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JP7167870B2 - power converter - Google Patents
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Description

本発明は、交流電力を直流電力に変換する電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter that converts AC power into DC power.

従来、特許文献1に見られるように、複数の整流ダイオードで構成されるダイオードブリッジと、ダイオードブリッジの出力側に直列接続された電流検出抵抗と、電流検出抵抗に流れる電流を検出する電流検出部とを備える電力変換装置が知られている。この電力変換装置では、交流電源から入力された交流の入力電圧が、ダイオードブリッジにより直流電圧に変換され、この直流電圧が直流端子からDCDCコンバータに入力される。 Conventionally, as seen in Patent Document 1, a diode bridge composed of a plurality of rectifier diodes, a current detection resistor connected in series to the output side of the diode bridge, and a current detection unit that detects the current flowing through the current detection resistor. is known. In this power converter, an AC input voltage input from an AC power supply is converted into a DC voltage by a diode bridge, and this DC voltage is input from a DC terminal to a DCDC converter.

電力変換装置の直流端子間には、コンデンサが接続されている。電力変換装置からの電力供給開始時にコンデンサを充電するプリチャージを実施することにより、交流電源から突入電流が流れることを抑制できる。また、電力変換装置の直流端子間には、スイッチがコンデンサに直列接続されている。スイッチは、交流電源からコンデンサへの電力供給状態と電力遮断状態とを切り替える。この電力変換装置では、電流検出部により検出された電流に基づいて、スイッチを制御する。これにより、コンデンサをプリチャージする際に、電力変換装置に過大な電流が流れることを抑制できる。 A capacitor is connected between the DC terminals of the power converter. By performing pre-charging to charge the capacitor at the start of power supply from the power converter, it is possible to suppress the inrush current from flowing from the AC power supply. A switch is connected in series with the capacitor between the DC terminals of the power converter. The switch switches between a power supply state and a power cutoff state from the AC power source to the capacitor. In this power converter, the switch is controlled based on the current detected by the current detector. As a result, it is possible to prevent excessive current from flowing through the power converter when precharging the capacitor.

特開2017-221033号公報JP 2017-221033 A

スイッチの制御に電流検出部を用いると、以下の問題が生じる。例えば、電流検出部として、シャント抵抗を用いた場合、シャント抵抗の発熱により、電力変換装置の電力変換効率が低下する問題が生じる。また、電流検出部として、クランプ式の電流検出部を用いた場合、クランプ式の電流検出部は高コストであるため、電力変換装置の製品コストが増大する問題が生じる。さらに、電流検出部は、検出した電流値を電圧値に変換して出力する必要があり、この変換によりスイッチの制御が遅延することが懸念される。そのため、電流検出部を用いずにスイッチを制御できる技術が望まれている。 The following problems arise when the current detector is used to control the switch. For example, when a shunt resistor is used as the current detection unit, the heat generated by the shunt resistor causes a problem that the power conversion efficiency of the power converter is lowered. Further, when a clamp-type current detection unit is used as the current detection unit, the cost of the clamp-type current detection unit is high, so there is a problem that the product cost of the power converter increases. Furthermore, the current detection unit needs to convert the detected current value into a voltage value and output it, and there is concern that this conversion will delay control of the switch. Therefore, there is a demand for a technique capable of controlling the switch without using the current detection section.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電流検出部を用いずにプリチャージにおける過大な電流を抑制できる電力変換装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a power converter capable of suppressing an excessive current in precharging without using a current detection unit.

上記課題を解決するための第1の手段は、整流素子を有し、交流電源から入力された交流の入力電流を前記整流素子により直流電流に変換して一対の直流端子から出力する電力変換部と、一対の前記直流端子間に接続されるコンデンサと、前記交流電源から前記コンデンサへの電力供給状態と電力遮断状態とを切り替えるスイッチと、前記交流電源から入力された入力電圧を検出する第1電圧検出部と、前記コンデンサの電極間電圧であるコンデンサ電圧を検出する第2電圧検出部と、検出された前記入力電圧の絶対値と前記コンデンサ電圧との電圧差又はその相関値のいずれかである電圧差パラメータに基づいて前記スイッチを制御する制御部と、を備える。 A first means for solving the above problems is a power conversion unit that has a rectifying element, converts an AC input current input from an AC power supply into a DC current by the rectifying element, and outputs the DC current from a pair of DC terminals. a capacitor connected between the pair of DC terminals; a switch for switching between a power supply state and a power cut-off state from the AC power source to the capacitor; a voltage detection unit, a second voltage detection unit that detects a capacitor voltage that is the inter-electrode voltage of the capacitor, and either a voltage difference between the detected absolute value of the input voltage and the capacitor voltage or a correlation value thereof a controller for controlling the switch based on a voltage difference parameter.

上記手段では、電力変換部により交流電源から入力された交流の入力電流が、整流素子により直流電流に変換されて直流端子から出力されるとともに、交流電源からの電力供給開始時に、直流端子間に接続されるコンデンサをプリチャージすることにより、交流電源から突入電流が流れることが抑制される。この手段では、このプリチャージにおいて、電力変換部に過大な電流が流れることを抑制するために、コンデンサ電圧と入力電圧とに基づいて、交流電源からコンデンサへの電力供給状態と電力遮断状態とを切り替えるスイッチの制御が行われる。具体的には、入力電圧の絶対値とコンデンサ電圧との電圧差又はその相関値とのいずれかである電圧差パラメータに基づいて、スイッチの制御が行われる。プリチャージにおける電流は、入力電圧の絶対値とコンデンサ電圧との電圧差に基づいて生じるため、この電圧差パラメータに基づいてスイッチを制御することで、電流検出部を用いずに過大な電流を抑制できる。 In the above means, the AC input current input from the AC power supply by the power conversion unit is converted into a DC current by the rectifying element and output from the DC terminal, and at the start of power supply from the AC power supply, between the DC terminals By precharging the connected capacitor, the inrush current from the AC power supply is suppressed. In this precharging, in order to suppress an excessive current from flowing through the power conversion unit, the power supply state and the power cutoff state from the AC power source to the capacitor are switched based on the capacitor voltage and the input voltage. A switching switch is controlled. Specifically, the switches are controlled based on a voltage difference parameter, which is either the voltage difference between the absolute value of the input voltage and the capacitor voltage or the correlation value thereof. Since the current during precharging is generated based on the voltage difference between the absolute value of the input voltage and the capacitor voltage, controlling the switch based on this voltage difference parameter suppresses excessive current without using a current detector. can.

第2の手段では、前記制御部は、前記絶対値が、前記コンデンサ電圧よりも所定値だけ大きい閾値電圧よりも小さいことを条件に、前記スイッチを前記電力供給状態に切り替える。 In the second means, the control unit switches the switch to the power supply state on condition that the absolute value is smaller than a threshold voltage that is larger than the capacitor voltage by a predetermined value.

コンデンサは、入力電圧の絶対値がコンデンサ電圧よりも大きい場合にプリチャージされる。上記手段では、コンデンサがプリチャージされる入力電圧の絶対値の電圧範囲が、コンデンサ電圧から閾値電圧までの電圧範囲に限られる。そのため、プリチャージにおける過大な電流を好適に抑制できる。 A capacitor is precharged when the absolute value of the input voltage is greater than the capacitor voltage. In the above means, the voltage range of the absolute value of the input voltage in which the capacitor is precharged is limited to the voltage range from the capacitor voltage to the threshold voltage. Therefore, excessive current in precharging can be suitably suppressed.

第3の手段では、前記制御部は、前記絶対値が前記コンデンサ電圧よりも大きいことを条件に、前記スイッチを前記電力供給状態に切り替える。 In the third means, the controller switches the switch to the power supply state on condition that the absolute value is greater than the capacitor voltage.

上記手段では、コンデンサがプリチャージされる場合にのみスイッチを電力供給状態に切り替えるので、コンデンサを適切にプリチャージすることがきる。 In the above means, the capacitor can be properly precharged because the switch is switched to the power supply state only when the capacitor is precharged.

第4の手段では、前記入力電圧の絶対値は、その電圧値が増加する増加期間と、前記電圧値が減少する減少期間とを繰り返しており、前記制御部は、前記増加期間及び前記減少期間のうち前記減少期間のみにおいて、前記スイッチを前記電力供給状態に切り替える。 In the fourth means, the absolute value of the input voltage repeats an increasing period during which the voltage value increases and a decreasing period during which the voltage value decreases, and the control section controls the increasing period and the decreasing period. only during the decreasing period of time, the switch is switched to the powered state.

入力電圧の絶対値の増加期間にスイッチが電力供給状態に切り替えられると、その後電力遮断状態に切り替えるタイミングが遅れた場合に、プリチャージにおいて電力変換部に過大な電流が流れることを抑制できない。上記手段では、この絶対値の増加期間及び減少期間のうち減少期間のみにおいて、スイッチを電力供給状態に切り替えるので、電力遮断状態に切り替えるタイミングが遅れた場合でも、電力変換部に過大な電流が流れることを確実に抑制できる。 If the switch is switched to the power supply state during the period in which the absolute value of the input voltage is increasing, and the timing of switching to the power cutoff state is delayed after that, it is not possible to suppress an excessive current from flowing through the power conversion unit during precharging. In the above means, the switch is switched to the power supply state only during the decrease period of the absolute value increase period and decrease period, so even if the timing of switching to the power cutoff state is delayed, an excessive current flows through the power conversion unit. can be reliably suppressed.

第5の手段では、前記制御部は、所定周期にてオンオフが切り替わるパルス信号を前記スイッチに出力しており、前記スイッチは、前記パルス信号がオンとなるオン期間に前記電力供給状態となり、前記パルス信号がオフとなるオフ期間に前記電力遮断状態となり、前記制御部は、前記コンデンサ電圧に対して前記絶対値が大きいほど、前記所定周期に占める前記オン期間を短く設定する。 In the fifth means, the control unit outputs a pulse signal that is switched on and off at a predetermined cycle to the switch, and the switch is in the power supply state during an on period in which the pulse signal is on. The power cutoff state occurs in the OFF period in which the pulse signal is OFF, and the controller sets the ON period occupying the predetermined period to be shorter as the absolute value of the capacitor voltage is larger.

プリチャージにおける電流の増加速度は、コンデンサ電圧に対して入力電圧の絶対値が大きいほど大きくなる。上記手段では、制御部は、所定周期にてオンオフが切り替わるパルス信号をスイッチに出力してスイッチを制御するとともに、コンデンサ電圧に対して入力電圧の絶対値が大きいほど、所定周期に占めるスイッチが電力供給状態となるオン期間を短く設定する。そのため、プリチャージにおいて、過大な電流が流れることを抑制できる。 The speed of current increase in precharging increases as the absolute value of the input voltage increases with respect to the capacitor voltage. In the above means, the control unit outputs a pulse signal that switches on and off at a predetermined cycle to the switch to control the switch. Shorten the ON period for the supply state. Therefore, in precharging, it is possible to suppress the flow of excessive current.

第6の手段では、前記直流端子は、高圧側直流端子と低圧側直流端子とを含み、前記スイッチは、前記コンデンサと前記低圧側直流端子との間に接続されており、前記低圧側直流端子に直接接続されている。 In the sixth means, the DC terminals include a high voltage side DC terminal and a low voltage side DC terminal, the switch is connected between the capacitor and the low voltage side DC terminal, and the low voltage side DC terminal connected directly to

上記構成によれば、電力変換部の低圧側直流端子の電位と、スイッチのうち、この低電圧側直流端子と接続される部分の電位とを等しくすることができる。これにより、これらの電位が異なる場合に比べて、電力変換装置の構成を簡略化できる。 According to the above configuration, the potential of the low voltage side DC terminal of the power conversion section and the potential of the portion of the switch connected to this low voltage side DC terminal can be made equal. Thereby, the configuration of the power converter can be simplified compared to the case where these potentials are different.

第7の手段では、入力側コンデンサを含み、前記コンデンサに並列接続される電圧調整部を備え、前記スイッチは、前記電圧調整部と前記低圧側直流端子との間に接続されている。 In the seventh means, a voltage adjusting section including an input side capacitor and connected in parallel with the capacitor is provided, and the switch is connected between the voltage adjusting section and the low voltage side DC terminal.

上記構成によれば、スイッチを用いて、入力側コンデンサのプリチャージも制御できる。また、コンデンサと電圧調整部とが並列接続されているため、電圧調整部の電圧を検出することでコンデンサ電圧を検出できる。 According to the above configuration, the precharge of the input-side capacitor can also be controlled using the switch. Also, since the capacitor and the voltage adjustment section are connected in parallel, the capacitor voltage can be detected by detecting the voltage of the voltage adjustment section.

