JP7296558B2 - Dc/dc変換装置 - Google Patents
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Description
図2は、実施例1に係るDC/DC変換装置3の構成を説明するための図である。実施例1では第1スイッチ部31及び第2スイッチ部32をそれぞれ、フライングキャパシタ回路で構成する。
モードaでは制御部40は、第2スイッチング素子S2、第4スイッチング素子S4、第5スイッチング素子S5及び第7スイッチング素子S7をオン状態、並びに第1スイッチング素子S1、第3スイッチング素子S3、第6スイッチング素子S6及び第8スイッチング素子S8をオフ状態に制御する。モードaでは、第1スイッチ部31の中点と第2スイッチ部32の中点間の電圧(即ち、低圧側の入出力電圧VL)は1/2Eとなる。
図8は、実施例2に係るDC/DC変換装置3の構成を説明するための図である。実施例2を、第1スイッチ部31及び第2スイッチ部32をそれぞれ、SEPIC(Single Ended Primary Inductor Converter)+ZETA型の昇降圧コンバータで構成する。
図9は、実施例3に係るDC/DC変換装置3の構成を説明するための図である。実施例3では、第1スイッチ部31及び第2スイッチ部32を、ソフトスイッチング方式の昇降圧チョッパで構成する。
高圧側直流部と並列に直列接続された第1コンデンサ(C3)及び第2コンデンサ(C4)と、
前記高圧側直流部と並列に直列接続された第1スイッチ部(31)及び第2スイッチ部(32)と、
低圧側直流部の正側端子と、前記第1スイッチ部(31)の低圧側端子に接続された第1リアクトル(L1)と、
前記低圧側直流部の負側端子と、前記第2スイッチ部(32)の低圧側端子間に接続された第2リアクトル(L2)と、を備え、
前記第1コンデンサ(C3)と前記第2コンデンサ(C4)との間の接続点と、前記第1スイッチ部(31)と前記第2スイッチ部(32)との間の接続点が、前記高圧側直流部の中間電位で接続され、
前記第1スイッチ部(31)は、スイッチング素子(S1、S2)と、コンデンサ(C6)及びリアクトル(L3)の少なくとも一方を含み、
前記第2スイッチ部(32)は、前記第1スイッチ部(31)と同一構成であり、
前記第1リアクトル(L1)と前記第2リアクトル(L2)が同一仕様のリアクトルであることを特徴とするDC/DC変換装置(3)。
中点に対して上下対称の回路構成にすることで、対地電圧の変動に起因する漏洩電流を低減することができる。
[項目2]
前記第1リアクトル(L1)と前記第2リアクトル(L2)は磁気結合リアクトル(Lc1)を形成し、前記DC/DC変換装置(3)の昇圧動作または降圧動作時に、相互に磁束を強め合うことを特徴とする項目1に記載のDC/DC変換装置(3)。
これによれば、小型化・軽量化・低コスト化を図ることができる。
[項目3]
前記第1スイッチ部(31)は、
前記第1コンデンサ(C3)と並列に直列接続された第1スイッチング素子(S1)と、第3コンデンサ(C6)及び第2スイッチング素子(S2)と、
前記第1スイッチング素子(S1)と前記第3コンデンサ(C6)の接続点と、前記高圧側直流部の中間電位点の間に接続される第3リアクトル(L3)と、を含み、
前記第3コンデンサ(C6)と前記第2スイッチング素子(S2)との接続点が前記第1スイッチ部(31)の前記低圧側端子に接続され、
前記第2スイッチ部(32)は、
前記第2コンデンサ(C4)と並列に直列接続された第3スイッチング素子(S3)と、第4コンデンサ(C7)及び第4スイッチング素子(S4)と、
前記第4コンデンサ(C7)と前記第4スイッチング素子(S4)の接続点と、前記高圧側直流部の中間電位点の間に接続される第4リアクトル(L4)と、を含み、
前記第3スイッチング素子(S3)と前記第4コンデンサ(C7)との接続点が前記第2スイッチ部(32)の前記低圧側端子に接続されることを特徴とする項目1または2に記載のDC/DC変換装置(3)。
これによれば、低圧直流部からリアクトル(L1、L2)に供給される電流を略一定にでき、入力電圧の高調波ノイズを低減することができる。
[項目4]
前記第1スイッチ部(31)は、
前記第1コンデンサ(C3)と並列に直列接続された第1スイッチング素子(S1)と、第3リアクトル(L3)及び第2スイッチング素子(S2)を含み、
前記第3リアクトル(L3)と前記第2スイッチング素子(S2)との接続点が前記第1スイッチ部(31)の前記低圧側端子に接続され、
前記第2スイッチ部(32)は、
前記第2コンデンサ(C4)と並列に直列接続された第3スイッチング素子(S3)と、第4リアクトル(L4)及び第3スイッチング素子(S3)を含み、
前記第3スイッチング素子(S3)と前記第4リアクトル(L4)との接続点が前記第2スイッチ部(32)の前記低圧側端子に接続されることを特徴とする項目1または2に記載のDC/DC変換装置(3)。
これによれば、ソフトスイッチングを実現でき、高効率化を図ることができる。
Claims (5)
- 高圧側直流部と並列に直列接続された第1コンデンサ及び第2コンデンサと、
前記高圧側直流部と並列に直列接続された第1スイッチ部及び第2スイッチ部と、
低圧側直流部の正側端子と、前記第1スイッチ部の低圧側端子に接続された第1リアクトルと、
前記低圧側直流部の負側端子と、前記第2スイッチ部の低圧側端子間に接続された第2リアクトルと、
前記第1スイッチ部及び前記第2スイッチ部を制御して、前記低圧側直流部から前記高圧側直流部へ昇圧動作で電力伝送、及び前記高圧側直流部から前記低圧側直流部へ降圧動作で電力伝送の両方を実行可能な制御部と、を備え、
前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの間の接続点と、前記第1スイッチ部と前記第2スイッチ部との間の接続点が、前記高圧側直流部の中間電位で接続され、
前記第1スイッチ部は、
直列接続された第1スイッチング素子、第2スイッチング素子、第3スイッチング素子及び第4スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との接続点と、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子との接続点との間に接続された第1フライングキャパシタと、を含み、
前記第2スイッチ部は、
直列接続された第5スイッチング素子、第6スイッチング素子、第7スイッチング素子及び第8スイッチング素子と、
前記第5スイッチング素子と第6スイッチング素子との接続点と、第7スイッチング素子と第8スイッチング素子との接続点との間に接続された第2フライングキャパシタと、を含み、
前記第1リアクトルと前記第2リアクトルが同一仕様のリアクトルであり、
前記制御部は、
前記第2スイッチング素子、前記第4スイッチング素子、前記第5スイッチング素子及び前記第7スイッチング素子をオン状態、並びに前記第1スイッチング素子、前記第3スイッチング素子、前記第6スイッチング素子及び前記第8スイッチング素子をオフ状態に制御する第1モード、
前記第1スイッチング素子、前記第3スイッチング素子、前記第6スイッチング素子及び前記第8スイッチング素子をオン状態、並びに前記第2スイッチング素子、前記第4スイッチング素子、前記第5スイッチング素子及び前記第7スイッチング素子をオフ状態に制御する第2モード、
前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第7スイッチング素子及び前記第8スイッチング素子をオン状態、並びに前記第3スイッチング素子、前記第4スイッチング素子、前記第5スイッチング素子及び前記第6スイッチング素子をオフ状態に制御する第3モード、
前記第3スイッチング素子、前記第4スイッチング素子、前記第5スイッチング素子及び前記第6スイッチング素子をオン状態、並びに前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第7スイッチング素子及び前記第8スイッチング素子をオフ状態に制御する第4モード、
の4つのモードを使用して前記昇圧動作または前記降圧動作を実行することを特徴とするDC/DC変換装置。 - 前記第1リアクトルと前記第2リアクトルは磁気結合リアクトルを形成し、前記DC/DC変換装置の昇圧動作または降圧動作時に、相互に磁束を強め合うことを特徴とする請求項1に記載のDC/DC変換装置。
- 高圧側直流部と並列に直列接続された第1コンデンサ及び第2コンデンサと、
前記高圧側直流部と並列に直列接続された第1スイッチ部及び第2スイッチ部と、
低圧側直流部の正側端子と、前記第1スイッチ部の低圧側端子に接続された第1リアクトルと、
前記低圧側直流部の負側端子と、前記第2スイッチ部の低圧側端子間に接続された第2リアクトルと、を備え、
前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの間の接続点と、前記第1スイッチ部と前記第2スイッチ部との間の接続点が、前記高圧側直流部の中間電位で接続され、
前記第1スイッチ部は、
前記第1コンデンサと並列に直列接続された第1スイッチング素子と、第3コンデンサ及び第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子と前記第3コンデンサの接続点と、前記高圧側直流部の中間電位点の間に接続される第3リアクトルと、を含み、
前記第3コンデンサと前記第2スイッチング素子との接続点が前記第1スイッチ部の前記低圧側端子に接続され、
前記第2スイッチ部は、
前記第2コンデンサと並列に直列接続された第3スイッチング素子と、第4コンデンサ及び第4スイッチング素子と、
前記第4コンデンサと前記第4スイッチング素子の接続点と、前記高圧側直流部の中間電位点の間に接続される第4リアクトルと、を含み、
前記第3スイッチング素子と前記第4コンデンサとの接続点が前記第2スイッチ部の前記低圧側端子に接続され、
前記第1リアクトルと前記第2リアクトルが同一仕様のリアクトルであることを特徴とするDC/DC変換装置。 - 高圧側直流部と並列に直列接続された第1コンデンサ及び第2コンデンサと、
前記高圧側直流部と並列に直列接続された第1スイッチ部及び第2スイッチ部と、
低圧側直流部の正側端子と、前記第1スイッチ部の低圧側端子に接続された第1リアクトルと、
前記低圧側直流部の負側端子と、前記第2スイッチ部の低圧側端子間に接続された第2リアクトルと、を備え、
前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの間の接続点と、前記第1スイッチ部と前記第2スイッチ部との間の接続点が、前記高圧側直流部の中間電位で接続され、
前記第1スイッチ部は、
前記第1コンデンサと並列に直列接続された第1スイッチング素子と、第3リアクトル及び第2スイッチング素子を含み、
前記第3リアクトルと前記第2スイッチング素子との接続点が前記第1スイッチ部の前記低圧側端子に接続され、
前記第2スイッチ部は、
前記第2コンデンサと並列に直列接続された第3スイッチング素子と、第4リアクトル及び第3スイッチング素子を含み、
前記第3スイッチング素子と前記第4リアクトルとの接続点が前記第2スイッチ部の前記低圧側端子に接続され、
前記第1リアクトルと前記第2リアクトルが同一仕様のリアクトルであることを特徴とするDC/DC変換装置。 - 前記制御部は、
前記低圧側直流部の電圧と前記高圧側直流部の電圧との比率が設定値より小さい場合、前記第1モード、前記第2モード及び前記第3モードを使用し、前記比率が前記設定値より大きい場合、前記第1モード、前記第2モード及び前記第4モードを使用することを特徴とする請求項1に記載のDC/DC変換装置。
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- 2019-08-05 JP JP2019143966A patent/JP7296558B2/ja active Active
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