直流电压变换电路以及电源装置制造方法及图纸

如果在直流电压变换电路(10)备有的第一开关(21)和第二开关(22)具有死区期间dt地被交替地接通断开控制，且备有磁性上相互独立的2个变压器(31、32)的串联电路部(SC1)中，流动交替的电流，则对于一个变压器(31、32)，包括次级侧(312、322)的输出电路(OC1、OC2)中流动电流，但对于另一个变压器(32、31)进行能量蓄积。通过第一变压器(31)的磁芯的导磁率以及所述第二变压器(32)的磁芯的导磁率均为15以上且120以下，从而直流电压变换电路(10)能够应对小型化的要求。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】直流电压变换电路以及电源装置
本专利技术涉及将被输入的直流电压进行变换的直流电压变换电路以及具备该直流电压变换电路的电源装置。
技术介绍
在机动车中，随着控制系统的电子化不断发展，并组装由马达构成的驱动机构，从而机动车内中使用的电流量逐渐增大。因此，在对EV、P-HEV等高压进行处理的情况下，需要绝缘型并且大电流的直流电源。为了应对这种机器所需要的电流量的增大化，广泛采用基于损耗低的绝缘型软开关技术的电路方式。作为这种电路的具体例，举出ZERO电压开关相移转换器、ZERO电压开关有源钳位转换器、ZERO电流开关LLC转换器等。在专利文献1中，作为这种软开关方式DC-DC转换器的一例，公开了使2组开关单元分别交替地接通断开动作，在位于各组的开关单元之间的变压器的初级侧流动相反朝向的电流，在设置于变压器的次级侧的2个输出电路中交替地流动电流的全桥型的开关电源装置(ZERO电压开关相移转换器)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-232781号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在供给大电流的DC-DC转换器中，如果想要以单输出电路供给大电流，则对功率半导体施加的负荷变大，不能进行高速动作、在效率、尺寸方面出现负面影响。特别是，在使用变压器的转换器的情况下，对于变压器和对脉冲电压进行平滑的线圈(电抗器，电感)分别进行能量的变换、能量的蓄积，因而不能避免这样构成的磁性体部件的大型化。此外，由于从变压器向线圈以串联的方式传送电力因而成为在变压器以及线圈中分别产生的损耗相乘的变换，存在变换效率恶化的课题。本专利技术正是鉴于上述现状而提出的，其目的在于提供一种能与小型化以及高效率维持的要求提高相对应的直流电压变换电路以及具备该直流电压变换电路的电源装置(DC-DC转换器)。用于解决课题的手段用于解决上述课题的本专利技术，一方式的直流电压变换电路中，具备：第一输入端子以及第二输入端子；多个开关；串联电路部，第一变压器的初级侧、以及极性与所述第一变压器相同且磁性独立的第二变压器的初级侧被串联地连接；第一输出电路，以串联连接方式具备所述第一变压器的次级侧以及第一整流二极管，在所述第一整流二极管的整流方向的端部设置有第一输出端子，在与所述第一整流二极管的整流方向相反一侧的端部设置有第二输出端子；第二输出电路，以串联连接的方式具备所述第二变压器的次级侧以及第二整流二极管，所述第一输出端子位于所述第二整流二极管的整流方向的端部，所述第二输出端子位于与所述第二整流二极管的整流方向相反一侧的端部；控制部，控制所述多个开关，所述直流电压变换电路中：所述多个开关具备一个端部与所述第一输入端子连接的第一开关和一个端部与所述第二输入端子连接的第二开关，所述第一开关和所述第二开关被串联地连接，所述串联电路部的一个端部被连接于所述第一开关与所述第二开关的中间，在对所述第一输入端子与所述第二输入端子之间施加了直流电压时，所述控制部，通过具有死区期间地对所述第一开关和所述第二开关交替地进行接通断开控制，从而使在所述串联电路部中流动的电流的朝向交替地反转，使交替地产生第一状态和第二状态，且所述第一变压器的磁芯的导磁率以及所述第二变压器的磁芯的导磁率均为15以上且120以下，其中，所述第一状态为下述状态，即第一开关接通，且在所述第一输出电路中电流在所述第一整流二极管的整流方向上流动，在所述第二变压器中进行电能的蓄积，所述第二状态为下述状态，即第二开关接通，且在所述第二输出电路中电流在所述第二整流二极管的整流方向上流动，在所述第一变压器中进行电能的蓄积。在上述结构中，在第一状态下，电流仅在第一输出电路中流动，通过第二整流二极管而在第二输出电路中不流动电流。