第8の手段では、前記直流端子に接続される電圧調整部を備え、前記直流端子は、高圧側直流端子と低圧側直流端子とを含み、前記高圧側直流端子は、高圧側配線を介して前記電圧調整部の高圧入力側に接続され、前記低圧側直流端子は、低圧側配線を介して前記電圧調整部の低圧入力側に接続されており、前記コンデンサは、前記高圧側配線と前記低圧側配線とを接続する接続配線に設けられており、前記スイッチは、前記接続配線のうち、前記高圧側配線と前記コンデンサとの間に接続されている。 The eighth means comprises a voltage adjustment unit connected to the DC terminals, the DC terminals including a high-voltage side DC terminal and a low-voltage side DC terminal, and the high-voltage side DC terminals are connected via high-voltage side wiring. The low-voltage side DC terminal is connected to the low-voltage input side of the voltage adjustment section via a low-voltage side wiring, and the capacitor is connected to the high-voltage side wiring and the low-voltage side. The switch is provided in a connection wiring that connects to the side wiring, and the switch is connected between the high-voltage side wiring and the capacitor in the connection wiring.

上記構成によれば、接続配線のうち、高圧側配線とスイッチとの間の配線長を短くすることができる。これにより、スイッチの切り替え時に、この配線のリアクタンス成分により生じるサージ電圧を抑制できる。 According to the above configuration, it is possible to shorten the wiring length between the high-voltage side wiring and the switch among the connection wirings. As a result, the surge voltage generated by the reactance component of the wiring can be suppressed when the switch is switched.

第9の手段では、前記交流電源と前記電力変換部との間に設けられ、前記入力電圧に含まれるノイズを除去するためのフィルタコンデンサを有するフィルタ回路を備え、前記スイッチは、前記交流電源と前記フィルタ回路との間に接続されている。 In the ninth means, a filter circuit is provided between the AC power supply and the power conversion unit and has a filter capacitor for removing noise contained in the input voltage, and the switch is connected to the AC power supply. It is connected between said filter circuit.

上記構成によれば、スイッチを用いて、フィルタコンデンサのプリチャージも制御できる。また、スイッチが、電力変換部よりも交流電源側に設けられているため、スイッチの切り替えにより生じるサージ電圧を、電力変換部が有する整流素子を用いて抑制できる。 According to the above configuration, the precharge of the filter capacitor can also be controlled using the switch. In addition, since the switch is provided closer to the AC power supply than the power conversion unit, a surge voltage generated by switching of the switch can be suppressed using the rectifier included in the power conversion unit.

第1実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る制御処理のフローチャート。4 is a flowchart of control processing according to the first embodiment; 制御処理におけるコンデンサ電圧の推移を示すタイムチャート。4 is a time chart showing changes in capacitor voltage in control processing; 第1実施形態の制御処理におけるスイッチの状態の推移を示すタイムチャート。4 is a time chart showing the transition of switch states in the control process of the first embodiment; 第2実施形態に係る制御処理のフローチャート。9 is a flowchart of control processing according to the second embodiment; 第2実施形態の制御処理におけるスイッチの状態の推移を示すタイムチャート。FIG. 10 is a time chart showing changes in switch states in the control process of the second embodiment; FIG. 第3実施形態に係る制御処理のフローチャート。9 is a flowchart of control processing according to the third embodiment; 第3実施形態の制御処理におけるスイッチの状態の推移を示すタイムチャート。FIG. 11 is a time chart showing the transition of switch states in the control process of the third embodiment; FIG. 第4実施形態に係る制御処理のフローチャート。10 is a flowchart of control processing according to the fourth embodiment; 第4実施形態の制御処理におけるスイッチの状態の推移を示すタイムチャート。FIG. 11 is a time chart showing the transition of switch states in the control process of the fourth embodiment; FIG. 第5実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on 5th Embodiment. 第6実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on 6th Embodiment. 第7実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on 7th Embodiment. その他の実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係る電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which concerns on other embodiment.

<第1実施形態>
以下、本発明に係る電力変換装置を、車載の電力変換装置100に適用した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る電力変換装置100は、交流電源200から入力される交流の入力電圧Vinを直流の出力電圧Voutに変換する。
<First Embodiment>
A first embodiment in which a power conversion device according to the present invention is applied to a power conversion device 100 mounted on a vehicle will be described below with reference to the drawings. The power converter 100 according to the present embodiment converts an AC input voltage Vin input from an AC power supply 200 into a DC output voltage Vout.

図1に示すように、電力変換装置100は、電力変換部10と、平滑コンデンサ20と、スイッチ30と、制御部40と、電圧調整部としてのDCDCコンバータ(以下、DDC)50とを備えている。電力変換部10は、第1交流端子TA1及び第2交流端子TA2を介して交流電源200に接続され、第1直流端子TD1及び第2直流端子TD2を介して電気負荷300に接続されている。交流電源200は、例えば、商用電源であり、電気負荷300は、例えば、車載のバッテリである。なお、本実施形態において、第1直流端子TD1は「直流端子、高圧側直流端子」に相当し、第2直流端子TD2は「直流端子、低圧側直流端子」に相当する。 As shown in FIG. 1, the power conversion device 100 includes a power conversion section 10, a smoothing capacitor 20, a switch 30, a control section 40, and a DCDC converter (hereinafter referred to as DDC) 50 as a voltage adjustment section. there is The power converter 10 is connected to an AC power supply 200 via a first AC terminal TA1 and a second AC terminal TA2, and is connected to an electric load 300 via a first DC terminal TD1 and a second DC terminal TD2. The AC power supply 200 is, for example, a commercial power supply, and the electric load 300 is, for example, a vehicle-mounted battery. In this embodiment, the first DC terminal TD1 corresponds to "a DC terminal, a high voltage side DC terminal", and the second DC terminal TD2 corresponds to a "DC terminal, a low voltage side DC terminal".

電力変換部10は、整流回路11と、PFC(Power Factor Correction)回路12とを備えている。整流回路11は、整流素子としての第1~第4ダイオードD1~D4を備える全波整流回路としてのダイオードブリッジ回路であり、第1ダイオードD1のアノードと第2ダイオードD2のカソードとが接続されて、第1直列接続体が構成されている。また、第3ダイオードD3のアノードと第4ダイオードD4のカソードとが接続されて、第2直列接続体が構成されている。そして、第1直列接続体と第2直列接続体とが並列接続されている。 The power converter 10 includes a rectifier circuit 11 and a PFC (Power Factor Correction) circuit 12 . The rectifier circuit 11 is a diode bridge circuit as a full-wave rectifier circuit including first to fourth diodes D1 to D4 as rectifying elements, and the anode of the first diode D1 and the cathode of the second diode D2 are connected. , constitute a first series connection. Also, the anode of the third diode D3 and the cathode of the fourth diode D4 are connected to form a second series connection. The first series connection body and the second series connection body are connected in parallel.

第1直列接続体における第1ダイオードD1と第2ダイオードD2との第1中間点PA1が、第1配線LP1を介して第1交流端子TA1に接続されている。第2直列接続体における第3ダイオードD3と第4ダイオードD4との第2中間点PA2が、第2配線LP2を介して第2交流端子TA2に接続されている。第1,第3ダイオードD1,D3の各カソードが、高圧側配線としての第3配線LP3の一端に接続されており、第2,第4ダイオードD2,D4の各アノードが、低圧側配線としての第4配線LP4の一端に接続されている。第3配線LP3は、第1直流端子TD1を介してスイッチング回路52の高圧入力側に接続され、第4配線LP4は、第2直流端子TD2を介してスイッチング回路52の低圧入力側に接続されている。スイッチング回路52は、出力端子TO1,TO2を介して電気負荷300に接続されている。 A first intermediate point PA1 between the first diode D1 and the second diode D2 in the first series connection body is connected to the first AC terminal TA1 via the first wiring LP1. A second intermediate point PA2 between the third diode D3 and the fourth diode D4 in the second series connection body is connected to the second AC terminal TA2 via the second wiring LP2. Each cathode of the first and third diodes D1 and D3 is connected to one end of a third wiring LP3 as a high-voltage side wiring, and each anode of the second and fourth diodes D2 and D4 is connected as a low-voltage side wiring. It is connected to one end of the fourth wiring LP4. The third wiring LP3 is connected to the high voltage input side of the switching circuit 52 via the first DC terminal TD1, and the fourth wiring LP4 is connected to the low voltage input side of the switching circuit 52 via the second DC terminal TD2. there is The switching circuit 52 is connected to the electrical load 300 through output terminals TO1 and TO2.

PFC回路12は、交流電源200から入力される入力電圧Vin及び入力電流Iinの位相と周波数とを調整することで、力率を改善する回路であり、整流回路11と一対の直流端子TD1,TD2との間に設けられている。PFC回路12は、リアクトル13と、PFCスイッチ14と、第5ダイオードD5とを備えている。リアクトル13と第5ダイオードD5とは、第3配線LP3上に設けられており、第5ダイオードD5のカソードが第1直流端子TD1に接続され、第5ダイオードD5のアノードがリアクトル13に接続されている。 The PFC circuit 12 is a circuit that improves the power factor by adjusting the phase and frequency of the input voltage Vin and the input current Iin input from the AC power supply 200. The rectifier circuit 11 and a pair of DC terminals TD1, TD2 is provided between The PFC circuit 12 includes a reactor 13, a PFC switch 14, and a fifth diode D5. The reactor 13 and the fifth diode D5 are provided on the third wiring LP3, the cathode of the fifth diode D5 is connected to the first DC terminal TD1, and the anode of the fifth diode D5 is connected to the reactor 13. there is

PFCスイッチ14は、電圧駆動型のスイッチであり、本実施形態ではNチャネルMOSFETである。PFCスイッチ14は、第3配線LP3と第4配線LP4との間に設けられている。具体的には、PFCスイッチ14のドレインが、リアクトル13と第5ダイオードD5との間の第1接続点PB1に接続されており、PFCスイッチ14のソースが、第4配線LP4上の第2接続点PB2に接続されている。PFCスイッチ14は、並列接続された寄生ダイオード16を備えている。 The PFC switch 14 is a voltage-driven switch, and is an N-channel MOSFET in this embodiment. The PFC switch 14 is provided between the third wiring LP3 and the fourth wiring LP4. Specifically, the drain of the PFC switch 14 is connected to the first connection point PB1 between the reactor 13 and the fifth diode D5, and the source of the PFC switch 14 is connected to the second connection on the fourth wiring LP4. It is connected to point PB2. The PFC switch 14 has a parasitic diode 16 connected in parallel.

平滑コンデンサ20は、第1直流端子TD1と第2直流端子TD2との間に接続されている。具体的には、平滑コンデンサ20は、第3配線LP3と第4配線LP4とを接続する接続配線としての第5配線LP5上に設けられている。第5配線LP5は、第1直流端子TD1とDDC50との間の第3接続点PB3において、第3配線LP3に接続されており、第2直流端子TD2とDDC50との間の第4接続点PB4において、第4配線LP4に接続されている。平滑コンデンサ20は、例えば電解コンデンサである。 The smoothing capacitor 20 is connected between the first DC terminal TD1 and the second DC terminal TD2. Specifically, the smoothing capacitor 20 is provided on the fifth wiring LP5 as a connection wiring that connects the third wiring LP3 and the fourth wiring LP4. The fifth wiring LP5 is connected to the third wiring LP3 at the third connection point PB3 between the first DC terminal TD1 and the DDC50, and is connected to the fourth connection point PB4 between the second DC terminal TD2 and the DDC50. , is connected to the fourth wiring LP4. Smoothing capacitor 20 is, for example, an electrolytic capacitor.

スイッチ30は、電圧駆動型のスイッチであり、本実施形態ではNチャネルMOSFETである。スイッチ30は、第5配線LP5上において平滑コンデンサ20と直列接続されている。具体的には、スイッチ30のドレインが、平滑コンデンサ20の第2直流端子TD2側の電極に接続されており、スイッチ30のソースが、第4配線LP4に接続されている。つまり、スイッチ30は、平滑コンデンサ20と第2直流端子TD2との間に接続されており、第4配線LP4を介して第2直流端子TD2に直接接続されている。スイッチ30は、並列接続された寄生ダイオード31を備えている。 The switch 30 is a voltage-driven switch, and is an N-channel MOSFET in this embodiment. The switch 30 is connected in series with the smoothing capacitor 20 on the fifth line LP5. Specifically, the drain of the switch 30 is connected to the electrode of the smoothing capacitor 20 on the second DC terminal TD2 side, and the source of the switch 30 is connected to the fourth wiring LP4. That is, the switch 30 is connected between the smoothing capacitor 20 and the second DC terminal TD2, and directly connected to the second DC terminal TD2 via the fourth wiring LP4. The switch 30 has a parasitic diode 31 connected in parallel.

スイッチ30は、制御部40から出力される制御信号SCにより駆動され、オン状態とオフ状態とで切り替わる。スイッチ30がオン状態に切り替えられることで、交流電源200から平滑コンデンサ20へ電力供給され、平滑コンデンサ20に電荷が蓄えられる。また、スイッチ30がオフ状態に切り替えられることで、交流電源200から平滑コンデンサ20へ電力供給が遮断され、平滑コンデンサ20への電力供給が遮断される。つまり、スイッチ30は、交流電源200から平滑コンデンサ20への電力供給状態と電力遮断状態とを切り替える。なお、本実施形態において、スイッチ30のオン状態が「電力供給状態」に相当し、スイッチ30のオフ状態が「電力遮断状態」に相当する。 The switch 30 is driven by a control signal SC output from the control section 40 and switches between an ON state and an OFF state. By turning on the switch 30 , power is supplied from the AC power supply 200 to the smoothing capacitor 20 , and electric charge is stored in the smoothing capacitor 20 . Also, by switching the switch 30 to the OFF state, power supply from the AC power supply 200 to the smoothing capacitor 20 is cut off, and power supply to the smoothing capacitor 20 is cut off. In other words, the switch 30 switches between a power supply state and a power cutoff state from the AC power supply 200 to the smoothing capacitor 20 . In this embodiment, the ON state of the switch 30 corresponds to the "power supply state", and the OFF state of the switch 30 corresponds to the "power cutoff state".

DDC50は、平滑コンデンサ20とスイッチ30との直列接続体に接続されている。DDC50は、入力側コンデンサとしてのDDC入力コンデンサ51とスイッチング回路52とを備えており、これらが第3配線LP3と第4配線LP4とに接続されている。DDC入力コンデンサ51は、スイッチング回路52の動作により、電力変換部10の第1,第2直流端子TD1,TD2から出力されるDDC入力電圧Vddcが振動することを抑制する。スイッチング回路52は、DDC入力電圧Vddcの電圧値を、電気負荷300に適した電圧値に変換する。DDC50は、スイッチング回路52により変換された電圧値を有する出力電圧Voutを、出力端子TO1,TO2から電気負荷300に出力する。 DDC 50 is connected to a series connection of smoothing capacitor 20 and switch 30 . The DDC 50 includes a DDC input capacitor 51 as an input side capacitor and a switching circuit 52, which are connected to the third wiring LP3 and the fourth wiring LP4. The DDC input capacitor 51 suppresses oscillation of the DDC input voltage Vddc output from the first and second DC terminals TD1 and TD2 of the power converter 10 due to the operation of the switching circuit 52 . The switching circuit 52 converts the voltage value of the DDC input voltage Vddc into a voltage value suitable for the electric load 300 . The DDC 50 outputs the output voltage Vout having the voltage value converted by the switching circuit 52 to the electric load 300 from the output terminals TO1 and TO2.

電力変換装置100は、交流電源200の入力電圧Vinを検出する第1電圧センサ41、DDC50に入力されるDDC入力電圧Vddcを検出する第2電圧センサ42、スイッチ30のドレイン-ソース間電圧であるスイッチ電圧Vswを検出する第3電圧センサ43、及びDDC50から出力される出力電圧Voutを検出する第4電圧センサ44を備えている。各センサの検出値は、制御部40に入力される。なお、本実施形態において、第1電圧センサ41は「第1電圧検出部」に相当し、第2電圧センサ42及び第3電圧センサ43は「第2電圧検出部」に相当する。 The power conversion device 100 includes a first voltage sensor 41 that detects the input voltage Vin of the AC power supply 200, a second voltage sensor 42 that detects the DDC input voltage Vddc input to the DDC 50, and the drain-source voltage of the switch 30. A third voltage sensor 43 that detects the switch voltage Vsw and a fourth voltage sensor 44 that detects the output voltage Vout output from the DDC 50 are provided. A detection value of each sensor is input to the control unit 40 . In this embodiment, the first voltage sensor 41 corresponds to the "first voltage detection section", and the second voltage sensor 42 and the third voltage sensor 43 correspond to the "second voltage detection section".

制御部40は、CPU、ROM、RAM、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた制御装置である。制御部40は、各種信号を取得し、取得した情報に基づき、各種制御を実施する。具体的には、制御部40は、第1電圧センサ41により検出された入力電圧Vinと、第2電圧センサ42により検出されたDDC入力電圧Vddcとに基づいて、PFCスイッチ14を切り替えるPFC信号SPをPFCスイッチ14に出力する。また、制御部40は、第2電圧センサ42により検出されたDDC入力電圧Vddcと、第4電圧センサ44により検出された出力電圧Voutとに基づいて、スイッチング回路52を駆動する駆動信号SDをスイッチング回路52に出力する。これにより、出力電圧Voutの電圧値が、電気負荷300に適した電圧値に変換される。 The control unit 40 is a control device equipped with a well-known microcomputer composed of CPU, ROM, RAM, flash memory, and the like. The control unit 40 acquires various signals and performs various controls based on the acquired information. Specifically, based on the input voltage Vin detected by the first voltage sensor 41 and the DDC input voltage Vddc detected by the second voltage sensor 42, the control unit 40 generates a PFC signal SP for switching the PFC switch 14. to the PFC switch 14 . Further, the control unit 40 switches the drive signal SD for driving the switching circuit 52 based on the DDC input voltage Vddc detected by the second voltage sensor 42 and the output voltage Vout detected by the fourth voltage sensor 44. Output to circuit 52 . Thereby, the voltage value of the output voltage Vout is converted into a voltage value suitable for the electric load 300 .

また、制御部40は、上述したように制御信号SCをスイッチ30に出力する。制御部40は、この制御信号SCにより、電気負荷300への電力供給開始時に、交流電源200から平滑コンデンサ20に充電するプリチャージを制御する。平滑コンデンサ20をプリチャージすることで、電気負荷300への電力供給開始時に交流電源200から突入電流が流れることを抑制できる。 Also, the control unit 40 outputs the control signal SC to the switch 30 as described above. The control unit 40 controls pre-charging of the smoothing capacitor 20 from the AC power supply 200 when power supply to the electric load 300 is started, using the control signal SC. By precharging the smoothing capacitor 20, it is possible to suppress the inrush current from flowing from the AC power supply 200 when power supply to the electric load 300 is started.

ところで、平滑コンデンサ20をプリチャージする際に、第1~第4配線LP1~LP4に流れる入力電流Iinが大きくなると、これらの配線LP1~LP4に設けられているリアクトル13や第1~第5ダイオードD1~D5などの素子の定格電流を大きくする必要がある。定格電流の大きい素子は高コストであるため、電力変換装置100の製品コストが増大する。そのため、入力電流Iinを抑制する技術が望まれている。 By the way, when precharging the smoothing capacitor 20, if the input current Iin flowing through the first to fourth wirings LP1 to LP4 increases, the reactor 13 and the first to fifth diodes provided on these wirings LP1 to LP4 It is necessary to increase the rated current of elements such as D1 to D5. Since an element with a large rated current is expensive, the product cost of the power conversion device 100 increases. Therefore, a technique for suppressing the input current Iin is desired.

入力電流Iinを抑制するために、例えば電流センサを用いて入力電流Iinを検出し、検出される入力電流Iinの電流値に基づいて、平滑コンデンサ20へのプリチャージを制御することが考えられる。 In order to suppress the input current Iin, it is conceivable to detect the input current Iin using, for example, a current sensor and control precharging of the smoothing capacitor 20 based on the detected current value of the input current Iin.

しかし、入力電流Iinの抑制に電流センサを用いると、以下の問題が生じる。例えば、電流センサとして、シャント抵抗を用いた場合、シャント抵抗の発熱により、電力変換装置100の電力変換効率が低下する問題が生じる。また、電流センサとして、クランプ式の電流センサを用いた場合、クランプ式の電流センサは高コストであるため、電力変換装置100の製品コストが増大する問題が生じる。さらに、電流センサは、検出した入力電流Iinの電流値を電圧値に変換して出力する必要があり、この変換によりスイッチ30の制御が遅延することが懸念される。そのため、電流センサを用いずにスイッチ30を制御できる技術が望まれている。 However, using a current sensor to suppress the input current Iin causes the following problems. For example, when a shunt resistor is used as a current sensor, the problem arises that the power conversion efficiency of the power conversion device 100 is lowered due to the heat generated by the shunt resistor. Moreover, when a clamp-type current sensor is used as the current sensor, the product cost of the power conversion device 100 increases because the clamp-type current sensor is expensive. Furthermore, the current sensor needs to convert the current value of the detected input current Iin into a voltage value and output it. Therefore, a technique that can control the switch 30 without using a current sensor is desired.

そこで、本実施形態では、第1~第3電圧センサ41~43を用いて検出された各電圧Vin,Vddc,Vswを用いて、スイッチ30を制御する。具体的には、入力電圧Vinの絶対値と、DDC入力電圧Vddcからスイッチ電圧Vswを減算したコンデンサ電圧Vcnとの電圧差に基づいて、スイッチ30を制御する。これにより、電流センサを用いることなく、入力電流Iinが大きくなることを抑制できる。本実施形態において、入力電圧Vinの絶対値とコンデンサ電圧Vcnとの電圧差が「電圧差パラメータ」に相当する。 Therefore, in this embodiment, the switch 30 is controlled using the voltages Vin, Vddc, and Vsw detected by the first to third voltage sensors 41-43. Specifically, the switch 30 is controlled based on the voltage difference between the absolute value of the input voltage Vin and the capacitor voltage Vcn obtained by subtracting the switch voltage Vsw from the DDC input voltage Vddc. As a result, it is possible to suppress an increase in the input current Iin without using a current sensor. In this embodiment, the voltage difference between the absolute value of the input voltage Vin and the capacitor voltage Vcn corresponds to the "voltage difference parameter".

図2に、本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。制御部40は、電気負荷300への電力供給開始時に、所定期間毎に制御処理を繰り返し実施する。 FIG. 2 shows a flowchart of the control processing of this embodiment. The control unit 40 repeats the control process every predetermined period when power supply to the electric load 300 is started.

制御部40は、制御処理を開始すると、まずステップS10において、第1~第3電圧センサ41~43を用いて各電圧Vin,Vddc,Vswを検出する。続くステップS12において、ステップS10で検出された出力電圧Vout及びスイッチ電圧Vswを用いて、コンデンサ電圧Vcnを算出する。コンデンサ電圧Vcnは、平滑コンデンサ20の電極間電圧であり、DDC入力電圧Vddc及びスイッチ電圧Vswを用いて、(式1)のように表される。 When the control process is started, the control unit 40 detects the respective voltages Vin, Vddc and Vsw using the first to third voltage sensors 41 to 43 in step S10. In subsequent step S12, the capacitor voltage Vcn is calculated using the output voltage Vout and switch voltage Vsw detected in step S10. The capacitor voltage Vcn is the inter-electrode voltage of the smoothing capacitor 20, and is represented by (Equation 1) using the DDC input voltage Vddc and the switch voltage Vsw.

Vcn=Vddc-Vsw・・・(式1)
そのため、DDC入力電圧Vddc及びスイッチ電圧Vswを検出することは、これらの電圧を用いて算出されるコンデンサ電圧Vcnを検出することに相当する。
Vcn=Vddc−Vsw (Formula 1)
Therefore, detecting the DDC input voltage Vddc and the switch voltage Vsw corresponds to detecting the capacitor voltage Vcn calculated using these voltages.

続くステップS14において、ステップS12で算出されたコンデンサ電圧Vcnが所定の目標電圧Vtg以上となったかを判定する。本実施形態において、目標電圧Vtgは、平滑コンデンサ20のプリチャージを終了するコンデンサ電圧Vcnであり、入力電圧Vinの最大電圧値Vmax以下の電圧値に設定されている。 In subsequent step S14, it is determined whether or not the capacitor voltage Vcn calculated in step S12 has reached or exceeded a predetermined target voltage Vtg. In this embodiment, the target voltage Vtg is the capacitor voltage Vcn at which precharging of the smoothing capacitor 20 is completed, and is set to a voltage value equal to or lower than the maximum voltage value Vmax of the input voltage Vin.

ステップS14で否定判定すると、ステップS15において、入力電圧Vinの絶対値を示す絶対値電圧Vabを算出する。図1に示すように、絶対値電圧Vabは、整流回路11からPFC回路12に出力される電圧である。続くステップS16において、ステップS15で算出された絶対値電圧Vabが減少期間DHであるかを判定する。 If a negative determination is made in step S14, an absolute value voltage Vab indicating the absolute value of the input voltage Vin is calculated in step S15. As shown in FIG. 1 , the absolute value voltage Vab is the voltage output from the rectifier circuit 11 to the PFC circuit 12 . In subsequent step S16, it is determined whether the absolute value voltage Vab calculated in step S15 is in the decreasing period DH.

本実施形態において、入力電圧Vinは正弦波状の電圧波形をしており、その絶対値を示す絶対値電圧Vabでは、その電圧値が増加する増加期間IHと、その電圧値が減少する減少期間DHとが繰り返されている(図4参照)。絶対値電圧Vabが増加期間IHである場合、ステップS16で否定判定する。この場合、平滑コンデンサ20にプリチャージすることなく、制御処理を終了する。 In this embodiment, the input voltage Vin has a sinusoidal voltage waveform, and the absolute value voltage Vab indicating its absolute value has an increasing period IH during which the voltage value increases and a decreasing period DH during which the voltage value decreases. are repeated (see FIG. 4). If the absolute value voltage Vab is in the increasing period IH, a negative determination is made in step S16. In this case, the control process ends without precharging the smoothing capacitor 20 .

一方、絶対値電圧Vabが減少期間DHである場合、ステップS16で肯定判定する。この場合、ステップS18において、ステップS15で算出された絶対値電圧Vabが、ステップS12で算出されたコンデンサ電圧Vcnよりも大きく、かつ、コンデンサ電圧Vcnよりも所定値だけ大きい閾値電圧Vthよりも小さいかを判定する。本実施形態において、所定値は、最大電圧値Vmaxとコンデンサ電圧Vcnとの電圧差以下の電圧値に設定されており、例えば最大電圧値Vmaxと目標電圧Vtgとの電圧差に設定されている。 On the other hand, when the absolute value voltage Vab is in the decreasing period DH, an affirmative determination is made in step S16. In this case, in step S18, whether the absolute value voltage Vab calculated in step S15 is larger than the capacitor voltage Vcn calculated in step S12 and smaller than a threshold voltage Vth which is larger than the capacitor voltage Vcn by a predetermined value. judge. In this embodiment, the predetermined value is set to a voltage value equal to or less than the voltage difference between the maximum voltage value Vmax and the capacitor voltage Vcn, for example, set to the voltage difference between the maximum voltage value Vmax and the target voltage Vtg.

ステップS18で否定判定すると、平滑コンデンサ20にプリチャージすることなく、制御処理を終了する。一方、ステップS18で肯定判定すると、ステップS20において、平滑コンデンサ20にプリチャージするために、制御信号SCを用いてスイッチ30をオン状態に切り替える。つまり、絶対値電圧Vabの減少期間DHにおいて、絶対値電圧Vabが、閾値電圧Vthよりも小さく、かつコンデンサ電圧Vcnよりも大きいことを条件に、スイッチ30をオン状態に切り替える。 If a negative determination is made in step S18, the control process is terminated without precharging the smoothing capacitor 20. FIG. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S18, the switch 30 is turned on using the control signal SC in order to precharge the smoothing capacitor 20 in step S20. That is, the switch 30 is turned on on condition that the absolute voltage Vab is lower than the threshold voltage Vth and higher than the capacitor voltage Vcn in the decreasing period DH of the absolute voltage Vab.

続くステップS22において、ステップS20でスイッチ30をオン状態に切り替えてから所定のオン期間TNが経過したかを判定する。本実施形態において、減少期間DHにおいて、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthからコンデンサ電圧Vcnまで減少する期間に設定されている。そのため、ステップS22は、ステップS15で算出された絶対値電圧Vabが、ステップS12で算出されたコンデンサ電圧Vcnよりも小さくなったかを判定してもよい。 In subsequent step S22, it is determined whether or not a predetermined ON period TN has elapsed after the switch 30 was turned on in step S20. In the present embodiment, during the decrease period DH, the absolute value voltage Vab is set to decrease from the threshold voltage Vth to the capacitor voltage Vcn. Therefore, in step S22, it may be determined whether the absolute value voltage Vab calculated in step S15 is lower than the capacitor voltage Vcn calculated in step S12.

ステップS22で否定判定すると、ステップS22の処理を繰り返す。一方、ステップS22で肯定判定すると、ステップS24において、平滑コンデンサ20へのプリチャージを終了するために、制御信号SCを用いてスイッチ30をオフ状態に切り替え、制御処理を終了する。 If a negative determination is made in step S22, the process of step S22 is repeated. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S22, in step S24 the switch 30 is turned off using the control signal SC in order to finish precharging the smoothing capacitor 20, and the control process ends.

一方、ステップS14で肯定判定すると、ステップS26において、プリチャージの完了を判定する。続くステップS28において、電気負荷300に電力を供給するために、制御信号SCを用いてスイッチ30をオン状態に切り替え、制御処理を終了する。 On the other hand, if an affirmative determination is made in step S14, completion of precharging is determined in step S26. In the subsequent step S28, the control signal SC is used to turn on the switch 30 in order to supply power to the electric load 300, and the control process ends.

続いて、図3,図4に、制御処理の一例を示す。図3は、平滑コンデンサ20へのプリチャージ開始から終了までにおけるコンデンサ電圧Vcnの推移を示す。図3において、(A)は、入力電圧Vinの推移を示し、(B)は、コンデンサ電圧Vcnの推移を示し、(C)は、DDC入力電圧Vddcの推移を示し、(D)は、入力電流Iinの推移を示す。 3 and 4 show an example of control processing. FIG. 3 shows transition of the capacitor voltage Vcn from the start of precharging of the smoothing capacitor 20 to the end thereof. In FIG. 3, (A) shows the transition of the input voltage Vin, (B) shows the transition of the capacitor voltage Vcn, (C) shows the transition of the DDC input voltage Vddc, and (D) shows the transition of the input It shows the transition of the current Iin.

また、図4は、図3におけるプリチャージの開始タイミングt1から終了タイミングt2までの間の一部期間におけるスイッチ30の状態の推移を示す。そのため、図4では、コンデンサ電圧Vcnが一定値として記載されている。図4において、(A)は、入力電圧Vinの推移を示し、(B)は、絶対値電圧Vabの推移を示し、(C)は、スイッチ30の状態の推移を示し、(D)は、DDC入力電圧Vddcの推移を示す。 FIG. 4 shows transition of the state of the switch 30 during a partial period from the precharge start timing t1 to the precharge end timing t2 in FIG. Therefore, in FIG. 4, the capacitor voltage Vcn is shown as a constant value. In FIG. 4, (A) shows the transition of the input voltage Vin, (B) shows the transition of the absolute value voltage Vab, (C) shows the transition of the state of the switch 30, and (D) 4 shows the transition of the DDC input voltage Vddc.

図4に示すように、制御処理において、絶対値電圧Vabは、増加期間IHと減少期間DHとを繰り返しており、減少期間DHの時刻t11において、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも小さくなると、スイッチ30がオフ状態からオン状態に切り替えられる。これにより、スイッチ30を介して交流電源200からの電力で、平滑コンデンサ20が充電される。このとき、DDC入力コンデンサ51の電荷も、平滑コンデンサ20に移動し、平滑コンデンサ20の電圧がDDC入力コンデンサ51の電圧と同等となる。 As shown in FIG. 4, in the control process, the absolute value voltage Vab repeats an increase period IH and a decrease period DH. , the switch 30 is switched from the off state to the on state. Thereby, the smoothing capacitor 20 is charged with power from the AC power supply 200 via the switch 30 . At this time, the electric charge of the DDC input capacitor 51 also moves to the smoothing capacitor 20 , and the voltage of the smoothing capacitor 20 becomes equal to the voltage of the DDC input capacitor 51 .

スイッチ30は、オン期間TNに亘ってオン状態に維持される。そして、時刻t11からオン期間TNが経過した時刻t12に、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnよりも小さくなると、スイッチ30がオン状態からオフ状態に切り替えられる。これにより、DDC入力電圧Vddcは、平滑コンデンサ20とスイッチ30の寄生容量との分圧比に応じた電圧値となる。 The switch 30 is kept on for the on period TN. Then, when the absolute value voltage Vab becomes smaller than the capacitor voltage Vcn at time t12 after the ON period TN has passed from time t11, the switch 30 is switched from the ON state to the OFF state. As a result, the DDC input voltage Vddc has a voltage value corresponding to the voltage division ratio between the smoothing capacitor 20 and the parasitic capacitance of the switch 30 .

その後、絶対値電圧Vabが減少期間DHから増加期間IHに切り替わる。そして、時刻t13に、絶対値電圧Vabが、上記電圧値よりも大きくなると、DDC入力コンデンサ51に電荷が蓄えられることで、DDC入力電圧Vddcが上昇する。 After that, the absolute value voltage Vab switches from the decreasing period DH to the increasing period IH. Then, at time t13, when the absolute value voltage Vab becomes larger than the above voltage value, charge is accumulated in the DDC input capacitor 51, so that the DDC input voltage Vddc rises.

その後、時刻t14に、絶対値電圧Vabが最大電圧値Vmaxとなり、絶対値電圧Vabが増加期間IHから減少期間DHに切り替わると、絶対値電圧Vabが減少する。一方、DDC入力電圧Vddcは、DDC入力コンデンサ51に蓄えられた電荷により、最大電圧値Vmaxに維持される。 Thereafter, at time t14, the absolute value voltage Vab reaches the maximum voltage value Vmax, and when the absolute value voltage Vab switches from the increasing period IH to the decreasing period DH, the absolute value voltage Vab decreases. On the other hand, the DDC input voltage Vddc is maintained at the maximum voltage value Vmax by the charges stored in the DDC input capacitor 51 .

その後、この減少期間DHの時刻t15において、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも小さくなると、スイッチ30が再びオフ状態からオン状態に切り替えられる。制御処理では、時刻t11から時刻t15までの処理が、所定期間毎に繰り返し実施される。これにより、時刻t11から時刻t12までのスイッチ30のオン期間TNにおいて、平滑コンデンサ20に電荷が蓄えられ、コンデンサ電圧Vcnが上昇する。 Thereafter, when the absolute value voltage Vab becomes smaller than the threshold voltage Vth at time t15 in the decreasing period DH, the switch 30 is switched from the off state to the on state again. In the control process, the process from time t11 to time t15 is repeatedly performed every predetermined period. As a result, during the ON period TN of the switch 30 from time t11 to time t12, electric charge is accumulated in the smoothing capacitor 20, and the capacitor voltage Vcn rises.

その結果、図3に示すように、時刻t1において、ゼロであったコンデンサ電圧Vcnが上昇する。コンデンサ電圧Vcnの上昇速度は、最大電圧値Vmaxとコンデンサ電圧Vcnとの電圧差が大きいほど大きく、この電圧差が小さいほど小さくなる。そのため、コンデンサ電圧Vcnの上昇に伴って、コンデンサ電圧Vcnの上昇速度は低下する。 As a result, as shown in FIG. 3, the capacitor voltage Vcn, which was zero at time t1, rises. The rate of increase of the capacitor voltage Vcn increases as the voltage difference between the maximum voltage value Vmax and the capacitor voltage Vcn increases, and decreases as this voltage difference decreases. Therefore, as the capacitor voltage Vcn increases, the rate of increase of the capacitor voltage Vcn decreases.

コンデンサ電圧Vcnの上昇に伴って、DDC入力電圧Vddcの変動下限値が上昇し、DDC入力電圧Vddcの変動幅が縮小する。また、入力電流Iinの最大値が低下し、入力電流Iinの変動幅が縮小する。そして、時刻t2において、コンデンサ電圧Vcnが閾値電圧Vthに到達すると、プリチャージが完了したと判定し、制御処理を終了する。 As the capacitor voltage Vcn rises, the fluctuation lower limit of the DDC input voltage Vddc rises, and the fluctuation width of the DDC input voltage Vddc shrinks. Also, the maximum value of the input current Iin is reduced, and the range of fluctuation of the input current Iin is reduced. Then, at time t2, when the capacitor voltage Vcn reaches the threshold voltage Vth, it is determined that precharging is completed, and the control process ends.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to this embodiment detailed above, the following effects can be obtained.

・本実施形態では、電力変換部10により交流電源200から入力された交流の入力電流Iinが、整流回路11により全波整流電流に変換されて、第1,第2直流端子TD1,TD2から出力される。また、電気負荷300への電力供給開始時に、第1直流端子TD1と第2直流端子TD2との間に接続される平滑コンデンサ20をプリチャージすることにより、交流電源200から突入電流が流れることが抑制される。 In the present embodiment, the AC input current Iin input from the AC power supply 200 by the power conversion unit 10 is converted into a full-wave rectified current by the rectifier circuit 11 and output from the first and second DC terminals TD1 and TD2. be done. In addition, when the power supply to the electric load 300 is started, a rush current may flow from the AC power supply 200 by precharging the smoothing capacitor 20 connected between the first DC terminal TD1 and the second DC terminal TD2. Suppressed.

本実施形態では、このプリチャージにおいて、電力変換部10に過大な入力電流Iinが流れることを抑制するために、コンデンサ電圧Vcnと入力電圧Vinとに基づいて、交流電源200から平滑コンデンサ20への電力供給状態と電力遮断状態とを切り替えるスイッチ30の制御が行われる。具体的には、入力電圧Vinの絶対値を示す絶対値電圧Vabとコンデンサ電圧Vcnとの電圧差に基づいて、スイッチ30の制御が行われる。プリチャージにおける入力電流Iinは、絶対値電圧Vabとコンデンサ電圧Vcnとの電圧差に基づいて生じるため、この電圧差に基づいてスイッチ30を制御することで、電流センサを用いずにプリチャージにおける過大な入力電流Iinを抑制できる。 In this embodiment, in this precharge, in order to suppress an excessive input current Iin from flowing to the power conversion unit 10, based on the capacitor voltage Vcn and the input voltage Vin, the flow from the AC power supply 200 to the smoothing capacitor 20 is controlled. The switch 30 that switches between the power supply state and the power cutoff state is controlled. Specifically, the switch 30 is controlled based on the voltage difference between the absolute value voltage Vab indicating the absolute value of the input voltage Vin and the capacitor voltage Vcn. Since the input current Iin during precharging is generated based on the voltage difference between the absolute value voltage Vab and the capacitor voltage Vcn, by controlling the switch 30 based on this voltage difference, an excessive current Iin during precharging can be prevented without using a current sensor. input current Iin can be suppressed.

・具体的には、平滑コンデンサ20は、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnよりも大きい場合にプリチャージされる。本実施形態では、平滑コンデンサ20がプリチャージされる絶対値電圧Vabの電圧範囲が、コンデンサ電圧Vcnから目標電圧Vtgまでの電圧範囲に限られる。そのため、プリチャージにおける過大な入力電流Iinを好適に抑制できる。 Specifically, the smoothing capacitor 20 is precharged when the absolute value voltage Vab is greater than the capacitor voltage Vcn. In this embodiment, the voltage range of the absolute value voltage Vab with which the smoothing capacitor 20 is precharged is limited to the voltage range from the capacitor voltage Vcn to the target voltage Vtg. Therefore, the excessive input current Iin in precharging can be suitably suppressed.

・本実施形態では、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnよりも大きいことを条件に、スイッチ30をオン状態に切り替える。つまり、平滑コンデンサ20がプリチャージされる場合にのみスイッチ30をオン状態に切り替えるので、平滑コンデンサ20を適切にプリチャージすることがきる。 - In this embodiment, the switch 30 is turned on on condition that the absolute value voltage Vab is higher than the capacitor voltage Vcn. That is, since the switch 30 is turned on only when the smoothing capacitor 20 is precharged, the smoothing capacitor 20 can be appropriately precharged.

・絶対値電圧Vabは、増加期間IHと減少期間DHとを繰り返している。このうち、増加期間IHにスイッチ30がオン状態に切り替えられると、その後オフ状態に切り替えるタイミングが遅れた場合に、プリチャージにおいて電力変換部10に過大な入力電流Iinが流れることを抑制できない。本実施形態では、絶対値電圧Vabの増加期間IH及び減少期間DHのうち減少期間DHのみにおいて、スイッチ30をオン状態に切り替えるので、オフ状態に切り替えるタイミングが遅れた場合でも、プリチャージにおける過大な入力電流Iinを確実に抑制できる。 - The absolute value voltage Vab repeats an increase period IH and a decrease period DH. Of these, if the switch 30 is switched to the ON state during the increase period IH, and the timing of switching to the OFF state is delayed after that, it is not possible to prevent an excessive input current Iin from flowing through the power conversion unit 10 during precharging. In the present embodiment, the switch 30 is switched to the ON state only during the decrease period DH of the increase period IH and the decrease period DH of the absolute value voltage Vab. The input current Iin can be reliably suppressed.

・本実施形態では、スイッチ30のソースが、第4配線LP4を介して第2直流端子TD2に直接接続されている。そのため、DDC入力電圧Vddcの低側電位と、スイッチ30のソース電位とを等しくすることができ、DDC入力電圧Vddcからスイッチ電圧Vswを減算してコンデンサ電圧Vcnを容易に算出できる。また、スイッチ30のソース電位を、他の素子における電位、例えば第2ダイオードD2及び第4ダイオードD4におけるアノードの電位やPFCスイッチ14のソース電位と共通化することができる。これにより、これらの電位が異なる場合に比べて、電力変換装置100の構成を簡略化できる。 - In this embodiment, the source of the switch 30 is directly connected to the second DC terminal TD2 via the fourth wiring LP4. Therefore, the low-side potential of the DDC input voltage Vddc and the source potential of the switch 30 can be made equal, and the capacitor voltage Vcn can be easily calculated by subtracting the switch voltage Vsw from the DDC input voltage Vddc. Also, the source potential of the switch 30 can be shared with the potentials of other elements, such as the anode potentials of the second diode D2 and the fourth diode D4 and the source potential of the PFC switch 14 . Thereby, the configuration of the power conversion device 100 can be simplified compared to the case where these potentials are different.

(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図5,6を参照しつつ説明する。図5において、先の図2に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
(Second embodiment)
The second embodiment will be described below with reference to FIGS. 5 and 6, focusing on differences from the first embodiment. In FIG. 5, the same step numbers are assigned to the same processes as those shown in FIG. 2, and description thereof will be omitted.

本実施形態では、絶対値電圧Vabの減少期間DHだけでなく、増加期間IHにもスイッチ30をオン状態に切り替える点で、第1実施形態と異なる。図5に、本実施形態に係る制御処理のフローチャートを示す。本実施形態の制御処理では、ステップS15で絶対値電圧Vabを算出すると、絶対値電圧Vabが減少期間DHであるかを判定することなくステップS18に進む。つまり、絶対値電圧Vabが、閾値電圧Vthよりも小さく、かつコンデンサ電圧Vcnよりも大きいことを条件に、スイッチ30をオン状態に切り替える。 This embodiment differs from the first embodiment in that the switch 30 is turned on not only during the decreasing period DH of the absolute value voltage Vab but also during the increasing period IH. FIG. 5 shows a flowchart of control processing according to the present embodiment. In the control process of this embodiment, when the absolute value voltage Vab is calculated in step S15, the process proceeds to step S18 without determining whether the absolute value voltage Vab is in the decreasing period DH. That is, the switch 30 is turned on on condition that the absolute value voltage Vab is smaller than the threshold voltage Vth and larger than the capacitor voltage Vcn.

図6に、本実施形態における制御処理の一例を示す。図6は、第1実施形態の図4に対応するものであり、DDC入力電圧Vddcの記載が省略されている。 FIG. 6 shows an example of control processing in this embodiment. FIG. 6 corresponds to FIG. 4 of the first embodiment, and the description of the DDC input voltage Vddc is omitted.

図6に示すように、本実施形態は、減少期間DHの時刻t21において、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも小さくなると、スイッチ30がオフ状態からオン状態に切り替えられる。そして、時刻t21からオン期間TNが経過した時刻t22に、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnよりも小さくなると、スイッチ30がオン状態からオフ状態に切り替えられる。 As shown in FIG. 6, in this embodiment, when the absolute value voltage Vab becomes smaller than the threshold voltage Vth at time t21 of the decrease period DH, the switch 30 is switched from the off state to the on state. Then, when the absolute value voltage Vab becomes smaller than the capacitor voltage Vcn at time t22 after the ON period TN has passed from time t21, the switch 30 is switched from the ON state to the OFF state.

その後、絶対値電圧Vabが減少期間DHから増加期間IHに切り替わり、この増加期間IHの時刻t23において、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnよりも大きくなると、スイッチ30がオフ状態からオン状態に切り替えられる。そして、時刻t23からオン期間TNが経過した時刻t24に、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも大きくなると、スイッチ30がオン状態からオフ状態に切り替えられる。 After that, the absolute value voltage Vab switches from the decreasing period DH to the increasing period IH, and when the absolute value voltage Vab becomes larger than the capacitor voltage Vcn at time t23 in this increasing period IH, the switch 30 is switched from the OFF state to the ON state. . Then, when the absolute value voltage Vab becomes larger than the threshold voltage Vth at time t24 when the ON period TN has passed from time t23, the switch 30 is switched from the ON state to the OFF state.

その後、絶対値電圧Vabが増加期間IHから再び減少期間DHに切り替わり、この減少期間DHの時刻t25において、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも小さくなると、スイッチ30が再びオフ状態からオン状態に切り替えられる。本実施形態の制御処理では、時刻t21から時刻t25までの処理が、所定期間毎に繰り返し実施される。 After that, the absolute value voltage Vab switches from the increasing period IH to the decreasing period DH again, and at time t25 in the decreasing period DH, when the absolute value voltage Vab becomes smaller than the threshold voltage Vth, the switch 30 is turned on again from the off state. can be switched. In the control process of this embodiment, the process from time t21 to time t25 is repeatedly performed every predetermined period.

・以上説明した本実施形態によれば、絶対値電圧Vabの減少期間DHだけでなく、絶対値電圧Vabの増加期間IHにもスイッチ30をオン状態に切り替える。そのため、絶対値電圧Vabの減少期間DHだけにスイッチ30をオン状態に切り替える場合に比べて、平滑コンデンサ20のプリチャージに必要な期間を短縮できる。 According to the present embodiment described above, the switch 30 is turned on not only during the decreasing period DH of the absolute value voltage Vab but also during the increasing period IH of the absolute value voltage Vab. Therefore, the period required for precharging the smoothing capacitor 20 can be shortened as compared with the case where the switch 30 is turned on only during the decreasing period DH of the absolute value voltage Vab.

(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、第2実施形態との相違点を中心に図7,8を参照しつつ説明する。図7において、先の図5に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described below with reference to FIGS. 7 and 8, focusing on differences from the second embodiment. In FIG. 7, the same step numbers are assigned to the same processes as those shown in FIG. 5, and description thereof will be omitted.

本実施形態では、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnよりも大きい場合だけでなく、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnよりも小さい場合にもスイッチ30をオン状態に維持する点で、第2実施形態と異なる。図7に、本実施形態に係る制御処理のフローチャートを示す。本実施形態の制御処理では、ステップS15で絶対値電圧Vabを算出すると、ステップS30において、ステップS15で算出された絶対値電圧Vabが、閾値電圧Vthよりも小さいかのみを判定する。 This embodiment maintains the switch 30 in the on state not only when the absolute value voltage Vab is higher than the capacitor voltage Vcn, but also when the absolute value voltage Vab is lower than the capacitor voltage Vcn. different from FIG. 7 shows a flowchart of control processing according to this embodiment. In the control process of the present embodiment, when the absolute value voltage Vab is calculated in step S15, it is determined in step S30 whether the absolute value voltage Vab calculated in step S15 is smaller than the threshold voltage Vth.

ステップS30で否定判定すると、制御処理を終了する。一方、ステップS30で肯定判定すると、ステップS20に進む。つまり、絶対値電圧Vabが、閾値電圧Vthよりも小さいことを条件に、スイッチ30をオン状態に切り替える。 If a negative determination is made in step S30, the control process ends. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S30, the process proceeds to step S20. That is, the switch 30 is turned on on condition that the absolute value voltage Vab is smaller than the threshold voltage Vth.

図8に、本実施形態における制御処理の一例を示す。図8は、第2実施形態の図6に対応するものである。図8に示すように、本実施形態は、減少期間DHの時刻t31において、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも小さくなると、スイッチ30がオフ状態からオン状態に切り替えられる。その後、絶対値電圧Vabが減少期間DHから増加期間IHに切り替わり、この増加期間IHの時刻t32において、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも大きくなると、スイッチ30がオン状態からオフ状態に切り替えられる。 FIG. 8 shows an example of control processing in this embodiment. FIG. 8 corresponds to FIG. 6 of the second embodiment. As shown in FIG. 8, in the present embodiment, when the absolute value voltage Vab becomes smaller than the threshold voltage Vth at time t31 of the decrease period DH, the switch 30 is switched from the off state to the on state. After that, the absolute value voltage Vab switches from the decreasing period DH to the increasing period IH, and when the absolute value voltage Vab becomes larger than the threshold voltage Vth at time t32 in the increasing period IH, the switch 30 is switched from the ON state to the OFF state. .

その後、絶対値電圧Vabが増加期間IHから再び減少期間DHに切り替わり、この減少期間DHの時刻t33において、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも小さくなると、スイッチ30が再びオフ状態からオン状態に切り替えられる。本実施形態の制御処理では、時刻t31から時刻t33までの処理が、所定期間毎に繰り返し実施される。 After that, the absolute value voltage Vab switches from the increasing period IH to the decreasing period DH again, and at time t33 in the decreasing period DH, when the absolute value voltage Vab becomes smaller than the threshold voltage Vth, the switch 30 is turned on again from the off state. can be switched. In the control process of this embodiment, the process from time t31 to time t33 is repeatedly performed for each predetermined period.

・以上説明した本実施形態によれば、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnよりも大きい場合だけでなく、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnよりも小さい場合にもスイッチ30をオン状態に維持する。そのため、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnより小さい場合に、スイッチ30をオフ状態に切り替える処理が不要となり、制御処理における制御部40の処理負担を軽減できる。 According to the present embodiment described above, the switch 30 is kept on not only when the absolute value voltage Vab is higher than the capacitor voltage Vcn, but also when the absolute value voltage Vab is lower than the capacitor voltage Vcn. Therefore, when the absolute value voltage Vab is smaller than the capacitor voltage Vcn, the process of switching the switch 30 to the off state becomes unnecessary, and the processing load of the control section 40 in the control process can be reduced.

(第4実施形態)
以下、第4実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図9,10を参照しつつ説明する。図9において、先の図2に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment will be described below with reference to FIGS. 9 and 10, focusing on differences from the first embodiment. In FIG. 9, for the sake of convenience, the same step numbers are assigned to the same processes as those shown in FIG. 2, and the description thereof is omitted.

本実施形態では、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも小さい場合だけでなく、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも大きい場合にもスイッチ30をオン状態に切り替える点で、第1実施形態と異なる。具体的には、制御信号SCは、所定周期TZにてオンオフが切り替わるパルス信号となっている。所定周期TZには、制御信号SCがオンとなるオン期間TNと、制御信号SCがオフとなるオフ期間TFとが含まれる。所定周期TZは、オン期間TNとオフ期間TFとを用いて、(式2)のように表される。 This embodiment differs from the first embodiment in that the switch 30 is turned on not only when the absolute value voltage Vab is lower than the threshold voltage Vth, but also when the absolute value voltage Vab is higher than the threshold voltage Vth. different. Specifically, the control signal SC is a pulse signal that switches between ON and OFF at a predetermined cycle TZ. The predetermined period TZ includes an ON period TN during which the control signal SC is ON and an OFF period TF during which the control signal SC is OFF. The predetermined period TZ is represented by (Equation 2) using the ON period TN and the OFF period TF.

TZ=TN+TF・・・(式2)
本実施形態では、オン期間TNとオフ期間TFとの比を可変に設定可能であり、具体的には、コンデンサ電圧Vcnに対して絶対値電圧Vabが大きいほど、オン期間TNを短く設定する。
TZ=TN+TF (Formula 2)
In the present embodiment, the ratio between the ON period TN and the OFF period TF can be variably set. Specifically, the ON period TN is set shorter as the absolute value voltage Vab increases with respect to the capacitor voltage Vcn.

図9に、本実施形態に係る制御処理のフローチャートを示す。本実施形態の制御処理では、ステップS15で絶対値電圧Vabを算出すると、ステップS40において、ステップS15で算出された絶対値電圧Vabが、ステップS12で算出されたコンデンサ電圧Vcnよりも大きいかを判定する。 FIG. 9 shows a flowchart of control processing according to this embodiment. In the control process of the present embodiment, when the absolute value voltage Vab is calculated in step S15, it is determined in step S40 whether the absolute value voltage Vab calculated in step S15 is greater than the capacitor voltage Vcn calculated in step S12. do.

ステップS40で否定判定すると、制御処理を終了する。一方、ステップS40で肯定判定すると、ステップS42において、コンデンサ電圧Vcnに対する絶対値電圧Vabの電圧差に基づいて、オン期間TNを設定し、ステップS20に進む。そして、ステップS22では、ステップS42で設定されたオン期間TNを用いて、オン期間TNが経過したかを判定する。 If a negative determination is made in step S40, the control process ends. On the other hand, when an affirmative determination is made in step S40, in step S42, the ON period TN is set based on the voltage difference between the absolute value voltage Vab and the capacitor voltage Vcn, and the process proceeds to step S20. Then, in step S22, using the ON period TN set in step S42, it is determined whether the ON period TN has elapsed.

図10に、本実施形態における制御処理の一例を示す。図10は、第1実施形態の図4に対応するものであり、DDC入力電圧Vddcの記載が省略されている。図10に示すように、本実施形態は、時刻t41に絶対値電圧Vabが減少期間DHから増加期間IHに切り替わる。そして、この増加期間IHの時刻t42において、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnよりも大きくなると、スイッチ30がオフ状態からオン状態に切り替えられる。 FIG. 10 shows an example of control processing in this embodiment. FIG. 10 corresponds to FIG. 4 of the first embodiment, and the description of the DDC input voltage Vddc is omitted. As shown in FIG. 10, in this embodiment, the absolute value voltage Vab switches from the decreasing period DH to the increasing period IH at time t41. At time t42 of this increasing period IH, when the absolute value voltage Vab becomes larger than the capacitor voltage Vcn, the switch 30 is switched from the OFF state to the ON state.

時刻t42では、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnと略等しい。そのため、時刻t42から始まる所定周期TZでは、オン期間TNを比較的長い第1オン期間TN1に設定する。時刻t42から始まる所定周期TZでは、時刻t42から第1オン期間TN1が経過した時刻t43に、スイッチ30がオン状態からオフ状態に切り替えられ、時刻t42から所定周期TZが経過した時刻t44に、スイッチ30が再びオフ状態からオン状態に切り替えられる。 At time t42, the absolute value voltage Vab is approximately equal to the capacitor voltage Vcn. Therefore, in the predetermined period TZ starting at time t42, the ON period TN is set to the relatively long first ON period TN1. In the predetermined cycle TZ starting at time t42, the switch 30 is switched from the ON state to the OFF state at time t43 when the first ON period TN1 has passed from time t42, and the switch 30 is switched from the ON state to the OFF state at time t44 when the predetermined cycle TZ has passed since time t42. 30 is again switched from off to on.

本実施形態の制御処理では、絶対値電圧Vabがコンデンサ電圧Vcnよりも大きい期間において、時刻t42から時刻t44までの処理が、所定周期TZ毎にて繰り返し実施され、各処理においてオン期間TNがそれぞれ設定される。具体的には、時刻t44から時刻t46までの所定周期TZにおいて、時刻t44から時刻t45までの第2オン期間TN2が設定され、時刻t46から時刻t48までの所定周期TZにおいて、時刻t46から時刻t47までの第3オン期間TN3が設定される。また、時刻t48から時刻t50までの所定周期TZにおいて、時刻t48から時刻t49までの第3オン期間TN3が設定され、時刻t50から時刻t52までの所定周期TZにおいて、時刻t50から時刻t51までの第5オン期間TN5が設定される。 In the control process of the present embodiment, the process from time t42 to time t44 is repeatedly performed at predetermined intervals TZ during the period in which the absolute value voltage Vab is greater than the capacitor voltage Vcn. set. Specifically, in a predetermined cycle TZ from time t44 to time t46, the second on-period TN2 is set from time t44 to time t45. A third ON period TN3 up to is set. Further, in a predetermined period TZ from time t48 to time t50, a third ON period TN3 from time t48 to time t49 is set. 5 ON period TN5 is set.

そして、第1~第5オン期間TN1~TN5のうち、増加期間IHに含まれる第1~第3オン期間TN1~TN3では、絶対値電圧Vabの増加に伴ってオン期間TNが短縮している。また、減少期間DHに含まれる第4,第5オン期間TN4,TN5では、絶対値電圧Vabの減少に伴ってオン期間TNが延長している。 Among the first to fifth ON periods TN1 to TN5, in the first to third ON periods TN1 to TN3 included in the increasing period IH, the ON period TN is shortened as the absolute value voltage Vab increases. . Further, in the fourth and fifth on-periods TN4 and TN5 included in the decreasing period DH, the on-period TN is extended as the absolute value voltage Vab decreases.

その後、時刻t53に絶対値電圧Vabがゼロまで低下すると、絶対値電圧Vabが減少期間DHから再び増加期間IHに切り替わる。本実施形態の制御処理では、時刻t41から時刻t52までの処理が、所定期間毎に繰り返し実施される。 Thereafter, when the absolute value voltage Vab drops to zero at time t53, the absolute value voltage Vab switches from the decreasing period DH to the increasing period IH again. In the control process of this embodiment, the process from time t41 to time t52 is repeatedly performed at predetermined intervals.

・以上説明した本実施形態によれば、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも小さい場合だけでなく、絶対値電圧Vabが閾値電圧Vthよりも大きい場合にもスイッチ30をオン状態に切り替える。そのため、スイッチ30をオン状態に切り替える回数を増加させることができ、平滑コンデンサ20のプリチャージに必要な期間を短縮できる。 According to the present embodiment described above, the switch 30 is turned on not only when the absolute value voltage Vab is lower than the threshold voltage Vth, but also when the absolute value voltage Vab is higher than the threshold voltage Vth. Therefore, the number of times the switch 30 is turned on can be increased, and the period required for precharging the smoothing capacitor 20 can be shortened.

・ここで、プリチャージにおける入力電流Iinの増加速度dIin/dtは、コンデンサ電圧Vcnに対して絶対値電圧Vabが大きいほど大きくなる。そのため、本実施形態では、コンデンサ電圧Vcnに対して絶対値電圧Vabが大きいほど、所定周期TZに占めるオン期間TNを短く設定されている。そのため、平滑コンデンサ20のプリチャージに必要な期間を短縮しつつ、プリチャージにおいて、過大な入力電流Iinが流れることを抑制できる。 *Here, the rate of increase dIin/dt of the input current Iin during precharging increases as the absolute value voltage Vab increases with respect to the capacitor voltage Vcn. Therefore, in the present embodiment, the larger the absolute value voltage Vab with respect to the capacitor voltage Vcn, the shorter the ON period TN that occupies the predetermined period TZ is set. Therefore, while shortening the period required for precharging the smoothing capacitor 20, it is possible to suppress the flow of an excessive input current Iin during precharging.

(第5実施形態)
以下、第5実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図11を参照しつつ説明する。図11において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment will be described below with reference to FIG. 11, focusing on differences from the first embodiment. In FIG. 11, for the sake of convenience, the same step numbers are assigned to the same configurations as those shown in FIG. 1, and the description thereof is omitted.

本実施形態では、スイッチ30が、第5配線LP5上において、第1直流端子TD1と平滑コンデンサ20との間に接続されている点で、第1実施形態と異なる。具体的には、スイッチ30のドレインが、第3配線LP3に接続されており、スイッチ30のソースが、平滑コンデンサ20の第1直流端子TD1側の電極に接続されている。 This embodiment differs from the first embodiment in that the switch 30 is connected between the first DC terminal TD1 and the smoothing capacitor 20 on the fifth wiring LP5. Specifically, the drain of the switch 30 is connected to the third wiring LP3, and the source of the switch 30 is connected to the electrode of the smoothing capacitor 20 on the first DC terminal TD1 side.

・以上説明した本実施形態によれば、スイッチ30が平滑コンデンサ20よりも第1直流端子TD1側に設けられているため、平滑コンデンサ20よりも第2直流端子TD2側に設けられる第1実施形態に比べて、第5配線LP5のうち、第3接続点PB3とスイッチ30との間の配線長を短くすることができる。これにより、スイッチ30の切り替え時に、第3接続点PB3とスイッチ30との間の第5配線LP5のリアクタンス成分により生じるサージ電圧を抑制できる。 - According to this embodiment described above, since the switch 30 is provided on the first DC terminal TD1 side of the smoothing capacitor 20, the switch 30 is provided on the second DC terminal TD2 side of the smoothing capacitor 20 in the first embodiment. Compared to , the wiring length between the third connection point PB3 and the switch 30 in the fifth wiring LP5 can be shortened. Thereby, when the switch 30 is switched, the surge voltage generated by the reactance component of the fifth wiring LP5 between the third connection point PB3 and the switch 30 can be suppressed.

(第6実施形態)
以下、第6実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図12を参照しつつ説明する。図12において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment will be described below with reference to FIG. 12, focusing on differences from the first embodiment. In FIG. 12, for the sake of convenience, the same step numbers are assigned to the same configurations as those shown in FIG. 1, and the description thereof is omitted.

本実施形態では、スイッチ30が、第5配線LP5上ではなく、第4配線LP4上に設けられている点で、第1実施形態と異なる。具体的には、スイッチ30は、第5配線LP5が第4配線LP4と接続する第4接続点PB4よりも第2直流端子TD2側に設けられている。そのため、本実施形態では、スイッチ30は、平滑コンデンサ20と直列接続されているとともに、DDC50に含まれるDDC入力コンデンサ51とも直列接続されている。 The present embodiment differs from the first embodiment in that the switch 30 is provided not on the fifth wiring LP5 but on the fourth wiring LP4. Specifically, the switch 30 is provided closer to the second DC terminal TD2 than the fourth connection point PB4 where the fifth wiring LP5 connects to the fourth wiring LP4. Therefore, in this embodiment, the switch 30 is connected in series with the smoothing capacitor 20 and is also connected in series with the DDC input capacitor 51 included in the DDC 50 .

・以上説明した本実施形態によれば、スイッチ30が、DDC入力コンデンサ51と直列接続されている。そのため、スイッチ30を用いて、平滑コンデンサ20のプリチャージだけでなく、DDC入力コンデンサ51のプリチャージも制御できる。 - According to this embodiment described above, the switch 30 is connected in series with the DDC input capacitor 51 . Therefore, the switch 30 can be used to control not only the precharging of the smoothing capacitor 20 but also the precharging of the DDC input capacitor 51 .

・また、本実施形態によれば、平滑コンデンサ20が、DDC50に並列接続されている。そのため、コンデンサ電圧VcnはDDC入力電圧Vddcと等しく、コンデンサ電圧Vcnを算出するためにスイッチ電圧Vswを検出する必要がない。したがって、電力変換装置100に第3電圧センサ43が不要となり、電力変換装置100の構成を簡略化できる。 - According to the present embodiment, the smoothing capacitor 20 is connected in parallel to the DDC 50 . Therefore, the capacitor voltage Vcn is equal to the DDC input voltage Vddc, and there is no need to detect the switch voltage Vsw to calculate the capacitor voltage Vcn. Therefore, the power conversion device 100 does not need the third voltage sensor 43, and the configuration of the power conversion device 100 can be simplified.

(第7実施形態)
以下、第7実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図13を参照しつつ説明する。図13において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
(Seventh embodiment)
The seventh embodiment will be described below with reference to FIG. 13, focusing on differences from the first embodiment. In FIG. 13, for the sake of convenience, the same step numbers are assigned to the same configurations as those shown in FIG. 1, and the description thereof is omitted.

本実施形態では、電力変換部10と交流電源200との間に設けられるフィルタ回路70を備える点で、第1実施形態と異なる。本実施形態では、第1,第2配線LP1,LP2は、第1,第2交流端子TA1,TA2を介して交流電源200まで延びており、フィルタ回路70は、第1配線LP1と第2配線LP2との間に設けられたフィルタコンデンサ71を備えている。フィルタコンデンサ71は、入力電圧Vinに含まれるノイズを除去する。 This embodiment differs from the first embodiment in that a filter circuit 70 is provided between the power converter 10 and the AC power supply 200 . In this embodiment, the first and second wirings LP1 and LP2 extend to the AC power supply 200 via the first and second AC terminals TA1 and TA2, and the filter circuit 70 includes the first wiring LP1 and the second wiring. It has a filter capacitor 71 provided between it and LP2. The filter capacitor 71 removes noise contained in the input voltage Vin.

また、本実施形態では、スイッチ30が、第5配線LP5上ではなく、第2配線LP2上に設けられている点で、第1実施形態と異なる。具体的には、スイッチ30は、フィルタ回路70と交流電源200との間に設けられている。なお、本実施形態では、交流の入力電圧Vinを遮断するために、スイッチ30として、IGBTなど、寄生ダイオード31を備えないものが用いられる。 Further, the present embodiment differs from the first embodiment in that the switch 30 is provided not on the fifth wiring LP5 but on the second wiring LP2. Specifically, switch 30 is provided between filter circuit 70 and AC power supply 200 . In this embodiment, a switch without a parasitic diode 31, such as an IGBT, is used as the switch 30 in order to cut off the AC input voltage Vin.

・以上説明した本実施形態によれば、スイッチ30が、フィルタ回路70に含まれるフィルタコンデンサ71と直列接続されている。そのため、スイッチ30を用いて、平滑コンデンサ20のプリチャージだけでなく、フィルタコンデンサ71のプリチャージも制御できる。 - According to this embodiment described above, the switch 30 is connected in series with the filter capacitor 71 included in the filter circuit 70 . Therefore, the switch 30 can be used to control not only the precharging of the smoothing capacitor 20 but also the precharging of the filter capacitor 71 .

・また、本実施形態によれば、スイッチ30が、電力変換部10よりも交流電源200側に設けられているため、電力変換部10が有するリアクトル13や第1~第5ダイオードD1~D5を用いて、スイッチ30の切り替えにより生じるサージ電圧を抑制できる。 Further, according to the present embodiment, since the switch 30 is provided closer to the AC power supply 200 than the power conversion unit 10, the reactor 13 and the first to fifth diodes D1 to D5 of the power conversion unit 10 are can be used to suppress the surge voltage caused by the switching of the switch 30 .

(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
It should be noted that each of the above-described embodiments may be modified as follows.

・上記実施形態では、電力変換部10にPFC回路12が備えられている例を示したが、これに限られない。PFC回路12に代えて、例えばコンデンサ及びリアクトルを含む平滑回路が設けられていてもよい。 - Although the example with which the power conversion part 10 was equipped with the PFC circuit 12 was shown in the said embodiment, it is not restricted to this. A smoothing circuit including, for example, a capacitor and a reactor may be provided instead of the PFC circuit 12 .

・上記実施形態において、オン期間TNは、リアクトル13の許容電流に基づいて設定されてもよい。 - In the above embodiment, the ON period TN may be set based on the allowable current of the reactor 13 .

・電力変換部10における整流回路11は、全波整流回路に限らず、半波整流回路であってもよい。なお、整流回路11を全波整流回路とすることで、平滑コンデンサ20のプリチャージに必要な期間を短縮できる。 - The rectifier circuit 11 in the power converter 10 is not limited to a full-wave rectifier circuit, and may be a half-wave rectifier circuit. By using a full-wave rectifier circuit as the rectifier circuit 11, the period required for precharging the smoothing capacitor 20 can be shortened.

・電力変換部10におけるPFC回路12の構成は、上記実施形態に限られない。例えば、図14(A)に示す実施形態では、整流回路11とPFC回路12とが一体化されている。具体的には、電力変換部10は、第6,第7ダイオードD6,D7と、第1,第2リアクトル13A,13Bと、第1,第2PFCスイッチ14A,14Bとを備えている。第6ダイオードD6のアノードと第1PFCスイッチ14Aのドレインとが接続されて、第3直列接続体が構成されている。また、第7ダイオードD7のアノードと第2PFCスイッチ14Bのドレインとが接続されて、第4直列接続体が構成されている。そして、第3直列接続体と第4直列接続体とが並列接続されている。 - The configuration of the PFC circuit 12 in the power converter 10 is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment shown in FIG. 14A, the rectifier circuit 11 and the PFC circuit 12 are integrated. Specifically, the power converter 10 includes sixth and seventh diodes D6 and D7, first and second reactors 13A and 13B, and first and second PFC switches 14A and 14B. A third series connection is configured by connecting the anode of the sixth diode D6 and the drain of the first PFC switch 14A. Also, the anode of the seventh diode D7 and the drain of the second PFC switch 14B are connected to form a fourth series connection. The third series connection body and the fourth series connection body are connected in parallel.

第3直列接続体における第6ダイオードD6と第1PFCスイッチ14Aとの第3中間点PA3が、第1配線LP1を介して第1交流端子TA1に接続されており、この第1配線LP1上に第1リアクトル13Aが設けられている。第4直列接続体における第7ダイオードD7と第2PFCスイッチ14Bとの第4中間点PA4が、第2配線LP2を介して第2交流端子TA2に接続されており、この第2配線LP2上に第2リアクトル13Bが設けられている。第6,第7ダイオードD6,D7の各カソードが、第3配線LP3の一端に接続されている。第1,第2PFCスイッチ14A,14Bの各ソースが、第4配線LP4の一端に接続されている。第1,第2PFCスイッチ14A,14Bは、並列接続された寄生ダイオード16を備えている。なお、図14(A)では、制御部40の記載を省略する。図14(B)、図16~図21についても同様である。 A third intermediate point PA3 between the sixth diode D6 and the first PFC switch 14A in the third series connection body is connected to the first AC terminal TA1 via the first wiring LP1. 1 reactor 13A is provided. A fourth intermediate point PA4 between the seventh diode D7 and the second PFC switch 14B in the fourth series connection body is connected to the second AC terminal TA2 via the second wiring LP2. Two reactors 13B are provided. Each cathode of the sixth and seventh diodes D6 and D7 is connected to one end of the third wiring LP3. Each source of the first and second PFC switches 14A, 14B is connected to one end of the fourth wiring LP4. The first and second PFC switches 14A, 14B have parasitic diodes 16 connected in parallel. Note that the description of the control unit 40 is omitted in FIG. The same applies to FIG. 14B and FIGS. 16-21.

図14(A)に示す実施形態では、制御部40からのPFC信号SPにより、第1,第2PFCスイッチ14A,14Bのオン状態とオフ状態とが切り替えられる。これにより、交流の入力電圧Vinが直流のDDC入力電圧Vddcに変換されるとともに、その力率が改善される。 In the embodiment shown in FIG. 14A, the PFC signal SP from the control unit 40 switches the first and second PFC switches 14A and 14B between the ON state and the OFF state. As a result, the AC input voltage Vin is converted to the DC DDC input voltage Vddc, and the power factor is improved.

また、図14(B)に示す実施形態では、PFC回路12は、整流回路11と第1,第2交流端子TA1,TA2との間に設けられている。PFC回路12は、第3,第4リアクトル13C,13Dと、第3,第4PFCスイッチ14C,14Dとを備えている。第3リアクトル13Cは、第1配線LP1上に設けられており、第4リアクトル13Dは、第2配線LP2上に設けられている。 Moreover, in the embodiment shown in FIG. 14B, the PFC circuit 12 is provided between the rectifier circuit 11 and the first and second AC terminals TA1 and TA2. The PFC circuit 12 includes third and fourth reactors 13C and 13D and third and fourth PFC switches 14C and 14D. The third reactor 13C is provided on the first wiring LP1, and the fourth reactor 13D is provided on the second wiring LP2.

第3PFCスイッチ14Cのソースと第4PFCスイッチ14Dのソースとが接続されて、第5直列接続体が構成されている。第3PFCスイッチ14Cのドレインが、第1中間点PA1と第3リアクトル13Cとの間の第1配線LP1に接続されている。また、第4PFCスイッチ14Cのドレインが、第2中間点PA2と第4リアクトル13Dとの間の第2配線LP2に接続されている。第3,第4PFCスイッチ14C,14Dは、並列接続された寄生ダイオード16を備えている。 A source of the third PFC switch 14C and a source of the fourth PFC switch 14D are connected to form a fifth series connection. A drain of the third PFC switch 14C is connected to a first wiring LP1 between the first intermediate point PA1 and the third reactor 13C. Also, the drain of the fourth PFC switch 14C is connected to the second wiring LP2 between the second intermediate point PA2 and the fourth reactor 13D. The third and fourth PFC switches 14C, 14D have parasitic diodes 16 connected in parallel.

図14(B)に示す実施形態では、制御部40からのPFC信号SPにより、第3,第4PFCスイッチ14C,14Dのオン状態とオフ状態とが切り替えられる。これにより、まず、PFC回路12により力率が改善され、その後に整流回路11により交流の入力電圧Vinが直流のDDC入力電圧Vddcに変換される。 In the embodiment shown in FIG. 14B, the PFC signal SP from the control unit 40 switches the third and fourth PFC switches 14C and 14D between the ON state and the OFF state. As a result, the PFC circuit 12 first improves the power factor, and then the rectifier circuit 11 converts the AC input voltage Vin into a DC DDC input voltage Vddc.

・電力変換装置100におけるスイッチ30の配置は、上記実施形態に限られない。例えば、図15に示す第1~第6位置PL1~PL6にスイッチ30が設けられてもよい。第1位置PL1は、電力変換部10における第3配線LP3上の整流回路11とPFC回路12との間の位置である。第2位置PL2は、PFC回路12における第3配線LP3上のリアクトル13と第1接続点PB1との間の位置である。第3位置PL3は、PFC回路12における第3配線LP3上の第1接続点PB1と第5ダイオードD5との間の位置である。第4位置PL4は、電力変換装置100における第3配線LP3上の第1直流端子TD1と第3接続点PB3との間の位置である。第5位置PL5は、電力変換装置100における第2配線LP2上の電力変換部10とフィルタ回路70との間の位置である。第6位置PL6は、電力変換部10における第4配線LP4上の整流回路11とPFC回路12との間の位置である。 - Arrangement|positioning of the switch 30 in the power converter device 100 is not restricted to the said embodiment. For example, switches 30 may be provided at first to sixth positions PL1 to PL6 shown in FIG. A first position PL1 is a position between the rectifier circuit 11 and the PFC circuit 12 on the third wiring LP3 in the power conversion unit 10 . A second position PL2 is a position between the reactor 13 on the third wiring LP3 in the PFC circuit 12 and the first connection point PB1. A third position PL3 is a position between the first connection point PB1 on the third wiring LP3 in the PFC circuit 12 and the fifth diode D5. A fourth position PL4 is a position between the first DC terminal TD1 on the third wiring LP3 in the power converter 100 and the third connection point PB3. A fifth position PL5 is a position between the power converter 10 and the filter circuit 70 on the second wiring LP2 in the power converter 100 . A sixth position PL<b>6 is a position between the rectifier circuit 11 and the PFC circuit 12 on the fourth wiring LP<b>4 in the power converter 10 .

・上記実施形態では、最大電圧値Vmaxとコンデンサ電圧Vcnとの電圧差に基づいてスイッチ30が制御される例を示したが、これに限られない。電圧差に代えて、この電圧差の相関値に基づいてスイッチ30が制御されてもよい。例えば、コンデンサ電圧Vcnに代えて、コンデンサ電圧Vcnと相関するスイッチ電圧Vswを用い、最大電圧値Vmaxとスイッチ電圧Vswとに基づいてスイッチ30が制御されてもよい。 - Although the switch 30 is controlled based on the voltage difference between the maximum voltage value Vmax and the capacitor voltage Vcn in the above embodiment, the present invention is not limited to this. The switch 30 may be controlled based on the voltage difference correlation value instead of the voltage difference. For example, instead of the capacitor voltage Vcn, a switch voltage Vsw correlated with the capacitor voltage Vcn may be used, and the switch 30 may be controlled based on the maximum voltage value Vmax and the switch voltage Vsw.

・上記実施形態では、1つの交流電源200に対して1つの電力変換装置100が設けられる例を示したが、これに限られない。例えば、図16に示すように、1つの交流電源200に対して第1,第2電力変換装置100A,100Bが並列に設けられてもよい。この場合、各電力変換装置100A,100Bにおいて入力電圧Vinは等しいため、一方の電力変換装置(図16では第2電力変換装置100B)において第1電圧センサ41を省略できる。 - Although the said embodiment showed the example provided with the one power converter device 100 with respect to the one AC power supply 200, it is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 16 , first and second power converters 100A and 100B may be provided in parallel with respect to one AC power supply 200 . In this case, since the input voltage Vin is the same between the power converters 100A and 100B, the first voltage sensor 41 can be omitted in one of the power converters (the second power converter 100B in FIG. 16).

また、図17,18に示すように、三相交流の交流電源200に対して第1~第3電力変換装置100A~100Cが並列に設けられてもよい。この場合、図17に示すように、各電力変換装置100A~100Cにおける平滑コンデンサ20及びスイッチ30を共通化してもよい。これにより、第2,第3電圧センサ42,43も共通化できる。さらに、図18に示すように、各電力変換装置100A~100Cに対する電気負荷300を共通化してもよい。これにより、第4電圧センサ44も共通化できる。なお、電気負荷300のみを共通化して、平滑コンデンサ20及びスイッチ30を別々に設けてもよい。 Further, as shown in FIGS. 17 and 18, the first to third power converters 100A to 100C may be provided in parallel with the AC power supply 200 of three-phase AC. In this case, as shown in FIG. 17, the smoothing capacitor 20 and the switch 30 may be shared in each of the power converters 100A to 100C. Thereby, the second and third voltage sensors 42 and 43 can also be shared. Furthermore, as shown in FIG. 18, an electric load 300 may be shared for each of the power converters 100A to 100C. Thereby, the fourth voltage sensor 44 can also be shared. Alternatively, only the electrical load 300 may be shared, and the smoothing capacitor 20 and the switch 30 may be provided separately.

さらに、交流電源200が三相交流電源である場合、1つの電力変換装置100により、三相の入力電圧Vinを直流の出力電圧Voutに変換してもよい。例えば、図19に示す実施形態では、整流回路11は、第1~第4,第8,第9ダイオードD1~D4,D8,D9を備えるダイオードブリッジ回路であり、第8ダイオードD8のアノードと第9ダイオードD9のカソードとが接続されて、第6直列接続体が構成されている。そして、第1直列接続体と第2直列接続体と第6直列接続体とが並列接続されている。 Furthermore, when the AC power supply 200 is a three-phase AC power supply, one power converter 100 may convert the three-phase input voltage Vin into the DC output voltage Vout. For example, in the embodiment shown in FIG. 19, the rectifier circuit 11 is a diode bridge circuit including first to fourth, eighth, and ninth diodes D1 to D4, D8, and D9. 9 is connected to the cathode of diode D9 to form a sixth series connection. The first series connection body, the second series connection body, and the sixth series connection body are connected in parallel.

第1直列接続体における第1中間点PA1が、第1配線LP1を介して交流電源200の一つの電圧直流端子に接続されている。第2直列接続体における第2中間点PA2が、第2配線LP2を介して交流電源200の他の一つの電圧直流端子に接続されている。そして、第6直列接続体における第8ダイオードD8と第9ダイオードD9との第6中間点PA6が、第6配線LP6を介して交流電源200の残りの一つの電圧直流端子に接続されている。 A first intermediate point PA1 in the first series connection is connected to one voltage DC terminal of the AC power supply 200 via a first wiring LP1. A second intermediate point PA2 in the second series connection is connected to another voltage DC terminal of the AC power supply 200 via a second wiring LP2. A sixth intermediate point PA6 between the eighth diode D8 and the ninth diode D9 in the sixth series connection is connected to the remaining one voltage DC terminal of the AC power supply 200 via a sixth wiring LP6.

図19に示す構成では、図20に示すように、PFC回路12を構成する第5~第7リアクトル13E~13Gが、第1,第2,第6配線LP1,LP2,LP6上にそれぞれ設けられていてもよい。 In the configuration shown in FIG. 19, as shown in FIG. 20, the fifth to seventh reactors 13E to 13G forming the PFC circuit 12 are provided on the first, second and sixth wirings LP1, LP2 and LP6, respectively. may be

また、図21に示すように、整流回路11とPFC回路12とが一体化されていてもよい。具体的には、電力変換部10は、図14(A)における構成に加えて、第10ダイオードD10と、第8リアクトル13Hと、第5PFCスイッチ14Eとを備えている。第10ダイオードD10のアノードと第5PFCスイッチ14Eのドレインとが接続されて、第7直列接続体が構成されている。第3直列接続体と第4直列接続体と第7直列接続体とが並列接続されている。第5PFCスイッチ14Eは、並列接続された寄生ダイオード16を備えている。 Moreover, as shown in FIG. 21, the rectifier circuit 11 and the PFC circuit 12 may be integrated. Specifically, the power converter 10 includes a tenth diode D10, an eighth reactor 13H, and a fifth PFC switch 14E in addition to the configuration in FIG. 14(A). A seventh series connection is configured by connecting the anode of the tenth diode D10 and the drain of the fifth PFC switch 14E. The third series connection body, the fourth series connection body and the seventh series connection body are connected in parallel. The fifth PFC switch 14E has a parasitic diode 16 connected in parallel.

第3直列接続体における第3中間点PA3が、第1配線LP1を介して交流電源200の一つの電圧直流端子に接続されており、この第1配線LP1上に第1リアクトル13Aが設けられている。第4直列接続体における第4中間点PA4が、第2配線LP2を介して交流電源200の他の一つの電圧直流端子に接続されており、この第2配線LP2上に第2リアクトル13Bが設けられている。そして、第7直列接続体における第10ダイオードD10と第5PFCスイッチ14Eとの第7中間点PA7が、第7配線LP7を介して交流電源200の残りの一つの電圧直流端子に接続されており、この第7配線LP7上に第8リアクトル13Hが設けられている。 A third intermediate point PA3 in the third series connection body is connected to one voltage DC terminal of the AC power supply 200 via the first wiring LP1, and the first reactor 13A is provided on the first wiring LP1. there is A fourth intermediate point PA4 in the fourth series connection body is connected to another DC voltage terminal of the AC power supply 200 via a second wiring LP2, and the second reactor 13B is provided on the second wiring LP2. It is A seventh intermediate point PA7 between the tenth diode D10 and the fifth PFC switch 14E in the seventh series connection is connected to the remaining one voltage DC terminal of the AC power supply 200 via a seventh wiring LP7, An eighth reactor 13H is provided on the seventh wiring LP7.

・上記実施形態では、整流回路11よりも交流電源200側で入力電流Iinを検出する例を示したが、これに限られない。例えば、図19~21に示すように、整流回路11よりも電気負荷300側で入力電流Iinを検出してもよい。 - Although the above-mentioned embodiment showed the example which detects input current Iin in the exchange power supply 200 side rather than the rectifier circuit 11, it is not restricted to this. For example, as shown in FIGS. 19 to 21, the input current Iin may be detected on the electrical load 300 side of the rectifier circuit 11. FIG.

・また、上記実施形態では、コンデンサ電圧Vcnを算出するために、DDC入力電圧Vddcやスイッチ電圧Vswを検出する例を示したが、コンデンサ電圧Vcnを直接検出してもよい。 In addition, in the above-described embodiment, the DDC input voltage Vddc and the switch voltage Vsw are detected in order to calculate the capacitor voltage Vcn, but the capacitor voltage Vcn may be directly detected.

10…電力変換部、20…平滑コンデンサ、30…スイッチ、40…制御部、41…第1電圧センサ、42…第2電圧センサ、43…第3電圧センサ、200…交流電源、D1~D10…第1~第10ダイオード、TD1…第1直流端子、TD2…第2直流端子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Power conversion part 20... Smoothing capacitor 30... Switch 40... Control part 41... First voltage sensor 42... Second voltage sensor 43... Third voltage sensor 200... AC power supply D1 to D10... 1st to 10th diodes, TD1...first DC terminal, TD2...second DC terminal.

Claims (5)

整流素子(D1~D10)を有し、交流電源(200)から入力された交流の入力電流(Iin)を前記整流素子により直流電流に変換して一対の直流端子(TD1,TD2)から出力する電力変換部(10)と、
一対の前記直流端子間に接続されるコンデンサ(20)と、
前記交流電源から前記コンデンサへの電力供給状態と電力遮断状態とを切り替えるスイッチ(30)と、
前記交流電源から入力された入力電圧(Vin)を検出する第1電圧検出部(41)と、
前記コンデンサの電極間電圧であるコンデンサ電圧(Vcn)を検出する第2電圧検出部(42,43)と、
検出された前記入力電圧の絶対値(Vab)と前記コンデンサ電圧との電圧差又はその相関値のいずれかである電圧差パラメータに基づいて前記スイッチを制御する制御部(40)と、を備え
前記制御部は、所定周期にてオンオフが切り替わるパルス信号(SC)を前記スイッチに出力し、
前記スイッチは、前記パルス信号がオンとなるオン期間(TN,TN1~TN5)に前記電力供給状態となり、前記パルス信号がオフとなるオフ期間(TF)に前記電力遮断状態となり、
前記制御部は、前記コンデンサ電圧に対して前記絶対値が大きいほど、前記所定周期に占める前記オン期間を短く設定する電力変換装置。
It has rectifying elements (D1 to D10), and converts an AC input current (Iin) input from an AC power supply (200) into a DC current by the rectifying element and outputs it from a pair of DC terminals (TD1, TD2). a power converter (10);
a capacitor (20) connected between the pair of DC terminals;
a switch (30) for switching between a power supply state and a power cutoff state from the AC power source to the capacitor;
a first voltage detection unit (41) for detecting an input voltage (Vin) input from the AC power supply;
a second voltage detection unit (42, 43) for detecting a capacitor voltage (Vcn), which is the voltage between the electrodes of the capacitor;
a control unit (40) that controls the switch based on a voltage difference parameter that is either a voltage difference between the detected absolute value (Vab) of the input voltage and the capacitor voltage or a correlation value thereof ,
The control unit outputs a pulse signal (SC) that switches on and off at a predetermined cycle to the switch,
The switch is in the power supply state during an on period (TN, TN1 to TN5) during which the pulse signal is turned on, and is in the power cutoff state during an off period (TF) during which the pulse signal is turned off,
The power conversion device , wherein the control unit sets the ON period occupying the predetermined period to be shorter as the absolute value of the capacitor voltage is larger .
前記直流端子は、高圧側直流端子(TD1)と低圧側直流端子(TD2)とを含み、
前記スイッチは、前記コンデンサと前記低圧側直流端子との間に接続されており、前記低圧側直流端子に直接接続されている請求項に記載の電力変換装置。
The DC terminals include a high voltage side DC terminal (TD1) and a low voltage side DC terminal (TD2),
2. The power converter according to claim 1 , wherein said switch is connected between said capacitor and said low-voltage side DC terminal, and is directly connected to said low-voltage side DC terminal.
入力側コンデンサ(51)を含み、前記コンデンサに並列接続される電圧調整部(50)を備え、
前記スイッチは、前記電圧調整部と前記低圧側直流端子との間に接続されている請求項に記載の電力変換装置。
A voltage adjustment unit (50) including an input side capacitor (51) and connected in parallel with the capacitor,
3. The power converter according to claim 2 , wherein said switch is connected between said voltage regulator and said low-voltage side DC terminal.
前記直流端子に接続される電圧調整部(50)を備え、
前記直流端子は、高圧側直流端子(TD1)と低圧側直流端子(TD2)とを含み、前記高圧側直流端子は、高圧側配線(LP3)を介して前記電圧調整部の高圧入力側に接続され、前記低圧側直流端子は、低圧側配線(LP4)を介して前記電圧調整部の低圧入力側に接続されており、
前記コンデンサは、前記高圧側配線と前記低圧側配線とを接続する接続配線(LP5)に設けられており、
前記スイッチは、前記接続配線のうち、前記高圧側配線と前記コンデンサとの間に接続されている請求項に記載の電力変換装置。
A voltage adjustment unit (50) connected to the DC terminal,
The DC terminals include a high-voltage side DC terminal (TD1) and a low-voltage side DC terminal (TD2), and the high-voltage side DC terminal is connected to the high-voltage input side of the voltage regulator via a high-voltage side wiring (LP3). and the low-voltage side DC terminal is connected to the low-voltage input side of the voltage regulator via a low-voltage side wiring (LP4),
The capacitor is provided in a connection wiring (LP5) that connects the high voltage side wiring and the low voltage side wiring,
2. The power converter according to claim 1 , wherein said switch is connected between said high-voltage side wiring and said capacitor in said connection wiring.
前記交流電源と前記電力変換部との間に設けられ、前記入力電圧に含まれるノイズを除去するためのフィルタコンデンサ(71)を有するフィルタ回路(70)を備え、
前記スイッチは、前記交流電源と前記フィルタ回路との間に接続されている請求項に記載の電力変換装置。
A filter circuit (70) provided between the AC power supply and the power conversion unit and having a filter capacitor (71) for removing noise contained in the input voltage,
2. The power converter according to claim 1 , wherein said switch is connected between said AC power supply and said filter circuit.
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