电力变换装置和电力变换方法制造方法及图纸

一种电力变换装置，具有多个直流电源(VB)，将各直流电源的输出电压变换为交流电压，并且将变换得到的交流电压串联连接地输出，该电力变换装置具备：DC/DC转换器(21)，其与各直流电源(VB)连接，对直流电源的输出电压进行变换；控制装置(31)，其控制各DC/DC转换器(21)的输出电压；以及H桥电路(22)，其设置于DC/DC转换器(21)的输出侧，将由DC/DC转换器(21)输出的电压变换为交流电压。

Power conversion device and power conversion method

A power converter with multiple DC power supply (VB), the output voltage of the DC power to transform AC voltage and AC voltage converter are connected in series with the output, the power conversion device includes a DC/DC converter (21), and the DC power supply (VB) connected to the output voltage DC power conversion; control device (31), the control of the DC/DC converter (21) of the output voltage; and the H bridge circuit (22), the DC/DC (21) is arranged on the output side of the converter, by DC/DC converter (21) output voltage converter for AC voltage.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种将由直流电源输出的电力变换为交流电力的电力变换装置和电力变换方法。
技术介绍
作为用于驱动交流马达等负载的电源装置，提出了分散模块电源。分散模块电源具备多个直流电源，利用逆变器将由各直流电源输出的直流电压变换为交流电压。并且，通过将由各逆变器输出的交流电压串联地相加来生成期望水平的交流电压并向负载提供该期望水平的交流电压。作为这样的电源装置，已知有专利文献1所记载的装置。专利文献1：日本特开2011-155786号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题关于直流电源的输出电压，输出电压根据SOC(StateOfCharge(充电状态)；将满充电设为100％时的充电率)发生变化，因此专利文献1所公开的电力变换装置存在无法输出稳定的电压的问题。本专利技术是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种即使在直流电源的电压发生了变动的情况下也能够输出稳定的电力的电力变换装置和电力变换方法。用于解决问题的方案为了达到上述目的，本申请专利技术具备：电压变换单元，其与直流电源连接，对直流电源的输出电压进行变换；电压控制单元，其控制各电压变换单元的输出电压；以及逆变器电路，其设置于电压变换单元的输出侧，将由电压变换单元输出的电压变换为交流电压。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的电力变换装置的结构的电路图。图2是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的电力变换装置的、DC/DC转换器和控制装置的详细结构的框图。图3的(a)～(e)是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的电力变换装置的、输入电压V1等于基准电压Vref的情况下的各输出波形的时间图。图4的(a)～(e)是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的电力变换装置的、输入电压V1小于基准电压Vref的情况下的各输出波形的时间图。图5的(a)～(e)是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的电力变换装置的、输入电压V1大于基准电压Vref的情况下的各输出波形的时间图。图6是表示本专利技术的第二实施方式所涉及的电力变换装置的结构的电路图。图7是使用半桥电路来作为逆变器电路的情况下的电源模块的电路图。图8是表示本专利技术的变形例所涉及的电力变换装置的结构的电路图，表示在IGBT中设置有电容器的情况。图9是表示本专利技术的变形例所涉及的电力变换装置的结构的电路图，表示使用MOSFET来作为电子开关的情况。图10的(a)～(d)是表示本专利技术的变形例所涉及的电力变换装置的结构的电路图。具体实施方式以下，根据附图说明本专利技术的实施方式。[第一实施方式的说明]图1是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的电力变换装置的结构的电路图。图1所示的电力变换装置向三相交流马达(以下简称为“马达M1”)的U相、V相、W相分别提供相位各相差120度的交流电压来驱动马达M1。而且，关于U相，具备n个电源模块11-1、11-2、···、11-n。另外，关于V相，具备n个电源模块12-1、12-2、···、12-n。并且，关于W相，具备n个电源模块13-1、13-2、···、13-n。此外，n表示任意的自然数，在本申请专利技术中，电源模块的个数不限定于规定的个数的情况。图1所示的(3×n)个各电源模块的结构是相同的，因此下面关于电源模块11-1进行说明。电源模块11-1具备直流电源VB、与直流电源VB连接并对输出电压进行变换的DC/DC转换器21(电压变换单元)以及设置在DC/DC转换器21的输出侧并将由DC/DC转换器21输出的直流电压变换为交流电压的H桥电路22(逆变器电路)。另外，在直流电源VB的正极与负极之间设置有高次谐波成分去除用的电容器C1，并且，在DC/DC转换器21与H桥电路22之间设置有平滑化用的电容器C2。图2是表示DC/DC转换器21以及对DC/DC转换器21进行控制的控制装置31(电压控制单元)的结构的电路图。如图2所示，DC/DC转换器21具有具备四个电子开关Q11～Q14的初级电路以及同样具备四个电子开关Q21～Q24的次级电路，上述初级电路与次级电路经由具有m:n的变压比的变压器TR1而被耦合。在此，m对应于变压器TR1的初级侧，n对应于变压器TR1的次级侧。各电子开关Q11～Q14、Q21～Q24包括IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，在各电子开关Q11～Q14、Q21～Q24的两个端子间分别设置有二极管。DC/DC转换器21构成为初级电路与次级电路通过变压器TR1被绝缘的双有源桥电路。另外，设置有对DC/DC转换器21的驱动进行控制的控制装置31(电压控制单元)，控制装置31具备主控制部32、驱动电路35、输入电压传感器33(电压检测单元)以及输出电压传感器34。输入电压传感器33测定图1所示的直流电源VB的输出电压、即DC/DC转换器21的输入电压(将其设为输入电压V1)。输出电压传感器34测定DC/DC转换器21的输出电压(将其设为输出电压V2)。H桥电路22如图1所示那样具备四个电子开关(图中是IGBT)，通过使这些电子开关进行切换动作，来将由DC/DC转换器21输出的直流电压变换为交流电压。另外，设置于U相的n个电源模块11-1～11-n的H桥电路22的输出端子彼此串联连接，因此由各H桥电路22输出的交流电压被串联地相加后提供给马达M1。即，各H桥电路22(逆变器电路)的输出端子相互串联连接，通过该串联连接将各H桥电路22的输出电压相加而得到的交流电压被设为负载提供用的输出电压。主控制部32根据由作为上位设备的主控制器41输出的输出电压指令值、由输入电压传感器33测定出的输入电压V1、由输出电压传感器34测定出的输出电压V2，来生成各电子开关Q11～Q14、Q21～Q24的接通、断开指令信号。驱动电路35根据由主控制部32输出的接通、断开指令信号，来向各电子开关Q11～Q14、Q21～Q24的控制端子(基极)输出驱动信号。主控制部32例如能够构成为包括中央运算单元(CPU)、RAM、ROM、硬盘等存储单元的一体型的计算机。接着，关于第一实施方式所涉及的电力变换装置的作用进行说明。在本实施方式中，在图1所示的直流电源VB的输出电压下降、或上升的情况下，也对DC/DC转换器21的驱动进行控制，使得向H桥电路22提供的直流电压(由图2的输出电压传感器34检测出的输出电压V2)成为预先设定的基准电压Vref。因而，主控制部32将由输入电压传感器33检测出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换装置，具有多个直流电源，将各所述直流电源的输出电压变换为交流电压，并且将变换得到的交流电压串联连接地输出，该电力变换装置的特征在于，具备：电压变换单元，其与各所述直流电源连接，对所述直流电源的输出电压进行变换；电压控制单元，其控制各所述电压变换单元的输出电压；以及逆变器电路，其设置于所述电压变换单元的输出侧，将由所述电压变换单元输出的电压变换为交流电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.17 JP 2013-2162781.一种电力变换装置，具有多个直流电源，将各所述直流电源的输出
电压变换为交流电压，并且将变换得到的交流电压串联连接地输出，该电力
变换装置的特征在于，具备：
电压变换单元，其与各所述直流电源连接，对所述直流电源的输出电压
进行变换；
电压控制单元，其控制各所述电压变换单元的输出电压；以及
逆变器电路，其设置于所述电压变换单元的输出侧，将由所述电压变换
单元输出的电压变换为交流电压。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
还具备检测所述电压变换单元的输入电压的电压检测单元，
其中，所述电压控制单元根据由所述电压检测单元检测出的所述输入电
压进行控制，使得所述电压变换单元的输出电压成为预先设定的基准电压。
3.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：图子祐辅，J·C·克莱尔，A·沃森，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP