(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成でリンギングによるノイズがラジオ受信周波数に混入し受信感度を悪化させることを防止する。【解決手段】共振形コンバータ１は共振コイル１０、共振スイッチングトランジスタ１２、共振コンデンサ１８を備える。共振コンデンサ１８に並列に、スイッチ２０及び調整コンデンサ２２をさらに付加する。ラジオ受信機の受信感度が上限しきい値と下限しきい値の間にある場合、コントローラ２６はスイッチ２０をオンにしてリンギング周波数をシフトさせ、ノイズ混入を防止する。【選択図】図１
2010119240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振コイルと共振コンデンサと共振スイッチを有し、入力電圧から共振電圧を生成する共振回路と、
前記共振回路の前記共振コンデンサに並列に接続される、互いに直列接続される調整スイッチ及び調整コンデンサと、
前記調整スイッチの開閉を制御するコントローラと、
を有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
共振コイルと共振コンデンサと共振スイッチを有し、入力電圧から共振電圧を生成する共振回路と、
前記共振回路の前記共振コンデンサに並列に接続される、互いに直列接続される調整スイッチ及び調整配線と、
前記調整スイッチの開閉を制御するコントローラと、
を有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１，２のいずれかに記載の装置において、
前記コントローラは、ラジオ受信機の受信電波強度が上限しきい値と下限しきい値との間である場合に前記調整スイッチをオン制御することを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１，２のいずれかに記載の装置において、
前記コントローラは、ラジオ受信器の受信周波数が所定の周波数である場合に前記調整スイッチをオン制御することを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力変換装置に関し、特に共振形変換装置のノイズ低減に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電力変換装置の共振現象を利用したスイッチング回路が知られており、ハイブリッド車両等に搭載されている。図４に、共振形コンバータの一例を示す。交流電圧源８に共振コイル１０が接続され、さらにＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の共振スイッチングトランジスタ１２が接続される。共振スイッチングトランジスタ１２と並列にダイオード１４が接続され、さらに共振コンデンサ１８が接続される。また、ダイオード１６及び負荷である抵抗２４が直列に接続されるとともに、これらが共振スイッチングトランジスタ１２に並列に接続される。
【０００３】
このような共振形コンバータでは、共振コイル１０、共振スイッチングトランジスタ１２、共振コンデンサ１８からなる共振回路により共振電圧に変調し、共振電圧がゼロとなるタイミングで共振スイッチングトランジスタ１２を開閉するＺＶＳ（ゼロ電圧スイッチング）を実現することで発熱を抑制し電力損失を図ることができるが、同時にラジオ受信特性が悪化する場合がある。すなわち、共振スイッチングトランジスタ１２あるいはダイオード１４がＯＮしたときに、図４の矢印で示すようにダイオード１４、コンデンサ１８を含む閉回路が形成され、この閉回路の配線の寄生インダクタンスと共振コンデンサ１８とで共振回路が形成されるためリンギングが発生する。そして、このリンギングの周波数がラジオ周波数帯に入るとラジオ受信感度を悪化させてしまうのである。一般に配線の寄生インダクタンスの値はまちまちで不明であるから、リンギングの周波数がどの程度であるかを予め把握することも困難である。
【０００４】
下記の特許文献１には、ＤＣリンク並列共振形インバータが記載されている。共振コイル、共振コンデンサ及び共振スイッチからなる共振回路によりインバータに入力印加するための共振電圧波形を生成するものである。
【０００５】
また、下記の特許文献２には、電力変換装置の筐体と負極端子とを抵抗を介して電気接続し、接続線を絶縁物を介して電力変換装置の負極端子から筐体内のスイッチング装置への導体に沿わせて配線することで、筐体内配線から予測される高周波電流経路に対して低インダクタンス配線とすることが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２２２４５０号公報
【特許文献２】特開２００５−８６９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
共振形コンバータを搭載する車両において、リンギング周波数がラジオ周波数帯に入ってしまうとラジオ受信感度を悪化させるため、車両ユーザにとり好ましくない。配線の寄生インダクタンスを調整してリンギング周波数がラジオ周波数帯に入らないようにすればよいが、回路設計上の制約もあり、かつ、余分な回路素子の追加はコスト増を招く。したがって、簡易な構成でありながらラジオ受信感度を良好に維持できる装置が望まれる。
【０００８】
本発明の目的は、簡易な構成でリンギング周波数を調整してラジオ受信感度を維持できる電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電力変換装置は、共振コイルと共振コンデンサと共振スイッチを有し、入力電圧から共振電圧を生成する共振回路と、前記共振回路の前記共振コンデンサに並列に接続される、互いに直列接続される調整スイッチ及び調整コンデンサと、前記調整スイッチの開閉を制御するコントローラとを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、共振コイルと共振コンデンサと共振スイッチを有し、入力電圧から共振電圧を生成する共振回路と、前記共振回路の前記共振コンデンサに並列に接続される、互いに直列接続される調整スイッチ及び調整配線と、前記調整スイッチの開閉を制御するコントローラとを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の１つの実施形態では、前記コントローラは、ラジオ受信機の受信電波強度が上限しきい値と下限しきい値との間である場合に前記調整スイッチをオン制御する。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態では、前記コントローラは、ラジオ受信器の受信周波数が所定の周波数である場合に前記調整スイッチをオン制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易な構成でリンギング周波数を調整してラジオ受信感度を維持ないし向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について、コンバータを例にとり説明する。
【００１５】
図１に、本実施形態における共振形コンバータ１の構成を示す。交流電圧源８に共振コイル１０が接続され、さらにＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の共振スイッチングトランジスタ１２が接続される。共振スイッチングトランジスタ１２と並列にダイオード１４が接続され、さらに共振コンデンサ１８が接続される。また、ダイオード１６及び負荷である抵抗２４が直列に接続され、これらが共振スイッチングトランジスタ１２に並列に接続される。そして、共振コンデンサ１８と並列に、互いに直列接続されたスイッチ（調整スイッチ）２０及び調整コンデンサ２２が接続される。スイッチ２０のオンオフは、コントローラ２６からの制御信号により制御される。スイッチ２０は、スイッチングトランジスタで構成することができる。また、調整コンデンサ２２の容量はコンデンサ１８の容量の整数倍ではなく、例えばコンデンサ１８の容量の半分以下に設定される。
【００１６】
このような構成において、図４に示す回路と同様に、共振スイッチングトランジスタ１２あるいはダイオード１４がＯＮしたときに、ダイオード１４、共振コンデンサ１８からなる閉回路部分の配線の寄生インダクタンスと共振コンデンサ１８とで共振回路が形成されリンギングが発生する。そして、配線形状の制約等により、リンギング周波数をＡＭ帯以上にできず、また、ＡＭ帯未満に設定するもののｎ次高調波がＡＭ帯に入ってしまう場合がある。ｎ次高調波が車載ラジオの選局周波数と一致する場合、受信感度が悪化することになる。
【００１７】
このような場合、コントローラ２６はスイッチ２０に制御信号を供給し、スイッチ２０をオフからオンにする。すると、共振コンデンサ１８及び調整コンデンサ２２からなる合成容量が変化するため、リンギング周波数が変化し、そのｎ次高調波を選局周波数からずらすことができる。本実施形態では、単にスイッチ２０と調整コンデンサ２２を付加するだけでよく、かつ、調整コンデンサ２２も共振コンデンサ１８に比べて十分小さい容量で済むため、構成もシンプルであってコスト増加もほとんどない。また、コントローラ２６も、共振スイッチングトランジスタ１２のスイッチングを制御するコントローラと共通化することができる。
【００１８】
リンギング周波数（共振周波数）あるいはそのｎ次高調波が選局周波数と一致しているかの判断方法は任意であるが、例えば以下の方法がある。
（１）予め受信感度が悪化するおそれのあるチャンネルをコントローラ２６のメモリに登録しておき、選局情報を取得してスイッチ２０のオンオフを切り替える。
（２）受信電波強度を測定し、強度が低い場合にスイッチ２０を切り替える。
【００１９】
図１には、コントローラ２６に選局情報あるいは受信電波強度が供給されることが示されている。選局情報や受信電波強度は、車載チューナからの情報を車載ＥＣＵが取得し、車載ＥＣＵからコントローラ２６に供給すればよい。
【００２０】
図２に、本実施形態の処理フローチャートを示す。受信電波強度に応じてスイッチ２０を切り替える場合である。まず、車両ユーザは車載チューナを起動して受信チャンネルを選局する（Ｓ１０１）。車載ＥＣＵは、受信チャンネルの受信電話強度Ｐｉｎを確定する（Ｓ１０２）。受信電波強度は、実際に測定して確定してもよく、マップデータより確定してもよい。マップデータにより確定する場合、予め各地点における受信電波強度を測定して各地点毎に受信電波強度を登録しておき、車載ナビゲーション装置により検出した車両の現在位置に対応する受信電波強度を取得すればよい。確定した受信電波強度Ｐｉｎは車載ＥＣＵからコントローラ２６に供給される。コントローラ２６は、受信電波強度Ｐｉｎが上限しきい値Ｐｌｍａｘより大きいか、あるいは受信電波強度Ｐｉｎが下限しきい値Ｐｌｍｉｎより小さいか否かを判定する（Ｓ１０３）。受信電波強度Ｐｉｎが上限しきい値Ｐｌｍａｘより大きい場合、すなわち受信電波強度Ｐｉｎが十分大きい場合にはリンギング周波数によるノイズの影響をあまり受けないので、コントローラ２６はスイッチ２０をオフのままとする（Ｓ１０５）。また、受信電波強度Ｐｉｎが下限しきい値Ｐｌｍｉｎより小さい場合には、受信電波強度Ｐｉｎが小さすぎ、リンギング周波数によるノイズのみを除去してもあまり効果がないため、コントローラ２６はスイッチ２０をオフのままとする（Ｓ１０５）。一方、受信電波強度Ｐｉｎが上限しきい値と下限しきい値の間にある場合には、リンギング周波数によるノイズが混入しており、これを除去することに効果があるとして、コントローラ２６はスイッチ２０をオンとする（Ｓ１０４）。
【００２１】
なお、受信電波強度Ｐｉｎが上限しきい値と下限しきい値との間にある場合でも、さらに受信電波強度Ｐｉｎと許容しきい値（許容しきい値は上限しきい値と下限しきい値との間の値に設定される）とを比較し、許容しきい値より小さい場合にのみスイッチ２０をオンにしてもよい。許容しきい値をユーザが適宜手動で設定できるようにしてもよい。
【００２２】
また、受信電波強度Ｐｉｎが上限しきい値を超える場合においても、スイッチ２０をＯＮにしてリンギング周波数によるノイズを除去して受信環境をさらに向上してもよい。
【００２３】
以上は受信電波強度によりスイッチ２０を切り替える場合であるが、選局情報によりスイッチ２０を切り替える場合には、以下のように処理する。すなわち、車載ＥＣＵは選局情報をコントローラ２６に供給する。コントローラ２６のメモリには予め悪化するおそれのある周波数が登録されており、供給された選局情報が予め登録された周波数に一致するか否かを判定する。そして、一致する場合にはスイッチ２０をＯＮとし、一致しない場合にはスイッチ２０をＯＦＦとする。選局情報と受信電波強度を組み合わせてスイッチ２０を切り替えることも可能である。すなわち、車載ＥＣＵは選局情報をコントローラ２６に供給する。コントローラ２６のメモリには予め悪化するおそれのある周波数が登録されており、供給された選局情報が予め登録された周波数に一致するか否かを判定する。そして、一致する場合であって、かつ、受信電波強度が上限しきい値と下限しきい値との間にある場合にスイッチ２０をオンとし、選局情報が予め登録された周波数に一致しない場合、あるいは周波数が一致するものの受信電波強度が上限しきい値を超える場合や下限しきい値を下回る場合にスイッチ２０をオフとする。
【００２４】
上記の実施形態では、スイッチ２０と調整コンデンサ２２を設け、スイッチ２０を切り替えることで調整コンデンサ２２を回路に接続するか否かを制御し、合成容量を調整してリンギング周波数をシフトさせているが、調整コンデンサ２２を設けることなく、単にスイッチ２０のみを設け、配線の寄生インダクタンスを変化させることでリンギング周波数をシフトさせることもできる。
【００２５】
図３に、他の実施形態の構成を示す。図１と同様にスイッチ２０が設けられるが、調整コンデンサ２２はなく、単に配線（調整配線）２３が共振コンデンサ１８と並列に接続されているのみである。配線２３の長さや太さを調整し、スイッチ２０を切り替えることで寄生インダクタンス値を調整することができる。ＡＭ帯は５３１ｋＨｚから１６０２ｋＨｚであり、スイッチ２０をオンにして配線２３が回路に接続された場合に、リンギング周波数が１６０２ｋＨｚ以上となるように配線２３の形状を調整する。例えば、共振コンデンサ１８の容量を２００ｎＦとした場合、ｆ＝１／｛２π（ＬＣ）１／２｝であるから、寄生Ｌ値を１２ｎＨ以下となるように調整する。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態では、共振形コンバータの既存の回路構成に、スイッチ２０及び調整コンデンサ２２を付加するだけ、あるいはスイッチ２０及び配線２３を付加するだけで、リンギング周波数（共振周波数）をシフトさせ、それ自身あるいはそのｎ次高調波がノイズとなって受信感度を悪化させる事態を効果的に防ぐことができる。
【００２７】
なお、スイッチ２０をオンにしてリンギング周波数（共振周波数）をシフトさせる場合、共振スイッチングトランジスタ１２のスイッチングタイミングも同時に変化させる必要があるが、上記したとおり、スイッチ２０の切替を制御するコントローラ２６を共振スイッチングトランジスタ１２のオンオフを制御するコントローラと共通化すれば容易に対応することができる。
【００２８】
本実施形態では電力変換装置の一例としてコンバータを例示したが、共振形インバータに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態の回路構成図である。
【図２】実施形態の処理フローチャートである。
【図３】他の実施形態の回路構成図である。
【図４】従来装置の回路構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  共振形コンバータ、１０  共振コイル、１２  共振スイッチングトランジスタ、１４，１６  ダイオード、１８  共振コンデンサ、２０  スイッチ（調整スイッチ）、２２  調整コンデンサ。
【図１】
2010119240.tif 000003
【図２】
2010119240.tif 000004
【図３】
2010119240.tif 000005
【図４】
2010119240.tif 000006