特許 7531634 リップル検出装置およびリップル抑制装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-01

(45)【発行日】2024-08-09

(54)【発明の名称】リップル検出装置およびリップル抑制装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/155 20060101AFI20240802BHJP

   H02M 3/157 20060101ALI20240802BHJP

【ＦＩ】

H02M3/155 E

H02M3/155 H

H02M3/157

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2022581646

(86)(22)【出願日】2021-06-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-27

(86)【国際出願番号】 CN2021102694

(87)【国際公開番号】W WO2022001938

(87)【国際公開日】2022-01-06

【審査請求日】2023-02-03

(31)【優先権主張番号】202010602401.X

(32)【優先日】2020-06-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】511151662

【氏名又は名称】中興通訊股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＺＴＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】ＺＴＥ Ｐｌａｚａ，Ｋｅｊｉ Ｒｏａｄ Ｓｏｕｔｈ，Ｈｉ－Ｔｅｃｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ，Ｎａｎｓｈａｎ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８０５７ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100112656

【弁理士】

【氏名又は名称】宮田 英毅

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】王恰

(72)【発明者】

【氏名】周建平

(72)【発明者】

【氏名】林国仙

(72)【発明者】

【氏名】樊珊珊

(72)【発明者】

【氏名】鄂本

(72)【発明者】

【氏名】張偉

(72)【発明者】

【氏名】劉明明

【審査官】安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１５１９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３３８７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１１５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８５８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０６５１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０８８１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１８１２３４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ３／１５５

Ｈ０２Ｍ ３／１５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リップルサンプリングユニットと、少なくとも２つの直流サンプリングユニットと、デジタル信号処理ユニットとを含むリップル検出装置であって、
前記リップルサンプリングユニットは、少なくとも２つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、前記リップルサンプリングユニットのｉ番目の入力ポートは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのｉ番目のポートに接続され、前記リップルサンプリングユニットの出力ポートは、前記デジタル信号処理ユニットの１つの入力ポートに接続され、ｉは１以上の整数であり、
前記少なくとも２つの直流サンプリングユニットのうちの１つの直流サンプリングユニットは、１つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、前記直流サンプリングユニットの入力ポートは、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの１つのポートに接続され、前記直流サンプリングユニットの出力ポートは、前記デジタル信号処理ユニットの１つの入力ポートに接続され、
前記リップルサンプリングユニットは、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートの第１電圧信号を前記デジタル信号処理ユニットに出力するように構成され、
前記直流サンプリングユニットは、接続された前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートの第２電圧信号における第１直流信号を前記デジタル信号処理ユニットに出力し、前記デジタル信号処理ユニットへの前記第２電圧信号における交流信号の出力を遮断するように構成され、
前記デジタル信号処理ユニットは、前記第１電圧信号と前記第１直流信号とに基づいて前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートのリップルノイズ信号を確定するように構成される
ことを特徴とするリップル検出装置。

【請求項2】

前記リップルサンプリングユニットは、リップル選択回路と第１リップルサンプリング回路を含み、前記リップル選択回路は、少なくとも２つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、前記リップル選択回路のｉ番目の入力ポートは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのｉ番目のポートに接続され、前記リップル選択回路の出力ポートは、前記第１リップルサンプリング回路の入力ポートに接続され、前記第１リップルサンプリング回路は、１つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、前記第１リップルサンプリング回路の出力ポートは、前記デジタル信号処理ユニットの１つの入力ポートに接続され、
前記リップル選択回路は、前記デジタル信号処理ユニットの制御の下、前記第１電圧信号を前記第１リップルサンプリング回路に出力するように構成され、
前記第１リップルサンプリング回路は、前記第１電圧信号を前記デジタル信号処理ユニットに出力するように構成され、
前記デジタル信号処理ユニットは、前記リップル選択回路を制御して前記第１電圧信号を前記第１リップルサンプリング回路に出力するようにさらに構成される
請求項１に記載のリップル検出装置。

【請求項3】

前記リップル選択回路は、少なくとも２つの制御スイッチ群を含み、前記少なくとも２つの制御スイッチ群のそれぞれは、２つのサブスイッチを含み、
ｊ番目の制御スイッチ群のうちの１つのサブスイッチは、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのｊ番目のポートの正端子と前記第１リップルサンプリング回路の入力ポートの正端子との間の回路に直列接続され、前記ｊ番目の制御スイッチ群のうちの別のサブスイッチは、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのｊ番目のポートの負端子と前記第１リップルサンプリング回路の入力ポートの負端子との間の回路に直列接続され、ｊは１以上の整数である
請求項２に記載のリップル検出装置。

【請求項4】

前記リップル選択回路は、第１単極双投選択スイッチと第２単極双投選択スイッチを含み、
前記第１単極双投選択スイッチ及び前記第２単極双投選択スイッチのいずれかは、第１接点、第２接点、第３接点、及び切替片を含み、
前記切替片の一端は前記第３接点に接続され、前記切替片の他端は前記第１接点と前記第２接点との間で切り替えられ、
前記第１単極双投選択スイッチの第１接点は前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの一方のポートの負端子に接続され、前記第１単極双投選択スイッチの第２接点は前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの他方のポートの負端子に接続され、前記第１単極双投選択スイッチの第３接点は前記第１リップルサンプリング回路の入力ポートの負端子に接続され、前記第２単極双投選択スイッチの第１接点は前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの一方のポートの正端子に接続され、前記第２単極双投選択スイッチの第２接点は前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの他方のポートの正端子に接続され、前記第２単極双投選択スイッチの第３接点は前記第１リップルサンプリング回路の入力ポートの正端子に接続される
請求項２に記載のリップル検出装置。

【請求項5】

前記第１リップルサンプリング回路は、具体的には、前記第１電圧信号を増幅し直流バイアスして第３電圧信号を取得し、前記第３電圧信号をローパスフィルタして第４電圧信号を取得し、前記第４電圧信号を前記デジタル信号処理ユニットに出力するように構成される
請求項２～４のいずれか１項に記載のリップル検出装置。

【請求項6】

前記第１リップルサンプリング回路は、第１差動比例増幅回路、第１直流バイアス回路、及び第１ローパスフィルタ回路を含み、
前記第１差動比例増幅回路は、第１直流差動増幅回路と第１交流差動増幅回路を含み、
前記第１直流差動増幅回路は、第１抵抗、第２抵抗、第３抵抗、第４抵抗、第５抵抗、第６抵抗、第８抵抗及び第１演算増幅器を含み、前記第１抵抗の一端は前記リップル選択回路の出力ポートの正端子に接続され、前記第１抵抗の他端は前記第３抵抗の一端に接続され、前記第３抵抗の他端は前記第１演算増幅器の入力ポートの正端子に接続され、前記第２抵抗の一端は前記リップル選択回路の出力ポートの負端子に接続され、前記第２抵抗の他端は前記第４抵抗の一端に接続され、前記第４抵抗の他端は前記第１演算増幅器の入力ポートの負端子に接続され、前記第１演算増幅器の電源端は第１電源に接続され、前記第１演算増幅器の接地端は接地され、前記第５抵抗の一端は接地され、前記第５抵抗の他端は前記第６抵抗の一端及び前記第１演算増幅器の入力ポートの正端子に接続され、前記第６抵抗の他端は前記第１電源に接続され、前記第８抵抗の一端は前記第１演算増幅器の入力ポートの負端子に接続され、前記第８抵抗の他端は前記第１演算増幅器の出力ポートに接続され、
前記第１交流差動増幅回路は、第１コンデンサ、第２コンデンサ、第３コンデンサ、第４コンデンサ、第３抵抗、第４抵抗、第５抵抗、第８抵抗、及び第１演算増幅器を含み、前記第１コンデンサは前記第１抵抗と並列に接続され、前記第２コンデンサは前記第５抵抗と並列に接続され、前記第３コンデンサは前記第２抵抗と並列に接続され、前記第４コンデンサは前記第８抵抗と並列に接続され、
前記第１直流バイアス回路は、前記第５抵抗、前記第６抵抗、及び第１電源を含み、
前記第１ローパスフィルタ回路は、第７抵抗、第９抵抗及び第５コンデンサを含み、前記第７抵抗の一端は前記第１演算増幅器の入力ポートの負端子に接続され、前記第７抵抗の他端は接地され、前記第９抵抗の一端は前記第１演算増幅器の出力ポートに接続され、前記第９抵抗の他端は前記第５コンデンサの一端及び前記第１リップルサンプリング回路の出力ポートに同時に接続され、前記第５コンデンサの他端は接地される
請求項５に記載のリップル検出装置。

【請求項7】

前記第１リップルサンプリング回路は、第１ダイオード、第２ダイオード、第３ダイオード、及び第４ダイオードを含む第１クランプ保護回路をさらに含み、前記第１ダイオードのカソードは前記第１電源に接続され、前記第１ダイオードのアノードは前記第２ダイオードのカソード及び前記第１演算増幅器の入力ポートの正端子に接続され、前記第２ダイオードのアノードは接地され、前記第３ダイオードのカソードは前記第１電源に接続され、前記第３ダイオードのアノードは前記第４ダイオードのカソード及び前記第１演算増幅器の入力ポートの負端子に接続され、前記第４ダイオードのアノードは接地される
請求項６に記載のリップル検出装置。

【請求項8】

前記直流サンプリングユニットは、具体的には、前記第２電圧信号における第１直流信号を増幅し直流バイアスして第２直流信号を取得し、前記第２直流信号をローパスフィルタして第３直流信号を取得し、前記第３直流信号を前記デジタル信号処理ユニットに出力し、前記デジタル信号処理ユニットへの前記第２電圧信号における交流信号の出力を遮断するように構成される
請求項２～４のいずれか１項に記載のリップル検出装置。

