JP2014217196A - 双方向dc/dcコンバータ - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態の双方向DC/DCコンバータの回路構成を示しており、双方向DC/DCコンバータは、LLCフルブリッジ型のコンバータからなる。この双方向DC/DCコンバータは、スイッチング回路11と、高周波トランスTr1と、スイッチング回路12と、共振インダクタL1,L2と、共振コンデンサC1,C2と、制御部K1とで構成される。
X1=−Ip・{Cp1/{Cp1+(Cp2/n2)}} (1)
となる。なお、励磁電流Ipは、端子T3−T4間の入力電圧、高周波トランスTr1の励磁インダクタンスLpから計算可能な値であり、制御部K1は、予め設定された閾値X1の値を記憶している。
本実施形態の双方向DC/DCコンバータは、図3に示す回路構成を示しており、実施形態1の構成から電流計測部M1,M2を省略したものである。他の構成は、実施形態1と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
1/fSW=1/fLC+2・DT (2)
そして、スイッチング回路11,12が(2)式を満たすスイッチング周波数fSWでスイッチングすれば、デッドタイムに負荷電流Ioffによって発生する共振電流が励磁電流Ipによって発生する共振電流を打ち消す電流値となるタイミングに、スイッチング素子群をターンオフさせることができる。したがって、励磁電流Ipに起因して発生する共振現象と負荷電流Ioffに起因して発生する共振現象とを互いに打ち消すことができるので、共振ノイズを小さくできる。したがって、双方向DC/DCコンバータは、デッドタイム中に発生する高周波ノイズを抑制できる。
T3,T4 端子(第2の端子)
Q11〜Q14 スイッチング素子(第1〜第4のスイッチング素子)
Q21〜Q24 スイッチング素子(第5〜第8のスイッチング素子)
11 スイッチング回路(第1のスイッチング回路)
12 スイッチング回路(第2のスイッチング回路)
L1,L2 共振インダクタ
C1,C2 共振コンデンサ
Tr1 高周波トランス
N1 第1巻線
N2 第2巻線
D11〜D14、D21〜D24 整流素子
K1 制御部
Claims (3)
- 第1の端子間の直流電圧をDC/DC変換した直流電圧を第2の端子間に出力する第1の動作と、前記第2の端子間の直流電圧をDC/DC変換した直流電圧を前記第1の端子間に出力する第2の動作とを切り換えて、双方向の電圧変換を行う双方向DC/DCコンバータであって、
前記第1の端子間に接続された第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子の直列回路、前記第1の端子間に接続された第3のスイッチング素子及び第4のスイッチング素子の直列回路からなる第1のスイッチング回路と、
前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子の接続点と前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子の接続点との間に接続された共振インダクタ、共振コンデンサ、トランスの第1巻線の直列回路と、
前記第2の端子間に接続された第5のスイッチング素子及び第6のスイッチング素子の直列回路、前記第2の端子間に接続された第7のスイッチング素子及び第8のスイッチング素子の直列回路からなる第2のスイッチング回路と、
前記第5のスイッチング素子及び前記第6のスイッチング素子の接続点と前記第7のスイッチング素子及び前記第8のスイッチング素子の接続点との間に接続された前記トランスの第2巻線と、
前記第1〜第8のスイッチング素子のそれぞれに逆並列接続された整流素子と、
前記第1の動作時において、前記第1〜第4のスイッチング素子のうちフルブリッジの対角に位置するスイッチング素子の組をデッドタイムを設けて交互にオン・オフ制御し、前記第2の動作時において、前記第5〜第8のスイッチング素子のうちフルブリッジの対角に位置するスイッチング素子の組をデッドタイムを設けて交互にオン・オフ制御する制御部とを備え、
前記デッドタイムにおいて、前記共振インダクタと前記第1〜第8のスイッチング素子のそれぞれに並列に存在する容量との共振回路には、前記共振インダクタに流れる負荷電流と前記トランスの励磁電流とによる共振電流が流れ、
前記制御部は、前記デッドタイムにおいて、前記負荷電流によって発生する前記共振電流が前記励磁電流によって発生する前記共振電流を打ち消す電流値となるタイミングに、前記第1〜第8のスイッチング素子の各ターンオフ動作を行う
ことを特徴とする双方向DC/DCコンバータ。 - 前記負荷電流を計測する電流計測部を備え、
前記制御部は、前記電流計測部による前記負荷電流の計測値が所定の閾値となった場合に、前記第1〜第8のスイッチング素子の各ターンオフ動作を行う
ことを特徴とする請求項1記載の双方向DC/DCコンバータ。 - 前記制御部は、前記負荷電流によって発生する前記共振電流が前記励磁電流によって発生する前記共振電流を打ち消す電流値となった場合に、前記第1〜第8のスイッチング素子の各ターンオフを行うように、前記共振インダクタのインダクタンス、前記共振コンデンサの容量、前記デッドタイムを設定したことを特徴とする請求項1記載の双方向DC/DCコンバータ。
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