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公開番号2025085343
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2023199150
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】絶縁型DC/DCコンバータ回路の1次側のスイッチング素子のOFFによって生じる回生電流の振動を可及的に抑制する。
【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、制御部と、を備え、制御部は、第1スイッチングレグ及び第2スイッチングレグのスイッチング素子の動作による電力伝送開始後の第1スイッチングレグ及び第2スイッチングレグにおけるスイッチング素子の動作を、第1スイッチングレグのスイッチング素子と第2スイッチングレグのスイッチング素子とで異なるタイミングで行う。
【選択図】図2
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、前記第１スイッチングレグ及び前記第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作による電力伝送開始後の前記第１スイッチングレグ及び前記第２スイッチングレグにおけるスイッチング素子の動作を、前記第１スイッチングレグのスイッチング素子と前記第２スイッチングレグのスイッチング素子とで異なるタイミングで行う、
電力変換装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記第１スイッチングレグ及び前記第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作による電力伝送開始後の前記第１スイッチングレグ及び前記第２スイッチングレグにおけるスイッチング素子の動作を、前記第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作が前記第１スイッチングレグのスイッチング素子の動作の後になるように制御する、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１スイッチングレグ及び前記第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作による電力伝送開始後に行う前記第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作を、前記第３スイッチングレグのスイッチング素子の動作の後になるように制御する、
請求項２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スイッチング素子のＯＮと前記第４スイッチング素子のＯＮによる電力伝送開始後は、前記第１スイッチング素子をＯＦＦにした後に前記第４スイッチング素子をＯＦＦにし、
前記第２スイッチング素子のＯＮと前記第３スイッチング素子のＯＮによる電力伝送
開始後は、前記第３スイッチング素子をＯＦＦにした後に前記第２スイッチング素子をＯＦＦにする、
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】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,700 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２０２２－４９５３３号公報
特開２０２２－４９５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ回路において、伝送する負荷電流が残存している最中は、１次側のスイッチング素子のＯＦＦによって１次側の回生電流が大きく振動する場合がある。そこで、本願は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の１次側のスイッチング素子のＯＦＦによって生じる回生電流の振動を可及的に抑制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、第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作による電力伝送開始後の第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグにおけるスイッチング素子の動作を、第１スイッチングレグのスイッチング素子と第２スイッチングレグのスイッチング素子とで異なるタイミングで行うことにした。
【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、第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作による電力伝送開始後の第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグにおけるスイッチング素子の動作を、第１スイッチングレグのスイッチング素子と第２スイッチングレグのスイッチング素子とで異なるタイミングで行う、電力変換装置である。
【０００７】
上記の電力変換装置では、第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作による電力伝送開始後の第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグにおけるスイッチング素子の動作を、第１スイッチングレグのスイッチング素子と第２スイッチングレグのスイッチング素子とで異なるタイミングにしているため、同時に動作する場合に比べて、１次側のスイッチング素子のＯＦＦによって生じる回生電流の振動を可及的に抑制可能となる。
【０００８】
なお、制御部は、第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグのスイッチング素子
の動作による電力伝送開始後の第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグにおけるスイッチング素子の動作を、第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作が第１スイッチングレグのスイッチング素子の動作の後になるように制御するものであってもよい。これによれば、第１スイッチングレグと第２スイッチングレグでスイッチング素子が同時に動作する場合に比べて、１次側のスイッチング素子のＯＦＦによって生じる回生電流の振動を可及的に抑制可能となる。
【０００９】
また、制御部は、第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作による電力伝送開始後に行う第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作を、第３スイッチングレグのスイッチング素子の動作の後になるように制御するものであってもよい。これによれば、第２スイッチングレグと第３スイッチングレグでスイッチング素子が同時に動作する場合に比べて、１次側のスイッチング素子のＯＦＦによって生じる回生電流の振動を可及的に抑制可能となる。
【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スイッチング素子のＯＮと第４スイッチング素子のＯＮによる電力伝送開始後は、第１スイッチング素子をＯＦＦにした後に第４スイッチング素子をＯＦＦにし、第２スイッチング素子のＯＮと第３スイッチング素子のＯＮによる電力伝送開始後は、第３スイッチング素子をＯＦＦにした後に第２スイッチング素子をＯＦＦにするものであってもよい。これによれば、第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグのスイッチング素子の動作による電力伝送開始後の第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグにおけるスイッチング素子の動作が、第１スイッチングレグのスイッチング素子と第２スイッチングレグのスイッチング素子とで異なるタイミングになるため、同時に動作する場合に比べて、１次側のスイッチング素子のＯＦＦによって生じる回生電流の振動を可及的に抑制可能となる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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