电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供在并联连接的多个开关电源装置构成的电力转换装置中，能够削减电力转换装置的成本和尺寸的电路结构。本发明专利技术是至少包括并联连接的第一开关电源装置和第二开关电源装置的电力转换装置，使第一开关电源装置和第二开关电源装置的高电压对应的开关元件的一部分共用化，在负载电流为第一电流值以下时，使第一开关电源装置和第二开关电源装置的一者的高电压对应的开关元件的驱动栅极信号，与共用化的开关电源装置的驱动栅极信号的相位差相等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置
本专利技术涉及具有开关电源装置和控制开关电源装置的控制电路的电力转换装置，尤其是涉及搭载于汽车的电力转换装置。
技术介绍
近年，以化石燃料的枯竭和地球环境问题的恶化为背景，对于混合动力汽车和电动汽车那样的利用电能的汽车的关注正在提高，正在增进实用化。这样的使用了电能的汽车大多情况下具有电力转换装置，其从高电压蓄电池使电压降压而将必要的电力向低电压的电气设备供给，上述高电压蓄电池用于对为了驱动车轮的发动机供给电力。在对空调、音频设备、汽车的控制器等的电气设备供给电力的电力转换装置中，通常使用开关电源装置。在此，电力转换装置在转换电力时，产生铜耗或固定损耗这样的损失。在开关电源装置中产生的铜耗与输出电流的2次方成比例。为了提高电力转换装置的转换效率，有将2开关电源装置并联设置的情况。通过构成并联连接的电力转换装置，能够将各开关電源的输出电流减半，因此能够降低铜耗，由此能够将电力转换装置的转换效率大幅提高。另外通常在开关电源装置中产生的损失，除了与输出电流的2次方成比例的铜耗以外，还存在不依赖于负载电流的大小的固有的固定损耗(例如通过对变压器施加电压产生的铁耗)。由于固定损耗不依赖于输出电流值而产生，在输出电流值较小的状态下，整体损耗中，固定损耗所占的比例相对较大。特别是在汽车中在使用空调那样的负载较大的电气设备时，其负载电流成为该电力转换装置的最大输出电流值附近，当使用上述那样的负载较大的电气设备时，输出电流值变得非常小。即，在负载较大的状态和负载较小的状态的任一者时，电力转换装置进行运转的情况较多。因此，在输出电流值较小的情况下，电力转换装置的转换效率较低，因此高电压蓄电池的消耗增大。因此，当输出电流值较小时，有使多个并联连接的开关电源装置的一者停止的方法。当输出电流值成为任意值以下时，进行使并联连接的开关电源装置的一者停止的控制。通过该控制方法，在负载较小的情况下，由于一方开关电源装置的工作停止，开关电源装置的固定损耗减少，因此负载较小时的电力转换装置的转换效率被改善。作为进行这样的控制的电力转换装置，例如公知的是日本特开2002-291247号公报(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-291247号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题但是，上述电力转换装置，由于驱动车轮的发动机所必须的电压为大约400V，比较高，因此，在并联连接的开关电源装置中，存在高电压对应的开关元件。通常，高电压对应的开关元件的成本较高，占有面积变大。上述电力转换装置在各输出电流值较小时，使多个并联连接的开关电源装置的一方停止，构成并联连接的开关电源装置的一方停止的结构。但是，在专利文献1中，由于形成上述结构，存在接下来这样的问题。即，由于使并联连接的开关电源装置的一方停止，通过使并联数量增加，搭载的元件增加，因此，尤其是高电压对应的开关元件也增加，电力转换装置的成本和尺寸变大。本专利技术的目的在于，为了解决这样的问题，提供一种新的电力转换装置和具备它的汽车，其在由并联连接的多个开关电源装置构成的电力转换装置中，能够削减电力转换装置的成本和尺寸的电路结构，和在上述电路结构中，改善了负载较小时的转换效率。用于解决课题的技术方案本专利技术的电力转换装置包括：与第一变压器的一次侧的一端连接且与第二变压器的一端连接的共用开关桥臂；与所述第一变压器的一次侧的另一端连接的第一开关桥臂；与所述第二变压器的一次侧的另一端连接的第二开关桥臂；与所述第一变压器的二次侧连接的第一二次电路；和与所述第二变压器的二次侧连接的第二二次电路，所述共用开关桥臂、所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂在输入端子电并联连接，所述第一二次电路和所述第二二次电路在输出端子电并联连接。优选设所述共用开关桥臂的开关控制信号与所述第一开关桥臂的开关控制信号的相位差为T1，使所述共用开关桥臂的开关控制信号与所述第二开关桥臂的开关控制信号的相位差为T2，在所述输出端子中流动的电流比规定的电流值小的情况下，控制所述相位差T1或者所述相位差T2的任意一者以使其成为零。专利技术效果依据本专利技术，通过使第一开关电源装置和第二开关电源装置的高电压对应的开关元件的一部分共用化，能够削减电力转换装置的成本和尺寸，并且在轻负载状态中，一方的高电压对应的开关元件的驱动栅极信号与共用化的开关电源装置的驱动栅极信号相等，因此向并联连接的开关电源装置的一方变压器的施加电压成为零，所以一方的变压器铁耗成为零，能够改善在轻负载时的转换效率。附图说明图1是表示实施例1的电力转换装置的结构的图。图2是表示实施例1的重负载模式中的栅极信号波形和变压器施加电压波形。图3(a)是表示图2的A中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图3(b)是表示图2的B中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图3(c)是表示图2的C中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图3(d)是表示图2的D中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图4是表示实施例1的轻负载模式中的栅极信号波形和变压器施加电压波形。图5(a)是表示图4的A中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图5(b)是表示图4的B中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图5(c)是表示图4的C中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图5(d)是表示图4的D中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图6是表示实施例1的电力转换装置的输出电流Io和转换效率的关系图。图7是表示实施例2的电力转换装置的结构的图。图8是表示实施例2的重负载模式和轻负载模式中的栅极信号波形图。图9是表示实施例3的电力转换装置的结构的图。图10是表示实施例4的电力转换装置的结构的图。图11是表示实施例4的共用开关桥臂2为开路故障的情况下的栅极信号波形和变压器施加电压波形。图12(a)是表示图11的A中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图12(b)是表示图11的B中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图12(c)是表示图11的C中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图12(d)是表示图11的D中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图13是表示实施例4的第一开关桥臂3为开路故障的情况下的栅极信号波形和变压器施加电压波形。图14(a)是表示图13的A中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图14(b)是表示图13的B中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图14(c)是表示图13的C中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图14(d)是表示图13的D中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图15是表示实施例5的电力转换装置的结构的图。图16是表示实施例5的重负载模式中的栅极信号波形和变压器施加电压波形。图17(a)是表示图16的A中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图17(b)是表示图16的B中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图17(c)是表示图16的C中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图17(d)是表示图16的D中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图18是表示实施例5的轻负载模式中的栅极信号波形和变压器施加电压波形。图19(a)是表示图18的A中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路图。图19(b)是表示图18的B中开关电源装置的高电压蓄电池侧的电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换装置，其特征在于，包括：与第一变压器的一次侧的一端连接且与第二变压器的一端连接的共用开关桥臂；与所述第一变压器的一次侧的另一端连接的第一开关桥臂；与所述第二变压器的一次侧的另一端连接的第二开关桥臂；与所述第一变压器的二次侧连接的第一二次电路；和与所述第二变压器的二次侧连接的第二二次电路，所述共用开关桥臂、所述第一开关桥臂和第二开关桥臂在输入端子电并联连接，所述第一二次电路和所述第二二次电路在输出端子电并联连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.25 JP 2014-2615441.一种电力转换装置，其特征在于，包括：与第一变压器的一次侧的一端连接且与第二变压器的一端连接的共用开关桥臂；与所述第一变压器的一次侧的另一端连接的第一开关桥臂；与所述第二变压器的一次侧的另一端连接的第二开关桥臂；与所述第一变压器的二次侧连接的第一二次电路；和与所述第二变压器的二次侧连接的第二二次电路，所述共用开关桥臂、所述第一开关桥臂和第二开关桥臂在输入端子电并联连接，所述第一二次电路和所述第二二次电路在输出端子电并联连接。2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：设所述共用开关桥臂的开关控制信号与所述第一开关桥臂的开关控制信号的相位差为T1，所述共用开关桥臂的开关控制信号与所述第二开关桥臂的开关控制信号的相位差为T2，在所述输出端子中流动的电流比规定的电流值小的情况下，控制所述相位差T1与所述相位差T2中的任一者以使其成为零。3.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于：在所述输出端子中流动的电流比所述规定的电流值大的情况下，控制所述相位差T1和所述相位差T2以使它们均不成为零。4.如权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于：在所述输出端子中流动的电流比所述规定的电流值大的情况下，控制所述相位差T1和所述相位差T2以使得在所述第一二次电路中流动的电流与在所述第二二次电路中流动的电流相等。5.如权利要求1～4中任一项所述的电力转换装置，其特征在于：所述第一变压器的匝数比与所述第二变压器的匝数比相等。6.如权利要求2～5中任一项所述的电力转换装置，其特征在于：包括检测所述第一变压器和所述第二变压器的温度的温度检测器，当在所述输出端子中流动的电流比所述规定的电流值小且所述第一变压器的温度比...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中信太朗，千田忠彦，嶋田尊卫，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP