(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換器（１００）であって、複数の対角配置された一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）を有する一次ブリッジ（１２０）と、
複数の対角配置された二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）を有する二次ブリッジ（１２１）と、
前記一次ブリッジ（１２０）および前記二次ブリッジ（１２１）に電気的に結合された変圧器（１４０）と、
前記一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）および前記二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）を位相シフト切り替えするよう構成される少なくとも１つの制御ユニット（１３０）と、
を備え、
前記一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）および前記二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）の１つまたは複数が、ゼロ電流状態下でオフに切り替えられ、
前記少なくとも１つの制御ユニット（１３０）は、さらに、前記一次ブリッジ（１２０）内の対応する一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）に対する前記二次ブリッジ（１２１）内の少なくとも１つの二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）を位相シフト切り替えして、前記電力変換器（１００）の各電力サイクル中に、指定された継続期間のゼロ電流状態が、前記変圧器（１４０）で確立されるよう構成される、
電力変換器（１００）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの制御ユニット（１３０）は、さらに、ゼロ電圧状態下で、前記一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）および前記二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）の１つまたは複数を切り替えるよう構成される、請求項１に記載の電力変換器（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの制御ユニット（１３０）は、さらに、ゼロ電圧状態下で、前記一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）の一方もしくは他方、または前記二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）の一方もしくは他方を交互に切り替えるよう構成される、請求項２に記載の電力変換器（１００）。
【請求項４】
電力変換器（１００）であって、複数の対角配置された一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）を有する一次ブリッジ（１２０）と、
複数の対角配置された二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）を有する二次ブリッジ（１２１）と、
前記一次ブリッジ（１２０）および前記二次ブリッジ（１２１）に電気的に結合された変圧器（１４０）と、
前記一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）および前記二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）を位相シフト切り替えするよう構成される少なくとも１つの制御ユニット（１３０）と、
を備え、
前記一次ブリッジ（１２０）ならびに前記二次ブリッジ（１２１）の間のブリッジ位相シフト、および前記一次ブリッジ（１２０）内ならびに前記二次ブリッジ（１２１）内での対角位相シフトが存在し、
前記少なくとも１つの制御ユニット（１３０）は、前記一次ブリッジ（１２０）に対して前記二次ブリッジ（１２１）を位相シフト切り替えすることによって前記電力変換器（１００）の出力電圧を調整し、前記二次ブリッジ（１２１）の前記二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）の先行素子が、前記一次ブリッジ（１２０）の前記一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）の対応する先行素子のターンオンまたはターンオフに続く遅延後にオンまたはオフに切り替えられるよう構成される、
電力変換器（１００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの制御ユニット（１３０）は、前記変圧器（１４０）内で、前記電力変換器（１００）の各電力サイクル中に、指定される継続期間のゼロ電流状態を確立するよう構成され、
前記変圧器ゼロ電流状態は、
前記一次ブリッジ（１２０）の前記先行素子に対角配置される、前記一次ブリッジ（１２０）の前記一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）の退行素子が、前記一次ブリッジ（１２０）の前記先行素子のターンオフ後に第１の時間間隔でオフに切り替えられるよう、前記一次ブリッジ（１２０）の対角位相シフト切り替えを実現することによって、および
前記二次ブリッジ（１２１）の前記先行素子に対角配置される、前記二次ブリッジ（１２１）の前記二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）の退行素子が、前記二次ブリッジ（１２１）の前記先行素子のターンオフ後に第２の時間間隔でオフに切り替えられるよう、前記二次ブリッジ（１２１）の対角位相シフト切り替えを実施することによって、
確立される、
請求項４に記載の電力変換器（１００）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの制御ユニット（１３０）は、少なくとも、前記ブリッジ位相シフト遅延、前記一次ブリッジ（１２０）のＤＣ電圧、前記二次ブリッジ（１２１）のＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として、前記第１の時間間隔を決定するよう構成される、請求項５に記載の電力変換器（１００）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの制御ユニット（１３０）は、少なくとも、前記ブリッジ位相シフト遅延、前記第１の時間間隔、前記一次ブリッジ（１２０）のＤＣ電圧、前記二次ブリッジ（１２１）のＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として、前記第２の時間間隔を決定するよう構成される、請求項５または６に記載の電力変換器（１００）。
【請求項８】
電力変換器（１００）を制御する方法であって、前記方法は、一次ブリッジ（１２０）内の少なくとも２つの対角配置一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）の対角位相シフト切り替え、または前記電力変換器（１００）の二次ブリッジ（１２１）内の少なくとも２つの対角配置二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）の対角位相シフト切り替えの少なくとも一方と、
前記一次ブリッジ（１２０）における対応する一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）に対する、前記二次ブリッジ（１２１）における少なくとも１つの二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）のブリッジ位相シフト切り替えと、
を含み、
対角位相シフト切り替えは、前記一次ブリッジ（１２０）の対角配置先行素子の切り替え後に、第１の時間間隔で前記一次ブリッジ（１２０）の退行素子を切り替えることを含み、前記第１の時間間隔は、少なくとも前記退行素子がゼロ電流状態でオフに切り替わるよう選択される、
方法。
【請求項９】
ブリッジ位相シフト切り替えは、前記一次ブリッジ（１２０）の対応する先行素子のターンオンまたはターンオフに続く遅延後に前記二次ブリッジ（１２１）の先行素子をオンに切り替えることを含み、前記遅延は、前記電力変換器（１００）の所望の出力電圧に基づいて判断される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の時間間隔は、少なくとも、前記ブリッジ位相シフト、前記一次ブリッジ（１２０）のＤＣ電圧、前記二次ブリッジ（１２１）のＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として決定される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電力変換器（１００）の変圧器（１４０）の変圧器ゼロ電流状態は、前記二次ブリッジ（１２１）の対角位相シフト切り替えを実施することによっても確立され、前記二次ブリッジ（１２１）の前記先行素子の対角線上にある前記二次ブリッジ（１２１）の退行素子が、前記二次ブリッジ（１２１）の前記先行素子のターンオフ後に第２の時間間隔でオフに切り替えられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の時間間隔は、少なくとも、前記ブリッジ位相シフト、前記第１の時間間隔、前記一次ブリッジ（１２０）のＤＣ電圧、前記二次ブリッジ（１２１）のＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として決定される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
電力変換器（１００）を制御する方法であって、前記方法は、前記電力変換器（１００）の一次ブリッジ（１２０）内の一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）の位相シフト切り替えと、
前記電力変換器（１００）の二次ブリッジ（１２１）内の二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）の位相シフト切り替えと、
を含み、
前記一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）および前記二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）の１つまたは複数が、ゼロ電流状態下でオフに切り替えられ、ゼロ電圧状態下でオンに切り替えられ、
位相シフト切り替えは、ブリッジ位相シフト切り替えを含み、先行二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）が、対応する先行一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）の切り替えに続く遅延後に切り替えられ、
位相シフト切り替えは、対角位相シフト切り替えを含み、前記先行二次電力素子（１０５、１０６、１０７、１０８）、前記対応する先行一次電力素子（１０１、１０２、１０３、１０４）、または前記一次ブリッジ（１２０）もしくは前記二次ブリッジ（１２１）の少なくとも一方における他の先行電力素子の少なくとも１つが、前記一次ブリッジ（１２０）もしくは前記二次ブリッジ（１２１）の同じものの中の対角配置退行電力素子の前に、ある時間間隔で切り替えられる、
方法。
【請求項１４】
前記対角位相シフト切り替えを、前記一次ブリッジ（１２０）で行い、前記時間間隔は、少なくとも、前記ブリッジ位相シフト、前記一次ブリッジ（１２０）のＤＣ電圧、前記二次ブリッジ（１２１）のＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として決定される第１の時間間隔である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記対角位相シフト切り替えを、前記二次ブリッジ（１２１）で行い、前記時間間隔は、少なくとも、前記ブリッジ位相シフト、前記一次ブリッジ（１２０）のＤＣ電圧、前記二次ブリッジ（１２１）のＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として決定される第２の時間間隔である、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記遅延が、前記電力変換器（１００）からの出力電圧に基づいて選択される、請求項１３から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記位相シフト切り替えは、制御ユニット（１３０）へのオペレータ入力（１３８）に少なくとも部分的に基づいて調整される、請求項１３から１６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、電力変換器に関する。他の実施形態は、整流損失および電気的ストレスを減少させる電力変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電車は、典型的に、機関車によって押されるか、または引かれる多数の車両を備えるのが特徴である。機関車は、線路と噛み合うトラクションホイールを有する。現代の設計では、電動ホイールモータにより、トラクションホイールを駆動する。電動ホイールモータは、機関車内に収容される１つまたは複数のエンジン駆動発電機から配電を介して電力供給される。トラクションホイールおよびホイールモータは、機関車を減速するためのブレーキの役目も果たすために、逆方向に動作するようにも構成することができる。
【０００３】
同様に、鉱山業では、大型オフハイウェイ車（ＯＨＶ）が、通常、車両を前進させるか、または減速させるため、電動モータホイールを使用する。特に、ＯＨＶは、典型的に、交流発電機、メイン・トラクション・インバータ、および車両の後輪内に収容された一組みのホイール駆動アセンブリと共に、大馬力ディーゼルエンジン（または、他のエンジン）を備える。ディーゼルエンジンは、ディーゼルエンジンが交流発電機を駆動するよう、交流発電機と直接関連付けられる。交流発電機は、メイン・トラクション・インバータに電力供給し、半導体電力スイッチが、交流発電機の出力電流を整流し、電力を、２つのホイール駆動アセンブリの電動駆動モータにもたらす。
【０００４】
機関車用途およびＯＨＶ用途の両方において、固体形状電力変換器を使用して、発電機、すなわち、交流発電機からホイールモータに高電圧電流をもたらす。そのような電力変換器は、降圧するための誘導コイルと、電流を整流するための半導体電力スイッチとを備える。上記の用途は典型的なものであるが、電力変換器は、多くの他の設定で使用することができることが理解されよう。
【０００５】
例えば、絶縁型双方向Ｈブリッジ変換器を使用してもよい。この種類の変換器は、ガルバニック絶縁電力変圧器を通じて接続された２つのフル半導体ブリッジを備える。そのような変換器は、範囲内で変動する一次および二次側での電圧により両方向に電力を伝達することができる。
【０００６】
絶縁型Ｈブリッジ変換器は、電力素子を備えてもよく、そのような電力素子には、駆動回路によってオンとオフとを交互に切り替えて、出力ＡＣまたは他の波形を生成する絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）などがある。他の種類の切替可能半導体デバイスを、そのような変換器のＨブリッジ回路で使用してもよい。これらは、パワーＢＪＴトランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、集積ゲート整流サイリスタ（ＩＧＣＴ）、ゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）、または低電力信号（例えば、ゲート信号）によって切り替えられる他のデバイス制御可能半導体を含む。しかしながら、負荷がかかっている状態での切り替えは、整流損失および電気的ストレスの原因となる可能性がある。
【０００７】
したがって、電力変換器の整流損失および電気的ストレスを減らして、変換器動作および効率を改善することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】台湾特許出願公開第２０１０３９５４１号明細書
【発明の概要】
【０００９】
本発明の一実施形態は、複数の対角配置一次電力素子を有する一次ブリッジと、複数の対角配置二次電力素子を有する二次ブリッジとを備える電力変換器装置に関する。一次ブリッジおよび二次ブリッジは、変圧器によって、電気的に結合される。少なくとも１つの制御ユニットは、一次電力素子および二次電力素子の１つまたは複数が、ゼロ電流状態下でオフに切り替わるよう、一次電力素子および二次電力素子を位相シフト切り替えするように構成される。
【００１０】
本発明の他の実施形態によれば、電力変換器は、複数の対角配置一次電力素子を有する一次ブリッジと、複数の対角配置二次電力素子を有する二次ブリッジと、一次ブリッジならびに二次ブリッジに電気的に結合された変圧器とを備える。少なくとも１つの制御ユニットが、一次電力素子ならびに二次電力素子を位相シフト切り替えするよう構成され、一次ブリッジならびに二次ブリッジ間でのブリッジ位相シフトがあり、および一次ブリッジならびに二次ブリッジのそれぞれの中での対角位相シフトがある。
【００１１】
本発明の他の態様は、電力変換器を制御する方法に関する。本方法は、一次ブリッジ内の少なくとも２つの対角配置一次電力素子の対角位相シフト切り替え、または電力変換器の二次ブリッジ内の少なくとも２つの対角配置二次電力素子の対角位相シフト切り替えの少なくとも一方を含み、さらに、一次ブリッジ内の対応素子に対する、二次ブリッジ内の少なくとも１つの素子のブリッジ位相シフト切り替えを含む。
【００１２】
別の態様において、電力変換器は、電力変換器の一次ブリッジ内の一次電力素子の位相シフト切り替え、および電力変換器の二次ブリッジ内の二次電力素子の位相シフト切り替えによって制御され、一次電力素子および二次電力素子の１つまたは複数が、ゼロ電流状態下でオフに切り替えられ、ゼロ電圧状態下でオンに切り替えられる。
【００１３】
本発明は、添付図面を参照して、非限定の実施形態について、以下の説明を読むことで、より良好に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による、絶縁型Ｈブリッジ電力変換器の模式図である。
【図２】本発明の一実施形態による、図１に示す電力変換器の半導体電力素子にもたらされる一連の位相シフトゲート信号を表すチャートである。
【図３（ａ）】本発明の一実施形態による、電力変換器内の電力素子状態についての模式図である。
【図３（ｂ）】本発明の一実施形態による、電力変換器内の電力素子状態についての模式図である。
【図３（ｃ）】本発明の一実施形態による、電力変換器内の電力素子状態についての模式図である。
【図３（ｄ）】本発明の一実施形態による、電力変換器内の電力素子状態についての模式図である。
【図３（ｅ）】本発明の一実施形態による、電力変換器内の電力素子状態についての模式図である。
【図３（ｆ）】本発明の一実施形態による、電力変換器内の電力素子状態についての模式図である。
【図３（ｇ）】本発明の一実施形態による、電力変換器内の電力素子状態についての模式図である。
【図３（ｈ）】本発明の一実施形態による、電力変換器内の電力素子状態についての模式図である。
【図３（ｉ）】本発明の一実施形態による、電力変換器内の電力素子状態についての模式図である。
【図３（ｊ）】本発明の一実施形態による、電力変換器内の電力素子状態についての模式図である。
【図４（ａ）】図３（ａ）から図３（ｊ）の電力変換器の変圧器巻線における電圧および電流を表すチャートである。
【図４（ｂ）】図３（ａ）から図３（ｊ）の電力変換器の変圧器巻線における電圧および電流を表すチャートである。
【図５】本発明の実施形態による、望ましいゲート信号位相シフトを判断するための数式である。
【図６】本発明の実施形態による、望ましいゲート信号位相シフトを判断するための数式である。
【図７】本発明の他の実施形態による、ゼロ電流期間ｔ０を含む電力変換器動作のフルサイクル中の一次コイル電流の波形を表すグラフである。
【図８（ａ）】本発明の実施形態による、同時切り替え過度事象を含む電力変換器動作のフルサイクル中の電圧および電流の波形を表すチャートである。
【図８（ｂ）】本発明の実施形態による、同時切り替え過度事象を含む電力変換器動作のフルサイクル中の電圧および電流の波形を表すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の例示的実施形態についての参照を以下に詳細に記載し、その例について、添付図面に図示する。可能な限り、図面全体を通じて使用される同じ参照符号は、同じか、または同様の要素に関する。本発明の例示的実施形態は、機関車および他のオフハイウェイ車両に関して説明するが、本発明の実施形態はまた、一般に、ＤＣ−ＤＣ切り替え電力変換器と共に使用するために適用可能である。
【００１６】
本発明の実施形態は、電力変換器内の整流損失および電圧／電流ストレスを減らすために位相シフト切り替えされた双方向電力変換器に関する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態を示し、単相絶縁型双方向Ｈブリッジ電力変換器１００が、複数の半導体電力素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、および１０８を備える。各電力素子１０１から１０８は、コレクタＣ、ゲートＧ、およびエミッタＥを有する。各電力素子はまた、コレクタＣおよびエミッタＥの間に逆並列に接続された、対応するフライバックダイオード１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、および１１８を有する。
【００１８】
本発明の選択実施形態において、各電力素子およびその対応するダイオードは共に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、整理番号第２５６３５４号「Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」と関連する共同所有の同時係属出願でさらに説明されるような切り替えモジュールの形式でもよい。
【００１９】
再び図１を参照すると、電力素子１０１、１０２、１０３、ならびに１０４およびそれらのフライバックダイオード１１１、１１２、１１３、ならびに１１４は、一次ブリッジ１２０を形成するよう配置され、「一次電力素子」（一次ブリッジの電力素子を意味する）であり、一方、電力素子１０５、１０６、１０７、ならびに１０８およびそれらのフライバックダイオード１１５、１１６、１１７、ならびに１１８は、二次ブリッジ１２２を形成するよう配置され、「二次電力素子」（二次ブリッジの電力素子を意味する）である。一次ブリッジ１２０は、ＤＣ供給電圧「Ｖｄｃ１」を整流して、変圧器１４０の一次コイル１４１間にＡＣ電流「Ｉｐｈ」をもたらすよう接続される。二次ブリッジ１２２は、変圧器１４０の二次コイル１４２でＡＣ電流を整流することによって、ＤＣ−ＤＣ切り替え電力変換器負荷電圧「Ｖｄｃ２」をもたらすよう接続される。
【００２０】
特に、電力素子１０５は、電力素子１０１が一次変圧器コイル１４１の高端子に接続され、一方で、電力素子１０５が二次変圧器コイル１４２の高端子に接続されるという点で、電力素子１０１と「対応」し、したがって、ブリッジ内のスイッチのそれぞれは、他の、各ブリッジ内の他のスイッチと同様に機能する。同様に、スイッチ１０２−１０６、１０３−１０７、および１０４−１０８もまた、「対応」する。
【００２１】
図２および図３を参照して以下でさらに説明するように、一次ブリッジ１２０の電力素子１０１、１０２などはゲート電圧信号「Ｖｇ１」、「Ｖｇ２」、「Ｖｇ３」、および「Ｖｇ４」によって、ＯＮとＯＦＦが切り替えられる。一次ブリッジゲート電圧Ｖｇ１からＶｇ４は、以下でさらに説明するように、一次コイル１４１にＡＣ電流Ｉｐｈをもたらすための一次ＤＣ電圧Ｖｄｃ１を整流するようスケジュールされる。二次ブリッジ１２２の電力素子１０５、１０６などは、ゲート電圧信号「Ｖｇ５」、「Ｖｇ６」、「Ｖｇ７」、および「Ｖｇ８」によってＯＮとＯＦＦを切り替えられ、降下、上昇、または同等ＤＣ電圧Ｖｄｃ２をもたらすための二次コイルＡＣ電流を整流するようスケジュールされる。
【００２２】
図２および図４を特に参照して以下でさらに説明するように、一次および二次ブリッジ１２０および１２２の動作は、さまざまな半導体電力素子に対するゲート信号間での「位相シフト」を組み込み、電力変換器は、二次ＤＣ電圧Ｖｄｃ２を供給するためのステップダウン変換器として、または一次ＤＣ電圧Ｖｄｃ１を供給するためのステップアップ変換器として、最小の整流損失で動作することができる。
【００２３】
したがって、図１は、本発明の絶縁型Ｈブリッジ変換器１００の一実施形態を示し、絶縁型Ｈブリッジ変換器１００は、電力変圧器１４０を通じて接続される一次および二次ブリッジ１２０および１２２を備える。各ブリッジは、複数の半導体電力素子を備える。一次および二次ブリッジ１２０および１２２内の電力素子の整流を適切に調整することによって、電力変換器１００は、所与の範囲内にＤＣ電圧Ｖｄｃ１およびＶｄｃ２を維持しながら、変圧器１４０間のいずれかの方向に電力を伝達することができる。例えば、Ｖｄｃ２は、Ｖｄｃ１より大きく、Ｖｄｃ１と等しく、またはＶｄｃ１より小さく維持することができる。
【００２４】
図１は、電力素子として使用される半導体デバイスが、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）である場合の例示的実施形態を特に示すが、本発明はまた、他の固体半導体デバイスに適用可能であり、そのような固体半導体デバイスには、非限定の例として、双方向モード絶縁ゲートトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ、ＩＧＣＴ、または炭化ケイ素ベースのパワー半導体などがある。
【００２５】
本発明の態様によれば、ゲート電圧信号Ｖｇ１からＶｇ８は、変換器１００内の総損失が（他の制御方式に比べて）減少するように、半導体電力素子１０１から１０８（それぞれ）に送信される。さらに、回路内の構成部品のいくつかにおける電圧ストレスおよび電流ストレスが低くなり、（この場合も、他の制御方式に比べて）動作が全体的に改善する。例えば、一次および二次ブリッジ１２０および１２２は、以下の方法で制御される。すなわち、少なくとも１つの制御ユニット１３０（例えば、一次制御ユニット）は、一次および二次ブリッジ１２０および１２２内の対応する電力素子の切り替え動作間でのブリッジ位相シフト、すなわち、遅延「ｄｓｈ」を実現する。さらに、制御ユニット１３０は、一次ブリッジ１２０内か、または二次ブリッジ１２２内の、互いに「対角配置された」電力素子の切り替え間で、一次および二次対角位相シフト「ｔｓｈ１」および「ｔｓｈ２」を引き起こす。例えば、一次電力素子１０１および１０４は、一次ブリッジ１２０内で「対角配置され」、それらと対応する二次電力素子１０５および１０８は、二次ブリッジ１２２内で「対角配置される」。このため、そのようなデバイスのターンオンおよびターンオフは、同時ではなく、時間差がある。図１に示すような、いくつかの実施形態において、少なくとも１つの追加制御ユニットが、二次対角位相シフトｔｓｈ２およびブリッジ位相シフトｄｓｈを別々に実現するために設けられる。言い換えると、ある実施形態では、「一次」制御器と「二次」制御器とが存在する。
【００２６】
本発明の実施形態において、ブリッジ位相シフトｄｓｈは、Ｖｄｃ１に対する出力電圧Ｖｄｃ２を制御するよう調整される。ｄｓｈが増加することで、Ｖｄｃ２および変圧器１４０間で伝達される総電力が上昇するようになる。しかしながら、ｄｓｈが増加することで、一次および二次ブリッジ１２０および１２２内の、および変圧器１４０内の無効電力損失および循環電流が増加するようになる。ブリッジ位相シフトｄｓｈを反転することによって、電力変換器１００を通る電力フローを反転することができ、その結果、二次ブリッジ１２２は、電力を一次ブリッジ１２０に送る。この反転は、例えば、Ｖｄｃ２間に接続されたモータにブレーキをかける際に、またはバッテリを充放電するために、有用であろう。
【００２７】
ある実施形態において、対角位相シフトｔｓｈ１およびｔｓｈ２は、ブリッジ１２０および１２２のそれぞれにおける直列接続された電力素子間で調整され、（対角位相シフトが調整されなかった制御方式に比べ）電力素子の整流損失が減少した動作を実現する。整流損失の減少は、同じスイッチをターンオン（ゼロ電圧切り替え）する間に低またはゼロ電圧を印加し続けながら、１つまたは複数の半導体電力素子をターンオフ（ゼロ電流切り替え）する前か、またはその間に変圧器巻線電流を低減し、徐々に打ち消すことによって達成される。「ゼロ電流」状態は、電力素子の定格電流の特定の端数未満の、例えば、定格電流の５パーセント未満の電流下で半導体電力素子をオフに切り替えることを含むことができる。同様に、「ゼロ電圧」状態は、定格切り替え電圧の特定の端数未満の、例えば、定格電圧の５パーセント未満の電圧下で半導体電力素子をオンに切り替えることを含むことができる。さらに、「ほぼゼロ」状態は、「ゼロ電流」状態および「ゼロ電圧」状態を含む定格電流または定格電圧の１０パーセント未満での状態を含むことができる。本発明の一態様によれば、位相シフト切り替えは、半導体伝達損失への影響が最小であり、一方、全体的な変換器効率は改善される。
【００２８】
本発明のいくつかの実施形態において、ブリッジ間、および対角位相シフトゲート電圧は、広電圧範囲内で動作する電力変換器で実現することができる。位相シフト切り替えは、一次電圧および二次電圧間でより良好な一致を生成する電力変圧器の伝達比率を補完し、したがって、全体的な電力範囲での無効電流循環を低減する。別の態様において、各個々のブリッジ内に位相シフト電力素子を導入することにより、変圧器から見て、ＡＣ電圧内のゼロベクトルを生成する。これらのゼロベクトルにより、有効な電圧基本構成要素を変動することが可能となり、したがって、変圧器に流れる無効電力の量を能動的に制御および低減するよう操作することができる。
【００２９】
例えば、図２は、本発明の実施形態による、電力変換器１００を動作させるためのゲート電圧信号を示す。ゲート電圧信号Ｖｇ１からＶｇ８の各変化は、図３に示すように、その信号によって起動する、対応するスイッチ構成を示す符号付矢印によって印付けられる。図２から分かるように、一次ブリッジ１２０内で、半導体電力素子１０１および１０２は、ゲート電圧を交互に受信するよう「ペアとなる」。したがって、電力素子１０１と１０２の一方がＯＮである場合、電力素子１０２と１０１の他方がＯＦＦである。電力素子１０３−１０４、１０５−１０６、および１０７−１０８も同様にペアとなる。ペア１０５−１０６へのゲート電圧信号は、ブリッジ位相シフトｄｓｈによって、ペア１０１−１０２へのゲート電圧信号に遅れる。ペア１０３−１０４へのゲート電圧信号は、一次対角位相シフトｔｓｈ１によって、ペア１０１−１０２へのゲート電圧信号に遅れる。ペア１０７−１０８へのゲート電圧信号は、二次対角位相シフトｔｓｈ２によって、ペア１０５−１０６へのゲート電圧信号に遅れる。ｄｓｈ、ｔｓｈ１、およびｔｓｈ２の値は、Ｖｄｃ１およびＶｄｃ２の関数として判断され、以下でさらに説明するように電圧ストレスならびに電流ストレスを減らすこと、および整流損失を減らすことができる。電力素子は、必ずしもペアである必要はないが、本発明の例示的だが限定するものではない実施形態の説明を簡単にするために、そのようなペアリングが本明細書で示され、説明されることが理解されよう。
【００３０】
図３（ａ）から図３（ｊ）は、図２に示すゲート電圧信号に対する電力変換器１００内のスイッチ構成の動作シーケンスを示す。図３（ａ）から図３（ｊ）では、ゲートＯＮの電力素子を、破線で囲む。変圧器一次巻線１４１の電流の方向は、Ｉｐｈの符号を付けた矢印で示す。図３（ｄ）および図３（ｉ）では、瞬間的なゼロ電流状態を示す。
【００３１】
図４（ａ）は、図２および図３（ａ）から図３（ｊ）による電力変換器１００の動作の間の一次および二次変圧器巻線１４１および１４２間のＡＣ電圧波形ＶｐおよびＶｓを示し、一方、図４（ｂ）は、図２および図３（ａ）から図３（ｊ）による電力変換器１００の動作の間の漏れインダクタンス等価電圧Ｖ１ｋの、および変圧器１４０内の一次巻線電流Ｉｐｈに対する波形を示す。一次電流Ｉｐｈの波形は、図４（ｂ）に示すように、図２および図３（ａ）から図３（ｊ）の同様に符号付けしたゲート信号およびスイッチ構成に対応する、期間「ａ」、「ｂ」などを区切る垂直線間で符号を用いて印を付ける。
【００３２】
図２に戻って参照すると、ゲート信号「ａ」が、二次ブリッジ１２２内で、電力素子１０６をターンオフし、ペアの電力素子１０５をターンオンする。図３（ａ）は、図４で印を付けたように、期間「ａ」の間の電力素子１０１から１０８の結果としての構成を示す。図３（ａ）では、電力素子１０１、１０４、１０５、および１０８が、各ゲート電圧信号によって順方向にバイアスされた、すなわち、「ゲートオンされた」として、破線で囲むことによって印を付ける。したがって、電力素子１０６をターンオフすることによって、フライバックダイオード１１５を介してＶｄｃ２の高側に二次コイル電流を導き、それにより、負荷に電力供給する。したがって、期間「ａ」の間を通して、負荷のインピーダンスＶｄｃ２により、図４（ｂ）に示すように、一次コイル電流Ｉｐｈが、定常状態に対して低減する速度で、Ｖｄｃ１の高側から、電力素子１０１、一次巻線１４１、および電力素子１０４を通って流れる。
【００３３】
期間「ａ」の最後で、図２は、本発明の一実施形態で示す、電力素子１０１がゲートオフされ、一方で電力素子１０２がゲートオンされ、図３（ｂ）に示した構成を実現することを示す。この新しい切り替え構成「ｂ」は、一次コイル１４１からＶｄｃ１を除去し、その結果、図４（ｂ）に示すように、一次コイル電流Ｉｐｈは、一次コイル１４１の誘導場が崩壊するようにゼロに向かって迅速に減衰する。
【００３４】
図４（ｂ）および図２を参照すると、一次コイル電流Ｉｐｈがゼロ値に近づく遅延ｔｓｈ１の後、電力素子１０４はゲートオフされ、一方、電力素子１０３がゲートオンされ、図３（ｃ）に示す構成を確立する。ここで、Ｖｄｃ１が、一次コイルの誘導電圧の反対の方向に印加され、Ｉｐｈを反転するよう駆動し、それにより電力変換器１００に対して、正極性の半サイクルの動作を完了する。図３（ｄ）は、図３（ｃ）と同じスイッチ構成を示すが、電流Ｉｐｈが、ほぼゼロ値に反転する。
【００３５】
前述のように、（期間「ａ」から「ｃ」において、電力素子１０３および１０４の）少なくとも１つの電力素子のゼロ電流切り替えにより、電力変換器１００全体の整流損失を減らすことができる。それに応じて、図２および図４（ｂ）は、一次コイル電流Ｉｐｈが、その負のピーク値に向けて増加する前に、電力素子１０７がゲートオンされ、一方、電力素子１０８がゲートオフされる。したがって、電力変換器１００は、低（ほぼゼロ）値のＩｐｈで、図３（ｄ）から図３（ｅ）に示すスイッチ構成に従って遷移する。したがって、電力素子１０７および１０８もまた、「ゼロ電流で切り替わる」と考えることができる。
【００３６】
継続期間ｔｓｈ２の期間「ｅ」の後、一次コイル電流Ｉｐｈは、図４（ｂ）に示すような、負のピークに達する。次いで、電力素子１０５および１０６は、それぞれ、ゲートオフおよびゲートオンされ、図２および図３（ｅ）から図３（ｆ）に示すように、スイッチ構成および期間「ｆ」を開始する。遅延、すなわち、対角位相シフトｔｓｈ２を適切に調整することによって、電力素子１０５および１０６もまた、ゼロ電流で切り替わると考えることができる。大電流下で２つの電力素子（この例では、一次ブリッジ１２０における電力素子１０１および二次ブリッジ１２２における電力素子１０５）だけを切り替えながら、電力変換器１００の極性を反転することが可能である。この点に関して、フライバックダイオード１１２は、期間「ｂ」の開始でゲートオンされると、電力素子１０２をバイパスする。
【００３７】
図２および図４に戻って参照すると、図３（ｆ）で確立されたスイッチ構成は維持され、一方、負の一次コイル電流Ｉｐｈの振幅は、その定常状態値に向けて徐々に低減する。期間「ｆ」の最後で、図２は、ゲートオンされた電力素子１０１およびゲートオフされた電力素子１０２を示し、図３（ｇ）で示す構成をもたらす。このスイッチ構成「ｇ」への遷移は、スイッチ構成「ａ」からスイッチ構成「ｂ」に遷移したように、一次コイル電流の大きさの急激な低減と一致する。図２、図３（ｈ）から図３（ｊ）、および図４（ｂ）を参照すると、残りのゲート信号およびスイッチ構成は、電力変換器１００に対する負の半サイクルの動作を完了し、最後に、図３（ａ）で示したスイッチ構成に戻る。この場合も、対角位相シフトｔｓｈ１およびｔｓｈ２を適切に調整することによって、大電流下で４つの電力素子のみをオフに切り替えながら、動作の全サイクルを完了することができ、そのような電力素子とは、すなわち、一次ブリッジ１２０における電力素子１０１ならびに電力素子１０２および二次側での電力素子１０５ならびに１０６である。さらに、二次フライバックダイオード１１５、１１６、１１７、１１８を介して本質的にほぼ一定のＶｄｃ２をもたらし、二次電力素子１０５、１０６、１０７、１０８が、ゼロ電流状態下ですべて導電することが可能である。
【００３８】
ブリッジ位相シフトｄｓｈを、所望の電力伝達により選択することができるが、実施形態において、対角位相シフトｔｓｈ１は、ブリッジ位相シフトｄｓｈにより選択され、一次ブリッジおよび二次ブリッジ内の電力素子構成の所望のシーケンスを実現する。特に、ｔｓｈ１およびｔｓｈ２は、正の値または負の値のいずれかを有する。参考として一次側について考えると、所望のシーケンスは、正のｔｓｈ１および負のｔｓｈ２に対応する。図３および図４で示す動作シーケンスおよび電流波形を実現するために、ｔｓｈ１およびｔｓｈ２の所定値を、図５の数式に従い、ｄｓｈに基づいて設定することができる。実際には、ｔｓｈ１およびｔｓｈ２に対する複数の所定値は、ｄｓｈの特定の値に対応し、図１に示したような、少なくとも１つの制御ユニット１３０と接続された不揮発性メモリ１３６内のルックアップテーブル９００として格納することができる。本発明の一態様によれば、次いで、電力変換器１００は、不揮発性メモリ１３６に格納され、１つまたは複数の制御ユニット１３０で実行されるアルゴリズム１０００に従ってルックアップテーブルにアクセスすることによって、１つまたは複数のオペレータ入力１３８に応じて、動作中に調整することができる。
【００３９】
別の態様によれば、ｔｓｈ１およびｔｓｈ２は、少なくとも１つの制御ユニット１３０によって、リアルタイムで計算することができる。
【００４０】
図６および図７を参照すると、本発明の別の態様によれば、位相シフトｄｓｈ、ｔｓｈ１、およびｔｓｈ２の値は、指定された継続期間ｔ０（図７）の間、変圧器１４０において、ゼロか、ほぼゼロの電流状態をもたらすよう選択してもよい。本発明のさらに別の態様によれば、ｔｓｈ１およびｔｓｈ２の値は、図３（ｂ）の構成から図３（ｅ）の構成に同時か、ほぼ同時の切り替えを実現するよう選択してもよい（それにより、図８（ａ）および図８（ｂ）によって示すような電圧波形および電流波形を一般にもたらす）。
【００４１】
一実施形態において、電力変換器は、複数の対角配置一次電力素子を有する一次ブリッジと、複数の対角配置二次電力素子を有する二次ブリッジとを備える。一次ブリッジおよび二次ブリッジは、変圧器によって、電気的に結合される。少なくとも１つの制御ユニットは、一次電力素子および二次電力素子の１つまたは複数が、ゼロ電流状態下でオフに切り替わるよう、一次電力素子および二次電力素子を位相シフト切り替えするように構成される。
【００４２】
ある実施形態において、少なくとも１つの制御ユニットは、さらに、一次ブリッジ内の対応する一次電力素子に対する二次ブリッジ内の少なくとも１つの二次電力素子を位相シフト切り替えして、電力変換器の各電力サイクル中に、指定された継続期間のゼロ電流状態が、変圧器で確立されるよう構成してもよい。さらに、制御ユニットは、ゼロ電圧状態下で、一次電力素子および二次電力素子の１つまたは複数を切り替えるようさらに構成してもよい。選択実施形態において、制御ユニットは、さらに、一次電力素子の一方もしくは他方を、または二次電力素子の一方もしくは他方を、ゼロ電圧状態下で、交互に切り替えるよう構成される。
【００４３】
実施形態において、電力変換器は、複数の対角配置一次電力素子を有する一次ブリッジと、複数の対角配置二次電力素子を有する二次ブリッジと、一次ブリッジならびに二次ブリッジに電気的に結合された変圧器とを備える。少なくとも１つの制御ユニットが、一次電力素子ならびに二次電力素子を位相シフト切り替えするよう構成され、一次ブリッジならびに二次ブリッジ間でのブリッジ位相シフトが存在し、および一次ブリッジならびに二次ブリッジ内での対角位相シフトが存在する。選択実施形態において、一次ブリッジおよび二次ブリッジ内での対角位相シフトは、少なくともブリッジ位相シフトに基づいて判断される。
【００４４】
選択実施形態において、少なくとも１つの制御ユニットは、一次ブリッジに対して二次ブリッジを位相シフト切り替えすることによって電力変換器の出力電圧を調整し、二次ブリッジの二次電力素子の先行素子が、一次ブリッジの一次電力素子の対応する先行素子のターンオンまたはターンオフに続く遅延後にオンまたはオフに切り替えられるよう構成される。また、少なくとも１つの制御ユニットは、さらに、変圧器において、電力変換器の各電力サイクル中に、指定された継続期間のゼロ電流状態を確立するよう構成してもよい。変圧器のゼロ電流状態は、一次ブリッジの対角位相シフト切り替えを実施することによって確立してもよく、一次ブリッジの先行素子に対角配置される、一次ブリッジの一次電力素子の退行素子が、先行一次ブリッジ素子のターンオフ後に、第１の時間間隔でオフに切り替えられる。ある実施形態において、変圧器のゼロ電流状態は、二次ブリッジの対角位相シフト切り替えを実施することによっても確立してもよく、二次ブリッジの先行素子に対角配置される、二次ブリッジの二次電力素子の退行素子が、先行二次ブリッジ素子のターンオフ後に、第２の時間間隔でオフに切り替えられる。
【００４５】
実施形態において、少なくとも１つの制御ユニットは、少なくとも、ブリッジ位相シフト遅延、一次ブリッジのＤＣ電圧、二次ブリッジのＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として、第１の時間間隔を決定するよう構成してもよい。少なくとも１つの制御ユニットは、少なくとも、ブリッジ位相シフト遅延、第１の時間間隔、一次ブリッジのＤＣ電圧、二次ブリッジのＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として、第２の時間間隔を決定するよう構成してもよい。
【００４６】
本発明の態様によれば、電力変換器を制御する方法は、一次ブリッジ内の少なくとも２つの対角配置一次電力素子の対角位相シフト切り替え、または電力変換器の二次ブリッジ内の少なくとも２つの対角配置二次電力素子の対角位相シフト切り替えの少なくとも一方を含み、さらに、対応する一次電力素子に対する、少なくとも１つの二次電力素子のブリッジ位相シフト切り替えを含む。
【００４７】
対角位相シフト切り替えには、一次ブリッジの対角配置先行素子の切り替え後に、第１の時間間隔で一次ブリッジの退行素子を切り替えることを含んでもよく、第１の時間間隔は、少なくとも退行素子がゼロ電流状態でオフに切り替わるよう選択される。例えば、第１の時間間隔は、少なくとも、ブリッジ位相シフト遅延、一次ブリッジのＤＣ電圧、二次ブリッジのＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として決定してもよい。
【００４８】
ブリッジ位相シフト切り替えには、一次ブリッジの対応する先行素子のターンオンまたはターンオフに続く遅延後に二次ブリッジの先行素子をオンに切り替えることを含んでもよく、遅延は、電力変換器の所望の出力電圧に基づいて判断される。
【００４９】
ある態様において、変圧器ゼロ電流状態は、二次ブリッジの対角位相シフト切り替えを実施することによっても確立され、先行二次ブリッジ素子の対角線上にある退行二次ブリッジ素子が、先行二次ブリッジ素子のターンオフ後に、第２の時間間隔でオフに切り替えられる。例えば、第２の時間間隔は、少なくとも、ブリッジ位相シフト遅延、第１の時間間隔、一次ブリッジのＤＣ電圧、二次ブリッジのＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として決定される。
【００５０】
本発明の態様によれば、電力変換器は、電力変換器の一次ブリッジ内の一次電力素子の位相シフト切り替え、および電力変換器の二次ブリッジ内の二次電力素子の位相シフト切り替えによって制御され、一次電力素子および二次電力素子の１つまたは複数が、ゼロ電流状態下でオフに切り替えられ、ゼロ電圧状態下でオンに切り替えられる。ある態様では、位相シフト切り替えは、ブリッジ位相シフト切り替えを含み、先行二次電力素子が、対応する先行一次電力素子の切り替えに続く遅延後に切り替えられる。
【００５１】
いくつかの態様では、位相シフト切り替えは、対角位相シフト切り替えを含み、先行二次電力素子、対応する先行一次電力素子、または一次ブリッジもしくは二次ブリッジの少なくとも一方における他の先行電力素子の少なくとも１つが、一次ブリッジもしくは二次ブリッジの同じものの中の対角配置退行電力素子の前に、ある時間間隔で切り替えられる。例えば、対角位相シフト切り替えを、一次ブリッジで行い、その時間間隔は、少なくとも、ブリッジ位相シフト遅延、一次ブリッジのＤＣ電圧、二次ブリッジのＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として決定される第１の時間間隔とすることができる。他の例として、対角位相シフト切り替えを二次ブリッジで行い、その時間間隔は、少なくとも、ブリッジ位相シフト遅延、第１の時間間隔、一次ブリッジのＤＣ電圧、二次ブリッジのＤＣ電圧、およびゼロ電流状態の指定された継続期間の関数として決定される第２の時間間隔とすることができる。
【００５２】
ブリッジ位相シフト切り替えのいくつかの態様において、遅延は、電力変換器からの出力電圧に基づいて選択してもよい。位相シフト切り替えのいくつかの態様において、切り替えは、制御ユニットへのオペレータ入力に少なくとも部分的に基づいて調整される。
【００５３】
したがって、対角位相シフト時間間隔を調整することによって、非ゼロ電流下で、一次ブリッジ内の２つの電力素子および二次ブリッジ内の２つの電力素子のみを切り替えながら、図１に示した例示的な電力変換器などの電力変換器を操作することが可能となる。さらに、二次電力素子が、ゼロ電流状態または非ゼロ電流状態下のみで伝達する間、ほぼ一定の出力電圧をもたらすことが可能である。しがたって、電力変換器の耐久性は、個々の電力素子における熱ストレスを減らすことによって、向上させることが可能となる。
【００５４】
他の実施形態は、双方向Ｈブリッジ変換器のための制御ユニットに関する。制御ユニットは、変換器に動作可能に接続され、複数の制御信号を生成して、（ｉ）変換器の一次ブリッジの対角配置一次電力素子および変換器の二次ブリッジの対角配置二次電力素子を位相シフト切り替えして、一次ブリッジならびに二次ブリッジ間のブリッジ位相シフトおよび一次ブリッジならびに二次ブリッジ内の対角位相シフトが存在するよう構成される。さらに、制御ユニットは、少なくともブリッジ位相シフトに基づいて、一次ブリッジおよび二次ブリッジ内で対角位相シフトを制御するよう構成される。
【００５５】
実施形態において、第１および第２の電力素子１０１および１０４は、共通の電力変換器（例えば、同じ電源に接続され、少なくともいくつかのモードで、分担負荷を駆動する各足）の異なる足（例えば、電力素子１０１、１０２を備える第１の足、および電力素子１０３、１０４を備える第２の足）にある場合に対角配置され、共通の電源の異なるレール（Ｖｄｃ＋またはＶｄｃ−）に接続される。
【００５６】
上記の説明は例示的なものであり、制限するものではないことが理解されよう。例えば、上記の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用してもよい。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの変形を行うことができる。本明細書で説明した材料の寸法および種類は、本発明のパラメータを定義することを意図するが、それらは、限定するものではなく、例示的な実施形態である。他の多くの実施形態が、上記説明を検討することにより、当業者に明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲が、添付の特許請求の範囲、およびそのような特許請求の範囲による等価物の全範囲を参照して判断される。添付の特許請求の範囲において、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」および「ｉｎ  ｗｈｉｃｈ」という用語は、それぞれ「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」および「ｗｈｅｒｅｉｎ」という用語のプレーンイングリッシュ的同等語として使用される。さらに、添付の特許請求の範囲において、「第１」、「第２」、「第３」、「上側」、「下側」、「底部」、「上部」などの用語は、単なる符号として使用され、それらの物体について、数的要件または位置的要件を課すことを意図しない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は、そのような特許請求の範囲が、フレーズ「ための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」と、その後に続くさらなる構造の機能的空所の文を明示的に使用しない限り、および使用するまで、ミーンズ・プラス・ファンクションのフォーマットで記載されず、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１２２の第６パラグラフに基づいて解釈されることを意図しない。
【００５７】
ここでの記述は、最良の態様を含む本発明のいくつかの実施形態を開示し、さらに、任意のデバイスまたはシステムを作成および使用すること、および任意の組み込み方法を実行することを含む、当業者が本発明の実施形態を実施することを可能にするための例を使用する。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者が行う他の例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。
【００５８】
本明細書で使用する場合、単数形で書かれた要素またはステップおよび単語「ａ」もしくは「ａｎ」が前に付く要素またはステップは、例外であることが明示されない限り、前記要素またはステップが複数である可能性を除外しないことを理解すべきである。さらに、本発明の「一実施形態」という言及は、記載した特徴を含む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されるべきではない。さらに、明示的に反対のことが言及されない限り、特定の特性を有する一要素または複数の要素を「備える」「含む」または「有する」実施形態は、その特性を有さない、そのような追加の要素を含む可能性がある。
【００５９】
本明細書における本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、上記の電力変換器および方法に何らかの変更を行ってもよいので、上記の説明および添付図面における発明の主題のすべては、本明細書の発明の概念を単に例示的に示すものとして解釈されるべきであり、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００６０】
１００  電力変換器
１０１  半導体電力素子
１０２  半導体電力素子
１０３  半導体電力素子
１０４  半導体電力素子
１０５  半導体電力素子
１０６  半導体電力素子
１０７  半導体電力素子
１０８  半導体電力素子
１１１  フライバックダイオード
１１２  フライバックダイオード
１１３  フライバックダイオード
１１４  フライバックダイオード
１１５  フライバックダイオード
１１６  フライバックダイオード
１１７  フライバックダイオード
１１８  フライバックダイオード
１２０  一次ブリッジ
１２２  二次ブリッジ
１３０  制御ユニット
１３６  不揮発性メモリ
１３８  オペレータ入力
１４１  一次コイル
１４２  二次コイル
１４０  電力変圧器
９００  ルックアップテーブル
１０００  アルゴリズム
【図１】
0005966081.tif 000002
【図２】
0005966081.tif 000003
【図３（ａ）】
0005966081.tif 000004
【図３（ｂ）】
0005966081.tif 000005
【図３（ｃ）】
0005966081.tif 000006
【図３（ｄ）】
0005966081.tif 000007
【図３（ｅ）】
0005966081.tif 000008
【図３（ｆ）】
0005966081.tif 000009
【図３（ｇ）】
0005966081.tif 000010
【図３（ｈ）】
0005966081.tif 000011
【図３（ｉ）】
0005966081.tif 000012
【図３（ｊ）】
0005966081.tif 000013
【図４（ａ）】
0005966081.tif 000014
【図４（ｂ）】
0005966081.tif 000015
【図５】
0005966081.tif 000016
【図６】
0005966081.tif 000017
【図７】
0005966081.tif 000018
【図８（ａ）】
0005966081.tif 000019
【図８（ｂ）】
0005966081.tif 000020