[发明专利]电力转换电路系统

说明书

优先权信息

该申请要求2014年2月26日提交的日本专利申请第2014-035186号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种电力转换电路系统，具体地，涉及一种具有多个输入/输出端口的电力转换电路系统。

背景技术

JP 2012-125040A提出了一种集成了两种类型的电路的电力转换电路系统，其利用在电流方向上表现出不同电感的磁耦合电抗器。该系统具有耦合电抗器位于变压器的两端并且连接到全桥电路的结构。在该结构中，一个电路中设置最多四个直流端口。当电力在连接在变压器的各端的左全桥电路与右全桥电路之间传输时，如果占空比(Duty)相同，则高效电力传输是可能的。

如上所述，如果左全桥电路和右全桥电路的占空比相同，则电力可以高效地从一个全桥电路传送到另一个全桥电路。然而，当占空比彼此不同时，非传输时段期间的电流增加，并且转换效率显著降低。因此，存在在左全桥电路与右全桥电路之间设置相等的占空比的限制，这意味着不能任意选择连接到变压器的中间点的直流端口的电压值。

鉴于上述，本发明人提出了控制构成全桥电路的半桥电路之间的半桥相位差，以使得即使当占空比在全桥电路之间不同时，也可以抑制转换效率的降低。然而，在该现有技术中，还提出了(在提交本申请时尚未公开)优点可能是不足的，并且期望效率的进一步改进。特别地，存在当存在死区时间段时或者电源电压改变时效率可能降低的问题。

本发明有利地提供了一种具有多个输入/输出端口的电力转换电路系统，其甚至在死区时间段期间或者甚至在电源电压改变时，也可以高效地传输电力。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种电力转换电路系统，其包括：初级侧电力转换电路；次级侧电力转换电路，磁耦合到初级侧电力转换电路；以及控制电路，控制初级侧电力转换电路与次级侧电力转换电路之间的电力传输。初级侧电力转换电路包括在初级侧正极总线与初级侧负极总线之间的左臂、右臂和初级侧线圈，其中，左臂包括串联连接的左上臂晶体管和左下臂晶体管，右臂包括串联连接的右上臂晶体管和右下臂晶体管，并且初级侧线圈连接在左臂的连接点与右臂的连接点之间。次级侧电力转换电路包括在次级侧正极总线与次级侧负极总线之间的左臂、右臂和次级侧线圈，其中，左臂包括串联连接的左上臂晶体管和左下臂晶体管，右臂包括串联连接的右上臂晶体管和右下臂晶体管，并且次级侧线圈连接在左臂的连接点与右臂的连接点之间。控制电路基于初级侧电力转换电路和次级侧电力转换电路的关断时段以及基于初级侧电力转换电路和次级侧电力转换电路的死区时间，设置初级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差和次级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差中的至少一个，以使得当初级侧电力转换电路的左臂与右臂之间的占空比与次级侧电力转换电路的左臂与右臂之间的占空比不同时，在电力的非传输时段中，在初级侧电力转换电路与次级侧电力转换电路之间的电流为零。

根据本发明的另一方面，优选地，控制电路还基于输入电压的改变量，设置初级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差和次级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差中的至少一个。

根据本发明的另一方面，优选地，控制电路基于次级侧电力转换电路的关断时段，设置初级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差，以及控制电路基于初级侧电力转换电路的关断时段和死区时间，设置次级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差。

根据本发明的另一方面，优选地，控制电路基于次级侧电力转换电路的关断时段，设置初级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差，以及控制电路基于初级侧电力转换电路的关断时段和死区时间以及基于输入电压的改变量，设置次级侧电力转换电路的左下臂晶体管与右下臂晶体管之间的半桥相位差。

根据本发明的另一方面，优选地，初级侧线圈包括彼此磁耦合的线圈和变压器初级侧线圈，以及次级侧线圈包括变压器次级侧线圈和连接到变压器次级侧线圈的中间点的线圈。

根据本发明的另一方面，优选地，初级侧线圈包括变压器初级侧线圈和连接到变压器初级侧线圈的中间点的线圈，以及次级侧线圈包括彼此磁耦合的线圈和变压器次级侧线圈。

根据本发明的各个方面，甚至在死区时间段期间以及甚至当电源电压改变时，也可以高效地在初级侧与次级侧之间传输电力。另外，根据本发明的各个方面，可以减少交流电流通过的磁性元件的数量，并且可以改进转换效率。