DC/DC转换器制造技术

本发明专利技术提供一种能够在开关元件的接通期间和断开期间双方中输出电力的DC/DC转换器，具有：变压器(TR)，其具备一端连接于所述第一输入端(T1)的初级线圈(L1)和相对于初级线圈磁耦合且另一端连接于该第一输入端的次级线圈(L2)；开关元件(Q)，其具备控制端，所述控制端被接通断开驱动以使初级线圈连接或切断；第一整流设备(D1)，其连接于次级线圈的一端和所述第一输出端(T3)之间，在导通期间使从第一输入端通过次级线圈到达第一输出端的路径的第一电流(i1)导通且在截止期间使第一电流切断；第二整流设备(D2)，其连接于初级线圈的另一端和第一输出端之间，在导通期间使从第一输入端通过初级线圈到达第一输出端的路径的第二电流切断且在截止期间使第二电流导通。

DC/DC Converter

The invention provides a DC/DC converter capable of outputting power in both switching elements during switching on and off. It has a transformer (TR) with a primary coil (L1) connected to the first input end (T1) and a secondary coil (L2) magnetically coupled to the relative primary coil, and a switching element (Q) with a control end. The first rectifier device (D1) is connected between one end of the secondary coil and the first output terminal (T3) to turn on the first current (i1) of the path from the first input end to the first output end through the secondary coil and to cut off the first current during the cut-off period; the second rectifier device (D2) is connected to the original one. Between the other end of the stage coil and the first output end, the second current of the path from the first input end to the first output end through the primary coil is cut off during the turn-on period and the second current is turned on during the cut-off period.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DC/DC转换器
本专利技术涉及基于开关方式的DC/DC转换器，特别涉及正激方式和反激方式的DC/DC转换器。
技术介绍
通过由开关元件对输入到变压器的初级线圈的直流电进行接通断开，从次级线圈取得所期望的直流电的DC/DC转换器是众所周知的。DC/DC转换器的正激方式和反激方式也是众所周知的。在正激方式中，在开关元件的接通期间励磁电流流过初级线圈，负载电流通过互感根据匝数比流过次级线圈，相应地负载电流也流过初级线圈。次级线圈的负载电流通过输出二极管和外部扼流线圈输出，并且对外部扼流线圈进行励磁来储存磁能量。在开关元件的断开期间负载电流通过续流二极管流到输出以将储存于外部扼流线圈的磁能量释放。在反激方式中，在开关元件的接通期间励磁电流流过初级线圈且磁能量被储存于变压器中。在次级线圈中由于输出二极管成为反向偏压，因此没有电流流过。在开关元件的断开期间，在次级线圈中产生成为输出二极管的正向偏压的反电动势，负载电流流过次级线圈，通过输出二极管输出以将储存于磁芯的磁能量释放。反激方式与正激方式相比结构是简单的。专利文献1、2等公开了在正激方式的DC/DC转换器中，在接通期间和断开期间的双方中作为输出直流电的结构。在专利文献1中，使用松耦合变压器在接通期间使基于初级线圈和次级线圈的互感的正激电流输出，并且使储存于初级线圈和次级线圈的磁通量(磁能量)产生不均衡，通过在断开期间短路电流流过初级线圈来抑制初级线圈的磁通量减少且维持次级线圈的磁通量增加，也能够在断开期间使基于互感的正激电流从次级线圈输出。在专利文献2中，能够使用松耦合变压器在接通期间输出正激电流，在断开期间输出反激电流。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-97297号公报；专利文献2：日本特开2013-90491号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题虽然正激方式相比于反激方式能够输出大的电力，但是由于需要外部扼流线圈和续流二极管，所以部件数多且占用大的空间。反激方式不能够在开关元件的接通期间输出电力。此外，在反激方式的变压器中，为了以不使磁芯磁饱和的方式储存磁能量，因此在磁芯中设置有间隙。由于间隙导致电感变小，因此难以获得大电流，与正激方式相比用于小的电力用途。此外，虽然专利文献1的方式是不需要外部扼流线圈的正激方式的一种，但是由于断开期间的电流是基于残留的互感的电流，因此无法获得大电流。专利文献2的方式有部件数量多的问题。鉴于以上的问题，本专利技术的目的在于提供一种能够在开关方式的DC/DC转换器中，通过简易且紧凑的结构在开关元件的接通期间和断开期间的双方中输出电力的DC/DC转换器。用于解决课题的方案为了达到上述目的，本专利技术提供以下的结构。另外，括号内的符号为后述的附图中的符号，附加以用于参考。本专利技术的方式是一种DC/DC转换器，其用于在第一及第二输入端(T1，T2)与第一及第二输出端(T3，T4)之间对直流电力进行转换，其特征在于，该第二输入端(T2)和该第二输出端(T4)为共同端，所述DC/DC转换器具有：(a)变压器(TR)，其具备：初级线圈(L1)，其一端连接于所述第一输入端(T1)，次级线圈(L2)，其对该初级线圈(L1)磁耦合且另一端连接于该第一输入端(T1)；(b)开关元件(Q)，其具备：控制端，其被接通断开驱动以使所述初级线圈(L1)的另一端和所述共同端(T2，T4)之间的电流路径导通或切断；(c)第一整流设备(D1)，其连接于所述次级线圈(L2)的一端和所述第一输出端(T3)之间，在所述开关元件(Q)接通时，相对于通过所述初级线圈(L1)的自感所引起的互感而在所述次级线圈(L2)的一端产生的电位成为正向偏压且在断开时成为反向偏压；以及(d)第二整流设备(D2)，其连接于所述初级线圈(L1)的另一端和所述第一输出端(T3)之间，在所述开关元件(Q)接通时，相对于通过所述初级线圈(L1)的自感而在所述初级线圈(L1)的另一端产生的电位成为反向偏压且在断开时成为正向偏压。在上述方式中优选为：所述初级线圈(L1)和所述次级线圈(L2)的磁耦合为松耦合。在上述方式中优选为：所述第一整流设备(D1)和所述第二整流设备(D2)分别为二极管。在上述方式中优选为：所述初级线圈(L1)和所述次级线圈(L2)隔离地缠绕于所述变压器(TR)的磁芯。在上述方式中优选为：所述变压器(TR)具有间隙。本专利技术的另一方式是一种DC/DC转换器，其用于在第一及第二输入端(T1，T2)与第一及第二输出端(T3，T4)之间对直流电力进行转换，其特征在于，具有：(a)变压器(TR)，其具备：初级线圈(L1)，其一端连接于所述第一输入端(T1)，第一次级线圈(L21)，其对该初级线圈(L1)磁耦合且另一端连接于该第二输出端(T4)，第二次级线圈(L22)，其对该初级线圈(L1)磁耦合且一端连接于该第二输出端(T4)；(b)开关元件(Q)，其具备：控制端，其被接通断开驱动以使所述初级线圈(L1)的另一端和所述第二输入端(T2)之间的电流路径导通或切断；(c)第一整流设备(D1)，其连接于所述第一次级线圈(L21)的一端和所述第一输出端(T3)之间，在所述开关元件(Q)接通时，相对于通过所述初级线圈(L1)的自感所引起的互感而在该第一次级线圈(L21)的一端产生的电位成为正向偏压且在断开时成为反向偏压；以及(d)第二整流设备(D2)，其连接于所述第二次级线圈(L22)的另一端和所述第一输出端(T3)之间，在所述开关元件(Q)接通时，相对于通过所述初级线圈(L1)的自感所引起的互感而在该第二次级线圈(L22)的另一端产生的电位成为反向偏压且在断开时成为正向偏压。在上述方式中优选为：所述初级线圈(L1)和所述第一次级线圈(L21)的磁耦合为松耦合，且所述的初级线圈(L1)和所述第二次级线圈(22)的磁耦合为紧耦合。在上述方式中优选为：所述第一整流设备(D1)和所述第二整流设备(D2)分别为二极管。在上述方式中优选为：所述初级线圈(L1)和所述第一次级线圈(L21)隔离地缠绕于所述变压器(TR)的磁芯且所述初级线圈(L1)和所述第二次级线圈(L22)重叠缠绕于所述变压器(TR)的磁芯。