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公開番号2024080112
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-13
出願番号2022193019
出願日2022-12-01
発明の名称電力変換装置及びその制御方法
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20240606BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】スイッチング損失の増大を抑制可能な電力変換装置の提供。
【解決手段】入力側と出力側との間で並列に接続された複数のコンバータと、前記複数のコンバータの各々の伝送電力の総和が前記複数のコンバータに要求される総伝送電力に一致するように前記複数のコンバータのうち一部のコンバータのみをゼロ電圧スイッチングさせる制御装置と、を備える、電力変換装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
入力側と出力側との間で並列に接続された複数のコンバータと、
前記複数のコンバータの各々の伝送電力の総和が前記複数のコンバータに要求される総伝送電力に一致するように前記複数のコンバータのうち一部のコンバータのみをゼロ電圧スイッチングさせる制御装置と、を備える、電力変換装置。
続きを表示(約 1,600 文字)【請求項2】
前記制御装置は、前記一部のコンバータの各々の伝送電力が均等になるように前記一部のコンバータをゼロ電圧スイッチングさせる、請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記総伝送電力をP
total
、前記一部のコンバータの台数をk、前記複数のコンバータに含まれる1台のコンバータの定格容量をP
unit_rated
とするとき、
前記制御装置は、(P
total
/k>P
unit_rated
)の場合、前記一部のコンバータの各々の伝送電力をP
unit_rated
に調整する、請求項2に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記制御装置は、(P
total
/k>P
unit_rated
)の場合、前記複数のコンバータのうち前記一部のコンバータ以外の残りのコンバータの各々の伝送電力の総和が(P
total
-k×P
unit_rated
)となるように前記残りのコンバータの各々の伝送電力を調整する、請求項3に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記制御装置は、(P
total
/k≦P
unit_rated
)の場合、前記一部のコンバータの各々の伝送電力を(P
total
/k)に調整する、請求項2に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記制御装置は、(P
total
/k≦P
unit_rated
)の場合、前記複数のコンバータのうち前記一部のコンバータ以外の残りのコンバータの各々の伝送電力を零に調整する、請求項5に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記制御装置は、ゼロ電圧スイッチングさせる前記一部のコンバータの台数が最大となるように前記複数のコンバータの各々の伝送電力を調整する、請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記総伝送電力をP
total
、前記複数のコンバータの総数をN、nを1以上(N-1)以下の整数、所定の伝送電力をP
ZVS
とするとき、
前記制御装置は、(P
total
/(N-(n-1))<P
ZVS
)且つ(P
total
/(N-n)≧P
ZVS
)の場合、ゼロ電圧スイッチングさせる前記一部のコンバータの台数が最大となるように前記複数のコンバータの各々の伝送電力を調整する、請求項7に記載の電力変換装置。
【請求項9】
前記複数のコンバータに含まれる1台のコンバータの定格容量をP
unit_rated
と、iを1以上(n-1)以下の整数とするとき、
前記制御装置は、(P
total
/(N-n)>P
unit_rated
)のとき、1台目から(N-n)台目のコンバータの各々の伝送電力をP
unit_rated
に調整し、(N-(n-1))台目のコンバータの伝送電力を(P
total
-(N-n)×P
unit_rated
)に調整し、(N-(i-1))台目のコンバータの各々の伝送電力を零に調整する、請求項8に記載の電力変換装置。
【請求項10】
前記制御装置は、(P
total
/(N-n)≦P
unit_rated
)のとき、1台目から(N-n)台目のコンバータの各々の伝送電力を(P
total
/(N-n))に調整し、(N-(i-1))台目のコンバータの各々の伝送電力を零に調整する、請求項9に記載の電力変換装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、電力変換装置及びその制御方法に関する。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
2つの単相ブリッジ回路が高周波絶縁トランスを介して接続されたDAB(Dual Active Bridge)と呼ばれる双方向絶縁型DC/DCコンバータが知られている(例えば、非特許文献1参照)。このコンバータは、ブリッジ間の位相差を調整する電力制御を採用した場合には、スイッチング損失を低減可能なZVS(Zero-Voltage Switching:ゼロ電圧スイッチング)を適用できるため、大電力用途に適している。大電力用途に適用する場合、入力側と出力側との間で並列に接続された複数のDABを使用することがある(非特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
R.W.A.A. De Doncker, D.M. Divan, and M.H. Kheraluwala,"A Three-Phase Soft-Switched High-Power-Density dc/dc Converter for High-Power Applications", IEEE Transactions on Industry Applications, Volume 27, Number 1, Pages 63-73, January/February 1991.
W. Ying, H. Zhao, Y. Shen, Z. Li, H. Hu, and T. Long, "Multi-Phase Input-Parallel Output-Parallel Dual Active Bridge with Inherent Current Sharing and Optimized Integrated Transformer," in Proc. IEEE ECCE, September/October 2019.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、入力側と出力側との間で並列に接続された複数のコンバータに要求される総伝送電力をそれらの複数のコンバータで均等に分担すると、要求される総伝送電力が低いとき、全てのコンバータがZVSできずにスイッチング損失が増大する場合がある。
【0005】
本開示は、スイッチング損失の増大を抑制可能な電力変換装置及びその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の第1態様では、
入力側と出力側との間で並列に接続された複数のコンバータと、
前記複数のコンバータの各々の伝送電力の総和が前記複数のコンバータに要求される総伝送電力に一致するように前記複数のコンバータのうち一部のコンバータのみをゼロ電圧スイッチングさせる制御装置と、を備える、電力変換装置が提供される。
【0007】
本開示の第2態様では、
入力側と出力側との間で並列に接続された複数のコンバータを備える電力変換装置の制御方法であって、
前記複数のコンバータの各々の伝送電力の総和が前記複数のコンバータに要求される総伝送電力に一致するように前記複数のコンバータのうち一部のコンバータのみをゼロ電圧スイッチングさせる、電力変換装置の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【0008】
本開示の一態様によれば、スイッチング損失の増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
一実施形態の電力変換装置の一構成例を示す図である。
制御装置の一構成例を示すブロック線図である。
個別電力指令演算部による演算方法の一例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
(【0011】以降は省略されています)

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