双向升降压DCDC转换器装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能实现一次侧、二次侧的双向功率流、能自动控制的双向升降压ＤＣＤＣ转换器装置。包括：与一次侧电源的输入输出端子连接、进行功率变换动作的一次侧变换部；与二次侧电源的输入输出端子连接、进行功率变换动作的二次侧变换部；连接一次侧变换部和二次侧变换部的耦合部；以及控制部，该控制部输入一次侧变换部、二次侧变换部、耦合部的检测值，控制一次侧变换部、或二次侧变换部，使该检测值与所提供的指令值一致。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及直流电压源彼此间互相连接时使用的DCDC转换器装置，可适用 于安装了例如功率存储器件的电车等。
技术介绍
以往，对于电气铁路系统是这样构成的，即，应用二次电池或双电层电容 器等功率存储器件，将车辆制动时产生的剩余再生功率存储于功率存储器件中，在加速时使用所存储的功率，从而可知能有效利用车辆所具有的动能，在 这种情况下，可进行双向功率控制的降压转换器(以下称为双向降压DCDC转换 器)与直流架线和功率存储器件连接使用(例如专利文献l)。 专利文献l:日本专利特开2005-206111号公报但是，在上述的双向降压DCDC转换器中，在其电路结构上，当转换器的一次恻电压低于二次侧电压时，则不能进行电流的控制，因此通常必须在一次侧 电压高于二次侧电压的条件下使用。为避免该问题，有效的方法是采用与DCDC转换器的一次侧电压和二次侧电 压的大小关系无关的、而能实现从一次侧向二次侧或从二次侧向一次侧的双向 功率流的DCDC转换器(以下称为双向升降压DCDC转换器)，例如专利文献2中 所揭示的电路结构。专利文献2:日本专利特开2001-268900号公报
技术实现思路
但是，专利文献2中揭示的双向升降压DCDC转换器有4个动作模式，即，在 从一次侧向二次侧的功率流中，有一次侧电压高于二次侧电压的情况和一次侧 电压低于二次侧电压的情况，在从二次侧向一次侧的功率流中，有一次侧电压 高于二次侧电压的情况和一次侧电压低于二次侧电压的情况，而这4个动作模 式中的开关元件的动作形态是由每个动作模式决定的，例如由于没有设定一次侧电压和二次侧电压相同的情况、或功率流为零的情况，因此无法在各动作模 式间进行连续转移。还说明了各开关元件的通流率是用电位器调整的，没有考虑以瞬时值为基 准对功率流实施自动控制。因此，不能对DCDC转换器的一次侧向二次侧、或从二次侧向一次侧的功率 的方向和大小以瞬时值为基准连续地自动控制为规定的值。本专利技术是为了解决上述问题而提出的，提供一种双向升降压DCDC转换器装 置，该双向升降压DCDC转换器装置是在将不同的直流电压源分别与DCDC转换器 的一次侧和二次侧连接的状态下，与一次侧电压和二次侧电压的大小关系无关，能实现从一次侧向二次侧、或从二次侧向一次侧的双向的功率流，可以将 该功率的方向和大小以瞬时值为基准连续地自动控制为规定的值。本专利技术的双向升降压DCDC转换器装置具备与一次侧电源的输入输出端子连接、进行功率变换动作的一次侧变换部； 与二次侧电源的输入输出端子连接、进行功率变换动作的二次侧变换部； 连接一次侧变换部和二次侧变换部的耦合部；以及控制部，所述控制部输入来自一次侧变换部、二次侧变换部、以及耦合部 的检测值，而对所述一次侧变换部、或所述二次侧变换部进行控制，使该检测值与所提供的指令值一致。根据本专利技术，可以获得双向升降压DCDC转换器装置，该双向升降压DCDC转 换器装置在将不同的直流电压源分别与双向升降压DCDC转换器的一次侧和二 次侧连接的状态下，与一次侧电压和二次侧电压的大小关系无关，能实现从一 次侧向二次侧、或从二次侧向一次侧的双向的功率流，可以将该功率的方向和 大小以瞬时值为基准连续地自动控制为规定的值。附图说明图l是实施形态l中的、双向升降压DCDC转换器装置的结构图。 图2是表示实施形态1中的、控制部30a的结构例的图。 图3是表示实施形态1中的、电流指令变换部31a的结构例的图。 图4是表示实施形态1中的、电流指令调整部32a的结构例的图。 图5是表示实施形态1中的、电流控制部33a的结构例的图。 图6是表示实施形态1中的、通流率指令生成部34a的结构例的图。图7是表示实施形态1中的、栅极信号生成部35a的结构例的图。 图8是表示实施形态1中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿真 结果的图。图9是表示实施形态1中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿真 结果的图。图10是表示实施形态1中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿 真结果的图。图ll是表示实施形态l中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿 真结果的图。图12是表示实施形态1中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿 真结果的图。图13是表示实施形态1中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿 真结果的图。图14是表示实施形态1中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿 真结果的图。图15是表示实施形态1中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿 真结果的图。图16是实施形态2中的、双向升降压DCDC转换器装置的结构图。 图17是表示实施形态2中的、控制部30b的结构例的图。 图18是表示实施形态2中的、电流指令调整部32b的结构例的图。 图19是表示实施形态2中的、 一次侧电容电压上限操作量计算部60的结构 例的图。图20是表示实施形态2中的、 一次侧电容电压下限操作量计算部61的结构 例的图。图21是表示实施形态2中的、二次侧电容电压上限操作量计算部62的结构 例的图。图22是表示实施形态2中的、二次侧电容电压下限操作量计算部63的结构 例的图。图23是表示实施形态2中的、 一次侧开关电路电流上限操作量计算部66的 结构例的图。图24是表示实施形态2中的、 一次侧开关电路电流下限操作量计算部67的 结构例的图。图25是表示实施形态2中的、二次侧开关电路电流上限操作量计算部68的 结构例的图。图26是表示实施形态2中的、二次侧开关电路电流下限操作量计算部69的 结构例的图。图27是实施形态3中的、双向升降压DCDC转换器装置的结构图。 图28是表示实施形态3中的、控制部30c的结构例的图。 图29是实施形态4中的、双向升降压DCDC转换器装置的结构图。 图30是表示实施形态4中的、控制部30d的结构例的图。 图31是表示实施形态4中的、电流指令变换部31b的结构例的图。 图32是实施形态5中的、双向升降压DCDC转换器装置的结构图。 图33是表示实施形态5中的、控制部30e的结构例的图。 图34是实施形态6中的、双向升降压DCDC转换器装置的结构图。 图35是表示实施形态6中的、控制部30f的结构例的图。 图36是实施形态7中的、双向升降压DCDC转换器装置的结构图。 图37是表示实施形态7中的、控制部30g的结构例的图。 图38是表示实施形态7中的、通流率指令生成部34b的结构例的图。 图39是表示实施形态7中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿 真结果的图。图40是表示实施形态7中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿 真结果的图。图41是表示实施形态7中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿 真结果的图。图42是表示实施形态7中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿 真结果的图。图43是实施形态8中的、双向升降压DCDC转换器装置的结构图。 图44是表示实施形态8中的、控制部30h的结构例的图。 图45是表示实施形态8中的、通流率指令生成部34c的结构例的图。 图46是表示实施形态8中的、栅极信号生成部35b的结构例的图。 图47是表示实施形态8中的、双向升降压DCDC转换器装置的动作波形的仿 真结果的图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向升降压ＤＣＤＣ转换器装置，是在一次侧电源和二次侧电源这两个直流电压源之间、双向地供给直流功率的双向升降压ＤＣＤＣ转换器装置，其特征在于，具备：　与一次侧电源的输入输出端子连接、进行所述一次侧电源的功率变换动作的一次侧变换部；　与二次侧电源的输入输出端子连接、进行所述二次侧电源的功率变换动作的二次侧变换部；　连接所述一次侧变换部和所述二次侧变换部的耦合部；以及　控制部，向所述控制部输入来自所述一次侧变换部、所述二次侧变换部、以及所述耦合部的信号，所述控制部对所述一次侧变换部和所述二次侧变换部进行控制使该信号与指令值一致。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

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