在上述方式中优选为：所述变压器(TR)具有间隙。专利技术效果本专利技术在开关式的DC/DC转换器中，能够通过与初级线圈的互感在接通期间从次级线圈输出正激电流，在断开期间从初级线圈或第二次级线圈输出反激电流。由此，由于接通期间和断开期间也都输出，能够输出比现有的反激方式更大的电力。此外，在现有的正激方式中在断开期间不需要使电流输出的外部扼流线圈。由于初级线圈和次级线圈松耦合而能够避免浪涌电流，且避免开关元件和负载的损伤。附图说明图1为表示本专利技术的第一实施方式的基本结构示例的电路图。图2(a)(b)示意性地表示在图1表示的电路中的接通期间和断开期间的电流的流动和变压器的结构示例的图。图3为示意性地表示在图1表示的电路中的电流和电压随时间变化的示例的图。图4为表示本专利技术的第二实施方式的基本结构的一个示例的电路图。图5(a)(b)示意性地表示在图4表示的电路图中接通期间和断开期间的电流的流动和变压器的结构示例的图。具体实施方式以下，在参照附图的同时对本专利技术的DC/DC转换器的实施方式进行详细说明。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DC/DC转换器，其在第一及第二输入端(T1，T2)与第一及第二输出端(T3，T4)之间对直流电力进行转换，其特征在于，该第二输入端(T2)和该第二输出端(T4)为共同端，所述DC/DC转换器具有：(a)变压器(TR)，其具备：初级线圈(L1)，其一端连接于所述第一输入端(T1)，次级线圈(L2)，其对该初级线圈(L1)磁耦合且另一端连接于该第一输入端(T1)；(b)开关元件(Q)，其具备：控制端，其被接通断开驱动以将所述初级线圈(L1)的另一端和所述共同端(T2，T4)之间的电流路径导通或切断；(c)第一整流设备(D1)，其连接于所述次级线圈(L2)的一端和所述第一输出端(T3)之间，在所述开关元件(Q)接通时，相对于通过所述初级线圈(L1)的自感所引起的互感而在所述次级线圈(L2)的一端产生的电位成为正向偏压且在断开时成为反向偏压；以及(d)第二整流设备(D2)，其连接于所述初级线圈(L1)的另一端和所述第一输出端(T3)之间，在所述开关元件(Q)接通时，相对于通过所述初级线圈(L1)的自感而在所述初级线圈(L1)的另一端产生的电位成为反向偏压且在断开时成为正向偏压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.10 JP 2016-1160381.一种DC/DC转换器，其在第一及第二输入端(T1，T2)与第一及第二输出端(T3，T4)之间对直流电力进行转换，其特征在于，该第二输入端(T2)和该第二输出端(T4)为共同端，所述DC/DC转换器具有：(a)变压器(TR)，其具备：初级线圈(L1)，其一端连接于所述第一输入端(T1)，次级线圈(L2)，其对该初级线圈(L1)磁耦合且另一端连接于该第一输入端(T1)；(b)开关元件(Q)，其具备：控制端，其被接通断开驱动以将所述初级线圈(L1)的另一端和所述共同端(T2，T4)之间的电流路径导通或切断；(c)第一整流设备(D1)，其连接于所述次级线圈(L2)的一端和所述第一输出端(T3)之间，在所述开关元件(Q)接通时，相对于通过所述初级线圈(L1)的自感所引起的互感而在所述次级线圈(L2)的一端产生的电位成为正向偏压且在断开时成为反向偏压；以及(d)第二整流设备(D2)，其连接于所述初级线圈(L1)的另一端和所述第一输出端(T3)之间，在所述开关元件(Q)接通时，相对于通过所述初级线圈(L1)的自感而在所述初级线圈(L1)的另一端产生的电位成为反向偏压且在断开时成为正向偏压。2.根据权利要求1所述的DC/DC转换器，其特征在于，所述初级线圈(L1)和所述次级线圈(L2)的磁耦合为松耦合。3.根据权利要求1或2所述的DC/DC转换器，其特征在于，所述第一整流设备(D1)和所述第二整流设备(D2)分别为二极管。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的DC/DC转换器，其特征在于，所述初级线圈(L1)和所述次级线圈(L2)隔离地缠绕于所述变压器(TR)的磁芯。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的DC/DC转换器，其特征在于，所述变压器(TR)具有间隙。6.一种DC/DC转换器，其在第一及第二输入端(T1，T2...

【专利技术属性】
技术研发人员：羽田正二，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP