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公開番号2025035927
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2023143285
出願日2023-09-04
発明の名称電力変換装置および電力貯蔵システム
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類H02M 3/155 20060101AFI20250307BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力変換装置に接続された素子を過電流から保護する電力変換装置及び電力貯蔵システムを提供する。
【解決手段】電力貯蔵システムにおいて、電力変換装置10は、直流バッテリ20と、1つ以上の直流バッテリが接続されてバス電圧Vbusが印加される直流バス30との間に設けられた非絶縁DCDCコンバータ12と、非絶縁DCDCコンバータへの入力電流I1および非絶縁DCDCコンバータからの出力電流の少なくとも一方を制限する電流制限手段22と、を備える。非絶縁DCDCコンバータは、直流バッテリを放電する際には、直流バッテリのバッテリ電圧Vbatをバス電圧に変換して直流バスに出力する動作を行い、直流バッテリを充電する際には、バス電圧をバッテリ電圧に変換して直流バッテリに出力する動作を行う。電流制限手段は、非絶縁DCDCコンバータと直流バッテリの間か又は非絶縁DCDCコンバータと前記直流バスの間に接続される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
直流バッテリと、１つ以上の前記直流バッテリが接続されてバス電圧が印加される直流バスとの間に設けられた非絶縁ＤＣＤＣコンバータと、
前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータへの入力電流および前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータからの出力電流の少なくとも一方を制限する電流制限手段と
を備え、
前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータは、前記直流バッテリを放電する際には、前記直流バッテリのバッテリ電圧を前記バス電圧に変換して前記直流バスに出力する動作を行い、前記直流バッテリを充電する際には、前記バス電圧を前記バッテリ電圧に変換して前記直流バッテリに出力する動作を行い、
前記電流制限手段は、前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータと前記直流バッテリの間、または、前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータと前記直流バスの間に接続される
電力変換装置。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記電流制限手段は、前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータの変換動作とは独立して、前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータの入力電流および出力電流の少なくとも一方を制限する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電力変換装置は、基準電位に設定された基準電位線を更に備え、
前記電流制限手段は、電流を制限する制限スイッチと環流ダイオードが直列接続された回路であり、
前記環流ダイオードのアノードは前記基準電位線に接続され、
前記制限スイッチは前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータの入力部または出力部に接続され、
前記制限スイッチと前記環流ダイオードとの接続点が、前記入力部または前記直流バスに接続される
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制限スイッチは、半導体スイッチである
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電流制限手段は、前記入力電流または前記出力電流の電流値を０より大きい一定値以下に維持する
請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記電流制限手段は、前記直流バスの電流値が第１の基準値を超えると前記半導体スイッチをスイッチングすることで前記電流値を前記一定値以下に制御し、前記電流値が判定時間経過後に第２の基準値を下回らず、且つ前記バス電圧の値が予め定められた電圧値以上にならない場合に、前記入力電流または前記出力電流を遮断する
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
請求項１に記載の複数の前記電力変換装置と、
それぞれの前記電力変換装置ごとに接続された複数の前記直流バッテリと
を備える電力貯蔵システム。
【請求項８】
複数の前記電力変換装置が接続している共通の前記直流バスと、
前記直流バスと接続しているパワーコンディショナと
を更に備える請求項７に記載の電力貯蔵システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置および電力貯蔵システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、過電流保護手段を有するスイッチング電源装置が知られている（特許文献１参照）。また、負荷が過電流若しくは短絡状態になってもインダクタ電流の平均値をほぼ一定にし、発振周波数の変化を最小限に抑えることができるスイッチング電源が知られている（特許文献２参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００３－０４７２３７号公報
［特許文献２］特開２００５－２１０８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電力変換装置と電力変換装置に接続された素子を過電流から保護することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態においては、電力変換装置を提供する。電力変換装置は、直流バッテリを備えてよい。上記電力変換装置は、１つ以上の前記直流バッテリが接続されてバス電圧が印加される直流バスとの間に設けられた非絶縁ＤＣＤＣコンバータを備えてよい。上記いずれかの電力変換装置は、前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータへの入力電流および前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータからの出力電流の少なくとも一方を制限する電流制限手段を備えてよい。上記いずれかの電力変換装置において、前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータは、前記直流バッテリを放電する際には、前記直流バッテリのバッテリ電圧を前記バス電圧に変換して前記直流バスに出力する動作を行ってよい。上記いずれかの電力変換装置において、前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータは、前記直流バッテリを充電する際には、前記バス電圧を前記バッテリ電圧に変換して前記直流バッテリに出力する動作を行ってよい。上記いずれかの電力変換装置において、前記電流制限手段は、前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータと前記直流バッテリの間、または、前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータと前記直流バスの間に接続されてよい。
【０００５】
上記いずれかの電力変換装置において、前記電流制限手段は、前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータの変換動作とは独立して、前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータの入力電流および出力電流の少なくとも一方を制限してよい。
【０００６】
上記いずれかの電力変換装置において、前記電力変換装置は、基準電位に設定された基準電位線を更に備えてよい。上記いずれかの電力変換装置において、前記電流制限手段は、電流を制限する制限スイッチと環流ダイオードが直列接続された回路であってよい。上記いずれかの電力変換装置において、前記環流ダイオードのアノードは前記基準電位線に接続され、前記制限スイッチは前記非絶縁ＤＣＤＣコンバータの入力部または出力部に接続されてよい。上記いずれかの電力変換装置において、前記制限スイッチと前記環流ダイオードとの接続点が、前記入力部または前記直流バスに接続されてよい。
【０００７】
上記いずれかの電力変換装置において、前記制限スイッチは、半導体スイッチであってよい。
【０００８】
上記いずれかの電力変換装置において、前記電流制限手段は、前記入力電流または前記出力電流の電流値を０より大きい一定値以下に維持してよい。
【０００９】
上記いずれかの電力変換装置において、前記電流制限手段は、前記直流バスの電流値が第１の基準値を超えると前記半導体スイッチをスイッチングすることで前記電流値を前記一定値以下に制御し、前記電流値が判定時間経過後に第２の基準値を下回らず、且つ前記バス電圧の値が予め定められた電圧値以上にならない場合に、前記入力電流または前記出力電流を遮断してよい。
【００１０】
本発明の他の実施形態においては、電力貯蔵システムを提供する。電力貯蔵システムは、上記いずれかの電力変換装置を複数備えてよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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