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公開番号2022135650
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-09-15
出願番号2021035595
出願日2021-03-05
発明の名称電力変換装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20220908BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ターンオフ損失を低減可能な電力変換装置を提供すること。
【解決手段】一次巻線と二次巻線とを有するトランスと、第1アームと第2アームとの接続点と第3アームと第4アームとの接続点とを接続するブリッジ部分に前記一次巻線が設けられた第1ブリッジ回路と、第5アームと第6アームとの接続点と第7アームと第8アームとの接続点とを接続するブリッジ部分に前記二次巻線が設けられた第2ブリッジ回路と、を備え、前記第4アームは、前記第1アームがターンオフしてから前記一次巻線に流れる電流がゼロクロスする前にターンオフし、前記第3アームは、前記第2アームがターンオフしてから前記一次巻線に流れる電流がゼロクロスする前にターンオフする、電力変換装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
一次巻線と二次巻線とを有するトランスと、
ハイサイドの第1アームとローサイドの第2アームとが直列に接続された第1レグと、ハイサイドの第3アームとローサイドの第4アームとが直列に接続された第2レグとを有し、前記第1アームと前記第2アームとの接続点と前記第3アームと前記第4アームとの接続点とを接続するブリッジ部分に前記一次巻線が設けられた第1ブリッジ回路と、
ハイサイドの第5アームとローサイドの第6アームとが直列に接続された第3レグと、ハイサイドの第7アームとローサイドの第8アームとが直列に接続された第4レグとを有し、前記第5アームと前記第6アームとの接続点と前記第7アームと前記第8アームとの接続点とを接続するブリッジ部分に前記二次巻線が設けられた第2ブリッジ回路と、
前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路との間で電力が伝送されるように、前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路との間のスイッチングの位相差を制御する制御装置と、を備え、
前記第4アームは、前記第1アームがターンオフしてから前記一次巻線に流れる電流がゼロクロスする前にターンオフし、前記第3アームは、前記第2アームがターンオフしてから前記一次巻線に流れる電流がゼロクロスする前にターンオフする、電力変換装置。
続きを表示(約 850 文字)【請求項2】
前記第4アーム及び前記第3アームは、前記一次巻線に流れる電流が、ゼロを含む所定範囲内になると、ターンオフする、請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記一次巻線に流れる電流を検出し、
前記第4アーム及び前記第3アームは、検出された前記一次巻線に流れる電流が、ゼロを含む所定範囲内になると、ターンオフする、請求項2に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記第4アームは、前記第1アームのターンオフから所定時間経過すると、前記一次巻線に流れる電流がゼロクロスする前にターンオフし、前記第3アームは、前記第2アームのターンオフから所定時間経過すると、前記一次巻線に流れる電流がゼロクロスする前にターンオフする、請求項1から3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記所定時間は、前記第1ブリッジ回路に入力される直流電流と、前記第2ブリッジ回路から出力される直流電流と、前記第1ブリッジ回路に入力される直流電圧と、前記第2ブリッジ回路から出力される直流電圧とのうち、すくなくとも一つの大きさに応じて決められた時間である、請求項4に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記第8アームは、前記第4アームのターンオフと同時又は直後にゲートオフし、
前記第7アームは、前記第3アームのターンオフと同時又は直後にゲートオフする、請求項1から5のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記第7アームは、前記第8アームが前記第4アームのターンオフと同時又は直後にゲートオフしてから、前記一次巻線又は前記二次巻線に流れる電流がゼロクロスした後にゲートオンし、
前記第8アームは、前記第7アームが前記第3アームのターンオフと同時又は直後にゲートオフしてから、前記一次巻線又は前記二次巻線に流れる電流がゼロクロスした後にゲートオンする、請求項6に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、電力変換装置に関する。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
従来、双方向に電力を供給可能な電力変換装置として、DAB(Dual Active Bridge)コンバータが知られている。従来のDABコンバータは、各ブリッジ回路において対角に配置されたスイッチペアを同時にスイッチングすることで方形波電圧をトランスの一次巻線及び二次巻線に発生させ、ブリッジ回路間の位相差を制御することで両回路間の伝送電力を調整する(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2017-130997号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、対角に配置されたスイッチペアを同時にターンオフする場合、そのターンオフは、両スイッチペアに流れる電流がピークに達した時点でのターンオフであるので、ターンオフ損失が増大するおそれがある。
【0005】
本開示は、ターンオフ損失を低減可能な電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様では、
一次巻線と二次巻線とを有するトランスと、
ハイサイドの第1アームとローサイドの第2アームとが直列に接続された第1レグと、ハイサイドの第3アームとローサイドの第4アームとが直列に接続された第2レグとを有し、前記第1アームと前記第2アームとの接続点と前記第3アームと前記第4アームとの接続点とを接続するブリッジ部分に前記一次巻線が設けられた第1ブリッジ回路と、
ハイサイドの第5アームとローサイドの第6アームとが直列に接続された第3レグと、ハイサイドの第7アームとローサイドの第8アームとが直列に接続された第4レグとを有し、前記第5アームと前記第6アームとの接続点と前記第7アームと前記第8アームとの接続点とを接続するブリッジ部分に前記二次巻線が設けられた第2ブリッジ回路と、
前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路との間で電力が伝送されるように、前記第1ブリッジ回路と前記第2ブリッジ回路との間のスイッチングの位相差を制御する制御装置と、を備え、
前記第4アームは、前記第1アームがターンオフしてから前記一次巻線に流れる電流がゼロクロスする前にターンオフし、前記第3アームは、前記第2アームがターンオフしてから前記一次巻線に流れる電流がゼロクロスする前にターンオフする、電力変換装置が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示の一態様によれば、ターンオフ損失を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本実施形態に係る電力変換装置の一構成例を、一次側装置および二次側装置と共に示す図である。
本実施形態に係る電力変換装置の動作波形の一比較例を示す図である。
本実施形態に係る電力変換装置の動作波形の一実施例を示す図である。
図3に示す期間T1で電流が流れる経路を示す図である。
図3に示す期間T2で電流が流れる経路を示す図である。
図3に示す期間T3で電流が流れる経路を示す図である。
図3に示す期間T4で電流が流れる経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。
【0010】
図1は、本実施形態に係る電力変換装置の一構成例を、一次側装置および二次側装置と共に示す図である。図1に示す電力変換装置100は、絶縁型DC/DCコンバータであってよく、一次側に接続された一次側装置110および二次側に接続された二次側装置120の間で、双方向に電力を供給することが可能である。
(【0011】以降は省略されています)

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