然而，由于在第二输出电路相关的第二变压器的初级侧流动电流，因而第二变压器中蓄积基于反电动势的能量。另一方面，在第一状态下，仅在第一输出电路中流动电流，第一变压器中蓄积基于反电动势的能量。如上那样通过也作为能量蓄积元件发挥功能的第一变压器以及第二变压器的磁芯的导磁率(初导磁率)为15以上且120以下，从而变压器的磁化难以饱和，能量损耗难以产生。因此，上述的直流电压变换电路能够应对小型化的要求。尤其优选变压器的磁芯的导磁率为26以上且60以下。在上述的直流电压变换电路中，所述串联电路部也可还具有与所述第一变压器的初级侧以及所述第二变压器的初级侧串联地连接的第一电容器。在该情况下，所述第一开关与由所述第一变压器的初级侧、所述第二变压器的初级侧以及所述第一电容器构成的串联连接进行串联连接，所述串联电路部的另一个端部被连接在所述第二开关与所述第二输入端子之间。在所述第一状态下，基于在第一输入端子与第二输入端子之间被施加的直流电压的电流在第一变压器的初级侧以及第二变压器的初级侧流动并且在所述第一电容器中蓄积电荷。在所述第二状态下，蓄积于所述第一电容器的所述电荷被释放出，基于该释放出的电荷的电流在第一变压器的初级侧以及第二变压器的初级侧流动。在该情况下，所述串联电路部也可还具有与所述第一变压器的初级侧以及所述第二变压器的初级侧串联地连接的第二电容器。此时，所述第二开关与由所述第一变压器的初级侧、所述第二变压器的初级侧以及所述第二电容器构成的串联连接进行串联连接，所述第一电容器位于由所述第一变压器的初级侧以及所述第二变压器的初级侧构成的串联连接和所述串联电路部的另一个端部之间，所述第二电容器的一个端部连接在由所述第一变压器的初级侧以及所述第二变压器的初级侧构成的串联连接和所述第一电容器之间，另一个端部与所述第一输入端子连接。因此，成为在第一输入端子与第二输入端子之间由第一开关和第二开关构成的串联连接和由第一电容器和第二电容器构成的串联连接被并联地配置的结构。所述第一状态下，基于被施加于第一输入端子与第二输入端子之间的直流电压的电流在第一变压器的初级侧以及第二变压器的初级侧流动，在所述第一电容器蓄积电荷，并且在所述第二电容器中被蓄积的所述电荷被释放出。所述第二状态下，在所述第二电容器中蓄积电荷，并且蓄积于所述第一电容器的所述电荷被释放出，基于该释放出的电荷的电流在第一变压器的初级侧以及第二变压器的初级侧流动。在上述的直流电压变换电路中，所述多个开关也可还具备：设置于所述串联电路部的另一个端部与所述第一输入端子之间的第三开关；和设置于所述串联电路部的另一个端部与所述第二输入端子之间的第四开关。在该情况下，所述第三开关和所述第四开关被串联地连接，所述串联电路部的另一个端部被连接于所述第三开关与所述第四开关的中间。在对所述第一输入端子与所述第二输入端子之间施加了直流电压时，所述控制部也具有所述死区期间地对所述第三开关和所述第四开关交替地进行接通断开控制。在该控制中，在所述第一状态下，所述第一开关以及所述第四开关接通，在所述第二状态下，所述第二开关以及所述第三开关接通。对于该结构，在第一输入端子与第二输入端子之间并联地配置由第一开关和第二开关构成的串联连接和由第三开关和第四开关构成的串联连接。如上述那样具有第三开关以及第四开关的情况的具体例之一如下所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电压变换电路，具备：/n第一输入端子以及第二输入端子；/n多个开关；/n串联电路部，第一变压器的初级侧、以及极性与所述第一变压器相同且磁性独立的第二变压器的初级侧被串联地连接；/n第一输出电路，以串联连接方式具备所述第一变压器的次级侧以及第一整流二极管，在所述第一整流二极管的整流方向的端部设置有第一输出端子，在与所述第一整流二极管的整流方向相反一侧的端部设置有第二输出端子；/n第二输出电路，以串联连接的方式具备所述第二变压器的次级侧以及第二整流二极管，所述第一输出端子位于所述第二整流二极管的整流方向的端部，所述第二输出端子位于与所述第二整流二极管的整流方向相反一侧的端部；/n控制部，控制所述多个开关，/n所述直流电压变换电路中：/n所述多个开关具备一个端部与所述第一输入端子连接的第一开关和一个端部与所述第二输入端子连接的第二开关，/n所述第一开关和所述第二开关被串联地连接，所述串联电路部的一个端部被连接于所述第一开关与所述第二开关的中间，/n在对所述第一输入端子与所述第二输入端子之间施加了直流电压时，所述控制部，/n通过具有死区期间地对所述第一开关和所述第二开关交替地进行接通断开控制，从而使在所述串联电路部中流动的电流的朝向交替地反转，/n使交替地产生第一状态和第二状态，且所述第一变压器的磁芯的导磁率以及所述第二变压器的磁芯的导磁率均为15以上且120以下，/n其中，所述第一状态为下述状态，即第一开关接通，且在所述第一输出电路中电流在所述第一整流二极管的整流方向上流动，在所述第二变压器中进行电能的蓄积，/n所述第二状态为下述状态，即第二开关接通，且在所述第二输出电路中电流在所述第二整流二极管的整流方向上流动，在所述第一变压器中进行电能的蓄积。