电力变换装置以及非接触供电系统制造方法及图纸

存在无法将逆变器驱动频率控制为谐波减少效果最大的频率而无法充分地发挥谐波减少效果的问题。能够通过电力变换装置充分地发挥谐波减少效果，进而能够通过使用该电力变换装置的非接触供电系统对负载供给显著减少了谐波的电力，所述电力变换装置具备：逆变器，对线圈供给高频电力；谐波滤波器，与该逆变器的输出侧连接；以及控制部，以使逆变器的输出电流的过零点和谐波滤波器的滤波电流的过零点一致的方式进行控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换装置以及非接触供电系统
本专利技术涉及电力变换装置以及使用该电力变换装置的非接触供电系统。
技术介绍
在现有的非接触供电系统中，为了减少流过送电线圈的谐波电流，在逆变器与送电线圈之间插入滤波器，减少流过送电线圈的电流(例如专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-183684号公报
技术实现思路
在这样的非接触供电系统中，频率特性由于构成滤波器的电抗器和电容器的误差等而变动。因此，尽管以使谐波衰减量最大的方式控制逆变器的驱动频率是理想的，但在单独的非接触供电系统中难以针对每个动作直接测量送电线圈电流的谐波分量。因此，存在无法将逆变器驱动频率控制为谐波减少效果最大的频率而无法充分地发挥谐波减少效果的问题。本专利技术的电力变换装置的特征在于，具备：逆变器，对线圈供给高频电力；谐波滤波器，具备与该逆变器的输出端连接的第1滤波电抗器、与该第1滤波电抗器串联地连接的第2滤波电抗器、与该第2滤波电抗器串联地连接的滤波电容器、检测流过第2滤波电抗器的滤波电流的过零点的滤波电流检测部；以及控制部，控制逆变器，其中控制部以使逆变器的输出电流的过零点和流过第2滤波电抗器的滤波电流的过零点一致的方式进行控制。另外，本专利技术的非接触供电系统具有：上述电力变换装置；受电线圈，与供给高频电力的线圈磁性地耦合，从该线圈非接触地被供给电力；以及整流器，对该受电线圈的输出进行整流而对负载供给电力。根据本专利技术的电力变换装置，能够提高谐波滤波器的谐波减少的程度。另外，本专利技术的非接触供电系统能够对负载供给减少了谐波的电力。附图说明图1是本专利技术的实施方式1中的电力变换装置的整体结构图。图2是本专利技术的实施方式1中的控制部的结构概念图。图3A是本专利技术的实施方式1中的逆变器输出电流检测部的电路结构图。图3B是本专利技术的实施方式1中的滤波电流检测部的电路结构图。图4A是本专利技术的实施方式1中的另一逆变器输出电流检测部的电路结构图。图4B是本专利技术的实施方式1中的另一滤波电流检测部的电路结构图。图5是使用本专利技术的实施方式1中的电力变换装置的非接触供电系统的整体结构图。图6是本专利技术的实施方式1中的逆变器驱动频率控制的波形图。图7是本专利技术的实施方式1中的逆变器驱动频率控制的与图5不同的时间点下的波形图。图8是本专利技术的实施方式1中的逆变器驱动频率控制的流程图。图9是本专利技术的实施方式1中的逆变器驱动频率控制后的波形图。图10是不包含谐波滤波器的非接触供电系统的整体结构图。图11是图10的非接触供电系统的流过送电线圈的电流波形图。图12是示出图10的非接触供电系统的流过送电线圈的电流的快速傅立叶变换的解析结果的图。图13是本专利技术的实施方式1中的谐波滤波器的相位特性图。图14是示出图12的使用谐波滤波器时的流过送电线圈的电流的快速傅立叶变换的解析结果的图。图15是示出对图5的非接触供电系统中逆变器的输出电流和滤波电流的相位特性进行模拟解析而得到的结果的图。图16是示出本专利技术的实施方式1中的进行逆变器驱动频率控制的情况下的流过送电线圈的电流的快速傅立叶变换的解析结果的图。图17是示出本专利技术的实施方式2中的逆变器的接通、断开和逆变器的输出电压的上升沿关系的图。图18是本专利技术的实施方式3中的电力变换装置的整体结构图。图19是本专利技术的实施方式4中的电力变换装置的整体结构图。图20是本专利技术的实施方式4中的另一电力变换装置的整体结构图。图21是本专利技术的实施方式5中的非接触供电系统的整体结构图。图22是本专利技术的实施方式6中的电力变换装置的整体结构图。(符号说明)01：逆变器；02：逆变器输出电压检测部；03：逆变器输出电流检测部；04、08：谐波滤波器；05：送电电容器；06：送电线圈；07：控制部；12：受电线圈；13：受电电容器；14：整流二极管；15：负载；49：电容器；50：第1非接触供电用线圈；51：第2非接触供电用线圈；071：微计算机；072：存储器；100：第1电力变换装置；200：第2电力变换装置；301、411：电流测量用元件；303、413：比较器；304、414：运算放大器；401：第1滤波电抗器；402：第2滤波电抗器；403、803：滤波电容器；403a：第1滤波电容器；403b：第3滤波电容器；502：第2滤波电容器；405：第4滤波电抗器；404、804：滤波电流检测部；501、801：第3滤波电抗器；407、408a、408b：滤波器切换开关；802：第5滤波电抗器。具体实施方式实施方式1.[基本结构]说明本实施方式1中的电力变换装置的基本结构。图1是实施方式1中的电力变换装置的整体结构图。供给高频电力的逆变器01的输出侧连接有逆变器输出电压检测部02、逆变器输出电流检测部03。逆变器输出电压检测部02以及逆变器输出电流检测部03的后级连接有谐波滤波器04，谐波滤波器04的后级连接有送电电容器05和送电线圈06。谐波滤波器04包括第1滤波电抗器401、第2滤波电抗器402、滤波电容器403以及滤波电流检测部404。如图2所示，控制部07包括微处理器071(以下称为微计算机)、储存微计算机071的程序的存储器072、其他逻辑电路等，能够依照程序在逆变器输出电压检测部02、逆变器输出电流检测部03以及滤波电流检测部404的各部分的过零定时接收信号，根据这些信号控制逆变器01的驱动频率。[过零检测具体例]图3A是实施方式1中的逆变器输出电流检测部03的电路结构图，图3B是实施方式1中的滤波电流检测部404的电路结构图。在图3A、图3B中，逆变器输出电流检测部03或者滤波电流检测部404包括电流检测电阻或者电流互感器等电流测量用元件301和比较器303、413。通过比较器303、413比较基准电压(在本实施方式中为0V)和电流测量用元件301所产生的电压(端子间电压)，以超过0V时的比较器303、413的输出的上升沿作为过零点由控制部07接收。另外，作为其他方法，图4A、图4B示出包括具有与电流测量用元件301同样的功能的电流测量用元件411以及运算放大器304、414以代替图3A、图3B的比较器303、413的逆变器输出电流检测部03和滤波电流检测部404。也可以通过控制部07所包含的微计算机071的模拟-数字变换功能，以比逆变器01的驱动频率高的频率测量来自运算放大器304、414的输出的电流值，将电流从正变为负的时刻或者从负变为正的时刻检测为过零点。[滤波器特性的设定例]在实施方式1中，以避免使逆变器01的驱动频率的3次谐波电流流入送电线圈06为目的而构成谐波滤波器04，以后设为3次谐波滤波器来进行说明，但该谐波滤波器04也可以以减少5次或者7次等谐波电流为目的而构成。[基本动作]图5是使用上述电力变换装置的非接触供电系统的整体结构图。通过图5说明电力变换装置的基本动作。逆变器01与直流电源11连接。从直流电源11向逆变器01输入直流电力，逆变器01以驱动频率finv进行开关，输出高频电力。逆变器01只要是全桥逆变器、半桥逆变器等能够将直流变换为交流的逆变器即可，结构没有限定。从逆变器01输出的高频电力通过谐波滤波器04经由送电电容器05被输入到送电线圈06。通过流过送电线圈06的高频电流，在送电线圈06的周边空间形成高频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力变换装置，其特征在于，具备：逆变器，对线圈供给高频电力；谐波滤波器，具备与所述逆变器的输出端连接的第1滤波电抗器、与所述第1滤波电抗器串联地连接的第2滤波电抗器、与所述第2滤波电抗器串联地连接的第1滤波电容器、检测流过所述第2滤波电抗器的滤波电流的过零点的滤波电流检测部；以及控制部，控制所述逆变器，所述控制部以使所述逆变器的输出电流的过零点和流过所述第2滤波电抗器的滤波电流的过零点一致的方式进行控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.02 JP 2016-0176171.一种电力变换装置，其特征在于，具备：逆变器，对线圈供给高频电力；谐波滤波器，具备与所述逆变器的输出端连接的第1滤波电抗器、与所述第1滤波电抗器串联地连接的第2滤波电抗器、与所述第2滤波电抗器串联地连接的第1滤波电容器、检测流过所述第2滤波电抗器的滤波电流的过零点的滤波电流检测部；以及控制部，控制所述逆变器，所述控制部以使所述逆变器的输出电流的过零点和流过所述第2滤波电抗器的滤波电流的过零点一致的方式进行控制。2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，具备：逆变器输出电压检测部，检测所述逆变器的输出电压的上升沿；以及逆变器输出电流检测部，检测所述逆变器的输出电流的过零点，所述控制部以如下方式进行控制：在检测到逆变器输出电压的上升沿之后，在比所述滤波电流的过零点先检测到逆变器输出电流的过零点的情况下，提高逆变器驱动频率，在比所述逆变器输出电流的过零点先检测到所述滤波电流的过零点的情况下，降低所述逆变器驱动频率。3.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述电力变换装置以如下方式进行控制：在检测到从所述控制部输入到所述逆变器的栅极信号的下降沿之后，在比所述滤波电流的过零点先检测到所述逆变器的输出电流的过零点的情况下，提高逆变器驱动频率，在比所述逆变器的输出电流的过零点先检测到所述滤波电流的过零点的情况下，降低所述逆变器驱动频率。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电力变换装置，其特征在于，在所述谐波滤波器的第1滤波电抗器和第2滤波电抗器的连接点连接有包括第3滤波电抗器和第2滤波电容器的高次谐波滤波器电路。5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电力变换装置，其特征在于，在所述逆变器与所述谐波滤波器之间连接有包括第3滤波电抗器和第2滤波电容器的高次谐波滤波器电路。6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的电力变换装置，其特征在于，与所述谐波滤波器的第1滤波电容器串联地连接有滤波器切换开关，在输送电力的情况下使所述滤波器切换开关接通，在接收电力的情况下使所述滤波器切换开关断开。7.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电力变换装置，其特征在于，具备：第1滤波器切...

【专利技术属性】
技术研发人员：薮本卓哉，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP