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公開番号2025170909
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024075767
出願日2024-05-08
発明の名称電力変換装置
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 20060101AFI20251113BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】負荷の変化に対する応答性を向上しつつ、サージ電圧を抑制することができる電力変換装置を得る。
【解決手段】本開示の一実施の形態における電力変換装置は、第1の電力端子と、第1の電力端子に接続され、1または複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、スイッチング回路に導かれた第1の巻線と、第2の巻線とを有するトランスと、スイッチング回路とトランスの第1の巻線とを結ぶ経路に設けられたキャパシタと、第1の巻線および第2の巻線のうちの一方に流れる電流を検出可能な電流センサと、第2の巻線に接続された整流回路と、整流回路に接続された平滑回路と、平滑回路に導かれた第2の電力端子と、1または複数のスイッチング素子を所定のスイッチング周期で動作させることが可能であり、電流センサにより検出された電流のピーク電流に基づいて1または複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御可能な制御回路とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の電力端子と、
前記第１の電力端子に接続され、１または複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路に導かれた第１の巻線と、第２の巻線とを有するトランスと、
前記スイッチング回路と前記トランスの前記第１の巻線とを結ぶ経路に設けられたキャパシタと、
前記第１の巻線および前記第２の巻線のうちの一方に流れる電流を検出可能な電流センサと、
前記第２の巻線に接続され、前記第２の巻線から供給された信号を整流可能な整流回路と、
前記整流回路に接続され、前記整流回路により整流された電圧を平滑化することが可能な平滑回路と、
前記平滑回路に導かれた第２の電力端子と、
前記１または複数のスイッチング素子を所定のスイッチング周期で動作させることが可能であり、前記電流センサにより検出された電流のピーク電流に基づいて前記１または複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御可能な制御回路と
を備えた電力変換装置。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
前記スイッチング回路と前記トランスの前記第１の巻線とを結ぶ経路に設けられたインダクタをさらに備えた
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記トランスは、疎結合トランスである
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記トランスの結合係数は０．９２以上０．９７以下である
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記１または複数のスイッチング素子は、第１のスイッチング素子と、第２のスイッチング素子とを含み、
前記制御回路は、前記第１のスイッチング素子のスイッチングタイミングと、前記第２のスイッチング素子のスイッチングタイミングとの間の時間差を制御することにより、前記スイッチング動作を制御可能である
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記１または複数のスイッチング素子のスイッチングデューティ比を制御することにより、前記スイッチング動作を制御可能である
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記ピーク電流と、前記平滑回路における電圧、前記第２の電力端子における電流、前記第１の電力端子における電圧、および前記第１電力端子における電流のうちの少なくとも１以上とに基づいて前記スイッチング動作を制御可能である
請求項１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、電力を変換する電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換装置には、トランスを有し、入力と出力とを互いに絶縁しつつ、直流電力を直流電力に変換するものがある。例えば、特許文献１には、位相シフト制御を行う電力変換装置において、ピーク電流に基づいてスイッチング素子のスイッチングデューティ比を制御する電力変換装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１３／１１４７５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力変換装置では、負荷が変化した場合に、安定して動作することができるように、その負荷の変化に応じて制御を行う。電力変換装置では、このような負荷の変化に対する応答速度が速いことが望まれている。また、電力変換装置では、スイッチング動作に基づいてサージ電圧が生じ得る。よって、電力変換装置では、サージ電圧を抑制することが望まれている。
【０００５】
負荷の変化に対する応答性を向上しつつ、サージ電圧を抑制することができる電力変換装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電力変換装置は、第１の電力端子と、スイッチング回路と、トランスと、キャパシタと、電流センサと、整流回路と、平滑回路と、第２の電力端子と、制御回路とを備えている。スイッチング回路は、第１の電力端子に接続され、１または複数のスイッチング素子を有するものである。トランスは、スイッチング回路に導かれた第１の巻線と、第２の巻線とを有するものである。キャパシタは、スイッチング回路と前記トランスの前記第１の巻線とを結ぶ経路に設けられたものである。電流センサは、第１の巻線および第２の巻線のうちの一方に流れる電流を検出可能なものである。整流回路は、第２の巻線に接続され、第２の巻線から供給された信号を整流可能なものである。平滑回路は、整流回路に接続され、整流回路により整流された電圧を平滑化することが可能なものである。第２の電力端子は、平滑回路に導かれたものである。制御回路は、１または複数のスイッチング素子を所定のスイッチング周期で動作させることが可能であり、電流センサにより検出された電流のピーク電流に基づいて１または複数のスイッチング素子のスイッチング動作を制御可能なものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電力変換装置によれば、負荷の変化に対する応答性を向上しつつ、サージ電圧を抑制することができる。
【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一構成例を表す回路図である。
図２は、図１に示した制御回路の一具体例を表すブロック図である。
図３は、図１に示した電力変換装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
図４は、図１に示した電力変換装置におけるピーク電流制御の一動作例を表すタイミング波形図である。
図５は、図１に示した電力変換装置の他の一動作例を表すタイミング波形図である。
図６は、変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。
図７は、他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。
図８は、他の変形例に係る電力変換装置の一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。
【００１０】
［構成例］
図１は、本発明の一実施の形態に係る電力変換装置を備えた電力変換システム１の一構成例を表すものである。電力変換システム１は、高圧バッテリＢＨと、電力変換装置１０と、低圧バッテリＢＬとを備えている。高圧バッテリＢＨの電圧は、例えば４００Ｖであり、低圧バッテリＢＬの電圧は、例えば１２Ｖである。この電力変換システム１は、高圧バッテリＢＨから供給された電力を変換し、変換された電力を低圧バッテリＢＬに供給するように構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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