特許ウォッチ

公開番号2025070805
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023181359
出願日2023-10-20
発明の名称電圧変換装置及び電動車両
出願人愛三工業株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250424BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】共振外れが生じることを抑制することができる技術を提供する。
【解決手段】一次側回路は、トランスの一部を構成する一次側コイルと、一次側コイルと並列で接続された励磁インダクタンスと、一次側コイルと直列で接続された第1共振タンク回路と、一次側コイルと直列かつ第1共振タンク回路と並列で接続された第2共振タンク回路と、第1共振タンク回路と第2共振タンク回路を切り替えるスイッチと、を備えていてもよい。第1共振タンク回路は、一次側コイルと直列で接続された第1漏れインダクタンスと、第1漏れインダクタンスと直列で接続された第1コンデンサと、を備えていてもよい。第2共振タンク回路は、一次側コイルと直列で接続された第2漏れインダクタンスと、第2漏れインダクタンスと直列で接続された第2コンデンサと、を備えていてもよい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力電圧を出力電圧に変換して負荷に印加する電圧変換装置であって、
前記入力電圧が入力される一次側回路と、
前記負荷に印加する前記出力電圧を出力する二次側回路と、
前記一次側回路から前記二次側回路に電力を伝送するトランスと、を備え、
前記一次側回路は、前記トランスの一部を構成する一次側コイルと、前記一次側コイルと並列で接続された励磁インダクタンスと、前記一次側コイルと直列で接続された第１共振タンク回路と、前記一次側コイルと直列かつ前記第１共振タンク回路と並列で接続された第２共振タンク回路と、前記第１共振タンク回路と前記第２共振タンク回路を切り替えるスイッチと、を備え、
前記二次側回路は、前記トランスの一部を構成する二次側コイルと、前記二次側コイルと前記負荷の間に配置された整流素子と、を備え、
前記第１共振タンク回路は、前記一次側コイルと直列で接続された第１漏れインダクタンスと、前記第１漏れインダクタンスと直列で接続された第１コンデンサと、を備え、
前記第２共振タンク回路は、前記一次側コイルと直列で接続された第２漏れインダクタンスと、前記第２漏れインダクタンスと直列で接続された第２コンデンサと、を備え、
前記第１漏れインダクタンスのインダクタンス（Ｌｒ１）と前記第１コンデンサの容量（Ｃｒ１）とによる下記の式（１）の共振周波数（ｆ１）と、前記第２漏れインダクタンスのインダクタンス（Ｌｒ２）と前記第２コンデンサの容量（Ｃｒ２）とによる下記の式（２）の共振周波数（ｆ２）とは、等しい値である、電圧変換装置。
TIFF
2025070805000007.tif
35
170
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電圧変換装置であって、
前記第１漏れインダクタンスのインダクタンス（Ｌｒ１）と前記第１コンデンサの容量（Ｃｒ１）と前記負荷の抵抗（Ｒ）とによる下記の式（３）のＱ値（Ｑ１）と、
前記第２漏れインダクタンスのインダクタンス（Ｌｒ２）と前記第２コンデンサの容量（Ｃｒ２）と前記負荷の抵抗（Ｒ）による下記の式（４）のＱ値（Ｑ２）とは、異なる値である、電圧変換装置。
TIFF
2025070805000008.tif
51
170
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電圧変換装置であって、
前記第１コンデンサに印加される電圧を検出する第１電圧センサと、
前記第２コンデンサに印加される電圧を検出する第２電圧センサと、を更に備える、電圧変換装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の電圧変換装置（２）を備える電動車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、電圧変換装置及び電動車両に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、入力電圧を出力電圧に変換して負荷に印加する電圧変換装置が開示されている。特許文献１の電圧変換装置は、入力電圧が入力される一次側回路と、負荷に印加する出力電圧を出力する二次側回路と、一次側回路から二次側回路に電力を伝送するトランスとを備えている。一次側回路は、トランスの一部を構成する一次側コイルと、一次側コイルと並列で接続された励磁インダクタンスと、一次側コイルと直列で接続された漏れインダクタンスと、漏れインダクタンスと直列で接続されたコンデンサとを備えている。二次側回路は、トランスの一部を構成する二次側コイルと、二次側コイルと負荷の間に配置された整流素子とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－７９３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の電圧変換装置では、一次側回路の共振用のコンデンサの容量に対して出力電圧が印加される負荷の抵抗が小さいときに共振外れが生じることがある。本明細書は、共振外れが生じることを抑制することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本技術の第１の態様では、入力電圧を出力電圧に変換して負荷に印加する電圧変換装置が、前記入力電圧が入力される一次側回路と、前記負荷に印加する出力電圧を出力する二次側回路と、前記一次側回路から前記二次側回路に電力を伝送するトランスと、を備えていてもよい。前記一次側回路は、前記トランスの一部を構成する一次側コイルと、前記一次側コイルと並列で接続された励磁インダクタンスと、前記一次側コイルと直列で接続された第１共振タンク回路と、前記一次側コイルと直列かつ前記第１共振タンク回路と並列で接続された第２共振タンク回路と、前記第１共振タンク回路と前記第２共振タンク回路を切り替えるスイッチと、を備えていてもよい。前記二次側回路は、前記トランスの一部を構成する二次側コイルと、前記二次側コイルと前記負荷の間に配置された整流素子と、を備えていてもよい。前記第１共振タンク回路は、前記一次側コイルと直列で接続された第１漏れインダクタンスと、前記第１漏れインダクタンスと直列で接続された第１コンデンサと、を備えていてもよい。前記第２共振タンク回路は、前記一次側コイルと直列で接続された第２漏れインダクタンスと、前記第２漏れインダクタンスと直列で接続された第２コンデンサと、を備えていてもよい。前記第１漏れインダクタンスのインダクタンス（Ｌｒ１）と前記第１コンデンサの容量（Ｃｒ１）とによる下記の式（１）の共振周波数（ｆ１）と、前記第２漏れインダクタンスのインダクタンス（Ｌｒ２）と前記第２コンデンサの容量（Ｃｒ２）とによる下記の式（２）の共振周波数（ｆ２）とは、等しい値であってもよい。
TIFF
2025070805000002.tif
35
170
【０００６】
この構成によると、第１共振タンク回路と第２共振タンク回路を備えることにより、一次側回路の共振用の漏れインダクタンスとコンデンサによる共振周波数を変動させずに、出力電圧が印加される負荷の抵抗の大きさに対して適切な容量のコンデンサに切り替えることができる。これにより、共振外れが生じることを抑制することができる。
【０００７】
第２の態様では、上記第１の態様において、前記第１漏れインダクタンスのインダクタンス（Ｌｒ１）と前記第１コンデンサの容量（Ｃｒ１）と前記負荷の抵抗（Ｒ）とによる下記の式（３）のＱ値（Ｑ１）と、前記第２漏れインダクタンスのインダクタンス（Ｌｒ２）と前記第２コンデンサの容量（Ｃｒ２）と前記負荷の抵抗（Ｒ）による下記の式（４）のＱ値（Ｑ２）とは、異なる値であってもよい。
TIFF
2025070805000003.tif
51
170
【０００８】
この構成によると、共振外れが生じることを抑制することができる。
【０００９】
第３の態様では、上記第１又は第２の態様において、電圧変換装置が、前記第１コンデンサに印加される電圧を検出する第１電圧センサと、前記第２コンデンサに印加される電圧を検出する第２電圧センサと、を更に備えていてもよい。
【００１０】
この構成によると、例えば、第１電圧センサの検出値に基づいて使用する回路を第１共振タンク回路から第２共振タンク回路に切り替えることができる。また、第２電圧センサの検出値に基づいて使用する回路を第２共振タンク回路から第１共振タンク回路に切り替えることができる。よって、第１電圧センサと第２電圧センサのそれぞれの検出値に基づいて第１共振タンク回路と第２共振タンク回路を切り替えることにより、共振外れが生じることを抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許