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公開番号2024058696
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-30
出願番号2022165946
出願日2022-10-17
発明の名称直流負荷装置
出願人株式会社明電舎
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02M 7/12 20060101AFI20240422BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】直流負荷を複数接続した直流負荷装置において、低電流リプル化・高効率化・電流の高応答化を図る。
【解決手段】直流負荷装置は、交流電圧を直流電圧に整流し、電圧を調整するACDCコンバータ1と、ACDCコンバータ1の出力側に複数並列接続されたユニットUnit_1~Unit_mと、を備える。ユニットUnit_1~Unit_mはそれぞれ、直流負荷4の電流を制御するDCDCコンバータ2と、DCDCコンバータ2の出力側に接続されたフィルタ3と、フィルタ3に接続された直流負荷4と、を有する。直流負荷4の電圧に基づいて、ACDCコンバータ1の出力電圧指令値を設定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
交流電圧を直流電圧に整流し、電圧を調整するACDCコンバータと、
前記ACDCコンバータの出力側に複数並列接続されたユニットと、を備えた直流負荷装置であって、
前記ユニットはそれぞれ、
直流負荷の電流を制御するDCDCコンバータと、
前記DCDCコンバータの出力側に接続されたフィルタと、
前記フィルタに接続された前記直流負荷と、
を有し、
前記直流負荷の電圧に基づいて、前記ACDCコンバータの出力電圧指令値を設定することを特徴とする直流負荷装置。
続きを表示(約 350 文字)【請求項2】
前記出力電圧指令値は、
駆動している前記ユニットの前記直流負荷の電圧平均値とすることを特徴とする請求項1記載の直流負荷装置。
【請求項3】
前記出力電圧指令値は、
前記直流負荷の充放電電流が最も大きい前記ユニットの前記直流負荷の電圧とすることを特徴とする請求項1記載の直流負荷装置。
【請求項4】
前記ACDCコンバータと前記ユニット同士の接続点との間に絶縁型DCDCコンバータを接続したことを特徴とする請求項1記載の直流負荷装置。
【請求項5】
各前記ユニットは、
前記ユニット同士の接続点と前記DCDCコンバータとの間に絶縁型DCDCコンバータを接続したことを特徴とする請求項1記載の直流負荷装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、直流負荷(例えば、大容量バッテリ)を複数接続した直流負荷装置に関する。
続きを表示(約 1,400 文字)【背景技術】
【0002】
電池(直流負荷)の充放電を行う直流電源を充放電装置と呼ぶ。大容量のバッテリを複数個、充放電する場合は装置台数の増加もしくは試験時間の長期化といった問題がある。
【0003】
そこで、特許文献1ではACDCコンバータを共通とし、バッテリ数に合わせてDCDCコンバータを接続することで、装置台数の増加なく充放電装置を構築している。
【0004】
しかし、この方式では電圧の異なるバッテリが混在することがあり、ACDCコンバータの出力電圧を共通にすると設計段階の最適な昇降圧比で駆動できないDCDCコンバータが出てきてしまう。その結果、効率低下や充電電流リプルの増加が発生する。効率低下は冷却装置の大型化,充電電流リプルの増加はバッテリ劣化などの問題が生じる。
【0005】
そこで、特許文献2ではDCDCコンバータのスイッチング周波数を高くすることにより充電電流リプルの低減を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2012-244742号公報
特開平7-115730号公報
【非特許文献】
【0007】
山岸達也,赤木泰文,木ノ内伸一,宮崎裕二,小山正人「SiC-MOSFET/SBDモジュールを用いた750V,100kW,20kHz双方向絶縁形DC/DCコンバータ」,電気学会論文誌D,Vol.134,No.5,pp.544-553(2014)
B.Zhao Q.Song W.Liu and Y.Sun, “Overview of Dual-Active-Bridge Isolated Bidirectional DC-DC Converter for High-Frequency-Link Power-Conversion System” in IEEE Transactions on Power Electronics, vol.29, no.8, pp.4091-4106
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、スイッチングレギュレータではスイッチング周波数に比例してスイッチング損失が増大する。また、充放電装置とバッテリの間にフィルタを挿入し、電流リプルを低減する手法があるが装置サイズの大型化を招く。
【0009】
以上示したようなことから、直流負荷を複数接続した直流負荷装置において、低電流リプル化・高効率化・電流の高応答化を図ることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、交流電圧を直流電圧に整流し、電圧を調整するACDCコンバータと、前記ACDCコンバータの出力側に複数並列接続されたユニットと、を備えた直流負荷装置であって、前記ユニットはそれぞれ、直流負荷の電流を制御するDCDCコンバータと、前記DCDCコンバータの出力側に接続されたフィルタと、前記フィルタに接続された前記直流負荷と、を有し、前記直流負荷の電圧に基づいて、前記ACDCコンバータの出力電圧指令値を設定することを特徴とする。
(【0011】以降は省略されています)

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