[发明专利]变换器和双向变换器

说明书

技术领域

本发明涉及变换器和双向变换器。

背景技术

一般来说，在DC-DC变换器中使用用于使输入侧和输出侧绝缘的变压器。此外，能够根据上述变压器的输入侧和输出侧的圈数比，使输入的直流电压升压或降压后输出。作为以往的DC-DC变换器，例如在专利文献1的DC-DC变换器中使用升压用的变压器16。如专利文献1的图4(a)所示，上述DC-DC变换器在第一、第四开关单元15a、15d导通时，使第二、第三开关单元15b、15c断开，并且在下一期间使上述动作反转，并在各期间交替，由此产生高频交流电压矩形波。利用变压器16对通过上述动作产生的高频交流电压矩形波进行升压，并通过全波整流电路17输出。当得到了所希望的输出电压时，变换器控制部20使转换电路14的第一、第四开关单元15a、15d或第二、第三开关单元15b、15c断开。

同样，在专利文献2的图7所示的DC-DC变换器中，通过变换器8的占空比控制，使输入的直流电压成为交流电压，并且利用变压器9对得到的交流电压进行变压并通过整流电路10输出直流电压。在上述DC-DC变换器中，根据输入电压的变化使变换器8的占空比变化。在上述专利文献2的DC-DC变换器中，当输入电压大幅度变化而导致占空比变小时，变压器9的损失变大。因此，在专利文献2的图8所示的DC-DC变换器中，在变换器8之前插入降压电路7，当输入电压较大时，使降压电路7动作。此外，在专利文献2的图1所示的DC-DC变换器中设置连接切换电路18，当输入电压较大时通过连接切换电路18使输出电压下降。

专利文献1：日本专利公开公报特开2008-278723号

专利文献2：日本专利公开公报特开平11-187654号

但是，在上述DC-DC变换器中存在如下问题：当达到所希望的输出电压时，在电流还在流动的状态下使转换电路的开关断开会产生开关损失。此外还存在如下问题：如果为了实现大范围的输入输出电压电流，而使变换器内的开关单元与占空比控制对应，则变压器的损失变大，如果为了降低变压器的损失，而设置降压电路或切换电路，则电路和控制变得复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供能够对应大范围的输入输出电压电流并降低开关损失的变换器和双向变换器。

本发明提供一种变换器，其特征在于包括：变压器，具有初级线圈和次级线圈；第一电路，与所述初级线圈侧连接，并具有：第一区域和第二区域，分别并联在第一端子和第二端子之间，并且将开关单元作为上下臂，所述开关单元具有分别并联有反向并联二极管和并联电容器的开关元件；第一电容器，与所述第一区域或第二区域的上下臂的一个开关单元或所述第一区域和第二区域的上臂或下臂的一个开关单元并联；以及第二电容器，与所述第一区域或第二区域的上下臂的另一个开关单元或所述第一区域和第二区域的上臂或下臂的另一个开关单元并联；第二电路，与所述次级线圈侧连接，并具有：桥式连接电路，在桥式连接的单向性元件中至少有两个所述单向性元件分别并联有开关单元，所述开关单元包含分别并联有并联电容器的开关元件；以及第三电容器和第四电容器，至少分别与两个所述开关单元并联；电感，在所述第一区域的上下臂的连接点和所述第二区域的上下臂的连接点之间通过所述初级线圈连接，或者是在所述桥式连接电路内在所述单向性元件之间同极性串联的连接点和所述单向性元件之间同极性串联的另一个连接点之间通过所述次级线圈连接；以及控制电路，使所述第一区域或第二区域的上臂的开关单元和所述第二区域或第一区域的下臂的开关单元成组交替导通断开，将从所述第一、第二端子侧输入的直流转换为交流并从所述第一电路输出，当进行使所述成组的开关单元交替导通断开的控制时，使处于导通状态的所述成组的所述第一区域或第二区域的上臂的开关单元和所述第二区域或第一区域的下臂的开关单元中并联有所述第一电容器或所述第二电容器的所述开关单元先断开。

本发明的变换器和双向变换器能够对应大范围的输入输出电压电流并降低开关损失。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的变换器的构成图。

图2是表示在本发明第一实施方式的变换器中使第二电路2的开关单元S5、S6导通断开时第一电路1的开关单元S1～S4和第二电路2的开关单元S5、S6的驱动信号的一例的波形图。

图3是表示在本发明第一实施方式的变换器中使第二电路2的开关单元S5、S6导通断开时第一电路1的开关单元S1～S4的电压、电流和变压器11的励磁电流的一例的波形图。