[發明專利]直流變換裝置

無效

• 申請號: 201010287865.2
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN102035389A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 千葉明輝
• 申請（專利權）人: 三墾電氣株式會社
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28;H02M3/335
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉;馬建軍

技術領域

本發明涉及直流變換裝置，該直流變換裝置具有多個電流諧振型變換器，并控制成在各電流諧振型變換器之間具有相位差。

背景技術

以往，利用電流諧振型變換器的直流變換裝置被用作高效率、低噪聲的電源裝置。這樣的電源裝置一般利用開關電路對來自直流電源的電力進行開關動作，將該開關輸出提供給諧振電路，經由變壓器的繞組取出諧振輸出，變換為直流并將其輸出。因此，具有上述結構的電源裝置在希望大電力輸出的情況下有必要考慮變壓器等的溫度上升來設計，招致部件和裝置的大型化、高成本化的問題。

因此，為了抑制大型化和高成本化，并獲得大電力的輸出，將多個電流諧振型變換器并聯連接的方式是公知的。圖5是示出現有的直流變換裝置的結構的電路圖。在該直流變換裝置中，如圖5所示，2個電流諧振型變換器并聯連接。第1電流諧振型變換器由開關元件Q11、Q12、諧振電抗器L1、變壓器T1、諧振電容器C1、二極管D11、D12以及平滑電容器C構成。第2電流諧振型變換器由開關元件Q21、Q22、諧振電抗器L2、變壓器T2、諧振電容器C2、二極管D21、D22以及平滑電容器C構成。

在直流電源Vin的兩端，連接基于MOSFET的開關元件Q11和開關元件Q12的串聯電路，而且并聯連接基于MOSFET的開關元件Q21和開關元件Q22的串聯電路。開關元件Q11的漏極和開關元件Q21的漏極與直流電源Vin的正極連接。并且，開關元件Q12的源極和開關元件Q22的源極與直流電源Vin的負極連接。

由諧振電抗器L1、變壓器T1的一次繞組P1以及諧振電容器C1構成的串聯諧振電路與開關元件Q12的漏極—源極之間并聯連接。另一方面，由諧振電抗器L2、變壓器T2的一次繞組P2以及諧振電容器C2構成的串聯諧振電路與開關元件Q22的漏極—源極之間并聯連接。

變壓器T1具有一次繞組P1和二次繞組S11、S12。變壓器T1的二次繞組S11的一端與二極管D11的陽極連接。變壓器T1的二次繞組S11的另一端和變壓器T1的二次繞組S12的一端與平滑電容器C的一端連接。并且，變壓器T1的二次繞組S12的另一端與二極管D12的陽極連接。二極管D11的陰極和二極管D12的陰極與平滑電容器C的另一端連接。

同樣，變壓器T2具有一次繞組P2和二次繞組S21、S22。變壓器T2的二次繞組S21的一端與二極管D21的陽極連接。變壓器T2的二次繞組S21的另一端和變壓器T2的二次繞組S22的一端與平滑電容器C的一端連接。并且，變壓器T2的二次繞組S22的另一端與二極管D22的陽極連接。二極管D21的陰極和二極管D22的陰極與平滑電容器C的另一端連接。

控制電路1根據來自平滑電容器C的輸出電壓Vout，將控制信號提供給開關元件Q11、Q12、Q21、Q22的各個柵極，控制成使平滑電容器C的輸出電壓Vout為恒定。

串聯連接的開關元件Q11、Q12根據控制電路1的控制交替地進行接通動作，對輸入的直流電源Vin的電力進行開關動作，將該開關輸出提供給包含變壓器T1的一次繞組P1的串聯諧振電路。

與開關元件Q11、Q12的開關頻率對應的正弦波電流流入由諧振電抗器L1、一次繞組P1以及諧振電容器C1構成的串聯諧振電路。此時，與一次繞組P1磁耦合的二次繞組S11、S12產生感應電壓。該感應電壓由與變壓器T1的二次繞組S11、S12連接的二極管D11、D12和平滑電容器C變換為直流并將其輸出。

另一方面，串聯連接的開關元件Q21、Q22根據控制電路1的控制交替地進行接通動作，對輸入的直流電源Vin的電力進行開關動作，將該開關輸出提供給包含變壓器T2的一次繞組P2的串聯諧振電路。

與開關元件Q21、Q22的開關頻率對應的正弦波電流流入由諧振電抗器L2、一次繞組P2以及諧振電容器C2構成的串聯諧振電路。此時，與一次繞組P2磁耦合的二次繞組S21、S22產生感應電壓。該感應電壓由與變壓器T2的二次繞組S21、S22連接的二極管D21、D22和平滑電容器C變換為直流并將其輸出。

下面，簡單說明按上述構成的現有的直流變換裝置的動作。首先，控制電路1通過接通開關元件Q11，可在變壓器T1的一次側根據Vin→Q11→L1→P1→C1→Vin的路徑使電流流動，使諧振電容器C1蓄積電荷。此時，在變壓器T1的二次側感應的電壓從二次繞組S11通過二極管D11和平滑電容器C進行整流平滑，作為Vout被輸出到負載。