电力转换电路系统技术方案

提供了一种电力转换电路系统，其具有初级侧电力转换电路、次级侧电力转换电路和控制电路。控制电路基于初级侧和次级侧电力转换电路的关断时段、初级侧和次级侧电力转换电路的死区时间以及电源电压的改变量，设置初级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差和次级侧电力转换电路的半桥相位差中的至少一个，以使得在电力的非传输时段中，初级侧电力转换电路与次级侧电力转换电路之间的电流为零。

【技术实现步骤摘要】
电力转换电路系统优先权信息该申请要求2014年2月26日提交的日本专利申请第2014-035186号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术涉及一种电力转换电路系统，具体地，涉及一种具有多个输入/输出端口的电力转换电路系统。
技术介绍
JP2012-125040A提出了一种集成了两种类型的电路的电力转换电路系统，其利用在电流方向上表现出不同电感的磁耦合电抗器。该系统具有耦合电抗器位于变压器的两端并且连接到全桥电路的结构。在该结构中，一个电路中设置最多四个直流端口。当电力在连接在变压器的各端的左全桥电路与右全桥电路之间传输时，如果占空比(Duty)相同，则高效电力传输是可能的。如上所述，如果左全桥电路和右全桥电路的占空比相同，则电力可以高效地从一个全桥电路传送到另一个全桥电路。然而，当占空比彼此不同时，非传输时段期间的电流增加，并且转换效率显著降低。因此，存在在左全桥电路与右全桥电路之间设置相等的占空比的限制，这意味着不能任意选择连接到变压器的中间点的直流端口的电压值。鉴于上述，本专利技术人提出了控制构成全桥电路的半桥电路之间的半桥相位差，以使得即使当占空比在全桥电路之间不同时，也可以抑制转换效率的降低。然而，在该现有技术中，还提出了(在提交本申请时尚未公开)优点可能是不足的，并且期望效率的进一步改进。特别地，存在当存在死区时间段时或者电源电压改变时效率可能降低的问题。本专利技术有利地提供了一种具有多个输入/输出端口的电力转换电路系统，其甚至在死区时间段期间或者甚至在电源电压改变时，也可以高效地传输电力。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种电力转换电路系统，其包括：初级侧电力转换电路；次级侧电力转换电路，磁耦合到初级侧电力转换电路；以及控制电路，控制初级侧电力转换电路与次级侧电力转换电路之间的电力传输。初级侧电力转换电路包括在初级侧正极总线与初级侧负极总线之间的左臂、右臂和初级侧线圈，其中，左臂包括串联连接的左上臂晶体管和左下臂晶体管，右臂包括串联连接的右上臂晶体管和右下臂晶体管，并且初级侧线圈连接在左臂的连接点与右臂的连接点之间。次级侧电力转换电路包括在次级侧正极总线与次级侧负极总线之间的左臂、右臂和次级侧线圈，其中，左臂包括串联连接的左上臂晶体管和左下臂晶体管，右臂包括串联连接的右上臂晶体管和右下臂晶体管，并且次级侧线圈连接在左臂的连接点与右臂的连接点之间。控制电路基于初级侧电力转换电路和次级侧电力转换电路的关断时段以及基于初级侧电力转换电路和次级侧电力转换电路的死区时间，设置初级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差和次级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差中的至少一个，以使得当初级侧电力转换电路的左臂与右臂之间的占空比与次级侧电力转换电路的左臂与右臂之间的占空比不同时，在电力的非传输时段中，在初级侧电力转换电路与次级侧电力转换电路之间的电流为零。根据本专利技术的另一方面，优选地，控制电路还基于输入电压的改变量，设置初级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差和次级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差中的至少一个。根据本专利技术的另一方面，优选地，控制电路基于次级侧电力转换电路的关断时段，设置初级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差，以及控制电路基于初级侧电力转换电路的关断时段和死区时间，设置次级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差。根据本专利技术的另一方面，优选地，控制电路基于次级侧电力转换电路的关断时段，设置初级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差，以及控制电路基于初级侧电力转换电路的关断时段和死区时间以及基于输入电压的改变量，设置次级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差。根据本专利技术的另一方面，优选地，初级侧线圈包括彼此磁耦合的线圈和变压器初级侧线圈，以及次级侧线圈包括变压器次级侧线圈和连接到变压器次级侧线圈的中间点的线圈。根据本专利技术的另一方面，优选地，初级侧线圈包括变压器初级侧线圈和连接到变压器初级侧线圈的中间点的线圈，以及次级侧线圈包括彼此磁耦合的线圈和变压器次级侧线圈。根据本专利技术的各个方面，甚至在死区时间段期间以及甚至当电源电压改变时，也可以高效地在初级侧与次级侧之间传输电力。另外，根据本专利技术的各个方面，可以减少交流电流通过的磁性元件的数量，并且可以改进转换效率。本专利技术将参照以下描述的实施例而得到更清楚的理解。然而，实施例被描述用于更清楚地理解本专利技术，而不是旨在限制本专利技术的范围。附图说明将参照以下附图详细描述本专利技术的优选实施例，其中：图1是在本专利技术的优选实施例中假定的电路系统结构的图；图2是图1中的关断时段δ确定处理器和半桥相位差γ确定处理器的功能框图；图3是本专利技术的优选实施例的电路系统结构的图；图4是图3的关断时段δ确定处理器和半桥相位差γ确定处理器的功能框图；图5是本专利技术的优选实施例中的时序图；图6是时段[1]中的导通-关断控制的说明图；图7是时段[2]中的导通-关断控制的说明图；图8是时段[3]中的导通-关断控制的说明图；图9是时段[4]中的导通-关断控制的说明图；图10A和图10B是当不存在死区时间校正项时的波形的说明图；图11A和图11B是当存在死区时间校正项时的波形的说明图；图12是当电源电压增加时的波形的说明图；图13是当电源电压减小时的波形的说明图；图14A和图14B是当不存在电压改变校正项时的波形的说明图；图15A和图15B是当存在电压改变校正项时的波形的说明图；图16是本专利技术的另一优选实施例中的电路系统结构的图；以及图17是本专利技术的又一优选实施例中的电路系统结构的图。具体实施方式现在将参照附图描述本专利技术的优选实施例。根据本专利技术的优选实施例的电力转换电路系统可装配在例如电力驱动车辆诸如混合动力车辆和电动汽车中，但是本专利技术不限于这样的配置。<假定的电路系统>首先，将描述在本实施例中假定的电路系统。图1示出了在本实施例中假定的电力转换电路系统8。电力转换电路系统8具有电力转换装置10和控制电路50。电力转换装置10具有四个输入/输出端口；从四个输入/输出端口中选择两个输入/输出端口A至D，并且在所选择的两个输入/输出端口之间对电力进行转换。电力转换装置10具有初级侧电力转换电路20和次级侧电力转换电路30，并且初级侧电力转换电路20和次级侧电力转换电路30通过变压器40磁耦合到彼此。初级侧左臂23和初级侧右臂27在初级侧正极总线60与初级侧负极总线62之间彼此并联连接。初级侧左臂23包括彼此串联连接的初级侧左上臂晶体管22和初级侧左下臂晶体管24。初级侧右臂27包括彼此串联连接的初级侧右上臂晶体管26和初级侧右下臂晶体管28。输入/输出端口A(PORT_A)设置在初级侧正极总线60与初级侧负极总线62之间。输入/输出端口C(PORT_C)设置在初级侧负极总线62与作为线圈42和43的连接点的中心抽头之间。次级侧电力转换电路30具有类似的结构。负载和电源连接到输入/输出端口A、B、C和D。变压器40包括初级侧线圈39和次级侧线圈49。初级侧线圈39由串联连接的线圈41至44形成，并且次级侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换电路系统，包括：初级侧电力转换电路；次级侧电力转换电路，磁耦合到所述初级侧电力转换电路；以及控制电路，控制所述初级侧电力转换电路与所述次级侧电力转换电路之间的电力传输，其中，所述初级侧电力转换电路包括在初级侧正极总线与初级侧负极总线之间的左臂、右臂和初级侧线圈，其中，所述左臂包括串联连接的左上臂晶体管和左下臂晶体管，所述右臂包括串联连接的右上臂晶体管和右下臂晶体管，并且所述初级侧线圈连接在所述左臂的连接点与所述右臂的连接点之间，所述次级侧电力转换电路包括在次级侧正极总线与次级侧负极总线之间的左臂、右臂和次级侧线圈，其中，所述左臂包括串联连接的左上臂晶体管和左下臂晶体管，所述右臂包括串联连接的右上臂晶体管和右下臂晶体管，并且所述次级侧线圈连接在所述左臂的连接点与所述右臂的连接点之间，以及所述控制电路基于所述初级侧电力转换电路和所述次级侧电力转换电路的关断时段以及基于所述初级侧电力转换电路和所述次级侧电力转换电路的死区时间，设置所述初级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差和所述次级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差中的至少一个，以使得当所述初级侧电力转换电路的左臂与右臂之间的占空比与所述次级侧电力转换电路的左臂与右臂之间的占空比不同时，在电力的非传输时段中，在所述初级侧电力转换电路与所述次级侧电力转换电路之间的电流为零。...

【技术特征摘要】
2014.02.26 JP 2014-0351861.一种电力转换电路系统，包括：初级侧电力转换电路；次级侧电力转换电路，磁耦合到所述初级侧电力转换电路；以及控制电路，控制所述初级侧电力转换电路与所述次级侧电力转换电路之间的电力传输，其中，所述初级侧电力转换电路包括在初级侧正极总线与初级侧负极总线之间的左臂、右臂和初级侧线圈，其中，所述左臂包括串联连接的左上臂晶体管和左下臂晶体管，所述右臂包括串联连接的右上臂晶体管和右下臂晶体管，并且所述初级侧线圈连接在所述左臂的连接点与所述右臂的连接点之间，以及所述次级侧电力转换电路包括在次级侧正极总线与次级侧负极总线之间的左臂、右臂和次级侧线圈，其中，所述左臂包括串联连接的左上臂晶体管和左下臂晶体管，所述右臂包括串联连接的右上臂晶体管和右下臂晶体管，并且所述次级侧线圈连接在所述左臂的连接点与所述右臂的连接点之间，其中，所述电力转换电路系统特征在于，所述控制电路基于所述初级侧电力转换电路和所述次级侧电力转换电路的关断时段以及基于所述初级侧电力转换电路和所述次级侧电力转换电路的死区时间，设置所述初级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差和所述次级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差中的至少一个，以使得当所述初级侧电力转换电路的左臂与右臂之间的占空比与所述次级侧电力转换电路的左臂与右臂之间的占空比不同时，在电力的非传输时段中，在所述初级侧电力转换电路与所述次...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木健一，石垣将纪，杉山隆英，梅野孝治，长下贤一郎，平野高弘，武藤润，
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