FR3126822A1 - Convertisseur de puissance - Google Patents

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alternating current
circuit
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FR2208924A
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Inventor
Sadanori Suzuki
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
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Abstract

La présente invention concerne un convertisseur de puissance comportant un circuit côté courant alternatif, une inductance côté courant continu, une inductance côté courant alternatif, un circuit côté courant continu, une unité de commande, un transformateur, un condensateur côté courant continu et un condensateur côté courant alternatif. Le circuit côté courant alternatif comporte un circuit tampon côté courant alternatif et un circuit en pont, et est connecté à un enroulement côté courant alternatif du transformateur via le condensateur côté courant alternatif. Le circuit côté courant continu comporte un circuit tampon côté courant continu et un élément de commutation de redressement, et est connecté à un enroulement côté courant continu du transformateur via le condensateur côté courant continu. L’unité de commande commande une commutation des éléments de commutation.

Description

CONVERTISSEUR DE PUISSANCE
Domaine de l’invention
La présente divulgation concerne un convertisseur de puissance.
Description de l’art connexe
Un convertisseur de puissance bidirectionnel isole un côté entrée et un côté sortie l’un de l’autre, convertit une tension de courant continu en une tension de courant alternatif, et convertit une tension de courant alternatif en une tension de courant continu. Par exemple, un convertisseur de puissance bidirectionnel divulgué dans la publication de brevet japonais mise à la disponibilité du public N° 2014–7904 comporte un transformateur et un total de trois circuits en pont complet : un du côté courant continu du transformateur et deux du côté courant alternatif du transformateur. Lors de la conversion d’une tension de courant alternatif en une tension de courant continu, le convertisseur de puissance divulgué dans la publication de brevet japonais mise à la disponibilité du public N° 2014–7904 convertit la tension de courant alternatif en tension de courant continu tout en réalisant une correction de facteur de puissance dans le circuit en pont complet alimenté directement par la tension de courant alternatif. Ensuite, le convertisseur de puissance convertit la tension de courant continu en une tension de courant alternatif à haute fréquence dans le circuit en pont complet qui est connecté à un enroulement côté courant alternatif du transformateur. Le convertisseur de puissance transfère ensuite la tension de courant alternatif à haute fréquence au côté courant continu, le côté courant alternatif et le côté courant continu étant isolés l’un de l’autre par le transformateur. La tension de courant alternatif à haute fréquence est à nouveau convertie en une tension de courant continu dans le circuit en pont complet du côté courant continu. Lors de la conversion d’une tension de courant continu en une tension de courant alternatif, le convertisseur de puissance convertit une tension de courant continu appliquée en une tension de courant alternatif à haute fréquence dans le circuit en pont complet du côté courant continu du transformateur, et transfère la tension de courant alternatif à haute fréquence au côté courant alternatif, le côté courant alternatif et le côté courant continu étant isolés l’un de l’autre par le transformateur. La tension de courant alternatif à haute fréquence est convertie en une tension de courant continu dans le circuit en pont complet connecté à l’enroulement côté courant alternatif du transformateur. La tension de courant continu est convertie en une tension de courant alternatif souhaitée dans l’autre circuit en pont complet du côté courant alternatif.
Étant donné que la technique classique utilise un total de trois circuits en pont, il est difficile de réduire le nombre de composants actifs. Le composant actif est un terme général pour les éléments de commutation et les redresseurs.
RÉSUMÉ
Ce résumé est fourni pour présenter une sélection de concepts sous une forme simplifiée qui sont décrits plus en détail ci–dessous dans la description détaillée. Ce résumé n’est pas destiné à identifier les caractéristiques clés ou les caractéristiques essentielles de l’objet revendiqué, ni à être utilisé comme une aide pour déterminer la portée de l’objet revendiqué.
Dans un aspect général, un convertisseur de puissance comporte un transformateur, un condensateur côté courant continu, un condensateur côté courant alternatif, un circuit côté courant continu et un circuit côté courant alternatif. Le transformateur comporte un enroulement côté courant continu et un enroulement côté courant alternatif. Le circuit côté courant continu comporte une inductance côté courant continu, un élément de commutation de redressement, des première et deuxième bornes de connexion de courant continu formant une paire et un circuit tampon côté courant continu. Le circuit côté courant alternatif comporte des première et deuxième bornes de connexion de courant alternatif formant une paire, une inductance côté courant alternatif, un premier élément de commutation de bras supérieur, un deuxième élément de commutation de bras supérieur, un premier élément de commutation de bras inférieur, un deuxième élément de commutation de bras inférieur et un circuit tampon côté courant alternatif. Une connexion en série du premier élément de commutation de bras supérieur et du premier élément de commutation de bras inférieur, et une connexion en série du deuxième élément de commutation de bras supérieur et du deuxième élément de commutation de bras inférieur forment un circuit en pont. Un nœud entre le premier élément de commutation de bras supérieur et le premier élément de commutation de bras inférieur, et un nœud entre le deuxième élément de commutation de bras supérieur et le deuxième élément de commutation de bras inférieur sont connectés l’un à l’autre via les première et deuxième bornes de connexion de courant alternatif et l’inductance côté courant alternatif. Le circuit tampon côté courant continu comporte un élément de commutation tampon côté courant continu et un condensateur tampon côté courant continu. Le circuit tampon côté courant alternatif comporte un élément de commutation tampon côté courant alternatif et un condensateur tampon côté courant alternatif et est connecté en parallèle avec le circuit en pont. Le circuit côté courant continu est connecté à l’enroulement côté courant continu du transformateur via le condensateur côté courant continu. Le circuit côté courant alternatif est connecté à l’enroulement côté courant alternatif du transformateur via le condensateur côté courant alternatif.
D’autres caractéristiques et aspects ressortiront de la description détaillée suivante, des dessins et des revendications.
La est un schéma montrant un exemple d’une configuration d’un convertisseur de puissance 1.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un premier état Φ1.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un deuxième état Φ2.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un troisième état Φ3.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un quatrième état Φ4.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un cinquième état Φ5.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un sixième état Φ6.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un septième état Φ7.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un huitième état Φ8.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un neuvième état Φ9.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un dixième état Φ10.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un onzième état Φ11.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un douzième état Φ12.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 1 dans un treizième état Φ13.
La est un schéma montrant un exemple d’un convertisseur de puissance 2 dans un premier état Ψ1.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un deuxième état Ψ2.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un troisième état Ψ3.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un quatrième état Ψ4.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un cinquième état Ψ5.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un sixième état Ψ6.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un septième état Ψ7.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un huitième état Ψ8.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un neuvième état Ψ9.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un dixième état Ψ10.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un premier état Ω1.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un deuxième état Ω2.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un troisième état Ω3.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un quatrième état Ω4.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un cinquième état Ω5.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un sixième état Ω6.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un septième état Ω7.
La est un schéma montrant un exemple du convertisseur de puissance 2 dans un huitième état Ω8.
Dans les dessins et la description détaillée, les mêmes numéros de référence se rapportent aux mêmes éléments. Les dessins peuvent ne pas être à l’échelle, et la taille relative, les proportions et la représentation des éléments dans les dessins peuvent être exagérées pour des raisons de clarté, d’illustration et de commodité.

Claims (6)

  1. Convertisseur de puissance, comprenant :
    un transformateur qui comporte un enroulement côté courant continu et un enroulement côté courant alternatif ;
    un condensateur côté courant continu ;
    un condensateur côté courant alternatif ;
    un circuit côté courant continu qui comporte une inductance côté courant continu, un élément de commutation de redressement, des première et deuxième bornes de connexion de courant continu formant une paire et un circuit tampon côté courant continu ; et
    un circuit côté courant alternatif qui comporte des première et deuxième bornes de connexion de courant alternatif formant une paire, une inductance côté courant alternatif, un premier élément de commutation de bras supérieur, un deuxième élément de commutation de bras supérieur, un premier élément de commutation de bras inférieur, un deuxième élément de commutation de bras inférieur et un circuit tampon côté courant alternatif, dans lequel
    une connexion en série du premier élément de commutation de bras supérieur et du premier élément de commutation de bras inférieur et une connexion en série du deuxième élément de commutation de bras supérieur et du deuxième élément de commutation de bras inférieur forment un circuit en pont,
    un nœud entre le premier élément de commutation de bras supérieur et le premier élément de commutation de bras inférieur et un nœud entre le deuxième élément de commutation de bras supérieur et le deuxième élément de commutation de bras inférieur sont connectés l’un à l’autre via les première et deuxième bornes de connexion de courant alternatif et l’inductance côté courant alternatif,
    le circuit tampon côté courant continu comporte un élément de commutation tampon côté courant continu et un condensateur tampon côté courant continu,
    le circuit tampon côté courant alternatif comporte un élément de commutation tampon côté courant alternatif et un condensateur tampon côté courant alternatif et est connecté en parallèle avec le circuit en pont,
    le circuit côté courant continu est connecté à l’enroulement côté courant continu du transformateur via le condensateur côté courant continu, et
    le circuit côté courant alternatif est connecté à l’enroulement côté courant alternatif du transformateur via le condensateur côté courant alternatif.
  2. Convertisseur de puissance selon la revendication 1, dans lequel
    les première et deuxième bornes de connexion de courant continu sont connectées à une alimentation en puissance électrique à courant continu,
    le convertisseur de puissance est configuré pour convertir une tension de courant continu fournie par l’alimentation en puissance électrique à courant continu en une tension de courant alternatif,
    l’inductance côté courant continu comporte une première extrémité et une deuxième extrémité,
    la première extrémité de l’inductance côté courant continu est connectée à la première borne de connexion de courant continu via l’élément de commutation de redressement,
    la deuxième extrémité de l’inductance côté courant continu est connectée à la deuxième borne de connexion de courant continu, et
    le circuit tampon côté courant continu est connecté en parallèle avec l’inductance côté courant continu.
  3. Convertisseur de puissance selon la revendication 1, dans lequel
    les première et deuxième bornes de connexion de courant continu sont connectées à une alimentation en puissance électrique à courant continu,
    le convertisseur de puissance est configuré pour convertir une tension de courant continu fournie par l’alimentation en puissance électrique à courant continu en une tension de courant alternatif,
    l’élément de commutation de redressement comporte une première extrémité et une deuxième extrémité,
    la première extrémité de l’élément de commutation de redressement est connectée à la première borne de connexion de courant continu via l’inductance côté courant continu, et
    la deuxième extrémité de l’élément de commutation de redressement est connectée à la deuxième borne de connexion de courant continu, et le circuit tampon côté courant continu est connecté en parallèle avec l’élément de commutation de redressement.
  4. Convertisseur de puissance selon la revendication 1, dans lequel
    les première et deuxième bornes de connexion de courant alternatif sont connectées à une alimentation en puissance électrique à courant alternatif,
    le convertisseur de puissance est configuré pour convertir une tension de courant alternatif fournie par l’alimentation en puissance électrique à courant alternatif en une tension de courant continu,
    l’inductance côté courant continu comporte une première extrémité et une deuxième extrémité,
    l’élément de commutation de redressement comporte une première extrémité et une deuxième extrémité,
    la première extrémité de l’élément de commutation de redressement est connectée à la première borne de connexion de courant continu via l’inductance côté courant continu,
    la deuxième extrémité de l’élément de commutation de redressement est connectée à la deuxième borne de connexion de courant continu, et
    le circuit tampon côté courant continu est connecté en parallèle avec l’élément de commutation de redressement.
  5. Convertisseur de puissance selon la revendication 4, comprenant en outre une unité de commande qui est configurée pour commander une commutation de l’élément de commutation de redressement, du premier élément de commutation de bras supérieur, du deuxième élément de commutation de bras supérieur, du premier élément de commutation de bras inférieur, du deuxième élément de commutation de bras inférieur, de l’élément de commutation tampon côté courant continu et de l’élément de commutation tampon côté courant alternatif,
    l’unité de commande commande la commutation de manière à améliorer un facteur de puissance sur la base de la tension de courant alternatif de l’alimentation en puissance électrique à courant alternatif et d’un courant circulant à travers l’inductance côté courant alternatif.
  6. Convertisseur de puissance selon la revendication 4 ou 5, comprenant en outre une unité de commande qui commande une commutation de l’élément de commutation de redressement, du premier élément de commutation de bras supérieur, du deuxième élément de commutation de bras supérieur, du premier élément de commutation de bras inférieur, du deuxième élément de commutation de bras inférieur, de l’élément de commutation tampon côté courant continu et de l’élément de commutation tampon côté courant alternatif, et
    l’unité de commande commande la commutation de sorte qu’une tension de courant continu spécifiée soit délivrée sur la base d’une tension entre les première et deuxième bornes de connexion de courant continu.
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