JP6849373B2 - 双方向絶縁型dc/dcコンバータ - Google Patents
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Description
1次巻線および2次巻線を有する絶縁トランスと、1次巻線に接続された1次側フルブリッジ回路と、2次巻線に接続された2次側フルブリッジ回路と、2次側フルブリッジ回路と2次側の入出力端との間に設けられたLC回路と、1次側フルブリッジ回路および2次側フルブリッジ回路を制御する制御部とを備え、
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、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、
制御部は、順方向動作および逆方向動作の両方において、1次側フルブリッジ回路に対して位相シフト制御を行うとともに、2次側フルブリッジ回路に対して同期整流制御を行い、
位相シフト制御において、制御部は、(1)第1レグの上アームを構成するスイッチ素子のターンオンを当該レグの下アームを構成するスイッチ素子のターンオフよりも遅らせ、(2)第2レグの上アームを構成するスイッチ素子のターンオンを当該レグの下アームを構成するスイッチ素子のターンオフよりも遅らせ、(3)第1レグの下アームを構成するスイッチ素子のターンオンを当該レグの上アームを構成するスイッチ素子のターンオフよりも遅らせ、(4)第2レグの下アームを構成するスイッチ素子のターンオンを当該レグの上アームを構成するスイッチ素子のターンオフよりも遅らせ、
同期整流制御において、制御部は、(5)第1レグおよび第2レグから予め選ばれた基準レグの上アームを構成するスイッチ素子のターンオンに同期して、第3レグの上アームおよび第4レグの下アームを構成するスイッチ素子をターンオフさせるとともに、同時に第3レグの下アームおよび第4レグの上アームを構成するスイッチ素子をターンオンさせ、(6)基準レグの下アームを構成するスイッチ素子のターンオンに同期して、第3レグの上アームおよび第4レグの下アームを構成するスイッチ素子をターンオンさせるとともに、同時に第3レグの下アームおよび第4レグの上アームを構成するスイッチ素子をターンオフさせることを特徴とする。
図1に、本発明の第1実施例に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ10を示す。双方向絶縁型DC/DCコンバータ10は、1次巻線TR1および2次巻線TR2を有する絶縁トランスTRを備え、1次側(1次巻線TR1側)から2次側(2次巻線TR2側)に電力を供給する順方向動作と、2次側から1次側に電力を供給する逆方向動作とを行う。順方向動作により、1次側の入出力端T1、T1’から供給された電力が、2次側の入出力端T2、T2’に接続された負荷回路等に供給される。例えば、入出力端T2、T2’に蓄電池が接続されている場合、当該蓄電池は順方向動作により充電される。一方、逆方向動作により、2次側の入出力端T2、T2’から供給された電力が、1次側の入出力端T1、T1’に接続された負荷回路等に供給される。例えば、入出力端T1、T1’に直流電源が接続されている場合、入出力端T2、T2’から供給された電力は、逆方向動作により当該直流電源に回生される。
図12に、本発明の第2実施例に係る双方向絶縁型DC/DCコンバータ20を示す。双方向絶縁型DC/DCコンバータ20は、1次側フルブリッジ回路11と、2次側フルブリッジ回路12と、制御部13と、絶縁トランスTRと、コイルL1と、コンデンサC9と、コイルL2およびコンデンサC10からなるLC回路とを備えている。これらは、第1実施例と同じ構成を有している。
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 制御部
20 双方向絶縁型DC/DCコンバータ(第2実施例)
21 ダイオードブリッジ回路
C1〜C10 コンデンサ
D1〜D12 ダイオード
Q1〜Q8 スイッチ素子
L1,L2 コイル
TR 絶縁トランス
TR1 1次巻線
TR2 2次巻線
T1,T1’ 入出力端(1次側)
T2,T2’ 入出力端(2次側)
Claims (2)
- 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次巻線に接続された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1次側フルブリッジ回路および前記2次側フルブリッジ回路を制御する制御部と、を備え、
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、前記順方向動作および前記逆方向動作の両方において、前記1次側フルブリッジ回路に対して位相シフト制御を行うとともに、前記2次側フルブリッジ回路に対して同期整流制御を行い、
前記位相シフト制御において、前記制御部は、
前記第1レグの上アームを構成するスイッチ素子のターンオンを当該レグの下アームを構成するスイッチ素子のターンオフよりも遅らせ、
前記第2レグの上アームを構成するスイッチ素子のターンオンを当該レグの下アームを構成するスイッチ素子のターンオフよりも遅らせ、
前記第1レグの下アームを構成するスイッチ素子のターンオンを当該レグの上アームを構成するスイッチ素子のターンオフよりも遅らせ、
前記第2レグの下アームを構成するスイッチ素子のターンオンを当該レグの上アームを構成するスイッチ素子のターンオフよりも遅らせ、
前記同期整流制御において、前記制御部は、
前記第1レグおよび前記第2レグから予め選ばれた基準レグの上アームを構成するスイッチ素子のターンオンに同期して、前記第3レグの上アームおよび前記第4レグの下アームを構成するスイッチ素子をターンオフさせるとともに、同時に前記第3レグの下アームおよび前記第4レグの上アームを構成するスイッチ素子をターンオンさせ、
前記基準レグの下アームを構成するスイッチ素子のターンオンに同期して、前記第3レグの上アームおよび前記第4レグの下アームを構成するスイッチ素子をターンオンさせるとともに、同時に前記第3レグの下アームおよび前記第4レグの上アームを構成するスイッチ素子をターンオフさせる
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に対して並列に設けられたダイオードブリッジ回路をさらに備えた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。
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