JP2008011665A - Power converting system - Google Patents

Power converting system Download PDF

Info

Publication number
JP2008011665A
JP2008011665A JP2006180821A JP2006180821A JP2008011665A JP 2008011665 A JP2008011665 A JP 2008011665A JP 2006180821 A JP2006180821 A JP 2006180821A JP 2006180821 A JP2006180821 A JP 2006180821A JP 2008011665 A JP2008011665 A JP 2008011665A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
conversion device
converter
frequency
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006180821A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Toyama
浩司 外山
Naohiko Ishibashi
直彦 石橋
Yutaka Sugiura
豊 杉浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Takaoka Toko Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Takaoka Electric Mfg Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd, Takaoka Electric Mfg Co Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2006180821A priority Critical patent/JP2008011665A/en
Publication of JP2008011665A publication Critical patent/JP2008011665A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converting system which is preferable to attain the system linkage of a fuel cell to a system power supply. <P>SOLUTION: In a DC-DC converter of a full-bridge system using high-frequency insulating transformers, primary sides of the transformers are connected in a two-parallel manner. Secondary sides of the transformers are connected in a two-series manner. Secondary side outputs which are connected in series and formed into one system are connected to one set of rectifier circuits of a next stage. Furthermore, an input current of the DC-DC converter is controlled by repetitive control. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力変換装置に関する。本発明は特に、直流電流を特性の異なる直流電流に変換する電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device. The present invention particularly relates to a power conversion device that converts a direct current into a direct current having different characteristics.

従来の主流な発電方式に対する代替手段として、燃料電池、太陽電池に例示される発電方式が注目されている。燃料電池や太陽電池は、低電圧大容量の電力を発生するのに適している。こうした電力は、より高電圧の系統と連系することが望まれている。低電圧大容量の電力を系統と連系できる高電圧の電力に変換する技術が望まれている。   As an alternative to conventional mainstream power generation methods, power generation methods exemplified by fuel cells and solar cells have attracted attention. Fuel cells and solar cells are suitable for generating low-voltage and large-capacity power. Such power is desired to be linked to a higher voltage system. A technique for converting low-voltage and large-capacity power into high-voltage power that can be connected to the grid is desired.

特許文献1には、燃料電池のように電圧が低く電流の多い電源を入力とする系統連系インバータにおける電力損失を減らし、直流電力源の出力電流リップルを改善することを目的とする系統連系インバータ装置が記載されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2004-26883 discloses a grid interconnection that aims to reduce power loss in a grid interconnection inverter that inputs a power source having a low voltage and a large current, such as a fuel cell, and to improve output current ripple of a DC power source. An inverter device is described.

特許文献2には、スイッチング損失の低減化を図り、スイッチング素子にMOS‐FETを使用した場合、オン抵抗が低い低耐圧のMOS‐FETの使用を可能とすることを目的とするDC‐DCコンバータが記載されている。
特開2004‐274893号公報 特許第3463807号公報
Patent Document 2 discloses a DC-DC converter for reducing switching loss and enabling the use of a low breakdown voltage MOS-FET having a low on-resistance when a MOS-FET is used as a switching element. Is described.
JP 2004-274893 A Japanese Patent No. 3463807

本発明の目的は、低電圧大電流の電源の電圧を昇圧するのに適した電力変換装置を提供することである。
本発明の他の目的は、低電圧大電流の電源の電圧を高効率で昇圧するのに適した電力変換装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、低電圧大電流の電源の電圧を昇圧するコンパクトな電力変換装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、低電圧大電流の電源の入力電流リプルを抑制して電圧を昇圧する電力変換装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a power conversion device suitable for boosting the voltage of a low-voltage, large-current power supply.
Another object of the present invention is to provide a power conversion device suitable for boosting the voltage of a low-voltage, large-current power supply with high efficiency.
Still another object of the present invention is to provide a compact power converter that boosts the voltage of a low-voltage, large-current power supply.
Still another object of the present invention is to provide a power conversion device that suppresses input current ripple of a low-voltage, high-current power supply and boosts the voltage.

以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   In the following, means for solving the problem will be described using the numbers used in [Best Mode for Carrying Out the Invention] in parentheses. These numbers are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Best Mode for Carrying Out the Invention]. However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in [Claims].

高周波絶縁トランスを用いたフルブリッジ方式のDC‐DCコンバータにおいて、トランスの1次側は2並列に接続される。トランスの2次側は2直列に接続される。直列接続されて1系統にまとめられた2次側出力は次段の1組の整流回路に接続される。更に、DC‐DCコンバータの入力電流は繰返し制御によって制御される。   In a full bridge type DC-DC converter using a high-frequency insulating transformer, the primary side of the transformer is connected in parallel. Two secondary sides of the transformer are connected in series. The secondary outputs connected in series and combined into one system are connected to a set of rectifier circuits in the next stage. Furthermore, the input current of the DC-DC converter is controlled by repetitive control.

本発明による電流変換装置は、電源(2)から供給される直流電流を第1のフルブリッジ回路により高周波電流に変換して第1端子対に供給する第1変換部(14)と、電源(2)から第1変換部(14)と並列に供給される直流電流を第2のフルブリッジ回路により高周波電流に変換して第2端子対に供給する第2変換部(16)と、第1端子対に接続された1次巻線を備えた第1トランス部(HTr1)と、第2端子対に接続された1次巻線を備えた第2トランス部(HTr2)とを備える。第1トランス部(HTr1)の2次巻線と第2トランス部(HTr2)の2次巻線とは直列に接続されて下段に出力電流を出力する。   A current converter according to the present invention includes a first converter (14) that converts a direct current supplied from a power supply (2) into a high-frequency current by a first full bridge circuit and supplies the high-frequency current to a first terminal pair; A second converter (16) that converts a direct current supplied in parallel with the first converter (14) from 2) into a high-frequency current by a second full-bridge circuit and supplies the high-frequency current to the second terminal pair; A first transformer part (HTr1) having a primary winding connected to the terminal pair and a second transformer part (HTr2) having a primary winding connected to the second terminal pair are provided. The secondary winding of the first transformer unit (HTr1) and the secondary winding of the second transformer unit (HTr2) are connected in series to output an output current to the lower stage.

本発明による電力変換装置は、出力電流を整流する整流部(20)を備える。   The power conversion device according to the present invention includes a rectification unit (20) that rectifies an output current.

本発明による電力変換装置において、直流電流は電源(2)からリアクトルを介さずに第1のフルブリッジ回路と第2のフルブリッジ回路とに供給される。   In the power converter according to the present invention, the direct current is supplied from the power source (2) to the first full bridge circuit and the second full bridge circuit without passing through the reactor.

本発明による電力変換装置において、第1のフルブリッジ回路はMOSFETを用いて構成される。   In the power conversion device according to the present invention, the first full bridge circuit is configured using a MOSFET.

本発明による電力変換装置において、第1のフルブリッジ回路が生成する電流波形と第2のフルブリッジ回路が生成する電流波形とは波形が同じであり位相がずれている。   In the power converter according to the present invention, the current waveform generated by the first full bridge circuit and the current waveform generated by the second full bridge circuit have the same waveform and are out of phase.

本発明による電力変換装置は、電源(2)から当該電力変換装置に供給される電流の大きさを電流指令値に近づけるように第1変換部(14)と第2変換部(16)とのスイッチング動作に対して繰返し制御を行う繰返し制御部(34)を備える。   The power conversion device according to the present invention includes a first conversion unit (14) and a second conversion unit (16) so that the magnitude of the current supplied from the power source (2) to the power conversion device approaches the current command value. A repetitive control unit (34) that performs repetitive control on the switching operation is provided.

