[发明专利]单向DC－DC变换器

说明书

技术领域

本发明涉及将输入的电力电压向不同的电压进行转换的单向DC-DC变换器。

背景技术

将输入的电力电压转换为希望的电压后进行输出的单向DC-DC变换器，通过软开关技术来降低开关损失，由此可以实现高效率化。同时，可以通过使开关元件的驱动频率高频化，可使电感器及电容器等无源元件小型化。

在专利文献1中公开了可软开关的单向DC-DC变换器。主电路的基本结构为在直流电源上直接连接主开关元件后串联连接电感器和负载，对于所述直流电源与主开关元件的串联电路，连接了含有辅助开关元件的辅助共振电路。

另外，在非专利文献1中公开了通过电感器抑制主开关元件的电流变化率的零电流开关(ZCS)方式的单向DC-DC变换器。

此外，关于双向DC-DC变换器中的可软开关的电路结构，例如已知的有专利文献2等。

[专利文献1]：特开2005-318766号公报

[非专利文献1]：“电动汽车用98.5％高效率斩波电路QRAS的提案与实验”弦田等，电学论D，125卷11号，2005年

[专利文献2]：特开2004-129393号公报

可是，在专利文献1所示的电路中，主开关元件与辅助主开关元件的基准电位不同，所以作为控制电路用，需要2组绝缘电源，由此既复杂又高价。另外，由于需要流入共振用的电感器的电流较大、相当于主电感器的1/2以上的大小，所以尺寸/重量变大。此外，因为将主开关元件与直流电源直接串联连接，所以不得不断续电源电流，而无法向大容量化发展。

本发明的目的是提供作为控制电路用不需要多个绝缘电源、使控制电路简单的单向DC-DC变换器。

另外，本发明的其它目的是，提供作为辅助电感器可采用较小容量的电感器、可减轻尺寸/重量的单向DC-DC变换器。

此外，本发明的其它目的是，提供不用断续电源电流、可以大容量化的单向DC-DC变换器。

发明内容

本发明，其一方面，是一种单向DC-DC变换器，具备：第1开关元件，其使从直流电源向第1电感器流动的电流断续；第1二极管，其反向并联连接到该第1开关元件上；缓冲电容器，其并联连接到所述第1开关元件上；控制装置，其使所述第1开关元件接通/关断以控制其工作状态；电路单元，其在含有接通所述第1开关元件的时刻的短期间向反向并联连接的所述第1二极管流入电流；和第2二极管，其将在所述第1电感器中积蓄的能量向输出侧放出，其特征在于，所述电路单元，具有：连接在直流电源上的第1电感器和第1开关元件的串联连接体；连接在所述第1开关元件的两端间的串联连接体、即与所述第1电感器磁耦合的第2电感器、和利用在该第2电感器中积蓄的能量，向反向并联连接的所述第1二极管流入电流的第2开关元件的串联连接体；在使所述第1开关元件接通之前，使所述第2开关元件接通的单元；由连接在所述第1开关元件的两端间的第1电容器和第3电感器的串联连接体、以及连接在所述第3电感器的两端间的所述第2二极管和第2电容器的串联连接体构成的平滑电路，在所述第2电容器的两端间连接有负载。

本发明的另一方面，是一种单向DC-DC变换器，具备：第1开关元件，其使从直流电源向第1电感器流动的电流断续；第1二极管，其反向并联连接到该第1开关元件上；缓冲电容器，其并联连接到所述第1开关元件上；控制装置，使所述第1开关元件接通/关断以控制其工作状态；电路单元，其在含有接通所述第1开关元件的时刻的短期间向反向并联连接的所述第1二极管流入电流；和第2二极管，其将在所述第1电感器中积蓄的能量向输出侧释放，该单向DC-DC变换器的特征在于，所述电路单元，具有：第2电感器，其与所述第1电感器磁耦合；以及第2开关元件，其利用在该第2电感器中积蓄的能量，向反向并联连接的所述第1二极管流入电流，所述第1电感器是第1回扫变压器的一次线圈，从所述第1回扫变压器的二次线圈经由第3二极管和第1电容器连接有第1负载，在所述第1开关元件的两端间连接第2电容器和第2回扫变压器的一次线圈的串联连接体，从所述第2回扫变压器的二次线圈经由第3电容器和所述第2二极管连接有第2负载。