[发明专利]DC/DC功率转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将直流电压转换为升压或者降压后的直流电压的DC/DC功率转换装置。

背景技术

作为以往的DC/DC功率转换装置，已知有如下装置：采用具有2个以上的开关单元，各开关单元分别由2个互补地执行开关动作的半导体开关元件构成，各个开关单元的半导体开关元件全部串联连接；还具有用于能量转移的电容、以及电感的结构，根据各个开关单元的半导体开关元件的开关动作，利用用于能量转移的电容的充放电，进行直流/直流转换，并且已知：能够使用低耐压的半导体开关元件和小型的电感，此外，通过改变半导体开关元件的导通占空比（on duty），从而能够调整输入电压与输出电压之比。

（例如，参考专利文献1）

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特许第3414749号

非专利文献

非专利文献1：Thierry A.Meynard,et al.：“Multicell Converters:BasicConcepts and Industry Applications”,IEEE TRANSA CTIONS ONINDUSTRIAL ELECTRONICS,VOL.49,NO.5,OCTOBER 2002

发明所要解决的问题

以往的DC/DC功率转换装置中，使用用于能量转移的电容和电感，利用用于能量转移的电容的充放电，进行直流/直流功率转换，从而能够使用低耐压的半导体开关元件和小型的电感。

但是，以往的DC/DC功率转换装置中，由于2个半导体开关元件互补地进行开关动作，因此会在电感中流过一定的与负载量无关的纹波电流(ripple current)，该电流也流经用于能量转移的电容和半导体开关元件，会产生损耗。因此，低负载时的功率转换效率较低。

而在使电感的电感值增大时，纹波电流变小，可以减小损耗，可提高低负载时的功率转换效率。但是，当使电感值增大时，电感的体积与重量随之增大，存在DC/DC功率转换装置的体积与重量也增加的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种改良的DC/DC功率转换装置，即使采用电感值较小的小型轻重量的电感，也可以减小低负载时的损耗。

解决问题的方法

本发明所涉及的DC/DC功率转换装置中，具有2个以上的开关单元，该开关单元分别由2个执行开关动作的半导体开关元件Sa，Sb构成，所述各个开关单元中的所述各个半导体开关元件全部串联连接，还具有：用于能量转移的电容，该电容根据所述各个开关单元中的所述各个半导体开关元件的开关动作进行充放电；以及电感，该DC/DC功率转换装置还包括：控制部，该控制部根据所述DC/DC功率转换装置的输入输出电压之比以及DC/DC功率转换装置的功率传输方向，使所述开关单元的半导体开关元件按照4种开关模式执行开关动作，并在低负载时在开关动作中执行流过所述电感的电流为零的电流不连续动作。

发明效果

根据本发明的DC/DC功率转换装置，由于具有如下单元：根据DC/DC功率转换装置的输入输出电压之比以及DC/DC功率转换装置的功率传输方向，按照4种开关模式执行动作，因此在低负载时执行电感电流为零的电流不连续动作，即使采用电感值较小的小型电感，低负载时的电感的纹波电流也较小，可以减小用于能量转移的电容、电感、半导体开关元件的损耗，由此可提高低负载时的功率转换效率。

上述的或者其他的本发明的目的、特征、效果将由以下实施方式中的详细说明与附图的记载变得更为明确。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的DC/DC功率转换装置的主电路结构的电路图。

图2是表示本发明实施方式1的DC/DC功率转换装置与电源与电动发电机的连接关系的整体概要图。

图3是表示本发明实施方式1的DC/DC功率转换装置的控制部的结构的方框图。

图4A是表示本发明实施方式1的DC/DC功率转换装置的动作的波形图，是电压比为2以上，高负载，升压时的动作波形图。

图4B是表示本发明实施方式1的DC/DC功率转换装置的动作的波形图，是电压比为2以上，低负载，升压时的动作波形图。

图5A是表示本发明实施方式1的DC/DC功率转换装置的动作的波形图，是电压比为2以下，高负载，升压时的动作波形图。

图5B是表示本发明实施方式1的DC/DC功率转换装置的动作的波形图，是电压比为2以下，低负载，升压时的动作波形图。