JP6792478B2 - 双方向絶縁型dc/dcコンバータ - Google Patents
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Description
1次側から2次側に電力を供給する順方向動作と、前記2次側から前記1次側に電力を供給する逆方向動作とを行う双方向絶縁型DC/DCコンバータであって、
1次巻線および2次巻線を有する絶縁トランスと、
前記1次側の入出力端と前記1次巻線との間に設けられた1次側フルブリッジ回路と、
前記2次巻線に接続された2次側フルブリッジ回路と、
前記2次側フルブリッジ回路と前記2次側の入出力端との間に設けられたLC回路と、
前記逆方向動作および前記順方向動作のときに、前記1次側フルブリッジ回路に対して第1制御を行う一方、前記2次側フルブリッジ回路に対して第2制御を行う制御部と、
を備え、
前記第1制御は、位相シフト制御であり、
前記第2制御は、前記1次側フルブリッジ回路を構成するスイッチのオンに同期させて前記2次側フルブリッジ回路を構成するスイッチをオン/オフさせる制御であり、
前記1次側フルブリッジ回路は、第1レグおよび第2レグを有し、
前記1次側フルブリッジ回路を構成する前記スイッチは、前記第1レグの上アームを構成する第1スイッチと、前記第1レグの下アームを構成する第2スイッチと、前記第2レグの上アームを構成する第3スイッチと、前記第2レグの下アームを構成する第4スイッチとを含み、
前記制御部は、
前記逆方向動作において、前記第1スイッチおよび前記第3スイッチがオンになっているか、または前記第2スイッチおよび前記第4スイッチがオンになっているシフト期間に、前記LC回路のチョークコイルにエネルギーが蓄積されるように、前記第1制御および前記第2制御を行うとともに、前記1次側の入出力端の電圧または電流に応じて前記シフト期間を制御することを特徴とする。
前記2次側フルブリッジ回路は、第3レグおよび第4レグを有し、
前記制御部は、前記逆方向動作のときの前記シフト期間において、
前記第3レグの上アームを構成する第5スイッチ、前記第4レグの下アームを構成する第8スイッチ、前記第2スイッチおよび前記第4スイッチをオン状態にするか、または、
前記第3レグの下アームを構成する第6スイッチ、前記第4レグの上アームを構成する第7スイッチ、前記第1スイッチおよび前記第3スイッチをオン状態にするように構成できる。
前記制御部は、
前記逆方向動作で前記位相シフト制御を開始する場合、前記逆方向動作のときの前記シフト期間を最小値から徐々に増加させるソフトスタート制御を行った後に、前記逆方向動作のときの前記シフト期間を制御することにより前記1次側の入出力端の電圧または電流を所定の値に保つように構成できる。
上記実施形態において制御部14Aは、順方向動作時と逆方向動作時のそれぞれにおいて、各スイッチQ1〜Q8の制御信号(例えば、位相シフト同期整流信号)を発生させているが、発生させる制御信号の数を減らすことができる。例えば、順方向動作時のスイッチQ1〜Q4の制御信号を順にA〜Dとすると、逆方向動作時の制御信号はC、D、B、Aと外部で切換えて使用することも可能である。スイッチQ5、Q8の制御信号については、順方向動作時はCの反転信号×(D+A)で実現でき、逆方向動作時はBの反転信号×(A+C)で実現できる。またスイッチQ6、Q7の制御信号については、順方向動作時はDの反転信号×(B+C)で実現でき、逆方向動作時はAの反転信号×(B+D)で実現できる。なお、「×」は論理積記号、「+」は論理和記号を表すものとする。図8に、当該変形例に係る制御部14A’を示す。
11 1次側フルブリッジ回路
12 2次側フルブリッジ回路
13 LC回路
14A、14A’ 制御部
31 スイッチ制御部
32 ゲート部
33 ゲート制御部
Claims (3)
- 1次側から2次側に電力を供給する順方向動作と、前記2次側から前記1次側に電力を供給する逆方向動作とを行う双方向絶縁型DC/DCコンバータであって、
1次巻線および2次巻線を有する絶縁トランスと、
前記1次側の入出力端と前記1次巻線との間に設けられた1次側フルブリッジ回路と、
前記2次巻線に接続された2次側フルブリッジ回路と、
前記2次側フルブリッジ回路と前記2次側の入出力端との間に設けられたLC回路と、
前記逆方向動作および前記順方向動作のときに、前記1次側フルブリッジ回路に対して第1制御を行う一方、前記2次側フルブリッジ回路に対して第2制御を行う制御部と、
を備え、
前記第1制御は、位相シフト制御であり、
前記第2制御は、前記1次側フルブリッジ回路を構成するスイッチのオンに同期させて前記2次側フルブリッジ回路を構成するスイッチをオン/オフさせる制御であり、
前記1次側フルブリッジ回路は、第1レグおよび第2レグを有し、
前記1次側フルブリッジ回路を構成する前記スイッチは、前記第1レグの上アームを構成する第1スイッチと、前記第1レグの下アームを構成する第2スイッチと、前記第2レグの上アームを構成する第3スイッチと、前記第2レグの下アームを構成する第4スイッチとを含み、
前記制御部は、
前記逆方向動作において、前記第1スイッチおよび前記第3スイッチがオンになっているか、または前記第2スイッチおよび前記第4スイッチがオンになっているシフト期間に、前記LC回路のチョークコイルにエネルギーが蓄積されるように、前記第1制御および前記第2制御を行うとともに、前記1次側の入出力端の電圧または電流に応じて前記シフト期間を制御する
ことを特徴とする双方向絶縁型DC/DCコンバータ。 - 前記2次側フルブリッジ回路は、第3レグおよび第4レグを有し、
前記制御部は、前記逆方向動作のときの前記シフト期間において、
前記第3レグの上アームを構成する第5スイッチ、前記第4レグの下アームを構成する第8スイッチ、前記第2スイッチおよび前記第4スイッチをオン状態にするか、または、
前記第3レグの下アームを構成する第6スイッチ、前記第4レグの上アームを構成する第7スイッチ、前記第1スイッチおよび前記第3スイッチをオン状態にする
ことを特徴とする請求項1に記載の双方向絶縁型DC/DCコンバータ。 - 前記制御部は、
前記逆方向動作で前記位相シフト制御を開始する場合、前記逆方向動作のときの前記シフト期間を最小値から徐々に増加させるソフトスタート制御を行った後に、前記逆方向動作のときの前記シフト期間を制御することにより前記1次側の入出力端の電圧または電流を所定の値に保つ
ことを特徴とする請求項1または2に記載の双方向絶縁型DC/DCコンバータ。
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