[发明专利]DC/DC转换器

说明书

技术领域

本发明涉及大容量的DC/DC转换器，特别是涉及小型化以及高效率化的 技术。

背景技术

图1是相关联的DC/DC转换器的电路结构图(例如日本国专利公开公报 特开2003-319650号公报)。在图1所示的DC/DC转换器中，由半桥型的电流 共振DC/DC转换器构成，在直流电源Vdc1的两端连接由MOSFET构成的开 关元件Q1和由MOSFET构成的开关元件Q2的串联电路。

在开关元件Q2的漏极-源极之间，并列连接二极管D2以及电容器C2， 并且连接共振电抗器LR和变压器T的一次线圈3a以及共振电容器CR的串 联电路。共振电抗器LR由变压器T的一次二次间的漏感形成，励磁电感作 为电抗器LP等价地连接在一次线圈3a上。在开关元件Q1的漏极-源极之间， 并列连接了二极管D1以及电容器C1。

在变压器的二次线圈3b的一端上连接二极管D3的阳极，变压器T的二 次线圈3b的另一端和变压器T的二次线圈3c的一端与平滑用电容器CL的一 端连接，变压器T的二次线圈3c的另一端与二极管D4的阳极连接。二极管 D3的阴极和二极管D4的阴极连接在电容器CL的另一端上。在电容器CL的 两端上连接负载RL。

控制电路10a按这样的方式进行控制：根据来自电容器CL的输出电压Vo 使开关元件Q1和开关元件Q2交互地接通/关断，来进行PFM控制(频率控 制)，使电容器CL的输出电压Vo变为恒定。

然后，参照图2的时序图详细地说明如下构成的相关联的DC/DC转换器 的动作。

在图2中，Q1v是开关元件Q1的漏极-源极间电压，Q1i是开关元件Q1 的漏极电流，Q2i是开关元件Q2的漏极电流，Io是二极管D3、D4的整流后 的输出电流。

首先，在时刻t10～t11，当开关元件Q1接通时，在沿着Vdc1、Q1、LR、 3a、CR、Vdc1而存在的路径中顺指针流过电流Q1i。此外，在沿着3b、D3、 CL、3b而存在的路径中顺时针流过电流Io。

然后，在时刻t11～t12，当开关元件Q1关断开关元件Q2接通时，在沿着 CR、3a、LR、Q2、CR而存在的路径中逆时针流过电流Q2i。此外，在沿着 3c、D4、CL、3c而存在的路径中逆时针流过电流Io。

根据这样的半桥型电流共振DC/DC转换器，因为开关元件Q1、Q2的耐 压成为电源电压Vdc1，二极管D3、D4的耐压成为输出电压Vo的二倍，所以 可以使用低压的元件。此外，进行零电压开关动作，因为在一次线圈3a中流 过的电流成为大约正弦波，所以可以提供高效小型的DC/DC转换器。

但是，如图2所示，存在有输出电流Io的脉动电流大，在大容量化时， 电容器CL会大型化的问题。

因此，作为解决所述问题的方案，可考虑图3所示的DC/DC转换器。图 3所示的DC/DC转换器通过并列连接三个半桥型的电流共振DC/DC转换器 1a～1c而构成，各个半桥型DC/DC转换器1a～1c是与图1所述的半桥型电流 共振DC/DC转换器大体相同的结构，使电流电源Vdc1和平滑用电容器CL以 及负载RL通用。

在图3所示的DC/DC转换器中，控制电路使三个半桥型的电流共振 DC/DC转换器1a～1c中的各个DC/DC转换器以120度相位差进行工作，由此 来实现大容量化以及脉动电流的降低。

发明内容

但是，在按照由共振电容器CR1、CR2、CR3以及共振电抗器LR1、LR2、 LR3构成的共振电路的共振频率以上的工作频率，使开关元件Q1～Q6进行工 作的方式的电流共振DC/DC转换器中，当在各个转换器1a～1c的共振电容器 CR1、CR2、CR3以及共振电抗器LR1、LR2、LR3的至少一方的常数中存在 不平衡时，即在存在部件的散差时，会存在以下的问题。

例如，在使共振电抗器LR1的值成为共振电抗器LR2、LR3的值的1.1 倍时，如图4所示，由共振电抗器LR1产生的共振频率fo1小于共振电抗器 LR2、LR3产生的共振频率fo2、fo3。