谐振型电力转换装置和异常判定方法制造方法及图纸

谐振型电力转换装置具有桥电路、变压器、电流检测电路以及控制电路。桥电路具有多个开关元件，被输入直流电力。变压器连接于桥电路的输出侧。电流检测电路检测流过多个开关元件中的至少一个开关元件的电流值。控制电路基于开关控制中的规定的定时的电流检测电路的检测值，来判定谐振型电力转换装置中是否发生了异常。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】谐振型电力转换装置和异常判定方法
本公开涉及一种利用了电流谐振的谐振型电力转换装置和异常判定方法。
技术介绍
将蓄电池的电力用作动力的电动汽车、混合动力车正在被普及。在这种电动汽车、混合动力车中使用DC-DC转换器，该DC-DC转换器是为了进行电池的充电、电压转换而使直流(DC)电压上升或下降的电力转换装置。特别是在电动汽车、混合动力车中要求高效率且低噪声，因此近年来使用一种利用了电流谐振的电力转换装置。利用了电流谐振的DC-DC转换器能够进行在将电压和电流中的至少一方设为零的状态下使开关元件进行动作的零电压(电流)开关，能够减少动作时的电力损失。然而，在利用了电流谐振的DC-DC转换器中存在以下情况：由于作为谐振用的部件的变压器、谐振电容器的经年劣化或伴随温度变化引起的特性的变化，导致谐振频率发生变动。在这种情况下，无法准确地进行零电压(电流)开关，因此发生因开关损耗的增加导致的电力转换效率的降低、开关噪声的产生、电路的故障等。作为用于应对因变压器、谐振电容器的特性变化导致的谐振频率的变动的技术，例如存在一种专利文献1中公开的技术。在专利文献1中公开了如下一种电力转换装置：只在利用用于限制输入输出电力的输入输出电力限制单元限制输入输出电力的时间持续了规定时间时，进行开关频率的重新设定。专利文献1：日本特开2014-217199号公报
技术实现思路
本公开提供一种能够在短时间内高精度地探测谐振频率的变动的谐振型电力转换装置和异常判定方法。本公开的谐振型电力转换装置具有桥电路、变压器、电流检测电路以及控制电路。桥电路具有多个开关元件，被输入直流电力。变压器连接于桥电路的输出侧。电流检测电路检测流过多个开关元件中的至少一个开关元件的电流值。控制电路基于开关控制中的规定的定时的电流检测电路的检测值，来判定谐振型电力转换装置中是否发生了异常。本公开的谐振型电力转换装置的异常判定方法用于判定谐振型电力转换装置的异常，该谐振型电力转换装置具有：桥电路，其被输入直流电流，具有多个开关元件；变压器；电流检测电路，其检测流过多个开关元件中的至少一个开关元件的电流值；以及控制电路。在该方法中，在开关控制中的规定的定时，由电流检测电路检测流过多个开关元件中的至少一个开关元件的电流值。然后，由控制电路基于检测出的电流值来判定谐振型电力转换装置中是否发生了异常。根据本公开，能够在短时间内高精度地探测谐振频率的变动。附图说明图1是示出本公开的实施方式所涉及的电力转换装置的结构的一例的电路图。图2是对图1所示的电力转换装置追加了寄生元件的等效电路图。图3是示出控制电路为了控制桥电路而输出的栅极信号Vg1和Vg2的波形以及流过桥电路的电流值的波形的图。图4是将正常动作时的流过桥电路的电流值与异常动作时的流过桥电路的电流值进行对比的图。图5是示出本公开的实施方式所涉及的电力转换装置的结构的其它例的电路图。具体实施方式在说明本公开的实施方式之前，简单地说明现有技术中的问题点。在上述的专利文献1所公开的技术中，如果不经过规定时间，则无法探测谐振频率的变动，难以在短时间内探测谐振频率的变动。以下，参照附图来说明本公开的实施方式。图1是示出本实施方式所涉及的电力转换装置100的结构的一例的电路图。<电力转换装置100的结构例>电力转换装置100具有直流电源电路1、桥电路2、控制电路3、电流检测电路4、谐振电容器5、变压器6、整流电路7以及平滑电容器8。直流电源电路1例如是供给燃料电池或蓄电池、AC/DC转换器等的直流电源的装置。在直流电源电路1的两个端子之间连接有桥电路2。如图1所示，桥电路2具有以全桥方式连接的开关元件Q1～Q4。在桥电路2中，开关元件Q1与Q2串联连接，开关元件Q3与Q4串联连接。而且，开关元件Q1及Q2与开关元件Q3及Q4并联连接，由此构成了全桥的桥电路2。开关元件Q1～Q4例如由场效应晶体管(FET：FieldEffectTransistor)构成，特别地，由MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorFET：金属-氧化物半导体场效应晶体管)构成。开关元件Q1～Q4分别具有寄生二极管D1～D4。