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公開番号2025056646
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-08
出願番号2023166245
出願日2023-09-27
発明の名称電力変換装置
出願人シンフォニアテクノロジー株式会社
代理人個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250401BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電源電圧が低下した場合でも、電力変換装置内に蓄積されている電気的エネルギーによるサージ電圧の発生を抑制可能な電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置51は、整流回路11と、整流回路11に対して電気的に並列に接続されるコンデンサ15と、整流回路11及びコンデンサ15に対して電気的に直列に接続されるリアクトル12と、複数のスイッチング素子SW1～SW4を有し、リアクトル12を介して整流回路11に電気的に接続されるスイッチング回路13と、複数のスイッチング素子SW1～SW4の駆動回路GD1～GD4と、駆動回路GD1～GD4を制御する制御信号を生成して駆動回路GD1～GD4に出力する駆動制御部40と、整流回路11及びコンデンサ15に対して電気的に並列に接続され、整流回路11またはコンデンサ15から供給される電力を駆動回路GD1～GD4に供給する駆動電源生成部20とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電源から負荷に供給する電力を制御する電力変換装置であって、
前記電源から出力される交流電流を整流する整流回路と、
前記整流回路に対して電気的に並列に接続されるコンデンサと、
前記整流回路及び前記コンデンサに対して電気的に直列に接続されるリアクトルと、
複数のスイッチング素子を有し、前記リアクトルを介して前記整流回路に電気的に接続され、前記複数のスイッチング素子のオン状態またはオフ状態の切り替えによって、前記整流回路から前記負荷に対して電力を供給するスイッチング回路と、
前記複数のスイッチング素子のオン状態またはオフ状態を切り替える駆動回路と、
前記複数のスイッチング素子のオン状態またはオフ状態を切り替えるように前記駆動回路を制御する制御信号を生成して前記駆動回路に出力する駆動制御部と、
前記整流回路及び前記コンデンサに対して電気的に並列に接続され、前記整流回路または前記コンデンサから供給される電力を、前記駆動回路に供給する駆動電源生成部と、
を有する、
電力変換装置。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記駆動制御部は、前記駆動電源生成部から前記駆動回路に入力される電圧が低下して第１閾値に達した場合、前記スイッチング回路によって前記リアクトルに残存する電気的エネルギーが消費されるように前記駆動回路を制御する制御信号を生成して前記駆動回路に出力する、
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、
前記電源から出力される電力を前記駆動制御部に供給する制御電源生成部をさらに有し、
前記駆動制御部は、前記制御電源生成部から前記駆動制御部に入力される電圧が低下して第２閾値に達した場合、前記スイッチング回路によって前記リアクトルに残存する電気的エネルギーが消費されるように前記駆動回路を制御する制御信号を生成して前記駆動回路に出力する、
電力変換装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の電力変換装置において、
前記整流回路と、前記コンデンサと、前記スイッチング回路と、前記駆動回路と、前記駆動電源生成部とを含み、前記電源から前記負荷に供給する電力を制御する複数の電力変換部を有し、
前記複数の電力変換部は、互いに電気的に並列に接続されており、
前記駆動制御部は、前記複数の電力変換部のうち少なくとも一つの電力変換部に含まれる前記駆動回路を制御する制御信号を生成して前記駆動回路に出力する、
電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源から負荷に供給する電力を制御する電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電源から負荷に供給する電力を制御する電力変換装置が知られている。このような電力変換装置として、例えば特許文献１に開示されるように、軌道に支持されつつ走行する移動体に電力を供給する電力供給システムが知られている。
【０００３】
前記特許文献１に開示されている電力供給システムは、給電線に接続されたコンデンサと、リアクトルを前記給電線に並列に接続させた入り状態と前記リアクトルが前記給電線に電気的に接続されていない切り状態とを選択的に取るスイッチ素子を有するスイッチ回路と、前記スイッチ素子の状態を切り替えるスイッチ制御部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－２０１２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載されている電力供給システムのような電力変換装置において、スイッチ制御部が外部の交流電源から供給される電力によって動作される場合がある。このようなスイッチ制御部は、例えば、スイッチ素子（スイッチング素子）の駆動を制御するための制御信号を生成する駆動制御部と、スイッチング素子をオン状態またはオフ状態に切り替える駆動回路とを含む。
【０００６】
前記駆動回路に、外部の交流電源等から電力を供給する場合、停電または電力変換装置の故障等により電源の電圧（以下、電源電圧という）が低下すると、前記駆動回路に供給される電力も低下する。そのため、前記電源電圧が所定値以下になると、前記駆動回路に対して、スイッチング回路を駆動可能な十分な電力を供給できなくなる。そのため、前記電源電圧が低下して前記駆動回路に供給する電力が低下した場合、例えば、スイッチング素子はオフ状態のままとなる。
【０００７】
一方、前記特許文献１に記載されている電力供給システムのような電力変換装置の回路内では、例えばリアクトル等の素子に、電気的エネルギーが蓄積される。そのため、上述のように前記駆動回路に供給する電力が低下してスイッチング素子がオフ状態になると、電力変換装置の回路内に蓄積された電気的エネルギーが消費されず、電力変換装置の回路内でサージ電圧を発生する可能性がある。前記サージ電圧が発生すると、電力変換装置の回路内のスイッチング素子等が破損する可能性がある。
【０００８】
本発明の目的は、電源電圧が低下した場合でも、電力変換装置内に蓄積されている電気的エネルギーによるサージ電圧の発生を抑制可能な電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る電力変換装置は、電源から負荷に供給する電力を制御する電力変換装置である。前記電力変換装置は、前記電源から出力される交流電流を整流する整流回路と、前記整流回路に対して電気的に並列に接続されるコンデンサと、前記整流回路及び前記コンデンサに対して電気的に直列に接続されるリアクトルと、複数のスイッチング素子を有し、前記リアクトルを介して前記整流回路に電気的に接続され、前記複数のスイッチング素子のオン状態またはオフ状態の切り替えによって、前記整流回路から前記負荷に対して電力を供給するスイッチング回路と、前記複数のスイッチング素子のオン状態またはオフ状態を切り替える駆動回路と、前記複数のスイッチング素子のオン状態またはオフ状態を切り替えるように前記駆動回路を制御する制御信号を生成して前記駆動回路に出力する駆動制御部と、前記整流回路及び前記コンデンサに対して電気的に並列に接続され、前記整流回路または前記コンデンサから供給される電力を、前記駆動回路に供給する駆動電源生成部と、を有する（第１の構成）。
【００１０】
上述の構成では、駆動電源生成部が整流回路またはコンデンサから供給される電力を、前記駆動回路に供給する。したがって、電源電圧が低下した場合でも、前記電力変換装置の回路内に残存する電力を使って前記駆動回路を駆動させることができる。したがって、前記電源電圧が低下した場合でも、前記駆動回路によって前記スイッチング素子を駆動させて、前記電力変換装置の回路内に電流を流すことにより、前記電力変換装置内に蓄積された電気的エネルギーを消費させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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