[發(fā)明專利]功率轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510048393.8
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104821717B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅谷和弘
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 林金朝;王英

本發(fā)明描述了功率轉(zhuǎn)換器，其中，包括電感器(L1，L2)和晶體管(Q1，Q2)的至少兩個主電流路徑(M1，M2)連接在輸入端子(T1，T2)之間，包括電容器(C11?C14，C21?C24)的至少兩個存儲電路(S1，S2)相應(yīng)地連接到所述主電流路徑的分支節(jié)點(diǎn)(N1，N2)。二極管(D121?D214)連接在所述存儲電路(S1，S2)之間。所述主電流路徑的晶體管(Q1，Q2)是交錯的。在晶體管的其中之一(Q1)處于關(guān)斷狀態(tài)時，在相應(yīng)的電感器(L1)中流動的電流(I1)流入相應(yīng)的存儲電路(S1)中，以接通二極管(D121，D122，…Dt)，并且為相應(yīng)的存儲電路的電容器(C21?C24，C2)充電。在晶體管中的另一個晶體管(Q2)處于關(guān)斷狀態(tài)時，在相應(yīng)的電感器(L2)中流動的電流(I2)流入相應(yīng)的存儲電路(S2)中，以接通二極管(D211，D212，…)，并且為相應(yīng)存儲電路的電容器充電。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及提升或降低電壓的非隔離功率轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

利用放電的點(diǎn)火系統(tǒng)已廣泛用于為引擎中的噴射燃料進(jìn)行點(diǎn)火。在這種點(diǎn)火系統(tǒng)中，由蓄電池的升壓電壓來產(chǎn)生DC電壓，并且然后利用回掃變壓器進(jìn)一步提升該DC電壓以具有更高的電壓值。將升壓電壓引導(dǎo)到火花塞并且放電，由此點(diǎn)燃燃料。

在這種情況下，在可以通過提升蓄電池的電壓來獲得高DC電壓時，可以將回掃變壓器的增壓比設(shè)置為小值，并且因此可以減小繞組的匝數(shù)比。作為結(jié)果，可以減少次級繞組的匝數(shù)，并且可以減小回掃變壓器的尺寸。同樣，可以減小初級繞組的傳導(dǎo)電流。因此，可以減小回掃變壓器的傳導(dǎo)損耗，從而提高效率。

普通升壓斬波電路由以下元件的串聯(lián)電路制成：連接在輸入端子之間的電感器和開關(guān)元件、連接在輸出端子之間的電容器、以及在關(guān)斷開關(guān)元件時將電感器中流動的電流引導(dǎo)到輸出側(cè)的二極管。在嘗試?yán)蒙龎簲夭娐穪慝@得高增壓比時，可能會增大功率消耗，導(dǎo)致效率降低。

例如，非專利文獻(xiàn)1公開了實(shí)現(xiàn)高增壓比的DC-DC轉(zhuǎn)換器。在DC-DC轉(zhuǎn)換器中，由電感器和開關(guān)元件制成的串聯(lián)電路的兩個系統(tǒng)均設(shè)置在低電壓側(cè)的輸入端子之間，并且由電容器和二極管制成的電壓倍增器單元的N級均設(shè)置在高電壓側(cè)的輸出端子之間。

串聯(lián)電路的其中之一的電感器和開關(guān)元件的連接節(jié)點(diǎn)直接連接到最低級上的電壓倍增器單元。串聯(lián)電路中的另一個串聯(lián)電路的電感器和開關(guān)元件的連接節(jié)點(diǎn)通過輔助電容器連接到最低級上的電壓倍增器單元。

在這種結(jié)構(gòu)中，輔助電容器與電壓倍增器單元之間的連接節(jié)點(diǎn)用作輸出端子的其中之一，并且最高級上的電壓倍增器單元的端子用作輸出端子中的另一個輸出端子。

在轉(zhuǎn)換器中，由于根據(jù)具有180°的相位差的驅(qū)動信號，兩個開關(guān)是交錯的，所以消除了兩個電感器的電流紋波。因此，與上述普通升壓斬波電路相比，可以減小兩個電感器的電感。作為結(jié)果，減少了繞組的匝數(shù)，并且減小了電感器的損耗。

此外，為開關(guān)施加低電壓，該低電壓具有通過將輸出電壓除以至多電壓倍增器單元的級數(shù)而獲得的值的一半的值。因此，與上述普通升壓斬波電路相比，減小了開關(guān)損耗。

非專利文獻(xiàn)1：P.Kim,S.Lee,J.Park和S Choi，“High Step-up InterleavedBoost Converters Using Voltage Multiplier Cells”，8^thInternational Conferenceon Power Electronics，pp.2844-2851(2011)。

發(fā)明內(nèi)容

本公開內(nèi)容的目的是提供輸出端子可以接地的功率轉(zhuǎn)換器，并且其中在輸入端子之間的電壓和輸出端子之間的電壓下降時電荷不會殘留在電路中。