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公開番号2025063489
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-16
出願番号2023172731
出願日2023-10-04
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 20060101AFI20250409BHJP(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、入力部と、出力部と、変換回路と、所定のパラメータを動作制御用として検出する第1検出部と、パラメータを保護用として検出する第2検出部と、パラメータを故障検知用として検出する第3の検出部と、パラメータの第1検出値および第2検出値のうちの少なくとも一方の検出値とパラメータの第3検出値とを比較する比較回路と、制御回路と、を備えている。制御回路は、上記少なくとも一方の検出値と第3検出値とが互いに一致する場合には、上記少なくとも一方の検出値をそのまま使用すると共に、上記少なくとも一方の検出値と第3検出値とが互いに異なる場合には、第1検出値および第2検出値のうちの、第3検出値との比較対象となっている一方の検出値として、第3検出値との比較対象となっていない他方の検出値を使用する。
【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、
入力電流、出力電流、前記入力電圧および前記出力電圧のうちの少なくとも１つに対応するパラメータを、前記スイッチング素子の動作制御用として検出する第１検出部と、
前記パラメータを、前記スイッチング素子の保護用として検出する第２検出部と、
前記パラメータを、前記第１検出部および前記第２検出部のうちの少なくとも一方に関する故障検知用として検出する第３の検出部と、
前記第１検出部によって検出された前記パラメータの第１検出値、および、前記第２検出部によって検出された前記パラメータの第２検出値、のうちの少なくとも一方の検出値と、前記第３検出部によって検出された前記パラメータの第３検出値と、を比較する比較回路と、
前記比較回路による比較結果を利用して、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、
前記少なくとも一方の検出値と前記第３検出値とが、互いに一致するとの前記比較結果が得られた場合には、前記少なくとも一方の検出値をそのまま使用すると共に、
前記少なくとも一方の検出値と前記第３検出値とが、互いに異なるとの前記比較結果が得られた場合には、前記第１検出値および前記第２検出値のうちの、前記第３検出値との比較対象となっている一方の検出値として、前記第３検出値との比較対象となっていない他方の検出値を使用する
電力変換装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記比較回路は、前記第１検出値と前記第３検出値とを比較するようになっており、
前記制御回路は、
前記第１検出値と前記第３検出値とが、互いに一致するとの前記比較結果が得られた場合には、前記第１検出値をそのまま使用すると共に、
前記第１検出値と前記第３検出値とが、互いに異なるとの前記比較結果が得られた場合には、前記一方の検出値である前記第１検出値として、前記他方の検出値である前記第２検出値を使用する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記比較回路は、前記第２検出値と前記第３検出値とを比較するようになっており、
前記制御回路は、
前記第２検出値と前記第３検出値とが、互いに一致するとの前記比較結果が得られた場合には、前記第２検出値をそのまま使用すると共に、
前記第２検出値と前記第３検出値とが、互いに異なるとの前記比較結果が得られた場合には、前記一方の検出値である前記第２検出値として、前記他方の検出値である前記第１検出値を使用する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記比較回路は、前記第１検出値と前記第３検出値とを比較すると共に、前記第２検出値と前記第３検出値とを比較するようになっており、
前記制御回路は、
前記第１検出値と前記第３検出値とが、互いに一致するとの前記比較結果が得られた場合には、前記第１検出値をそのまま使用すると共に、
前記第１検出値と前記第３検出値とが、互いに異なるとの前記比較結果が得られた場合には、前記一方の検出値である前記第１検出値として、前記他方の検出値である前記第２検出値を使用し、
前記第２検出値と前記第３検出値とが、互いに一致するとの前記比較結果が得られた場合には、前記第２検出値をそのまま使用すると共に、
前記第２検出値と前記第３検出値とが、互いに異なるとの前記比較結果が得られた場合には、前記一方の検出値である前記第２検出値として、前記他方の検出値である前記第１検出値を使用する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
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
を有する
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
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５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記制御回路は、
前記少なくとも一方の検出値と前記第３検出値とが、互いに異なるとの前記比較結果が得られた場合には、
前記少なくとも一方の検出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４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
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、
入力電流、出力電流、前記入力電圧および前記出力電圧のうちの少なくとも１つに対応するパラメータを、前記スイッチング素子の動作制御用として検出する第１検出部と、
前記パラメータを、前記スイッチング素子の保護用として検出する第２検出部と、
前記パラメータを、前記第１検出部および前記第２検出部のうちの少なくとも一方に関する故障検知用として検出する第３の検出部と、
前記第１検出部によって検出された前記パラメータの第１検出値、および、前記第２検出部によって検出された前記パラメータの第２検出値、のうちの少なくとも一方の検出値と、前記第３検出部によって検出された前記パラメータの第３検出値と、を比較する比較回路と、
前記比較回路による比較結果を利用して、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、
前記少なくとも一方の検出値と前記第３検出値とが、互いに一致するとの前記比較結果が得られた場合には、前記少なくとも一方の検出値をそのまま使用すると共に、
前記少なくとも一方の検出値と前記第３検出値とが、互いに異なるとの前記比較結果が得られた場合には、前記第１検出値および前記第２検出値のうちの、前記第３検出値との比較対象となっている一方の検出値として、前記第３検出値との比較対象となっていない他方の検出値を使用する
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 2,400 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２０１５－１０４２９４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、入力電流、出力電流、入力電圧および出力電圧のうちの少なくとも１つに対応するパラメータを、スイッチング素子の動作制御用として検出する第１検出部と、上記パラメータを、スイッチング素子の保護用として検出する第２検出部と、上記パラメータを、第１検出部および第２検出部のうちの少なくとも一方に関する故障検知用として検出する第３の検出部と、第１検出部によって検出された上記パラメータの第１検出値、および、第２検出部によって検出された上記パラメータの第２検出値、のうちの少なくとも一方の検出値と、第３検出部によって検出された上記パラメータの第３検出値と、を比較する比較回路と、この比較回路による比較結果を利用して、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、上記少なくとも一方の検出値と第３検出値とが、互いに一致するとの比較結果が得られた場合には、上記少なくとも一方の検出値をそのまま使用すると共に、上記少なくとも一方の検出値と第３検出値とが、互いに異なるとの比較結果が得られた場合には、第１検出値および第２検出値のうちの、第３検出値との比較対象となっている一方の検出値として、第３検出値との比較対象となっていない他方の検出値を使用する。
【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。上記電力変換装置は、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、入力電流、出力電流、入力電圧および出力電圧のうちの少なくとも１つに対応するパラメータを、スイッチング素子の動作制御用として検出する第１検出部と、上記パラメータを、スイッチング素子の保護用として検出する第２検出部と、上記パラメータを、第１検出部および第２検出部のうちの少なくとも一方に関する故障検知用として検出する第３の検出部と、第１検出部によって検出された上記パラメータの第１検出値、および、第２検出部によって検出された上記パラメータの第２検出値、のうちの少なくとも一方の検出値と、第３検出部によって検出された上記パラメータの第３検出値と、を比較する比較回路と、この比較回路による比較結果を利用して、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、上記少なくとも一方の検出値と第３検出値とが、互いに一致するとの比較結果が得られた場合には、上記少なくとも一方の検出値をそのまま使用すると共に、上記少なくとも一方の検出値と第３検出値とが、互いに異なるとの比較結果が得られた場合には、第１検出値および第２検出値のうちの、第３検出値との比較対象となっている一方の検出値として、第３検出値との比較対象となっていない他方の検出値を使用する。
【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、図１に示した入力電流の検出部の詳細構成例を表すブロック図である。
図３は、図１に示した出力電圧の検出部の詳細構成例を表すブロック図である。
図４は、図１に示した比較制御回路の詳細構成例を表すブロック図である。
図５は、実施の形態に係る比較制御処理の一例を表す流れ図である。
図６は、実施の形態に係る比較制御処理の他の例を表す流れ図である。
図７は、実施の形態に係る比較制御処理の他の例を表す流れ図である。
図８は、変形例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（整流回路が同期整流回路である場合の例）
２．変形例（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。また、図２は、図１に示した後述する検出部５２の詳細構成例をブロック図で表したものであり、図３は、図１に示した後述する検出部５３の詳細構成例をブロック図で表したものである。図４は、図１に示した後述する比較制御回路６の詳細構成例を、ブロック図で表したものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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