高出力ＤＣ−ＤＣ変換器のためのシステムおよび方法
【課題】電圧変換のシステムおよび方法を提供すること。
【解決手段】位相偏移変調信号を生成し、交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給する。この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、複数の電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換する。
【解決手段】位相偏移変調信号を生成し、交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給する。この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、複数の電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、一般に電力調整器に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、電子ＤＣ−ＤＣ変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣ−ＤＣ変換器は、直流（ＤＣ）電源を、ある電圧レベルから別の電圧レベルに変換する電子回路である。ＤＣ−ＤＣ変換器は、電力システムおよび携帯用電子機器等の様々な用途において重要である。また、ＤＣ−ＤＣ変換器は出力電圧を調整することもできる。昇圧型変換器／ブーストコンバータ、そのＤＣ入力電圧より高いＤＣ出力電圧を有する変換器である。降圧型変換器／バックコンバータ、そのＤＣ入力電圧より低いＤＣ出力電圧を有する変換器である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
電圧変換のシステムおよびその方法を開示する。位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給する。この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、複数のフルブリッジ型電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換する。このようにして、燃料電池スタックまたは電池等からの低電圧ＤＣ電源を、高電圧ＤＣ出力に変換する。
【０００４】
例えば、本開示の実施形態により、燃料電池スタックまたは電池（一般に約４０から約６０Ｖｄｃ）等の低電圧電源を、航空機の電力分配システムに組み込む手段が提供される。この航空機の電力分配システムでは、ＤＣ負荷に電力を供給するための調整された両極性の約２７０Ｖｄｃの電圧と、電圧源インバータのための単極性の約６００〜約８００Ｖｄｃの電圧と、が必要である。
【０００５】
ある実施形態では、電圧を変換する方法により、複数の位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給する。この方法ではさらに、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、複数の電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換する。
【０００６】
別の実施形態では、電圧変換システムが、制御モジュールおよび複数の電圧変換器を含む。この制御モジュールは位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給する。この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換する。
【０００７】
さらに別の実施形態では、電圧変換システムを提供する方法により、制御モジュールおよび複数の電圧変換器が提供される。この制御モジュールは、複数の位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給する。この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換する。
【０００８】
ここでは、いろいろな構想を簡略的に紹介するための概要を提供し、これらの構想を下記の発明を実施するための形態でさらに説明する。この概要は、特許請求される主題の重要な特徴または本質的な特徴を識別することを目的としたものでもなく、この特許請求される主題の範囲を決定する際の助けとして用いられることを目的としたものでもない。
【０００９】
以下の図面と併せて考察すると、発明を実施するための形態および特許請求の範囲を参照することで、本開示の実施形態をより完璧に理解することができる。これらの図面では全体を通して、同じ参照番号は同様の要素を示している。これらの図面は、本開示の理解を容易にするために提供され、本開示の広さ、範囲、規模、または適用性を制限するものではない。これらの図面は必ずしも一定の縮尺では示されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施形態による、例示的な電圧変換回路を示す図である。
【図２】本開示の実施形態による、電圧変換システムの例示的な機能ブロック図である。
【図３】本開示の実施形態による、電圧変換プロセスを示す例示的なフローチャートである。
【図４】本開示の実施形態による、電圧変換システムを提供するプロセスを示す例示的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の詳細な説明は、本質的に例示的なものであり、本開示または本開示の実施形態の用途および使用を制限することを目的としていない。特定の装置、技術、および用途の説明は、例としてのみ提供される。本明細書に記載する例に対する修正形態は、当業者には容易に明らかであり、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書で規定された一般原則を他の例および用途に適用することが可能である。本開示は、特許請求の範囲と範囲が一致しており、本明細書に記載され、かつ示された例には限定されないものとする。
【００１２】
本開示の実施形態を、機能ブロックの構成部品および／または論理ブロックの構成部品、ならびに様々な処理ステップに関して、本明細書で説明することができる。特定の機能を実行するよう構成される、任意の数のハードウェア構成部品、ソフトウェア構成部品、および／またはファームウェア構成部品により、このようなブロック構成部品を実現できることは明らかであろう。簡潔にするために、本明細書に記載されるシステムのフルブリッジ型変換器、変圧器、低域通過フィルタ、および他の機能的な態様に関する従来の技術および構成部品（およびシステムの個々の動作構成部品）は、本明細書では詳細に説明しないものとする。さらに、本開示の実施形態が、様々なハードウェアおよびソフトウェアと連動して実行可能であり、本明細書に記載する実施形態が、本開示の単なる例示的な実施形態であることが、当業者には明らかであろう。
【００１３】
本開示の実施形態を、非限定的な実際の用途、すなわち、高出力の航空機の用途のためのＤＣ−ＤＣ変換に即して本明細書で説明する。しかし、本開示の実施形態は、そのような航空機またはＤＣ−ＤＣ変換の用途には限定されず、本明細書で記載される技術を別の用途で利用することも可能である。例えば非限定的に、本実施形態は、ＡＣ−ＤＣ変換、ＤＣ−ＡＣ変換、ＡＣ−ＡＣ変換、または他の変換に応用可能である。
【００１４】
本明細書を読んだ後の当業者に明らかであるように、以下は、本開示の例および実施形態であり、これらの例に従った動作には限定されない。本開示の例示的な実施形態の範囲から逸脱することなく、別の実施形態を利用することができ、構造的な変更を行うことができる。
【００１５】
本開示の実施形態により、例えば、（約４０〜約６０Ｖｄｃ等の）低電圧電源を、航空機の電力分配システムに組み込む手段が提供される。この航空機の電力分配システムは、ＤＣ負荷に電力を供給するための調整された両極性の約２７０Ｖｄｃの電圧、および電圧源インバータのための単極性の約６００〜約８００Ｖｄｃの電圧を必要とする。低電圧（約４０Ｖｄｃ等の）から高電圧（約８００Ｖｄｃ等の）への高変換率を、高出力（例えば、約１ｋＷより高い）で実現することができる。低電圧電源には、例えば非限定的に、燃料電池スタック、ソーラーアレイ、電池、または他の電源が含まれ得る。
【００１６】
一実施形態では、燃料電池スタックまたは電池等の低電圧ＤＣ電源から両極性の約２７０Ｖｄｃの電圧、および／または単極性の約６００から約８００Ｖｄｃまでの電圧を生成する高出力のＤＣ−ＤＣ装置および方法が開示される。高出力ＤＣ−ＤＣアーキテクチャにより、直列接続した出力の４つの変圧器／整流器と結合する、４相の交互に並んだフルブリッジ型変換器等の幾何学的接続形態（ｔｏｐｏｌｏｇｙ）が提供され、この４つのフルブリッジ変換器の間で位相偏移を制御することができる。
【００１７】
図１は、本開示の実施形態による、例示的な電圧変換回路（変換器１００）を示す図である。４つの実質的に同一の電圧変換器（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相）はそれぞれ、変圧器に接続されたフルブリッジ型変換器を含む。変換器１００は、Ａ相電圧変換器と、Ｂ相電圧変換器と、Ｃ相電圧変換器と、Ｄ相電圧変換器とを含み、これらの電圧変換器は、それらの入力が全てＤＣ電源１０２と接続するよう構成されている。Ａ相電圧変換器は、第１のフルブリッジ型変換器１２８と、第１の変圧器１２２と、第１の整流器１５２と、第１の低域通過フィルタ１２０とを含む。Ｂ相電圧変換器は、第２のフルブリッジ型変換器１２６と、第２の変圧器１２４と、第２の整流器１５４と、第１の低域通過フィルタ１２０とを含む。このように、Ａ相とＢ相とは、第１の低域通過フィルタ１２０を共有するが、別の実施形態では、各相が１つの低域通過フィルタを含むことができる。Ｃ相電圧変換器は、第３のフルブリッジ型変換器１３８と、第３の変圧器１３２と、第３の整流器１５６と、第２の低域通過フィルタ１３０とを含む。Ｄ相電圧変換器は、第４のフルブリッジ型変換器１３６と、第４の変圧器１３４と、第４の整流器１５８と、第２の低域通過フィルタ１３０とを含む。このように、Ｃ相とＤ相とは、第２の低域通過フィルタ１３０を共有するが、他の実施形態では、各相が１つの低域通過フィルタを含むことができる。
【００１８】
第１のフルブリッジ型変換器１２８は電子回路を含み、この電子回路は、ＤＣ電源１０２からの変換器の入力電圧１６０の変換を可能にし、出力電圧を、第１の変圧器１２２へ正の電圧または負の電圧のいずれかとして印加することを可能にし、ＤＣ電源１０２から変換されたＡ相の出力電流１４２を、第１の変圧器１２２を通して、正の電流または負の電流のいずれかとして送ることを可能にするよう動作可能である。スイッチＱ１およびスイッチＱ４を閉じることにより、Ａ相の出力電流１４２を、正の電流として、第１の変圧器１２２を通して送ることができる。スイッチＱ２およびスイッチＱ３を閉じることにより、Ａ相の出力電流１４２を、負の電流として、第１の変圧器１２２を通して送ることができる。第１のフルブリッジ型変換器１２８は、第１の相（Ａ相）で動作する。
【００１９】
第２のフルブリッジ型変換器１２６は電子回路を含み、この電子回路は、ＤＣ電源１０２からの変換器の入力電圧１６０の変換を可能にし、出力電圧を、第２の変圧器１２４へ正の電圧または負の電圧のいずれかとして印加することを可能にし、ＤＣ電源１０２から変換されたＢ相の出力電流１４４を、第２の変圧器１２４を通して、正の電流または負の電流のいずれかとして送ることを可能にするよう動作可能である。第２のフルブリッジ型変換器１２６は、第２の相（Ｂ相）で動作する。このＢ相は、例えば非限定的に、約９０度のＡ相からの位相偏移、約１８０度のＡ相からの位相偏移、または他の好適な位相偏移を含むことができる。
【００２０】
当業者なら理解するように、位相偏移は、別の信号から位相がオフセットした信号の相を含むことができる。例えば、Ｂ相の回路を、Ａ相から約９０度オフセットした相で変調された信号で制御することができる。
【００２１】
第３のフルブリッジ型変換器１３８は電子回路を含み、この電子回路は、ＤＣ電源１０２からの変換器の入力電圧１６０の変換を可能にし、出力電圧を、第３の変圧器１３２へ正の電圧または負の電圧のいずれかとして印加することを可能にし、ＤＣ電源１０２から変換されたＣ相の出力電流１４６を、第３の変圧器１３２を通して、正の電流または負の電流のいずれかとして送ることを可能にするよう動作可能である。第３のフルブリッジ型変換器１３８は、第３の相（Ｃ相）で動作する。このＣ相は、例えば非限定的に、約４５度のＡ相からの位相偏移、約９０度のＡ相からの位相偏移、または他の好適な位相偏移を含むことができる。
【００２２】
第４のフルブリッジ型変換器１３６は電子回路を含み、この電子回路は、ＤＣ電源１０２からの変換器の入力電圧１６０の変換を可能にし、出力電圧を、第４の変圧器１３４へ正の電圧または負の電圧のいずれかとして印加することを可能にし、ＤＣ電源１０２から変換されたＤ相の出力電流１４８を、第４の変圧器１３４を通して正の電流または負の電流のいずれかとして送ることを可能にするよう動作可能である。第４のフルブリッジ型変換器１３６は、第４の相（Ｄ相）で動作する。このＤ相は、例えば非限定的に、約１３５度のＡ相からの位相偏移、約２７０度のＡ相からの位相偏移、または他の好適な位相偏移を含むことができる。
【００２３】
