Top > Search of International Patents > CHOPPER CIRCUIT

CHOPPER CIRCUIT

Foreign code F200010200
File No. (S2019-0036-N0)
Posted date Jul 29, 2020
Country WIPO
International application number 2019JP040752
International publication number WO 2020085172
Date of international filing Oct 16, 2019
Date of international publication Apr 30, 2020
Priority data
  • P2018-199400 (Oct 23, 2018) JP
Title CHOPPER CIRCUIT
Abstract This chopper circuit 1 performs voltage conversion between a first DC voltage at a first external connection terminal and a second DC voltage at a second external connection terminal and is provided with: a first switch portion 11 having the first external connection terminal; a second switch portion 12 connected in series with the first switch portion 11 so that the conducting direction during ON-time matches that of the first switch portion 11 and having the second external connection terminal on the opposite side to the side where the first switch portion 11 is connected; one or a plurality of semiconductor power converters 13 cascade-connected to each other, which are provided on a wire branched from the wire for connecting the first switch portion 11 and the second switch portion 12; and an inductor 14 connected in series with the semiconductor power converters 13 on the wire branched from the wire for connecting the first switch portion 11 and the second switch portion 12.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
In recent years, direct application of battery power to an electric railway system are stored in the field. For example, mounted on the railway vehicle using a high capacity lithium ion battery, the power supply from the overhead even in the case of zero, the travel distance of 25km or more in the charging of 1 has been achieved.
Generally of an electric railway overhead line voltage and the DC operating voltage of the energy storage element is different, the bidirectional chopper circuit (power converter) with a voltage conversion is necessary. Fig. 28 is, in general is a circuit diagram of a bidirectional chopper circuit. Is a bidirectional chopper circuit 101, so as to uniform the conduction direction of ON are connected in series, one on the other is turned off when the first switch section 1 (the positive-side valve device) 2 of the first and second 121-1 (negative-side valve device) and the 121-2 switch unit, the first switch section 1 switch section 2 and the second 121-1 and 121-2 are connected to the connection point of inductor 113 and a. The first switch section 1 switch section 2 is 121-2 and 121-1, are respectively, electrically connected to the on-time of the unidirectional semiconductor switching element connected in inverse parallel to the semiconductor switching elements and diodes for feedback. A direct current battery power storage system in the case of an electric railway, the high voltage side direct-current voltage corresponding to the voltage overhead Vdc1, the low-side direct-current voltage corresponding to the operating voltage of the energy storage element Vdc2 to. For example in the case of the standard voltage of the overhead is Vdc1=1500V, 600V is set to approximately 700V from Vdc2. In recent years, the capacity of the converter in the single plane of the 500kw bi-directional chopper capacity have been developed. In this case, the inductor current iL 500A and the DC component of the one or more.
In addition, in recent years, a bidirectional chopper circuit using the auxiliary converter has been proposed.
For example, the pair of second external connection terminals 1 of the first DC voltage of between 2 and 1 between the external connection terminals of the pair of the first DC voltage 2 between the first bi-directional or bi-directional voltage conversion in chopper circuits, so as to uniform the conduction direction of ON are connected in series, one on the other is turned off when the first switch unit 2 has first and second 1, the first switch 2 and the switch unit 1 of the second side opposite to the connection portion between the both sides of the pair of first terminals 1 of the main power converter and the external connection terminal, the first switch 2 and the second switch unit 1 connects the operation unit provided on a line branched from the wiring, 1 a plurality of cascade-connected to each other or two single-phase full-bridge power converter, the first switch 1 and switch 2 connects the first wiring on a line branched from, a single-phase full-bridge power converter to an inductor connected in series, is provided, the first switch 2 and the switch unit 1 of the first branched from the wiring that connects the inductor and a single-phase full-bridge power converter is provided on a wiring, any position of the pair of first external connection terminal 2 is provided with a bidirectional chopper circuit and is known (for example, see Patent Document 1.).
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
 第1の外部接続端子における第1の直流電圧と第2の外部接続端子における第2の直流電圧との間で電圧変換するチョッパ回路であって、
 第1の外部接続端子を有する第1のスイッチ部と、
 前記第1のスイッチ部とオン時の導通方向が揃うように前記第1のスイッチ部に対して直列に接続され、前記第1のスイッチ部が接続される側とは反対側に第2の外部接続端子を有する第2のスイッチ部と、
 前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部とを接続する配線から分岐した配線上に設けられる、1個もしくは互いにカスケード接続された複数個の半導体電力変換器と、
 前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部とを接続する配線から分岐した配線上において、前記半導体電力変換器に対して直列に接続されるインダクタと、
 直流成分及び所定周期の交流成分を有する電流を出力するよう、前記半導体電力変換器の電力変換動作を制御する半導体電力変換器用制御部と、
 前記第1のスイッチ部及び前記第2のスイッチ部のうちいずれか一方をオンに制御し、他の一方をオフに制御するスイッチ用制御部であって、前記半導体電力変換器用制御部により前記半導体電力変換器が出力する電流の値が所定値以下に制御された時に、前記第1のスイッチ部及び前記第2のスイッチ部についてのオンからオフへの切替え及びオフからオンへの切替えを実行するスイッチ用制御部と、
を備える、チョッパ回路。

[請求項2]
 第1の外部接続端子における第1の直流電圧と第2の外部接続端子における第2の直流電圧との間で電圧変換するチョッパ回路であって、
 第1の外部接続端子を有する第1のスイッチ部と、
 前記第1のスイッチ部とオン時の導通方向が揃うように前記第1のスイッチ部に対して直列に接続され、前記第1のスイッチ部が接続される側とは反対側に第2の外部接続端子を有する第2のスイッチ部と、
 前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部とを接続する配線から分岐した配線上に設けられる、1個もしくは互いにカスケード接続された複数個の半導体電力変換器と、
 前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部とを接続する配線から分岐した配線上において、前記半導体電力変換器に対して直列に接続されるインダクタと、
を備え、
 前記第1のスイッチ部及び前記第2のスイッチ部を、それぞれ2個ずつ備える、チョッパ回路。

[請求項3]
 直流成分及び所定周期の交流成分を有する電流を出力するよう、前記半導体電力変換器の電力変換動作を制御する半導体電力変換器用制御部と、
 前記第1のスイッチ部及び前記第2のスイッチ部のうちいずれか一方をオンに制御し、他の一方をオフに制御するスイッチ用制御部であって、前記半導体電力変換器用制御部により前記半導体電力変換器が出力する電流の値が所定値以下に制御された時に、前記第1のスイッチ部及び前記第2のスイッチ部についてのオンからオフへの切替え及びオフからオンへの切替えを実行するスイッチ用制御部と、
をさらに備える、請求項2に記載のチョッパ回路。

[請求項4]
 一対の第1の外部接続端子間における第1の直流電圧と一対の第2の外部接続端子間における第2の直流電圧との間で電圧変換するチョッパ回路であって、
 オン時の導通方向が揃うように互いに直列接続される第1のスイッチ部、第2のスイッチ部、第3のスイッチ部及び第4のスイッチ部と、
 前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部との接続点と、前記第3のスイッチ部と前記第4のスイッチ部との接続点と、を結ぶ配線上に設けられる、1個もしくは互いにカスケード接続された複数個の半導体電力変換器と、
 前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部との接続点と、前記第3のスイッチ部と前記第4のスイッチ部との接続点と、を結ぶ配線上において、前記半導体電力変換器に対して直列に接続されるインダクタと、
 直流成分及び所定周期の交流成分を有する電流を出力するよう、前記半導体電力変換器の電力変換動作を制御する半導体電力変換器用制御部と、
 前記第1のスイッチ部と前記第3のスイッチ部との組及び前記第2のスイッチ部と前記第4のスイッチ部との組のうちいずれか一方の組をオンに制御し、他の一方の組をオフに制御するスイッチ用制御部であって、前記半導体電力変換器用制御部により前記半導体電力変換器が出力する電流の値が所定値以下に制御された時に、前記第1のスイッチ部と前記第3のスイッチ部との組及び前記第2のスイッチ部と前記第4のスイッチ部との組の各組についてのオンからオフへの切替え及びオフからオンへの切替えを実行するスイッチ用制御部と、
を備え、
 前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部との接続側とは反対側の端子と、前記第3のスイッチ部と前記第4のスイッチ部との接続側とは反対側の端子と、を前記一対の第1の外部接続端子とし、
 前記第2のスイッチ部と前記第3のスイッチ部との接続側の端子と、前記第4のスイッチ部の、前記第3のスイッチ部に対する接続側とは反対側の端子と、を前記一対の第2の外部接続端子とする、チョッパ回路。

[請求項5]
 一対の第1の外部接続端子間における第1の直流電圧と一対の第2の外部接続端子間における第2の直流電圧との間で電圧変換するチョッパ回路であって、
 オン時の導通方向が揃うように互いに直列接続され、一方がオンのときは他方がオフする第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部を有し、前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部との接続側とは反対側の両側端子を前記一対の第1の外部接続端子とする第1の主電力変換器と、
 前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部とを接続する配線から分岐した配線上に設けられる、1個もしくは互いにカスケード接続された複数個の半導体電力変換器と、
 前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部とを接続する配線から分岐した配線上において、前記半導体電力変換器に対して直列に接続されるインダクタと、
 オン時の導通方向が揃うように互いに直列接続され、一方がオンのときは他方がオフする第3のスイッチ部及び第4のスイッチ部を有し、前記第3のスイッチ部と前記第4のスイッチ部との接続側とは反対側の両側端子を前記一対の第2の外部接続端子とする第2の主電力変換器と、
を備え、
 前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部とを接続する配線から分岐した前記半導体電力変換器及び前記インダクタが設けられた配線が、前記第3のスイッチ部と前記第4のスイッチ部との接続点に接続される、チョッパ回路。

[請求項6]
 直流成分及び所定周期の交流成分を有する電流を出力するよう、前記半導体電力変換器の電力変換動作を制御する半導体電力変換器用制御部と、
 前記第1のスイッチ部と前記第3のスイッチ部との組及び前記第2のスイッチ部と前記第4のスイッチ部との組のうちいずれか一方の組をオンに制御し、他の一方の組をオフに制御するスイッチ用制御部であって、前記半導体電力変換器用制御部により前記半導体電力変換器が出力する電流の値が所定値以下に制御された時に、前記第1のスイッチ部と前記第3のスイッチ部との組及び前記第2のスイッチ部と前記第4のスイッチ部との組の各組についてのオンからオフへの切替え及びオフからオンへの切替えを実行するスイッチ用制御部と、
をさらに備える、請求項5に記載のチョッパ回路。

[請求項7]
 前記半導体電力変換回路は、直列接続された2つの半導体スイッチと前記2つの半導体スイッチに並列接続された直流コンデンサとからなり前記2つの半導体スイッチのうちの一方の半導体スイッチの各端子を出力端とするチョッパセルからなる、請求項1~6のいずれか一項に記載のチョッパ回路。

[請求項8]
 各前記半導体スイッチは、
 オン時に一方向に電流を通す半導体スイッチング素子と、
 該半導体スイッチング素子に逆並列に接続された帰還ダイオードと、
を有する、請求項7に記載のチョッパ回路。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
  • Inventor
  • HAGIWARA, Makoto
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO JP KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.

PAGE TOP

close
close
close
close
close
close