电力转换装置制造方法及图纸

在DAB(Dual Active Bridge：双有源桥)转换器中，在从第1直流部向第2直流部降压地传输电力的情况下，第1电桥电路(11)包含第1直流部和绝缘变压器(TR1)的初级绕组(n1)导通的期间、以及绝缘变压器(TR2)的初级绕组(n1)的两端在第1电桥电路(10)内短路的期间。第2电桥电路(12)包含整流期间。控制电路(13)对第1支路与第2支路间的相位差进行可变控制，对第5开关元件与第6开关元件的同时断开期间进行可变控制，并对第7开关元件与第8开关元件的同时断开期间进行可变控制。期间进行可变控制。期间进行可变控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置


[0001]本公开涉及一种将直流电力转换为另一电压的直流电力的电力转换装置。

技术介绍

[0002]伴随太阳光发电系统、蓄电系统的普及扩大，需要小型且高效的功率调节器。在高级的功率调节器或电动汽车中，需要绝缘型、可进行双向的电力传输、且在初级侧与次级侧这两者都支持较大的电压范围的DC/DC转换器。在满足这些要求的DC/DC转换器之一中，存在DAB(Dual Active Bridge：双有源桥)转换器(例如，参照专利文献1)。
[0003][现有技术文献][0004][非专利文献][0005]专利文献1:日本特开2018
‑
166389号公报

技术实现思路

[0006][专利技术要解决的课题][0007]在以往的一般DAB转换器中，在从初级侧的直流电源向电抗器充电时，能量也被从次级侧的直流负载充向电抗器，产生了无功电流。此外，在轻负载时，有时会发生硬开关。
[0008]本公开鉴于这样的状况而完成，其目的在于提供一种高效的绝缘型的DC/DC转换器。[用于解决技术课题的技术方案][0009]为了解决上述问题，本公开的一个方案的电力转换装置包括：第1电桥电路，其具有串联连接有第1开关元件和第2开关元件的第1支路、以及串联连接有第3开关元件和第4开关元件的第2支路，且上述第1支路与上述第2支路被并联连接于第1直流部；第2电桥电路，其具有串联连接有第5开关元件和第6开关元件的第3支路、以及串联连接有第7开关元件和第8开关元件的第4支路，且上述第3支路与上述第4支路被并联连接于第2直流部；绝缘变压器，其被连接于上述第1电桥电路与上述第2电桥电路之间；以及控制电路，其对上述第1开关元件－上述第8开关元件进行控制。在上述第1开关元件－上述第8开关元件，分别反并联地连接或形成有二极管，在从上述第1直流部向上述第2直流部降压地传输电力的情况下，上述第1电桥电路包含上述第1直流部和上述绝缘变压器的初级绕组导通的期间、以及上述绝缘变压器的初级绕组的两端在上述第1电桥电路内短路的期间。上述第2电桥电路包含整流期间。上述控制电路对上述第1支路与上述第2支路间的相位差进行可变控制，对上述第5开关元件与上述第6开关元件的同时断开期间进行可变控制，并对上述第7开关元件与上述第8开关元件的同时断开期间进行可变控制。
[0010][专利技术效果][0011]根据本公开，可实现高效的绝缘型的DC/DC转换器。
附图说明
[0012]图1是用于说明实施方式的电力转换装置的构成的图。
[0013]图2的(a)－图2的(f)是用于说明电力转换装置的比较例1的动作的图。
[0014]图3的(a)－图3的(b)是表示在比较例1中，流过电抗器的电流的具体例的图。
[0015]图4的(a)－图4的(f)是用于说明电力转换装置的比较例2的动作的图。
[0016]图5是表示在比较例2中，流过电抗器的电流的具体例的图。
[0017]图6的(a)－图6的(f)是用于说明电力转换装置的实施例1(降压模式)的动作的图。
[0018]图7是表示实施例1(降压模式)的、第1开关元件－第8开关元件的开关定时1的图。
[0019]图8是表示实施例1(降压模式)的、第1开关元件－第8开关元件的开关定时2的图。
[0020]图9的(a)－图9的(e)是用于说明电力转换装置的实施例2(降压模式)的动作1的图。
[0021]图10的(a)－图10的(e)是用于说明电力转换装置的实施例2(降压模式)的动作2的图。
[0022]图11是表示实施例2(降压模式)的、第1开关元件－第8开关元件的开关定时的图。
[0023]图12的(a)－图12的(f)是用于说明电力转换装置的实施例1(升压模式)的动作的图。
[0024]图13是表示实施例1(升压模式)的、第1开关元件－第8开关元件的开关定时1的图。
[0025]图14是表示实施例1(升压模式)的、第1开关元件－第8开关元件的开关定时2的图。
[0026]图15的(a)－图15的(e)是用于说明电力转换装置的实施例2(升压模式)的动作1的图。
[0027]图16的(a)－图16的(e)是用于说明电力转换装置的实施例2(升压模式)的动作2的图。
[0028]图17是表示实施例2(升压模式)的、第1开关元件－第8开关元件的开关定时的图。
[0029]图18是用于说明电力转换装置的实施例1、2的降压动作与升压动作的切换的图。
[0030]图19是用于说明变形例的电力转换装置的构成的图。
具体实施方式
[0031]图1是用于说明实施方式的电力转换装置1的构成的图。电力转换装置1为绝缘型的双向DC/DC转换器(DAB转换器)，对从第1直流电源E1供给的直流电力进行转换并传输到第2直流电源E2，或是对从第2直流电源E2供给的直流电力进行转换并传输到第1直流电源E1。电力转换装置1既能够降压地进行电力传输，也能够升压地进行电力传输。
[0032]第1直流电源E1例如为蓄电池、双电层电容器等。作为第2直流电源E2，连接有双向逆变器的直流总线等是符合的。在蓄电系统的用途中，该双向逆变器的交流侧被连接于商用电力系统和交流负载。在电动汽车的用途中，被连接于电机(有再生功能)。也可以是，在该直流总线，还连接有太阳能电池用的DC/DC转换器或其他蓄电池用的DC/DC转换器。
[0033]电力转换装置1包括第1电容器C1、第1电桥电路11、绝缘变压器TR1、第1漏电感L1、第2漏电感L2、第2电桥电路12、第2电容器C2及控制电路13。
[0034]第1电容器C1与第1直流电源E1并联连接。第2电容器C2与第2直流电源E2并联连
接。对于第1电容器C1及第2电容器C2，例如使用电解电容器。在本说明书中，将第1直流电源E1和第1电容器C1统称为第1直流部，将第2直流电源E2和第2电容器C2统称为第2直流部。
[0035]第1电桥电路11为由第1支路与第2支路并联连接构成的全桥电路，该第1支路串联连接有第1开关元件S1和第2开关元件S2，该与第2支路串联连接有第3开关元件S3和第4开关元件S4。第1电桥电路11与第1直流部并联连接，第1支路的中点与第2支路的中点被分别连接于绝缘变压器TR1的初级绕组n1的两端。
[0036]第2电桥电路12为由第3支路与第4支路并联连接构成的全桥电路，该第3支路串联连接有第5开关元件S5和第6开关元件S6，该第4支路串联连接有第7开关元件S7和第8开关元件S8。第2电桥电路12与第2直流部并联连接，第3支路的中点与第4支路的中点被分别连接于绝缘变压器TR1的次级绕组n2的两端。
[0037]在第1开关元件S1－第8开关元件S8，分别反并联地连接或形成有第1二极管D1－第8二极管D8。对于第1开关元件S1－第8开关元件S8，例如能够使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Tra本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：第1电桥电路，其具有第1支路和第2支路，且上述第1支路和上述第2支路被并联连接于第1直流部，该第1支路串联连接有第1开关元件和第2开关元件，该第2支路串联连接有第3开关元件和第4开关元件，第2电桥电路，其具有第3支路和第4支路，且上述第3支路和上述第4支路被并联连接于第2直流部，该第3支路串联连接有第5开关元件和第6开关元件，该第4支路串联连接有第7开关元件和第8开关元件，绝缘变压器，其被连接在上述第1电桥电路与上述第2电桥电路之间，以及控制电路，其对上述第1开关元件－上述第8开关元件进行控制；在上述第1开关元件－上述第8开关元件，分别反并联地连接或形成有二极管；在从上述第1直流部向上述第2直流部降压地传输电力的情况下，上述第1电桥电路包含上述第1直流部和上述绝缘变压器的初级绕组导通的期间、以及上述绝缘变压器的初级绕组的两端在上述第1电桥电路内短路的期间；上述第2电桥电路包含整流期间；上述控制电路对上述第1支路与上述第2支路间的相位差进行可变控制，对上述第5开关元件与上述第6开关元件的同时断开期间进行可变控制，并对上述第7开关元件与上述第8开关元件的同时断开期间进行可变控制。2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，上述控制电路在从上述第1直流部向上述第2直流部降压地传输电力的情况下，包含如下模式地进行控制：第1模式，其为同步整流状态或二极管整流状态，该同步整流状态中，上述第1开关元件和上述第4开关元件为接通状态，且上述第2开关元件和上述第3开关元件为断开状态，上述第2电桥电路的上述第5开关元件或上述第8开关元件为接通状态，该二极管整流状态中，上述第5开关元件－上述第8开关元件为断开状态，第2模式，其为同步整流状态或二极管整流状态，该同步整流状态中，上述绝缘变压器的初级绕组的两端在上述第1电桥电路内短路，上述第2电桥电路的上述第8开关元件或上述第5开关元件为接通状态，该二极管整流状态中，上述第5开关元件－上述第8开关元件为断开状态，第3模式，其为同步整流状态或二极管整流状态，该同步整流状态中，上述第2开关元件和上述第3开关元件为接通状态，且上述第1开关元件和上述第4开关元件为断开状态，上述第2电桥电路的上述第6开关元件或上述第7开关元件为接通状态，该二极管整流状态中，上述第5开关元件－上述第8开关元件为断开状态，以及第4模式，其为同步整流状态或二极管整流状态，该同步整流状态中，上述绝缘变压器的初级绕组的两端在上述第1电桥电路内短路，上述第2电桥电路的上述第7开关元件或上述第6开关元件为接通状态，该二极管整流状态中，上述第5开关元件－上述第8开关元件为断开状态。3.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，
上述控制电路在上述第1模式下，将上述第5开关元件或上述第8开关元件控制为接通状态，在上述第2模式下，将上述第8开关元件或上述第5开关元件控制为接通状态，在上述第3模式下，将上述第6开关元件或上述第7开关元件控制为接通状态，在上述第4模式下，将上述第7开关元件或上述第6开关元件控制为接通状态。4.如权利要求1～3的任意一项所述的电力转换装置，其特征在于，上述控制电路以上述第1支路与上述第2支路间的相位差来对从上述第1直流部向上述第2直流部供给的电力的电压或电流进行控制。5.如权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于，上述控制电路在0～180
°
的范围内操作上述相位差。6.如权利要求1～5的任意一项所述的电力转换装置，其特征在于，上述控制电路与上述第1开关元件的变为断开同步地，使上述第8开关元件或上述第5开关元件变为接通与上述第2开关元件的变为断开同步地，使上述第7开关元件或上述第6开关元件变为接通。7.如权利要求1～6的任意一项所述的电力转换装置，其特征在于，上述控制电路与上述第4开关元件的变为断开同步地，使上述第8开关元件或上述第5开关元件变为断开，与上述第3开关元件的变为断开同步地，使上述第7开关元件或上述第6开关元件变为断开。8.如权利要求1～7的任意一项所述的电力转换装置，其特征在于，上述控制电路在从上述第1开关元件的变为接通起经过死区时间以后，使上述第5开关元件或上述第8开关元件变为接通，在从上述第2开关元件的变为接通起经过死区时间以后，使上述第6开关元件或上述第7开关元件变为接通。9.如权利要求1～8的任意一项所述的电力转换装置，其特征在于，上述控制电路比上述第1开关元件的变为断开提前死区时间量地使上述第5开关元件或...

【专利技术属性】
技术研发人员：广田翔吾，花村贤治，白川隆史，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：