DC/DC转换器制造技术

提供一种在双向的电力传输中在能够进行升压动作和降压动作的同时能够以高的响应性调整传输电力量的DC/DC转换器。在DC/DC转换器中，在第一传输电力量大于第一基准点(P1)的情况下，随着第一传输电力量增加，使第一相移量(θ1)减少，并且使第二相移量(θ2)增加。

DC/DC Converter

A DC/DC converter capable of boost and buck operation while adjusting the transmission power with high responsiveness in bidirectional power transmission is provided. In DC/DC converter, when the first transmission power is larger than the first reference point (P1), the first phase shift (theta 1) decreases and the second phase shift (theta 2) increases with the increase of the first transmission power.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DC/DC转换器
本专利技术涉及一种进行第一直流电源与第二直流电源之间的双向的电力传输的DC/DC转换器。
技术介绍
关于如上所述的DC/DC转换器，已知下述的专利文献1所记载的DC/DC转换器。在专利文献1的技术中，隔着变压器，在第一直流电源侧设置有全桥电路的第一转换器，在第二直流电源侧设置有全桥电路的第二转换器。在变压器的第一绕组与第一转换器之间设置有第一电抗器，在变压器的第二绕组与第二转换器之间设置有第二电抗器。在第一直流电源或第二直流电源的电压高于变压器的第一绕组或第二绕组中产生的电压时，也就是说需要升压动作的情况下，使用第一电抗器或第二电抗器来进行升压动作，另一方面，在需要降压动作的情况下不进行升压动作。因此，在专利文献1的技术中，根据表示传输电力量的输出占空比来切换如下的合计4种动作模式：在从第一直流电源向第二直流电源传输电力的第一电力传输(第二直流电源的充电)中进行升压动作的动作模式(升压充电)和进行降压动作的动作模式(降压充电)以及在从第二直流电源向第一直流电源传输电力的第二电力传输(第二直流电源的放电)中进行升压动作的动作模式(升压放电)和进行降压动作的动作模式(降压放电)。具体地说，在专利文献1的技术中构成为：如专利文献1的图28所示，根据输出占空比，改变作为各开关元件的导通断开驱动信号的相对相位的相移(phaseshift)量θ1、θ2、θ3、θ4。专利文献1：国际公开第2015/004825号
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在专利文献1的技术中，为了将4种动作模式全部包含，需要将输出占空比的可变范围设定得大。另外，在专利文献1的技术中，如专利文献1的图28所示，在升压充电中，与输出占空比的变化无关地，第一相移量θ1被固定为最小值，随着输出占空比增加，第二相移量θ2从最小值增加。另外，在专利文献1的技术中，在升压放电中，与输出占空比的变化无关地，第三相移量θ3被固定为最小值，随着输出占空比增加，第四相移量θ4从最小值逐渐增加。因此，在专利文献1的技术中，在升压充电和升压放电中，与输出占空比的变化相对的、第一相移量θ1与第二相移量θ2的相位差的变化以及第三相移量θ3与第四相移量θ4的相位差的变化小，传输电力量的调整量小。因而，在专利文献1的技术中，存在难以根据输出占空比的变化快速地调整传输电力量这样的问题。因此，例如在从第一直流电源向第二直流电源的第一电力传输中，在第二直流电源的电压高于变压器的第二绕组中产生的电压时，需要将第一电力传输从降压动作切换为升压动作，但是在专利文献1的技术中存在如下问题：无法以高的响应性进行切换，输出电力发生变动。因此，存在如下问题：为了使直流电源电压稳定化而需要增加电容器的容量，招致DC/DC转换器的大型化。因此，在双向的电力传输中，要求在能够进行升压动作和降压动作的同时能够以高的响应性调整传输电力量的DC/DC转换器。用于解决问题的方案本专利技术所涉及的DC/DC转换器是一种进行第一直流电源与第二直流电源之间的双向的电力传输的DC/DC转换器，具备：变压器，在第一绕组与第二绕组之间进行电力变换；第一转换器，具有将反并联连接有二极管的2个开关元件串联连接在连接于所述第一直流电源的第一正极电线与第一负极电线之间而成的第一桥电路以及将2个所述开关元件串联连接在所述第一正极电线与所述第一负极电线之间而成的第二桥电路，所述第一桥电路的中间点和所述第二桥电路的中间点连接于所述第一绕组的两端子；第二转换器，具有将2个所述开关元件串联连接在连接于所述第二直流电源的第二正极电线与第二负极电线之间而成的第三桥电路以及将2个所述开关元件串联连接在所述第二正极电线与所述第二负极电线之间而成的第四桥电路，所述第三桥电路的中间点和所述第四桥电路的中间点连接于所述第二绕组的两端子；在所述第一转换器与所述第一绕组的连接路径中串联连接的第一电抗器以及在所述第二转换器与所述第二绕组的连接路径中串联连接的第二电抗器的一方或双方；以及控制电路，对所述第一转换器和第二转换器的所述开关元件进行导通断开驱动控制，其中，所述控制电路将所述第一桥电路中的正极侧和负极侧的某一方的所述开关元件设为第一基准元件，将所述第二桥电路中的与所述第一基准元件相反的极侧的所述开关元件设为第一对角元件，将所述第三桥电路中的正极侧和负极侧的某一方的所述开关元件设为第二基准元件，将所述第四桥电路中的与所述第二基准元件相反的极侧的所述开关元件设为第二对角元件，在进行从所述第一直流电源向所述第二直流电源传输电力的第一电力传输的情况下，所述控制电路对所述第一桥电路、所述第二桥电路以及所述第四桥电路各自的正极侧和负极侧的所述开关元件进行导通断开驱动控制，所述控制电路将与所述第一基准元件的导通断开驱动信号相对的所述第一对角元件的导通断开驱动信号的相移量设为第一相移量，将与所述第一基准元件的导通断开驱动信号相对的所述第二对角元件的导通断开驱动信号的相移量设为第二相移量，所述控制电路在所述第一传输电力量大于被预先设定为大于0的值的第一基准点的情况下，随着所述第一传输电力量增加，从所述第一传输电力量为所述第一基准点的情况下的所述第一相移量和所述第二相移量起，使所述第一相移量减少，并且使所述第二相移量增加。专利技术的效果根据本专利技术所涉及的DC/DC转换器，在能够在双向的电力传输中进行升压动作和降压动作的同时，在升压动作中能够使与第一传输电力量的变化相对的、第一相移量与第二相移量的相位差的变化大，因此能够以高的响应性调整传输电力量。附图说明图1是本专利技术的实施方式1所涉及的DC/DC转换器的概略结构图。图2是本专利技术的实施方式1所涉及的第一电力传输(充电)的控制电路的框图。图3是本专利技术的实施方式1所涉及的第二电力传输(放电)的控制电路的框图。图4是表示本专利技术的实施方式1所涉及的升压动作的第一电力传输(升压充电)中的各开关元件的导通断开驱动信号的波形的时间图。图5是表示本专利技术的实施方式1所涉及的降压动作的第一电力传输(降压充电)中的各开关元件的导通断开驱动信号的波形的时间图。图6是表示本专利技术的实施方式1所涉及的与图4的期间B对应的电流路径的图。图7是表示本专利技术的实施方式1所涉及的与图4的期间C对应的电流路径的图。图8是表示本专利技术的实施方式1所涉及的与图5的期间D对应的电流路径的图。图9是表示本专利技术的实施方式1所涉及的升压动作的第二电力传输(升压放电)中的各开关元件的导通断开驱动信号的波形的时间图。图10是表示本专利技术的实施方式1所涉及的降压动作的第二电力传输(降压放电)中的各开关元件的导通断开驱动信号的波形的时间图。图11是表示本专利技术的实施方式1所涉及的基于传输电力量的相移量的变化的图。图12是表示本专利技术的实施方式1所涉及的输出占空比与电流的关系的图。图13是表示本专利技术的实施方式1所涉及的升压动作的第一电力传输(升压充电)中的各开关元件的导通断开驱动信号的波形的时间图。图14是表示本专利技术的实施方式1所涉及的升压动作的第一电力传输(升压充电)中的各开关元件的导通断开驱动信号的波形的时间图。图15是表示本专利技术的实施方式1所涉及的升压动作的第二电力传输(升压放电)中的各开关元件的导通断开驱动信号的波形的时间图。图16是表示本专利技术的实施方式1所涉及的升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DC/DC转换器，进行第一直流电源与第二直流电源之间的双向的电力传输，具备：变压器，在第一绕组与第二绕组之间进行电力变换；第一转换器，具有将2个反并联连接有二极管的开关元件串联连接在连接于所述第一直流电源的第一正极电线与第一负极电线之间而成的第一桥电路以及将2个所述开关元件串联连接在所述第一正极电线与所述第一负极电线之间而成的第二桥电路，所述第一桥电路的中间点和所述第二桥电路的中间点连接于所述第一绕组的两端子；第二转换器，具有将2个所述开关元件串联连接在连接于所述第二直流电源的第二正极电线与第二负极电线之间而成的第三桥电路以及将2个所述开关元件串联连接在所述第二正极电线与所述第二负极电线