谐振型功率转换装置制造方法及图纸

谐振型功率转换装置(1)包括：设置于输入侧且串联连接的滤波电容器(C1、C2)；变压器(TR1、TR2)；设置于滤波电容器(C1)与变压器(TR1)的初级侧之间的功率转换电路(11)；以及设置于滤波电容器(C2)与变压器(TR2)的初级侧之间的功率转换电路(12)。谐振型功率转换装置(1)具有：根据滤波电容器(C1、C2)的电压差计算出表示针对开关元件(U1、X1)或开关元件(U2、X2)的控制信号的脉冲上升沿的延迟时间的调节量的调节量计算部(2)；以及根据调节量使针对开关元件(U1、X1)或开关元件(U2、X2)的控制信号的脉冲上升沿延迟、并将控制信号输出至开关元件(U1、X1、U2、X2)的控制部(3)。

Resonant Power Conversion Device

The resonant power conversion device (1) includes: a filter capacitor (C1, C2) set on the input side and connected in series; a transformer (TR1, TR2); a power conversion circuit (11) set between the filter capacitor (C1) and the primary side of the transformer (TR1); and a power conversion circuit (12) set between the filter capacitor (C2) and the primary side of the transformer (TR2). The resonant power conversion device (1) has a regulator calculating unit (2) for calculating the delay time of the control signal rising edge of the switching element (U1, X1) or the switching element (U2, X2) according to the voltage difference of the filter capacitor (C1, C2); and a regulator calculating unit (2) for delaying the pulse rising edge of the control signal for the switching element (U1, X1) or the switching element (U2, X2) according to the regulator. And the control signal is output to the control part (3) of the switching element (U1, X1, U2, X2).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】谐振型功率转换装置
本专利技术涉及具有谐振电路的谐振型功率转换装置。
技术介绍
功率转换装置包括设置于输入侧的串联连接的多个滤波电容器、与滤波电容器数量相同的变压器、以及与滤波电容器数量相同的功率转换电路，该功率转换电路将施加于滤波电容器的电压作为输入电压进行从直流电压到交流电压的转换，并对变压器的初级侧输出该交流电压，在该功率转换装置中，有时在功率转换电路的输出电压中产生差异。由于功率转换电路的输出电压之差，有时会导致功率转换装置的输出电流增加或减少，并产生过电流。专利文献1所揭示的电弧焊剂用等的电源装置抑制因设置于变压器的初级侧的逆变器的输出不均等或逆变器的开关元件的导通宽度不均等而引起的输入侧的滤波电容器的端子间电压的不平衡。具体而言，该电源装置检测出各个滤波电容器的端子间电压来检测出与基准信号之间的电压差，在端子间电压较低时对脉冲时刻进行校正以使其在时间轴上变窄。专利文献2所揭示的DC-DC转换器中，对直流电源设置n组单位单元，该单位单元分别具有一对转换电路部及一对变压器。在n组之间将单位单元中的一个变压器的次级侧串联连接，并在n组之间将另一个变压器的次级侧串联连接，由此抑制功率转换装置的输出电流的增加或减少。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2008-99381号公报专利文献2：日本专利特开2004-88814号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题若为了简化功率转换装置的结构而将变压器的次级侧串联连接，则因变压器的元件偏差而引起的漏感的差异，有时会在滤波电容器的电压中产生差异。在滤波电容器的电压产生了差异的状态下，若对开关元件以相同的定时施加相同宽度的脉冲，则开关元件的损耗会产生差异。在功率转换装置搭载于电气铁路车辆的情况下，输入电压为1000V左右的高电压。随着输入电压的增大，因滤波电容器的电压差而引起的开关元件的损耗的差异也会扩大，开关元件的寿命的差异也会扩大。为了减少滤波电容器的电压差，考虑设置与滤波电容器并联的电阻，但如上所述那样，在输入电压为高电压的情况下，需要使电阻值为mΩ左右，电阻的发热量会增大。与发热量相应地需要扩大散热器的尺寸，其结果是制造成本变大，功率转换装置中的电阻的占据空间会变大。本专利技术正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，降低设置于变压器的次级侧所串联连接的功率转换装置的输入侧且串联连接的多个滤波电容器的电压差。解决技术问题所采用的技术方案为了达到上述目的，本专利技术的谐振型功率转换装置具有设置于输入侧且串联连接的多个滤波电容器、次级侧相互串联连接且数量与多个滤波电容器相同的变压器、数量与多个滤波电容器相同的功率转换电路、控制部、以及调整量计算部。功率转换电路分别具有谐振电容器及开关元件。功率转换电路将施加至滤波电容器的电压作为输入电压，进行从直流电压至交流电压的转换，并将该交流电压输出至变压器的初级侧。控制部通过向开关元件输出脉冲信号即控制信号来切换开关元件的导通和截止。调节量计算部根据滤波电容器的电压差，计算出表示针对一部分功率转换电路所具有的开关元件的控制信号的脉冲上升沿的延迟时间的调节量。控制部根据调节量使针对一部分功率转换电路所具有的开关元件的控制信号的脉冲上升沿延迟。专利技术效果根据本专利技术，根据多个滤波电容器的电压差使针对功率转换电路的开关元件的控制信号的脉冲上升沿延迟，由此能够降低多个滤波电容器的电压差。附图说明图1是表示本专利技术实施方式所涉及的谐振型功率转换装置的结构示例的框图。图2是表示实施方式中的控制信号及开关元件的电流的示例的图。图3是表示实施方式所涉及的谐振型功率转换装置的主电路的等效电路的示例的图。图4是表示实施方式所涉及的谐振型功率转换装置的主电路的等效电路的示例的图。图5是表示实施方式所涉及的调节量计算部及控制部的结构示例的框图。图6是表示实施方式中的控制信号及开关元件的电流的示例的图。图7是表示实施方式中的控制信号及开关元件的电流的示例的图。图8是表示实施方式所涉及的谐振型功率转换装置的其它结构示例的框图。图9是表示实施方式所涉及的谐振型功率转换装置的其它结构示例的框图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。另外，对图中相同或相当的部分标注相同的标号。图1表示本专利技术实施方式所涉及的谐振型功率转换装置的结构示例的框图。图1的示例中，谐振型功率转换装置1是谐振型逆变器装置。谐振型功率转换装置1具有：设置于输入侧且串联连接的滤波电容器C1、C2；次级侧相互串联连接的变压器TR1、TR2；设置于滤波电容器C1与变压器TR1的初级侧之间的功率转换电路11；以及设置于滤波电容器C2与变压器TR2的初级侧之间的功率转换电路12。变压器TR1、TR2的次级侧串联连接。通过串联连接变压器TR1、TR2的次级侧，从而能够简化设置于变压器TR1、TR2的次级侧的电路结构。在变压器TR1、TR2的次级侧，串联连接的二极管D1、D2、串联连接的D3、D4以及滤波电容器C7相互并联连接。变压器TR1、TR2的次级侧串联连接，变压器TR1的次级侧的一端连接至二极管D1、D2的连接点。变压器TR2的次级侧的一端连接至二极管D3、D4的连接点。谐振型功率转换装置1如后所述，还包括：调节量计算部2，该调节量计算部2根据滤波电容器C1、C2的电压差计算出表示针对功率转换电路11所具有的开关元件U1、X1或功率转换电路12所具有的开关元件U2、X2的控制信号的脉冲上升沿的延迟时间的调节量；以及控制部3，该控制部3根据调节量使针对开关元件U1、X1或开关元件U2、X2的控制信号的脉冲上升沿延迟，并且将控制信号输出至开关元件U1、X1、U2、X2。通过根据调节量使针对开关元件U1、X1或开关元件U2、X2的控制信号的脉冲上升沿延迟，由此谐振型功率转换装置1降低滤波电容器C1、C2的电压差。图1的示例中，功率转换电路11、12是半桥电路。功率转换电路11具有与滤波电容器C1并联连接的、串联连接的谐振电容器C3、C4及串联连接的开关元件U1、X1。变压器TR1的初级侧的一端连接至谐振电容器C3、C4的连接点，另一端连接至开关元件U1、X1的连接点。功率转换电路12具有与滤波电容器C2并联连接的、串联连接的谐振电容器C5、C6及串联连接的开关元件U2、X2。变压器TR2的初级侧的一端连接至谐振电容器C5、C6的连接点，另一端连接至开关元件U2、X2的连接点。开关元件U1、X1、U2、X2是任意开关元件，例如是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)。开关元件U1、X1中流过由谐振电容器C3、C4的静电电容及变压器TR1的初级侧漏感所决定的周期τ1的正弦半波的电流。若将谐振电容器C3、C4各自的静电电容设为C3、C4，并将变压器TR1的的初级侧漏感设为L11，则周期τ1由下述式(1)来表示。【数学式1】同样地，开关元件U2、X2中流过由谐振电容器C5、C6的静电电容及变压器TR2的初级侧漏感所决定的周期τ2的正弦半波的电流。若将谐振电容器C5、C6各自的静电电容设为C5、C6，并将变压器TR2的初级侧漏感设为L21，则周期τ2由下述式(2)来表示。【数学式2】为了使开关元件U1、X1、U2、X2中的损耗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐振型功率转换装置，其特征在于，包括：多个滤波电容器，该多个滤波电容器设置于输入侧且串联连接；与所述多个滤波电容器数量相同的变压器，该变压器的次级侧彼此串联连接；与所述多个滤波电容器数量相同的功率转换电路，该功率转换电路分别具有谐振电容器及开关元件，将施加至所述滤波电容器的电压作为输入电压，进行从直流电压至交流电压的转换，并将该交流电压输出至所述变压器的初级侧；控制部，该控制部通过向所述开关元件输出脉冲信号即控制信号，来切换所述开关元件的导通和截止；以及调节量计算部，该调节量计算部根据所述滤波电容器的电压差，计算出表示针对一部分所述功率转换电路所具有的所述开关元件的所述控制信号的脉冲上升沿的延迟时间的调节量，所述控制部根据所述调节量使针对一部分所述功率转换电路所具有的所述开关元件的所述控制信号的脉冲上升沿延迟。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种谐振型功率转换装置，其特征在于，包括：多个滤波电容器，该多个滤波电容器设置于输入侧且串联连接；与所述多个滤波电容器数量相同的变压器，该变压器的次级侧彼此串联连接；与所述多个滤波电容器数量相同的功率转换电路，该功率转换电路分别具有谐振电容器及开关元件，将施加至所述滤波电容器的电压作为输入电压，进行从直流电压至交流电压的转换，并将该交流电压输出至所述变压器的初级侧；控制部，该控制部通过向所述开关元件输出脉冲信号即控制信号，来切换所述开关元件的导通和截止；以及调节量计算部，该调节量计算部根据所述滤波电容器的电压差，计算出表示针对一部分所述功率转换电路所具有的所述开关元件的所述控制信号的脉冲上升沿的延迟时间的调节量，所述控制部根据所述调节量使针对一部分所述功率转换电路所具有的所述开关元件的所述控制信号的脉冲上升沿延迟。2.如权利要求1所述的谐振型功率转换装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本刚史，
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