双向ＤＣ／ＤＣ转换器制造技术

一种双向ＤＣ／ＤＣ转换器，能够在较宽范围内控制升压电压，包括：三个串联电路（３），将第１－第６开关（Ｑ３－Ｑ８）分别两两串联地连接在高电压侧的＋侧端子和－侧端子之间；两个变压器（１、２），其一次线圈串联连接，该一次线圈的输入端子（Ｔ１ＬＭ、Ｔ１Ｌ、Ｔ２ＬＭ、Ｔ２Ｌ）与所述开关元件的连接点（Ｋ１－Ｋ３）相连接，所述变压器的二次线圈分别在中点（Ｐ１、Ｐ２）被分割，所述中点与低电压侧的－侧端子相连接；以及第７－第１０开关（Ｑ９－Ｑ１２），将所述二次线圈的各个端子（Ｔ１ＡＭ、Ｔ１Ｂ、Ｔ２ＡＭ、Ｔ２Ｂ）与所述低电压侧的＋侧端子相连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种双向DC/DC转换器，特别是涉及一种能够在较宽的输 入电压范围内将电压变更为规定的输出电压(使电压降低或者使电压升高) 的双向DC/DC转换器。本专利技术对2007年6月28日申请的日本专利第2007- 171087号要求优 先权，在此引用其内容。
技术介绍
通常，DC/DC转换器采用使电压在一个方向上，即由高压侧电压向低 压侧电压降低的构成，或者使电压由低压侧电压向高压侧电压升高的构成。在车辆中，具有两个直流电源系统，其使用具有各不相同的电压值(高 压侧电压以及低压侧电压)的电池。因此，在寻求高效率的车辆中，提出了以下的技术方案在两个直流电 源系统之间，即从低压向高压，或者，从高压侧电压向低压侧电压，相互进 行电压转换，有效利用限定的能量。相互间互通电力时， 一般在直流电源系统之间并列地设置直流升压电路 和直流降压电路，并采用适宜使用上述电路的双向DC/DC转换器的构成(例 如，参照专利文献1 )。专利文献1:日本特开2002 - 165448号公才艮然而，在专利文献1示出的双向DC/DC转换器中存在这样的问题根 据变压器的一次侧和二次侧之间的匝数比，而使能够双向转换的电压值受到 限制，特别是在升压动作时，根据低压侧电压的电压值，而使升压电压的上 限受到限制。例如，在现有的DC/DC转换器中，采用使电压从50V-100V的输入电 压降低到10V的构成，即按照与降压对应的匝数比来构成时，就无法在升 高电压时生成超过50V的电压。因此，在现有的例子中，当使用按照用于降低电压的比率而设定的匝数 比来升高电压时，为了获得升高到所希望的电压值的电压，需要另外组成升 压电路。其结果是产生零件数量增加并且电路规模变大的问题。更进一步地，在升压动作中，因为在高电压侧发生了某些异常而要降低 升压电压的电压值时，无法使电压值降低到0V附近。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种双向DC/DC转换器，把升压电 压的生成范围和现有的例子相比，能够将升压电压的电压值的上限值以及下 限值设置得较宽(实际上，上限值是2倍于匝数比的电压，下限值在OV附 近)，而不会被限制为对应于匝数比的电压值，并且跟以前相比能够削减零 件的数量，容易地实现转换器电路的小型化。器，包括第1变压器，具有第1 一次侧线圈，以及由在第1中点被分割的 第1线圈和第2线圈组成的第1 二次侧线圈；第2变压器，具有与所述第1 一次侧线圈串联连接的第2—次侧线圏，以及由在第2中点被分割的第3线 圏和第4线圈组成的与所述第1二次线圏并联连接的第2二次侧线圈；第1 开关，被插入在所述第1一次侧线圈的一端和第2—次侧线圏的一端的连接 点与高电压侧的+侧端子之间；第2开关，被插入在所述连接点和高电压侧 的-侧端子之间；第3开关，被插入在所述第1一次侧线圏的另一端和所述 高电压侧的+侧端子之间；第4开关，被插入在所述第1一次侧线圈的另一 端和所述高电压侧的-侧端子之间；第5开关，被插入在所述第2—次侧线 圏的另一端和所述高电压侧的+侧端子之间；第6开关，被插入在所述第2 一次侧线圈的另一端和所述高电压侧的-侧端子之间；第7开关，被插入在所述第1线圈侧的第1 二次线圈的端子和所述低电压侧的+侧端子之间；第8开关，被插入在所述第2线圏侧的第1二次线圈的端子和所述低电压侧的 十侧端子之间；第9开关，被插入在所述第3线圈侧的第2二次线圈的端子 和所述低电压侧的+侧端子之间；以及第10开关，被插入在所述第4线圏 侧的第2二次线圈的端子和所述低电压侧的+侧端子之间。所述第1中点和 所述第2中点与所述低电压侧的-侧端子相连接，所述第7开关、所述第8 开关、所述笫9开关以及所述第10开关分别将二次线圏的所述第l端子、 所述第2端子、所述第3端子以及所述第4端子与所述低电压侧的+侧端子 连接。本专利技术的双向DC/DC转换器还可以进一步包括第2控制电路，控制 所述第7~第IO开关；以及第1整流电路，与所述第1 一次侧线圈和所述 第2—次侧线圈相连接。在升压动作中，还可以由所述第2控制电路控制所 述第7开关和所述第8开关，以使所述第1线圈侧的第1二次线圏的端子以 及所述第2线圈侧的第l二次线圏的端子与所述低电压侧的+侧端子之间的 连接按照第l周期发生变化，进行推挽操作，以使所述第l一次侧线圏上流 过的电流的方向按照所述第l周期变为相反，并且，控制所述第9开关和所 述第IO开关，以使所述第3线圏侧的第2二次线圏的端子以及所述第4线 圈侧的第2二次线圈的端子与所述低电压侧的+侧端子之间的连接按照第2 周期发生变化，进行推挽操作，以使所述第2—次侧线圈上流过的电流的方 向按照所述第2周期变为相反，从而使所述第2—次侧线圈上流过的电流的 方向变为与所述第1 一次线圈上流过的电流相同的方向；由所述第l整流电 路对从所述第1整流电路输出的所述第1一次侧线圈和第2—次侧线圈上感 应的电压的和值电压进行平滑化，并作为升压电压输出。在本专利技术的双向DC/DC转换器中，所述第2控制电路还可以分别对所 述第7开关和所述第8开关与所述第9开关和所述第IO开关的接通和断开 的时间进行相位控制，并把所述升压电压设为预先设定的电压。在本专利技术的双向DC/DC转换器中，所述第2控制电路还可以通过相位控制分别对所述第7开关和所述第8开关与所述第9开关和所述第10开关 的接通和断开的时间进行相位控制，并且，对接通所述第7~第IO开关中 的每一个的时间进行脉冲宽度控制，据此，把所述升压电压设为预先设定的电压。在本专利技术的双向DC/DC转换器中，还可以进一步包括第l控制电路， 控制所述第1 第6开关，使所述连接点以及所述第l一次侧线圈的另一端 和所述第2 —次侧线圈的另一端分别与所述高电压侧的+侧端子和-侧端 子中的任意一个相连接；第2整流电路，与所述第1线圏和所述第2线圈相 连接；以及第3整流电路，其输出与所述第2整流电路的输出并联连接，所 述第3整流电路与所述第3线圏和所述第4线圏相连接。在降压动作中，还 可以由所述第l控制电路控制所述第1~第6开关的接通和断开，使其按照 第3周期发生变化，按照所述第3周期使所述第1一次侧线圈和第2—次侧 线圈上流过的电流的方向变为相反；由所述第2整流电路对所述第1线圈和 所述第2线圈上生成的电压进行整流；由所述第3整流电路对所述第3线圈 和所述第4线圈上生成的电压进行整流；对从所述第2整流电路和所述第3 整流电路输出的电压进行平滑化并输出。在本专利技术的双向DC/DC转换器中，在降压动作中，所述第l控制电路 还可以对应于电压被降低的输出电压，对接通和断开所述第1 第6开关中 的每一个的时间进行相位控制，把所述输出电压设为预先设定的低电压。在本专利技术的双向DC/DC转换器中，在降压动作中，所述第l控制电路 还可以对应于电压被降低的输出电压，对接通所述第1 第6开关中的每一 个的时间进行脉冲宽度控制，把所述输出电压设为预先设定的低电压。根据本专利技术，在从高电压向低电压的降压动作中，第1变压器的二次侧 线圈和第2变压器的二次侧线圈被并联连接。因此，和现有的例子同样地， 通过对匝数比和开关转换进行控制，能够获得规定的电压。更进一步地，在 从低电压向高电压的升压动作中，第1变压器的一次侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向ＤＣ／ＤＣ转换器，在高电压侧与低电压侧相互之间转换电压，所述双向ＤＣ／ＤＣ转换器包括：　第１变压器，具有第１一次侧线圈，以及由在第１中点被分割的第１线圈和第２线圈组成的第１二次侧线圈；　第２变压器，具有与所述第１一次侧线 圈串联连接的第２一次侧线圈，以及由在第２中点被分割的第３线圈和第４线圈组成的与所述第１二次线圈并联连接的第２二次侧线圈；　第１开关，被插入在所述第１一次侧线圈的一端和第２一次侧线圈的一端的连接点与高电压侧的＋侧端子之间；　第２开 关，被插入在所述连接点和高电压侧的－侧端子之间；　第３开关，被插入在所述第１一次侧线圈的另一端和所述高电压侧的＋侧端子之间；　第４开关，被插入在所述第１一次侧线圈的另一端和所述高电压侧的－侧端子之间；　第５开关，被插入在所 述第２一次侧线圈的另一端和所述高电压侧的＋侧端子之间；　第６开关，被插入在所述第２一次侧线圈的另一端和所述高电压侧的－侧端子之间；　第７开关，被插入在所述第１线圈侧的第１二次线圈的端子和所述低电压侧的＋侧端子之间；　第８开 关，被插入在所述第２线圈侧的第１二次线圈的端子和所述低电压侧的＋侧端子之间；　第９开关，被插入在所述第３线圈侧的第２二次线圈的端子和所述低电压侧的＋侧端子之间；以及　第１０开关，被插入在所述第４线圈侧的第２二次线圈的端子和所述低 电压侧的＋侧端子之间，　所述第１中点和所述第２中点与所述低电压侧的－侧端子相连接，所述第７开关、所述第８开关、所述第９开关以及所述第１０开关分别将二次线圈的所述第１端子、所述第２端子、所述第３端子以及所述第４端子与所述低电压侧的＋侧端 子连接。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：多田信裕，佐藤久夫，
申请(专利权)人：新电元工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]