第１の変圧器１２２、第２の変圧器１２４、第３の変圧器１３２、および第４の変圧器１３４はそれぞれ、第１の電流（例えば、それぞれＡ相の出力電流１４２、Ｂ相の出力電流１４４、Ｃ相の出力電流１４６、Ｄ相の出力電流１４８）の第１のＡＣ電圧を、例えば非限定的に、１対６、３対１の変圧率または他の好適な変圧率で、第２のＡＣ電圧に変換させるよう動作可能である。
【００２４】
図１に示す実施形態では、第１の整流器１５２、第２の整流器１５４、第３の整流器１５６、および第４の整流器１５８は、それぞれ全波整流器を含む。あるいは、第１の整流器１５２、第２の整流器１５４、第３の整流器１５６、および第４の整流器１５８は、それぞれ、例えば非限定的に、変圧器の中央に取り付けた整流器（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｃｅｎｔｅｒ−ｔａｐｐｅｄ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）、ブリッジ整流器、または他の好適な整流器を含むことができる。第１の整流器１５２は、第１の変圧器１２２のＡＣ出力をＤＣに整流するよう動作可能である。第２の整流器１５４は、第２の変圧器１２４のＡＣ出力をＤＣに整流するよう動作可能である。第３の整流器１５６は、第３の変圧器１３２のＡＣ出力をＤＣに整流するよう動作可能である。第４の整流器１５８は、第４の変圧器１３４のＡＣ出力をＤＣに整流するよう動作可能である。
【００２５】
第１の低域通過フィルタ１２０および第２の低域通過フィルタ１３０はそれぞれ、例えば非限定的に、ＲＣフィルタ、ＲＬＣフィルタ、または他の好適な低域通過フィルタを含むことができる。第１の低域通過フィルタ１２０は、第２の整流器１５４と直列の第１の整流器１５２からの出力を平滑化するよう動作可能である。第２の低域通過フィルタ１３０は、第４の整流器１５８と直列の第３の整流器１５６からの出力を平滑化するよう動作可能である。
【００２６】
Ａ相およびＢ相と、それらの各々の変圧器１２２／１２４および整流器１５２／１５４は、変換器１００の上部アームＥを含み、Ｃ相およびＤ相と、それらの各々の変圧器１３２／１３４および整流器１５６／１５８は、変換器１００の下部アームＦを含む。
【００２７】
変換器１００が上部アームＥで、（Ｎを基準として）＋２７０Ｖｄｃの電圧を生成するように、Ａ相とＢ相は直列接続される。変換器１００が下部アームＦで、（Ｎを基準として）−２７０Ｖｄｃの電圧を生成するように、Ｃ相とＤ相は直列接続され。整流後、＋２７０Ｖｄｃおよび−２７０Ｖｄｃの出力電圧が得られる。アームＥとアームＦとを直列接続することで、変換器１００は、フルブリッジ型変換器の位相偏移変調を通じて、５４０〜８００Ｖｄｃの電圧を生成することができる。上部アームでＢ相をＡ相から９０度遅らせ、（同様に、下部アームでＤ相をＣ相から遅らせ）、Ｃ相をＡ相から４５度遅らせると、入力電流のリップルを最小限にすることができる。このようにして、交互に並んだ動作モード１が実現される。
【００２８】
Ｂ相のＡ相からの遅れ（Ｄ相のＣ相からの遅れ）を９０度から１８０度に変更し、Ｃ相のＡ相からの遅れ（Ｄ相のＢ相からの遅れ）を約４５度から約９０度に変更することもできる。Ｂ相とＡ相との間の遅れが約１８０度、かつＣ相とＡ相との間の遅れ約９０度で、交互に並んだ動作モード２が実現される。変換器１００の入力電流のリップルは、単一のフルブリッジ型変換器の入力電力のリップルと比較して２倍小さい。一般に、変換器１００の入力電流のリップルおよび出力電圧のリップルは、４つのフルブリッジ型変換器の交互に並べる角度の関数である。
【００２９】
本開示の実施形態により、約４０〜約６０Ｖｄｃの可変低電圧電源から、変圧器／整流器に結合した交互に並んだ４相フルブリッジ型変換器を用いて、約±２７０Ｖｄｃの出力電圧を生成し、かつ、位相偏移変調を行って、最大約８００Ｖｄｃの出力電圧を生成するアーキテクチャが提供される。一般的な航空機のＤＣ負荷のための約±２７０Ｖｄｃの電圧、または一般的な航空機の電圧源インバータのための約６００〜約８００Ｖｄｃの電圧のうちのいずれか一方を、変換器１００の出力から分配することができる。
【００３０】
図２は、本開示の実施形態による、電圧変換システム（システム２００）の例示的な機能ブロック図である。実際のシステム２００は、任意の数の入力モジュールと、任意の数のプロセッサモジュールと、任意の数のメモリモジュールと、任意の数の他のモジュールとを含むことができる。説明を容易にするため、図示されるシステム２００は、簡易な実施形態として示す。システム２００のこれらの要素、および他の要素は、共に相互接続して、システム２００内の種々の要素間の通信を可能にする。一実施形態では、システム２００のこれらの要素、および他の要素は、結合回路２２８を介して共に相互接続することができる。本明細書に開示される実施形態に関連して説明される、種々の例示的なブロック、モジュール、回路、および処理論理回路を、ハードウェア、コンピュータ可読ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の実用的な組合せで実行することができることが、当業者なら理解するであろう。
【００３１】
ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアのこの互換性および適合性を明確に説明するために、種々の例示的な構成部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、それらの機能に関して概略的に説明する。これらの機能性を、ハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェアのうちのどれで実行するかは、システム全体が担う具体的な用途と、設計に依存する。本明細書に記載される構想に通じている者であれば、これらの機能性を具体的な用途ごとに好適なやり方で実行することができるが、これらの実行の決定は、本開示の範囲から逸脱させるものとして解釈されるべきではない。
【００３２】
システム２００は、図１に示す実施形態と類似する機能、材料、および構造を有することができる。したがって、共通の機構、機能、および要素を、ここでは重複して説明しないものとする。
【００３３】
システム２００は、電圧変換器１ ２０２および電圧変換器Ｎ ２１６（Ｎ個目の電圧変換器）等の、任意の数の電圧変換器１〜Ｎ、結合回路２２８、および制御モジュール２２４を含むことができる。Ｎは１より大きい整数でよい。より多くの相と結合することにより、より高いＮの値を選択して、より高い電圧および電力レベルを得ることができ、これにより、入力側および出力側でリップルをさらに小さくすることができる。
【００３４】
電圧変換器１〜Ｎ（２０２〜２１６）は、ＤＣ電源２２６の入力電圧を出力２３２での出力電圧に変換するよう動作可能である。電圧変換器１〜Ｎはそれぞれ、例えば非限定的に、フルブリッジ型変換器２０４／２１０と、変圧器２０６／２１２と、整流器２３８／２４０と、低域通過フィルタ２０８／２１４と、または他の好適な回路構成部品とを含むことができる。
【００３５】
例えば、一実施形態では、電圧変換器１〜Ｎは４つのフルブリッジ型変換器を含むことができ、これらの４つのフルブリッジ型変換器は、図１の変換器１００で示した実施形態のものと類似する。この場合、電圧変換器１〜Ｎは、４つのフルブリッジ型変換器１２８／１２６／１３８／１３６が、それらの入力で１つの同じ電源（ＤＣ電源１０２）と結合する構造を含む。各フルブリッジ型変換器１２８／１２６／１３８／１３６は、各変圧器１２２／１２４／１３２／１３４にそれぞれ結合し、次いで、これらの各変圧器が、各整流器１５２／１５４／１５６／１５８にそれぞれ接続する。整流器１５２／１５４／１５６／１５８は、変圧器１２２／１２４／１３２／１３４のセンタタップを通して、直列接続する。
【００３６】
あるいは、電圧変換器１〜Ｎを様々な仕方で結合して、高いＤＣ電圧を得ることができる。例えば非限定的に、フルブリッジ型変換器２０４／２１０の数が４つより多い（例えば、Ｎ＞４）場合、２つより多い整流器の出力を直列接続することができる。さらに、より多くの相を結合し、Ｎの数を増やすことにより、より高い電圧および電力レベルに各実施形態を拡張することができ、これにより、入力側および出力側でリップルをさらに小さくすることができる。
【００３７】
結合回路２２８は、電圧変換器１〜Ｎを相互に結合させるよう動作可能である。結合回路２２８により、電圧変換器１〜Ｎを、例えば非限定的に、直列、並列、直列および並列の併用、または他の結合構成で結合させることができる。結合回路２２８は、ゼロ個以上の低域通過フィルタ２３０を含むことができ、この低域通過フィルタ２３０は、例えば非限定的に、電圧変換器１〜Ｎのステージ間のリップルを平滑化するよう動作可能である。調整されたＤＣ電圧を出力するために、１つまたは複数の低域通過フィルタ２０８／２１４／２３０が必要であり得る。
【００３８】
制御モジュール２２４は、制御論理回路２２０およびメモリ論理回路２２２を含む。制御モジュール２２４は、電圧変換器１〜Ｎを制御するために位相制御信号を生成するよう動作可能である。制御モジュール２２４は、例えば非限定的に、トランジスタ（図１のＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４等）に対する順次ゲート信号（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｇａｔｅ ｓｉｇｎａｌ）の生成と、異なる出力電圧を実現するためのフルブリッジ型変換器（図１の１２８／１２６／１３８／１３６等）ごとの位相偏移変調の制御と、リップルのサイズを最小にするために相を交互に並べる制御と、他の好適な制御機能とを実行することができる。
【００３９】
制御論理回路２２０は処理論理回路を含み、この処理理論回路は、システム２００の操作に関連する機能、技術、および処理作業を実行するよう構成される。特に、処理論理回路は、本明細書に記載するシステム２００をサポートするよう構成される。本明細書に記載する機能を実行するよう設計された、汎用プロセッサ、内容参照可能メモリ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、任意の好適なプログラマブル論理素子、ディスクリートゲート回路もしくはトランジスタ論理回路、ディスクリートハードウェアの構成部品、またはそれらの任意の組合せを用いて、制御論理回路２２０を実行することができる、または実現することができる。このように、プロセッサをマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシン（ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）等として実現させることができる。
【００４０】
例えば、デジタル信号プロセッサおよびマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサコアと連動する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または他のこのような構成等のコンピュータデバイスの組合せとして、プロセッサを実行することもできる。
【００４１】
メモリ論理回路２２２は、メモリを備えるデータ記憶領域を含むことができ、このメモリはシステム２００の動作をサポートするために初期化される。メモリ論理回路２２２は、システム２００の機能性をサポートするために必要に応じてデータを記憶、維持、および供給するよう構成されている。例えば、メモリ論理回路２２２は、位相偏移値、時間間隔、電圧値、または他のデータを記憶することができる。
【００４２】
実際の実施形態では、メモリ論理回路２２２は、例えば非限定的に、不揮発性記憶デバイス（不揮発性半導体メモリ、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス等）、ランダムアクセス記憶デバイス（例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ）、または当技術分野で既知の他の任意の形態の記憶媒体を含むことができる。
【００４３】
メモリ論理回路２２２は、制御論理回路２２０と結合し、かつ、例えば非限定的に、データベース、制御論理回路２２０により実行されるコンピュータプログラム、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、プログラムを実行する際に用いる一時データ、または他のアプリケーションを記憶するよう構成することができる。さらに、メモリ論理回路２２２は、データベースを更新するための表を含有する動的更新データベースを表すことができる。
【００４４】
メモリ論理回路２２２は、制御論理回路２２０と結合することができ、これにより制御論理回路２２０がメモリ論理回路２２２からの情報の読み取り、かつメモリ論理回路２２２へ情報を書き込むことができるようになる。例えば、上記の通り、制御論理回路２２０は、メモリ論理回路２２２にアクセスして、位相偏移値、時間間隔、電圧値、および他のデータにアクセスすることができる。
【００４５】
例として、制御論理回路２２０およびメモリ論理回路２２２は、それぞれの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に常駐することができる。メモリ論理回路２２２を、制御論理回路２２０に組み込むこともできる。ある実施形態では、メモリ論理回路２２２は、制御論理回路２２０により実行される命令が実行されている間、一時変数または他の中間情報を記憶するキャッシュメモリを含むことができる。
【００４６】
