DC-DC变换器制造技术

技术编号:16190237 阅读:74 留言:0更新日期:2017-09-12 12:19
本发明专利技术提供一种DC‑DC变换器。DC‑DC变换器的控制器能够执行如下处理:第一处理,在对多个开关元件全部进行驱动的同时,取得多个开关元件各自的温度;第二处理,基于多个开关元件各自的温度,从多个开关元件之中确定保护对象元件;以及第三处理,对从多个开关元件中刨除保护对象元件后的非保护对象元件进行驱动,而将DC‑DC变换器电路的输出电流控制为目标值。在通过第二处理而被确定的保护对象元件中,至少包括温度最高的开关元件。

DC DC converter

The invention provides a DC DC converter. Controller DC DC converter to the following: first, in a plurality of switch components are driven at the same time, the temperature has a plurality of switch elements respectively; second, the temperature of a plurality of switch elements based on their own, from among a plurality of switch elements to determine the object of protection elements; and third. The non protected object element from a plurality of switch elements excluding the driving element protection object, and the output current of DC DC converter circuit is controlled to a target value. In a protected object element determined by a second process, at least the switch element with the highest temperature is included.

【技术实现步骤摘要】
DC-DC变换器
本说明书所公开的技术涉及一种DC-DC(DirectCurrent-to-DirectCurrent,直流-直流)变换器。
技术介绍
在日本特开2011-19338号公报中公开了一种DC-DC变换器。该DC-DC变换器具备:DC-DC变换器电路,其具有被并联连接的多个开关元件;控制器,其对多个开关元件的工作进行控制;和多个温度传感器,其与控制器连接并对多个开关元件各自的温度进行测量。控制器仅对多个开关元件中的一部分进行驱动而开始DC-DC变换器电路的控制,并且在驱动中的开关元件的测量温度超过阈值时,增加所驱动的开关元件的数量。根据这种结构,能够根据负载的大小来变更所驱动的开关元件的数量,并且与始终对所有的开关元件进行驱动的情况相比较,能够减少开关元件的损耗(例如开关损耗)。在上述的DC-DC变换器中,由于存在只有多个开关元件中的一部分被驱动的情况,因此,在多个开关元件之间,使用频率可能存在不同。通常,开关元件的使用频率越高,则开关元件及其周围结构的劣化(以下,简称作开关元件的劣化)发展得越快。因此,当在多个开关元件之间,使用频率产生不同时,一部分开关元件的劣化会提前发生,即使其他的开关元件的劣化在容许范围内,DC-DC变换器的产品寿命也会提前结束。关于这一点,在专利文献1的DC-DC变换器中构成为,在对多个开关元件中的一部分进行驱动时,随机或者周期性地变更所驱动的开关元件,由此使得多个开关元件以相同的频率被使用。
技术实现思路
在工业产品中,存在制造上的偏差。在具有多个开关元件的DC-DC变换器中,在多个开关元件(包括它们的周围结构)之间,也会存在制造上的偏差。因此,即使多个开关元件以相同的频率被使用,也会因制造上的偏差而使多个开关元件的劣化以互不相同的速度发展。在多个开关元件之中,当一个开关元件的劣化超过容许范围时,即使其他的开关元件的劣化在容许范围内,也会在该阶段结束DC-DC变换器的产品寿命。换言之,无论制造上的偏差如何,只要能够在多个开关元件之间使劣化程度均匀化,就能够提高DC-DC变换器的产品寿命。本说明书提供一种在具有多个开关元件的DC-DC变换器中,能够在多个开关元件之间使劣化程度均匀化的技术。本说明书所公开的DC-DC变换器具备:DC-DC变换器电路,其具有被并联连接的多个开关元件;控制器,其对多个开关元件的工作进行控制;和多个温度传感器,其与控制器连接并对多个开关元件各自的温度进行测量。控制器能够执行如下处理:第一处理,在对多个开关元件全部进行驱动的同时取得多个开关元件各自的温度;第二处理,基于多个开关元件各自的温度,从多个开关元件之中确定保护对象元件;以及第三处理,对从多个开关元件中刨除保护对象元件后的非保护对象元件进行驱动,而将DC-DC变换器电路的输出电流控制为目标值。在通过第二处理而被确定的保护对象元件中,至少包括温度最高的开关元件。在上述的DC-DC变换器中,控制器执行第一处理、第二处理以及第三处理。在第一处理中,控制器在对多个开关元件全部进行驱动的同时取得多个开关元件各自的温度。通过第一处理而取得的温度与开关元件的实际的劣化程度相对应,开关元件的劣化越发展,开关元件的温度越高。在第二处理中,控制器基于多个开关元件各自的温度,从多个开关元件之中确定保护对象元件。在于第二处理中保护对象元件被确定的情况下,在该保护对象元件中至少包括温度最高的开关元件。即,在多个开关元件之中,劣化特别严重的开关元件被确定为保护对象元件。并且,在第三处理中,控制器对从多个开关元件中刨除保护对象元件后的非保护对象元件进行驱动,而将DC-DC变换器电路的输出电流控制为目标值。即,控制器对劣化特别严重的开关元件进行保护,而仅对劣化较轻的开关元件进行驱动,以对DC-DC变换器电路的工作进行控制。根据这种结构,劣化较重的开关元件的使用频率下降,而劣化较轻的开关元件的使用频率上升,从而在多个开关元件之间劣化程度被均匀化。附图说明图1表示燃料电池车的动力系统100。图2表示控制器30所输出的驱动信号G1~G4的一个示例。图3表示驱动信号G1的脉冲宽度W和在电抗器22a中流通的电流。图4表示驱动信号G1的脉冲宽度W和在电抗器22a中流通的电流。图4的脉冲宽度W宽于图3的脉冲宽度W。图5为表示由控制器30进行的初始工作的流程的流程图。图6为表示由控制器30进行的稳定工作的流程的流程图。图7为表示开关元件26a~26d的温度T1~T4的一个示例的表。图8表示本实施例的开关元件26a~26d的温度T1~T4的时效变化。图9表示比较例的开关元件26a~26d的温度T1~T4的时效变化。具体实施方式在下文中,参照附图对本专利技术的代表性且非限定性的具体例详细地进行说明。该详细的说明只不过是要向本领域技术人员示出用于实施本专利技术的优选的示例的详细内容,而不是要对本专利技术的范围进行限定。此外,为了提供进一步得到改善的DC-DC变换器,以下所公开的追加的特征以及专利技术可以与其他的特征或专利技术分开使用或者一起使用。此外,在以下的详细的说明中所公开的特征或工序的组合从最广义上来说并不是实施本专利技术时所必须的,而仅仅是为了特别地对本专利技术的代表性的具体例进行说明而记载的。并且,上述以及下述的代表性的具体例的各种特征以及独立和从属权利要求所记载的各种特征不必如在此所记载的具体例那样或者所列举的顺序那样进行组合以提供本专利技术的追加且有用的实施方式。本说明书以及/或者权利要求所记载的所有的特征旨在独立于实施例以及/或者权利要求所记载的特征的结构,而作为申请原始的公开以及对所请求的特定事项的限定而单独且相互独立地被公开。并且,所有与数值范围以及群组或者集团相关的记载具有作为申请原始的公开以及对所请求的特定事项的限定而对它们的中间的结构进行公开的意图。参照附图,对实施例的DC-DC变换器10(以下,记作变换器10)进行说明。图1表示作为变换器10的一个应用例的燃料电池车用的动力系统100。另外,变换器10并不限于燃料电池车用的动力系统100,还能够应用于各种动力系统或电力转换装置。首先,对动力系统100进行说明。动力系统100具备燃料电池102、变换器10、逆变器106以及电机108。燃料电池102为动力系统100中的第一电源,并通过使氢与氧反应而供给直流电力。燃料电池102经由主继电器104、变换器10以及逆变器106而与电机108电连接。主继电器104为有触点的继电器,对燃料电池102与变换器10进行电连接以及电隔断。变换器10为升压型的DC-DC变换器,并将来自燃料电池102的直流电力升压且向逆变器106供给。对于变换器10的详细结构将在下文中叙述。逆变器106为具有多个开关元件的三相逆变器,并将来自变换器10的直流电力转换为三相交流电力且向电机108供给。逆变器106能够对向电机108供给的三相交流电力的电压以及频率自由地进行调节。电机108为动力系统100中的原动机,并与燃料电池车的驱动轮连接。电机108通过来自逆变器106的三相交流电力而被驱动。如此,在动力系统100中,来自燃料电池102的电力经由主继电器104、变换器10以及逆变器106而被供给至电机108。动力系统100还具备第二DC-DC变换器110以及蓄电池112本文档来自技高网...
DC-DC变换器

【技术保护点】
一种直流‑直流变换器,具备:直流‑直流变换器电路,其具有被并联连接的多个开关元件;控制器,其对所述多个开关元件的工作进行控制;和多个温度传感器,其与所述控制器连接并对所述多个开关元件各自的温度进行测量,所述控制器能够执行如下处理:第一处理,在对所述多个开关元件全部进行驱动的同时,从所述多个温度传感器取得所述多个开关元件各自的所述温度;第二处理,基于所述多个开关元件各自的所述温度,从所述多个开关元件之中确定保护对象元件;以及第三处理,对从所述多个开关元件中刨除所述保护对象元件后的非保护对象元件进行驱动,而将所述直流‑直流变换器电路的输出电流控制为目标值,在通过所述第二处理而被确定的所述保护对象元件中,至少包括所述温度最高的开关元件。

【技术特征摘要】
2016.03.02 JP 2016-0397961.一种直流-直流变换器,具备:直流-直流变换器电路,其具有被并联连接的多个开关元件;控制器,其对所述多个开关元件的工作进行控制;和多个温度传感器,其与所述控制器连接并对所述多个开关元件各自的温度进行测量,所述控制器能够执行如下处理:第一处理,在对所述多个开关元件全部进行驱动的同时,从所述多个温度传感器取得所述多个开关元件各自的所述温度;第二处理,基于所述多个开关元件各自的所述温度,从所述多个开关元件之中确定保护对象元件;以及第三处理,对从所述多个开关元件中刨除所述保护对象元件后的非保护对象元件进行驱动,而将所述直流-直流变换器电路的输出电流控制为目标值,在通过所述第二处理而被确定的所述保护对象元件中,至少包...

【专利技术属性】
技术研发人员:山本一成
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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