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180320 JP 2018-0530201.一种直流电压变换电路，具备：
第一输入端子以及第二输入端子；
多个开关；
串联电路部，第一变压器的初级侧、以及极性与所述第一变压器相同且磁性独立的第二变压器的初级侧被串联地连接；
第一输出电路，以串联连接方式具备所述第一变压器的次级侧以及第一整流二极管，在所述第一整流二极管的整流方向的端部设置有第一输出端子，在与所述第一整流二极管的整流方向相反一侧的端部设置有第二输出端子；
第二输出电路，以串联连接的方式具备所述第二变压器的次级侧以及第二整流二极管，所述第一输出端子位于所述第二整流二极管的整流方向的端部，所述第二输出端子位于与所述第二整流二极管的整流方向相反一侧的端部；
控制部，控制所述多个开关，
所述直流电压变换电路中：
所述多个开关具备一个端部与所述第一输入端子连接的第一开关和一个端部与所述第二输入端子连接的第二开关，
所述第一开关和所述第二开关被串联地连接，所述串联电路部的一个端部被连接于所述第一开关与所述第二开关的中间，
在对所述第一输入端子与所述第二输入端子之间施加了直流电压时，所述控制部，
通过具有死区期间地对所述第一开关和所述第二开关交替地进行接通断开控制，从而使在所述串联电路部中流动的电流的朝向交替地反转，
使交替地产生第一状态和第二状态，且所述第一变压器的磁芯的导磁率以及所述第二变压器的磁芯的导磁率均为15以上且120以下，
其中，所述第一状态为下述状态，即第一开关接通，且在所述第一输出电路中电流在所述第一整流二极管的整流方向上流动，在所述第二变压器中进行电能的蓄积，
所述第二状态为下述状态，即第二开关接通，且在所述第二输出电路中电流在所述第二整流二极管的整流方向上流动，在所述第一变压器中进行电能的蓄积。


2.根据权利要求1所述的直流电压变换电路，其中，
所述串联电路部还具有与所述第一变压器的初级侧以及所述第二变压器的初级侧串联地连接的第一电容器，所述第一开关与由所述第一变压器的初级侧、所述第二变压器的初级侧以及所述第一电容器构成的串联连接进行串联连接，
所述串联电路部的另一个端部被连接在所述第二开关与所述第二输入端子之间，
在所述第一状态下，在所述第一电容器中蓄积电荷，
在所述第二状态下，蓄积于所述第一电容器的所述电荷被释放出。


3.根据权利要求2所述的直流电压变换电路，其中，
所述串联电路部还具有与所述第一变压器的初级侧以及所述第二变压器的初级侧串联地连接的第二电容器，所述第二开关与由所述第一变压器的初级侧、所述第二变压器的初级侧以及所述第二电容器构成的串联连接进行串联连接，
所述第一电容器位于由所述第一变压器的初级侧以及所述第二变压器的初级侧构成的串联连接和所述串联电路部的另一个端部之间，
所述第二电容器的一个端部连接在由所述第一变压器的初级侧以及所述第二变压器的初级侧构成的串联连接和所述第一电容器之间，另一个端部与所述第一输入端子连接，
在所述第一状态下，电荷被蓄积于所述第一电容器，并且蓄积于所述第二电容器的所述电荷被释放出，
在所述第二状态下，电荷被蓄积于所述第二电容器，并且蓄积于所述第一电容器的所述电荷被释放出。


4.根据权利要求1所述的直流电压变换电路，其中，
所述多个开关还具备：
设置于所述串联电路部的另一个端部与所述第一输入端子之间的第三开关；和
设置于所述串联电路部的另一个端部与所述第二输入端子之间的第四开关，
所述第三开关和所述第四开关被串联地连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤本三直，
申请(专利权)人：阿尔卑斯阿尔派株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP