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公開番号2025091673
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023207070
出願日2023-12-07
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社豊田自動織機,国立大学法人長岡技術科学大学
代理人個人,個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250612BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】出力電圧を低下させること。
【解決手段】電力変換装置20は、入力された電力を交流電力に変換して出力する1次側回路51と、1次側回路51から交流電力が入力される第1接続線L11及び第2接続線L12と、1次側回路51から入力される交流電力を直流電力に変換して2つの出力端43,44に出力する2次側回路61と、を備える。2次側回路61は、互いに直列接続された第1コイルL21及び第1ダイオードD11を有する第1レグ62と、互いに直列接続された第2コイルL22及び第2ダイオードD12を有する第2レグ63と、第1コイルL21及び第2コイルL22を2つの出力端43,44の一方に接続する配線64と、第1ダイオードD11及び第2ダイオードD12を2つの出力端43,44の他方に接続する配線65と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチング素子を備え、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって入力された電力を交流電力に変換して出力する１次側回路と、
それぞれの一端が前記１次側回路に電気的に接続され、前記１次側回路から交流電力が入力される第１接続線及び第２接続線と、
前記第１接続線に設けられた第１コンデンサと、
前記第２接続線に設けられた第２コンデンサと、
前記第１接続線及び前記第２接続線それぞれの他端が接続され、前記１次側回路から入力される交流電力を直流電力に変換して２つの出力端に出力する２次側回路と、を備え、
前記２次側回路は、
互いに直列接続された第１コイル及び第１ダイオードを有し、前記第１コイルと前記第１ダイオードとの接続点に前記第１接続線の前記他端が接続される第１レグと、
互いに直列接続された第２コイル及び第２ダイオードを有し、前記第２コイルと前記第２ダイオードとの接続点に前記第２接続線の前記他端が接続される第２レグと、
前記第１コイル及び前記第２コイルを前記２つの出力端の一方に接続する第１配線と、
前記第１ダイオード及び前記第２ダイオードを前記２つの出力端の他方に接続する第２配線と、を備え
前記第１ダイオードと前記第２ダイオードはアノード端子を前記出力端の負側、カソード端子を前記出力端の正側になるように接続されている、電力変換装置。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
フライングキャパシタと、
変換用スイッチング素子を備え、入力された電力を降圧して出力することで前記フライングキャパシタの両端電圧を制御する降圧回路と、を備え、
前記１次側回路には、前記フライングキャパシタの両端電圧が入力される、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電力変換装置は、車両に搭載されるものであり、
前記降圧回路には高圧バッテリから電圧が入力され、
前記２次側回路は低圧バッテリに電圧を出力する、請求項２に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示の電力変換装置は、１次側回路と、２次側回路と、１次側回路と２次側回路とを接続する第１接続線及び第２接続線と、第１接続線に設けられた第１コンデンサと、第２接続線に設けられた第２コンデンサと、第１コンデンサ及び第２コンデンサよりも２次側回路寄りに設けられ、第１接続線と第２接続線とを接続する第３接続線と、第３接続線に設けられた励磁インダクタと、制御部と、を備える。１次側回路は、スイッチング素子を備える。スイッチング素子が所定のスイッチング周波数でスイッチング動作することによって１次側回路は入力電力を交流電力に変換する。２次側回路は、第１接続線及び第２接続線を介して入力される交流電力を直流電力に変換する。第１コンデンサ及び第２コンデンサによって１次側回路と２次側回路とは絶縁されている。制御部は、スイッチング周波数、スイッチング素子のデューティ比、又は位相を制御する。これにより、出力電圧を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－６７２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１次側回路と２次側回路とをコンデンサを用いて絶縁する電力変換装置において、出力電圧を更に低下させることが求められる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する電力変換装置は、スイッチング素子を備え、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって入力された電力を交流電力に変換して出力する１次側回路と、それぞれの一端が前記１次側回路に電気的に接続され、前記１次側回路から交流電力が入力される第１接続線及び第２接続線と、前記第１接続線に設けられた第１コンデンサと、前記第２接続線に設けられた第２コンデンサと、前記第１接続線及び前記第２接続線それぞれの他端が接続され、前記１次側回路から入力される交流電力を直流電力に変換して２つの出力端に出力する２次側回路と、を備え、前記２次側回路は、互いに直列接続された第１コイル及び第１ダイオードを有し、前記第１コイルと前記第１ダイオードとの接続点に前記第１接続線の前記他端が接続される第１レグと、互いに直列接続された第２コイル及び第２ダイオードを有し、前記第２コイルと前記第２ダイオードとの接続点に前記第２接続線の前記他端が接続される第２レグと、前記第１コイル及び前記第２コイルを前記２つの出力端の一方に接続する第１配線と、前記第１ダイオード及び前記第２ダイオードを前記２つの出力端の他方に接続する第２配線と、を備え前記第１ダイオードと前記第２ダイオードはアノード端子を前記出力端の負側、カソード端子を前記出力端の正側になるように接続されている。
【０００６】
２次側回路は、第１コイルと第１ダイオードとを直列接続した第１レグと、第２コイルと第２ダイオードとを直列接続した第２レグと、を備える。それぞれのレグのコイルのいずれにも出力電流が生じる。２つのコイルの出力電流の和が全体の出力電流となるため、２次側回路の出力電流を大きくすることができる。出力電流が大きくなることで、２次側回路の出力電圧は低くなる。これにより、出力端から出力される出力電圧を低下させることができる。
【０００７】
上記電力変換装置について、フライングキャパシタと、変換用スイッチング素子を備え、入力された電力を降圧して出力することで前記フライングキャパシタの両端電圧を制御する降圧回路と、を備え、前記１次側回路には、前記フライングキャパシタの両端電圧が入力されてもよい。
【０００８】
上記電力変換装置について、前記電力変換装置は、車両に搭載されるものであり、前記降圧回路には高圧バッテリから電圧が入力され、前記２次側回路は低圧バッテリに電圧を出力してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、出力電圧を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は電力変換装置の回路図である。
図２は電力変換装置の回路図である。
図３は第２コンバータの回路図である。
図４は第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子の状態、第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子に流れる電流、第１コイル及び第２コイルに流れる電流、第１コンデンサ及び第２コンデンサの両端電圧、第１コイル及び第２コイルの両端電圧の関係を示すタイムチャートである。
図５は負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
図６は負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
図７は負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
図８は負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
図９は負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
図１０は負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
図１１は変更例の第２コンバータにおける負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
図１２は変更例の第２コンバータにおける負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
図１３は変更例の第２コンバータにおける負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
図１４は変更例の第２コンバータにおける負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
図１５は変更例の第２コンバータにおける負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
図１６は変更例の第２コンバータにおける負荷電流、及び非負荷電流を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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