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公開番号2025044028
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023151700
出願日2023-09-19
発明の名称電力変換装置
出願人日立Astemo株式会社
代理人弁理士法人開知
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250325BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】サージエネルギーを効率的に回生して、変換効率を向上可能な電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置1は、交流電圧を直流電圧に変換する交直変換部20と、交直変換部20に接続され、サージエネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部30と、エネルギー蓄積部30と並列に接続されるとともに、負荷12と直列に接続される放電抵抗16と、放電抵抗16に直列に接続され、かつ負荷12と並列に接続される第1平滑コンデンサ15と、エネルギー蓄積部30と直列に接続され、かつ、第1平滑コンデンサ15と直列に接続される第1電流経路30、41、15と、エネルギー蓄積部30と直列に接続され、かつ、第1平滑コンデンサ15と並列に接続される第2電流経路42、30、16、15を切り替える電路切替部40、40Aと、交直変換部20の動作を制御する制御回路13と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
交流電圧を直流電圧に変換する交直変換部と、
前記交直変換部に接続され、サージエネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、
前記エネルギー蓄積部と並列に接続されるとともに、負荷と直列に接続される放電抵抗と、
前記放電抵抗に直列に接続され、かつ前記負荷と並列に接続される第１平滑コンデンサと、
前記エネルギー蓄積部と直列に接続され、かつ、前記第１平滑コンデンサと直列に接続される第１電流経路と、前記エネルギー蓄積部と直列に接続され、かつ、前記第１平滑コンデンサと並列に接続される第２電流経路を切り替える電路切替部と、
前記交直変換部の動作を制御する制御回路と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記電路切替部は、第１ダイオードと、第２ダイオードと、を有し、前記第１ダイオードのアノードと前記第２ダイオードのカソードが前記エネルギー蓄積部と接続され、前記第１ダイオードのカソードが前記第１平滑コンデンサの正極側と接続され、前記第２ダイオードのアノードが前記第１平滑コンデンサの負極側と接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記電路切替部は、
前記エネルギー蓄積部のサージエネルギーの蓄積時に、前記エネルギー蓄積部と前記第１平滑コンデンサとが直列に接続され、サージエネルギーの放電時に前記エネルギー蓄積部から前記放電抵抗を介して前記第１平滑コンデンサに接続される第１動作モードと、
前記エネルギー蓄積部のサージエネルギーの蓄積時に、前記第１平滑コンデンサを介さずに前記エネルギー蓄積部と前記交直変換部とが接続され、サージエネルギーの放電時に前記エネルギー蓄積部から前記放電抵抗を介して前記第１平滑コンデンサに接続される第２動作モードと、
を有し、
前記制御回路は、前記交直変換部の入力電圧および出力電圧に基づいて、前記第１動作モードと前記第２動作モードとを切替えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電力変換装置において、
前記エネルギー蓄積部は、サージエネルギー放電時の電圧がサージエネルギー蓄積時の電圧よりも低くなる分割整流回路を有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１、２、３のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記エネルギー蓄積部と前記第１平滑コンデンサとの間に接続され、かつ前記放電抵抗と直列に接続される放電路遮断スイッチング素子を備え、
前記制御回路は、前記交直変換部に交流電圧が印加されている期間は、前記放電路遮断スイッチング素子をオフにすることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１、２、３のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記放電抵抗と前記電路切替部との接続点と、前記第１平滑コンデンサの正極側と、の間に接続されるインダクタと、
前記放電抵抗と前記電路切替部との接続点と、前記第１平滑コンデンサの負極側と、に接続される第２平滑コンデンサと、
を備えることを特徴とする電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を昇圧または降圧して、整流し、出力するＤＣＤＣコンバータが知られている。
【０００３】
ＤＣＤＣコンバータにおいては、低耐圧の整流素子を適用するため、その両端に発生するサージ電圧を電圧クランプ型スナバ回路で抑制する場合がある。
【０００４】
特許文献１には、整流回路の出力端に第１コンデンサと第１ダイオードとで構成される直列体が接続され、第１コンデンサと第１ダイオードとの接続点と、整流回路の平滑インダクタと平滑コンデンサとの接続点との間に、電圧制御部が接続される技術が記載されている。電圧制御部が所定の式を用いて制御することにより、サージのピーク電圧Ｅｃｐが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５５１６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スナバ回路の蓄積手段であるスナバコンデンサの電圧は整流素子への定常的な印加電圧よりも高いため、スナバコンデンサに蓄積したエネルギー（以降、サージエネルギーと呼称する）を負荷へ効率的に回生することは、困難であった。
【０００７】
特許文献１に記載の技術においては、サージのピーク電圧は抑制されるが、サージエネルギーを効率的に回生して、サージエネルギーの回生効率を向上することについては、考慮されていなかった。
【０００８】
本発明の目的は、サージエネルギーを効率的に回生して、変換効率を向上可能な電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成される。
【００１０】
電力変換装置は、交流電圧を直流電圧に変換する交直変換部と、前記交直変換部に接続され、サージエネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部と並列に接続されるとともに、負荷と直列に接続される放電抵抗と、前記放電抵抗に直列に接続され、かつ前記負荷と並列に接続される第１平滑コンデンサと、前記エネルギー蓄積部と直列に接続され、かつ、前記第１平滑コンデンサと直列に接続される第１電流経路と、前記エネルギー蓄積部と直列に接続され、かつ、前記第１平滑コンデンサと並列に接続される第２電流経路を切り替える電路切替部と、前記交直変換部の動作を制御する制御回路と、を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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