JP5262687B2 - 双方向コンバータ - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施の形態に係る双方向コンバータ(双方向コンバータ1)のブロック構成を表すものである。双方向コンバータ1は、例えば自動車などに適用されるAC/DCコンバータとして機能するものであり、交流(AC)側の入出力端子T1,T2と、直流(DC)側の入出力端子T3,T4とを備えている。この双方向コンバータ1はまた、交流/直流変換部2と、2つの電圧検出回路311,321と、2つの電流検出回路312,322と、制御部4と、2つの駆動電源51およびダイオードD51,D52とを備えている。
次に、図2を参照して、交流/直流変換部2の詳細構成について説明する。図2は、この交流/直流変換部2の詳細構成を回路図で表したものである。なお、図2では、双方向コンバータ1のうち、電圧検出回路311,321、電流検出回路312,322、駆動電源51,52およびダイオードD51,D52については、図示を省略している。
次に、図3を参照して、駆動電源部51,52の詳細構成について説明する。図3は、これら駆動電源部51,52の詳細構成を回路図で表したものである。
最初に、図4〜図7を参照して、双方向コンバータ1の基本動作について説明する。図4〜図7は、この双方向コンバータ1の基本動作の状態を回路図を用いて表したものである。このうち、図4,図5は、順方向動作(交流側の商用電源10から直流側のバッテリ60への充電動作)を、図6,図7は、逆方向動作(直流側のバッテリ60から交流側の負荷70への交流電圧出力動作)を、表している。なお、これら図4〜図7では、双方向コンバータ1のうち、電圧検出回路311,321、電流検出回路312,322、駆動電源51,52およびダイオードD51,D52については、図示を省略している。また、図中の「ON」,「OFF」は、各スイッチング素子のオン状態やオフ状態を表しており、図中の矢印は電流の流れる経路および向きを表している。
次に、図8〜図12を参照して、本発明の特徴的部分の1つである、駆動電源51,52による制御部4に対する電力供給動作について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。ここで、図8は、比較例に係る従来の双方向コンバータ(双方向コンバータ101)の構成および動作をブロック図で表したものである。また、図9および図10は、本実施の形態の駆動電源51,52および制御部4の動作例を流れ図で表したものである。また、図11は、本実施の形態の双方向コンバータ1における順方向動作時の動作状態をブロック図で表したものであり、(A)は起動期間における動作状態を、(B)は通常動作期間における動作状態を、それぞれ表している。また、図12は、本実施の形態の双方向コンバータ1における逆方向動作時の動作状態をブロック図で表したものであり、(A)は起動期間における動作状態を、(B)は通常動作期間における動作状態を、それぞれ表している。
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
Claims (7)
- 第1および第2の入出力端子対のうちの一方の入出力端子対から入力される入力電圧に基づいて、他方の入出力端子対から出力電圧を出力する双方向コンバータであって、
スイッチング素子を含んで構成され、前記入力電圧に基づいて電圧変換を行うことにより前記出力電圧を生成する電圧変換部と、
前記スイッチング素子の動作を制御する制御部と、
前記第1の入出力端子対側に接続された第1の駆動電源と、前記第2の入出力端子対側に接続された第2の駆動電源とを含んで構成され、前記制御部に対してその電源となる電力を供給する駆動電源部と
を備え、
前記制御部は、前記電圧変換部の通常動作期間では、前記第1および第2の駆動電源により電力が供給されると共に、前記電圧変換部の起動期間では、前記第1および第2の駆動電源のうちの前記入力電圧が入力される側の一方のみにより電力が供給され、かつ前記通常動作期間と比べて前記制御部の消費電力が低くなるように構成されている
ことを特徴とする双方向コンバータ。 - 前記第1の駆動電源と前記第2の駆動電源とが、互いに絶縁されている
ことを特徴とする請求項1に記載の双方向コンバータ。 - 前記第1の駆動電源の電力供給能力と前記第2の駆動電源の電力供給能力とが、互いに不均等となっており、
前記第1および第2の駆動電源のうちの電力供給能力が低いほうの駆動電源と前記制御部との間に、絶縁性のトランスを備えた
ことを特徴とする請求項2に記載の双方向コンバータ。 - 前記制御部がデジタル演算装置(DSP)を含んで構成されており、
前記起動期間では、前記DSPの動作周波数が前記通常動作期間と比べて低くなるように構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の双方向コンバータ。 - 前記DSPは、前記起動期間では、前記スイッチング素子を制御するための規定のパルス信号を出力する
ことを特徴とする請求項4に記載の双方向コンバータ。 - 前記第1の入出力端子対と前記第1の駆動電源との間、および前記第2の入出力端子対と前記第2の駆動電源との間にそれぞれ、リレーを備え、
前記起動期間において、前記出力電圧が出力される側のリレーがオフ状態となるように構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の双方向コンバータ。 - 前記電圧変換部が、直流電圧と交流電圧との間の電圧変換を行うAC/DC変換部であり、双方向のAC/DCコンバータとして機能する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の双方向コンバータ。
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