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公開番号2025085176
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2023198865
出願日2023-11-24
発明の名称電力変換装置
出願人オムロン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250529BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】本願は、昇圧時と降圧時とでスイッチングパターンの切替を行う場合の切替点における電流の振動を防止可能な電力変換装置を開示する。
【解決手段】第1入出力端子対に並列接続された第1スイッチングレグと第2スイッチングレグとを含む第1フルブリッジ回路と、第2入出力端子対に並列接続された第3スイッチングレグと第4スイッチングレグとを含む第2フルブリッジ回路と、第1フルブリッジ回路に接続される一方の巻き線と第2フルブリッジ回路に接続される他方の巻き線とを含むトランスと、を有するDC/DCコンバータと、DC/DCコンバータを制御する制御部と、を備え、制御部は、各スイッチングレグが有するスイッチング素子のスイッチングパターンを少なくとも降圧用と昇圧用の2種類有しており、昇圧動作と降圧動作との間におけるスイッチングパターンの切替においては、切替点におけるスイッチングパターンが一致するように切替える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１入出力端子対に並列接続された第１スイッチングレグと第２スイッチングレグとを含む第１フルブリッジ回路と、第２入出力端子対に並列接続された第３スイッチングレグと第４スイッチングレグとを含む第２フルブリッジ回路と、前記第１フルブリッジ回路に接続される一方の巻き線と前記第２フルブリッジ回路に接続される他方の巻き線とを含むトランスと、を有するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
各スイッチングレグが有するスイッチング素子のスイッチングパターンを少なくとも降圧用と昇圧用の２種類有しており、昇圧動作と降圧動作との間におけるスイッチングパターンの切替においては、切替点におけるスイッチングパターンが一致するように切替える、
電力変換装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記制御部は、昇圧動作から降圧動作への切替の際は、切替前の昇圧用のスイッチングパターンと切替後の降圧用のスイッチングパターンとが切替点において一致するように切替える、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御部は、降圧動作から昇圧動作への切替の際は、切替前の降圧用のスイッチングパターンと切替後の昇圧用のスイッチングパターンとが切替点において一致するように切替える、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１スイッチングレグは、第１スイッチング素子と第３スイッチング素子とを有し、前記第１スイッチング素子のソース端子と前記第３スイッチング素子のドレイン端子とは第１接続点で直列接続されるとともに、前記第１スイッチング素子のドレイン端子と前記第３スイッチング素子のソース端子とが前記第１入出力端子対に接続し、
前記第２スイッチングレグは、第２スイッチング素子と第４スイッチング素子とを有し、前記第２スイッチング素子のソース端子と前記第４スイッチング素子のドレイン端子とは第２接続点で直列接続されるとともに、前記第２スイッチング素子のドレイン端子と前記第４スイッチング素子のソース端子とが前記第１入出力端子対に接続し、
前記第３スイッチングレグは、第５スイッチング素子と第７スイッチング素子とを有し、前記第５スイッチング素子のソース端子と前記第７スイッチング素子のドレイン端子とは第３接続点で直列接続されるとともに、前記第５スイッチング素子のドレイン端子と前記第７スイッチング素子のソース端子とが前記第２入出力端子対に接続し、
前記第４スイッチングレグは、第６スイッチング素子と第８スイッチング素子とを有し、前記第６スイッチング素子のソース端子と前記第８スイッチング素子のドレイン端子とは第４接続点で直列接続されるとともに、前記第６スイッチング素子のドレイン端子と前記第８スイッチング素子のソース端子とが前記第２入出力端子対に接続し、
前記トランスの一方の巻き線は、前記第１接続点と前記第２接続点に接続され、前記トランスの他方の巻き線は、前記第３接続点と前記第４接続点に接続されており、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子から前記第８スイッチング素子までの各スイッチング素子のスイッチングパターンを少なくとも降圧用と昇圧用の２種類有しており、昇圧動作と降圧動作との間におけるスイッチングパターンの切替においては、切替点におけるスイッチングパターンが一致するように切替える、
請求項１から３の何れか一項に記載の電力変換装置。

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 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換装置としては、例えば、トランスの両側にフルブリッジ回路を各々有する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータが提案されている（例えば、特許文献１－４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－４８７００号公報
特開２０２１－４８６９９号公報
特開２０２１－１２１１３９号公報
特開２０２３－８４０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非絶縁のフルブリッジ型や、励磁インダクタンスに対して漏れインダクタンスが極めて小さい絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ回路においては、負荷電流に対する配慮で十分であり、励磁電流が問題になることはない。しかし、励磁電流を無視できないようなＤＣ／ＤＣコンバータ回路において、昇圧時と降圧時とでスイッチングパターンの切替を行う場合、切替点における電流の振動が無視できない程度に大きくなる場合がある。そこで、本願は、昇圧時と降圧時とでスイッチングパターンの切替を行う場合の切替点における電流の振動を防止可能な電力変換装置を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明では、昇圧動作と降圧動作との間におけるスイッチングパターンの切替においては、切替点におけるスイッチングパターンが一致するように切替えることにした。
【０００６】
詳細には、本発明は、第１入出力端子対に並列接続された第１スイッチングレグと第２スイッチングレグとを含む第１フルブリッジ回路と、第２入出力端子対に並列接続された第３スイッチングレグと第４スイッチングレグとを含む第２フルブリッジ回路と、第１フルブリッジ回路に接続される一方の巻き線と第２フルブリッジ回路に接続される他方の巻き線とを含むトランスと、を有するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、を備え、制御部は、各スイッチングレグが有するスイッチング素子のスイッチングパターンを少なくとも降圧用と昇圧用の２種類有しており、昇圧動作と降圧動作との間におけるスイッチングパターンの切替においては、切替点におけるスイッチングパターンが一致するように切替える、電力変換装置である。
【０００７】
上記の電力変換装置であれば、昇圧動作と降圧動作との間におけるスイッチングパターンの切替において、切替点におけるスイッチングパターンが一致する。このため、切替点におけるスイッチングパターンの不一致に起因する電流の振動を防止可能である。
【０００８】
なお、制御部は、昇圧動作から降圧動作への切替の際は、切替前の昇圧用のスイッチングパターンと切替後の降圧用のスイッチングパターンとが切替点において一致するように切替えてもよい。これによれば、昇圧動作から降圧動作への切替におけるスイッチングパターンの切替において、切替前の昇圧用のスイッチングパターンと切替後の降圧用のスイ
ッチングパターンとが一致する。このため、切替点におけるスイッチングパターンの不一致に起因する電流の振動を防止可能である。
【０００９】
また、制御部は、降圧動作から昇圧動作への切替の際は、切替前の降圧用のスイッチングパターンと切替後の昇圧用のスイッチングパターンとが切替点において一致するように切替えてもよい。これによれば、降圧動作から昇圧動作への切替におけるスイッチングパターンの切替において、切替前の降圧用のスイッチングパターンと切替後の昇圧用のスイッチングパターンとが一致する。このため、切替点におけるスイッチングパターンの不一致に起因する電流の振動を防止可能である。
【００１０】
また、第１スイッチングレグは、第１スイッチング素子と第３スイッチング素子とを有し、第１スイッチング素子のソース端子と第３スイッチング素子のドレイン端子とは第１接続点で直列接続されるとともに、第１スイッチング素子のドレイン端子と第３スイッチング素子のソース端子とが第１入出力端子対に接続し、第２スイッチングレグは、第２スイッチング素子と第４スイッチング素子とを有し、第２スイッチング素子のソース端子と第４スイッチング素子のドレイン端子とは第２接続点で直列接続されるとともに、第２スイッチング素子のドレイン端子と第４スイッチング素子のソース端子とが第１入出力端子対に接続し、第３スイッチングレグは、第５スイッチング素子と第７スイッチング素子とを有し、第５スイッチング素子のソース端子と第７スイッチング素子のドレイン端子とは第３接続点で直列接続されるとともに、第５スイッチング素子のドレイン端子と第７スイッチング素子のソース端子とが第２入出力端子対に接続し、第４スイッチングレグは、第６スイッチング素子と第８スイッチング素子とを有し、第６スイッチング素子のソース端子と第８スイッチング素子のドレイン端子とは第４接続点で直列接続されるとともに、第６スイッチング素子のドレイン端子と第８スイッチング素子のソース端子とが第２入出力端子対に接続し、トランスの一方の巻き線は、第１接続点と第２接続点に接続され、トランスの他方の巻き線は、第３接続点と第４接続点に接続されており、制御部は、第１スイッチング素子から第８スイッチング素子までの各スイッチング素子のスイッチングパターンを少なくとも降圧用と昇圧用の２種類有しており、昇圧動作と降圧動作との間におけるスイッチングパターンの切替においては、切替点におけるスイッチングパターンが一致するように切替えてもよい。これによれば、昇圧動作と降圧動作との間におけるスイッチングパターンの切替において、切替点におけるスイッチングパターンが一致する。このため、切替点におけるスイッチングパターンの不一致に起因する電流の振動を防止可能である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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