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JP2015015829A - Bidirectional ac/dc conversion device, inrush current prevention method and computer program - Google Patents

Bidirectional ac/dc conversion device, inrush current prevention method and computer program Download PDF

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JP2015015829A
JP2015015829A JP2013141095A JP2013141095A JP2015015829A JP 2015015829 A JP2015015829 A JP 2015015829A JP 2013141095 A JP2013141095 A JP 2013141095A JP 2013141095 A JP2013141095 A JP 2013141095A JP 2015015829 A JP2015015829 A JP 2015015829A
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converter
inverter
conversion
capacitor
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将義 廣田
Masayoshi Hirota
将義 廣田
泉 達也
Tatsuya Izumi
達也 泉
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

【課題】突入電流防止回路を内蔵しない場合であっても、平滑用コンデンサを予め充電することが可能な双方向AC/DC変換装置、該双方向AC/DC変換装置におけるコンデンサの突入電流防止方法及び該突入電流防止方法を実現するためのコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】交流及び直流を双方向に変換するインバータ5と、直流を双方向に電圧変換するコンバータ10と、インバータ5が変換した直流電圧及びコンバータ10が第1方向に変換した直流電圧を平滑化するコンデンサC2と、コンバータ10が第2方向に変換した直流電圧を平滑化するコンデンサC3と、インバータ5による変換をオン/オフする制御並びにインバータ5及びコンバータ10による変換の方向の制御を行う制御部9とを備える双方向AC/DC変換装置1で、制御部9が、インバータ5による変換をオフにした場合、コンバータ10による変換の方向を第1方向にする。【選択図】図1Bidirectional AC / DC converter capable of precharging a smoothing capacitor even when an inrush current prevention circuit is not built in, and a capacitor inrush current prevention method in the bidirectional AC / DC converter And a computer program for realizing the inrush current prevention method. An inverter 5 that bidirectionally converts alternating current and direct current, a converter 10 that bidirectionally converts direct current, a direct current voltage converted by the inverter 5 and a direct current voltage converted by the converter 10 in a first direction are smoothed. Capacitor C2 to be converted, capacitor C3 to smooth the DC voltage converted by converter 10 in the second direction, control to turn on / off conversion by inverter 5 and control to control the direction of conversion by inverter 5 and converter 10 In the bidirectional AC / DC converter 1 including the unit 9, when the control unit 9 turns off the conversion by the inverter 5, the conversion direction by the converter 10 is set to the first direction. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、交流電圧及び直流電圧を双方向に変換するインバータと、直流電圧を双方向に電圧変換するコンバータと、前記インバータ及びコンバータが変換した直流電圧を平滑化するコンデンサとを備える双方向AC/DC変換装置、該双方向AC/DC変換装置におけるコンデンサの突入電流防止方法及び該突入電流防止方法を実現するためのコンピュータプログラムに関する。   The present invention is a bidirectional AC comprising: an inverter that bidirectionally converts an AC voltage and a DC voltage; a converter that bidirectionally converts the DC voltage; and a capacitor that smoothes the DC voltage converted by the inverter and the converter. The present invention relates to a DC / DC converter, a capacitor inrush current preventing method in the bidirectional AC / DC converter, and a computer program for realizing the inrush current preventing method.

家庭用の商用電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換するAC/DC変換装置を搭載し、該AC/DC変換装置にて変換された直流電圧でバッテリを充電するプラグインハイブリッド車(PHEV:Plug−in Hybrid Electric Vehicle)、電気自動車(Ev:Electric Vehicle)等の電動車両が普及している。   A plug-in hybrid vehicle (PHEV) that is equipped with an AC / DC converter that converts an AC voltage supplied from a commercial power source for household use into a DC voltage, and that charges the battery with the DC voltage converted by the AC / DC converter. : Electric vehicles such as Plug-in Hybrid Electric Vehicle (Ev) and Electric Vehicle (Ev) are widely used.

近年、プラグインハイブリッド車、電気自動車等の電動車両のバッテリを災害用又は非常用電源として利用することが期待されている。バッテリを非常用電源として利用するためには、交流電圧から直流電圧への変換と、直流電圧から交流電圧への変換とを双方向に行う必要がある。   In recent years, it is expected to use a battery of an electric vehicle such as a plug-in hybrid vehicle or an electric vehicle as a disaster or emergency power source. In order to use the battery as an emergency power source, it is necessary to perform bidirectional conversion from AC voltage to DC voltage and from DC voltage to AC voltage.

例えば特許文献1には、AC電源からの交流電圧及びバッテリからの直流電圧を双方向に変換する双方向コンバータ(双方向AC/DC変換装置に対応)が開示されている。この双方向コンバータは、バッテリ充電時及び放電時の夫々において、力率改善機能を有する同期整流回路及びインバータとして機能する双方向のAC/DC変換部と、該AC/DC変換部に縦続接続された双方向のDC/DC変換部とを備えている。AC/DC変換部及びDC/DC変換部の接続点には平滑用のコンデンサ(以下コンデンサAという)が設けられている。   For example, Patent Literature 1 discloses a bidirectional converter (corresponding to a bidirectional AC / DC converter) that bidirectionally converts an AC voltage from an AC power source and a DC voltage from a battery. This bidirectional converter is connected in cascade to the AC / DC converter and a bidirectional AC / DC converter that functions as an inverter and a synchronous rectifier circuit having a power factor correction function at the time of battery charging and discharging. And a bidirectional DC / DC converter. A smoothing capacitor (hereinafter referred to as capacitor A) is provided at a connection point between the AC / DC converter and the DC / DC converter.

DC/DC変換部は、変圧器の一次側及び二次側に設けられた2つのフルブリッジ回路を備えており、各フルブリッジ回路がインバータ及び整流回路として機能する。具体的には、バッテリの充電時に、AC/DC変換部側及びバッテリ側夫々のフルブリッジ回路が、インバータ及び整流回路として機能し、バッテリの放電時に、バッテリ側及びAC/DC変換部側夫々のフルブリッジ回路が、インバータ及び整流回路として機能する。DC/DC変換部及びバッテリの接続点には、平滑用のコンデンサ(以下コンデンサBという)が設けられている。   The DC / DC conversion unit includes two full bridge circuits provided on the primary side and the secondary side of the transformer, and each full bridge circuit functions as an inverter and a rectifier circuit. Specifically, when the battery is charged, the full bridge circuit on each of the AC / DC conversion unit side and the battery side functions as an inverter and a rectification circuit, and when the battery is discharged, each of the battery side and the AC / DC conversion unit side The full bridge circuit functions as an inverter and a rectifier circuit. A smoothing capacitor (hereinafter referred to as capacitor B) is provided at a connection point between the DC / DC converter and the battery.

ところで、特許文献1に開示された双方向コンバータをAC電源に接続する場合、AC/DC変換部が変換した直流電圧によってコンデンサAが急速に充電されるため、コンデンサAに対して突入電流が流入して、AC/DC変換部で素子破壊が発生したりコンデンサAが損傷を受けたりする虞がある。また、DC/DC変換部が変換した直流電圧によってコンデンサBが急速に充電される場合は、コンデンサBに突入電流が流入して同様の問題が発生する虞がある。   By the way, when the bidirectional converter disclosed in Patent Document 1 is connected to an AC power source, the capacitor A is rapidly charged by the DC voltage converted by the AC / DC converter, so that an inrush current flows into the capacitor A. As a result, there is a risk that element destruction occurs in the AC / DC converter or the capacitor A is damaged. In addition, when the capacitor B is rapidly charged by the DC voltage converted by the DC / DC conversion unit, an inrush current flows into the capacitor B, and the same problem may occur.

これに対し、特許文献2では、AC電源に接続されるAC/DC変換部に含まれたACフィルタ及び力率改善回路の間に、リレー接点及び抵抗器を含んでなる突入電流防止回路を介装させることにより、AC/DC変換部及びDC/DCコンバータ部(DC/DC変換部)の間に設けられたコンデンサ(上述のコンデンサAに対応)への突入電流を防止する技術が開示されている。   In contrast, in Patent Document 2, an inrush current prevention circuit including a relay contact and a resistor is interposed between an AC filter and a power factor correction circuit included in an AC / DC converter connected to an AC power source. A technique for preventing an inrush current to a capacitor (corresponding to the above-described capacitor A) provided between the AC / DC conversion unit and the DC / DC converter unit (DC / DC conversion unit) is disclosed. Yes.

一方、上述のコンデンサBについては、従来、双方向コンバータ(AC/DC変換装置)の外部にてコンデンサB及びバッテリの間に突入電流防止回路を介装させておき、双方向コンバータが動作する前にこの突入電流防止回路を介してバッテリからコンデンサBに充電することによって、コンデンサBへの突入電流を防止する対策が講じられている。   On the other hand, the above-described capacitor B is conventionally provided with an inrush current prevention circuit interposed between the capacitor B and the battery outside the bidirectional converter (AC / DC converter) before the bidirectional converter operates. In order to prevent the inrush current to the capacitor B by charging the capacitor B from the battery via the inrush current prevention circuit.

特開2010−178566号公報JP 2010-178666 A 特開2013−30351号公報JP 2013-30351 A

しかしながら、従来の対策では双方向コンバータが動作する前にコンデンサAにまで充電することは想定されておらず、コンデンサAへの突入電流を防止するために特許文献2に開示された技術を用いなければならないことから回路が煩雑になってコストアップを招くという問題があった。   However, in the conventional measures, it is not assumed that the capacitor A is charged before the bidirectional converter operates, and the technique disclosed in Patent Document 2 must be used to prevent the inrush current to the capacitor A. As a result, the circuit becomes complicated and the cost increases.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、突入電流防止回路を内蔵しない場合であっても、平滑用コンデンサを予め充電することが可能な双方向AC/DC変換装置、該双方向AC/DC変換装置における平滑用コンデンサの突入電流防止方法及び該突入電流防止方法を実現するためのコンピュータプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a bidirectional AC / C capable of precharging a smoothing capacitor even when the inrush current prevention circuit is not incorporated. An object of the present invention is to provide a DC converter, a smoothing capacitor inrush current preventing method in the bidirectional AC / DC converter, and a computer program for realizing the inrush current preventing method.

本発明に係る双方向AC/DC変換装置は、交流電圧及び直流電圧を双方向に変換するインバータと、直流電圧を双方向に電圧変換するコンバータと、前記インバータが変換した直流電圧及び前記コンバータが第1方向に変換した直流電圧を平滑化する第1コンデンサと、前記コンバータが第2方向に変換した直流電圧を平滑化する第2コンデンサと、前記インバータによる変換をオン/オフする制御並びに前記インバータ及びコンバータによる変換の方向の制御を行う制御部とを備える双方向AC/DC変換装置であって、前記制御部は、前記インバータによる変換をオフにした場合、前記コンバータによる変換の方向を第1方向にするようにしてある。   The bidirectional AC / DC converter according to the present invention includes an inverter that bidirectionally converts an AC voltage and a DC voltage, a converter that bidirectionally converts a DC voltage, a DC voltage converted by the inverter, and the converter. A first capacitor for smoothing the DC voltage converted in the first direction; a second capacitor for smoothing the DC voltage converted by the converter in the second direction; control for turning on / off conversion by the inverter; and the inverter And a control unit that controls the conversion direction by the converter, wherein the control unit sets the first conversion direction by the converter when the conversion by the inverter is turned off. It is in the direction.

本発明に係る突入電流防止方法は、交流電圧及び直流電圧を双方向に変換するインバータと、直流電圧を双方向に電圧変換するコンバータと、前記インバータが変換した直流電圧及び前記コンバータが第1方向に変換した直流電圧を平滑化する第1コンデンサと、前記コンバータが第2方向に変換した直流電圧を平滑化する第2コンデンサと、前記インバータによる変換をオン/オフする制御並びに前記インバータ及びコンバータによる変換の方向の制御を行う制御部とを備える双方向AC/DC変換装置における前記第1コンデンサへの突入電流を防止する突入電流防止方法であって、前記制御部は、前記インバータによる変換をオフにした場合、前記コンバータによる変換の方向を第1方向にするステップと前記第1コンデンサの電圧を検出するステップと、該ステップで検出した電圧が所定電圧より高いか否かを判定するステップと、該ステップで所定電圧より高いと判定した場合、前記インバータによる変換をオンにするステップ及び前記インバータ及びコンバータによる変換の方向を整合させる制御を行うステップとを有する。   The inrush current preventing method according to the present invention includes an inverter that converts an AC voltage and a DC voltage bidirectionally, a converter that converts the DC voltage bidirectionally, a DC voltage converted by the inverter, and the converter in a first direction. A first capacitor for smoothing the DC voltage converted into a second capacitor, a second capacitor for smoothing the DC voltage converted in the second direction by the converter, control for turning on / off conversion by the inverter, and by the inverter and converter An inrush current prevention method for preventing an inrush current to the first capacitor in a bidirectional AC / DC converter including a control unit for controlling a conversion direction, wherein the control unit turns off the conversion by the inverter. In this case, the step of changing the direction of conversion by the converter to the first direction and the voltage of the first capacitor are A step of determining whether the voltage detected in the step is higher than a predetermined voltage, a step of turning on conversion by the inverter when it is determined that the voltage is higher than the predetermined voltage in the step, and the inverter, And a step of performing control for matching the direction of conversion by the converter.

本発明に係るコンピュータプログラムは、交流電圧及び直流電圧を双方向に変換するインバータと、直流電圧を双方向に電圧変換するコンバータと、前記インバータが変換した直流電圧及び前記コンバータが第1方向に変換した直流電圧を平滑化する第1コンデンサと、前記インバータによる変換をオン/オフする制御並びに前記インバータ及びコンバータによる変換の方向の制御を行う制御部とを備える双方向AC/DC変換装置における前記第1コンデンサへの突入電流を、前記制御部を構成するコンピュータに防止させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、前記インバータによる変換をオフにした場合、前記コンバータによる変換の方向を第1方向にするステップと、前記第1コンデンサの電圧を検出するステップと、該ステップで検出した電圧が所定電圧より高いか否かを判定するステップと、該ステップで所定電圧より高いと判定した場合、前記インバータによる変換をオンにするステップ及び前記インバータ及びコンバータによる変換の方向を整合させる制御を行うステップとを実行させる。   A computer program according to the present invention includes an inverter that bidirectionally converts an AC voltage and a DC voltage, a converter that bidirectionally converts a DC voltage, a DC voltage converted by the inverter, and the converter that converts the DC voltage in a first direction. The bidirectional AC / DC converter includes: a first capacitor for smoothing the direct current voltage; a control unit that controls on / off of conversion by the inverter; and a control unit that controls the direction of conversion by the inverter and the converter. A computer program for causing a computer constituting the control unit to prevent an inrush current to one capacitor, wherein when the conversion by the inverter is turned off, the conversion direction by the converter is set to the first direction. And a step of detecting a voltage of the first capacitor. Determining whether the voltage detected in the step is higher than a predetermined voltage, turning on conversion by the inverter when it is determined that the voltage is higher than the predetermined voltage in the step, and by the inverter and converter And a step of performing control for matching the direction of conversion.

本発明によれば、装置全体によるAC/DC変換又はDC/AC変換を停止させているときに外部から第2コンデンサ及びコンバータに直流電圧が印加された場合、印加された直流電圧をコンバータが電圧変換して第1コンデンサを充電する。
従って、突入電流防止回路を内蔵しない場合であっても、平滑用コンデンサを予め充電することが可能となる。
According to the present invention, when a DC voltage is externally applied to the second capacitor and the converter while AC / DC conversion or DC / AC conversion by the entire apparatus is stopped, the converter converts the applied DC voltage to a voltage. Convert and charge the first capacitor.
Therefore, even if the inrush current prevention circuit is not built in, the smoothing capacitor can be charged in advance.

本発明の実施の形態1に係る双方向AC/DC変換装置の一構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows one structural example of the bidirectional | two-way AC / DC conversion apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 制御部の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structural example of a control part. 本発明の実施の形態1に係る双方向AC/DC変換装置でコンデンサへの突入電流を防止するCPUの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of CPU which prevents the inrush current to a capacitor | condenser with the bidirectional | two-way AC / DC converter which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る双方向AC/DC変換装置でコンデンサへの突入電流を防止するCPUの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of CPU which prevents the rush current to a capacitor | condenser with the bidirectional | two-way AC / DC converter which concerns on Embodiment 2 of this invention.

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.

本発明に係る双方向AC/DC変換装置は、交流電圧及び直流電圧を双方向に変換するインバータと、直流電圧を双方向に電圧変換するコンバータと、前記インバータが変換した直流電圧及び前記コンバータが第1方向に変換した直流電圧を平滑化する第1コンデンサと、前記コンバータが第2方向に変換した直流電圧を平滑化する第2コンデンサと、前記インバータによる変換をオン/オフする制御並びに前記インバータ及びコンバータによる変換の方向の制御を行う制御部とを備える双方向AC/DC変換装置であって、前記制御部は、前記インバータによる変換をオフにした場合、前記コンバータによる変換の方向を第1方向にするようにしてある。   The bidirectional AC / DC converter according to the present invention includes an inverter that bidirectionally converts an AC voltage and a DC voltage, a converter that bidirectionally converts a DC voltage, a DC voltage converted by the inverter, and the converter. A first capacitor for smoothing the DC voltage converted in the first direction; a second capacitor for smoothing the DC voltage converted by the converter in the second direction; control for turning on / off conversion by the inverter; and the inverter And a control unit that controls the conversion direction by the converter, wherein the control unit sets the first conversion direction by the converter when the conversion by the inverter is turned off. It is in the direction.

本発明に係る双方向AC/DC変換装置は、前記制御部は、前記第1コンデンサの電圧を検出する検出部と、該検出部が検出した電圧が所定電圧より高いか否かを判定する判定部とを有し、該判定部が所定電圧より高いと判定した場合、前記インバータによる変換をオンにし、且つ前記インバータ及びコンバータによる変換の方向を整合させる制御を行うようにしてある。   In the bidirectional AC / DC converter according to the present invention, the control unit detects a voltage of the first capacitor, and determines whether the voltage detected by the detection unit is higher than a predetermined voltage. When the determination unit determines that the voltage is higher than a predetermined voltage, control is performed to turn on conversion by the inverter and to match the direction of conversion by the inverter and converter.

本発明に係る双方向AC/DC変換装置は、前記制御部は、前記第2コンデンサの電圧を検出する検出部と、該検出部が検出した電圧が所定電圧より高いか否かを判定する判定部と、該判定部が所定電圧より高いと判定した場合、計時を開始するタイマとを有し、該タイマが所定時間を計時した場合、前記インバータによる変換をオンにし、且つ前記インバータ及びコンバータによる変換の方向を整合させる制御を行うようにしてある。   In the bidirectional AC / DC converter according to the present invention, the control unit detects a voltage of the second capacitor, and determines whether the voltage detected by the detection unit is higher than a predetermined voltage. And a timer that starts timing when the determination unit determines that the voltage is higher than a predetermined voltage, and when the timer counts a predetermined time, the conversion by the inverter is turned on, and the inverter and the converter Control for matching the direction of conversion is performed.

本発明に係る双方向AC/DC変換装置は、前記コンバータは、直流電圧及び交流電圧を双方向に変換する第2及び第3のインバータと、該第2及び第3のインバータが夫々変換した交流電圧が一次側及び二次側に印加される変成器とを有する。   In the bidirectional AC / DC converter according to the present invention, the converter includes a second inverter and a third inverter that bidirectionally convert a DC voltage and an AC voltage, and an AC converted by the second inverter and the third inverter, respectively. A transformer in which a voltage is applied to the primary and secondary sides.

本発明に係る突入電流防止方法は、交流電圧及び直流電圧を双方向に変換するインバータと、直流電圧を双方向に電圧変換するコンバータと、前記インバータが変換した直流電圧及び前記コンバータが第1方向に変換した直流電圧を平滑化する第1コンデンサと、前記コンバータが第2方向に変換した直流電圧を平滑化する第2コンデンサと、前記インバータによる変換をオン/オフする制御並びに前記インバータ及びコンバータによる変換の方向の制御を行う制御部とを備える双方向AC/DC変換装置における前記第1コンデンサへの突入電流を防止する突入電流防止方法であって、前記制御部は、前記インバータによる変換をオフにした場合、前記コンバータによる変換の方向を第1方向にするステップと、前記第1コンデンサの電圧を検出するステップと、該ステップで検出した電圧が所定電圧より高いか否かを判定するステップと、該ステップで所定電圧より高いと判定した場合、前記インバータによる変換をオンにするステップ及び前記インバータ及びコンバータによる変換の方向を整合させる制御を行うステップとを有する。   The inrush current preventing method according to the present invention includes an inverter that converts an AC voltage and a DC voltage bidirectionally, a converter that converts the DC voltage bidirectionally, a DC voltage converted by the inverter, and the converter in a first direction. A first capacitor for smoothing the DC voltage converted into a second capacitor, a second capacitor for smoothing the DC voltage converted in the second direction by the converter, control for turning on / off conversion by the inverter, and by the inverter and converter An inrush current prevention method for preventing an inrush current to the first capacitor in a bidirectional AC / DC converter including a control unit for controlling a conversion direction, wherein the control unit turns off the conversion by the inverter. In this case, the step of changing the direction of conversion by the converter to the first direction, and the voltage of the first capacitor A step of detecting, a step of determining whether or not the voltage detected in the step is higher than a predetermined voltage, a step of turning on conversion by the inverter when it is determined that the voltage is higher than the predetermined voltage in the step, and the inverter and And a step of performing control for matching the direction of conversion by the converter.

本発明に係るコンピュータプログラムは、交流電圧及び直流電圧を双方向に変換するインバータと、直流電圧を双方向に電圧変換するコンバータと、前記インバータが変換した直流電圧及び前記コンバータが第1方向に変換した直流電圧を平滑化する第1コンデンサと、前記インバータによる変換をオン/オフする制御並びに前記インバータ及びコンバータによる変換の方向の制御を行う制御部とを備える双方向AC/DC変換装置における前記第1コンデンサへの突入電流を、前記制御部を構成するコンピュータに防止させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、前記インバータによる変換をオフにした場合、前記コンバータによる変換の方向を第1方向にするステップと、前記第1コンデンサの電圧を検出するステップと、該ステップで検出した電圧が所定電圧より高いか否かを判定するステップと、該ステップで所定電圧より高いと判定した場合、前記インバータによる変換をオンにするステップ及び前記インバータ及びコンバータによる変換の方向を整合させる制御を行うステップとを実行させる。   A computer program according to the present invention includes an inverter that bidirectionally converts an AC voltage and a DC voltage, a converter that bidirectionally converts a DC voltage, a DC voltage converted by the inverter, and the converter that converts the DC voltage in a first direction. The bidirectional AC / DC converter includes: a first capacitor for smoothing the direct current voltage; a control unit that controls on / off of conversion by the inverter; and a control unit that controls the direction of conversion by the inverter and the converter. A computer program for causing a computer constituting the control unit to prevent an inrush current to one capacitor, wherein when the conversion by the inverter is turned off, the conversion direction by the converter is set to the first direction. And a step of detecting a voltage of the first capacitor. Determining whether the voltage detected in the step is higher than a predetermined voltage, turning on conversion by the inverter when it is determined that the voltage is higher than the predetermined voltage in the step, and by the inverter and converter And a step of performing control for matching the direction of conversion.

本発明にあっては、インバータが外部からの交流電圧を変換した直流電圧が、第1コンデンサで平滑化されてコンバータに印加され、この直流電圧をコンバータが第2方向に変換した直流電圧が第2コンデンサで平滑化されて外部に供給される。また、外部から第2コンデンサ及びコンバータに印加された直流電圧をコンバータが第1方向に変換した直流電圧が、第1コンデンサで平滑化されてインバータに印加され、この直流電圧をインバータが変換した交流電圧が外部に供給される。インバータによる変換をオフして装置全体によるAC/DC変換又はDC/AC変換をオフにした場合は、コンバータによる変換の方向を第1方向にする。
これにより、外部から第2コンデンサ及びコンバータに直流電圧が印加された場合、印加された直流電圧をコンバータが第1方向に電圧変換して第1コンデンサを充電する。
In the present invention, the DC voltage obtained by the inverter converting the AC voltage from the outside is smoothed by the first capacitor and applied to the converter, and the DC voltage converted by the converter in the second direction is the first voltage. Smoothed by two capacitors and supplied to the outside. In addition, a DC voltage obtained by converting the DC voltage applied to the second capacitor and the converter from the outside in the first direction by the converter is smoothed by the first capacitor and applied to the inverter, and the DC voltage is converted by the inverter. Voltage is supplied to the outside. When conversion by the inverter is turned off and AC / DC conversion or DC / AC conversion by the entire apparatus is turned off, the conversion direction by the converter is set to the first direction.
Thus, when a DC voltage is applied to the second capacitor and the converter from the outside, the converter converts the applied DC voltage in the first direction and charges the first capacitor.

本発明にあっては、第1コンデンサの電圧が所定電圧より高い場合、既に変換がオンとなっているコンバータに加えてインバータによる変換をオンにすると共に、インバータ及びコンバータによる変換の方向を、適宜の方向に整合させる。
これにより、第1及び第2コンデンサが適当に充電されたときに、装置全体によるAC/DC変換又はDC/AC変換の動作が開始される。
In the present invention, when the voltage of the first capacitor is higher than the predetermined voltage, the conversion by the inverter is turned on in addition to the converter in which the conversion is already on, and the direction of conversion by the inverter and the converter is appropriately set. Align in the direction of.
Thereby, when the first and second capacitors are appropriately charged, the operation of AC / DC conversion or DC / AC conversion by the entire apparatus is started.

本発明にあっては、第2コンデンサの電圧が所定電圧より高い場合、タイマによる計時を開始し、そのタイマが所定時間を計時したときに、既に変換がオンとなっているコンバータに加えてインバータによる変換をオンにすると共に、インバータ及びコンバータによる変換の方向を、適宜の方向に整合させる。
これにより、第1及び第2コンデンサが適当に充電されたときに、装置全体によるAC/DC変換又はDC/AC変換の動作が開始される。
In the present invention, when the voltage of the second capacitor is higher than the predetermined voltage, the timer starts counting, and when the timer counts the predetermined time, the inverter is added to the converter which is already turned on. Is turned on, and the direction of conversion by the inverter and converter is matched to an appropriate direction.
Thereby, when the first and second capacitors are appropriately charged, the operation of AC / DC conversion or DC / AC conversion by the entire apparatus is started.

本発明にあっては、コンバータが、直流電圧及び交流電圧を双方向に変換する第2及び第3のインバータとこれらを相互に接続する変成器とを含んでなり、第2の(又は第3の)インバータが直流電圧から変換した交流電圧が、変成器の一次側(又は二次側)に印加され、変成器の二次側(又は一次側)からの交流電圧を第3の(又は第2の)インバータが直流電圧に変換する。
これにより、装置内で電圧を変換する回路部分が双方向のインバータに統一されて回路構成が単純になり、駆動制御が共通化される。
In the present invention, the converter includes the second and third inverters that convert the DC voltage and the AC voltage bidirectionally, and the transformer that interconnects them, and the second (or third) The AC voltage converted from the DC voltage by the inverter is applied to the primary side (or secondary side) of the transformer, and the AC voltage from the secondary side (or primary side) of the transformer is converted to the third (or first) 2) Inverter converts to DC voltage.
As a result, the circuit portion for converting the voltage in the apparatus is unified to a bidirectional inverter, the circuit configuration is simplified, and the drive control is shared.

[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る双方向AC/DC変換装置の一構成例を示す回路図である。図中1は双方向AC/DC変換装置であり、双方向AC/DC変換装置1は、例えば、プラグインハイブリッド車、電気自動車等の電動車両に搭載されて交流電圧及び直流電圧を双方向に変換する絶縁型の変換装置である。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a bidirectional AC / DC conversion apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a bidirectional AC / DC converter, and the bidirectional AC / DC converter 1 is mounted on an electric vehicle such as a plug-in hybrid vehicle or an electric vehicle, for example, so that an AC voltage and a DC voltage are bidirectional. It is an insulation type conversion device for conversion.

双方向AC/DC変換装置1の交流入出力端子T1,T2には、例えば電動車両のインレットに着脱可能に装着される充電ケーブル(何れも不図示)を介して交流電源2及び電力負荷21が接続される。双方向AC/DC変換装置1の直流入出力端子T3,T4の夫々には、外部のコンタクトボックス(不図示)が有するリレー接点31,33を介してバッテリ3の両端が接続されている。リレー接点31の両端には、コンタクトボックスにて抵抗器R1及びリレー接点32の直列回路が並列に接続されている。   The AC input / output terminals T1 and T2 of the bidirectional AC / DC converter 1 have an AC power source 2 and a power load 21 via a charging cable (both not shown) that is detachably attached to the inlet of the electric vehicle, for example. Connected. Both ends of the battery 3 are connected to the DC input / output terminals T3 and T4 of the bidirectional AC / DC converter 1 via relay contacts 31 and 33 included in an external contact box (not shown). A series circuit of a resistor R1 and a relay contact 32 is connected in parallel at both ends of the relay contact 31 by a contact box.

双方向AC/DC変換装置1は、交流入出力端子T1,T2に一端子対が接続されて、交流入出力端子T1,T2に入出力される交流電圧に含まれる高周波ノイズを除去するノイズフィルタ4と、該ノイズフィルタ4の他端子対にチョークコイルL1,L2の夫々を介して交流入出力端T51,T52が接続されて、交流電圧及び直流電圧を双方向に変換するインバータ5と、該インバータ5の直流入出力端T53,T54に一の直流入出力端T61,T62が接続されて、直流電圧を双方向に電圧変換するコンバータ10と、インバータ5及びコンバータ10による電圧変換の制御を行う制御部9とを備える。ノイズフィルタ4の他端子対には、インバータ5が変換した交流電圧を平滑化するコンデンサC1が並列に接続されている。   The bidirectional AC / DC converter 1 is a noise filter that has a pair of terminals connected to the AC input / output terminals T1, T2 and removes high-frequency noise contained in the AC voltage input / output to / from the AC input / output terminals T1, T2. 4 and the other terminal pair of the noise filter 4 are connected to the AC input / output terminals T51 and T52 via the choke coils L1 and L2, respectively, and the inverter 5 that converts the AC voltage and the DC voltage bidirectionally; One DC input / output terminals T61 and T62 are connected to the DC input / output terminals T53 and T54 of the inverter 5, and the converter 10 for bidirectionally converting DC voltage is controlled, and the inverter 5 and the converter 10 control voltage conversion. And a control unit 9. A capacitor C1 that smoothes the AC voltage converted by the inverter 5 is connected in parallel to the other terminal pair of the noise filter 4.

コンバータ10は、直流電圧及び交流電圧を双方向に変換するインバータ(第2,第3のインバータ)6,8と、該インバータ6,8を相互に接続する変成器7とを含んでなる。変成器7は、一次側及び二次側の間が絶縁されており、一次側及び二次側の夫々がインバータ6の交流入出力端T63,T64及びインバータ8の交流入出力端T81,T82に接続されている。コンバータ10の一の直流入出力端T61,T62はインバータ6の直流入出力端T61,T62を兼ねており、コンバータ10の他の直流入出力端T83,T84はインバータ8の直流入出力端T83,T84を兼ねている。   The converter 10 includes inverters (second and third inverters) 6 and 8 that convert a DC voltage and an AC voltage bidirectionally, and a transformer 7 that connects the inverters 6 and 8 to each other. The transformer 7 is insulated between the primary side and the secondary side, and the primary side and the secondary side are respectively connected to the AC input / output terminals T63 and T64 of the inverter 6 and the AC input / output terminals T81 and T82 of the inverter 8. It is connected. One DC input / output terminals T61 and T62 of the converter 10 also serve as DC input / output terminals T61 and T62 of the inverter 6, and the other DC input / output terminals T83 and T84 of the converter 10 are DC input / output terminals T83 and T83 of the inverter 8, respectively. Also serves as T84.

双方向AC/DC変換装置1は、また、インバータ5の直流入出力端T53,T54及びコンバータ10の一の直流入出力端T61,T62に並列に接続されて、インバータ5が変換した直流電圧及びコンバータ10が第1方向に変換した直流電圧を平滑化するコンデンサC2と、コンバータ10の他の直流入出力端T83,T84に直列に接続されて、コンバータ10が第2方向に変換した直流電圧を平滑化するチョークコイルL3及びコンデンサC3とを備える。コンデンサC3の両端は、直流入出力端子T3,T4に接続されている。コンデンサC2,C3夫々のプラス側の一端は、制御部9に接続されている。コンデンサC2の容量値は、例えば数百μFである。   The bidirectional AC / DC converter 1 is also connected in parallel to the DC input / output terminals T53 and T54 of the inverter 5 and the DC input / output terminals T61 and T62 of the converter 10, and the DC voltage converted by the inverter 5 and A capacitor C2 that smoothes the DC voltage converted by the converter 10 in the first direction and the other DC input / output terminals T83 and T84 of the converter 10 connected in series, and the DC voltage converted by the converter 10 in the second direction A smoothing choke coil L3 and a capacitor C3 are provided. Both ends of the capacitor C3 are connected to DC input / output terminals T3 and T4. One end on the plus side of each of the capacitors C2 and C3 is connected to the control unit 9. The capacitance value of the capacitor C2 is several hundred μF, for example.

インバータ5は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field Effect Transistor)等のスイッチング素子をフルブリッジに構成してなる。本実施の形態1では、スイッチング素子としてIGBT51,52,53,54を用いる。   The inverter 5 includes a switching element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor) configured as a full bridge. In the first embodiment, IGBTs 51, 52, 53, and 54 are used as switching elements.

チョークコイルL1の一端に接続されたインバータ5の交流入出力端T51には、IGBT51のエミッタ及びIGBT52のコレクタが接続されている。チョークコイルL2の一端に接続されたインバータ5の交流入出力端T52には、IGBT53のエミッタ及びIGBT54のコレクタが接続されている。IGBT51,53夫々のコレクタは、インバータ5の直流入出力端T53に接続されている。IGBT52,54夫々のエミッタは、インバータ5の直流入出力端T54に接続されている。IGBT51,52,53,54夫々のコレクタ及びエミッタ間には、ダイオード55,56,57,58が逆並列に接続されている。   The emitter of the IGBT 51 and the collector of the IGBT 52 are connected to the AC input / output terminal T51 of the inverter 5 connected to one end of the choke coil L1. The emitter of the IGBT 53 and the collector of the IGBT 54 are connected to the AC input / output terminal T52 of the inverter 5 connected to one end of the choke coil L2. The collectors of the IGBTs 51 and 53 are connected to the DC input / output terminal T53 of the inverter 5. The emitters of the IGBTs 52 and 54 are connected to the DC input / output terminal T54 of the inverter 5, respectively. Diodes 55, 56, 57, and 58 are connected in reverse parallel between the collectors and emitters of the IGBTs 51, 52, 53, and 54, respectively.

インバータ5が交流電圧を直流電圧に変換する場合は、チョークコイルL1,L2夫々の一端から交流入出力端T51,T52に印加された交流電圧をIGBT52(又は54)でスイッチングし、チョークコイルL1,L2に誘起する直流電圧をダイオード55,58(又は57,56)を介して直流入出力端T53,T54に出力する。これにより、交流電源2から供給される交流電力の力率を改善して整流する。インバータ5が直流電圧を交流電圧に変換する場合は、IGBT51,54とIGBT53,52とを交互にオン/オフさせることにより、直流入出力端T53,T54に印加された直流電圧の極性を交互に反転させて交流入出力端T51,T52から出力する。   When the inverter 5 converts AC voltage into DC voltage, the AC voltage applied to the AC input / output terminals T51, T52 from one end of each of the choke coils L1, L2 is switched by the IGBT 52 (or 54), and the choke coils L1, L2 are switched. The DC voltage induced in L2 is output to the DC input / output terminals T53 and T54 via the diodes 55 and 58 (or 57 and 56). Thereby, the power factor of the alternating current power supplied from the alternating current power supply 2 is improved and rectified. When the inverter 5 converts a DC voltage into an AC voltage, the polarity of the DC voltage applied to the DC input / output terminals T53 and T54 is alternately changed by turning on and off the IGBTs 51 and 54 and the IGBTs 53 and 52 alternately. Inverted and output from AC input / output terminals T51 and T52.

インバータ6は、IGBT61,62,63,64をフルブリッジに構成してなる。インバータ6の直流入出力端T61には、IGBT61,63夫々のコレクタが接続されている。インバータ6の直流入出力端T62には、IGBT62,64夫々のエミッタが接続されている。IGBT61のエミッタ及びIGBT62のコレクタは、インバータ6の交流入出力端T63に接続されている。IGBT63のエミッタ及びIGBT64のコレクタは、インバータ6の交流入出力端T64に接続されている。IGBT61,62,63,64夫々のコレクタ及びエミッタ間には、ダイオード65,66,67,68が逆並列に接続されている。   The inverter 6 is configured by configuring the IGBTs 61, 62, 63, and 64 into a full bridge. The collectors of the IGBTs 61 and 63 are connected to the DC input / output terminal T61 of the inverter 6. The IGBTs 62 and 64 are connected to the DC input / output terminal T62 of the inverter 6, respectively. The emitter of the IGBT 61 and the collector of the IGBT 62 are connected to the AC input / output terminal T 63 of the inverter 6. The emitter of the IGBT 63 and the collector of the IGBT 64 are connected to the AC input / output terminal T 64 of the inverter 6. Diodes 65, 66, 67, and 68 are connected in antiparallel between the collectors and emitters of the IGBTs 61, 62, 63, and 64, respectively.

インバータ6が直流電圧を交流電圧に変換する場合は、制御部9がIGBT61,64とIGBT63,62とを交互にオン/オフさせることにより、直流入出力端T61,T62に印加された直流電圧の極性が交互に反転されて交流入出力端T63,T64から出力される。この交流電圧は、変成器7を介してインバータ8の交流入出力端T81,T82に印加される。インバータ6が交流電圧を直流電圧に変換する場合は、制御部9がIGBT61,62,63,64をオフさせている間に、交流入出力端T63,T64に印加された交流電圧が、ダイオード65,66,67,68からなるダイオードブリッジで全波整流されて直流入出力端T61,T62から出力される。   When the inverter 6 converts a DC voltage into an AC voltage, the control unit 9 alternately turns on / off the IGBTs 61 and 64 and the IGBTs 63 and 62 to thereby change the DC voltage applied to the DC input / output terminals T61 and T62. The polarities are alternately inverted and output from the AC input / output terminals T63 and T64. This AC voltage is applied to AC input / output terminals T81 and T82 of the inverter 8 via the transformer 7. When the inverter 6 converts the AC voltage into the DC voltage, the AC voltage applied to the AC input / output terminals T63 and T64 while the control unit 9 turns off the IGBTs 61, 62, 63, and 64 is converted into the diode 65. , 66, 67, 68 are full-wave rectified by a diode bridge and output from DC input / output terminals T61, T62.

インバータ8は、IGBT81,82,83,84をフルブリッジに構成してなる。インバータ8の交流入出力端T81には、IGBT81のエミッタ及びIGBT82のコレクタが接続されている。インバータ8の交流入出力端T82には、IGBT83のエミッタ及びIGBT84のコレクタが接続されている。IGBT81,83夫々のコレクタは、インバータ8の直流入出力端T83に接続されている。IGBT82,84夫々のエミッタは、インバータ8の直流入出力端T84に接続されている。IGBT81,82,83,84夫々のコレクタ及びエミッタ間には、ダイオード85,86,87,88が逆並列に接続されている。   The inverter 8 comprises IGBTs 81, 82, 83, and 84 configured as a full bridge. The emitter of the IGBT 81 and the collector of the IGBT 82 are connected to the AC input / output terminal T 81 of the inverter 8. The emitter of IGBT 83 and the collector of IGBT 84 are connected to the AC input / output terminal T 82 of the inverter 8. The collectors of the IGBTs 81 and 83 are connected to the DC input / output terminal T83 of the inverter 8. The emitters of the IGBTs 82 and 84 are connected to the DC input / output terminal T84 of the inverter 8. Diodes 85, 86, 87, and 88 are connected in antiparallel between the collectors and emitters of the IGBTs 81, 82, 83, and 84, respectively.

インバータ8が交流電圧を直流電圧に変換する場合は、制御部9がIGBT81,82,83,84をオフさせている間に、交流入出力端T81,T82に印加された交流電圧が、ダイオード85,86,87,88からなるダイオードブリッジで全波整流されて直流入出力端T83,T84から出力される。インバータ8が直流電圧を交流電圧に変換する場合は、制御部9がIGBT81,84とIGBT83,82とを交互にオン/オフさせることにより、直流入出力端T83,T84に印加された直流電圧の極性が交互に反転されて交流入出力端T81,T82から出力される。この交流電圧は、変成器7を介してインバータ6の交流入出力端T63,T64に印加される。   When the inverter 8 converts the AC voltage into the DC voltage, the AC voltage applied to the AC input / output terminals T81 and T82 while the control unit 9 turns off the IGBTs 81, 82, 83, and 84 is connected to the diode 85. , 86, 87, 88 are full-wave rectified by a diode bridge and output from DC input / output terminals T83, T84. When the inverter 8 converts a DC voltage into an AC voltage, the control unit 9 alternately turns on / off the IGBTs 81 and 84 and the IGBTs 83 and 82, so that the DC voltage applied to the DC input / output terminals T 83 and T 84 is changed. The polarities are alternately inverted and output from the AC input / output terminals T81 and T82. This AC voltage is applied to the AC input / output terminals T63 and T64 of the inverter 6 via the transformer 7.

制御部9は、IGBT51,52,53,54のオン/オフを制御することにより、インバータ5による変換をオン/オフする制御及びインバータ5による変換の方向の制御を行う。制御部9は、また、IGBT61,62,63,64のオン/オフと、IGBT81,82,83,84のオン/オフとを関連付けて制御することにより、インバータ6,8を含んでなるコンバータ10の変換の方向を制御する。即ち、コンバータ10による変換の方向を第1方向とする場合、制御部9は、インバータ8に直流電圧を交流電圧に変換させると共にインバータ6に交流電圧を直流電圧に変換させる。また、コンバータ10による変換の方向を第2方向とする場合、制御部9は、インバータ6に直流電圧を交流電圧に変換させると共にインバータ8に交流電圧を直流電圧に変換させる。   The control unit 9 controls on / off of the conversion by the inverter 5 and control of the direction of conversion by the inverter 5 by controlling on / off of the IGBTs 51, 52, 53, 54. The control unit 9 also controls the on / off of the IGBTs 61, 62, 63, 64 and the on / off of the IGBTs 81, 82, 83, 84 to control the converter 10 including the inverters 6, 8. Control the direction of conversion. That is, when the conversion direction by the converter 10 is the first direction, the control unit 9 causes the inverter 8 to convert a DC voltage to an AC voltage and causes the inverter 6 to convert the AC voltage to a DC voltage. When the conversion direction by the converter 10 is the second direction, the control unit 9 causes the inverter 6 to convert a DC voltage into an AC voltage and causes the inverter 8 to convert the AC voltage into a DC voltage.

制御部9は、更に、IGBT51,52,53,54のオン/オフと、IGBT61,62,63,64のオン/オフと、IGBT81,82,83,84のオン/オフとを関連付けて制御することにより、インバータ5及びコンバータ10による変換の方向を整合させる。即ち、双方向AC/DC変換装置1で交流電圧を直流電圧に変換する場合、制御部9は、インバータ5に交流電圧を直流電圧に変換させると共にコンバータ10による変換の方向を第2方向とする。また、双方向AC/DC変換装置1で直流電圧を交流電圧に変換する場合、制御部9は、コンバータ10による変換の方向を第1方向にすると共にインバータ5に直流電圧を交流電圧に変換させる。   The control unit 9 further controls the on / off of the IGBTs 51, 52, 53, 54, the on / off of the IGBTs 61, 62, 63, 64, and the on / off of the IGBTs 81, 82, 83, 84 in association with each other. Thus, the direction of conversion by the inverter 5 and the converter 10 is matched. That is, when the AC voltage is converted into the DC voltage by the bidirectional AC / DC converter 1, the control unit 9 causes the inverter 5 to convert the AC voltage into the DC voltage, and the conversion direction by the converter 10 is the second direction. . When the bidirectional AC / DC converter 1 converts the DC voltage into the AC voltage, the control unit 9 changes the direction of conversion by the converter 10 to the first direction and causes the inverter 5 to convert the DC voltage into the AC voltage. .

次に制御部9の詳細について説明する。
図2は、制御部9の一構成例を示すブロック図である。制御部9は、該制御部9内の各部の動作を制御するCPU91を有しており、CPU91は、制御プログラム等の情報を記憶する記憶部92、一時的に発生した情報を記憶するRAM93、及び図示しないCANバスを介してCAN通信を行う通信部94と互いにバス接続されている。通信部94が行う通信はCAN通信に限定されない。CPU91には、また、時間を計時するタイマ95、コンデンサC2,C3の電圧を検出するためのA/D変換部96、及びインバータ5,6,8を構成する各IGBTのゲートに駆動信号を与える駆動部97がバス接続されている。
Next, details of the control unit 9 will be described.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the control unit 9. The control unit 9 includes a CPU 91 that controls the operation of each unit in the control unit 9. The CPU 91 stores a storage unit 92 that stores information such as a control program, a RAM 93 that stores temporarily generated information, In addition, the communication unit 94 is connected to each other via a CAN bus (not shown). Communication performed by the communication unit 94 is not limited to CAN communication. The CPU 91 also supplies a drive signal to the timer 95 for measuring time, the A / D converter 96 for detecting the voltages of the capacitors C2 and C3, and the gates of the IGBTs constituting the inverters 5, 6 and 8. The drive unit 97 is connected to the bus.

CPU91は、記憶部92に予め格納されている制御プログラム及び後述のコンピュータプログラム99に従い、本発明の実施の形態1に係る双方向AC/DC変換装置1を実現する処理及び突入電流防止処理を実行する。   The CPU 91 executes processing for realizing the bidirectional AC / DC converter 1 according to Embodiment 1 of the present invention and inrush current prevention processing according to a control program stored in advance in the storage unit 92 and a computer program 99 described later. To do.

記憶部92は、例えばEEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM:登録商標)等の不揮発性メモリからなり、CPU91が本発明の実施の形態1に係る突入電流防止処理を実行するためのコンピュータプログラム99を記憶している。コンピュータプログラム99が、読み取り可能に記録された可搬式メディアであるCD(Compact Disc)−ROM、DVD(Digital Versatile Disc)−ROM、ハードディスクドライブ等の記録媒体98に記録されている場合は、CPU91が記録媒体98からコンピュータプログラム99を読み出して予め記憶部92に記憶させておいてもよい。   The storage unit 92 includes a non-volatile memory such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM: registered trademark), and stores a computer program 99 for the CPU 91 to execute the inrush current prevention process according to the first embodiment of the present invention. ing. When the computer program 99 is recorded on a recording medium 98 such as a CD (Compact Disc) -ROM, a DVD (Digital Versatile Disc) -ROM, and a hard disk drive, which are portable media recorded in a readable manner, the CPU 91 The computer program 99 may be read from the recording medium 98 and stored in the storage unit 92 in advance.

RAM93は、DRAM(Dynamic RAM)、SRAM(Static RAM)等の読み書き可能なメモリである。RAM93には、記憶部92に記憶された制御プログラム及びコンピュータプログラム99が予めロードされるようにしてもよい。この場合は、RAM93上で制御プログラム及びコンピュータプログラム99が実行される。   The RAM 93 is a readable / writable memory such as a DRAM (Dynamic RAM) and an SRAM (Static RAM). The RAM 93 may be preloaded with the control program and the computer program 99 stored in the storage unit 92. In this case, the control program and the computer program 99 are executed on the RAM 93.

通信部94は、交流電圧から直流電圧への変換を指示する充電指示、直流電圧から交流電圧への変換を指示する放電指示、変換の終了を指示する終了指示等の指示信号を受信する回路である。通信部94が受信した指示信号は、CPU91に通知される。   The communication unit 94 is a circuit that receives instruction signals such as a charge instruction that instructs conversion from an AC voltage to a DC voltage, a discharge instruction that instructs conversion from a DC voltage to an AC voltage, and an end instruction that instructs the end of conversion. is there. The instruction signal received by the communication unit 94 is notified to the CPU 91.

以上の図1,2に示す構成において、外部のコンタクトボックス側の制御により直流入出力端子T3,T4にバッテリ3が接続される場合、先ずリレー接点32,33がオンされる。これにより、コンデンサC3の電圧が低下していた場合であっても、コンデンサC3に流入する電流が抵抗器R1によって制限されて突入電流が防止される。その後、コンデンサC3の電圧がバッテリ3の電圧と略等しくなった時点でリレー接点31がオンされることにより、直流入出力端子T3,T4とバッテリ3とが抵抗器R1を介さずに接続される。このようにコンデンサC3に対して所謂プリチャージが行われる。   1 and 2, when the battery 3 is connected to the DC input / output terminals T3 and T4 under the control of the external contact box, the relay contacts 32 and 33 are first turned on. Thereby, even when the voltage of the capacitor C3 is lowered, the current flowing into the capacitor C3 is limited by the resistor R1 to prevent the inrush current. Thereafter, when the voltage of the capacitor C3 becomes substantially equal to the voltage of the battery 3, the relay contact 31 is turned on, so that the DC input / output terminals T3 and T4 and the battery 3 are connected without the resistor R1. . In this way, so-called precharge is performed on the capacitor C3.

コンデンサC3に対するプリチャージが完了し、且つ交流入出力端子T1,T2に充電ケーブルを介して交流電源2及び電力負荷21が接続された状態で、CPU91が外部からの指示信号に基づく制御を行うことにより、双方向AC/DC変換装置1がAC/DCコンバータ又はDC/ACインバータとして動作する。   The CPU 91 performs control based on an external instruction signal in a state where the precharge for the capacitor C3 is completed and the AC power supply 2 and the power load 21 are connected to the AC input / output terminals T1 and T2 via the charging cable. Thus, the bidirectional AC / DC converter 1 operates as an AC / DC converter or a DC / AC inverter.

但し、双方向AC/DC変換装置1がDC/ACインバータとして動作する場合は、図示しないブレーカによって交流電源2が電力負荷21及び交流入出力端子T1,T2と切り離されているものとする。この場合、双方向AC/DC変換装置1は、交流電源2に連系しない交流電力を電力負荷21に供給する。   However, when the bidirectional AC / DC converter 1 operates as a DC / AC inverter, the AC power source 2 is separated from the power load 21 and the AC input / output terminals T1 and T2 by a breaker (not shown). In this case, the bidirectional AC / DC converter 1 supplies AC power that is not linked to the AC power supply 2 to the power load 21.

例えば、CPU91が通信部94から充電指示を通知された場合、駆動部97によってインバータ5に交流電圧を直流電圧に変換させると共にコンバータ10による変換の方向を第2方向とする。これにより、交流入出力端子T1,T2に印加された交流電圧が直流電圧に変換され、直流入出力端子T3,T4から出力された直流電圧によってバッテリ3が充電される。   For example, when the CPU 91 is notified of a charging instruction from the communication unit 94, the drive unit 97 causes the inverter 5 to convert an AC voltage into a DC voltage and sets the conversion direction by the converter 10 as the second direction. As a result, the AC voltage applied to the AC input / output terminals T1 and T2 is converted into a DC voltage, and the battery 3 is charged by the DC voltage output from the DC input / output terminals T3 and T4.

また、CPU91が通信部94から放電指示を通知された場合、駆動部97によってコンバータ10による変換の方向を第1方向にすると共にインバータ5に直流電圧を交流電圧に変換させる。これにより、バッテリ3から直流入出力端子T3,T4に印加された直流電圧が交流電圧に変換され、変換された交流電圧が交流入出力端子T1,T2を介して電力負荷21に供給される。   Further, when the CPU 91 is notified of the discharge instruction from the communication unit 94, the drive unit 97 changes the conversion direction by the converter 10 to the first direction and causes the inverter 5 to convert the DC voltage to the AC voltage. As a result, the DC voltage applied from the battery 3 to the DC input / output terminals T3, T4 is converted into an AC voltage, and the converted AC voltage is supplied to the power load 21 via the AC input / output terminals T1, T2.

CPU91が通信部94から終了指示を通知された場合、少なくとも駆動部97によるIGBT51,52,53,54のオン/オフを停止させることにより、インバータ5による変換をオフにする。これにより、装置全体によるAC/DC変換又はDC/AC変換がオフとなる。   When the CPU 91 is notified of the end instruction from the communication unit 94, the conversion by the inverter 5 is turned off by stopping the on / off of the IGBTs 51, 52, 53, 54 by at least the driving unit 97. Thereby, AC / DC conversion or DC / AC conversion by the whole apparatus is turned off.

以上のように、交流電圧及び直流電圧を双方向に変換する双方向AC/DC変換装置1を用いてバッテリ3に対する充放電を実施させることにより、バッテリ3を災害用又は非常用電源として利用することが可能になる。   As described above, by charging / discharging the battery 3 using the bidirectional AC / DC converter 1 that bidirectionally converts AC voltage and DC voltage, the battery 3 is used as a disaster or emergency power source. It becomes possible.

さて、CPU91が通信部94から充電指示及び放電指示を通知されていない場合、又は終了指示を通知された場合、本実施の形態1では、CPU91がインバータ5による変換をオフにすると共に、コンバータ10による変換の方向が第1方向となるように制御し続ける。これにより、直流入出力端子T3,T4にリレー接点31,33を介してバッテリ3が接続されている場合は、コンデンサC3の電圧がバッテリ3の電圧に保持されると共に、コンデンサC3の電圧をコンバータ10が第12方向に変換した直流電圧によって、コンデンサC2が一定の電圧に充電される。   When the CPU 91 is not notified of the charging instruction and the discharging instruction from the communication unit 94 or when the CPU 91 is notified of the termination instruction, in the first embodiment, the CPU 91 turns off the conversion by the inverter 5 and also converts the converter 10. The control is continued so that the direction of conversion by becomes the first direction. Thus, when the battery 3 is connected to the DC input / output terminals T3 and T4 via the relay contacts 31 and 33, the voltage of the capacitor C3 is held at the voltage of the battery 3 and the voltage of the capacitor C3 is converted to the converter. The capacitor C2 is charged to a constant voltage by the DC voltage converted by the 10 in the twelfth direction.

一方、リレー接点31,33がオフされて直流入出力端子T3,T4にバッテリ3が接続されていない場合は、コンデンサC3に蓄えられた電力がコンバータ10で消費されることによってコンデンサC3の電圧が徐々に低下し、コンデンサC2への充電量が徐々に減少するため、漏れ電流等の影響によってコンデンサC2の電圧が徐々に低下する。   On the other hand, when the relay contacts 31 and 33 are turned off and the battery 3 is not connected to the DC input / output terminals T3 and T4, the electric power stored in the capacitor C3 is consumed by the converter 10 and the voltage of the capacitor C3 is increased. Since the voltage gradually decreases and the amount of charge to the capacitor C2 gradually decreases, the voltage of the capacitor C2 gradually decreases due to the influence of leakage current and the like.

次に、コンデンサC2,C3の電圧が低下した状態で、リレー接点32,33がオンされてバッテリ3によるコンデンサC3への充電が開始された場合、抵抗器R1を介してコンデンサC3に流入する充電電流によってコンデンサC3の電圧が徐々に上昇する。本実施の形態1では、コンデンサC3の電圧が第1方向に常時電圧変換されているため、コンデンサC3の電圧を変換した直流電圧によってコンデンサC2が徐々に充電される。このようにしてコンデンサC2,C3への突入電流が抑制される。   Next, when the relay contacts 32 and 33 are turned on and the charging of the capacitor C3 by the battery 3 is started in a state where the voltages of the capacitors C2 and C3 are lowered, the charging flowing into the capacitor C3 through the resistor R1 The voltage of the capacitor C3 gradually increases due to the current. In the first embodiment, since the voltage of the capacitor C3 is always voltage-converted in the first direction, the capacitor C2 is gradually charged by the DC voltage obtained by converting the voltage of the capacitor C3. In this way, the inrush current to the capacitors C2 and C3 is suppressed.

その後、コンデンサC2の電圧が所定電圧より高くなってコンデンサC2,C3へのプリチャージが完了したとみなされる状態となった後に、通信部94から通知された充電指示又は放電指示に基づいて、CPU91が、上述した駆動部97によるインバータ5及びコンバータ10の変換制御を開始する。コンデンサC2,C3へのプリチャージに要する時間は、例えば1秒以下である。   After that, after the voltage of the capacitor C2 becomes higher than the predetermined voltage and the precharge to the capacitors C2 and C3 is considered to be completed, the CPU 91 is based on the charge instruction or the discharge instruction notified from the communication unit 94. However, conversion control of the inverter 5 and the converter 10 by the drive part 97 mentioned above is started. The time required for precharging the capacitors C2 and C3 is, for example, 1 second or less.

以下では、上述した制御部9の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、記憶部92又はRAM93に予め格納されているコンピュータプログラム99に従ってCPU91により実行される。なお、CPU91が駆動部97によって各IGBTをオン/オフする制御プログラムは、それ自体公知であるため、フローチャートによる説明を省略する。
図3は、本発明の実施の形態1に係る双方向AC/DC変換装置1でコンデンサC2への突入電流を防止するCPU91の処理手順を示すフローチャートである。図3の処理は、双方向AC/DC変換装置1が変換動作を停止した場合に適時起動される。
Below, operation | movement of the control part 9 mentioned above is demonstrated using the flowchart which shows it. The processing shown below is executed by the CPU 91 according to a computer program 99 stored in advance in the storage unit 92 or the RAM 93. Note that the control program for turning on / off each IGBT by the drive unit 97 by the CPU 91 is known per se, and a description thereof will be omitted.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the CPU 91 for preventing an inrush current to the capacitor C2 in the bidirectional AC / DC conversion device 1 according to Embodiment 1 of the present invention. The process of FIG. 3 is activated in a timely manner when the bidirectional AC / DC converter 1 stops the conversion operation.

図3の処理が起動された場合、CPU91は、駆動部97によってインバータ5による変換をオフにする(S11)と共に、コンバータ10による変換の方向を第1方向とする(S12)。   When the processing of FIG. 3 is started, the CPU 91 turns off the conversion by the inverter 5 by the drive unit 97 (S11) and sets the conversion direction by the converter 10 as the first direction (S12).

その後、CPU91は、A/D変換部96によってコンデンサC2の電圧を検出し(S13)、検出した電圧が所定電圧(例えば300V程度の電圧)より高いか否かを判定し(S14)、所定電圧より高くない場合(S14:NO)、所定電圧より高くなるまで待機する。   Thereafter, the CPU 91 detects the voltage of the capacitor C2 by the A / D converter 96 (S13), determines whether or not the detected voltage is higher than a predetermined voltage (for example, a voltage of about 300 V) (S14), and determines the predetermined voltage. When it is not higher (S14: NO), it waits until it becomes higher than the predetermined voltage.

検出した電圧が所定電圧より高い場合(S14:YES)、CPU91は、通信部94から充電指示を通知されたか否かを判定する(S17)。充電指示を通知された場合(S17:YES)、CPU91は、インバータ5による変換をオンにする(S18)と共に、コンバータ10による変換の方向を第2方向とし(S19)、図3の処理を終了する。   When the detected voltage is higher than the predetermined voltage (S14: YES), the CPU 91 determines whether or not a charging instruction is notified from the communication unit 94 (S17). When the charging instruction is notified (S17: YES), the CPU 91 turns on the conversion by the inverter 5 (S18), sets the conversion direction by the converter 10 to the second direction (S19), and ends the process of FIG. To do.

ステップS17で充電指示を通知されていない場合(S17:NO)、CPU91は、通信部94から放電指示を通知されたか否かを判定し(S20)、放電指示も通知されない場合(S20:NO)、ステップS17に処理を移して充電指示又は放電指示が通知されるまで待機する。この間にコンデンサC2の電圧が所定電圧より高い第2の電圧以上となった場合、CPU91は、コンバータ10による変換をオフし、更にその後コンデンサC3の電圧が所定電圧以下となったときにコンバータ10による変換をオンにすればよい。これにより、コンバータ10における消費電力とコンバータ10を駆動するCPU91の処理負荷とが低減される。CPU91は、コンバータ10による変換のオン/オフに代えて、コンデンサC2の電圧が所定電圧及び第2の電圧の間の適当な電圧となるように、第1方向に変換するコンバータ10の出力電圧を制御してもよい。   When the charging instruction is not notified in step S17 (S17: NO), the CPU 91 determines whether or not the discharging instruction is notified from the communication unit 94 (S20), and when the discharging instruction is not notified (S20: NO). The process proceeds to step S17 and waits until a charge instruction or a discharge instruction is notified. During this time, when the voltage of the capacitor C2 becomes equal to or higher than the second voltage higher than the predetermined voltage, the CPU 91 turns off the conversion by the converter 10, and then when the voltage of the capacitor C3 becomes lower than the predetermined voltage, Turn on conversion. Thereby, the power consumption in converter 10 and the processing load of CPU 91 that drives converter 10 are reduced. Instead of turning on / off the conversion by the converter 10, the CPU 91 converts the output voltage of the converter 10 that converts the voltage in the first direction so that the voltage of the capacitor C2 becomes an appropriate voltage between the predetermined voltage and the second voltage. You may control.

ステップS20で放電指示が通知された場合(S20:YES)、CPU91は、インバータ5による変換をオンにする(S21)と共に、コンバータ10による変換の方向を第1方向とし(S22)、図3の処理を終了する。   When a discharge instruction is notified in step S20 (S20: YES), the CPU 91 turns on the conversion by the inverter 5 (S21) and sets the conversion direction by the converter 10 as the first direction (S22), as shown in FIG. The process ends.

以上のように本実施の形態1によれば、インバータ5が交流電源2からの交流電圧を変換した直流電圧が、コンデンサC2で平滑化されてコンバータ10に印加され、この直流電圧をコンバータ10が第2方向に変換した直流電圧がコンデンサC3で平滑化されて外部のバッテリ3に供給される。また、バッテリ3からコンデンサC3及びコンバータ10に印加された直流電圧をコンバータ10が第1方向に変換した直流電圧が、コンデンサC2で平滑化されてインバータ5に印加され、この直流電圧をインバータ5が変換した交流電圧が外部の電力負荷21に供給される。インバータ5による変換をオフして装置全体によるAC/DC変換又はDC/AC変換をオフにした場合は、コンバータ10による変換の方向を第1方向にする。
これにより、外部からコンデンサC3及びコンバータ10に直流電圧が印加された場合、印加された電圧をコンバータ10が第1方向に電圧変換してコンデンサC2を充電する。
従って、突入電流防止回路を内蔵しない場合であっても、平滑用のコンデンサC2を予め充電することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the DC voltage obtained by converting the AC voltage from the AC power source 2 by the inverter 5 is smoothed by the capacitor C2 and applied to the converter 10. The DC voltage converted in the second direction is smoothed by the capacitor C3 and supplied to the external battery 3. Further, the DC voltage applied to the capacitor C3 and the converter 10 from the battery 3 by the converter 10 in the first direction is smoothed by the capacitor C2 and applied to the inverter 5. The inverter 5 The converted AC voltage is supplied to the external power load 21. When the conversion by the inverter 5 is turned off and the AC / DC conversion or the DC / AC conversion by the entire apparatus is turned off, the conversion direction by the converter 10 is set to the first direction.
Thus, when a DC voltage is applied to the capacitor C3 and the converter 10 from the outside, the converter 10 converts the applied voltage in the first direction to charge the capacitor C2.
Therefore, even if the inrush current prevention circuit is not built in, the smoothing capacitor C2 can be charged in advance.

また、本実施の形態1によれば、コンデンサC2の電圧が所定電圧より高い場合、既に変換がオンとなっているコンバータ10に加えてインバータ5による変換をオンにすると共に、インバータ5及びコンバータ10による変換の方向を、充電指示及び放電指示に応じて適宜の方向に整合させる。
従って、コンデンサC2,C3が適当に充電されたときに、装置全体によるAC/DC変換又はDC/AC変換の動作を開始させることが可能となる。
Further, according to the first embodiment, when the voltage of the capacitor C2 is higher than the predetermined voltage, the conversion by the inverter 5 is turned on in addition to the converter 10 in which the conversion is already on, and the inverter 5 and the converter 10 The direction of conversion by is matched with an appropriate direction according to the charge instruction and the discharge instruction.
Therefore, when the capacitors C2 and C3 are appropriately charged, the operation of AC / DC conversion or DC / AC conversion by the entire apparatus can be started.

更に、本実施の形態1によれば、コンバータ5が、直流電圧及び交流電圧を双方向に変換するインバータ6,8とこれらを相互に接続する変成器7とを含んでなり、インバータ6(又はインバータ8)が直流電圧から変換した交流電圧が、変成器7の一次側(又は二次側)に印加され、変成器7の二次側(又は一次側)からの交流電圧をインバータ8(又はインバータ6)が直流電圧に変換する。
従って、装置内で電圧を変換する回路部分を双方向のインバータに統一して回路構成を単純化し、駆動制御を共通化することが可能となる。
Furthermore, according to the first embodiment, converter 5 includes inverters 6 and 8 that convert a DC voltage and an AC voltage bidirectionally and a transformer 7 that interconnects them, and inverter 6 (or An AC voltage converted from a DC voltage by the inverter 8) is applied to the primary side (or secondary side) of the transformer 7, and the AC voltage from the secondary side (or primary side) of the transformer 7 is converted to the inverter 8 (or Inverter 6) converts to a DC voltage.
Therefore, it is possible to unify the circuit portion for converting the voltage in the apparatus into a bidirectional inverter, simplify the circuit configuration, and share the drive control.

(実施の形態2)
実施の形態1が、コンデンサC2の電圧が所定電圧より高くなった場合に充電指示及び放電指示を受け付ける形態であるのに対し、実施の形態2は、コンデンサC3の電圧が所定電圧より高くなった場合、更に所定時間が経過した後に充電指示及び放電指示を受け付ける形態である。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the charging instruction and the discharging instruction are received when the voltage of the capacitor C2 is higher than the predetermined voltage, whereas in the second embodiment, the voltage of the capacitor C3 is higher than the predetermined voltage. In this case, the charging instruction and the discharging instruction are received after a predetermined time has passed.

本実施の形態2における装置全体の構成及び制御部9の構成については、実施の形態1と同様であるため、その説明を省略する。
図4は、本発明の実施の形態2に係る双方向AC/DC変換装置1でコンデンサC2への突入電流を防止するCPU91の処理手順を示すフローチャートである。
Since the configuration of the entire apparatus and the configuration of the control unit 9 in the second embodiment are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the CPU 91 for preventing an inrush current to the capacitor C2 in the bidirectional AC / DC converter 1 according to Embodiment 2 of the present invention.

図4に示すステップS31からS32までの処理、及びステップS37からS42までの処理は、実施の形態1の図3に示すステップS11からS12までの処理、及びステップS17からS22までの処理と同様であるため、これらのステップにおける処理の説明を省略する。
その他、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付して、その説明を省略する。
The process from step S31 to S32 and the process from step S37 to S42 shown in FIG. 4 are the same as the process from step S11 to S12 and the process from step S17 to S22 shown in FIG. Therefore, description of processing in these steps is omitted.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location corresponding to Embodiment 1, and the description is abbreviate | omitted.

図4でステップS32の処理を終えた場合、CPU91は、A/D変換部96によってコンデンサC3の電圧を検出し(S33)、検出した電圧が所定電圧(例えば10Vから20V程度の電圧)より高いか否かを判定し(S34)、所定電圧より高くない場合(S34:NO)、所定電圧より高くなるまで待機する。   When the process of step S32 is completed in FIG. 4, the CPU 91 detects the voltage of the capacitor C3 by the A / D conversion unit 96 (S33), and the detected voltage is higher than a predetermined voltage (for example, a voltage of about 10V to 20V). If it is not higher than the predetermined voltage (S34: NO), it waits until it becomes higher than the predetermined voltage.

検出した電圧が所定電圧より高い場合(S34:YES)、CPU91は、タイマ95による計時を開始した(S35)後、タイマ95が所定時間(例えばコンデンサC2の容量値が数百μFである場合、所定時間は500ms程度の時間)を計時したか否かを判定し(S36)、所定時間を計時していない場合(S36:NO)、所定時間を計時するまで待機する。所定時間を計時した場合(S36:YES)にCPU91が実行するステップS37以降の処理については、上述のとおり説明を省略する。   When the detected voltage is higher than the predetermined voltage (S34: YES), the CPU 91 starts measuring time by the timer 95 (S35), and then the timer 95 is set for a predetermined time (for example, when the capacitance value of the capacitor C2 is several hundred μF. It is determined whether or not the predetermined time has been measured (S36). If the predetermined time has not been measured (S36: NO), the system waits until the predetermined time is measured. As described above, the description of the processing after step S37 executed by the CPU 91 when the predetermined time is counted (S36: YES) will be omitted.

以上のように本実施の形態2によれば、コンデンサC3の電圧が所定電圧より高い場合、タイマ95による計時を開始し、そのタイマ95が所定時間を計時したときに、既にオンしているコンバータ10に加えてインバータ5をオンにすると共に、インバータ5及びコンバータ10による変換の方向を、適宜の方向に整合させる。
従って、コンデンサC2,C3が適当に充電されたときに、装置全体によるAC/DC変換又はDC/AC変換の動作を開始させることが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, when the voltage of the capacitor C3 is higher than the predetermined voltage, the timer 95 starts measuring time, and when the timer 95 measures the predetermined time, the converter that is already on. In addition to 10, the inverter 5 is turned on, and the direction of conversion by the inverter 5 and the converter 10 is matched with an appropriate direction.
Therefore, when the capacitors C2 and C3 are appropriately charged, the operation of AC / DC conversion or DC / AC conversion by the entire apparatus can be started.

なお、本実施の形態2にあっては、外部からコンデンサC3に電圧が印加されたことをA/D変換部96によって検出したが、外部のコンタクトボックス側の制御によってリレー接点32,33がオンしたときに、制御部9に接点信号が与えられる場合は、その接点信号を検出する処理を以てコンデンサC3の電圧を検出する処理に代えてもよい。つまり、図4のステップS33,S34で上記の接点信号を検出するようにし、その接点信号を検出した場合に、ステップS35の処理を実行すればよい。   In the second embodiment, the A / D converter 96 detects that a voltage is applied to the capacitor C3 from the outside, but the relay contacts 32 and 33 are turned on by the control on the external contact box side. In this case, when a contact signal is given to the control unit 9, the process of detecting the contact signal may be replaced with the process of detecting the voltage of the capacitor C3. That is, the above contact signal is detected in steps S33 and S34 of FIG. 4, and when the contact signal is detected, the process of step S35 may be executed.

また、本実施の形態2にあっては、CPU91が通信部94から終了指示を通知された場合、インバータ5による変換をオフした後に、コンバータ10による変換の方向が第1方向となるように制御し続けたが、コンデンサC3の電圧が所定電圧より高くなるまでコンバータ10による変換をオフにしてあってもよい。つまり、図4のステップS32でコンバータ10による変換をオフしておき、ステップS35でタイマ95による計時を開始すると共にコンバータ10による変換をオンにすればよい。この場合のコンバータ10による変換の方向は第1方向とする。   Further, in the second embodiment, when the CPU 91 is notified of the end instruction from the communication unit 94, the conversion by the converter 10 is controlled to be the first direction after the conversion by the inverter 5 is turned off. However, the conversion by the converter 10 may be turned off until the voltage of the capacitor C3 becomes higher than a predetermined voltage. That is, the conversion by the converter 10 is turned off in step S32 of FIG. 4, the time measurement by the timer 95 is started in step S35, and the conversion by the converter 10 is turned on. In this case, the conversion direction by the converter 10 is the first direction.

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。   The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. In addition, the technical features described in each embodiment can be combined with each other.

1 双方向AC/DC変換装置
T1,T2 交流入出力端子
T3,T4 直流入出力端子
2 交流電源
21 電力負荷
3 バッテリ
31,32,33 リレー接点
4 ノイズフィルタ
5 インバータ
51,52,53,54 IGBT
55,56,57,58 ダイオード
T51,T52 交流入出力端
T53,T54 直流入出力端
6 インバータ
61,62,63,64 IGBT
65,66,67,68 ダイオード
T61,T62 直流入出力端
T63,T64 交流入出力端
7 変成器
8 インバータ
81,82,83,84 IGBT
85,86,87,88 ダイオード
T81,T82 交流入出力端
T83,T84 直流入出力端
9 制御部
91 CPU
92 記憶部
93 RAM
94 通信部
95 タイマ
96 A/D変換部
97 駆動部
98 記録媒体
99 コンピュータプログラム
10 コンバータ
R1 抵抗器
C1,C2,C3 コンデンサ
L1,L2,L3 チョークコイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bidirectional AC / DC converter T1, T2 AC input / output terminal T3, T4 DC input / output terminal 2 AC power source 21 Power load 3 Battery 31, 32, 33 Relay contact 4 Noise filter 5 Inverter 51, 52, 53, 54 IGBT
55, 56, 57, 58 Diode T51, T52 AC input / output terminal T53, T54 DC input / output terminal 6 Inverter 61, 62, 63, 64 IGBT
65, 66, 67, 68 Diode T61, T62 DC input / output terminal T63, T64 AC input / output terminal 7 Transformer 8 Inverter 81, 82, 83, 84 IGBT
85, 86, 87, 88 Diode T81, T82 AC input / output terminal T83, T84 DC input / output terminal 9 Control unit 91 CPU
92 storage unit 93 RAM
94 Communication section 95 Timer 96 A / D conversion section 97 Drive section 98 Recording medium 99 Computer program 10 Converter R1 Resistor C1, C2, C3 Capacitor L1, L2, L3 Choke coil

Claims (6)

交流電圧及び直流電圧を双方向に変換するインバータと、直流電圧を双方向に電圧変換するコンバータと、前記インバータが変換した直流電圧及び前記コンバータが第1方向に変換した直流電圧を平滑化する第1コンデンサと、前記コンバータが第2方向に変換した直流電圧を平滑化する第2コンデンサと、前記インバータによる変換をオン/オフする制御並びに前記インバータ及びコンバータによる変換の方向の制御を行う制御部とを備える双方向AC/DC変換装置であって、
前記制御部は、前記インバータによる変換をオフにした場合、前記コンバータによる変換の方向を第1方向にするようにしてある双方向AC/DC変換装置。
An inverter that bidirectionally converts an AC voltage and a DC voltage, a converter that bidirectionally converts a DC voltage, a DC voltage that is converted by the inverter, and a DC voltage that is converted by the converter in a first direction. 1 capacitor, a second capacitor that smoothes the DC voltage converted by the converter in the second direction, a control unit that controls on / off of conversion by the inverter and a control direction of conversion by the inverter and the converter, A bi-directional AC / DC converter comprising:
When the conversion by the inverter is turned off, the control unit is configured to make the conversion direction by the converter the first direction.
前記制御部は、
前記第1コンデンサの電圧を検出する検出部と、
該検出部が検出した電圧が所定電圧より高いか否かを判定する判定部とを有し、
該判定部が所定電圧より高いと判定した場合、前記インバータによる変換をオンにし、且つ前記インバータ及びコンバータによる変換の方向を整合させる制御を行うようにしてある
請求項1に記載の双方向AC/DC変換装置。
The controller is
A detector for detecting the voltage of the first capacitor;
A determination unit that determines whether or not the voltage detected by the detection unit is higher than a predetermined voltage;
2. The bidirectional AC / C according to claim 1, wherein when the determination unit determines that the voltage is higher than a predetermined voltage, control is performed to turn on conversion by the inverter and to adjust a direction of conversion by the inverter and the converter. DC converter.
前記制御部は、
前記第2コンデンサの電圧を検出する検出部と、
該検出部が検出した電圧が所定電圧より高いか否かを判定する判定部と、
該判定部が所定電圧より高いと判定した場合、計時を開始するタイマとを有し、
該タイマが所定時間を計時した場合、前記インバータによる変換をオンにし、且つ前記インバータ及びコンバータによる変換の方向を整合させる制御を行うようにしてある
請求項1に記載の双方向AC/DC変換装置。
The controller is
A detector for detecting the voltage of the second capacitor;
A determination unit for determining whether or not the voltage detected by the detection unit is higher than a predetermined voltage;
If the determination unit determines that it is higher than the predetermined voltage, it has a timer for starting time measurement,
2. The bidirectional AC / DC converter according to claim 1, wherein when the timer measures a predetermined time, control is performed to turn on conversion by the inverter and to match the direction of conversion by the inverter and converter. 3. .
前記コンバータは、直流電圧及び交流電圧を双方向に変換する第2及び第3のインバータと、該第2及び第3のインバータが夫々変換した交流電圧が一次側及び二次側に印加される変成器とを有する請求項1から3の何れか1項に記載の双方向AC/DC変換装置。   The converter includes second and third inverters that bidirectionally convert a DC voltage and an AC voltage, and an AC voltage that is converted by the second and third inverters, respectively, applied to the primary side and the secondary side. The bidirectional AC / DC converter according to any one of claims 1 to 3, further comprising a converter. 交流電圧及び直流電圧を双方向に変換するインバータと、直流電圧を双方向に電圧変換するコンバータと、前記インバータが変換した直流電圧及び前記コンバータが第1方向に変換した直流電圧を平滑化する第1コンデンサと、前記コンバータが第2方向に変換した直流電圧を平滑化する第2コンデンサと、前記インバータによる変換をオン/オフする制御並びに前記インバータ及びコンバータによる変換の方向の制御を行う制御部とを備える双方向AC/DC変換装置における前記第1コンデンサへの突入電流を防止する突入電流防止方法であって、
前記制御部は、
前記インバータによる変換をオフにした場合、前記コンバータによる変換の方向を第1方向にするステップと、
前記第1コンデンサの電圧を検出するステップと、
該ステップで検出した電圧が所定電圧より高いか否かを判定するステップと、
該ステップで所定電圧より高いと判定した場合、前記インバータによる変換をオンにするステップ及び前記インバータ及びコンバータによる変換の方向を整合させる制御を行うステップと
を有する突入電流防止方法。
An inverter that bidirectionally converts an AC voltage and a DC voltage, a converter that bidirectionally converts a DC voltage, a DC voltage that is converted by the inverter, and a DC voltage that is converted by the converter in a first direction. 1 capacitor, a second capacitor that smoothes the DC voltage converted by the converter in the second direction, a control unit that controls on / off of conversion by the inverter and a control direction of conversion by the inverter and the converter, An inrush current preventing method for preventing an inrush current to the first capacitor in a bidirectional AC / DC converter comprising:
The controller is
When the conversion by the inverter is turned off, the direction of conversion by the converter is set to the first direction;
Detecting the voltage of the first capacitor;
Determining whether the voltage detected in the step is higher than a predetermined voltage;
An inrush current prevention method comprising: turning on conversion by the inverter and performing control to match the direction of conversion by the inverter and converter when it is determined that the voltage is higher than a predetermined voltage in the step.
交流電圧及び直流電圧を双方向に変換するインバータと、直流電圧を双方向に電圧変換するコンバータと、前記インバータが変換した直流電圧及び前記コンバータが第1方向に変換した直流電圧を平滑化する第1コンデンサと、前記インバータによる変換をオン/オフする制御並びに前記インバータ及びコンバータによる変換の方向の制御を行う制御部とを備える双方向AC/DC変換装置における前記第1コンデンサへの突入電流を、前記制御部を構成するコンピュータに防止させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
前記インバータによる変換をオフにした場合、前記コンバータによる変換の方向を第1方向にするステップと、
前記第1コンデンサの電圧を検出するステップと、
該ステップで検出した電圧が所定電圧より高いか否かを判定するステップと、
該ステップで所定電圧より高いと判定した場合、前記インバータによる変換をオンにするステップ及び前記インバータ及びコンバータによる変換の方向を整合させる制御を行うステップと
を実行させるコンピュータプログラム。
An inverter that bidirectionally converts an AC voltage and a DC voltage, a converter that bidirectionally converts a DC voltage, a DC voltage that is converted by the inverter, and a DC voltage that is converted by the converter in a first direction. An inrush current to the first capacitor in a bidirectional AC / DC converter comprising: one capacitor; and a control unit that controls the turning on / off of conversion by the inverter and the direction of conversion by the inverter and the converter, A computer program for causing a computer constituting the control unit to prevent,
On the computer,
When the conversion by the inverter is turned off, the direction of conversion by the converter is set to the first direction;
Detecting the voltage of the first capacitor;
Determining whether the voltage detected in the step is higher than a predetermined voltage;
A computer program that executes a step of turning on conversion by the inverter and a step of performing control to match the direction of conversion by the inverter and converter when it is determined that the voltage is higher than a predetermined voltage in the step.
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