JP5444973B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
このような電源電圧の制御に関する発明として、下記特許文献1には、シャントレギュレータをスイッチング形で構成することで、制御素子のオン抵抗を小さくし、スイッチング発熱量を小さくすることができるスイッチング方式シャントレギュレータが開示されている。
そして、一般的に、下記特許文献1及び下記特許文献2に記載されているような整流回路の出力側には、平滑コンデンサが取り付けられており、この平滑コンデンサによって電圧のリップルを低減する。
まず、電力変換装置Aの回路構成について、図1を参照して、説明する。図1は、本実施形態に係る電力変換装置Aの構成を示す回路図である。
整流用ダイオード11cは、カソード端子が、正極側の出力端子12aに接続され、アノード端子が、オルタネータBのW相巻線及び整流用ダイオード11fのカソード端子に接続されている。
整流用ダイオード11eは、カソード端子が、オルタネータBのV相巻線及び整流用ダイオード11bのアノード端子に接続され、アノード端子が、負極側の出力端子12bに接続されている。
リアクトル22は、一端が正極側の入力端子21aに接続され、他端がMOSFET23のドレイン端子及びダイオード24のアノード端子に接続されている。
ダイオード24は、アノード端子がリアクトル22の他端及びMOSFET23のドレイン端子に接続され、カソード端子が正極側の出力端子25aに接続されている。
MOSFET42では、ドレイン端子が正極側の入力端子41aに接続され、ソース端子が、ダイオード43のカソード端子、リアクトル44の一端に接続され、さらにゲート端子が降圧PWM制御部47に接続されている。
リアクトル44は、一端がMOSFET42のソース端子及びダイオード43のカソード端子に接続され、他端がコンデンサ45の一端及び正極側の出力端子46aに接続されている。
コンデンサ45は、負荷Cへ出力する直流電力の電圧の平滑化、すなわち直流電力の電圧のリップルを低減することを目的として設けられたものであり、一端が、リアクトル44の他端及び正極側の出力端子46aに接続され、他端が、負極側の入力端子41b、ダイオード43のアノード端子及び負極側の出力端子46bに接続されている。
エンジンが回転を開始すると、オルタネータBは、3相交流電力の出力を開始する。そして、エンジンの回転数に比例して、U相‐V相線間電圧及び周波数は上昇する。すなわち、オルタネータBが出力する交流電力の電圧及び周波数は、比例関係にある。
昇圧チョッパ回路2では、入力端子21a,21bから片極性の電力が入力されると、電圧センサ26が、昇圧PWM制御部27に検出信号Sv1を出力する。
これにより、リップルの周波数の低い片極性の電圧が、整流用ブリッジ回路1から平滑コンデンサ3に供給されることを抑制することができる。
図2は、本実施形態に係る電力変換装置Aの昇圧チョッパ回路2に昇圧動作を実行させずにMOSFET23を常にOFFにした場合の整流用ブリッジ回路1に入力された3相交流電力のU相‐V相線間電圧の波形図と、整流用ブリッジ回路1が出力する片極性の電圧V1の波形図と、平滑コンデンサ3が出力する直流電圧V2の波形図と、降圧チョッパ回路4が出力する直流電圧V3の波形図である。なお、図2(a)が、整流用ブリッジ回路1に入力された3相交流電力のU相‐V相線間電圧の波形を示し、図2(b)が、整流用ブリッジ回路1が出力する片極性の電圧V1の波形を示し、図2(c)が、平滑コンデンサ3が出力する直流電圧V2の波形を示し、図2(d)が、降圧チョッパ回路4が出力する直流電圧V3の波形を示している。
(1)上記実施形態に係る電力変換装置Aでは、昇圧チョッパ回路2によって、整流用ブリッジ回路1が出力した片極性の電圧V1に含まれるリップルの周波数を高めたが、本発明はこれに限定されない。
また整流用ブリッジ回路1が出力した片極性の電圧V1を反転すると共に位相をシフトした電圧を生成し、当該電圧を片極性の電圧V1に重ねることで、リップルの周波数を高めるようにしてもよい。
例えば、1つのダイオードが両極性の交流電力を片極性の電力に変換し、当該片極性の電力を昇圧チョッパ回路2がチョッピングするようにしてもよい。すなわち、本発明の両極性/片極性電力変換回路は、整流用ブリッジ回路に限定されない。
Claims (2)
- 両極性の交流電力を片極性の電力に変換し、当該片極性の電力を出力する両極性/片極性電力変換回路と、前記片極性の電力の電圧のリップルを低減する平滑コンデンサとを具備する電力変換装置であって、
前記両極性/片極性電力変換回路が出力する前記片極性の電力の電圧が所定のしきい値を超えていない場合に、チョッピング動作によって前記片極性の電力の電圧を昇圧すると共に、前記片極性の電力の電圧に含まれるリップルを所定の周波数まで高め、当該片極性の電力の電圧を前記平滑コンデンサへ出力する昇圧チョッパ回路と、
前記平滑コンデンサが出力する前記片極性の電力の電圧を降圧し、外部に出力する降圧チョッパ回路とを具備することを特徴とする電力変換装置。 - 両極性の交流電力を片極性の電力に変換し、当該片極性の電力を出力する両極性/片極性電力変換回路と、前記片極性の電力の電圧のリップルを低減する平滑コンデンサとを具備する電力変換装置であって、
前記両極性/片極性電力変換回路が出力する前記片極性の電力の電圧を反転すると共に位相をシフトした電圧を生成し、当該電圧を前記片極性の電力の電圧に重ねることで、リップルの周波数を高め、当該片極性の電力の電圧を前記平滑コンデンサへ出力する高周波化回路を具備することを特徴とする電力変換装置。
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