JP2014183634A - 電力変換器、パワーコンディショナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換器は、トランス40の一方の巻線n1に接続された第1の変換回路10と、トランス40の他方の巻線n2に接続された第2の変換回路20とを備える。第1の変換回路10と第2の変換回路20とは双方向に電力を変換する。電力変換器は、第1の変換回路10から第2の変換回路20に向かって電力を伝達する際に、第1の変換回路10の前段になる第3の変換回路30をさらに備える。第3の変換回路30は、双方向に電力を変換し、第1の変換回路10から第2の変換回路20に向かって電力を伝達する際には昇圧チョッパ回路として機能する。
【選択図】図1
Description
本実施形態の電力変換器は、図1に示すように、電力変換を行う第1の変換回路10および第2の変換回路20を備える。第1の変換回路10と第2の変換回路20との間にトランス40が接続され、第1の変換回路10と第2の変換回路20とはトランス40を介して電力を伝達する。さらに、電力変換器は、第1の変換回路10の直流側の接続端子に接続された第3の変換回路30を備える。
上述した構成の電力変換器は、以下の動作によって、直流と直流との間の電力変換を双方向に行う。まず、バッテリB1が放電する場合の動作について説明する。つまり、第1の変換回路10から第2の変換回路20に向かって電力を伝達する動作であって、バッテリB1の電力を直流バスに供給する場合の動作を説明する。
次に、直流バスからの電力を用いてバッテリB1を充電する場合の動作について説明する。すなわち、第2の変換回路20から第1の変換回路10に向かって電力を伝達する場合の動作を説明する。バッテリB1の充電を行う場合、第3の変換回路30は、降圧チョッパ回路として動作する。スイッチ素子S32がオンオフされ、スイッチ素子S31は、オフに保たれる。
実施形態1では、第1の変換回路10および第2の変換回路20のスイッチ素子S11〜S14,S21〜S24と第3の変換回路30のスイッチ素子S32とのオンオフの周期を異ならせる動作について説明した。この動作により、第1の変換回路10および第2の変換回路20に設けられたスイッチ素子S11〜S14,S21〜S24に流れる電流の不平衡が防止されている。本実施形態は、同じ目的を達成するために、第3の変換回路30の構成を、図9に示す構成を採用している。
2 第4の変換回路
3 パワーコンディショナ
10 第1の変換回路
20 第2の変換回路
30 第3の変換回路
31 第3の変換回路
40 トランス
L31 インダクタ
S31 第1のスイッチ素子
S32 第2のスイッチ素子
x31,x32 第1端子
x33,x34 第2端子
Claims (11)
- 電力変換を行う第1の変換回路および第2の変換回路と、
前記第1の変換回路と前記第2の変換回路との間で電力を伝達するトランスと、
前記第1の変換回路から前記第2の変換回路に向かって電力を伝達する際に前記第1の変換回路の前段になる回路であって、前記第1の変換回路に入力する電圧を前記第2の変換回路から出力される電圧よりも高電圧に変換する第3の変換回路とを備える
電力変換器。 - 前記第1の変換回路および前記第2の変換回路は、それぞれ直流と交流との間の電力変換を双方向に行うように構成され、
前記第3の変換回路は、
前記第1の変換回路から前記第2の変換回路に向かって電力を伝達する期間において昇圧チョッパ回路として動作し、かつ前記第2の変換回路から前記第1の変換回路に向かって電力を伝達する期間において降圧チョッパ回路として動作するように構成されている
請求項1記載の電力変換器。 - 前記第1の変換回路および前記第2の変換回路は、それぞれスイッチングにより電力変換を行い、
前記第3の変換回路は、
前記第1の変換回路に接続される2個の第1端子と残りの2個の第2端子と、
2個の前記第1端子の間に接続される第1のスイッチ素子および第2のスイッチ素子の直列回路と、
2個の前記第2端子の間に接続されるインダクタと前記第1のスイッチ素子との直列回路とを備え、
前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子と前記インダクタとのそれぞれの一端が互いに接続され、
前記第1の変換回路から前記第2の変換回路に向かって電力を伝達する際に前記第1のスイッチ素子がオンオフされ、
前記第2の変換回路から前記第1の変換回路に向かって電力を伝達する際に前記第2のスイッチ素子がオンオフされる
請求項2記載の電力変換器。 - 前記第1の変換回路と前記第2の変換回路とは、同じタイミングでスイッチングが行われる
請求項3記載の電力変換器。 - 前記第2の変換回路から前記第1の変換回路に向かって電力を伝達する期間において、前記第2のスイッチ素子のオンオフは、前記第1の変換回路および前記第2の変換回路におけるスイッチングに同期し、かつ当該スイッチングの周期に対して偶数分の1の周期である
請求項4記載の電力変換器。 - 前記第2の変換回路から前記第1の変換回路に向かって電力を伝達する期間において、前記第2のスイッチ素子のオンオフは、前記第1の変換回路および前記第2の変換回路におけるスイッチングに同期し、かつ当該スイッチングの周期に対して偶数倍の周期である
請求項4記載の電力変換器。 - 前記第2の変換回路から前記第1の変換回路に向かって電力を伝達する期間において、前記第2のスイッチ素子のオンオフは、前記第1の変換回路におけるスイッチングの同期と等しい周期を有し、かつ当該スイッチングに対して位相が90度異なる
請求項3記載の電力変換器。 - 前記第1の変換回路および前記第2の変換回路は、それぞれスイッチングにより電力変換を行い、
前記第3の変換回路は、
前記第1の変換回路に接続される2個の第1端子と残りの2個の第2端子と、
2個の前記第1端子の間に接続される第1のスイッチ素子および第2のスイッチ素子の直列回路と、
2個の前記第2端子の間に接続される第1のインダクタと前記第2のスイッチ素子との直列回路と、
2個の前記第1端子の間に接続される第3のスイッチ素子および第4のスイッチ素子の直列回路と、
2個の前記第2端子の間に接続される第2のインダクタと前記第4のスイッチ素子との直列回路とを備え、
前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子と前記第1のインダクタとのそれぞれの一端が互いに接続され、かつ前記第3のスイッチ素子と前記第4のスイッチ素子と前記第2のインダクタとのそれぞれの一端が互いに接続され、
前記第1の変換回路から前記第2の変換回路に向かって電力を伝達する際に前記第1のスイッチ素子と前記第3のスイッチ素子とがオンオフされ、
前記第2の変換回路から前記第1の変換回路に向かって電力を伝達する際に前記第2のスイッチ素子と前記第4のスイッチ素子とはオン期間とオフ期間とが互いに逆の関係になるようにオンオフされる
請求項2記載の電力変換器。 - 前記第1の変換回路と前記第2の変換回路とは、起動直後の所定期間は、スイッチングにおけるデューティ比を時間経過に伴って増加させる
請求項4記載の電力変換器。 - 前記第3の変換回路は、
前記第1の変換回路に電力を入力し前記第2の変換回路から電力を出力する際に、前記第2の変換回路から出力される電圧を一定に保つようにフィードバック制御される
請求項2〜9のいずれか1項に記載の電力変換器。 - 請求項2〜10のいずれか1項に記載の電力変換器と、
前記電力変換器における前記第2の変換回路に接続され、直流と交流との間の電力変換を双方向に行う第4の変換回路とを備える
パワーコンディショナ。
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