[發明專利]直流轉換裝置

有效

• 申請號: 201210132729.5
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102769384A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 中西良太
• 申請（專利權）人: 三墾電氣株式會社
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及能夠實現高頻化的直流轉換裝置。

背景技術

圖35表示現有的具有升壓斬波器和半波電流諧振型的降壓轉換器的直流轉換裝置的電路構成圖。在圖35所示的直流轉換裝置中，升壓斬波器在直流電源Vi的兩端連接有電抗器L與MOSFET等開關元件Q3的串聯電路，在開關元件Q3的漏極-源極之間連接有二極管D1與電容器Ci的串聯電路，將直流電源Vi的電壓升壓后提供給降壓轉換器。

降壓轉換器中，MOSFET等的開關元件Q1與MOSFET等的開關元件Q2的串聯電路與電容器Ci的兩端連接，在開關元件Q2的漏極-源極之間連接有電抗器Lr與變壓器T的一次繞組P與電流諧振電容器Cri的串聯電路，在變壓器T的二次繞組S的兩端連接有二極管RC與電容器Co的串聯電路，通過電容器Ci的電壓降壓而將絕緣的直流電壓提供給電容器Co。

并且作為現有技術例如已知專利文獻1。

【專利文獻1】日本特開2010-81736號公報

然而，升壓斬波器在輕負載時進行不連續工作，因此電容器Ci的電壓會上升。因此，用于進行控制以抑制該電壓上升的電路會變得復雜。例如可以考慮大幅縮短接通時間或者設置裝置的停止期間，通過間歇性工作進行控制等方法。

另外，需要升壓斬波器用的控制器與DD轉換器用的控制器這2種控制器，會導致電路增大和成本提升。進而，升壓斬波器進行硬開關工作，因此若高頻化則開關損失和噪聲會增加。因此若將頻率設定得較低，則電抗器會變大。

發明內容

本發明的課題在于提供一種構成簡單且成本低廉，能夠噪聲較低效率較高的直流轉換裝置。

為了解決上述課題，本發明的直流轉換裝置的特征在于，具有：第1串聯電路，其與平滑電容器并聯連接，并將第1開關元件與第2開關元件串聯連接而成；第2串聯電路，其與上述平滑電容器并聯連接，并將第3開關元件與第4開關元件串聯連接而成；第3串聯電路，其連接于上述第1開關元件和上述第2開關元件的連接點與上述第3開關元件和上述第4開關元件的連接點之間，并將諧振電容器、諧振電抗器和變壓器的一次繞組串聯連接而成；整流平滑電路，其對上述變壓器的二次繞組的電壓進行整流平滑；控制電路，其根據上述整流平滑電路的輸出電壓，使上述第1開關元件及上述第4開關元件和上述第2開關元件及上述第3開關元件交替接通/斷開；以及第4串聯電路，其與上述第4開關元件并聯連接，并將升壓電抗器與直流電源串聯連接而成。

根據本發明，設置了與第4開關元件并聯地將升壓電抗器與直流電源串聯連接而成的串聯電路，因此具備再生期間，在輕負載時電容器的電壓也不會上升，能容易進行輕負載時的控制。另外，為了按照半波電流諧振電路的工作進行升壓，能夠在所有的模式期間內進行諧振工作。因此能夠實現各開關元件的零電壓開關和零電流開關，因此能夠實現低噪聲、高效率、高頻化。

附圖說明

圖1是實施例1的直流轉換裝置的電路構成圖。

圖2是表示實施例1的直流轉換裝置的各模式中各開關元件工作時的電流路徑的圖。

圖3是表示僅斷開實施例1的直流轉換裝置的開關元件Q4時和僅斷開開關元件Q1時的電流路徑的圖。

圖4是表示僅斷開實施例1的直流轉換裝置的開關元件Q2時和僅斷開開關元件Q3時的電流路徑的圖。

圖5是表示實施例1的直流轉換裝置的各部分的工作波形的圖。

圖6是表示實施例1的直流轉換裝置的重負載時和輕負載時的電容器C1的電壓、重負載時和輕負載時的電流諧振電容器Cri的電流的比較的圖。

圖7是表示改變實施例1的直流轉換裝置的開關元件Q4的接通幅度時各部分的工作波形的圖。

圖8是表示實施例1的直流轉換裝置的第1變形例的電路構成圖。

圖9是表示實施例1的直流轉換裝置的第2變形例的電路構成圖。

圖10是表示實施例1的直流轉換裝置的具體例的圖。

圖11是圖10所示的實施例1的直流轉換裝置的控制電路的詳細的電路構成圖。

圖12是表示圖11所示的控制電路的各部分的工作波形的圖。

圖13是實施例2的直流轉換裝置的電路構成圖。

圖14是表示全橋型半波電流諧振電路的圖。

圖15是表示圖14所示的全橋型半波電流諧振電路的各工作中電流路徑的圖。

圖16是表示實施例2的直流轉換裝置的各部分的工作波形的圖。

圖17是表示實施例2的直流轉換裝置的各模式中各開關元件工作時的電流路徑的圖。