TOP
|
特許
|
意匠
|
商標
特許ウォッチ
Twitter
他の特許を見る
10個以上の画像は省略されています。
公開番号
2024092834
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2024-07-08
出願番号
2022209023
出願日
2022-12-26
発明の名称
電力変換装置、プログラム
出願人
株式会社SOKEN
,
株式会社デンソー
代理人
個人
,
個人
,
個人
,
個人
,
個人
主分類
H02M
3/28 20060101AFI20240701BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約
【課題】インダクタンスの推定精度の低下を抑制できる電力変換装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】電力変換装置100は、第1,第2,第3フルブリッジ回路10,20,30と、第1,第2トランス60,70と、制御装置110とを備えている。制御装置110は、例えば、第1,第2フルブリッジ回路10,20のスイッチング制御により、第1トランス60を介して第1フルブリッジ回路10と第2フルブリッジ回路20との間で電力を伝達する電力伝達処理を行う。また、制御装置110は、第1,第2トランス60,70の励磁インダクタンスの推定処理を行う。推定処理において用いられるテスト電圧の基本波成分の周波数は、電力伝達処理において第1,第2トランス60,70に出力される電圧の基本波成分の周波数よりも低い周波数に設定されている。
【選択図】 図1
特許請求の範囲
【請求項1】
第1外部端子(CH1,CL1)に接続されたブリッジ回路である第1回路(10)と、
第2外部端子(CH2,CL2)に接続されたブリッジ回路である第2回路(20)と、
前記第1回路の第1交流端子(CA1,CB1)及び前記第2回路の第2交流端子(CA2,CB2)を接続する第1インダクタンス要素(60)と、
前記第1インダクタンス要素に接続された共振キャパシタ(63)と、
前記第2交流端子に接続された第2インダクタンス要素(70,71)と、
制御部(110)と、
を備え、
前記制御部は、
前記第1回路及び前記第2回路の少なくとも一方のスイッチング制御により、前記第1インダクタンス要素を介して前記第1外部端子及び前記第2外部端子の間で電力を伝達する電力伝達処理と、
前記第1インダクタンス要素及び前記第2インダクタンス要素の一方である対象要素にテスト電圧を出力することにより、前記対象要素のインダクタンスを推定する推定処理と、
を行い、
前記テスト電圧の基本波成分の周波数は、前記電力伝達処理において前記対象要素に出力される電圧の基本波成分の周波数よりも低い周波数に設定されている、電力変換装置(100,200,300)。
続きを表示(約 3,800 文字)
【請求項2】
第3外部端子(CH3,CL3)に接続されたブリッジ回路である第3回路(30)を備え、
前記第1交流端子に接続された第1コイル(61)、及び前記第2交流端子に接続された第2コイル(62)を有する第1トランス(60)が前記第1インダクタンス要素として備えられ、
前記共振キャパシタは、前記第1コイル又は前記第2コイルに直列接続された第1共振キャパシタであり、
前記第2交流端子に接続された第3コイル(71)、及び前記第3回路の第3交流端子(CA3,CB3)に接続された第4コイル(72)を有する第2トランス(70)が前記第2インダクタンス要素として備えられ、
前記第3コイル又は前記第4コイルに直列接続された第2共振キャパシタ(64)を備え、
前記電力伝達処理は、前記第1回路、前記第2回路及び前記第3回路のうち少なくとも1つのスイッチング制御により、前記第1外部端子、前記第2外部端子及び前記第3外部端子のうち少なくとも2つの間で電力を伝達する処理であり、
前記制御部は、
前記第2外部端子から前記第2回路を介して前記第3コイルに至るまでの電流流通経路のうち、前記第2交流端子よりも前記第2外部端子の側の経路に流れる電流である推定用電流を取得し、
前記推定処理において、前記第2回路のスイッチング制御により前記第2交流端子からテスト電圧を出力する場合、前記テスト電圧と、取得した前記推定用電流とに基づいて、前記第2トランスの励磁インダクタンスを推定し、
前記テスト電圧の基本波成分の周波数は、前記電力伝達処理において前記第2交流端子から出力される電圧の基本波成分の周波数よりも低い周波数に設定されている、請求項1に記載の電力変換装置(100)。
【請求項3】
前記推定用電流は、第2推定用電流であり、
前記第1共振キャパシタは、前記第2コイルに直列接続されており、
前記制御部は、
前記第1外部端子から前記第1回路を介して前記第1コイルに至るまでの電流流通経路のうち、前記第1交流端子よりも前記第1外部端子の側の経路に流れる電流である第1推定用電流を取得し、
前記推定処理において、前記第1回路のスイッチング制御により前記第1交流端子から前記テスト電圧を出力する場合、前記テスト電圧と、前記第1推定用電流とに基づいて、前記第1トランスの励磁インダクタンスを推定する、請求項2に記載の電力変換装置。
【請求項4】
第1外部端子(CH1,CL1)に接続されたブリッジ回路である第1回路(10)と、
第2外部端子(CH2,CL2)に接続されたブリッジ回路である第2回路(20)と、
第3外部端子(CH3,CL3)に接続されたブリッジ回路である第3回路(30)と、
前記第1回路の第1交流端子(CA1,CB1)に接続された第1コイル(61)、及び前記第2回路の第2交流端子(CA2,CB2)に接続された第2コイル(62)を有する第1トランス(60)と、
前記第2コイルに直列接続された第1共振キャパシタ(63)と、
前記第2交流端子に接続された第3コイル(71)、及び前記第3回路の第3交流端子(CA3,CB3)に接続された第4コイル(72)を有する第2トランス(70)と、
前記第3コイル又は前記第4コイルに直列接続された第2共振キャパシタ(64)と、
制御部(110)と、
を備え、
前記制御部は、
前記第1回路、前記第2回路及び前記第3回路のうち少なくとも1つのスイッチング制御により、前記第1外部端子、前記第2外部端子及び前記第3外部端子のうち少なくとも2つの間で電力を伝達する電力伝達処理と、
前記第1トランスの励磁インダクタンスを推定する推定処理と、
を行い、
前記第1外部端子から前記第1回路を介して前記第1コイルに至るまでの電流流通経路のうち、前記第1交流端子よりも前記第1外部端子の側の経路に流れる電流である推定用電流を取得し、
前記推定処理において、前記第1回路のスイッチング制御により前記第1交流端子からテスト電圧を出力する場合、前記テスト電圧と、前記推定用電流とに基づいて、前記第1トランスの励磁インダクタンスを推定し、
前記テスト電圧の基本波成分の周波数は、前記電力伝達処理において前記第1交流端子から出力される電圧の基本波成分の周波数よりも低い周波数に設定されている、電力変換装置(100)。
【請求項5】
前記第1交流端子に接続された第1コイル(61)、及び前記第2交流端子に接続された第2コイル(62)を有するトランス(60)が前記第1インダクタンス要素として備えられ、
前記共振キャパシタは、前記第2コイルに直列接続されており、
前記第2交流端子に接続された第3コイル(71)が前記第2インダクタンス要素として備えられ、
前記電力伝達処理は、前記第1回路及び前記第2回路のうち少なくとも1つのスイッチング制御により、前記第1外部端子及び前記第2外部端子の間で電力を伝達する処理であり、
前記制御部は、前記推定処理において、前記第1回路のスイッチング制御により前記第1交流端子からテスト電圧を出力する場合、前記テスト電圧と、前記第1コイルに流れる電流である推定用電流とに基づいて、前記トランスの励磁インダクタンスを推定し、
前記テスト電圧の基本波成分の周波数は、前記電力伝達処理において前記第1交流端子から出力される電圧の基本波成分の周波数よりも低い周波数に設定されている、請求項1に記載の電力変換装置(200)。
【請求項6】
前記第2トランスの励磁インダクタンスを推定する場合における前記テスト電圧の基本波成分の周波数は、前記第2トランスの励磁インダクタンスから定まるインピーダンスが、前記第1共振キャパシタ及び前記第2共振キャパシタのインピーダンスよりも小さくなる周波数に設定されている、請求項2に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記第2トランスの励磁インダクタンスを推定する場合における前記テスト電圧の基本波成分の周波数は、前記第2トランスの励磁インダクタンスから定まるインピーダンスが、前記第1共振キャパシタ及び前記第2共振キャパシタのインピーダンスの1/3以下となる周波数に設定されている、請求項6に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記第1トランスの励磁インダクタンスを推定する場合における前記テスト電圧の基本波成分の周波数は、前記第1トランスの励磁インダクタンスから定まるインピーダンスが、前記第1共振キャパシタのインピーダンスよりも小さくなる周波数に設定されている、請求項3又は4に記載の電力変換装置。
【請求項9】
前記第1トランスの励磁インダクタンスを推定する場合における前記テスト電圧の基本波成分の周波数は、前記第1トランスの励磁インダクタンスから定まるインピーダンスが、前記第1共振キャパシタのインピーダンスの1/3以下となる周波数に設定されている、請求項8に記載の電力変換装置。
【請求項10】
第1外部端子(CH1,CL1)に接続されたブリッジ回路である第1回路(10)と、
第2外部端子(CH2,CL2)に接続されたブリッジ回路である第2回路(20)と、
第3外部端子(CH3,CL3)に接続されたブリッジ回路である第3回路(30)と、
前記第1回路の第1交流端子(CA1,CB1)に接続された第1コイル(61)、及び前記第2回路の第2交流端子(CA2,CB2)に接続された第2コイル(62)を有する第1トランス(60)と、
前記第1コイル又は前記第2コイルに直列接続された第1共振キャパシタ(63)と、
前記第2交流端子に接続された第3コイル(71)、及び前記第3回路の第3交流端子(CA3,CB3)に接続された第4コイル(72)を有する第2トランス(70)と、
前記第3コイル又は前記第4コイルに直列接続された第2共振キャパシタ(64)と、
制御部(110)と、
を備え、
前記制御部は、
前記第2外部端子から前記第2回路を介して前記第2コイルに至るまでの電流流通経路のうち、前記第2交流端子よりも前記第2外部端子の側の経路に流れる電流である推定用電流を取得し、
前記第2回路のスイッチング制御により前記第2交流端子からテスト電圧を出力する場合、前記テスト電圧と、前記推定用電流とに基づいて、前記第2トランスの励磁インダクタンスを推定する推定処理を行い、
前記第2トランスの励磁インダクタンスを推定する場合における前記テスト電圧の基本波成分の周波数は、前記第2トランスの励磁インダクタンスから定まるインピーダンスが、前記第1共振キャパシタ及び前記第2共振キャパシタのインピーダンスよりも小さくなる周波数に設定されている、電力変換装置(100)。
(【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】
本発明は、電力変換装置及びプログラムに関する。
続きを表示(約 2,500 文字)
【背景技術】
【0002】
従来、電力変換装置として、第1外部端子に接続されたブリッジ回路である第1回路と、第2外部端子に接続されたブリッジ回路である第2回路と、第1回路の第1交流端子及び第2回路の第2交流端子を接続するトランスとを備えるものが知られている。この電力変換装置を具体化したものとして、例えば特許文献1には、マルチポート式のコンバータが記載されている。特許文献1に記載の電力変換装置は、トランスのインダクタンスの推定処理が可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2017-85704号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電力変換装置としては、特許文献1に記載された装置以外にも、LC共振を利用してスイッチング損失を低減可能なものがある。詳しくは、電力変換装置は、第1回路の第1交流端子及び第2回路の第2交流端子を接続する第1インダクタンス要素と、第1インダクタンス要素に接続されたキャパシタと、第2交流端子に接続された第2インダクタンス要素とを備えている。この電力変換装置において、第1,第2インダクタンス要素の少なくとも一方である対象要素のインダクタンスを推定する場合において、対象要素にテスト電圧を出力する。テスト電圧の周波数が適正に設定されていない場合、対象要素のインダクタンスの推定精度が低下し得る。
【0005】
本発明は、インダクタンスの推定精度の低下を抑制できる電力変換装置及びプログラムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、第1外部端子に接続されたブリッジ回路である第1回路と、
第2外部端子に接続されたブリッジ回路である第2回路と、
前記第1回路の第1交流端子及び前記第2回路の第2交流端子を接続する第1インダクタンス要素と、
前記第1インダクタンス要素に接続された共振キャパシタと、
前記第2交流端子に接続された第2インダクタンス要素と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第1回路及び前記第2回路の少なくとも一方のスイッチング制御により、前記第1インダクタンス要素を介して前記第1外部端子及び前記第2外部端子の間で電力を伝達する電力伝達処理と、
前記第1インダクタンス要素及び前記第2インダクタンス要素の一方である対象要素にテスト電圧を出力することにより、前記対象要素のインダクタンスを推定する推定処理と、
を行い、
前記テスト電圧の基本波成分の周波数は、前記電力伝達処理において前記対象要素に出力される電圧の基本波成分の周波数よりも低い周波数に設定されている。
【0007】
共振キャパシタのインピーダンスは、周波数が低いほど大きくなる傾向がある。一方、インダクタンス要素のインピーダンスは、周波数が低いほど小さくなる傾向がある。このため、第1,第2インダクタンス要素の一方である対象要素に出力するテスト電圧の基本波成分の周波数を、第1,第2インダクタンス要素のうち対象要素ではないインダクタンス要素に電流を極力流さないような低い周波数に設定することにより、対象要素のインダクタンスの推定精度の低下を抑制できると考えられる。
【0008】
この点、本発明では、テスト電圧の基本波成分の周波数は、電力伝達処理において対象要素に出力される電圧の基本波成分の周波数よりも低い周波数に設定されている。これにより、推定処理において、第1,第2インダクタンス要素のうち対象要素ではないインダクタンス要素に電流を極力流さないような低い周波数を有するテスト電圧を出力することができる。その結果、対象要素のインダクタンスの推定精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
第1実施形態に係る電力変換装置の全体構成図。
第1トランスの励磁インダクタンスの推定処理における回路状態を示す図。
テスト電圧等の推移を示すタイムチャート。
第2トランスの励磁インダクタンスの推定処理における回路状態を示す図。
共振キャパシタ及び励磁インダクタンスのインピーダンス周波数特性を示す図。
第1,第2閉ループ回路のインピーダンス周波数特性を示す図。
励磁インダクタンスの推定処理の手順を示すフローチャート。
推定精度の向上効果の計算結果を示す図。
第2実施形態に係る電力変換装置の全体構成図。
励磁インダクタンスの推定処理の手順を示すフローチャート。
第3実施形態に係る電力変換装置の全体構成図。
第4実施形態に係るテスト電圧の出力態様を示す図。
テスト電圧等の推移を示すタイムチャート。
電流サンプリングタイミングの一例を示す図。
電流サンプリングタイミングの一例を示す図。
第5実施形態に係る電力変換装置の全体構成図。
第5実施形態の変形例に係る電力変換装置の全体構成図。
第5実施形態の変形例に係る電力変換装置の全体構成図。
その他の実施形態に係る電力変換装置の全体構成図。
その他の実施形態に係る電力変換装置の全体構成図。
その他の実施形態に係る電力変換装置の全体構成図。
その他の実施形態に係る電力変換装置の全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び/又は構造的に対応する部分及び/又は関連付けられる部分には同一の参照符号、又は百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分及び/又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
(【0011】以降は省略されています)
この特許をJ-PlatPatで参照する
関連特許
個人
発電機
8日前
個人
回転装置
23日前
個人
直流モーターの固定子
5日前
三光株式会社
充電システム
9日前
個人
回転装置
23日前
個人
駆動力発生装置
23日前
株式会社ミクロブ
駆動装置
24日前
中国電力株式会社
柱上作業台
5日前
個人
ソーラーシェアリングシステム
25日前
三菱電機株式会社
ガス絶縁機器
15日前
中国電力株式会社
センサ清掃具
23日前
槌屋ティスコ株式会社
配線カバー
18日前
ウツミ電気株式会社
コイル
22日前
住友電装株式会社
プロテクタ
8日前
株式会社豊田自動織機
モータ
4日前
トヨタ自動車株式会社
電力システム
11日前
中国電力株式会社
ケーブル設置器具
17日前
河村電器産業株式会社
充電器
8日前
マクセル株式会社
電池パック
17日前
トヨタ自動車株式会社
駆動装置
25日前
大東電材株式会社
把持具のロック機構
18日前
株式会社豊田自動織機
回転電機
5日前
富士電機株式会社
電力変換装置
22日前
個人
駆動装置のない太陽光追尾集光システム
22日前
本田技研工業株式会社
回転電機
25日前
トヨタ自動車株式会社
充電支援システム
24日前
住友電装株式会社
ワイヤハーネス
5日前
矢崎総業株式会社
電源装置
22日前
株式会社アイシン
回転電機
15日前
株式会社デンソー
回転電機
23日前
株式会社ダイフク
給電設備
8日前
住友電装株式会社
ワイヤハーネス
15日前
株式会社ダイフク
給電設備
1日前
矢崎総業株式会社
接続構造
15日前
株式会社ジェイテクト
電動駆動装置
1日前
ダイハツ工業株式会社
被覆導線の加工方法
15日前
続きを見る
他の特許を見る