[发明专利]DC‑DC转换器及其控制方法、以及二次电池充放电系统

说明书

技术领域

本发明涉及将直流电源的电力供给到直流负载、直流电源的DC-DC转换器、以及具备该DC-DC转换器的二次电池充放电系统、以及DC-DC转换器的控制方法。

背景技术

近年来，由于对地球环境保护的意识的提高，正在开发具备了蓄电池、太阳能电池、燃料电池等直流电源的系统。在这些系统中，需要从直流电源对负载、其他直流电源进行电力供给的DC-DC转换器。

在专利文献1的说明书的解决手段中，记载了“在直流电源12与变压器13之间配设半导体开关元件Q1～Q4，在变压器13与负载14之间设置整流电路15与输出平滑电路16。在整流电路15与输出平滑电路16之间设置RCD缓冲器(snubber)电路17，整流电路15的输出侧电压V1中包含的电涌电压经由缓冲器二极管Ds被缓冲器电容器Cs吸收，经由缓冲器电阻Rs对缓冲器电容器Cs的电荷进行放电，作为电力供给到负载14。”

然而，在该专利文献1所记载了的转换器中，在将被充电到对电涌电压进行钳位的缓冲器电容器的电荷作为电力供给到负载时，通过缓冲器电阻，所以在缓冲器电阻处能量被消耗。

另一方面，在专利文献2的说明书的解决手段中，记载了“双向DC-DC转换器5具备变压器30，该变压器30对与第1电源连接了的电压型全桥电路、和与第2电源连接了的电流型开关电路进行连接。在这里，具备了控制电路100，该控制电路100将由开关元件203、204与钳位电容器48构成了的电压钳位电路连接到电流型开关电路，使开关元件101～104、201～204协同动作，以便操纵谐振电抗器20中流过的电流。”非专利文献1也公开了与专利文献2相同的结构。

这些DC-DC转换器进行从电压型电路向电流型电路供给电力的降压动作、以及从电流型电路向电压型电路供给电力的升压动作。另外，这些DC-DC转换器在对被充电到钳位电容器中的电荷进行放电时，不经由缓冲器电阻，而是经由导通状态的钳位开关元件来进行放电，所以能够将由缓冲器电阻所致的能量损失防止于未然。

下面，在本说明书中，降压动作是指从电压型电路向电流型电路供给电力。升压动作是指从电流型电路向电压型电路供给电力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2008-79403号公报

专利文献2：特开2009-55747号公报

非专利文献

非专利文献1：K.Wang,C.Y.Lin,L.Zhu,D.Qu,F.C.Lee and J.S.Lai,“Bi-directional DC to DC Converters for Fuel Cell Systems”,IEEE power electronics in transportation,IEEE,1998,pp.47-51

发明内容

一般来说，在DC-DC转换器中，在开始电力变换动作的情况下，为了使电路中不流过过大的电流，以缩小了输出的状态开始动作，其后逐渐增加输出的情况较多。在专利文献2、非专利文献1所记载了的DC-DC转换器中，在以缩小了输出的状态开始升压动作的情况下，成为电流型电路所具备的开关元件的导通时间比率低、钳位开关元件的导通时间比率高的状态。

然而，在这些DC-DC转换器中，钳位电容器在降压动作时，被充电到比其动作时的输出电压更高的电压。进一步地，钳位电容器在升压动作时，被充电到比其输入电压更高的电压。钳位电容器在这些降压动作、升压动作停止后，也在规定时间内保持该电压。因此，如果在钳位电容器被充电到高的电压状态下开始升压动作，则钳位开关元件的导通时间的比率高，所以有在钳位开关元件、平滑电感器中流过过大的电流的担忧。

为了抑制该过电流，存在钳位电容器的电荷经由电阻分量逐渐放电，在钳位电容器的电压压降了之后开始升压动作的方法。在该方法中，存在从停止降压动作、升压动作起直到接下来开始升压动作为止需要规定的时间这样的问题。

为了抑制过电流，也考虑了另外附加用于对钳位电容器进行放电的电路，但存在成为成本上升的主要原因的担忧。

因此，本发明的课题在于，提供一种直到开始升压动作为止所需的时间短、且低成本的DC-DC转换器、以及使用了该DC-DC转换器的二次电池充放电系统、以及DC-DC转换器的控制方法。