之间而成的第四桥电路，所述第三桥电路的中间点和所述第四桥电路的中间点连接于所述第二绕组的两端子；串联连接在所述第一转换器与所述第一绕组的连接路径之中的第一电抗器以及串联连接在所述第二转换器与所述第二绕组的连接路径之中的第二电抗器的一方或双方；以及控制电路，对所述第一转换器和第二转换器的所述开关元件进行导通断开驱动控制，其中，所述控制电路将所述第一桥电路中的正极侧和负极侧中的某一方的所述开关元件设为第一基准元件，将所述第二桥电路中的与所述第一基准元件相反的极侧的所述开关元件设为第一对角元件，将所述第三桥电路中的正极侧和负极侧中的某一方的所述开关元件设为第二基准元件，将所述第四桥电路中的与所述第二基准元件相反的极侧的所述开关元件设为第二对角元件，在进行从所述第一直流电源向所述第二直流电源传输电力的第一电力传输的情况下，所述控制电路对所述第一桥电路、所述第二桥电路以及所述第四桥电路各自中的正极侧和负极侧的所述开关元件进行导通断开驱动控制，所述控制电路将所述第一对角元件的导通断开驱动信号相对于所述第一基准元件的导通断开驱动信号的相移量设为第一相移量，将所述第二对角元件的导通断开驱动信号相对于所述第一基准元件的导通断开驱动信号的相移量设为第二相移量，所述控制电路在所述第一传输电力量大于被预先设定为大于0的值的第一基准点的情况下，随着所述第一传输电力量增加，从所述第一传输电力量为所述第一基准点的情况下的所述第一相移量和所述第二相移量起，使所述第一相移量减少，并且使所述第二相移量增加。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.19 JP 2016-1410261.一种DC/DC转换器，进行第一直流电源与第二直流电源之间的双向的电力传输，具备：变压器，在第一绕组与第二绕组之间进行电力变换；第一转换器，具有将2个反并联连接有二极管的开关元件串联连接在连接于所述第一直流电源的第一正极电线与第一负极电线之间而成的第一桥电路以及将2个所述开关元件串联连接在所述第一正极电线与所述第一负极电线之间而成的第二桥电路，所述第一桥电路的中间点和所述第二桥电路的中间点连接于所述第一绕组的两端子；第二转换器，具有将2个所述开关元件串联连接在连接于所述第二直流电源的第二正极电线与第二负极电线之间而成的第三桥电路以及将2个所述开关元件串联连接在所述第二正极电线与所述第二负极电线之间而成的第四桥电路，所述第三桥电路的中间点和所述第四桥电路的中间点连接于所述第二绕组的两端子；串联连接在所述第一转换器与所述第一绕组的连接路径之中的第一电抗器以及串联连接在所述第二转换器与所述第二绕组的连接路径之中的第二电抗器的一方或双方；以及控制电路，对所述第一转换器和第二转换器的所述开关元件进行导通断开驱动控制，其中，所述控制电路将所述第一桥电路中的正极侧和负极侧中的某一方的所述开关元件设为第一基准元件，将所述第二桥电路中的与所述第一基准元件相反的极侧的所述开关元件设为第一对角元件，将所述第三桥电路中的正极侧和负极侧中的某一方的所述开关元件设为第二基准元件，将所述第四桥电路中的与所述第二基准元件相反的极侧的所述开关元件设为第二对角元件，在进行从所述第一直流电源向所述第二直流电源传输电力的第一电力传输的情况下，所述控制电路对所述第一桥电路、所述第二桥电路以及所述第四桥电路各自中的正极侧和负极侧的所述开关元件进行导通断开驱动控制，所述控制电路将所述第一对角元件的导通断开驱动信号相对于所述第一基准元件的导通断开驱动信号的相移量设为第一相移量，将所述第二对角元件的导通断开驱动信号相对于所述第一基准元件的导通断开驱动信号的相移量设为第二相移量，所述控制电路在所述第一传输电力量大于被预先设定为大于0的值的第一基准点的情况下，随着所述第一传输电力量增加，从所述第一传输电力量为所述第一基准点的情况下的所述第一相移量和所述第二相移量起，使所述第一相移量减少，并且使所述第二相移量增加。2.根据权利要求1所述的DC/DC转换器，其中，在进行从所述第二直流电源向所述第一直流电源传输电力的第二电力传输的情况下，所述控制电路对所述第三桥电路、所述第四桥电路以及所述第二桥电路各自中的正极侧和负极侧的所述开关元件进行导通断开驱动控制，所述控制电路将所述第二对角元件的导通断开驱动信号相对于所述第二基准元件的导通断开驱动信号的相移量设为第三相移量，将所述第一对角元件的导通断开驱动信号相对于所述第二基准元件的导通断开驱动信号的相移量设为第四相移量，所述控制电路在所述第二传输电力量大于被预先设定为大于0的值的第二基准点的情况下，随着所述第二传输电...

【专利技术属性】
技术研发人员：桧垣优介，近藤亮太，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP