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公開番号2024171540
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023088605
出願日2023-05-30
発明の名称電力変換装置、その制御方法、及び電力変換システム
出願人日産自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20241205BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力変換装置10を小型化する。
【解決手段】電力変換装置10は、第1回路11と、トランス12と、リアクトル15と、第2回路13と、第3回路14とを備える。トランス12は、第1回路11から電力が入力され、第2コイル122及び第3コイル123へ変換後の電圧を出力する。リアクトル15は、第1回路11とトランス12の間に接続されている。第2回路13は、トランス12から出力される電力を整流する。第3回路14は、トランス12から出力される電力を整流する第2整流器141と、整流された電力を変換するDCAC変換部143と、第2整流器141とDCAC変換部143の間に接続されたコンデンサ142とを有する。リアクトル15は、そのインダクタンス値が調整可能な可変リアクトルである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力される電力を変換する第１スイッチを有する第１回路と、
前記第１回路により変換された電力が入力される第１コイルと、前記第１コイルに入力される電圧を変換して出力する第２コイルと、前記第１コイルに入力される電圧を変換して出力する第３コイルとを有するトランスと、
前記第１回路と前記第１コイルの間に接続されたリアクトルと、
前記第２コイルから出力される電力を整流する第１整流器を有する第２回路と、
前記第３コイルから出力される電力を整流する第２整流器と、前記第２整流器により整流された電力を変換するＤＣＡＣ変換部と、前記第２整流器と前記ＤＣＡＣ変換部の間に接続されたコンデンサと、を有する第３回路と、を備え、
前記リアクトルは、そのインダクタンス値が調整可能な可変リアクトルである
電力変換装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
制御部が請求項１に記載の電力変換装置を制御する方法であって、
前記制御部は、
前記第３回路から出力される電力を消費する負荷が前記第３回路に接続されていない場合、前記インダクタンス値を第１規定値に設定し、
前記負荷が前記第３回路に接続されている場合、前記インダクタンス値を前記第１規定値以下の第２規定値に設定する
電力変換装置の制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換装置の制御方法であって、
前記制御部は、
前記負荷が前記第３回路に接続されている場合、前記第１回路に入力される第１電圧と、前記負荷の消費電力の少なくともいずれかに応じて、前記インダクタンス値を変化させる
電力変換装置の制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換装置の制御方法であって、
前記制御部は、
前記負荷が前記第３回路に接続されている場合、前記第１電圧の低下に応じて、前記インダクタンス値を低下させる
電力変換装置の制御方法。
【請求項５】
請求項３に記載の電力変換装置の制御方法であって、
前記制御部は、
前記負荷が前記第３回路に接続されている場合、前記第１電圧が第１閾値以下になった場合に、前記インダクタンス値を低下させる
電力変換装置の制御方法。
【請求項６】
請求項３～５のいずれか一項に記載の電力変換装置の制御方法であって、
前記制御部は、
前記負荷が接続されている場合、前記負荷の消費電力の増加に応じて、前記インダクタンス値を低下させる
電力変換装置の制御方法。
【請求項７】
請求項３～５のいずれか一項に記載の電力変換装置の制御方法であって、
前記制御部は、
前記負荷が接続されている場合、前記負荷の消費電力が第２閾値以上になった場合に、前記インダクタンス値を低下させる
電力変換装置の制御方法。
【請求項８】
入力される電力を変換する第１スイッチを有する第１回路と、
前記第１回路により変換された電力が入力される第１コイルと、前記第１コイルに入力される電圧を変換して出力する第２コイルと、前記第１コイルに入力される電圧を変換して出力する第３コイルとを有するトランスと、
前記第１回路と前記第１コイルの間に接続されたリアクトルと、
前記第２コイルから出力される電力を変換する第１整流器を有する第２回路と、
前記第３コイルから出力される電力を変換する第２整流器と、前記第２整流器により変換された電力を変換するＤＣＡＣ変換部と、前記第２整流器と前記ＤＣＡＣ変換部の間に接続されたコンデンサと、を有する第３回路と、
制御部と、を備え、
前記リアクトルは、そのインダクタンス値が調整可能な可変リアクトルである
電力変換システムであって、
前記制御部は、
前記第３回路から出力される電力を消費する負荷が前記第３回路に接続されていない場合、前記インダクタンス値を第１規定値に設定し、
前記負荷が前記第３回路に接続されている場合、前記インダクタンス値を前記第１規定値以下の第２規定値に設定する、
電力変換システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置、その制御方法、及び電力変換システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、電気自動車に搭載されるＤＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＡＣインバータとを統合することで、電源装置全体の設置スペースを小さくするスイッチング電源装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－１０９７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のＤＣ／ＡＣインバータは、整流回路により整流された電圧を平滑化するためのコンデンサを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＡＣインバータとを統合することにより、コンデンサの静電容量が統合前と比べて大きくなることで、電源装置の小型化を妨げることになる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、電力変換装置を小型化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、電力変換装置である。電力変換装置は、第１回路と、トランスと、リアクトルと、第２回路と、第３回路と、を備える。第１回路は、入力される電力を変換する。トランスは、第１回路により変換された電力が入力される第１コイルと、第１コイルに入力される電圧を変換して出力する第２コイルと、第１コイルに入力される電圧を変換して出力する第３コイルとを有する。リアクトルは、第１回路と第１コイルの間に接続されている。第２回路は、第２コイルから出力される電力を整流する。第３回路は、第３コイルから出力される電力を整流する第２整流器と、第２整流器により整流された電力を変換するＤＣＡＣ変換部と、第２整流器とＤＣＡＣ変換部の間に接続されたコンデンサと、を有する。リアクトルは、そのインダクタンス値が調整可能な可変リアクトルである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力変換装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係わる電力変換装置１０を含む電力変換システム１、及び電力変換装置１０に接続された周辺機器２～４を示すブロック図である。
図２は、図１の電力変換装置１０の詳細な回路構成の一例を示す回路図である。
図３は、第２負荷４が第３回路１４に接続されている場合及び接続されていない場合における、可変リアクトル１５のインダクタンス値の制御の一例を示すグラフである。
図４は、第２負荷４が第３回路１４に接続され、且つ可変リアクトル１５のインダクタンス値を小さな値（１μＨ）に設定した時の第３電圧Ｖ３の時間変化（実線）と、第２負荷４が第３回路１４に接続され、且つ可変リアクトル１５のインダクタンス値を大きな値（１０μＨ）に設定した時の第３電圧Ｖ３の時間変化（破線）とを示すグラフである。
図５は、第２負荷４の接続の有無、及び第１電圧Ｖ１の時間変化に応じた、可変リアクトル１５のインダクタンス値の制御の一例を示すグラフである。
図６は、直流電圧源２の一例であるリチウムイオン電池の充電状態（ＳｏＣ）と第３電圧Ｖ３との関係、及び第３電圧Ｖ３の時間変化（６Ａ、６Ｂ）を示すグラフである。
図７は、第２実施形態に係る、図１の電力変換装置１０の詳細な回路構成の例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して、実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態に係わる電力変換装置１０を含む電力変換システム１、及び電力変換装置１０に接続された周辺機器２～４を説明する。電力変換システム１は、１つの入力と２つの出力を有する電力変換装置１０と、電力変換装置１０を制御する制御部２０とを備える。周辺機器２～４は、直流電圧源２と、第１負荷３と、第２負荷４である。電力変換装置１０は、第１回路１１と、トランス１２と、リアクトル１５と、第２回路１３と、第３回路１４と、を備える。第１回路１１は、入力される電力を変換する第１スイッチＳＳを有する。トランス１２は、第１回路１１により変換された電力が入力される第１コイル１２１と、第１コイル１２１に入力される電圧を変換して出力する第２コイル１２２と、第１コイル１２１に入力される電圧を変換して出力する第３コイル１２３とを有する。リアクトル１５は、第１回路１１と第１コイル１２１の間に接続されている。第２回路１３は、第２コイル１２２から出力される電力を整流する第１整流器１３１を有する。第３回路１４は、第３コイル１２３から出力される電力を整流する第２整流器１４１と、第２整流器１４１により整流された電力を変換するＤＣＡＣ変換部１４３と、第２整流器１４１とＤＣＡＣ変換部１４３の間に接続されたコンデンサ１４２と、を有する。コンデンサ１４２は、ＤＣリンク１４２と呼ぶ場合がある。リアクトル１５は、そのインダクタンス値が調整可能な可変リアクトルである。以後、実施形態において、可変リアクトル１５と呼ぶ。
（【００１１】以降は省略されています）

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