电力转换装置及电力转换系统制造方法及图纸

课题：本发明专利技术提供能够输出达到AC/DC电力转换电路的单相三线制AC输出的中性线的电位的中间电压的绝缘型DC/DC转换电路(电力转换装置)。解决方案：在电力转换装置中，一次侧电路的输入输出端子的电压由第一电容器(15a)与第二电容器(15c)分割，设置于变压器(3)的一次绕组的中心抽头连接于第一电容器与第二电容器之间的连接点。由此，可输出中间电压。另外，通过调整作为一次侧电路的第一全桥电路与作为二次侧电路的第二全桥电路的开关相位，可在第一电容器的电压与第二电容器的电压取得了平衡的状态下控制输送电力。

Power Conversion Device and Power Conversion System

【技术实现步骤摘要】
电力转换装置及电力转换系统
本专利技术涉及一种电力转换装置，特别涉及一种绝缘型双向电力转换装置。绝缘型双向电力转换装置例如用于蓄电池系统或利用了电动汽车的电动汽车充放电系统等。
技术介绍
近年来，太阳光发电系统、固定型蓄电系统或利用了电动汽车所搭载的蓄电池的充放电系统受到关注。作为这些系统中所使用的电力转换装置，已研究出了利用直流总线来连接绝缘型DC/DC电力转换装置与AC/DC电力转换装置的电力转换装置。例如，专利文献1中公开了绝缘型DC/DC电力转换装置。另外，在AC/DC电力转换装置中，为了对应于停电时的自持运转，已研究出对应于单相三线制的装置。专利文献2中公开了对应于单相三线制的AC/DC电力转换装置。现有技术文献专利文献[专利文献1]日本专利特开2017-130997号公报[专利文献2]日本专利特开2014-79133号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题但是，专利文献2所公开的AC/DC电力转换装置的结构需要开关电路，该开关电路用以在停电时产生单相三线制的AC输出的中性线的电位，并对该电位进行控制。因此，专利文献2所公开的AC/DC电力转换装置的结构在效率、大小、成本等方面不利。鉴于所述情况，本专利技术的目的在于提供如下绝缘型DC/DC转换电路(电力转换装置)及使用了该绝缘型DC/DC转换电路(电力转换装置)的电力转换系统，该绝缘型DC/DC转换电路(电力转换装置)能够输出达到AC/DC电力转换电路的单相三线制AC输出的中性线的电位的中间电压。解决问题的方案为了实现所述目的，本专利技术的电力转换装置包括串联地连接了第一电容器及第二电容器的第一电容器电路、第一全桥电路及第二全桥电路、变压器、设置在所述第一全桥电路与所述变压器之间的第一电抗器、设置在所述第一全桥电路与所述变压器之间的第二电抗器、设置在所述第二全桥电路与所述变压器之间的第三电抗器、以及控制部，该电力转换装置为如下结构，即，所述第一全桥电路包括连接了第一开关元件及第二开关元件的第一开关腿、与连接了第三开关元件及第四开关元件的第二开关腿，且并联地连接于所述第一电容器电路，所述变压器在一次绕组中包括中心抽头，所述中心抽头连接于所述第一电容器与所述第二电容器之间的连接点，所述第一电抗器的一端连接于所述第一开关元件与所述第二开关元件之间的连接点，所述第二电抗器的一端连接于所述第三开关元件与所述第四开关元件之间的连接点，所述第二全桥电路包括连接了第五开关元件及第六开关元件的第三开关腿、与连接了第七开关元件及第八开关元件的第四开关腿，所述第三电抗器的一端连接于所述第五开关元件与所述第六开关元件之间的连接点，所述第一开关元件至第八开关元件分别并联地连接了电容器，所述控制部对所述第一开关元件至第八开关元件的开关进行控制，通过调整所述第一全桥电路与所述第二全桥电路之间的开关的相位差来控制输送电力。为了实现所述目的，本专利技术的电力转换系统包括所述结构的电力转换装置，所述结构的电力转换装置还包括AC/DC转换电路，所述AC/DC转换电路为如下结构，即，包括连接了第九开关元件及第十开关元件的第五开关腿、连接了第十一开关元件及第十二开关元件的第六开关腿、串联地连接了第三电容器及第四电容器的第二电容器电路、连接于所述第九开关元件与所述第十开关元件的连接点及所述第二电容器电路的一端之间的第四电抗器、以及连接于所述第十一开关元件与所述第十二开关元件的连接点及所述第二电容器电路的另一端之间的第五电抗器，将所述第二电容器电路的一端作为第一交流输入输出端子，将所述第二电容器电路的另一端作为第二交流输入输出端子，将所述第三电容器与所述第四电容器之间的连接点作为第三交流输入输出端子，所述第三电容器与所述第四电容器的连接点连接于所述第一电容器与所述第二电容器的连接点，在平常时，系统与所述第一交流输入输出端子及所述第二交流输入输出端子连接，在停电时，AC负载与所述第一交流输入输出端子、所述第二交流输入输出端子及所述第三交流输入输出端子连接。专利技术效果根据本专利技术，能够实现如下绝缘型DC/DC转换电路(电力转换装置)及使用了该绝缘型DC/DC转换电路(电力转换装置)的电力转换系统，该绝缘型DC/DC转换电路(电力转换装置)能够输出达到AC/DC电力转换电路的单相三线制AC输出的中性线的电位的中间电压。附图说明图1是表示本专利技术第一实施方式的电力转换装置的结构图。图2是表示本专利技术第一实施方式的电力转换装置与蓄电池之间的连接关系的图。图3A是表示栅极驱动信号的波形的时序图。图3B是表示栅极驱动信号的波形的时序图。图4是电流控制框图。图5是表示本专利技术第二实施方式的电力转换装置与蓄电池之间的连接关系的图。图6A是表示栅极驱动信号的波形的时序图。图6B是表示栅极驱动信号的波形的时序图。图6C是表示栅极驱动信号的波形的时序图。图7A是电压控制框图。图7B是电压平衡控制框图。图7C是表示控制时序的时序图。图8是相对于负载平衡的平均电压平衡的特性图。图9是表示本专利技术第三实施方式的电力转换装置的结构图。图10A是表示栅极驱动信号的波形的时序图。图10B是表示栅极驱动信号的波形的时序图。图11A是电压平衡控制框图。图11B是表示接通时间DU1的变更量的图。图11C是表示接通时间DL1的变更量的图。图12是电压平衡控制的流程图。图13A是电压V1的时序图。图13B是电压V11与电压V12之差的时序图。图13C是电压V1的时序图。图13D是电压V11与电压V12之差的时序图。图13E是表示AC负载的电压电平的图。图14是表示本专利技术第四实施方式的电力转换系统的结构图。具体实施方式(第一实施方式)以下，使用附图来详细地对本专利技术的第一实施方式进行说明。图1是表示本专利技术第一实施方式的电力转换装置的结构图。本实施方式的电力转换装置是包括一次侧输入输出端子1a、一次侧输入输出端子1b及一次侧输入输出端子1c、与二次侧输入输出端子2a及二次侧输入输出端子2c的DC/DC电力转换电路。输入输出端子1a与输入输出端子1b之间连接有电容器15a，输入输出端子1b与输入输出端子1c之间连接有电容器15c，输入输出端子1a与输入输出端子1c之间连接有电容器15b。另外，输入输出端子2a与输入输出端子2c之间连接有电容器25。包含四个绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)11至IGBT14的一次侧全桥电路形成在变压器3的一次侧。另外，包含四个IGBT21至IGBT24的二次侧全桥电路形成在变压器3的二次侧。另外，各IGBT并联地连接了电容器，并且反向并联地连接了二极管。通过并联地连接于各IGBT的电容器，能够在各全桥电路中使各IGBT的动作接近于零电压开关，从而能够减少开关损失。在本实施方式中，使用了IGBT作为开关元件，但也能够使用场效应晶体管(FieldEffectTransistor，FET)或高电子迁移率晶体管(HighElectronMobilityTransistor，HEMT)等开关元件来代替IGBT。再者，在开关元件内置有反向并联的二极管的情况下，能够省略反向并联地连接于开关元件的二极管。另外，一次侧全桥电路包括连接了IGBT11及IGBT12的第一开关腿、与连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力转换装置，其包括：串联地连接了第一电容器及第二电容器的第一电容器电路、第一全桥电路及第二全桥电路、变压器、设置在所述第一全桥电路与所述变压器之间的第一电抗器、设置在所述第一全桥电路与所述变压器之间的第二电抗器、设置在所述第二全桥电路与所述变压器之间的第三电抗器、以及控制部，所述电力转换装置的特征在于：所述第一全桥电路具有连接了第一开关元件及第二开关元件的第一开关腿、与连接了第三开关元件及第四开关元件的第二开关腿，且并联地连接于所述第一电容器电路，所述变压器在一次绕组中具有中心抽头，所述中心抽头连接于所述第一电容器与所述第二电容器之间的连接点，所述第一电抗器的一端连接于所述第一开关元件与所述第二开关元件之间的连接点，所述第二电抗器的一端连接于所述第三开关元件与所述第四开关元件之间的连接点，所述第二全桥电路包括连接了第五开关元件及第六开关元件的第三开关腿、与连接了第七开关元件及第八开关元件的第四开关腿，所述第三电抗器的一端连接于所述第五开关元件与所述第六开关元件之间的连接点，所述第一开关元件至第八开关元件分别并联地连接了电容器，所述控制部对所述第一开关元件至第八开关元件的开关进行控制，通过调整所述第一全桥电路与所述第二全桥电路之间的开关的相位差来控制输送电力。...

【技术特征摘要】
2017.12.06 JP 2017-2343721.一种电力转换装置，其包括：串联地连接了第一电容器及第二电容器的第一电容器电路、第一全桥电路及第二全桥电路、变压器、设置在所述第一全桥电路与所述变压器之间的第一电抗器、设置在所述第一全桥电路与所述变压器之间的第二电抗器、设置在所述第二全桥电路与所述变压器之间的第三电抗器、以及控制部，所述电力转换装置的特征在于：所述第一全桥电路具有连接了第一开关元件及第二开关元件的第一开关腿、与连接了第三开关元件及第四开关元件的第二开关腿，且并联地连接于所述第一电容器电路，所述变压器在一次绕组中具有中心抽头，所述中心抽头连接于所述第一电容器与所述第二电容器之间的连接点，所述第一电抗器的一端连接于所述第一开关元件与所述第二开关元件之间的连接点，所述第二电抗器的一端连接于所述第三开关元件与所述第四开关元件之间的连接点，所述第二全桥电路包括连接了第五开关元件及第六开关元件的第三开关腿、与连接了第七开关元件及第八开关元件的第四开关腿，所述第三电抗器的一端连接于所述第五开关元件与所述第六开关元件之间的连接点，所述第一开关元件至第八开关元件分别并联地连接了电容器，所述控制部对所述第一开关元件至第八开关元件的开关进行控制，通过调整所述第一全桥电路与所述第二全桥电路之间的开关的相位差来控制输送电力。2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：所述第一电抗器连接于所述一次绕组的一端，及/或是所述一次绕组的漏电感，所述第二电抗器连接于所述一次绕组的另一端，及/或是所述一次绕组的漏电感，所述第三电抗器连接于所述变压器的二次绕组，及/或是所述二次绕组的漏电感。3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于：所述第一开关元件至第八开关元件分别并联地连接着二极管。4.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：所述控制部至少具有对全部的所述第一开关元件至第八开关元件进行开关的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中启贵，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP