电力转换装置及非接触供电系统制造方法及图纸

技术编号:22570498 阅读:36 留言:0更新日期:2019-11-17 10:28
一种电力转换装置,具备:内部线圈,所述内部线圈通过与外部线圈磁耦合,从而能够在内部线圈与外部线圈之间进行电力传送;逆变器(4a、4b),所述逆变器(4a、4b)的AC侧与该内部线圈连接,并能够在AC侧与DC侧之间双向地进行电力转换;以及双向DC/DC转换器(5a、5b),所述双向DC/DC转换器(5a、5b)与该逆变器的DC侧连接,在双向DC/DC转换器(5a、5b)与逆变器之间具有中间电容器(8a、8b),能够在连接到与逆变器(4a、4b)相反的一侧的DC电源(7a、7b)与逆变器(4a、4b)之间双向地进行电力转换,其中,在从受电动作切换为送电动作的受电‑送电切换动作时,在进行使储存在中间电容器(8a、8b)中的电荷放电的控制后,开始送电动作。

Power conversion device and contactless power supply system

An electric power conversion device is provided with: an internal coil, the internal coil is magnetically coupled with the external coil, so that the electric power can be transmitted between the internal coil and the external coil; an inverter (4a, 4b), the AC side of the inverter (4a, 4b) is connected with the internal coil, and the electric power can be converted between the AC side and the DC side in two directions; and a bidirectional DC / DC converter (5a, 5b) The bi-directional DC / DC converter (5a, 5b) is connected with the DC side of the inverter. There are intermediate capacitors (8a, 8b) between the bi-directional DC / DC converter (5a, 5b) and the inverter, which can carry out bi-directional power conversion between the DC power supply (7a, 7b) connected to the opposite side of the inverter (4a, 4b) and the inverter (4a, 4b), in which the power is transferred from the power receiving action to the power transmitting action In the electric switching operation, after the control of discharging the charge stored in the intermediate capacitors (8a, 8b) is carried out, the power transmission operation is started.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置及非接触供电系统
本专利技术涉及用于进行非接触供电的电力转换装置及非接触供电系统。
技术介绍
电动汽车、插电式混合动力汽车等的电源使用电池。该电池需要从外部进行充电,近年来,能够以非接触的方式进行充电的非接触供电系统受到关注。另外,也可考虑在紧急时将电动汽车等的电池作为家庭等的电源来使用。在该情况下,需要将作为受电侧的电力转换装置切换为送电侧,并将作为送电侧的电力转换装置切换为受电侧。在以往的非接触供电系统中,有如下的双向非接触供电技术,即:采用以非接触供电用的线圈为中心而具备逆变器(inverter)和转换器(converter)的对称的电路结构,能够切换送电和受电而进行双向动作。(例如专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2012-244635号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在这样的非接触供电系统中,在切换送电侧和受电侧时,由于残留在位于转换器与逆变器之间的电容器中的电荷,不期望的电流会在逆变器中流动,逆变器、转换器有可能无法稳定地动作。本专利技术为解决上述课题而做出,其目的在于提供在从受电切换为送电的情况下能够稳定地动作的电力转换装置及使用该电力转换装置的非接触供电系统。用于解决课题的手段与本专利技术相关的电力转换装置具备:内部线圈,所述内部线圈通过与外部线圈磁耦合,从而能够在内部线圈与外部线圈之间进行电力传送;逆变器,所述逆变器的AC侧与该内部线圈连接,并能够在AC侧与DC侧之间双向地进行电力转换;以及DC/DC转换器,所述DC/DC转换器与该逆变器的DC侧连接,在DC/DC转换器与逆变器之间具有中间电容器,能够在连接到与逆变器相反的一侧的DC电源与逆变器之间双向地进行电力转换,其中,在从内部线圈从外部线圈接受电力并向DC电源传送电力的受电动作切换为从DC电源向内部线圈传送电力的送电动作的受电-送电切换动作时,在进行使储存在中间电容器中的电荷放电的控制后,开始送电动作。专利技术效果根据本专利技术,可以实现能够使切换送电和受电时的动作变稳定的电力转换装置及使用该电力转换装置的非接触供电系统。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式1的非接触供电系统的概略结构的电路图。图2是说明本专利技术的实施方式1的非接触供电系统向一个方向进行电力传送时的动作的图。图3是说明本专利技术的实施方式1的非接触供电系统向图2的反方向进行电力传送时的动作的图。图4是说明本专利技术的实施方式1的非接触供电系统的各要素的动作顺序的时序图。图5是用于说明本专利技术的实施方式1的非接触供电系统从受电向送电切换的切换期间的动作的线图。图6是用于说明本专利技术的实施方式1的非接触供电系统的课题的图。图7是示出本专利技术的实施方式2的非接触供电系统的概略结构的电路图。具体实施方式实施方式1.图1是示出本专利技术的实施方式1的非接触供电系统的基本结构的图。非接触供电系统是由第一电力转换装置1a和第二电力转换装置1b构成的系统,构成为能够切换从第一电力转换装置1a向第二电力转换装置1b的供电、及从第二电力转换装置1b向第一电力转换装置1a的供电。第一电力转换装置1a具备与DC电源7a连接的双向DC/DC转换器5a、与双向DC/DC转换器5a连接的逆变器4a、连接到双向DC/DC转换器5a与逆变器4a之间的中间电容器8a、与逆变器4a连接的谐振电容器3a、及非接触供电用线圈2a。此外,双向DC/DC转换器5a由两个半导体开关构成,并成为如下结构,即:在第一电力转换装置1a承担送电的作用的送电动作的情况下,能够进行使从DC电源7a供给的电压降压并向中间电容器8a供给的降压动作,在第一电力转换装置1a承担受电的作用的受电动作的情况下,能够进行使中间电容器8a的电压升压并向DC电源7a供给的升压动作。这样,由于DC/DC转换器5a是能够双向地转换直流电压的DC/DC转换器,所以称为双向DC/DC转换器。将在降压时开闭的上段的半导体开关称为降压开关元件5a1,将在升压时动作的下段的开关称为升压开关元件5a2。第一电力转换装置1a具备控制器6a,所述控制器6a控制逆变器4a及双向DC/DC转换器5a的半导体开关。另外,第二电力转换装置1b具备与DC电源7b连接的双向DC/DC转换器5b、与双向DC/DC转换器5b连接的逆变器4b、连接到双向DC/DC转换器5b与逆变器4b之间的中间电容器8b、与逆变器4b连接的谐振电容器3b、及非接触供电用线圈2b。此外,与双向DC/DC转换器5a同样地,双向DC/DC转换器5b由两个半导体开关构成,并成为如下结构,即:在第二电力转换装置1b承担送电的作用的送电动作的情况下,能够进行降压动作,在第二电力转换装置1b承担受电的作用的受电动作的情况下,能够进行升压动作。将在降压时开闭的上段的元件称为降压开关元件5b1,将在升压时动作的下段的开关称为升压开关元件5b2。第二电力转换装置1b具备控制器6b,所述控制器6b控制逆变器4b及双向DC/DC转换器5b的半导体开关。在以上的第一电力转换装置1a和第二电力转换装置1b的结构中,非接触供电用线圈2a与非接触供电用线圈2b以能够相互进行电力传送的方式以耦合系数k磁耦合。此外,以上,示出第一电力转换装置1a具备谐振电容器3a且第二电力转换装置1b具备谐振电容器3b的谐振型逆变器。但是,应用本专利技术的电力转换装置并不一定需要是具备谐振电容器且具备利用谐振动作的逆变器的电力转换装置。第一电力转换装置1a及第二电力转换装置1b只要分别在逆变器的AC侧具备线圈且两线圈被配置成相互磁耦合即可。在图1的结构中,与第一电力转换装置1a连接的DC电源7a例如假定为将系统的交流电流整流而产生的直流电源、或用太阳光发电系统产生的直流电源等。另一方面,与第二电力转换装置1b连接的DC电源7b例如假定为电动汽车的电池等。本实施方式1中的非接触供电系统的通常的动作假定为从第一电力转换装置1a侧的DC电源7a向电池7b进行充电的动作。并且,当正在向电池充电时系统产生故障并发生突然停电等的情况下,在假定为了在系统侧利用储存于电池的能量而需要送电的状况时,需要停止进行送电动作的第一电力转换装置1a及进行受电动作的第二电力转换装置1b的动作,将第二电力转换装置1b切换为送电,并将第一电力转换装置1a切换为受电。本专利技术是在这样的需要切换送电、受电的情况下应用的专利技术。对本实施方式1中的非接触供电系统的基本动作进行说明。将第一电力转换装置1a的电容器及第二电力转换装置1b的电容器全部都未储存电荷的状态设为初始状态。在初始状态下,在开始从第一电力转换装置1a向第二电力转换装置1b输送电力时,首先,开始第一电力转换装置1a的逆变器4a的高频动作。在此的高频动作是指向逆变器所具备的开关元件输入门信号(例如恒定为80kHz)而开关元件进行开闭动作(也仅表述为逆变器进行开闭动作)的状态。此时,由于第一电力转换装置1a的双向DC/DC转换器5a尚未动作,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力转换装置,具备:内部线圈,所述内部线圈通过与外部线圈磁耦合,从而能够在所述内部线圈与所述外部线圈之间进行电力传送;逆变器,所述逆变器的AC侧与该内部线圈连接,并能够在所述AC侧与DC侧之间双向地进行电力转换;以及双向DC/DC转换器,所述双向DC/DC转换器与该逆变器的所述DC侧连接,在所述双向DC/DC转换器与所述逆变器之间具有中间电容器,能够在连接到与所述逆变器相反的一侧的DC电源与所述逆变器之间双向地进行电力转换,其特征在于,/n在从所述内部线圈从所述外部线圈接受电力并向所述DC电源传送电力的受电动作切换为从所述DC电源向所述内部线圈传送电力的送电动作的受电-送电切换动作时,在进行使储存在所述中间电容器中的电荷放电的控制后,开始送电动作。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170412 JP 2017-0786531.一种电力转换装置,具备:内部线圈,所述内部线圈通过与外部线圈磁耦合,从而能够在所述内部线圈与所述外部线圈之间进行电力传送;逆变器,所述逆变器的AC侧与该内部线圈连接,并能够在所述AC侧与DC侧之间双向地进行电力转换;以及双向DC/DC转换器,所述双向DC/DC转换器与该逆变器的所述DC侧连接,在所述双向DC/DC转换器与所述逆变器之间具有中间电容器,能够在连接到与所述逆变器相反的一侧的DC电源与所述逆变器之间双向地进行电力转换,其特征在于,
在从所述内部线圈从所述外部线圈接受电力并向所述DC电源传送电力的受电动作切换为从所述DC电源向所述内部线圈传送电力的送电动作的受电-送电切换动作时,在进行使储存在所述中间电容器中的电荷放电的控制后,开始送电动作。