【請求項9】

前記直流サンプリングユニットは、第２差動比例増幅回路、第２直流バイアス回路、及び第２ローパスフィルタ回路を含み、
前記第２差動比例増幅回路は、第１０抵抗、第１１抵抗、第１２抵抗、第１３抵抗、第１４抵抗、第１５抵抗、第１７抵抗及び第２演算増幅器を含み、前記第１０抵抗の一端は前記リップル選択回路の出力ポートの正端子に接続され、前記第１０抵抗の他端は前記第１２抵抗の一端に接続され、前記第１２抵抗の他端は前記第２演算増幅器の入力ポートの正端子に接続され、前記第１１抵抗の一端は前記リップル選択回路の出力ポートの負端子に接続され、前記第１１抵抗の他端は前記第１３抵抗の一端に接続され、前記第１３抵抗の他端は前記第２演算増幅器の入力ポートの負端子に接続され、前記第２演算増幅器の電源端は第２電源に接続され、前記第２演算増幅器の接地端は接地され、前記第１４抵抗の一端は接地され、前記第１４抵抗の他端は前記第１５抵抗の一端及び前記第２演算増幅器の入力ポートの正端子に接続され、前記第１５抵抗の他端は前記第２電源に接続され、前記第１７抵抗の一端は前記第２演算増幅器の入力ポートの負端子に接続され、前記第１７抵抗の他端は前記第２演算増幅器の出力ポートに接続され、
前記第２直流バイアス回路は、前記第１４抵抗、前記第１５抵抗、及び前記第２電源を含み、
前記第２ローパスフィルタ回路は、第１６抵抗、第１８抵抗及び第８コンデンサを含み、前記第１６抵抗の一端は前記第２演算増幅器の入力ポートの負端子に接続され、前記第１６抵抗の他端は接地され、前記第１８抵抗の一端は前記第２演算増幅器の出力ポートに接続され、前記第１８抵抗の他端は前記第８コンデンサの一端及び前記第１リップルサンプリング回路の出力ポートに同時に接続され、前記第８コンデンサの他端は接地される
請求項８に記載のリップル検出装置。

【請求項10】

前記直流サンプリングユニットは、第５ダイオード、第６ダイオード、第７ダイオード、及び第８ダイオードをさらに含み、前記第５ダイオードのカソードは前記第２電源に接続され、前記第５ダイオードのアノードは前記第６ダイオードのカソード及び前記第２演算増幅器の入力ポートの正端子に接続され、前記第６ダイオードのアノードは接地され、前記第７ダイオードのカソードは前記第２電源に接続され、前記第７ダイオードのアノードは前記第８ダイオードのカソード及び前記第２演算増幅器の入力ポートの負端子に接続され、前記第８ダイオードのアノードは接地される
請求項９に記載のリップル検出装置。

【請求項11】

前記リップルサンプリングユニットは、少なくとも２つの第２リップルサンプリング回路を含み、
前記少なくとも２つの第２リップルサンプリング回路のうちの１つの第２リップルサンプリング回路は、１つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、前記第２リップルサンプリング回路の入力ポートは前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの１つのポートに接続され、前記第２リップルサンプリング回路の出力ポートは前記デジタル信号処理ユニットの１つの入力ポートに接続され、
前記第２リップルサンプリング回路は、接続された前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートの第５電圧信号を前記デジタル信号処理ユニットに出力するように構成され、
前記デジタル信号処理ユニットは、全ての前記第２リップルサンプリング回路が出力する前記第５電圧信号から、いずれか１つを前記第１電圧信号として選択するようにさらに構成される
請求項１に記載のリップル検出装置。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載のリップル検出装置と、リップル抑制ユニットとを含むリップル抑制装置であって、
前記リップル抑制ユニットは、
基準電圧信号とリップルノイズ信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第１差分信号を取得し、前記第１差分信号と第１電圧信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第２差分信号を取得し、前記第２差分信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号を算出して、前記リップルノイズ信号に基づいて前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの前記駆動信号を調整して、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの前記出力ポートの第１電圧が正常電圧値からずれるようにする場合、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの前記出力ポートの前記第１電圧を正常電圧値に戻し、調整した駆動信号を駆動ユニットに出力するように構成され、
又は、基準電圧信号と低周波リップル信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第３差分信号を取得し、前記第３差分信号と第１電圧信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第４差分信号を取得し、前記第４差分信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号を算出して、前記低周波リップル信号に基づいて前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの前記駆動信号を調整して、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの前記出力ポートの第１電圧が正常電圧値からずれるようにする場合、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの前記出力ポートの前記第１電圧を正常電圧値に戻し、調整した駆動信号を駆動ユニットに出力するように構成される
ことを特徴とするリップル抑制装置。

【請求項13】

前記リップル抑制ユニットは、具体的には、以下の形態を用いて、第２差分信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号を算出するように構成され、
デジタル三角波キャリア信号を生成し、前記デジタル三角波キャリア信号の周波数は前記スイッチングデバイスの周波数と同一であり、前記デジタル三角波キャリア信号が前記第２差分信号より大きい場合、前記スイッチングデバイスの駆動信号がハイレベルであり、前記デジタル三角波キャリア信号が前記第２差分信号より小さい場合、前記スイッチングデバイスの駆動信号がローレベルである
請求項１２に記載のリップル抑制装置。

【請求項14】

前記リップル抑制ユニットは、具体的には、以下の形態を用いて、第２差分信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号を算出するように構成され、
デジタル三角波キャリア信号を生成し、前記デジタル三角波キャリア信号の周波数は前記スイッチングデバイスの周波数と同一であり、前記デジタル三角波キャリア信号が前記第２差分信号より大きい場合、前記スイッチングデバイスの駆動信号がローレベルであり、前記デジタル三角波キャリア信号が前記第２差分信号より小さい場合、前記スイッチングデバイスの駆動信号がハイレベルである
請求項１２に記載のリップル抑制装置。

【請求項15】

前記リップル抑制ユニットは、具体的には、以下の形態を用いて、第４差分信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号を算出するように構成され、
デジタル三角波キャリア信号を生成し、前記デジタル三角波キャリア信号の周波数は前記スイッチングデバイスの周波数と同一であり、前記デジタル三角波キャリア信号が前記第４差分信号より大きい場合、前記スイッチングデバイスの駆動信号がハイレベルであり、前記デジタル三角波キャリア信号が前記第４差分信号より小さい場合、前記スイッチングデバイスの駆動信号がローレベルである
請求項１２に記載のリップル抑制装置。

【請求項16】

前記リップル抑制ユニットは、具体的には、以下の形態を用いて、第４差分信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号を算出するように構成され、
デジタル三角波キャリア信号を生成し、前記デジタル三角波キャリア信号の周波数は前記スイッチングデバイスの周波数と同一であり、前記デジタル三角波キャリア信号が前記第４差分信号より大きい場合、前記スイッチングデバイスの駆動信号がローレベルであり、前記デジタル三角波キャリア信号が前記第４差分信号より小さい場合、前記スイッチングデバイスの駆動信号がハイレベルである
請求項１２に記載のリップル抑制装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２０年６月２８日に中国特許庁へ提出された、出願番号を２０２０１０６０２４０１．Ｘとする中国特許出願の優先権を主張し、当該出願の全ての内容を参照により本出願に援用する。

【0002】

本出願の実施例は、パワーエレクトロニクスの技術分野に関するものである。

【背景技術】

【0003】

ＤＣ／ＤＣ（直流－直流）双方向エネルギー変換器は、２つ以上のエネルギーポートを有する変換器を指す。例えば、２ポート双方向エネルギー変換器を例に挙げると、そのうちの１つはエネルギー入力ポートであり、もう１つはエネルギー出力ポートであり、エネルギー入力ポートとエネルギー出力ポートは相互に交換可能であり、エネルギーは入力ポートと出力ポートで双方向に伝送し流すことができる。

【0004】

回路構成が簡単で変換効率が高いため、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換器が近年広く用いられているが、出力ポートにリップルノイズ信号が発生することが多く、リップルノイズ信号は非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換器の動作性能を低下させる。

【発明の概要】

【0005】

本出願の実施例の第１態様は、リップルサンプリングユニットと、少なくとも２つの直流サンプリングユニットと、デジタル信号処理ユニットとを含むリップル検出装置であって、リップルサンプリングユニットは、少なくとも２つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、リップルサンプリングユニットのｉ番目の入力ポートは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのｉ番目のポートに接続され、リップルサンプリングユニットの出力ポートは、デジタル信号処理ユニットの１つの入力ポートに接続され、ｉは１以上の整数であり、少なくとも２つの直流サンプリングユニットのうちの１つの直流サンプリングユニットは、１つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、直流サンプリングユニットの入力ポートは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの１つのポートに接続され、直流サンプリングユニットの出力ポートは、デジタル信号処理ユニットの１つの入力ポートに接続され、リップルサンプリングユニットは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートの第１電圧信号をデジタル信号処理ユニットに出力するように構成され、直流サンプリングユニットは、接続された非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートの第２電圧信号における第１直流信号をデジタル信号処理ユニットに出力し、デジタル信号処理ユニットへの第２電圧信号における交流信号の出力を遮断するように構成され、デジタル信号処理ユニットは、第１電圧信号と第１直流信号とに基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートのリップルノイズ信号を確定するように構成されるリップル検出装置を提供する。

【0006】

本出願の実施例の第２態様は、上記リップル検出装置と、リップル抑制ユニットとを含むリップル抑制装置であって、リップル抑制ユニットは、基準電圧信号とリップルノイズ信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第１差分信号を取得し、第１差分信号と第１電圧信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第２差分信号を取得し、第２差分信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号を算出して、駆動信号を駆動ユニットに出力するように構成され、又は、基準電圧信号と低周波リップル信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第３差分信号を取得し、第３差分信号と第１電圧信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第４差分信号を取得し、第４差分信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号を算出して、駆動信号を駆動ユニットに出力するように構成されるリップル抑制装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本出願の実施例によるリップル検出装置の１つの構成ブロック図である。

【図2】図２は、本出願の実施例によるリップル検出装置の別の構成ブロック図である。

【図3】図３は、本出願の実施例によるリップル選択回路の１つの構成ブロック図である。

【図4】図４は、本出願の実施例によるリップル選択回路の別の構成ブロック図である。

【図5】図５は、本出願の実施例によるリップル選択回路の別の構成ブロック図である。

【図6】図６は、本出願の実施例による第１リップルサンプリング回路が出力するローパスフィルタされた後の第１電圧信号の概略図である。

【図7】図７は、本出願の実施例による直流サンプリング回路が出力するローパスフィルタされた後の直流信号の概略図である。

【図8】図８は、本出願の実施例による低周波リップル信号の概略図である。

【図9】図９は、本出願の実施例によるリップルサンプリング回路が出力する電圧信号の概略図である。

【図10】図１０は、本出願の実施例による直流サンプリングユニットが出力する電圧信号の概略図である。

【図11】図１１は、本出願の実施例による非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの１つの構成ブロック図である。

【図12】図１２は、本出願の実施例による非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの別の構成ブロック図である。

【図13】図１３は、本出願の実施例による非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの別の構成ブロック図である。

【図14】図１４は、本出願の実施例による非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの別の構成ブロック図である。

【図15】図１５は、本出願の実施例による三角波キャリア信号に基づいて駆動信号を生成することを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

当業者が本出願の技術案をよりよく理解するために、以下に図面を組み合わせて本出願によるリップル検出装置とリップル抑制装置を詳しく説明する。

【0009】

以下では図面を参照して例示的な実施例について十分に説明するが、例示的な実施例が異なる形式で体現されてもよく、本明細書で記載の実施例に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施例は、本出願を徹底して完全なものにするために提供され、当業者に本出願の範囲を十分に理解させるように提供される。

【0010】

本出願の各実施形態及び各実施形態における各特徴は、矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。

【0011】

本明細書で用いられる「及び／又は」という用語は、少なくとも１つの関連する列挙された項目の任意の組み合わせ及び全ての組み合わせを含む。

【0012】

本明細書で用いられる用語は、特定の実施例を説明するためのものに過ぎず、本出願を限定することを意図しない。例えば本明細書で用いられる単数形の「１つ」及び「当該」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、複数形も含むことを意図している。本明細書で「含む」及び／又は「……からなる」という用語を用いる場合、述べられた特徴、全体、ステップ、操作、要素及び／又は構成要素の存在を明示しているが、少なくとも１つの他の特徴、全体、ステップ、操作、要素、構成要素及び／又はそれらの群の存在又は追加を排除するものではないことも理解されたい。

【0013】

特に限定されない限り、技術的及び科学的な用語を含む、本明細書で用いられる全ての用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書で定義されているような用語は、関連技術及び本出願の文脈でのそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明確にそのように限定されていない限り、理想的又は過度に形式的な意味を有すると解釈されるべきではないことも理解されたい。

【0014】

非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換器が出力ポートにリップルノイズ信号を発生させる理由には以下の２つがある。第一に、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換器における回路の非絶縁構造により、外部給電設備から入力ポートに入力された低周波リップル信号が回路を介して出力ポートに伝達され、この低周波リップル信号が変換器自体が発生する高周波ノイズ信号と重畳されて、出力ポートに大きなリップルノイズ信号を発生させることが多い。第二に、入力ポートと出力ポートが入れ替わる時にリップルノイズ信号も元の出力ポートから元の入力ポートに転送される。

【0015】

リップルノイズ信号が非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換器の動作性能を低下させるため、リップルノイズ信号を検出し抑制する必要がある。

【0016】

なお、リップルノイズ信号は、低周波リップル信号及び高周波ノイズ信号を含み、本出願実施例のリップル検出回路は、低周波リップル信号及び高周波ノイズ信号の検出と、低周波リップル信号の抑制とを実現することができる。

【0017】

なお、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換器（即ち、下記の非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット）は、２つ以上のエネルギーポートを含み、少なくとも１つが入力ポートであり、１つが出力ポートであり、入力ポートと出力ポートの負端子は同一のネットワークにあり、エネルギーは入力ポートと出力ポートとの間で双方向に流れることができる。

【0018】

本出願の実施例はリップル検出装置を提供する。図１は、本出願の実施例によるリップル検出装置の１つの構成ブロック図であり、図１に示すように、リップル検出装置は、リップルサンプリングユニット１０１と、少なくとも２つの直流サンプリングユニット１０２と、デジタル信号処理ユニット１０３とを含んでいる。

【0019】

実施可能な一形態において、リップルサンプリングユニット１０１は、少なくとも２つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、リップルサンプリングユニット１０１のｉ番目の入力ポートは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのｉ番目のポートに接続され、リップルサンプリングユニット１０１の出力ポートは、デジタル信号処理ユニット１０３の１つの入力ポートに接続され、ｉは１以上の整数である。

【0020】

各直流サンプリングユニット１０２は、１つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、直流サンプリングユニット１０２の入力ポートは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの１つのポートに接続され、直流サンプリングユニット１０２の出力ポートは、デジタル信号処理ユニット１０３の１つの入力ポートに接続され、直流サンプリングユニット１０２が接続されるデジタル信号処理ユニット１０３の入力ポートは、リップルサンプリングユニット１０１が接続されるデジタル信号処理ユニット１０３の入力ポートと異なり、異なる直流サンプリングユニット１０２が接続されるデジタル信号処理ユニット１０３の入力ポートは異なる。図２は、２ポートの非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットを例とする概略図であり、図２に示すように、２つの直流サンプリングユニット１０２（それぞれは直流サンプリングユニット１と直流サンプリングユニット２）が含まれており、直流サンプリングユニット１の入力ポートの正端子は、入力電圧Ｖｉｎ（即ち、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの入力ポート）の正端子に接続され、直流サンプリングユニット１の第１入力ポートの負端子は、入力電圧Ｖｉｎの負端子に接続され、直流サンプリングユニット２の入力ポートの正端子は、出力電圧Ｖｏ（即ち、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポート）の正端子に接続され、直流サンプリングユニット２の入力ポートの負端子は、出力電圧Ｖｏの負端子に接続され、直流サンプリングユニット１及び直流サンプリングユニット２の出力ポートは、デジタル信号処理ユニット１０３の入力ポートに接続される。

【0021】

デジタル信号処理ユニット１０３は、少なくとも３つの入力ポートを含む。

【0022】

実施可能な一形態において、リップルサンプリングユニット１０１の入力ポートの数は、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートの数以上であり、直流サンプリングユニット１０２の数は、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートの数に等しい。

【0023】

実施可能な一形態において、リップルサンプリングユニット１０１は、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートの第１電圧信号をデジタル信号処理ユニット１０３に出力するように構成される。

【0024】

直流サンプリングユニット１０２は、接続された非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートの第２電圧信号における第１直流信号をデジタル信号処理ユニット１０３に出力し、デジタル信号処理ユニット１０３への第２電圧信号における交流信号の出力を遮断するように構成される。

【0025】

デジタル信号処理ユニット１０３は、第１電圧信号と第１直流信号とに基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートのリップルノイズ信号を確定するように構成される。

【0026】

実施可能な一形態において、デジタル信号処理ユニット１０３は、具体的には、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートのリップルノイズ信号が第１電圧信号と第１直流信号との差であると確定するように構成される。

【0027】

本出願の実施例によるリップル検出装置は、リップルサンプリングユニットを用いて、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートの第１電圧信号の収集を実現し、直流サンプリングユニットを用いて、接続された非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートの第２電圧信号における第１直流信号の収集を実現し、デジタル信号処理ユニットを用いて、リップルサンプリングユニットが収集した第１電圧信号と第１直流サンプリングユニットが収集した直流信号とを処理して、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートのリップルノイズ信号を得ることを実現し、これにより、リップルノイズ信号の検出を実現し、ひいては、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの動作性能を向上させる。

【0028】

実施可能な一形態において、リップルサンプリングユニット１０１は、以下の形態一及び形態二のいずれか１つを用いて実現されてもよい。

【0029】

形態一において、図２に示すように、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートは固定ではなく、リップル検出装置は出力ポート側のリップルノイズ信号を検出するだけでよいため、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのどちら側が出力ポートであるかをデジタル信号処理ユニット１０３により判断してリップルサンプリングユニットを出力ポートと接続し、入力ポートから切り離すように制御する。よって、リップルサンプリングユニット１０１はリップル選択回路と第１リップルサンプリング回路を含む。第１リップルサンプリング回路をどちら側に接続するかをリップル選択回路で制御し、接続された側の電圧信号を第１リップルサンプリング回路に入力することにより、出力ポートの第１電圧信号の収集を実現する。このように、どちら側が出力ポートであっても、同じ第１リップルサンプリング回路を用いることで、回路構成が削減され、第１リップルサンプリング回路の一貫性とサンプリング精度が保証される。

【0030】

形態二において、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートは固定ではなく、リップル検出装置は出力ポート側のリップルノイズ信号を検出するだけでよいため、各ポートに第２リップルサンプリング回路を１つずつ設ける必要があり、即ち、リップルサンプリングユニット１０１は少なくとも２つの第２リップルサンプリング回路を含む。これにより、出力ポートの第１電圧信号の収集を実現する。

【0031】

なお、図２は、２ポートの非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットを例とする概略図であり、多ポートの非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットに対応するリップル検出回路はこれと同様であり、この図は本出願の実施例を限定するものではない。

【0032】

以下では上記２つの実施形態をそれぞれ詳細に説明する。

【0033】

（一）リップルサンプリングユニット１０１は、リップル選択回路と第１リップルサンプリング回路を含む。

【0034】

形態一に対して、実施可能な一形態において、リップル選択回路は、少なくとも２つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、リップル選択回路のｉ番目の入力ポートは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのｉ番目のポートにそれぞれ接続され、リップル選択回路の出力ポートは、第１リップルサンプリング回路の入力ポートに接続され、第１リップルサンプリング回路は、１つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、第１リップルサンプリング回路の出力ポートは、デジタル信号処理ユニットの１つの入力ポートに接続される。図２は、２ポートの非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットを例とする概略図であり、図２に示すように、リップル選択回路は、２つの入力ポート（それぞれ、第１入力ポート及び第２入力ポート）と１つの出力ポートを含み、リップル選択回路の第１入力ポートの正端子は、入力電圧Ｖｉｎ（即ち、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの入力ポート）の正端子に接続され、リップル選択回路の第１入力ポートの負端子は、入力電圧Ｖｉｎの負端子に接続され、リップル選択回路の第２入力ポートの正端子は、出力電圧Ｖｏ（即ち、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポート）の正端子に接続され、リップル選択回路の第２入力ポートの負端子は、出力電圧Ｖｏの負端子に接続され、リップル選択回路の出力ポートは、第１リップルサンプリング回路の入力ポートに接続されている。

【0035】

形態一に対して、実施可能な一形態において、リップル選択回路の入力ポートの数は、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートの数以上である。

【0036】

形態一に対して、実施可能な一形態において、リップル選択回路は、デジタル信号処理ユニットの制御の下、第１電圧信号を第１リップルサンプリング回路に出力するように構成される。したがって、第１リップルサンプリング回路は、第１電圧信号をデジタル信号処理ユニットに出力するように構成される。したがって、デジタル信号処理ユニットは、リップル選択回路を制御して第１電圧信号を第１リップルサンプリング回路に出力するようにさらに構成される。

【0037】

形態一に対して、実施可能な一形態において、デジタル信号処理ユニットは、ディスパッチシステムから受信したディスパッチ信号に基づいて、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのどのポートが出力ポートであるかを確定することができ、このディスパッチ信号は、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのどのポートが出力ポートであるかを指示するために用いられる。

【0038】

なお、一般的に、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの１つのポートは、電源と負荷と並列に接続され、電源と負荷との間も並列関係であり、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの他のポートは、バッテリーと並列に接続され、ディスパッチシステムは、バッテリーが満充電状態にあり、且つバッテリーの電圧が負荷の電圧より高いことを検出し、負荷と電源と並列に接続されたポートを出力ポートとして確定する。ディスパッチシステムは、負荷の電圧がバッテリーの電圧より高いことを検出し、バッテリーに接続されたポートを出力ポートとして確定する。ディスパッチシステムは、出力ポートを確定した後、デジタル信号処理ユニットにディスパッチ信号を送信する。

【0039】

形態一に対して、実施可能な一形態において、リップル選択回路は、以下の形態１及び形態２のいずれか１つを用いて実現されてもよい。

【0040】

形態１において、図３及び図４に示すように、リップル選択回路は、少なくとも２つの制御スイッチ群を含み、各制御スイッチ群は２つのサブスイッチを含み、ｊ番目の制御スイッチ群のうちの１つのサブスイッチは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのｊ番目のポートの正端子と第１リップルサンプリング回路の入力ポートの正端子との間の回路に直列接続され、ｊ番目の制御スイッチ群のうちの別のサブスイッチは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのｊ番目のポートの負端子と第１リップルサンプリング回路の入力ポートの負端子との間の回路に直列接続され、ｊは１以上の整数である。

【0041】

なお、形態１に対して、Ｎ個の制御スイッチ群が相補的にオンとなり、Ｎは、リップル選択回路に含まれる制御スイッチ群の数である。即ち、Ｎ個の制御スイッチ群のうち、１つの制御スイッチ群がオンとなり、残りの制御スイッチ群がオフとなる。

【0042】

なお、１つの制御スイッチ群がオンとなるとは、当該制御スイッチ群に含まれる２つのサブスイッチが共にオンとなることを意味し、１つの制御スイッチ群がオフとなるとは、当該制御スイッチ群に含まれる２つのサブスイッチが共にオフとなることを意味する。

【0043】

形態２において、図５に示すように、２ポートの非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットに対して、リップル選択回路は、２つの単極双投選択スイッチ（例えば、図５における単極双投選択スイッチＫ１及び単極双投選択スイッチＫ２）を用いて実現されてもよい。単極双投選択スイッチは、第１接点（例えば、図５における接点１）、第２接点（例えば、図５における接点２）、第３接点（例えば、図５における接点３）、及び切替片を含む。切替片の一端は第３接点に接続され、切替片の他端は第１接点と第２接点との間で切り替えられる。一方の単極双投選択スイッチの第１接点（例えば、図５における接点１）は非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー選択ユニットの一方のポートの負端子に接続され、一方の単極双投選択スイッチの第２接点（例えば、図５における接点２）は非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー選択ユニットの他方のポートの負端子に接続され、一方の単極双投選択スイッチの第３接点（例えば、図５における接点３）は第１リップルサンプリング回路の入力ポートの負端子に接続され、他方の単極双投選択スイッチの第１接点（例えば、図５における接点１）は非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー選択ユニットの一方のポートの正端子に接続され、他方の単極双投選択スイッチの第２接点（例えば、図５における接点２）は非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー選択ユニットの他方のポートの正端子に接続され、他方の単極双投選択スイッチの第３接点（例えば、図５における接点３）は第１リップルサンプリング回路の入力ポートの正端子に接続される。

【0044】

なお、２つの単極双投スイッチの切替片が共に第１接点に切り替えられた場合、リップル選択回路の入力ポートは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー選択ユニットの一方のポートに接続され、２つの単極双投スイッチの切替片が共に第２接点に切り替えられた場合、リップル選択回路の入力ポートは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー選択ユニットの他方のポートに接続される。

【0045】

形態一に対して、実施可能な一形態において、第１リップルサンプリング回路及び直流サンプリングユニット１０２は、以下の形態１１及び形態１２のいずれか１つを用いて実現されてもよい。

【0046】

形態１１において、第１リップルサンプリング回路が出力する第１電圧信号と直流サンプリングユニット１０２が出力する第１直流信号はいずれもデジタル信号処理ユニット１０３の信号受信範囲外であるため、デジタル信号処理ユニット１０３に入力される信号がデジタル信号処理ユニット１０３の信号受信範囲内となるように、第１リップルサンプリング回路において第１電圧信号を増幅し直流バイアスし、直流サンプリングユニット１０２において第２電圧信号における第１直流信号を増幅し直流バイアスする必要がある。

【0047】

第１リップルサンプリング回路は、具体的には、第１電圧信号を増幅し直流バイアスして第３電圧信号を取得し、第３電圧信号をデジタル信号処理ユニット１０３に出力するように構成されてもよい。したがって、直流サンプリングユニット１０２は、具体的には、第２電圧信号における第１直流信号を増幅し直流バイアスして第２直流信号を取得し、第２直流信号をデジタル信号処理ユニットに出力し、デジタル信号処理ユニットへの第２電圧信号における交流信号の出力を遮断するように構成される。したがって、デジタル信号処理ユニット１０３は、具体的には、第３電圧信号と第２直流信号とに基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートのリップルノイズ信号を確定するように構成される。

【0048】

なお、第１リップルサンプリング回路と直流サンプリングユニット１０２の増幅率は、等しくてもよいし、等しくなくてもよい。

【0049】

形態１１に対して、実施可能な一形態において、第１リップルサンプリング回路は、具体的には、第１電圧信号における直流信号を増幅することと、第１電圧信号における交流信号を増幅しないことによって、第１電圧信号を増幅するように構成される。この場合、デジタル信号処理ユニット１０３は、具体的には、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートのリップルノイズ信号が第３電圧信号と第２直流信号との差であると確定するように構成される。

【0050】

形態１１に対して、実施可能な別の形態において、第１リップルサンプリング回路は、具体的には、第１電圧信号における直流信号及び交流信号を増幅することによって、第１電圧信号を増幅するように構成される。この場合、デジタル信号処理ユニット１０３は、具体的には、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートのリップルノイズ信号が、第３電圧信号と第２直流信号との差と、増幅率との比であると確定するように構成される。

【0051】

形態１１に対して、実施可能な一形態において、第１リップルサンプリング回路は、第１差動比例増幅回路及び第１直流バイアス回路を含む。

【0052】

実施可能な一形態において、第１差動比例増幅回路は、第１直流差動増幅回路及び第１交流差動増幅回路を含む。

【0053】

実施可能な一形態において、第１差動比例増幅回路及び第１直流バイアス回路は、以下の形態１２における第１差動比例増幅回路及び第１直流バイアス回路と同一であり、他の回路を用いて実現されてもよく、具体的な回路実現は本出願の実施例を限定するものではなく、ここでは説明を省略する。

【0054】

形態１１に対して、実施可能な一形態において、直流サンプリングユニットは、第２差動比例増幅回路及び第２直流バイアス回路を含む。

【0055】

実施可能な一形態において、第２差動比例増幅回路は、第２直流差動増幅回路及び第２交流差動増幅回路を含む。

【0056】

実施可能な一形態において、第２差動比例増幅回路及び第２直流バイアス回路は、以下の形態１２における第２差動比例増幅回路及び第２直流バイアス回路と同一であり、他の回路を用いて実現されてもよく、具体的な回路実現は本出願の実施例を限定するものではなく、ここでは説明を省略する。

【0057】

形態１２において、上記リップルノイズ信号は、低周波リップル信号と高周波ノイズ信号との重畳信号である。低周波リップル信号を得るために、加えて第１リップルサンプリング回路から出力される第１電圧信号と直流サンプリングユニット１０２から出力される直流信号がいずれもデジタル信号処理ユニット１０３の信号受信範囲外であることから、デジタル信号処理ユニット１０３に入力される信号をデジタル信号処理ユニット１０３の受信範囲内に収めるためには、第１リップルサンプリング回路において第１電圧信号に増幅、直流バイアス及びローパスフィルタを施し、直流サンプリングユニット１０２において第２電圧信号における直流信号に増幅、直流バイアス及びローパスフィルタを施す必要がある。即ち、第１リップルサンプリング回路は、具体的には、第１電圧信号を増幅し直流バイアスして第３電圧信号を取得し、第３電圧信号をローパスフィルタして第４電圧信号を取得し、第４電圧信号（図６に示す）をデジタル信号処理ユニット１０３に出力するように構成される。

【0058】

直流サンプリングユニット１０２は、具体的には、第２電圧信号における第１直流信号を増幅し直流バイアスして第２直流信号を取得し、第２直流信号をローパスフィルタして第３直流信号を取得し、第３直流信号（図７に示す）をデジタル信号処理ユニット１０３に出力し、デジタル信号処理ユニット１０３への第２電圧信号における交流信号の出力を遮断するように構成される。

【0059】

形態１２に対して、実施可能な一形態において、リップルサンプリングユニット１０１は、具体的には、第１電圧信号における直流信号を増幅することと、第１電圧信号における交流信号を増幅しないことによって、第１電圧信号を増幅するように構成される。この場合、デジタル信号処理ユニット１０３は、具体的には、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートの低周波リップル信号（図８に示す）が第４電圧信号と第３直流信号との差であると確定するように構成される。

【0060】

形態１２に対して、実施可能な別の形態において、リップルサンプリングユニット１０１は、具体的には、第１電圧信号における直流信号及び交流信号を増幅することによって、第１電圧信号を増幅するように構成される。この場合、デジタル信号処理ユニット１０３は、具体的には、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートのリップルノイズ信号が、第４電圧信号と第３直流信号との差と、増幅率との比であると確定するように構成される。

【0061】

形態１２に対して、実施可能な一形態において、図９に示すように、第１リップルサンプリング回路は、第１差動比例増幅回路、第１直流バイアス回路、及び第１ローパスフィルタ回路を含む。

【0062】

実施可能な一形態において、差動比例増幅回路は、第１直流差動増幅回路と第１交流差動増幅回路を含む。

【0063】

実施可能な一形態において、第１直流差動増幅回路は、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４、第５抵抗Ｒ５、第６抵抗Ｒ６、第８抵抗Ｒ８及び第１演算増幅器Ｄ１を含み、第１抵抗Ｒ１の一端はリップル選択回路の出力ポートの正端子に接続され、第１抵抗Ｒ１の他端は第３抵抗Ｒ３の一端に接続され、第３抵抗Ｒ３の他端は第１演算増幅器Ｄ１の入力ポートの正端子に接続され、第２抵抗Ｒ２の一端はリップル選択回路の出力ポートの負端子に接続され、第２抵抗Ｒ２の他端は第４抵抗Ｒ４の一端に接続され、第４抵抗Ｒ４の他端は第１演算増幅器Ｄ１の入力ポートの負端子に接続され、第１演算増幅器Ｄ１の電源端は第１電源ＶＣＣ１に接続され、第１演算増幅器Ｄ１の接地端は接地され、第５抵抗Ｒ５の一端は接地され、第５抵抗Ｒ５の他端は第６抵抗Ｒ６の一端及び第１演算増幅器Ｄ１の入力ポートの正端子に接続され、第６抵抗Ｒ６の他端は第１電源ＶＣＣ１に接続され、第８抵抗Ｒ８の一端は第１演算増幅器Ｄ１の入力ポートの負端子に接続され、第８抵抗Ｒ８の他端は第１演算増幅器Ｄ１の出力ポートに接続される。

【0064】

実施可能な一形態において、第１交流差動増幅回路は、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、第３コンデンサＣ３、第４コンデンサＣ４、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４、第５抵抗Ｒ５、第８抵抗Ｒ８、及び第１演算増幅器Ｄ１を含み、第１コンデンサＣ１は第１抵抗Ｒ１と並列に接続され、第２コンデンサＣ２は第５抵抗Ｒ５と並列に接続され、第３コンデンサＣ３は第２抵抗Ｒ２と並列に接続され、第４コンデンサＣ４は第８抵抗Ｒ８と並列に接続される。

【0065】

実施可能な一形態において、第１直流バイアス回路は、第５抵抗Ｒ５、第６抵抗Ｒ６、及び第１電源ＶＣＣ１を含む。

【0066】

実施可能な一形態において、第１ローパスフィルタ回路は、第７抵抗Ｒ７、第９抵抗Ｒ９及び第５コンデンサＣ５を含み、第７抵抗Ｒ７の一端は第１演算増幅器Ｄ１の入力ポートの負端子に接続され、第７抵抗Ｒ７の他端は接地され、第９抵抗Ｒ９の一端は第１演算増幅器Ｄ１の出力ポートに接続され、第９抵抗Ｒ９の他端は第５コンデンサＣ５の一端及び第１リップルサンプリング回路の出力ポートに同時に接続され、第５コンデンサＣ５の他端は接地される。第１ローパスフィルタ回路は、第３電圧信号における高周波信号をフィルタリングし、低周波信号（直流信号及び低周波リップル信号を含む）を保持するように構成される。

【0067】

実施可能な一形態において、Ｒ１＝Ｒ２、Ｒ３＝Ｒ４、Ｒ５＝Ｒ８、Ｒ７＝Ｒ９である。

【0068】

実施可能な一形態において、Ｃ１＝Ｃ３、Ｃ２＝Ｃ４である。

【0069】

第１リップルサンプリング回路における第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、第３コンデンサＣ３、第４コンデンサＣ４は、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートの第１電圧信号における交流信号に交流経路を提供し、交流信号は、第１リップルサンプリング回路の出力ポートに直接伝達され、Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒ５＝Ｒ８である場合、交流信号に対する増幅率が１であり、第１リップルサンプリング回路の出力ポートが出力するローパスフィルタされた後の第１電圧信号は、比例増幅された直流信号と元の交流信号との重畳であるはずであり、Ｒ３≠Ｒ５である場合、交流信号の増幅率が１ではなく、第１リップルサンプリング回路の出力ポートが出力するローパスフィルタされた後の第１電圧信号は、比例増幅された直流信号と比例増幅された交流信号との重畳であるはずである。

【0070】

形態１２に対して、実施可能な一形態において、図９に示すように、ローパスフィルタされた後の第１電圧信号は、

【数1】

であり、（Ｒ５／Ｒ６）ＶＣＣ１は、直流バイアス電圧であり、ＶＡＣは、ローパスフィルタされた第１電圧信号における交流信号であり、ＶＤＣ＿ＤＳＰは、ローパスフィルタされた第１電圧信号における直流信号であり、Ｖ_Ｏ＿ＤＣは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートの第１電圧信号における直流信号であり、Ｖ_Ｏ＿ＡＣは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートの第１電圧信号における交流信号であり、ＶＣＣ１は、第１電源である。

【0071】

形態１２に対して、実施可能な一形態において、第１リップルサンプリング回路は第１クランプ保護回路をさらに含む。

【0072】

実施可能な一形態において、第１クランプ保護回路は、第１ダイオードＶＤ１、第２ダイオードＶＤ２、第３ダイオードＶＤ３、及び第４ダイオードＶＤ４を含み、第１ダイオードＶＤ１のカソードは第１電源ＶＣＣ１に接続され、第１ダイオードＶＤ１のアノードは第２ダイオードＶＤ２のカソード及び第１演算増幅器Ｄ１の入力ポートの正端子に接続され、第２ダイオードＶＤ２のアノードは接地され、第３ダイオードＶＤ３のカソードは第１電源ＶＣＣ１に接続され、第３ダイオードＶＤ３のアノードは第４ダイオードＶＤ４のカソード及び第１演算増幅器Ｄ１の入力ポートの負端子に接続され、第４ダイオードＶＤ４のアノードは接地される。第１クランプ保護回路は、第１演算増幅器Ｄ１の入力電圧を０～３．３Ｖの間に制限し、保護の役割を果たす。

【0073】

形態１２に対して、実施可能な一形態において、図１０に示すように、直流サンプリングユニット１０２は、第２差動比例増幅回路、第２直流バイアス回路、及び第２ローパスフィルタ回路を含む。

【0074】

実施可能な一形態において、第２差動比例増幅回路は第２直流差動増幅回路を含む。

【0075】

実施可能な一形態において、第２直流差動増幅回路は、第１０抵抗Ｒ１１、第１１抵抗Ｒ１２、第１２抵抗Ｒ１３、第１３抵抗Ｒ１４、第１４抵抗Ｒ１５、第１５抵抗Ｒ１６、第１７抵抗Ｒ１８及び第２演算増幅器Ｄ２を含み、第１０抵抗Ｒ１１の一端はリップル選択回路の出力ポートの正端子に接続され、第１０抵抗Ｒ１１の他端は第１２抵抗Ｒ１３の一端に接続され、第１２抵抗Ｒ１３の他端は第２演算増幅器Ｄ２の入力ポートの正端子に接続され、第１１抵抗Ｒ１２の一端はリップル選択回路の出力ポートの負端子に接続され、第１１抵抗Ｒ１２の他端は第１３抵抗Ｒ１４の一端に接続され、第１３抵抗Ｒ１４の他端は第２演算増幅器Ｄ２の入力ポートの負端子に接続され、第２演算増幅器Ｄ２の電源端は第２電源ＶＣＣ２に接続され、第２演算増幅器Ｄ２の接地端は接地され、第１４抵抗Ｒ１５の一端は接地され、第１４抵抗Ｒ１５の他端は第１５抵抗Ｒ１６の一端及び第２演算増幅器Ｄ２の入力ポートの正端子に接続され、第１５抵抗Ｒ１６の他端は第２電源ＶＣＣ２に接続され、第１７抵抗Ｒ１８の一端は第２演算増幅器Ｄ２の入力ポートの負端子に接続され、第１７抵抗Ｒ１８の他端は第２演算増幅器Ｄ２の出力ポートに接続される。

【0076】

実施可能な一形態において、第２直流バイアス回路は、第１４抵抗Ｒ１５、第１５抵抗Ｒ１６、及び第２電源ＶＣＣ２を含む。

【0077】

実施可能な一形態において、第２ローパスフィルタ回路は、第１６抵抗Ｒ１７、第１８抵抗Ｒ１９及び第８コンデンサＣ１３を含み、第１６抵抗Ｒ１７の一端は第２演算増幅器Ｄ２の入力ポートの負端子に接続され、第１６抵抗Ｒ１７の他端は接地され、第１８抵抗Ｒ１９の一端は第２演算増幅器Ｄ２の出力ポートに接続され、第１８抵抗Ｒ１９の他端は第８コンデンサＣ１３の一端及び第１リップルサンプリング回路の出力ポートに同時に接続され、第８コンデンサＣ１３の他端は接地される。第２ローパスフィルタ回路は、第２直流信号における高周波信号をフィルタリングし、低周波信号（直流信号を含む）を保持するように構成される。

【0078】

実施可能な一形態において、Ｒ１１＝Ｒ１２、Ｒ１３＝Ｒ１４、Ｒ１５＝Ｒ１８、Ｒ１７＝Ｒ１９である。

【0079】

実施可能な一形態において、Ｃ１１＝Ｃ１２である。

【0080】

実施可能な一形態において、直流サンプリングユニット１０２は、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートの第２電圧信号における交流信号に交流経路を提供することができず、交流信号は第１リップルサンプリング回路の出力ポートに伝達されないため、直流サンプリングユニット１０２は、ローパスフィルタされた後の直流信号のみを出力する。

【0081】

形態１２に対して、実施可能な一形態において、図１０に示すように、ローパスフィルタされた後の直流信号は、

【数2】

であり、（Ｒ１５／Ｒ１６）ＶＣＣ２は、直流バイアス電圧であり、ＶＤＣ＿ＤＳＰは、第３直流信号であり、Ｖ_Ｏ＿ＤＣは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートの第１電圧信号における直流信号であり、ＶＣＣ２は、第２電源である。

【0082】

形態１２に対して、実施可能な一形態において、直流サンプリングユニット１０２は、第５ダイオードＶＤ１１、第６ダイオードＶＤ２１、第７ダイオードＶＤ３１、及び第８ダイオードＶＤ４１をさらに含み、第５ダイオードＶＤ１１のカソードは第２電源ＶＣＣ２に接続され、第５ダイオードＶＤ１１のアノードは第６ダイオードＶＤ２１のカソード及び第２演算増幅器Ｄ２の入力ポートの正端子に接続され、第６ダイオードＶＤ２１のアノードは接地され、第７ダイオードＶＤ３１のカソードは第２電源ＶＣＣ２に接続され、第７ダイオードＶＤ３１のアノードは第８ダイオードＶＤ４１のカソード及び第２演算増幅器Ｄ２の入力ポートの負端子に接続され、第８ダイオードＶＤ４１のアノードは接地される。第２クランプ保護回路は、第２演算増幅器Ｄ２の入力電圧を０～３．３Ｖの間に制限し、保護の役割を果たす。

【0083】

（二）リップルサンプリングユニット１０１は、少なくとも２つの第２リップルサンプリング回路を含む。

【0084】

形態二に対して、実施可能な一形態において、第２リップルサンプリング回路の数は、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートの数に等しい。

【0085】

形態二に対して、実施可能な一形態において、第２リップルサンプリング回路は１つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、第２リップルサンプリング回路の入力ポートは非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの１つのポートに接続され、第２リップルサンプリング回路の出力ポートはデジタル信号処理ユニットの１つの入力ポートに接続される。

【0086】

形態二に対して、実施可能な一形態において、異なる第２リップルサンプリング回路の入力ポートが接続する非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートは異なり、異なる第２リップルサンプリング回路の出力ポートが接続するデジタル信号処理ユニットの入力ポートは異なる。

【0087】

形態二に対して、実施可能な一形態において、第２リップルサンプリング回路は、接続された非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのポートの第５電圧信号をデジタル信号処理ユニットに出力するように構成される。また、デジタル信号処理ユニット１０３は、全ての第２リップルサンプリング回路が出力する第５電圧信号から、いずれか１つを第１電圧信号として選択するようにさらに構成される。

【0088】

形態二に対して、実施可能な一形態において、デジタル信号処理ユニット１０３が、全ての第２リップルサンプリング回路が出力する第５電圧信号から、いずれか１つを第１電圧信号として選択するとは、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの出力ポートに接続された第２リップルサンプリング回路からデジタル信号処理ユニット１０３に入力される第５電圧信号を選択することを意味し、当該第５電圧信号は即ち第１電圧信号である。

【0089】

実施可能な一形態において、第２リップルサンプリング回路は、第１リップルサンプリング回路と同じ回路を用いて実現されてもよく、他の回路を用いて実現されてもよい。具体的な回路実現は本出願の実施例を限定するものではない。

【0090】

実施可能な一形態において、デジタル信号処理ユニット１０３は、例えばＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ（ＴＩ）社のＴＭＳ３２０Ｆ２８ｘｘシリーズのチップのようなデジタル信号処理（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＤＳＰ）チップを用いて実現されてもよい。

【0091】

実施可能な一形態において、リップル検出装置は、入力ポートと出力ポートの電圧信号を変換するように構成された非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット１０４をさらに含む。

【0092】

実施可能な一形態において、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット１０４は、以下の形態２１～形態２４のいずれか１つを用いて実現されてもよい。

【0093】

形態２１において、図１１に示すように、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット１０４は、Ｈブリッジ回路を用いて実現され、第１スイッチングデバイスＶＴ１、第２スイッチングデバイスＶＴ２、第３スイッチングデバイスＶＴ３、第４スイッチングデバイスＶＴ４、第１インダクタンスＬ１、第９コンデンサＣｉｎ１、第１０コンデンサＣｏ１を含む。第１スイッチングデバイスＶＴ１のドレインは、一方のポートの正端子に接続され、第１スイッチングデバイスＶＴ１のソースは、第１インダクタンスＬ１の一端及び第２スイッチングデバイスＶＴ２のドレインに同時に接続され、第１スイッチングデバイスＶＴ１のゲートは、駆動回路１の一方の出力ポートに接続される。第２スイッチングデバイスＶＴ２のソースは、一方のポートの負端子に接続され、第２スイッチングデバイスＶＴ２のゲートは、第１駆動回路の他方の出力ポートに接続される。第９コンデンサＣｉｎ１は、一方のポートの正負端子に並列接続され、第１インダクタンスＬ１の第２端子は、第３スイッチングデバイスＶＴ３のドレイン及び第４スイッチングデバイスＶＴ４のソースに同時に接続される。第３スイッチングデバイスＶＴ３のソースは、他方のポートの負端子に接続され、第３スイッチングデバイスＶＴ３のゲートは、第２駆動回路の一方の出力ポートに接続される。第４スイッチングデバイスＶＴ４のドレインは他方のポートの正端子に接続され、第４スイッチングデバイスＶＴ４のゲートは第２駆動回路の他方の出力ポートに接続される。第１０コンデンサＣｏ１は、他方のポートの正負端子に並列接続され、２つのポートの負端子は接地され、一方のポートの負端子と他方のポートの負端子は同一のネットワーク上に位置している。

【0094】

形態２２において、図１２に示すように、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット１０４は、第５スイッチングデバイスＶＴ５、第６スイッチングデバイスＶＴ６、第２インダクタンスＬ２、第１１コンデンサＣｉｎ２、第１２コンデンサＣｏ２を含む。第５スイッチングデバイスＶＴ５のドレインは、一方のポートの正端子に接続され、第５スイッチングデバイスＶＴ５のソースは、第２インダクタンスＬ２の一端及び第６スイッチングデバイスＶＴ６のドレインに同時に接続され、第５スイッチングデバイスＶＴ５のゲートは、第３駆動回路の一方の出力ポートに接続される。第６スイッチングデバイスＶＴ６のソースは、一方のポートの負端子に接続され、第６スイッチングデバイスＶＴ６のゲートは、第３駆動回路の他方の出力ポートに接続される。第１１コンデンサＣｉｎ２は、一方のポートの正負の端子間に並列接続され、第２インダクタンスＬ２の他端は、他方のポートの正端子に同時に接続され、第１２コンデンサＣｏ２は、他方のポートの正負の端子間に並列接続され、２つのポートの負端子は接地される。一方のポートの負端子と他方のポートの負端子は同一のネットワーク上に位置している。

【0095】

形態２３において、図１３に示すように、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット１０４は、２つのＨブリッジ回路を用いて実現され、第１Ｈブリッジ回路は、第７スイッチングデバイスＶＴ７、第８スイッチングデバイスＶＴ８、第９スイッチングデバイスＶＴ９、第１０スイッチングデバイスＶＴ１０、第３インダクタンスＬ３、第１３コンデンサＣｉｎ３、第１４コンデンサＣｏ３を含む。第７スイッチングデバイスＶＴ７のドレインは、一方のポートの正端子に接続され、第７スイッチングデバイスＶＴ７のソースは、第３インダクタンスＬ３の一端及び第８スイッチングデバイスＶＴ８のドレインに同時に接続され、第７スイッチングデバイスＶＴ７のゲートは、第５駆動回路の第１出力ポートに接続される。第８スイッチングデバイスＶＴ８のソースは、一方のポートの負端子に接続され、第８スイッチングデバイスＶＴ８のゲートは、第５駆動回路の第２出力ポートに接続される。第１３コンデンサＣｉｎ３は、一方のポートの正負端子に並列接続され、第３インダクタンスＬ３の第２端子は、第９スイッチングデバイスＶＴ９のドレイン及び第１０スイッチングデバイスＶＴ１０のソースに同時に接続される。第９スイッチングデバイスＶＴ９のソースは、他方のポートの負端子に接続され、第９スイッチングデバイスＶＴ９のゲートは、第６駆動回路の第１出力ポートに接続される。第１０スイッチングデバイスＶＴ１０のドレインは、他方のポートの正端子に接続され、第１０スイッチングデバイスＶＴ１０のゲートは、第６駆動回路の第２出力ポートに接続される。第１４コンデンサＣｏ３は、他方のポートの正負の端子間に並列接続され、２つのポートの負端子は接地され、一方のポートの負端子と他方のポートの負端子は同一のネットワーク上に位置している。

【0096】

第２Ｈブリッジ回路は、第１１スイッチングデバイスＶＴ１１、第１２スイッチングデバイスＶＴ１２、第１３スイッチングデバイスＶＴ１３、第１４スイッチングデバイスＶＴ１４、第４インダクタンスＬ４を含む。第１１スイッチングデバイスＶＴ１１のドレインは、一方のポートの正端子に接続され、第１１スイッチングデバイスＶＴ１１のソースは、第４インダクタンスＬ４の一端及び第１２スイッチングデバイスＶＴ１２のドレインに同時に接続され、第１１スイッチングデバイスＶＴ１１のゲートは、第５駆動回路の第３出力ポートに接続される。第１２スイッチングデバイスＶＴ１２のソースは、一方のポートの負端子に接続され、第１２スイッチングデバイスＶＴ１２のゲートは、第５駆動回路の第４出力ポートに接続される。第４インダクタンスＬ４の他端は、第１３スイッチングデバイスＶＴ１３のドレイン及び第１４スイッチングデバイスＶＴ１４のソースに同時に接続される。第１３スイッチングデバイスＶＴ１３のソースは、他方のポートの負端子に接続され、第１３スイッチングデバイスＶＴ１３のゲートは、第６駆動回路の第３出力ポートに接続される。第１４スイッチングデバイスＶＴ１４のドレインは、他方のポートの正端子に接続され、第１４スイッチングデバイスＶＴ１４のゲートは、第６駆動回路の第４出力ポートに接続される。一方のポートの負端子と他方のポートの負端子は同一のネットワーク上に位置している。

【0097】

２つのＨブリッジ回路は並列に動作し、第１Ｈブリッジ回路と第２Ｈブリッジ回路は１８０°位相をずらして動作することにより、出力ポートの低周波リップル信号を低減することができる。

【0098】

形態２４において、図１４に示すように、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット１０４は、２つのＨブリッジ回路を用いて実現され、第３Ｈブリッジ回路は、第１５スイッチングデバイスＶＴ１５、第１６スイッチングデバイスＶＴ１６、第１７スイッチングデバイスＶＴ１７、第１８スイッチングデバイスＶＴ１８、第５インダクタンスＬ５、第１５コンデンサＣｉｎ４、第１６コンデンサＣｏ４を含む。第１５スイッチングデバイスＶＴ１５のドレインは、第１ポートの正端子に接続され、第１５スイッチングデバイスＶＴ１５のソースは、第５インダクタンスＬ５の一端及び第１６スイッチングデバイスＶＴ１６のドレインに同時に接続され、第１５スイッチングデバイスＶＴ１５のゲートは、第７駆動回路の第１出力ポートに接続される。第１６スイッチングデバイスＶＴ１６のソースは、第１ポートの負端子に接続され、第１６スイッチングデバイスＶＴ１６のゲートは、第７駆動回路の第２出力ポートに接続される。第１５コンデンサＣｉｎ４は、第１ポートの正負端子に並列接続され、第５インダクタンスＬ５の第２端子は、第１７スイッチングデバイスＶＴ１７のドレイン及び第１８スイッチングデバイスＶＴ１８のソースに同時に接続される。第１７スイッチングデバイスＶＴ１７のソースは、第２ポートの負端子に接続され、第１７スイッチングデバイスＶＴ１７のゲートは、第８駆動回路の第１出力ポートに接続される。第１８スイッチングデバイスＶＴ１８のドレインは、第２ポートの正端子に接続され、第１８スイッチングデバイスＶＴ１８のゲートは、第８駆動回路の第２出力ポートに接続される。第１６コンデンサＣｏ４は、第２ポートの正負の端子間に並列接続され、２つのポートの負端子は接地され、第１ポートの負端子と第２ポートの負端子は同一のネットワーク上に位置している。

【0099】

第４Ｈブリッジ回路は、第１９スイッチングデバイスＶＴ１９、第２０スイッチングデバイスＶＴ２０、第２１スイッチングデバイスＶＴ２１、第２２スイッチングデバイスＶＴ２２、第６インダクタンスＬ６、第１７コンデンサＣｏ５を含む。第１９スイッチングデバイスＶＴ１９のドレインは、第１ポートの正端子に接続され、第１９スイッチングデバイスＶＴ１９のソースは、第６インダクタンスＬ６の一端と第２０スイッチングデバイスＶＴ２０のドレインに同時に接続され、第１９スイッチングデバイスＶＴ１９のゲートは、第７駆動回路の第３出力ポートに接続される。第２０スイッチングデバイスＶＴ２０のソースは、第１ポートの負端子に接続され、第２０スイッチングデバイスＶＴ２０のゲートは、第７駆動回路の第４出力ポートに接続される。第６インダクタンスＬ６の他端は、第２１スイッチングデバイスＶＴ２１のドレイン及び第２２スイッチングデバイスＶＴ２２のソースに同時に接続される。第２１スイッチングデバイスＶＴ２１のソースは、第３ポートの負端子に接続され、第２１スイッチングデバイスＶＴ２１のゲートは、第８駆動回路の第３出力ポートに接続される。第２２スイッチングデバイスＶＴ２２のドレインは、第３ポートの正端子に接続され、第１５スイッチングデバイスＶＴ１５のゲートは、第８駆動回路の第４出力ポートに接続される。第１ポートの負端子と第３ポートの負端子は同一のネットワーク上に位置している。

【0100】

なお、上記に挙げた非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット１０４は、いくつかの実現可能な例に過ぎず、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット１０４の実現形態を網羅するものではなく、他の実現形態も本出願の実施例である。

【0101】

実施可能な一形態において、リップル検出装置は、駆動信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット内のスイッチングデバイスを駆動するように構成された駆動ユニット１０５をさらに含む。

【0102】

実施可能な一形態において、当該駆動信号は、ディスパッチシステムによって生成されてもよく、デジタル信号処理ユニットによって生成されてもよい。駆動信号がデジタル信号処理ユニットによって生成される場合、当該駆動信号は、スイッチングデバイスを直接駆動する能力を持たず、また、安全上の配慮から、デジタル信号処理ユニットによって生成された駆動信号と、非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット内のスイッチングデバイスとを電気的に絶縁する必要があるため、駆動ユニットが追加され、駆動ユニットは、駆動能力の追加と絶縁という役割を果たす。

【0103】

本出願の実施例は、本出願の実施例によるリップル検出装置と、リップル抑制ユニットとを含むリップル抑制装置をさらに提供する。

【0104】

実施可能な一形態において、リップル抑制ユニットは、基準電圧信号とリップルノイズ信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第１差分信号を取得し、第１差分信号と第１電圧信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第２差分信号を取得し、第２差分信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号を算出して、算出された駆動信号を駆動ユニットに出力するように構成される。

【0105】

実施可能な別の形態において、リップル抑制ユニットは、基準電圧信号と低周波リップル信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第３差分信号を取得し、第３差分信号と第１電圧信号に対応するデジタル信号との差分演算を行って第４差分信号を取得し、第４差分信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号を算出して、算出された駆動信号を駆動ユニットに出力するように構成される。

【0106】

本出願の実施例によるリップル抑制装置は、リップルノイズ信号又は低周波リップル信号に基づいて非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号を調整して、出力ポートの第１電圧が正常電圧値からずれるようにする場合、出力ポートの第１電圧を正常電圧値に戻すことによって、リップルノイズ信号又は低周波リップル信号の抑制を実現する。

【0107】

実施可能な一形態において、リップル抑制ユニットは、以下の形態を用いて、第２差分信号に基づく非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号の計算を実現するように構成されてもよく、即ち、デジタル三角波キャリア信号を生成し、デジタル三角波信号の周波数はスイッチングデバイスの周波数と同一であり、デジタル三角波キャリア信号が第２差分値より大きい場合、スイッチングデバイスの駆動信号がハイレベルであり、デジタル三角波信号が第２差分値より小さい場合、スイッチングデバイスの駆動信号がローレベルであるというものである。

【0108】

実施可能な一形態において、デジタル三角波キャリア信号のピーク値は、第２差分値の範囲に基づいて確定される。

【0109】

実施可能な一形態において、デジタル三角波キャリア信号のピーク値は、第２差分値の範囲の最大値である。

【0110】

実施可能な一形態において、リップル抑制ユニットは、以下の形態を用いて、第２差分信号に基づく非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号の計算を実現するように構成されてもよく、即ち、デジタル三角波キャリア信号を生成し、デジタル三角波信号の周波数はスイッチングデバイスの周波数と同一であり、デジタル三角波キャリア信号が第２差分値より大きい場合、スイッチングデバイスの駆動信号がローレベルであり、デジタル三角波信号が第２差分値より小さい場合、スイッチングデバイスの駆動信号がハイレベルであるというものである。

【0111】

実施可能な一形態において、リップル抑制ユニットは、以下の形態を用いて、第４差分信号に基づく非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号の計算を実現するように構成されてもよく、即ち、デジタル三角波キャリア信号を生成し、デジタル三角波信号の周波数はスイッチングデバイスの周波数と同一であり、デジタル三角波キャリア信号が第４差分値より大きい場合、スイッチングデバイスの駆動信号がハイレベルであり、デジタル三角波信号が第４差分値より小さい場合、スイッチングデバイスの駆動信号がローレベルであるというものである。

【0112】

実施可能な一形態において、デジタル三角波キャリア信号のピーク値は、第４差分値の範囲に基づいて確定される。

【0113】

実施可能な一形態において、デジタル三角波キャリア信号のピーク値は、第４差分値の範囲の最大値である。

【0114】

実施可能な一形態において、リップル抑制ユニットは、以下の形態を用いて、第４差分信号に基づく非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットの各スイッチングデバイスの駆動信号の計算を実現するように構成されてもよく、即ち、デジタル三角波キャリア信号を生成し、デジタル三角波信号の周波数はスイッチングデバイスの周波数と同一であり、デジタル三角波キャリア信号が第４差分値より大きい場合、スイッチングデバイスの駆動信号がローレベルであり、デジタル三角波信号が第４差分値より小さい場合、スイッチングデバイスの駆動信号がハイレベルであるというものである。

【0115】

実施可能な一形態において、リップル抑制ユニットは、上記デジタル信号処理ユニットを直接用いて実現されてもよく、他の回路を用いて実現されてもよい。

【0116】

以下では、上記に挙げた全ての非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニットのスイッチングデバイスの駆動信号の確定についてそれぞれ説明する。

【0117】

（１）上記形態２１を用いて実現される非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット。
第１スイッチングデバイスＶＴ１の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作する。

【0118】

第２スイッチングデバイスＶＴ２の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ２は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ２はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ２はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ２は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作する。

【0119】

第３スイッチングデバイスＶＴ３の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ３はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ３は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ３は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ３はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作する。

【0120】

第４スイッチングデバイスＶＴ４の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ４はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ４は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ４は図１５のデューティ比０に対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ４はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作する。

【0121】

（２）上記形態２２を用いて実現される非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット。
第５スイッチングデバイスＶＴ５の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ５は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ５は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作する。

【0122】

第６スイッチングデバイスＶＴ６の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ６は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ６は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作する。

【0123】

（３）上記形態２３を用いて実現される非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット。
第７スイッチングデバイスＶＴ７の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ７は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ７はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ７はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ７は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作する。

【0124】

第８スイッチングデバイスＶＴ８の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ８は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ８はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ８はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ８は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作する。

【0125】

第９スイッチングデバイスＶＴ９の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ９はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ９は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ９は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ９はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作する。

【0126】

第１０スイッチングデバイスＶＴ１０の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１０はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１０は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１０は図１５のデューティ比０に対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１０はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作する。

【0127】

第１１スイッチングデバイスＶＴ１１の駆動信号は第７スイッチングデバイスＶＴ７と同一であるが、位相が１８０゜異なる。

【0128】

第１２スイッチングデバイスＶＴ１２の駆動信号は第８スイッチングデバイスＶＴ８と同一あるが、位相が１８０゜異なる。

【0129】

第１３スイッチングデバイスＶＴ１３の駆動信号は第９スイッチングデバイスＶＴ９と同一あるが、位相が１８０゜異なる。

【0130】

第１４スイッチングデバイスＶＴ１４の駆動信号は第１０スイッチングデバイスＶＴ１０と同一であるが、位相が１８０゜異なる。

【0131】

（４）上記形態２４を用いて実現される非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット。
第１５スイッチングデバイスＶＴ１５の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１５は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１５はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１５はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１５は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作する。

【0132】

第１６スイッチングデバイスＶＴ１６の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１６は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１６はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１６はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１６は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作する。

【0133】

第１７スイッチングデバイスＶＴ１７の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１７はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１７は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１７は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１７はデューティ比０に対応する駆動信号で常時オフ状態で動作する。

【0134】

第１８スイッチングデバイスＶＴ１８の駆動信号については、電圧が降圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１８はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｉｎからＶｏに変換された場合、ＶＴ１８は図１５のデューティ比１－Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が降圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１８は図１５のデューティ比Ｄに対応する駆動信号でスイッチング状態で動作し、電圧が昇圧方式でＶｏからＶｉｎに変換された場合、ＶＴ１８はデューティ比１に対応する駆動信号で常時オン状態で動作する。

【0135】

第１９スイッチングデバイスＶＴ１９の駆動信号は第１５スイッチングデバイスＶＴ１５と同一であり、第１５スイッチングデバイスＶＴ１５と同一の位相であってもよく、異なる位相であってもよい。

【0136】

第２０スイッチングデバイスＶＴ２０の駆動信号は第１６スイッチングデバイスＶＴ１６と同一であり、第１６スイッチングデバイスＶＴ１６と同一の位相であってもよく、異なる位相であってもよい。

【0137】

第２１スイッチングデバイスＶＴ２１の駆動信号は第１７スイッチングデバイスＶＴ１７と同一であり、第１７スイッチングデバイスＶＴ１７と同一の位相であってもよく、異なる位相であってもよい。

【0138】

第２２スイッチングデバイスＶＴ２２の駆動信号は第１８スイッチングデバイスＶＴ１８と同一であり、第１８スイッチングデバイスＶＴ１８と同一の位相であってもよく、異なる位相であってもよい。

【0139】

本出願の実施例によるリップル抑制装置は、負帰還ループを用いて出力電圧を調整し、低周波リップル信号の周波数が非絶縁型ＤＣ／ＤＣ双方向エネルギー変換ユニット内部のスイッチングデバイスのスイッチング周波数よりもはるかに高いため、出力ポートの第１電圧が正常電圧値から正の方向に離れるとき、第２誤差信号又は第４誤差信号が減少し、第２誤差信号又は第４誤差信号の減少は、スイッチング状態で動作するスイッチングデバイスのデューティ比を減少させ、これにより出力電圧を正常電圧に戻す。逆に、出力ポートの第１電圧が正常電圧値から負の方向に離れるとき、第２誤差信号又は第４誤差信号が増加し、第２誤差信号又は第４誤差信号の増加は、スイッチング状態で動作するスイッチングデバイスのデューティ比の増加をもたらし、これにより出力電圧を正常電圧に戻す。

【0140】

当業者は、上記に開示されている方法のステップの全て又はいくつかのステップ、システム、装置の機能モジュール／ユニットが、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、及びそれらの適切な組み合わせとして実施され得ることを理解するであろう。ハードウェア実施形態において、上記の説明で言及された機能モジュール／ユニット間の区分は、必ずしも物理的構成要素の区分に対応しない。例えば、１つの物理的構成要素は、複数の機能を有してもよく、或いは１つの機能又はステップは、いくつかの物理的構成要素によって協働して実行されてもよい。いくつかの物理的構成要素又は全ての物理的構成要素は、中央プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、若しくはマイクロプロセッサなどのプロセッサによって実行されるソフトウェアとして実施されてもよく、又はハードウェアとして実施されてもよく、又は専用集積回路などの集積回路として実施されてもよい。このようなソフトウェアは、コンピュータ記憶媒体（又は非一時的媒体）及び通信媒体（又は一時的媒体）を含み得るコンピュータ可読媒体上に配置されてもよい。当業者によく知られているように、コンピュータ記憶媒体という用語は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータなどの情報を記憶するための任意の方法又は技術で実施される揮発性及び不揮発性、取り外し可能及び取り外し不可能な媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ若しくは他の磁気記憶装置、又は所望の情報を記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る任意の他の媒体を含むが、これらに限定されない。また、通信媒体は、一般に、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は搬送波若しくは他の伝送機構などの変調データ信号内の他のデータを含み、任意の情報配信媒体を含み得ることが当業者に知られている。

【0141】

本明細書において例示的な実施例が開示されており、具体的な用語が用いられているが、それらは、一般的な例示的な意味でのみ用いられており、一般的な例示的な意味でのみ解釈されるべきであり、限定を目的としたものではない。いくつかの例では、特定の実施例に関連して説明される特徴、特性、及び／又は要素は、特に明記しない限り、単独で使用されてもよく、又は他の実施例に関連して説明される特徴、特性、及び／又は要素と組み合わせて用いられてもよいことは、当業者に明らかであろう。よって、添付の特許請求の範囲に記載された本出願の範囲から逸脱することなく、様々な形態及び詳細における変更が行われ得ることを当業者は理解するであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】