本発明による電力変換装置は、出力電流を系統電源(30)が供給する電流と連系するように変換する連系部(22、24、26、28)を備える。   The power conversion device according to the present invention includes interconnection units (22, 24, 26, and 28) that convert an output current so as to be linked to a current supplied from the system power supply (30).

本発明による電力変換装置は、電源(2)から当該電力変換装置に供給される電流を電流指令値に近づけるように第1変換部(14)と第2変換部(16)とのスイッチング動作に対して所定の周波数で繰返し制御を行う繰返し制御部(34)を備える。所定の周波数は、系統電源(30)の周波数の整数倍以上、好ましくは2倍以上である。   The power conversion device according to the present invention performs switching operations between the first conversion unit (14) and the second conversion unit (16) so that the current supplied from the power source (2) to the power conversion device approaches the current command value. A repetitive control unit (34) that performs repetitive control at a predetermined frequency is provided. The predetermined frequency is at least an integral multiple of the frequency of the system power supply (30), preferably at least twice.

本発明による系統連系システムは、直流電流を発生する電源(34)と、電源(34)から供給される直流電流を第1のフルブリッジ回路により高周波電流に変換して第1端子対に供給する第1変換部(14)と、電源(34)から第1変換部(14)と並列に供給される直流電流を第2のフルブリッジ回路により高周波電流に変換して第2端子対に供給する第2変換部(16)と、第1端子対に接続された1次巻線を備えた第1トランス部(HTr1)と、第2端子対に接続された1次巻線を備えた第2トランス部(HTr2)とを備える。第1トランス部(HTr1)の2次巻線と第2トランス部(HTr2)の2次巻線とは直列に接続されて下段に出力電流を出力する。系統連系システムは更に、出力電流を系統電源(30)が供給する電流と連系するように変換する連系部(22、24、26、28)を備える。   The grid interconnection system according to the present invention includes a power source (34) for generating a direct current, and a direct current supplied from the power source (34) is converted into a high-frequency current by a first full bridge circuit and supplied to the first terminal pair. The direct current supplied in parallel with the first converter (14) and the first converter (14) from the power source (34) is converted into a high-frequency current by the second full bridge circuit and supplied to the second terminal pair. A second transformer (16), a first transformer (HTr1) having a primary winding connected to the first terminal pair, and a first transformer having a primary winding connected to the second terminal pair. 2 transformer section (HTr2). The secondary winding of the first transformer unit (HTr1) and the secondary winding of the second transformer unit (HTr2) are connected in series to output an output current to the lower stage. The grid interconnection system further includes a linkage unit (22, 24, 26, 28) that converts the output current so as to be linked to the current supplied by the grid power supply (30).

本発明による系統連系システムにおいて、電源(2)は燃料電池を含む。   In the grid interconnection system according to the present invention, the power source (2) includes a fuel cell.

本発明によれば、低電圧大電流の電源の電圧を昇圧するのに適した電力変換装置が提供される。
更に本発明によれば、低電圧大電流の電源の電圧を高効率で昇圧するのに適した電力変換装置が提供される。
更に本発明によれば、低電圧大電流の電源の電圧を昇圧するコンパクトな電力変換装置が提供される。
更に本発明によれば、低電圧大電流の電源の入力電流リプルを抑制して電圧を昇圧する電力変換装置が提供される。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power converter device suitable for boosting the voltage of the power supply of a low voltage large current is provided.
Furthermore, according to the present invention, there is provided a power conversion device suitable for boosting the voltage of a low-voltage, large-current power supply with high efficiency.
Furthermore, according to the present invention, there is provided a compact power conversion device that boosts the voltage of a low-voltage, high-current power supply.
Furthermore, according to the present invention, there is provided a power conversion device that boosts a voltage by suppressing input current ripple of a power source of low voltage and large current.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は、本実施の形態における電力変換装置を用いた系統連系回路を示す。系統連系回路は、燃料電池2に接続される。燃料電池2は、固体酸化物型(SOFC)、溶融炭酸塩型(MCFC)、固体高分子型(PEFC)、リン酸型(PAFC)、直接メタノール型(DMFC)等のいずれの型でもよい。燃料電池2に代えて、他の種類の低電圧高電流を得やすい直流電流を生成する装置、例えば二次電池や太陽電池に接続されてもよい。また、図1では連係される系統を単相電源で示しているが、三相電源であってもよい。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a grid interconnection circuit using the power conversion device according to the present embodiment. The grid interconnection circuit is connected to the fuel cell 2. The fuel cell 2 may be any type such as a solid oxide type (SOFC), a molten carbonate type (MCFC), a solid polymer type (PEFC), a phosphoric acid type (PAFC), a direct methanol type (DMFC), and the like. Instead of the fuel cell 2, it may be connected to a device that generates a direct current that can easily obtain other types of low-voltage high-current, for example, a secondary battery or a solar cell. Moreover, although the system | strain linked in FIG. 1 is shown with the single phase power supply, a three phase power supply may be sufficient.

燃料電池2の正極と負極の間にLCフィルタ4が接続される。LCフィルタ4の後段側の正極側の配線L1と負極側の配線L2にはDC‐DCコンバータ12が接続される。DC‐DCコンバータ12は、第1変換部14、第2変換部16、トランス部18及び整流部20を含む。DC‐DCコンバータ12は燃料電池2が生成しLCフィルタ4を介して供給される直流をより高電圧の直流に変換して後段側に出力する。DC‐DCコンバータ12の後段側には平滑コンデンサ22が接続される。平滑コンデンサ22の後段側にはDC‐DCコンバータ12から平滑コンデンサ22を介して供給される直流を交流に変換するインバータ回路24が接続される。インバータ回路24の後段側にはインバータ回路24から供給される交流の高調波成分を低減するACフィルタ26が接続される。ACフィルタ26の後段側は連系リレー28を介して例えば、単相200Vの系統電源30と連系接続される。   An LC filter 4 is connected between the positive electrode and the negative electrode of the fuel cell 2. A DC-DC converter 12 is connected to the positive-side wiring L1 and the negative-side wiring L2 on the rear stage side of the LC filter 4. The DC-DC converter 12 includes a first conversion unit 14, a second conversion unit 16, a transformer unit 18 and a rectification unit 20. The DC-DC converter 12 converts the direct current generated by the fuel cell 2 and supplied through the LC filter 4 into a higher-voltage direct current and outputs it to the subsequent stage side. A smoothing capacitor 22 is connected to the rear stage side of the DC-DC converter 12. An inverter circuit 24 that converts direct current supplied from the DC-DC converter 12 via the smoothing capacitor 22 to alternating current is connected to the subsequent stage of the smoothing capacitor 22. An AC filter 26 that reduces AC harmonic components supplied from the inverter circuit 24 is connected to the rear stage side of the inverter circuit 24. The downstream side of the AC filter 26 is connected to, for example, a single-phase 200 V system power supply 30 via a connection relay 28.

