电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电力转换装置。电力转换装置具备多个DC－DC变换器。各个DC－DC变换器具备至少一个栅极电阻、和栅极驱动器。栅极驱动器经由栅极电阻而将开关元件的栅电极向导通电位点和断开电位点中的一方选择性地进行连接。第二DC－DC变换器的栅极电阻与第一DC－DC变换器的栅极电阻相比而具有高电阻值。

Power conversion unit

The present invention provides an electric power conversion device. The power conversion apparatus is provided with a plurality of DC-DC converter. The DC-DC converter with at least one gate resistor, and a gate driver. The gate driver selectively connects the gate electrode, the potential guide point of the gate electrode, and one of the disconnection potential points through the gate resistor. Compared with the gate resistance second DC-DC converter with the first gate resistor DC-DC converter with high resistance value.

【技术实现步骤摘要】
电力转换装置
本说明书中所公开的技术涉及一种并联连接有多个DC－DC变换器的电力转换装置。
技术介绍
在日本特开2014－155359号公报中，记载了一种并联连接有多个DC－DC变换器的电力转换装置。各个DC－DC变换器具有电感器、二极管和开关元件。电感器的一端与正极输入端连接。二极管的阳极与电感器的另一端连接，二极管的阴极与正极输出端连接。开关元件的一端与电感器的另一端连接，开关元件的另一端与负极输入端以及负极输出端连接。各个DC－DC变换器通过开关元件而高速地进行导通断开，从而使从正极输入端以及负极输入端被输入的直流电力升压，并从正极输出端以及负极输出端输出。当如该电力转换装置那样并联连接有多个DC－DC变换器时，能够在降低流经各个DC－DC变换器的电流的同时，实施较大电力的转换。在各个DC－DC变换器中，因开关元件的开关而会产生瞬变。例如，当开关元件被断开时，在开关元件的两端间电压中出现瞬变。另外，当开关元件被导通时，在流经开关元件的电流中出现瞬变。在此，在并联连接有多个DC－DC变换器的电力转换装置中，当例如全部开关元件同时被导通或者断开时，因各个开关元件而引起的瞬变将被叠加，从而会产生较大的瞬变。对于这个问题，在引用文献1所记载的电力转换装置中，在多个DC－DC变换器之间，使导通开关元件的时刻互不相同。由此，通过在因各个开关元件而引起的瞬变之间设置相位差以使这些瞬变相互抵消，从而实现了瞬变的降低。
技术实现思路
在引用文献1所记载的技术中，仅仅使各个开关元件导通的时刻有所不同。因此，率先进行开关的开关元件(在此，设为第一开关元件)与延迟进行开关的开关元件(在此，设为第二开关元件)会产生相同大小的瞬变。在此，瞬变为伴随有衰减的振动。因此，在第二开关元件被开关的时间点上，在第一开关元件率先产生的瞬变上已经产生了一定程度的衰减。因此，当因第二开关元件而引起的瞬变以与因第一开关元件而引起的瞬变相同的大小(相同的初始振幅)而产生时，因第二开关元件而引起的瞬变的振幅与因第一开关元件而引起的瞬变的振幅相比而始终较大。在此情况下，存在无论怎样调节两者的瞬变的相位差也无法充分降低瞬变的情况。另外，还存在如下问题，即，由于相对于因第一开关元件而引起的瞬变，因第二开关元件而引起的瞬变会延迟而收敛，因此，瞬变会持续较长时间。本说明书提供一种在并联连接有多个DC－DC变换器的电力转换装置中，能够有效地降低因开关元件的开关而引起的瞬变的技术。本说明书中所公开的电力转换装置具备：正极输入端以及负极输入端，其与直流电源连接；正极输出端以及负极输出端，所述正极输出端以及负极输出端与电气负载连接；电容器，其被连接于正极输出端以及负极输出端之间；多个DC－DC变换器，其相对于正极输入端、负极输入端、正极输出端以及负极输出端而被并联连接，多个DC－DC变换器中的每一个具有电感器、上侧二极管和下侧开关元件，电感器的一端与正极输入端连接。上侧二极管的阳极与电感器的另一端连接，上侧二极管的阴极与正极输出端连接。下侧开关元件的一端与电感器的另一端连接，下侧开关元件的另一端与负极输入端以及负极输出端连接。多个DC－DC变换器中的每一个还具备至少一个下侧栅极电阻和下侧栅极驱动器。下侧栅极驱动器经由下侧栅极电阻而将下侧开关元件的栅电极向断开电位点和导通电位点中的一方选择性地进行连接。在此，下侧开关元件通过栅电极被连接于断开电位点而断开，并通过栅电极被连接于导通电位点而导通。多个DC－DC变换器的下侧栅极驱动器根据第一驱动信号而进行动作。多个DC－DC变换器至少包括第一DC－DC变换器和第二DC－DC变换器，第二DC－DC变换器的下侧栅极电阻与第一DC－DC变换器的下侧栅极电阻相比而具有高电阻值。一般情况下，栅极电阻越为高电阻值，则开关元件的开关速度越变慢。而且，开关元件的开关速度越变慢，则因开关元件的开关而引起的瞬变的初始振幅越减小。关于这些点，在上述的电力转换装置中，第二DC－DC变换器的下侧栅极电阻与第一DC－DC变换器的下侧栅极电阻相比而具有高电阻值。其结果为，第二DC－DC变换器的下侧开关元件相对于第一DC－DC变换器的下侧开关元件而延迟地被进行开关。由此，能够避免两个下侧开关元件同时被进行开关的情况，从而使因两个下侧开关元件而引起的两个瞬变至少部分相抵消。而且，因第二DC－DC变换器的下侧开关元件而引起的瞬变的初始振幅小于因第一DC－DC变换器的下侧开关元件而引起的瞬变的初始振幅。因此，在不同的时刻所产生的两个瞬变之间，能够使同一时间点处的振幅一致或者接近。由此，能够使两个瞬变有效地抵消，从而降低瞬变。另外，通过使延迟而产生的瞬变的初始振幅降低，从而能够使其收敛提前，还能够避免瞬变持续较长时间的情况。附图说明图1示意性地表示实施例的电力转换装置10的结构。图2为表示下侧开关元件34a、34b刚刚关断后的两端间电压的曲线图。曲线A表示第一栅极电阻38a、38b为低电阻值的情况，曲线B表示第一栅极电阻38a、38b为中电阻值的情况，曲线C表示第一栅极电阻38a、38b为高电阻值的情况。图3为对第一DC－DC变换器30a的下侧开关元件34a刚刚关断后的两端间电压Vds1、和第二DC－DC变换器30b的下侧开关元件34b刚刚关断后的两端间电压Vds2进行例示的曲线图。电压Vds1的瞬变和电压Vds2的瞬变具有瞬变周期的二分之一的相位差，且包络线相互一致。图4为表示下侧开关元件34a、34b刚刚接通后流通的电流的曲线图。曲线A表示第二栅极电阻40a、40b为低电阻值的情况，曲线B表示第二栅极电阻40a、40b为中电阻值的情况，曲线C表示第二栅极电阻40a、40b为高电阻值的情况。图5为，对第一DC－DC变换器30a的下侧开关元件34a刚刚关断后流通的电流Id1、和第二DC－DC变换器30b的下侧开关元件34b刚刚接通后流通的电流Id2进行例示的曲线图。电流Id1的瞬变和电流Id2的瞬变具有瞬变周期的二分之一的相位差，且包络线相互一致。图6示意性地表示其他实施例的电力转换装置110的结构。图7为，对在电力转换装置110中，第一DC－DC变换器30a的下侧开关元件34a刚刚关断后的两端间电压Vds1、和第二DC－DC变换器30b的下侧开关元件34b刚刚关断后的两端间电压Vds2进行例示的曲线图。电压Vds1的瞬变和电压Vds2的瞬变具有瞬变周期的二分之一的相位差。图8为，在电力转换装置110中，第一DC－DC变换器30a的下侧开关元件34a刚刚关断后流通的电流Id1、和第二DC－DC变换器30b的下侧开关元件34b刚刚接通后流通的电流Id2进行例示的曲线图。电流Id1的瞬变和电流Id2的瞬变具有瞬变周期的二分之一的相位差。图9为示意性地表示其他的一个实施例的电力转换装置120的结构。图10为示意性地表示其他的一个实施例的电力转换装置130的结构。图11为表示在具有三个以上的DC－DC变换器的电力转换装置中使因三个开关元件的关断而引起的三个瞬变相互抵消的示例。三个瞬变具有瞬变周期的三分之一的相位差。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的代表性且非限定性的具体示例进行详细说明。该详细说明为，单纯地意图向本领域技术人员展示用于实施本专利技术的优选示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换装置，具备：正极输入端以及负极输入端，所述正极输入端以及负极输入端与直流电源连接；正极输出端以及负极输出端，所述正极输出端以及负极输出端与电气负载连接；电容器，其被连接于所述正极输出端以及所述负极输出端之间；多个DC－DC变换器，其相对于所述正极输入端、所述负极输入端、所述正极输出端以及所述负极输出端而被并联连接，所述多个DC－DC变换器中的每一个具有：电感器，其一端与所述正极输入端连接；上侧二极管，其阳极与所述电感器的另一端连接，阴极与所述正极输出端连接；下侧开关元件，其一端与所述电感器的另一端连接，另一端与所述负极输入端以及所述负极输出端连接，并且所述下侧开关元件具有栅电极；至少一个下侧栅极电阻；下侧栅极驱动器，其经由所述下侧栅极电阻，而将所述栅电极向所述下侧开关元件被断开的断开电位点、和所述下侧开关元件被导通的导通电位点中的一方选择性地进行连接，所述多个DC－DC变换器的所述下侧栅极驱动器根据第一驱动信号而进行动作，所述多个DC－DC变换器至少包括第一DC－DC变换器和第二DC－DC变换器，所述第二DC－DC变换器的所述下侧栅极电阻与所述第一DC－DC变换器的所述下侧栅极电阻相比而具有高电阻值。...

【技术特征摘要】
2015.10.20 JP 2015-2063411.一种电力转换装置，具备：正极输入端以及负极输入端，所述正极输入端以及负极输入端与直流电源连接；正极输出端以及负极输出端，所述正极输出端以及负极输出端与电气负载连接；电容器，其被连接于所述正极输出端以及所述负极输出端之间；多个DC－DC变换器，其相对于所述正极输入端、所述负极输入端、所述正极输出端以及所述负极输出端而被并联连接，所述多个DC－DC变换器中的每一个具有：电感器，其一端与所述正极输入端连接；上侧二极管，其阳极与所述电感器的另一端连接，阴极与所述正极输出端连接；下侧开关元件，其一端与所述电感器的另一端连接，另一端与所述负极输入端以及所述负极输出端连接，并且所述下侧开关元件具有栅电极；至少一个下侧栅极电阻；下侧栅极驱动器，其经由所述下侧栅极电阻，而将所述栅电极向所述下侧开关元件被断开的断开电位点、和所述下侧开关元件被导通的导通电位点中的一方选择性地进行连接，所述多个DC－DC变换器的所述下侧栅极驱动器根据第一驱动信号而进行动作，所述多个DC－DC变换器至少包括第一DC－DC变换器和第二DC－DC变换器，所述第二DC－DC变换器的所述下侧栅极电阻与所述第一DC－DC变换器的所述下侧栅极电阻相比而具有高电阻值。2.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述至少一个下侧栅极电阻包括相对于所述栅电极而被并联连接的第一栅极电阻和第二栅极电阻，所述下侧栅极驱动器经由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：长内洋介，小形旭，
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