2.根据权利要求1所述的电力转换装置,其特征在于,
所述双向DC/DC转换器具备升压开关元件和降压开关元件,在所述受电动作中,所述双向DC/DC转换器作为升压转换器动作,所述升压转换器进行通过将所述升压开关元件接通、断开而将所述逆变器侧的电压升压并向所述DC电源侧进行电力传送的升压动作,在所述送电动作中,所述双向DC/DC转换器作为降压转换器动作,所述降压转换器进行通过将所述降压开关元件接通、断开而将所述DC电源侧的电压降压并向所述逆变器侧进行电力传送的降压动作。


3.根据权利要求2所述的电力转换装置,其特征在于,
在所述受电-送电切换动作时,在停止从所述外部线圈接受电力后,使所述升压开关元件的接通占空比逐渐增加,直到所述中间电容器的电压下降为规定值以下。


4.根据权利要求1所述的电力转换装置,其特征在于,
在所述受电-送电切换动作时,将使所述中间电容器的电荷放电的放电电阻与所述中间电容器并联连接,在开始所述送电动作前,将所述放电电阻从所述中间电容器切断。


5.一种非接触供电系统,以彼此的线圈进行磁耦合而能够进行电力传送的方式配置两台具备线圈、逆变器及双向DC/DC转换器的电力转换装置,所述逆变器的AC侧与该线圈连接,并能够在所述AC侧与DC侧之间双向地进行电力转换,所述双向DC/DC...

【专利技术属性】
技术研发人员:薮本卓哉坂下友一
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

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