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公開番号2025057937
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023167784
出願日2023-09-28
発明の名称電力変換装置および電力供給システム
出願人TDK株式会社
代理人弁理士法人つばさ国際特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250402BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】利便性を向上させることが可能な電力変換装置等を提供する。
【解決手段】本発明の一実施の形態に係る電力変換装置は、入力電圧が入力される入力部と、出力電圧を出力する出力部と、1または複数のスイッチング素子を含んでおり、入力電圧を出力電圧へと変換する変換動作を行う変換回路と、この電力変換装置内の所定箇所において、温度、電圧および電流のうちの少なくとも1つに対応するパラメータを測定する測定部と、変換回路におけるスイッチング素子の動作を制御する制御回路と、を備えている。この制御回路は、測定部によるパラメータの測定値と保護閾値との比較結果に応じて、スイッチング素子を停止状態に設定して変換動作を停止させる、保護動作を実行すると共に、この保護動作の実行後に測定されたパラメータの変化状況に応じて、保護動作を解除して変換動作を再開させるのか否かを、判断する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
所定の電力変換を行う電力変換装置であって、
入力電圧が入力される入力部と、
出力電圧を出力する出力部と、
１または複数のスイッチング素子を含んでおり、前記入力電圧を前記出力電圧へと変換する変換動作を行う変換回路と、
前記電力変換装置内の所定箇所において、温度、電圧および電流のうちの少なくとも１つに対応するパラメータを測定する測定部と、
前記変換回路における前記スイッチング素子の動作を制御する制御回路と
を備え、
前記制御回路は、
前記測定部による前記パラメータの測定値と保護閾値との比較結果に応じて、前記スイッチング素子を停止状態に設定して前記変換動作を停止させる、保護動作を実行すると共に、
前記保護動作の実行後に測定された前記パラメータの変化状況に応じて、前記保護動作を解除して前記変換動作を再開させるのか否かを、判断する
電力変換装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記制御回路は、
前記保護動作の開始時から所定期間の経過時点での前記パラメータの測定値である、経過時測定値と、故障判断閾値との大小関係に応じて、
前記保護動作を解除して前記変換動作を再開させるのか否かを、判断する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記パラメータとして、前記温度、ならびに、前記電流としての入力電流および出力電流、のうちの少なくとも１つである、第１パラメータを含んでいると共に、
前記故障判断閾値が、前記保護閾値よりも小さい値に設定されており、
前記制御回路は、
前記第１パラメータの測定値が前記保護閾値以上となった場合には、前記保護動作を開始すると共に、
前記第１パラメータにおける前記経過時測定値が、前記故障判断閾値以下まで低下した場合には、前記保護動作を継続して前記変換動作を再開させないと判断し、
前記第１パラメータにおける前記経過時測定値が、前記故障判断閾値超過である場合には、前記保護動作を解除して前記変換動作を再開させると判断する
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記パラメータとして、前記電圧としての前記出力電圧および前記入力電圧のうちの少なくとも１つである、第２パラメータを含んでおり、
前記保護閾値として、上限値としての第１保護閾値と、下限値としての第２保護閾値とを、それぞれ含んでいると共に、
前記故障判断閾値として、前記第１保護閾値よりも小さい値である第１故障判断閾値と、前記第２保護閾値よりも大きい値である第２故障判断閾値とが、それぞれ設定されており、
前記制御回路は、
前記第２パラメータの測定値が、前記第１保護閾値以上となった場合には、前記保護動作を開始すると共に、
前記第２パラメータにおける前記経過時測定値が、前記第１故障判断閾値未満まで低下した場合には、前記保護動作を継続して前記変換動作を再開させないと判断し、
前記第２パラメータにおける前記経過時測定値が、前記第１故障判断閾値超過である場合には、前記保護動作を解除して前記変換動作を再開させると判断する一方、
前記第２パラメータの測定値が、前記第２保護閾値以下となった場合には、前記保護動作を開始すると共に、
前記第２パラメータにおける前記経過時測定値が、前記第２故障判断閾値以上まで上昇した場合には、前記保護動作を継続して前記変換動作を再開させないと判断し、
前記第２パラメータにおける前記経過時測定値が、前記第２故障判断閾値未満である場合には、前記保護動作を解除して前記変換動作を再開させると判断する
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御回路は、
前記保護動作の開始後における前記パラメータの測定波形に基づいて、
前記保護動作を解除して前記変換動作を再開させるのか否かを、判断する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記変換回路が、
１次側巻線および２次側巻線を有するトランスと、
前記入力部と前記１次側巻線との間に配置されており、前記スイッチング素子としての第１スイッチング素子を含むインバータ回路と、
前記出力部と前記２次側巻線との間に配置されており、整流素子を含む整流回路と
を有しており、
前記温度の測定に関する前記所定箇所が、前記トランス、前記インバータ回路および前記整流回路のうちの１つの回路付近の箇所である
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記整流回路が、前記スイッチング素子として動作する前記整流素子を、第２スイッチング素子として含む、同期整流回路である
請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記制御回路は、
前記保護動作を解除して前記変換動作を再開させるとの判断結果が得られた場合には、
前記測定部による前記パラメータの測定値が異常値である旨の警告を、外部に出力する
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
所定の電力変換を行う電力変換装置と、
入力電圧を供給する電源と
を備え、
前記電力変換装置は、
前記入力電圧が入力される入力部と、
出力電圧を出力する出力部と、
１または複数のスイッチング素子を含んでおり、前記入力電圧を前記出力電圧へと変換する変換動作を行う変換回路と、
前記電力変換装置内の所定箇所において、温度、電圧および電流のうちの少なくとも１つに対応するパラメータを測定する測定部と、
前記変換回路における前記スイッチング素子の動作を制御する制御回路と
を有しており、
前記制御回路は、
前記測定部による前記パラメータの測定値と保護閾値との比較結果に応じて、前記スイッチング素子を停止状態に設定して前記変換動作を停止させる、保護動作を実行すると共に、
前記保護動作の実行後に測定された前記パラメータの変化状況に応じて、前記保護動作を解除して前記変換動作を再開させるのか否かを、判断する
電力供給システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子を用いて電力変換を行う電力変換装置、および、そのような電力変換装置を備えた電力供給システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ＤＣ－ＤＣコンバータ等の電力変換装置（スイッチング電源装置）として、各種方式のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－９７６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような電力変換装置等では、利便性を向上させることが求められている。利便性を向上させることが可能な、電力変換装置および電力供給システムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施の形態に係る電力変換装置は、入力電圧が入力される入力部と、出力電圧を出力する出力部と、１または複数のスイッチング素子を含んでおり、入力電圧を出力電圧へと変換する変換動作を行う変換回路と、この電力変換装置内の所定箇所において、温度、電圧および電流のうちの少なくとも１つに対応するパラメータを測定する測定部と、変換回路におけるスイッチング素子の動作を制御する制御回路と、を備えたものである。この制御回路は、測定部によるパラメータの測定値と保護閾値との比較結果に応じて、スイッチング素子を停止状態に設定して変換動作を停止させる、保護動作を実行すると共に、この保護動作の実行後に測定されたパラメータの変化状況に応じて、保護動作を解除して変換動作を再開させるのか否かを、判断する。
【０００６】
本発明の一実施の形態に係る電力供給システムは、所定の電力変換を行う電力変換装置と、入力電圧を供給する電源と、を備えたものである。電力変換装置は、入力電圧が入力される入力部と、出力電圧を出力する出力部と、１または複数のスイッチング素子を含んでおり、入力電圧を出力電圧へと変換する変換動作を行う変換回路と、この電力変換装置内の所定箇所において、温度、電圧および電流のうちの少なくとも１つに対応するパラメータを測定する測定部と、変換回路におけるスイッチング素子の動作を制御する制御回路と、を有している。この制御回路は、測定部によるパラメータの測定値と保護閾値との比較結果に応じて、スイッチング素子を停止状態に設定して変換動作を停止させる、保護動作を実行すると共に、この保護動作の実行後に測定されたパラメータの変化状況に応じて、保護動作を解除して変換動作を再開させるのか否かを、判断する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一実施の形態に係る電力変換装置および電力供給システムによれば、利便性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る電力変換装置の概略構成例を表す回路図である。
図２は、実施の形態における保護動作の際の処理例を表す流れ図である。
図３は、実施の形態における保護動作の際の他の処理例を表す流れ図である。
図４は、図２に示した処理例について説明するためのタイミング図である。
図５は、図３に示した処理例について説明するためのタイミング図である
図６は、変形例１における保護動作の際の処理例を表す流れ図である。
図７は、変形例１における保護動作の際の他の処理例を表す流れ図である。
図８は、変形例２に係る電力変換装置の概略構成例を表す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（保護動作の開始時から所定期間の経過時点での測定値を用いた処理例）
２．変形例
変形例１（保護動作の開始後における測定波形を用いた処理例）
変形例２（整流回路が同期整流回路ではない場合の例）
３．その他の変形例
【００１０】
＜１．実施の形態＞
［構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る電力変換装置（電力変換装置１）の概略構成例を、回路図で表したものである。この電力変換装置１は、直流入力電源１０（例えばバッテリ）から供給される直流入力電圧Ｖinを直流出力電圧Ｖoutに電圧変換し、負荷９に電力を供給するＤＣ－ＤＣコンバータとして機能するものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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