配線L1には配線L1を流れる電流を検出して電流検出値DCIを生成する電流計6が設置される。系統連系回路は減算器8を備える。減算器8は、外部の回路から入力する電流指令値DCI*と電流検出値DCIとの差を出力する。系統連系回路は更に、電流制御器10を備える。電流制御器10は、減算器8が出力する差に基づいて第1変換部14と第2変換部16とのスイッチング素子を制御する。   The wiring L1 is provided with an ammeter 6 that detects a current flowing through the wiring L1 and generates a current detection value DCI. The grid interconnection circuit includes a subtracter 8. The subtracter 8 outputs the difference between the current command value DCI * input from an external circuit and the current detection value DCI. The grid interconnection circuit further includes a current controller 10. The current controller 10 controls the switching elements of the first conversion unit 14 and the second conversion unit 16 based on the difference output from the subtracter 8.

図2は、DC‐DCコンバータ12の回路を示す。第1変換部14はスイッチング素子G1、G2、G3及びG4を含むフルブリッジ回路を備える。第2変換部16はスイッチング素子G5、G6、G7及びG8を含むフルブリッジ回路を備える。スイッチング素子G1〜G8としてはIGBT、バイポーラトランジスタ、MOSFET等を使用することが可能である。本実施の形態においては、高い昇圧比を得ることが重要であるという点において、オン電圧がIGBTよりも小さいMOSFETが使用されることが好ましい。   FIG. 2 shows a circuit of the DC-DC converter 12. The first conversion unit 14 includes a full bridge circuit including switching elements G1, G2, G3, and G4. The second conversion unit 16 includes a full bridge circuit including switching elements G5, G6, G7, and G8. As the switching elements G1 to G8, an IGBT, a bipolar transistor, a MOSFET, or the like can be used. In the present embodiment, it is preferable to use a MOSFET whose on-voltage is smaller than that of IGBT in that it is important to obtain a high step-up ratio.

スイッチング素子G1のドレイン側は配線L1に接続される。スイッチング素子G1のソース側はスイッチング素子G2のドレイン側に接続される。スイッチング素子G1のソース側とスイッチング素子G2のドレイン側との間にはノードu1が設けられる。スイッチング素子G2のソース側は配線L2に接続される。   The drain side of the switching element G1 is connected to the wiring L1. The source side of the switching element G1 is connected to the drain side of the switching element G2. A node u1 is provided between the source side of the switching element G1 and the drain side of the switching element G2. The source side of the switching element G2 is connected to the wiring L2.

スイッチング素子G3のドレイン側は配線L1に接続される。スイッチング素子G3のソース側はスイッチング素子G4のドレイン側に接続される。スイッチング素子G3とスイッチング素子G4との間にはノードv1が設けられる。スイッチング素子G4のソース側は配線L2に接続される。   The drain side of the switching element G3 is connected to the wiring L1. The source side of the switching element G3 is connected to the drain side of the switching element G4. A node v1 is provided between the switching element G3 and the switching element G4. The source side of the switching element G4 is connected to the wiring L2.

スイッチング素子G5のドレイン側は配線L1に接続される。スイッチング素子G5のソース側はスイッチング素子G6のドレイン側に接続される。スイッチング素子G5とスイッチング素子G6との間にはノードu2が設けられる。スイッチング素子G6のソース側は配線L2に接続される。   The drain side of the switching element G5 is connected to the wiring L1. The source side of the switching element G5 is connected to the drain side of the switching element G6. A node u2 is provided between the switching element G5 and the switching element G6. The source side of the switching element G6 is connected to the wiring L2.

スイッチング素子G7のドレイン側は配線L1に接続される。スイッチング素子G7のソース側はスイッチング素子G8のドレイン側に接続される。スイッチング素子G7とスイッチング素子G8との間にはノードv2が設けられる。スイッチング素子G8のソース側は配線L2に接続される。   The drain side of the switching element G7 is connected to the wiring L1. The source side of the switching element G7 is connected to the drain side of the switching element G8. A node v2 is provided between the switching element G7 and the switching element G8. The source side of the switching element G8 is connected to the wiring L2.

トランス部18は高周波絶縁トランスHTr1、HTr2を含む。高周波絶縁トランスHTr1の鉄芯と高周波絶縁トランスHTr2の鉄芯とは分離されている。ノードu1は高周波絶縁トランスHTr1の1次巻線の第1端に接続される。ノードv1は高周波絶縁トランスHTr1の1次巻線の第2端に接続される。ノードu2は高周波絶縁トランスHTr2の1次巻線の第1端に接続される。ノードv2は高周波絶縁トランスHTr2の1次巻線の第2端に接続される。すなわち、第1変換部14と第2変換部16とは配線L1、L2とトランス部18との間に並列に接続される。   The transformer unit 18 includes high-frequency insulating transformers HTr1 and HTr2. The iron core of the high frequency insulation transformer HTr1 and the iron core of the high frequency insulation transformer HTr2 are separated. The node u1 is connected to the first end of the primary winding of the high frequency insulation transformer HTr1. The node v1 is connected to the second end of the primary winding of the high frequency insulation transformer HTr1. The node u2 is connected to the first end of the primary winding of the high frequency insulation transformer HTr2. The node v2 is connected to the second end of the primary winding of the high frequency insulation transformer HTr2. That is, the first conversion unit 14 and the second conversion unit 16 are connected in parallel between the wirings L1 and L2 and the transformer unit 18.

このようにフルブリッジ回路と高周波絶縁トランスとを用いた昇圧回路は、大きい昇圧比を得るのに適している。そのため、低電圧大電流の電源である燃料電池2の電圧を系統連系のために昇圧する電力変換機に好適である。大きい昇圧比が得られると、セル枚数の少ない燃料電池2を用いて系統連系ができるため、コストが低減される。トランス部18の1次側が並列であるために、DC‐DCコンバータ12の入力電流が同じならば単一の高調波絶縁トランスによって電圧を昇圧する場合よりも各トランスに流れる電流が小さい。そのため、同じ線径の巻線を使用した場合に銅損を低減することができる。   Thus, the booster circuit using the full bridge circuit and the high-frequency insulating transformer is suitable for obtaining a large boost ratio. Therefore, it is suitable for a power converter that boosts the voltage of the fuel cell 2 that is a power source of low voltage and large current for grid connection. If a large step-up ratio is obtained, the grid connection can be established using the fuel cell 2 with a small number of cells, so that the cost is reduced. Since the primary side of the transformer unit 18 is parallel, if the input current of the DC-DC converter 12 is the same, the current flowing through each transformer is smaller than when the voltage is boosted by a single harmonic isolation transformer. Therefore, copper loss can be reduced when windings having the same wire diameter are used.

トランスの鉄芯のサイズは、その磁束密度の最大値が材質で定まるある上限値以下に収まるように選定することが必要である。トランス部18が2個のトランスを備えていることにより、2個の小型鉄芯が使用され、単一の鉄芯を用いる場合に比べて全体のサイズ(DC‐DCコンバータ12の内部におけるトランス部18の占有容積)が低減する。   The size of the iron core of the transformer needs to be selected so that the maximum value of the magnetic flux density falls within a certain upper limit determined by the material. Since the transformer unit 18 includes two transformers, two small iron cores are used, and the overall size (the transformer unit inside the DC-DC converter 12 is compared with the case where a single iron core is used. 18 occupied volume) is reduced.

高周波絶縁トランスHTr1の2次巻線の第1端(1次巻線の第1端に対応する側)と高周波絶縁トランスHTr2の2次巻線の第2端(1次巻線の第2端に対応する側)とは全波整流回路である整流部20に接続される。高周波絶縁トランスHTr1の2次巻線の第2端(1次巻線の第2端に対応する側)と高周波絶縁トランスHTr2の2次巻線の第1端(1次巻線の第1端に対応する側)とは互いに接続される。即ち、高周波絶縁トランスHTr1と高周波絶縁トランスHTr2とは2次巻線側が直列に接続されて下段側に出力電流を出力する。その下段側には出力電流を整流する整流部20が接続される。   The first end of the secondary winding of the high frequency isolation transformer HTr1 (the side corresponding to the first end of the primary winding) and the second end of the secondary winding of the high frequency isolation transformer HTr2 (the second end of the primary winding) Is connected to the rectifier 20 which is a full-wave rectifier circuit. The second end of the secondary winding of the high-frequency isolation transformer HTr1 (the side corresponding to the second end of the primary winding) and the first end of the secondary winding of the high-frequency isolation transformer HTr2 (the first end of the primary winding) Are connected to each other. That is, the high-frequency insulating transformer HTr1 and the high-frequency insulating transformer HTr2 are connected in series on the secondary winding side and output an output current to the lower stage side. A rectifying unit 20 that rectifies the output current is connected to the lower side.

トランス部18の2次側において2個のトランスが直列に接続されていることにより、各トランスの1次側に対する2次側の巻数比はトランスが単一の場合に比べて半分である。このため、同一巻線の場合は抵抗が半減する。更に、トランス18の2次側において2個のトランスが直列に接続されていることにより、2個のトランスの間に発生する循環電流を原理的に無くすことができる。これにより、2個のトランスの各々に対して個別に電流制御を行う必要がなく、1台の制御器によって電流制御が可能である。   Since two transformers are connected in series on the secondary side of the transformer unit 18, the turn ratio of the secondary side to the primary side of each transformer is half that of a single transformer. For this reason, in the case of the same winding, the resistance is halved. Further, since the two transformers are connected in series on the secondary side of the transformer 18, the circulating current generated between the two transformers can be eliminated in principle. Thereby, it is not necessary to individually control the current for each of the two transformers, and the current can be controlled by one controller.

トランス部18は、3以上の高周波絶縁トランスを備えていてもよい。その場合、1次側は3以上の互いに並列に接続された変換部に接続される。3以上の2次側の巻線は直列に接続される。   The transformer unit 18 may include three or more high-frequency insulating transformers. In that case, the primary side is connected to three or more converters connected in parallel. Three or more secondary windings are connected in series.

図3は、電流制御器10を説明するための図である。電流制御器10には減算器8が生成する電流指令値DCI*と電流検出値DCIとの差が入力する。電流制御器10は比例積分補償器32を備え、電流値を比例積分制御を実行するように制御信号を出力する。電流制御器10は更に繰返し補償器34を備える。繰返し補償器34は、所定の周波数でDC‐DCコンバータ12に入力する入力電流のリプルを低減するように繰返し制御を行うための制御信号を出力する。その所定の周波数は、系統電源30の周波数の整数倍以上であることが好ましく、2倍以上、例えば2.5倍であることが好ましい。比例積分補償器32が出力する制御信号と繰返し補償器34が出力する制御信号とは加算器36において加算されて合成制御信号として出力される。制御器10は合成制御信号を用いてスイッチング素子G1〜G8のスイッチングのタイミングを制御する。   FIG. 3 is a diagram for explaining the current controller 10. A difference between the current command value DCI * generated by the subtractor 8 and the current detection value DCI is input to the current controller 10. The current controller 10 includes a proportional-integral compensator 32 and outputs a control signal so as to execute proportional-integral control on the current value. The current controller 10 further includes a repeat compensator 34. The repetitive compensator 34 outputs a control signal for performing repetitive control so as to reduce the ripple of the input current input to the DC-DC converter 12 at a predetermined frequency. The predetermined frequency is preferably at least an integral multiple of the frequency of the system power supply 30, and preferably at least 2 times, for example, 2.5 times. The control signal output from the proportional-integral compensator 32 and the control signal output from the repeat compensator 34 are added by an adder 36 and output as a combined control signal. The controller 10 controls the switching timing of the switching elements G1 to G8 using the composite control signal.

繰返し制御を採用することにより、入力電流リプルの低減が達成される。特に、本実施の形態におけるフルブリッジ回路と高周波絶縁トランスとを用いた昇圧回路と組み合わせることにより、大きい昇圧比と小さい入力電流リプルとが同時に達成される。入力電流リプルが低減されれば、DC‐DCコンバータ12の入力段に設置されるLCフィルタ4のリアクトルを省略できる。すなわち、第1変換部14のフルブリッジ回路と第2変換部16のフルブリッジ回路とに燃料電池2からの直流電流がリアクトルを介さずに供給される。そのため、リアクトルで発生する損失を無くすことができ、DC‐DCコンバータの変換効率が向上する。   By adopting repetitive control, a reduction in input current ripple is achieved. In particular, a large boost ratio and a small input current ripple can be achieved at the same time by combining with a boost circuit using a full bridge circuit and a high frequency isolation transformer in the present embodiment. If the input current ripple is reduced, the reactor of the LC filter 4 installed in the input stage of the DC-DC converter 12 can be omitted. That is, the direct current from the fuel cell 2 is supplied to the full bridge circuit of the first converter 14 and the full bridge circuit of the second converter 16 without going through the reactor. Therefore, the loss generated in the reactor can be eliminated, and the conversion efficiency of the DC-DC converter is improved.

以上の構成を備える電力変換装置は、次のように動作する。燃料電池2が直流電流を発生する。その直流電流の電圧は例えば40V〜70V程度である。その直流電流は、LCフィルタ26においてノイズを低減され、DC‐DCコンバータ12に入力する。   The power conversion device having the above configuration operates as follows. The fuel cell 2 generates a direct current. The voltage of the direct current is, for example, about 40V to 70V. The direct current is reduced in noise in the LC filter 26 and input to the DC-DC converter 12.

電流計6は電流検出値DCIを出力する。電力変換装置の外部から電流指令値DCI*が与えられる。減算器8は電流指令値DCI*と電流検出値DCIとの差を算出して出力する。電流制御器10は、その差を用いて比例積分補償と繰返し補償をするための合成制御信号を出力する。   The ammeter 6 outputs a current detection value DCI. A current command value DCI * is given from the outside of the power converter. The subtracter 8 calculates and outputs the difference between the current command value DCI * and the current detection value DCI. The current controller 10 outputs a composite control signal for performing proportional integral compensation and repetitive compensation using the difference.

電流制御部10からの合成制御信号によってスイッチング素子G1〜G8が動作する。スイッチング素子G1とG4が同時にオン状態になり、スイッチング素子G2とG3が同時にオフ状態になると、高周波絶縁トランスHTr1の1次巻線の第1端が正電圧、第2端が負電圧となる。スイッチング素子G1とG4が同時にオフ状態になり、スイッチング素子G2とG3が同時にオン状態になると、高周波絶縁トランスHTr1の1次巻線の第1端が負電圧、第2端が正電圧となる。この繰返しによって発生する交番磁界によって高周波絶縁トランスHTr1の2次巻線に1次側に対して高電圧の交流が発生する。   Switching elements G <b> 1 to G <b> 8 are operated by a composite control signal from the current control unit 10. When the switching elements G1 and G4 are turned on at the same time and the switching elements G2 and G3 are turned off at the same time, the first end of the primary winding of the high-frequency insulating transformer HTr1 becomes a positive voltage and the second end becomes a negative voltage. When the switching elements G1 and G4 are turned off at the same time and the switching elements G2 and G3 are turned on at the same time, the first end of the primary winding of the high-frequency insulating transformer HTr1 becomes a negative voltage and the second end becomes a positive voltage. An alternating magnetic field generated by this repetition generates a high-voltage alternating current with respect to the primary side in the secondary winding of the high-frequency insulating transformer HTr1.

スイッチング素子G5とG8が同時にオン状態になり、スイッチング素子G6とG7が同時にオフ状態になると、高周波絶縁トランスHTr2の1次巻線の第1端が正電圧、第2端が負電圧となる。スイッチング素子G5とG8が同時にオン状態になり、スイッチング素子G6とG7が同時にオフ状態になると、高周波絶縁トランスHTr2の1次巻線の第1端が負電圧、第2端が正電圧となる。この繰返しによって発生する交番磁界によって高周波絶縁トランスHTr2の2次巻線に1次側に対して高電圧の交流が発生する。   When the switching elements G5 and G8 are turned on at the same time and the switching elements G6 and G7 are turned off at the same time, the first end of the primary winding of the high-frequency insulating transformer HTr2 becomes a positive voltage and the second end becomes a negative voltage. When the switching elements G5 and G8 are turned on at the same time and the switching elements G6 and G7 are turned off at the same time, the first end of the primary winding of the high frequency insulating transformer HTr2 becomes a negative voltage and the second end becomes a positive voltage. An alternating magnetic field generated by this repetition generates a high-voltage alternating current with respect to the primary side in the secondary winding of the high-frequency insulating transformer HTr2.

直列に接続された高周波絶縁トランスHTr1の2次巻線と高周波絶縁トランスHTr2の2次巻線との交流は、整流部20によって直流に変換されてDC‐DCコンバータ12の後段側に供給される。その直流の電圧は例えば360Vである。その直流は平滑コンデンサ22によって平滑化され、インバータ回路24によって交流に変換される。更に、ACフィルタ26によって高調波成分が低減され、連系リレー28を介して系統電源30との連系がなされる。   The alternating current between the secondary winding of the high-frequency isolation transformer HTr1 and the secondary winding of the high-frequency isolation transformer HTr2 connected in series is converted into a direct current by the rectifier 20 and supplied to the subsequent stage side of the DC-DC converter 12. . The DC voltage is 360V, for example. The direct current is smoothed by the smoothing capacitor 22 and converted into alternating current by the inverter circuit 24. Further, the harmonic component is reduced by the AC filter 26, and the interconnection with the system power supply 30 is made via the interconnection relay 28.

図4は、スイッチング素子G1〜G8の動作の一例を示すタイミングチャートである。スイッチング素子G1〜G8の動作は、鋸歯状のキャリア波を用いて制御される。電流制御器10は、スイッチング素子G1〜G4を制御するための第1のキャリア波とスイッチング素子G5〜G8を制御するための第2のキャリア波とを発生する。   FIG. 4 is a timing chart showing an example of the operation of the switching elements G1 to G8. The operations of the switching elements G1 to G8 are controlled using a sawtooth carrier wave. The current controller 10 generates a first carrier wave for controlling the switching elements G1 to G4 and a second carrier wave for controlling the switching elements G5 to G8.

図4(a)に示される鋸歯状の波形は第1のキャリア波の波形を示す。第1のキャリア波は周期的な波形を有し、時刻t1〜t4にその一周期が含まれる。時刻t1において第1のキャリア波の信号の大きさはゼロである。時刻t1〜t4の区間において第1のキャリア波の信号の大きさは1次関数的に増大し、時刻t4において所定の最大値に至る。時刻t4において第1のキャリア波の信号の大きさはパルス的に急激に低下してゼロに至る。すなわち、第1のキャリア波は右肩上がりの鋸歯状の形状を有する。   The sawtooth waveform shown in FIG. 4A shows the waveform of the first carrier wave. The first carrier wave has a periodic waveform, and one period is included at times t1 to t4. At time t1, the magnitude of the first carrier wave signal is zero. In the period from time t1 to t4, the magnitude of the first carrier wave signal increases linearly and reaches a predetermined maximum value at time t4. At time t4, the magnitude of the first carrier wave signal suddenly decreases in a pulse manner and reaches zero. That is, the first carrier wave has a sawtooth shape that rises to the right.

図4(b)に示される鋸歯状の波形は第2のキャリア波の波形を示す。第2のキャリア波は周期的な波形を有し、第1のキャリア波と等しい時刻t1〜t4にその一周期が含まれる。時刻t1において第1のキャリア波の信号の大きさはゼロからパルス的に急激に立ち上がり、第1のキャリア波と同じに設定された所定の最大値に至る。時刻t1〜t4の区間において第2のキャリア波の信号の大きさは1次関数的に減少し、時刻t4においてゼロに至る。時刻t4において第2のキャリア波の信号の大きさはパルス的に急激に増大して所定の最大値に至る。すなわち、第2のキャリア波は右肩下がりの鋸歯状の形状を有する。第1のキャリア波の立ち下がり時刻と第2のキャリア波の立ち上がり時刻とは等しい。   The sawtooth waveform shown in FIG. 4B shows the waveform of the second carrier wave. The second carrier wave has a periodic waveform, and one period is included at times t1 to t4 that are equal to the first carrier wave. At time t1, the magnitude of the first carrier wave signal suddenly rises from zero and reaches a predetermined maximum value that is set to be the same as that of the first carrier wave. In the period from time t1 to time t4, the magnitude of the second carrier wave signal decreases linearly and reaches zero at time t4. At time t4, the magnitude of the signal of the second carrier wave suddenly increases in a pulse manner and reaches a predetermined maximum value. That is, the second carrier wave has a sawtooth shape with a downward slope. The fall time of the first carrier wave is equal to the rise time of the second carrier wave.

電流制御器10は、図4(a)に示される第1のキャリア波の信号の大きさと指令値(上述の合成制御信号の大きさ)とを比較した結果を用いてスイッチング素子G1〜G4を制御する。指令値の方が大きいとき(時刻t1〜t3)はスイッチング素子G1、G4がオンに制御され、スイッチング素子G2、G3がオフに制御される。キャリア波の信号の大きさの方が大きいとき(時刻t3〜t4)はスイッチング素子G1、G4がオフに制御され、スイッチング素子G2、G3がオンに制御される。   The current controller 10 switches the switching elements G1 to G4 using the result of comparing the magnitude of the first carrier wave signal shown in FIG. 4A and the command value (the magnitude of the above-described combined control signal). Control. When the command value is larger (time t1 to t3), the switching elements G1 and G4 are controlled to be on, and the switching elements G2 and G3 are controlled to be off. When the magnitude of the carrier wave signal is larger (time t3 to t4), the switching elements G1 and G4 are controlled to be off, and the switching elements G2 and G3 are controlled to be on.

電流制御器10は、図4(b)に示される第2のキャリア波の信号の大きさと、図4(a)と同一の指令値とを比較した結果を用いてスイッチング素子G5〜G8を制御する。キャリア波の信号の大きさの方が大きいとき(時刻t1〜t2)はスイッチング素子G5、G8がオフに制御され、スイッチング素子G6、G7がオンに制御される。指令値の方が大きいとき(時刻t2〜t4)はスイッチング素子G5、G8がオンに制御され、スイッチング素子G6、G7がオフに制御される。   The current controller 10 controls the switching elements G5 to G8 using the result of comparing the magnitude of the second carrier wave signal shown in FIG. 4 (b) with the same command value as in FIG. 4 (a). To do. When the magnitude of the carrier wave signal is larger (time t1 to t2), the switching elements G5 and G8 are controlled to be off, and the switching elements G6 and G7 are controlled to be on. When the command value is larger (time t2 to t4), the switching elements G5 and G8 are controlled to be on and the switching elements G6 and G7 are controlled to be off.

こうした制御によれば、スイッチング素子G1、G4がオンである時間の割合とスイッチング素子G5、G8がオンである時間の割合とは等しい。スイッチング素子G2、G3がオンである時間の割合とスイッチング素子G6、G7がオンである時間の割合とは等しい。第1変換部14が発生する電流波形と第2変換部16が発生する電流波形とは波形が同じで位相がずれている。こうした制御によれば、スイッチング素子G1、G4のオン/オフとスイッチング素子G5、G8のオン/オフが逆である時間(t1〜t2、t3〜t4)が存在する。同時に、スイッチング素子G2、G3のオン/オフとスイッチング素子G6、G7のオン/オフが逆である。そのため、電流リプルが低減されるという効果が達成される。   According to such control, the ratio of the time that the switching elements G1 and G4 are on is equal to the ratio of the time that the switching elements G5 and G8 are on. The proportion of time that the switching elements G2 and G3 are on is equal to the proportion of time that the switching elements G6 and G7 are on. The current waveform generated by the first converter 14 and the current waveform generated by the second converter 16 have the same waveform and are out of phase. According to such control, there is a time (t1 to t2, t3 to t4) in which the on / off of the switching elements G1 and G4 and the on / off of the switching elements G5 and G8 are reversed. At the same time, on / off of switching elements G2 and G3 and on / off of switching elements G6 and G7 are reversed. Therefore, the effect that current ripple is reduced is achieved.

図5は、スイッチング素子G1〜G8の動作の他の例を示すタイミングチャートである。スイッチング素子G1〜G8の動作は、鋸歯状のキャリア波を用いて制御される。電流制御器10は、スイッチング素子G1〜G4を制御するための第1のキャリア波とスイッチング素子G5〜G8を制御するための第2のキャリア波とを発生する。   FIG. 5 is a timing chart showing another example of the operation of the switching elements G1 to G8. The operations of the switching elements G1 to G8 are controlled using a sawtooth carrier wave. The current controller 10 generates a first carrier wave for controlling the switching elements G1 to G4 and a second carrier wave for controlling the switching elements G5 to G8.

図5(a)に示される鋸歯状の波形は第3のキャリア波の波形を示す。第3のキャリア波は周期的な波形を有し、時刻t11〜t15にその一周期が含まれる。時刻t11において第3のキャリア波の信号の大きさはゼロである。時刻t11〜t15の区間において第3のキャリア波の信号の大きさは1次関数的に増大し、時刻t15において所定の最大値に至る。時刻t15において第3のキャリア波の信号の大きさはパルス的に急激に低下してゼロに至る。すなわち、第3のキャリア波は右肩上がりの鋸歯状の形状を有する。   The sawtooth waveform shown in FIG. 5A shows the waveform of the third carrier wave. The third carrier wave has a periodic waveform, and one period is included at times t11 to t15. At time t11, the magnitude of the third carrier wave signal is zero. In the period from time t11 to t15, the magnitude of the third carrier wave signal increases linearly and reaches a predetermined maximum value at time t15. At time t15, the magnitude of the third carrier wave signal suddenly decreases in a pulse manner and reaches zero. That is, the third carrier wave has a sawtooth shape that rises to the right.

図5(b)に示される鋸歯状の波形は第4のキャリア波の波形を示す。第4のキャリア波は第3のキャリア波と相同的で周期が等しい。第3のキャリア波と第4のキャリア波とは位相がずれている。   The sawtooth waveform shown in FIG. 5B shows the waveform of the fourth carrier wave. The fourth carrier wave is homologous with the third carrier wave and has the same period. The third carrier wave and the fourth carrier wave are out of phase.

電流制御器10は、図5(a)に示される第3のキャリア波の信号の大きさと指令値(上述の合成制御信号の大きさ)とを比較した結果を用いてスイッチング素子G1〜G4を制御する。指令値の方が大きいとき(時刻t11〜t14)はスイッチング素子G1、G4がオンに制御され、スイッチング素子G2、G3がオフに制御される。キャリア波の信号の大きさの方が大きいとき(時刻t14〜t15)はスイッチング素子G1、G4がオフに制御され、スイッチング素子G2、G3がオンに制御される。   The current controller 10 switches the switching elements G1 to G4 using the result of comparing the magnitude of the third carrier wave signal shown in FIG. 5A and the command value (the magnitude of the above-described combined control signal). Control. When the command value is larger (time t11 to t14), the switching elements G1 and G4 are controlled to be on, and the switching elements G2 and G3 are controlled to be off. When the magnitude of the carrier wave signal is larger (time t14 to t15), the switching elements G1 and G4 are controlled to be off, and the switching elements G2 and G3 are controlled to be on.

電流制御器10は、図5(b)に示される第4のキャリア波の信号の大きさと、図5(a)と同一の指令値とを比較した結果を用いてスイッチング素子G5〜G8を制御する。指令値の方が大きいとき(時刻〜t12)はスイッチング素子G5、G8がオンに制御され、スイッチング素子G6、G7がオフに制御される。キャリア波の信号の大きさの方が大きいとき(時刻t12〜t13)はスイッチング素子G5、G8がオフに制御され、スイッチング素子G6、G7がオンに制御される。   The current controller 10 controls the switching elements G5 to G8 using the result of comparing the magnitude of the fourth carrier wave signal shown in FIG. 5 (b) with the same command value as in FIG. 5 (a). To do. When the command value is larger (time to t12), the switching elements G5 and G8 are controlled to be on and the switching elements G6 and G7 are controlled to be off. When the magnitude of the carrier wave signal is larger (time t12 to t13), the switching elements G5 and G8 are controlled to be off, and the switching elements G6 and G7 are controlled to be on.

こうした制御によれば、スイッチング素子G1、G4がオンである時間の割合とスイッチング素子G5、G8がオンである時間の割合とは等しい。スイッチング素子G2、G3がオンである時間の割合とスイッチング素子G6、G7がオンである時間の割合とは等しい。第1変換部14が発生する電流波形と第2変換部16が発生する電流波形とは波形が同じで位相がずれている。こうした制御によれば、スイッチング素子G1、G4のオン/オフとスイッチング素子G5、G8のオン/オフが逆である時間(〜t11、t12〜t13)が存在する。同時に、スイッチング素子G2、G3のオン/オフとスイッチング素子G6、G7のオン/オフが逆である。そのため、図4の例と同じように電流リプルが低減されるという効果が達成される。   According to such control, the ratio of the time that the switching elements G1 and G4 are on is equal to the ratio of the time that the switching elements G5 and G8 are on. The proportion of time that the switching elements G2 and G3 are on is equal to the proportion of time that the switching elements G6 and G7 are on. The current waveform generated by the first converter 14 and the current waveform generated by the second converter 16 have the same waveform and are out of phase. According to such control, there is a time (˜t11, t12 to t13) in which the on / off of the switching elements G1 and G4 and the on / off of the switching elements G5 and G8 are reversed. At the same time, on / off of switching elements G2 and G3 and on / off of switching elements G6 and G7 are reversed. Therefore, the effect that the current ripple is reduced as in the example of FIG. 4 is achieved.

図1は、DC‐DCコンバータを用いた系統連系回路を示す。FIG. 1 shows a system interconnection circuit using a DC-DC converter. 図2は、DC‐DCコンバータの回路を示す。FIG. 2 shows a circuit of a DC-DC converter. 図3は、電流制御器を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the current controller. 図4は、スイッチング素子の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the switching element. 図5は、スイッチング素子の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the switching element.

符号の説明Explanation of symbols

2…燃料電池
4…入力フィルタ
6…電流計
8…減算器
10…電流制御器
12…DC‐DCコンバータ
14…第1変換部
16…第2変換部
18…トランス部
20…整流部
22…平滑コンデンサ
24…インバータ回路
26…ACフィルタ
28…連系リレー
30…系統電源
G1〜G8…スイッチング素子
HTr1、HTr2…高周波絶縁トランス
32…比例積分補償器
34…繰返し補償器
36…加算器
2 ... Fuel cell 4 ... Input filter 6 ... Ammeter 8 ... Subtractor 10 ... Current controller 12 ... DC-DC converter 14 ... First converter 16 ... Second converter 18 ... Transformer 20 ... Rectifier 22 ... Smoothing Capacitor 24 ... Inverter circuit 26 ... AC filter 28 ... Interconnection relay 30 ... System power supply G1-G8 ... Switching elements HTr1, HTr2 ... High frequency insulation transformer 32 ... Proportional integral compensator 34 ... Repetitive compensator 36 ... Adder

Claims (11)

電源から供給される直流電流を第1のフルブリッジ回路により高周波電流に変換して第1端子対に供給する第1変換部と、
前記電源から前記第1変換部と並列に供給される直流電流を第2のフルブリッジ回路により高周波電流に変換して第2端子対に供給する第2変換部と、
前記第1端子対に接続された1次巻線を備えた第1トランス部と、
前記第2端子対に接続された1次巻線を備えた第2トランス部
とを具備し、
前記第1トランス部の2次巻線と前記第2トランス部の2次巻線とは直列に接続されて下段に出力電流を出力する
電力変換装置。
A first converter that converts a direct current supplied from a power source into a high-frequency current by a first full bridge circuit and supplies the high-frequency current to the first terminal pair;
A second converter that converts a direct current supplied in parallel with the first converter from the power source into a high-frequency current by a second full-bridge circuit and supplies the high-frequency current to the second terminal pair;
A first transformer unit including a primary winding connected to the first terminal pair;
A second transformer part having a primary winding connected to the second terminal pair,
The secondary winding of the first transformer unit and the secondary winding of the second transformer unit are connected in series and output an output current to the lower stage.
請求項1に記載された電力変換装置であって、
更に、前記出力電流を整流する整流部
を具備する
電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
And a rectifier configured to rectify the output current.
請求項1又は2に記載された電力変換装置であって、
前記直流電流は、前記電源からリアクトルを介さずに前記第1のフルブリッジ回路と前記第2のフルブリッジ回路とに供給される
電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1 or 2,
The DC current is supplied from the power source to the first full bridge circuit and the second full bridge circuit without going through a reactor.
請求項1から3のいずれか1項に記載された電力変換装置であって、
前記第1のフルブリッジ回路はMOSFETを用いて構成される
電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3,
The first full bridge circuit is a power conversion device configured using a MOSFET.
請求項1から4のいずれか1項に記載された電力変換装置であって、
前記第1のフルブリッジ回路が生成する電流波形と前記第2のフルブリッジ回路が生成する電流波形とは位相がずれている
電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 4,
The current conversion waveform generated by the first full bridge circuit and the current waveform generated by the second full bridge circuit are out of phase.
請求項1から5のいずれか1項に記載された電力変換装置であって、
更に、前記電源から当該電力変換装置に供給される電流の大きさを電流指令値に近づけるように前記第1変換部と前記第2変換部とのスイッチング動作に対して繰返し制御を行う繰返し制御部
を具備する
電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 5,
Further, a repetitive control unit that performs repetitive control on the switching operation of the first conversion unit and the second conversion unit so that the magnitude of the current supplied from the power source to the power conversion device approaches the current command value. A power conversion device comprising:
請求項1から6のいずれか1項に記載された電力変換装置であって、
更に、前記出力電流を系統電源が供給する電流と連系するように変換する連系部
を具備する
電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 6,
Furthermore, the power converter device which comprises the connection part which converts the said output current so that it may connect with the electric current which a system power supply supplies.
請求項7に記載された電力変換装置であって、
更に、前記電源から当該電力変換装置に供給される電流を電流指令値に近づけるように前記第1変換部と前記第2変換部とのスイッチング動作に対して所定の周波数で繰返し制御を行う繰返し制御部
を具備し、
前記所定の周波数は、前記系統電源の周波数の整数倍以上である
電力変換装置。
The power conversion device according to claim 7,
Further, iterative control for performing repetitive control at a predetermined frequency for the switching operation of the first conversion unit and the second conversion unit so that the current supplied from the power source to the power conversion device approaches the current command value. Comprising
The predetermined frequency is an integer multiple or more of the frequency of the system power supply.
請求項8に記載された電力変換装置であって、
更に、前記電源から当該電力変換装置に供給される電流を電流指令値に近づけるように前記第1変換部と前記第2変換部とのスイッチング動作に対して所定の周波数で繰返し制御を行う繰返し制御部
を具備し、
前記所定の周波数は、前記系統電源の周波数の2倍以上である
電力変換装置。
The power conversion device according to claim 8, wherein
Further, iterative control for performing repetitive control at a predetermined frequency for the switching operation of the first conversion unit and the second conversion unit so that the current supplied from the power source to the power conversion device approaches the current command value. Comprising
The predetermined frequency is at least twice the frequency of the system power supply.
直流電流を発生する電源と、
前記電源から供給される直流電流を第1のフルブリッジ回路により高周波電流に変換して第1端子対に供給する第1変換部と、
前記電源から前記第1変換部と並列に供給される直流電流を第2のフルブリッジ回路により高周波電流に変換して第2端子対に供給する第2変換部と、
前記第1端子対に接続された1次巻線を備えた第1トランス部と、
前記第2端子対に接続された1次巻線を備えた第2トランス部
とを具備し、
前記第1トランス部の2次巻線と前記第2トランス部の2次巻線とは直列に接続されて下段に出力電流を出力し、
更に、前記出力電流を系統電源が供給する電流と連系するように変換する連系部
を具備する
系統連系システム。
A power source that generates direct current,
A first converter that converts a direct current supplied from the power source into a high-frequency current by a first full bridge circuit and supplies the high-frequency current to the first terminal pair;
A second converter that converts a direct current supplied in parallel with the first converter from the power source into a high-frequency current by a second full-bridge circuit and supplies the high-frequency current to the second terminal pair;
A first transformer unit including a primary winding connected to the first terminal pair;
A second transformer part having a primary winding connected to the second terminal pair,
The secondary winding of the first transformer unit and the secondary winding of the second transformer unit are connected in series to output an output current to the lower stage,
Furthermore, the grid connection system which comprises the interconnection part which converts the said output current so that it may link with the electric current which a system power supply supplies.
請求項10に記載された系統連系システムであって、
前記電源は燃料電池を含む
系統連系システム。
A grid interconnection system according to claim 10, wherein
The power source includes a fuel cell.
JP2006180821A 2006-06-30 2006-06-30 Power converting system Pending JP2008011665A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006180821A JP2008011665A (en) 2006-06-30 2006-06-30 Power converting system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006180821A JP2008011665A (en) 2006-06-30 2006-06-30 Power converting system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008011665A true JP2008011665A (en) 2008-01-17

