双向DC/DC转换器制造技术

技术编号:8457043 阅读:190 留言:0更新日期:2013-03-22 11:59
提供了一种双向DC/DC转换器,该双向DC/DC转换器具备:初级侧电路,其包括第一直流电源或第一负载;次级侧电路,其包括第二负载或第二直流电源;电力传递部,其能够在上述初级侧电路与上述次级侧电路之间双向地传递电力;以及控制部,其对上述初级侧电路和上述次级侧电路进行控制,以使电流从上述第一直流电源经由上述电力传递部流向上述第二负载,或者从上述第二直流电源经由上述电力传递部流向上述第一负载。

【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在一方端子上连接直流电源或负载并在另一方端子上连接负载或直流电源的情况下对连接在该一方端子或另一方端子上的负载双向地供给期望的直流电力的双向DC/DC转换器
技术介绍
近年来,随着电力电子(power electronics)技术的显著进步,使用半导体开关等来实质上不损耗电力地将从直流电源或交流电源供给的直流电力或交流电力转换为期望的电力的电力转换技术受到关注。特别是在要求考虑电力使用对环境的影响的当下,除了通过现有的商用电源所使用的电能以外,有效利用燃料电池、太阳能电池以及二次电池等的蓄电池(下面称为“蓄电池等”)的电能这种情况正在得到重视。因此,电力电子技术中的电力转换技术成为当前不可或缺的存在。这种电力转换装置中使用的半导体开关为了自由且广泛地进行电力转换,以高频率进行接通断开的开关动作。因而,在电力转换中,期望实现对由于半导体开关的开关动作而产生的开关损耗或噪声的抑制。作为用于实现对电力转换中的开关损耗或噪声的抑制的开关,例如存在专利文献I。在专利文献I中,公开了如下电流正反双向开关对将P-MO SFET和反向导通二极管并联连接而成的不具备反向阻断能力的四个半导体开关进行全桥连接,再生通过缓冲能量(snubber energy)吸收用的电容器将电位的上下进行稱合得到的缓冲能量。参照图8来说明该电流正反双向开关的动作。图8是表示以往的电流正反双向开关的电路结构的说明图。在图8中,在电流端子7与电流端子8之间连接有全桥电路,该全桥电路是第一串联电路和第二串联电路分别并联连接而成,其中,该第一串联电路是将不具有反向阻断能力的半导体开关IA与半导体开关IB反向连接而成,该第二串联电路是将同样的不具有反向阻断能力的半导体开关IC与半导体开关ID反向连接而成。在此,各个半导体开关IAlD例如能够由 P-MOSFET (p-channeI Metal Oxide Semiconductor Field Effecttransistor P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)和与该P-MO SFET并联连接的寄生二极管构成。并且,以将前述的第一串联电路与第二串联电路各自的中点连接的方式连接有缓冲电容器(snubber condenser) 4 在前述的第一串联电路中,半导体开关IA的漏电极Da与半导体开关IB的漏电极Db相连接。在前述的第二串联电路中,半导体开关IC的源电极Sc与半导体开关ID的源电极Sd相连接。另外,半导体开关IA的源电极S a和半导体开关IC的漏电极Dc分别连接于电流端子7。并且,半导体开关IB的源电极Sb和半导体开关ID的漏电极Dd分别连接于电流端子8。在该电流正反双向开关中,从控制电路(未图示。下同)对各个半导体开关IAlD的栅电极GaYd施加栅极控制信号,半导体开关IAlD根据施加于该栅电极GaYd的栅极控制信号进行接通断开的动作。首先,在使电流从电流端子7向电流端子8正向地流动的情况下,控制电路向半导体开关IB的栅电极Gb和半导体开关IC的栅电极Ge送出栅极控制信号,使该半导体开关IB和半导体开关IC 一起驱动(导通)。此时,控制电路不对半导体开关IA的栅电极Ga和半导体开关ID的栅电极Gd送出栅极控制信号。但是,通过半导体开关IA和半导体开关ID各自的寄生二极管,电流沿各个寄生二极管的正向流动,因此该电流流过半导体开关IA和半导体开关1D。由此,电流从电流端子7向电流端子8的方向流动。相反地,在使电流从电流端子8向电流端子7反向地流动的情况下,控制电路向半导体开关IA的栅电极Ga和半导体开关ID的栅电极Gd送出栅极控制信号,使该半导体开关1A和半导体开关ID—起导通。此时,控制电路不对半导体开关IB的栅电极Gb和半导体开关IC的栅电极Ge送出栅极控制信号。但是,通过半导体开关IB和半导体开关ID各自的寄生二极管,电流沿各个寄生二极管的正向流动,因此该电流流过半导体开关IB和半导体开关1C。由此,电流从电流端子8向电流端子7的方向流动。这样,根据电流正反双向开关,使位于对角线上的半导体开关1A、1D的对和半导体开关1B、1C的对交替地驱动,由此能够使电流在电流端子7与电流端子8之间沿正向和反向的正反双向流动。此外,在切断前述的电流正反双向开关的电流端子7与电流端子8之间的电流的情况下,控制电路停止对已被施加了栅极控制信号的各半导体开关IAlD中的位于对角线上的半导体开关的各栅电极施加栅极控制信号,由此使原本驱动的半导体开关不驱动(截止)。由此,该导通时所流动的电流换流到缓冲电容器4,该缓冲电容器4被充电直到该电流变为零为止。在流向缓冲电容器4的电流变为零之前,该缓冲电容器4的两端间电压上升,通过半导体开关的寄生二极管,电流正反双向开关的电流自动被切断而电流不再流过。当下一次使电流在电流正反双向开关中流动时由控制电路分别对例如半导体开关IA的栅电极Ga和半导体开关ID的栅电极Gd施加栅极控制信号时,充到缓冲电容器4中的电荷通过半导体开关IA和半导体开关ID进行放电,由此将原本充在该缓冲电容器4中的能量供给到负载侧。另外,作为使用专利文献I中公开的电流正反双向开关的电力转换装置的一例,存在专利文献2。在专利文献2中,公开了如下交流/直流转换装置在单相全桥结构的四个反向导通型半导体开关(电流正反双向开关)的直流端子之间连接电容器,经由直流电感器连接二次电池,并且在交流端子之间经由交流电感器与交流电源侧耦合来与电源电压相位同步地使位于对角线上的成对的反向导通型半导体开关交替接通断开,连接有频率比由该交流电感器和电容器决定的谐振频率低的交流电源。根据专利文献2的交流/直流转换装置,需要比以往的PWM(PulseWidth Modulation :脉宽调制)转换器大的交流电感器,但是原则上在交流电源的一个周期进行一次反向导通型半导体开关的接通断开,由此,在电流波形中高次谐波非常少,并且通过该反向导通型半导体开关的接通断开次数的减少来能够实现开关损耗的大幅降低。专利文献I :日本特开2000-358359号公报专利文献2 :日本特开平2008-193817号公报然而,在如前述的专利文献2那样的交流/直流电力转换装置中,控制电路与交流电源的电压相位同步地送出栅极控制信号,以使反向导通半导体开关中位于对角线上的成对的两个反向导通型半导体开关同时接通断开、且该位于对角线上的两组对不会同时导通,并且,根据该栅极控制信号的相位来切换从交流电力向直流电力的转换和从直流电力向交流电力的转换。因此,存在控制电路需要监视交流电源的电压相位等、控制电路中的控制动作变得复杂的问题。因此,期待一种能够通过更简易的控制动作来输出期望电力的电力转换装置。在电力转换装置中,特别是在能够对例如将直流电源连接在初级侧而将蓄电池等连接在次级侧的情况下用于供给到该次级侧的直流电力、以及将蓄电池等连接在初级侧而将直流电源连接在次级侧的情况下用于供给到该初级侧的直流电力双向地进行电力转换的双向DC/DC转换器中,从稳定的电源供给这一观点出发,要求通过更简易的控制动作双向地输出期望的直流电力。
技术实现思路
本专利技术是鉴于前述的以往的情况而完成的,提供了一种双向DC/DC转换器,该双向DC/DC转换器通过同步地调本文档来自技高网
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【技术保护点】

【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:寺里浩一西野博之小新博昭村田之广井平靖久
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:
国别省市:

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