[發明專利]開關電源裝置

在審

• 申請號: 202011064352.5
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112636602A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 大元靖理;王大超
• 申請（專利權）人: 尼得科智動株式會社
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/38
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 劉久亮;黃綸偉

開關電源裝置。一種開關電源裝置包括：轉換器；輸入電壓檢測單元，其被配置為檢測轉換器的輸入電壓；電流檢測單元，其被配置為檢測轉換器的輸入電流和輸出電流中的至少一個；死寂時間設置單元，其被配置為設置轉換器的開關元件的通/斷操作中的死寂時間；以及死寂時間表，在該死寂時間表中在由輸入電壓值和輸出電流值形成的矩陣上記錄針對每個輸入電壓值和每個輸出電流值的死寂時間。死寂時間設置單元基于由輸入電壓檢測單元檢測到的輸入電壓和由電流檢測單元檢測到的電流，參考死寂時間表設置死寂時間。

技術領域

本發明的一個或更多個實施方式涉及具有用于將輸入電壓轉換為預定電壓的轉換器的開關電源裝置，尤其涉及用于減少開關損耗的技術。

背景技術

例如，電動車輛或混合動力汽車裝配有用于驅動行駛電動機的高壓電池和用于降低電池的電壓以供給每個單元的電源裝置。作為電源裝置，通常使用具有DC-DC轉換器的開關電源裝置，該DC-DC轉換器用于切換DC電壓以將其轉換為AC電壓，并且對該AC電壓進行整流以將其轉換為預定電壓值的DC電壓。典型的DC-DC轉換器配置有具有四個開關元件的全橋型開關電路、具有連接到初級側的開關電路的變壓器、以及連接到變壓器的次級側的整流器電路等。

在DC-DC轉換器中，當在開關元件的接通/斷開操作期間發生開關損耗時，功率轉換效率降低。開關損耗是由于在開關元件從接通到斷開或從斷開到接通的過渡狀態下存在開關元件的電流和電壓二者不變為零的時段而引起的損耗。作為減小開關損耗的有效手段，已知有稱為軟開關(Soft Switching)的驅動方法，作為驅動方法之一，提供稱為零伏開關(Zero Volt Switching)的方法。零伏開關是一種控制方法，使得例如在開關元件是場效應晶體管(FET)的情況下，當漏極和源極之間的電壓變為零伏時FET導通并且電流流過FFT。

另一方面，在全橋型開關電路的情況下，當串聯連接的一對上下開關元件在通/斷開關時同時接通時，在輸入端子之間發生電路短路，并且流過大電流。因此，為了避免這種情況，在一個開關元件被斷開與另一開關元件被接通之間設置兩個開關元件都斷開的時段。該時段被稱為“死寂時間”。為了使以上軟開關有效，需要將死寂時間設定為最佳值。當死寂時間太短或太長時，開關元件的電流或電壓在死寂時間段中都不會變為零，并且發生開關損耗。

日本專利No.3706852號公開了一種能夠設置最佳死寂時間的開關電源裝置。在該開關電源裝置中，通過在輸入電流和輸出電流減小、或輸入電壓增加時延長死寂時間段，以及在輸入電流和輸出電流增大、或輸入電壓減小時縮短死寂時間段，將死寂時間設定為最佳值。

發明內容

在日本專利No.3706852的開關電源裝置中，死寂時間根據電流或電壓的波動而實時地改變。因此，例如，當輸入電壓和輸出電流同時波動時，變得難以將死寂時間設置為最佳值。

本發明的一個或更多個實施方式的目的是提供一種即使在電壓和電流同時波動的情況下也能夠設置最佳死寂時間的開關電源裝置。

在本發明的一個或更多個實施方式中，提供了一種開關電源裝置，其包括：轉換器，其被配置為對從電源輸入的輸入電壓進行切換，以將輸入電壓轉換為預定電壓，并將經轉換的電壓提供給負載，該轉換器包括：一對輸入端子，其連接到電源；一對輸出端子，其連接到負載；開關電路，其包括串聯連接在輸入端子之間的一對開關元件，該開關電路被配置為通過該開關元件的通/斷操作來切換輸入電壓；整流器電路，其被配置為對開關電路所切換的電壓進行整流；以及變壓器，其設置在開關電路和整流器電路之間，該變壓器包括連接到開關電路的初級繞組和連接到整流器電路的次級繞組；輸入電壓檢測單元，其被配置為檢測轉換器的輸入電壓；電流檢測單元，其被配置為檢測轉換器的輸入電流和輸出電流中的至少一個；死寂時間設置單元，其被配置為設置一對開關元件的通/斷操作中的死寂時間；以及死寂時間表，在該死寂時間表中在由多個輸入電壓值和多個輸出電流值形成的矩陣上記錄針對多個輸入電壓值中的每一個和多個輸出電流值中的每一個的死寂時間；其中，死寂時間設置單元基于由輸入電壓檢測單元檢測到的輸入電壓和由電流檢測單元檢測到的電流，參考死寂時間表設置死寂時間。