Family

ID=39069332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006180821A Pending JP2008011665A (en) 2006-06-30 2006-06-30 Power converting system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008011665A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101510737B (en) * 2008-02-15 2011-10-12 刘文启 Passive triggering type converting device from DE to AC electric energy
JP2013090458A (en) * 2011-10-18 2013-05-13 Nippon Soken Inc Electric power conversion device
JP2014050134A (en) * 2012-08-29 2014-03-17 Murata Mfg Co Ltd Inverter device
JP2015006066A (en) * 2013-06-20 2015-01-08 一般財団法人電力中央研究所 Dc boost converter, control method and converter section control device
KR20150020326A (en) * 2012-05-21 2015-02-25 발라드 파워 시스템즈 인크. Dc/dc power converter control strategy for source protection
EP2633611A4 (en) * 2010-10-25 2016-10-26 Bloom Energy Corp Fuel cell control device and method
JP2017011870A (en) * 2015-06-22 2017-01-12 三菱電機株式会社 Dc/dc converter
JP2017034863A (en) * 2015-07-31 2017-02-09 株式会社デンソー Control device for power conversion equipment
US9729055B1 (en) 2014-10-23 2017-08-08 General Electric Company Systems and methods of increasing power converter efficiency
KR101877264B1 (en) * 2016-12-27 2018-07-11 (주)지필로스 Power converter for controlling open circuit voltage of fuel cell stack and driving method thereof
KR20200013562A (en) * 2018-07-30 2020-02-07 (주)지필로스 Power conversion devices for fuel cell
JP2020202645A (en) * 2019-06-10 2020-12-17 新電元工業株式会社 Converter and control method thereof
JP2020202644A (en) * 2019-06-07 2020-12-17 新電元工業株式会社 converter
WO2022097186A1 (en) * 2020-11-04 2022-05-12 三菱電機株式会社 Power conversion device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6373883A (en) * 1986-09-12 1988-04-04 Toshiba Corp Method for controlling pwm converter
JP2001186752A (en) * 1999-12-27 2001-07-06 Mitsubishi Electric Corp Power supply harmonics suppressor and air conditioner
JP2002223565A (en) * 2001-01-24 2002-08-09 Nissin Electric Co Ltd Dc-to-dc converter
JP2004274893A (en) * 2003-03-10 2004-09-30 Sharp Corp Inverter arrangement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6373883A (en) * 1986-09-12 1988-04-04 Toshiba Corp Method for controlling pwm converter
JP2001186752A (en) * 1999-12-27 2001-07-06 Mitsubishi Electric Corp Power supply harmonics suppressor and air conditioner
JP2002223565A (en) * 2001-01-24 2002-08-09 Nissin Electric Co Ltd Dc-to-dc converter
JP2004274893A (en) * 2003-03-10 2004-09-30 Sharp Corp Inverter arrangement

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101510737B (en) * 2008-02-15 2011-10-12 刘文启 Passive triggering type converting device from DE to AC electric energy
EP2633611A4 (en) * 2010-10-25 2016-10-26 Bloom Energy Corp Fuel cell control device and method
JP2013090458A (en) * 2011-10-18 2013-05-13 Nippon Soken Inc Electric power conversion device
KR20150020326A (en) * 2012-05-21 2015-02-25 발라드 파워 시스템즈 인크. Dc/dc power converter control strategy for source protection
KR101867653B1 (en) * 2012-05-21 2018-06-15 아우디 아게 Dc/dc power converter control strategy for source protection
JP2014050134A (en) * 2012-08-29 2014-03-17 Murata Mfg Co Ltd Inverter device
JP2015006066A (en) * 2013-06-20 2015-01-08 一般財団法人電力中央研究所 Dc boost converter, control method and converter section control device
US9729055B1 (en) 2014-10-23 2017-08-08 General Electric Company Systems and methods of increasing power converter efficiency
JP2017011870A (en) * 2015-06-22 2017-01-12 三菱電機株式会社 Dc/dc converter
JP2017034863A (en) * 2015-07-31 2017-02-09 株式会社デンソー Control device for power conversion equipment
KR101877264B1 (en) * 2016-12-27 2018-07-11 (주)지필로스 Power converter for controlling open circuit voltage of fuel cell stack and driving method thereof
KR20200013562A (en) * 2018-07-30 2020-02-07 (주)지필로스 Power conversion devices for fuel cell
KR102095261B1 (en) * 2018-07-30 2020-03-31 (주)지필로스 Power conversion devices for fuel cell
JP2020202644A (en) * 2019-06-07 2020-12-17 新電元工業株式会社 converter
JP7329971B2 (en) 2019-06-07 2023-08-21 新電元工業株式会社 converter
JP2020202645A (en) * 2019-06-10 2020-12-17 新電元工業株式会社 Converter and control method thereof
JP7329972B2 (en) 2019-06-10 2023-08-21 新電元工業株式会社 Converter and converter control method
WO2022097186A1 (en) * 2020-11-04 2022-05-12 三菱電機株式会社 Power conversion device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008011665A (en) Power converting system
Zhang et al. A wide input-voltage range quasi-Z-source boost DC–DC converter with high-voltage gain for fuel cell vehicles
Kabalo et al. State-of-the-art of DC-DC converters for fuel cell vehicles
Moradisizkoohi et al. An integrated interleaved ultrahigh step-up DC–DC converter using dual cross-coupled inductors with built-in input current balancing for electric vehicles
Chub et al. A review of galvanically isolated impedance-source DC–DC converters
Wu et al. Isolated bidirectional full-bridge DC–DC converter with a flyback snubber
Fan et al. High-frequency transformer isolated bidirectional DC–DC converter modules with high efficiency over wide load range for 20 kVA solid-state transformer
Lee et al. A three-phase current-fed push–pull DC–DC converter with active clamp for fuel cell applications
JP4401418B2 (en) Bi-directional DC / DC converter and power conditioner
US7372709B2 (en) Power conditioning system for energy sources
Li et al. Isolated winding-coupled bidirectional ZVS converter with PWM plus phase-shift (PPS) control strategy
KR20090100655A (en) Multi level inverter
US20140049998A1 (en) DC to AC Power Converter
Jin et al. A novel PWM high voltage conversion ratio bidirectional three-phase DC/DC converter with Y–Δ connected transformer
Liu et al. High step-up Y-source inverter with reduced DC-link voltage spikes
JP2008199808A (en) System-interconnected inverter arrangement
Huang et al. 500kVA hybrid solid state transformer (HSST): architecture, functionality and control
JP6107848B2 (en) Bidirectional DC / DC converter
Mazumder et al. A low-device-count single-stage direct-power-conversion solar microinverter for microgrid
Bhatt et al. Design and development of isolated snubber based bidirectional DC–DC converter for electric vehicle applications
Moradisizkoohi et al. A bipolar DC-DC converter with wide voltage-gain range for energy storage integration in ship power systems
JP2004274893A (en) Inverter arrangement
Biswas et al. TAB based multiport converter with optimized transformer RMS current and improved ZVS range for DC microgrid applications
Neshaastegaran et al. Investigation of single-stage flyback inverter under different operating modes
Muhammad et al. Non-isolated, high gain, boost converter for power electronic applications

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110809

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110810

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111007

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111025

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120120

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20120228

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20120511