、本発明にかかる電力伝送装置を車載電力伝送装置に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第3の実施形態>
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
一対のNチャネルMOS電界効果トランジスタのソース同士を短絡したものに限らない。たとえば、一対のNチャネルMOS電界効果トランジスタのドレイン同士を短絡させてもよい。ただしこの場合、一対のトランジスタのそれぞれを駆動する各別の駆動回路を設ける。また、MOS電界効果トランジスタとしては、Nチャネルのものに限らず、Pチャネルのものであってもよい。
たとえば、上記第1の実施形態(図1)において、チョッパ制御用スイッチング素子Scと、ダイオード30b,30dのアノードとの間に接続してもよい。
上記実施形態では、チョッパ制御用スイッチング素子Scのオフ操作指令への切り替えに先立ち電源側開閉要素Ss#(#=p,n)の閉操作指令への切り替えを行なって且つ、チョッパ制御用スイッチング素子Scのオン操作指令への切り替え後に電源側開閉要素Ss#の開操作指令への切り替えを行なったがこれに限らない。たとえば、電源側開閉要素Ss#へのスイッチング状態の切り替え指令の伝達時間の方がチョッパ制御用スイッチング素子Scのそれよりも短い場合等において、チョッパ制御用スイッチング素子Scのオフ操作指令への切り替えと電源側開閉要素Ss#の閉操作指令への切り替えとを同期させてもよい。
2組に限らず、3組以上であってもよい。この際、チョッパ制御用スイッチング素子Scのオフ期間に閉状態となる電源側開閉要素Ss#を、周期的に相違する組に属するものとするなら、電源側開閉要素Ss#の単位時間当たりのスイッチング損失を低減することなどができる。
たとえば、上記第3の実施形態(図6)において、ダイオードDc3,Dc4を削除してもよい。またたとえば、上記第1の実施形態(図1)において、全波整流回路30に代えて、半波整流回路を備えてもよい。
上記第1の実施形態(図3)では、整流手段の出力電流のゼロクロスタイミングを、出力電圧Vが規定電圧Vth以下となるタイミングとして把握したがこれに限らない。たとえば整流手段の出力電圧が低下から上昇に転じるタイミングとして把握してもよい。
高電圧バッテリ10側への出力電流が不連続となることが許容されるなら、これは不要である。また、たとえば平滑コンデンサ24cによって出力電流の平滑化が十分になされうる場合にもこれは不要である。こうした状況は、たとえば、上記第2の実施形態(図4)において、中継用コンデンサ26a,26bのいずれか一方を平滑フィルタ24と必ず導通状態とする設定によって実現しやすい。
ダイオード24bに限らない。たとえば、同期整流用のスイッチング素子としてもよい。すなわち、蓄電側開閉要素Sb#が開となる期間に同期してオン状態とされるスイッチング素子としてもよい。
車載主機としての回転機の電気エネルギを貯蔵する高電圧バッテリ10に限らない。たとえば、住宅内に備えられるバッテリであってもよい。
フィルタ22,32等は必須ではない。
Claims (13)
- 電源(40)の電力が充電される中継用コンデンサ(26,26a,26b)と、
前記電源および前記中継用コンデンサ間を開閉する電源側開閉要素(Ssp,Ssn,Sspa,Ssna,Sspb,Ssnb)と、
前記電源の電力の供給対象としての蓄電手段(10)と前記中継用コンデンサとの間を開閉する蓄電側開閉要素(Sbp,Sbn,Sbpa,Sbna,Sbpb,Sbnb)と、
を備え、
前記電源側開閉要素の開閉経路の端部のうち前記中継用コンデンサの接続されていない側には、前記電源側開閉要素が閉状態とされることで前記中継用コンデンサに短絡される別のコンデンサが接続されていないことを特徴とする電力伝送装置。 - 前記電源側開閉要素および前記電源の間には、前記電源の電力を蓄えるインダクタ(Lc)とチョッパ制御用スイッチング素子(Sc)とが備えられ、
前記チョッパ制御用スイッチング素子のオン・オフ操作に応じて、前記電源から前記インダクタに流れる電流を漸増させる第1ループ経路(Lc,Sc,30)と、前記インダクタを流れる電流を漸減させる第2ループ経路(Lc,Dc,Ssp,26,Ssn,30)とが形成され、
前記第2ループ経路には、前記中継用コンデンサが備えられ、
前記第1ループ経路は、前記中継用コンデンサを備えないことを特徴とする請求項1記載の電力伝送装置。 - 前記中継用コンデンサには、前記電源側開閉要素を介して前記チョッパ制御用スイッチング素子が並列接続されており、
前記インダクタは、前記チョッパ制御用スイッチング素子の電流の流通経路の一対の端部のうちの一方と電源との間に接続されていることを特徴とする請求項2記載の電力伝送装置。 - 前記チョッパ制御用スイッチング素子がオフ状態となる期間、前記電源側開閉要素を閉状態として且つ、前記電源側開閉要素の開閉対象とする経路の一対の端部のうち前記中継用コンデンサに接続されない側と前記蓄電側開閉要素の開閉対象とする経路の一対の端部のうち前記中継用コンデンサに接続されない側とが導通状態とならないことを条件に、前記蓄電側開閉要素を閉状態とする開閉制御手段を備えることを特徴とする請求項2または3記載の電力伝送装置。
- 前記開閉制御手段は、前記チョッパ制御用スイッチング素子がオフ状態に切り替えられるに先立ち前記電源側開閉要素を閉状態に切り替えて且つ、前記チョッパ制御用スイッチング素子がオン状態に切り替えられた後に前記電源側開閉要素を開状態に切り替えることを特徴とする請求項4記載の電力伝送装置。
- 前記中継用コンデンサ(26a,26b)、前記電源側開閉要素(Sspa,Ssna,Sspb,Ssnb)および前記蓄電側開閉要素(Sbpa,Sbna,Sbpb,Sbnb)を複数組備え、
前記開閉制御手段は、少なくとも2組のそれぞれに含まれる前記電源側開閉要素の開閉タイミングを相違させることで、前記チョッパ制御用スイッチング素子がオフ状態とされる期間において前記電源側開閉要素が閉状態とされない側の組における前記蓄電側開閉要素を閉状態とすることを特徴とする請求項4または5記載の電力伝送装置。 - 前記電源は交流電源であり、
前記電源と前記電源側開閉要素との間に、前記交流電源の交流電力を整流する整流手段(30)を備えることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の電力伝送装置。 - 前記整流手段の少なくとも一部(Dc1,Dc2)が前記インダクタよりも前記電源側開閉要素側に接続されていることを特徴とする請求項7記載の電力伝送装置。
- 前記中継用コンデンサの充電電圧が規定値以下となる状況下、前記電源側開閉要素を閉状態に切り替えるタイミングを前記整流手段の出力電流のゼロクロスタイミングに同期させる同期手段を備えることを特徴とする請求項7または8記載の電力伝送装置。
- 前記蓄電側開閉要素と前記蓄電手段との間に、
エネルギ蓄積用インダクタ(24c)と、
前記蓄電側開閉要素が開状態とされる場合に前記エネルギ蓄積用インダクタのエネルギを前記蓄電手段に出力可能なループ経路を閉状態とする流通規制要素(24c)と、
を備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の電力伝送装置。 - 前記電源側開閉要素および前記蓄電側開閉要素は、前記中継用コンデンサの両端のそれぞれに設けられることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の電力伝送装置。
- 前記電源側開閉要素および前記蓄電側開閉要素は、電子制御によって開操作される場合、電流の流通経路の双方向の電流の流れを阻止するものであることを特徴とする請求項11記載の電力伝送装置。
- 前記蓄電手段は、車載主機としての回転機の電気エネルギを貯蔵する手段であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の電力伝送装置。
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