JP2019537419A5

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Publication number: JP2019537419A5
Application number: JP2019528809A
Authority: JP
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2037-11-29

Description

図３は、図２の回路の例示的異形態を示す。この異形態において、可変双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、共に双方向性があり、図２のＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０と同一の機能を共に行う２つのコンバータ段階２８及び３０として実装される。可変双方向ＤＣ−ＤＣ回路２８は、制御入力信号２７により決定される変換係数ｇで、可変ステアリング電圧を発生させる。一定双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３０は、一定の電圧変換係数Ｋを有し、ここでｇ×Ｋは、図２の回路の係数Ｇに等しい。以下の詳細な例示的記載でわかるように、可変ゲイン段階（２８）と主増幅段階（３０）の機能を分けるという実用的な利点がある。

Claims

ほぼ純粋な負荷容量への出力のため、電圧制御入力信号に応じて可変な出力電圧Ｖ_Ｃを発生させるための可変電圧発生器回路であって、
入力コンデンサと、
前記入力コンデンサにおける電圧Ｖ_Ｃｉｎを前記負荷容量における出力電圧Ｖ_Ｃに変換する、又はその逆に変換するよう構成される双方向のＤＣ−ＤＣコンバータ回路であって、前記電圧制御入力信号を変動させることにより可変な電圧変換係数Ｇを有する前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路と、
を備え、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路が、１０ｍｓ未満の時間内で、
Ｇ＜Ｖ_Ｃ／Ｖ_Ｃｉｎのとき、前記負荷容量の充電のためのほぼ全ての電気エネルギーが前記入力コンデンサの放電により供給されるように、前記負荷容量を充電し、前記入力コンデンサを放電し、
Ｇ＞Ｖ_Ｃ／Ｖ_Ｃｉｎのとき、前記入力コンデンサの充電のためのほぼ全ての電気エネルギーが前記負荷容量の放電により供給されるように、前記負荷容量を放電し、前記入力コンデンサを充電するよう動作可能であることを特徴とする、可変電圧発生器回路。
前記負荷容量を充電し、前記入力コンデンサを放電することは、Ｇ＝Ｖ_Ｃ／Ｖ_Ｃｉｎとなるまで、前記負荷容量を充電し、前記入力コンデンサを放電することを含み、
前記負荷容量を放電し、前記入力コンデンサを充電することは、Ｇ＝Ｖ_Ｃ／Ｖ_Ｃｉｎとなるまで、前記負荷容量を放電し、前記入力コンデンサを充電する、請求項１に記載の可変電圧発生器回路。
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路における損失、及び前記負荷容量の充電及び放電における損失を補填するために、電気エネルギーを供給し、前記入力コンデンサを充電するように構成されるトップアップ回路を備える、請求項１又は請求項２に記載の可変電圧発生器回路。
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路は、可変な電圧変換係数ｇを有する第１双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ回路と、固定電圧変換係数Ｋを有する第２双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ回路とを備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変電圧発生器回路。
前記第１双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ回路は、バックブーストコンバータ回路を備える、及び／又は前記第２双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ回路は、双方向共振形のＬＬＣコンバータを備える、請求項４に記載の可変電圧発生器回路。
前記電圧制御入力信号は、前記バックブーストコンバータ回路の切替え手段に適用されるパルス幅変調信号であり、前記切替え手段は、制御部の制御の下、インダクタを介して、前記入力コンデンサにおける電圧Ｖ_Ｃｉｎと別のコンデンサとの間のパルス幅が変調された電圧変換を提供するために接続され、その結果、別のコンデンサにまたがる電圧Ｖ_Ｐが、前記電圧制御入力信号のパルス幅比を変動させることにより、ほぼゼロボルトとほぼ入力コンデンサにおける電圧Ｖ_Ｃｉｎとの間で可変である、請求項５に記載の可変電圧発生器回路。
前記ＬＬＣコンバータは、上流側整流回路と負荷側整流回路とを備え、前記上流側整流回路及び前記負荷側整流回路は、同期して動作するよう配置される、請求項５に記載の可変電圧発生器回路。
前記上流側整流回路及び前記負荷側整流回路のうち一方は、ＬＬＣ切替え制御信号によって能動的にソフト切替えされるよう配置されるトランジスタを備え、他方は、スレーブ整流配置で接続されるダイオード又はダイオード接続トランジスタを備える、請求項７に記載の可変電圧発生器回路。
前記バックブーストコンバータ回路は、インターリーブされた動作のために構成される複数のバックブーストコンバータ回路を備える、請求項５〜８のうちいずれか１項に記載の可変電圧発生器回路。
前記トップアップ回路は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路での損失を補填する割合で、入力コンデンサを充電するために構成される、力率改善回路を備える、請求項３に記載の可変電圧発生器回路。
前記バックブーストコンバータ回路の前記インダクタ及び前記別のコンデンサは、１０ｍｓ未満のＬＣ時定数を有する、請求項６に記載の可変電圧発生器回路。
前記ＬＬＣコンバータは、１０６ｋＨｚ超の共振周波数を有する、請求項５又は７に記載の可変電圧発生器回路。
誘電体と、前記誘電体の少なくとも一部にまたがり誘電率制御電圧Ｖ_Ｃを印加するための制御電極と、を備える可変電力用コンデンサであって、請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の可変電圧発生器回路を備える、可変電力用コンデンサ。
ほぼ純粋な負荷容量に印加される出力電圧Ｖ_Ｃを変動させ、その結果、負荷に供給される電気エネルギーの正味量はほぼゼロである方法であって、入力コンデンサと前記負荷容量の間に接続される可変双方向のＤＣ−ＤＣコンバータ回路の電圧変換係数Ｇを、前記入力コンデンサにおける電圧Ｖ_Ｃｉｎを前記負荷容量における出力電圧Ｖ_Ｃに変換する又はその逆に変換するように変動させることを含み、
Ｇ＜Ｖ_Ｃ／Ｖ_Ｃｉｎのとき、前記負荷容量の充電のためのほぼ全ての電気エネルギーが前記入力コンデンサの放電により供給されるように、前記負荷容量を充電し、前記入力コンデンサを放電するよう、１０ｍｓ未満内で、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路に動作させることと、
Ｇ＞Ｖ_Ｃ／Ｖ_Ｃｉｎのとき、前記入力コンデンサの充電のためのほぼ全ての電気エネルギーが前記負荷容量の放電により供給されるように、前記入力コンデンサを充電し、前記負荷容量を放電するよう、１０ｍｓ未満内で、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路に動作させることとを特徴とする、方法。
前記誘電率制御電圧Ｖ_Ｃを変動させるために、請求項１４に記載の方法を使用することにより、請求項１３に記載の可変電力用コンデンサの静電容量を制御する方法。
前記電圧Ｖｐを変動させることは、請求項３〜１０のうちいずれか１項に記載の可変電圧発生器回路において、バックブーストコンバータ回路のバックブースト変換係数を制御するように、制御信号のパルス幅比を変動させることを含む、請求項１５に記載の方法。
９０Ｖｒｍｓ〜３６５Ｖｒｍｓの範囲のＡＣ供給電圧、
１００Ｖ〜６００Ｖの範囲のＤＣ供給電圧Ｖ_Ｓ、
少なくとも１ｋＶ以上の誘電率制御電圧Ｖ_Ｃ、及び
１０ｍｓ未満の負荷容量の充電／放電時間、で、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の可変電圧発生器回路を動作させることを含む、請求項１４〜１６のうちいずれか１項に記載の方法。