図３は、本開示の実施形態による、電圧変換プロセス３００を示す例示的なフローチャートである。プロセス、方法、またはそれらの任意の組合せを行うためのコンピュータ実行可能命令を有する、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、コンピュータ可読媒体により、プロセス３００に関連して行われる種々の作業を機械的に実行することができる。
【００４７】
プロセス３００は、任意の数の追加の作業、または代替作業を含むことができ、図３に示す作業は、説明される順序で行う必要はなく、プロセス３００を、本明細書では詳細に説明していない追加機能性を有する、より総合的な手順またはプロセスに組み込むことができることは理解されよう。例示を目的として、以下のプロセス３００の説明では、図１〜図２に関する上記の要素を参照することができる。
【００４８】
実際の実施形態では、電圧変換器−１ ２０２、電圧変換器−Ｎ ２１６、結合回路２２８、および制御モジュール２２４等の、システム２００の異なる要素により、プロセス３００の一部を行うことができる。プロセス３００は、図１〜図２に示す実施形態と類似の機能、材料、および構造を有することができる。したがって、共通の機構、機能、および要素を、ここでは重複して説明しないものとする。
【００４９】
プロセス３００は、複数の位相偏移変調信号を生成することにより、開始することができる（作業３０２）。位相偏移変調信号を供給して、負荷要求に従って異なる出力電圧レベルを実現する、または、変動する入力電圧から安定した出力電圧のレベルを実現することができる。
【００５０】
プロセス３００は、位相偏移変調信号を交互に並べて、この交互に並んだ位相偏移変調信号を供給することにより（作業３０４）、続けることができる。この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、要求される出力電圧および要求される電流リップルのサイズを実現することができる。
【００５１】
プロセス３００は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、電圧変換器２０２／２１６等の複数の電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換することにより（作業３０６）、続けることができる。電圧変換器２０２／２１６はそれぞれ、フルブリッジ型変換器２０４／２１０と、変圧器２０６／２１２と、整流器２３８／２４０とを含むことができる。フルブリッジ変換器２０４／２１０は、位相偏移変調信号および入力電流のうちの少なくとも一方に結合しており、入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能である。変圧器２０６／２１２は、フルブリッジ型変換器と結合しており、第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能である。整流器２３８／２４０は、変圧器と結合しており、第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能である。電圧変換器２０２／２１６の出力を、例えば非限定的に、直列に、並列に、または他の好適な構成で結合することができる。
【００５２】
プロセス３００は、入力電流の電流リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成することにより（作業３０８）、続けることができる。交互に並んだ位相偏移変調信号を、種々の交互に並べる角度、例えば非限定的に、約４５度、約９０度、約１３５度、約１８０度、または他の好適な交互に並べる角度で交互に並ぶように構成して、所与のアプリケーションまたはデバイスのために、電源入力電流リップルを低減し、かつ／または、変圧器の出力電圧を平滑化することができる。例えば、上記に説明した通り、交互に並べる角度を選択することができ、これにより、交互に並んだ動作モード１、または交互に並んだ動作モード２が実現できるようになる。動作モード２と比較して、動作モード１は入力電流リップルを約５０％小さくすることができ、リップル周波数を２倍にすることもできる。
【００５３】
プロセス３００は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、入力電流の電流リップルを低減することにより（作業３１０）、続けることができる。
【００５４】
プロセス３００は、出力電圧の電圧リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成することにより（作業３１２）、続けることができる。
【００５５】
プロセス３００は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、出力電圧の電圧リップルを低減することにより（作業３１４）、続けることができる。
【００５６】
プロセス３００は、少なくとも１つの電圧変換器の出力を低域通過フィルタでフィルタ処理することにより（作業３１６）、続けることができる。
【００５７】
プロセス３００は、位相偏移変調信号の位相偏移変調を用いて、出力電圧の出力電圧レベルを制御することにより（作業３１８）、続けることができる。
【００５８】
プロセス３００は、少なくとも１つの電圧変換器の動作を停止させることで、出力電流および出力電圧を制御することにより（作業３２０）、続けることができる。例えば、図１を参照すると、ＤＣ出力１０４が中性点Ｎ１１４に対して約＋２７０Ｖの正極１１２と、中性点Ｎ１１４に対して約−２７０Ｖの負極１１６とを有する場合、Ｃ相電圧変換器およびＤ相電圧変換器の動作を停止することにより、約＋２７０Ｖの正極１１２だけにＤＣ出力１０４を設定することができる。
【００５９】
図４は、本開示の実施形態による電圧変換システムを提供するためのプロセス４００を示す例示的なフローチャートである。プロセス、方法、またはそれらの任意の組合せを行うためのコンピュータ実行可能命令を有する、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、コンピュータ可読媒体により、プロセス４００に関連して行われる種々の作業を機械的に実行することができる。例示を目的として、以下のプロセス４００の説明では、図１〜図２に関する上記の要素を参照することができる。
【００６０】
プロセス４００は、任意の数の追加の作業または代替作業を含むことができ、図４に示す作業は、説明される順序で行われる必要はなく、本明細書では詳細に説明していない追加機能性を有する、より総合的な手順またはプロセスに、プロセス４００を組み込むことができることが理解されよう。実際の実施形態では、電圧変換器−１ ２０２、電圧変換器−Ｎ ２１６、結合回路２２８、および制御モジュール２２４等の、システム２００の異なる要素により、プロセス４００の一部を行うことができる。プロセス４００は、図１〜図２に示す実施形態と類似の機能、材料、および構造を有することができる。したがって、共通の機構、機能、および要素を、ここでは重複して説明しないものとする。
【００６１】
プロセス４００は、複数の位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するよう動作可能な制御モジュールを設けることにより（作業４０２）、開始することができる。
【００６２】
プロセス４００は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて制御されており、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するよう動作可能な、複数の電圧変換器を設けることにより（作業４０４）、続けることができる。
【００６３】
プロセス４００は、位相偏移変調信号および入力電流のうちの少なくとも一方と結合しており、入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能なフルブリッジ型変換器を設けることにより（作業４０６）、続けることができる。
【００６４】
プロセス４００は、フルブリッジ型変換器と結合しており、第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能な変圧器を設けることにより（作業４０８）、続けることができる。
【００６５】
プロセス４００は、変圧器と結合しており、第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能な整流器を設けることにより（作業４１０）、続けることができる。
【００６６】
プロセス４００は、少なくとも１つの電圧変換器の出力と結合しており、この出力を低域通過フィルタでフィルタ処理するよう動作可能な低域通過フィルタを設けることにより（作業４１２）、続けることができる。
【００６７】
プロセス４００は、電圧変換器の出力を直列結合することにより（作業４１４）、続けることができる。
【００６８】
このように、本開示の実施形態により、低電圧電源を航空機の電力分配システム等の電力分配システムに組み込む手段が提供され、この航空機の電力分配システムでは、ＤＣ負荷に電力を供給するための調整された両極性の電圧、および電圧源インバータのための単極性の電圧が必要とされる。
【００６９】
既存の変換器と比較して、開示の実施形態による、この４相のフルブリッジの位相偏移変調変換器では、燃料電池を保護するためのより小さな入力電流リップルを発生させる、つまり４つのフルブリッジ型変換器が４５度で交互に並ぶことで、ＤＣ主電源（燃料電池等）には、フルブリッジ型変換器を１つだけ用いる既存の解決法と比較して、４倍のスイッチング周波数を有する電流リップル（ピークツーピークのリップルが、少なくとも４倍小さい）が見える。したがって、入力電流リップルは著しく低減される。
【００７０】
また、一般の電力変換器と比較して、開示の実施形態による、交互に並んだ変換器のアーキテクチャの入力／出力フィルタのサイズがより小さいことで、入力ステージのキャパシタおよび出力ステージのキャパシタの二乗平均（ＲＭＳ：Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）電流が低減される。さらに、開示の実施形態による、交互に並んだ変換器アーキテクチャの電磁妨害（ＥＭＩ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）フィルタリングステージのサイズが低減されることにより、出力電流および出力電圧のリップルが低減され、したがって、ＥＭＩフィルタリングの要求も低減される。さらに、本明細書に記載する交互に並んだ変換器アーキテクチャの実施形態では、４相を通して電力を共有することで、半導体デバイスへのストレスが低減される。
【００７１】
この文書では、一般に、「コンピュータプログラム製品」、「コンピュータ可読媒体」、「コンピュータ可読記憶媒体」等の用語を用いて、例えば、メモリ、記憶装置、または記憶ユニット等の媒体を指すことができる。制御モジュール２２４に特定の動作を実行させるために、制御モジュール２２４が用いる１つまたは複数の命令を、コンピュータ可読媒体のこれらの形態および他の形態を用いて記憶することができる。そのような命令は一般に、「コンピュータプログラムコード」または「プログラムコード」（コンピュータプログラムの形態または他の分類に分類することができる）と呼ばれ、これらが実行されると、システム２００の電力利用スケジューリング方法（ｐｏｗｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ）を可能にする。
【００７２】
上記の説明では、共に「接続される」または「結合される」要素またはノードまたは機構を参照している。本明細書に用いられる「接続される」とは、明示的に別段の定めがある場合を除き、１つの要素／ノード／機構が、必ずしも機械的にではなく、別の要素／ノード／機構に直接つながる（または直接通信する）ことを意味する。同様に「結合される」とは、明示的に別段の定めがある場合を除き、１つの要素／ノード／機構が、必ずしも機械的にではなく、別の要素／ノード／機構に直接または間接的につながる（または直接または間接的に通信する）ことを意味する。したがって、図１〜図４では、要素の例示的な配列を示したが、追加の介在する要素、装置、機構、または構成部品が、本開示の実施形態に存在してもよい。
【００７３】
図面および文章で示す通り、電圧変換に関する方法を開示し、この方法は、複数の位相偏移変調信号を生成するステップと、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するステップと、この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、複数の電圧変換器１００、２０２〜２１６を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するステップとを含む。一変形例では、この方法は、入力電流の電流リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するステップを含む。別の変形例では、この方法は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、入力電流の電流リップルを低減するステップをさらに含む。
【００７４】
さらに別の変形例では、この方法は、出力電圧の電圧リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するステップをさらに含む。別の変形例では、この方法は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、出力電圧の電圧リップルを低減するステップをさらに含む。一代替例では、電圧変換器１００、２０２〜２１６がそれぞれ、位相偏移変調信号および入力電流のうちの少なくとも一方と結合しており、入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能なフルブリッジ型変換器１２８、１２６、１３８、１３６と、フルブリッジ型変換器１２８、１２６、１３８、１３６と結合しており、第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能な変圧器１２２、１２４、１３２、１３４と、変圧器１２２、１２４、１３２、１３４と結合しており、第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能な整流器１５２、１５４、１５６、１５８とを含む。さらに別の代替例では、この方法は、電圧変換器１００、２０２〜２１６のうちの少なくとも１つの電圧変換器の出力を低域通過フィルタでフィルタ処理するステップをさらに含む。さらに別の代替例では、この方法は、位相偏移変調信号の位相偏移変調を用いて、出力電圧の出力電圧レベルを制御するステップをさらに含む。ある変形例では、この方法は、電圧変換器１００、２０２〜２１６のうち少なくとも１つの電圧変換器の動作を停止させることで、出力電流および出力電圧を制御するステップをさらに含む。
【００７５】
一態様では、電圧変換システムが開示され、この電圧変換システムは、複数の位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するよう動作可能な制御モジュールと、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて制御されており、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するよう動作可能な複数の電圧変換器１００、２０２〜２１６とを含む。一事例では、制御モジュールは、入力電流の電流リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能である。別の事例では、制御モジュールは、出力電圧の電圧リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能である。一変形例では、制御モジュールは、電圧変換器１００、２０２〜２１６のうちの少なくとも１つの電圧変換器の動作を停止させることで、出力電流および出力電圧を制御するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能である。
【００７６】
別の変形例では、電圧変換器１００、２０２〜２１６はそれぞれ、位相偏移変調信号および入力電流のうちの少なくとも一方と結合しており、入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能なフルブリッジ型変換器と、フルブリッジ型変換器１２８、１２６、１３８、１３６と結合しており、第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能な変圧器１２２、１２４、１３２、１３４と、変圧器１２２、１２４、１３２、１３４と結合しており、第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能な整流器とを含む。別の変形例では、このシステムは、電圧変換器１００、２０２〜２１６のうちの少なくとも１つの電圧変換器の出力と結合しており、この出力に低域通過フィルタでフィルタ処理を行うよう動作可能な低域通過フィルタをさらに含むことができる。一変形例では、このシステムは、電圧変換器１００、２０２〜２１６の出力が直列結合することを含む。
【００７７】
さらに別の態様では、電圧変換システムを設ける方法が開示され、この方法は、複数の位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するよう動作可能な制御モジュールを設けるステップと、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて制御されており、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するよう動作可能な複数の電圧変換器１００、２０２〜２１６を設けるステップとを含む。一事例では、この方法は、この電圧変換器１００、２０２〜２１６を設けるステップが、位相偏移変調信号および入力電流のうちの少なくとも一方に結合しおり、入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能なフルブリッジ型変換器１２８、１２６、１３８、１３６を設けることと、フルブリッジ型変換器１２８、１２６、１３８、１３６と結合しており、第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能な変圧器１２２、１２４、１３２、１３４を設けることと、変圧器１２２、１２４、１３２、１３４と結合しており、第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能な整流器を設けることとをさらに含むことを、さらに含むことができる。一変形例では、この方法は、電圧変換器１００、２０２〜２１６うちの少なくとも１つの電圧変換器の出力と結合しており、出力を低域通過フィルタでフィルタ処理するよう動作可能な低域通過フィルタを設けるステップをさらに含む。さらに別の変形例では、この方法は、電圧変換器１００、２０２〜２１６の出力を直列結合させるステップを含む。
【００７８】
この文書で使用される用語およびフレーズ、ならびにその変形物は、明示的に別段の定めがある場合を除き、制限するのとは反対である、制約のないものとして解釈されるものとする。上述の例として、用語「含む」は、「制限なしで含む」等として読み取られるものとし、用語「例」とは、議論される項目の典型的な事例を提供するために用いられ、それらの項目の網羅的な、または制限的な一覧ではない。「従来の」「伝統的な」「通常の」「標準の」「既知の」等の形容詞、およびその類似の意味を有する用語は、説明される項目が所与の期間に限定される、または所与の時間以降に利用可能な項目に限定されると解釈されないものとし、その代り、従来の、伝統的な、通常の、または標準の技術が現時点または将来の任意の時点において、利用可能または既知でよいことを包含するものとして読み取られるものとする。
【００７９】
同様に、接続詞「および」でつながれた項目の集合は、それらの項目の中のありとあらゆる項目が、その集合の中に存在しなければならないとは読み取られないものとし、むしろ、明示的に別段の定めがある場合を除き、「および／または」として読み取られるものとする。同様に、接続詞「または」でつながれた項目の集合は、その集合内で相互排他性が求められると読み取られないものとし、むしろ、明示的に別段の定めがある場合を除き、「および／または」として読み取られるものとする。さらに、本開示の項目、要素または構成部品は、単数で記載または特許請求され得るが、単数に対する制限が明示されている場合を除き、複数もその範囲内であることを意図する。「１つまたは複数の」、「少なくとも」、「非限定的に」または他のいくつかの事例内での類似フレーズ等の範囲を広げるための語句およびフレーズの存在により、そのような範囲を広げるフレーズが欠如し得る事例では、より狭い範囲の場合が意図される、または求められることを意味しないものとする。
【００８０】
本明細書で使用される「動作可能」とは、明示的に別段の定めがある場合を除き、本明細書に記載される「使用することができる」、「使用もしくはサービスに適している、または用意できている」、「特定の目的に使用可能である」、および「列挙された機能または所望の機能を実行することができる」を意味する。用語「動作可能」とは、システムおよび装置に関して、動作状況にある場合、そのシステムおよび／またはその装置が完全に機能し、較正され、そのための要素を含み、列挙される機能を実行するための適用操作性要求（ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ）に一致していることを意味する。用語「動作可能」とは、システムおよび回路に関して、動作状況にある場合、そのシステムおよび／またはその回路が完全に機能し、調整され、そのための論理回路を含み、列挙される機能を実行するための適用操作性要求に一致していることを意味する。
【符号の説明】
【００８１】
１００ 変換器
１０２ ＤＣ電源
１０４ ＤＣ出力
１１２ 正極
１１４ 中性点
１１６ 負極
１２０ 第１の低域通過フィルタ
１２２ 第１の変圧器
１２４ 第２の変圧器
１２６ 第２のフルブリッジ型変換器
１２８ 第１のフルブリッジ型変換器
１３０ 第２の低域通過フィルタ
１３２ 第３の変圧器
１３４ 第４の変圧器
１３６ 第４のフルブリッジ型変換器
１３８ 第３のフルブリッジ型変換器
１４２ Ａ相の出力電流
１４４ Ｂ相の出力電流
１４６ Ｃ相の出力電流
１４８ Ｄ相の出力電流
１５２ 第１の整流器
１５４ 第２の整流器
１５６ 第３の整流器
１５８ 第４の整流器
１６０ 入力電圧
２００ システム
２０２ 電圧変換器−１
２０４ フルブリッジ型変換器
２０６ 変圧器
２０８ 低域通過フィルタ
２１０ フルブリッジ型変換器
２１２ 変圧器
２１４ 低域通過フィルタ
２１６ 電圧変換器−Ｎ
２２０ 制御論理回路
２２２ メモリ論理回路
２２４ 制御モジュール
２２６ ＤＣ電源
２２８ 結合回路
２３０ 低域通過フィルタ
２３２ 出力
２３８ 整流器
２４０ 整流器
３００ 電圧変換プロセス
４００ プロセス
Ｑ１ 閉スイッチ
Ｑ２ 閉スイッチ
Ｑ３ 閉スイッチ
Ｑ４ 閉スイッチ
Ｅ 上部アーム
Ｆ 下部アーム
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、一般に電力調整器に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、電子ＤＣ−ＤＣ変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣ−ＤＣ変換器は、直流（ＤＣ）電源を、ある電圧レベルから別の電圧レベルに変換する電子回路である。ＤＣ−ＤＣ変換器は、電力システムおよび携帯用電子機器等の様々な用途において重要である。また、ＤＣ−ＤＣ変換器は出力電圧を調整することもできる。昇圧型変換器／ブーストコンバータ、そのＤＣ入力電圧より高いＤＣ出力電圧を有する変換器である。降圧型変換器／バックコンバータ、そのＤＣ入力電圧より低いＤＣ出力電圧を有する変換器である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
電圧変換のシステムおよびその方法を開示する。位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給する。この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、複数のフルブリッジ型電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換する。このようにして、燃料電池スタックまたは電池等からの低電圧ＤＣ電源を、高電圧ＤＣ出力に変換する。
【０００４】
例えば、本開示の実施形態により、燃料電池スタックまたは電池（一般に約４０から約６０Ｖｄｃ）等の低電圧電源を、航空機の電力分配システムに組み込む手段が提供される。この航空機の電力分配システムでは、ＤＣ負荷に電力を供給するための調整された両極性の約２７０Ｖｄｃの電圧と、電圧源インバータのための単極性の約６００〜約８００Ｖｄｃの電圧と、が必要である。
【０００５】
ある実施形態では、電圧を変換する方法により、複数の位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給する。この方法ではさらに、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、複数の電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換する。
【０００６】
別の実施形態では、電圧変換システムが、制御モジュールおよび複数の電圧変換器を含む。この制御モジュールは位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給する。この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換する。
【０００７】
さらに別の実施形態では、電圧変換システムを提供する方法により、制御モジュールおよび複数の電圧変換器が提供される。この制御モジュールは、複数の位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給する。この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換する。
【０００８】
ここでは、いろいろな構想を簡略的に紹介するための概要を提供し、これらの構想を下記の発明を実施するための形態でさらに説明する。この概要は、特許請求される主題の重要な特徴または本質的な特徴を識別することを目的としたものでもなく、この特許請求される主題の範囲を決定する際の助けとして用いられることを目的としたものでもない。
【０００９】
以下の図面と併せて考察すると、発明を実施するための形態および特許請求の範囲を参照することで、本開示の実施形態をより完璧に理解することができる。これらの図面では全体を通して、同じ参照番号は同様の要素を示している。これらの図面は、本開示の理解を容易にするために提供され、本開示の広さ、範囲、規模、または適用性を制限するものではない。これらの図面は必ずしも一定の縮尺では示されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施形態による、例示的な電圧変換回路を示す図である。
【図２】本開示の実施形態による、電圧変換システムの例示的な機能ブロック図である。
【図３】本開示の実施形態による、電圧変換プロセスを示す例示的なフローチャートである。
【図４】本開示の実施形態による、電圧変換システムを提供するプロセスを示す例示的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の詳細な説明は、本質的に例示的なものであり、本開示または本開示の実施形態の用途および使用を制限することを目的としていない。特定の装置、技術、および用途の説明は、例としてのみ提供される。本明細書に記載する例に対する修正形態は、当業者には容易に明らかであり、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書で規定された一般原則を他の例および用途に適用することが可能である。本開示は、特許請求の範囲と範囲が一致しており、本明細書に記載され、かつ示された例には限定されないものとする。
【００１２】
本開示の実施形態を、機能ブロックの構成部品および／または論理ブロックの構成部品、ならびに様々な処理ステップに関して、本明細書で説明することができる。特定の機能を実行するよう構成される、任意の数のハードウェア構成部品、ソフトウェア構成部品、および／またはファームウェア構成部品により、このようなブロック構成部品を実現できることは明らかであろう。簡潔にするために、本明細書に記載されるシステムのフルブリッジ型変換器、変圧器、低域通過フィルタ、および他の機能的な態様に関する従来の技術および構成部品（およびシステムの個々の動作構成部品）は、本明細書では詳細に説明しないものとする。さらに、本開示の実施形態が、様々なハードウェアおよびソフトウェアと連動して実行可能であり、本明細書に記載する実施形態が、本開示の単なる例示的な実施形態であることが、当業者には明らかであろう。
【００１３】
本開示の実施形態を、非限定的な実際の用途、すなわち、高出力の航空機の用途のためのＤＣ−ＤＣ変換に即して本明細書で説明する。しかし、本開示の実施形態は、そのような航空機またはＤＣ−ＤＣ変換の用途には限定されず、本明細書で記載される技術を別の用途で利用することも可能である。例えば非限定的に、本実施形態は、ＡＣ−ＤＣ変換、ＤＣ−ＡＣ変換、ＡＣ−ＡＣ変換、または他の変換に応用可能である。
【００１４】
本明細書を読んだ後の当業者に明らかであるように、以下は、本開示の例および実施形態であり、これらの例に従った動作には限定されない。本開示の例示的な実施形態の範囲から逸脱することなく、別の実施形態を利用することができ、構造的な変更を行うことができる。
【００１５】
本開示の実施形態により、例えば、（約４０〜約６０Ｖｄｃ等の）低電圧電源を、航空機の電力分配システムに組み込む手段が提供される。この航空機の電力分配システムは、ＤＣ負荷に電力を供給するための調整された両極性の約２７０Ｖｄｃの電圧、および電圧源インバータのための単極性の約６００〜約８００Ｖｄｃの電圧を必要とする。低電圧（約４０Ｖｄｃ等の）から高電圧（約８００Ｖｄｃ等の）への高変換率を、高出力（例えば、約１ｋＷより高い）で実現することができる。低電圧電源には、例えば非限定的に、燃料電池スタック、ソーラーアレイ、電池、または他の電源が含まれ得る。
【００１６】
一実施形態では、燃料電池スタックまたは電池等の低電圧ＤＣ電源から両極性の約２７０Ｖｄｃの電圧、および／または単極性の約６００から約８００Ｖｄｃまでの電圧を生成する高出力のＤＣ−ＤＣ装置および方法が開示される。高出力ＤＣ−ＤＣアーキテクチャにより、直列接続した出力の４つの変圧器／整流器と結合する、４相の交互に並んだフルブリッジ型変換器等の幾何学的接続形態（ｔｏｐｏｌｏｇｙ）が提供され、この４つのフルブリッジ変換器の間で位相偏移を制御することができる。
【００１７】
図１は、本開示の実施形態による、例示的な電圧変換回路（変換器１００）を示す図である。４つの実質的に同一の電圧変換器（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相）はそれぞれ、変圧器に接続されたフルブリッジ型変換器を含む。変換器１００は、Ａ相電圧変換器と、Ｂ相電圧変換器と、Ｃ相電圧変換器と、Ｄ相電圧変換器とを含み、これらの電圧変換器は、それらの入力が全てＤＣ電源１０２と接続するよう構成されている。Ａ相電圧変換器は、第１のフルブリッジ型変換器１２８と、第１の変圧器１２２と、第１の整流器１５２と、第１の低域通過フィルタ１２０とを含む。Ｂ相電圧変換器は、第２のフルブリッジ型変換器１２６と、第２の変圧器１２４と、第２の整流器１５４と、第１の低域通過フィルタ１２０とを含む。このように、Ａ相とＢ相とは、第１の低域通過フィルタ１２０を共有するが、別の実施形態では、各相が１つの低域通過フィルタを含むことができる。Ｃ相電圧変換器は、第３のフルブリッジ型変換器１３８と、第３の変圧器１３２と、第３の整流器１５６と、第２の低域通過フィルタ１３０とを含む。Ｄ相電圧変換器は、第４のフルブリッジ型変換器１３６と、第４の変圧器１３４と、第４の整流器１５８と、第２の低域通過フィルタ１３０とを含む。このように、Ｃ相とＤ相とは、第２の低域通過フィルタ１３０を共有するが、他の実施形態では、各相が１つの低域通過フィルタを含むことができる。
【００１８】
第１のフルブリッジ型変換器１２８は電子回路を含み、この電子回路は、ＤＣ電源１０２からの変換器の入力電圧１６０の変換を可能にし、出力電圧を、第１の変圧器１２２へ正の電圧または負の電圧のいずれかとして印加することを可能にし、ＤＣ電源１０２から変換されたＡ相の出力電流１４２を、第１の変圧器１２２を通して、正の電流または負の電流のいずれかとして送ることを可能にするよう動作可能である。スイッチＱ１およびスイッチＱ４を閉じることにより、Ａ相の出力電流１４２を、正の電流として、第１の変圧器１２２を通して送ることができる。スイッチＱ２およびスイッチＱ３を閉じることにより、Ａ相の出力電流１４２を、負の電流として、第１の変圧器１２２を通して送ることができる。第１のフルブリッジ型変換器１２８は、第１の相（Ａ相）で動作する。
【００１９】
第２のフルブリッジ型変換器１２６は電子回路を含み、この電子回路は、ＤＣ電源１０２からの変換器の入力電圧１６０の変換を可能にし、出力電圧を、第２の変圧器１２４へ正の電圧または負の電圧のいずれかとして印加することを可能にし、ＤＣ電源１０２から変換されたＢ相の出力電流１４４を、第２の変圧器１２４を通して、正の電流または負の電流のいずれかとして送ることを可能にするよう動作可能である。第２のフルブリッジ型変換器１２６は、第２の相（Ｂ相）で動作する。このＢ相は、例えば非限定的に、約９０度のＡ相からの位相偏移、約１８０度のＡ相からの位相偏移、または他の好適な位相偏移を含むことができる。
【００２０】
当業者なら理解するように、位相偏移は、別の信号から位相がオフセットした信号の相を含むことができる。例えば、Ｂ相の回路を、Ａ相から約９０度オフセットした相で変調された信号で制御することができる。
【００２１】
第３のフルブリッジ型変換器１３８は電子回路を含み、この電子回路は、ＤＣ電源１０２からの変換器の入力電圧１６０の変換を可能にし、出力電圧を、第３の変圧器１３２へ正の電圧または負の電圧のいずれかとして印加することを可能にし、ＤＣ電源１０２から変換されたＣ相の出力電流１４６を、第３の変圧器１３２を通して、正の電流または負の電流のいずれかとして送ることを可能にするよう動作可能である。第３のフルブリッジ型変換器１３８は、第３の相（Ｃ相）で動作する。このＣ相は、例えば非限定的に、約４５度のＡ相からの位相偏移、約９０度のＡ相からの位相偏移、または他の好適な位相偏移を含むことができる。
【００２２】
第４のフルブリッジ型変換器１３６は電子回路を含み、この電子回路は、ＤＣ電源１０２からの変換器の入力電圧１６０の変換を可能にし、出力電圧を、第４の変圧器１３４へ正の電圧または負の電圧のいずれかとして印加することを可能にし、ＤＣ電源１０２から変換されたＤ相の出力電流１４８を、第４の変圧器１３４を通して正の電流または負の電流のいずれかとして送ることを可能にするよう動作可能である。第４のフルブリッジ型変換器１３６は、第４の相（Ｄ相）で動作する。このＤ相は、例えば非限定的に、約１３５度のＡ相からの位相偏移、約２７０度のＡ相からの位相偏移、または他の好適な位相偏移を含むことができる。
【００２３】
第１の変圧器１２２、第２の変圧器１２４、第３の変圧器１３２、および第４の変圧器１３４はそれぞれ、第１の電流（例えば、それぞれＡ相の出力電流１４２、Ｂ相の出力電流１４４、Ｃ相の出力電流１４６、Ｄ相の出力電流１４８）の第１のＡＣ電圧を、例えば非限定的に、１対６、３対１の変圧率または他の好適な変圧率で、第２のＡＣ電圧に変換させるよう動作可能である。
【００２４】
図１に示す実施形態では、第１の整流器１５２、第２の整流器１５４、第３の整流器１５６、および第４の整流器１５８は、それぞれ全波整流器を含む。あるいは、第１の整流器１５２、第２の整流器１５４、第３の整流器１５６、および第４の整流器１５８は、それぞれ、例えば非限定的に、変圧器の中央に取り付けた整流器（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｃｅｎｔｅｒ−ｔａｐｐｅｄ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）、ブリッジ整流器、または他の好適な整流器を含むことができる。第１の整流器１５２は、第１の変圧器１２２のＡＣ出力をＤＣに整流するよう動作可能である。第２の整流器１５４は、第２の変圧器１２４のＡＣ出力をＤＣに整流するよう動作可能である。第３の整流器１５６は、第３の変圧器１３２のＡＣ出力をＤＣに整流するよう動作可能である。第４の整流器１５８は、第４の変圧器１３４のＡＣ出力をＤＣに整流するよう動作可能である。
【００２５】
第１の低域通過フィルタ１２０および第２の低域通過フィルタ１３０はそれぞれ、例えば非限定的に、ＲＣフィルタ、ＲＬＣフィルタ、または他の好適な低域通過フィルタを含むことができる。第１の低域通過フィルタ１２０は、第２の整流器１５４と直列の第１の整流器１５２からの出力を平滑化するよう動作可能である。第２の低域通過フィルタ１３０は、第４の整流器１５８と直列の第３の整流器１５６からの出力を平滑化するよう動作可能である。
【００２６】
Ａ相およびＢ相と、それらの各々の変圧器１２２／１２４および整流器１５２／１５４は、変換器１００の上部アームＥを含み、Ｃ相およびＤ相と、それらの各々の変圧器１３２／１３４および整流器１５６／１５８は、変換器１００の下部アームＦを含む。
【００２７】
変換器１００が上部アームＥで、（Ｎを基準として）＋２７０Ｖｄｃの電圧を生成するように、Ａ相とＢ相は直列接続される。変換器１００が下部アームＦで、（Ｎを基準として）−２７０Ｖｄｃの電圧を生成するように、Ｃ相とＤ相は直列接続され。整流後、＋２７０Ｖｄｃおよび−２７０Ｖｄｃの出力電圧が得られる。アームＥとアームＦとを直列接続することで、変換器１００は、フルブリッジ型変換器の位相偏移変調を通じて、５４０〜８００Ｖｄｃの電圧を生成することができる。上部アームでＢ相をＡ相から９０度遅らせ、（同様に、下部アームでＤ相をＣ相から遅らせ）、Ｃ相をＡ相から４５度遅らせると、入力電流のリップルを最小限にすることができる。このようにして、交互に並んだ動作モード１が実現される。
【００２８】
Ｂ相のＡ相からの遅れ（Ｄ相のＣ相からの遅れ）を９０度から１８０度に変更し、Ｃ相のＡ相からの遅れ（Ｄ相のＢ相からの遅れ）を約４５度から約９０度に変更することもできる。Ｂ相とＡ相との間の遅れが約１８０度、かつＣ相とＡ相との間の遅れ約９０度で、交互に並んだ動作モード２が実現される。変換器１００の入力電流のリップルは、単一のフルブリッジ型変換器の入力電力のリップルと比較して２倍小さい。一般に、変換器１００の入力電流のリップルおよび出力電圧のリップルは、４つのフルブリッジ型変換器の交互に並べる角度の関数である。
【００２９】
本開示の実施形態により、約４０〜約６０Ｖｄｃの可変低電圧電源から、変圧器／整流器に結合した交互に並んだ４相フルブリッジ型変換器を用いて、約±２７０Ｖｄｃの出力電圧を生成し、かつ、位相偏移変調を行って、最大約８００Ｖｄｃの出力電圧を生成するアーキテクチャが提供される。一般的な航空機のＤＣ負荷のための約±２７０Ｖｄｃの電圧、または一般的な航空機の電圧源インバータのための約６００〜約８００Ｖｄｃの電圧のうちのいずれか一方を、変換器１００の出力から分配することができる。
【００３０】
図２は、本開示の実施形態による、電圧変換システム（システム２００）の例示的な機能ブロック図である。実際のシステム２００は、任意の数の入力モジュールと、任意の数のプロセッサモジュールと、任意の数のメモリモジュールと、任意の数の他のモジュールとを含むことができる。説明を容易にするため、図示されるシステム２００は、簡易な実施形態として示す。システム２００のこれらの要素、および他の要素は、共に相互接続して、システム２００内の種々の要素間の通信を可能にする。一実施形態では、システム２００のこれらの要素、および他の要素は、結合回路２２８を介して共に相互接続することができる。本明細書に開示される実施形態に関連して説明される、種々の例示的なブロック、モジュール、回路、および処理論理回路を、ハードウェア、コンピュータ可読ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の実用的な組合せで実行することができることが、当業者なら理解するであろう。
【００３１】
ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアのこの互換性および適合性を明確に説明するために、種々の例示的な構成部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、それらの機能に関して概略的に説明する。これらの機能性を、ハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェアのうちのどれで実行するかは、システム全体が担う具体的な用途と、設計に依存する。本明細書に記載される構想に通じている者であれば、これらの機能性を具体的な用途ごとに好適なやり方で実行することができるが、これらの実行の決定は、本開示の範囲から逸脱させるものとして解釈されるべきではない。
【００３２】
システム２００は、図１に示す実施形態と類似する機能、材料、および構造を有することができる。したがって、共通の機構、機能、および要素を、ここでは重複して説明しないものとする。
【００３３】
システム２００は、電圧変換器１ ２０２および電圧変換器Ｎ ２１６（Ｎ個目の電圧変換器）等の、任意の数の電圧変換器１〜Ｎ、結合回路２２８、および制御モジュール２２４を含むことができる。Ｎは１より大きい整数でよい。より多くの相と結合することにより、より高いＮの値を選択して、より高い電圧および電力レベルを得ることができ、これにより、入力側および出力側でリップルをさらに小さくすることができる。
【００３４】
電圧変換器１〜Ｎ（２０２〜２１６）は、ＤＣ電源２２６の入力電圧を出力２３２での出力電圧に変換するよう動作可能である。電圧変換器１〜Ｎはそれぞれ、例えば非限定的に、フルブリッジ型変換器２０４／２１０と、変圧器２０６／２１２と、整流器２３８／２４０と、低域通過フィルタ２０８／２１４と、または他の好適な回路構成部品とを含むことができる。
【００３５】
例えば、一実施形態では、電圧変換器１〜Ｎは４つのフルブリッジ型変換器を含むことができ、これらの４つのフルブリッジ型変換器は、図１の変換器１００で示した実施形態のものと類似する。この場合、電圧変換器１〜Ｎは、４つのフルブリッジ型変換器１２８／１２６／１３８／１３６が、それらの入力で１つの同じ電源（ＤＣ電源１０２）と結合する構造を含む。各フルブリッジ型変換器１２８／１２６／１３８／１３６は、各変圧器１２２／１２４／１３２／１３４にそれぞれ結合し、次いで、これらの各変圧器が、各整流器１５２／１５４／１５６／１５８にそれぞれ接続する。整流器１５２／１５４／１５６／１５８は、変圧器１２２／１２４／１３２／１３４のセンタタップを通して、直列接続する。
【００３６】
あるいは、電圧変換器１〜Ｎを様々な仕方で結合して、高いＤＣ電圧を得ることができる。例えば非限定的に、フルブリッジ型変換器２０４／２１０の数が４つより多い（例えば、Ｎ＞４）場合、２つより多い整流器の出力を直列接続することができる。さらに、より多くの相を結合し、Ｎの数を増やすことにより、より高い電圧および電力レベルに各実施形態を拡張することができ、これにより、入力側および出力側でリップルをさらに小さくすることができる。
【００３７】
結合回路２２８は、電圧変換器１〜Ｎを相互に結合させるよう動作可能である。結合回路２２８により、電圧変換器１〜Ｎを、例えば非限定的に、直列、並列、直列および並列の併用、または他の結合構成で結合させることができる。結合回路２２８は、ゼロ個以上の低域通過フィルタ２３０を含むことができ、この低域通過フィルタ２３０は、例えば非限定的に、電圧変換器１〜Ｎのステージ間のリップルを平滑化するよう動作可能である。調整されたＤＣ電圧を出力するために、１つまたは複数の低域通過フィルタ２０８／２１４／２３０が必要であり得る。
【００３８】
制御モジュール２２４は、制御論理回路２２０およびメモリ論理回路２２２を含む。制御モジュール２２４は、電圧変換器１〜Ｎを制御するために位相制御信号を生成するよう動作可能である。制御モジュール２２４は、例えば非限定的に、トランジスタ（図１のＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４等）に対する順次ゲート信号（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｇａｔｅ ｓｉｇｎａｌ）の生成と、異なる出力電圧を実現するためのフルブリッジ型変換器（図１の１２８／１２６／１３８／１３６等）ごとの位相偏移変調の制御と、リップルのサイズを最小にするために相を交互に並べる制御と、他の好適な制御機能とを実行することができる。
【００３９】
制御論理回路２２０は処理論理回路を含み、この処理理論回路は、システム２００の操作に関連する機能、技術、および処理作業を実行するよう構成される。特に、処理論理回路は、本明細書に記載するシステム２００をサポートするよう構成される。本明細書に記載する機能を実行するよう設計された、汎用プロセッサ、内容参照可能メモリ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、任意の好適なプログラマブル論理素子、ディスクリートゲート回路もしくはトランジスタ論理回路、ディスクリートハードウェアの構成部品、またはそれらの任意の組合せを用いて、制御論理回路２２０を実行することができる、または実現することができる。このように、プロセッサをマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシン（ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）等として実現させることができる。
【００４０】
例えば、デジタル信号プロセッサおよびマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサコアと連動する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または他のこのような構成等のコンピュータデバイスの組合せとして、プロセッサを実行することもできる。
【００４１】
メモリ論理回路２２２は、メモリを備えるデータ記憶領域を含むことができ、このメモリはシステム２００の動作をサポートするために初期化される。メモリ論理回路２２２は、システム２００の機能性をサポートするために必要に応じてデータを記憶、維持、および供給するよう構成されている。例えば、メモリ論理回路２２２は、位相偏移値、時間間隔、電圧値、または他のデータを記憶することができる。
【００４２】
実際の実施形態では、メモリ論理回路２２２は、例えば非限定的に、不揮発性記憶デバイス（不揮発性半導体メモリ、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス等）、ランダムアクセス記憶デバイス（例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ）、または当技術分野で既知の他の任意の形態の記憶媒体を含むことができる。
【００４３】
メモリ論理回路２２２は、制御論理回路２２０と結合し、かつ、例えば非限定的に、データベース、制御論理回路２２０により実行されるコンピュータプログラム、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、プログラムを実行する際に用いる一時データ、または他のアプリケーションを記憶するよう構成することができる。さらに、メモリ論理回路２２２は、データベースを更新するための表を含有する動的更新データベースを表すことができる。
【００４４】
メモリ論理回路２２２は、制御論理回路２２０と結合することができ、これにより制御論理回路２２０がメモリ論理回路２２２からの情報の読み取り、かつメモリ論理回路２２２へ情報を書き込むことができるようになる。例えば、上記の通り、制御論理回路２２０は、メモリ論理回路２２２にアクセスして、位相偏移値、時間間隔、電圧値、および他のデータにアクセスすることができる。
【００４５】
例として、制御論理回路２２０およびメモリ論理回路２２２は、それぞれの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に常駐することができる。メモリ論理回路２２２を、制御論理回路２２０に組み込むこともできる。ある実施形態では、メモリ論理回路２２２は、制御論理回路２２０により実行される命令が実行されている間、一時変数または他の中間情報を記憶するキャッシュメモリを含むことができる。
【００４６】
図３は、本開示の実施形態による、電圧変換プロセス３００を示す例示的なフローチャートである。プロセス、方法、またはそれらの任意の組合せを行うためのコンピュータ実行可能命令を有する、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、コンピュータ可読媒体により、プロセス３００に関連して行われる種々の作業を機械的に実行することができる。
【００４７】
プロセス３００は、任意の数の追加の作業、または代替作業を含むことができ、図３に示す作業は、説明される順序で行う必要はなく、プロセス３００を、本明細書では詳細に説明していない追加機能性を有する、より総合的な手順またはプロセスに組み込むことができることは理解されよう。例示を目的として、以下のプロセス３００の説明では、図１〜図２に関する上記の要素を参照することができる。
【００４８】
実際の実施形態では、電圧変換器−１ ２０２、電圧変換器−Ｎ ２１６、結合回路２２８、および制御モジュール２２４等の、システム２００の異なる要素により、プロセス３００の一部を行うことができる。プロセス３００は、図１〜図２に示す実施形態と類似の機能、材料、および構造を有することができる。したがって、共通の機構、機能、および要素を、ここでは重複して説明しないものとする。
【００４９】
プロセス３００は、複数の位相偏移変調信号を生成することにより、開始することができる（作業３０２）。位相偏移変調信号を供給して、負荷要求に従って異なる出力電圧レベルを実現する、または、変動する入力電圧から安定した出力電圧のレベルを実現することができる。
【００５０】
プロセス３００は、位相偏移変調信号を交互に並べて、この交互に並んだ位相偏移変調信号を供給することにより（作業３０４）、続けることができる。この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、要求される出力電圧および要求される電流リップルのサイズを実現することができる。
【００５１】
プロセス３００は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、電圧変換器２０２／２１６等の複数の電圧変換器を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換することにより（作業３０６）、続けることができる。電圧変換器２０２／２１６はそれぞれ、フルブリッジ型変換器２０４／２１０と、変圧器２０６／２１２と、整流器２３８／２４０とを含むことができる。フルブリッジ変換器２０４／２１０は、位相偏移変調信号および入力電流のうちの少なくとも一方に結合しており、入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能である。変圧器２０６／２１２は、フルブリッジ型変換器と結合しており、第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能である。整流器２３８／２４０は、変圧器と結合しており、第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能である。電圧変換器２０２／２１６の出力を、例えば非限定的に、直列に、並列に、または他の好適な構成で結合することができる。
【００５２】
プロセス３００は、入力電流の電流リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成することにより（作業３０８）、続けることができる。交互に並んだ位相偏移変調信号を、種々の交互に並べる角度、例えば非限定的に、約４５度、約９０度、約１３５度、約１８０度、または他の好適な交互に並べる角度で交互に並ぶように構成して、所与のアプリケーションまたはデバイスのために、電源入力電流リップルを低減し、かつ／または、変圧器の出力電圧を平滑化することができる。例えば、上記に説明した通り、交互に並べる角度を選択することができ、これにより、交互に並んだ動作モード１、または交互に並んだ動作モード２が実現できるようになる。動作モード２と比較して、動作モード１は入力電流リップルを約５０％小さくすることができ、リップル周波数を２倍にすることもできる。
【００５３】
プロセス３００は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、入力電流の電流リップルを低減することにより（作業３１０）、続けることができる。
【００５４】
プロセス３００は、出力電圧の電圧リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成することにより（作業３１２）、続けることができる。
【００５５】
プロセス３００は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、出力電圧の電圧リップルを低減することにより（作業３１４）、続けることができる。
【００５６】
プロセス３００は、少なくとも１つの電圧変換器の出力を低域通過フィルタでフィルタ処理することにより（作業３１６）、続けることができる。
【００５７】
プロセス３００は、位相偏移変調信号の位相偏移変調を用いて、出力電圧の出力電圧レベルを制御することにより（作業３１８）、続けることができる。
【００５８】
プロセス３００は、少なくとも１つの電圧変換器の動作を停止させることで、出力電流および出力電圧を制御することにより（作業３２０）、続けることができる。例えば、図１を参照すると、ＤＣ出力１０４が中性点Ｎ１１４に対して約＋２７０Ｖの正極１１２と、中性点Ｎ１１４に対して約−２７０Ｖの負極１１６とを有する場合、Ｃ相電圧変換器およびＤ相電圧変換器の動作を停止することにより、約＋２７０Ｖの正極１１２だけにＤＣ出力１０４を設定することができる。
【００５９】
図４は、本開示の実施形態による電圧変換システムを提供するためのプロセス４００を示す例示的なフローチャートである。プロセス、方法、またはそれらの任意の組合せを行うためのコンピュータ実行可能命令を有する、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、コンピュータ可読媒体により、プロセス４００に関連して行われる種々の作業を機械的に実行することができる。例示を目的として、以下のプロセス４００の説明では、図１〜図２に関する上記の要素を参照することができる。
【００６０】
プロセス４００は、任意の数の追加の作業または代替作業を含むことができ、図４に示す作業は、説明される順序で行われる必要はなく、本明細書では詳細に説明していない追加機能性を有する、より総合的な手順またはプロセスに、プロセス４００を組み込むことができることが理解されよう。実際の実施形態では、電圧変換器−１ ２０２、電圧変換器−Ｎ ２１６、結合回路２２８、および制御モジュール２２４等の、システム２００の異なる要素により、プロセス４００の一部を行うことができる。プロセス４００は、図１〜図２に示す実施形態と類似の機能、材料、および構造を有することができる。したがって、共通の機構、機能、および要素を、ここでは重複して説明しないものとする。
【００６１】
プロセス４００は、複数の位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するよう動作可能な制御モジュールを設けることにより（作業４０２）、開始することができる。
【００６２】
プロセス４００は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて制御されており、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するよう動作可能な、複数の電圧変換器を設けることにより（作業４０４）、続けることができる。
【００６３】
プロセス４００は、位相偏移変調信号および入力電流のうちの少なくとも一方と結合しており、入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能なフルブリッジ型変換器を設けることにより（作業４０６）、続けることができる。
【００６４】
プロセス４００は、フルブリッジ型変換器と結合しており、第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能な変圧器を設けることにより（作業４０８）、続けることができる。
【００６５】
プロセス４００は、変圧器と結合しており、第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能な整流器を設けることにより（作業４１０）、続けることができる。
【００６６】
プロセス４００は、少なくとも１つの電圧変換器の出力と結合しており、この出力を低域通過フィルタでフィルタ処理するよう動作可能な低域通過フィルタを設けることにより（作業４１２）、続けることができる。
【００６７】
プロセス４００は、電圧変換器の出力を直列結合することにより（作業４１４）、続けることができる。
【００６８】
このように、本開示の実施形態により、低電圧電源を航空機の電力分配システム等の電力分配システムに組み込む手段が提供され、この航空機の電力分配システムでは、ＤＣ負荷に電力を供給するための調整された両極性の電圧、および電圧源インバータのための単極性の電圧が必要とされる。
【００６９】
既存の変換器と比較して、開示の実施形態による、この４相のフルブリッジの位相偏移変調変換器では、燃料電池を保護するためのより小さな入力電流リップルを発生させる、つまり４つのフルブリッジ型変換器が４５度で交互に並ぶことで、ＤＣ主電源（燃料電池等）には、フルブリッジ型変換器を１つだけ用いる既存の解決法と比較して、４倍のスイッチング周波数を有する電流リップル（ピークツーピークのリップルが、少なくとも４倍小さい）が見える。したがって、入力電流リップルは著しく低減される。
【００７０】
また、一般の電力変換器と比較して、開示の実施形態による、交互に並んだ変換器のアーキテクチャの入力／出力フィルタのサイズがより小さいことで、入力ステージのキャパシタおよび出力ステージのキャパシタの二乗平均（ＲＭＳ：Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）電流が低減される。さらに、開示の実施形態による、交互に並んだ変換器アーキテクチャの電磁妨害（ＥＭＩ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）フィルタリングステージのサイズが低減されることにより、出力電流および出力電圧のリップルが低減され、したがって、ＥＭＩフィルタリングの要求も低減される。さらに、本明細書に記載する交互に並んだ変換器アーキテクチャの実施形態では、４相を通して電力を共有することで、半導体デバイスへのストレスが低減される。
【００７１】
この文書では、一般に、「コンピュータプログラム製品」、「コンピュータ可読媒体」、「コンピュータ可読記憶媒体」等の用語を用いて、例えば、メモリ、記憶装置、または記憶ユニット等の媒体を指すことができる。制御モジュール２２４に特定の動作を実行させるために、制御モジュール２２４が用いる１つまたは複数の命令を、コンピュータ可読媒体のこれらの形態および他の形態を用いて記憶することができる。そのような命令は一般に、「コンピュータプログラムコード」または「プログラムコード」（コンピュータプログラムの形態または他の分類に分類することができる）と呼ばれ、これらが実行されると、システム２００の電力利用スケジューリング方法（ｐｏｗｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ）を可能にする。
【００７２】
上記の説明では、共に「接続される」または「結合される」要素またはノードまたは機構を参照している。本明細書に用いられる「接続される」とは、明示的に別段の定めがある場合を除き、１つの要素／ノード／機構が、必ずしも機械的にではなく、別の要素／ノード／機構に直接つながる（または直接通信する）ことを意味する。同様に「結合される」とは、明示的に別段の定めがある場合を除き、１つの要素／ノード／機構が、必ずしも機械的にではなく、別の要素／ノード／機構に直接または間接的につながる（または直接または間接的に通信する）ことを意味する。したがって、図１〜図４では、要素の例示的な配列を示したが、追加の介在する要素、装置、機構、または構成部品が、本開示の実施形態に存在してもよい。
【００７３】
図面および文章で示す通り、電圧変換に関する方法を開示し、この方法は、複数の位相偏移変調信号を生成するステップと、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するステップと、この交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、複数の電圧変換器１００、２０２〜２１６を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するステップとを含む。一変形例では、この方法は、入力電流の電流リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するステップを含む。別の変形例では、この方法は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、入力電流の電流リップルを低減するステップをさらに含む。
【００７４】
さらに別の変形例では、この方法は、出力電圧の電圧リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するステップをさらに含む。別の変形例では、この方法は、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、出力電圧の電圧リップルを低減するステップをさらに含む。一代替例では、電圧変換器１００、２０２〜２１６がそれぞれ、位相偏移変調信号および入力電流のうちの少なくとも一方と結合しており、入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能なフルブリッジ型変換器１２８、１２６、１３８、１３６と、フルブリッジ型変換器１２８、１２６、１３８、１３６と結合しており、第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能な変圧器１２２、１２４、１３２、１３４と、変圧器１２２、１２４、１３２、１３４と結合しており、第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能な整流器１５２、１５４、１５６、１５８とを含む。さらに別の代替例では、この方法は、電圧変換器１００、２０２〜２１６のうちの少なくとも１つの電圧変換器の出力を低域通過フィルタでフィルタ処理するステップをさらに含む。さらに別の代替例では、この方法は、位相偏移変調信号の位相偏移変調を用いて、出力電圧の出力電圧レベルを制御するステップをさらに含む。ある変形例では、この方法は、電圧変換器１００、２０２〜２１６のうち少なくとも１つの電圧変換器の動作を停止させることで、出力電流および出力電圧を制御するステップをさらに含む。
【００７５】
一態様では、電圧変換システムが開示され、この電圧変換システムは、複数の位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するよう動作可能な制御モジュールと、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて制御されており、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するよう動作可能な複数の電圧変換器１００、２０２〜２１６とを含む。一事例では、制御モジュールは、入力電流の電流リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能である。別の事例では、制御モジュールは、出力電圧の電圧リップルを低減するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能である。一変形例では、制御モジュールは、電圧変換器１００、２０２〜２１６のうちの少なくとも１つの電圧変換器の動作を停止させることで、出力電流および出力電圧を制御するように、交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能である。
【００７６】
別の変形例では、電圧変換器１００、２０２〜２１６はそれぞれ、位相偏移変調信号および入力電流のうちの少なくとも一方と結合しており、入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能なフルブリッジ型変換器と、フルブリッジ型変換器１２８、１２６、１３８、１３６と結合しており、第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能な変圧器１２２、１２４、１３２、１３４と、変圧器１２２、１２４、１３２、１３４と結合しており、第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能な整流器とを含む。別の変形例では、このシステムは、電圧変換器１００、２０２〜２１６のうちの少なくとも１つの電圧変換器の出力と結合しており、この出力に低域通過フィルタでフィルタ処理を行うよう動作可能な低域通過フィルタをさらに含むことができる。一変形例では、このシステムは、電圧変換器１００、２０２〜２１６の出力が直列結合することを含む。
【００７７】
さらに別の態様では、電圧変換システムを設ける方法が開示され、この方法は、複数の位相偏移変調信号を生成し、この位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するよう動作可能な制御モジュールを設けるステップと、交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて制御されており、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するよう動作可能な複数の電圧変換器１００、２０２〜２１６を設けるステップとを含む。一事例では、この方法は、この電圧変換器１００、２０２〜２１６を設けるステップが、位相偏移変調信号および入力電流のうちの少なくとも一方に結合しおり、入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能なフルブリッジ型変換器１２８、１２６、１３８、１３６を設けることと、フルブリッジ型変換器１２８、１２６、１３８、１３６と結合しており、第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能な変圧器１２２、１２４、１３２、１３４を設けることと、変圧器１２２、１２４、１３２、１３４と結合しており、第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能な整流器を設けることとをさらに含むことを、さらに含むことができる。一変形例では、この方法は、電圧変換器１００、２０２〜２１６うちの少なくとも１つの電圧変換器の出力と結合しており、出力を低域通過フィルタでフィルタ処理するよう動作可能な低域通過フィルタを設けるステップをさらに含む。さらに別の変形例では、この方法は、電圧変換器１００、２０２〜２１６の出力を直列結合させるステップを含む。
【００７８】
この文書で使用される用語およびフレーズ、ならびにその変形物は、明示的に別段の定めがある場合を除き、制限するのとは反対である、制約のないものとして解釈されるものとする。上述の例として、用語「含む」は、「制限なしで含む」等として読み取られるものとし、用語「例」とは、議論される項目の典型的な事例を提供するために用いられ、それらの項目の網羅的な、または制限的な一覧ではない。「従来の」「伝統的な」「通常の」「標準の」「既知の」等の形容詞、およびその類似の意味を有する用語は、説明される項目が所与の期間に限定される、または所与の時間以降に利用可能な項目に限定されると解釈されないものとし、その代り、従来の、伝統的な、通常の、または標準の技術が現時点または将来の任意の時点において、利用可能または既知でよいことを包含するものとして読み取られるものとする。
【００７９】
同様に、接続詞「および」でつながれた項目の集合は、それらの項目の中のありとあらゆる項目が、その集合の中に存在しなければならないとは読み取られないものとし、むしろ、明示的に別段の定めがある場合を除き、「および／または」として読み取られるものとする。同様に、接続詞「または」でつながれた項目の集合は、その集合内で相互排他性が求められると読み取られないものとし、むしろ、明示的に別段の定めがある場合を除き、「および／または」として読み取られるものとする。さらに、本開示の項目、要素または構成部品は、単数で記載または特許請求され得るが、単数に対する制限が明示されている場合を除き、複数もその範囲内であることを意図する。「１つまたは複数の」、「少なくとも」、「非限定的に」または他のいくつかの事例内での類似フレーズ等の範囲を広げるための語句およびフレーズの存在により、そのような範囲を広げるフレーズが欠如し得る事例では、より狭い範囲の場合が意図される、または求められることを意味しないものとする。
【００８０】
本明細書で使用される「動作可能」とは、明示的に別段の定めがある場合を除き、本明細書に記載される「使用することができる」、「使用もしくはサービスに適している、または用意できている」、「特定の目的に使用可能である」、および「列挙された機能または所望の機能を実行することができる」を意味する。用語「動作可能」とは、システムおよび装置に関して、動作状況にある場合、そのシステムおよび／またはその装置が完全に機能し、較正され、そのための要素を含み、列挙される機能を実行するための適用操作性要求（ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ）に一致していることを意味する。用語「動作可能」とは、システムおよび回路に関して、動作状況にある場合、そのシステムおよび／またはその回路が完全に機能し、調整され、そのための論理回路を含み、列挙される機能を実行するための適用操作性要求に一致していることを意味する。
【符号の説明】
【００８１】
１００ 変換器
１０２ ＤＣ電源
１０４ ＤＣ出力
１１２ 正極
１１４ 中性点
１１６ 負極
１２０ 第１の低域通過フィルタ
１２２ 第１の変圧器
１２４ 第２の変圧器
１２６ 第２のフルブリッジ型変換器
１２８ 第１のフルブリッジ型変換器
１３０ 第２の低域通過フィルタ
１３２ 第３の変圧器
１３４ 第４の変圧器
１３６ 第４のフルブリッジ型変換器
１３８ 第３のフルブリッジ型変換器
１４２ Ａ相の出力電流
１４４ Ｂ相の出力電流
１４６ Ｃ相の出力電流
１４８ Ｄ相の出力電流
１５２ 第１の整流器
１５４ 第２の整流器
１５６ 第３の整流器
１５８ 第４の整流器
１６０ 入力電圧
２００ システム
２０２ 電圧変換器−１
２０４ フルブリッジ型変換器
２０６ 変圧器
２０８ 低域通過フィルタ
２１０ フルブリッジ型変換器
２１２ 変圧器
２１４ 低域通過フィルタ
２１６ 電圧変換器−Ｎ
２２０ 制御論理回路
２２２ メモリ論理回路
２２４ 制御モジュール
２２６ ＤＣ電源
２２８ 結合回路
２３０ 低域通過フィルタ
２３２ 出力
２３８ 整流器
２４０ 整流器
３００ 電圧変換プロセス
４００ プロセス
Ｑ１ 閉スイッチ
Ｑ２ 閉スイッチ
Ｑ３ 閉スイッチ
Ｑ４ 閉スイッチ
Ｅ 上部アーム
Ｆ 下部アーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を変換する方法であって、
複数の位相偏移変調信号を生成するステップと、
前記位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するステップと、
前記交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、複数の電圧変換器（１００、２０２〜２１６）を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記入力電流の電流リップルを低減するように、前記交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、前記入力電流の前記電流リップルを低減するステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記出力電圧の電圧リップルを低減するように、前記交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するステップをさらに含む、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、前記出力電圧の前記電圧リップルを低減するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記電圧変換器（１００、１〜Ｎ、２０２〜２１６）がそれぞれ、
前記位相偏移変調信号および前記入力電流のうちの少なくとも一方と結合しており、前記入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能なフルブリッジ型変換器（１２８、１２６、１３８、１３６）と、
前記フルブリッジ型変換器（１２８、１２６、１３８、１３６）と結合しており、前記第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能な変圧器（１２２、１２４、１３２、１３４）と、
前記変圧器（１２２、１２４、１３２、１３４）と結合しており、前記第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能な整流器（１５２、１５４、１５６、１５８）と
を含む、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
電圧変換システムであって、
複数の位相偏移変調信号を生成し、
前記位相偏移変調信号を交互に並べ、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するよう
動作可能な制御モジュールと、
前記交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて制御されており、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するよう動作可能な複数の電圧変換器（１００、２０２〜２１６）と
を含むシステム。
【請求項８】
前記制御モジュールが、前記入力電流の電流リップルを低減するように、前記交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能な、請求項７に記載の電圧変換システム。
【請求項９】
前記制御モジュールが、前記出力電圧の電圧リップルを低減するように、前記交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能な、請求項７または８に記載の電圧変換システム。
【請求項１０】
前記制御モジュールが、前記電圧変換器（１００、２０２〜２１６）のうちの少なくとも１つの電圧変換器の動作を停止させることで、前記出力電流および前記出力電圧を制御するように、前記交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能な、請求項７ないし９のいずれか一項に記載の電圧変換システム。
【請求項１】
電圧を変換する方法であって、
複数の位相偏移変調信号を生成するステップと、
前記位相偏移変調信号を交互に並べて、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するステップと、
前記交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、複数の電圧変換器（１００、２０２〜２１６）を制御して、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記入力電流の電流リップルを低減するように、前記交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、前記入力電流の前記電流リップルを低減するステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記出力電圧の電圧リップルを低減するように、前記交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するステップをさらに含む、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて、前記出力電圧の前記電圧リップルを低減するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記電圧変換器（１００、１〜Ｎ、２０２〜２１６）がそれぞれ、
前記位相偏移変調信号および前記入力電流のうちの少なくとも一方と結合しており、前記入力電流を第１のＡＣ電流に変換するよう動作可能なフルブリッジ型変換器（１２８、１２６、１３８、１３６）と、
前記フルブリッジ型変換器（１２８、１２６、１３８、１３６）と結合しており、前記第１のＡＣ電流の第１の電圧を第２のＡＣ電流の第２の電圧に変換するよう動作可能な変圧器（１２２、１２４、１３２、１３４）と、
前記変圧器（１２２、１２４、１３２、１３４）と結合しており、前記第２のＡＣ電流をＤＣ出力電流に変換するよう動作可能な整流器（１５２、１５４、１５６、１５８）と
を含む、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
電圧変換システムであって、
複数の位相偏移変調信号を生成し、
前記位相偏移変調信号を交互に並べ、交互に並んだ位相偏移変調信号を供給するよう
動作可能な制御モジュールと、
前記交互に並んだ位相偏移変調信号を用いて制御されており、入力電圧の入力電流を出力電圧の出力電流に変換するよう動作可能な複数の電圧変換器（１００、２０２〜２１６）と
を含むシステム。
【請求項８】
前記制御モジュールが、前記入力電流の電流リップルを低減するように、前記交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能な、請求項７に記載の電圧変換システム。
【請求項９】
前記制御モジュールが、前記出力電圧の電圧リップルを低減するように、前記交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能な、請求項７または８に記載の電圧変換システム。
【請求項１０】
前記制御モジュールが、前記電圧変換器（１００、２０２〜２１６）のうちの少なくとも１つの電圧変換器の動作を停止させることで、前記出力電流および前記出力電圧を制御するように、前記交互に並んだ位相偏移変調信号を構成するようさらに動作可能な、請求項７ないし９のいずれか一項に記載の電圧変換システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−８１３６２（Ｐ２０１３−８１３６２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２１９６３０（Ｐ２０１２−２１９６３０）
【出願日】平成２４年１０月１日（２０１２．１０．１）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１９６３０（Ｐ２０１２−２１９６３０）
【出願日】平成２４年１０月１日（２０１２．１０．１）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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