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公開番号2024082052
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-19
出願番号2022195754
出願日2022-12-07
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社TMEIC
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02M 3/155 20060101AFI20240612BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数の電力変換回路のそれぞれに設けられた複数の半導体素子の素子寿命を改善できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】複数の半導体素子の動作により、電源側から負荷側への電力の変換、及び負荷側から電源側への電力の変換の双方向の電力の変換が可能な複数の電力変換回路と、複数の電力変換回路のそれぞれの電力の変換の動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、負荷に供給する電力が所定値以上の時には、電源側から負荷側へ電力を供給する方向に、複数の電力変換回路のそれぞれを動作させ、負荷に供給する電力が所定値未満の時には、電源側から負荷側へ電力を供給する方向に、複数の電力変換回路の一部を動作させ、負荷側から電源側へ電力を供給する方向に、複数の電力変換回路の残りの一部を動作させることにより、負荷パターンに応じた大きさの電力を負荷に供給する電力変換装置が提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
負荷に対して並列に接続されるとともに、電源に接続され、複数の半導体素子を有し、前記複数の半導体素子の動作により、前記電源側から前記負荷側への電力の変換、及び前記負荷側から前記電源側への電力の変換の双方向の電力の変換が可能な複数の電力変換回路と、
前記複数の電力変換回路のそれぞれの電力の変換の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記負荷に供給する電力が所定値以上の時には、前記電源側から前記負荷側へ電力を供給する方向に、前記複数の電力変換回路のそれぞれを動作させ、前記負荷に供給する電力が前記所定値未満の時には、前記電源側から前記負荷側へ電力を供給する方向に、前記複数の電力変換回路の一部を動作させ、前記負荷側から前記電源側へ電力を供給する方向に、前記複数の電力変換回路の残りの一部を動作させることにより、前記負荷の負荷パターンに応じた大きさの電力を前記負荷に供給する電力変換装置。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記負荷に供給する電力が前記所定値未満の時に、前記電源側から前記負荷側へ電力を供給する方向に動作させる前記複数の電力変換回路の前記一部と、前記負荷側から前記電源側へ電力を供給する方向に動作させる前記複数の電力変換回路の前記残りの一部と、の一方の電力の大きさを、前記負荷に供給する電力が前記所定値以上の時と同じ値とし、前記負荷に供給する電力が前記所定値未満の時に、前記電源側から前記負荷側へ電力を供給する方向に動作させる前記複数の電力変換回路の前記一部と、前記負荷側から前記電源側へ電力を供給する方向に動作させる前記複数の電力変換回路の前記残りの一部と、の他方の電力の大きさを変化させることにより、前記負荷に供給する電力の大きさを調整する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記負荷に供給する電力が前記所定値未満の時に、前記電源側から前記負荷側へ電力を供給する方向に動作させる前記複数の電力変換回路の前記一部と、前記負荷側から前記電源側へ電力を供給する方向に動作させる前記複数の電力変換回路の前記残りの一部と、を定期的に入れ替える請求項２記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記複数の電力変換回路のそれぞれは、前記電源に対して並列に接続される請求項１記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、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】
負荷に対して並列に接続された複数の電力変換回路を備え、複数の電力変換回路のそれぞれを用いて電力の変換を行うことにより、負荷への電力の供給を行う電力変換装置がある。複数の電力変換回路は、例えば、スイッチング素子や整流素子などの複数の半導体素子を有し、複数の半導体素子の動作により、電力の変換を行う。
【０００３】
このような電力変換装置では、電圧や電流を複数の電力変換回路で分担することができ、複数の電力変換回路の複数の半導体素子に必要となる電流や電圧の許容値の増加を抑制しつつ、比較的高い電圧や大きな電流に対応することができる。このような電力変換装置は、例えば、鉄道車両のき電システムなど、比較的大きな電力を扱う電力システムに用いられている。
【０００４】
こうした電力変換装置において、負荷パターンが変動する場合がある。換言すれば、電力変換装置から負荷に供給する電力の大きさが変動する場合がある。各半導体素子の損失は、負荷パターンに応じて変動する。そして、各半導体素子の損失が変動すると、各半導体素子の温度も変動する。従って、負荷パターンが変動すると、各半導体素子の温度の変化幅も大きくなり、各半導体素子の劣化を早め、各半導体素子の素子寿命が短くなってしまう可能性がある。このため、複数の電力変換回路を備えた電力変換装置では、負荷パターンが変動する場合にも、複数の電力変換回路のそれぞれに設けられた複数の半導体素子の素子寿命を改善できるようにすることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－９８８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態は、複数の電力変換回路のそれぞれに設けられた複数の半導体素子の素子寿命を改善できる電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、負荷に対して並列に接続されるとともに、電源に接続され、複数の半導体素子を有し、前記複数の半導体素子の動作により、前記電源側から前記負荷側への電力の変換、及び前記負荷側から前記電源側への電力の変換の双方向の電力の変換が可能な複数の電力変換回路と、前記複数の電力変換回路のそれぞれの電力の変換の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記負荷に供給する電力が所定値以上の時には、前記電源側から前記負荷側へ電力を供給する方向に、前記複数の電力変換回路のそれぞれを動作させ、前記負荷に供給する電力が前記所定値未満の時には、前記電源側から前記負荷側へ電力を供給する方向に、前記複数の電力変換回路の一部を動作させ、前記負荷側から前記電源側へ電力を供給する方向に、前記複数の電力変換回路の残りの一部を動作させることにより、前記負荷の負荷パターンに応じた大きさの電力を前記負荷に供給する電力変換装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
複数の電力変換回路のそれぞれに設けられた複数の半導体素子の素子寿命を改善できる電力変換装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態に係る電力変換装置を模式的に表す回路図である。
電力変換回路の一例を模式的に表すブロック図である。
図３（ａ）～図３（ｅ）は、実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表す説明図である。
図４（ａ）～図４（ｅ）は、電力変換装置の参考の動作の一例を模式的に表す説明図である。
【００１０】
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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