[发明专利]功率转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率转换装置，所述功率转换装置利用半导体开关的导通和断开将直流电源电压转换为所期望大小的直流电压，并在直流电源与负载之间进行直流电力的交换。

背景技术

图4是专利文献1所记载的电源装置的电路图，通常被称为DC-DC(Direct Current-Direct Current：直流电-直流电)变换器。

图4中，V_s为充电电池等直流电源，SW为主开关，C_s，C_d1为平滑电容器，L为电抗器，S_p，S_n为半导体开关，T_p，T_n为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)等功率用半导体开关元件，D_p，D_n为回流二极管，Load是表示为电流源的负载。

在该现有技术中，以恰当的时间比率使开关元件T_p，T_n交替导通、断开，从而反复对电抗器L进行能量的存储、释放，使电源电压V_in上升到更高的电压V_out并将其提供给负载Load。

另外，当负载Load中流过的电流I_Load沿与图示方向相反的方向流动时，以恰当的时间比率使开关元件T_p，T_n导通、断开，使得施加在负载Load上的电压V_out极性相反。此时，电抗器L的电流I_L沿与图示方向相反的方向流动，因此，负载Load的电力由直流电源V_s再生。由此，在图4的现有技术中能实现双向的电力流。

这里，由于开关元件T_p，T_n的导通、断开，使得流过电抗器L的电流I_L中含有脉动分量。然而，由于脉动分量因电容器C_s的电流平滑作用而被抑制，因此在直流电源V_s中流过去除了脉动分量的电流。

通常，若充电电池中流过含有较多脉动分量的电流，则充电电池的寿命会降低。因此，在考虑利用充电电池构成直流电源V_s的情况下，若如图4所示设置电容器C_s，则能抑制流过充电电池的电流的脉动分量从而延长其寿命。

另一方面，图4中，主开关SW用于使直流电源V_s与由半导体开关S_p，S_n等构成的功率转换电路电气隔离，在功率转换电路、负载Load产生异常时起到切断供电的作用。这里，由于主开关SW需要消耗电抗器L中储存的电感性能量，因此，通常对主开关SW预先规定所能连接的电感的允许值。

对于该情况，若将超过上述允许值的电感连接到开关SW，则会产生导致开关SW的寿命降低等问题。然而，对于该问题，电容器C_s会吸收电抗器L的存储能量，从而能防止开关SW的寿命降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010-166646号公报([0016]～[0024]段、图1、图2等)

发明内容

发明所要解决的技术问题

如上所述，设置于功率转换电路输入侧的电容器C_s具有抑制电源电流的脉动分量、吸收电抗器L的存储能量的作用，由此起到了延长直流电源V_s、开关SW的寿命的作用效果。

然而，上述电容器C_s、承受输出电压V_out的高耐压电容器C_d1会导致大型化、成本上升，因而需要解决该问题。

因此，本发明所要解决的问题在于提供一种能使整个装置小型化、低成本化的功率转换装置。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述问题，权利要求1所涉及的发明包括：由第一、第二半导体开关串联连接而构成的半导体开关串联电路；由第一、第二电容器串联连接而构成的电容器串联电路；电抗器，该电抗器连接在第一、第二半导体开关的串联连接点与第一、第二电容器的串联连接点之间；以及直流电源，该直流电源与第一电容器或第二电容器并联连接。