此外，也可以是，不是开关元件Q1～Q4具有寄生二极管D1～D4，而是将开关元件Q1～Q4与独立的二极管分别并联连接。在桥电路2中，开关元件Q1及Q3的漏极端子连接于直流电源电路1。开关元件Q1的源极端子与开关元件Q2的漏极端子连接，开关元件Q3的源极端子与开关元件Q4的漏极端子连接。开关元件Q2及Q4的源极端子经由电流检测电路4连接于直流电源电路1。另外，在节点n1与节点n2之间，谐振电容器5与变压器6的初级绕组61串联连接，其中，该节点n1设置于开关元件Q1的源极端子与开关元件Q2的漏极端子之间，该节点n2设置于开关元件Q3的源极端子与开关元件Q4的漏极端子之间。并且，控制电路3连接于开关元件Q1～Q4的栅极端子。控制电路3以基于电力转换装置100的谐振频率预先决定的驱动频率对开关元件Q1～Q4进行接通断开控制(开关控制)。由此，桥电路2将直流电源电路1的直流电力转换为高频交流电力。驱动频率例如设为比电路设计时的谐振频率大规定的(微小)量的值即可。另外，电流检测电路4检测通过桥电路2的电流值。在本实施方式中，电流检测电路4将从直流电源电路1的与开关元件Q1及Q3连接的一侧向与开关元件Q2及Q4连接的一侧流动的方向作为正向来检测流过桥电路2的电流。变压器6具有被磁耦合的初级绕组61和次级绕组62。变压器6的初级绕组61连接于谐振电容器5、以及开关元件Q3的源极端子与开关元件Q4的漏极端子的连接线。即，变压器6连接于桥电路2的输出侧。变压器6的次级绕组62连接于整流电路7。在变压器6中，供给到初级绕组61的交流电力的电压被进行变压后传递到次级绕组62。在变压器6的次级绕组62中产生的交流电力被整流电路7和平滑电容器8转换为直流电力后被供给到未图示的直流负载。图2是对图1所示的电力转换装置100追加了寄生元件的等效电路图。C1～C4是开关元件Q1～Q4的输出电容，Le是变压器6的漏电感，Lm是变压器6的励磁电感。由谐振电容器5、漏电感Le以及励磁电感Lm构成了串联LLC电路。以下，使用该等效电路来进行说明。此外，也可以将励磁电感Lm和初级绕组61共用化来构成为一个电感器。此外，以下，将由桥电路2、谐振电容器5、漏电感Le以及励磁电感Lm构成的电路称为初级侧，将由整流电路7、平滑电容器8以及未图示的直流负载构成的电路称为次级侧。<电力转换装置100的动作原理>以下，对电力转换装置100正常地进行动作的情况下的动作以及动作原理进行说明。图3是示出控制电路3为了控制桥电路2而输出的栅极信号Vg1及Vg2的波形以及流过桥电路2的电流值的波形的图。此外，流过桥电路2的电流值是将流过开关元件Q1及Q4的电流与流过开关元件Q2及Q3的电流相加得到的，是如上述的那样由电流检测电路4检测的电流值。栅极信号Vg1是用于将桥电路2的开关元件Q1和Q4接通或断开的信号，栅极信号Vg2是用于将开关元件Q2和Q3接通或断开的信号。此外，在以下的说明中，关于栅极信号Vg1，对将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐振型电力转换装置，具备：桥电路，其具有多个开关元件，被输入直流电力；变压器，其连接于所述桥电路的输出侧；电流检测电路，其检测流过所述多个开关元件中的至少一个开关元件的电流值；以及控制电路，其中，所述控制电路基于开关控制中的规定的定时的所述电流检测电路的检测值，来判定所述谐振型电力转换装置中是否发生了异常。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.25 JP 2016-062313;2017.02.08 JP 2017-021241.一种谐振型电力转换装置，具备：桥电路，其具有多个开关元件，被输入直流电力；变压器，其连接于所述桥电路的输出侧；电流检测电路，其检测流过所述多个开关元件中的至少一个开关元件的电流值；以及控制电路，其中，所述控制电路基于开关控制中的规定的定时的所述电流检测电路的检测值，来判定所述谐振型电力转换装置中是否发生了异常。2.根据权利要求1所述的谐振型电力转换装置，其特征在于，所述控制电路将谐振频率相比于电路设计时的谐振频率而言增大规定频率以上判定为所述谐振型电力转换装置的所述异常。3.根据权利要求1或2所述的谐振型电力转换装置，其特征在于，所述控制电路在判定为发生了所述异常的情况下，输出表示发生了所述异常的信号。4.根据权利要求1或2所述的谐振型电力转换装置，其特征在于，所述规定的定时是所述控制电路输出用于将所述桥电路的所述开关元件接通的控制信号的定时，在输出所述控制信号的所述定时的所述电流检测电路的检测值大...

【专利技术属性】
技术研发人员：小南智，佐藤畅晃，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP