[發明專利]直流-直流轉換器

在審

• 申請號: 201980043383.1
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN112352375A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 中原將吾;中山大禎
• 申請（專利權）人: 金剛石電機株式會社
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

提供一種以簡單的控制進行ZVS動作從而降低開關損耗的直流?直流轉換器。直流?直流轉換器(1)是第一全橋電路(10)與第二全橋電路(20)經由變壓器(T)和電感器(L1)連接而成的結構。控制電路(30)對第一全橋電路(10)和第二全橋電路(20)各自的各開關元件進行軟開關控制。控制電路(30)使開關頻率(f)固定，并將第一全橋電路(10)的輸出與第二全橋電路(20)的輸出極性相反的極性相反期間(τ_c)保持為固定，并且執行變更第一全橋電路(10)的電壓輸出期間(τ₁)和第二全橋電路(20)的電壓輸出期間(τ₂)的輸出角變更模式，來控制直流?直流轉換器(1)的輸出電力(P)。

技術領域

本發明涉及一種進行軟開關的DC-DC(直流-直流)轉換器。

背景技術

在DC-DC轉換器等電力變換裝置中，為了降低開關損耗從而高效率地進行電力傳輸，另外，為了使用降低噪聲且抑制開關浪涌且耐壓低的廉價的元件，而使用了零電壓開關(下面稱為ZVS)。專利文獻1中公開了以下的DC-DC轉換器：在初級側直流電壓與次級側直流電壓的電壓差大的情況下，使ZVS動作成立，從而能夠進行高效率的電力傳輸。在專利文獻1所記載的DC-DC轉換器中，在初級側和次級側分別檢測電力，以使這2個電力的電力差最小的方式對初級側開關的占空比和次級側開關的占空比進行增減。由此，ZVS動作成立。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2016-012970號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，在專利文獻1中，為了進行ZVS動作，需要在初級側和次級側分別進行電力的檢測和開關控制。因此，電路結構及其控制變得復雜，難以實現生產率的提高和成本下降。

因此，本發明的目的在于提供一種以簡單的控制進行ZVS動作從而降低開關損耗的DC-DC轉換器。

用于解決問題的方案

為了解決上述問題，本申請的第一發明的DC-DC轉換器具備：第一全橋電路，其具有4個開關元件，所述開關元件包括作為寄生電容的電容器或者并聯連接的外置的電容器；第二全橋電路，其具有4個開關元件，所述開關元件包括作為寄生電容的電容器或者并聯連接的外置的電容器；變壓器，其具有第一繞組和第二繞組，所述第一繞組與所述第一全橋電路連接，所述第二繞組與所述第二全橋電路連接，并與所述第一繞組進行磁耦合；電感成分，其與所述第一繞組或所述第二繞組串聯連接；以及控制電路，其對所述第一全橋電路和所述第二全橋電路各自的各開關元件進行軟開關控制，其中，所述控制電路能夠執行輸出角調制模式和頻率調制模式，在所述輸出角調制模式下，調整所述第一全橋電路和所述第二全橋電路各自的電壓輸出期間，在所述頻率調制模式下，調整開關頻率，所述控制電路根據應該輸出的目標電力來執行所述輸出角調制模式或者所述頻率調制模式。

本申請的第二發明如下：在第一發明的DC-DC轉換器中，在開關元件的接通與關斷的切換時點，在所述變壓器和所述電感成分的等效電感器中流動的電感器電流為閾值電流以上。

本申請的第三發明如下：在第一發明或第二發明的DC-DC轉換器中，在所述目標電力小于閾值電力的情況下，所述控制電路執行所述輸出角調制模式，在所述目標電力為所述閾值電力以上的情況下，所述控制電路執行所述頻率調制模式。